DE2502602B2

DE2502602B2 - Reliefdruckplatte aus nylon

Info

Publication number: DE2502602B2
Application number: DE19752502602
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Hiratsuka; Kamosaki Minoru; Furuichi Kazuhiko Saitama; Higuchi (Japan)
Original assignee: Kansai Paint Co Ltd
Current assignee: Kansai Paint Co Ltd
Priority date: 1974-01-24
Filing date: 1975-01-23
Publication date: 1977-03-03
Also published as: FR2258962A1; DE2502602A1; FR2258962B1; GB1491144A; JPS541202B2; JPS50106702A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Reliefdruckplatte aus Nylon.

Solche Platten werden gewöhnlich aus Blei oder dessen Legierungen gefertigt, das in geschmolzenem Zustand in Papiermatrizen gegossen wird. Nach Gebrauch werden die Platten eingeschmolzen und die Schmelze zum Guß neuer Platten verwendet.

Solche Platten sind wegen des hohen spezifischen Gewichts von Biei schwer zu handhaben und wegen der Giftigkeit des BIeL auch gesundheitsschädlich.

Man hat daher schon verschiedene Kunststoffe, die das Blei ersetzen sollen als Werkstoff für Reliefdruckplatten ausprobiert, so Polyäthylen, Polypropylen, Polyvinylalkohol, Polyvinylchlorid. Polyvinylacetat. Polystyrol u. a., ferner Superpolyamide, die beispielsweise durch Erhitzen von ω, ω'-Dicarbonsäuren mit ω, ω'-Diaminen oder deren Salzen, z. B. Adipinsäure und Hexamethylendiamin, von ω-Aminocarbonsäuren, z. B. ε-Aminocapronsäure oder von Lactamen, z. B. Caprolactam, erhältlich sind (DT-PS 8 55 266).

Aus diesen Werkstoffen lassen sich keine langlebigen, vielfach regenerierbaren Reliefdruckplatten, insbesondere für den Schnelldruck herstellen, denn sie haben alle einen so hohen Schmelzpunkt, daß die Papier- oder Phenol-Formaldehyd-Matrix beim Eingießen zerstört oder zumindest qualitativ so geschädigt wurde, daß ihre Regeneration nicht möglich war.

Da Kunststoff im Schmelzzustand viskos ist, füllt er oft nicht alle Hohlräume der Matrix, so daß die Druckplatte einen qualitativ schlechten Druck ergibt und sie auch Blaseneinschlüsse und Fehlstellen aufweist

Da die Volumenänderung der genannten Kunststoffe beim Erstarren groß ist, ist die Dimensionstreue gering.

Die thermische Stabilität der Kunststoffe ist gering, so daß die Temperatur ständig überwacht werden muß und derselbe Kunststoff nicht oft wieder verwendungsfähig ist Wenn bei steigender Temperatur der Erweichungspunkt überschritten ist wird die Strichstärke beim Drucken, wegen der Reibungswänre, dicker, so daß die Druckbeständigkeit herabgesetzt werden muß. Die Verschleißfestigkeit der Platten ist gering, so daß häufig Beschädigungen auftreten. Schließlich verschmutzen Kunststoffplatten auch besonders leicht

Alles in allem führt die Verwendung dieser Kunststoffe als Werkstoffe für Reliefdruckplatten zu keinem befriedigenden Ergebnis.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen als Werkstoff für Reliefdruckplatten, besonders auch für Serienfertigung brauchbaren langlebigen und vielfach regenerierbaren Kunststoff zu finden.

Als zur Lösung dieser Aufgabe geeignet wurde ein Nylon gefunden, das als Hauptbestandteil ω-Laurolactam hat einen Schmelzpunkt zwischen 130 und 180" C, einen Biegemodul von nicht weniger als 2500 kg/cm² (bei 23°C) und eine Oberflächenhärte von nicht weniger als 65 Shore-Grad (bei 23° C) auf der D-Skala eines Durometers.

Die hier angesprochene Nylon-Sorte wird nachstehend »Nylon 12« genannt Es ist eines der Polyamide, die durch Homopolymerisation von ω-Laurolactam bzw. durch Copolymerisation oder Copolykondensation von ω-Laurolactam entstehen und somit ω-Laurolactam als Hauptbestandteil und ein oder mehrere Nylon-Salze oder Lactame, die nicht ω-Laurolactame sind, als Nebenbestandteil hat. Die zu den erwünschten Eigenschaften der Reliefdruckplatte führende Verwendung von ω-Laurolactam als Hauptkomponente des Nylon ist in der DT-PS 8 55 266 nicht erwähnt und auch nicht nahegelegt, vielmehr ist dort an Polyamide mit im Gegensatz zur Erfindung über einen Temperaturbereich von -50° C bis +200⁰C konstanter Oberflächenhärte gedacht.

Das dazu verwendete Nylon-Salz ist bevorzugt ein Amid eines aliphatischen Diamins mit einer Kohlenstoffatomzahl von nicht mehr als 8 und einer aliphatischen Dicarbonsäure mit einer Kohlenstoffatomzahl von nicht mehr als 12, wie etwa Hexamethylendiaminadipat, Hexamethylendiamindecanoat und Hexamethylendiamindodecanoat Das Lactam enthält nicht mehr ais i i Kohlcnsloffatome, wie etwa ε-Caprolactam.

Wenn aliphatisches Diamin, aliphatische Dicarbonsäure bzw. ein Lactam, das kein ω-Laurolactam ist, mit einer Zahl Kohlenstoffatome, die über die genannten Zahlen hinausgehen, benutzt wird, so ist das Nylon 12 nur schwer herstellbar. Das aus Copolymerisation oder Copolykondensation von ω-Laurolactam und Nylon-Salzen oder einem anderen Lactam hergestellte Nylon 12 sollte aus wenigstens 20%, möglichst mehr als 40% ω-Laurolactam bestehen. Gemäß der Erfindung kann Nylon 12 auch mit anderen verträglichen Polymeren gemischt werden, wie z. B. Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren oder -lonomeren, wie etwa ein thermoplastisches lonomerharz auf der Basis von vernetzten Äthylencopolymeren u.a. Das Nylon 12 soll einen Schmelzpunkt von 130° bis 180⁰C, einen Biegemodul von nicht

weniger als 2500 kg/cm? (gemessen nach ASTTvI D — 790 — 71), vorzugsweise nicht weniger als 5000 kg/cm² (hei 23° C) und eine Oberflächenhärte von nicht weniger als 65 Shore-Grad (bei 23°C) auf der D-Skala eines Durometers nach ASTM D 22 40 — 68 haben.

Wenn auch der Schmelzpunkt von unter Verwendung von ω-Laurolactani hergestelltem Nylon meist im Bereich von 130° bis 180⁰C liegt, so hat es doch oft auch Eigenschaften, die es zur Verwendung als Werkstoff von Reliefdruckplatten ungeeignet machen, beispielsweise ist der Schmelztemperatur-Bereich größer oder es zeigt eine hohe Wssserauf nähme. Daher kann das erfindungsgemäß verwendete Nylon 12 nicht allem durch das Merkmal seines Gehalts an ω-Lauroiactam gekennzeichnet werden. Beispielsweise läßt sich eine Druckplatte, die Wasser aufnimmt, schlecht regenerieren. Eine Druckplatte, die unter 130⁰C schmilzt, erweicht durch die Reibungswärme beim Drucken, die Strichstärke wird dann laufend dicker und der Druck verschwommen und unklar. Derartige Platten sind für Schnelldruck unbrauchbar. Liegt der Schmelzpunkt aber über 180⁰C, so ist der Schwund beim Gießen der Platte zu groß. Die Hitze schädigt die Papier- oder Kunststofform. Auch dieser Werkstoff ist nicht brauchbar. Liegt der Biegemodul unter 2500 kg/cm², so ist die Verformung der Platte beim Drucken zu groß. Der Biegemodul sollte deshalb so groß wie möglich sein. Ist schließlich die Härte geringer als angegeben, so verdickt sich die Stnchstärke beim Drucken und die Druckerzeugnisse werden unklar.

Das Nylon 12 kann mit Farben, Pigmenten, Füllern, Verstärkern, Schmiermitteln, Auslösern, Plastifizierungsmitteln und/oder Körnungsmitteln versetzt werden.

In der Art der Verformung de? Werkstoffs bestehen keine Begrenzungen, beispielsweise wird Nylon 12 durch Hitze erweicht und dann in die Papier- oder Kunststofform gegossen oder gepreßt. Oder es werden Granulate oder Pulver aus Nylon 12 hergestellt, mit der Matrix geschichtet und die Platte unter Druck und Hitze fertiggestellt Da der Schmelzpunkt zwischen 130° und 180° C liegt, besteht für die Form keine Gefahr, die Platte wird einwandfrei, eingeschlossene Blasen entweichen leicht. Der Erweichungspunkt (Vicat- Punkt) liegt andererseits so hoch, daß durch die Reibungshitze beim Druck keine Strichverbreiterung zu befürchten ist. Der Vicat-Punkt ist die Temperatur (Vicat-Grad). bei der eine zylindrische Stahlnadel von 1 mm² Querschnitt unter 5 kp Belastung 0,1 mm tief in die Werkstoffoberfläche eindringt (DIN 57 302). Versuche haben gezeigt, daß die Striche eines Rasters von 53 Strichen pro cm, ia 70 Strichen pro cm, in einer Rotationsdruckmaschine, die mit 400 m/min läuft, über lange Zeit getrennt sichtbar bleiben.

Eine Druckplatte aus Nylon 12 hat eine hohe Verschleißfestigkeit, so daß sie nach 300 000 und mehr Druckvorgängen noch einwandfrei ist. Eine flache Druckplatte aus Nylon 12 mit einem Biegemodul von weniger als 20 000 kg/cm² kann um einen Rotationsdruckzylinder gebogen werden, ohne daß man Deformationen oder andere ungünstige Änderungen zu befürchten braucht. Da die Oberfläche hart ist, dringt die Druckfarbe nicht ein und die Platte ist leicht zu reinigen. Da der Werkstoff außerdem thermisch stabil ist, kann der Werkstoff einer Druckplatte ohne Qualitätseinbuße mehrfach verwendet werden.

Nylon 12 kristallisiert im Verhältnis zu anderen thermöoiastischen Kunststoffen gut, wie dies ein allgemeines Kennzeichen aller Nylon-Kunststoffe ist Es kann daher bald nach Abkühlung vollständig gehärtet werden. Der Kreislauf: Einschmelzen der gebrauchten PIbUe, Neugießen einer Platte, Gebrauch derselben,

S nimmt weniger Zeit in Anspruch als bei anderen, nicht kristallisierenden Kunststoffen. Dieser Vorteil kann gesteigert werden, wenn man dem Rohstoff kristallkernbildendes Material zufügt

Nylon 12 absorbiert im Vergleich zu anderen Nylons

ίο besonders wenig Wasser. Die Platte verformt sich daher nicht wie Platten aus anderem Nylon, durch Wasseraufnahme. Der Gießvorgang wird durch Luftfeuchtigkeit nicht beeinflußt und eine Vakuumtrocknung bei der Regeneration entfällt

Ausführungsbeispiele

1. ω-Laurolactam-homopolymer mit einem Schmelzpunkt von 177°C (gemessen mit Polarisationsmikroskop) wurde bei 210⁰C geschmolzen und in eine Papiermatrix aus Zeitungspapier (mit Halbton-Photographic von 30 Linien pro cm) gegossen und eine Nylon-Doppelplatte hergestellt Die bei 23° C gemessene Härte betrug 77 Grade (gemessen mit einem Shore-Härteprüfer »Durometer« Typ D). Die Doppelplatte wurde einem Rotationsdruckzylinder aufgelegt und 300 000 Drucke auf Zeitungspapier ausgeführt. Auch auf den letzten Drucken konnte die Halbtonphotographie noch in Striche aufgelöst werden. Die Drucke waren klar und qualitativ nicht schlechter als Drucke mit üblichen Doppelbleiplatten. Die Platte wurde abgenommen, mit Trichlorethylen gewaschen und an der Luft getrocknet Die trockene Platte wurde eingeschmolzen, eine neue Platte gegossen und der Druckvorgang wiederholt Dieser Vorgang wurde lOmal wiederholt.

ohne daß Änderungen bemerkbar wurden.

2. Pelletiertes Nylon 12 (Copolymer aus 80% ω-Lau.-olactam und 20% ε-Caprolactam, Schmelzpunkt etwa 155°C, Biegemodul 7000 kg/cm²) wurde benutzt, um eine flache Nylon-Doppeldruckplatte in einer Phenolharz-Matrix mit einer Halbtonphotographie (54 Linien/cm) herzustellen. Unter Verwendung einer Formpresse wurde die Platte bei 170⁰C nach einer Vorheizzeit von 30 see unter einem Druck von 50 kg/cm², der 20 see lang aufrecht erhalten wurde, gepreßt und schnell abgekühlt. Die Härte betrug (23° C) 72 Shore-Grad auf der D-Skala.

Die Platte wurde in eine Schnellpresse zur Herstellung von Kunstdruckblättern eingespannt und mehr als 200 000 Drucke angefertigt. Auch nach lOmaliger

Regeneration konnten keine Änderungen bemerkt werden.

3. Nylon 12 wurde durch Copolymerisation von 55,5% ω-Laurolaciam und 443% ε-Caprolactam erzeugt. Das Nylon 12 hatte eine relative Viscosität von 1,9 (bei 2O⁰C) in einer 0,5%igen m-Kresollösung. einen Schmelzpunkt von 139' C und einen Biegemodul von 5500 kg/cm².

Das Nylon 12 wurde bei 170⁰C geschmolzen und eine Doppelplatte mit einer Härte von 70 Shore-Grad (bei 23° C) auf einer Gießmaschine für gekrümmte Platten hergestellt.

Die Platte hatte dasselbe Auflösungsvermögen und dieselbe Verschleißfestigkeit, wie die Platte im Ausführungsbeispiel 1. Auch die Eigenschaften nach wiederholtem Gebrauch waren die gleichen.

4. Homopolymeres ω-Laurolactam, wie im Ausführungsbeispiel 1 wurde mit einem Äthylen-Vinylacetat-Copolymer (Vinylacetatgehalt 30%, Schmelzindex 150), im Verhältnis 78 :22 gemischt und daraus durch einen

Extruder (D=AO mm, 1/D=26) eine Platte von 1,2 rom Dicke geformt

Die Härte wurde zu 67 Shore-Gra« auf der D-Skala gemessen und der Biegemodul zu 5100 kg/cm² (beide Werte bei 23° Q. Die Platte wurde auf eine Phenolharz-Matrix mit einer Halbtonphotogräphie (53 Striche/cm) gelegt Unter Verwendung einer Gußpresse wurde die Druckplatte bei 190⁰C (30 see Vorheizzeit) unter einem 20 see aufrechterhaltenen Druck von 50 kg/cm² hergestellt Dieselben Dauerversuche wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen wurden durchgeführt Die Qualität war gleichbleibend gut Auch eine Regeneration der Polymere wurde 5mal ohne mericbare Verschlechterung durchgeführt

Claims

Patentansprüche:

1. Reüefdnickplattt aus Nylon, dadurch gekennzeichnet, daß das Nylon unter Verwendung von ω-Laurolactam als wesentlichem Bestandteil hergestellt ist, einen Schmelzpunkt zwischen 130 und 180*C, einen Biegemodul (br* 23"C) von nicht weniger als 2500 kg/cm² und eine Kugeldruckhärte (bei 23°C) von nicht weniger als 65 Shore-Grad auf der D-Skala eines Durometers hat

2. ReUefdruckplaUe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Nylon ein Homopolymer von ω-Laurolactam ist

3. ReUefdruckplaUe nach Anspruch 1, dadurch is gekennzeichnet, daß das Nylon ein Copolymer oder Copolykondensat von ω-Laurolactam mit anderen Lactamen ist von denen mindestens eines nicht mehr als 11 Kohlenstoffatome hat, und/oder Nylon-Salzen in Form von Amiden von aliphatisehen Diaminen mit einer Kohlenstoffatomzahl von nicht mehr als 8 und einer aliphatischen Dicarbonsäure mit einer Kohlenstoffatomzahl von nicht mehr als 12 ist

4. Reliefdruckplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Nylon Äthylenvinylacetatcopolymer oder -ionomer gemischt ist.

5. Reliefdruckplatte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Nylon wenigstens 20% ω-Laurolactam enthält.

6. Reliefdruckplatte nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet daß sie außer Nylon noch Farben, Pigmente, Füller. Verstärker, Schmiermittel, Auslöser, Plastizierungs- und Stabilisierungsmittel und/ oder Körnungsmittel enthält.