DE69620353T2

DE69620353T2 - Verfahren zur Herstellung von lithographischen Druckplatten

Info

Publication number: DE69620353T2
Application number: DE69620353T
Authority: DE
Inventors: Robert W. Hallman; Ken-Ichi Shimazu; Hui Zhu
Original assignee: Kodak Graphics Holding Inc
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1995-11-30
Filing date: 1996-11-29
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2016-11-30
Also published as: US6187380B1; EP0776763A1; EP0776763B1; US6413700B1; DE69620353D1; ZA969540B; ATE215444T1; US5820932A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Druckplatte unter Verwendung von Tintenstrahldruckköpfen und -techniken. Das neue Verfahren umfaßt die direkte Erzeugung eines Harzbildmusters auf einer lithographischen Platte unter Verwendung einer digitalen Bildinformation und digital gesteuerter Druckerköpfe. Die Erfindung ist besonders zur Herstellung von großen lithographischen Druckplatten für den Offsetdruck, die Handelsqualität aufweisen und großauflagenfähig sind, geeignet.
Zwischen der Lithographie und Offsetdruckverfahren besteht schon lange eine einträchtige Verbindung, die der Druckindustrie für eine ökonomische, schnelle, qualitativ hochwertige Bildvervielfältigung in geringen und hohen Auflagen sehr dienlich ist. Die bekannte Technik, die der Industrie zur Bildübertragung auf eine lithographische Druckplatte zur Verfügung steht, ist sehr umfangreich, wird aber durch den photographischen Prozeß beherrscht, bei dem eine hydrophile Platte mit einer lichtempfindlichen Beschichtung versehen wird, durch ein Filmbild hindurch belichtet und entwickelt wird, um ein druckbares, oleophiles Bild auf der Platte herzustellen.
Auch wenn die Herstellung lithographischer Platten durch photographische Bildübertragung relativ effizient und wirksam ist, ist es ein in mehreren Schritten ausgeführtes indirektes Verfahren von eingeschränkter Flexibilität. Typischerweise wird aus hydrophilisch oberflächenbehandeltem Aluminium eine photographisch vorsensibilisierte (presensitized = PS) Platte hergestellt. Es wird ein Positiv- oder Negativfilmbild von einer Hardcopy des Originals hergestellt und die PS-Platte mit dem Filmbild belichtet, entwickelt, gewaschen und für den Druckbetrieb bereit gemacht. Für alle gewünschten Änderungen in dem Filmbild muß erst die Originalhardcopy geändert und der photographische Prozeß wiederholt werden; daher die eingeschränkte Flexibilität. So hochentwickelt und geeignet es auch ist, Platten durch photographische Bildübertragung herzustellen, ist schon lange erkannt worden, daß ein Herstellungsverfahren für lithographische Platten gebraucht wird, das die vorstehenden Probleme, die mit dem photographischen Verfahren verbunden sind, umgeht. Ohne Frage wäre es für die Druckindustrie sehr vorteilhaft, ein druckbares Qualitätsbild direkt auf einer Platte zu erzeugen, ohne über ein photographisches Mehrschrittverfahren vorzugehen. Es wäre auch sehr attraktiv, wenn ein Verfahren entwickelt werden würde, bei dem in gewisser vorherbestimmter Art und Weise Änderungen an einem Originalbild vorgenommen werden könnten, ohne daß die Hardcopy korrigiert und die Photographie wiederholt werden muß, insbesondere wenn solche Änderungen "online" vorgenommen werden könnten.
Die Bilderzeugung durch digitale computergestützte Gestaltung von graphischem Material oder Text ist bekannt. Elektronisch erstellte Bilder aus Wörtern und Graphiken, die auf dem CRT eines digitalen Computersystems dargestellt werden, können bearbeitet und durch direktes Ausdrucken mit Nadeldruckern (impact printers), Laserdruckern oder Tintenstrahldruckern in die endgültige Hardcopy überführt werden. Diese Art und Weise des Druckens oder der Herstellung der Hardcopy ist äußerst flexibel und geeignet, wenn Druckauflagen von nicht mehr als einigen tausend verlangt werden, jedoch ist das Druckverfahren nicht für große Auflagen von zehn- oder hunderttausenden von Stücken anwendbar. Für große Auflagen ist das Drucken mit einer lithographischen Platte noch das bevorzugte Verfahren, wobei solche Platten durch das Verfahren der photographischen Bildübertragung hergestellt werden.
Es ist bekannt, daß zur Plattenherstellung eine digitalisierte Bildinformation verwendet werden kann, wobei ein Film hergestellt wird, um das Bild gemäß der Digitalisierung der Bildinformation darzustellen, und durch Belichtung und Entwicklung ein Bild auf der Platte erzeugt wird. Auch wenn dieses Verfahren die Flexibilität erhöht, indem es die Bearbeitung eines digitalisierten Bildes erlaubt, löst es die Probleme, die mit dem photographischen Bildübertragungsverfahren der Plattenherstellung verbunden sind, nicht.
Vor kurzem wurde die Herstellung lithographischer Platten durch Tintenstrahltechniken vorgeschlagen. Eine solche Technik wird in der Japanischen Patentanmeldung Nr. Kokai 62-25081 offenbart. Diese Anmeldung beschreibt die Verwendung eines Tintenstrahlsystems zum Auftragen einer oleophilen Flüssigkeit, um auf der hydrophilen Aluminiumoberfläche einer lithographischen Platte ein Bild zu erzeugen.
US-Patent Nr. 4,833,486 offenbart die Verwendung eines Tintenstrahlkopfes, um ein heißes Wachs auf die Oberfläche einer lithographischen Platte aufzubringen. Das heiße Wachs verfestigt sich beim Kontakt mit der Platte, wodurch sofort ein Druckmuster bereitgestellt wird. Die durch dieses Verfahren hergestellten Platten sind für sehr limitierte Druckauflagen von wenigen tausend Stück geeignet.
Die Herstellung von Druckplatten durch Tintenstrahldrucker hat einige Vorteile. Ein Vorteil ist, daß solche Verfahren umweltfreundlich sind. Die komplizierten und möglicherweise belastenden chemischen Vorbehandlungen und Lösungsmittel, die gewöhnlich beim Maskieren der Platten und Abziehen von Photoresistflächen verwendet werden, sind bei Tintenstrahlverfahren nicht immer notwendig.
Die Tintenstrahltechnologie steckt jedoch gegenüber der kommerziellen Lithographie noch in den Anfängen. Die gegenwärtigen Tintenstrahltechniken können keine großen oder für den Handel akzeptablen Offsetplatten herstellen. Das heißt, die durch die gegenwärtigen Tintenstrahltechniken hergestellten Platten haben, gemessen an handelsüblichen lithographischen Normen, sehr geringe Auflagen. Außerdem ist derzeit kein Tintenstrahlgerät oder -verfahren zur Herstellung großer Offsetplatten mit einer Vielzahl von darauf aufgebrachten Seiten verfügbar. US-Patent Nr. 4,833,486 lehrt allerdings, daß Tintenstrahlmaterialien billig sind und die Druckplatte deshalb in einem Mindestmäß verwendet und dann aussortiert werden kann. Ferner wird in einer Ausführungsform des '486er Patents darauf hingewiesen, daß das System für die nichtkommerzielle Plattenherstellung ausgelegt ist, insofern als ein Büroverarbeitungsystem vorgeschlagen wird. Büroverarbeitungssysteme können in der Regel nicht die zum Herstellen von großen handelsüblichen lithographischen Platten benötigten großen Mengen an digitaler Information, bereitstellen.
Ein weiterer Nachteil des in dem '486er Patent offenbarten Gerätes ist, daß es ein Tintenstrahlmedium gebraucht, welches ein Wachs sein kann. Wachs ist ein weiches Material und wird sich bei Verwendung unter den Bedingungen, die beim kommerziellen Offsetdruck herrschen, abreiben. Selbst die sogenannten Hartwachse werden nicht die für handelsübliche Druckauflagen, die in der Größenordnung von 100.000 Zyklen liegen, benötigte Haltbarkeit bereitstellen. Ferner verbinden sich Wachse nicht fest mit der Druckplattenoberfläche, d. h. sie bleiben eher an der Oberfläche, als daß sie sich aktiv mit dem Substrat verbinden.
Die Europäische Patentanmeldung EP 0 503 621 A1 offenbart ein direktes Herstellungssystem für lithographische Platten, bei dem ein Tintenstrahlsystem verwendet wird, um durch Belichtung der Platte ein Farbbild auf einer Platte zu erzeugen.
EP-A-533 168 und US-Patent Nr. 4,003,312 beschreiben ein Verfahren zur Herstellung von Druckplatten unter Verwendung eines Tintenstrahlsystems, das entweder eine photopolymerisierbare oder eine wärmehärtbare Farbzusammensetzung verwendet.
Wenn man die vorstehenden mit der Herstellung lithographischer Druckplatten verbundenen Probleme und die Grenzen, die dem Stand der Technik zur Überwindung dieser Probleme gesetzt sind, bedenkt, wurden dem Verfahren der vorliegenden Erfindung eine Reihe von Zielen gesetzt.
Ein Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zur Herstellung von lithographischen Druckplatten bereitzustellen, das Tintenstrahldruckerköpfe und -techniken verwendet, um auf der Platte direkt ein druckbares Bild mit guter Auflösung und für große Druckauflagen ausreichender Abnutzungsbeständigkeit bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, die Verfahren der Hauptaufgabe zur digitalen Bilderzeugung und digitalen Steuerung der Tintenstrahldruckerköpfe in digitale Computerinformationssysteme zu integrieren.
Ein spezielleres Ziel der Erfindung ist, ein druckbares Harzbild auf der lithographischen Platte zu erstellen, indem Tintenstrahldruckköpfe dazu verwendet werden, das Bild mit harzerzeugenden Chemikalien verbunden mit der in situ Polymerisation der Chemikalien auf der Plattenoberfläche wiederzugeben.
Eine weitere Aufgabe ist, das Harzbild auf der Druckplatte unter Verwendung der digitalen Steuerung der Tintenstrahldruckköpfe wiederzugeben.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte, insbesondere einer kommerziellen lithographischen oder Offsetdruckplatte bereit. Das Verfahren verwendet Tintenstrahlflüssigkeitströpfchen aus einem oder mehreren Druckerköpfen, um auf der Oberfläche der Druckplatte ein Bild zu erzeugen, entsprechend der digitalen das Bild beschreibenden Information, wie sie von einem digitalen Computersystem, das mit den Druckerköpfen digital kommuniziert, geliefert wird. Wichtig ist, daß die Tröpfchen aus dem Druckerkopf auf der Plattenoberfläche polymerisieren, wodurch ein druckbares Bild, das ein Harz umfaßt, erzeugt wird. Die physikalischen Eigenschaften des so erzeugten Harzes sind derart, daß eine für große Druckauflagen geeignete lithographische Druckplatte bereitgestellt wird.
Die Reaktanten, welche die zum Bewirken der Polymerisation notwendigen Monomere und Initiatoren einschließen, können vorher auf die Platte aufgetragen werden oder aus einem oder mehreren Druckköpfen so aufgetragen werden, daß die Polymerisation bei der Auftragung gestartet wird. Initiatoren können chemische Katalysatoren sein. Bevorzugt wird die Polymerisation unter Verwendung mindestens eines mehrfunktionellen Reaktanten, der ein vernetztes Harz erzeugt, allein oder in Kombination mit anderen Reaktanten ausgeführt. Unvernetzte Harze sind jedoch auch verwendbar.
Insbesondere umfaßt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Druckplatte, die ein druckbares Harzbild enthält. Das Verfahren umfaßt das Auftragen einer Flüssigkeit, die mindestens einen Reaktanten eines harzerzeugenden Reaktionsgemisches umfaßt, auf die Platte unter Verwendung mindestens eines Druckerkopfes in einer vorbestimmten bildwiedergebenden Art und Weise. Die Flüssigkeit wird auf die Platte aufgetragen in Kontakt mit dem (den) übrigen zur Vervollständigung des Gemisches auf der Oberfläche der Platte notwendigen Reaktanten. Die Polymerisation wird auf der Platte unter Harzpolymerisationsbedingungen, ausgenommen einer Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung und Elektronenstrahl, vervollständigt, wodurch eine lithographische Platte, die ein druckbares Harzbild enthält, hergestellt wird, ohne eine Wärmebehandlung nach der Polymerisation.
Ein geeignetes vorbestimmtes bildwiedergebendes Verfahren zum Auftragen der Reaktanten auf die Platte umfaßt das Einspeisen einer digitalen Information, die dem Muster eines Bildes entspricht, in eine zentrale Verarbeitungseinheit eines Computers (CPU). Die digitale Information wird dazu verwendet, den Druckerkopf in Verbindung mit dem Computer und mit Mitteln zur Umwandlung der digitalen Information in mechanische bildbeschreibende Bewegungen des Druckerkopfes zu betreiben.
Fig. 1 ist eine schematischen Darstellung eines in der vorliegenden Erfindung verwendeten Steuersystems.
Die Erfindung umfaßt ein Verfahren zur Herstellung einer druckbaren lithographischen Druckplatte durch Erstellung eines gehärteten festen Harzbildes auf der Platte. Das Bild wird aus harzerzeugenden Reaktanten erstellt, von denen mindestens einer eine Flüssigkeit ist oder in einem Lösungsmittel gelöst ist, da er durch einen Druckkopf vom Tintenstrahltyp so auf sie Platte aufgetragen wird, daß das zu druckende Bild präzise beschrieben wird. Der hier verwendete Begriff "Reaktanten" bezeichnet polymerisierbare harzerzeugende Monomere und Polymerisationskatalysatoren, Initiatoren oder Zwischenprodukte, Luft/Sauerstoff und dergleichen. Monomere schließen eine oder mehrere im allgemeinen niedermolekulare polymer-, copolymer- oder terpolymererzeugende Chemikalie(n) oder Vorpolymere, wie Oligomere, die zu festen Harzen mit höherem Molekulargewicht weiterpolymerisieren können, ein. Die harzerzeugenden Reaktanten werden alle auf der Oberfläche einer behandelten oder unbehandelten lithographischen Platte vereinigt, wodurch ein vollständiges harzerzeugendes Reaktionsgemisch unter Bedingungen hergestellt wird, die hinreichend sind, um das Gemisch in ein Harz zu überführen. Das so erzeugte Harz kann ein vernetztes oder lineares Polymer umfassen.
Als Erklärung und ohne den Umfang der Erfindung einschränken zu wollen, das harzerzeugende Reaktionsgemisch kann durch ein oder mehrere der folgenden allgemeinen Verfahren auf der Oberfläche einer behandelten oder unbehandelten Platte hergestellt und polymerisiert werden:
1. Eine Platte wird entweder mit (einem) harzerzeugenden Monomer(en) oder mit einem Polymerisationsstarter beschichtet und aus einem Tintenstrahldruckerkopf werden Monomere oder ein Starter als Tröpfchen in einer vorbestimmten Art und Weise auf die Platte aufgetragen, um unter Harzbildungsbedingüngen das Bildmuster zu beschreiben und das Reaktionsgemisch zu vervollständigen.
II. Monomere werden als Tröpfchen aus einem Tintenstrahldruckerkopf in einer vorbestimmten Art und Weise unter Beschreibung des Bildmusters auf die Platte aufgetragen und die Polymerisation wird ausgeführt, indem die Platte einer Luft/Sauerstoff- Umgebung ausgesetzt wird.
III. Zwei oder mehrere Monomere oder Monomer(e) und ein Starter, die in zwei oder mehreren Tintenstrahldruckerköpfen enthalten sind, werden gleichzeitig unter Vermischung als Tröpfchen in einer vorbestimmten Art und Weise auf die Platte aufgetragen, um unter Harzbildungsbedingungen das Bildmuster zu beschreiben und das Reaktionsgemisch zu vervollständigen. Enthält das Reaktionsgemisch mindestens drei Reaktanten, kann die Platte gegebenenfalls mit einem Reaktanten vorbeschichtet werden.
IV. Eine Platte wird mit einem löslichen Harz, wie Gummiarabikum, das entweder ein harzerzeugende(s) Monomer(e) oder einen Polymerisationsstarter enthält, beschichtet und Monomere oder Initiator werden als Tröpfchen aus einem Tintenstrahldruckerkopf in einer vorbestimmten Art und Weise auf die Platte aufgetragen, um unter Harzbildungsbedingungen das Bildmuster zu beschreiben und das Reaktionsgemisch zu vervollständigen.
In der vorliegenden Erfindung ist die bilderzeugende Schicht im allgemeinen eine hydrophobe Schicht und auf eine solche Schicht werden hydrophobe Stoffe aufgetragen; solche hydrophoben Stoffe nehmen wasserfreie oder Ölfarben an. Es liegt jedoch im Umfang der vorliegenden Erfindung, die Oberfläche einer normalerweise hydrophilen Platte zu beschichten, um die Oberfläche hydrophob zu machen. Die vorliegende Erfindung würde dann hydrophile Verbindungen verwenden, um das Bild auf der Plattenoberfläche zu erzeugen. Zudem kann die Platte entweder eine positiv oder negativ arbeitende lichtempfindliche Schicht sein.
Das Verfahren der Erfindung verwendet Tintenstrahlflüssigkeiten, die härtbare Materialien umfassen, die härten und an die Oberfläche der Druckplatte gebunden werden, und auf diese Weise ein Bild bereitstellen, das zehntausende von Druckauflagen übersteht.
Das härtbare Material kann ein Klebstoff sein, welcher, wenn er der Luft ausgesetzt wird, anaerob oder durch Kontakt mit dem Metall der Platte härtet. Geeignete Beispiele für solche Klebstoffe schließen die Cyanacrylate ein.
In einer anderen Ausführungsform kann die Tintenstrahlflüssigkeit ein Zweikomponentensystem aus Epoxidharzl/Epoxidharzhärter umfassen. Beispiele für geeignete Epoxidharze schließen Bisphenol A-diglycidylether verschiedenen Molekulargewichts, cycloaliphatische Epoxide mit Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid oder Hexahydrophthalsäureanhydrid usw. ein (wobei die typischen Weichmacher und Polyole, wenn gewünscht, auch anwesend sein können). Das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugte Epoxidharz ist der Bisphenol A-diglycidylethertyp.
Der Epoxidharzhärter kann ein aliphatisches, cycloaliphatisches oder aromatisches Amin, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin, Tetraethylenpentamin, Methylendianilin, Metaphenylendiamin, Polyamide und dergleichen, sein.
Geeignete Monomere für diese Erfindung umfassen bifunktionelle oder mehrfunktionelle Monomere oder Vorpolymere, ausgewählt aus Epoxiden, Polyaminen, Alkyl- und Arylisocyanaten, Polyolen, Acylhalogeniden, Formaldehyd, Phenol, Bisphenol A, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Acrylsäure, Cyanacrylat, Methacrylsäure, Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Acrylamid, Methyl- und Ethylvinylether, Vinylacetat, Vinylalkohol/acetat und Estern und Polyestern von Acrylsäure und Methacrylsäure.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung umfaßt die Erzeugung eines von einer digitalen Computerinformation abgeleiteten Bildes auf der Oberfläche einer Druckplatte. Das Bild wird in Form von Tintenstrahltröpfchen, welche ihrerseits aus einem Tintenstrahldruckkopf aufgetragen werden, auf die Platte aufgetragen. Der Druckkopf, der entlang der "x"- (horizontalen) und "y"- (vertikalen) Achse bewegbar ist, ist auf einer Baueinheit (Tisch) befestigt, die auch in der x-y-Ebene bewegbar ist. Antriebsmechanismen, z. B. Schrittmotoren, die durch einen Computer gesteuert werden, bewegen den Strahl des Druckkopfes entlang der "x"- und "y"-Achse, um die Tintenstrahltröpfchen auf der Plattenoberfläche zu positionieren. Der Tisch, der den Druckkopf trägt, ist durch Antriebsmechanismen auch in der x-y-Ebene bewegbar. Die Bewegung des Tisches sorgt für das Drucken von mehreren Seiten auf große lithographische Platten. Das durch den Tintenstrahldruckkopf verteilte flüssige Medium wird beim Kontakt mit der Oberfläche der Druckplatte oder unmittelbar danach zum Härten gebracht und auf diese gebunden.
Die vorliegende Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung besser zu verstehen. Der Kürze und Klarheit halber tragen gleiche Komponenten und Elemente überall in der Figur die gleiche Bezeichnung.
Fig. 1 veranschaulicht eine Tintenstrahldruckkopfanordnung zur Verwendung mit dem Gerät der vorliegenden Erfindung. Die Anordnung kann lithographische Platten von Handelsqualität herstellen, da sie beim Auftragen von Tintenstrahltröpfchen schnell und genau ist.
Es wurde gefunden, daß die Rasterbildverarbeitung (RIP) für lithographische Tintenstrahlverfahren mit großen Informationsmengen durchgeführt werden muß, um die für kommerziell brauchbare Offsetdruckplatten benötigte hohe Auflösung bereitzustellen. Die Computerprozessor- und Steuereinheit 11, die zum Umwandeln der großen Informationsmengen in Druckkopfsignale verwendet wird, schließt einen Computer mit großer Speicherkapazität und Rechengeschwindigkeit ein. Handelsübliche Platten erfordern das Abtasten einer großen Plattenoberfläche und Mittel zur Herstellung mehrerer Seiten, wie gezeigt. Oft ist es erforderlich, daß der Tintenstrahldruckkopf 12 nachfolgende Scans in Synchronisation durchführt. Dies erfordert ein sehr hohes Maß an mechanischer Genauigkeit.
Um eine Schnellbilderzeugung bereitzustellen, ist der Druckkopf 12 auf einem beliebigen x-y-Tisch 14, wie einem Opti-copy Imposer x-y-Tisch oder einem IPM Platemaker x-y-Tisch, befestigt. Um die Oberfläche der Platte 15 abzutasten, sorgt die Computer- und Steuereinheit 11 digital gleichzeitig für "x" (horizontale), "y" (vertikale) Farbspritzbewegungen des Druckkopfes 12 und Bewegungen des Tisches 14 in der x-y-Ebene (wie durch die "x" und "y"-Pfeile in Fig. 1 dargestellt). Die x-y-Bewegung des Tisches 14 wird durch Antriebsmechanismen (nicht dargestellt) erreicht und die "x" und "y"-Farbspritzbewegungen des Druckkopfes 12 werden durch die Antriebsmechanismen (z. B. Schrittmotoren) 17 bzw. 18 bereitgestellt. Nachdem die erste Seite 16a mit einem Bild versehen ist, wird der Druckkopf 12 anschließend an andere Stellen auf der Oberfläche der Platte 15 bewegt, um die nachfolgenden Seiten 16b, 16c usw. mit einem Bild zu versehen. Das Versehen der Seiten mit einem Bild braucht nicht in Reihenfolge ausgeführt werden. Tatsächlich befinden sich die Seiten für gewöhnlich nicht in Reihenfolge, und können sogar auf dem Kopf stehend in Bezug auf Nachbarseiten gedruckt werden.
Der Tintenstrahldruckkopf 12 besitzt eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsen (nicht dargestellt). Ein im Inneren des Druckkopfes 12 angeordnetes Reservoir liefert den Düsen über eine Reihe von Kanälen die Farbe.
Der Prozessor (CPU) der Computer- und Steuereinheit 11 liefert Graphik- und Textinformationen an den Druckkopf 12. Je höher die Auflösung, d. h. je mehr Punkte pro Zoll, desto mehr digitale Informationen müssen durch den Computerspeicher gespeichert und ausgegeben werden.
Die folgenden Beispiele der Erfindung werden angegeben, um die direkte Herstellung der lithographischen Druckplatten durch in situ-Polymerisation harzerzeugender Monomere näher zu erläutern. Das Bild wird auf der Platte beschrieben, indem eine Bildinformation verwendet wird, die in digitaler Form von der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) eines Computers erhalten wurde, welche auch operativ mit den Tintenstrahldruckerköpfen verbunden ist, um jene Köpfe entsprechend der digitalen Bildinformation zu betreiben.
Die Beispiele 1A-1B beschreiben das Druckplattenherstellungsverfahren unter Verwendung eines Tintenstrahls, welcher Reaktanten enthält, die direkt mit dem Substrat reagieren. Das Substrat ist Aluminium mit einer aufgerauhten Aluminiumoberfläche oder Aluminium, das mit Schwefelsäure oder Phosphorsäure anodisiert ist. Das anodisierte Aluminium kann eine Zwischenschicht, wie z. B. eine silicierte Zwischenschicht, enthalten. Der Tintenstrahl berührt die Oberfläche des Substrates und reagiert mit dem Substrat, wodurch ein gehärtetes Harzbildmuster erzeugt wird.

BEISPIEL 1A

Der Tintenstrahldruckkopf ist mit einer Farbe, wie z. B. Thread Locker, erhältlich von der Locktite, Inc., gefüllt. Die Farbe wird aus dem Druckkopf auf die Oberfläche des aufgerauhten Substrates gespritzt, wodurch das Bild erzeugt wird. Das Metallsubstrat wirkt als Polymerisationsstarter, wodurch die Erzeugung eines gehärteten Harzbildes bewirkt wird.

BEISPIEL 1B

Das Substrat ist ein mit Bimsstein aufgerauhter Schichtträger mit einer silicierten Zwischenschicht und der Tintenstrahldruckkopf enthält säureinhibiertes Cyanacrylat. Wenn der Kopf die Farbe auf das Substrat spritzt, werden die Säureinhibitoren durch die Zwischenschicht neutralisiert und das Cyanacrylat polymerisiert, wodurch ein gehärtetes Harzbild erzeugt wird.
Das folgende Beispiel 2A beschreibt die Erfindung unter Verwendung zweier Tintenstrahltröpfchen, die unter Erzeugung eines einzelnen gehärteten Punktes auf der Oberfläche des Substrates reagieren. Der Tintenstrahldruckkopf besitzt zwei Düsen, welche mit getrennten Reservoiren verbunden sind. Die zwei Farbtröpfchen werden auf denselben Punkt auf der Oberfläche des Substrates gespritzt, wo sie unter Erzeugung eines einzelnen gehärteten Punktes gemischt und umgesetzt werden.

BEISPIEL 2A

Es wird ein Tintenstrahldruckkopf verwendet, der mit getrennten Farbreservoiren verbunden ist. Die Reservoire sind mit einem Epoxidharz und einem Epoxidharzaminhärter gefüllt. Der Druckkopf spritzt ein Tröpfchen von jeder Komponente an denselben Platz auf der Oberfläche des Substrates, wo sie sich vermischen, reagieren und unter Erzeugung eines einzelnen gehärteten Punktes erwärmt werden.
Beispiele für geeignete Epoxidharze schließen Bisphenol A-diglycidylether verschiedenen Molekulargewichts, cycloaliphatische Epoxide mit Methyltetrahydrophthalsäureanhydrid oder Hexahydrophthalsäureanhydrid ein. Der Härter kann ein aliphatisches, cycloaliphatisches oder aromatisches Amin, wie Diethylentriamin, Triethylentetramin und dergleichen, sein.
Die folgenden Beispiele 3A-3F beschreiben ein Plattenherstellungsverfahren, bei dem Tintenstrahlfarbe verwendet wird, die mit einer aufgetragenen Schutzschicht auf der Oberfläche eines Substrates unter Erzeugung eines gehärteten Bildmusters reagiert. Das Substrat kann entweder ein glatter Aluminiumschichtträger oder ein anodisierter Aluminiumschichtträger mit Zwischenschichten (z. B. silicierten oder PVPA-Zwischenschichten) sein. Das Substrat wird dann mit verschiedenen chemischen Verbindungen, wie Gummiarabikum, Aminhärter, beschichtet, um eine Schutzschicht zu erzeugen. Kommt die Tintenstrahlfarbe mit der Schutzschicht in Berührung, reagiert die Farbe chemisch mit der Schutzschicht unter Erzeugung eines Bildmusters. Das mit einem Bild versehene Substrat wird dann in herkömmlicher Art und Weise entwickelt, um die nicht mit einem Bild versehene Schutzschicht zu entfernen.

BEISPIEL 3A

Ein elektrochemisch aufgerauhtes Substrat wird mit einer dünnen Schicht aus Gummiarabikum und Reduktionsmitteln beschichtet, um eine Schutzschicht zu herzustellen, und im Druckkopf wird eine Kaliumdichromatfarbe verwendet. Wenn die Farbe auf das beschichtete Substrat gespritzt wird, reagiert die Farbe mit der gehärteten Schutzschicht unter Erzeugung eines gehärteten Bildmusters. Das mit einem Bild versehene Substrat wird dann in herkömmlicher Art und Weise entwickelt, um die nicht mit einem Bild versehene Schutzschicht zu entfernen.

BEISPIEL 3C

Ein mit Bimsstein aufgerauhtes Aluminiumsubstrat wird mit einer dünnen anorganischen Zwischenschicht aus Gummiarabikum und Säure beschichtet. Der Tintenstrahldruckkopf enthält ein Epoxid, wie z. B. Vinylcyclohexandiepoxidfarbe. Wenn die Farbe auf das beschichtete Substrat gespritzt wird, reagiert die Farbe mit der dünnen Schicht auf dem Substrat unter Erzeugung eines Bildmusters. Das mit einem Bild versehene Substrat wird dann erwärmt, um das Bildmuster auf der Oberfläche des Substrates zu härten. Das mit einem Bild versehene Substrat wird dann in herkömmlicher Art und Weise entwickelt, um die nicht mit einem Bild versehene Schutzschicht zu entfernen.

BEISPIEL 3D

Das beschichtete Substrat von Beispiel C wird auch in diesem Beispiel verwendet.
Aber der Tintenstrahldruckkopf wird mit Farbe gefüllt, die eine Zinkkomplexbildnerverbindung enthält. Der Tintenstrahldruckkopf spritzt die Farbtröpfchen heraus auf die Oberfläche des beschichteten Substrates. Die Farbtröpfchen reagieren mit der Schutzschicht unter Erzeugung eines harten Bildmusters. Das mit einem Bild versehene Substrat wird dann in herkömmlicher Art und Weise entwickelt, um die nicht mit einem Bild versehene Schutzschicht zu entfernen.

BEISPIEL 3F

Der Tintenstrahldruckkopf wird mit Farbe gefüllt, welche eine Vinyletherverbindung enthält. Das elektrochemisch aufgerauhte Substrat mit einer Zwischenschicht aus organischem Polymer wird mit dem Gemisch aus Gummi und organischer Säure beschichtet, um eine Schutzschicht oben auf der Substratoberfläche herzustellen. Die aus dem Kopf ausgespritzte Farbe reagiert mit der Schutzschicht unter Erzeugung eines Bildmusters auf der Oberfläche des beschichteten Substrates. Das mit einem Bild versehene Substrat wird dann in herkömmlicher Art und Weise entwickelt, um die nicht mit einem Bild versehene Schutzschicht zu entfernen.
Die folgenden Vergleichsbeispiele 4-9 stellen Verfahren und Ergebnisse von konkreten Versuchen vor, die die Verwendung verschiedener Systeme auf Harzbasis als bilderzeugendes Material veranschaulichen, das in Tintenstrahldruckköpfen verwendet wird, um digitalisierte Bilder auf lithographischen Druckplatten, die eine große Anzahl von Bildkopien drucken können, bereitzustellen.

BEISPIEL 4 VERGLEICH)

In dieser Ausführungsform wurde ein Polyhydroxystyrolpolymer (bereitgestellt von der Hoechst Celanese Corp.) in einem Gemisch aus einem niedrigviskosen cycloaliphatischen Epoxid (z. B. Cyracure 6105 von Union Carbide) und einem Vinylether (z. B. Divinylether von der ISP Chemical Corp.) aufgelöst. Dem flüssigen Gemisch wurden 3- 5 Gew.-% photoreaktive Oniumsalze (z. B. Cyracure 6974 und/oder 6990 Sulfoniumsalze von Union Carbide und/oder 9310C Iodoniumsalz von der GE Corporation) zugegeben. Die Viskosität dieser Polymerlösung betrug 75 cPs bei 25ºC. Die Polymerlösung wurde in einen Tintenstrahldruckerkopf, dessen Temperatur zwischen 100 und 130ºC lag, gegeben. Die heiße Lösung wurde auf eine anodisierte Aluminium-(Al)-druckplatte gespritzt und das Bild gehärtet, indem die Platte mit einer Geschwindigkeit von 1,016 m/s (200 Fuß/min) unter zwei 78,74 W/cm (200 W/Zoll) Mitteldruck-Hg-Lampen hindurchgeführt wurde. Es wurde ein festes hartes abriebfestes Bild mit guter Haftung auf der Al-Platte erhalten.

BEISPIEL 5 (VERGLEICH)

Die Platte von Beispiel 4 wurde als lithographische Offsetplatte auf einer Druckmaschine verwendet. Verglichen mit einem auf einem Standardwachs basierenden Bild auf einer in ähnlicher Weise erhaltenen Druckplatte, bot das auf kationischer Farbe basierende Bild eine wesentlich verbesserte Leistung, z. B. eine Auflage von 75.000 gegenüber 25.000.

BEISPIEL 6 (VERGLEICH)

Die vorstehend als Beispiel 4 beschriebene Formulierung wurde auf eine anodisierte Al-Platte gespritzt und unter einer Elektronenstrahlquelle mit einer Energie von 3 MR hindurchgeführt. Es wurde ein hartes, abriebfestes und feuchtmittelbeständiges gehärtetes Bild erhalten.

BEISPIEL 7 (VERGLEICH)

Ein Novolakharz (VPN 1110, bereitgestellt von der Hoechst Celanese Corp.) wurde in einem Gemisch aus cycloaliphatischem Epoxid und Vinylether, wie es in Beispiel 12 beschrieben ist, aufgelöst. 3-5 Gew.-% kationische Oniumsalz-Photoinitiatoren wurden zugegeben. Die Viskosität der endgültigen Harzlösung betrug 75 cPs bei 25ºC. Die Lösung wurde in einen Tintenstrahldruckerkopf von 130ºC gegeben. Die Viskosität der Lösung bei der Temperatur des Druckerkopfes wurde mit 10 cPs gemessen. Das gespritzte Bild wurde genauso gehärtet, wie es in dem vorstehenden Beispiel 4 beschrieben ist, und es wurde ein hartes abriebfestes Bild mit hervorragender Haftung bei der Scotchband-Haftungsprüfung unter Verwendung von 3M 610 Band und Feuchtmittelbeständigkeit erhalten. Rosos KS 500 wurde mit einem Baumwollwattebausch bis zu 500 mal hin und her auf das Bild gerieben.

BEISPIEL 8 (VERGLEICH)

Um ein niedrigviskoses Farbsystem zum Drucken bei Raumtemperatur zu entwickeln, wurde ein Gemisch aus Maleat und Vinylether (z. B. DSM 102 und DSM 109 von der DSM Desotech Corp., IL) zusammen mit 2% eines oligomeren Photoinitiators (z. B. KIP 100F von Sartomer) hergestellt. Die Viskosität der Lösung betrug 18 cPs bei 25ºC. Die Lösung wurde aus einem Tintenstrahlkopf von Raumtemperatur heraus auf eine anodisierte Al-Platte gespritzt. Nach dem Härten des Bildes unter UV-Belichtung wurde wie in Beispiel 7 ein hartes abriebfestes Bild mit guter Feuchtmittelbeständigkeit erhalten.

BEISPIEL 9 (VERGLEICH)

Ein mehrfunktionelles Novolakepoxidharz (z. B. Epirez SU-8 von Shell Chemical) und ein Novolakharz (VPN 1110 von Hoechst Celanese) wurden in einem niedrigviskosen Epoxidverdünnungsmittel (z. B. Cyracure 6105) gelöst und mit einer Lösung eines flexiblen Novolakharzes (z. B. NC 513 oder NC 547 von der Cardolite Corporation) in Limonendioxid (von Elf Atochem) gemischt. Zu dieser Harzlösung wurden 3-5 Gew.-% photoreaktive Oniumsalze zugegeben. Diese Lösung wurde in einen Tintenstrahldruckerkopf von 130ºC gegeben und auf eine anodisierte Al-Platte gespritzt. Durch das Härten mit einer UV-Lampe (118,11 W/cm (300 W/Zoll) mit 0,508 m/s (100 Fuß/min)) wurde ein hartes abriebfestes Bild mit guter Haftung und Feuchtmittelbeständigkeit erhalten.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer lithographischen Druckplatte, die ein druckbares Harzbild enthält, umfassend:

Auftragen einer Flüssigkeit, die mindestens einen Reaktanten eines harzerzeugenden Reaktionsgemisches umfaßt, auf die Platte unter Verwendung mindestens eines Tintenstrahldruckerkopfes in einer vorbestimmten bildwiedergebenden Art und Weise, wobei die Flüssigkeit auf die Platte aufgetragen wird in Kontakt mit dem (den) übrigen zur Vervollständigung des Gemisches notwendigen Reaktanten auf der Oberfläche der Platte;

und Polymerisieren des vollständigen Gemisches auf der Platte unter Harzpolymerisationsbedingungen, ausgenommen einer Bestrahlung mit elektromagnetischer Strahlung und Elektronenstrahl, wodurch die lithographische Platte, die ein druckbares Harzbild enthält, hergestellt wird, ohne daß nach der Polymerisation eine Wärmebehandlung erfolgt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte bildwiedergebende Art und Weise das Einspeisen von digitaler Information, die dem Muster eines Bildes entspricht, in eine zentrale Verarbeitungseinheit eines Computers (CPU) und das Betreiben des Druckerkopfes in Verbindung mit dem Computer und mit Mitteln zur Umwandlung der digitalen Information in mechanische bildbeschreibende Bewegungen des Druckerkopfes umfaßt.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der flüssige Reaktant ein oder mehrere harzerzeugende Monomere oder Vorpolymere umfaßt und die Plattenoberfläche die übrigen Reaktanten, die einen harzerzeugenden Polymerisationsstarter oder Katalysator für die Monomere umfassen, enthält.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der flüssige Reaktant einen harzerzeugenden Polymerisationsstarter oder Katalysator umfaßt und die Plattenoberfläche mindestens ein harzerzeugendes Monomer enthält.

5. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der flüssige Reaktant mindestens zwei harzerzeugende Comonomere umfaßt, wobei die Comonomere bei der Copolymerisation miteinander reaktionsfähig sind und getrennt in mindestens zwei Druckerköpfen enthalten sind.

6. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Druckerkopf auch einen Copolymerisationsstarter oder Katalysator enthält.

7. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das Comonomerengemisch aus den Druckerköpfen auf die Oberfläche aufgetragen wird.

8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die lithographische Druckplatte durch Beschichten mit einem wasserlöslichen Polymer vorbehandelt wird.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Polymer die übrigen Reaktanten enthält.

10. Verfahren gemäß Anspruch 8, wobei das Polymer Gummiarabikum umfaßt.

11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der (die) Reaktant(en) bifunktionelle oder mehrfunktionelle Monomere oder Vorpolymere, ausgewählt aus Epoxiden, Polyaminen, Alkyl- und Arylisocyanaten, Polyolen, Acylhalogeniden, Formaldehyd, Phenol, Bisphenol A, Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid, Acrylsäure, Cyanacrylat, Methacrylsäure, Styrol, Vinyltoluol, α-Methylstyrol, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylnitril, Acrylamid, Methyl- und Ethylvinylether, Vinylacetat, Vinylalkohol/acetat, Estern und Polyestern von Acrylsäure und Methacrylsäure und Naturgummi, einschließlich Gummiarabikum, umfaßt.

12. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Harz ein hydrophobes Harz umfaßt.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Harz ein vernetztes Harz umfaßt.

14. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkeit ein Lösungsmittel und einen gelösten Stoff umfaßt, wobei der gelöste Stoff den Reaktanten umfaßt.