DE2460038C2

DE2460038C2 - Kupferdruckverfahren und Druckfarbe zur Durchführung desselben

Info

Publication number: DE2460038C2
Application number: DE2460038A
Authority: DE
Inventors: Albert Amon; Spyridon Prilly Waadt Gounaris; Roger Dr. Lausanne Waadt Weil
Original assignee: SICPA Holding SA
Current assignee: SICPA Holding SA
Priority date: 1973-12-21
Filing date: 1974-12-19
Publication date: 1984-02-23
Also published as: BR7410692D0; FR2255183B1; FR2255183A1; JPS5096312A; IT1027126B; CH585624A5; GB1466469A; DE2460038A1; NL7416572A; GB1466470A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Kupferdruckverfahren, bei dem auf einem biegsamen und faltbaren, zwischen einer vorzugsweise zylindrischen Druckform unü einem Druckzylinder durchlaufenden Druckträger ein aus reliefartigen Strichen und/oder Punkten bestehender Aufdruck aufgebracht wird, wobei der Druck mittels einer Druckfarbe erfolgt, weiche für UV-Strahlen durchlässige, in einem durch UV-Bestrahlung vernetzbaren Bindemittel dlspergierte Pigmente und Füllstoffe enthält lind wobei das entstandene Druck-Erzeugnis mit UV-Strahlen bestrahlt wird.

~ Weiterhin bezieht sich aie Erfindung auf eine Druckfarbe zur Durchführung dieses V erfahrene, bestehend aus 20 bis 40 Gew.-Tellen eines vernetzbaren Bindemittels, das aus der mono- oder polyfunktionelle substituierte Vinylester und deren Derivate umfassenden Gruppe gewählt ist, 2 bis 40 Gew.-Teilen Pigmente, I bis 10 Gew.-Tellen eines Photoinitiators, 0,1 bis 3 Gew.-Tellen eines Beschleunigers und Füllstoffen.

Bekanntlich kann beim Kupferdruck auf einen Druckträger eine Druckfarbenschicht mit einer Stärke von 6 bis 100 μ 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 lastbarer 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 B'iätter Zwischenbögen eingelegt.

PIe bereits vorgeschlagenen Trocknungsverfahren mittels Infrarotstrahlen oder anderer Wärmequeiien 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 polymerlsierbaren Bindemitte! 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 Oifse[verfahren ledruckte Blätter ohne die Gefahr des Dürchschlagens 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.

Aus der US-PS 36 61 614 ist bereits ein Kupferdruckverfahren bekannt, wie es im Oberbegriff des Patentan- _pruchs I beschrieben ist. Bei diesem bekannten Verfahren wird die Druckfarbe in Dicken von 2 bis 6 μιπ aufgebracht, wobei sich die verwendete Farbe aus einem Bindemittel, einem Photoinitiator, Pigmenten und inerten Füllstoffen zusammensetzt, wobei die Inerten Füllstoffe nur in einer Menge von I bis 3% vorliegen. Ein größerer An?eii von Fül'stoffen ist bei diesem vorbekannten Verfahren auch nicht notwendig, da die vorbekai-uic Druckfarbe nicht für Tiefdruckverfahren benutzt wird. Weiterhin ist aus der DF.-OS 21 58 529 eine phntopoiymerislerbare Druckfarbe bekannt, welche zwar a^:·? Tiefdruck farbe verwendbar sein soll, die jedoch ein Farbfcü n'.ttel wie beispielsweise Bentonit enthalten V-: ^.n. wob— üoer den Antei! eines derartigen Farbhilfsmiuds '.:, iz' 'druckfarbe nichts ausgesagt ist. Aus den Beispiel'"· · .eser DE-OS 21 58 529 geht hervor, daß die Fart Form eines Films von bis zu maximal 10 μΐη rjfs^iragön wird und dann eine Trocknungszelt von 3,5 ί ί-ngen besitzt. Auch ist In dieser DE-OS 21 58 529 nichts darüber ausgesagt, daß die Farbschicht sowoh! senkrecht als auch schräg mit UV-Strahlen bestrahlt werden soll.

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

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das erfindungsgemäße Verfahren, das dadurch gekennzeichnet Ist, daß Druckfarbe mit Füllstoffen in einem Gewichtsanteil von 10 bis 60% aufgebracht wird, daß die Striche und Punkte In einer Höhe von 6 bis 100 μπι aufgebracht werden und daß auf die Striche und Punkte UV-Strahlen sowohl senkrecht als auch schräg in bezug auf die bedruckte Fläche gerichtet werden.

Die Druckfarbe zur Durchführung des erflndungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, daß 10 bis 60 Gew.-Tei;.: inerte, für UV-Strahlen durchlässige Füllstoffe enthalten sind.

Vorteilhafte Ausführungsformen des Kupferdruckver- -fahrens sind In den Ansprüchen 2 und 3 näher beschrie- 4S -ben, vorteilhafte Ausführungsformen der Druckfarbe sind in den Ansprüchen 5 bis !4 angegeben.

Nachstehend Ist die Erfindung anhand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher beschrieben; es zeigt so

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

Fig. 2 und 4 Teilansichte 1 von im Kupferdruck-Verfahren bediuckten Papierbügen Im Querschnitt und In vergrößertem Maßstab.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Druckfarbe verwendet, die durch Bestrahlung

vernetzt wird, wenn sie auf einem Träger unter einem Druck von mindestens 196 bar In einer Schicht aufgebracht ist, deren Stärke zwischen 6 und 100 μ Hegt. Dieser Druck ist mittels einer üblichen Kupferdruckmaschine (eicht erzielbar, wobei ein zu bedruckendes Blatt Papier zwischen einer auf dem beheizten Formträgerzyllnder montierten Kupferdruckform und dem Druckzylinder der Maschine hindurchlauft; 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 der auf im Kupferdruckverfahren bedruckte Papierblätter aufgebrachten Druckfarbenschicht, so daß diese sofort nach dem Druck ohne die Gefahr eines Abziehens stapelbar sind

Wenn die UV-Bestrahiung der bedruckten Blätter in inerter, z. B. Stickstoffumgebung stattfindet, erhöht sich noch die Vernetzungsgeschwindigkeit der Druckfarbe. Zu diesem Zweck genüg; es, die Blätter nach Verlassen der Presse in einen Stickstoffüberdruckbehälter einzuführen, in dem sie bestrahlt werden. In diesem Faii können als UV-Strahlenquelle Lichtbögen, auch unter dem Namen Plasmabögen bekannt, benutzt werden.

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 duichlässige Füllstoffe beifügt.

Diese Zusatzstoffe können anorganische Materialien, wie Talkum, Asbest, natürlicher Schwerspat, Kieselerde, Bentonit, Kalzium-, Magnesium- und Aiumlniumslilkat, Kalziumkarbonat, Dolomit, Kaliumsulfat und Kaulin, in feinverteiltem oder mlkronislertem Zustand sein.

Außerdem können die Füllstoffe ebenfalls feinverteilte oder mlkronislerte Harze pflanzlicher Herkunft, wie Kolophonium oder synthetische Harze, wie Harnstoff-Formaldehyd-Harze. Melamin-Formaldehyd-, Phenol-, substituierte Phenol-, Acryl-, substituiere Acryl- und substituierte Vinylharze sein. Feinverteilte oder mlkronisierte natürliche Wachse, wie Montanwachs, oder solche synthetischer Herkunft, wie die aliphatischen halogenierten und mikrokristallinen Polyäthylenwachse, können 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 au^r ein Papierblatt 2 mittels Offsetdrucks aufgebracht werden, ob es :lch nun um Buchstaben, Zahlen oder Zeichen 1 (Flg. 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 Driickfärbensehichien ermöglichen, von weichen die Striche 3 und Punkte 4, aus denen die Zeichen (FIg. 2) bestehen, oder die großflächig bedruckten Striche 7 (Flg. 4), die der im Offsetverfahren hergestellten Fläche 6 entsprechen, gebildet werden. Im Hinblick auf die Dicke des Kupferdrucks kann das Eindringen der UV-Strahler 5 In die Flächen und Flanken der linearen Drucke 3, 7 oder der punktförmigen Drucke 4 sowohl senkrecht als auch schräg bezüglich des Papiers 2 erfolgen. Die Ausbreitung dieser Strahlen Im Innern der Drucke wird durch Beugung Jn den genannten Füllstof-

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

Beispiel ]

Pentaerythrjl-Tetracrylat
1,6-HexandloldIacry lat
Phlhalocyanln-Blau
Dlphenylketon
Trllsopropanolamln

70 Gewichtstelle 5 GSP'lchtstelle 7 Gewichtstelle 5 Gewichistelle 3 Gewichtstelle

hochdlsperglerte pyrogene Kieselerde

10 Gewichtstelle

ίΟΟ

Das Pentaerythrli-Tetracrylat sowie das 1 ,6-Hexandloldlacrylat bilden das vernelzbare Bindemittel; das Diphenylkcton dient als Photoinitiator und das Trilsopropa-■ noiamln als Beschleuniger für den Photolnltlaior. Das Phthalocyanln-Blau Ist das Pigment und die Kieselerde der Füllstoff.

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

Beispiel 2

5,6 Hexandloldlacrylat Reaktionsprodukt des N,N-Dlmethyl-3-oxo-butyl-

acrylamld mit Formaldehyd

(Molverhällrtls 3: 1 > Phthalocyanin-Blau Benzoinäthyläther Morpholln Kalziumkarbonat

IO Gewichtstelle 21 Gewichtsteile 10 Gewichtsteile

4 Gewlchtsielle

1 Gewichtsteif

54 Gewichtstelle

Die nach der Photolyse des Benzoinäthyläthers entstandenen freien Radikale übertragen Ihre Energie auf die nichtgesättigte Acrylgruppe am Ende der Kette des Monomeren 1,6-Hexandloldlacrylat und des durch die Reaktion des N,N-Dimethyl-3-oxo-bütyIacryI-amlds mit dem Formaldehyd erzeugten Olfgomeren, um die Vernetzung des Bindemittels hervorzurufen.

Beispiel 3

Kondensationsprodukt des 2-Hydroxy-äthyIacrylats und des Hydroxypentaerythrit-Trlacrylats mit Toluol Diisocyanat (Molverhältnis 1:1)

1,6-HexandioIdiacrylal

60 Gewichtsteile

5 Gewichtsteile

Phthalocyanln-Blau Diphenylketon TrUsoproparolamln mlkrcnislertes Harnstoff-Formaldehyd-Harz

10 Gewlchistellc 3 Gewichtstelle 2 Gewichtstelle

20 Gewichtsteile

TfJÖ

Die Vernetzung der substituierten Vinylester, die das

ίο Bindemittel der Druckfarben bilden, deren Zusammensetzung In den obigen Beispielen angegeben Ist, wird durch die Gegenwart der Photölrtltlatoren und Ihrtr Beschleuniger ermöglicht. Der radikalartige Mechanismus wird ausgelöst durch Bestrahlung mittels eimer UV- Strahlenquelle von 80 W/Linear-cm während einiger Tausendstelsekunden.

Als Drucklager können beim Kupferdruck saugfähiges oder appretiertes Papier sowie- Kunststoffschichten oder -filme 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 Drucklager 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 Dfuck-Erzsugniises auch ilte Rückseite desselben im Kupferdfucf .criahrcn zu bedrucken und diese ebenfalls einer UV-Bestrahlung auszusetzen. Auf diese Weise kann ein mittels Kupferdrucks im kontinuierlichen Verfahren beidseitig bedrucktes Druck-Erzeugnis ohne die Gefahr des Abziehens gestapelt oder aufgewickelt werden, je nachdem, ob es in Blatlform vorliegt oder von der Rolle kommt.

Der Druckvorgang erfolgt immer bei einem Druck von Ober 196 bar, der auch 931 bis 4905 bar erreichen kann, wobei der Druckträger an den Stellen, an denen die pigmentierte Druckfarbe aufgebracht wurde, ständig verformt bleibt.

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

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Kupferdruckverfahren, bei dsm auf einem biegsamen und faltbaren, zwischen einer vorzugsweise zylindrischen Druckform und einem Druckzylinder durchlaufenden Druckträger ein aus reliefartigen Strichen und/oder Punkten bestehender Aufdmck aufgebracht wird, wobei der Druck mittels einer Druckfarbe erfolgt, welche für UV-Strahlen durchlässige, in einem durch UV-Bestrahlung vernetzbaren Bindemittel disperglerte Pigmente und Fallstoffe enthält und wobei das entstandene Druck-Erzeugnis mit UV-Strahlen bestrahlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Druckfarbe mit Füllstoffen In einem Gewichtsanteil von 10 bis 60% aufgebracht wird, daß die Striche und Punkte in einer Höhe von 6 bis 100 μπι aufgebracht werden und daß auf die Striche und Punkte UV-Strahlen sowohl senkrecht als auch schräg In bezug auf die bedruckte Fläche gerichtet werden.

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

3. Verfahren naC: Anspruch 1 oder 2, dadurch : gekennzeichnet, dab die Bestrahlung der Druckfar-J> enschlcht mittels Lichtbogens erfolgt,
^r 4. Druckfarbe zur Durchführung des Verfahrens ^nach Anspruch 1, bestehend aus 20 bis 40 Gew.-Tei- : Jen eines vernetzbaren Bindemittel·,, das aus der i^jrnono- oder polyfunktionelle substituierte Vinylester und deren Derivate umfassenden Gruppe gewählt ist, 2 bis 40 Gew.-Tellen Pigmente. 1 bis lO.Gew.-Tellen ^lnes Photolnlth:ors, 0,1 bis 3 Gew.-Teilen eines Beschleunigers und Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß Io bis 60 Gew.-Telle inerte, ^rür UV-Strahlen -durchlässige Füllstoffe enthalten sin'¹.
^c- 5. Druckfarbe nach Anspruch 4, dsiurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel Pentaerythrit-Tetracrylat enthält.

6. Druckfarbe nach Ansprach 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel 1,6-Hexandioldlacrylat enthält.

7. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzbare Bindemittel ein Reaktionsprodukt des N,N-Dimethyl-3-oxo-butyi-acryl· « amids mit Formaldehyd enthält.

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

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

10. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch geket nzeichnet, daß der Beschleuniger ein aus der Triisopropanolamln, Trilsopropylamin und Morpholin enthaltenden Gruppe gewähltes substituiertes AmIn ist.

II. Druckfarbe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff ein felnvertelltes. Inertes und für UV-Strahlen durchlässiges anorganisches Pulver 1st.

%i 12. Druckfarbe nach den Ansprüchen 4 und 11, -jdadurch gekenrizelchnet, daß der Füllstoff aus der Gruppe der feinverteilten oder mlkronlslerten anorganlschen Pulver gewählt Ist, welche Talkum, Asbest, natürlichen Schwerspat, Kieselerde, Bentonlt, Kalzium-, Magnesium- und AlumlnlumsUlkate, Kalzlum-

karbonat, Dolomit, Kaliumsulfat und Kaolin umfaßt.

13. Druckfarbe 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-Formaldehydharze. rvfelamin-Formaldehyd-, Phenol-, substituierte Phenol-, Acrvl-, substituierte Acryl- und substituierte Vinylharze sowie aliphatisch^ halogenierte und mikrokristalline Polyäihylenwachse umfaßt