DE2438467B2 - Druckwerkzeug zur Verwendung in einem Fotodruckverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Druckwerkzeug zur Verwendung in einem Fotodruckverfahren, bei dem ein auf das lichtdurchlässige Druckwerkzeug aufgebrachtes und durch eine lichtdurchlässige Schutzschicht aus Kunststoff abgedecktes Bildmuster durch Belichten auf eine fotoempfindliche Schicht eines Halbzeuges übertragen wird.

In der Druckereitechnik und auf verwandten Gebieten, insbesondere der Ätztechnik werden bekanntlich Druckbilder durch Kontaktkopieren von Glas- oder auch Filmdruckwerkzeugen auf metallkaschierte, mit einer fotoempfindlichen Schicht abgedeckte Platten aus elektrisch nicht leitendem Material, die hinfort als Halbzeug bezeichnet werden, durch Belichten übertragen. Die fotoempfindliche Schicht weist nach dem Belichtungsvorgang an belichteten und unbelichteten Stellen unterschiedliche chemische Eigenschaften auf, worauf auch ihre geläufige Bezeichnung Resist hinweist. Dabei müssen sogenannte positive und negative Resiste unterschieden werden. Negative Resiste sind an belichteten Stellen gegenüber Lösungsmitteln, Ätzbädern und galvanischen Lösungen resistent, bei positiv wirkenden Resisten werden die belichteten Stellen frei entwickelt.

Es sind viele Anwendungsfälle denkbar, in denen ein solches Druckwerkzeug nicht nur einmal für eine Reihe von Kopien, sondern mehrfach für kleinere Serien verwendet wird. Die Herstellung von Druckwerkzeugen ist verhältnismäßig teuer. Man denke in diesem Zusammenhang z. B. an die Verwendung des Fotodruckverfahrens bei der Herstellung von Leiterplatten, bei der sich das zu übertragende Bildmuster aus einer Vielzahl von Leiterbahnanordnungen zusammensetzt, für die eine exakte Maßhaltigkeit gefordert wird. Daher wird versucht, für die Druckwerkzeuge eine möglichst hohe Standzeit zu erreichen.

Man hat deshalb die Druckwerkzeuge auch bereits zumindestens auf ihrer das Bildmuster tragenden Oberfläche durch eine lichtdurchlässige, gegenüber äußeren mechanischen Beschädigungen und auch chemischen Angriffen möglichst unempfindliche Schutzschicht, z. B. aus Acrylharz abgedeckt. Diese Maßnahme verringert die Gefahr, daß die dünne, das Bildmuster tragende Schicht die eine Fotoemulsion oder eine Bleisulfidschicht sein kann, verletzt wird. Das bedeutet auch, daß sich mit solchen Abdeckschichten der Retuschieraufwand an bereits benutzten Druckwerkzeugen verringern läßt.

ί Eine Schutzschicht aus Acrylharz wird jedoch den vielfaltigen Anforderungen, die man an sie stellen muß, nicht voll gerecht. Sie ist relativ weich, so daß sich kleine, als Verunreinigung auftretende Festkörper leicht eindrücken, die sich zumeist nicht mehr entfernen

ίο lassen. Zur Reinigung dürfen organische Lösungsmittel nicht verwendet werden, da Acrylharz dagegen nicht resistent ist. Sie hat weiterhin den Nachteil, daß beim Ablösen einer einmal unbrauchbar gewordenen Schutzschicht die Retuschierfarbe teilweise mitgenommen

i^r. wird, eine eventuell notwendige Neubeschichtung von Druckwerkzeugen ist daher aufwendig.

Nun ist es aber vielfach üblich, empfindliche Materialoberflächen durch eine aufkaschierte oder mit einem Haftkleber aufgeklebte Folie zu schützen. So ist

z. B. aus der schweizer Patentschrift 5 37 797 ein Verfahren zur Vergütung von Oberflächen von Metallgegenständen und ein nach diesem Verfahren oberflächenvergüteter Metallgegenstand bekannt. Die dort beschriebene technische Lehre wird inzwischen vielfach verwendet, um Metalloberflächen zu »vergüten«. Dabei kann es sich sowohl um korrosionshemmende oder einfach optisch wirksame Maßnahmen handeln, die lediglich das äußere Erscheinungsbild verbessern sollen. Zu diesem Zweck wird eine eventuell auch bedruckte Kunststoff-Folie, die einseitig mit einem Schmelzkleber beschichtet ist, dem zu vergütenden und vorgewärmten Metallgegenstand auf einer Preßeinrichtung zugeführt und dort mit letzterem unter Wirkung des Schmelzklebers verbunden.

Die Nachteile dieses Verfahrens und ähnlicher Verfahren, der Kaschiervorgang ist bei den verwendeten Schutzfolien verhältnismäßig aufwendig, Kleberrückstände bilden sich beim Ablösen usw., sind in der österreichischen Patentschrift 2 94 432 auf S. 1, Zeilen

« 13 bis 24 beschrieben. Diese Nachteile mögen bei einer verhältnismäßig unempfindlichen Oberfläche in Kauf zu nehmen sein, bei einer empfindlichen Bildmusterschicht wie beim Anmeldungsgegenstand verbieten sie jedoch die Verwendung eines derartigen Verfahrens.

In dieser österreichischen Patentschrift ist nun ein Verfahren zum Schützen von glatten, empfindlichen Materialoberflächen beschrieben, das diese Nachteile nicht aufweisen soll. Hier wird eine zwei- oder mehrschichtige Verbundfolie, deren Kontaktschicht aus

so einem thermoplastischen Material besteht und einen tieferen Schmelz- oder Erweichungspunkt als die übrigen Schichten aufweist, bis zum Schmelzen oder Erweichen dieser Kontaktschicht erwärmt und unter Auflage dieser geschmolzenen oder erweichten Kontaktschicht auf die zu schützende glatte, empfindliche Materialoberfläche aufkaschiert. Durch dieses Verfahren soll jede nur denkbare empfindliche glatte Materialoberfläche zu schützen sein.
Dagegen weisen die angegebenen Beispiele eindeutig

bo nur auf eine Verwendung in der Verpackungsindustrie hin. So sind dort Eigenschaften dieser Kaschierung bei Lagerung, Transport und Weiterverarbeitung beschrieben. So können weiterhin zwischen Materialoberfläche und Verbundfolie eine oder mehrere, gegebenenfalls

ίϊ bedruckte Folienstreifen einkaschiert sein, die als Aufreißstreifen oder auch zu Reklamezwecken verwendet werden. Insgesamt ergibt sich daraus, daß es im Bereich der Verpackungsindustrie zum Schützen »emp-

findlicher« Oberflächen bekannt ist, Verbundfolien zu verwenden.

Weiterhin sind in der britischen Patentschrift 10 15 364 transparente Schutzschichten zum Abdecken von Kopien, nicht jedoch von Kopiervorlagen, insbesondere hektographierten Kopien beschrieben, die vor dem Vergilben durch eine transparente, ultraviolettes Licht absorbierende Schutzfolie geschützt werden sollen. Diese Schutzfolie ist einseitig mit einem alkohollöslichen Klebstoff beschichtet. Die Schutzfolie selbst ist in ihren Eigenschaften in etwa mit dem aus der erwähnten schweizer Patentschrift 5 37 797 bekannten Gegenstand vergleichbar und weist auch dessen Nachteile auf.

Weiterhin ist aus der DE-OS 18 14 050 eine Fotomaske zur Erzeugung von photographischen Mustern auf der Oberfläche von Festkörpern bekannt, wobei die Maske jeweils mit der Festkörperoberfläche in Berührung gebracht wird. Diese Maske ist aul^: ihrer der Festkörperoberfläche zugewandten Seite mit einer lichtdurchlässigen Schutzschicht überzogen. Vorzugsweise besteht diese Schutzschicht aus Siliziumdioxid, so daß auch ein im ultravioletten Bereich empfindlicher Fotolack verwendet werden kann.

Diese Lösung zeigt, daß man auf diesem technischen Fachgebiet durchaus auch andere Lösungen für das Abdecken von Druckvorlagen kennt, bei denen Schutzschichten auf die Bildmusterschicht aufgebracht werden, die nicht als Kunststoff-Folien ausgebildet sind.

Zweifellos haben solche dünnen, metallischen oder aus Siliziumdioxid bestehenden Schutzschichten ihre Vorteile; derart dünne Schichten auf eine Oberfläche aufzubringen, ist jedoch recht diffizil, außerdem sind sie nicht wieder lösbar.

Schließlich ist es aus Römpp »Chemie-Lexikon« 1953, Spalte 2751 bekannt, Polyäthylenterephthalate als Trägermaterial für photographische Emulsionen oder als Magnetbandfolie unter anderem zu verwenden. In Spalte 2078 sind andererseits als Trägermaterialien für »Filme« Nitrocellulose, Acetylcellulose oder Metall genannt, nicht dagegen die Gruppe der oben erwähnten Kunststoffe. Trägermaterialien aus einem Polyester werden, obwohl sie im Gegensatz zu den obengenannten Materialien nicht klebefähig sind, verwendet, weil sie dagegen eine höhere Reißfestigkeit besitzen und deshalb die Schichtdicke wesentlich dünner als bei den anderen Trägermaterialien gehalten werden kann. Das wiederum kommt den optischen Eigenschaften des Filmmaterials zugute, das sich dann durch eine höhere »Brillianz« auszeichnet. Bei der Vielzahl möglicher Polyesterverbindungen läßt sich aber aus dieser bekannten Tatsache keineswegs ableiten, daß ζ. Β. Polytherephthalsäureester ein bevorzugtes Trägermaterial wäre.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein bei einem Fotodruckverfahren verwendbares Druckwerkzeug der eingangs genannten Art mit einer Schutzschicht zu schaffen, die geeignete optische Eigenschaften zur Erhaltung der mit dem Druckwerkzeug an sich möglichen Druckqualität, darüber hinaus aber auch günstige mechanische und chemische Eigenschaften besitzt, um den Anforderungen in bezug auf Kratzfestigkeit und Beständigkeit gegenüber chemischen Angriffen zu genügen. Die Schutzschicht soll aber auch eine solche Haftfestigkeit gegenüber der Bildmusterschicht aufweisen, daß die Schutzfolie ohne Beschädigung der Oberfläche der Bildmusterschicht wieder ablösbar ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Druckvverkzeug der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches beschriebenen Merkmale gelöst. Diese Lösung hat den Vorteil, daß bei einei gezielten Auswahl aus einer Vielzahl von denkbaren, dem Zweck nur mehr oder minder gut entsprechenden Kunststoffen ein an sich bekanntes und für die Verpackungstechnik entwickeltes Produkt verwendbar ist. Diese handelsübliche Verbundfolie

ίο besitzt eine die Anforderungen erfüllende Deckschicht und eine Haftschicht aus Polyäthylen. Dieses Polyäthylen weist als Haftgrund zwar noch eine genügende Haftfestigkeit für diesen Zweck auf, die Haftfestigkeit ist aber andererseits nicht so groß, daß die Verbundfolie vor dem Druckwerkzeug nicht mehr ohne Beschädigung der Bildmusterschicht ablösbar wäre. Dies ist durchaus wichtig, da die eigentliche Schutzschicht der Verbundfolie trotz ihrer hohen Kratzfestigkeit verletzbar ist und sich solche örtlichen Verletzungen als milchig-weiße Flecken zeigen, die ab einer bestimmten Größenordnung durch Überstrahlungen zu nicht mehr zulässigen Abbildungsfehlern führen. Wäre eine so beschädigte Schutzfolie nicht mehr ablösbar, dann müßte das gesamte teure Druckwerkzeug ersetzt

2ί werden.

Damit isi diese Ausbildung der Schutzschicht als Verbundfolie allen bisher bekannten Schutzschichten für Druckwerkzeuge, wie dem genannten und vor allem verwendeten Acrylharz, aber auch Zweikomponentenlacken und Filmspray in ihren chemischen und mechanischen Eigenschaften überlegen und eignet sich für die Abdeckung von Film- und Glasdruckwerkzeugen in gleicher Weise.

Die außen liegende Deckschicht der Verbundfolie

3") besitzt eine hohe chemische und mechanische Beständigkeit, dadurch läßt sich die Standzeit der Druckwerkzeuge verlängern. Die Schutzfolie ist dampfdicht und vermeidet dadurch bei kurzfristiger Einwirkung bzw. verzögert bei langfristiger Einwirkung das Eindringen von Feuchtigkeit aus der Umgebung in Fotoemulsion oder Filmträgermaterial und verhindert dadurch bei Filmdruckwerkzeugen starke Maßschwankungen. Außerdem kann diese Schutzfolie bei Bedarf wieder von den Druckwerkzeugen abgezogen werden, ohne daß das Bildmuster beschädigt wird. Sie wird handelsüblich mit einer gleichmäßigen Schichtdicke geliefert, besitzt daher eine weitgehend konstante Lichtabsorption, die die Druckqualität auf den Halbzeugen nicht beeinflußt Dabei ist ihre Verarbeitung sehr einfach, sie kann mit

μ handelsüblichen, entsprechend eingestellten Laminiergeräten unter Druck und Wärme direkt auf die Filmbzw. Glasdruckwerkzeuge aufgewalzt werden und ist als Massenprodukt sehr preisgünstig.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der

« Erfindung anhand der Zeichnung erläutert, dabei zeigt

F i g. 1 schematisch den Aufbau eines Laminiergerätes, mit dem eine derartige Verbundfolie auf ein Druckwerkzeug aufzubringen ist und
F i g. 2 einen Ausschnitt aus der in F i g. 1 gewählten

bo Darstellung, der dort mit II bezeichnet ist und unmittelbar den Laminiervorgang zeigt.

F i g. 1 und F i g. 2 zeigen schematisch das Beschichten eine» Glasdruckwerkzeuges 4 mit einer Verbundfolie 2 in einem Laminiergerät. Die Verbundfolie 2 wird von

"j einer Vorratsrolle 1 abgezogen und durchläuft zunächst eine Reinigungsstation 3. Die Reinigung der Verbundfolie 2 ist erforderlich, da diese in gepudertem Zustand angeliefert wird, wobei der Puder Korngrößen bis zu

100 μπι Durchmesser aufweist. Würde er zwischen das Druckwerkzeug 4 und die Verbundfolie 2 einkaschiert, so hätte das Unebenheiten, teilweise sogar Zeltbildungen zur Folge, diese Störungen wurden zu Fehlern b^im Belichten von Halbzeugen beispielsweise zu Überstrahlungen führen; der Puder muß also unbedingt entfernt werden. Das geschieht in der Reinigungsstation 3 durch Abwischen der Verbundfolie 2 mit einem Antistatiktuch, d.h. einem mit flüssigem Antistatikum getränkten Flanellstoff. Die in den Flanellstoff eingelagerte Substanz sorgt dabei lediglich für gutes Gleiten auf der Folie, da ungetränkter Flanell auf der Folienfläche zu stark gebremst, d. h. ein gleichmäßiger Wischvorgang bei gleitender Reibung verhindert wird, so daß die Reinigungswirkung nicht ausreicht.

Aus der Reinigungsstation 3 kommend, läuft die Verbundfolie 2, wie schematisch angedeutet, über einen elektrisch beheizten Heizschuh 5, der die Verbundfolie auf die notwendige Laminiertemperatur aufheizt.

Der eigentliche Laminiervorgang ist in F i g. 2, einem Ausschnitt aus Fig. 1, dargestellt. Zwischen zwei angetriebenen Laminierwalzen 6 ist ein Glasdruckwerkzeug 4 zu erkennen. Es kommt durch Abwischen mit einem Antistatiktuch und Isopropylalkohol gereinigt in das Laminiergerät und besteht aus dem Trägermaterial, einer Glasplatte 41, die auf ihrer Oberseite eine Bildmusterschicht 42 trägt. Dieser Bildmusterschicht 42 ist die Verbundfolie 2 zugekehrt, die ihrerseits zwei Schichten 21 und 22 besitzt. Die nach dem Laminieren innen liegende Haftschicht 21 ist bei dieser Verbundfolie aus Polyäthylen und etwa 30 μΐη stark. Diese thermoplastische Schicht wird beim Aufheizen am Heizschuh 5 weich und verbindet sich unter dem Druck der Laminierwalzen 6 mit der Bildmusterschicht 42 des Druckwerkzeuges 4 so weit, daß eine für diese Zwecke günstige Haftfestigkeit erreicht wird. Die gewünschte Haftfestigkeit liegt nämlich in einem verhältnismäßig engen Bereich. Sie muß groß genug sein, daß sich die Verbundfolie 2 von dem Glasdruckwerkzeug 4 bei normalem Gebrauch nicht löst und damit dessen Bildmusterschicht 42 ausreichend schützt. Sie soll aber auch begrenzt sein, damit es möglich ist, die Verbundfolie 2 von der Bildmusterschicht 42 des Glasdruckwerkzeuges 4 ohne eine Beschädigung der Bildmusterschicht 42 zu lösen. Dies kann aus zwei Gründen notwendig werden: Beim Beschichten des Glasdruckwerkzeuges mit der Verbundfolie 2 können Fehler auftreten, es können sich Falten bilden oder Fremdkörper zwischen die Verbundfolie und das Glasdruckwerkzeug einlaminiert werden. Zum anderen machen Beschädigungen der Verbundfolie 2 nach Erreichen der Standzeit eine Erneuerung notwendig.

Die nach dem Laminieren außen liegende Schutzschicht 22 der Verbundfolie besteht aus Polytherephthalsäureester und ist etwa 12 μπι stark. Sie besitzt eine gute Beständigkeit gegen Wasser, öle, Fette, Säuren, Laugen, Lösungsmittel und andere Chemikalien und bietet einen guten Schutz gegen Abrieb, Stöße und anderen mechanischen Angriff. Sie wird zwar durch scharfe und spitze Gegenstände angeritzt, dabei entstehen milchig trübe Schnittstellen, Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß sich solche Schnitte nicht auf die Druckqualität beim Belichtungs-Vorgang auswirken.

Vorstehende Erläuterungen haben gezeigt, daß die Verfahrensparameter beim Laminiervorgang wesentlich das Ergebnis beeinflussen. Das als Haftschicht verwendete Polyäthylen läßt sich bei Temperaturen von 120 bis 180° kaschieren. Für den vorliegenden Anwendungsfall hat sich gezeigt, daß die Haftung der Verbundfolie 2 auf dem Glasdruckwerkzeug 4 optimal wird, wenn bei einer Leminiergeschwindigkeit von etwa 5 m/min eine Beschichtungstemperatur an der oberen Grenze dieses erwähnten Bereiches gewählt wird. Eine zu niedrige Laminiertemperatur hat ungenügende Haftung zur Folge und ergibt insbesondere bei bleichgeätzten Glasdruckwerkzeugen, bedingt durch die Reliefstruktur ihrer Oberfläche, eine Vielzahl von Lufteinschlüssen. Eine zu hohe Temperatur dagegen führt zur Runzelbildung bei der Verbundfolie. Die bei den handelsüblichen Laminiergeräten einstellbare Anpreßkraft der Laminierwalzen 6 sollte maximal gewählt sein, ein daraus resultierender unterschiedlicher Druck bei verschiedenen Glasstärken und Formaten des Glasdruckwerkzeuges 4 wirkt sich auf die Qualität der Druckerzeugnisse nicht erkennbar aus.

Vorstehend wurde ein Beispiel der Erfindung beschrieben, bei dem ein Glasdruckwerkzeug mit einer Verbundfolie beschichtet wird. Die Beschichtung von Filmdruckwerkzeugen geschieht analog zu dem geschilderten Ablauf. Da diese Druckwerkzeuge durch Klimaeinflüsse jedoch der Gefahr des Verziehens weit mehr ausgesetzt sind, kann es sinnvoll sein, Filmdruckwerkzeuge beidseitig mit Verbundfolie zu beschichten. Dies ist entweder mit doppelseitig arbeitenden Laminiergeräten oder auch mit zweimaligem Durchlauf durch ein einseitig arbeitendes, also ein oben beschriebenes Gerät möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Druckwerkzeug zur Verwendung in einem Fotodruckverfahren, bei dem ein auf das lichtdurchlässige Druckwerkzeug aufgebrachtes und durch eine lichtdurchlässige Schutzschicht aus Kunststoff abgedecktes Bildmuster durch Belichten auf eine fotoempfindliche Schicht eines Halbzeuges übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als lichtdurchlässige Schutzschicht eine an sich bereits bekannte Verbundfolie als Schutzfolie (2) verwendet wird, bei der die innenliegende, der Oberfläche des Druckwerkzeuges (4) mit der Bildmusterschicht (42) zugewandte Haftschicht (21) aus Polyäthylen, damit unter Druck und Wärmezufuhr direkt mit der Bildmusterschicht verbindbar ist und die außen liegende Deckschicht (22) aus Polytherephthalsäureester besteht und damit hohe Kratzfestigkeit und hohe Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln besitzt.