DE2523758A1

DE2523758A1 - Verfahren zur herstellung eines druckoriginals bzw. einer druckmatrize

Info

Publication number: DE2523758A1
Application number: DE19752523758
Authority: DE
Inventors: Richard L Schank
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1974-06-27
Filing date: 1975-05-28
Publication date: 1976-01-15
Also published as: FR2276176B1; FR2276176A1; JPS5116105A; GB1471083A; NL7507729A

Description

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Xerox Corporation, Rochester, N.Y. / USA

Verfahren zur Herstellung eines Druckoriginals bzw. einer

Druckmatrize

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Druckplatten zur Verwendung für die Lithographie und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Druckplatten für die Lithographie, bei denen keine Brunnen- bzw. Quellenlösungen oder Dämpfungslösungen in den nicht-bebilderten Stellen erforderlich sind, um die Anhaftung der Druckfarbe daran zu verhindern.

Die Lithographie baut sich allgemein auf dem Prinzip auf, daß beim Aufbringen einer öligen Druckfarbe auf die Ober-

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fläche einer Druckplatte mit einer nicht-Mldtragenden Gegend, die mit einer Brunnen- bzw. Quellenlösung gedämpft worden ist, die nicht-bebilderten Stellen die ölige Druckfarbe abstoßen, während die ölige Druckfarbe an den Bildgegenden haftet, die oleophil und hydrophob sind.

Es ist neuerdings gefunden worden, daß - wenn die nichtbebilderten Stellen des Druckoriginals bzw. der Druckmatrize aus einem Silikonelastomeren gebildet werden, welches eine klebende Druckfarbe freigibt - die Tinte nicht an dem Elastomeren haftet, so daß eine Quellen- bzw. Brunnenlösung oder eine Dämpfungslösung nicht mehr erforderlich ist. Eine Schwierigkeit dieser neuen Silikonoriginale bzw. -matrizen besteht jedoch darin, daß es schwierig ist, das Original bzw. die Matrize zu bebildern, wenn nicht das Silikon in den bebilderten Stellen entfernt wird, so daß ein Drucken von einem unterliegenden Substrat gestattet wird. Da das Silikon nicht-haftend ist, können teilchenförmige Abbildungsmaterialien, z.B. der Toner, nicht leicht an dem Silikon haften. Wenn fernerhin ein teilchenförmiges Abbildungsmaterial auf einem ungehärteten Silikongummi abgeschieden wird und der Gummi gebärtst wird, um das Abbildungsmaterial daran zu fixieren, dann ist es schwierig, die richtige Tiefe des Bildes zu kontrollieren, und die nicht-bebilderten Originale bzw. Matrizen sind über längere Zeiträume nicht lagerfähig, v/eil der klebrige Gummi dazu neigt, Staub, Schmutz und dergleichen aufzunehmen. Da das Abbilden durch Abscheidung eines teilchenförmigen Abbildungsmaterials, gebildet durch elektrophotographische Maßnahmen,ζ.B. die Xerographie, ein einfaches und billiges Vorgehen ist, wäre es wünschenswert, wenn nichtklebrige, nicht-haftende Originale bzw. Matrizen mit

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einem teilchenförmigen Abbildlingsmaterial bebildert werden könnte und wenn das Abbildungsmaterial fest daran haften würde.

Es wurde nun gefunden, daß die obengenannten Kachteile überwunden werden können und daß ein nicht-klebriges, nicht-haftendes Silikon mit einem teilchenförmigen Abbildungsmaterial bebildert werden kann und daß das Abbildungsmaterial fest daran gebunden werden kann. Insbesondere wurde gefunden, daß - wenn ein Silikongummi, der zwei Katalysatoren enthält, welche unabhängig voneinander aktiviert werden können, auf ein geeignetes Originalbzw. Matrizensubstrat aufgeschichtet wird und einer der Katalysatoren selektiv aktiviert wird, um den Silikongummi teilweise zu einem nicht-klebrigen Oberflächenzustand zu härten - das Original bzw. die Matrize sodann bebildert werden kann, z.B. durch Abscheidung eines teilchenförmigen Abbildungsmaterials, und daß der zweite Katalysator aktiviert werden kann, um sowohl den Silikongummi zu einem druckfarbenfreigebenden Zustand zu härten als auch das teilchenförmige Material zu der Silikonoberfläche zu schmelzen. Das Original bzw. die Matrize ist sodann zum Drucken fertig. Alternativ kann das teilchenförmige Material entfernt werden, z.B. durch Waschen des Originals bzw. der Matrize mit einem Lösungsmittel, in dem das Abbildungsmaterial löslich ist, um ein Drucken aus den Bildvertiefungen zu gestatten.

Typische Silikone für die Verwendung gemäß der Erfindung werden z.B. in der US-PS 3 449 289 beschrieben. Typische Silikone sind lineare Elastomere mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von zwischen 400000 und 800000. Das bevorzugte Silikon ist Polydimethylsiloxan, das daranhängende reaktive Aminogruppen besitzt.

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Die herkömmlichen lithographischen Originale bzw. Matrizen, Druckfarben und Druckeinrichtungen können für die Erfindung verwendet werden. Typische Originale bzw. Matrizen sind Substrate, z.B. aus Papier, Aluminium, Polycarbonaten oder Nylon, auf die ein Silikongummi aufgeschichtet ist, der zu einem druckfarbenfreigebenden Zustand härtbar ist.

Typische Silikongummis, die vom thermisch härtbaren Typ sind und die für die Erfindung als bei erhöhter Temperatur härtbare Gummi geeignet sind, sind der Union-Carbide-Gummi ¥-982, der daranhängende Methylvinylsiloxanstellen enthält und der durch herkömmliche Peroxidkatalysatoren gehärtet wird, und die Union-Carbide-Silikongummis Y-3557 und Y-8053, die in dem Polymergerüst Aminoalkan-Vernetzungsstellen haben und welche durch herkömmliche Diisocyanatv.ernetzungsmittel gehärtet werden. Alle Gummis mit anhängenden primären oder sekundären Gruppen oder Hydroxylgruppen können verwendet werden. Ein Diisocyanatkatalysator, der normalerweise bei Umgebungstemperatur aktiv ist., kann verkappt oder blockier+: v; erden, um ihn bei Raumtemperatur inaktiv zu machen, wobei er jedoch bei höherer Temperatur reagiert, wenn die Verkappungsgruppe entfernt wird. So kann z.B. ein typischer Diisocyanatkatalysator, z.B. Toluol-2,4-diisocyanat, der normalerweise bei Temperaturen von etwa 25°C aktiviert wird, mit einem Oxim, z.B. Acetonoxim, blockiert werden, um ihn bis zu etwa 110 C im wesentlichen inaktiv zu machen.

Peroxidkatalysatoren sind im Handel erhältlich, welche bei verschiedenen Temperaturen reagieren. BenzoyIperoxid ist ein Beispiel für einen Katalysator, der bei niedri-

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ger Temperatur reaktiv ist. Di-t-butylperoxid ist ein Beispiel für einen Hochtemperaturkatalysator.

Zusätzlich zum Erhalt einer selektiven Aktivierung durch Anwendung von zwei unterschiedlichen Katalysatoren, die bei unterschiedlichen Temperaturen aktiviert werden, kann man einen Katalysator, z.B. eine reaktive Azidverbindung, die durch Licht aktiviert wird, und einen weiteren Katalysator, der durch Wärme aktiviert wird, verwenden. Die Menge des verwendeten Katalysators hängt von dem verwendeten Silikongummi, dem Typ des Katalysators und dem erforderlichen Vernetzungsgrad ab. Im allgemeinen sollte jedoch der Katalysator, der vor der Abbildung aktiviert wird, um das Silikon nicht-klebrig zu machen, in einer Menge vorhanden sein, daß bis zu etwa 0,2 Gew.-% der wiederkehrenden Einheiten in der Polymerkette vernetzt werden. Der Katalysator, der verwendet wird, um das Silikon nach dem Abbilden vollständig zu härten, sollte in einer Menge vorhanden sein, die erforderlich ist, um die restlichen Gruppen zu härten. Gewünschtenfalls kann ein geringfügiger Überschuß des sekundär aktivierten Katalysators verwendet werden, um ein rasches Härten zu erhalten.

Das Silikongummi/Katalysator-Gemisch kann auf das Substrat durch herkömmliche Maßnahmen, z.B. durch ein Tauchbeschichten oder ein Zugstangenbeschichten etc., nach der Auflösung in organischen Lösungsmitteln aufgebracht werden. Letztere können typischerweise Lösungsmittel, wie Benzol, Hexan, Heptan, Tetrahydrofuran, Toluol, Xylol sowie andere übliche aliphatische und aromatische Lösungsmittel, sein.

Die Dicke des Überzugs hängt vom Typ des Silikons, des angewendeten Katalysators und anderen Variablen, z.B. dem

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Original·- bzw. Matrizensubstrat und der Dauerhaftigkeit des gewünschten Originals, ab. Im allgemeinen sollte jedoch die Dicke des Silikonüberzugs zwischen etwa 1 und 100 ii betragen, wobei der bevorzugte Bereich zwischen etwa 5 und etwa 20 η liegt.

Ein teilchenförmiges Bildmuster kann durch herkömmliche Techniken, z.B. durch Elektrophotographie, elektrostatisches Drucken, Photoelektrophorese und elektrographisches Abbilden, abgeschieden werden. Das teilchenförmige Bild wird vorzugsweise auf einer gesonderten photoleitenden Oberfläche entwickelt und elektrostatisch auf ein Zwischenteil vor der Übertragung auf den Silikonguirmii überführt. Die Maßnahmen der Entwicklung des Bildes sind durch die jeweilige Abbildungstechnik bestimmt. Insoweit, als die herkömmliche Xerographie angewendet wird, kann das Bild durch eine Kaskaden-, Magnetbürsten- oder Pulverwolkenentwicklungsmethode entwickelt werden.

Das teilchenförmige Material, das zur Bildung des Bildes verwendet wird, kann aus einer Vielzahl von feinverteilten teilchenförmigen Materialien, wie Sand und Salz, bestehen, v/ird aber vorzugsweise aus einem Material gebildet, das als Toner bezeichnet wird. Typische Toner bestehen aus einem thermoplastischen Polymeren, einem Träger, wie Glas- oder Stahlperlen, und einem Pigment, wie Ruß. Typische thermoplastische Polymere sind die Polymere von Styrol. Typische Styrolpolymere sind z.B. Polystyrol, Styrol/n-Butylmethacrylat-Copolymere und Styrol/Butadien-Copolymere. Andere thermoplastische Polymere, die verwendet werden können, sind z.B. Polyäthylen und Polypropylen.

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Nach dem Abbilden wird ein sekundärer Katalysator aktiviert, um das Silikon vollständig zu härten und das teilchenförmige Material daran zu binden. Gewünschtenfalls kann ein Lösungsmittel verwendet werden, um das teilchenförmige Material zu entfernen, so daß das Drucken von den unterliegenden Silikonbildvertiefungen gestattet wird. Ein typisches Lösungsmittel für herkömmliche Toner ist Aceton.

Typische Druckfarben, die beim erfindungsgemäßen Druckverfahren verwendet werden können, schließen Tinten des oleophilen Typs ein, welche eine Trägerkomponente für die Druckfarbenpigmente haben, welche sich von verschiedenen oleophilen Materialien, z.B. aromatischen und aliphatischen Kohlenwasserstoffen, trocknenden Ölfirnissen, Lacken und Harzen des Lösungsmitteltyps, herleiten. Andere geeignete Druckfarben sind z.B. Druckfarben auf Glykol-- und Kautschukbasi s.

Das "bebilderte" Druckoriginal bzw. -matrize kann sodann bei einem pianographischen Druckvorgang mit Einschluß einer direkten oder Offsetlithographie verwendet werden, wobei das Dämpfungssystem entfernt wird. Es werden über ausgedehnte Betriebszeiträume Drucke mit guter Qualität erhalten.

Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert. Darin sind sämtliche Angaben bezüglich der Teile und Prozentmengen auf das Gewicht bezogen.

Beispiel 1

Ein Polydimethylsiloxangummi (Union Carbide Y-3557), der

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sowohl ein bei niedriger Temperatur (etwa 110°C) aktives Härtungsmittel, gebildet aus einem Acetonoxim-blockierten Toluol-2,4-diisocyanat, und ein Hochtemperaturhärtungsmittel (etwa bei 16O°C), nämlich das Bisphenoladdukt von Methylenbis(4-phenylisocyanat), das als Hylene MP bekannt ist, in einem 80/20 Vol.-^-Gemisch von Benzol und Tetrahydrofuran enthielt, wurde auf ein gekörntes Aluminiumoriginal· bzw. -matrizensubstrat mit der Zugstange aufgeschichtet. Der Überzug hatte nach dem Trocknen eine Dicke von etwa 8 u . Die Konzentration des Niedertemperaturhärtungsmittels war so, daß es sich mit etwa 40% der verfügbaren reaktiven Stellen des Polymeren (NH₂(CH₂)^CH₃SiO) umsetzen konnten, oder sie betrug 0,2 Gew.-% des Silikongummifeststoffgehalts. Der Hochtemperaturkatalysator war in einer Menge vorhanden, daß er sich mit den restlichen reaktiven anhängenden Gruppen umsetzte, oder sein Anteil ■betrug etwa 0,3 Gew.-% des Feststoffgehalts des Silikongummis. Nach dem Beschichten wurde die Platte bei Umgebungstemperatur trocknen gelassen und 10 min in einem Luftofen von 125°C gebracht, um den Silikonüberzug teilweise zu härten. Die Platte wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, wonach die Oberfläche des Silikonfilms im wesentlichen gegenüber dem Griff trocken war und einen elastomeren Charakter hatte. Unter Verwendung einer Prozeßeinrichtung Xerox-Modell D wurde auf eine Selenplatte ein elektrostatisches latentes Testbild gebildet und mit einem Xerox-2400-Teilchentoner entwickelt, der ein Styrol/ n-Butylmethacrylat-Copolymeres und Rußpigment auf einem Träger enthielt. Ein entwickeltes Bild wurde sodann elektrostatisch zunächst zu einem Zwischenpapierblatt und sodann zu dem nicht-bebilderten Druckoriginal überführt. Das Original wurde sodann in einem Luftofen 10 min auf 175⁰C erhitzt, um die Silikonoberflächenschicht vollstän-

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dig zu härten und das teilchenförmige Abbildungsmaterial an dieses zu binden« Das Original wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und es wurden mehrere Versuche gemacht, um das teilchenförmige Abbildungsmaterial mit einem Scotch-Band zu entfernen. Es konnte nicht entfernt werden. Das Original wurde sodann auf eine Davidson-Dual-a-matic-Druckpresse gebracht. Beim Betrieb mit einer herkömmlichen Druckfarbe und keiner Dämpfungslösung bzw- Befeuchtungslösung wurden ausgezeichnete Drucke mit hohem Bildkontrast und niedriger Hintergrundverunreinigung erhalten.

Beispiel 2

Die allgemeine Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß nach dem Endhärten der bebilderten Silikonplatte das Tonerbild durch Waschen mit Aceton entfernt wurde, wodurch ein poröses Schwammbild aufgedeckt wurde, das dem Tonerbild entsprach. Dieses Bild war druckfarbenannehmend, obgleich es aus einem Silikon gebildet war, das gegenüber der Druckfarbe nicht adhädiv war. Bei Verwendung auf einer herkömmlichen Druckpresse mit einer herkömmlichen Druckfarbe und keiner Brunnen- bzw. Quellenlösung wurden ausgezeichnete Drucke mit hohem Bildkontrast und niedriger Hintergrundverunreinigung erhalten.

Beispiel 3

Die allgemeine Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, jedoch mit der Ausnahme, daß ein reaktives Silylazidmethylphenyldiazidosilan anstelle des Niedertemperaturhärtungsmittels in einer Konzentration zugesetzt wurde,

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daß es sich mit etwa h0% der verfügbaren reaktiven Stellen des Polymeren umsetzte, um den teilweise gehärteten Polymerzustand zu erzeugen. Das resultierende Original ergab ausgezeichnete, mit der Hand mit Druckfarbe versehene Kopien.

Beispiel 4

Die allgemeine Arbeitsweise des Beispiels 3 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß nach dem Endhärten der bebilderten Silikonplatte das Tonerbild gemäß Beispiel 2 entfernt wurde. Das resultierende Original ergab ausgezeichnete, von Hand mit Druckfarbe versehene Kopien.

Beispiel 5

Die allgemeine Arbeitsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß ein Silikonpolymeres, welches 0,2 Gew.-% daranhängende Methylvinylsiloxystellen enthielt (¥-982 von Union Carbide Corporation, New York, New York), verwendet wurde. Zwei Peroxidhärtungsmittel wurden in die Lösung mit diesem Gummi eingemischt und das Gemisch wurde auf ein gekörntes Aluminiumsubstrat mit der Zugstange aufgeschichtet. Die molare Konzentration des bei niedriger Temperatur zersetzbaren Peroxids, Benzoylperoxid, war so, daß es nur eine sehr leicht vernetzte Polymerstruktur, nämlich 1000 bis 1500 Monomereinheiten zwischen den Vernetzungen, ergeben würde. Ein zweites, bei hoher Temperatur zersetzbares Peroxid, nämlich ein solches, das bei vinylhaltigen Gummis verwendet wird, d.h. Di-t-butylperoxid, wurde mit einer Konzentration zugesetzt, daß es sich vollständig mit den verfügbaren anhängenden Vinylstellen, die im Polymergerüst verfügbar

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waren, umsetzte. Nach dem Beschichten der Platte wurde diese bei "Umgebungstemperatur trocknen gelassen und sodann mehrere min auf 100⁰C erhitzt. Die Platte wurde sodann auf Raumtemperatur abkühlen gelassen, wonach sich zeigte, daß die Oberfläche des Silikonfilms im wesentlichen nichtklebrig und im Charakter geringfügig elastomer war. Unter Anwendung einer Prozeßeinrichtung Xerox-Modell D wurde auf einer Selenplatte ein elektrostatisches latentes Testbild gebildet und es wurde mit einem Xerox-2400-Toner entwickelt. Das entwickelte Bild wurde sodann elektrostatisch zuerst auf ein Zwischenpapierblatt und sodann zu dem obengenannten nicht-bebilderten Druckoriginal überführt. Das Original wurde sodann mehrere min in einem Luftofen von 175°C erhitzt, um die Silikonoberfläche vollständig zu härten. Aus dem mit Druckfarbe versehenen Original wurden ausgezeichnete Kopien erhalten.

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Claims

Pate η t a η s ρ r ü c h e

1.) Verfahren zur Herstellung von Druckoriginalen bzw. Druckmatrizen, dadurch gekennzeichnet , daß man ein geeignetes Original- bzw. Matrizensubstrat mit einem Silikongummi beschichtet, der zu einem druckfarbenfreigebenden Zustand härtbar ist, wobei der Gummi zwei Katalysatoren enthält, die unabhängig voneinander aktiviert werden können, und daß man selektiv einen dieser Katalysatoren aktiviert, um den Silikongummi teilweise zu einem nicht-klebrigen Oberflächenzustand zu härten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das teilweise gehärtete Original bzw. Matrize bebildert und den zweiten Katalysator aktiviert, um das Silikon zu einem druckfarbenfreigebenden Zustand zu härten.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator durch Licht und. den anderen durch Wärme aktiviert.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Katalysator durch Erhitzen auf niedrige Temperatur und den anderen Katalysator durch Erhitzen auf hohe Temperatur aktiviert.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Original bzw. die Matrize in der Weise bebildert, daß man ein teilchenförmiges Material in Bildkonfiguration darauf abscheidet, welches ein thermoplastisches Polymeres enthält.

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6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß man das Original "bzw. die Matrize nach dem Bebildern erhitzt, um den zweiten Katalysator zu aktivieren, um sowohl den Silikongummi zu einem druckfarbenfreigebenden Zustand zu härten als auch das teilchenförmige Material zu schmelzen, so daß in der Oberfläche des Silikons Bildvertiefungen gebildet werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6,- dadurch gekennzeichnet, daß man das teilchenförmige Material nach dem Härten des Silikongummis entfernt, um ein Drucken von den druckfarbenannehmenden Vertiefungen des Silikons zu gestatten.

8. Nicht-bebildertes Druckoriginal bzw. -matrize, dadurch gekennzeichnet, daß es einen Silikongummi enthält, welcher zu einem druckfarbenfreigebenden Zustand härtbar ist, wobei der Gummi zwei Katalysatoren enthält, von denen der eine in einer genügenden Menge vorhanden ist, daß der Silikongummi zu einem nicht-klebrigen Oberflächenzustand härtbar ist, und der andere in einer genügenden Menge vorhanden ist, daß der Silikongummi vollständig gehärtet wird, und wobei der erste Katalysator selektiv aktiviert wird, um den Gummi zu einem nicht-klebrigen Oberflächenzustand zu härten.

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