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Prägedruckmaterialien und Verfahren zu ihrer Herstellung
Die
Erfindung betrifft Prägedruckmaterialien und Verfahren zur Herstellung derselben,
sowie Verfahren zur Herstellung von Prägedruckplatten aus solchen Materialien.
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Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können Prägedruckmaterialien
für die Reproduktion von hand- und maschinegeschriebenen INformationen schnell und
billig von ungelerntem Personal unter Verwendung einfacher Apparaturen hergestellt
werden. Die Druckplatten werden aus einem Deckblatt zubereitet, welches mit einer
wärmeempfindlichen Polymordiapereion beschic*htet ist.Diese Schicht wird mit einer
intrarotabeorbierenden Unterlage in thermischen Kontakt gebrachtg welch$-entweder
auf die Schicht, auf ein Dockblatt oder auf
eine
durchscheinende Schablone,
z.B. eine maschinengegehriebend
| Seite oder einen Bogen aus durchscheinenden ]Papier, der bine. |
| Unterschrift oder andere handgeschrieben* Inforigtionen Toto |
| hältg angewandt wird. Das beschriebene Dockblatt oder
di* Km- |
| bination aus Deckblattund Schablone wird d= al'- r lüfM- |
| rotetrahlung ausgesetzt, welche in der |
| schicht lokale Erwäzin=4*n in den bertiobea btrvorxWtv
die |
| mit der infrarotabeorbierenden Unterlage in UM |
| Die erwärate Polyiaerechicht bildet eine mlöslieb» t«»
t44)ffl |
in den Bereichen, in denen sie selektiv erhitzt worden ist, während
die restliche Schicht leicht durch Lösungsmittel entfernt werden kann, wobei eine
Hoch- oder Prägedruckplatte entsteht. Diese fertige Prägedruckplatte ist nicht,nur
sehr billig und für einmaligen Gebrauch geeignet, sondern kann auch zur Herstellung
von mehr als tausend hochwertigen Abdrücken ohne sichtbare Anzeichen einer Wiedergabeverschlechterung
verwendet werden.
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Die Erfindung wird durch die Zeichnungen näher erläutert. Fig.
1 ist eine schematische Darstellung einer Anordnung aus einer Schablone und
einem latenten Druckmaterial während einer Infrarotbelichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 ist eine längengetreue Darstellung der Abtrennung der Schablone nach der
Infrarotbelichtung und zeigt das auf der Oberfläche des Druckmaterials gebildete
transparente Bild; Fig. 3 ist eine längengetreue Ansicht der fertigen Prägedruckplatte,
welche sowohl hand- als auch maschinegeschriebene Informationen enthält; Fig. 4
ist ein Aufriß von der Seite der Prägedruckplatte von Fig. 3 in Richtung
der Linie IV-IV, welcher die Höhe des Reliefbildes zeigt; Fig. 5 ist eine
vergrößerte Teilansicht-der Prägedruckplatte von Fig. 3, welche das Relief
des Schriftzuges auf der Platte zeigt; Fig. 6 ist.eine Dare#ellung der Schablone
mit darauf befindliehen Indizes, welche im nahen Infrarot absorbieren; diese Schablone
kann zur Herstellung einer direkten oder umgekehrten Druckplatte gemäß der Erfindung
verwendet werden; die Figuren 7 und 8 sind Querschnitteg welche die
Anordnung dealatenten Druckmateriale und der Schablone bei der Herst'ellung einer
direkten Druckplatte erläutern; Pig. 9 ist ein Querechnittg welcher die unmittelbare
Herstellung. einer-direict wiedergebenden D=o41ßtte erläutert; Fig. 10 ist
eine Darstellung einer direkt wiedergebenden Drackplatteg die nach den in
den Figuren 7v 8'Und 9 dargestellt*]&.
Verfahren
hergestellt worden ist; die Figuren 1.1 und 12 sind Querschnitte durch eine Anordnung
eines latenten Druckmaterials und einer Schablone zur Herstellung einer verkehrt
wiedergebenden Druckplatte; Fig. 13 ist ein Querschnitt, der die direkte
Herstellung einer verkehrten Druckplatte erläutert, und Fig. 14 ist eine Darstellung
einer verkehrten Druckplatte, die nach dem in den Figuren 11., 12 und
1-3 er2äuterten Verfahren hergestellt worden ist.
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Gemäß Fig.-1 besteht das latent herstellbare Prägedruckmaterial gemäß
der Erfindung, das mit 10 bezeichnet ist, aus einem Deckblatt 11,
welches auf der Oberfläche eine Schicht 13 trägt. Das Deckblatt
11 kann aus gewalztem, glattem Kunststoff von gleichmäßigem Durchmesser und
insbesondere aus einem solchen Kunststoff bestehen, der bei den Bearbeitungstemperaturen
dimensionsbeständig ist. Hierfür sind verschiedene Kunststoffe geeignet, z.B.
: a) Vinylchlorid/Acetat-Mischpolymeren mit 5 bis 20 % Vinylacetat,
b) Polyvinylchlorid, c) Polyvinylidenchlorid, d) Vinylidenehloridmischpoly-meren
mit Acrylnitril oder Vinylchlorid oder Acrylatestern, e) Polyvinylformal, -acetal
und -butyral, f) Acrylat- ünd Methacrylatesterpolymeren, g) Äthyleellulose,
h) Polyearbonate, i) Celluloseacetatbutyrat und j) Cellulosepropionat.
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Auch andere Materialien haben sich als geeignet erwiesen, wie Metalle,
Metallfolien, mit Metallfolien beschichtetes Papier oder Pappe, kunststoffbeschichtetes
Papier oder Pappe und kunststoffbeschichtetes Gewebe. Das bevorzugte Material ist
ein nj&torientiertes Vinylehloridhomopolymer.
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Das Deckblatt kann eine beliebige Dicke haben; normalerweise soll
die Dicke jedoch zwischen 09076 und 1,5 mm liegen. Diese Dicke hängt
zum Teil von der späteren Verwendung der Druckplatte ab. Wenn die Druckplatte auf
einer Presse verwendet werden soll, bei der sie über ihre ganze Länge unterstützt
wird, kann das Deckblatt relativ dünn sein. Wenn die Prägedruckpla,tte als Scheckkarte
verwendet-werden soll, dann muß sie ziemlich dick sein, um den an solche Karten
gestellten
Anforderungen zu genügen. Das Deckblatt sollte auch beständig
sein gegenüber Dimensionsänderungen und sollte bei Temperaturen unterhalb der Bildherstellungstemperatur
keine Materialien aus der Überzugsschicht absorbieren.
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Die warmeempfindliche Polymerdispersionsschicht 13
soll-
te so dick sein, wie die Höhe des gewünschten Reliefs in der Druckplatte.
Für die meisten Anwendungszweck,e liegt die Dicke der Schicht zwischen
0,05 und 0,25 mm. Die bevorzugte Schichtdicke liegt im Bereich von
0,1 bis 0,125 mm. Die Polymerdispersion ist eine mäßig viskose, nichtklebrige
und glatt verlaufende Flüssigkeit, welche frei von Staub, Flusen und eingeschlossenen
Luftblasen sein sollte.
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Die Überzugsschicht kann aus einer Dispersion eines festen Harzmaterials
in einem Gemisch aus festem oder flüssigem Weichmacher und einem flüssigen polyfunktionellen
Monomeren von geringem Dampfdruck bestehen, der während der-Polymerisation zur Vernetzung
befähigt ist. Das Dispersionsharz sollte in feinteiliger Form mit Teilchengrößen
zwischen 0,1 und 10
Mikron und vorzugsweise zwischen 0,5 und
1,5 Mikron vorliegen. Es sollte außerdem gleichmäßig in dem Gemisch aus Weichmacher
und flüssigem Monomeren verteilt sein, zugleich mit einem Katalysator und etwaigen
Füllstoffen, Netzmitteln und Konditionierungsmitteln, die für die für den Überzug
erforderlichen rheologischen Eigenschaften sorgen. Spuren eines Farbstoffs können
der Zusammensetzung ebenfalls zugegeben werden, um die Begutachtung des Überzugs
zu erleichtern; ein solcher Farbstoff darf jedoch nicht infrarotabsorbierend sein.
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Die Dispersionsschicht erleidet deutliche Eigenschaftsä,nderungen
beim Erwärmen. Nach der ursprünglichen Zubereitung ist die Zusammensetzung eine
mäßig viskose, niähtklebrige Flüssigkeit. Nach dem Auftragen auf ein beckblatt und
dem Erwärmen auf eine erste Vorhärtungstemperatur absorbiert das Dispersionsharz
einen Teil des flüssigen Weichmachers und der weichmachenden Monomeren, wodurch
die Harzpartikeln quel len und sich unter Bildung einer trockenen Schicht miteinander
verbinden.
Beim Erwärmen auf eine zweite, höhere Temperatur lösen der Weichmacher und die Monomeren
das Dispersionsharz, und der Katalysator bewirkt die Polymerieation und die Vernetzung
der polyfunktionellen flüssigen Monomeren unter Bildung einer festen, lösungsmittelunlöslichen
Lösung.
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. Die'zur Herstellung der wärmeempfindlichen Überzugsschichten
gemäß der Erfindung verwendeten Dispersionsharze sollten in feinverteilter Form
vorliegen und in der Lage sein, beständige Dispersionen in damit verträglichen flüssigen
Weichmachern zu bilden. Harzpartikeln von 0,1 bis 10 Mikron und vorzugsweise
von 095 bis 1,5 Mikron sind geeignet. Die folgenden Harze können z.B.
allein oder in Kombination zur Herstellung der wärmeempfindlichen Dispersionsüberzüge
verwendet werden: a) Vinylchlorid, b) Mischpolymeren aus Vinylchlorid und
Vinylidenchlorid, c) Acrylharze, d) Polyolefine, e) Polyvinylfluoride,
f) Polyvinylehlorfluoride, g) Vinylchlorid/Maleinsäureester-Mischpolymeren,
h) Mischpolymeren aus-Vinylchlorid und Vinylacetat.
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Wegen der leichten Erhältlichkeit und der Preiswürdigkeit ist Vinylchlorid
das bevorzugte Harz für die Herstellung der wärmeempfindlichen Dispersion.
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Das in der Überzugszusammensetzung verwendete Weichmacher/Monomer-Gemisch
sollte die folgenden Eigenschaften aufweisen:
1.) Nichtflüchtigkeit bei Umgebungsbedingungen
und bei der Temperatur der Vorhärtung, 2.) Nichtlösungsvermögen für das Dispersionsharz
bei Raumtemperatur,
3.) mäßiges Lösungsvermögen für das Dispersionaharz bei
der gewählten Vorhärtungstemperatur
(100 - 110 0 C)v 4.) hohes Lösungsvermögen
für das Dispersionsharz bei hohen Temperaturen (1770C und höher),
5.) Nichtlösungsvermögen
für ein Kunstatoffdeckblatt bei lRaumtemperatur,
6.) hohes Lösungsvermögen
für ein Kunststoffdeckblatt bei Temperaturen von 1770C und höher, und
7.)
die Fähigkeit zur Vernetzung, um bei den höheren Temperaturen von
177 0 0 und daräber zu einem lösungemittelunlöslichen Polymeren zu werden.
Der Ersatz den Konomeren durch einen Weichmacher, der die ersten
6 genannten
Eigenschaften aufweist,
| jedoch unpolymerisierbar ist, führt ebenfalls zu zufrieden- |
| stellenden Ergebnissen, erfordert jedoch eine beträchtlich |
| genauere Kontrolle der einzelnen Verfahrensstufen wegen der |
| geringen Unterschiede in der Lösungsmittellöslichkeit zwischen |
| den bedruckten und den nicht bedruckten Bereichen des unpoly- |
| merisierten Überzugs. |
| Die folgenden Weichmacher können beispielsweise bei der |
| Zubereitung der Überzugszusammensetzungen verwendet werden: |
| a) Phthalatester |
| Diäthyl, Di-n-butyl, Diisohexyl, Di-2-äthylhexyl, Diisononyl, |
| Diisodecyl"Diisoundecyl, Diisotridecyl,.Diphenyl, Dicaprylg |
| Di-2-propylheptyl, Dieyelohexyl, Di-n-hexyl, Butyl-2-äthyl- |
| hexyl, 2-Äthylhexylisodecyl, Isohexylisodecyl, 2-Methylpentyl- |
| isodecyl, Butyleyclohexyl, Butylbenzyl, n-Oetyl-n-decyl; |
| b) Isophthalatester |
| Di-2-äthylhexyl, Diisodecyl, Diisononyl.. Butyl-2-äthylhexyl, |
| 2-Äthylhexylisodecyl; |
| c) TereUhthalatester |
| 2-Äthylhexyl; |
| d) Adiratester |
| Diisodecyl, Di-2-äthylhexyl, Diisononyl, Dioctyl; |
| e) Azelatester |
| Di-2-äthylhexyl, Dioctyl; |
| f) Sebacatest er |
| Dibenzyl, Di-2-äthylhexyl" Butyl, Dioctyl; |
| g) Phosphatester |
| Trieresyl, Gresyldiphenyl, 2-Äthylhexyldiphenyl..Didecylcreayl, |
| Di-2-äthylhexylphenyl, Tri-2-äthylhexyl, Tri-n-butyl, Tri- |
| phenyl; |
| h) Dibenzoatester |
| Diäthylenglycolg Dieropylenglycol, Polyäthylenglycol, Octylen- |
| glYcolt 3-Methyl-1,5-pentandiol; |
| i) Citratenter |
| koetyltributyl, Aoetyltri-2-Kthylhexyl; |
j-) Glycolester Triäthylenglycoldihexoat, Triäthylenglycoldi-2-äthylhexoat,
Polyäthyleng#ycoldi-2-äthylhexoat, Diäthylenglycoldipelargonat;
k) Epoxidiertes
Sojabohnenöl.
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Die Weichmacher können allein oder im Gemisch verwendet werden, um
bestimmte Eigenschaften zu erzielen.
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Das in der Überzugszusammensetzung verwendete polymerisierbare Monomere
sollte eine polyfunktionelle monomere Flüssigkeit von niedrigem Dampfdruck sein,
die in der Lage ist, während der Polymerisation unter dem Einfluß einer wärmei""nduzierten
Katalyse zu vernetzen. ]Die folgenden Materialien sind typische Beispiele für geeignete
flüssige Monomeren: 1,3-Butylenglycoldimethaerylat, Trimethylolpropantrimethaerylat,
Äthylenglycoldimethaerylat, Triäthylenglycoldimethaerylat, Tetraäthylenglycoldimethacrylat,
Diallylphthalat, Diallylfumarat, 1,4-Butandioldiaerylat, 1,4-Butandioldimethaerylat,
1,3-Butylenglycoldiaerylat, Cyclohexylacrylat, 1,10-Decamethylenglycoldimethacrylat,
Diäthylenglycoldiaerylat, Diäthylenglycoldimethaerylat, 2,2-Dimethylpropandiaerylat,
2t2-Dimethylpropandimethaerylat, Glyceryltrimethaerylat, 1,6-Hexandioldiacrylati
1,6-Hexandioldimethacrylat, Neopentylglycoldiaerylat, Neopentylglycoldimethacrylat,
Polyäthylenglycol(200)diacrylat, Tetraäthylenglycoldiaerylat, Triäthylenglycoldiaerylat,
2.2.4-Trimethyl-1,3-pentandioldimethaerylat, Trimethyloläthantrimethaerylat, Trimethylolpropantriacrylat,
Tripropylenglycoldimethaerylat.
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Auch die -folgenden Materialien können als polymerisierbare,
weichmachende Monomeren verwendet werden, jedoch ist ihre polymerisierte Struktur
linear und weist eine geringe Löslichkeit im Gegensatz zu den vernetzten Polymeren
auf: Dodecylmethacrylaty Laury1methacrylat, Stearylmethaerylat, Butylcellosolveacrylat,
n-Decylacrylat, n-Decylmethaerylatg 2-Äthoxyäthylmethacrylaty 2-Äthylhexylmethacrylat,
Isononylmethaerylat, Oetadecylacrylat, Oleylmethacrylat, Tetrahydropyranylmethaerylat,
Tridecylmethacrylat, 3,5,5-Trimethylhexyl-. methaerylat, 2,2,4-Trimethylpentandiolisobutyrat,
3-Methacrylat.
Die vorstehend genannten Materialien können jedoch
mit den polyfunktionellen Monomeren gemischt werden, um unlösliche Mischpolymeren
zu ergeben.
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Das Monomere,hat eine sehr wichtige Funktion in dem belichteten Druckmaterial,
weil es die Lösungsmittelbeständigkeit der bedruckten Bereiche der Platte im Gegensatz
zu den nicht bedruckten Bereichen erheblich verstärkt.
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Neben dem Dispersionsharz und den Weichmachern und Monomeren können
andere Materialien, wie Katalysatoren, Füllstoffe, Netzmittel und Konditionierungsmittel
der Überzugszusammensetzung zugegeben werden. Katalysatoren vom Typ der organischen
Peroxyde, z.B. Benzoylperoxyd, tert.Butylperoxyd und tert. Butylperbenzoat sind
wegen ihrer leichten Handhabung und guten Erhältlichkeit bevorzugte Bestandteile
der Überzugszusammensetzungen.
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Füllstoffe, wie amorphe Kieselsäure und Bariumsulfat können zugesetzt
werden, um dem Überzug höhere Festigkeit zu verleihen. Netzmittel, wie die Polyäthylenglycololeate
und -laurate, und Fließmittel, wie Leeithin und nichtionische oberflächenaktive
Mittel können beigemischt werden, um die Filmbildungs- und Laufeigenschaften des
Dispersionsüberzugs zu verbessern.
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In den folgenden Beispielen sind polymerisierbare Überzugszusammensetzungen
aufgeführt, die zur Herstellung der latenten Prägedruckmaterialien geeignet sind;
die Mengen sind in Gew.% angegeben. Beispiel 1
Vinylchloridharz* 53.8o
%
Triphenylphosphat 11930 %
Tripropylenglycoldibenzoat- 4p00
%
1,3-Butylenglycoldimethacrylat 30900 %
Polyäthylenglycololeat
0p30 %
Leeithin 0930 %
tert.Butylperbenzoat 0930 %
*hierfür können
andere verträgliche Harze genommen werden.
Für die Zubereitung
der Überzugszusammensetzung wird das Triphenylphosphat geschmolzen und dann unter
Rühren in einen Behälter gegossen, in welchem sich ein Gemisch aus flüssigem Dipröpylenglycoldibenzoat
und flüssigem 1,3-ButYlenglycoldimethaerylat befindet. Die Lösung ist ziemlich viskos,
so daß ein genügend starker Rührer verwendet werden sollte um di e Bestandteile
zu verarbeiten und sorgfältig zu vermischen, ohne sie zu schlagen oder Wirbel zu
bilden, was zu unerwünschtem Einschluß von Luft.führen könnte. Die übrigen Bestandteile
werden dann unter Rühren zugesetzt und vermengt. Das Gemisch sollte dann durch eine
Dreiwalzen-Pigmentmühle gegeben werden, um etwaige Agglomerate in dem.Dispersionsharz
zu zerbrechen und alle -Luft zu entfernen, die etwa während des Vermischens aufgenommen
worden ist. Die erhaltene Flüssigkeit ist eine stabile Dispersion eines Harzes in
einem flüssigen Weichmacher und flüssigen Monomeren. Beispiel 2
Vinylchloridharz*
44y25 %
etyldiphenylphosphat 8950 %
Trimethylolpropantriacrylat
26950 %
Tenlo-70 0,30 %
tert Butylperoxyd 0945 %
Bariumsulfat
20900 %
andere verträgliche Dispersionsharze können stattdessen ,verwendet
werden. - Da in diesem Beispiel kein fester Weichmacher verw%üdet wird, sollten
die flüssigen Materialien zusammengegeben und sorgfältig vermischt werden. Das-Dispersionsharz
und der anorganische Fülletoff werden dann unter Vermischen zugesetzt. Die Dispersion
wird dann durch eine Dreiwalzen-Pigmentmühle gegeben, um Harzagglomerate und Bariumsulfatklumpen
zu zerbrechen und eingefangene Luft zu entfernen, damit eine beständige flüssige
Dispersion entsteht.
Beispiel 3
Vinylchloridharz*
55,0 %
Diphenylphthalat 1327 %
Trimethylpropantrimethacrylat
3190 %
tert.Butylperbenzoat# 093 %
hierfür können andere verträgliche
Dispersionsharze de . r genannten Art eingesetzt werden. Zur Herstellung
dieser Zusammensetzung wird das Diphenylphthalat geschmolzen und unter Rühren dem
flüssigen Monomeren zugesetzt. Dann wird das tert.Butylperbenzoat zusammen mit dem
Dispersionsharz unter RUhren zugegeben. Das Gemisch wird durch eine Dreiwalzen-Pl;gmentmühle
geschickt, um es zu entlüften und um Harzagglomerate zu zerbrechen, wobei eine beständige
Dispersion erhalten wird. Beispiel 4
Vinylchloridharz* 5090 %
Äthylenglycoldimethaerylat
5192 %
Polyäthylenglycollaurat 093 %
Lecithin 094 %
Benzoylperoxyd
095 %
hierfür können andere verträgliche Dispersionsharze verwendet werden.
Die verschiedenen Bestandteile werden wie in Beispiel 2 vermengt und durch eine
Dreiwalzen-Pigmentmühle gegeben, um Agglomerate zu zerbrechen und das Gemisch zu
entlüften. In diesem Beispiel, wie auch in allen anderen, sollte dafür gesorgt Werden,
daß beim Vermischen kein übermäßiger Lufteinschluß erfolgt. Eingeschlossene Luft
kann weitgehend entfernt werden, indem man sie während 1 bis 2 Tagen an die
Oberfläche stei gen läßt.und das Gemisch für die Nablatufe vom.Boden des Gefäßes
abzieht. Auch Vakuumentlüftung kann angewendet werd . en. Beispiel
5
Vinylehloridmia-chpolymerharz 61785 % Dieaprylphthalat 28900 %
staarylaethaerylat
2900 %
Trimethylolpropantrimethaerylat 7P5C) %
, - , - .
i ' , 11 ""
Polyäthylenglycolmonoläurat
01-25 %
Tenlo-70 0930 %
tert.Butylhydroperoxyd 01,10 %
Die verschiedenen
Bestandteile werden-wie in den Beispielen 2 und 4 vermengt und dann sorgfältig verarbeitet,
um ein Mitreißen von.Schmutz zuverhindern und eingeschlossene Luft -zu-entfernen.
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Nachdem die Dispersionszüsammensetzung zubereitet worden ist, wird
sie auf das Deckblatt, z.B. einen Träger aus Vinylherz, in einer gleichmäßigen Dicke
von 0,05 bis 0"25 mm aufgetragen und dann in einem Heißluftofen
15 bis 20 Sekunden auf 105 - 1100 0 erwärmt. Beim Erhitzen während
dieser kurzen Zeit absorbiert das Dispersionsharz das Monomere und den Weichmaeher
und bildet einen trockenen, gelierten Film, ohne jedoch sich in dem Weichmacher/Monomer-Gemisch
zu lösen; außerdem tritt weder eine Polymerisation ein, noch wird der Vinylchloridträger
gelöst oder solvatisiert. Das beschichtete Produkt ist nun sauber und fertig zur
Handhabung und weist keine Anzeichen einer Verschlechterung infolge Alterns auf.
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Um die Ausbildung eines Druckreliefs von unterschiedlicher Höhe zu
vermeiden, ist es wesentlich, daß der Vinylharzträger von relativ gleichmäßiger
Dicke ist, mit Abweichungen von vorzugsweise + 0.0125 mm. Auch der.Überzug
sollte auf diesen Träger sorgfältig aufgebracht werden, mit einer Dickenschwankung
von höchstens + 0,005 mm. Der Überzug kann aufgetragen werden mittels
einer Umkehrauftragswalze, einer Rakel, mit Extrudern oder anderen geeigneten Auftragevorrichtuggen.
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Gemä2 Fig. 1 befindet sich das latent herstellbare Prägedruckmaterial
10 in Oberflächenkontakt mit einer Schablone 15,
welche aus einem durchscheinendem
Träger 17 besteht, der auf seiner Oberfläche Indizes 19 trägt,. die
im nahen Infrarot absorbieren. Eine Lichtquelle für Strahlen des nahen Infrarotspektralbereiche
zur Belichtung der zusammengesetzten Bögen ist bei 20 angedeutet. Die Größe der
einzelnen Bögen und der Indizes ist stark übertrieban dargestellt" um die Erläuterung
der
einzelnen Elemente zu erleichtern. Die Schablone 15 liegt so auf dem Prägedruckmaterial
109 daß die Indizes 19 sich in direktem Kontakt mit der Dispersionsschicht
13 befinden. Diese Zuordnung der Bögen wird bevorzugt; die Reihenfolge der
Bögen und die Lage der Schichten kann jedoch variiert werden, wenn entsprechende
Anpassungen in den Verfahrensschritten vorgenommen werden.
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- Der Bogen 17 kann aus Papier bestehen, auf welches
die zu druckenden Informationen 19 mit der Maschine geschrieben oder unter
Verwendung von Kohlematerialien oder anderen, im nahen Infrarot absorbierenden Medien
geschrieben werden. Die Dicke dieses Trägerblattes sollte-zur Erzielung guter Ergebnisse
0.075 mm und vorzugsweise 0,05 mm nicht übersteigen. Ob-
gleich die
Infrarotstrahlung die Masse des Papiers durchdringen muß, kann bei der bevorzugten
Zusammensbllung des Prägedruckmaterials 10 und der Schablone 15 das
Papier bis zu 15 %
Füllstoff enthalten, ohne daß es seine Funktionsfähigkeit
beträchtlich verliert.
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Die Forderung nach hinreichender Lichtdurchlässigkeit des Papiers
kann erfüllt werden durch a) sorgfältige Auswahl des Zellstoffs, b) Vermeidung
übermäßiger Mengen an Füllstoff oder Pigmenten, c) Hydratisierung des Zellstoffs
und d) Harzimprägnierung. Eine dieser Maßnahmen oder alle zusammen können
angewandt werden, um ausreichende Lichtdurchlässigkeit, d.h. weniger als
85 % Undurchlässigkeit zu erreichen. Dickere Papiere von bis zu 0.175 mm
mit höherer Durchlässigkeit (65 %
Lichtundurchlässigkeit) und.undurchläsibige
Pa piere (90 % undurchlässigkeit), welche dünner sind als 0,05 mmt
sind auch noch brauchbar, jedoch werden Durchmesser von 0.038 bis
09078
mm und Lichtundurchlässigkeiten von 50 bis 85 % bevorzugt.
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Die Papieroberfläche sollte glatt und eben sein, eine hohe Porosität
aufweisen und Schriftbilder sowohl von getränk-' ten und beschichteten Farbbändern
als auch von Federhaltern aufnehmen.
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Nachdem das latent herstellbare Prägedruckmaterial
10
und die Schablone 15, welche die zu druckenden Informationen
enthält,
in Oberflächenkontakt miteinander gebracht worden sind, werden die zusammengestellten
Bögen von einer Quelle für Strahlung des nahen Infrarot (7500 bis
30 000 R, vorzugsweise 8000 bis 18 000 2)7 die bei 20 dargestellt
ist, etwa 2 Sek. belichtet. Um die Belichtungszeit auf ein Minimum zu verkürzen,
wird eine hochintensive Quelle für Infrarotstrahlung bevorzugt. Quarzlampen können
verwendet werden, um Infrarotkonzentrationen von 100 Watt/2,5 cm linear bis
zu 400 Watt zu erzielen, wobei die Konzentration an Strahlung des nahen Infrarot
mit zunehmender Wattzahl ansteigt.
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Zur Ermittlung der Belichtungsdauer ist es am besten, die stärkste
verfügbare Lichtquelle zu verwenden, -um eine übermäßige Erwärmung des Druckmaterials
10 zu verhindern. Da bei den Quarzlampen die Energie der nahen Infrarotstrahlung
der Glühdrahttemperatur proportional ist, wird die Quarzhülle umso wärmer,
je mehr die Stärke der Infrarotstrahlung zunimmt, und die von der Luft übertragene
Wärme kann so groß werden, daß die nicht bedruckten Bereiche auf dem Druckmaterial
gehärtet werden. Bei Belichtungsapparaturen unter Verwendung der T-2-2
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Lampe von General Eleetrie, z.B. dem Thermofax der Minnesota Mining and
Manufacturing Company oder der T-3-Lampe von General Electrie im Masterfax der Ditto
Corporation ist eine Belichtungszeit von 1 bis 2 Sek. ausreichend. Alle vorstehend
genannten Apparaturen verwenden eine Quarzröhrenlampe mit verstärkter Spannung,
um die Ausgangsleistung zu erhöhen.
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Im Anschluß an die Infrarotbelichtung der Schablone 15
und des
Prägedruckmaterials 10 werden die Bögen voneinander getrennt. Fig. 2 erläutert
das Auseinandernehmen der Bögen und zeigt, wie sich das Aussehen des Prägedruckmaterials
1,0 in den bedruckten Bereichen verändert hat. Vor der Infrarotbelichtung
ist die polymerisierbare Schicht 13 normalerweise durchscheinend und von
gleichförmig trübem Aussehen wegen der zahllosen kleinen Dispersionsharzpartikeln.
Nach der Infrarotbelichtung werden die belichteten Bereiche der Überzugsschicht
durchsichtig, weil pich die Harzpartikeln in dem Weichmacher und dem flüssigen Monomeren,
der ebenfalls als Weichmacher wirkt, gelöst haben.
Die Teile der
Überzugsschicht 13, die während der Infrarotbestrahlung nicht belichtet worden
sind, können nun von der Oberfläche des Deckblatts 11 unter Bildung des Reliefbildes
abgewaschen werden. Zum Auswaschen des unpolymerisierten Materials stehen verschiedene
Lösungsmittel zur Verfügung, z.B. Diacetonalkohol, Butylcarbitol, Diäthylenglycolmonoäth#läther,
M . ethyleellosolve, Tetrahydrofurfurylalkohol, p-Cymol, Äthyl-und Diäthylbenzol,
Toluol und Xylol. Das zum Auswaschen der Platte ausgewählte Lösungsmittel sollte
für äie Dauer der . erfärderlichen Zeit mit der Kunststoffplatte verträglich
sein. Z.B. wird bei einem Deckblatt aus Polyvinylchlorid Diacetonalkohol oder Tetrahydrofurfurylalkohol
bevorzugt. Das Auswaschen kann nach zahlreichen Methoden vor sich gehen,
z.B., indem man die Oberfläche einfach mit dem Lösungsmittel spült, durch mechanisches
Reiben unter gleichzeitiger Anwendung von Lösungsmittel oder durch Ultraschallreinigung.
Die letztere Methode wird bevorzugt, weil sie schneller und wirksamer ist.
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In Fig. 3 ist die fertige Prägedruckplatte dargestellt, wie
sie beschriftet und zum Druck fertig ist. Die Druckplatte hat maschinegeschriebene
Informationen und eine handgeschriebene Unterschrift und ist in dieser Form zur
Verwendung in einer einfachen Druckpresse geeignet. Die hier dargestellte Platte
ist ein Beispiel für einen Mitarbeiter-Ausweis; selbstverständlich können auch andere
Druckprägungen hergestellt werden, z.B. für'Kreditkarten-, Schecks USW.
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Das gebildete Relieftild ist in Fig. 4 dargestellt, die einen Schnitt
durch die Druckplatte von Fig. 3 darstellt und in Fig. 59 die einen
Teil der Druckplatte wiedergibt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich istg ist die
Unterschrift auf der Platte. konkret in Form eines Reliefs wiedergegeben und kann
nun zum Drucken auf zahllosen Dolcumenten verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte kann
von ungelerntem Personal in minimaler Zeit, nämlich
in etwa 2 bis
3 Minuten durchgeführt werden. Die einzige für die Herstellung der Druckplatte
entscheidende Ausrüstung ist
eine starke Lampe für Infrarotstrahlung.
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])gs latent bedruckbare Material kann zur Herstellung von richti#g-wiedergebenden.
oder von verkehrt wiedergebenden Prägedruckplatten verwendet werden, wobei die richtigen
Druckplatten in Druckerpressem. und die verkehrten Druckplatten in Offsetpressen
eingesetzt werden können.
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Fig. 6 zeigt ein Original 21 mit Indizes 23, die im
nahen Infrarot absorbieren. Durch Zusammenstellen der Schablone 21 und des Druckmaterials
10 und durch Belichten dieser Kombination mit Strahlung des nahen Infrarot
aus einer Lichtquelle 20,
wie in Figuren 7 und 8 dargestellt,
ist es möglich, die in Fig. 10 gezeigte richtig wiedergebende Druckplatte
25 herzustellen.
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Eine verkehrte Prägedruckplatte 27 (Fig. 14) kann durch die
in den Figuren 11 und 12 dargestellte Zusammenstellung von Original
21, Druckmaterial 10 und Infrarotlichtquelle 20 hergestellt werden.
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Eine richtige oder verkehrte Druckplatte kann auch direkt und ohne
Verwendung der Schablone 21 hergestellt werden. Gemäß Fig. 9 werden die Indizes
29 direkt auf die Oberfläche der Schicht 13 auf dem Druckmaterial
10 aufgebracht. Hierbei muß sorgfältig vorgegangen werden, weil die wärmeempfindliche
Schicht in dem vorgehärteten Zustand relativ weich ist. Das direkt beschriftete
Druckmaterial 10 wird dann der Strahlung des nahen Infrarot ausgesetzt und
mit einem Lösungsmittel ausgewaschen, um eine richtige oder Offset-Druckplatte zu
erhalten.
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Gemäß Fig. 13 kann eine verkehrte oder Druckerpresse-Druckplatte
hergestellt werden, indem Indizes 31 direkt auf die Oberfläche des Deckblatts
11 aufgebracht werden. Das beschriftete Druckmaterial wird dann der Infrarotstrahlung
ausgesetzt und mit einem Lösungsmittel für die nichtumgesetzte Überzugsschicht behandelt,
um eine verkehrte Druckplatte entsprechend der Druckplatte 27 in Fig. 14
zu erhalten.