DE1960959C3 - Verfahren zur Herstellung einer Druckform - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Druckform

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DE1960959C3 DE1960959A DE1960959A DE1960959C3 DE 1960959 C3 DE1960959 C3 DE 1960959C3 DE 1960959 A DE1960959 A DE 1960959A DE 1960959 A DE1960959 A DE 1960959A DE 1960959 C3 DE1960959 C3 DE 1960959C3
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
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  • Printing Plates And Materials Therefor (AREA)

Description

CX
besteht, in der /leine ganze Zahl von mindestens I, X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom und Ri und R >jeweils \ I, Cl, F, CFj und/oder CCI ι isi,
b) die polymere Schicht mit einem fokussierlcii Laserstrahl exponiert wird, der eine ausreichende Intensität besitzt, um das Polymere der Schicht mindestens an seiner Oberfläche zu zersetzen und Vertiefungen zu erzeugen, und
c) der Punkt und die Intensität des auftreffenden Laserstrahls so gesteuert wird, daß entsprechend einer Vorlage bildweise Vertiefungen unterschiedlicher Größe in der polymeren Schicht entstehen.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß als Polymer ein Polychoral, ein Copolymer von Hexafluoraceton und Formaldehyd oder von Hexafluoraceton und Äthylenoxid, ein Polythiocarbonylfluorid oder ein Polyoxymethylen mit endständigen Äthergruppen und einem Molekulargewicht von mehr als 10 000 verwendet wird.
i. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte auf einer beweglichen Halterung befestigt ist und die Halterung so bewegt wird, daß der Laserstrahl über die polymere Schicht wandert.
4. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laser beweglich angeordnet ist und so bewegt wird, daß der Laserstrahl über die polymere Schicht wandert.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl der Laser als auch die Platte unbeweglich befestigt sind und der Laserstrahl in solcher Weise unterschiedlich stark gebeugt wird, so daß er über die polymere Schicht wandert.
6. Verfahren nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl pulsiert und die Tiefe der Gravur durch eine Änderung der Dauer, der Geschwindigkeit ui.d der Intensität der Impulse, die auf die Oberfläche auftreffen, und durch die Geschwindigkeit, mit der sich der Laserstrahl relativ zu der Platte bewegt, goregelt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl durch periodisches Unterbrechen des Laserstrahls gepulst wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl mit Hilfe einer (?-Schaltung gepulst wird.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl durch Modulierung des Eingangs in den Laser moduliert wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl ein kontinuierlicher Laserstrahl ist und die Tiefe der Gravur durch eine Veränderung der Intensität des Laserstrahls und der Geschwindigkeit, mit der sich der laserstrahl relativ zu der Platte bewegt, geregelt wird.
11. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl so gesteuert ist, daß er entweder über die ganze Platte oder über einen
Hi speziellen Teil der Platte streicht, und daß das Muster, das auf der Oberfläche der Platte eingraviert wird, und die Tiefe der Gravur durch die optische Dichte von mindestens einer Maske geregelt wird, die sich zwischen dein Laser und der Platte befindet.
ΐϊ 12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Maske eine Schablone ist.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske ein Transparenlbild ist
„■ο 14. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß
a) der Laserstrahl in zwei ungleiche Teile aufgespalten wird, von denen der erste Teil, der im wesentlichen die gesamte Energie enthält, so
_>"i gesteuert wird, daß er über die Platte streicht,
und der zweite Teil so gesteuert ist, daß er in Obereinstimmung mit dem ersten Teil über die Maske streicht,
b) das Muster, das auf der Platte mit dem ersten in Teil des Laserstrahls graviert wird, dadurch variiert wird, daß die Intensität des zweiten Teils des Laserstrahls sich ändert und dazu verwendet wird, den ersten Teil des Laserstrahls zu modelieren und
r. c) die Tiefe der Gravur durch die Intensität des
Laserstrahls und die Geschwindigkeit, mit der sich der Laserstrahl relativ zu der Platte bewegt, geregelt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch
in gekennzeichnet, daß die Maske eine Schablone oder ein photographisches Transparentbild ist
Es sind die verschiedensten Gravierverfahren zur Herstellung von Druckformen bekannt, deren Anwendbarkeit abhängt von dem Werkstoff der Druckformen
-,(i und dem beabsichtigten Anwendungszweck. Das manuelle Gravieren ist viel zu teuer und führt darüber hinaus im allgemeinen zu Graten um die Vertiefungen, was zu qualitativ schlechten Druckerzeugnissen führt. Daher werden für große Auflagen im allgemeinen metallische
y, Tiefdruckformen angewandt, jedoch ist deren Herstellung wegen der Unregelmäßigkeit und geringen Reproduzierbarkeit des Ätzvorgangs ebenfalls mit Nachteilen behaftet.
Aufgabe der Erfindung ist nun die Herstellung von
hü Druckformen, die in einer Polymerschicht ein Relief enthalten, in schneller und einfacher Art bei höchster Präzision, wobei man scharfe Konturen, keine Grate und keine Hinterschncidungen erhält, welche häufig bei den bekannten Verfahren zu mangelhaften Drucker-
hi Zeugnissen Anlaß geben können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man eine Polymerschicht verwendet, die mindestens 95% eines Polymeren enthält, das ein Homopoly-
incr oder tin Copolymer ist und im wesentlichen aus Einheilen der allgemeinen Formel
CX
besteht, in der η eine ganze Zahl von mindestens 1, X ein Sauerstoff- oder Schwefelatom und Ri und R> H. Cl, F, CFi und/oder Cdi ist, die polymere Schicht mit einem fokussieren Laserstrahl exponiert wird, der eine ausreichende Intensität besitzt, um das Polymere ι. mindestens an seiner Oberfläche zu zersetzen und dadurch Vertiefungen zu erzeugen, und der Punkt und die Intensität des auftreffenden Laserstrahls so gesteuert wird, daß entsprechend einer Vorlage bildweise Vertiefungen unterschiedlicher Größe in der Polyiiie- j» ren-Schicht entstehen.
Die Tiefe des Reliefs kann durch Modulieren der Intensität des Laserstrahls variiert werden. Das Muster bzw. die eingeschriebenen Informationen werden durch den Laserstrahl hervorgerufen, indem eine Relalivbe- >-, wegung zwischen Platte und Laser hervorgerufen wird, der Laserstrahl abgelenkt wird oder indem zwischen Laser und Platte eine Maske oder ein Transparcnibild vorgesehen wird. Bei einer Maske oder einem Transparentbild, welches der Einwirkung des Laser- m Strahls nicht widerstehen könnte, ist es zweckmäßig, diesen zu teilen und einen Teil für die Gravierung und den anderen Teil zur Abtastung der Maske heranzuziehen, wobei der erste Teilstrahl über das Abtastsignal des zweiten Teilstrahls gesteuert wird. η
Die Erfindung wird anhand der Figuren weiter erläutert.
Fig. I zeigt eine schematische Darstellung einer für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Apparatur;
F i g. 2 bis 5 zeigen weitere Ausführungsformen der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung;
Fig.6 zeigt im Querschnitt eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Vertiefung. 4-,
Nach Fig. 1 erzeugt der Laser 12 kohärente Strahlung 13, die durch die Linse 14 auf die Oberfläche der Polymerplatte 15 fokussiert wird. Diese wird durch die Halterung 16 in ihrer Lage fixiert. Eniweder der Laser oder die Halterung kann so gebaut sein, daß durch -,o geregelte Bewegung der Laserstrahl die Polymerschicht der Platte entsprechend graviert.
Was für ein Laser angewandt wird, hängt weitgehend ab von dem benötigten Energieinhalt bzw. der benötigten Strahlungsintensität. Man kann Fest-, Flüs- -,i sig- oder Gaslaser anwenden, wobei wegen seiner hohen Leistung CXVLaser bevorzugt werden. Der Laser kann kontinuierlich arbeiten oder gepulst sein. Bei einem kontinuierlichen Laser läßt sich der Energieeinfall auf einen Punkt der Druckform variieren durch wi Regelung der Ausgangsleistung des Lasers oder der Geschwindigkeit, mit der sich der Laserstrahl über die Platte bewegt. Viele Arten von Laser haben bei Dauerbetrieb keine hohe Intensität, so daß man mit gepulstem Laser arbeiten muß. Einen solchen erhält t,-> man z. B. durch einen Zerhacker 18, wie er in der F i g. 2 angedeutet ist. Dieser kann eine rotierende Schlitzscheibe, eine Kerr-Zeile oder eine andere bekannte Zeihackervorrichtung sein. Man kann aber auch den Laserstrahl durch eine (.'-Schaltung pulsen. Mit gepulstem Laser läßt sich die auf die Druckplatte auftreffende Strahlungsenergie variieren durch .Steuerung der Ausgangsleistung des Lasers, der Geschwindigkeit und der Dauer des Impulses oder der Geschwindigkeit, mit der sich der Strahl über die Platte bewegt.
Die Linse 14 ist eine lichtbrechende Linse, an deren Stelle aber auch ein lichtbrechender oder fokussieren der Spiegel angewandt werden kann. Hei der Fokussie rung kann man mit fester oder veränderbarer Brennweite ai beiten. Eine Linse für einen CO_>-Laser hai eine effektive Brennweite von 6,35 cm.
Bei der erfindungsgemüß herzustellenden plattenförmigen Druckform kann es sich selbstverständlich sinngemäß auch um einen Druckzylinder handeln. Die Platte (oder der Zylinder) besteht normalerweise aus einem Werkstoff, kann jedoch auch aufgebaut sein aus einem Unterlagematerial mit der Polymerschicht, deren Dicke jedoch zumindest ausreichen muß, daß der Laserstrahl nicht die gesamte Schichtdicke durchdringt. Die gesamte Vertiefung oder das Näpfchen muß sich in der Polymerschicht befinden. Es kann dabei jedoch das darunterliegende. Material freigelegt werden. Das wesentliche Merkmal ist nicht die Tiefe der Näpfchen, sondern die Tatsache, daß keine Grate gebildet werden.
Das Relief 17 kann auf die verschiedensten Arten erhalten werden. Wie in F i g. 1 und 2 gezeigt, ist der Laser fixiert und die zu gravierende Platte oder der Zylinder 15 befindet sich auf einer bewegbaren Halterung oder umgekehrt, wobei in diesem Fall zusammen mit dem Laser auch die Fokussierungslinsen bewegt werden müssen, was jedoch kompliziert sein kann. Man kann aber auch den Laserstrahl mit Hilfe des Spiegels 19 (F i g. J) ablenken. Ein solcher -Spiegel besteht z. B. aus poliertem korrosionsbeständigem Stahl beschichtet mit Silicium oder Germanium. Man kann einen Spiegel mit zwei Bewegungsmöglichkeiten oder zwei Spiegel mit je einer Bewegungsmöglichkeit anwenden. Es ist aber auch möglich, einen Spiegel mit einer Bewegungsmöglichkeit in Verbindung mit einer bewegbaren Plattenhalterung anzuwenden.
Für die Gravierung gibt es die verschiedensten Möglichkeiten. Am einfachsten ist die Plattenhalterung und/oder den Laser impulsgesteuert zu bewegen. Ein zweiter Weg ist die Auslenkung des Laserstrahls niit bewegbaren Spiegeln. Diese können z. B. so befestigt sein, daß sie dem Ausschlag eines ballistischen Galvanometers zu folgen vermögen. Diese Verfahrensweisen eignen sich für einfache Vorlagen. Bei komplizierten Vorlagen sollte jedoch die Platte mit dem Laserstrahl in der Art eines Fernsehrasters abgetastet werden. Dazu wird er zweckmäßigerweise moduliert, so daß man ein der Vorlage entsprechendes Relief erhält. Für Schwarzweißbilder kann der Laser ein- und ausgeschaltet werden. Eine Tonung wird durch Änderung der Intensität des Strahls erreicht.
Die Modulierung des Laserstrahls erfolgt auf verschiedene Weise. So kann man die Ausgangsleistung eines Lasers entsprechend einem Elektronenstrahl in einer Fernsehröhre modulieren, wobei für ein entsprechendes Relief Signale erforderlich sind, wie sie ein Fernsehempfänger erhält. Es kann aber auch die Ausgangsleistung des Lasers konstantgchalten und der Strahl moduliert werden, indem eine Maske zwischen Laser und Platte vorgesehen wird (Fig.4). Dazu benötigt man Spiegel 14 und 21 und das Relief
einspricht (it-η durchlässigen Bereichen der Maske. Die Maske kann entweder eine Schablone oder ein Filter (1 lansparentbild) sein, wobei die die Platte treffende Strahlungsintensität durch die optische Dichte des I'illers bestimmt wird Für gute Auflösung muß die Maske im fokussieren Strahl, also /wischen den Spiepein 14 und 21 nach F ig. 4, angeordnet sein. Die Maske selbst muH für den Laserstrahl iindiirchlässi(T sein, so dall sich nur wenige Materialien dafür eignen. I ine andere Möglichkeit ist in F i g. 5 gezeigt.
Bei der Voi richtung nach I i g. 5 gelangt dei Laserstrahl 13 auf einen halbdurchlässigrn Spiegel 22. der in dem nicht fokussieren Teil des Strahls angeordnet ist. Der kleinere Teilstrahl 21 wild abgelenkt und der größere leitstrahl 24 wild in der Linse 14 fokussieit und dient zum Gravieren der Platte. Dei abgelenkte leitstrahl 23 wird entweder direkt oder mit Hilfe eines Ablenkspicgels 25 auf die Schablone j'clcnkt. Die durchgelasscnc Strahlung trifft auf den Detektor 28, dessen Aiisgangssignal zur Modulicriinp des Strahls dient, z. IV mit einer Rückkopplungsschlcifc 29 Gegebenenfalls kann man zusätzlich zu der Uückkoppliingsschleifc einen Zerhacker im Sinne der 1 i g. 4 \ orselien /wischen halbdurchlässigein Spiegel 22 und Linse 14 Der Detektor 28 ist z. B. eine Photozclle. Als Rückkopplungskrcis kann man übliche Schaltungen anwenden. Zui Fokussierung des abgebeugten Strahls dienen die 1 .inscn 26,27. Da bei dieser Ausführiingsform nur ein kleiner Ί eilslralil die Maske trifft, kann diese aus ι inem Material bestehen, da- für die Maskierung des gesamten Laserstrahls ungeeignet wäre. Mit Hilfe von inehreicn Schablonen lassen sich die einzelnen Farbaus-/ügefür Mehrfarbendruck herstellen.
In der F i g. 6 ist nun eine Vertiefung eines Kcliels gezeigt, wie man sie nach dem crfindungsgcmäßen Verfahren erhält. Die Tiefe a ist abhängig von der eingestiahlten Lncrgie. Die Breite b am Boden der Vertiefung entspricht dem heißesten Teil des Strahls. Die Vericfung kann zwar durch die Polymerschichi gehen und das darunterliegende Material freilegen, so dall a auch abhängt von der Schichtstärke. Die Breite c in der Druckllächc wird durch den Gesamtdurchmesser des Strahls bestimmt. Die Vertiefung in der Polymerschicht wird erhalten, indem das Polymere schmilzt und verdampft bzw. zersetzt wird. F.s bildet sich um die Vertiefung ein kleiner Rand in einer Höhe von d. wobei der Durchmesser des Rands c ist. Dieser schmale Rand bildet sich infolge der Oberflächenspannung des geschmolzenen Polymeren.
Die Nachteile eines solchen Randes oder Grates auf die Qualität der Druckerzeugnisse ist bekannt. Idcalerwcisc sollte eine Druckform keine Ränder um die Vertiefungen aufweisen.
1st die Intensität des Laserstrahls ausreichend hoch, so kommt es hingegen nicht zu einem Schmelzen des Polymeren, sondern dieses wird unmittelbar zersetzt und die Zersetzungsprodukte verdampfen. Das Arbeiten mit einem so energiereichen Laser ist jedoch aufwendig. Trotzdem ist kaum zu vermeiden, daß am äußeren Umfang des Strahls die Intensität geringer ist, so daß es dor doch zu einem beschränkten Schmelzen des Polymeren kommt. Dieses Abschmelzen ist jedoch bei dem ei finduiigsgemäßen Verfahren so gering, daß es nur zu einer Abrundung der Kanlen komm! Zu beachten ist jedoch, daß bei der Modulation des Siialils die Energie nicht so weil al.-ninkl. daß ein Schmelzen in größerem Ausmaß erfolgt. Ls ist daher /weckmäßiger. für das Herstellen eines Kcliels nach einer getonten Vorlage nicht die Strahlinlensitäl zu modulieren, sondern die Geschwindigkeit, mit der der Strahl die Platte abtastet, zu variieren. Dies isl jedoch ein relativ aufwendiges Verfahren.
Ls zeigte sich jedoch, dall bestimmte Polymeie ohne die Ausbildung eines solchen Randes die Herstellung von Reliefs gestalten. Ein solches l'olymci A ist z. IV ein cndständipe Athcrgriippcn !ragendes Polyoxymelhylen mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 10 000. In der folgenden Tabelle sind die Parameter lür Vertiefungen einer Druckform zusammengestellt, deren Polymerschicht eilindiingsgemäß aus diesem Polymer A oder nach dem Stand der Technik bestand Bei dem Polymer B handelt es sich um ein Copolymer aus weniger als 10% Ätbylaerylat mit Melhylmcthaeiylat und bei dem Polymer C um P(>ly(hexameihylenadipaniid). Die Vertiefungen wurden in jedem Fall mil einem CO.i-l.asei hei gestellt.
Tabelle
a /l (mm) (mm)
(nun) (min) 0.254 0
Λ 0.635 0.203 0,305 0,05 1
I! 0.762 0.203 0,254 0,076
C - 0,279 0,0305
'"■ l'olyiithylcnharz 0,254 (1,508 0,305 0.00025
I'olvtetrafliioi- 0,762 0.152
iilhvlcn
in Aus dieser Gcgcnübcistellung ersieht man, daß nur bei dem nach der Erfindung angewandten Polymeren es um das Relief zu keinen Rändern kommt, so daß man besonders schalle Druckerzeugnisse erhalt. Ohne daO die Parameter der Vertiefungen bestimmt worden sind,
■η ist eine Anzahl von Polymeren auf ihre Eignung für die Herstellung von Druckformen, mit denen man scharfe Druckerzeugnisse erhalten kann, untersucht worden und zwar ergaben randlose Reliefs Polychoral sowie Polythiocarbonylfluorid und die Copolymer«! vor
-,H Hexafluoraceton mit Formaldehyd bzw. mit Äthylenoxid. Es scheint auch, daß das Copolymer vor Polychoral mit p-Chlorphenylisocyanat (95 :5 Mol-%] ebenfalls für das erfindungsgemäßc Verfahren geeignet ist. Alle diese erfindungsgemäß brauchbaren Polymerer weisen Einheiten der oben angegebenen Formel auf. Ir einigen Fällen, besonders bei den Polyoxymethylene^ haben sich schützende Gruppen am Ende der Ketten als vorteilhaft erwiesen. Das Material für die Polymerschicht kann außer dem genannten Homopolymeren
Wi oder Copolymeren noch bis zu 5% Substanzen enthalten, die sich auf die Verwendbarkeit des Polymeren nichl nachteilig auswirken.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentansprüche:
    I. Vl-I fahren zur Herstellung einer Druckform, die in einer polymeren Schicht ein Relief einhält, dadurch gekennzeichnet, daß
    i.) eine Schicht verwendet wird, die mindestens 95% eines festen Polymeren enthält, das ein Homopolymer oder ein Copolymer ist, welches im wesentlichen aus Einheiten der allgemeinen Formel
DE1960959A 1968-12-04 1969-12-04 Verfahren zur Herstellung einer Druckform Expired DE1960959C3 (de)

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