DE2364183A1

DE2364183A1 - Originalplatte zur uebertragung eines erhabenen musters und verfahren zum uebertragen eines erhabenen musters von einer originalplatte auf ein thermoplastisches harzmaterial

Info

Publication number: DE2364183A1
Application number: DE2364183A
Authority: DE
Inventors: Tadanori Inoue; Takezo Sano; Yukikazu Uemura
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 1972-12-28
Filing date: 1973-12-21
Publication date: 1974-07-25
Also published as: GB1454420A; IT1000402B; FR2212789A5; CA1010286A; US4156389A; NL7317805A

Description

HENKEL— KERN — FEILER — IIÄNZEL— MÜLLER

DR. PHIL. DIPL.-ING. DR. RER. NAT. DIPL.-ING. DIPJL-ING.

TELEX: 05 29 802 HNKL D EDUARD-SCHMID-STRASSE 2 BAYERISCHEHYPOTHEKEN-DND

TELEFON: (08 11) 66 3197, 66 30 91-92 o_nnn wnvfiruii nn WECHSELBANK MÜNCHEN NR. 318-85IU

TELEGRAMME: ELLIPSOID MÜNCHEN L)-SOOO MÜNCHEN 90 POSTSCHECK- MCHN «2147 —

Sumitomo Chemical Company, Limited Osaka, Japan

21 OEZ. 1973

Originalplatte zur Übertragung eines erhabenen Musters und Verfahren zum Übertragen eines erhabenen Esters von einer Originalplatte auf ein thermoplastisches Harzmaterial

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Übertragen eines erhabenen Musters auf ein thermoplastisches Harzmaterial und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete, aus einem Harz bestehende und ein erhabenes Muster tragende Originalplatte,

Der Übertragung eines erhabenen Bildes oder Musters von einer Originalplatte auf ein "Übertragungsmaterial" bedient man sich auf den verschiedensten Gebieten. Wenn beispielsweise identische Drucke in großer Menge und kurzer Zeit hergestellt werden sollen, stellt man von einer Originalplatte Duplikate, nämlich Druckplatten, her, da die Herstellung einiger oder mehrerer Originalplatten einen beträchtlichen Kosten- und Zeitaufwand erfordert. Beim Hochdruck von Zeitungen und Magazinen werden von der Originalplatte Matrizen und von der Matrize eine Druckplatte hergestellt. In diesem Falle stellt die Matrize, im anderen Falle die Druckplatte das "Übertragungsmaterial" dar„ Als Originalplatten werden Typensätze, gravierte Originalplatten aus Kupfer, Zink, Blei, Zinn, Antimon oder Legierungen hiervon, und dergleichen verwendet» Wenn jedoch

Dr.f./ek,

die Originalplatte aus solchen Materialien hergestellt wird, ist einerseits eine Menge Handarbeit erforderlich, andererseits sind die Bedingungen am Arbeitsplatz infolge Luftverschmutzung und hoher Temperaturen nicht besonders gut« Darüber hinaus sind die aus solchen Materialien gefertigten Originalplatten nicht ohne Schwierigkeiten zu handhaben,,

Es wurde auch bereits eine unter Verwendung eines lichtempfindlichen Harzresistüberzugs hergestellte geätzte Metallplatte als Originalplatte verwendet. Bei der Herstellung einer so'lchen geätzten Metallplatte wird zunächst auf eine Oberseite einer Metallplatte ein lichtempfindliches Harz aufgetragen, worauf die mit dem Harz beschichtete Seite zur Herstellung eines Harzmusters belichtet, entwickelt und gewaschen wird. Anschließend werden die nicht mit dem Harzmuster bedeckten Stellen der Metallplatte unter Bildung eines Hochbilds weggeätzt. Nachteilig an diesem Verfahren ist, daß gefährliche Chemikalien verwendet werden und Abwässer mit einem beträchtlichen Gehalt an schädlichen Metallen verworfen werden müssen,,

Um diesen Schwierigkeiten zu begegnen, wurde zur Herstellung einer ein Muster tragenden Harzplatte durch Kombination eines Negativfilms mit einer photopolymerisierbaren Harzmasse eine aus einem photopolymerisierten Harz bestehende Harzplatte entwickelt» Diese ein Muster tragende Harzplatte wird jedoch ausschließlich als Druckplatte verwendet. Wegen der hohen Kosten und des großen Zeitaufwands bei der Herstellung solcher Druckplatten können sie nicht bei größeren Druckaufträgen, bei denen eine Anzahl von Druckplatten benötigt wird, verwendet werden. Als Matrizenmaterial zur Reproduktion des Musters oder Bildes der Originalplatte wird weitestgehend Papier verwendete Eine genaue übertragung des ursprünglichen Musters oder Bildes bereitet

Jedoch Schwierigkeiten, weswegen die Steifheit des Papiers vor dem Aufpressen auf die Originalplatte durch Anfeuchten oder Ablagern (des Papiers) richtig eingestellt werden muß_o Da ferner eine Papiermatrize beim Trocknen schrumpft, ist die Reproduzierbarkeit des ursprünglichen Musters oder Bildes nicht immer gut.

Der Erfindung lag nun die Aufgabe zugrunde, in einfacher und ungefährlicher Weise eine Originalplatte und eine Matrize zur Herstellung von Druckplatten zu schaffen, die wiederholt verwendbar sind und eine originalgetreue Widergabe des ursprünglichen Musters oder Bildes gestatten.

Es wurde gefunden, daß für eine einwandfreie Übertragung des ursprünglichen Bildes oder Musters eine bestimmte Beziehung zwischen dem Elastizitätsmodul einer aus einem Harz bestehenden und ein Muster tragenden Originalplatte und der Fließfähigkeit des Materials, welches zur Aufnahme des Musters dient, bei der Temperatur an der Berührungsfläche Originalplatte/Übertragungsmaterial, d„h. bei der Übertragungstemperatur, gegeben sein muß. Auf dieser Erkenntnis wurden einerseits eine hochleistungsfähige, aus einem Harz bestehende Originalplatte und ein mit einer solchen Originalplatte arbeitendes Übertragungsverfahren geschaffen.

Das "Abklatschmaterial" muß eine genügende Fließfähigkeit aufweisen, um während der Übertragung in die Erhebungen aufweisende Oberfläche der aus einem Harz bestehenden Originalplatte fließen zu können. Bisher bereitete es jedoch Schwierigkeiten, die Bedeutung der Fließfähigkeit wegen der Unterschiede im Hochbild der Originalplatte und der Komplexität des Temperaturverhaltens während der Übertragung richtig zu erfassen, weswegen bisher auch noch kein

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Verfahren zur Herstellung zufriedenstellender Übertragung smaterialien existiert

Erfindungsgemäß wurde nun gefunden, daß das Übertragungsmaterial dann eine gute Übertragung gewährleistet, wenn es, bestimmt nach dem Verfahren ASTM-D-I2^8, unter einer Last von 21,6 kg eine Fließfähigkeit bei der Übertragungstemperatur von mindestens 0,01 dg/min besitzt» Bei niedrigerer Fließfähigkeit kann das Hochbild der Originalplatte nicht vollständig oder nur unter zu großem Zeitaufwand übertragen werden«,

Als Übertragungsmaterial wird erfindungsgemäß ein thermoplastisches Harz verwendet. Da sich ein thermoplastisches Harz beim Erwärmen über eine bestimmte Temperatur durch äußere Krafteinwirkung leicht verformen läßt oder fließfähig wird, gestattet es eine einfache und genaue Übertragung des Hochbildes von einer aus einem Harz bestehenden Originalplatteο Anderer-seits kann ein solches Harz nach dem Abkühlen seine Form beibehalten. Wenn ein einmal verwendetes Übertragungsmaterial nicht weiterverwendet werden soll, kann es zur Wiederverwendung durch Erwärmen in einen verformbaren oder fließfähigen Zustand überführt werden,, Da die verschiedensten thermoplastischen Harze verfügbar sind, kann erfindungsgemäß das für den jeweiligen Verwendungszweck geeignetste Harz ausgewählt werden. Ein weiterer Vorteil solcher Übertragungsmaterialien ist ihr leichtes Gewicht. Allgemein gesagt, besitzen thermoplastische Harze zahlreiche Eigenschaften, die sie zur Verwendung als Übertragungsmaterial im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung befähigen,, Beispiele für im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung als Übertragungsmaterialien verwendbare thermoplastische Harze"sind Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyacrylsäureester, Polymethacrylsäureester, Polystyrol, Polycarbonat, Polyamid und Acrylnitril/Butadien/

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Styrol-Misohpolymere. Gegebenenfalls können auch Mischungen solcher thermoplastischer Harze verwendet werden. Weiterhin können solchen thermoplastischen Harzen oder Mischungen derselben Füllstoffe, Farbstoffe, Pigmente, Stabilisierungsmittel, Gleitmittel und Materialien zur Ausbildung einer Grundschicht (sub-material) einverleibt werden.

Andererseits darf die bei der Übertragung verwendete Originalplatte während des Übertragungsvorgangs nicht deformierbar oder fließfähig sein, um eine gute Übertragung zu gewährleisten. Ferner muß sie wiederholte Übertragung svorgänge zur Herstellung von zwei oder mehreren Abklatschen aushalten können,. Erfindungsgemäß wurde gefunden, daß die Werte für den Elastizitätsmodul und den Übertragungsdruck wesentliche Faktoren darstellen. Eine Originalplatte gemäß der Erfindung darf bei der Übertragungstemperatur keine Fließfähigkeit besitzen und muß einen Elastizitätsmodul von über 10 kg/cm , vorzugsweise von über 100 kg/cm aufweisen,, Die Übertragung des Hochbildes oder Musters darf nur unter einem solchen Druck erfolgen, daß die elastische Deformation der Originalplatte innerhalb eines Bereichs von 10$ bleibt«, Wenn diese Erfordernisse nicht erfüllt werden, beispielsweise wenn das Harz, aus dem die Originalplatte besteht, bei der Übertragungstemperatur fließfähig ist, wird das Hochbild bzw. Muster der Originalplatte während des Übertragungsvorgangs beschädigt,, Selbst wenn das Harz, aus dem die Originalplatte' besteht, bei der Übertragungstemperatur nicht fließfähig ist, die Originalplatte dagegen einen Elastizitätsmodul

ο
von weniger als 10 kg/cm aufweist, wird zwar das Hochbild oder Muster nicht beschädigt, die Originalplatte erfährt jedoch eine so starke elastische Deformation, daß sie keine wirksame Übertragung ermöglicht. Obwohl Materialien

- i-

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mit höherem Elastizitätsmodul bevorzugt werden, ist es nicht zweckmäßig, Materialien mit einem Elastizi-

c ρ

tätsmodul von höher als ICr kg/cm zu verwenden, da diese oftmals spröde und brüchig sind. Um eine zufriedenstellende Übertragung des Hochbildes oder Musters auf das Übertragungsmaterial zu ermöglichen, sollte die elastische Deformation der Originalplatte maximal innerhalb eines Bereichs von 10# liegen. Wenn der Elastizitäts-

modul unter 10 kg/cm liegt, ist bei vermindertem Übertragungsdruck eine lange Übertragungsdauer erforderlich, damit die elastische Deformation innerhalb eines Bereichs von 10$ bleibt. Somit ist es unzweckmäßig, mit Materialien eines

ρ - ■ Elastizitätsmoduls unterhalb 10 kg/cm zu arbeiten» Solange die Originalplatte während des Übertragungsvorgangs keine Fließfähigkeit besitzt, sollte sie zweckmäßigerweise einen hohen Elastizitätsmodul aufweisen. Ein zu hoher Elastizitätsmodul ist allerdings wegen der damit verbundenen Sprör digkeit oftmals nicht günstig.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine aus einem Harz bestehende und ein Muster tragende Originalplatte zur Übertragung eines erhabenen Musters bei erhöhter Temperatur, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß bei ihrer Herstellung die- Verrietzbarkeif "der verwendeten phdtopolymerislerbaren Harzmasse vor der Photopolymerisation derart eingestellt wurde, daß die fertige Originalplatte bei der Übertragungs-

temperatur einen Elastizitätsmodul von 10 kg/cm oder höher, vorzugsweise von 100 kg/cm oder höher, erhält,

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Übertragen eines erhabenen Musters einer aus einem Harz bestehenden und ein Muster tragenden Originalplatte auf ein thermoplastisches .Harzmaterial, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das thermoplastische Harzmaterial, welches bei der Übertragungstemperatur eine nach dem Verfahren ASTM-D-1238 bei einer Belastung von 21,6 kg bestimmte Fließ-

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fähigkeit von 0,01 dg/min oder höher, vorzugsweise von 0,1 dg/min bis 50 dg/min* besitzt, unter einem solchen Druck auf eine bei der Übertragungstemperatur praktisch keine Fließfähigkeit und einen Elastizitätsmodul von

10 kg/cm oder höher, vorzugsweise von io² kg/cm bis 10^ kg/cm

aufweisende Originalplatte preßt, daß die elastische Deformation der Originalplatte innerhalb eines Bereichs von bleibt.

Die Anwendung eines Photopolymerisationsverfahrens bietet zahlreiche Vorteile, z.B. die Einfachheit der Herstellung von Originalplatten hoher Genauigkeit mit Hilfe eines Negativfilms, die Vermeidung einer Verwendung gefährlicher Chemikalien und das geringe Gewicht der fertigen Originalplatte. Folglich ist also die Anwendung eines Photopolymerisationsverfahrens bei der Herstellung einer Originalplatte gemäß der Erfindung von besonderem Viert, Die bekannten photopolymerisierten Harzplatten mit Nylon, Methacrylsäureharzen, Polystyrol, ungesättigten Polyestern, Polyurethanen oder Celluloseacetat als Hauptbestandteil besitzen eine niedrige Wärmeverformungstemperatur und werden beim Erwärmen weich, was zu einer raschen Abnahme des Elastizitätsmoduls führt. Folglieh erleiden solche Platten beim Übertragungsdruck eine merkliche elastische Deformation und besitzen eine gewisse Fließfähigkeit. Derartige photopolymerisierte Harzplatten schienen folglich als Originalplatten zur Übertragung von erhabenen Mistern nicht geeignet. Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise gefunden, daß durch Einstellen der Vernetzbarkeit einer photopolymerisierbaren Harzmasse über deren Zusammensetzung nach der Vernetzung ein Produkt erhalten wird, das einerseits bei einer Temperatur über der Hitzeverformungstemperatur keine Fließfähigkeit besitzt und trotzdem einen Elastizitätsmodul von mehr als 10 kg/cm aufweist.

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Eine Originalplatte gemäß der Erfindung wird aus einer photopolymerisierbaren Masse aus 1. einem Polymeren, einem polyfunktionellen Monomeren, einem Photosensibilisator und einem thermischen Polymerisationsinhibitor und/oder 2, einem vernet-zbaren Polymeren, einem Monomeren, einem Photosensibilisator und einem thermischen Polymerisationsinhibitor hergestellt.

Bei einer photopolymerisierbaren Masse mit "den unter 1. genannten Hauptbestandteilen bildet das polyfunktioneile Monomere die Grundlage für die Bildung einer vernetzten Struktur. Um nun eine Originalplatte gemäß der Erfindung herstellen zu können, muß man von einer photopolymerisierbaren Masse ausgehen, die, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 10 bis 90 Gew.-$, vorzugsweise 30 bis 70 Gew_e-#, polyfunktionelles Monomeres enthält« Das in einer solchen photopolymerisierbaren Masse enthaltene Polymere sollte bei der Übertragungstemperatur eine Viskosität von 10·^

"5 7" Poise oder höher, vorzugsweise von 10 bis 10 Poise, aufweisen. .Bei Verwendung einer photopolymerisierbaren Masse mit den unter 2. genannten Hauptbestandteilen sollte das vernetzbare Polymere ein Molekulargewicht von 1000

3 6 oder mehr, vorzugsweise von 10 bis 10 , aufweisen und zweckmäßigerweise für jedes Tausend, vorzugsweise für jede Zweihunderter-Einheit des Molekulargewichts, mindestens eine Doppelbindung enthalten. Ferner sollte eine solche Masse, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-%, enthalten. Massen, die den geschilderten Anforderungen nicht genügen, können nicht zur Herstellung von Originalplatten gemäß der Erfindung verwendet werden. Wenn beispielsweise eine photopolymerisierbare Masse mit den unter 1. genannten Hauptbestandteilen das polyfunktionelle Monomere in unzureichender Menge enthält, erhält man keine ausreichende Vernetzung, weswegen kein Elastizitätsmodul von mehr als 10 kg/cm bei der Übertragungstemperatur erreicht werden kann. Wenn die Menge an polyfunktionellern Monomerem zu groß 409830/0739 . ρ

-W-

ist-, erhält das Produkt zwar einen hohen Elastizitätsmodul, es ist jedoch oftmals spröde oder brüchig. Wenn die Viskosität des Polymeren niedrig ist, zeigt die erhaltene Originalplatte eine Fließdeformation. Wenn in einer Masse mit den unter,2. genannten Hauptbestandteilen die Menge an Doppelbindungen (in dem vernetzbaren Polymeren) unzureichend ist, oder wenn die Menge an dem Monomeren nicht innerhalb des .angegebenen Bereichs liegt, kommt es zu keiner wirksamen Vernetzung oder es bildet sich in größerer Menge ein nicht zur Vernetzung beitragendes Nebenprodukt in Form eines relativ niedrig-molekularen Homopolymeren. Durch die plastifizierende Wirkung dieses Homopolymeren kommt es zu einer Erniedrigung des Elastizitätsmoduls und zu einer irreversiblen Deformation infolge der durch die Anwesenheit' des Homopolymeren bedingten Fließfähigkeit.

In photopolymerisierbaren Massen mit den unter 1. genannten Hauptbestandteilen verwendbare Polymere sind beispielsweise Polykondensate, wie Polyamid, Polyester und Polyurethan, modifizierte, natürlich vorkommende Makromolekülverbindungen, wie Celluloseacetat, Additionspolymere, wie Polyvinylalkohol und Polyacrylsäureester. Sämtliche dieser Polymeren sind in Lösungsmitteln löslich. Als polyfunktionelle Monomere können Monomere mit mindestens 2 durch Radikalkettenpolymerisation polymerisierbarenDoppelbindungen verwendet werden, Beispiele hierfür sind Bisacrylamide, wie N,N'-Methylenbisacrylamid; p(oder m)-Xylylen-bis-acrylamid und m-Phenylen-bis-acrylamid, Dimethacrylate, wie Triäthylenglykoldimethacrylat, Diacrylate, wie Triäthylenglykoldiacrylat, Glycerindiacrylat sowie Pentaerythrittriacrylat.

Als vernetzbare. Polymere in photopolymerisierbaren Massen mit den unter 2, genannten Hauptbestandteilen können Polymere mit radikalisch reagierenden Doppelbindungen in ihren

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Molekülen verwendet werden. Beispiele für solche Polymere mit Doppelbindungen in ihren Hauptketten sind ungesättigte Polyester, Polybutadien und Derivate hiervon, ungesättigte Polyurethane und Polymere mit ungesättigten Seitenketten, Verwendbare Monomere sind Vinylverbindungen, wie Styrol, Acrylsäure und deren Ester, Methacrylsäure und deren Ester, Vinylacetat und Acrylamide '

Als Photosensibilisatoren können Benzophenon-, Anthrachinon-, Benzoin- oder Benzoinalkylätherverbindungen verwendet werden.

Als thermische Polymerisationsinhibitoren eignen sich Pyrogallol, Benzochinon, Naphthochinon, Hydrochinon und Paramethoxyphenol.

Zur Herstellung von Hochdruckplatten aus solchen photopolymerisierbaren Harzmassen eignen sich übliche Vorrichtungen und Verfahren. Zum Belichten eignen sich UV-Lampen, fluoreszierende Lampen, Halogenlampen, Quecksilberlampen oder Bogenlampen.

Zur Verbesserung der Photopolymerisation ist es von wesentlicher Bedeutung, die Intensität der Lichtquelle zu erhöhen.

Der Grad der Photopolymerisation nimmt bei längerer Belichtungszeit zu. Wenn die Vernetzung durch die Belichtung bei der Herstellung der Originalplatte nicht ausreicht, kann sie durch weiteres Belichten oder Erwärmen nach der Herstellung noch verstärkt v/erden.

Wenn der Grad der Photopolymerisation in dieser Weise erhöht wird, kommt es nicht zu einer Fließfähigkeitsdeformation, wobei gleichzeitig ein Elastizitätsmodul von 10 kg/cm²

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oder mehr gewährleistet bleibt.

Das für die erfindungsgemäße Übertragung eines erhabenen Misters verwendete Material muß nicht zwangsläufig nach dem geschilderten Photopolymerisationsverfahren hergestellt werden, solange es den geschilderten Anforderungen genügt. So können beispielsweise zur Herstellung der Originalplatte vernetzte Harze, z*B. (vernetzte) ungesättigte Polyesterharze, Phenolharze, Resorzinharze, Harnstoffharze, Melaminharze oder thermoplastische Harze mit hohen Hitzeverformungstemperaturen, z.B. Arylenätherharze, p-Hydroxybenzoesäureharze, Polyimide und Polysulfone, verwendet werden. Das Hochbild kann dann durch Gravieren oder nach anderen Verfahren erzeugt werden.

Die im Rahmen des Verfahrens gemäß der Erfindung durchgeführte Übertragung kann bei Jeder Temperatur und Jedem Druck durchgeführt werden, solange nur den geschilderten Erfordernissen Rechnung getragen wird_o Pur ein gegebenes Übertragungsmaterial muß lediglich dessen Fließfähigkeit gemessen werden, um diejenige Temperatur zu bestimmen, bei der das Material eine Fließfähigkeit von 0,01 dg/min oder höher aufweist. Aufgrund der hierbei erhaltenen Ergebnisse wird dann für die Originalplatte ein Harzmaterial gewählt, das bei der betreffenden Temperatur einen Elastizitäts-

modul von 10 kg/cm oder höher aufweist. Aus dem Elastizitätsmodul kann dann schließlich der Druck bestimmt werden, unter welchem die elastische Deformation innerhalb von 10$ gehalten werden kann. Umgekehrt muß für ein gegebenes Harzmaterial für die Originalplatte diejenige Temperatur bestimmt werden, bei der das Harzmaterial nicht fließfähig ist und bei welcher es einen Elastizitätsmodul von mehr als 10 kg/cm aufweist. Unter Berücksichtigung der hierbei ermittelten Temperatur wird dann ein Übertragungsmaterial

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gewählt, das bei der betreffenden Temperatur eine Fließfähigkeit von 0,01 dg/min oder mehr aufweist. Obwohl zur Bestimmung des Elastizitätsmoduls beliebige (geeignete) Verfahren angewandt werden können, ist es üblich, den Elastizitätsmodul durch Messen des dynamischen Elastizitätsmoduls mit Hilfe einer Meßvorrichtung zur Bestimmung des dynamischen Elastizitätsmoduls zu ermitteln. Auf diese Weise lassen sich das Harz für die Originalplatte, das Übertragungsmaterial, die Übertragungstemperatur und der Übertragunsdruck bestimmen. Die Übertragung kann nach verschiedenen Verfahren erfolgen. Beispielsweise kann das Übertragungsmaterial gebogen oder plan mit der Form der Originalplatte in Übereinstimmung gebracht werden; andererseits kann das Übertragungsmaterial in Form eines P_ulvers oder in körniger Form zum Einsatz gebracht werden. Schließlich kann es auch in aufgeschmolzenem Zustand Verwendung finden. Die Originalplatte kann vorerwärmt werden. Die Übertragungstemperatur kann durch Einfügen eines Thermoelements zwischen die Originalplatte und das Übertragungsmaterial gemessen werden. Zur Übertragung kann eine ebene Presse oder eine Walzenpresse verwendet werden. Die thermischen Bedingungen in der Presse werden vorzugsweise vorher so festgelegt, daß die Übertragungstemperatur den erfindungsgemäß einzuhaltenden Anforderungen genügt. Normalerweise ist die Übertragung innerhalb von 10 min, in der Regel innerhalb von 5 see bis l min, beendet» Nachdem das Übertragungsmaterial die erforderliche Zeit lang auf die Originalplatte gepreßt worden ist, wird es auf eine Temperatur unterhalb seiner Warmeverformungstemperatur abgekühlt und von der Originalplatte getrennt. Auf die"se Weise läßt sich ein verbesserter Abklatsch erhalten. Um die Trennung (des Übertragungsmaterials) von der aus einem Harz bestehenden Originalplatte

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/S

zu erleichtern, kann ein Formtrennmittel mitverwendet werden. Beispiele für solche Formtrennmittel sind Silikonöle, Molybdändisulfid, Molybdändisulfat und Graphit.

Die erfindungsgemäße Übertragung eines Hochbildes bzw. -musters läßt sich nicht nur zur Herstellung von Matrizen oder Druckplatten auf dem Drucksektor, sondern auch zu Reproduktionszwecken auf den verschiedensten Gebieten, ZoB. der Herstellung dekorativer Platten, von Kunstgegenständen, Briefmarken, Industrieprodukten und mechanischen und elektrischen Teilen, durchführen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher veranschaulichen,, In den Beispielen bedeuten, soweit nicht anders angegeben, sämtliche Angaben "Teile" und "Prozente" Gewichtsteile bzw. -prozente.
Beispiel 1

Ip) Herstellung einer photopolymerisierbaren Harzmasse:

Masse I: Eine Mischung aus 10 Teilen Fumarsäure, 5 Teilen Phthalsäureanhydrid und 16 Teilen Triäthylenglykol wurde zur Herstellung eines ungesättigten Polyesterharzes so lange unter Stickstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 200°C reagieren gelassen, bis die Säurezahl des erhaltenen Reaktionsprodukts 32,0 betrug. Zur Herstellung der flüssigen photopolymerisierbaren Harzmasse I wurden, bezogen auf das Gesamtgewicht, 10 Gew.-# monomeres Styrol und ferner \% Benzoin als Photosensibilisator zugegeben»

Masse II; Dem bei der Herstellung der Masse I verwendeten ungesättigten Polyesterharz wurde so viel monomeres Styrol zugesetzt, daß eine photopolymerisierbare Harzmasse II mit 25$ monomerem Styrol erhalten wurde.

Masse III; Dem bei der Herstellung der Masse I verwendeten ungesättigten Polyesterharz wurde so viel monomeres Styrol zugesetzt, daß eine photopolymerisierbare Harzmasse III mit 4o$ monomerem Styrol erhalten wurde»

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Masse IV: Dem bei der Herstellung der Masse I verwendeten ungesättigten Polyesterharz wurde so viel monomeres Styrol zugesetzt, daß eine photopolymerisierbare Harzmasse IV mit 60# monomerem Styrol erhalten wurde.

Masse V: 50 Teile Polyvinylalkohol (in Form einer JO^igen wäßrigen Lösung) mit einem Polymerisationsgrad von 500 und einem Verseifungswert von 88^ wurden mit 50 Teilen monomerem ß-Hydroxyäthylmeth acryl at und 0,1 Teil des Photosensibilisators Anthrachinon versetzt. Die hierbei erhaltene Mischung wurde auf eine Teflonfolie vergossen und 6 std lang bei einer Temperatur von 60°C getrocknet, wobei eine feste photopolymerisierbare Harzlage V erhalten wurde. Diese Harzlage enthielt kein vernetzbares polyfunktionelles Monomeres.

Masse VI: 100 Teile eines alkohollösuchen Mischpolyamids wurden mit βθ Teilen des bifunktionellen Monomeren m-Tolylenbis-acrylamid, 20 Teilen Triäthylenglykoldiacrylat und 1 Teil Benzoinmethyläther versetzt. Von der erhaltenen Mischung wurde eine ^O^ige methanolische Lösung hergestellt, die dann auf eine Teflonfolie vergossen und getrocknet wurde. Das erhaltene feste Produkt wurde zerkleinert und bei einer Temperatur von 130⁰C zu einer durchsichtigen, festen photopolymerisierbaren Harzmasse VI verpreßt'.

2.) Herstellung der Originalplatte: ·

Bei Verwendung der flüssigen photopolymerisierbaren Harzmassen (Massen I, II, III und IV) wurden 0,7 mm dicke Abstandhalter auf eine mit einem Anstrich versehene Zinnplatte gelegt. Hierauf wurde die jeweilige photopolymerisierbare Harzmasse in den von den Abstandhaltern freigelassenen Raum auf die Zinnplatte gegossen und mit einem durchsichtigen Deckfilm abgedeckt. Anschließend wurde das Ganze durch einen in engem Kontakt mit dem Deckfilm und folglich auch mit der jeweiligen Harzmasse befindlichen Negativfilm hindurch 60 min lang mit Hilfe von 10 in einer Entfernung von

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10 cm oberhalb des Negativfilms angeordneten UV-Licht fluoreszierenden Lampen von 20 W belichtet. Bei sämtlichen Prüflingen wurden die gleichen Beliehtungsbedingungen eingehalten. Nach der Belichtung wurde der Deckfilm entfernt, worauf die Nicht-Bildbezirke mit einer l$igen wäßrigen Alkalilösung weggewaschen wurden,, Schließlich wurde der zurückgebliebene Harzüberzug getrocknet. Auf der Zinnplatte war hierbei ein Hoehbild einer Tiefe von 0,7 nun erhalten Worden.

Daneben wurden dieselben Harzmassen auf eine Teflonfolie appliziert und gleichzeitig mit der Belichtung zur Herstellung des Hochbildes zur Herstellung lagenartiger Prüflinge I, II, III und IV für die Messung des dynamischen Elastizitätsmoduls bestrahlt bzw. belichtet.

Die aus der Masse II hergestellte Originalplatte und die aus der Masse II hergestellte Lage wurden noch zusätzlich 26 std lang unter Stickstoffatmosphäre auf eine Temperatur von 2^0°C erhitzt, um eine weitere Vernetzung herbeizuführen (Prüfling VII)₀

Die in der geschilderten Weise hergestellte feste photopolymerisierbare Harzlage V wurde teilweise zur Herstellung eines Prüflings V zur Messung des dynamischen Elastizitätsmoduls belichtet und teilweise mit Hilfe einer wäßrigen Polyvinylalkohole sung auf eine einen Aiftrich tragende Zinnplatte aufgeklebt. Direkt auf die auf die Zinnplatte aufgeklebte photopolymerisierbare Harzlage wurde dann ein Negativfilm gelegt, worauf das Ganze mit Hilfe einer Vakuumkontaktkopiervorrichtung belichtet wurde. Nach der Belichtung wurden die nicht-belichteten Bezirke, d.h. die Nicht-Bildbezirke, zur Herstellung einer ein Hochbild einer Tiefe von 0,7 mm tragenden Platte weggewaschen«, Die nicht-bildgerechte Belichtung der photopolymerisierbaren Lage zur Her-

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-Bestellung des Prüflings V erfolgte in gleicher Weise wie die bildgerechte Belichtung der auf die Zinnplatte aufgeklebten photopolymerisierbaren Lage.

Die photapalymerisierbare Masse VI wurde auf eine einen Anstrich aufweisende Zinnplatte gelegt, worauf das Ganze bei einer- Temperatur von I30 C zu einer photopolymerisierbaren Harzplatte verpreßt wurde. Auf die photopolymerisierbare Harzplatte wurde ein Negativfilm gelegt, worauf das Ganze belichtet wurde. Nach dem Wegwaschen der Nicht-Bildbezirke mit Methanol wurde eine ein Hochbild einer Hohe von Q, 7 mm tragende Originalplatte erhalten. Gleichzeitig wurde eine durch Pressen der Harzmasse VI zwischen Aluminiumfolien hergestellte photopolymerisierbare Harzlage belichtet, um einen Prüfling VI zur Messung des dynamischen Elastizitätsmoduls herzustellen.

Von den in der geschilderten Weise hergestellten Prüflingen I bis VII wurde die Temperaturabhängigkeit des dynamischen Elastizitätsmoduls während 11 Zyklen mit Hilfe einer Meßvorrichtung zur Bestimmung der dynamischen Viskoelastizität ermittelt. Die hierbei ermittelten dynamischen Elastizitätsmodule sind im folgenden angegeben:

Prüfling I : Bei Temperaturen zwischen 80° und 200⁰C

praktisch konstant bei 60 kg/cm ;

Prüfling II : Bei Temperaturen zwischen 110° und 200°C

praktisch konstant bei 200 kg/cm ;

Prüfling III : Nimmt bei Temperaturen über 130°C schrittweise ab - bei einer Temperatur von 220⁰C

120 kg/cm j

Prüfling IV : Nimmt bei Temperaturen über 100⁰C rasch

ab - bei einer Temperatur von l60°C nicht meßbar - beginnt fließfähig zu werden;

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Prüfling V : Nimmt bei Temperaturen über IJO⁰C rasch

ab - unmöglich zu bestimmen?

Prüfling VI : Bei einer Temperatur von 200⁰G praktisch

konstant bei 400 kg/cm ; und

Prüfling VII : Bei Temperaturen über 170⁰C,, sogar über

210⁰C, praktisch konstant bei 300 kg/cm

3e) Übertragungsversuch:

Aus den Massen bzw. Prüflingen I bis VII wurden 105 tntn χ 148 mm große photopolymerisierte Originalplatten hergestellt. Die erhaltenen photopolymerisierten Originalplatten wurden mit Polypropylenfolien (Fließfähigkeit bei einer Temperatur von 200⁰C unter einer Last von 21,6 kg = ^dg/min) einer Dicke von 2,0 mm abgedeckt, worauf das "jeweils erhaltene Sandwich unter einem Druck von 3,0 kg/cm bei einer Temperatur von 200⁰C verpreßt wurde. Bei Verwendung der Originalplatte aus der Masse II (erfindungsgemäß) ließ sich das Hochbild mit hervorragender Reproduzierbarkeit auf das Polypropylenübertragungsmaterial übertragen. Bei der Originalplatte konnte keine merkliche Beschädigung festgestellt werden«, Die Originalplatten aus den Massen I, III, VI und VII (erfindungsgemäß) gestatteten ebenfalls ohne merkliche Veränderung (der Originalplatte) nach dem Pressen eine qualitativ hochwertige Übertragung. Bei den Originalplatten aus den Massen IV und V (Vergleichsbeispiele) war die thermische Deformation der Originalplatte nach dem Preßvorgang beträchtlich. Eine Übertragung ließ sich mit diesen (Vergleichs-)Originalplatten nicht durchführen. " -

4.) Herstellung geprägter Platten:

Eine mit Hilfe der Masse II unter Verwendung eines ein Muster tragenden Negativfilms hergestellte photopolymerisierte

409830/0739 ■ >£

Harzplatte wurde als ein Prägemuster tragende Originalplatte auf eine 2,0 mm dicke Polypropylenfolie (Fließfähigkeit bei einer Temperatur von 190⁰C unter einer Last von 21,6 kg = 7 dg/min) gelegt, worauf das erhaltene Sandwich bei einer Temperatur von 190⁰C und einem Druck von 4 kg/cm² gepreßt wurde, Hierbei wurde eine ein Prägemuster einer Tiefe von 0,5 mm tragende Polypropylenfolie erhalten. Auf "der Originalplatte war keine Verformung feststellbar.

Ferner wurde eine mit Hilfe der Masse V hergestellte, ein Hochbild tragende Platte in der geschilderten Weise als Prägeplatte verwendete In diesem Falle erlitt die als Prägeplatte verwendete Originalplatte eine merkliche Deformation,

Beispiel 2

In entsprechender Weise wie in Beispiel 1 wurde aus 70 Teilen eines ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl von 30 und 30 Teilen Styrol eine ein Muster bzw. Bild tragende Originalplatte einer Dicke von 0,5 mm hergestellt. Die Übertragung wurde unter den in der folgenden Tabelle angegebenen Bedingungen durchgeführt. Die hierbei erhaltenen Ergebnisse sind ebenfalls in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

- 2ί -

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/t

Tabelle

Übertragungsmaterial

Fließfähigkeit Übertragungs- Ergebnis der (dg/min) temperatur, Übertragung -druck und -dauer

Polycarbonat

Polypropylen

hochdichtes
Polyäthylen

0,

5,1 (195°C)

8,3 (190⁰C) 195°C 3,5 kg/cm^£ see

195°C 3,0 kg/cm^£ see

190⁰C

3,0 kg/cm' see

Übertragung qualitativ hochwertige Die Originalplatte war nach 5-maliger Übertragung nicht beschädigt worden ₀

Übertragung qualitativ hochwertig ο Das Hochbild bzw,, Muster der Originalplatte war nicht beschädigt worden.

Acrylnitril/

Butadien/Styrol-

Terpolymeres

1,65 (170⁰C) 170⁰C

kg/W see

MMA

0,78 (170°C) 170⁰C

5,0 kg/cm"

see

Bemerkung: Der Elastizitätsmodul der Originalplatte im Temperaturbereich von 170⁰ bis 195°C betrug 230 kg/cm bis 220 kg/cm j die elastische Deformation der Originalplatte bei sämtlichen angegebenen Übertragungsbedingungen lag unter

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Zu Vergleichszwecken wurde MMA., das bei einer Temperatur von 170^OC eine Fließfähigkeit von weniger als 0,01 dg/min zeigte, während einer 60 see dauernden Übertragung bei einer Temperatur von 170⁰C und einem Druck von 5 kg/cm verwendet. Der hierbei erhaltene Abklatsch enthielt zahlreiche Bezirke, auf die das Hochbild der Originalplatte nicht genau übertragen war.

Beispiel 3

90 Teile eines ungesättigten Polyesters mit einer Säurezahl von 34 und 10 Teile Styrol wurden mit 1 Teil eines Photosensibilisators versetzt, wobei eine photopolymerisierbare Harzmasse erhalten wurde. Mit Hilfe, dieser Harzmasse wurde eine 0,5 ram dicke, ein Hochbild tragende Platte hergestellt. Die erhaltene Harzplatte zeigte bei einer Temperatur von l8o C keine Fließfähigkeit und besaß einen Elastizitätsmodul

von 6l kg/cm . Auf die erhaltene Originalplatte wurde 30 see

lang unter einem Druck von 3*0 kg/cm eine Acrylnitril/ Butadien/Styrol-Harzfolie einer Fließfähigkeit bei einer Belastung von 21,6 kg und einer Temperatur von l80°C von 3,0 dg/min gepreßt. Unter diesen Bedingungen betrug die elastische Deformation der Originalplatte 4,9$. Der erhaltene Abklatsch war qualitativ hochwertig. Die Originalplatte zeigte keine Beschädigung, wie Risse oder Deformation.

Beispiel 4

Poly-2,6-dimethyl-l,4-phenylenoxid (Molekulargewicht: 20000) wurde zu einer 3 mm dicken Platte ausgeformt. Von der erhaltenen Platte wurden im Abstand von 2 cm· drei 3 cm lange, 0,7 mm hohe und 2 mm breite Streifen ausgeschnitten,. Der Elastizitätsmodul des Harzes bei einer Temperatur von 170⁰C betrug 11000 kg/cm . Unter Verwendung dieses Harzes als Originalplatte wurde eine Übertragung auf ein Acrylnitril/ Butadien/Styrol-Harz einer Fließfähigkeit bei einer Belastung

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von 21,6 kg und einer Temperatur von 170⁰C von 1,71 dg/min und eine Übertragung auf ein HDPE-Harz einer Fließfähigkeit bei einer Belastung von 21,6 kg und einer Temperatur von 17O°C von 2,3 dg/min durchgeführt. Die jeweilige Übertragung dauerte 45 see bei einer Temperatur von 170 C und einem

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Übertragungsdruck von 15 kg/cm _o Unter diesen Bedingungen betrug die elastische Deformation der Originalplatte etwa 0,1$. Der jeweils erhaltene Abklatsch war qualitativ hochwertig. Die Originalplatte zeigte keine Beschädigung«,

Beispiel 5

70 Teile eines ungesättigten Polyesterharzes mit einer Säurezahl von 22 und 30 Teile ß-Hydroxyäthylmethacrylat wurden auf eine Zinnplatte aufgetragen und in der geschilderten Weise photopolymerisiert, wobei eine ein Hochbild tragende Platte einer Dicke von 0,6 mm erhalten wurde« Das bei der Photopolymerisation erhaltene Harz zeigte bei einer Temperatur von 195°C keine Fließfähigkeit und besaß einen Elastizitätsmodul von lOOkg/cm . Auf die aus dem photopolymerisierten Harz bestehende und ein Hochbild tragende Originalplatte wurde ein Polycarbonat einer Fließfähigkeit bei einer Temperatur von 195°C von 0,4 dg/min 20 see lang bei einer Übertragungstemperatur von 195°C unter einem Druck von 3*5 kg/cm gepreßte Hierauf wurde es rasch auf eine Temperatur von 105°C abgekühlt, wobei ein qualitativ hochwertiger Polycarbonatabklatsch erhalten wurde. In entsprechender V/eise wurden weitere 11 Abklatsche hergestellt, die sämtliche qualitativ hochwertig waren«, Bei diesen insgesamt zwölf Übertragungsvorgängen wurde die Originalplatte nicht beschädigt«, Weiterhin wurden unter den angegebenen Bedingungen I5 Abklatsche auf Polypropylen einer Fließfähigkeit einer Temperatur von 195°C von 5*8 dg/min hergestellt. Sämtliche 15 Abklatsche waren qualitativ hochwertig. Die Originalplatte zeigte keine merkliche Beschädigung.

+) und unter einer Last von 21,6 kg ^

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Claims

Patentansprüche

1,jk\xs einem Harz bestehende und ein Muster tragende ~~ Originalplatte zur Übertragung eines erhabenen Musters bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß bei ihrer Herstellung die Vernetzbarkeit der photopolymerisierbaren Harzmasse vor der Photopolymerisation derart eingestellt wurde, daß die fertige Originalplatte bei der Übertragungstemperatur einen Elastizitätsmodul von 10 kg/cm oder höher erhalte
2. Originalplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei ihrer Herstellung verwendete photopolymerisierbare Harzmasse als Hauptbestandteile ein Polymeres, ein polyfunktionelles Monomeres, einen Photosensibilisator und einen thermischen Polymerisationsinhibitor enthalte
3. Originalplatte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bei ihrer Herstellung verwendete photopolymerisierbare Harzmasse, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 10 bis 90 Gew.-# polyfunktionelles Monomeres und ein Polymeres mit einer Viskosität bei der Übertragungstemperatur von 10^ Poise oder höher enthalte

4ο Originalplatte nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die bei ihrer Herstellung verwendete photopolymerisierbare Harzmasse, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 30 bis 70 Gew.-^ polyfunktionelles Monomeres enthält,,

5« Originalplatte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bei ihrer Herstellung verwendete photopolymerisierbare Harzmasse als Hauptbestandteile ein vernetzbares Polymeres, ein Monomeres, einen Photosensibilisator und einen thermischen Polymerisationsinhibitor enthält«

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6„ Originalplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die bei ihrer Herstellung verwendete photopolymerisierbare Harzmasse, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 5 bis 50 Gew.-^ Monomeres und ein vernetzbares Polymeres mit einem Molekulargewicht von 1000 oder mehr und pro jedes Tausend des Molekulargewichts mindestens einer Doppelbindung enthält,,

7· Originalplatte nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß die bei ihrer Herstellung verwendete photopolymerisierbare Harzmasse, bezogen auf ihr Gesamtgewicht, 1Ö bis 40 GeWe-# Monomeres und ein vernetzbares Polymeres mit mindestens einer Doppelbindung auf jede Zweihunderter-Einheit des Molekulargewichts enthält.

8, Verfahren zum übertragen eines erhabenen Musters einer aus einem Harz bestehenden und ein Muster tragenden Originalplatte auf ein thermoplastisches Harzmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß man das thermoplastische Harzmaterial, welches bei der Übertragungstemperatur eine nach dem Verfahren ASTM-D-I238 bei einer Belastung von 21,6 kg bestimmte Fließfähigkeit von mindestens 0,01 dg/min besitzt, unter einem solchen Druck auf eine bei der Übertragungstemperatur nicht fließfähige und einen Elastizitätsmodul

von 10 kg/cm oder höher aufweisende Originalplatte preßt, daß die elastische Deformation der Originalplatte innerhalb von 10$ bleibt«,

9ο Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein thermoplastisches Harzmaterial verwendet wird, dessen Fließfähigkeit mindestens 0,1 dg/min beträgt«

Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Originalplatte verwendet wird, die bei der Übertragungs-

temperatur einen Elastizitätsmodul von 100 kg/cm oder höher aufweist.

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