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Verfahren zum Herstellen von Druckformen
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Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von
Druckformen durch elektrostatisches Aufladen einer photoleitfähigen Schicht, die
organischen Photoleiter, Bindemittel und Sensibilisierungsfarbstoff enthält, durch
bildmäßiges Belichten, Betonern des latenten elektrostatischen Bildes, Fixieren
und Entschichten sowie gegebenenfalls Ätzen an den bildfreien Stellen.
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Es sind verschiedene Verfahren zur Herstellung von Druckformen und
dazu geeignete Druckplatten bekannt. So werden Druckplatten wie sie im Offset-Verfahren
verwendet werden, normalerweise durch bildmäßiges Belichten einer lichtempfindlichen
Schicht hergestellt, die auf einem geeigneten Trägermaterial aufgebracht ist. Typische
Vertreter sind positiv arbeitende Diazodruckplatten (DT-PS 854 390), bei denen die
vom aktinischen Licht getroffenen Stellen nach Zersetzung der Diazoniumsalze gegebenenfalls
im folgenden Verfahrensschritt entfernt werden. Bekannt sind auch negativ arbeitende
Verfahren, wo Härtung oder Photopolymerisation an solcnen Stellen der lichtempfindlichen
Schicht erfolgt, die von Licht getroffen werden unter Entfernung der Nichtbildstellen
(DT-PS 960 335).
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Man hat auch schon Offset-Druckplatten für elektrophotographische
Verfahren vorgeschlagen, welche eine photoleitfähige Schicht auf einem entsprechenden
Trägermaterial enthalten. Die Bearbeitung erfolgt über elektrostatisches Aufladen,
bildmäßiges Belichten, Entwickeln des latenten elektrostatischen Bildes mit llilfe
eines Toner enthaltenden Entwicklers, Fixieren des Tonerbildes durch Trocknen oder
Erhitzen,
Hydrophilieren oder Entschichten. Das erhaltene Bild kann dann als Druck form für
Offset-Verfahren eingesetzt werden.
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Andere Verfahren zur Herstellung von Druckplatten beinhalten die Herstellung
einer photographischen Vorlage auf Silberfilm, welche notwendig ist, um die Offset-Druckplatte
zu belichten oder sie beinhalten die Herstellung von reliefartigen Platten, bei
welchen hochenergetische Strahlung eingesetzt wird, um die Platte bildmäßig entsprechend
umzuwandeln.
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Wegen der stetig wachsenden Verwendung elektronischer Methoden zur
Aufnahme von Informationen bzw. deren Abfragemögl ichkeiten durch Computer, K -
hoden strahlen, Faksimileeinrichtungen und dergleichen, gab es auch Abwandlungen
in den Druckforlenherstellungsverfahren. So ist der Gebrauch eines modulierten hochenergetiscnen
30 Watt Kohlendioxid-Lasers zur bildmäßigen Belichtung von Druckplatten bekannt
(US-PS 3,549,733), bei welchem Verfahren das polymere Material auf der Platte zersetzt
wird und zur herstellung einer Reliefplatte führt. Es ist weiter ein Gerät bekannt,
das zur Herstellung von Reliefdruckplatten einen hochenergetischen 100 Watt Kohlendioxid-Laser
verwendet (US-PS 3,506,779). Ferner ist aus US-PS 3,664,737 die herstellung von
Druckplatten durch direkte Laserbelichtung von Diazo-Druckplatten und anschließende
übliche Entwicklung bekannt.
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Es sind auch Systeme bekannt, basierend jut relativ hoch energetischen
Strahlen, um Ätzen oder Deformation der Aufnahmeflächen zu vervollständigen. Neben
der Anwendung hochenergetischer Laser gibt es aber auch Forderungen nach entsprechender
Kühlung. Dadurch werden die neuen Methoden aufwendig und teuer Hochenergetische
Lasercluellen sind notwendig, um die Bclichtung von lichtempfindlichen Materialien
auf Basis von Diazoniumsalzen zu gewährleisten. Diese Materialien benötigen im allgemeinen
Energien iii der Größenordiiung von wenigstens 20 mJoule/cm² auf der Plattenoberfläche,
damit die photochemische Umsetzung überhaupt erfolge kann (US-PS 3,664,737) . Benutzt
man jedoch andere lichtempfindliche Materialien wie Silberfilm oder Zinkoxidpapier,
so ist zwar eine erheblich geringere Energie zur Belichtung notwendig, aber man
kann in diesem Falle nur ein Zwischenoriginal herstellen, und die Vorteile der direkten
Bebilderung einer brauchbaren Druckplatte, die man sofort entwickeln und entschichten
kann, wären verloren.
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Es ist auch ein Belichtungssystem bekannt geworden, bei cfem die Verwendung
von Laserstrahlen zur Belichtung von elektrophotographischen Materialien erfolgt
(US-PS 3,909,25Z1).
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Dabei wird die bildmäßige Belichtung der photoleitfähigen Oberfläche
vor der elektrostatischen Aufladung vorgenommcn, zu dem Zweck, die vom Licht getroffenen
Stellen leitfähig zu erhalten. Nach erfolgter Aufladung, so wird offenbart, soll
bildmäßige Differenzierung gegeben sein, welche durch Betonern und bekannte Weiterverarbeitung
zu einem sichtbaren fixierten Bild führt..
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Hierzu ist jedoch einer sehr große auf der Plattenoberfläche wirksame
Energie notwendig, die ausgeht von einen Lasch einer Intensität von 500 Watt/cm²,
um bleibende Leitfähig keit zu erzeugen.
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Es war deshalb Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein wirksames Verfahren
zur Herstellung von Druckformen zu schaffen, bei welchem mit Laser-Belichtung gearbeitet
wer den kann, ohne daß die geschilderten Nachteile eintreten.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs genannten Art
gelöst, bei weichen Druckformen auf elektrophotographischem Wege hergestellt werden
durch Aufladen einer photoleitfähigen Schicht, bildmäßiges Belichten, Betonern des
latenten elektrostatischen Bildes, Fixieren und Entschichten sowie gegebenenfalls
Ätzen an den bildfreien Stellen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man zum
bi ltimäßigen Belichten einen modulierten, im Bereich von 350 bis 750 nm emittierenden
@aser mit einer Lichtleistung von höchstens einem Watt verwendet, der für die photoleitfähige
Schicht eine Lichtenergie im Bereich zwischen 10 Millijoule und 1 Mikrojoule pro
Quadratzentimeter liefert. In bevorzugter Ausführungsform setzt man einen Laser
mit einer Licht leistung von 5 bis 20 Milliwatt ein, der eine Lichtenergie von weniger
als 500 Mikrojoule pro Quadratzentimeter ergibt.
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Ilierdurch wird errcicht, daß man ohne die Herstellung von Zwischenoriginalen
auf Silberfilm oder Zinkoxidpapier direkt das elektrophotographisches Material zur
Herstellung
von Druckformen sofort belichten kann und unter Verwendung
kostensparender Laser arbeiten kann. Laser von höchstens einem Watt Lichtleistung
sind wohlfeil, haben einen geringen Energieverbrauch, benötigen keine besondere
Wartung, bedürfen nicht der Kühlung und haben eine relativ lange Lebensdauer.
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Alle Laser, die in dem angegebenen Wellenlängenbereich emittieren,
sind für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet. Hierzu gehören llelium/Cadmium-Laser,
Argonionen-Laser, YAG-Laser und Helium/Neon-Laser. Vorzugsweise werden Helium/ Neon-Laser
und Argonionen-Laser verwendet.
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Als Schichtträger für das Aufzeichnungsmaterial zur elektrophotographischen
Herstellung von Druck formen können sämtliche für diesen Zweck bekannten Materialien
eingesetzt werden, wie z. B. Aluminium-, Zink-, Magnesium-, Kupferplatten oder Mehrmetallplatten,
aber auch Celluloseprodukte, wie z.'B. Spezialpapiere, Cellulosehydrat-, Celluloseacetat-oder
Cellulosebutyrat-Folien, letztere besonders in teilweise verseifter Form. In beschränktem
Umfange kommen auch Kunststoffe, wie z. B. Polyamide in Folienform oder metallbedampfte
Folien als Schichtträger in Frage.
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Besonders bewährt haben sich oberflächenveredelte Aluminiumfolien.
Die Oberflächenveredelung besteht in einer mechanischen oder elektrochemischen Aufrauhung
und gegebenenfalls in einer anschließenden Anodisierung und Behandlung mit Polyvinylphosphonsäurc
gemäß DT-OS 16 21 478. llierdurch wird eine höhere Druckauflage und eine geringere
Anfälligkeit gegen Oxidation erzielt.
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Die für die photoleitfähigen Schichten verwendeten Photoleiter sind
als im Prinzip bekannt anzusehen. Vorzugsweise sind hierzu geeignet solche wie sie
aus der DT-PS 11 20 875 hervorgehen, insbesondere substituierte Vinyloxazole. Weiterhin
geeignete Photoleiter sind z. B. Triphenylaminderivate, höher kondensierte aromatische
Verbindungen, wie Anthracen, benzokondensierte Heterocyclen, Pyrazolin- oder Imidazolderivate.
Hierher gehören auch Triazol- sowie Oxdiazolderivate, wie sie in der DT-PS 10 60
260 bzw. 10 58 836 offenbart sind; hier ist insbesondere 2,5-Bis-(4'-diäthylaminophenyl)-oxdiazol-1,3,4
geeignet. Weiterhin sind vinylaromatische Polymere wie Polyvinylanthracen, Polyacenaphthylen,
Poly-N-vinylcarbazol sowie Mischpolymerisate aus diesen Verbindungen geeignet, sofern
sie zu einer Löslichkeitsdifferenzierung, gegebenenfalls in Verbindung mit einem
Harzbindemittel geeignet sind. Hierher gehören auch Polykondensate aus aromatischen
Aminen und Aldehyden, wie sie aus der DT-AS 11 97 325 oder Harze nach der DT-OS
21 37 288 bekannt sind.
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Als Bindemittel sind hinsichtlich der Filmeigenschaften und der Haftfestigkeit
Natur- bzw. Kunstharze geeignet. Bei ihrer Auswahl spielen außer den filmbildenden
und elektrischen Eigenschaften sowie denen der Haftfestigkeit auf dem Schichtträger
vor allem Löslichkeitseigenschaften eine besondere Rolle. Für praktische Zwecke
sind solche Bindemittel besonders geeignet, die in wäßrigen oder alkoholischen Lösungsmittelsystemen,
gegebenenfalls unter Säure- oder Alkalizusatz löslich sind. Aus physiologischen
und Sicherheits-Gründen scheiden aromatische oder aliphatische, leicht brennbare
Lösungsmittel aus. Geeignete Bindemittel sind
hiernach hochmolekulare
Substanzen, die alkalilöslich machende Gruppen tragen. Solche Gruppen sind beispielsweise
Säure-, Anhydrid-, Carboxyl-, Phenol-, Sulfosäuren-, Sulfonamid- oder SulfonimiSCruppen.
Bevorzugt werden Bindemittel mit hohen Säurezahlen eingesetzt, da diese in alkalischwäBrig-alkoholischen
Lösungsmittelsystemen besonders leicht löslich sind. Mischpolymerisate mit Anhydridgruppen
können mit besonders gutem Erfolg verwendet werden, da durch das Fehlen freier Säuregruppen
die Dunkelleitfähigkeit des elektrophotographischen Aufzeichnungsmaterials gering
ist trotz guter Alkalilöslichkeit.
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Ganz besonders geeignet sind Mischpolymerisate aus Styrol und Maleinsäureanhydrid,
wie z. B. die unter den Namen <R) Lytron(R), Monsanto, bekannten; auch Phenolharze,
wie z. B.
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die unter dem Namen Alnovol (R) Hoechst Aktiengesellschaft, Werk Albert,
bekannten, haben sich gut bewährt.
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Zur Erweiterung des spektralen Empfindlichkeitsbereiches organischer
Photoleiter, der im Bereich des langwelligen W-Lichtes von etwa 350 bis 450 nm liegt,
in den sichtbaren Bereich ist es bekannt, Farbstoffe verschiedenster Verbindungsklassen
und Farbe als Sensibilisatoren zu verwenden. Als wirksam seien im folgenden beispielsweise
die in den Farbstofftabellen von Schultz (7. Auflage, 1. Band, (1931)) aufgeführten
Farbstoffe genannt: Triarylmethanfarbstoffe, wie Brillantgrün (Nr. 760, S. 314),
Victoriablau B (Nr. 822, S. 347), Methylviolett (Nr. 783, S. 327), Basischreinblau,
Kristallviolett (Nr. 785, S. 329),
Säureviolett 6B (Nr. 831, S.
351); Xanthenfarbstoffe, und zwar Rhodamine, wie Rhodamin B (Nr. 864, S. 365), Rhodamin
6G (Nr. 866, S. 366), Rhodamin G extra (Nr. 865, S. 366), Sulforhodamin B (Nr. 863,
S. 364) und Echtsäureeosin G (Nr. 870, S. 368) sowie Phthaleine, wie Eosin S (Nr.
883, S. 375), Eosin A (Nr. 881, S. 374), Erythrosin (Nr. 886, S. 376), Phloxin (Nr.
890, S. 378), Rose bengale (nur. 889, S. 378) und Fluorescein (Nr. 880, S. 373);
Thiazinfarbstoffe, wie Methylenblau (Nr. 1038, S. 449); Acridinfarbstoffe, wie Acridingelb
(Nr. 901, S. 383), Acridinorange (Nr. 908, S. 387) und Trypaflavin (Nr. 906, S.
386); Chinolinfarbstoffe, wie Pinacyanol (Nr. 924, S. 396) und Kryptocyanin (Nr.
927, S. 397); Chinonfarbstoffe und Ketonfarbstoffe, wie Alizarin (Nr. 1141, S. 499),
Alizarinrot S (Nr. 1145, S. 502) und Chinizarin (Nr. 1148, S. 504). Weiter seien
Cyaninfarbstoffe wie Astrazonorange R (C. I. 48 040), Astrazonorange G (C. I. 48
035), Astrazongelb 3G (C. I. 48 055), Astrazongelb 5G (C. I. 48 065) oder Basic
Yellow 52 115 (C. I. 48 060) und Malachitgrün (C. I. 42 000) genannt.
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Bei Verwendung des in bevorzugter Ausführungsform benutzten Helium/Neon-Lasers
werden als Sensibilisierungsfarbstoffe solche wie Brillantgrün, Malachitgrün oder
Kristallviolett oder jeder andere im Wellenlängenbereich des Helium/Neon-Lasers
von 630 nm absorbierende Sensibilisierungsfarbstoff eingesetzt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren findet bei der Herstellung von Flachdruckformen
z. B. für den Zeitungsdruck Verwendung,
wobei die Laserbelichtung
mit einer Datenfernübertragung oder mit Computerspeicherung gekoppelt sein kann.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert:
Beispiel 1 Eine Lösung von 40 g 2,5-Bis-(4'-diäthylaminophenyl)-1,3,4-oxdiazol,
47 g eines Mischpolymerisates aus Styrol und Maleinsäureanhydrid, 10 g eines Chlorkautschuks
und 2,0 g Astrazonorange R in 520 g Tetrahydrofuran, 330 g Methylglykol und 150
g Butylacetat wird auf eine mechanisch oberflächlich aufgerauhte Aluminiumfolie
von 100 /u Dicke aufgetragen. Nach dem Verdunsten beträgt die Dicke der elektrophotographischen
Isolierschicht etwa 5 /u. Die Empfindlichkeit der Schicht liegt im blauen Spektralbereicn
mit einem Maximum bei 480 nm. Die zur Entladung der Schicht auf ein Restpotential
von 50 V erforderliche Energie beträgt 60 uJ/cm2 bei 487 nm. Die Belichtung der
Platte erfolgt nach Aufladung auf -450 V mittels eines 10 mW Argonionenlasers, dessen
Strahl bildmäßig so moduliert ist, daß sich ein Negativbild ergibt. Das latente
Bild wird mit einem Flüssigtoner entwickelt, den man erhält, wenn man 1 g eines
synthetischen Esterwachses mit einer Verseifungszahl von 130 - 150 und einem Tropfpunkt
von 81 bis 860 in einer Lösung von 2 g eines löslichen Pentaerythritharzesters als
Hilfsmittel zur Dispergierung (z. ß. Pentalyn(R) H der Hercules Powder, USA) in
20 ml eines Isoparaffins fein dispergiert und mit 1000 ml eines Isoparaffins mit
einem Siedebereich von 185 - 210° verdünnt. Dem Entwickler setzt man 0,5 g Sojalecithin
als Steuermittel zu.
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Die entwickelte Platte wird in eine Druckform umgewandelt, indem sie
in eine Lösung von 35 g Natriummetasilikat-Hydrat in 140 ml Glycerin, 550 ml Äthylenglykol
und 140 ml Äthanol eine Minute lang eingetaucht und anschließend mit einem Wasserstrahl
unter leichtem Bürsten abgespült wird. Die Platte liefert hochwertige Drucke mit
einer Auflösung von 6 Linien/mm (60er Raster) und einer Auflage bis zu 100.000.
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Beispiel 2 Eine Lösung von 40 g 2-Vinyl-4-(2'-chlorphenyl)-5-(4"-diäthylaminophenyl)-oxazol,
47 g eines Mischpolymerisates aus Styrol und Maleinsäureanhydrid, 10 g eines Chlorkautschuks
und 0,4 g Brillantgrün in 510 g Tetrahydrofuran, 330 g Methylglykol und 150 g Butylacetat
wird auf eine durch Drahtbürstung mechanisch aufgerauhte 100 /u starke Aluminiumfolie
mit einer Bürsttiefe von etwa 3 u aufgetragen. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels
hinterbleibt eine Photoleiterschicht mit einer Dicke von 4 - 5 /u, die im roten
Spektralbereich mit einem Maximum bei 630 nm Licht absorbiert und photoleitend wird.
Die zur Entladung der Schicht auf ein Restpotential von 50 V erforderliche Energie
beträgt 110 /uJ/cm2. Die Schicht wird in der in der Elektrophotographie üblichen
Weise mit einer Corona auf ein Oberflächenpotential von -400 V aufgeladen und mit
einem modulierten 15 mW Helium/ Neon-Laser mit einer Wellenlänge von 632 nm bildmäßig
belichtet. Das entstandene elektrostatische Bild der Vorlage wird durch Einstäuben
mit einem durch Ruß angefärbten Harzpulver sichtbar gemacht und durch Erwärmen auf
1500C zu einer wischfesten Elektrokopie fixiert. Man erhält so eine der Vorlage
entsprechende Elektrokopie, welche an den Bildstellen gegen alkalische Lösungen
beständig ist.
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Zur Umwandlung der so hergestellten Elektrokopie in eine Flachdruckform
wird mit einer Lösung behandelt, die aus 5 % Monoäthanolamin, 5 % Diäthanolamin,
10 % Methylalkohol, 55 % Äthylenglykol, 20 % Glycerin und 5 % Natriumsilikat besteht.
Nach kurzen Spülen mit Wasser und Einfärben mit fetter Farbe können von der Druckform
Abdrucke hergestellt werden.