DE60024190T2

DE60024190T2 - Infrarotlaser-bebilderbare Flachdruckplatte und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE60024190T2
Application number: DE60024190T
Authority: DE
Inventors: Thomas P. Rorke; Richard J. D'amato; Timothy J. Dunley
Original assignee: Presstek LLC
Current assignee: Presstek LLC
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2006-08-03
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: JP2001296669A; CN1299989A; EP1088653A2; US6186067B1; CA2321394C; KR100446408B1; AU6240600A; DE60024190D1; TW514588B; CA2321394A1; KR20010030535A; EP1088653B1; EP1088653A3; CN1182958C; JP3492616B2; AU750729B2; US6490975B1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft allgemein den Flachdruck und insbesondere Systeme zur Herstellung von Flachdruckplatten unter Verwendung von digital gesteuerter Laserausgangsstrahlung. Genauer gesagt, betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung einer Flachdruckplatte, die sich besonders zur direkten Bebilderung und zum Einsatz zusammen mit einer Naßflachdruckpresse eignet. Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Naßflachdruckplatten, die nach derartigen Verfahren hergestellt werden.
TECHNISCHER HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Herkömmliche Verfahren zum Ausbringen eines Druckbildes auf ein Aufzeichnungsmaterial sind unter anderem Buchdruck und Offsetlithographie. Diese beiden Druckverfahren erfordern eine Platte. Um Druckfarbe in der Struktur des Bildes umzudrucken, wird die Platte gewöhnlich der Effizienz wegen auf einen Plattenzylinder einer Rotationspresse geladen. Beim Buchdruck wird die Bildstruktur auf der Platte in Form von erhöhten Bereichen dargestellt, die Druckfarbe annehmen und sie auf das Aufzeichnungsmedium abdrucken. Der Begriff "lithographisch" bzw. "Flachdruck-", wie er hier gebraucht wird, soll verschiedene synonym gebrauchte Begriffe einschließen, wie z.B. Offset-, offsetlithographisch, Flachdruck-, und andere. Mit dem Begriff "naßlithographisch", wie er hier gebraucht wird, ist der Typ der Flachdruckplatte gemeint, wo der Druck auf der Nichtmischbarkeit von Öl und Wasser basiert, wobei das ölhaltige Material oder die Druckfarbe vorzugsweise durch den Bildbereich angenommen wird und das Wasser oder Feuchtmittel vorzugsweise durch den bildfreien Bereich angenommen wird. Wenn eine geeignet vorbereitete Fläche mit Wasser angefeuchtet und dann Druckfarbe aufgebracht wird, nimmt der Hintergrund- oder bildfreie Bereich das Wasser an und weist die Druckfarbe ab, während der Bildbereich die Druckfarbe annimmt und das Wasser abweist. Die Druckfarbe auf dem Bildbereich wird dann auf die Oberfläche eines Materials umgedruckt, auf dem das Bild reproduziert werden soll, wie z.B. auf Papier, Stoff und dergleichen. Gewöhnlich wird die Druckfarbe auf ein als Gummituch bezeichnetes Zwischenmaterial umgedruckt, das die Druckfarbe seinerseits auf die Oberfläche des Materials umdruckt, auf dem das Bild reproduziert werden soll. In einem trockenlithographischen Drucksystem, das kein Wasser nutzt, wird die Platte einfach eingefärbt, und das Bild wird direkt auf ein Aufzeichnungsmaterial umgedruckt oder auf ein Gummituch und dann auf das Aufzeichnungsmaterial umgedruckt.
Seit vielen Jahren ist Aluminium als Träger für Flachdruckplatten verwendet worden. Um das Aluminium für diesen Gebrauch vorzubereiten, wird es typischerweise sowohl einem Aufrauh- bzw. Schleifprozeß als auch einem anschließenden Anodisierprozeß ausgesetzt, Der Schleifprozeß dient zur Verbesserung der Haftung des Bildes auf der Platte und zur Verstärkung der wasserannehmenden Eigenschaften der Hintergrundbereiche der Druckplatte. Schleifen und Anodisieren beeinflussen beide die Leistung und die Haltbarkeit der Druckplatte. Sowohl mechanische als auch elektrolytische Schleifprozesse sind bekannt und bei der Herstellung von Flachdruckplatten gebräuchlich. Verfahren zur Anodisierung von Aluminium, um eine anodische Oxidschicht auszubilden und dann die anodisierte Oberfläche durch Verfahren wie z.B. Silicatbildung zu hydrophilisieren, sind dem Fachmann gleichfalls bekannt und brauchen hierin nicht weiter beschrieben zu werden. Der Aluminiumträger ist folglich dadurch gekennzeichnet, daß er eine poröse, verschleißfeste hydrophile Oberfläche aufweist, die ihn speziell an die Verwendung beim Flachdruck anpaßt, besonders in Fällen, wo lange Druckmaschinenläufe erforderlich sind.
Die Platten für eine Flachdruckmaschine werden gewöhnlich photographisch hergestellt. Das oben beschriebene Aluminiumsubstrat wird typischerweise mit einer großen Auswahl von lichtempfindlichen Materialien beschichtet, die sich für die Bilderzeugung zur Verwendung beim Flachdruckverfahren eignen. Flachdruckplatten dieses Typs werden gewöhnlich mit einer wäßrigen alkalischen Entwicklerlösung entwickelt, die oft zusätzlich eine erhebliche Menge eines organischen Lösungsmittels aufweist.
Zur Herstellung einer Naßdruckplatte wird das Originaldokument photographiert, um ein photographisches Negativ herzustellen. Dieses Negativ wird auf eine Aluminiumplatte mit einer wasserannehmenden Oxidoberfläche aufgelegt, die mit einem Photopolymer beschichtet ist. Bei Bestrahlung mit Licht oder anderer Strahlung durch das Negativ hindurch härten die Bereiche der Beschichtung, die Strahlung empfangen haben (entsprechend den dunklen oder bedruckten Bereichen des Originals) zu einem dauerhaften oleophilen Zustand aus. Die Platte wird dann einem Entwicklungsprozeß ausgesetzt, der die ungehärteten Bereiche der Beschichtung entfernt (d.h. diejenigen, die keine Strahlung empfangen haben, entsprechend den bildfreien oder Hintergrundbereichen des Originals), wodurch die hydrophile Oberfläche der Aluminiumplatte freigelegt wird.
In der gesamten vorliegenden Patentanmeldung wird auf verschiedene Veröffentlichungen, Patentschriften und veröffentlichte Patentanmeldungen durch Zitat mit Quellenangabe Bezug genommen. Die Offenbarungen der Veröffentlichungen, Patentschriften und veröffentlichten Patentanmeldungen, auf die in der vorliegenden Patentanmeldung verwiesen wird, werden hiermit durch Verweis in die vorliegende Offenbarung einbezogen, um den Stand der Technik, auf den sich die vorliegende Erfindung bezieht, ausführlicher zu beschreiben.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich, sind photographische Plattenherstellungsprozesse gewöhnlich zeitraubend und erfordern angemessene Einrichtungen und Ausrüstungen zur Unterstützung der notwendigen chemischen Verfahren. Seit vielen Jahren hat man versucht, eine Druckplatte herzustellen, die keine wäßrige alkalische oder Lösungsmittelentwicklung erfordert oder bei der nur Wasser für die Entwicklung verwendet wird. Außerdem haben Fachleute eine Reihe elektronischer Alternativen zur Bebilderung von Platten entwickelt, von denen einige in der Druckmaschine genutzt werden können. Bei diesen Systemen verändern digital gesteuerte Geräte das Farbaufnahmevermögen von Rohplatten in einer Struktur, die für das zu druckende Bild repräsentativ ist. Solche Bebilderungsvorrichtungen sind unter anderem Quellen elektromagnetischer Strahlung, die durch einen oder mehrere Laser- oder Nichtlaserquellen erzeugt wird, die physikalische und/oder chemische Veränderungen an Plattenrohlingen hervorrufen; ein Tintenstrahlgerät, das farbabweisende oder farbannehmende Punkte direkt auf Plattenrohlinge aufbringt; und ein Funkenentladungsgerät, in dem eine Elektrode, die mit einem Plattenrohling in Kontakt oder in geringem Abstand davon angeordnet ist, elektrische Funken erzeugt, um die Topologie des Plattenrohlings physikalisch zu verändern, wodurch "Punkte" erzeugt werden, die kollektiv ein gewünschtes Bild bilden, wie zum Beispiel in US-A-4911075 beschrieben. Wegen der leichten Verfügbarkeit von Lasergeräten und ihrer Zugänglichkeit für digitale Steuerung sind erhebliche Anstrengungen zur Entwicklung von lasergestützten Bebilderungssystemen unternommen worden.
In einem derartigen System werden zur Belichtung von lichtempfindlichen Rohlingen für die herkömmliche chemische Verarbeitung Argonionen-, frequenzverdoppelte Nd-YAG- und andere Infrarotlaser eingesetzt, wie in den US-Patentschriften US-A-3506779; 4020762; 4868092; 5153236; 5372915 und 5629354 beschrieben. In einer Alternative zu diesem Verfahren ist ein Laser verwendet worden, um selektiv in einer bildartigen Struktur eine lichtundurchlässige Beschichtung zu entfernen, die einen lichtempfindlichen Plattenrohling überlagert. Die Platte wird dann einer Strahlungsquelle ausgesetzt, wobei das nicht entfernte Material als Maske wirkt, die verhindert, daß Strahlung darunterliegende Abschnitte der Platte erreicht, wie zum Beispiel in US-A-4132168 beschrieben. Die Notwendigkeit hoher Schreibgeschwindigkeiten, verbunden mit der Einschränkung der leistungsschwachen Laser, die von der Industrie bevorzugt werden, hat jedoch zu einem Bedarf an Druckplatten mit sehr hoher Lichtempfindlichkeit geführt. Leider vermindert hohe Lichtempfindlichkeit fast immer die Lagerfähigkeit dieser Platten.
Ein anderes Verfahren zur Laserbebilderung benutzt Thermotransfermaterialien, wie zum Beispiel in den US-Patentschriften US-A-3945318; 3962513; 3964389; 4395946 und 5395729 beschrieben. Bei diesen Systemen wird eine Polymerfolie, die für die durch den Laser emittierte Strahlung durchlässig ist, mit einem umdruckfähigen Material beschichtet. Die Umdruckseite dieses Aufbaus wird in Kontakt mit einem Empfängerblatt gebracht, und das Umdruckmaterial wird durch die lichtdurchlässige Schicht selektiv bestrahlt. Die Bestrahlung bewirkt, daß das Umdruckmaterial bevorzugt an dem Empfängerblatt anhaftet. Die Umdruck- und Empfängermaterialien weisen unterschiedliche Affinitäten zu Feuchtmittel und/oder Druckfarbe auf, so daß beim Entfernen der lichtdurchlässigen Polymerfolie zusammen mit dem noch darauf befindlichen unbestrahlten Umdruckmaterial eine geeignet bebilderte, fertige Platte zurückbleibt. Typischerweise ist das Umdruckmaterial oleophil, und das Empfängermaterial ist hydrophil. Platten, die mit Systemen von Umdruck-Typ hergestellt werden, weisen gewöhnlich wegen der begrenzten Materialmenge, die effektiv umgedruckt werden kann, kurze Nutzlebensdauern auf. Verunreinigungen durch Schwebestaub können in Abhängigkeit vom jeweiligen Aufbau zu einem Bildqualitätsproblem führen. Außerdem ist, da der Umdruckprozeß mit dem Schmelzen und Wiedererstarren von Material verbunden ist, die Bildqualität gewöhnlich sichtbar schlechter als die mit anderen Verfahren erzielbare Bildqualität.
Andere Patentschriften beschreiben Flachdruckplatten, die einen Träger und eine hydrophile Bebilderungsschicht aufweisen, die bei bildartiger Laserbelichtung in den belichteten Bereichen oleophil wird, während sie in den unbelichteten Bereichen hydrophil bleibt, wie zum Beispiel in US-A-3793033; 4034183; 4081572 und 4693958 offenbart. Diese Flachdruckplatten-Typen leiden jedoch unter dem Mangel eines ausreichenden Unterscheidungsgrades zwischen oleophilen Bildbereichen und hydrophilen bildfreien Bereichen, mit dem Ergebnis, daß die Bildqualität beim Drucken schlecht ist.
In frühen Beispielen mit Verwendung von Lasern wurde der Laser benutzt, um Material von einem Plattenrohling wegzuätzen und eine Tiefdruck- oder Buchdruckstruktur auszubilden, wie zum Beispiel in US-A-3506779 und 4347785 beschrieben. Dieses Verfahren wurde später auf die Herstellung von Flachdruckplatten erweitert, zum Beispiel durch Entfernen einer hydrophilen Oberfläche, um eine oleophile Unterschicht freizulegen, wie beispielsweise in US-A-4054094 beschrieben. Diese frühen Systeme erforderten im allgemeinen Hochleistungslaser, die teuer und langsam sind.
Für die Bebilderung von Flachdruckplatten sind weitere Systeme auf Infrarotlaser-Ablationsbasis entwickelt worden. Diese funktionieren durch laserinduziertes ablatives Entfernen organischer Überzugsschichten, die auf ein Substrat aufgebracht werden, wie zum Beispiel Polyester/Metall-Laminat, oder auf eine Polymerschicht auf einen Metallträger. Die Verwendung dieser Polyester- oder Polymerbeschichtungsmaterialien zwischen der Ablationsschicht und dem wärmeabsorbierenden Metallträger liefert ein Wärmesperrschichtmaterial, das die Laserenergiemenge reduziert, die zum Abschmelzen oder vollständigen Entfernen der ablativ-absorbierenden Schicht und einer etwaigen darüberliegenden Oberflächenschicht erforderlich ist, wie zum Beispiel in der kanadischen Patentschrift Nr. 1050805 und in US-A-5339737 und 5353705 beschrieben. Durch die Laserbelichtung werden daher eine oder mehrere Plattenschichten entfernt, wodurch eine bildartige Merkmalsstruktur auf der Platte entsteht. Wenn die durch Laserablation entfernten Schichten die Bildbereiche sind, die Druckfarbe annehmen, sind die Platten negativ arbeitend. Wenn Laser mit einer großen Lichtpunktgröße für die Bebilderung einer negativ arbeitenden Platte verwendet werden, ist die Größe des kleinsten gedruckten Punkts etwa so groß wie die Lichtpunktgröße. Infolgedessen kann die Bildqualität beim Drucken nicht hoch sein. Zum Beispiel wäre bei einer Laserlichtpunktgröße von 35 μm die kleinste Bildpunktgröße beim Druck bei einer negativ arbeitenden Platte etwa 35 μm. Bei einem Halbtonraster von 79 Zeilen pro cm (200 Zeilen pro Zoll) entspricht dies einem Bildpunkt von 5% bis 6%.
US-A-5353705 offenbart eine Grundplattenkonstruktion einer Flachdruckplatte mit einer sekundären Ablationsschicht zwischen einem Substrat und einer Oberflächenschicht, wie z.B. einem hydrophilen Metallsubstrat und einer strahlungsabsorbierenden und ablativ absorbierenden Oberflächenschicht. Die sekundäre Ablationsschicht übt eine Schutz- und Wärmesperrschichtfunktion aus, die das Substrat gegen die thermischen Effekte der Bebilderungsstrahlung abschirmt. Diese sekundäre Ablations- oder Wärmesperrschicht von US-A-5353705 wird als Reaktion auf Ablation der ablativ absorbierenden Schicht nur teilweise abgetragen, ist vorzugsweise im wesentlichen durchlässig für die Laserstrahlung und dadurch nicht durch ablative Absorption von Bebilderungsstrahlung charakterisiert und unterscheidet sich von der Oberflächenschicht in ihrer Affinität zu mindestens einem Druckfluid, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Druckfarbe und einem farbabweisenden Fluid besteht, d.h. wenn die Oberflächenschicht farbannehmend ist und/oder kein Feuchtmittel annimmt, dann ist die Wärmesperrschicht nicht farbannehmend und/oder nimmt ein Feuchtmittel an. Wenn die in US-A-5353705 beschriebene Grundplattenkonstruktion eine farbannehmende Oberflächenschicht aufweist und die Wärmesperrschicht oder sekundäre Ablationsschicht ein Feuchtmittel annimmt und daher nicht farbannehmend ist, entsteht eine positiv arbeitende, naßlithographische Platte, da die nicht durch Ablation entfernten Abschnitte die Bildbereiche sind, die Farbe annehmen. Geeignete Polymerwerkstoffe für die sekundäre Ablationsschicht gemäß US-A-5353705 schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polymethylmethacrylate, Celluloseether und -ester, Polyester und Polyurethane. Hexamethoxymethylmelamin mit p-Toluolsulfonsäure kann diesen Polymerwerkstoffen zugesetzt werden.
US-A-5493971 beschreibt ein Beispiel einer solchen positiv arbeitenden, naßlithographischen Platte. Ihre Plattenkonstruktion enthält ein hydrophiles Metallsubstrat, eine polymere, hydrophile Schutz- oder Wärmesperrschicht, die auch als haftverbessernde Grundierung dienen kann, und eine farbannehmende oleophile Oberflächenschicht, die durch ablative Absorption von Bebilderungsstrahlung charakterisiert ist. Der Bebilderungslaser tritt in Wechselwirkung mit der ablatierbaren Oberflächenschicht und verursacht deren Ablation bzw. Abtragung. Nach der Bebilderung durch Laserablation, durch die zumindest die Oberflächenschicht und außerdem mindestens ein Teil der hydrophilen Schutzschicht entfernt wird, wie in 2 von US-A-5493971 dargestellt, wird die Platte dann mit einem geeigneten Lösungsmittel geeinigt, z. B. mit Wasser, um Abschnitte der hydrophilen Schutzschicht zu entfernen, die noch in den laserbelichteten Bereichen zurückbleiben. Da in US-A-5493971 die hydrophile Schutzschicht teilweise abgetragen wird, aber nicht durch ablative Absorption von Bebilderungsstrahlung charakterisiert ist, darf diese hydrophile Schutzschicht die Laserbebilderungsstrahlung nicht absorbieren. Sie ist daher ähnlich der sekundären Ablationsschicht gemäß US-A-5353705, die teilweise abgetragen wird und im wesentlichen für die Laserbebilderungsstrahlung durchlässig sein kann und daher nicht durch ablative Absorption der Oberflächenschicht charakterisiert ist. In US-A-5493971 wird in Abhängigkeit von den Löslichkeitseigenschaften des Restpfropfens der teilweise ablatierten hydrophilen Schutzschicht im Reinigungslösungsmittel, z.B. Wasser, die hydrophile Schutzschicht bei weniger als ihrer ursprünglichen Dicke im Reinigungsschritt freigelegt, oder das hydrophile Metallsubstrat wird in den Bereichen freigelegt, wo die hydrophile Schutzschicht durch den Reinigungsschritt völlig entfernt wird. Nach dem Reinigen verhält sich die Platte wie eine positiv arbeitende, naßlithographische Metallplatte auf der Druckpresse.
Das Anhaften der verbleibenden farbannehmenden Oberflächenschicht an der hydrophilen Schutzschicht hat sich jedoch als ein Problem erwiesen, das schwer zu überwinden ist. Ein Verlust des Haftvermögens kann sich ergeben, wenn die schützende hydrophile Wärmesperrschicht in den Bild- oder Druckbereichen der Platte während des Laserbebilderungs- und Reinigungsprozesses gemäß US-A-5493971 beschädigt oder zersetzt wird. Zum Beispiel können die Wände der Bildbereiche durch zuviel Lösungsmittel oder zu starke Solubilisierungswvkung durch die Reinigungslösung oder das Feuchtmittel in der Druckmaschine erodiert werden, wodurch der darunterliegende Träger beseitigt wird, der durch die hydrophile Sperrschicht um den Rand des Bildmerkmals herum gebildet wird, und kleine Bildelemente zersetzt werden. Dies ist besonders problematisch, wenn die hydrophile Schutzschicht durch den Reinigungsschritt und die Wirkung des Feuchtmittels teilweise ablatiert und wahrscheinlich weiter entfernt wird, so daß die ursprüngliche Oberfläche dieser Schutzschicht entfernt wird. Dadurch sind die Grenzfläche zwischen der farbannehmenden Schicht und der hydrophilen Schutzschicht sowie ein Teil der Wand der hydrophilen Schutzschicht am Rand des Bildmerkmals voll der Naßreinigungslösung und dem Feuchtmittel ausgesetzt. Dies kann zu einem größeren Verlust an Bildqualität führen. Kleine Bildpunkte und Typen können während des Reinigungsschritts und frühzeitig während der Druckauflage entfernt werden. Bemühungen, das Haftvermögen der laserablatierbaren Oberflächenschicht und/oder ihre Haltbarkeit zu verbessern, um größere Druckauflagen zuzulassen, führen typischerweise zu einer erheblichen Zunahme der Laserenergie, die zur Bebilderung der Platte erforderlich ist. Die Internationale Patentveröffentlichung Nr. WO 99/37481 offenbart neuartige, positiv arbeitende, naßlithographische Druckplatten und Verfahren zur Herstellung derartiger Flachdruckplatten, die dieses Problem des Haftvermögens überwinden.
US-A-5605780 beschreibt eine laserablatierbare Flachdruckplatte, die einen anodisierten Aluminiumträger aufweist, auf dem eine oleophile bilderzeugende Schicht aufgebracht ist, die ein Infrarotabsorptionsmittel aufweist, das in einem filmbildenden Cyanoacrylat-Polymerbindemittel dispergiert ist. Die hydrophile Schutzschicht ist beseitigt worden. US-A-5605780 beschreibt eine niedrige erforderliche Laserenergie, gutes Farbaufnahmevermögen, gutes Haftvermögen am Träger und gute Verschleißeigenschaften. Auflagen von mehr als 8200 Drucken sind in den Beispielen dargestellt.
US-A-5339737 und das Abänderungspatent Nr. 35512 beschreiben verschiedene Flachdruckplattenkonfigurationen vom Ablationstyp zur Verwendung mit Laserdioden- Bebilderungsvorrichtungen. Diese Konfigurationen enthalten eine Ablationsschicht, die als Reaktion auf Infrarot-Bebilderungsstrahlung zu gasförmigen und teilchenförmigen Trümmern verdampft. Der Begriff "Ablation", wie er hier gebraucht wird, bezieht sich auf die Verflüchtigung einer Schicht oder eines Materials zu gasförmigen und teilchenförmigen Trümmern als Reaktion auf Bebilderungsstrahlung, wobei diese Ablation zu einem Masse- oder Gewichtsverlust in der Schicht oder dem Material führt. Zum Beispiel beschreibt US-A-5493971 einen vollständigen oder 100%-igen ablativen Verlust der ablativen Schicht während des Bebilderungsprozesses durch Laserablation, und 3A der Internationalen Patentveröffentlichung Nr. WO 99/37481 beschreibt einen teilweisen ablativen Verlust von etwa 50% oder mehr der ablatierbaren Schicht während des Bebilderungsprozesses durch Laserablation.
Flachdruckelemente werden jetzt gewöhnlich durch Bebildungsmechanismen mit leistungsschwächerer Laserablation bebildert. Ein Hauptproblem bei diesen Systemen zur Bebilderung von Flachdruckplatten auf Infrarotlaser-Ablationsbasis ist das Umweltproblem. Da diese Verfahren durch laserinduzierte Zerstörung oder Entfernung organischer Polymere und anderer organischer oder anorganischer Materialien funktionieren, die in einer oder mehreren Schichten, die ein Substrat überlagern, aufgebracht werden, entstehen Schwebetrümmerteilchen und Dämpfe während der Bebilderung, die für die Lasereinrichtung und für das Bedienungspersonal der Einrichtung gefährlich sein können. Im allgemeinen sind kostspielige Einrichtungen zur Aufnahme der Trümmer und zum Auffangen der Gase erforderlich.
Trotz vieler Bemühungen zur Entwicklung einer laserbebilderungsfähigen naßlithographischen Druckplatte besteht nach wie vor ein Bedarf für Platten, die eine alkalische oder Lösungsmittel-Entwicklerlösung erfordern, sich in der Druckmaschine wie eine herkömmliche Flachdruckplatte verhalten, gegen ein breites Laserenergiespektrum empfindlich sind, wie z.B. 700 nm bis 1150 nm, eine hohe Auflösung und ein dauerhaftes Bild liefern, und die keine Trümmer und keinen Dampf erzeugen, die kostspielige und komplexe Eindämmungseinrichtungen erfordern.
EP 914941 offenbart ein Verfahren zur Herstellung einer positiv arbeitenden Flachdruckplatte mit einer strahlungsempfindlichen Deckschicht, die für einen alkalischen Entwickler undurchdringlich ist, und einer darunterliegenden ersten Schicht, die in einer wäßrigen Lösung löslich ist. Das Verfahren beinhaltet die Bestrahlung der Deckschicht und Entwicklung der Platte, um die bestrahlten bzw. belichteten Bereiche mit dem alkalischen Entwickler aufzulösen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen, positiv arbeitenden Druckelements bereitgestellt, wie in Anspruch 1 definiert.
Nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements bereitgestellt, wie in Anspruch 37 definiert.
Nach einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein naßlithographisches, positiv arbeitendes Druckelement bereitgestellt, wie in Anspruch 49 definiert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements, wobei die Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, wobei das positiv arbeitende Element ein Substrat, eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht und eine über der hydrophilen Schicht liegende farbannehmende und infrarotabsorbierende Oberflächenschicht aufweist; wobei die Oberflächenschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Infrarot-Bebilderungsstrahlung absorbiert, durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist, und daran angepaßt ist, als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung und einer anschließenden Entfernung der belichteten Bereiche der Oberflächenschicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung zum Freilegen der darunterliegenden hydrophilen Schicht eine naßlithographische Druckfläche zu bilden; und wobei die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder Reinigungslösung nicht entfernt werden kann; (b) Bestrahlen des positiv arbeitenden Elements von Schritt (a) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreicht, um die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar zu machen, aber nicht ausreicht, um in den laserbelichteten Bereichen mehr als 10 Gew.-% des Oberflächenschichtmaterials durch Ablation zu entfernen; und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht durch das Fehlen einer Entfernung der hydrophilen Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (b) und (c) charakterisiert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht von Schritt (b) ausreichend, um zu bewirken, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um in den laserbelichteten Bereichen mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-% und am stärksten bevorzugt gar nichts von der Oberflächenschicht durch Ablation zu entfernen. Daher liefern die erfindungsgemäßen Verfahren ein naßlithographisches Druckelement mit einem sehr niedrigen oder verschwindenden Emissionsniveau von Gasen und Schwebetrümmerteilchen während der Laserbebilderung, während sie gleichzeitig auch eine hervorragende Reinigungsfähigkeit der laserbelichteten Bereiche durch Wasser oder eine gleichwertige, umweltverträgliche wäßrige Lösung sowie eine hervorragende Bildauflösung und Haltbarkeit erzielen, die auf die Eigenschaften der infrarotabsorbierenden und hydrophilen Schichten und ihrer Grenzfläche zurückzuführen sind, wie hierin beschrieben.
Ausführungsformen der Verfahren zur Bebilderung eines erfindungsgemäßen naßlithographischen Druckelements betreffen den Einbau einer Grundierungsschicht, die zwischen der hydrophilen Schicht und der infrarotabsorbierenden Schicht eingefügt wird, um die wünschenswerten Eigenschaften der infrarotabsorbierenden und hydrophilen Schichten und ihrer Grenzfläche weiter zu verbessern, welche die Menge der Schwebeteilchen, die während der Laserbebilderung erzeugt werden, die Geschwindigkeit der Laserbebilderung, die Leichtigkeit der Reinigung durch Wasser beim Entfernen der laserbelichteten Bereiche und die Bildauflösung und Haltbarkeit stark beeinflussen, wie hierin beschrieben. In einer Ausführungsform der Verfahren wird eine Grundierungsschicht zwischen der hydrophilen Schicht und der Oberflächenschicht im Schritt (a) der weiter oben beschriebenen Verfahren eingefügt, wobei die Grundierungsschicht einen Haftvermittler aufweist. In einer Ausführungsform beträgt die Dicke der Grundierungsschicht von Schritt (a) 0,01 bis 0,1 μm. In einer Ausführungsform weist der Haftvermittler der Grundierungsschicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt aus einem hydrophilen Polymer und einem Vernetzungsmittel und ferner vorzugsweise einen Katalysator auf. In einer Ausführungsform weist die Grundierungsschicht eine organische Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform weist die Grundierungsschicht eine Zirconiumverbindung auf.
Der Begriff "Druckelement", wie er hier gebraucht wird, ist synonym mit dem Begriff "Platte" und betrifft irgendeinen Typ eines Druckelements oder einer Druckfläche, der ein Bild aufzeichnen kann, das durch Bereiche definiert ist, die unterschiedliche Affinitäten zu Druckfarbe und/oder einem Feuchtmittel aufweisen. Der Begriff "Reinigungslösung", wie er hier gebraucht wird, betrifft eine Lösung, die zum Reinigen oder Entfernen der Schicht oder der Schichten von den laserbelichteten Bereichen der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird und die aus Wasser, Kombinationen von mindestens 90% Wasser und 10% oder weniger organischen Lösungsmitteln und Zusatzstoffen, wie z.B. Alkoholen, Tensiden und Glycolen sowie gepufferten oder salzhaltigen neutralen oder nahezu neutralen Wasserlösungen bestehen kann, wie sie beispielsweise in der Technik der wäßrigen Feuchtmittel für den Naßlithographiedruck bekannt sind. Der Begriff "Reinigungslösung", wie er hier gebraucht wird, schließt keine alkalischen wäßrigen Lösungen mit einem pH-Wert von mehr als etwa 10, keine sauren wäßrigen Lösungen mit einem pH-Wert von weniger als etwa 3,5 oder organische Lösungen ohne einen Gehalt von mindestens 90 Gew.-% Wasser ein. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Oberflächenschicht in den nicht durch Laser belichteten Bereichen ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung nicht entfernbar ist, sowie durch Haltbarkeit in einer naßlithographischen Druckpresse.
In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren etwa 0,05 bis etwa 1,0 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/m².
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht, die in einer zweischichtigen Plattenkonstruktion aus einer hydrophilen Schicht und einer infrarotabsorbierenden Schicht auf einem Substrat die Oberflächenschicht ist, ein oder mehrere Polymere und einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator auf. In einer Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator ein Ruß. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht einen oder mehrere Ruße auf, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus sulfonierten Rußen mit sulfonierten Gruppen an der Rußoberfläche, carboxylierten Rußen mit Carboxylgruppen an der Rußoberfläche und Rußen mit einem oberflächenaktiven Wasserstoffgehalt von nicht weniger als 1,5 mmol/g besteht. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator CAB-O-JET 200. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator BONJET BLACK CW-1. In einer Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator in einem Anteil von mehr als 55 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht vorhanden. In einer Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator in einem Anteil von mehr als 65 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht vorhanden.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist eines von dem einen oder den mehreren Polymeren der infrarotabsorbierenden Schicht ein Polymer auf, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkoholen, Polyurethanen, Epoxidpolymeren, Vinylpolymeren, Acrylpolymeren und Cellulosederivaten besteht. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht einen Polyvinylalkohol auf. In einer Ausführungsform ist der Polyvinylalkohol in einem Anteil von 20 bis 95 Gew.-% vom Gesamtgewicht der in der infrarotabsorbierenden Schicht vorhandenen Polymere enthalten. Für die Zwecke der Bestimmung des Gewichtsanteils eines Materials enthält der Begriff "Polymere", wie er hier gebraucht wird, alle Materialien, die Polymerschichten bilden, einschließlich monomerer Spezies, die polymerisieren oder sich mit einer polymeren Spezies verbinden, wie z.B. eines monomeren Vernetzungsmittels. In einer Ausführungsform ist der Polyvinylalkohol in einem Anteil von 20 bis 75 Gew.-% vom Gesamtgewicht der in der infrarotabsorbierenden Schicht vorhandenen Polymere enthalten. Geeignete Polymere zur Verwendung in Verbindung mit Polyvinylalkohol in der infrarotabsorbierenden Schicht schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf andere wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymere, wie z.B. Polyurethane, Cellulosederivate, Epoxidpolymere, Acrylpolymere und Vinylpolymere.
In einer Ausführungsform der Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht ein Vernetzungsmittel auf, vorzugsweise ein Melamin. In einer Ausführungsform weisen ein oder mehrere Polymere der infrarotabsorbierenden Schicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt aus einem Polymer und einem Vernetzungsmittel auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das vernetzte, polymere Reaktionsprodukt aus der Gruppe ausgewählt, die aus vernetzten Reaktionsprodukten eines Vernetzungsmittels mit den folgenden Polymeren besteht: einem Polyvinylalkohol; einem Polyvinylalkohol und einem Vinylpolymer; einem Cellulosepolymer; einem Polyurethan, einem Epoxidpolymer; einem Acrylpolymer und einem Vinylpolymer.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht ferner zusätzlich zu einem oder mehreren Polymeren und einem infrarotabsorbierenden Sensibilisator einen Katalysator auf.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht ein oder mehrere Polymere, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und eine organische Sulfonsäurekomponente auf, vorzugsweise eine Komponente aus einer aminblockierten p-Toluolsulfonsäure. In einer Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente in einem Anteil von 25 bis 75 Gew.-% des Gesamtgewichts der Polymere enthalten, die in der infrarotabsorbierenden Schicht der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren vorhanden sind. In einer anderen Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente in einem Anteil von 35 bis 55 Gew.-% des Gesamtgewichts der Polymere enthalten, die in der infrarotabsorbierenden Schicht vorhanden sind. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht mehr als 5 Gew.-% der organischen Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht mehr als 12 Gew.-% der organischen Sulfonsäurekomponente auf.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements gemäß der vorliegenden Erfindung weist die hydrophile Schicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt aus einem hydrophilen Polymer und einem ersten Vernetzungsmittel auf. Geeignete hydrophile Polymere für das vernetzte, polymere Reaktionsprodukt schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polyvinylalkohole und Cellulosederivate. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das hydrophile Polymer ein Polyvinylalkohol. In einer Ausführungsform ist das erste Vernetzungsmittel eine Zirconiumverbindung. In einer Ausführungsform ist das erste Vernetzungsmittel Ammoniumzirconylcarbonat. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Vernetzungsmittel Ammoniumzirconylcarbonat, und das Ammoniumzirconylcarbonat ist in einem Anteil von mehr als 10 Gew.-% des Polyvinylalkohols, stärker bevorzugt in einem Anteil von 20 bis 50 Gew.-% des Polyvinylalkohols vorhanden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die hydrophile Schicht ferner ein zweites Vernetzungsmittel auf. In einer Ausführungsform weist die hydrophile Schicht ferner ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt aus einem Polyvinylalkohol und dem zweiten Vernetzungsmittel auf. In einer Ausführungsform ist das zweite Vernetzungsmittel ein Melamin. In einer Ausführungsform weist die hydrophile Schicht ferner einen Katalysator für das zweite Vernetzungsmittel auf. In einer Ausführungsform ist der Katalysator eine organische Sulfonsäurekomponente. In einer Ausführungsform weist die hydrophile Schicht eine anorganische Xerogelschicht auf, wobei die Xerogelschicht vorzugsweise ein Zirconiumoxid-Xerogel aufweist.
In einer Ausführungsform der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren beträgt die Dicke der hydrophilen Schicht etwa 1 bis etwa 40 μm. In einer Ausführungsform beträgt die Dicke der hydrophilen Schicht etwa 2 bis etwa 25 μm.
In einer Ausführungsform der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckplattenelements weisen geeignete Substrate nichtmetallische Substrate und nichthydrophile Substrate auf, vorzugsweise Papiere, Polymerfolien und nichthydrophile Metalle, wie z.B. nichthydrophiles Aluminium. In einer Ausführungsform ist das Substrat aus der Gruppe von Polymerfolien ausgewählt, die aus Polyestern, Polycarbonaten und Polystyrol besteht. In einer Ausführungsform ist die Polyester-Polymerfolie eine Polyethylenterephthalat-Folie. In einer Ausführungsform weist das nichthydrophile Metallsubstrat eine nichthydrophile Polymerschicht auf mindestens einer Oberfläche des nichthydrophilen Metallsubstrats auf. In einer Ausführungsform ist das Substrat ein hydrophiles Metall. Geeignete Metalle für das hydrophile Metallsubstrat schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Aluminium, Kupfer, Stahl und Chrom. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Metallsubstrat geschliffen, anodisiert, siliciert oder eine Kombination davon. In einer Ausführungsform ist das Metallsubstrat Aluminium. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Metallsubstrat ein Aluminiumsubstrat, das eine Oberfläche von gleichmäßiger, angerichteter Rauhigkeit mit mikroskopischen Vertiefungen aufweist, wobei sich die Oberfläche in Kontakt mit der hydrophilen Schicht befindet, und stärker bevorzugt weist diese Oberfläche des Aluminiumsubstrats eine Erhebungszahl im Bereich von 118 bis 177 Erhebungen pro cm linear (300 bis 450 Erhebungen pro Zoll linear) auf, die oberhalb und unterhalb einer Gesamtbandbreite von 0,51 μm (20 Mikrozoll) liegen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements, wobei die Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: (a) Beschichten eines Substrats mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein erstes flüssiges Medium, ein hydrophiles Polymer und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist; (b) Trocknen der im Schritt (a) ausgebildeten Schicht, um das erste flüssige Medium zu entfernen und zu veranlassen, daß ein Teil des vorhandenen ersten Vernetzungsmittels reagiert und eine hydrophile Schicht bildet; (c) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist; (d) Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht, um das zweite flüssige Medium zu entfernen und zu veranlassen, daß ein zusätzlicher Anteil des in der hydrophilen Schicht vorhandenen ersten Vernetzungsmittels reagiert, um zu bewirken, daß ein Teil des vorhandenen zweiten Vernetzungsmittels reagiert und eine farbannehmende und infrarotabsorbierende Oberflächenschicht bildet; wodurch ein positiv arbeitendes Flachdruckelement ausgebildet wird, wobei die Oberflächenschicht und die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung nicht entfernbar sind; (e) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (d) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreichend ist, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (f) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren sind anschließend an den Schritt (b) und vor dem Schritt (c) die folgenden zwei Schritte enthalten: (i) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein flüssiges Medium und einen Haftvermittler aufweist; und (ii) Trocknen der im Schritt (i) gebildeten Schicht, um das flüssige Medium von Schritt (i) zu entfernen und eine Grundierungsschicht auszubilden; und der Schritt (c) weist dann die Beschichtung der Grundierungsschicht mit dem Flüssigkeitsgemisch auf, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel enthält. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht durch das fehlende Entfernen der hydrophilen Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (e) und (f) gekennzeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen von Schritt (e) ausreichend, um zu bewirken, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts von der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen. In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren etwa 0,05 bis etwa 1,0 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/m².
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements, wobei die Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: (a) Beschichten eines Substrats mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein erstes flüssiges Medium, ein hydrophiles Polymer und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist; (b) Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht, um das erste flüssige Medium zu entfernen und eine hydrophile Schicht zu bilden; (c) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist, wobei ein Teil des zweiten Vernetzungsmittels in die hydrophile Schicht eindringt; (d) Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht und der darunterliegenden hydrophilen Schicht, um das zweite flüssige Medium zu entfernen und zu bewirken, daß ein Teil des in der hydrophilen Schicht vorhandenen zweiten Vernetzungsmittels reagiert und eine farbannehmende und infrarotabsorbierende Oberflächenschicht bildet; wodurch ein positiv arbeitendes Flachdruckelement gebildet wird, wobei die Oberflächenschicht und die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung nicht entfernbar sind; (e) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (d) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (f) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren gibt es anschließend an den Schritt (b) und vor dem Schritt (c) die zwei folgenden Schritte: (i) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein flüssiges Medium und einen Haftvermittler aufweist; und (ii) Trocknen der im Schritt (i) gebildeten Schicht, um das flüssige Medium von Schritt (i) zu entfernen und eine Grundierungsschicht auszubilden; und der Schritt (c) weist dann das Beschichten der Grundierungsschicht mit dem Flüssigkeitsgemisch auf, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht durch das Fehlen der Entfernung der hydrophilen Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (e) und (f) gekennzeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht von Schritt (e) ausreichend, um zu bewirken, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts von der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen. In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,05 bis etwa 1,0 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/m².
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements, wobei die Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: (a) Beschichten eines Substrats mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein erstes flüssiges Medium, ein oder mehrere hydrophile Polymere und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist, wobei das erste Vernetzungsmittel in einem Anteil von mehr als 10 Gew.-% des einen oder der mehreren hydrophilen Polymere vorhanden ist; (b) Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht, um das erste flüssige Medium zu entfernen und eine hydrophile Schicht zu bilden; (c) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist; (d) Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht, um das zweite flüssige Medium zu entfernen und eine farbannehmende und infrarotabsorbierende Oberflächenschicht zu bilden, wobei der Sensibilisator in einem Anteil von 25 bis 80 Gew.-% der Oberflächenschicht vorhanden ist, und wobei das eine oder die mehreren Polymere in einem Anteil von 10 bis 60 Gew.-% der Oberflächenschicht vorhanden sind; wodurch ein positiv arbeitendes Flachdruckelement ausgebildet wird, wobei die Oberflächenschicht und die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung nicht entfernbar sind; (e) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (d) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (f) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht durch das Fehlen der Entfernung der hydrophilen Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (e) und (f) gekennzeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht von Schritt (b) ausreichend, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts von der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen. In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Oberflächenschicht etwa 0,05 bis etwa 1,0 g/m². In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Oberflächenschicht etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/m². Geeignete Polymere zur Ausbildung der farbannehmenden und infrarotabsorbierenden Schicht gemäß den Schritten (c) und (d) schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polyvinylalkohole, Polyurethane, Epoxidpolymere, Vinylpolymere, Acrylpolymere und Cellulosederivate.
Ausführungsformen der Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements gemäß der vorliegenden Erfindung betreffen den Einbau einer zusätzlichen farbannehmenden Oberflächenschicht, die über der infrarotabsorbierenden Schicht liegt, um einen dreischichtigen Produktgrundaufbau aus farbannehmender Oberflächenschicht/infrarotabsorbierenden Schicht/hydrophiler Schicht auf dem Substrat bereitzustellen. Diese zusätzliche farbannehmende Oberflächenschicht kann bei der Erzielung der besten Gesamtbilanz von Eigenschaften nützlich sein, wie z.B. der Erhöhung der Geschwindigkeit der Laserbebilderung, der leichten Reinigungsfähigkeit durch Wasser beim Entfernen der laserbelichteten Bereiche und besonders der Bildauflösung und Haltbarkeit. In einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements die folgenden Schritte auf (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, wobei das positiv arbeitende Element ein Substrat, eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht, eine über der hydrophilen Schicht liegende infrarotabsorbierende Schicht und eine über der infrarotabsorbierenden Schicht liegende farbannehmende Oberflächenschicht aufweist; wobei die Oberflächenschicht durch fehlende Ablation durch Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung charakterisiert ist; wobei die infrarotabsorbierende Schicht durch Absorption von Bebilderungsstrahlung charakterisiert ist; wobei die Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht dadurch charakterisiert sind, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar sind und so angepaßt sind, daß sie als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung und durch anschließendes Entfernen der belichteten Bereiche der Oberflächenschicht und der infrarotabsorbierenden Schicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen, eine naßlithographische Druckfläche bilden; und wobei die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung nicht entfernbar ist; (b) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (a) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar werden, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der kombinierten Oberflächenschicht und infrarotabsorbierenden Schicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht und der infrarotabsorbierenden Schicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen.
Ausführungsformen der Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements mit einem dreischichtigen Produktgrundaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung betreffen den Einbau einer Grundierungsschicht, die zwischen der hydrophilen Schicht und der infrarotabsorbierenden Schicht eingefügt wird, um die wünschenswerten Eigenschaften der infrarotabsorbierenden und hydrophilen Schichten und ihrer Grenzfläche weiter zu verbessern, welche die Menge der während der Laserbebilderung erzeugten Schwebestoffe, die Geschwindigkeit der Laserbebilderung, die leichte Reinigungsfähigkeit durch Wasser während des Entfernen der laserbelichteten Bereiche und die Bildauflösung und Haltbarkeit stark beeinflussen, wie hierin beschrieben. In einer Ausführungsform der Verfahren wird zwischen der hydrophilen Schicht und der infrarotabsorbierenden Schicht im Schritt (a) der Verfahren eine Grundierungsschicht eingefügt, wobei die Grundierungsschicht einen Haftvermittler aufweist. In einer Ausführungsform beträgt die Dicke der Grundierungsschicht von Schritt (a) 0,01 bis 0,1 μm. In einer Ausführungsform weist der Haftvermittler der Grundierungsschicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines hydrophilen Polymers und eines Vernetzungsmittels und vorzugsweise ferner einen Katalysator auf. In einer Ausführungsform weist die Grundierungsschicht eine organische Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform weist die Grundierungsschicht eine Zirconiumverbindung auf.
In einer Ausführungsform der Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements mit einem dreischichtigen Produktaufbau mit wahlfreier Grundierungsschicht gemäß der vorliegenden Erfindung weist die farbannehmende Oberflächenschicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines Polymers und eines Vernetzungsmittels auf. Geeignete Polymere für das vernetzte, polymere Reaktionsprodukt schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Cellulosederivate, Acrylpolymere, Polyurethane und Epoxidpolymere. In einer Ausführungsform weist die farbannehmende Oberflächenschicht ferner eine organische Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der farbannehmenden Oberflächenschicht etwa 0,05 bis etwa 0,5 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der farbannehmenden Oberflächenschicht etwa 0,1 bis etwa 0,3 g/m². In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht durch das Fehlen der Entfernung der hydrophilen Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (b) und (c) gekennzeichnet. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht von Schritt (b) ausreichend, um zu veranlassen, daß die farbannehmende Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar werden, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-% und am stärksten bevorzugt nichts von der kombinierten farbannehmenden Oberflächenschicht und infrarotabsorbierenden Schicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements mit einem dreischichtigen Produktgrundaufbau, wobei die Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: (a) Beschichten eines Substrats mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein erstes flüssiges Medium, ein hydrophiles Polymer und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist; (b) Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht, um das erste flüssige Medium zu entfernen und zu veranlassen, daß ein Teil des vorhandenen ersten Vernetzungsmittels zu einer hydrophilen Schicht reagiert; (c) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist; (d) Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht, um das zweite flüssige Medium zu entfernen und zu veranlassen, daß ein weiterer Teil des in der hydrophilen Schicht vorhandenen ersten Vernetzungsmittels reagiert, zu veranlassen, daß ein Teil des vorhandenen zweiten Vernetzungsmittels reagiert, und eine infrarotabsorbierende Schicht zu bilden; (e) Beschichten der infrarotabsorbierenden Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein drittes flüssiges Medium und ein farbannehmendes Polymer aufweist; (f) Trocknen der im Schritt (e) gebildeten Schicht, um das dritte flüssige Medium zu entfernen und eine farbannehmende Oberflächenschicht zu bilden; wodurch ein positiv arbeitendes, naßlithographisches Druckelement entsteht, wobei die Oberflächenschicht, die infrarotabsorbierende Schicht und die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Reinigen mit oder einer Reinigungslösung nicht entfernbar sind; (g) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (f) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption der Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar werden, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der kombinierten Oberflächenschicht und infrarotabsorbierenden Schicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (h) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht und der infrarotabsorbierenden Schicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren gibt es anschließend an den Schritt (b) und vor dem Schritt (c) die folgenden zwei Schritte: (i) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein flüssiges Medium und einen Haftvermittler aufweist; (ii) Trocknen der im Schritt (i) gebildeten Schicht, um das flüssige Medium von Schritt (i) zu entfernen und eine Grundierungsschicht auszubilden; und der Schritt (c) weist dann die Beschichtung der Grundierungsschicht mit dem flüssigen Gemisch auf, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist.
Ausführungsformen der Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements mit einem dreischichtigen Produktaufbau gemäß der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren, welche die folgenden Schritte aufweisen: (a) Beschichten eines Substrats mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein erstes flüssiges Medium, ein hydrophiles Polymer und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist; (b) Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht, um das erste flüssige Medium zu entfernen und eine hydrophile Schicht auszubilden; (c) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist; wobei ein Teil des zweiten Vernetzungsmittels in die hydrophile Schicht eindringt; (d) Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht und der darunterliegenden hydrophilen Schicht, um das zweite flüssige Medium zu entfernen und zu veranlassen, daß ein Teil des in der hydrophilen Schicht vorhandenen zweiten Vernetzungsmittels reagiert, und um eine infrarotabsorbierende Oberflächenschicht zu bilden; (e) Beschichten der infrarotabsorbierenden Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein drittes flüssiges Medium und ein farbannehmendes Polymer aufweist (f) Trocknen der im Schritt (e) gebildeten Schicht, um das dritte flüssige Medium zu entfernen und eine farbannehmende Oberflächenschicht auszubilden; wodurch ein positiv arbeitendes naßlithographisches Druckelement entsteht, wobei die Oberflächenschicht, die infrarotabsorbierende Schicht und die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung nicht entfernbar sind; (g) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (f) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierendem Schicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar werden, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der kombinierten Oberflächenschicht und infrarotabsorbierenden Schicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (h) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht und der infrarotabsorbierenden Schicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren gibt es anschließend an den Schritt (b) und vor dem Schritt (c) die zwei folgenden Schritte: (i) Beschichten der hydrophilen Schicht mit einem Flüssigkeitsgemisch, das ein flüssiges Medium und einen Haftvermittler aufweist; (ii) Trocknen der im Schritt (i) gebildeten Schicht, um das flüssige Medium von Schritt (i) zu entfernen und eine Grundierungsschicht auszubilden; und der Schritt (c) weist dann das Beschichten der Grundierungsschicht mit dem Flüssigkeitsgemisch auf, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist.
In einer Ausführungsform ist die infrarotabsorbierende Schicht der dreischichtigen Konstruktionen der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren farbannehmend. In einer Ausführungsform ist die infrarotabsorbierende Schicht der dreischichtigen Konstruktionen der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren ferner dadurch gekennzeichnet, daß sie Druckfarbe nicht annimmt und Wasser in einer naßlithographischen Druckpresse annimmt.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen Verfahren zur Herstellung eines positiv arbeitenden, naßlithographischen Druckelements sowohl für zweischichtige als auch für dreischichtige Produktaufbauten mit hochvernetzten Schichten und mit verschiedenen vernetzungschemischen Wechselwirkungsverfahren durch Grenzflächenreaktionen zwischen benachbarten infrarotabsorbierenden und hydrophilen Schichten. Die infrarotabsorbierenden Sensibilisatoren in der infrarotabsorbierenden Schicht zur Verwendung mit den hochvernetzten Schichten gemäß der vorliegenden Erfindung sind nicht auf organische Sensibilisatoren beschränkt, wie z.B. Ruße und organische Farbstoffe, sondern können anorganische und metallische Sensibilisatoren einschließen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung betreffen naßlithographische Druckelemente, die entsprechend den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden.
Ein Vorteil der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist, daß das naßlithographische Druckelement oder die naßlithographische Platte bei sehr geringer Laserleistung bebildert werden können, wodurch die Ablation der infrarotabsorbierenden Schicht und der farbannehmenden Oberflächenschicht, falls vorhanden, entfällt und daher fast alle oder alle schädlichen Dämpfe und Schwebestoffe beseitigt werden. Da das Feuchtmittel auf Wasserbasis in der naßlithographischen Druckmaschine die Platte leicht von der laserbelichteten infrarotabsorbierenden Schicht und außerdem von der farbannehmenden Oberflächenschicht, falls vorhanden, reinigt, eignet sich die Platte zur Bebilderung in der Druckmaschine und zum direkten Druck. Außerdem wird im Verlauf einer großen Druckauflage die hydrophile Schicht nicht durch das Feuchtmittel löslich gemacht, und es können nichthydrophile Substrate benutzt werden. Ferner bietet die hydrophile Schicht unter den unbelichteten Bildbereichen gemäß der vorliegenden Erfindung ein hervorragendes Haftvermögen an der darüberliegenden farbannehmenden Bildschicht, da eine Unterschneidung durch Solubilisierung nahezu unmöglich ist, besonders wenn die hydrophile Schicht unter Einschluß ihrer Grenzfläche zu der infrarotabsorbierenden Schicht hochvernetzt ist.
Die Überlegenheit der Verfahren und der Flachdruckelemente gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung gegenüber den bisher bekannten erweist sich besonders in der schnellen Bebilderungsfähigkeit mit relativ billigen Diodenlasern mit großen Punktgrößen; ihrer Bebilderungscharakteristik mit niedriger Laserleistung; ihrer Beseitigung von schädlichen Dämpfen und Schwebestoffen während der Bebilderung; ihrer leichten Reinigung, ihrer hervorragenden Bildauflösung und Druckqualität; ihrer Wasserfestigkeit, die eine hervorragende Haltbarkeit und ein hervorragendes Haftvermögen des Bildes in der Druckmaschine liefert, und ihren niedrigen Herstellungskosten.
Wie der Fachmann erkennen wird, sind Merkmale einer Ausführungsform und eines Aspekts der Erfindung auf andere Ausführungsformen und Aspekte der Erfindung anwendbar. Die oben diskutierten und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung wird der Fachmann aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und den Zeichnungen erkennen und verstehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorstehende Diskussion läßt sich leichter aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstehen.
1 zeigt vergrößerte Schnittansichten des dem Fachmann bekannten Mechanismus zur Bebilderung und Reinigung einer naßlithographischen Platte mit einer absorbierenden, ablatierbaren Deckschicht, einer Schutzschicht und einem hydrophilen Metallsubstrat.
2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Flachdruckelements mit einer infrarotabsorbierenden, farbannehmenden Oberflächenschicht, einer hydrophilen Schicht und einem Substrat.
Die 3A und 3B zeigen vergrößerte Schnittansichten des Flachdruckelements von 2 in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements: (A) nach dem Belichten mit Infrarotlaser-Bebilderungsstrahlung; und (B) nach dem Reinigen.
4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht eines Flachdruckelements mit einer farbannehmenden Oberflächenschicht, einer infrarotabsorbierenden Schicht, einer hydrophilen Schicht und einem Substrat.
Die 5A und 5B zeigen vergrößerte Schnittansichten des Flachdruckelements von 4 in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements: (A) nach dem Belichten mit Infrarotlaser-Bebilderungsstrahlung; und (B) nach dem Reinigen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN MIT EINER ZWEISCHICHTIGEN PRODUKTKONFIGURATION
Bei der Herstellung von Flachdruckelementen durch Laserbebilderung wäre es sehr wünschenswert, die bei der ablativen Laserbebilderung erzeugten Dämpfe und Schwebestofftrümmer zu beseitigen oder zumindest stark zu verringern. Zum Beispiel, wie in 1 dargestellt, beschreibt US-A-5493971 ein Bebilderungsverfahren mittels Laserablation, wobei Bebilderungsstrahlung die Oberflächenschicht 10 vollständig und zumindest ein wenig von der Schutzschicht 12 entfernt und einen Restpfropfen des Schutzschichtmaterials zurückläßt. Das Auftreten einer vollständigen Ablation mindestens einer Schicht während des Laserbebilderungsprozesses führt zu Schwebestofftrümmern und möglicherweise zu unangenehmen oder schädlichen Dämpfen und Gerüchen, die anschließend durch kostenaufwendige und möglicherweise komplexe Umweltschutzeinrichtungen in dem Laserbebilderungssystem aufgefangen werden müssen. Die vorliegende Erfindung überwindet diese Beschränkung von ablativen Laserbebilderungsverfahren und -systemen zur Herstellung von Flachdruckelementen durch Bereitstellung von Laserbebilderungsverfahren und -systemen ohne Ablation, oder zumindest fast ohne Ablation, während der bildartigen Laserbelichtung.
In 2 ist eine zweischichtige Produktkonfiguration für die Flachdruckelemente zur Verwendung bei den erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements dargestellt. Diese zweischichtige Produktkonfiguration weist eine infrarotabsorbierende und farbannehmende Oberflächenschicht 102 und eine hydrophile Schicht 104 auf einem Substrat 106 auf. Die 3A und 3B zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements für das Flachdruckelement von 2. Wie in 3A dargestellt, tritt Laserbebilderungsstrahlung in Wechselwirkung mit den Schichten 102 und 104, ohne Ablationsnebenprodukte zu erzeugen, wie z.B. Schwebestofftrümmer und Dämpfe, und läßt auf der hydrophilen Schicht 104 eine laserbelichteten Bereich 108 zurück. Wie in 3B dargestellt, wird die laserbebilderte Platte dann mit einer Reinigungslösung gereinigt, wie z.B. Wasser, um den laserbelichteten Bereich 108 zu entfernen und dadurch die Oberfläche 110 der hydrophilen Schicht 104 freizulegen. Von dieser hydrophilen Schicht 104 wird während der Laserbebilderungsschritte nichts ablatiert bzw. abgetragen, wie in 3A veranschaulicht. Außerdem wird während des Reinigungsschritts von dieser hydrophilen Schicht 104 nichts entfernt, wie in 3B dargestellt. Die ablationsbeständigen und reinigungsbeständigen Eigenschaften dieser hydrophilen Schicht und die Grenzflächeneigenschaften zwischen der hydrophilen Schicht und der infrarotabsorbierenden Schicht gehören zu den Schlüsselmerkmalen der vorliegenden Erfindung, wie sie hierin beschrieben wird.
Daher betrifft ein Aspekt der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements, wobei die Verfahren die folgenden Schritte aufweisen: (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, wobei das positiv arbeitende Element ein Substrat, eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht und eine über der hydrophilen Schicht liegende farbannehmende und infrarotabsorbierende Oberflächenschicht aufweist; wobei die Oberflächenschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Infrarot-Bebilderungsstrahlung absorbiert, durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist und so angepaßt ist, daß sie als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung und anschließender Entfernung der belichteten Bereiche der Oberflächenschicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen, eine naßlithographische Druckfläche bildet; und wobei die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung nicht entfernbar ist; (b) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (a) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophile Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (b) und (c) nicht entfernt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht von Schritt (b) ausreichend, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts von der infrarotabsorbierenden oder Oberflächenschicht in dem laserbelichteten Bereich zu entfernen. Daher liefern die erfindungsgemäßen Verfahren ein naßlithographisches Druckelement mit einem sehr niedrigen oder verschwindenden Emissionsgrad von Gasen und Schwebestofftrümmern während der Laserbebilderung, während außerdem eine hervorragende Reinigungsfähigkeit der laserbelichteten Bereiche durch Wasser oder eine gleichwertige umweltverträgliche wäßrige Lösung und eine hervorragende Bildauflösung und Haltbarkeit erzielt werden, die auf die Eigenschaften der infrarotabsorbierenden und hydrophilen Schichten und ihrer Grenzfläche zurückzuführen sind, wie sie hierin beschrieben werden.
In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht der Druckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren etwa 0,05 bis etwa 1,0 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/m². Diese Gewichte sind ähnlich wie oder niedriger als diejenigen, die typischerweise in den infrarotabsorbierenden Schichten der ablativen laserbebilderungsfähigen Flachdruckelemente eingesetzt werden, wie z.B. in der kanadischen Patentschrift Nr. 1050805 und in US-A-5493971 beschrieben. Daher ist in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, wo während der Laserbebilderung ein kleiner Ablationsbetrag der infrarotabsorbierenden Schichten auftritt, wie z.B. 10 Gew.-% oder weniger, die Menge ablativer Nebenprodukte von diesen dünnen infrarotabsorbierenden Schichten, besonders von denen mit einem Gewicht von weniger als 0,5 g/m², äußerst klein und stellt im Vergleich zu ablativen Laserbebilderungsverfahren mit vollständiger Ablation von dickeren infrarotabsorbierenden Schichten kein wesentliches ökologisches Eindämmungsproblem dar.
HYDROPHILE SCHICHTEN FÜR VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN
Wie z.B. in den 2, 3A und 3B dargestellt, bildet die hydrophile Schicht 104 während der Laserbelichtung eine Wärmesperrschicht, um einen Wärmeverlust und eine mögliche Beschädigung des Substrats 106 zu verhindern, besonders wenn das Substrat ein Metall ist, wie z.B. Aluminium. Außerdem ist sie hydrophil, so daß sie als hydrophiler oder wasserannehmender Hintergrundbereich auf der bebilderten naßlithographischen Platte wirken kann.
Die hydrophile Schicht 104 sollte gut an dem Substrat 106 und an der infrarotabsorbierenden Schicht 102 haften. Im allgemeinen sind Polymerwerkstoffe, welche diese Kriterien erfüllen, unter anderem diejenigen mit offenen polaren Komponenten, wie z.B. Hydroxyl- oder Carboxylgruppen, beispielsweise verschiedene Cellulosederivate, die so modifiziert sind, daß sie derartige Gruppen enthalten, und Polyvinylalkohol-Polymere.
Die hydrophile dritte Schicht 104 widersteht einem wiederholten Auftragen von Feuchtmittel während des Druckvorgangs ohne wesentliche Zersetzung oder Solubilisierung. Ein Test des Beständigkeit gegen wiederholtes Auftragen von Feuchtmittel während des Drucks ist ein Naßwischfestigkeitstest, wie in Beispiel 2 der vorliegenden Erfindung beschrieben. Befriedigende Ergebnisse bezüglich der Beständigkeit gegen wiederholtes Auftragen von Feuchtmittel und Unlöslichkeit in Wasser, wie hierin für die vorliegende Erfindung definiert, ist die Beibehaltung der 3%-Bildpunkte im Naßwischfestigkeitstest.
Geeignete Beschichtungen auf Polyvinylalkoholbasis kann man z.B. durch Kombination von AIRVOL 125-Polyvinylalkohol, einem Warenzeichen für Polyvinylalkoholpolymere, beziehbar von Air Products and Chemicals, Inc., Allentown, PA; BACOTE 20, einem Warenzeichen für eine Ammoniumzirconylcarbonatlösung, beziehbar von Magnesium Elektron, Flemington, NJ; Glycerin, beziehbar von Aldrich Chemical, Milwaukee, WS; und Triton X-100, einem Warenzeichen für ein Tensid, beziehbar von Rohm & Haas, Philadelphia, PA, erhalten.
Außer seiner Fähigkeit zur Vernetzung von Polymeren mit Hydroxyl- und Carboxylgruppen ist Ammoniumzirconylcarbonat bei Erhitzen als Vorläufer für die Bildung von kolloidalen Zirconiumoxid-Solen und Zirconiumoxid-Sol-Gel- oder -Xerogelschichten bekannt. In den hydrophilen Schichten der Flachdruckelemente gemäß den Verfahren der vorliegenden Erfindung ist der Einbau eines großen Anteils eines Sol-Gel- oder Xerogelvorläufers, wie z.B. Ammoniumzirconylcarbonat, vorteilhaft bei der Bereitstellung einer Kombination von Beständigkeit gegen Entfernen durch Ablation während der Laserbebilderung und gegen Entfernen durch Reinigung mit Wasser oder einer Reinigungslösung, zusammen mit einem hervorragenden Haftvermögen an dem Substrat und der darüberliegenden Überzugsschicht, hydrophilen Eigenschaften und leichter Reinigungsfähigkeit der nichtablatierten infrarotabsorbierenden Schicht von der Oberfläche der hydrophilen Schicht in den laserbelichteten Bereichen, wie in 3B dargestellt. Außer der Nutzung eines ersten Vernetzungsmittels, wie z.B. von Ammoniumzirconylcarbonat, in der hydrophilen Schicht, und vorzugsweise der Nutzung eines Xerogel-Vorläufers, wie z.B. Ammoniumzirconylcarbonat, in einem höheren Anteil, als er für die Vernetzung der verfügbaren vernetzbaren Gruppen an den vorhandenen Polymeren erforderlich ist, wird vorzugsweise ein zweites Vernetzungsmittel zugesetzt, wie z.B. ein Melamin, um die hydrophile Schicht weiter zu vernetzen und die leichte Reinigungsfähigkeit an der Grenzfläche zwischen der hydrophilen Schicht und der infrarotabsorbierenden Schicht zu verbessern. Ein Katalysator, wie z.B. eine organische Sulfonsäurekomponente, wie hierin definiert, kann der hydrophilen Schicht zugesetzt werden, um die Reaktionsgeschwindigkeit der ersten und/oder zweiten Vernetzungsmittel zu erhöhen. Das zweite Vernetzungsmittel und der Katalysator können in der Beschichtungsformulierung der hydrophilen Schicht oder in der Beschichtungsformulierung einer darüberliegenden Schicht enthalten sein, wie z.B. der infrarotabsorbierenden Schicht. Im letzteren Fall werden das zweite Vernetzungsmittel und der Katalysator in die hydrophile Schicht eingebaut, indem das flüssige Beschichtungsgemisch der darüberliegenden Schicht in die hydrophile Schicht eindringt. In diesem Fall ist es gewöhnlich wichtig, den Vernetzungsgrad der hydrophilen Schicht vor dem Aufbringen der darüberliegenden Schicht zu steuern, um das optimale Gleichgewicht erwünschter Eigenschaften zu erzielen, wie z.B. leichte Reinigungsfähigkeit und Bildauflösung und Haltbarkeit. Eine weitere Vernetzung der hydrophilen Schicht mit den vorhandenen ersten und zweiten Vernetzungsmitteln kann dann durch Erhitzen während des Trocknens der darüberliegenden Schicht und/oder während etwaiger anschließender Schritte nach dem Erhitzen bewerkstelligt werden.
Folglich weist in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines naßlithographischen Druckelements die hydrophile Schicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines hydrophilen Polymers und eines ersten Vernetzungsmittels auf. Geeignete hydrophile Polymere für die vernetzten, polymeren Reaktionsprodukte schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polyvinylalkohole und Cellulosederivate. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das hydrophile Polymer ein Polyvinylalkohol. In einer Ausführungsform ist das erste Vernetzungsmittel eine Zirconiumverbindung. In einer Ausführungsform ist das erste Vernetzungsmittel Ammoniumzirconylcarbonat. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das erste Vernetzungsmittel Ammoniumzirconylcarbonat, und das Ammoniumzirconylcarbonat ist in einem Anteil von mehr als 10 Gew.-% des Polyvinylalkohols und stärker bevorzugt in einem Anteil von 20 bis 50 Gew.-% des Polyvinylalkohols vorhanden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die hydrophile Schicht ferner ein zweites Vernetzungsmittel auf. In einer Ausführungsform weist die hydrophile Schicht ferner ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines Polyvinylalkohols und eines zweiten Vernetzungsmittels auf. In einer Ausführungsform ist das zweite Vernetzungsmittel ein Melamin. In einer Ausführungsform weist die hydrophile Schicht ferner einen Katalysator für das zweite Vernetzungsmittel auf. In einer Ausführungsform ist der Katalysator eine organische Sulfonsäurekomponente. In einer Ausführungsform weist die hydrophile Schicht eine anorganische Xerogel-Schicht auf, wobei diese Schicht vorzugsweise ein Zirconiumoxid-Xerogel aufweist.
Die hydrophile Schicht wird bei der vorliegenden Erfindung typischerweise in einer Dicke im Bereich von etwa 1 bis etwa 40 μm und stärker bevorzugt im Bereich von etwa 2 bis etwa 25 μm aufgetragen. Nach dem Auftragen kann die hydrophile Schicht bei verschiedenen Temperaturen getrocknet werden, um die flüchtige Flüssigkeit aus dem Beschichtungsgemisch zu entfernen. Die Temperaturbedingungen für die Aushärtung der hydrophilen Schicht sind von vielen Faktoren abhängig, wie z.B. von den jeweiligen Materialien in der Schicht sowie davon, ob ein Vernetzungsmittel und/oder ein Katalysator aus einem nachfolgenden Beschichtungsauftrag in die hydrophile Schicht eindringen und diese weiter vernetzen muß. Zum Beispiel kann in dem Fall, wo ein zweites Vernetzungsmittel und ein Katalysator aus einem nachfolgenden Beschichtungsauftrag in die hydrophile Schicht eindringt und diese weiter aushärtet, die hydrophile Schicht bei einer Temperatur von 135°C bis 155°C getrocknet und anschließend 10 Sekunden bis 3 Minuten bei einer Temperatur zwischen 145°C und 185°C, stärker bevorzugt 30 Sekunden bis 2 Minuten bei einer Temperatur zwischen 145°C und 165°C nur teilweise vernetzt werden.
INFRAROTABSORBIERENDE SCHICHTEN FÜR VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN
Die Haupteigenschaften der infrarotabsorbierenden Schicht sind die Absorption von und die Empfindlichkeit gegenüber Infrarotlaser-Bebilderungsstrahlung unter Verwendung einer kommerziell brauchbaren Laserbebilderungseinrichtung, ein ausreichendes Haftvermögen an der hydrophilen Schicht, um Platten mit langer Standzeit bereitzustellen, und die Beibehaltung von kleinen 2%- und 3%-Bildpunkten bei 59 Zeilen/cm (150 Zeilen/Zoll) in Halbtonbildern bei der Verarbeitung in der Druckmaschine. Außerdem ist die infrarotabsorbierende Schicht dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption der Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist. Ferner wird die infrarotabsorbierende Schicht vorzugsweise bei niedrigen Leistungspegeln des Bebilderungslasers bebildert, wo keine Ablation der infrarotabsorbierenden Schicht erfolgt; jedoch können die laserbelichteten Bereiche der infrarotabsorbierenden Schicht anschließend leicht durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung entfernt werden. Das Haftvermögen an der hydrophilen Schicht ist zum Teil von der chemischen Struktur und der Menge des Materials abhängig, das die Laserbebilderungsstrahlung absorbiert, sowie von den Bindungsstellen, die an den Polymeren in der infrarotabsorbierenden Schicht verfügbar sind.
Wichtig ist, daß die Bindung durch die Polymere und andere Materialien in der infrarotabsorbierenden Schicht stark genug ist, um für ein hinreichendes Haftvermögen an der hydrophilen Schicht zu sorgen, aber während der Laserbelichtung ausreichend chemisch umgewandelt wird, um anschließend für eine leichte Reinigung der hydrophilen Schicht von den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht zu sorgen. Zum Beispiel bieten Polymere vom Vinyltyp, wie z.B. Polyvinylalkohol, ein geeignetes Gleichgewicht zwischen diesen beiden Eigenschaften. Beispielsweise wird durch Verwendung von Polyvinylalkohol, wie z.B. AIRVOL 125 und AIRVOL 325, die in die infrarotabsorbierende Schicht eingebaut werden, ein verbessertes Haftvermögen an der hydrophilen Schicht sowie eine leichte Reinigung nach der Bebilderung bereitgestellt. Es können auch Vernetzungsmittel zugesetzt werden. Eine Verbindung, die Infrarotstrahlung absorbiert, oder ein Sensibilisator wird der Zusammensetzung der infrarotabsorbierenden Schicht zugesetzt und darin dispergiert. Verschiedene infrarotabsorbierende Verbindungen sind bekannt und können als strahlungsabsorbierender Sensibilisator bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Von den beurteilten Infrarotsensibilisatoren beeinflußten überraschenderweise CAB-O-JET 200, ein Warenzeichen für oberflächenmodifizierte Ruße, beziehbar von der Cabot Corporation, Bedford, MA, und BONJET BLACK CW-1, ein Warenzeichen für eine oberflächenmodifizierte wäßrige Rußdispersion, beziehbar von der Orient Corporation, Springfield, N.J., das Haftvermögen an der hydrophilen Schicht in den zum Erreichen einer hinreichenden Bebilderungsempfindlichkeit erforderlichen Anteilen am wenigsten. So weist beispielsweise BONJET BLACK CW-1 gute infrarotsensibilisierende Eigenschaften auf, ermöglicht eine verbesserte Haftung an der hydrophilen Schicht und ermöglicht auch überraschenderweise eine leichte Reinigung und Entfernung der laserbebilderten Bereiche der infrarotabsorbierenden Schicht nach der Laserbelichtung unter den erfindungsgemäßen Bedingungen der nichtablativen Laserbebilderung.
Geeignete Beschichtungen sowohl für die hydrophile als auch für die infrarotabsorbierende Schicht können durch bekannte Mischungsverfahren hergestellt werden. Zum Beispiel kann für die infrarotabsorbierende Schicht eine Grundierungsmischung gebildet werden, indem zunächst alle Komponenten miteinander vermischt werden, wie z.B. Wasser; 2-Butoxyethanol, AIRVOL 125-Polyvinylalkohol; CYMEL 303-Hexamethoxymethylmelamin-Vernetzungsmittel; WITCOBOND 240, ein Warenzeichen für eine Polyurethandispersion auf Wasserbasis, beziehbar von der Witco Corporation; und BONJET BLACK CW-1-Ruß, mit der Ausnahme, daß kein Vernetzungskatalysator enthalten ist. Um die Beständigkeit der Beschichtungsformulierung zu verlängern, kann dem Grundierungsgemisch oder der Dispersion später unmittelbar vor dem Auftragen der Schicht irgendein Vernetzungsmittel zugesetzt werden, wie z.B. NACURE 2530. Das Beschichtungsgemisch oder die Dispersion kann durch irgendein bekanntes Beschichtungsverfahren aufgebracht werden. Um jedoch die Vorteile der Erfindung am besten zu erreichen, muß das Aufbringen der über der hydrophilen Schicht liegenden infrarotabsorbierenden Überzugsschicht vorzugsweise auf kontrollierte Weise erfolgen. Zum Beispiel sollten die Menge und der Feststoffanteil der aufgebrachten Schicht und die Naßverweilzeit vor dem Trocknen der Beschichtung genau kontrolliert werden, wenn die Beschichtung über einer teilweise vernetzten hydrophilen Schicht aufgebracht wird. Typischerweise werden bessere Ergebnisse erzielt, wenn die hydrophile Überzugsschicht nicht durch große Mengen des infrarotabsorbierenden Beschichtungsgemischs befeuchtet wird und wenn die Naßverweilzeit zwischen 1 und 12 Sekunden, vorzugsweise zwischen 1 und 6 Sekunden gehalten wird. Verschiedene Auftragsverfahren, wie z.B. Spiralrakelauftrag, Umkehrwalzenauftrag, Gravurstreichverfahren, Quetschwalzenauftrag und Breitschlitzdüsenauftrag, können sämtlich angewandt werden. Nach dem Trocknen, um die flüchtigen Flüssigkeiten zu entfernen und den gewünschten Aushärtungsgrad bereitzustellen, entsteht eine feste Überzugsschicht.
In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,05 bis etwa 1,0 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht etwa 0,1 bis etwa 0,5 g/m². Es können verschiedene Trocknungsbedingungen angewandt werden, um die flüchtigen Flüssigkeiten aus der infrarotabsorbierenden Schicht zu entfernen, die infrarotabsorbierende Schicht auszuhärten bzw. zu vernetzen und die hydrophile Schicht, wenn dies gewünscht wird, weiter zu vernetzen. Zum Beispiel kann nach dem Beschichten die Schicht getrocknet und anschließend 10 Sekunden bis 3 Minuten bei einer Temperatur zwischen 135°C und 185°C, stärker bevorzugt 30 Sekunden bis 2 Minuten bei einer Temperatur zwischen 145°C und 175°C ausgehärtet werden.
In einer Ausführungsform ist die infrarotabsorbierende Schicht des Druckelements gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren farbannehmend. Eine farbannehmende, infrarotabsorbierende Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung wird zum Beispiel als Schicht 102 in den 2, 3A und 3B sowie in Beispiel 2 dargestellt.
In einer weiteren Ausführungsform kann die infrarotabsorbierende Schicht dadurch charakterisiert sein, daß sie in einer naßlithographischen Druckmaschine nicht farbannehmend und wasserannehmend ist. Zur Verwendung in positiv arbeitenden, naßlithographischen Druckelementanwendungen wird eine farbannehmende Deckschicht mit diesem Aufbau genutzt.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht, d.h. die Oberflächenschicht in einem zweischichtigen Plattenaufbau aus einer hydrophilen Schicht und einer infrarotabsorbierenden Schicht auf einem Substrat, ein oder mehrere Polymere und einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator auf. In einer Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator ein Ruß. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht einen oder mehrere Ruße auf, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus sulfonierten Rußen mit sulfonierten Gruppen an der Rußoberfläche, carboxylierten Rußen mit Carboxylgruppen an der Rußoberfläche und Rußen mit einem oberflächenaktiven Wasserstoffgehalt von nicht weniger als 1,5 mmol/g besteht. Ruße mit einem oberflächenaktiven Wasserstoffgehalt von nicht weniger als 1,5 mmol/g werden z.B. in US-A-5609671 beschrieben. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator CAB-O-JET 200. In einer anderen bevorzugten Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator BONJET BLACK CW-1. In einer Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator in einem Anteil von mehr als 55 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht vorhanden. In einer Ausführungsform ist der infrarotabsorbierende Sensibilisator in einem Anteil von mehr als 65 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht vorhanden.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist eines von dem einen oder den mehreren Polymeren der infrarotabsorbierenden Schicht ein Polymer auf, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkoholen, Polyurethanen, Epoxidpolymeren, Vinylpolymeren, Acrylpolymeren und Cellulosederivaten besteht. Der Begriff "Acrylpolymere", wie er hier gebraucht wird, betrifft Polymere, die Acrylsäure-, Acrylat- oder Methacrylatgruppen aufweisen. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht einen Polyvinylalkohol auf. In einer Ausführungsform ist der Polyvinylalkohol in einem Anteil von 20 bis 95 Gew.-% des Gesamtgewichts der in der infrarotabsorbierenden Schicht enthaltenen Polymere vorhanden. In einer Ausführungsform ist der Polyvinylalkohol in einem Anteil von 25 bis 75 Gew.-% des Gesamtgewichts der in der infrarotabsorbierenden Schicht enthaltenen Polymere vorhanden. Geeignete Polymere zur Verwendung in Kombination mit Polyvinylalkohol in der infrarotabsorbierenden Schicht schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf andere wasserlösliche oder wasserdispergierbare Polymere, z.B. Polyurethane, Cellulosederivate, Epoxidpolymere, Acrylpolymere und Vinylpolymere.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht ein Vernetzungsmittel auf, vorzugsweise ein Melamin. In einer Ausführungsform weisen ein oder mehrere Polymere der infrarotabsorbierenden Schicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines Polymers und eines Vernetzungsmittels auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das vernetzte, polymere Reaktionsprodukt aus der Gruppe ausgewählt, die aus vernetzten Reaktionsprodukten eines Vernetzungsmittels mit den folgenden Polymeren besteht: einem Polyvinylalkohol; einem Polyvinylalkohol und einem Vinylpolymer; einem Cellulosepolymer; einem Polyurethan; einem Epoxidpolymer; einem Acrylpolymer und einem Vinylpolymer.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht zusätzlich zu einem oder mehreren Polymeren und einem infrarotabsorbierenden Sensibilisator einen Katalysator auf.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren weist die infrarotabsorbierende Schicht ein oder mehrere Polymere, einen infrarotabsorbierenden Sensibilisator und eine organische Sulfonsäurekomponente auf, vorzugsweise eine Komponente einer aminblockierten p-Toluolsulfonsäure. Der Begriff "organische Sulfonsäure", wie er hier gebraucht wird, bezieht sich auf organische Verbindungen, die mindestens eine Sulfonsäurekomponente -SO₃H aufweisen, die kovalent an ein Kohlenstoffatom der organischen Verbindung gebunden ist. Der Begriff "organische Sulfonsäuekomponente", wie er hier gebraucht wird, betrifft freie organische Sulfonsäuren und betrifft außerdem die freien organischen Sulfonsäuren, die gebildet werden, wenn ein blockierter oder latenter organischer Sulfonsäurekatalysator zersetzt wird, wie z.B. durch Wärme oder durch Strahlung, und eine freie oder nichtblockierte organische Sulfonsäure bildet, um die gewünschte Vernetzungsreaktion zu katalysieren, wie dem Fachmann bekannt ist. Das Gewicht der freien organischen Sulfonsäure, die man aus dem blockierten oder latenten organischen Sulfonsäurekatalysator erhalten kann, wird hierin benutzt, um den Anteil der organischen Sulfonsäurekomponente in Gew.-% des Gesamtgewichts der in der Überzugsschicht vorhandenen Polymere zu berechnen. Wie dem Fachmann bekannt, können die blockierten organischen Sulfonsäurekatalysatoren ein Addukt oder Komplex einer organischen Sulfonsäure mit einem Komplexbildner sein, wie z.B. mit einem Amin, und die Molverhältnisse der organischen Sulfonsäure und des Komplexbildners können stark variieren, wie z.B. vom 1,0:0,5 bis 1,0:2,0. Alternativ kann der blockierte organische Sulfonsäurekatalysator ein Reaktionsprodukt einer organischen Sulfonsäure mit einem geeigneten Material sein, wie z.B. mit einem Alkohol, um den blockierten Katalysator in Form eines Esters einer organischen Sulfonsäure bereitzustellen. Es sind viele verschiedene blockierte oder latente organische Sulfonsäurekatalysatoren bekannt und können bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, um die organische Sulfonsäurekomponente bereitzustellen. Beispiele von geeigneten blockierten oder latenten organischen Sulfonsäurekatalysatoren, die geeignete organische Sulfonsäurekomponenten liefern, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf aminblockierte organische Sulfonsäuren, wie z.B. in den US-Patentschriften US-A-4075176; 4200729; 4632964; 4728545; 4812506; 5093425; 5187019; 5681890 und 5691002 beschrieben; Ester einer organischen Sulfonsäure, wie zum Beispiel in US-A-4192826; 4323660; 4331582; 4618564; 5102961; 5364734 und 5716756 beschrieben; Reaktionsprodukte einer organischen Sulfonsäure und eines Glycidamids, wie zum Beispiel in US-A-4830427 beschrieben; und Amide einer organischen Sulfonsäure, wie zum Beispiel in US-A-4618526 beschrieben. Anstelle der freien oder nichtblockierten organischen Sulfonsäure in den auf ein Substrat aufzutragenden Beschichtungslösungen werden typischerweise die blockierten oder latenten organischen Sulfonsäurekatalysatoren zur Vernetzung von Beschichtungen verwendet, um durch Verminderung des Viskositätsaufbaus infolge vorzeitiger Vernetzung und wegen der besseren Gleichmäßigkeit der Beschichtung und Wasserbeständigkeit, die man oft in den fertigen Überzugsschichten erhält, für eine stabile Lagerfähigkeit der Beschichtungslösung zu sorgen.
Ein Beispiel einer aminblockierten p-Toluolsulfonsäure (PTSA) ist NACURE 2530, ein Warenzeichen für einen Katalysator, beziehbar von King Industries, Norwalk, CT. Diese Katalysatoren auf PTSA-Basis unterstützen die Aushärtung beispielsweise von CYMEL 303, einem Warenzeichen für Melamin-Vernetzungsmittel, beziehbar von Cytec Industries, Inc., Wayne, NJ, mit in der infrarotabsorbierenden Schicht enthaltenen Polymeren, und beim Eindringen des Katalysators in darunterliegende Schichten, wie z.B. die hydrophile Schicht, mit Polymeren in diesen darunterliegenden Schichten. Beispiele dieser vernetzbaren Polymere sind AIRVOL 125, ein Warenzeichen für Polyvinylalkoholpolymere, beziehbar von Air Products, Allentown, PA, und UCAR WBV-110, ein Warenzeichen für eine Vinylcopolymerdispersion auf Wasserbasis, beziehbar von Union Carbide Corporation, Danbury, CT. Um den Anteil in Gew.-% der organischen Sulfonsäurekomponente in der erfindungsgemäßen infrarotabsorbierenden Schicht zu berechnen, wird das Gewicht der organischen Sulfonsäurekomponente (p-Toluolsulfonsäure macht in den Beispielen der vorliegenden Erfindung 25 Gew.-% von NACURE 2530 aus) durch das Gesamtgewicht der vorhandenen Polymere dividiert, bezogen auf das kombinierte Gewicht des Vernetzungsmittels und aller vorhandenen Polymere.
Es sind viele verschiedene organische Sulfonsäurekomponenten bekannt und können bei der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden. Beispiele von geeigneten organischen Sulfonsäurekomponenten schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf organische Sulfonsäuren mit einer Ionisationskonstante (pKa) von weniger als 4, wie z.B. p-Toluolsulfonsäure, Dodecylbenzolsulfonsäure, Dinonylnaphthalinsulfonsäure, Tridecylbenzolsulfonsäure, Methansulfonsäure, Polystyrolsulfonsäure und Dodecylbenzoldisulfonsäure. In einer Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente der vorliegenden Erfindung eine aromatische Sulfonsäure. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente p-Toluolsulfonsäure (PTSA). In einer Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente der vorliegenden Erfindung eine Komponente aus einem blockierten oder latenten organischen Sulfonsäurekatalysator, vorzugsweise eine aminblockierte organische Sulfonsäure. Der Begriff "Amin", wie er hier gebraucht wird, betrifft Ammoniak sowie aliphatische primäre, sekundäre und tertiäre Amine, einschließlich heterocyclischer Amine mit einem gesättigten Ring.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß wesentlich erhöhte Gehalte einer organischen Sulfonsäurekomponente, wie z.B. der p-Toluolsulfonsäure in NACURE 2530, bis zu Anteilen von mehr als 12 Gew.-% und vorzugsweise mehr als 25 Gew.-% des Gesamtgewichts der vorhandenen Polymere, in Verbindung mit großen Anteilen eines wasserdispergierbaren infrarotabsorbierenden Ruß-Sensibilisators in der infrarotabsorbierenden Schicht bis zu Sensibilisator-Anteilen von mehr als 55 Gew.-% des Gewichts der trockenen Schicht erhebliche Verbesserungen der Leichtigkeit der Reinigung von laserbelichteten Bereichen, für eine wesentliche Senkung der zur Bebilderung erforderlichen Laserleistung, ohne die Haltbarkeit und das Haftvermögen der farbannehmenden Bereiche der Platte während großer Druckauflagen zu beeinträchtigen, sowie für eine Verbesserung der erzielbaren Feinauflösung des Bildes und Druckqualität sorgen. Noch überraschender führt die starke Verminderung der Laserbebilderungsleistung zu niedrigeren Bebilderungstemperaturen und, was besonders wichtig ist, zum Fehlen einer Ablation der infrarotabsorbierenden Schicht. Die fehlende Ablation während der Bebilderung führt zu einer wesentlichen Verminderung, wenn nicht Beseitigung, schädlicher Dämpfe und Schwebestofftrümmer, wodurch die Notwendigkeit für kostspielige Dampf- und Trümmerentfernungs- und Auffangeinrichtungen am Laserbebilderungssystem entfällt. Diese Vorteile, die sich aus hohen Anteilen organischer Sulfonsäurekomponenten ergeben, können ohne wesentliche Nachteile erzielt werden, wie z.B. einen Verlust an Bildbeständigkeit gegen Solubilisierung oder Entfernung durch Wasser, durch das Feuchtmittel oder durch eine Reinigungslösung.
Daher weist in einer bevorzugten Ausführungsform die infrarotabsorbierende Schicht mehr als 25 Gew.-% einer organischen Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente in einem Anteil von 25 bis 75 Gew.-% des Gesamtgewichts der Polymere vorhanden, die in der infrarotabsorbierenden Schicht des Druckelements gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren enthalten sind. In einer weiteren Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente in einem Anteil von 35 bis 55 Gew.-% des Gesamtgewichts der in der infrarotabsorbierenden Schicht enthaltenen Polymere vorhanden. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht mehr als 5 Gew.-% einer organischen Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform weist die infrarotabsorbierende Schicht mehr als 12 Gew.-% der organischen Sulfonsäurekomponente auf.
SUBSTRATE FÜR VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN
Geeignete Substrate für das Trägersubstrat der Flachdruckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren können viele verschiedene Materialien sein, einschließlich derjenigen, die dem Fachmann als Substrate für Flachdruckplatten bekannt sind, wie z.B. Metalle, Papiere und Polymerfolien. Da die in den 2, 3A und 3B dargestellte hydrophile Schicht 104 in Wasser, in einer Reinigungslösung oder in dem Feuchtmittel nicht löslich ist und außerdem während des Laserbebilderungs- und Reinigungsprozesses nicht entfernt wird, braucht das Substrat 106 nicht hydrophil zu sein, um für die Unterscheidung zwischen den farbannehmenden oder nichthydrophilen Bildbereichen der Oberflächenschicht und den wasserannehmenden oder hydrophilen Hintergrundbereichen der Platte zu sorgen, die für den naßlithographischen Druck benötigt wird. Der Begriff "hydrophil", wie er hier gebraucht wird, betrifft die Eigenschaft eines Materials oder einer Materialzusammensetzung, die es ermöglicht, beim naßlithographischen Druck vorzugsweise Wasser oder ein Feuchtmittel auf Wasserbasis zurückzuhalten, während die nichthydrophilen, farbannehmenden Materialien oder die Materialzusammensetzung auf der Plattenoberfläche vorzugsweise das ölhaltige Material oder die Druckfarbe zurückhalten. Daher kann das Substrat 106 entweder hydrophil oder nichthydrophil/farbannehmend sein, wenn eine hydrophile Schicht, wie z.B. die hydrophile Schicht 104, zwischen der infrarotabsorbierenden Schicht und dem Substrat eingefügt wird. Zum Beispiel kann das Substrat ein Metallsubstrat sein, wie etwa Aluminium, das auf mindestens einer Oberfläche des Substrats eine nichthydrophile Polymerschicht aufweist, um ein nichthydrophiles Metallsubstrat bereitzustellen.
Geeignete Metalle schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Aluminium, Kupfer, Stahl und Chrom, die vorzugsweise durch Schleifen oder andere Behandlungen hydrophil gemacht worden sind. Die erfindungsgemäßen Druckelemente verwenden vorzugsweise ein anodisiertes Aluminiumträgersubstrat.
Beispiele derartiger Träger schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Aluminium, das vor dem Schleifen anodisiert worden ist, Aluminium, das geschliffen und anodisiert worden ist und Aluminium, das geschliffen, anodisiert und mit einem Mittel behandelt worden ist, welches das Substrat hydrophil macht, z.B. eine Behandlung zur Ausbildung einer Silicatschicht. Bei der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von Aluminium bevorzugt, das geschliffen, anodisiert und mit einem hydrophilen Material behandelt worden ist. Für eine leichtere Reinigungsfähigkeit und bessere Bildauflösung ist in einer bevorzugten Ausführungsform das Metallsubstrat ein Aluminiumsubstrat mit einer Oberfläche von gleichmäßiger, angerichteter Rauhigkeit und mit mikroskopischen Vertiefungen, wobei sich die Oberfläche in Kontakt mit der hydrophilen Schicht befindet, und stärker bevorzugt weist diese Oberfläche des Aluminiumsubstrats eine Erhebungszahl im Bereich von 118 bis 177 Erhebungen pro cm linear (300 bis 450 Erhebungen pro Zoll linear) auf, die oberhalb und unterhalb einer Gesamtbandbreite von 0,51 μm (20 Mikrozoll) liegen, wie zum Beispiel in der Internationalen Veröffentlichung Nr. WO 97/31783 beschrieben. In einer Ausführungsform ist das Aluminiumsubstrat SATIN FINISH Aluminiumlithoblech, ein Warenzeichen für Aluminiumbleche, beziehbar von Alcona, Inc., Pittsburgh, PA.
Es können viele verschiedene Papiere verwendet werden. Typischerweise sind diese Papiere mit einer Polymerbehandlung behandelt oder gesättigt worden, um die Formbeständigkeit, Wasserfestigkeit und Festigkeit während des naßlithographischen Drucks zu verbessern. Beispiele geeigneter Polymerfolien schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Polyester, wie z.B. Polyethylenterephthalat und Polyethylennaphthalat, Polycarbonate, Polystyrol, Polysulfone und Celluloseacetat. Eine bevorzugte Polymerfolie ist Polyethylenterephthalatfolie, wie z.B. die Polyesterfolien, die unter den Warenzeichen MYLAR- und MELINEX-Polyesterfolien von E. I. Dupont de Nemours Co., Wilmington, DE, beziehbar sind. Vorzugsweise ist das Polymerfoliensubstrat mit wäßrigen Beschichtungsfluiden benetzbar und auf hydrophilen Polymeren haftfähig. Eine Reihe kommerzieller Lieferanten von Polymerfolien liefern Produkte mit diesen Eigenschaften. Bevorzugte Dicken für das Trägersubstrat 106 liegen im Bereich von 0,076 bis 0,51 mm (0,003 bis 0,02 Zoll), wobei Dicken im Bereich von 0,127 bis 0,381 mm (0,005 bis 0,015 Zoll) besonders bevorzugt werden.
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN, DIE EINE ZWEISCHICHTIGE PRODUKTKONFIGURATION MIT EINER GRUNDIERUNGSSCHICHT AUFWEISEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwenden neuartige infrarotabsorbierende und hydrophile Schichten unter besonderer Beachtung der Grenzfläche zwischen diesen beiden Schichten, um die Laserbebilderungsempfindlichkeit, fehlende Ablation und fehlende Schwebestoff-Nebenprodukte, Druckqualität, Reinigungsfähigkeit, Haltbarkeit in der Druckmaschine, Haftvermögen des farbannehmenden Bildes und Feinauflösung der Lichtpunkte von Flachdruckplatten zu verbessern. Wie aus 2 erkennbar, ist ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung der Einbau einer Grundierungsschicht, die zwischen der infrarotabsorbierenden Schicht 102 und der hydrophilen Schicht 104 eingefügt wird, wobei die Grundierungsschicht einen Haftvermittler aufweist. Geeignete Haftvermittler schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf organische Sulfonsäurekomponenten, Zirconiumverbindungen, Titanate und Silane. In einer Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente des Haftvermittlers in der Grundierungsschicht eine aromatische Sulfonsäure. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente des Haftvermittlers in der Grundierungsschicht p-Toluolsulfonsäure.
In einer Ausführungsform ist die organische Sulfonsäurekomponente in der zwischen der infrarotabsorbierenden Schicht 102 und der hydrophilen Schicht 104 eingefügten Grundierungsschicht in einem Anteil von 2 bis 100 Gew.-% der Grundierungsschicht, vorzugsweise in einem Anteil von 50 bis 100 Gew.-% der Grundierungsschicht, und am stärksten bevorzugt in einem Anteil von 80 bis 100 Gew.-% der Grundierungsschicht vorhanden.
In einer Ausführungsform beträgt die Dicke der zwischen der ablativ absorbierenden Schicht 102 und der hydrophilen Schicht 104 eingefügten Grundierungsschicht etwa 0,01 bis etwa 2 μm, und vorzugsweise etwa 0,01 bis etwa 0,1 μm. Wenn diese Grundierungsschicht vorhanden ist, die eine organische Sulfonsäurekomponente aufweist, dann liefern erhöhte Gehalte einer organischen Sulfonsäurekomponente in der infrarotabsorbierenden Schicht 102 unter Umständen nicht unbedingt die gewünschten mehrfachen Vorteile, und der Gehalt einer organischen Sulfonsäurekomponente in der infrarotabsorbierenden Schicht 102 kann weniger als 25 Gew.-% des Gesamtgewichts der in der infrarotabsorbierenden Schicht enthaltenen Polymere betragen oder kann sogar vernachlässigbar sein.
In einer Ausführungsform ist der Haftvermittler der Grundierungsschicht Ammoniumzirconylcarbonat, wie z.B. BACOTE 20. BACOTE 20 ist ein Zirconiumdioxid-Sol von Magnesium Elektron, Inc., mit einem Gewicht, das 20% Zirconiumoxid entspricht. Es wird berichtet, daß der ausgehärtete Rückstand einer aufgebrachten BACOTE 20-Lösung wasserunlöslich ist und ein hervorragendes Haftvermögen auf Chromsubstraten und Photopolymerschichten in photopolymerbeschichteten Flachdruckplatten aufweist und außerdem in Abhängigkeit von der darüberliegenden Schicht hydrophile Eigenschaften aufweisen kann, wie in US-A-4522912 und US-A-4581825 beschrieben. In einer anderen Ausführungsform ist der Haftvermittler der Grundierungsschicht Zirconiumpropionat. Weitere geeignete Zirconiumverbindungen in der erfindungsgemäßen Grundierungsschicht schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf diejenigen Haftvermittler auf Zirconiumbasis, die in "The Use of Zirconium in Surface Coatings" (Verwendung von Zirconium in Oberflächenbeschichtungen), Anwendungsinformationen, Blatt 117 (provisorisch), von P.J. Moles, Magnesium Elektron, Inc., Flemington, NJ, beschrieben werden.
Daher betrifft ein Aspekt der erfindungsgemäßen Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements den Einbau einer Grundierungsschicht, die zwischen der hydrophilen Schicht und der infrarotabsorbierenden Oberflächenschicht eingefügt wird, um die wünschenswerten Eigenschaften der infrarotabsorbierenden und hydrophilen Schichten und ihrer Grenzfläche weiter zu verbessern, welche die Menge von Schwebestoffen, die während der Laserbebilderung erzeugt werden, die Geschwindigkeit der Laserbebilderung, die leichte Reinigungsfähigkeit durch Wasser beim Entfernen der laserbelichteten Bereiche sowie die Bildauflösung und die Haltbarkeit stark beeinflussen, wie hierin beschrieben. In einer Ausführungsform weisen die erfindungsgemäßen Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements die folgenden Schritte auf: (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, wobei das positiv arbeitende Element ein Substrat, eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht, eine über der hydrophilen Schicht liegende farbannehmende und infrarotabsorbierende Oberflächenschicht und eine zwischen der hydrophilen Schicht und der Oberflächenschicht eingefügte Grundierungsschicht aufweist; wobei die Oberflächenschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Infrarot-Bebilderungsstrahlung absorbiert, durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist und daran angepaßt ist, als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung und anschließender Entfernung der belichteten Bereiche der Oberflächenschicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen, eine naßlithographische Druckfläche bildet; wobei die Grundierungsschicht einen Haftvermittler aufweist; und wobei die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie nicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar ist; (b) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (a) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform beträgt die Dicke der Grundierungsschicht etwa 0,01 bis etwa 0,1 μm. In einer Ausführungsform weist der Haftvermittler ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines hydrophilen Polymers und eines Vernetzungsmittels auf. In einer Ausführungsform weist die Grundierungsschicht einen Katalysator auf. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophile Schicht in den laserbelichteten Bereichen während der Schritte (b) und (c) nicht entfernt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht von Schritt (b) ausreichend, um zu bewirken, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts, von der infrarotabsorbierenden oder Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen.
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN MIT DREISCHICHTIGER PRODUKTKONFIGURATION
In 4 ist eine dreischichtige Konfiguration für die Flachdruckelemente zur Verwendung bei den Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen naßlithographischen Elements dargestellt. Diese dreischichtige Produktkonfiguration weist eine farbannehmende Oberflächenschicht 100, eine infrarotabsorbierende Schicht 102 und eine hydrophile Schicht 104 auf einem Substrat 106 auf. Die 5A und 5B zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von naßlithographischen Druckelementen für das Flachdruckelement von 4. Wie in 5A dargestellt, tritt Laserbebilderungsstrahlung in Wechselwirkung mit den Schichten 100, 102 und 104, ohne Ablationsnebenprodukte zu erzeugen, wie z.B. Schwebestofftrümmer und Dämpfe, und läßt auf der hydrophilen Schicht 104 einen laserbelichteten Bereich 108 zurück. Wie in 5B dargestellt, wird die laserbelichtete Platte dann mit einer Reinigungslösung gereinigt, wie z.B. mit Wasser, um den laserbelichteten Bereich 108 zu entfernen und dadurch die Oberfläche 110 der hydrophilen Schicht 104 freizulegen. Von dieser hydrophilen Schicht 104 wird während der Laserbebilderungsschritte nichts ablatiert, wie in 5A dargestellt. Außerdem wird während des Reinigungsschritts nichts von dieser hydrophilen Schicht 104 entfernt, wie in 5B dargestellt. Die ablationsbeständigen und reinigungsbeständigen Eigenschaften dieser hydrophilen Schicht und die Grenzflächeneigenschaften zwischen der hydrophilen Schicht und der darüberliegenden infrarotabsorbierenden Schicht gehören zu den entscheidenden Merkmalen der vorliegenden Erfindung, wie hierin beschrieben.
Daher betrifft ein Aspekt der erfindungsgemäßen Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements den Einbau einer zusätzlichen farbannehmenden Oberflächenschicht, die über der infrarotabsorbierenden Schicht liegt, um eine dreischichtige Produktgrundkonfiguration aus farbannehmender Oberflächenschicht/infrarotabsorbierender Schicht/hydrophiler Schicht auf dem Substrat bereitzustellen. Diese zusätzliche farbannehmende Oberflächenschicht kann beim Erreichen der besten Gesamtbilanz der Eigenschaften nützlich sein, wie z.B. der Geschwindigkeit der Laserbebilderung, der leichten Reinigungsfähigkeit durch Wasser während des Entfernens der laserbelichteten Bereiche und besonders der Bildauflösung und -haltbarkeit. In einer Ausführungsform weist das Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements die folgenden Schritte auf: (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, wobei das positiv arbeitende Element ein Substrat, eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht, eine über der hydrophilen Schicht liegende infrarotabsorbierende Schicht und eine über der infrarotabsorbierenden Schicht liegende farbannehmende Oberflächenschicht aufweist; wobei die Oberflächenschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht abgetragen bzw. ablatiert wird; wobei die infrarotabsorbierende Schicht durch Absorption von Bebilderungsstrahlung gekennzeichnet ist; wobei die Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht dadurch gekennzeichnet sind, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar sind und so angepaßt sind, daß sie als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung und anschließender Entfernung der belichteten Bereiche der Oberflächenschicht und der infrarotabsorbierenden Schicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen, eine naßlithographische Druckfläche bilden; und wobei die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung nicht entfernbar ist; (b) Belichten des positiv arbeitenden Elements von Schritt (a) mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar werden, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der kombinierten Oberflächenschicht und infrarotabsorbierenden Schicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen; und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht und der infrarotabsorbierenden Schicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen. In einer Ausführungsform der Verfahren ist die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet, daß die hydrophile Schicht während der Schritte (b) und (c) in den laserbelichteten Bereichen nicht entfernt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht von Schritt (b) ausreichend, um zu bewirken, daß die farbannehmende Oberflächenschicht und die infrarotabsorbierende Schicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar werden, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts, von der kombinierten farbannehmenden Oberflächenschicht und infrarotabsorbierenden Schicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen.
Geeignete infrarotabsorbierende Schichte, hydrophile Schichten und Substrate für die dreischichtige Produktkonfiguration, wie in einer Ausführungsform in 4, 5A und 5B dargestellt, werden hierin für die entsprechenden Schichten in der zweischichtigen Produktkonfiguration der Flachdruckelemente gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben. Zum Beispiel ist in einer Ausführungsform die infrarotabsorbierende Schicht der dreischichtigen Konstruktion farbannehmend. Da die Oberflächenschicht der dreischichtigen Produktkonfiguration farbannehmend ist, ist in einer weiteren Ausführungsform die infrarotabsorbierende Schicht der dreischichtigen Konstruktion dadurch gekennzeichnet, daß sie in einer naßlithographischen Druckmaschine nicht farbannehmend und wasserannehmend ist. Außerdem kann die dreischichtige Produktkonfiguration wahlweise eine zwischen der infrarotabsorbierenden Schicht und der hydrophilen Schicht eingefügte Grundierungsschicht aufweisen, wie hierin für die entsprechende Grundierungsschicht auf der zweischichtigen Produktkonfiguration beschrieben.
FARBANNEHMENDE OBERFLÄCHENSCHICHT FÜR VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG UND BEBILDERUNG VON FLACHDRUCKELEMENTEN MIT DREISCHICHTIGER PRODUKTKONFIGURATION
Die Haupteigenschaften der farbannehmenden Oberflächenschicht 100, wie in den 4, 5A und 5B dargestellt, sind ihre Oleophilie und Hydrophobie, ihre Bebilderungsfähigkeit in Verbindung mit der darunterliegenden infrarotabsorbierenden Schicht 102, Beständigkeit gegen Solubilisierung oder Entfernen durch Wasser, Reinigungslösungen und Feuchtmittel, und ihre Haltbarkeit in der Druckmaschine. Zum Beispiel sollte die farbannehmende Oberflächenschicht beständig gegen die Chemikalien in der Druckmaschine sein, die organische Lösungsmittel enthalten können. Geeignete Polymere, die in dieser Schicht eingesetzt werden, sollten ein hervorragendes Haftvermögen auf der infrarotabsorbierenden Schicht 102 und eine hohe Verschleißfestigkeit aufweisen. Sie können Polymere entweder auf Wasserbasis oder auf Lösungsmittelbasis sein. Die farbannehmende Oberflächenschicht 100 braucht keinen infrarotabsorbierenden Sensibilisator aufzuweisen und ist durch die fehlende ablative Absorption infraroter Bebilderungsstrahlung gekennzeichnet. Diese Schicht kann außerdem ein Vernetzungsmittel enthalten, das für eine verbesserte Bindung an die infrarotabsorbierende Schicht 102 und für erhöhte Haltbarkeit der Platte bei äußerst großen Druckauflagen sorgt.
Geeignete Polymere schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Cellulosederivate, wie z.B. Nitrocellulose, Acrylpolymere, Polyurethane und Epoxidpolymere. Zum Beispiel sind Materialien auf Polyurethanbasis typischerweise äußerst zäh und können Hitzehärtbarkeit oder Selbsthärtungsfähigkeit aufweisen. Es können dem Fachmann bekannte Mischungs- und Schichtauftragsverfahren angewandt werden, um die farbannehmende Oberflächenschicht herzustellen. In einem Beispiel einer Beschichtung für die farbannehmende Oberflächenschicht wird ein Gemisch aus Nitrocellulosepolymer und Hexamethoxymethylmelamin-Vernetzungsmittel in einem geeigneten Lösungsmittelgemisch vereinigt, und anschließend wird ein geeigneter aminblockierter p-Toluolsulfonsäurekatalysator zugesetzt, um das fertige Beschichtungsgemisch zu bilden. Das Beschichtungsgemisch wird dann auf die infrarotabsorbierende Schicht 102 aufgebracht, wobei eines der herkömmlichen Schichtauftragverfahren angewandt wird, wie z.B. Spiralrakelauftrag, Umkehrwalzenauftrag, Gravurstreichverfahren, Quetschwalzenauftrag und Breitschlitzdüsenauftrag, und anschließend getrocknet, um die flüchtigen Flüssigkeiten zu entfernen, und ausgehärtet, um eine Überzugsschicht zu bilden.
Polymersysteme, die zusätzlich zu einem Cellulosederivat oder einem anderen primären Polymer weitere Komponenten enthalten, können gleichfalls kombiniert werden, um die farbannehmende Oberflächenschicht 100 zu bilden. Zum Beispiel kann ein Epoxidpolymer in Gegenwart eines Vernetzungsmittels und eines Katalysators einem Nitrocellulosepolymer zugesetzt werden. Nach der Beschichtung wird die Schicht getrocknet und vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 75°C und 175°C ausgehärtet.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen Druckelements mit dreischichtiger Produktkonstruktion weist die farbannehmende Oberflächenschicht ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt aus einem Polymer und einem Vernetzungsmittel auf. Geeignete Polymere für das vernetzte, polymere Reaktionsprodukt schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf Cellulosederivate, Acrylpolymere, Polyurethane und Epoxidpolymere. In einer Ausführungsform weist die farbannehmende Oberflächenschicht ferner eine organische Sulfonsäurekomponente auf. In einer Ausführungsform beträgt das Gewicht der farbannehmenden Oberflächenschicht etwa 0,05 bis etwa 0,5 g/m². In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt das Gewicht der farbannehmenden Oberflächenschicht etwa 0,1 bis etwa 0,3 g/m².
BEBILDERUNGSVORRICHTUNG
Bebilderungsvorrichtungen, die sich zur Verwendung in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung eignen, schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf bekannte Laserbebilderungsvonichtungen, wie z.B. Infrarotlasergeräte, die im Infrarotspektrum emittieren. Beispiele sind unter anderem der PEARLSETTER 74, ein Warenzeichen für Laserbebilderungsgeräte, beziehbar von PRESSTEK, Inc., Hudson, NH, und der CREO TRENDSETTER 1.7X, ein Warenzeichen für Laserbebilderungsgeräte, beziehbar von Creo, Inc., Burnaby, British Columbia. Laserausgangsstrahlen können über Linsen oder andere Strahlführungskomponenten direkt auf die Plattenoberfläche gelenkt werden oder von einem entfernt angeordneten Laser über ein Lichtleitkabel zur Oberfläche einer Druckplatte überragen werden. Die Bebilderungsvorrichtung kann selbstständig arbeiten und ausschließlich als Plattenkopierer funktionieren, oder sie kann direkt in eine Flachdruckpresse eingebaut werden. Im letzteren Fall ist vor oder während des Anfahrens des Druckvorgangs ein Reinigungsschritt notwendig.
Die laserinduzierte Bebilderung der erfindungsgemäßen naßlithographischen Druckplatten kann unter Verwendung vieler verschiedener Laserbebilderungssysteme ausgeführt werden, die dem Fachmann für thermische laserinduzierte Bebilderung bekannt sind; diese schließen ein, sind aber nicht beschränkt auf die Verwendung von kontinuierlichen und Impulslaserquellen mit Infrarotwellenlängen. Vorzugsweise wird die erfindungsgemäße laserinduzierte Bebilderung unter Verwendung einer kontinuierlichen Laserquelle für Nahinfrarotstrahlung ausgeführt, wie z.B. mit einem Diodenlaser, der bei 830 nm emittiert.
BEBILDERUNGSVERFAHREN
Eine Flachdruckplatte gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren wird selektiv in einer Struktur, die ein Bild darstellt, mit der Ausgangsstrahlung eines Bebilderungslasers belichtet, die rasterartig über die Platte geführt wird. Wie aus 5A erkennbar, belichtet die Laserausgangsstrahlung die infrarotabsorbierende Schicht 102 und die farbannehmende Oberflächenschicht 100 in einer gewünschten bildartigen Struktur. Wie in einer Ausführungsform in 5A dargestellt, wandelt die Bebilderungsstrahlung die Schichten 100 und 102 um, ohne Ablationsprodukte zu erzeugen, wie z.B. Ablationstrümmer und Schwebestoffteilchen, und läßt einen laserbelichteten, entfernbaren Bereich 108 auf der hydrophilen Schicht 104 zurück. Die laserbelichtete Platte wird dann mit Wasser oder einer Reinigungslösung gereinigt, um den laserbelichteten Bereich 108 zu entfernen, wodurch im Bereich 110 die Oberfläche der hydrophilen Schicht 104 freigelegt wird, wie in 5B dargestellt.
Für eine zweischichtige Produktkonfiguration, wie aus 3A erkennbar, belichtet die Infrarot-Bebilderungsstrahlung auf ähnliche Weise die infrarotabsorbierende Schicht 102 in einer gewünschten bildartigen Struktur. Wie in einer Ausführungsform in 3A dargestellt, wandelt die Infrarot-Bebilderungsstrahlung die Schicht 102 um, ohne Ablationstrümmer und Schwebestoffteilchen zu erzeugen, und läßt einen laserbelichteten, entfernbaren Bereich 108 auf der hydrophilen Schicht 104 zurück. Die laserbelichtete Platte wird dann mit Wasser oder einer Reinigungslösung gereinigt, um den laserbelichteten Bereich 108 zu entfernen, wodurch im Bereich 110 die Oberfläche der hydrophilen Schicht 104 freigelegt wird, wie in 5B dargestellt.
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bebilderung eines naßlithographischen, positiv arbeitenden Druckelements, das eine infrarotabsorbierende Bebilderungsschicht aufweist, wobei das Element bebildert werden kann, ohne eine ausreichende Energie zur Ausbildung einer Flachdruckoberfläche durch Entfernen der Bebilderungsschicht mittels Laserablation anzuwenden, und ohne Anwendung von alkalischen oder Lösungsmittel-Entwicklerlösungen; wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, wobei das positiv arbeitende Element ein Substrat, eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht und eine farbannehmende, Infrarotstrahlung absorbierende, wärmeempfindliche, polymere Oberflächenschicht aufweist, die nicht ohne weiteres durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung von der hydrophilen Schicht entfernbar ist, und die so angepaßt ist, daß sie als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung und anschließender leichter Entfernung der belichteten Bereiche der Oberflächenschicht durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht zu entfernen, eine naßlithographische Druckfläche bildet; und wobei die hydrophile Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder Reinigungslösung nicht entfernbar ist; (b) Belichten des positiv arbeitenden Elements mit absorbierbarer Infrarotstrahlung unter Verwendung eines infrarotemittierenden Lasers, um eine Absorption von Infrarotstrahlung und lokalisierte Wärmeentwicklung in den laserbelichteten Bereichen der Oberflächenschicht zu bewirken, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts, von der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen, und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft naßlithographische Druckelemente, die gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden, wie hierin beschrieben und dargestellt, z.B. in den 2, 3A, 3B, 4, 5A und 5B.
So betrifft beispielsweise ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein positiv arbeitendes Flachdruckelement, das aufweist: (a) ein Substrat; (b) eine über dem Substrat liegende hydrophile Schicht und (c) eine über der hydrophilen Schicht liegende farbannehmende Oberflächenschicht; wobei die Oberflächenschicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Infrarot-Bebilderungsstrahlung absorbiert, durch Reinigen mit Wasser vor der Absorption von Infrarot-Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist und so angepaßt ist, daß sie als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung, die durch Ablation weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 2 Gew.-%, und am stärksten bevorzugt nichts, von der Oberflächenschicht in den laserbelichteten Bereichen entfernt, und des anschließenden Entfernens der laserbelichteten Bereiche der Oberflächenschicht durch Reinigen mit Wasser, um die darunterliegende hydrophile Schicht freizulegen, eine naßlithographische Druckfläche bildet; und die hydrophile Schicht ist dadurch gekennzeichnet, daß sie durch Reinigen mit Wasser nicht entfernbar ist.
BEISPIELE
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden in den folgenden Beispielen beschrieben, die als Beschreibung und nicht als Beschränkung angeboten werden.
BEISPIEL 1
Ein Flachdruckplattensubstrat mit einer hydrophilen Wärmesperrschicht gemäß der vorliegenden Erfindung, wie durch die Schicht 104 in 2 der vorliegenden Patentanmeldung dargestellt, wurde auf einer Fertigungsstrasse durch Beschichten einer Bahn aus geschliffenem, anodisiertem, siliciertem Aluminium hergestellt. Die hydrophile Wärmesperrschicht wies die unten dargestellte Zusammensetzung auf Trockenmassebasis auf.
ZUSAMMENSETZUNG DER HYDROPHILEN SCHICHT
AIRVOL 325 ist eine stark hydrolysierte Polyvinylalkoholsorte von Air Products & Chemical, Inc.. BACOTE 20 ist eine alkalische wäßrige Lösung von stabilisiertem Zirconiumcarbonat, die 20% ZrO₂ enthält, von Magnesium Elektron, Inc., Flemington, NJ. TRITON X-100 ist ein Kohlenwasserstoff Tensid von Rohm & Haas. BYK 333 ist ein Warenzeichen für ein Silicon-Tensid von Byk Chemie USA, Wallingford, CT.
Die obigen Komponenten wurden mit Wasser vermischt, um eine Lösung von 6,3 Gew.-% herzustellen. Diese Lösung wurde mit einer Spiralrakel # 18 auf die Aluminiumbahn aufgetragen und 60 Sekunden bei 140,55°C (285°F) mit Heißluft getrocknet und dann unter Verwendung von Infrarot-Wärme 60 Sekunden bei einer Temperatur teilweise ausgehärtet, die ausreichend war, um die Temperatur der Bahn von 154,44 auf 160°C (310 auf 320°F) zu erhöhen. Der Aushärtungsgrad der hydrophilen Schicht wurde durch sehr starkes Reiben mit einem in Wasser angefeuchteten WEBRIL-Wischtuch geprüft, einem Warenzeichen für ein fusselfreies Tuch, beziehbar von Veratec Corporation, Walpole, MA. Die Naßscheuervorgänge beinhalten jeweils ein Dauerreiben hin und her über die Überzugsschicht, so daß 30 Dauerreibevorgänge in den erfindungsgemäßen Naßscheuerfestigkeitstests tatsächlich 60 Durchgänge oder Naßscheuervorgänge quer über die Überzugsschicht erfordern. Optimale Leistungseigenschaften der fertigen bebilderten Platte werden in einigen Ausführungsformen erreicht, wenn nicht mehr als 30 Doppelscheuervorgänge, vorzugsweise 10 bis 15 Doppelscheuervorgänge, benötigt werden, um die hydrophile Schicht bis auf das Substrat zu entfernen, wenn nach dem Beschichten, Trocknen und Teilaushärten der hydrophilen Schicht, aber vor den anschließenden Beschichtungs-, Trocknungs- und Aushärtungsschritten getestet wird.
BEISPIEL 2
Zweischichtige naßlithographische Druckplatten, wie in 2 dargestellt, wurden durch Aufbringen von farbannehmenden, infrarotabsorbierenden Schichten mit den folgenden Zusammensetzungen auf das mit der hydrophilen Wärmesperrschicht beschichtete Aluminiumsubstrat hergestellt, das gemäß der Beschreibung in Beispiel 1 hergestellt wurde. Beispiel 2A ist ein Vergleichsbeispiel, das eine naßlithographische Druckplatte darstellt, die nur durch ein ablatives Bebilderungsverfahren akzeptierbar bebildert wird. Beispiel 2B bis 2F sind Beispiele von Flachdruckplatten gemäß der vorliegenden Erfindung.
ZUSAMMENSETZUNG DER TROCKENEN BESCHICHTUNG
CYMEL 303 ist ein Hexamethoxymethyhnelamin-Vernetzungsmittel, geliefert von Cytec Industries, Inc. BONJET CW-1 ist ein Warenzeichen für eine selbstvernetzende Polyurethandispersion von Kohlenstoffteilchen mit einer Größe von etwa 100 nm mit hohem Gehalt an aktivem Wasserstoff, die von Orient Chemical geliefert wird. NACURE 2530 ist ein aminblockierter p-Toluolsulfonsäurekatalysator in einem Isopropanol/Methanol-Gemisch, geliefert von King Industries, Inc. JONCRYL 540 ist ein Warenzeichen für Acryllatexpolymere, geliefert von S.C. Johnson, Racine, WI. JONCRYL 540 hat eine Säurezahl von 49 und eine Hydroxylzahl von 42. Die obigen sechs Zusammensetzungen sind auf Trockenmassebasis angegeben. Diese Zusammensetzungen wurden mit den unten beschriebenen Feststoffanteilen in Prozent aufgetragen, nachdem Wasser und 2-Butoxyethanol zugesetzt wurden, um ein Gesamtlösungsmittelsystem von etwa 95 Gew.-% Wasser und 5 Gew.-% eines Lösungsmittelgemischs aus 2-Butoxyethanol, Isopropanol und Methanol bereitzustellen. Die Auflösung der Polymere in dem Lösungsmittelsystem, Mischung der Bestandteile und der Beschichtungsauftrag erfolgten unter Anwendung von Verfahren, die dem Fachmann für diese Materialtypen und Beschichtungsformulierungen bekannt sind.
Die infrarotabsorbierende Schicht von Beispiel 2A wurde als Fluid mit 4% Feststoffanteil mit einer Meyer-Spirakakel #4 auf einer Produktionsbeschichtungsmaschine auf das mit der hydrophilen Sperrschicht beschichtete Aluminiumsubstrat aufgetragen und 2 Minuten bei 145°C getrocknet. Bei Belichtung auf einer Creo TRENDSETTER 1.7X-Laserbebilderungseinheit mit 100 U/min und 14 Watt (400 mJ/cm² Belichtungsenergie) trat eine erhebliche Ablation auf, wie durch die verminderte Dichte in den laserbelichteten Bereichen, den von der Oberfläche ausströmenden starken Geruch und die leicht nachweisbaren lockeren Trümmer nachgewiesen, die beim Wischen mit trockenem Finger erkennbar sind. Bei dieser Laserbelichtungsstärke wurde die Platte beim Schrubben mit Wasser unter Verwendung einer Reihe von Moltonrollen nicht vollständig gesäubert. Durch Erhöhen der Laserbelichtungsstärke, indem die Platte mit 65 U/min und 14 Watt (610 mJ/cm² Belichtungsenergie) belichtet wurde, wurde die Platte von Beispiel 2A vollständig gesäubert, aber es trat eine erhöhte Ablation auf, die besonders durch den erhöhten Anteil von lockeren Trümmern nachgewiesen wird, die mit trockenem Finger abgewischt werden konnten.
Die infrarotabsorbierende Schicht der Beispiele 2B, 2C und 2D wies weniger Polyvinylalkohol-Bindemittel und mehr wasserdispergierbaren Ruß auf als die infrarotabsorbierende Schicht von Beispiel 2A. Die Beispiele 2B, 2C und 2D wurden mit 1,6, 2,0 bzw. 2,5% Feststoffgehalt beschichtet. Diese infrarotabsorbierenden Schichten wurden alle drei mit einer Meyer-Spiralrakel # 4 auf die hydrophile Schicht aufgetragen und 2 Minuten bei 145°C getrocknet. Bei Belichtung auf einer CREO-Laserbebilderungseinheit mit verschiedenen höheren Bebilderungsgeschwindigkeiten als den im Beispiel 2A benutzten ließen sich alle diese Schichten gut mit Wasser säubern. Die verwendeten Bebilderungsgeschwindigkeiten waren um 40 bis 100% höher als die im Beispiel 2A benutzten. Im Gegensatz zu Beispiel 2A, das bei einer Bebilderung mit 100 U/min und 14 Watt eine erhebliche Ablation von mindestens 40% der infrarotabsorbierenden Schicht aufwies, zeigten die Beispiele 2B, 2C und 2D über den beurteilten Bereich von Beschichtungsgewichten weniger als 10% Ablation der infrarotabsorbierenden Schicht bei einer Bebilderung über den Bereich von 140 bis 200 U/min und 14 Watt (200 bis 280 mJ/cm² Belichtungsenergie) und wiesen immer noch eine hervorragende Reinigungsfähigkeit mit Wasser zur vollständigen Entfernung der laserbelichteten Bereiche auf, um eine naßlithographische Platte mit hervorragender Bildauflösung und mäßiger Haltbarkeit bereitzustellen.
Die Haltbarkeit von Beispiel 2D wurde von mäßig auf gut verbessert, indem die infrarotabsorbierende Schicht 2 Minuten bei 175°C statt 2 Minuten bei 145°C ausgehärtet wurde. Ähnlich den Beobachtungen in Beispiel 1 können die Trocknungs- und Aushärtungsbedingungen für die infrarotabsorbierende Überzugsschicht eine erhebliche Auswirkung auf die Gesamtqualität des Flachdruckelements haben, besonders auf seine leichte Reinigung, Bildauflösung und Haltbarkeit in der Druckmaschine. Im allgemeinen werden diese Trocknungs- und Aushärtungsbedingungen und der Aushärtungsgrad jeder Überzugsschicht in jeder Phase des Verfahrens zur Herstellung des Flachdruckelements durch Experimentieren ermittelt und so gewählt, daß die Gesamtqualität optimiert wird. Außerdem kann nach der Laserbelichtung und Reinigung zum Entfernen der laserbelichteten Bereiche das Druckelement weiter erhitzt werden, um die Haltbarkeit in der Druckmaschine zu erhöhen. Die Haltbarkeit in der Druckmaschine wurde durch Naßscheuerfestigkeitstests abgeschätzt. Die Naßscheuerfestigkeit wird beurteilt, indem die feinsten Linien oder Punkte auf der Platte gemessen werden, die 50 Naßscheuervorgänge mit einem in Wasser angefeuchteten WEBRIL-Tuch überstehen, einem Warenzeichen für fusselfreies Tuch, beziehbar von Veratec Corporation, Walpole, MA. Die Naßscheuervorgänge beinhalten jeweils ein doppeltes Hin- und Herreiben der über die bebilderten Bereiche, so daß 50 Naßscheuervorgänge in den erfindungsgemäßen Naßscheuerfestigkeitstests tatsächlich insgesamt 100 Durchgänge oder Naßscheuervorgänge quer über dem bebilderten Bereich umfassen. Der Naßscheuerfestigkeitstest wird auch mit einem WEBRIL-Tuch ausgeführt, daß mit Methylethylketon angefeuchtet worden ist.
Bei den erfindungsgemäßen Auflösungs- und Naßscheuerfestigkeitstests gehören die Bildbereiche zu zwei Typen: (1) schmale Linien in Form einer Pixelreihe, wobei die Linienbreite auf der Anzahl der Pixel basiert, welche die Breite bilden, und (2) Halbtonpunkte bei einer Halbtonraster-Bebilderung mit 5,91 Linien/mm (150 Linien pro Zoll (lpi)). Die angenäherten Größen dieser Bildbereiche sind die folgenden. 1-Pixel-Linien sind 15 μm breit, und 3-Pixel-Linien sind 40 μm breit. 2%-Punkte haben einen Durchmesser von 15 μm, 3%-Punkte haben einen Durchmesser von 20 μm, 4%-Punkte haben einen Durchmesser von 25 μm, 5%-Punkte haben einen Durchmesser von 35 μm und 10%-Punkte haben einen Durchmesser von 60 μm. Je kleiner die Breiten der Pixellinien und je kleiner die Durchmesser der Punktgrößen sind, die auf der Platte erzielt und aufrechterhalten werden können, desto besser ist die Druckqualität und die Auflagenhöhe in der Druckmaschine mit akzeptierbarer Qualität. Folglich ist die Erzielung eines Bildes mit Linien von 1 Pixel Breite nach dem Reinigen und die Aufrechterhaltung des Bildes mit Linien von 1 Pixel Breite durch den Naßscheuerfestigkeitstest das beste Ergebnis für die Druckqualität. Entsprechend ist das Erzielen eines 2%-Punktbildes oder eines Punktes mit einem Durchmesser von etwa 15 μm nach dem Reinigen und die Aufrechterhaltung des 2%-Punktbildes während des Naßscheuerfestigkeitstests ein hervorragendes Ergebnis für die Druckqualität, und im Vergleich zur Aufrechterhaltung von nur 5%- oder 10%-Punkten als beste Punktbilder bei weitem günstiger.
Die Bildauflösung wurde als feinste Linien oder Punkte des Bildes oder der farbannehmenden Flächen gemessen, die auf der Platte nach der Laserbelichtung und anschließenden Reinigungsschritten erzielbar sind.
Der Gewichtsverlust in der Metallplatte durch Bebilderung mittels Laserablation ist schwer quantitativ meßbar, kann aber durch Vergleich mit geeichten Standards von den gleichen Beschichtungen auf einem Kunststoffsubstrat, wie z.B. Polyethylenterephthalatfolie, gemessen auf einer Präzisionsanalysenwaage vor und nach der Laserbelichtung, abgeschätzt werden.
Die infrarotabsorbierende Schicht der Beispiele 2E und 2F wurde über einen Bereich von niedrigeren und ähnlichen Beschichtungsgewichten im Vergleich zur infrarotabsorbierenden Schicht von Beispiel 2A aufgetragen. Beispiel 2E wurde mit 4,8% Feststoffanteil beschichtet, und Beispiel 2F wurde sowohl mit 2,6% als auch mit 5,2% Feststoffanteil beschichtet. Alle diese Beschichtungen wurden mit einer Meyer-Spiralrakel #4 aufgetragen. Um die Bildauflösung und die Haltbarkeit der bebilderten Platte zu erhöhen, wurden die Beschichtungen 2E und 2F getrocknet und 2 Minuten bei 175°C ausgehärtet. Trotz der vorhandenen größeren Bindemittelmenge und der vorhandenen niedrigeren wasserdispergierbaren Rußmenge ließen sich die Beispiele 2E und 2F nach einer Bebilderung auf der Creo-Laserbebilderungseinheit innerhalb eines Bereichs von 120 bis 160 U/min und 14 Watt (250 bis 330 mJ/cm² Belichtungsenergie) gut mit Wasser reinigen. Vor dem Reinigen mit Wasser wiesen diese Platten weniger als 10% Ablation der infrarotabsorbierenden Schicht auf und nach dem Reinigen zeigten sie hervorragende naßlithographische Platteneigenschafren, besonders eine hervorragende Bildauflösung und hervorragende Haltbarkeit.
Der Austausch von JONCRYL 540 durch JONCRYL 138, das keinen Hydroxylgehalt und eine Säurezahl von 60 aufweist, in Beispiel 2F mit 5,2% Feststoffanteil ergab eine ähnliche, aber nicht ganz so gute Leistung, wie sie in Beispiel 2F festgestellt wurde.
Diese Ergebnisse zeigen die Flexibilität, die für die Formulierungen der infrarotabsorbierenden Schicht und die Verarbeitungsbedingungen der nichtablativen und leicht reinigungsfähigen naßlithographischen Druckelemente mit außergewöhnlich hoher Bebilderungsgeschwindigkeit und die erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist.
Bei Bebilderung auf der Creo-Laserbebilderungeinheit unter den oben beschriebenen Laserbelichtungsbedingungen wies das Beispiel 2A, das laserablative Vergleichsbeispiel, zusätzlich zu dem sichtbaren ablativen Gewichtsverlust der infrarotabsorbierenden Schicht eine beträchtliche Menge schwach gebundener Trümmer in den laserbelichteten Bereichen auf, die durch trockenes Reiben mit dem Finger oder einem Tuch entfernt werden konnten, und hatte außerdem einen starken Geruch, wenn es nach dem Entfernen von der Laserbelichtungseinheit unmittelbar nach der Laserbelichtung beurteilt wurde. Dagegen wiesen die Beispiele 2B bis 2F wenig oder keine schwach gebundenen Trümmer auf, die durch trockenes Reiben mit dem Finger oder einem Tuch entfernt werden konnten, und hatten auch keinen starken Geruch zu irgendeinem Zeitpunkt während oder nach der Laserbelichtung, wenn sie wie oben beschrieben bebildert wurden.
Wenn die Laserbelichtungszeit bei den Beispielen 2B bis 2F auf der Creo-Laserbebilderungseinheit wesentlich erhöht wird, wie z.B. auf eine Belichtung mit 65 U/min bis 85 U/min und 14 Watt (470 bis 610 mJ/cm² Belichtungsenergie), dann weisen sie eine Ablation von mehr als 20% der infrarotabsorbierenden Schicht auf, zusammen mit der Entwicklung eines bestimmten Geruchs und einer mäßigen Menge schwach gebundener Trümmer in dem laserbelichteten Bereich. Folglich können bestimmte Platten mit den infrarotabsorbierenden und anderen Überzugsschichten der erfindungsgemäßen Druckelemente typischerweise auch durch Bebilderung mittels Laserablation zur Verwendung als naßlithographische Platten bebildert werden. Diese Alternative ist jedoch im Vergleich zu der viel höheren Bebilderungsgeschwindigkeit und dem nichtablativen Bebilderungsprozeß ohne oder mit äußerst geringen Schwebestoffabflüssen und mit hervorragender Reinigungsfähigkeit und Bildqualität gemäß den Verfahren der vorstehenden Erfindung kommerziell nicht attraktiv.
BEISPIEL 3
Eine erfindungsgemäße dreischichtige Flachdruckplatte, wie in 4 dargestellt, wurde durch Auftragen einer farbannehmenden Schicht mit der folgenden Zusammensetzung auf Trockenmassebasis auf eine Platte gemäß Beispiel 2D hergestellt.
ZUSAMMENSETZUNG DER FARBANNEHMENDEN OBERFLÄCHENSCHICHT
Die 6-Sekunden-Nitrocellulose wurde von der Aldrich Chemical Company als 70%-iges Gemisch mit Isopropanol bezogen.
Die obigen Bestandteile wurden mit 1-Methoxy-2-propanol zu einer Lösung mit 3% Feststoffanteil vermischt. Eine Platte gemäß Beispiel 2D wurde mittels einer Spiralrakel # 3 mit dieser Lösung beschichtet und in einem Heißluftofen 1 Minute bei 79,44°C (175°F) getrocknet.
Diese dreischichtige Platte wurde auf einer Creo TRENDSETTER 1.7X mit 140 U/min und 14 Watt (Belichtung mit 280 mJ/cm²) mit einem GATF-Testbild belichtet. Es wurde ein sehr schwacher Geruch erfaßt, der von der Plattenoberfläche herkam, und das Bild in den laserbelichteten Bereichen war nur schwach sichtbar, wobei beim Abwischen mit trockenem Finger sehr geringfügig lockere Trümmer beobachtet wurden. Die belichtete Platte ließ sich durch Schrubben mit Wasser unter Verwendung einer Reihe von Moltonrollen leicht reinigen.
Die bildfreien Hintergrundbereiche zeigten keine rückständige infrarotabsorbierende Schicht, und es waren sehr feine Hochlichtmerkmale sichtbar. Die Bildbereiche hatten eine hervorragende Haltbarkeit. 2%-Halbtonpunkte mit 5,91 Linien/mm (150 Linien pro Zoll (lpi)) und 0,05-Punkt-Linien blieben nach 50 kräftigen Doppelscheuervorgängen mit einem in Wasser angefeuchteten WEBRIL-Tuch vollständig erhalten, und Vollflächen zeigten nach 50 kräftigen Doppelscheuervorgängen mit einem in Wasser angefeuchteten WEBRIL-Wischtuch oder 50 kräftigen Doppelscheuervorgängen mit einem in Methylethylketon angefeuchteten WEBRIL-Wischtuch eine vernachlässigbare Veränderung. Wasser perlte an Bildbereichen ab.
Die Erfindung ist zwar ausführlich und unter Bezugnahme auf konkrete und allgemeine Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, aber für den Fachmann wird offensichtlich sein, daß verschiedene Änderungen und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Verfahren zur Bebilderung eines positiv arbeitenden Naßflachdruckelements, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Bereitstellen eines positiv arbeitenden Flachdruckelements, das ein Substrat (106), eine über dem Substrat (106) liegende hydrophile Schicht (104) und eine über der hydrophilen Schicht (104) liegende infrarotabsorbierende Schicht (102) aufweist, wobei (i) die infrarotabsorbierende Schicht (102) durch Absorption von infraroter Strahlung sowie dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung vor der Absorption von infraroter Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist, und wobei (ii) die hydrophile Schicht (104) dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Wasser oder der Reinigungslösung unlöslich ist; wobei die Reinigungslösung keine alkalischen wäßrigen Lösungen mit einem pH-Wert von mehr als 10, keine sauren wäßrigen Lösungen mit einem pH-Wert von weniger als 3,5 oder organische Lösungen ohne mindestens 90% Wassergehalt einschließt; und wobei ferner (1) die infrarotabsorbierende Schicht (102) dadurch gekennzeichnet ist, daß sie Druckfarbe annimmt; oder (2) das Druckelement ferner eine über der infrarotabsorbierenden Schicht (102) liegende farbannehmende Oberflächenschicht (100) aufweist, wobei die Oberflächenschicht (100) durch die Abwesenheit einer Ablation durch Absorption von infraroter Bebilderungsstrahlung und dadurch gekennzeichnet ist, daß sie durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung vor der Absorption von infraroter Bebilderungsstrahlung nicht entfernbar ist; (b) Belichten des Elements in einer bildartigen Struktur mit absorbierbarer Infrarotstrahlung, um deren Absorption durch die infrarotabsorbierende Schicht (102) zu bewirken, wodurch veranlaßt wird, daß die infrarotabsorbierende Schicht (102) in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber nicht ausreichend, um durch Ablation mehr als 10 Gew.-% der Oberflächenschicht (100) oder der infrarotabsorbierenden Schicht (102) zu entfernen; und (c) Entfernen der laserbelichteten Bereiche der infrarotabsorbierenden Schicht (102) und der Oberflächenschicht (100), falls vorhanden, mit Wasser oder der Reinigungslösung, um die darunterliegende hydrophile Schicht (104) freizulegen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Druckelement ferner eine zwischen die hydrophile Schicht (104) und die infrarotabsorbierende Schicht (102) eingefügte Grundierungsschicht aufweist; wobei die Grundierungsschicht einen Haftvermittler aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht (102) von Schritt (b) nicht ausreicht, um durch Ablation mehr als 5 Gew.-% oder vorzugsweise mehr als 2 Gew.-% der Oberflächenschicht (100) oder der infrarotabsorbierenden Schicht (102) in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die infrarotabsorbierende Schicht (102) ein oder mehrere Polymere aufweist und ein infrarotabsorbierender Sensibilisator Ruß sein kann.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei in dem Fall, wo der Sensibilisator Ruß ist, der Ruß aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus sulfonierten Rußen mit sulfonierten Gruppen auf der Rußoberfläche, carboxylierten Rußen mit Carboxylgruppen auf der Rußoberfläche und Rußen mit einem oberflächenaktiven Wasserstoffgehalt von nicht weniger als 1,5 mmol/g besteht.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei der Sensibilisator einer der folgenden ist: ein oberflächenmodifizierter Ruß; eine wäßrige Dispersion von oberflächenmodifiziertem Ruß, die in der infrarotabsorbierenden Schicht (102) in einem Anteil von mehr als 55 Gew.-% oder vorzugsweise von mehr als 65 Gew.-% enthalten ist.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei eines von dem einen oder den mehreren Polymeren ein Polymer aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Polyvinylalkoholen, Polyurethanen; Epoxypolymeren, Vinylpolymeren, Acrylpolymeren und Cellulosederivaten besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die infrarotabsorbierende Schicht (102) einen Polyvinylalkohol aufweist, der in einem Anteil von 20 bis 95 Gew.-% oder vorzugsweise 25 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers der infrarotabsorbierenden Schicht (102), vorhanden sein kann.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei die infrarotabsorbierende Schicht (102) ferner ein Vernetzungsmittel aufweist, das Melamin sein kann.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das eine oder die mehreren Polymere ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines Polymers und des Vernetzungsmittels aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei das vernetzte, polymere Reaktionsprodukt aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus vernetzten Reaktionsprodukten des Vernetzungsmittels mit den folgenden Polymeren besteht: einem Polyvinylalkohol; einem Polyvinylalkohol und einem Vinylpolymer, eine Cellulosepolymer, einem Polyurethan, einem Epoxypolymer; einem Acrylpolymer und einem Vinylpolymer.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei die infrarotabsorbierende Schicht (102) ferner einen Katalysator aufweist, wahlweise eine organische Sulfonsäurekomponente, die wahlweise eine aminblockierte p-Toluosulfonsäurekomponente sein und in einem Anteil von 25 bis 75 Gew.-%, oder vorzugsweise von 35 bis 55 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Polymers der infrarotabsorbierenden Schicht (102), enthalten sein kann; und wobei die Oberflächenschicht (100) mehr als 5 Gew.-%, oder vorzugsweise mehr als 12 Gew.-% der organischen Sulfonsäurekomponente aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Schicht (104) ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines hydrophilen Polymers, das ein Polyvinylalkohol oder ein Cellulosederivat sein kann, und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist, das eine Zirconiumverbindung oder Ammoniumzirconylcarbonat sein kann.
Verfahren nach Anspruch 13 in dem Fall mit einem Polyvinylalkohol als hydrophilem Polymer, wobei das erste Vernetzungsmittel Ammoniumzirconylcarbonat ist, und wobei ferner das Ammoniumzirconylcarbonat in einem Anteil von mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise in einem Anteil von 20 bis 50 Gew.-% vorhanden ist, bezogen auf das Gewicht des Polyvinylalkohols.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die hydrophile Schicht (104) ferner ein zweites Vernetzungsmittel und wahlweise einen Katalysator dafür aufweist, der möglicherweise aus einer organischen Sulfonsäurekomponente besteht.
Verfahren nach Anspruch 15, wobei die hydrophile Schicht (104) ferner ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines Polyvinylalkohols und des zweiten Vernetzungsmittels aufweist, das Melamin sein kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Schicht (104) eine Dicke von 1 bis 40 μm, vorzugsweise von 2 bis 25 μm aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat (106) aus der Gruppe, die aus Nichtmetallsubstraten (106) und nicht hydrophilen Metallsubstraten (106) besteht; aus der Gruppe die aus Papieren und Polymerfolien besteht; oder aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus den folgenden Polymerfolien besteht: Polyestern, wahlweise einer Polyethylenterephthalat-Folie; Polycarbonaten und Polystyrol.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat (106) ein nicht hydrophiles Metall ist, wahlweise Aluminium ist.
Verfahren nach Anspruch 19, wobei das nicht hydrophile Metallsubstrat (106) eine nicht hydrophile Polymerschicht auf mindestens einer Oberfläche des nicht hydrophilen Metallsubstrats (106) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat (106) ein hydrophiles Metall ist, das wahlweise aus der Gruppe von Metallen ausgewählt ist, die aus Aluminium, Kupfer, Stahl und Chrom besteht.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Metallsubstrat (106), das aus Aluminium bestehen kann, gekörnt, anodisiert, siliziert oder mit einer Kombination dieser Verfahren bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 21, wobei im Fall von Aluminium das Substrat (106) eine Oberfläche von gleichmäßiger, angerichteter Rauhigkeit und mit mikroskopischen Vertiefungen aufweist, wobei die Oberfläche im Kontakt mit der hydrophilen Schicht (104) ist.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Oberfläche des Aluminiumsubstrats (106) eine Rauhigkeitsspitzenzahl im Bereich von 118 bis 177 Rauhigkeitsspitzen pro linearem cm (300 bis 450 Rauhigkeitsspitzen pro linearem Zoll) aufweist, die sich oberhalb und unterhalb einer Gesamtbandbreite von 0,508 μm (20 Mikrozoll) erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die hydrophile Schicht (104) während der Schritte (b) und (c) nicht durch die Laserbelichtung entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die hydrophile Schicht (104) dadurch gekennzeichnet ist, daß die hydrophile Schicht (104) während der Schritte (b) und (c) in den laserbelichteten Bereichen nicht entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der Haftvermittler ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines hydrophilen Polymers und eines Vernetzungsmittels aufweist.
Verfahren nach Anspruch 27, wobei die Grundierungsschicht ferner einen Katalysator aufweist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Grundierungsschicht eine organische Sulfonsäurekomponente oder eine Zirconiumverbindung aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenschicht (100), die wahlweise eine organische Sulfonsäurekomponente aufweist, ein vernetztes, polymeres Reaktionsprodukt eines Polymers und eines Vernetzungsmittels aufweist, wobei das Polymer wahlweise aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cellulosederivaten, Acrylpolymeren; Polyurethanen und Epoxypolymeren besteht.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewicht der Oberflächenschicht (100) im Bereich von 0,05 bis 0,5 g/m² liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Gewicht der Oberflächenschicht (100) 0,1 bis 0,3 g/m² beträgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Absorption von Infrarotstrahlung in den laserbelichteten Bereichen der infrarotabsorbierenden Schicht (102) im Schritt (b) nicht ausreicht, um durch Ablation die Oberflächenschicht (100) oder die infrarotabsorbierenden Schicht (102), oder mehr als 5 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 2 Gew.-% der kombinierten Oberflächenschicht (100) und infrarotabsorbierenden Schicht (102) in den laserbelichteten Bereichen zu entfernen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Druckelement ohne Anwendung einer Energie, die zur Bildung einer Flachdruckoberflächenschicht (100) durch ablatives Entfernen der infrarotabsorbierenden Schicht (102) ausreicht, und ohne Verwendung von alkalischen Entwicklerlösungen mit einem pH-Wert von mehr als 10 oder von Lösungsmittel-Entwicklerlösungen bebildert werden kann.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Dicke der Grundierungsschicht 0,01 bis 0,1 μm beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines Naßflachdruckelements, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist: (a) Auftragen eines flüssigen Gemischs, das ein erstes flüssiges Medium, ein hydrophiles Polymer und ein erstes Vernetzungsmittel aufweist, auf ein Substrat (106); (b) Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht, um das erste flüssige Medium zu entfernen und eine hydrophile Schicht (104) zu bilden; (c) Auftragen eines flüssigen Gemischs, das ein zweites flüssiges Medium, ein Polymer, einen infarotabsorbierenden Sensibilisator und ein zweites Vernetzungsmittel aufweist, auf die im Schritt (b) gebildete Schicht; (d) Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht, um das zweite flüssige Medium zu entfernen und eine infrarotabsorbierende Schicht (102) zu bilden; wobei die infrarotabsorbierende Schicht (102) und die hydrophile Schicht (104) vor der Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung nicht durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung, wie in Anspruch 1 definiert, entfernbar sind; wodurch eine Belichtung des Elements in einer bildartigen Struktur mit absorbierbarer Infrarotstrahlung eine Absorption durch die infrarotabsorbierende Schicht (102) bewirkt, was dazu führt, daß die infrarotabsorbierende Schicht (102) in den laserbelichteten Bereichen durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, jedoch ohne Ablation von mehr als 10 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei ein Teil des zweiten Vernetzungsmittels in die hydrophile Schicht (104) eindringt, und wobei der Schritt zum Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht ferner das Trocknen der darunterliegenden hydrophilen Schicht (104) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei: (i) das auf das Substrat (106) aufgetragene flüssige Gemisch ein oder mehrere hydrophile Polymere aufweist, wobei das erste Vernetzungsmittel in einem Anteil von mehr als 10 Gew.-% des einen oder der mehreren hydrophilen Polymere vorhanden ist; (ii) das auf die hydrophile Schicht (104) aufgetragene flüssige Gemisch ein oder mehrere Polymere aufweist; und (iii) der Sensibilisator in einem Anteil von 25 bis 80 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht (102) vorhanden ist und das eine oder die mehreren Polymere in einem Anteil von 10 bis 60 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht (102) vorhanden sind.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht bewirkt, daß ein Teil des vorhandnen ersten Vernetzungsmittels reagiert; und wobei der Schritt (b) ferner aufweist: (i) Auftragen eine flüssigen Gemischs, das ein zusätzliches flüssiges Medium und einen Haftvermittler aufweist, auf die hydrophile Schicht (104), (ii) Trocknen der im Schritt (i) gebildeten weiteren Schicht, um das zusätzliche flüssige Medium zu entfernen und eine Grundierungsschicht zu bilden; und wobei ferner das Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht bewirkt, daß ein weiterer Teil des in der hydrophilen Schicht (104) enthaltenen ersten Vernetzungsmittels reagiert, und bewirkt, daß ein Teil des enthaltenen zweiten Vernetzungsmittels reagiert.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei der Schritt (b) ferner aufweist: (i) Auftragen eines flüssigen Gemischs, das ein zusätzliches flüssiges Medium und einen Haftvermittler aufweist, auf die hydrophile Schicht (104), und (ii) Trocknen der im Schritt (i) gebildeten Schicht, um das zusätzliche flüssige Medium zu entfernen und eine Grundierungsschicht zu bilden, und wobei ferner ein Teil des zweiten Vernetzungsmittels in die hydrophile Schicht und die Grundierungsschicht eindringt, und wobei der Schritt zum Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht ferner das Trocknen der darunterliegenden hydrophilen und Grundierungsschichten aufweist.
Verfahren nach Anspruch 36, das ferner die folgenden Schritte aufweist: (e) Auftragen eine flüssigen Gemischs, das ein drittes flüssiges Medium und ein farbannehmendes Polymer aufweist, auf die infrarotabsorbierende Schicht (102); und (f) Trocknen der im Schritt (e) gebildeten Schicht, um das dritte flüssige Medium zu entfernen und eine farbannehmende Oberflächenschicht (100) zu bilden; wodurch eine positiv arbeitende Flachdruckoberfläche gebildet wird, wobei die Oberflächenschicht (100) vor der Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung nicht durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung, wie in Anspruch 1 definiert, entfernbar ist.
Verfahren nach Anspruch 41, wobei ein Teil des zweiten Vernetzungsmittels in die hydrophile Schicht (104) eindringt, und wobei der Schritt zum Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht ferner das Trocknen der darunterliegenden hydrophilen Schicht (104) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 36 oder Anspruch 41, wobei das Trocknen der im Schritt (a) gebildeten Schicht bewirkt, daß ein Teil des ersten Vernetzungsmittels reagiert, und wobei ferner das Trocknen der im Schritt (c) gebildeten Schicht bewirkt, daß ein zusätzlicher Teil des in der hydrophilen Schicht (104) vorhandenen ersten Vernetzungsmittels reagiert, und bewirkt, daß ein Teil des vorhandenen zweiten Vernetzungsmittels reagiert.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei eines von dem einen oder den mehreren Polymeren ein aus der Gruppe ausgewähltes Polymer aufweist, die aus den folgenden Polymeren besteht: Polyvinylalkohol, Polyurethane, Epoxypolymere, Vinylpolymere, Acrylpolymere und Cellulosederivate.
Verfahren nach Anspruch 39 oder Anspruch 40, das ferner die folgenden Schritte aufweist: (e) Auftragen eine flüssigen Gemischs, das ein drittes flüssiges Medium und ein farbannehmendes Polymer aufweist, auf die infrarotabsorbierende Schicht (102); (f) Trocknen der im Schritt (e) gebildeten Schicht, um das dritte flüssige Medium zu entfernen und eine farbannehmende Oberflächenschicht (100) zu bilden, wodurch eine positiv arbeitende Flachdruckoberfläche gebildet wird, wobei die Oberflächenschicht (100) dadurch gekennzeichnet ist, daß sie vor der Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung nicht durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung entfernbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Schritt (d) von Anspruch 36 oder Schritt (c) von Anspruch 38 oder Anspruch 43, bei Abhängigkeit von Anspruch 36, wobei das Gewicht der infrarotabsorbierenden Schicht 0,05 bis 1,0 g/m² oder vorzugsweise 0,1 bis 0,5 g/m² beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 36–40, 43, 44 und 46, wobei die im Schritt (c) gebildete infrarotabsorbierende Schicht (102) farbannehmend ist, wodurch die positiv arbeitende Flachdruckoberfläche gebildet wird.
Positiv arbeitendes Naßflachdruckelement, das aufweist: (a) ein Substrat (106); (b) eine über dem Substrat (106) liegende hydrophile Schicht (104); und (c) eine über der hydrophilen Schicht (104) liegende infrarotabsorbierende Schicht (102); wobei (i) die infrarotabsorbierende Schicht dadurch gekennzeichnet ist, daß sie vor der Absorption von infraroter Bebilderungsstrahlung nicht durch Reinigen mit Wasser oder Reinigungslösung, wie in Anspruch 1 definiert, entfernbar ist, und daß sie als Reaktion auf Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung durch Reinigen mit Wasser oder der Reinigungslösung entfernbar wird, aber ohne Ablation von mehr als 10 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht, und wobei (ii) die hydrophile Schicht (104) dadurch gekennzeichnet ist, daß sie in Wasser oder der Reinigungslösung unlöslich ist; und wobei ferner: (1) die infrarotabsorbierende Schicht (102) ferner dadurch gekennzeichnet ist, daß sie farbannehmend ist; oder (2) das Druckelement ferner eine über der infrarotabsorbierenden Schicht (102) liegende farbannehmende Oberflächenschicht (100) aufweist, wobei die Oberflächenschicht (100) durch fehlende Ablation als Folge infraroter Bebilderungsstrahlung sowie dadurch gekennzeichnet ist, daß sie vor der Absorption von infraroter Bebilderungsstrahlung nicht durch Reinigen mit Wasser oder einer Reinigungslösung entfernbar ist, und daß sie als Reaktion auf Belichtung mit absorbierbarer Bebilderungsstrahlung durch Wasser oder die Reinigungslösung entfernbar wird.
Druckelement nach Anspruch 48, wobei die infrarotabsorbierende Schicht (102) und die Oberflächenschicht (100) ein und dieselbe Schicht und so angepaßt ist, daß sie als Ergebnis einer bildartigen Belichtung mit absorbierbarer Infrarotstrahlung, die weniger als 10 Gew.-% der infrarotabsorbierenden Schicht (102) in den laserbelichteten Bereichen durch Ablation entfernt, eine Druckfläche bildet; und wobei die Reinigungslösung Wasser ist.