DE2460038A1

DE2460038A1 - Kupferdruckverfahren und druckfarbe zur durchfuehrung desselben

Info

Publication number: DE2460038A1
Application number: DE19742460038
Authority: DE
Inventors: Albert Amon; Spyridon Gounaris; Roger Dr Weil
Original assignee: SICPA Holding SA
Current assignee: SICPA Holding SA
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1975-07-03
Also published as: GB1466470A; FR2255183B1; DE2460038C2; IT1027126B; GB1466469A; BR7410692D0; CH585624A5; NL7416572A; FR2255183A1; JPS5096312A

Description

DIPL-PHYS. WILLY LORENZ, PATENTANWALT, 8035 GAUTING, HUBERTUSSTRASSE 83V* · * (IM*)

19. Dezember 1974 Meine Akte; s 1 39-j,DT

SICPA HOLDING S.A.
Glaris (Schweiz)

Kupferdruckverfahren und Druckfarbe zur Durchführung desselben

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupferdruckverfahren, bei dem auf einen biegsamen und faltbaren, zwischen einer vorzugsweise zylindrischen Druckform und einem Druckzylinder durchlaufenden Druckträger ein aus reliefartigen Strichen und/oder Funkten von 6 bis 100 u Höhe bestehender Aufdruck aufgebracht wird.

Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Druckfarbe zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus 20 bis 75 Gewichtsteilen eines'vernetzbaren Bindemittels, das aus der mono- oder polyfunktionelle substituierte Vinylester und deren Derivate umfassenden Gruppe gewählt ist, 2 bis 40 Gewichtsteilen Pigmente, 1 bis 10 Gewichtsteilen eines Photoinitiators und 0,1 bis 3 Gewichtsteilen eines Beschleunigers.

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Bekanntlich kann beim Kupferdruck auf einen Druckträger eine Druckfarbenschicht mit einer Stärke von 6 bis 1 OO u aufgebracht werden.

Beim Drucken auf Papier ist dieses starken Drücken unterworfen und nimmt die Druckfarbe aus den in der Druckform eingravierten Vertiefungen auf. Auf diese Weise erhält man einen genauen reproduzierbaren Druck, bei dem auf dem Papier eine Druckfarbenschicht von tastbarer Dicke verbleibt.

Die Gefahr des Abziehens der durch dieses Verfahren bedruckten Blätter bei ihrem Stapeln nach Verlassen der Maschine ist daher sehr groß. Um diesem Nachteil abzuhelfen, werden bei der Bildung des Stapels zwischen die bedruckten Blätter Zwischenbögen eingelegt.

Die bereits vorgeschlagenen Trocknungsverfahren mittels Infrarotstrahlen oder anderer Wärmequellen weisen den Nachteil auf,, daß das Papier dabei ausgetrocknet wird, was Grössenveränderungen des letzteren zur Folge hat, die sich auf die bei nachfolgenden Druckvorgängen erforderliche Registergenauigkeit ungünstig auswirken.

Druckfarben mit einem durch UV-Bestrahlung polymerisierbaren Bindemittel wurden bereits für den Offsetdruck entwickelt. Sie ermöglichen die Bildung eines harten Druckfarbenfilms in einem Sekundenbruchteil, sofern die Dicke der Druckfarbenschicht 4 μ nicht übersteigt. Auf diese Weise können im Offsetverfahren gedruckte Blätter ohne die Gefahr des Durchschlagens gestapelt werden, nachdem sie einer kurzen UV-Bestrahlung ausgesetzt worden sind.

Diese Druckfarben sind jedoch nicht geeignet, beim Kupferdruck das Abziehen im Stapel zu vermeiden, da ihre Eigenschaften den Erfordernissen beim Kupfertiefdruck nicht entsprechen.

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Die für den Kupferdruck verwendeten Druckfarben müssen nämlich kompakter sein als diejenigen für den Offsetdruck, damit sie den hohen Druck aushalten, während das Papier die Druckfarbe aus den Vertiefungen der Druckform aufnimmt, sowie· um das Entfernen der auf dem Papier erstarrten Druckfarbe zu ermöglichen.

Der Erfindung liegt die Aufgäbe zugrunde, die genannten Nachteile des Kupferdrucks und der zur Zeit hierfür verwendeten Druckfarben zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Druckfarbe der genanten Art zu schaffen, die ein einwandfreies und rasches Arbeiten gewährleisten.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß der Druck mittels einer Druckfarbe erfolgt, welche für UV-Strahlen durchlässige, in einem durch UV-Bestrahlung vernetzbaren Bindemittel dispergierte Pigmente und Füllstoffe enthält und daß das entstandene Druckerzeugnis mit UV-Strahlen bestrahlt wird, die auf die Striche und Punkte von 6 bis 10O μ Stärke sowohl senkrecht als auch schräg in bezug auf die bedruckte Fläche gerichtet sind, wobei das Eindringen der UV-Strahlen in die Druckfarbehmasse durch die von den Füllstoffen verursachten Beugungen begünstigt wird, so daß eine völlige Vernetzung der Druckfarbe in weniger als einer Sekunde erfolgt und dadurch jegliches Abziehen der ·· Druckerzeugnisse bei ihrem Stapeln oder Aufwickeln vermieden wird.

Die Druckfarbe der genannten Art zur Durchführung des obigen Verfahrens enthält erfindungsgemäß noch 10 bis 60 Gewichtsteile inerte für UV-Strahlen durchlässige Füllstoffe.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher beschrieben; es zeigen:

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Fig. 1 und 3 Teilansichten von im Offset-Verfahren bedruckten Papierbögen;

Fig. 2 und 4 Teilansichten von im lupferdruck-Verfahren

bedruckten Papierbögen im Querschnitt und in vergrößertem Maßstab.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Druckfarbe verwendet, die durch Bestrahlung mittels aktinischer Strahlen in weniger als einer Sekunde vernetzt wird, wenn sie auf einem Träger unter einem Druck von mindestens 200 kg/cm in einer Schicht aufgebracht ist, deren Stärke zwischen 6 und 100u liegt. Dieser Druck ist mittels einer üblichen Kupferdruckmaschine leicht erzielbar, wobei ein zu bedruckendes Blatt Papier zwischen einer auf dem beheizten Formträgerzylinder montierten Kupferdruckform und dem Druckzylinder der Maschine hindurchläuft; die Temperatur des FormträgerZylinders kann dabei bis zu 60 C betragen.

Am Ausgang der Maschine wird das bedruckte Blatt einer UV-Bestrahlung ausgesetzt, die beispielsweise von einer Quecksilbermittel- oder -hochdrucklampe herrühren kann. Diese Bestrahlung gewährleistet eine ausreichende Vernetzung derauf im Kupferdruckverfahren bedruckte Papierblätter aufgebrachten Druckfarbenschicht, so daß diese sofort nach dem Druck ohne die Gefahr eines Abziehens stapelbar sind.

Wenn die UV-Bestrahlung der bedruckten Blätter in inerter, z.B. StickstoffUmgebung stattfindet, erhöht sich noch die Vernetzungsgeschwindigkeit der Druckfarbe. Zu diesem Zweck genügt es, die Blätter nach Verlassen der Presse in einen Stickstoffuberdruckbehälter einzuführen, in dem sie bestrahlt werden. In diesem Fall können als UV-Strahlenquelle Lichtbogen, auch unter dem Namen Plasmabögen bekannt, benutzt werden.

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Das trotz der verhältnismäßig großen Dicke der Druckfarbenschicht eintretende rasche Vernetzen des erfindungsgemäß hergestellten Kupferdrucks wird dadurch ermöglicht, daß man .dem vernetzbaren Bindemittel und den anderen Druckfarben-Bestandteilen inerte, vorteilhaft farblose und für UV-Strahlen durchlässige Füllstoffe beifügt.

Diese Zusatzstoffe können anorganische Materialien, wie Talkum, Asbest, natürlicher Schwerspat, Kieselerde, Bentonit, Kalzium-, Magnesium- und Aluminiumsilikat, Kalziumkarbonat, Dolomit, Kalziumsulfat und Kaolin, in feinverteiltem oder mikronisiertem Zustand sein»

Außerdem können die Füllstoffe ebenfalls feinverteilte oder mikronisierte Harze pflanzlicher Herkunft, wie Kolophonium, oder synthetische Harze, wie Harnstoff-Formol-Harze, Melamin-Formol-, Phenol-, substituierte Phenol-, Acryl-, substituierte Acryl- und substituierte Vinylharze sein. Feinverteilte oder mikronisierte natürliche Wachse, wie Montanwachs, oder solche synthetischer Herkunft, wie die aliphatischen halogenierten und mikrokristallinen Polyäthylenwachse, könr nen ebenfalls verwendet werden.

Die Beifügung-derartiger Füllstoffe ist nicht erforderlich, um eine entsprechende Vernetzung durch UV-Bestrahlung bei den verhältnismäßig dünnen Schichten aus vernetzbarer Druckfarbe hervorzurufen, die auf ein Papierblatt 2 mittels Offsetdrucks aufgebracht werden, ob es sich nun um Buchstaben, Zahlen oder Zeichen 1 (Fig.1) oder Fläche 6 (Fig.3) handelt.

Im Gegensatz hierzu sind es nur diese Füllstoffe, die das völlige Eindringen der UV-Strahlen in die dickeren Druckfarbenschichten ermöglichen, von welchen die Striche 3 und Punkte 4, aus denen die Zeichen (Fig.2) bestehen, oder die großflächig bedruckten Striche 7, (Fig.4), die der im Offsetverfahren hergestellten Fläche 6 entsprechen, gebildet .

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werden. Im Hinblick auf die Dicke des Kupferdrucks kann das Eindringen der UV-Strahlen 5 in die Flächen und Flanken der linearen Drucke 3, 7 oder der punktförmigen Drucke 4 sowohl senkrecht als auch schräg bezüglich des Papiers erfolgen. Die Ausbreitung dieser Strahlen im Innern der Drucke wird durch Beugung in den genannten Füllstoffen sichergestellt.

Derartige, durch UV-Bestrahlung vernetzbare Druckfarben für Kupferdruck können folgendermaßen hergestellt werden:

Beispiel 1

Pentaerythrit-Tetracrylat ■ 70 Gewichtsteile

1,6-Hexandioldia<crylat 5 - " -

Phthalocyanin-Blau 7 - " -

Diphenylketon 5 - " -

Triisopropanolamin 3 - " -

hochdispergierte pyrogene Kieselerde 10 - " -

100

Das Pentaerythrit-Tetracrylat sowie das 1,6-Hexandioldiacrylat bilden das vernetzbare Bindemittel; das Diphenylketon dient als Photoinitiator und das Triisopropanolamin als Beschleuniger für den Photoinitiator. Das Phthalocyanin-Blau ist das Pigment und die Kieselerde der Füllstoff.

Die Kieselerde läßt die UV-Strahlen passieren, so daß letztere gut in die Druckfarbenmasse eindringen können; dadurch wird die Vernetzung des pigmentierten Gemisches begünstigt.

Beispiel 2

1,6 Hexandioldiacrylat 10 Gewichtsteile

Reaktionsprodukt des

N,N-Dirnethyl-3-oxo-butylacrylamid

mit Formaldehyd (Molverhältnis 3:1) 21 - " -

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Phthalocyanin-Blau 10 Gewichtsteile

Benzoinäthyläther . 4 - " -

Morpholin 1 - " -

Kalziumkarbonat 54 - " -

• 100

Die nach der Photolyse des Benzoinäthyläthers entstandenen freien Radikale übertragen ihre Energie auf' die nichtgesättigte Acrylgruppe am Ende der Kette des Monomeren 1,6-Hexandioldiacrylat und des durch die Reaktion des N, N-Dimethyl-3-oxo-butylacryl-amids mit dem Formaldehyd erzeugten Oligomeren, um die Vernetzung des Bindemittels hervorzurufen.

Beispiel 3

Kondensationsprodukt des 2-Hydroxy-

äthylacrylats und des Hydroxypenta-

erythrit-Triacrylats mit Toluol-Diiso-

cyanat (Molverhältnis 1:1) -^r 60 Gewichtsteile

1,6-Hexandioldiacrylat ' 5 - " -

Phthalocyanin-Blau . - 10 - " -

Diphenylketon 3 - " - -

Triisoproparolamin . 2 - " -.

mikronisiertes Harnstoff-Formol-Harz 20 - " -

100

Die Vernetzung der substituierten Vinylester, die das Bindemittel der Druckfarben bilden, deren Zusammensetzung in den obigen Beispielen angegeben ist, wird durch die Gegenwart der Photoinitiatoren üni ihrer Beschleuniger ermöglicht. Der radikalartige Mechanismus wird ausgelöst durch Bestrahlung mittels einer UV-Strahlenquelle von 80 w/Linear-cm während einiger Tausendstel Sekunden.

Als Druckträger können beim Kupferdruck saugfähiges oder appretiertes Papier sowie Kunststoffschichten oder -filme

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usw. benutzt werden. Das Material wird in Form von nach dem Druckvorgang zu stapelnden Blättern zugeführt oder von Rollen abgezogen. In letzterem Fall kann der Druckträger nach dem Drucken auf eine Aufnahmerolle aufgewickelt oder in Blätter geschnitten und dann gestapelt werden.

Es ist auch möglich, unmittelbar nach der UV-Bestrahlung der Vorderseite eines mittels Kupferdrucks hergestellten Druckerzeugnisses auch die Rückseite desselben im Kupferdruckverfahren zu bedrucken und diese ebenfalls einer UV-Bestrahlung auszusetzen. Auf diese Weise kann ein mittels Kupferdrucks im kontinuierlichen Verfahren beidseitig bedrucktes Druckerzeugnis ohne die Gefahr des Abziehens gestapelt oder aufgewickelt werden, je nachdem, ob es in Blattform vorliegt oder von der Rolle kommt.

Der Druckvorgang erfolgt immer bei einem Druck von über 2 ?

200 kg/cm , der auch 1000 bis 5000 kg/cm erreichen kann, wobei der Druckträger an den Stellen, an denen die pigmentierte Druckfarbe aufgebracht wurde, ständig verfbrmt bleibt.

In allen Fällen läßt die Vernetzung der aufgetragenen Druckfarbenschicht unmittelbar nach erfolgtem Druck weitere Druckvorgänge auf der Vorder- oder Rückseite des soeben hergestellten Druckerzeugnisses oder weitere Behandlungsschritte desselben zu.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Kupferdruckverfahren, bei dem auf einem biegsamen und faltbaren, zwischen einer vorzugsweise zylindrischen Druckform und einem Druckzylinder durchlaufenden Druckträger ein aus reliefartigen Strichen und/oder Punkten von 6 bis 100 μ Hohe bestehender Aufdruck aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck mittels einer Druckfarbe erfolgt, welche für UV-Strahlen durchlässige, in einem durch UV-Bestrahlung vernetzbaren Bindemittel dispergierte Pigmente und Füllstoffe enthält und daß das entstandene Druckerzeugnis mit UV-Strahlen bestrahlt wird, die auf die Striche und Punkte von 6 bis 100 μ Stärke sowohl senkrecht als auch schräg in bezug auf die bedruckte Fläche gerichtet sind, wobei das Eindringen der UV-Strahlen in die Druckfarbenmasse durch die von den Füllstoffen verursachten Beugungen begünstigt wird, so daß eine völlige Vernetzung der Druckfarbe in weniger als einer Sekunde erfolgt und dadurch jegliches Abziehen der Druckerzeugnisse bei ihrem stapeln oder Aufwickeln vermieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung der Druckfarbenschicht in inerter Umgebung erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung der Druckfarbenschicht mittels Lichtbogens erfolgt.

4. Druckfarbe zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch bestehend aus 20 bis 40 Gewichtsteilen eines vernetzbaren Bindemittels, das aus der mono- oder polyfunktionelle sub-

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stituierte Vinylester und deren Derivate umfassenden Gruppe gewählt ist, 2 bis 40 Gewichtsteilen Pigmente, 1 bis 10 Gewichtsteilen eines Photoinitiators und 0,1 bis 3 Gewichtsteilen eines Beschleunigers, dadurch ge-■kennzeichnet, daß sie außerdem 10 bis 60 Gewichtsteile inerte, für UV-Strahlen durchlässige Füllstoffe enthält.

5. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel Pentaerythrit-Te'tracrylat enthält.

6. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel 1, 6-Hexandioldiacrylat enthält.

7. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel ein Reaktionsprodukt des N,N-Dimethyl-3-oxo-butyl-acrylamids mit Formaldehyd enthält.

8. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel ein Kondensationsprodukt von Hydroxypentaerythrit-Triacrylat mit Toluol-Diisocyanat enthält.

9. Druckfarbe nach Anspruch 4, -dadurch gekennzeichnet, daß der Photoinitiator aus der Benzoinalcoyläther, Diphenylketon und deren Derivate umfassenden Gruppe gewählt ist.

10. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschleuniger ein aus der Triisopropanolamin, Triisopropylamin und Morpholin enthaltenden Gruppe gewähltes substituiertes Amin ist.

11. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein feinverteiltes, inertes und für UV-Strahlen durchlässiges anorganisches Pulver ist.

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1 I

12. Druckfarbe nach den Ansprüchen 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe der feinverteilten oder mikronisierten anorganischen Pulver gewählt ist, welche Talkum, Asbest, natürlichen Schwersptat, Kieselerde, Bentonit, Kalzium-, Magnesium- und Aluminiumsilikate, Kalziumkarbonat, Dolomit, Kalziumsulfat und Kaolin umfaßt.

13. Durckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff eine feinverteilte oder mikronisierte, inerte und für UV-Strahlen' durchlässige organische Substanz ist. ' ■ .

14. Druckfarbe nach den Ansprüchen 4 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe der natürlichen und synthetischen Harze und Wachse gewählt ist, welche Kolophonium, Montanwachs, Harnstoff-Formolharze, Melamin-Formol-, Phenol τ-, substituierte Phenol-, Acryl-, substituierte Acryl- und substituierte Vinylharze sowie aliphatische halogenierte und mikrokristalline Polyäthylenwachse umfaßt.

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A,

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