DE2550775A1

DE2550775A1 - Verfahren zum herstellen eines tiefdruckkoerpers

Info

Publication number: DE2550775A1
Application number: DE19752550775
Authority: DE
Inventors: Brian Leonard Dalton
Original assignee: Crosfield Electronics Ltd
Current assignee: Crosfield Electronics Ltd
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1975-11-12
Publication date: 1976-05-26
Also published as: JPS5172501A; GB1516636A

Description

CROSFIELD ELECTRONICS LIMITED, London (England)

Verfahren zum Herstellen eines Tiefdruckkörpers .

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Tiefdruckkörpers, bei dem in der Oberfläche eines Körpers aus einem ersten Metall Tiefdruck-Ausnehmungen oder -Rillen in der gewünschten Form und in einer gleichförmigen Tiefe ausgebildet werden, in den Ausnehmungen oder Rillen Kunststoff, der durch einen Laserstrahl leichter als das erste oder zweite Metall zersetzt oder verdampft wird, in dem Maße angeordnet wird, daß er die Ausnehmungen oder Rillen überfüllt und sich über die Oberflächen zwischen den Ausnehmungen oder Rillen erstreckt, und bei dem der Druckkörper einer Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, bei der sich eine bündige Oberfläche ergibt.

Für den Tiefdruck werden Ausnehmungen oder Zellen oder Rillen in eine Druckfläche aus Kupfer oder Stahl graviert, wobei die Tiefe oder Fläche der Ausnehmungen von der gewünschten Druckfarbendichte des Abdrucks abhängt. Die Ausnehmungen oder Zellen können durch Rillen ersetzt werden, wenn ein Strichrasterbild anstelle eines herkömmlichen Tiefdruckbildes gedruckt werden soll. Der Begriff "Tief druckkörper" soll daher auch einen Druckkörper mit Rillen anstelle von Ausnehmungen oder Zellen umfassen.

In der britischen Patentschrift 1 229 248 ist ein Verfahren zur Ausbildung einer Tiefdruckfläche beschrieben,

609322/0682

7 S R η 7 7

bei dem der Metallkörper zunächst mit Gravur- bezw. Tiefdruckausnehmungen in einer dem Bild des Abdrucks entsprechenden Verteilung und mit einer der erforderlichen Maximaldrucktiefe versehen wird und die Ausnehmungen dann mit einem Material gefüllt werden, das leichter als der Metallkörper durch einen Laserstrahl zersetzt oder verdampf wird. Das Füllmaterial kann beispielsweise ein Kunststoff sein. Um die Druckfläche zu gravieren, wenn die Ausnehmungsfüllung ausgehärtet ist, wird über die Oberfläche ein Laser-Lichtstrahl geführt, dessen Strahlungsenergie entsprechend dem einzugavi er enden Bild moduliert wird. Die Intensität und Führungsgeschwindigkeit des Lichtstrahls sind dabei so gewählt, daß das harte Metall, aus dem der Druckkörper besteht,unbeeinflußt bleibt, das Füllmaterial jedoch bis. zu einer Tiefe zersetzt oder verdampft wird, die von der Energie des Laserstrahls abhängt. Auf diese Weise ergibt sich ein Bild aus Ausnehmungen unterschiedlicher Tiefe auf dem Zylinder.

Bei diesem Verfahren ist es wichtig,daß das Plastik- bezw. Kunststoffmaterial vor dem Gravieren bündig mit der Oberfläche der Ausnehmungswände, d.h. der Oberfläche der Wände zwischen den Ausnehmungen, abschließt. Wenn dies nicht der Fallwäre, würde die Tiefe der anschließenden Gravierung nicht allein durch die Modulation des Laserstrahls bestimmt, vielmähr würden irgendwelche Vertiefungen in nicht eingravierten Ausnehmungen bewirken, daß die Druckfarbe beim Tiefdrucken in unerwünschter Weise aufgetragen wird.

Im allgemeinen ist es notwendig, die Ausnehmungen mit Kunststoff zu überfüllen und dann die Oberfläche zum Entfernen des Überfüllungskunststoffes zu honen. Da jedoch bei der Oberflächenbearbeitung sehr dünner Oberflächen schichten die Bearbeitungseigenschaften sehr eng mit der

609822/0682

7RRQ77R

Mikrooberflächenhärte zusammenhängen, bearbeitet das Honrad bevorzugt die Kunststoff-Füllungen , mit dem Ergebnis, daß diese bis zu einem Niveau bearbeitet werden, das unter dem des umgebenden Metalls liegt. Um die Oberflächenhärte des Kunststoffs der eines Kupferdruckkörpers anzugleichen, ist das Zusetzen bestimmter Füllstoffe zu dem Kunststoff vorgeschlagen worden, z.B. das Zusetzen von Aluminiumoxid in einem Verhältnis von 40 bis 60 Gewichtsprozent zu einem amingehärteten Gießharz.

In vielen Fällen ist es jedoch günstig, einen Stahldruck» körper zu verwenden, um den Druckkörper länger benutzen zu können, bevor die Druckqualität nachläßt. Es ist jedoch äußerst schwierig, eine Kunststoff-Härter-Kombination zu finden, die der Härte von Stahl entspricht.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeit ist bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgesehen, daß vor der Anordnung des Kunststoffs in den Ausnehmungen oder Rillen ein gleichförmig dicker Überzug aus einem zweiten Metall, das weicher als das erste Metall ist, auf dem die Ausnehmungen oder Rillen aufweisenden Körper aufgebracht wird, so daß die Oberflächen der Ausnehmungen oder Rillen und die Oberflächen zwischen den Ausnehmungen oder Rillen überzogen sind, und daß der danach auf dem Überzug aufgebrachte Kunststoff Härtungszusätze aufweist, die ihm im wesentlichen die. gleiche Mikrohärte wie die des zweiten Metalls geben.

Der Begriff "Druckkörper" soll einen Körper, z.B. einen Zylinder oder eine Platte, umfassen, der zum Drucken geeignet ist, nachdem er durch einen Laserstrahl graviert wurde. Ein "Druckkörper", der nach dem angegebenen Verfahren hergestellt wurde, das mit dem Oberflächenbearbeitungsvorgang zur Erzielung einer bündigen Oberfläche endet, kann dann dem modulierten Laserstrahl ausgesetzt werden, um ihn zum Abdrucken eines Bildes zu befähigen.

C0 9822/0682

Fi R O 7 7 R

Das den härteren Druckkörper gleichförmig überziehende Metall ist vorzugsweise Kupfer. Der Überzug kann elektrolytisch aufgebracht werden. Im Falle eines Stahlkern-Druckkörpers, der mit Kupfer überzogen ist, wirkt daher das Oberflächenbearbeitungswerkzeug zunächst auf das KunstT stoff-Füllmaterial ein, und wenn das Werkzeug den Kunststoff zwischen den Zellen durchbricht, bearbeitet es auch das Kupfer.Wegen der im Kunststoff enthaltenen Härtungszusätze, ist die Wirkung der Bearbeitung des Kupfers und des Kunststoffs im wesentlichen gleich. Ohne den Kupferüberzug würde das Oberflächenbearbeitungswerkzeug jedoch, nachdem es die Kunststoffschicht zwischen den Ausnehmungen durchbrochen hat, auf Stahl treffen und den Kunststoff in den Ausnehmungen bevorzugt entfernen, was an den Ausnehmungsstellen Vertiefungen zur Folge hätte.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen stark vergrößerten Schnitt durch einen Stahl-Druckkörper, in den Ausnehmungen bezw. Zellen eingeätzt wurden,

Fig. 2 den mit einem Kupfer-Überzug versehenen Stahl- Druck-. körper,

Fig. 3 den gleichen Druckkörper nach dem Überfüllen der Ausnehmungen mit einem plastischen Kunststoff und

Fig. 4 den Druckkörper nach der Oberflächenbearbeitung zur Ausbildung einer bündigen Oberfläche.

Die Ausnehmungen oder Zellen 1 in dem Stahl-Druckkörper 2 nach Fig. 1 können nach einem herkömmlichen Tiefdruck Ätzverfahren ausgebildet sein. Nach Figo 2 ist die gesamte Oberfläche des Druckkörpers mit einem Überzug aus Kupfer

6098 2 2/0682

η 7 7 5

versehen. Dies kann elektrolytisch erfolgen, und die Dicke des Kupfers liegt vorzugsweise zwischen 2 und 6/um. Danach werden die mit Kupfer überzogenen Zellen mit einem plastischen Kunststoff 4 gefüllt, der einen Härtungszusatz oder Härtungszusätze aufweist, wobei die Ausnehmungen soweit überfüllt werden, daß der Kunststoff die gesamte Oberfläche des Druckkörpers überzieht.

Danach wird diese Oberfläche solange gehont, bis der Kunststoff von den Kupferoberflächen der Wände 5 zwischen den Ausnehmungen weitgehend entfernt ist. Da die Härte des Kunststoffs durch den Zusatz der des Kupfers weitgehend angeglichen ist, erfolgt das Abtragen des Materials durch das Honen im wesentlichen gleichförmig, selbst wenn das Kupfer freiliegt.

Als Kunststoff wird ein Epoxyharz bevorzugt, und der Härtungszusatz sind vorzugsweise Teilchen mit kleinerem Durchmesser als l/U (Mikrometer)aus einem Material, das härter als der Kunststoff ist. Die Submikron-Teilchen werden vorzugsweise in einem Dampf-Mikronisierungsverfahren hergestellt und sollten einen sehr hohen Reinheitsgrad aufweisen, um die erforderliche Zusatzmenge zu verringern.

Es kann ein amingehärtetes Gießharz oder ein anhydridgehärtetes Harz verwendet werden. Diese Harze sollten vorzugsweise eine Vickers-Härte von etwa 30 aufweisen.Für diese Epoxyharze sind geeignete Härtungszusätze: Aluminiumoxid (Korund) mit einem Anteil von 40 bis 60 Gewichtsprozent, Titandioxid in einem Anteil von 10 bis 40 Gewichtsprozent und Kohlenschwarz oder Ruß in einem Anteil von 2 bis 25 Gewichtsprozent. Bei den Harzen kann es sich um feste oder flüssige Stoffe handeln. Um den gesamten Kupfer-Härtebereich abzudecken, können verschiedene Kombinationen dieser Zusätze erforderlich sein.

So waren die mit Kupfer überzogenen Ausnehmungen in einem Beispiel mit einem Gemisch aus Araldite CY 219 und Araldite HY als Epoxyharzbasis und 55 Gewichtsprozent eines dampfmikroni-

609822/0682

R Π 7 7

sierten Oi-Aluminiumoxids (Korund) gefüllt. ("Araldite" ist ein eingetragenes Warenzeichen).

Ein weiterer Vorteil der Verwendung des Härtungszusatzes besteht darin, daß er eine bessere Absorption des Laserstrahls bewirkt, der andernfalls von dem Kunststoff-Füllmaterial in einem Maße durchgelassen werden könnte, daß der Strahl vom Boden der Ausnehmung und sogar um den Boden der Ausnehmung herum so stark reflektiert würde, daß eine Aushöhlung der unteren Schichten des Füllmaterials erfolgen würde.

Nach dem Honen kann der Tiefdruckkörper, bei dem es sich um einen Zylinder handeln kann, benutzt werden. Wenn ein modulierter Laserstrahl über die Oberfläche eines derartigen Druckkörpers geführt wird, wird jede Ausnehmung bis zu einer Tiefe ausgehöhlt, die von der Intensität des Laserstrahls abhängt, während er über diese Ausnehmung geführt wird. Der Laserstrahl hat praktisch keinen Einfluß auf das Metall zwischen den Ausnehmungen oder Zellen.

6098 22/0682

Claims

- 7 C 52 P a_t entansgrUche

1. Verfahren zum Herstellen eines Tiefdruckkörpers, bei dem in der Oberfläche eines Körpers aus einem ersten Metall Tiefdruck-Ausnehmungen oder -Rillen in der gewünschten Form und in einer gleichförmigen Tiefe ausgebildet werden, in den Ausnehmungen oder Rillen Kunststoff, der durch einen Laserstrahl leichter als das erste oder zweite Metall zersetzt oder verdampft wird, in dem Maße angeordnet wird, daß er die Ausnehmungen oder Rillen überfüllt und sich über die Oberflächen zwischen den Ausnehmungen oder Rillen erstreckt, und bei dem der Druckkörper einer Oberflächenbearbeitung unterzogen wird, bei der sich eine bündige Oberfläche ergibt, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Anordnung des Kunststoffs in den Ausnehmungen oder Rillen ein gleichförmig dicker Überzug aus einem zweiten Metall, das weicher als das erste Metall ist, auf dem die Ausnehmungen oder Rillen aufweisenden Körper aufgebracht wird, so daß die Oberflächen der Ausnehmungen oder Rillen und die Oberflächen zwischen den Ausnehmungen oder Rillen überzogen sind, und daß der danach auf dem Überzug aufgebrachte Kunststoff Härtungszusätze aufweist, die ihm im wesentlichen die gleiche Mikrohärte wie die des zweiten Metalls geben.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkörper, in dem die Ausnehmungen oder Rillen ausgebildet sind, aus Stahl hergestellt und das Metall, das den Stahldruckkörper gleichförmig überzieht,Kupfer ist,

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kupfer elektrolytisch auf der Stahloberfläche aufgebracht wird.

609822/0682

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3$ dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche gehont wird, um sie bündig zu machen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gleichförmige Überzug aus dem zweiten Metall eine zwischen 2 und 6/um liegende Dicke aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungszusatz aus Füllteilchen in einer Größe von weniger als 1/u besteht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungszusatz Aluminiumoxid aufweist.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungszusatz Titandioxid aufweist.

!

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ; der Härtungszusatz Kohlenschwarz oder Ruß ist.

LO. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Härtungszusatz ein Gemisch aus mindestens zwei der Stoffe Aluminiumoxid, Titandioxid, Kohlenschwarz oder Ruß ist.

1. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Epoxyharz ist.

60 9822/0682