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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren
zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckelementen durch Aufbringen
einer Schicht aus einem fotopolymerisierbaren Material auf die äußeren Fläche eines
Hohlzylinders und Verbinden der Kanten durch Kalandrieren. Die Erfindung
betrifft weiterhin die Verwendung derartig hergestellter Flexodruckelemente
zum Herstellen von Flexodruckformen.
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Zylindrische
Flexodruckformen sind prinzipiell bekannt. Bei einer zylindrischen
Flexodruckform ist der Druckzylinder der Druckmaschine im gesamten
Umfange mit einer Druckschicht bzw. einem Druckrelief versehen.
Zylindrische Druckformen besitzen große Bedeutung für den Druck
von Endlos-Mustern und werden beispielsweise zum Drucken von Tapeten,
Dekorpapieren oder Geschenkpapieren verwendet.
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Im
Prinzip kann der eigentliche Druckzylinder der Druckmaschine selbst
mit einer vollständig
umhüllenden
Druckschicht versehen werden. Diese Vorgehensweise hat jedoch den
Nachteil, dass beim Wechsel der Druckform u.U. der gesamte Druckzylinder
ausgetauscht werden muss. Dies ist äußerst aufwendig und dementsprechend
teuer.
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Üblich ist
daher die Verwendung sogenannter Sleeves. Bei Sleeves handelt es
sich um einen zylindrischen Hohlkörper – auch als Hülse bekannt –, der mit
einer Druckschicht bzw. einem Druckrelief versehen worden ist. Die
Sleeve-Technik ermöglicht
einen sehr schnellen und einfachen Wechsel der Druckform. Der Innendurchmesser
der Sleeves entspricht dem Außendurchmesser
des Druckzylinders, so dass die Sleeves einfach über den Druckzylinder der Druckmaschine
geschoben werden können.
Das Auf- und Abschieben der Sleeves funktioniert nach dem Luftkissenprinzip:
Für die
Sleeve-Technologie
ist die Druckmaschine mit einem speziellen Druckzylinder, einem
sogenannten Luftzylinder, ausgestattet. Der Luftzylinder verfügt über einen Druckluftanschluss
an der Stirnseite, mit dem Druckluft in das Innere des Zylinders
geleitet werden kann. Von dort aus kann sie über an der Außenseite
des Zylinders angeordnete Löcher
wieder austreten. Zur Montage eines Sleeves wird Druckluft in den
Luftzylinder eingeleitet und tritt an den Austrittslöchern wieder
aus. Der Sleeve kann nun auf den Luftzylinder aufgeschoben werden,
weil er sich unter dem Einfluss des Luftkissens geringfügig dehnt
und das Luftkissen die Reibung deutlich vermindert. Wenn die Druckluftzufuhr
beendet wird, geht die Dehnung zurück und der Sleeve sitzt auf
der Oberfläche
des Luftzylinders fest. Weitere Einzelheiten zur Sleeve-Technik
sind beispielsweise offenbart in „Technik des Flexodrucks", S. 73 ff., Coating
Verlag, St. Gallen, 1999.
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Qualitativ
hochwertige Runddruckformen können
jedoch nicht hergestellt werden, indem man den Druckzylinder oder
eine Hülse
einfach mit einer bereits druckfertig verarbeiteten Flexodruckplatte
vollständig umhüllt. An
den zusammenstoßenden
Enden der Druckplatte verbleibt nämlich ein feiner Spalt, welcher
bei einem echten Endlos-Motiv
immer auch druckende Bereiche der Platte durchschneidet. Dieser
Spalt führt
zu einer deutlich sichtbaren Linie im Druckbild. Um diese Linie
zu vermeiden, dürfen
sich an dieser Stelle nur nichtdruckende Vertiefungen befinden.
Somit können
nicht beliebige Muster gedruckt werden. Außerdem besteht bei dieser Technik
die Gefahr, dass das in der Druckfarbe enthaltene Lösungsmittel
in den Spalt eindringen und die Enden der Druckplatte vom Druckzylinder
loslösen
kann. Dies führt
zu noch stärkeren
Störungen im
Druckbild. Auch bei einem Verkleben der Enden verbleiben noch deutlich
sichtbare Spuren im Druckbild.
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Zur
Herstellung qualitativ hochwertiger Runddruckformen, ist es daher
erforderlich, den Druckzylinder oder eine Hülse mittels geeigneter Techniken
mit einer vollständig
umhüllenden,
reliefbildenden, fotopolymerisierbaren Schicht zu versehen. Dies
kann beispielsweise durch Beschichten aus Lösung oder durch Ringextrusion
erfolgen. Beide Techniken sind jedoch äußerst aufwendig und daher entsprechend
teuer. Es ist daher weit verbreitet, den Druckzylinder oder die
Hülse mit
einer vorgefertigten, thermoplastisch verarbeitbaren Schicht aus
fotopolymerisierbarem Material zu Umwickeln und die zusammenstoßenden Kanten
der fotopolymerisierbaren Schicht, auch Naht genannt, mittels geeigneter
Techniken so gut wie möglich
zu verschließen. Erst
in einem zweiten Schritt wird das zylindrische fotopolymerisierbare
Flexodruckelement zur fertigen Runddruckform verarbeitet. Geräte zur Verarbeitung
zylindrischer Flexodruckelemente sind kommerziell erhältlich.
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Bei
der Herstellung von fotopolymerisierbaren Flexodruckelementen unter
Verwendung von vorgefertigten Schichten ist es von besonderer Bedeutung,
die Naht vollständig
und mit äußerster
Präzision
zu verschließen.
Die Bedeutung dieses Verfahrensschrittes hat in den letzten Jahren
noch zugenommen. Moderne fotopolymersisierbare Flexodruckelemente,
wie beispielsweise digital bebilderbare Flexodruckelemente, erlauben
die Herstellung von Flexodruckformen mit deutlich höherer Auflösung als
dies früher
der Fall war. Flexodruck dringt daher auch zunehmend in solche Bereiche
ein, die früher
anderen Druckverfahren vorbehalten waren. Bei höherer Auflösung werden aber auch Fehler
in der druckenden Oberfläche
der Flexodruckform schneller sichtbar. Aus dem gleichen Grunde muss
beim Aufbringen der fotopolymerisierbaren, reliefbildenden Schicht
ebenfalls hohe Präzision
gewährleistet
sein. Dickenunterschiede in der reliefbildenden Schicht beeinträchtigen
die Rundlaufgenauigkeit des Druckzylinders und damit die Druckqualität erheblich.
Bei qualitativ hochwertigen Flexodruckform sollte die Dickentoleranz üblicherweise
nicht mehr als ± 10 μm betragen.
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Falls
die Dickentoleranz der fotopolymerisierbaren Schicht des Sleeves
nicht ausreichend ist, so muss die Oberfläche des Sleeves nachgearbeitet
werden.
DE-A 31 25 564 und
EP-A 469 375 offenbaren
Verfahren zur Verbesserung der Druckqualität, bei denen man die Oberfläche des
zylindrischen Flexodruckelementes zunächst abschleift, anschließend mit
einem geeigneten Lösemittel
glättet
und verbliebene Unebenheiten gegebenenfalls mit Bindemittel oder
dem Material der lichtempfindlichen Schicht auffüllt. Eine derartige Vorgehensweise
ist naturgemäß äußerst aufwendig,
langwierig und teuer.
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Fotopolymerisierbare,
zylindrische Flexodruckelemente können beispielsweise hergestellt
werden, indem man eine Schicht aus fotopolymerisierbarem Material
auf eine Hülse
aufbringt, so dass die Schnittkanten aneinander stoßen und
anschließend
auf ca. 160°C
zu erhitzt, bis das Material zu schmelzen beginnt und die Schnittkanten
ineinander verlaufen.
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DE-A 29 11 980 offenbart
ein Verfahren, bei dem ein Druckzylinder mit einer lichtempfindlichen
Harzfolie umwickelt wird, ohne dass ein wesentlicher Abstand oder
eine wesentliche Überlappung
zwischen den Plattenenden vorhanden ist. Die Naht wird verschlossen,
indem man den Druckzylinder mit einer Kalandrierwalze unter Drehen
in Kontakt bringt, und die Schnittkanten durch Schmelzen miteinander
verbindet.
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Beim
Schmelzen der fotopolymerisierbaren Schicht ist es jedoch kaum zu
vermeiden, dass sich die Dicke der lichtempfindlichen Schicht unregelmäßig verändert. Die
mit Hilfe derartiger Schmelzvorgänge
hergestellten Druckzylinder oder Sleeves müssen daher nachgeschliffen
und geglättet
werden, um eine gute Oberfläche
zu erhalten und Drucken in hoher Qualität zu gewährleisten. Darauf weist schon
EP-A 469 375 hin. Außerdem können beim
Schmelzen der Schicht leichtflüchtige
Bestandteile der Schicht, wie z.B. Monomere verdampfen, wodurch
sich die Eigenschaften der Schicht nachteilig verändern.
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Von
DE 27 22 896 ist vorgeschlagen
worden, ein handelsübliches,
flächenförmiges,
fotopolymerisierbares Flexodruckelement mitsamt der Trägerfolie
auf einen Druckzylinder oder eine Hülse zu kleben, so dass die
Schnittkanten aneinander stoßen.
Die Schnittkanten sind gerade und werden anschließend unter
Druck und Temperatur miteinander verschweißt. Das Verschweißen kann
auch mit Hilfe einer beheizten Kalandrierwalze erfolgen, indem der
Druckzylinder unter Druck in Berührung
mit der Kalandrierwalze in Drehung versetzt wird, bis sich die Enden
miteinander verbinden. Die Verwendung einer Platte mit Trägerfolie
ist jedoch äußerst problematisch.
Typische Trägerfolien
weisen eine Dicke von 0,1 bis 0,25 mm auf. Sowie die Trägerfolie
den Umfang nicht vollständig
bedeckt und aufgrund eines kleinen Montage- oder Zuschnitt fehlers
auch nur minimal auseinander klafft, füllt sich der zwischen den Folienenden
bestehende Leerraum beim Kalandrieren mit polymerem Material, und
an der Oberfläche
der fotopolymerisierbaren Schicht verbleibt ein Abdruck dieses Spaltes,
der zu sichtbaren Störungen
im Druck führt.
Daher muss auch ein derartiges Flexodruckelement im Regelfalle nachgeschliffen
und geglättet
werden.
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Eine
andere Technik ist von
US 6,326,124 ist
vorgeschlagen worden, nämlich
einen verbleibenden Spalt mit einer Spaltenverschlussmasse aus Bindemittel,
UV-Absorber und Lösemittel
zu verschließen.
Die Spaltverschlussmasse ist aber nicht identisch mit der fotopolymeren
Mischung, so dass der verschlossene Spalt andere Eigenschaften aufweist
als die verbleibende Reliefschicht, u.a. ein anderes Farbannahmeverhalten.
Daher ist der Spalt noch im Druckbild erkennbar, und die Druckform
ist keine wirklich endlos-nahtlose Druckform.
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US 5,916,403 schlägt eine
aufwendig konstruierte Apparatur vor, mit der eine Hülse mit
geschmolzenem Fotopolymermaterial beschichtet und die Schicht kalandriert
werden kann. Es kann auch plattenförmiges Polymermaterial in geschmolzener
oder fester Form zum Beschichten der Hülse verwendet werden. Falls
ein plattenförmiges
Material eingesetzt wird, wird entweder ein Spalt zwischen den Enden
gelassen, der durch Kalandrieren bei erhöhten Temperaturen geschlossen
werden muss, oder die Enden überlappen
und der Überstand
muss ebenfalls durch Kalandrieren geglättet werden.
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Neben
dem Problem eines qualitativ hochwertigen Nahtverschlusses und dem
Erhalt einer möglichst konstanten
Schichtdicke stellt die so genannte Rückseitenvorbelichtung ein weiteres
Problem der Sleeve-Technologie dar. Flexodruckelemente werden üblicherweise
vor der eigentlichen Hauptbelichtung von der Rückseite durch die Trägerfolie
hindurch für
eine kurze Zeitspanne vorbelichtet. Hierdurch wird der Reliefuntergrund
vorpolymerisiert und eine bessere Versockelung insbesondere feiner
Reliefelemente, im Reliefuntergrund erreicht.
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Bei
Sleeves ist eine Rückseitenvorbelichtung
im Regelfalle nicht möglich,
da die üblichen
Hülsenmaterialien,
wie beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoff oder Metall
nicht transparent für
UV-Strahlung sind. Von
EP-A
766 142 ist die Verwendung transparenter Hülsen vorgeschlagen
worden, insbesondere Hülsen
aus Polyestern wie PET oder PEN in einer Dicke von 0,25 mm bis zu
5 cm. Diese sind jedoch teuer. Des Weiteren sind spezielle Belichtungsgeräte zum gleichmäßigen Belichten
der Hülse
von Innen erforderlich. Außerdem
sieht sich der Fachmann bei transparenten Hülsen einer typischen Scherensituation
gegenüber.
Die mechanische Stabilität
der Hülse
nimmt mit zunehmender Dicke der Hülse zu, während die Durchlässigkeit
der Hülse
für aktinisches
Licht mit zunehmender Dicke der Hülse abnimmt. Das Problem einer
effizienten Rückseitenbelichtung
von Sleeves ohne Verminderung der Stabilität der Hülse ist nach wie vor ungelöst.
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Es
ist prinzipiell möglich,
eine feste fotopolymerisierbare Schicht bereits vor dem Aufbringen
auf die Hülse
rückseitig
vorzubelichten. Derartig vorbelichtete Schichten lassen sich aber
bislang nicht so zufriedenstellend verschweißen, wie es zu Herstellung
qualitativ hochwertiger endlos-nahtloser Druckformen zweckmäßig und
notwendig wäre,
weil sich bekanntermaßen
nur die unvernetzte, nicht aber die belichtete, vernetzte Polymerschicht
einwandfrei verschweißen
lässt.
Weiterhin geht häufig
der Effekt der Vorbelichtung durch das Verschweißen der Schichtenden bei erhöhten Temperaturen
wieder verloren. Dadurch sind insbesondere feine Reliefpunkte schlecht
versockelt.
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Von
DE-A 37 04 694 ist
zur Lösung
dieses Problems daher vorgeschlagen worden, auf eine Hülse zunächst eine
erste Schicht von Fotopolymermaterial aufzubringen, die Naht zu
verschweißen,
und die fotopolymere Schicht danach von der Vorderseite her durch
Belichten zu polymerisieren. In einem zweiten Verfahrensschritt
wird eine fotopolymere Schicht auf die erste, bereits vernetzte
Schicht aufgebracht und auch deren Naht verschweißt. Diese
zweistufige Verfahren ist jedoch sehr umständlich und teuer.
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Aufgabe
der Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung
von zylindrischen, endlos-nahtlosen, fotopolymerisierbaren Flexodruckelementen
bereitzustellen, welches einen besseren Verschluss der Naht als
bei den bekannten Technologien sowie eine sehr gute Rundlaufgenauigkeit
gewährleistet. Rückseitenvorbelichtung
sollte und auf einfache Art und Weise möglich sein, ohne einen zufriedenstellenden Verschluss
der Naht zu beeinträchtigen.
Weiterhin sollte ein Nachbearbeiten des Flexodruckelementes durch Schleifen
und Glätten
vermieden werden, und das Verfahren sollte möglichst schnell durchgeführt werden
können.
Außerdem
sollte eine Wiederverwendung der gebrauchten Hülse ohne großen Aufwand
möglich
sein.
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Dementsprechend
wurde ein Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren zylindrischen,
endlos-nahtlosen Flexodruckelementen durch Aufbringen einer Schicht
aus einem fotopolymerisierbaren Material, umfassend mindestens ein
elastomeres Bindemittel, ethylenisch ungesättigte Monomere sowie einen
Fotoinitiator, auf die äußere Fläche eines
Hohlzylinders und Verbinden der Schichtenden durch Kalandrieren
gefunden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
- (a) Bereitstellen eines Schichtenverbundes
mindestens umfassend eine Schicht aus einem fotopolymerisierbaren
Material sowie eine von der Schicht abziehbare Trägerfolie,
- (b) Zurechtschneiden der zu verbindenden Kanten des Schichtenverbundes
mittels Gehrungsschnitten,
- (c) Aufschieben und Arretieren des Hohlzylinders auf einen drehbar
gelagerten Trägerzylinder,
- (d) Aufbringen einer Haftschicht auf die äußere Fläche des Hohlzylinders,
- (e) Aufbringen des zurechtgeschnittenen Schichtenverbundes mit
der von der temporären
Trägerfolie
abgewandten Seite auf den mit der Haftschicht versehenen Hohlzylinder,
wobei die mit dem Gehrungsschnitt versehenen Enden im wesentlichen
aufeinander liegen, aber nicht überlappen,
- (f) Abziehen der Trägerfolie
von der Schicht aus fotopolymerisierbarem Material,
- (g) Verbinden der Schnittkanten bei einer Temperatur unterhalb
der Schmelztemperatur der fotopolymerisierbaren Schicht, indem man
die Oberfläche
der fotopolymerisierbaren Schicht auf dem Hohlzylinder mit einer
sich drehenden Kalanderwalze in Kontakt bringt, bis die Schnittkanten
miteinander verbunden sind,
- (h) Abziehen des bearbeiteten Hohlzylinders vom Trägerzylinder.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung handelt es sich bei der Haftschicht um ein doppelseitiges
Klebeband.
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Weiterhin
wurden zylindrische endlos-nahtlose fotopolymerisierbare Flexodruckelemente
gefunden, die nach dem geschilderten Verfahren erhältlich sind,
sowie deren Verwendung zur Herstellung von Flexodrückformen
mittels Lasergravur oder digitaler Bebilderung.
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Weiterhin
wurde eine zur Ausführung
des Verfahrens besonders geeignete Apparatur gefunden.
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Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
lassen sich auf überraschend
einfache Art und Weise zylindrische, endlos-nahtlose fotopolymerisierbare
Flexodruckelemente in hoher Qualität erhalten. Es wird ein sehr guter
Nahtverschluss erreicht. Ein Nacharbeiten des erhaltenen Flexodruckelementes
durch aufwendige Schleif- und Glättvorgänge ist überflüssig. Die
Rückseitenvorbelichtung
des Flexodruckelementes ist möglich, auch
ohne dass eine transparente Hülse
eingesetzt werden muss. Es war auch für den Fachmann besonders überraschend
und unerwartet, dass mittels des erfindungsge mäßen Verfahrens trotz der Rückseitenvorbelichtung
noch ein haltbarer und qualitativ hochwertiger Nahtverschluss möglich ist.
Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
lassen sich innerhalb von nicht mehr als 1 h aus den Ausgangsmaterialien
gebrauchsfertige Flexodruckelemente herstellen.
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Verzeichnis der Abbildungen:
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1 Querschnitt durch ein
zum Kalandrieren vorbereitetes Flexodruckelement, bei dem die zu
verbindenden Kanten mittels eines Gehrungsschnittes zurechtgeschnitten
und übereinander
gelegt sind (schematisch).
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2: Querschnitt durch die
bevorzugte Apparatur zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
(schematisch).
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Zu
der Erfindung ist im Einzelnen das Folgende auszuführen:
Zur
Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird zunächst
in Schritt (a) ein Schichtenverbund bereitgestellt, welcher mindestens
eine Schicht aus dem fotopolymerisierbaren Material sowie eine von
der Schicht abziehbare Trägerfolie
umfasst. Der Schichtenverbund kann optional auch noch eine weitere
abziehbare Folie auf der von der Trägerfolie abgewandten Seite
der Schicht umfassen. Sowohl die Trägerfolie als auch die zweite
Folie können
zur besseren Abziehbarkeit auf geeignete Weise behandelt sein, beispielsweise
durch Silikonisierung oder durch Beschichten mit einer geeigneten
Entklebeschicht. Derartige Entklebeschichten sind auf dem Gebiet
der Flexoplattentechnik auch als release-layer bekannt und können beispielsweise
aus Polyamiden oder Polyvinylalkoholen bestehen.
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Bei
dem fotopolymerisierbaren Material handelt es sich um übliche fotopolymersierbare
Materialien, die für
den Einsatz in Flexodruckelementen typisch sind, und mindestens
ein elastomeres Bindemittel, ethylenisch ungesättigte Monomere sowie einen
Fotoinitiator oder ein Fotoinitiatorsystem umfassen. Derartige Gemische
sind beispielsweise von
EP-A
084 851 offenbart.
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Bei
dem elastomeren Bindemittel kann es sich um ein einzelnes Bindemittel
oder um ein Gemisch verschiedener Bindemittel handeln. Beispiele
geeigneter Bindemittel sind die bekannten Vinylaromat/Dien-Copolymere
bzw. Blockcopolymere, wie beispielsweise übliche Blockcopolymere vom
Styrol-Butadien- oder Styrol-Isopren-Typ, weiterhin Dien/Acrylnitril-Copolymere,
Ethylen/Propylen/Dien-Copolymere oder Dien/Acrylat/Acrylsäure-Copolymere.
Selbstverständlich
können
auch Gemische verschiedener Bindemittel eingesetzt werden.
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Für das erfindungsgemäße Verfahren
werden bevorzugt solche Bindemittel oder Bindemittelmischungen eingesetzt,
die eine möglichst
geringe Klebrigkeit aufweisen. Besonders bewährt für das erfindungsgemäße Verfahren
haben sich thermoplastischelastomere Bindemittel vom Styrol-Butadien-Typ.
Es kann sich dabei um Zweiblockcopolymere, Dreiblockcopolymere oder
Multiblockcopolymere handeln, bei denen alternierend jeweils mehrere
Styrol- und Butadienblöcke
aufeinander folgen. Es kann sich sowohl um lineare, verzweigte oder
auch sternförmige
Blockcopolymere handeln. Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäß eingesetzten
Blockcopolymeren um Styrol-Butadien-Styrol-Dreiblockcopolymere,
wobei zu berücksichtigen
ist, dass handelsübliche
Dreiblockcopolymere üblicherweise
einen gewissen Anteil von Zweiblockcopolymeren aufweisen. Derartige
SBS-Blockcopolymere sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter
dem Namen Kraton®. Selbstverständlich können auch
Gemische verschiedener SBS-Blockcopolymere eingesetzt werden. Der Fachmann
trifft unter den verschiedenen Typen je nach den gewünschten
Eigenschaften der Schicht eine geeignete Auswahl.
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Bevorzugt
werden Styrol-Butadien-Blockcopolymere eingesetzt, die ein mittleres
Molekulargewicht Mw (Gewichtsmittel) von
100 000 bis 250 000 g/mol aufweisen. Der bevorzugte Styrol-Gehalt
derartiger Styrol-Butadien-Blockcopolymeren beträgt 20 bis 40 Gew. % bezüglich des
Bindemittels.
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Bei
den ethylenisch ungesättigten
Monomeren handelt es sich insbesondere um Acrylate oder Methacrylate
von mono- oder polyfunktionellen Alkoholen, Acryl- oder Methacrylamiden,
Vinylethern oder Vinylestern. Beispiele umfassen Butyl(meth)acrylat,
2-Ethylhexyl(meth)acrylat,
Butandioldi(meth)acrylat oder Hexandioldi(meth)acrylat. Selbstverständlich können auch
Gemische verschiedener Monomerer eingesetzt werden. Als Initiatoren
für die
Photopolymerisation sind aromatische Verbindungen, beispielsweise
Ketoverbindungen wie Benzoin oder Benzoinderivate geeignet.
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Die
photopolymerisierbaren Gemische können ferner übliche Hilfsstoffe
wie beispielsweise Inhibitoren für
die thermisch initiierte Polymerisation, Weichmacher, Farbstoffe,
Pigmente, fotochrome Zusätze,
Antioxidantien, Antiozonantien oder Extrusionshilfsmittelumfassen.
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Art
und Menge der Komponenten der fotopolymerisierbaren Schicht werden
vom Fachmann je nach den gewünschten
Eigenschaften und dem gewünschten
Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Flexodruckelementes bestimmt.
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Soll
das Flexodruckelement mittels Laser-Direktgravur zu einer Flexodruckform
verarbeitet werden, so kann der Fachmann auch zur Laser-Direktgravur
besonders ange passte Formulierungen für die Schicht wählen. Derartige
Formulierungen sind beispielsweise von WO 02/76739, WO 02/83418
oder den noch unveröffentlichten
Schriften mit den Aktenzeichen
DE
101 57 769.9 ,
DE 102
27 188.7 ,
DE 102 27
189.5 offenbart, auf die wir an dieser Stelle ausdrücklich verweisen.
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Die
Schichtenverbunde lassen sich in prinzipiell bekannter Art und Weise
herstellen, indem man alle Komponenten der fotopolymerisierbaren
Schicht in einem geeigneten Lösemittel
löst, auf
die abziehbare Trägerfolie
aufgießt
und das Lösemittel
verdampfen lässt.
Bevorzugt wird der Schichtenverbund in ebenfalls prinzipiell bekannter
Weise durch Schmelzextrusion und Kalandrierung zwischen die abziehbare
Trägerfolie
und eine weitere abziehbare Folie hergestellt. Derartige fotopolymerisierbare
Schichtenverbunde sind auch kommerziell erhältlich, beispielsweise als
nyloflex® SL
(BASF Drucksysteme GmbH). Es können
auch Schichtenverbunde eingesetzt werden, die zwei oder mehrere
fotopolymerisierbare Schichten aufweisen. Die Dicke des Schichtenverbundes
beträgt
in der Regel 0,4 bis 7 mm, bevorzugt 0,5 bis 4 mm und besonders
bevorzugt 0,7 bis 2,5 mm.
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Die
fotopolymerisierbare Schicht kann optional vor dem Aufbringen auf
den Hohlzylinder in Verfahrensschritt (e) mit aktinischem Licht
von der Rückseite
her vorbelichtet werden. Die Vorbelichtung wird auf der der Trägerfolie
abgewandten Seite der fotopolymerisierbaren Schicht vorgenommen,
also der späteren
Unterseite der Schicht. Bei der Vorbelichtung kann direkt die Oberfläche der
fotopolymerisierbaren Schicht bestrahlt werden. Falls eine zweite
abziehbare Folie vorhanden ist, kann diese zweite Folie entweder
abgezogen werden, oder es wird bevorzugt durch die Folie hindurch
belichtet, vorausgesetzt die Folie ist ausreichend transparent.
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Die
Durchführung
der Vorbelichtung wird in Analogie zu der üblichen Rückseitenvorbelichtung von Flexodruckplatten
vorgenommen. Die Vorbelichtungszeit beträgt in aller Regel nur wenige
Sekunden bis zu maximal einer Minute und wird vom Fachmann je nach
den gewünschten
Eigenschaften der Schicht festgelegt. Selbstverständlich hängt die
Vorbelichtungszeit auch von der Intensität des aktinischen Lichtes ab.
Es wird nur der Schichtuntergrund anpolymerisiert, aber keinesfalls
die gesamte Schicht durch polymerisiert.
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Der
Fachmann bestimmt je nach dem gewünschten Verwendungszweck des
Flexodruckelementes, ob ein Vorbelichtungsschritt vorgenommen wird
oder nicht. Falls die Weiterverarbeitung des Flexodruckelementes
zu Flexodruckformen auf konventionellem Wege durch bildmäßiges Belichten
und Entwickeln mittels eines Lösemittels
vorgesehen ist, so ist eine Vorbelichtung in aller Regel empfehlenswert,
wenn auch nicht im mer unbedingt erforderlich. Falls die Weiterverarbeitung
mittels Laser-Direktgravur vorgesehen ist, so ist ein Vorbelichtungsschritt
im Regelfalle überflüssig.
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Die
Vorbelichtung sollte im Regelfalle vor dem Zurechtschneiden des
Schichtenverbundes in Schritt (b) erfolgen, um eine problemlose
Verbindung der Schnittkanten zu gewährleisten. Falls eine transparente
Hülse eingesetzt
wird, kann die Vorbelichtung selbstverständlich auch erst nach dem Aufbringen
der Schicht auf die Hülse
von der Innenseite der Hülse
aus erfolgen.
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In
Verfahrensschritt (b) werden die zu verbindenden Kanten des bereitgestellten
Schichtenverbundes zurechtgeschnitten. Erfindungsgemäß wird das
Zurechtschneiden mittels Gehrungsschnitten vorgenommen, also mittels
Schnitten, die nicht senkrecht durch den Schichtenverbund geführt werden,
sondern schräg.
Die Länge
des Schichtenverbundes wird durch die Schnitte so bemessen, dass
der Umfang der Hülse
vollständig umhüllt werden
kann und die mit den Gehrungsschnitten versehenen Enden im wesentlichen
aufeinander liegen, aber nicht überlappen.
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Im
Regelfalle beträgt
der Gehrungswinkel 10° bis
80°, bevorzugt
20° bis
70°, besonders
bevorzugt 30° bis
60° und
beispielsweise 50°.
Die genannten Winkel beziehen sich jeweils auf die Senkrechte durch
die Schicht. Beide Schnittkanten können mit dem gleichen Gehrungswinkel
geschnitten werden. Kleinere Abweichungen des Gehrungswinkels beider
Schnittkanten voneinander sind aber auch möglich, ohne die ordnungsgemäße Verbindung
der Schnittkanten zu beeinträchtigen.
Vielmehr kann durch leicht unterschiedliche Gehrungswinkel besonders
elegant berücksichtigt
werden, dass der Innendurchmesser der fotopolymerisierbaren Schicht
etwas kleiner ist, als der Außendurchmesser.
Die Gehrungswinkel werden dass so berechnet, dass nach dem Schneiden
die spätere
Innenseite der fotopolymerisierbaren Schicht genau um das richtige
Maß kürzer ist
als die spätere
Außenseite.
Die Winkel sollten aber in aller Regel nicht mehr als ca. 20°, bevorzugt
nicht mehr als 10° voneinander
abweichen.
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Selbstverständlich können auch
die seitlichen Kanten zurechtgeschnitten werden, sofern die Breite des
Rohmaterials nicht schon passend ist. Die seitlichen Kanten werden
bevorzugt gerade geschnitten. Die Breite des Schichtenverbundes
kann naturgemäß die maximale
Hülsenlänge nicht überschreiten.
Im Regelfalle wird nicht die gesamte Länge der Hülse mit dem fotopolymeren Material
bedeckt, sondern es wird an den Enden jeweils ein schmaler Streifen
unbedeckt gelassen. Dies wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften
des Flexodruckelementes festgelegt.
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Bei
den als Träger
verwendeten Hohlzylindern handelt es sich um übliche Hohlzylinder, die zur
Montage auf Luftzylinder geeignet sind, d.h. sich unter dem Einfluss
von Druck luft geringfügig
dehnen können.
Derartige Hohlzylinder werden auch als Hülsen oder manchmal auch als
Sleeves, Basis-Sleeves oder dergleichen bezeichnet. Für die Zwecke
dieser Erfindung sollen im Folgenden die als Träger verwendeten Hohlzylinder
als solche als Hülse
beizeichnet werden, während
der Begriff „Sleeve" für das Flexodruckelelement
als Ganzes, also inklusive der fotopolymerisierbareren Schicht,
Klebeschicht und eventueller weiterer Schichten reserviert sein
soll.
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Geeignet
zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
sind insbesondere Hülsen
aus polymeren Materialien, wie beispielsweise Polyurethanen, Polyestern
oder Polyamiden. Die polymeren Materialien können auch verstärkt sein,
beispielsweise mit Glasfasergeweben. Es kann sich auch um mehrschichtige
Materialien handeln. Weiterhin können
selbstverständlich
Hülsen
aus Metallen, beispielsweise solche aus Nickel eingesetzt werden.
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Dicke,
Durchmesser und Länge
der Hülse
werden vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften und dem
gewünschten
Anwendungszweck bestimmt. Durch Variation der Wandstärke bei
konstantem Innendurchmesser (notwendig für die Montage auf bestimmten
Druckzylinder) kann der Außenumfang
der Hülse
und damit die sogenannte Drucklänge
bestimmt werden. Unter „Drucklänge" versteht der Fachmann
die Länge
des gedruckten Motivs bei einer Umdrehung des Druckzylinders. Geeignete
Hülsen
mit Wandstärken von
1 bis 100 mm sind kommerziell erhältlich, beispielsweise als
Blue Light der Fa. Rotec oder auch von Fa. Polywest oder Fa. Rossini.
Es kann sich sowohl um kompressible Hülsen wie um so genannte hard-coated Hülsen handeln.
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Die
verwendeten Hohlzylinder werden zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
in Verfahrensschritt (c) auf einen drehbar gelagerten Trägerzylinder
aufgeschoben und arretiert, so dass der Hohlzylinder mit dem Trägerzylinder
fest verbunden ist und keine Bewegung relativ zueinander möglich ist.
Der Trägerzylinder
bietet einen festen Halt für
den nachfolgenden Kalandrierprozess. Das Arretieren kann beispielsweise durch
Festklemmen oder Festschrauben erfolgen. Bevorzugt handelt es sich
bei dem Trägerzylinder
aber um einen Luftzylinder, dessen Funktionsweise den in Druckmaschinen
verwendeten Luftzylindern entspricht. Die Montage der Hülse erfolgt
dann sehr elegant, indem man den Luftzylinder zum Aufschieben an
Druckluft und somit das Aufschieben der Hülse ermöglicht. Nach dem Abschalten
der Druckluft ist die Hülse
fest auf dem Luftzylinder arretiert. Der Umfang des Luftzylinders
kann auch in prinzipiell bekannter Art und Weise durch Verwendung
von so genannten Adapter- oder Bridge-Sleeves (eigentlich – Hülsen) vergrößert werden. Dadurch können Hülsen mit
größerem Innendurchmesser
eingesetzt werden, und somit sind bei gleichem Luftzylinder auch größere Drucklängen erreichbar.
Auch Adapter-Sleeves sind kommerziell erhältlich (z.B. Fa. Rotec).
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In
Verfahrensschritt (d) wird eine Haftschicht auf die äußere Fläche des
Hohlzylinders aufgebracht. Die Haftschicht soll auch noch bei erhöhten Temperaturen,
wie sie während
des Kalandriervorganges herrschen, eine gute Haftung vermitteln.
Sie soll insbesondere eine sehr gute Scherfestigkeit vermitteln,
damit die fotopolymerisierbare Schicht während des Kalandriervorganges
nicht auf der Oberfläche
des Hohlzylinders verrutscht. Bei der Haftschicht kann es sich um
einen geeigneten Haftlack handeln, der auf die Oberfläche des Hohlzylinders
aufgetragen wird.
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Bevorzugt
handelt es sich aber bei der Haftschicht um eine doppelseitige Klebefolie.
Doppelseitige Klebefolien zur Montage von Druckplatten sind bekannt
und in verschiedenen Ausführungsformen
erhältlich. Insbesondere
kann es sich bei den Klebefolien um Schaumklebefolien handeln, welche
zusätzlich
eine dämpfende
Schaumstoffschicht aufweisen.
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Die
Klebefolie sollte eine möglichst
hohe statische Scherfestigkeit aufweisen. Die statische Scherfestigkeit
wird in Anlehnung an DIN EN 1943 bestimmt. Bei diesem Test wird
ein Stück
der Klebfolie mit genau definierten Abmessungen auf eine polierte
Metallplatte geklebt und daran horizontal mit einer genau definierten
Kraft gezogen. Gemessen wird die Zeit, bis sich das Band 2,5 mm
auf dem Untergrund bewegt hat. Der Test kann bei erhöhten Temperaturen
durchgeführt
werden. Die Einzelheiten zum Test sind im Beispielteil zusammengestellt.
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Bevorzugt
wird zur Ausführung
der vorliegenden Erfindung eine Klebefolie eingesetzt, welche bei
70°C eine
statische Scherfestigkeit von mindestens 3 h, bevorzugt mindestens
10 h und besonders bevorzugt mindestens 100 h aufweist.
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Falls
ein Schaumklebeband eingesetzt wird, wird bevorzugt ein Klebeband
eingesetzt, dessen Schaumschicht aus einem offenzelligen Schaumstoff,
beispielsweise einem offenzelligen PU-Schaumstoff besteht. Hiermit
wird im Regelfalle im Bereich der Stelle, an der die Enden des Klebebandes
zusammenstoßen, eine
glattere Oberfläche
der fotopolymerisierbaren Schicht erzielt, als bei der Verwendung
geschlossenzelliger Schäume.
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Das
doppelseitige Klebeband sollte so auf die Oberfläche des Hohlzylinders aufgeklebt
werden, dass die Schnittkanten genau aneinander stoßen und
im Wesentlichen weder ein Zwischenraum zwischen den Enden verbleibt,
noch die Enden überlappen.
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In
Verfahrensschritt (e) wird die fotopolymerisierbare Schicht auf
den mit der Haftschicht versehenen Hohlzylinder aufgebracht. Hierzu
wird der zurechtgeschnittene, Schichtenverbund mit der von der temporären Trägerfolie
abgewandten Seite auf den mit der Haftschicht versehenen Hohlzylinder
aufgebracht. Falls eine zweite abziehbare Folie vorhanden ist, muss
diese – inklusive
einer eventuell vorhandenen Entklebeschicht – vor dem Aufbringen selbstverständlich entfernt
werden. Das Aufbringen sollte blasenfrei erfolgen und wird so vorgenommen,
dass die mit dem Gehrungsschnitt versehenen Enden im wesentlichen
aufeinander liegen, aber nicht überlappen.
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1 zeigt schematisch einen
Querschnitt durch ein zum Kalandrieren vorbereitetes Flexodruckelement,
bei dem die zu verbindenden Kanten jeweils mittels eines Gehrungsschnittes
zurechtgeschnitten und übereinander
gelegt sind: Auf die Hülse
(1) sind ein Klebeband (2) sowie die fotopolymerisierbare
Schicht (3) aufgebracht. Die zu verbindenden Kanten sind
mittels Gehrungsschnitten (4) zurechtgeschnitten und übereinander
gelegt. Mit dem Pfeil (7) ist die bevorzugte Drehrichtung
des Flexodruckelementes beim Kalandrieren angegeben. Der Luftzylinder
ist in 1 der besseren Übersicht
halber weggelassen worden.
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Um
gutes Aufeinanderliegen der Schnittkanten zu gewährleisten, beginnt man das
Aufbringen des Schichtelementes zweckmäßigerweise daher mit der Schnittkante,
deren Unterseite länger
ist als die Oberseite (1,
(5)). Nach dem vollständigen
Umwickeln liegt schließlich
die zweite Schnittkante (6), bei der die Oberseite länger ist
als die Unterseite, auf der ersten Schnittkante auf.
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Nach
dem Aufbringen des Schichtelementes wird die Trägerfolie inklusive einer eventuell
vorhandenen Entklebeschicht von der Schicht aus fotopolymerem Material
abgezogen (Verfahrensschritt (f)).
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In
Verfahrensschritt (g) werden die Schnittkanten verbunden. Zum Verbinden
der Schnittkanten wird die Oberfläche der fotopolymerisierbaren
Schicht auf dem Hohlzylinder mit einer sich drehenden Kalanderwalze
in Kontakt gebracht bis die Schnittkanten miteinander verbunden
sind. Der Trägerzylinder
und die Kalanderwalze drehen sich gegeneinander. Der notwendige
Kalanderdruck wird vom Fachmann je nach der Art der fotopolymerisierbaren
Schicht durch das Einstellen des Abstandes zwischen dem Trägerzylinder
und der Kalanderwalze bestimmt. Die Kalandriertemperatur richtet
sich nach der Art der fotopolymerisierbaren Schicht und den gewünschten
Eigenschaften. Die Temperatur der Kalandrierwalze wird aber erfindungsgemäß so eingestellt,
dass die Temperatur der fotopolymerisierbaren Schicht in jedem Falle
unterhalb deren Schmelztemperatur liegt, so dass die eingangs erwähnten negativen
Effekte durch Schmelzen der Schicht vermieden werden.
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Zweckmäßigerweise
erfolgt die Wärmezufuhr,
indem man eine von Innen beheizte Kalanderwalze einsetzt. Die Wärmezufuhr
kann aber auch beispielsweise durch IR-Strahler oder warme Gasströme erfolgen. Selbstverständlich können Wärmequellen
auch kombiniert werden. Im Regelfalle beträgt die Temperatur beim Kalandrieren
80 bis 130°C,
bevorzugt 90 bis 120°C,
jeweils gemessen an der Oberfläche
der fotopolymerisierbaren Schicht.
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Besonders
bevorzugt erfolgt das Kalandrieren so, dass sich der beschichtete
Hohlzylinder beim Kalandrieren in der Richtung (7) dreht.
Die bevorzugte Drehrichtung ist in 1 und 2 mit dem Pfeil (7)
bezeichnet und lässt
sich durch entsprechende Einstellung der Drehrichtung der Walzen
erreichen. Da sich die Kalanderwalze und der beschichtete Hohlzylinder
beim Kalandrieren gegeneinander drehen (2), wird bei dieser Drehrichtung die
obere Schnittkante (6) in Richtung abnehmender Schichtdicke
kalandriert. Hierdurch wird vorteilhaft ein Aufstellen des Spaltes
vermieden, wenngleich es in Spezialfällen auch möglich ist, in umgekehrter Richtung
zu kalandrieren. Im Regelfalle sind bis zu einem vollständigen Spaltverschluss
ca. 15 min erforderlich, wobei diese Zeit natürlich auch von der gewählten Temperatur
und dem Druck abhängt.
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Durch
das Kalandrieren werden die Schnittkanten fest miteinander verbunden.
Die Verbindung erfolgt hauptsächlich
in dem Bereich der fotopolymeren Schicht, die nicht vorbelichtet
wurde. Im unteren Schichtbereich, der vorbelichtet wurde verbinden
sich die Kanten nicht oder zumindest nicht so gut. Dies hängt selbstverständlich auch
von der Intensität
der Vorbelichtung und somit vom Grad der Vorvernetzung ab. Mittels
des erfindungsgemäßen Verfahrens
lässt sich überraschenderweise
aber dennoch eine sehr gute, haltbare Verbindung der Kanten erreichen.
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Nach
dem Verschließen
der Naht und gegebenenfalls Abkühlen
wird der bearbeitete Hohlzylinder/fertige Sleeve wieder vom Trägerzylinder
abgenommen.
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Zur
Ausführung
des Verfahrens hat sich die in 2 schematisch
dargestellte Apparatur ganz besonders bewährt, ohne dass die Erfindung
damit auf die Verwendung dieser Apparatur beschränkt wäre.
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Die
Apparatur weist einen Luftzylinder (8) sowie eine beheizbare
Kalanderwalze (9) auf. Beide Zylinder sind drehbar gelagert.
Die Aufhängungen
der Zylinder sind der Übersichtlichkeit
halber nicht dargestellt. Mindestens eine der beiden Walzen ist
darüber
hinaus in horizontaler Richtung beweglich gelagert, so dass die
Walzen zusammen und auseinander gefahren werden können. Dies
ist durch den Doppelpfeil (13) schematisch dargestellt.
Zur Beheizung können
in die Kalanderwalze beispielsweise elektrische Heizelemente eingebaut
sein oder die Walze kann von heißem Öl durchströmt werden. Als Hilfsmittel
zum Montieren ist außerdem
noch eine Hilfswalze (10) vorgesehen, deren Abstand zum
Luftzylinder eingestellt werden kann. Die Hilfswalze (8)
wird bevorzugt unterhalb des Luftzylinders angeordnet. Bevorzugt
handelt es sich bei der Hilfswalze um eine Gummiwalze. Die Apparatur
weist weiterhin eine Aufgabevorrichtung (11) für die fotopolymerisierbare Schicht
und/oder die Klebefolie auf. Bei der Aufgabevorrichtung kann es
sich beispielsweise einfach um einen Montagetisch handeln, auf den
die fotopolymerisierbare Schicht und/oder die Klebefolie gelegt
werden und von dort aus gleichmäßig in der
Spalt zwischen Hülse
und Hilfswalze eingeschoben werden können. Dies kann von Hand bevorzugt
mittels einer geeigneten Schiebevorrichtung geschehen. Die Kalanderwalze
sollte möglichst wenig
Haftung zur fotopolymerisierbaren Schicht aufweisen. Sie kann beispielsweise
poliert sein oder eine Beschichtung zur Entklebung, beispielsweise
eine Teflon-Beschichtung aufweisen. Die Apparatur kann selbstverständlich noch
weitere Baugruppen umfassen.
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Im
Folgenden sei beispielhaft der Betrieb der Apparatur erläutert, ohne
dass die Erfindung damit auf diese Betriebsweise oder auf die Benutzung
der Apparatur überhaupt
beschränkt
sein soll. Zum Ausführen
des Verfahrens wird zunächst
eine Hülse
(12) auf den Luftzylinder (8) aufgeschoben. Dann
wird die Klebefolie auf dem Montagetisch (11) zurechtgeschnitten,
der Luftzylinder in Drehung versetzt und die Folie langsam bis in den
Spalt zwischen Hilfswalze (10) und dem mit der Hülse (12)
versehenen Luftzylinder (8) eingeschoben. Durch die Drehung
wird die Klebefolie mitgenommen, wobei die Hilfswalze die Folie
auf die Hülse
drückt,
so dass die Klebefolie blasenfrei an der Hülse festklebt. Danach wird
die Schutzfolie von der Klebfolie abgezogen. Die Hülse ist
nun mit einer Haftschicht versehen. Im nächsten Schritt wird der zurechtgeschnittene
fotopolymerisierbare Schichtenverbund in den Spalt eingeschoben,
mitgenommen und von der Hilfswalze (10) festgedrückt. Die
gegebenenfalls vorbelichtete Unterseite der Schicht ist dabei zur
Hülse hin
gerichtet. Falls die fotopolymerisierbare Schicht eine zweite, abziehbare
Folie aufweist, wird diese vorher abgezogen. Nach dem Abziehen der
Trägerfolie
des Schichtenverbundes werden die Kalanderwalze und der mit Hülse, Haftschicht und
fotopolymerisierbarer Schicht versehene Luftzylinder in Kontakt
miteinander gebracht, in Drehung versetzt, und der Spalt durch Kalandrieren
mit der heißen
Kalanderwalze verschlossen. Die bevorzugte Drehrichtung beim Kalandrieren
ist (7).
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Die
Verfahrensschritte (a) bis (h) können
in dieser Reihenfolge durchgeführt
werden. Es sind aber auch Variationen möglich. So ist es durchaus möglich, die
Haftschicht (Schritt (c)) und die fotopolymerisierbare Schicht (Schritt
(e)) zunächst
auf die Hülse
aufzubringen, und erst danach die beschichtete Hülse auf den Trägerzylinder
aufzuschieben (c).
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Die
durch das erfindungsgemäße Verfahren
erhältlichen
zylindrischen, endlosnahtlosen Flexodruckelemente unterscheiden
sich von den aus dem Stand der Technik bekannten. Spuren des Gehrungsschnittes sind
im Bereich der verschlossenen Naht mittels geeigneter Analysenmethoden
(z.B. der mikroskopischen Betrachtung, ggf. mittels polarisiertem
Licht) als Unstetigkeitsstelle noch zu erkennen. Sofern vorbelichtet
wurde, ist die Naht im unteren Schichtbereich deutlich zu erkennen.
Dennoch wird eine im Hinblick die Druckeigenschaften völlig einheitliche
Druckschicht erhalten, so dass keine sichtbare Naht im Druckbild
mehr vorhanden ist. Zugdehnungsmessungen mit Schichtproben aus dem
Bereich der verschlossenen Naht sowie solchen ohne Naht weisen vergleichbare
Werte auf.
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Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
verdampfen aufgrund der vergleichsweise niedrigen Temperatur beim
Kalandrieren keinerlei Monomere. Auch bleibt auch der Effekt der
Rückseitenvorbelichtung
erhalten. Beides trägt
zu einer gleichbleibend hohen Schichtqualität bei, einer Voraussetzung
für qualitativ
hochwertigen Druckformen.
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Die
erfindungsgemäßen Flexodruckelemente
eignen sich hervorragend als Ausgangsmaterial zur Herstellung von
zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckformen.
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Die
Weiterverarbeitung zu Flexodruckformen kann nach verschiedenen Techniken
erfolgen. Die Flexodruckelemente können beispielsweise auf prinzipiell
bekannte Art und Weise bildmäßig belichtet,
und die unbelichteten Bereiche der reliefbildenden Schicht anschließend mittels
eines geeigneten Entwicklungsprozesses entfernt werden. Die bildmäßige Belichtung
kann grundsätzlich
durch Umhüllen
des Sleeves mit einer fotografischen Maske und Belichten durch die
Maske hindurch erfolgen: Bevorzugt wird die Bebilderung aber mittels
digitaler Masken vorgenommen. Derartige Masken sind auch als In-situ-Masken
bekannt. Hierzu wird zunächst
eine digital bebilderbare Schicht auf die fotopolymerisierbare Schicht
des Sleeves aufgebracht.
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Bevorzugt
handelt es sich bei der digital bebilderbaren Schicht um eine Schicht,
ausgewählt
aus der Gruppe von IR-ablativen Schichten, Ink-Jet-Schichten oder
thermografisch beschreibbaren Schichten.
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IR-ablative
Schichten bzw. Masken sind für
die Wellenlänge
des aktinischen Lichtes opak und umfassen üblicherweise ein Bindemittel
sowie mindestens einen IR-Absorber wie beispielsweise Ruß. Ruß sorgt auch
dafür,
dass die Schicht opak ist. In die IR-ablative Schicht kann mittels eines
IR-Lasers eine Maske eingeschrieben werden, d.h. die Schicht wird
an den Stellen, an denen sie vom Laserstrahl getroffen wird, zersetzt und
abgetragen. Beispiele für
die Bebilderung von Flexodruckelementen mit IR-ablativen Masken
sind beispielweise in
EP-A
654 150 oder
EP-A
1 069 475 offenbart.
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Bei
Ink-Jet-Schichten wird eine mit Ink-Jet-Tinten beschreibbare, für aktinisches
Licht durchlässige Schicht,
beispielsweise eine Gelatine-Schicht aufgetragen. Auf diese wird
mittels Ink-Jet-Druckern eine Maske mit opaker Tinte aufgetragen.
Beispiele sind in
EP-A
1 072 953 offenbart.
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Bei
thermografischen Schichten handelt es sich um Schichten, die Substanzen
enthalten, die sich unter dem Einfluss von Hitze schwarz färben. Derartige
Schichten umfassen beispielsweise ein Bindemittel und ein organisches
Silbersalz und können
mittels eines Druckers mit Thermokopf bebildert werden. Beispiele
sind in
EP-A 1 070 989 offenbart.
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Die
digital bebilderbaren Schichten können durch Lösen bzw.
Dispergieren aller Bestandteile der jeweiligen Schicht in einem
geeigneten Lösemittel
und Aufbringen der Lösung
auf die fotopolymerisierbare Schicht des zylindrischen Flexodruckelementes,
gefolgt vom Verdampfen des Lösemittels
hergestellt werden. Das Aufbringen der digital bebilderbaren Schicht
kann beispielsweise durch Aufsprühen
oder mittels der von
EP-A 1 158 365 beschriebenen
Technik erfolgen. Bevorzugt werden zur Herstellung der digital bebilderbaren Schicht
in Wasser oder überwiegend
wässrigen
Lösemittelmischungen
lösliche
Bestandteile verwendet.
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Nach
dem Aufbringen der digital bebilderbaren Schicht wird diese mittels
der jeweils geeigneten Technik bebildert und anschließend der
Sleeve durch die gebildete Maske hindurch in prinzipiell bekannter
Art und Weise mittels aktinischem Licht bestrahlt. Als aktinisches,
also chemisch „wirksames" Licht eignet sich
in bekannter Art und Weise insbesondere UVA- bzw. UV/VIS-Strahlung.
Rundbelichter zur gleichmäßigen Belichtung
von Sleeves sind kommerziell erhältlich.
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Das
Entwickeln der bildmäßig belichteten
Schicht kann auf konventionelle Art und Weise mittels eines Lösemittels
oder eines Lösemittelgemisches
erfolgen. Dabei werden die nicht belichteten, d.h. die von der Maske
abgedeckten Bereiche der Reliefschicht durch Auflösen im Entwickler
entfernt, während
die belichteten, d.h. die vernetzten Bereiche erhalten bleiben.
Die Maske oder die Reste der Maske werden ebenfalls vom Entwickler
entfernt, falls die Komponenten darin löslich sind. Falls die Maske
nicht im Entwickler löslich
ist, wird sie gegebenenfalls vor dem Entwickeln mit Hilfe eines
zweiten Lösemittels
entfernt.
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Die
Entwicklung kann auch thermisch erfolgen. Bei der thermischen Entwicklung
wird kein Lösemittel eingesetzt.
Statt dessen wird die reliefbildende Schicht nach der bildmäßigen Belichtung
mit einem absorbierenden Material in Kontakt gebracht und erwärmt. Bei
dem absorbierenden Material handelt es sich beispielsweise um ein
poröses
Vlies, beispielsweise aus Nylon, Polyester, Cellulose oder anorganischen
Materialien. Es wird auf eine solche Temperatur erwärmt, dass
sich die nicht polymerisierten Anteile der reliefbildenden Schicht
verflüssigen
und vom Vlies aufgesogen werden können. Das vollgesogene Vlies
wird anschließend entfernt.
Einzelheiten zur thermischen Entwicklung sind beispielsweise von
US 3,264,103 ,
US 5,175,072 , WO 96/14603 oder WO
01/88615 offenbart. Die Maske kann gegebenenfalls vorher mittels
eines geeigneten Lösemittels
oder ebenfalls thermisch entfernt werden.
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Die
Herstellung von zylindrischen Flexodruckformen aus den fotopolymerisierbaren,
endlos-nahtlosen Flexodruckelementen kann auch mittels Laser-Direktgravur
vorgenommen werden.
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Bei
diesem Verfahren wird die fotopolymerisierbare Schicht zunächst ohne
Auflegen einer Maske vollständig
im gesamten Volumen mittels aktinischem Licht vernetzt. Anschließend wird
in die vernetzte Schicht mittels eines oder mehrerer Laser ein Druckrelief
eingraviert.
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Die
vollflächige
Vernetzung kann mit üblichen
Rundbelichtern für
Sleeves wie oben beschrieben erfolgen. Besonders vorteilhaft kann
sie aber auch in Anlehnung an das in WO 01/39897 beschriebene Verfahren erfolgen.
Hierbei wird in Anwesenheit eines Schutzgases, welches schwerer
ist als Luft, beispielsweise CO2 oder Ar
belichtet. Das fotopolymerisierbare, zylindrische Flexodruckelement
wird hierzu in ein mit Schutzgas gefülltes Tauchbecken abgesenkt,
dessen Wände
bevorzugt mit einem reflektierenden Material, beispielsweise Aluminium-Folie
ausgekleidet sind. Das Absenken erfolgt bevorzugt so, dass die Rotationsachse
des zylindrischen Flexodruckelementes vertikal steht. Die Füllung des
Tauchbeckens mit Schutzgas kann beispielsweise so erfolgen, indem
man Trockeneis in das Tauchbecken einbringt, welches beim Verdampfen
den Luftsauerstoff verdrängt.
Anschließend
wird von oben her mittels aktinischem Licht belichtet. Es können hierzu
im Prinzip die üblichen
UV- bzw. UV/VIS-Quellen für
aktinisches Licht verwendet werden. Bevorzugt werden Strahlungsquellen
eingesetzt, welche im wesentlichen sichtbares Licht und keine oder
nur geringe Anteile von UV-Licht emittieren. Bevorzugt sind Lichtquellen,
die Licht mit einer Wellenlänge
von mehr als 300 nm emittieren. Beispielsweise können übliche Halogenlampen verwendet
werden. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die bei kurzwelligen
UV-Lampen übliche
Ozon-Belastung nahezu
vollständig
unterbleibt, Schutzmaßnahmen gegen
starke UV-Strahlung
im Regelfalle unnötig
sind und keine aufwendigen Apparaturen nötig sind. Somit kann dieser
Verfahrensschritt besonders wirtschaftlich durchgeführt werden.
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Bei
der Laser-Direktgravur absorbiert die Reliefschicht Laserstrahlung
in einem solchen Ausmaße,
so dass sie an solchen Stellen, an denen sie einem Laserstrahl ausreichender
Intensität
ausgesetzt ist, entfernt oder zumindest abgelöst wird. Vorzugsweise wird
die Schicht dabei ohne vorher zu schmelzen verdampft oder thermisch
oder oxidativ zersetzt, so dass ihre Zersetzungsprodukte in Form
von heißen
Gasen, Dämpfen, Rauch
oder kleinen Partikeln von der Schicht entfernt werden.
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Zur
Gravur der erfindungsgemäß eingesetzten
reliefbildenden Schichten eignen sich insbesondere Laser, die eine
Wellenlänge
von 9000 nm bis 12 000 nm aufweisen. Zu nennen sind hier insbesondere
CO2-Laser. Die in der reliefbildenden Schicht
verwendeten Bindemittel absorbieren die Strahlung derartiger Laser
in ausreichendem Maße,
um graviert werden zu können.
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Zur
Gravur kann ein Lasersystem eingesetzt werden, welches nur über einen
einzigen Laserstrahl verfügt.
Bevorzugt werden aber Lasersysteme eingesetzt, die zwei oder mehrere
Laserstrahlen aufweisen. Bevorzugt ist mindestens einer der Strahlen
speziell zum Erzeugen von Grobstrukturen und mindestens einer der Strahlen
speziell zum Schreiben von Feinstrukturen angepasst. Mit derartigen
Systemen lassen sich besonders elegant qualitativ hochwertige Druckformen
erzeugen. Beispielsweise kann der Strahl zur Erzeugung der Feinstrukturen
eine geringere Leistung aufweisen als die Strahlen zur Erzeugung
von Grobstrukturen. So hat sich beispielsweise die Kombination eines
Strahles mit einer Leistung von 50 bis 150 W in Kombination mit zwei
Strahlen von je 200 W oder mehr als besonders vorteilhaft erwiesen.
Zur Lasergravur besonders geeignete Mehrstrahl-Lasersysteme sowie
geeignete Gravurverfahren sind prinzipiell bekannt und beispielsweise
in
EP-A 1 262 315 und
EP-A 1 262 316 offenbart.
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Die
Tiefe der einzugravierenden Elemente richtet sich nach der Gesamtdicke
des Reliefs und der Art der einzugravierenden Elemente und wird
vom Fachmann je nach den gewünschten
Eigenschaften der Druckform bestimmt. Die Tiefe der einzugravierenden
Reliefelemente beträgt
zumindest 0,03 mm, bevorzugt 0,05 mm – genannt ist hier die Mindesttiefe
zwischen einzelnen Rasterpunkten. Druckformen mit zu geringen Relieftiefen
sind für
das Drucken mittels Flexodrucktechnik im Regelfalle ungeeignet,
weil die Negativelemente mit Druckfarbe vollaufen. Einzelne Negativpunkte
sollten üblicherweise
größere Tiefen
aufweisen; für
solche von 0,2 mm Durchmesser ist üblicherweise eine Tiefe von
mindestens 0,07 bis 0,08 mm empfehlenswert. Bei weggravierten Flächen empfiehlt
sich eine Tiefe von mehr als 0,15 mm, bevorzugt mehr als 0,4 mm.
Letzteres ist natürlich
nur bei einem entsprechend dickem Relief möglich.
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Vorteilhaft
kann die erhaltene zylindrische Flexodruckform im Anschluss an die
Lasergravur in einem weiteren Verfahrensschritt nachgereinigt werden.
In manchen Fällen
kann dies durch einfaches Abblasen mit Druckluft oder Abbürsten geschehen.
Es ist aber bevorzugt, zum Nachreinigen ein flüssiges Reinigungsmittel einzusetzen
um auch Polymerbruchstücke
vollständig
entfernen zu können.
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Geeignet
sind beispielsweise wässrige
Reinigungsmittel, welche im wesentlichen aus Wasser sowie optional
geringen Mengen von Alkoholen bestehen, und die zur Unterstützung des
Reinigungsvorganges Hilfsmittel, wie beispielsweise Tenside, Emulgatoren,
Dispergierhilfsmittel oder Basen enthalten können. Geeignet sind auch „Wasserin-Öl"-Emulsionen, wie
von
EP-A 463 016 offenbart.
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Die
mittels digitaler Bebilderung oder mittels Laser-Direktgravur erhaltenen
zylindrischen Druckformen eignen sich hervorragend zum Drucken von
Endlos-Mustern. Sie können
auch im Bereich der Naht beliebige druckende Bereiche aufweisen,
ohne dass die Naht noch im Druckbild zu sehen ist. Falls Klebeband
als Haftschicht verwendet wurde, kann die Druckschicht sehr einfach
wieder von der Hülse
abgezogen und diese wieder verwendet werden. Es können hierbei
Hülsen
verschiedenen Typs verwendet werden, beispielsweise kompressible
Hülsen
oder hard-coated Hülsen.
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Die
folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern:
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Messmethoden:
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Bestimmung
der statischen Scherfestigkeit der Klebefolie in Anlehnung an DIN
EN 1943 „Klebebänder – Messung
des Scherwiderstandes unter statischen Belastung" (Ausgabe Januar 2003).
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Es
wurde gemäß dem beschriebenen
Verfahren A getestet. Für
den Test wurde eine in der DIN EN1943 spezifizierte Stahlplatte
eingesetzt. Die Stahlplatte wurde senkrecht in einer Haltevorrichtung
eingespannt. Hierauf wurde ein Probestreifen der Klebefolie von
25 mm Breite geklebt, so dass die Kontaktfläche zur Stahlplatte genau 25
mm × 25
mm betrug und ein Teil des Klebebandes senkrecht unter der Stahlplatte hing.
An das frei hängende
Ende des Klebebandes wurde die Prüfmasse von 1 kg gehängt. Der
Test wurde bei 70°C
durchgeführt.
Es wurde die Zeit bestimmt, bis das Klebeband 2,5 mm auf der Stahlplatte
nach unten gerutscht war.
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Bereitstellung des Schichtenverbundes:
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Schichtelement 1:
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Für die fotopolymerisierbare,
elastomere Schicht wurden die folgenden Ausgangsmaterialien eingesetzt:
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Das
als Ausgangsmaterial für
das erfindungsgemäße Verfahren
eingesetzte Schichtelement wurde in prinzipiell bekannter Art und
Weise Aus den Komponenten durch Schmelzextrusion und Kalandrieren
zwischen zwei entklebend beschichtete abziehbare PET-Folien hergestellt
(Trägerfolie
und so genannte zweite Folie). Die fotopolymerisierbare Schicht
wies eine Dicke von 1,14 mm auf.
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Schichtelement 2:
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Es
wurde ein Schichtelement auf gleiche Art und Weise wie bei Schichtelement 1 beschrieben
hergestellt, nur wurden die folgenden Ausgangsmaterialien für die fotopolymerisierbare
Schicht verwendet.
-
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Herstellung der zylindrischen,
endlos-nahtlosen Flexodruckelemente:
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Beispiel 1:
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Zur
Durchführung
wurde eine Apparatur des oben beschriebenen Typs eingesetzt. Die
Hilfswalze (10) war gummiert. Die Kalanderwalze war siliconisiert.
Als Eingabevorrichtung (11) fungierte ein einfacher Montagetisch.
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Eine
Hülse (Blue
Light, Fa. Rotec, Innendurchmesser 136,989 mm, Außendurchmesser
143,223 mm wurde auf den Luftzylinder der oben beschriebenen Apparatur
aufgeschoben und fixiert. Die Hülse
wurde anschließend
mit einem 500 μm
dicken kompressiblen Klebeband mit hoher Scherfestigkeit (Rogers
SA 2120, Scherfestigkeit bei 70°C > 100 h) spaltfrei belegt.
Die kompressible Schicht des Klebebandes bestand aus einem oftenzelligen
PU-Schaum.
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Schichtelement 1 wurde
für 12
s mit aktinischem Licht von der Rückseite her durch die eine
der beiden PET-Folie hindurch belichtet. Anschließend wurde
Schichtelement 1 zurechtgeschnitten. Die beiden Stoßkanten
wurden mit einer Winkelung von 50° und
55°, jeweils
bezogen auf die Senkrechte, zugeschnitten, und zwar so, dass die
vorbelichtete Seite der Schicht kürzer war als die nicht vorbelichtete
Seite. Die Folie auf der vorbelichteten Seite wurde inklusive der
Entklebeschicht abgezogen und das Schichtelement mit der vorbelichteten
Seite unter konstantem Drehen auf die mit der Klebefolie versehene
Hülse aufgebracht.
Nach dem Aufbringen der Schicht wurde die zweite PET-Folie inklusive
der Entklebeschicht abgezogen.
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Die
Schicht wurde mit der Hilfswalze (10) festgedrückt. Die
Kalanderwalze wurde auf ca. 130°C
beheizt, in Drehung (50 Upm) versetzt und mit der fotopolymerisierbaren
Schicht in Kontakt gebracht. Der Abstand zwischen der Kalanderwalze
und dem Luftzylinder wurde so eingestellt, dass ein „negativer
Spalt" von 300 μm resultierte
(d.h. die Kalanderwalze wurde 300 μm in die elastomere, fotopolymerisierbare
Schicht eingedrückt).
Zum Verschluss des Spaltes wurde 15 min kalandriert. Die Drehung
erfolgte in Richtung (7). Die Oberflächentemperatur der fotopolymerisierbaren
Schicht betrug ca. 95°C.
Danach wurden die Walzen wieder auseinander gefahren, und die beschichtete
Hülse nach
dem Abkühlen
wieder vom Luftzylinder abgenommen.
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Es
wurde ein zylindrisches, fotopolymerisierbares endlos-nahtloses
Flexodruckelement erhalten. Die Oberfläche des Druckelementes war
im Bereich der Naht vollkommen eben und es waren keinerlei Spuren
der Naht zu entdecken. Ein Schnitt im Bereich der Naht zeigte, dass
die Naht im vorbelichteten Schichtbereich nicht vollständig verschlossen
war, der Verschluss im oberen Schichtbereich war jedoch so gut,
dass ins gesamt eine äußerst haltbare
Verbindung erhalten wurde. Zugdehungsmessungen am belichteten Material
zeigten, dass sich Proben mit Spalt sowie Proben aus der Vollfläche im Hinblick
auf die Zugdehnung nicht wesentlich unterscheiden.
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Beispiel 2:
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Es
wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde Schichtelement 2 als
Ausgangsmaterial eingesetzt. Weiterhin wurde keine Vorbelichtung
vorgenommen und die Kalandrierwalze wurde auf 135°C beheizt. Die
Oberflächentemperatur
des Flexdruckelementes beim Kalandrieren betrug 100°C.
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Es
wurde ein zylindrisches, fotopolymerisierbares endlos-nahtloses
Flexodruckelement erhalten.
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Vergleichsbeispiel 1:
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Es
wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde das Zurechtschneiden
des Schichtenverbundes nicht mittels Gehrungsschnitten vorgenommen,
sondern es wurden zwei senkrechte Schnitte vorgenommen. Nach dem
Umhüllen
der Hülse
mit dem fotopolymerisierbaren Material verblieb an der Stoßstelle
der beiden senkrechten Schnitte ein kleiner V-förmiger Spalt. Der Spalt konnte
durch das Kalandrieren zwar verschlossen werden, aber es verblieb
an der Naht doch eine kleine Vertiefung.
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Vergleichsbeispiel 2:
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Es
wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde die Kalanderwalze
auf 150 bis 160°C
beheizt. Die Oberflächentemperatur
des Flexodruckelementes betrug ca. 120°C. Zwar konnte die Naht verschlossen
werden, aber die Oberfläche
der fotopolymerisierbaren Schicht wurde durch die zu hohe Temperaturbelastung
zu stark deformiert und wies wie nach dem Abkühlen zu große Toleranzen auf. Es musste
nachgeschliffen und geglättet
werden, um eine für
den Flexodruck ausreichende Qualität zu erhalten. Weiterhin verlor
die Rückseitenvorbelichtung
ihre Wirkung.
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Vergleichsbeispiel 3:
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Mit
den gleichen Komponenten wie bei Schichtelement 1 beschrieben
wurde durch Extrusion und Kalandrierung ein Schichtelement hergestellt.
Es war aber lediglich eine der beiden PET-Folien abziehbar, während die
andere PET-Folie durch einen Haftlack mit der fotopolymerisierbaren
Schicht verbunden war. Es wurde wie bei Beispiel 1 beschrieben durch
die nicht abziehbare PET-Folie vorbelichtet. Nach dem Zurecht schneiden
wie beschrieben wurde das Schichtelement mit der vorbelichteten
Seite und mit der nicht abziehbaren Folie auf die Hülse montiert
und kalandriert. Es wurde ein Nahtverschluss erhalten, aber die
Stoßstelle
der nicht abziehbaren PET-Folie war noch als Abdruck auf der Schichtoberfläche sichtbar.
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Vergleichsbeispiel 4:
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Es
wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde ein Klebeband mit
einer Scherfestigkeit von nur 2,3 h bei 70°C verwendet. Zwar ließ sich die
fotopolymerisierbare Schicht ohne Probleme aufbringen, aber beim
Kalandrieren verrutschte das Klebeband auf der Hülse geringfügig. Die Stoßstelle
des Klebebandes war in der Oberfläche der fotopolymerisierbaren
Schicht noch deutlich als Abdruck sichtbar.
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Weiterverarbeitung
zu Flexodruckformen
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Beispiel 3
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Auf
das zylindrische, fotopolymerisierbaren Flexodruckelemente gemäß Versuch
1 wurde
in prinzipiell bekannter Art und Weise mittels eines Ringcoaters
wie von
DE 299 02 160 beschrieben
eine IR-ablative digital bebilderbare Schicht aus Ruß und einem
Bindemittel aufgebracht.
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Anschließend wurde
das erhaltene fotoempfindliche Flexodruckelement mit IR-ablativer Schicht
mittels eines Nd/YAG-Lasers bildmäßig mit einem Endlos-Muster
beschrieben. Das Muster wurde so gewählt, dass auch druckende Bereiche
im Bereich der Nahtverbindung vorgesehen wurden.
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Der
bebilderte Sleeve wurde in einem Rundbelichter 20 min. mit aktinischem
Licht belichtet belichtet, danach mit Hilfe eines Flexoauswaschmittels
(nylosolv II®)
entwickelt, 2 h bei 40°C
getrocknet und 15 min. UV/A und UV/C nachbelichtet.
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Beispiel 4
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Das
fotoempfindliche Flexodruckelement gemäß Versuch 2 wurde
in einem mit Aluminium-Folie ausgekleideten Tauchbecken unter CO2-Schutzgas mit einer Hg Halogenlampe der
Fa. Hönle
bestrahlt und die fotoempfindliche Schicht vollständig vernetzt.
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Anschließend wurde
mit einem Lasersystem wie von
EP-A 1 262 315 beschrieben mittels Lasern
ein druckendes Relief in die vernetzte Reliefschicht eingraviert.
Es wurde ein Endlos-Motiv eingraviert und zwar dergestalt, dass
druckende Bereiche auch jeweils im Bereich der Naht lagen.
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Vergleichsbeispiele 5,
6 und 7
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Es
wurde wie in Beispiel 3 vorgegangen, nur wurden jeweils die Flexodruckelemente
gemäß V1, V3 und
V4 eingesetzt.
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Druckversuche
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Mit
den aus den Versuchen und Vergleichsversuchen erhaltenen zylindrischen
Flexodruckformen wurden Druckversuche unternommen.
Druckmaschine:
W&H (Windmöller und
Hölscher),
Druckgeschwindigkeit: 150 m/min,
Bedruckstoff: PE Folie
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Ein
Vierfarbandruck zeigte bei den erfindungsgemäßen Beispielen weder in den
Einzelfarbauszügen noch
im Überdruck
aller Farben einen Spalt, während
bei den Vergleichsversuchen der Spalt noch zu sehen war.
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
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Tabelle
1: Ergebnisse der Versuche und Vergleichsversuche
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Zur
Kontrolle der Drucklänge
wurde mit dem Sleeve gemäß Versuch
3 für die
schwarze Farbe parallel eine Druckplatte mit identischem Aufbau „plate
on sleeve" verarbeitet
und mit den drei Farben der nahtlos-endlos Sleeves angedruckt. Ergebnis:
Keine Abweichung der Drucklängen
der einzelnen Farben d.h. die so hergestellten Sleeves erfahren
beim Kalandrieren keine Veränderung
des Umfanges und sind mit anderen Plattenaufbauten kompatibel.