-
Die vorliegende Erfindung betrifft
neuartige Druckplatten, ein Vertahren zu deren Herstellung und einen
Offsetdruckprozess zur Verwendung der Druckplatten.
-
In der Technik sind für das Offsetdrucken
geeignete Druckplatten bekannt, die einen Träger mit darauf befindlichen,
nicht für
die Bebilderung vorgesehenen Bereichen (den nicht bildtragenden
Bereichen) umfassen, sowie Bildbereichen, die hydrophob und tintenaufnehmend
sind.
-
Die Offsetdrucktechnik basiert auf
der Nichtmischbarkeit von Öl
und Wasser, wobei das ölige
Material oder die Druckfarbe vorzugsweise von dem Bildbereich festgehalten
wird, und wobei Wasser oder Feuchtlösung vorzugsweise von dem nicht
bildtragenden Bereich festgehalten wird. Wenn eine geeignet vorbereitete Fläche mit
Wasser befeuchtet und dann Druckfarbe darauf aufgebracht wird, hält der Hintergrund
oder der nicht bildtragende Bereich das Wasser fest und stößt die Druckfarbe
ab, während
der Bildbereich die Druckfarbe annimmt und das Wasser abstößt. Die
Druckfarbe auf dem Bildbereich wird dann auf die Oberfläche eines
Materials übertragen,
auf dem das Bild reproduziert werden soll, wie Papier, Tuch oder ähnliches. Üblicherweise
wird die Druckfarbe auf ein Zwischenmaterial übertragen, dass als Tuch bezeichnet
wird, welches die Druckfarbe wiederum auf das Material überträgt, auf
dem das Bild reproduziert werden soll.
-
Als Tintenstrahltechnik wird das
berührungslose
Verfahren bezeichnet, mit dem sich Bilder durch Ablagerung von Tintentropfen
in Ansprechen auf digitale Signale auf einem Substrat erzeugen lassen.
-
JP-A-53015905 beschreibt die Herstellung
einer Druckplatte durch Tintenstrahlen eines alkohollöslichen
Harzes in einem organischen Lösemittel
auf eine Aluminiumdruckplatte.
-
JP-A-56105960 beschreibt die Herstellung
einer Druckplatte durch Aufbringen einer Tinte mittels Tintenstrahlen
auf einen Träger,
beispielsweise eine Druckplatte aus anodisiertem Aluminium, wobei
die Tinte in der Lage ist, ein ölanziehendes
Bild zu erzeugen und eine Härtersubstanz,
wie Epoxidsojabohnenöl,
zusammen mit Benzoylperoxid enthält
oder eine fotohärtende
Substanz, wie ein ungesättigtes
Polyester.
-
EP-A-0 882 584 beschreibt ein Verfahren
zur Herstellung einer Druckplatte, das das Erzeugen eines ölanziehenden
Bildes auf der Oberfläche
eines Trägers
umfasst, indem das Bild auf der Oberfläche durch Aufbringen einer
Tinte mittels Tintenstrahlen ausgebildet wird, und zwar unter Verwendung
einer wässrigen
Lösung
oder eines Salzes einer hydrophoben organischen Säure, beispielsweise
einer Oleinsäure.
-
GB 2 332 646 A beschreibt ein Verfahren
zur Herstellung einer Druckplatte, das das Erzeugen eines ölanziehenden
Bildes auf der Oberfläche
eines Trägers
durch Tintenstrahldrucken des Bildes auf der Oberfläche unter
Verwendung einer wässrigen
Lösung
oder einer wässrigen
kolloidalen Dispersion eines Polymers umfasst, das wasserlösende Gruppen
enthält,
wobei die wasserlösenden
Gruppen mit der Oberfläche
des Trägers
in Wirkbeziehung treten, wodurch das Polymer an den Träger gebunden
wird und das Polymer unlöslich macht.
-
Die Verfahren nach dem Stand der
Technik umfassen die Verwendung organischer Lösemittel oder fotohärtender
Verbindungen oder Polymere, wodurch ein gewisses Risiko entsteht,
dass die Eingänge
durch das Polymer verstopfen.
-
Die genannten Probleme werden erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass ein Oligomer, das hydrophile und hydrophobe Gruppen in dem
Molekül
enthält,
als eine wässrige
Dispersion verwendet wird, um das Bild auf der Druckplatte zu erzeugen.
-
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zur
Herstellung einer Offsetdruckplatte das Ausbilden eines ölanziehenden
Bildes auf der Oberfläche
eines hydrophilen Trägers
durch Ablagern des Bildes vorzugsweise mittels Tintenstrahlverfahren
auf der Oberfläche
unter Verwendung einer wässrigen
Dispersion eines Oligomers, welches in dem Molekül sowohl hydrophile als auch
hydrophobe Gruppen aufweist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet einen
schnellen, einfachen und direkten Weg, um eine Druckplatte aus digitalen
Daten mithilfe relativ kostengünstiger
Geräte
und ohne lichtempfindliche Materialien anzufertigen.
-
Verglichen mit den in der Technik
beschriebenen Verfahren erfordert das erfindungsgemäße Verfahren keine
Verarbeitung der Druckplatte und arbeitet mit verdünnten wässrigen
Dispersionen, die eine geringe Umweltbelastung und ein geringes
gesundheitliches Risiko darstellen. Zudem verringert sich das Risiko,
dass die Düsen
durch Polymer verstopfen.
-
Die Zeichnung ist eine Skizze, die
die Herstellung einer Druckplatte mittels Tintenstrahlverfahren
zeigt.
-
Das Oligomer kann als eine wässrige Lösung oder
als eine wässrige
Emulsion aufgebracht werden.
-
Der Begriff wässrig umfasst das wahlweise
Vorhandensein organischer Flüssigkeiten,
beispielsweise derartiger Flüssigkeiten,
die mit Wasser mischbar sind, beispielsweise Polyalkohole, beispielsweise
Ethylenglycol, Diethylenglycol, Trimethylenglycol oder Trimethylolpropan.
-
Das Verhältnis von Wasser in wässriger
Lösung,
in dem das Oligomer gelöst
oder dispergiert ist, beträgt
mindestens 40 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 75 Gew.-% und am besten
mindestens 80 Gew.-% Das Oligomer umfasst vorzugsweise zwischen
2 und 10 Grundeinheiten, besser 3 bis 5 Grundeinheiten, wobei vorzugsweise
die Zahl der hydrophilen Gruppen in dem Oligomer auch zwischen 2 und 10 liegt.
-
Weil das Oligomer sowohl hydrophobe
als auch hydrophile Gruppen enthält,
hat es die Eigenschaften eines grenzflächenaktiven Stoffes.
-
Die hydrophilen Gruppen, die anionisch
sein können,
dienen dazu, das Oligomer an die hydrophile Oberfläche zu binden,
wodurch das Oligomer unlöslich
wird.
-
Die hydrophobe Gruppe kann zudem
einen nicht polaren Kohlenwasserstoffanteil des Moleküls umfassen.
-
Die hydrophilen Gruppen können saure
Gruppen sein, wie Karbonsäure,
Sulfonsäure,
Sulfatsäure, Phosphatsäure oder
Phosphonsäure.
Einige oder alle dieser sauren Gruppen können als Salze vorliegen, beispielsweise
als Salze eines Alkalimetalls oder Ammoniums.
-
Das Molekulargewicht der Oligomere
liegt typischerweise im Bereich von ca. 500 bis ca. 5000, vorzugsweise
im Bereich von ca. 1000 bis ca. 3000.
-
Der Träger kann ein beliebiger, für Druckplatten
geeigneter Träger
sein. Typische Träger
umfassen metallische und polymere Bogen oder Folien. Die Oberfläche des
Trägers
kann vergütet
oder beschichtet sein, um die notwendige Interaktion mit dem Oligomer
zu erzeugen. Beispiele der Oberflächenbeschichtungen umfassen
Metalloxid und Gelatinebeschichtungen.
-
Vorzugsweise wird ein Träger mit
einer Metalloberfläche
verwendet. Vorzugsweise ist die Metalloberfläche oxidiert.
-
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Träger
mit einer anodisierten Aluminiumoberfläche verwendet.
-
Die Strömungsgeschwindigkeit, die Trennlänge der
Tröpfchen,
die Tröpfchengröße und die
Strömungsstabilität werden
stark von der Oberflächenspannung
und der Viskosität
der wässrigen
Zusammensetzung bestimmt. Tintenstrahltinten, die zur Verwendung
mit Tintenstrahl-Druckvorrichtungen geeignet sind, können eine
Oberflächenspannung
im Bereich von 20 bis 60 mN/m aufweisen, vorzugsweise von 30 bis
50 mN/m. Die Kontrolle der Oberflächenspannung in wässrigen
Tinten kann durch Zusetzen kleiner Mengen von grenzflächenaktiven
Stoffen erfolgen. Die zu verwendende Menge grenzflächenaktiver
Stoffe lässt
sich durch einfache Experimente nach Versuch und Irrtum ermitteln.
Es sind anionische und nicht-ionische grenzflächenaktive Stoffe aus den in
US-A-5,324,349; 4,156,616 und 5,279,654 beschriebenen verwendbar,
sowie zahlreiche weitere grenzflächenaktive
Stoffe, die in der Tintenstrahltechnik bekannt sind. Kommerzielle
grenzflächenaktive Stoffe
sind u. a. die SurfynoTMI-Familie von Air
Products, die ZonylTM-Familie von DuPont,
die FluoradTM-Familie von 3M und die AerosolTM-Familie von Cyanamid.
-
Die Viskosität der Tinte ist vorzugsweise
nicht größer als
20 mPa·s
(Centipoise) beispielsweise 1 bis 10, vorzugsweise 1 bis 5 mPa·s (Centipoise)
bei 20°C.
-
Die im Tintenstrahldrucker verwendete
Emulsion kann weitere Inhaltsstoffe enthalten, beispielsweise wasserlösliche Flüssigkeiten
oder feste Stoffe mit einem wesentlich höheren Siedepunkt als Wasser,
beispielsweise Ethandiol, sowie andere Arten ölanziehender Vorläufer, wie
das Natriumsalz von Oleinsäure.
Ein Feuchthaltemittel oder Co-Lösemittel
ist verwendbar, um die Tinte vor dem Austrocknen oder vor dem Verkrusten
der Öffnungen
des Druckkopfes zu schützen.
Wahlweise ist ein Penetriermittel verwendbar, damit die Tinte besser
in die Oberfläche
des Trägers
eindringen kann. Ein Biozid, wie Proxel (Trade Mark) GXL von Zeneca Colours
kann zur Vermeidung mikrobiellen Wachstums zugesetzt werden, das
im Laufe der Zeit in der Tinte auftreten könnte.
-
Die wässrige Emulsion kommt beim
Tintenstrahldrucken zum Einsatz, worin Tröpfchen der Emulsion in kontrollierter
Weise auf die Oberfläche
des Trägers
aufgebracht werden, indem Tröpfchen
aus seiner Vielzahl von Düsen
oder Öffnungen
in einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers ausgeworfen werden.
-
Kommerziell erhältliche Tintenstrahldrucker
arbeiten nach unterschiedlichen Schemata zur Steuerung der Ablagerung
der Tintentröpfchen.
Derartige Schemata lassen sich im Allgemeinen in zwei Arten unterteilen: kontinuierliche
Strömung
oder Dropon-Demand (bedarfsweise Tröpfchenbildung) In Drop-on-Demand-Systemen
wird ein Tintentröpfchen
aus einer Öffnung
mittels Druck direkt auf eine Stelle auf der Tintenempfangsschicht
ausgeworfen, der beispielsweise durch eine piezoelektrische Vorrichtung,
eine akustische Vorrichtung oder einen Thermoprozess erzeugt wird,
der durch digitale Signale steuerbar ist. Ein Tintentröpfchen wird
nur dann erzeugt und durch die Öffnung
des Druckkopfes ausgeworfen, wenn er benötigt wird. Tintenstrahl-Druckverfahren
und zugehörige
Drucker sind kommerziell erhältlich
und brauchen hier nicht im Details beschrieben zu werden.
-
Die wässrige Emulsion kann Eigenschaften
aufweisen, die mit einem großen
Bereich von Auswurfbedingungen kompatibel sind, beispielsweise Treiberspannungen
und Impulsbreiten für
thermische Tintenstrahldrucker, Treiberfrequenzen des piezoelektrischen
Elements für
eine Drop-on-Demand-Vorrichtung oder eine kontinuierliche Vorrichtung
sowie die Form und Größe der Düse.
-
Der Träger für die Offsetdruckplatte wird
typischerweise aus Aluminium hergestellt, das beispielsweise elektrochemisch
aufgeraut oder anodisiert ist, beispielsweise mithilfe von Anodisierungstechniken
und unter Verwendung von Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure. Verfahren
zum Anodisieren und Aufrauen sind in der Technik bekannt.
-
Nach Bebilderung der Druckplatte
kann in üblicher
Weise Tinte auf die Druckplatte aufgebracht und diese in einer Druckmaschine
verwendet werden. Vor Auftragen der Tinten kann die Druckplatte
mit wässriger Lösung von
Naturkautschuk, wie Gummiarabicum, oder einem synthetischen Kautschuk,
wie Carboxymethylzellulose, behandelt werden, wie in der Technik
bekannt und beispielsweise in Kapitel 10 des "The Lithographer's Manual" beschrieben ist,
herausgegeben von Charles Shapiro und veröffentlicht von The Graphic
Arts Technical Foundation, Inc. Pittsburgh, Pennsylvania, USA (1966).
-
Die vorliegende Erfindung wird anhand
folgender Beispiele veranschaulicht.
-
Zubereitung 1
-
Zubereitung von Tetradecylthio'tri(acrylamidglykolsäure).
-
Das Monomer (Acrylamidglykolsäure) (16,3
g, 100 mMol) wurde in Methanol (200 ml) gelöst und mit Stickstoff für 15 Minuten
gespült.
Die Mischung wurde auf 62,5°C
erwärmt,
und eine Lösung
von Tetradecylmercaptan (7,68 g, 33,3 mMol) und AlBN (0,24 g) in
Methanol (50 ml), die ebenfalls mit dem Stickstoff gespült wurde,
wurde in einem Teil zugegeben. Die Mischung wurde für 3 Stunden
unter Stickstoffatmosphäre
refluxiert. Die abgekühlte
Reaktionsmischung wurde mit Heptan (2 × 150 ml) gewaschen und das
Lösemittel
durch Verdampfen bei reduziertem Druck entfernt, um 16,92 g des
wasserlöslichen
Produkts mit durchschnittlich 3 an Thiol angelagerten Monomereinheiten
zu erhalten.
-
Beispiel 1
-
Eine 1 Gew.-% Lösung in Wasser des in Zubereitung
1 zuvor hergestellten oligomeren grenzflächenaktiven Stoffes wurde mit
einem Künstlerpinsel
auf ein Stück
anodisierte Kodak Aluminiumdruckplatte aufgetragen, um ein Bild
zu erzeugen. Das Bild ließ man
natürlich
trocknen, worauf die Druckplatte mit einer 0,05 Gew.-% Lösung von "Viscofas", einem proprietären Offset-Feuchtmittel,
und Baumwolle befeuchtet wurde. Die Druckplatte wurde dann leicht
mit etwas Druckerfarbe (BASF Fishburns Minilith Black) auf einem
Stück Baumwolle
abgerieben. Das aufgemalte Bild nahm die Tinte wahlweise auf und
zeigte eine gute Darstellung des gemalten Bildes mit minimaler Bildverschlechterung.
Das Tintenbild war gegen festes Reiben beständig.
-
Beispiel 2
-
Auf ähnliche Weise wurde das Bild
auf eine Polyesterdruckplatte aufgemalt, die mit einer hydrophilen, siliciumdioxidhaltigen
Schicht (Autotype Omega E-Z) versehen war. Die wahlweise Tintenaufnahme
der gemalten Bereiche wies auch hier eine gute Bildqualität auf.
-
Zubereitung 2
-
Neutralisierung von Tetradecylthio'tri(acrylamidglykolsäure): das
Trinatriumsalz des oligomeren grenzflächenaktiven Stoffes wurde durch
Lösen des
zuvor genannten Produkts in Wasser bei einer Konzentration von 1
Gew.-% mit wässrigem
Natriumhydroxid unter Verwendung elektrochemischer Messung des Endpunkts zubereitet.
-
Beispiel 3
-
Auf ähnliche Weise wies eine 1 Gew.-%
Lösung
in Wasser von Natriumsalz der Zubereitung 2 eine wahlweise
Tintenaufnahme des gemalten Bildes auf einer KodakTM anodisierten
Aluminiumdruckplatte auf.
-
Zubereitung 3
-
Zubereitung von Octadecylthio'tetra'(2-Acrylamid-2-Methyl-1-Propansulfonsäure): Octadecanthiol (28,66
g, 0,10 Mol) und 2-Acrylamid-2-Methyl-1-Propansulfonsäure (82,9
g, 0,40 Mol) wurde zusammen mit Azobisisobutyronitril (AlBN) (1,0
g) in Methanol (500 ml) gerührt.
Die Mischung wurde mit Argon entgast und dann unter einer Argonatmosphäre für 18 Stunden
refluxiert. Die Reaktionsmischung erschien immer noch etwas milchig.
Beim Abkühlen
begann sich eine weiße
feste Masse auszubilden. Die Mischung wurde in einem Dampfbad wieder
erwärmt,
worauf sich Ölkügelchen
zeigten. Die heiße
Lösung
wurde unter Absaugen auf einem Sinter filtriert, wodurch die Ölkügelchen
als weiße
gummiartige Festpartikel zurückblieben,
die in Wasser, Natriumhydroxid oder Ethylacetat nicht löslich waren.
Die verbleibende Lösung
gab beim Abkühlen
einen weiteren weißen,
semikristallinen Feststoff ab, der ausgefiltert wurde. Die verbleibende
Lösung
wurde mit Heptan (500 ml) gewaschen, und das Methanol wurde verdampft,
um das Produkt als weißen
festen Stoff (92,4 g) zu erzeugen.
-
Beispiel 4
-
Auf ähnliche Weise wies eine 1 Gew.-%
Lösung
in Wasser des oligomeren Produkts aus Zubereitung 3 ebenfalls eine
wahlweise Tintenaufnahme mit guter Qualität des Bildes auf, das im Übrigen auch
gegen Abreiben beständig
war.
-
Zubereitung 4
-
Zubereitung von Octadecylthio'tetra'(2-Acrylamid-2-Methyl-1-Propansulfonsäurenatriumsalz).
Auf Basis der Titrationsergebnisse wurde das Produkt aus Beispiel
3 (50,00 g, 0,0448 Mol) in Wasser (100 ml) in einem Rundbodenkolben
suspendiert und bei Raumtemperatur gerührt. Natriumhydroxidlösung (10 Mol,
18,60 ml) wurde zugegeben, und die Lösung wurde für ca. 15
Minuten auf 45°C
erwärmt
und konnte dann unter Rühren
abkühlen
(Gesamtzeit 0,5 Stunden). Die resultierende blassgelbe Lösung wurde
gefriergetrocknet, um das Produkt als weiße feste Masse zu erhalten
(50,1 g).
-
Beispiel 5
-
Unter vergleichbaren Bedingungen
wies eine 1 Gew.-% Lösung
des oligomeren grenzflächenaktiven Stoffes
aus Zubereitung 4 ein ähnliches
Verhalten auf.
-
Zubereitung 5
-
Zubereitung von Tyloxapoldisulfatdinatriumsalz.
Tyloxapol ist ein Novaolakharz, das ein ethoxyliertes Phenolformaldehydharz
umfasst.
-
Tyloxapol (5 g, ca. 1,3 mMol) wurde
in 1,2-Dichlorethan (100 ml) und Chlorsulfonsäure (0,3 g, 2,6 mMol gelöst und die
Mischung auf 50°C
für 2,5
Stunden unter Ausschluss von Feuchtigkeit erwärmt. Die Mischung wurde dann
abgekühlt,
wobei das Lösemittel
unter reduziertem Druck verdampfte. Wasser (100 ml) wurde zugegeben
und zum Lösen
gerührt.
Der pH-Wert wurde auf 10 bis 11 mit wässrigem Natriumhydroxid eingestellt
und auf Trockenheit in einem Dampfbad verdampft. Der Rest wurde
mit Methanol behandelt und die anorganischen Salze abgefiltert.
Das Produkt wurde durch Verdampfen unter reduziertem Druck isoliert
und unter Hochvakuum getrocknet.
-
Beispiel 6
-
Das Oligomer von Zubereitung 2 wurde
gemäß der Tabelle
formuliert, um 20 ml der Lösung
zu erhalten, die dann in eine leere, saubere Tintenstrahlpatrone
gegeben wurde.
-
-
Ein standardmäßiges Testobjektbild wurde
auf einer Polyesterdruckplatte des Typs Autotype Omega E-Z mit einem
Tintenstrahldrucker des Typs Epson 200 gedruckt, das Bild wurde
getrocknet, und die Platte wurde in eine Druckmaschine eingelegt
(Heidelberg T-Offset) und mit einer Universalfeuchtlösung des
Typs Varn Press-Master
(verdünnt
1 plus 15) sowie einer Druckfarbe des Typs Van Son Rubber Based
Ink-VS310 "Pantone" Black gedruckt,
um klare Drucke des Testbildes nach schneller Farbannahme zu erzeugen.
-
Beispiel 7
-
Eine 0,5 Gew.-% wässrige Lösung des Produkts der Zubereitung
5 wurde hergestellt und die Prozedur aus Beispiel 2 wiederholt.
Die wahlweise Tintenaufnahme der gemalten Bereiche wiesen auch hier
eine gute Bildqualität
auf.
