DE2054485A1

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Publication number: DE2054485A1
Application number: DE19702054485
Authority: DE
Priority date: 1969-11-12
Filing date: 1970-11-05
Publication date: 1971-05-19
Also published as: NL7016535A; ES385359A1; FR2082980A5; CH533516A; DK130779B; BE758858A; GB1330182A; DK130779C

Description

Patentanme!dung

CARTIERE AMBROGIO BINDA S.p.A.,

Corso die Porta Romana, 13

20 129 M i 1 a η ο -Italien-

Verfahren zur Herstellung von Matrizen für Flachoder Offsetdruck

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Matrizen für Flach- oder Offsetdruck aus geleimtem, gegebenenfalls in einer Leimpresse mit Leimlösungen behandelten Papier, wobei das Papier anschließend getrocknet und gegebenenfalls zusätzlich geglättet und livelliert wird.

Unter Flachdruokverfahren wird das Drucken mit glatten Flächen also mit Platten ohne Gravierung oder Relief verstanden. Das Prinzip auf welches sich dieses Verfahren stützt ist dasjenige der Lithographie, also der Nichtmisohungsmöglichkeit einer fetten Druckfarbe mit Wasser.

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Patentanwälte Dr. W. Andrejewski, Dr. M. Honke, 43 Essen, Kettwiger Straße 36

Bei einem derartigen Druckverfahren erfolgt die Beschriftung der Druckplatte mittels fetter, wachsartiger oder harziger Stoffe. Auf die so beschrifteten Platten wird alsdann eine wässerige lithographische Lösung aufgebracht, welche die nicht beschrifteten Teile der Platte anfeuchtet, also die nicht durch den fettigen Stoff der Beschriftung bedeckten Stellen, während sie die beschrifteten Stellen nicht befeuchtet, da diese an sich wasserabweisend sind. Wird dann über die so vorbereitete Matrize eine Einfärbwalze mit Lithographendruckfarbe geführt, ist an den wasserbefeuchteten Stellen, also an den nicht beschrifteten Stellen der Matrize eine Abweisung der Druckerfarbe festzustellen, die an diesen Stellen nicht haften kann, während an den beschriebenen Stellen, die nicht angefeuchtet sind, die Druckerfarbe haften kann und also diese beschrifteten Stellen eingefärbt werden. Wird, nun die Platte mit derartiger Einfärbung mit einer die Farbe aufnehmenden Oberfläche in Berührung gebracht, so erfolgt die - jedoch negative - Übertragung.

Erfolgt die Übertragung auf eine Gummiplatte für Offsetdruck und von dieser aus weiter auf einen Papierbogen, so erscheint dann das dem auf der Matrize geschriebenen Original genau gleichende Bild. Die Wiederholung der Anfeucht-, Einfärbe- und Übertragungsvorgänge des Matrizenbilds gestattet die Anfertigung jeder gewünschten Anzahl von Druckexemplaren.

Hauptsächlichste Voraussetzung bei allen Platten oder Matrizen für den Flachdruck ist, daß sie nicht durch das Bild belegten Stellen, also die unbesohrifteten Stellen, leicht mit der wässerigen lithographischen Lösung befeuchtet werden können und daß die Befeuchtung so beständig ist, daß die Druckerfarbe

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nie an diesen Stellen haften kann. Andererseits müssen die mit fetten, harzigen oder wachsartigen Stoffen belegten Stellen derart wasserabweisend sein, daß sie ständig eingefärbt werden können.

Eine zweite Voraussetzung ist, daß die Matrize, wenn sie trocken ist, das Bild in zufriedenstellender Weise aufnehmen muß, daß sie wasserabweisend ist und daß die Beschriftung bzw. das Bild gut an der Matrize haftet, damit es nicht von der Druckerfarbe oder der wässerigen Lösung während des Druckvorganges verschwemmt wird. Die Beschriftung der trockenen Matrize geschieht gewöhnlich mittels einer mit lithographischem Band versehenen Schreibmaschine oder auch von Hand mit Bleistift, Feder oder Kugelschreiber mit Lithographentinte, Stempel, Einfärbkissen und dergleichen.

Die Flachdruck-Platten oder Matrizen können in zwei allgemeine Arten unterteilt werden. Die erste Art umfaßt die Lichtempfindlichen, also diejenigen mit photographisch hergestelltem Bild während die zweite Art die Matrizen einschließt, welche das Bild mittels unmittelbarer Beschriftung der Matrizenoberfläche durch Bleistift, Kugelschreiber oder Druckerfarbe, Schreibmaschine, Stempel erhalten haben, welche eine fettige Abbildung ergeben oder eine Abbildung die harzartig oder wachsartig ist.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Matrize, welches geeignet ist das Bild durch direkte Beschriftung oder auch auf elektrophotographischem Wege aufzunehmen.

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Die Druokmatrizen aus Papier, die heute am gebräuchlichsten sind, weisen eine Oberfläohenbeschichtung aus einem wasseraufnehmenden, in Wasser unlöslichen Klebstoff auf (beispielsweise auf der Grundlage von Kasein +, das in wässeriger Ammoniaklösung aufgebracht wird oder aus Karboxymethylzellulose und Polyvenylalkohol), aus einem inerten Mineralpigment (beispielsweise Ton), aus dem Verdampfungsrückstand einer Lösung aus einem wasserlöslichen Salz eines mehrwertigen (polyvalenten) Metalls (beispielsweise eines Salzes einer organischen halyphatischen Säure mit Metall, wie Aluminium, Zirkonium oder Chrom) und dem Verdampfungsrückstand einer wässerigen Lösung enthaltend ein wasserlösliches Salz eines einwertigen Metalls (beispielsweise das Salz einer halyphatischen organischen Säure mit einem alkalinischen Metall).

Diese bekannten Druckmatrizen erfordern zu ihrer Herstellung eine ziemlich umfangreiche, viele Arbeitsgänge erfordernde Fertigung und haben den Nachteil einer beschränkten zeitlichen Lebensdauer aufgrund der Umwandlungen, denen die zur Herstellung benützten Salze unterliegen und außerdem weisen sie eine ziemliche leichte Neigung zum Rissigwerden an der Oberfläche auf, was sich nachteilig auf den Druck auswirkt. Bekanntlich ist der Steindruck aus der Erkenntnis der besonderen Eigenschaften des Lithosteins entstanden, der aus kompaktem Kalk besteht, der hauptsächlich aus feinkörnigem Kalziumkarbonat aufgebaut ist. Diese Lithosteine nützen das chemisch-physikalische Gesetz der gegenseitigen Abweisung von Wasser zu fettigen Stoffen, welches Gesetz eben gerade die Grundlage für den Lithodruck ist, und deren maßgebliches Kennzeichen dasjenige ist, daß sie eine kleinporige Schicht aufweisen, welche nach dem Anfeuchten die Neigung hat das Wasser aufzunehmen und

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ständig die Druckfarbe abzuweisen; der Teil dieser kleinporigen Schicht, der mit diesen fettigen Stoffen beschriftet worden ist, bleibt dagegen wasserabweisend und nimmt dieDruckfarbe auf.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Matrizen aus Papier für den Flachdruck zu schaffen, bei der das gleiche physikalischchemische Prinzip der Lithosteine ausnützt und gegenüber den bekannten Matrizen eine längere Lebensdauer erzielbar ist.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Matrizen für Flach- oder Offsetdruck aus geleimtem, gegebenenfalls in einer Leimpresse mit Leimlösung behandelten Papier, wobei das Papier anschließend getrocknet und gegebenenfalls geglättet und livelliert wird. Die Erfindung besteht darin, daß auf das Papier inerte mineralische Pigmente mit einem wasserlöslichen modifizierten oder nicht modifizierten MeIaminharz als Kleber aufgebracht und das so beschichtete Papier anschließend mittels Hitzebehandlung abriebfest und unlöslich gemacht wird.

Im Einzelnen weist eine Flachdruckmatrize gemäß der Erfindung zunächst einen Träger als Papier auf, also einen Bogen aus verschiedenen Zellulosearten, die derart ausgewählt sind, daß der Bogen den mechanischen Beanspruchungen möglichst gewachsen ist. Dieser Bogen wird alsdann (bei der Papierbreizubereitung) mit kleinen Prozentsätzen von Leimstoffen für das Papier behandelt, mit Harzen um die Feuchtigkeitsbeständigkeit zu erhalten, mit Stärke, Gelatine und Kasein (das mit Formaldehyd oder nicht behandelt sein kann), derart, daß der Bogen eine

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bessere Peuchtigkeitsbeständigkeit und eine Beständigkeit gegenüber den wässerigen Lithoflüssigkeiten aufweist. Dieser Bogen kann dann weiter, durch Imprägnieren oder Bestreichen mit einer Beschichtung mit einer Zusammensetzung aus Harz, Wachs oder Leimen versehen werden, um dem Bogen noch eine zusätzliche Widerstandsfähigkeit und wasserabweisende Eigenschaften zu verleihen. Diese Behandlung kann sowohl in der Leimpresse der Papiermaschine erfolgen, als auch nach der Herstellung der Papierbahn. Nach dieser Behandlung wird das Papier getrocknet, um die Rückstände an Wasser zu verdrängen und die zur Verwendung gebrachten Stoffe löslich zu machen. Die so erhaltene Papierbahn kann geglättet oder kalandriert werden um eine glatte Oberfläche zu schaffen, die kompakter und gleichmäßiger wird. Auf diese wird erfindungsgemäß alsdann eine Schicht durch Streichen oder Beschichten, bestehend aus einem wasserlöslichen modifizierten oder nicht modifizierten Melaminharz oder dessen Derivate aufgebracht, das als Hauptkleber für das inerte Mineralpigment dient, derart, daß nach der Trocknung des Bogens die kleinporige Struktur erhalten wird, welche leicht durch die Litholösung angefeuchtet wird und diese Befeuchtung derart bewahrt, daß die Druckfarbe nicht an der Matrize haften kann, ausgenommen an den Stellen, die zuvor beschrieben worden sind.

Das Melaminharz kann gewöhnlicher Art sein oder auch modifiziert oder ein wasserlösliches Derivat sein.

Das als Hauptbinder für das Mineralpigment dienende Melamin-Formaldehyd-Harz muß wasserlöslich sein; die Wasserlöslichkeit kann wie folgt bestimmt werden. "Das erhaltene Methylolmelaminharz durch Kondensierung von Melamin und Formaldehyd

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im Molverhältnis zwischen 1 : 1,6 und 1 : 3,0 besitzt eine Wasserlöslichkeit, die durch die Kondensation reguliert wird, welcher es unterzogen wurde, derart, daß sich eine Verdünnungsmöglichkeit gemessen bei 20° C auf den Syrup zu 50 #, aber bezogen auf das trockene Harz zu 100 % von 1 Teil Harz auf 1-2 Teile Wasser ergibt.

Zusätzlich zum Harz können weitere Klebestoffe als sekundäre Bindemittel, die ebenfalls wasserlöslich sind, beispielsweise Kasein, Stärke, Polyvinylalkohol zugesetzt werden. Diese Bindemittel d.h. zusätzlichen Bindemittel sind gewöhnlich in geringerer Menge im Harz enthalten, welchem erfindungsgemäß die Aufgabe des Hauptbindemittel obliegt. Gewöhnlich können auf 100 Gewichtsteile Pigment 10-50 Teile Harz eingesetzt werden; im Falle der gleichzeitigen Verwendung des sekundären Bindemittels wird letzteres im Verhältnis von 2-20 Gewichtsteilen auf 100 Teile Pigment eingesetzt. Das Gewichtsverhältnis des Hauptbindemittels zum Nebenbindemittel ist vorzugsweise 1 zu 29.

Die anwendbare Menge dieser Beschichtung oder Bestreichung kann zwischen beträchtlichen Grenzen schwanken, von 5 bis 25 g/m ohne die Wiedergabemerkmale der Matrize zu ändern.

Die Verwendung des Harzes als Hauptbindemittel für eine Streichmasse ist als neu zu betrachten, insbesondere wenn der jetzige Stand der Herstellung der Druckmatrizen in Betracht gezogen wird, welcher sich auf chemische Reaktionen auf der Oberfläche der Matrize stützt.

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Die Matrize gemäß der vorliegenden Erfindung löst, nachdem die die Druckschioht bildende Haut getrocknet und polymerisiert ist, keinerlei Reaktion mehr aus, sondern verhält sich nur physikalisch dem Wasser und dem Fett gegenüber und zeigt keine Alterungserscheinungen im Laufe der Zeit auf.

Als ausschlaggebend dafür, daß sich die Streiohschicht in eine zum Drucken geeignete Oberfläche umwandelt, ist daß der

) Hauptbindestoff der Bestreichung, also das Harz, in ein unlösliches Erzeugnis umgewandelt wird, das hart und abriebfest ist, und das wird dadurch erreicht, daß das beschichtete Papier einer kräftigen Hitzebehandlung unterzogen wird, die genügt um die völlige Polymerisation des Harzes durchzuführen, öewähnlich können zur Polymerisierung Temperaturen über 150° C angewendet werden. Die Polymerisierung kann durch Einsatz von Katalysatioren gefördert werden, welche dazu beitragen die Säuren durch die Hitzewirkung auszuscheiden, beispielsweise die Ammoniaksalze. Die Verwendung dieser Katalysatoren gestattet die Intensität der Behandlungstemperatur herabzusetzen, also die Verwendung niedrigerer Temperaturen bei gleichbleibender Zeitdauer oder geringerer Heizdauer bei

* gleichbleibender Temperatur.

Nach dieser Wärmebehandlung wird die Oberfläche der Matrize, also die aufgebrachte Schicht, welche zuvor leicht in Wasser löslich war und durch einfaohes Bestreichen mit dem Finger abgelöst werden konnte, sehr hart, unlöslich und abriebfest.

Gleichzeitig bewirkt die Gegenwart des oder der Pigmente, von welchen das Harz und die anderen wasserlöslichen Stoffe, beispielsweise das Kasein, als Bindemittel dienen, die Beibe-

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-»Scjener Absorbierungsmöglichkelt für die Litholösung, welche ein Kennzeichen der Druckmatrizen ist.

Die mineralischen Pigmente, welche bei der Zusammensetzung der Streimasse Verwendung finden sind übliche Pigmente zur Herstellung von gestrichenem Papier, also Ton, Kaolin, Titaniumbioxyd, Kreide, natürliche und künstliche Silikate etc.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet die Herstellung einer Offset-Druckmatrize aus im wesentlichen Papier, welche die Herstellung zahlreicher Abzüge erlaubt, 1000 und mehr, je nach der angewandten Beschriftnngsmethode; während der Druckarbeit bleibt die Matrize völlig sauber und falls versehentlich durch den Benutzer Stellen eingefärbt werden, an denen nicht gedruckt wird, brauchen nur die Einfärbewalzen abgehoben zu werden und die Peuohtwalzen belassen werden, damit die Matrize sofort einwandfrei gereinigt wird.

Das nachfolgende Beispiel erläutert das zur Herstellung der Druckmatrizen gemäß der vorliegenden Erfindung benützten Verfahrensgänge .

1. Verfahrensgang

Nach den üblichen Arbeltsweisen und mit den übliohen zur Herstellung von Papier für Druckmatrizen benützten Zellulosen

wird eine Papierbahn im Gewicht von 100 g/m hergestellt. Das Papier wird mittels der übliohen Zusätze bei der Papierfabrikation geleimt, also mit Harz, Kolophonium, Alaun und dergleichen. Die Papierbahn kann vorzugsweise, aber nicht unbedingt, auf der Leimpresse mit Lösungen aus Stärke, Kasein, Harz, behandelt werden. Alsdann wird sie getrocknet und auf den Ub-

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lichen Maschinen geglättet.

2. Verfahrensgang

Eine gemäß dem 1. Arbeitsgang gefertigte Papierbahn wird beidseitig bestrichen (oder auch gegebenenfalls einseitig) mit ungefähr 10 g/m Trookengewicht einer Mischung aus ungefähr:

100 Teilen Kaolin

5-10 Teilen Kasein

20 - 50 Teilen Latex (Mischpolymer aus Stiren-

Butadien oder acryl-Mischpolymers).

Der Zweck dieser Behandlung ist der Erhalt einer völlig glatten Oberfläche, welche die dem Papier natürlich anhaftenden Unebenheiten ausgleicht. Die Behandlung auf beiden Seiten erlaubt die Herstellung eines glatten Bogens ohne Einrollen.

3. Verfahrensgang

Auf der bestrichenen Seite des im 2. Verfahrensgang erhaltenen Papiers \
zung aus

Papiers werden oa. 10 g/m Trookengewioht einer Zusamraenset-

Pigmentj 100 Teile Kaolin Hauptleinetoffi Melaminharz 15 Teile Nebenleimstoffι Ammoniak-Käsein 10 Teile

aufgebracht«

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Der bestrichene Bogen wird in einem gewöhnlichen Ofen getrocknet. Die im 3. Arbeitsgang aufgebrachte Zusammensetzung ist diejenige, die der Matrize die Druckeigenschafen verleiht.

Aufgrund der seitens der Anmelderin gemachten Erfahrungen hat sich erwiesen, daß in der fraglichen Zusammensetzung die Verhältnisse des Pigments zum Hauptleimstoff weitgehend geändert werden können:

Das Verhältnis zwischen Pigment und Melaminharz kann zwischen 10 bis 20 Teile Harz auf 100 Teile Pigment wechseln;

Das Verhältnis zwischen Kasein zum Pigment kann von 2 bis 20 Teilen Kasein auf 100 Teile Pigment wechseln,

Das Pigment kann aus Kaolin oder Ton bestehen, die allein oder in Mischung mit anderen Pigmenten verwendet werden können, beispielsweise Titaniumbioxid, natürliche oder synthetische Silikate, Barimsulfat, Kreide, Talkum und andere mineralische Pigmente.

Die Menge in Gramm pro m Trockengewicht ausgedrückt für die aufgebrachte Zusammensetzung kann innerhalb weiten Gren-

zen geändert werden, von 5 bis 25 g/m , ohne daß dadurch die Wiedergabeeigenschaften der Matrize geändert werden.

4. Verfahrensgang

Das vom j5. Behandlungsgang kommende Papier wird jetzt durch

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einen Polymerisationsofen geführt, also einem Ofen welcher unter großer Wärmezufuhr an das Papier die totale Vernetzung oder Polymerisation des vorhandenen Melaminharzes bewirkt; durch diese Behandlung wandelt sich das Harz in ein hartes, unlösliches äußerst abriebfestes Material um.

Die Hitzebehandlung wird durchgeführt, indem das Papier bei einer über 150° C liegenden Hitze behandelt wird, bis zu 250° C, für eine Zeitdauer zwischen 1' bis 5¹ gesteigert werden kann.

Die Temperatur und die Zeitdauer sind umgekehrt prpportionale Verhältnisse d.h. wird mit einer Temperatur gegen die untere Grenze gearbeitet (150° C) so ist die Zeit zur vollständigen Polymerisation lang (5'), wird dagegen mit der oberen Temperaturgrenze gearbeitet (250° C) so genügen 1-2 Minuten damit die Polymerisation als vollständig angesehen werden kann.

5. Verfahrensgang

Die vom 4. Behandlungsgang kommende Papierbahn ist sehr troaken, nachdem ihr praktisch fast das gesamte Wasser entzogen worden ist, das gewöhnlich in den Zellulosefasern zurückgehalten wird. Aus diesem Grund wird es wieder konditioniert, also es wird ihm der natürliche Peuchtigkeitsgrad (5-7 %) zurückgegeben, weil das Papier sonst zu brüchig wäre und während der Verarbeitung leicht reißen würde.

Diese Konditionierung geschieht duroh Behandlung des Papiers mit dampfgesättigter Luft in besonderen Konditionierungskammern oder duroh Aufsprühen von Wasser oder durch unmittelbare Behandlung des Papiers mit Dampf.

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6. Verfahrensgang

Die von der 5. Verfahrensgang kommende Papierbahn wird kalandriert oder auf den Glättwalzen behandelt, indem ein hoher Druck unter Priktionierung ausgeübt wird, damit eine glatte Oberfläche mit Glanz entsteht.

Der Erhalt der glatten Druckoberfläche ist für eine Druckmatrize eine sehr wichtige Vorbedingung, da diese eine bessere und gleichmäßigere Aufnahme der Beschriftung erlaubt und diese dann ebenso gut und gleichmäßig auf das Papier umzudrucken gestattet. Damit ist der Herstellungsvorgang der Matrize als abgeschlossen anzusehen.

Patentansprüche:

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Claims

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Patentansprüohe

Verfahren zur Herstellung von Matrizen für Flach- oder Offsetdruck aus geleimtem, gegebenenfalls in einer Leimpresse mit Leimlösungen behandelten Papier, wobei das Papier anschließend getrocknet und gegebenenfalls geglättet und liveiliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Papier inerte mineralische Pigmente mit einem wasserlöslichen, modifizierten oder nicht modifizierten Melaminharz als Kleber aufgebracht und das so beschichtete Papier anschließend mittels Hitzebehandlung abriebfest und unlöslich gemacht wird.

2. Verfahren nach Anspruch!, dadurch gekennzeichnet, daß dem Melaminharz inerte, mineralische Pigmente aus Kaolin oder Tonerde allein oder in Mischung mit Titaniumbioxid, Silikaten, Bariumsulfat, Kreide, Talkum oder dergleichen zugeraisoht werden.

5. Verfahrennach Anspruch 1 und 2, daduroh gekennzeichnet, daß 10 bis 50 Gewiehtsteile Melaminharz mit 100 Oewichtsanteilen Pigmenten gemischt werden.

4. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß der Mischung aus Melaminharz und Pigmenten ein sekundäres Bindemittel, wie Kasein, Stärke, Polyvinylalkohol beigemischt wird.

5. Verfahren nach Anspruchl, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus Melaminharz und Pigmenten in Mengen von 5 bis 25 g pro m aufgebracht wird.

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6. Druckmatrize aus Papier, dadurch gekennze lehnet -_t daß die Matrize zunächst einseitig einer harten Beschichtung aus modifiziertem oder nicht modifiziertem Melaminharz oder einem oder mehreren seiner Derivate und einem inerten mineralischen Pigment, das in und auf dem ihm als Bindemittel dienendem Harz verteilt ist, versehen ist.

PAe Dr.Andrejewski, Dr.Honke

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