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Verfahren zur Herstellung von elektrostatischen Steindruckplatten
Die Erfindung betrifft die Herstellung von Steindruckplatten sowie Steindruckplatten mit einer hydro- philen Fläche, die imstande ist, eine mit einer fettigen Steindruckfarbe nicht mischbare, wässerige Ätz- lösung aufzunehmen und während des Druckvorganges festzuhalten sowie mit einer hydrophoben Flä- che, die imstande ist, die fettige Steindruckfarbe aufzunehmen. Die Farbe wird von dieser hydropho- ben Fläche direkt oder mittels eines üblichen endlosen Bandes indirekt auf Papier oder eine andere zu be- druckende Fläche übertragen.
Die Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung von Steindruckplatten auf Papierbasis, in- dem auf einem Papierblatt, das eine isolierende Photowiderstandsfläche besitzt, nach einem elektro- statischen Druckverfahren eine sichtbare Aufzeichnung oder Kopie herstellt, die nachstehend als elektro- statische Kopie bezeichnet wird, und durch geeignete Behandlung dieser elektrostatischen Kopie eine Stein- druckplatte hergestellt wird, die zur Herstellung jeder gewünschten Anzahl von weiteren Kopien verwendet werden kann.
Es sind elektrostatische Druckverfahren bekannt, in denen eine mit einem isolierenden Photowiderstandsmaterial versehene Oberfläche einer leitenden oder halbleitenden Unterlage elektrostatisch aufgeladen und dann mit einem optischen Bild belichtet wird, das auf der Fläche durch Lichtstrahlen erzeugt wird, die eine Entladung der von den Lichtstrahlen getroffenen Stellen bewirken, während die übrige Fläche im geladenen Zustand verbleibt, so dass ein latentes elektrostatisches Bild erhalten wird.
Es wird dann auf das latente elektrostatische Bild ein Ton-oder Entwicklerpulver gebracht und durch elektrostatische Anziehung darauf festgehalten, so dass man ein Pulverbild erhält, das vorzugsweise durch Aufschmelzen fixiert wird, aber auch mit Hilfe eines zum Zusammenfliessen der Pulverteilchen führenden Lösungsmittels oder anderer bekannter Massnahmen fixiert werden kann. Man erhält auf diese Weise eine elektrostatische Kopie des Originals.
Die Erfindung bezweckt unter anderem die Schaffung eines Verfahrens zur raschen und wirtschaftlichen Herstellung einer Steindruckplatte aus einer derartigen elektrostatischen Kopie, womit das Wort" rasch" eine Zeit von wenigen Minuten oder weniger bezeichnet. Erfindungsgemäss wird eine elektrostatische Kopie in einem einfachen keine besondere Geschicklichkeit erfordernden Vorgang derart behandelt, dass in etwa 1 min oder in noch kürzerer Zeit eine Steindruckplatte erhalten wird, die beispielsweise in einer üblichen Offsetmaschine zur Herstellung weiterer Kopien verwendet werden kann. Die Zeit zwischen der Fertigstellung der elektrostatischen Kopie und ihrer Verwendung in einer Druckmaschine zur Herstellung weiterer Kopien kann also sehr kurz sein.
Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin. für die Umwandlung einer derartigen elektrostatischen Kopie in eine Steindruckplatte ein einfaches, rasch durchführbares Verfahren zu schaffen, in dem die Kopie nur einem einzigen Behandlungsschritt unterworfen zu werden braucht und das zu einer Steindruckplatte führt, von der sofort weitere Kopien hergestellt werden können.
Weitere Zwecke und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung hervor.
Die Erfindung geht von bekannten Verfahren zur Herstellung von Steindruckplatten aus. In diesen be-
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kannten Verfahren wird (a) ein Träger mit einer Photowiderstandsfläche aus Zinkoxydteilchen, die in einer die Oberfläche der Unterlage bedeckenden, Schicht eines elektrisch isolierenden, filmbildenden Harzes eingebettet sind, zur Erzeugung einer elektrostatischen Ladung aufgeladen, dann wird (b) der geladene
Träger mit einem Lichtbild der zu kopierenden Vorlage belichtet, so dass ein latentes elektrostatisches
Bild der Vorlage erhalten wird ; nun wird (c) auf das so erhaltene elektrostatische Bild ein aus einem hydro- phoben Harz bestehendes Entwicklungspulver aufgebracht, das die zum Bild gehörenden, geladenen Stel- len, aber nicht die zum Bilduntergrund gehörenden Stellen der Photowiderstandsfläche bedeckt.
Anschlie- ssend wird (d) durch Fixieren des aus dem hydrophoben Harz bestehenden Pulvers eine elektrostatische
Kopie hergestellt, in der die auf diese Weise gebildete hydrophobe Harzschicht die zum Bild gehörenden
Stellen und die aus dem elektrisch isolierenden Harz bestehende Schicht, in der das Zinkoxyd eingebettet ist, die zum Bilduntergrund gehörenden Stellen bildet. Schliesslich wird (e) auf die so erhaltene elektro- statische Kopie ein Ätzmittel aufgebracht, das die zum Bilduntergrund gehörenden Stellen in eine hydro- phile Fläche verwandelt.
Ein derartiges Verfahren wird erfindungsgemäss dadurch verbessert, dass auf die elektrostatische Kopie als Ätzmittel eine wässerige Lösung eines Halogenids oder Sulfats des Aluminiums oder dreiwertigen Eisens aufgebracht und so lange einwirken gelassen wird, bis das Salz an den zum Bild- untergrund gehörenden Stellen des latenten elektrostatischen Bildes mit dem Zinkoxyd einen festen hydro- philen Film aus dem Produkt der Reaktion des Zinkoxyds mit dem Halogenid oder Sulfat des Aluminiums oder dreiwertigen Eisens bildet, der die zum Bilduntergrund gehörenden Stellen bedeckt.
Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Steindruckplatte besteht aus einem Träger, der vorzugsweise aus Papier, insbesondere Papier hoher Nassfestigkeit besteht, ferner aus einer auf diesem
Träger angeordneten Schicht eines filmbildenden elektrisch isolierenden Harzes, in dem Photowiderstands-
Zinkoxyd eingebettet ist, einer die zum Bild gehörenden Stellen bedeckenden Schicht eines hydrophoben
Harzes und einem die nicht zum Bild gehörenden bzw. dessen Untergrund bildenden Stellen bedecken- den hydrophilen Film aus dem Produkt der Reaktion eines Halogenids oder Sulfats des Aluminiums oder dreiwertigen Eisens mit Zinkoxyd.
Zur Herstellung derartiger Steindruckplatten kann man die das Zinkoxyd enthaltende Photowiderstandsfläche auf dem Träger elektrostatisch aufladen, durch Belichtung der geladenen Fläche auf dieser ein latentes Bild der Vorlage erzeugen, auf die Fläche ein aus Harz bestehendes Ton-oder Entwicklungspulver aufbringen, das an den zum Bild gehörenden Stellen, aber nicht an den nicht zum Bild gehörenden bzw. dessen Untergrund bildenden Stellen haftet, das aus Harz bestehende Tonpulver beispielsweise durch Aufschmelzen fixieren und dann die Platte mit einer wässerigen Lösung eines Halogenids oder Sulfats des Aluminiums oder dreiwertigen Eisens schwabbelnoder bestreichen.
Es hat sich gezeigt, dass dann an den nicht zum Bild gehörenden Stellen im wesentlichen sofort eine Reaktion zwischen dem Aluminium- oder Eisensalz und dem in der Harzschicht eingebetteten Zinkoxyd stattfindet, das an diesen Stellen nicht von dem aus Ton- oder Entwicklerpulverteilchen gebildeten, fixierten Harz bedeckt ist, und dass durch diese Reaktion ein Film gebildet wird, der hydrophobe Eigenschaften hat und für die Feuchtlösung undurchlässig ist, während die aufgebrachte Aluminium- oder Eisensalzlösung die hydrophoben Eigenschaften des die zum Bild gehörenden Stellen bildenden Harzes nicht beeinträchtigt.
Diese Reaktion erfolgt so rasch, dass die elektrostatische Kopie innerhalb 1 min oder eines kürzeren Zeitraumes nach dem Aufbringen der wässerigen Lösung des Aluminium- oder Eisensalzes in eine Steindruckplatte verwandelt wird, die zur Herstellung weiterer Kopien verwendet werden kann.
In der Praxis hat es sich gezeigt, dass es genügt, die elektrostatische Kopie einmal mit einer Alu- minium- oder Eisen-III-Salzlösung zu schwabbeln, die fertige Druckplatte an der Druckwalze der Offsetmaschine zu befestigen und die Maschine in der üblichen Weise durch Zuführung der Feuchtlösung und der Farbe zu betreiben. Die zwischen der Herstellung der elektrostatischen Kopie und ihrer Verwendung als Steindruckplatte erforderliche Zeit wird daher durch die Erfindung auf etwa 1 min oder weniger herabgesetzt.
Wenn die erfindungsgemäss hergestellte Druckplatte 10 oder 15 min lang oder länger stehen gelassen wird, können die hydrophilen Eigenschaften des an den nicht zum Bild gehörenden Stellen befindlichen Filmes etwas beeinträchtigt werden. Zur Auffrischung des Filmes kann man die Platte noch einmal einer Behandlung der vorgenannten Art mit der wässerigen Aluminium- oder Eisen-III-Salzlösung unterziehen.
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel einen Querschnitt durch eine nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellte Steindruckplatte, zu deren besseren Darstellung die Teile der Platte vergrössert gezeigt sind.
Der Träger 1 besteht vorzugsweise aus Papier, insbesondere einem Papier hoher Nassfestigkeit, kann jedoch auch aus einer Kunststoffolie, einer Metallfolie oder aus einem andern Material bestehen,
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das elektrisch leitend oder halbleitend ist. Der Träger 1 ist mit einer Schicht 2 aus einem elektrisch isolierenden, filmbildenden Harz überzogen, in dem Teilchen 3 aus Photowiderstands-Zinkoxyd in einer Grössenordnung von 0,2 eingebettet sind. Ein Beispiel eines derartigen Zinkoxyds ist das von der New Jersey Zinc Company unter der Bezeichnung Florence Green Seal 8 verkaufte Photowiderstands-Zink- oxyd.
Es versteht sich jedoch, dass jedes feinteilige Photowiderstands-Zinkoxyd verwendet werden kann, und die Erfindung nicht auf die hier nur beispielsweise gemachten Angaben hinsichtlich der Teilchen- grösse oder der Sorte des Zinkoxyds eingeschränkt ist.
Das Harz, in dem das Zinkoxyd suspendiert wird, um in Form dieser Suspension unter Bildung der
Harzschicht 2 auf den Träger 1 aufgebracht zu werden, kann aus jedem elektrisch isolierenden, filmbildenden Harz bestehen. Beispiele derartiger Harze sind die bekannten Siliconharze, z. B. das von der General Electric Company vertriebene G. E. SR-82, oder Melamin-Formaldehydharze, z. B. von der
American Cyanamid Company, Polyvinylacetatharze, z. B. das von der Firma Dupont vertriebene Elvacet,
Alkydharze, z. B.
Synthemul und Gemische von Melamin-Formadehydharzen mit thermoplastischen
Harzen, beispielsweise den Vinylacetaten, dem Vinylidenchlorid, den Acrylnitril-Butadien-Copolymeren (Hycarz), den Styrol-Butadien-Copolymeren (Latex 512R), den Copolymeren des Styrols mit Acrylnitrol,
Acrylaten und/oder Methacrylsäure, beispielsweise das in der USA-Patentschrift Nr. 2, 767, 153 beschrie- bene und von der Firma Monsato unter der Marke Lytron verkaufte Harz.
Das das Photowiderstands-Zinkoxyd enthaltende Harz kann auf den Träger 1 aufgebracht wer- den, indem das Harz in einem geeigneten Lösungsmittel aufgelöst und durch Zugabe des Zinkoxyds eine
Suspension des Zinkoxyds in der Harzlösung gebildet wird, die man dann auf den Träger 1 aufbringt.
Man kann auch eine Emulsion des Harzes oder Harzgemisches erzeugen, das Zinkoxyd in dieser Emulsion suspendieren und dieses Emulsionssystem auf den Träger 1 unter Bildung der isolierenden Photowider- standsschicht 2 aufbringen, die an ihrer Oberfläche eingebettete Teilchen 3 aus Photowiderstands-
Zinkoxyd enthält.
Die so gebildete Platte wird wie in bekannten elektrostatischen Kopieverfahren aufgeladen, beispielsweise indem sie einer Glimmentladung ausgesetzt oder über eine Ladewalze geführt wird, die auf der ganzen Fläche der Platte eine einheitliche elektrostatische Ladung erzeugt. Dann wird durch Belichtung der geladenen Platte ein latentes Bild der Vorlage erzeugt. Auf die zum Bild gehörenden Stellen wird Entwickler-oder Tonpulver aufgebracht, das auf diesen Stellen durch elektrostatische Anziehung fest- gehalten wird. Das Tonpulver wird dann fixiert, was durch Aufschmelzen unter Wärmeeinwirkung erfolgen kann oder durch Auflösung in einem Lösungsmittel, welches dann verdampft wird.
Das Ton- oder Entwicklerpulver ist ein harzartiges Material, das nach seiner Fixierung hydrophobe Eigenschaften hat und Fettfarbe anzieht. Beispiele derartiger Entwicklerpulver sind pigmentierte Styrolpolymere oder Polymere substituierter Styrole, beispielsweise die von der Pennsylvania Industrial Chemical Corporation in Clairton, Pennsylvania, vertriebenen"Piccolastics"ferner pigmentierte Phenol- formaldehydharze u. a. Harze mit hydrophoben Eigenschaften.
Das Entwicklerpulver kann auf das latente Bild direkt oder im Gemisch mit einer Trägersubstanz, beispielsweise Glasperlen aufgebracht werden. Vorzugsweise wird es in einem Gemisch mit magnetischen Teilchen, beispielsweise magnetischen Eisen aufgebracht, so dass die Teilchen des Entwicklerpulvers mit Reibungselektrizität aufgeladen werden. Das Entwicklerpulver wird so ausgewählt, dass es von den zum Bilduntergrund gehörenden Stellen zu den geladenen zum Bild gehörenden Stellen hin elektrostatisch abgestossen und von diesen elektrostatisch angezogen und festgehalten wird. Vorzugsweise erhält das isolierte Photowiderstandsmaterial eine negative Ladung. In diesem Fall wird auf die zum Bild gehörenden Stellen ein positives Tonpulver aufgebracht.
Wenn die zum Bild gehörenden Stellen gegenüber den zum Bilduntergrund gehörenden Stellen entladen sind, verwendet man ein negatives Tonpulver.
Ein bevorzugtes negatives Tonpulver, auf welches die Erfindung jedoch nicht eingeschränkt ist, besteht aus einem Gemisch aus einem Harzpolymer von Styrol und Styrolhomologen (Piccolastic D), einem durch Reaktion mit einem Arylsäurealkylester modifizierten, ähnlichen Harz (Piccolastic C), Russ und einem andern Pigment. Dieses negative Tonpulver erhält man durch Mischung der Harzbestandteile mit dem Russ und/oder andern Farbstoff, Schmelzen des Harzes, Erstarrenlassen des schmelzflüssigen Gemisches, Mahlen der festen Substanz und Vermischen der Teilchen der gemahlenen Substanz mit einem magnetischen Material, wie Eisen.
Ein zur Herstellung der erfindungsgemässen Platten geeignetes, positives Tonpulver besteht beispielsweise aus einem Gemisch aus Piccolastic D, Piccolastic C, Butenpolymerharz, Russ, Nigrosinfarbstoff und Iosolschwarz. Diese Bestandteile werden miteinander vermischt ; die Harze werden geschmolzen ; das schmelzflüssige Gemisch wird erstarren gelassen und fein vermahlen ; und die erhaltenen feinen Teil-
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eben werden mit magnetischem Eisen vermischt, das den Harzteilchen eine reibungselektrische Ladung erteilt.
Die Fixierung der Tonpulverteilchen an den zum Bild gehörenden Stellen führt zur Bildung einer
Schicht 4, die aus einem hydrophoben Harz besteht und an den zum Bild gehörenden Stellen das Zink- oxyd bedeckt.
In der bevorzugten Ausführungsform besteht die Schicht aus geschmolzenem Harz und wird dadurch gebildet, dass das mit den Tonpulverteilchen bedeckte Bild einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird, da- mit die Tonpulverteilchen an den zum Bild gehörenden Stellen schmelzen.
Die durch die Fixierung der an den zum Bild gehörenden Stellen elektrostatisch festgehaltenen Tonpulverteilchen erhaltene elektrostatische Kopie wird mit einer wässerigen Ätzlösung eines Aluminiumoder Eisen-III-Halogenids oder-Sulfats geschwabbelt. Vorzugsweise werden Aluminiumchloridlösungen verwendet, dochkönnen auchwässerige Lösungen vonEisen-III-Chlorid, Aluminium- oder Eisen-III-Bromid, Aluminiumjodid oder Aluminium-oder Eisen-III-Sulfat verwendet werden. Das Aluminium- oder Eisen- - in-Salz kann in der Lösung in einer Konzentration von 1 bis 40go, vorzugsweise 2-15% vorhanden sein.
Der pH-Wert der Lösung soll niedriger sein als 6 und vorzugsweise 1 - 3, 5 betragen.
Die Ätzlösung kann noch andere Bestandteile, beispielsweise Glycerin, enthalten, das in einer Linie deshalb zugesetzt wird, weil es hygroskopisch ist und daher durch Absorption von Wasser den Zeitraum verlängert, in dem die gebildete hydrophile Fläche 5 ihre hydrophilen Eigenschaften behält. Das bedeutet, dass bei Anwendung von glycerinhaltigen Ätzlösungen die lithographische Druckplatte vor dem Gebrauch länger gelagert werden kann als bei Verwendung einer Ätzlösung, die nur das Aluminiumoder Eisen-III-Salz enthält. Andere Bestandteile, die in der Ätzlösung vorhanden sein können, sind Ammoniumsulfat, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Gummiarabicum, Carboxymethylcellulose, Polysaccharide, z. B. Guargummi (gum guar), Formaldehyd und die normalen Bestandteile von Ätzlösungen, beispielsweise Phosphorsäure.
Die Verwendung von Formaldehyd und Gummi arabicum enthaltenden Lösungen führt im allgemeinen zu Steindruckplatten, die nach der Entnahme aus der Offsetmaschine die hydrophilen Eigenschaften in den nicht zum Bild gehörenden Stellen relativ lange hiedurch behalten, so dass die Druckplatten ohne eine erneute Behandlung mit der Ätzlösung wiederverwendet werden können.
Die nachstehenden Beispiele von erfindungsgemäss verwendbaren Ätzlösungen dienen zur Erläuterung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es versteht sich daher, dass die Erfindung nicht auf die hier beispielsweise angegebenen Ätzlösungen eingeschränkt ist, die im Rahmen der Erfindung angewendet werden können. Die Teile sind nachstehend als Gew.-Teile angegeben.
Ätzlösung 1
4 Teile Aluminiumchlorid
96 Teile Wasser Ätzlösung 2
4 Teile Aluminiumchlorid
6 Teile Glycerin
90 Teile Wasser Ätzlösung 3
4 Teile Aluminiumchlorid
1 Teil Ammoniumsulfat
6 Teile Glycerin
111 Teile Wasser Ätzlösung 4
5 Teile Aluminiumsulfat
1 Teil Aluminiumchlorid
6 Teile Glycerin
111 Teile Wasser Ätzlösung 5
4 Teile Aluminiumbromid
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6 Teile Glycerin
90 Teile Wasser Ätzlösung 6
5 Teile Aluminiumjodid
6 Teile Glycerin
90 Teile Wasser Ätzlösung 7
5 Teile Aluminiumsulfat
6 Teile Glycerin
111 Teile Wasser Ätzlösung 8
4 Teile Aluminiumchlorid
1 Teil Magnesiumnitrat
1 Teil Formaldehyd
60 Teile Gummi arabicum (Gummigehalt 100/0)
30 Teile Wasser Ätzlösung 9
4 Teile Aluminiumchlorid
2 Teile Phosphorsäure
50 Teile Gummi arabicum (Gummigehalt 10%)
1 Teil Formaldehyd
30 Teile Wasser Ätzlösung 10
5 Teile Aluminiumchlorid
95 Teile einer handelsüblichen Ätzlösung, deren Hauptbestandteile Glycerin und Phosphorsäure sind.
Ätzlösung 11
4 Teile Eisen-III-Chlorid
96 Teile Wasser Ätzlösung 12
4 Teile Eisen-III-Chlorid
6 Teile Glycerin
90 Teile Wasser Ätzlösung 13
4 Teile Eisen-III-Chlorid
1 Teil Ammoniumsulfat
6 Teile Glycerin 111 Teile Wasser Ätzlösung 14
5 Teile Eisen-III-Sulfat
1 Teil Eisen-III-Chlorid
6 Teile Glycerin
111 Teile Wasser Ätzlösung 15
4 Teile Eisen-III-Bromid
6 Teile Glycerin
90 Teile Wasser
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