EP1614006A2 - Verfahren zur herstellung von fotopolymerisierbaren, zylindrischen, endlos-nahtlosen flexodruckelementen und deren verwendung zur herstellung zylindrischer flexodruckformen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von fotopolymerisierbaren, zylindrischen, endlos-nahtlosen flexodruckelementen und deren verwendung zur herstellung zylindrischer flexodruckformenInfo
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- EP1614006A2 EP1614006A2 EP04727243A EP04727243A EP1614006A2 EP 1614006 A2 EP1614006 A2 EP 1614006A2 EP 04727243 A EP04727243 A EP 04727243A EP 04727243 A EP04727243 A EP 04727243A EP 1614006 A2 EP1614006 A2 EP 1614006A2
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- EP
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- layer
- photopolymerizable
- flexographic printing
- cylindrical
- cylinder
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- G03F7/18—Coating curved surfaces
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- B41C1/00—Forme preparation
- B41C1/02—Engraving; Heads therefor
Definitions
- the invention relates to a method for producing photopolymerizable cylindrical, endlessly seamless flexographic printing elements by applying a layer of a photopolymerizable material to the outer surface of a hollow cylinder and connecting the edges by calendering.
- the invention further relates to the use of flexographic printing elements produced in this way for producing flexographic printing plates.
- Cylindrical flexographic printing plates are known in principle.
- the printing cylinder of the printing press is provided with a printing layer or a printing relief in its entirety.
- Cylindrical printing forms are of great importance for the printing of endless mustem and are used, for example, for printing wallpaper, decorative paper or gift paper.
- SIeeves is a cylindrical hollow body - also known as a sleeve - which has been provided with a print layer or a print relief.
- the sleeve technology enables the printing form to be changed very quickly and easily.
- the inner diameter of the SIeeves corresponds to the outer diameter of the printing cylinder, so that the SIeeves can easily be pushed over the printing cylinder of the printing press.
- the SIeeves are pushed on and off according to the air cushion principle:
- the printing press is equipped with a special pressure cylinder, a so-called air cylinder.
- the air cylinder has a compressed air connection on the front side with which compressed air can be directed into the interior of the cylinder. From there it can exit again through holes arranged on the outside of the cylinder.
- compressed air is introduced into the air cylinder and exits at the outlet holes.
- the sleeve can now be pushed onto the air cylinder because it expands slightly under the influence of the air cushion and the air cushion significantly reduces friction.
- the stretching is reduced and the sleeve is stuck on the surface of the air cylinder. Further details on the sleeve technique are disclosed, for example, in "Technique of Flexographic Printing", p. 73 ff., Coating Verlag, St. Gallen, 1999.
- the printing cylinder or a sleeve with a completely enveloping, relief-forming, photopolymerizable layer by means of suitable techniques. This can be done, for example, by coating from solution or by ring extrusion. However, both techniques are extremely complex and therefore correspondingly expensive. It is therefore widespread to wrap the printing cylinder or the sleeve with a prefabricated, thermoplastic processable layer of photopolymerizable material and to seal the abutting edges of the photopolymerizable layer, also called seam, as well as possible using suitable techniques. Only in a second step is the cylindrical photopolymerizable flexographic printing element processed into the finished round printing form. Devices for processing cylindrical flexographic printing elements are commercially available.
- the thickness tolerance should normally not be more than ⁇ 10 ⁇ m. If the thickness tolerance of the photopolymerizable layer of the seal is not sufficient, the surface of the seal must be reworked.
- DE-A 31 25 564 and EP-A 469375 disclose methods for improving the print quality, in which one first grinds the surface of the cylindrical flexographic printing element, then smoothes it with a suitable solvent and, if necessary, fills in any unevenness with binder or the material of the light-sensitive layer. Such an approach is of course extremely complex, lengthy and expensive.
- photopolymerizable, cylindrical flexographic printing elements can be produced by applying a layer of photopolymerizable material to a sleeve so that the cut edges meet and then heated to approx. 160 ° C. until the material begins to melt and the cut edges interlock run.
- DE-A 29 11 980 discloses a method in which a printing cylinder is wrapped with a photosensitive resin film without a substantial distance or a substantial overlap between the plate ends.
- the seam is closed by bringing the pressure cylinder into contact with a calendering roller while rotating, and connecting the cut edges to one another by melting.
- No. 5,916,403 proposes an elaborately constructed apparatus with which a sleeve can be coated with molten photopolymer material and the layer can be calendered.
- Plate-shaped polymer material in molten or solid form can also be used to coat the sleeve. If a plate-shaped material is used, either a gap is left between the ends, which must be closed by calendering at elevated temperatures, or the ends overlap and the supernatant must also be smoothed by calendering.
- the so-called back-side pre-exposure represents a further problem of sleeve technology.
- Flexographic printing elements are usually pre-exposed from the back through the carrier film for a short period of time before the main exposure is actually carried out.
- the relief substrate is prepolymerized and a better socketing, in particular of fine relief elements, is achieved in the relief substrate.
- DE-A 3704694 has therefore proposed to first apply a first layer of photopolymer material to a sleeve, to weld the seam, and then to polymerize the photopolymer layer from the front by exposure.
- a photopolymer layer is applied to the first, already cross-linked layer and its seam is also welded.
- this two-step process is very cumbersome and expensive.
- the object of the invention was to provide an improved process for the production of cylindrical, endlessly seamless, photopolymerizable flexographic printing elements, which ensures a better closure of the seam than in the known technologies and also a very good concentricity. Pre-exposure to the back should be possible in a simple manner without impairing satisfactory closure of the seam. Furthermore, reworking of the flexographic printing element by grinding and smoothing should be avoided, and the process should be able to be carried out as quickly as possible. In addition, it should be possible to reuse the used sleeve without great effort.
- a method for producing photopolymerizable cylindrical, seamless seamless flexographic printing elements by applying a layer of a photopolymerizable material comprising at least one elastomeric binder, ethylenically unsaturated monomers and a photoinitiator, on the outer surface of a hollow cylinder and connecting the layer ends by calendering found, the method comprising the following steps: (a) providing a layer composite comprising at least one layer made of a photopolymerizable material and a carrier film which can be peeled off the layer,
- the adhesive layer is a double-sided adhesive tape.
- cylindrical seamless seamless photopolymerizable flexographic elements have been found which can be obtained by the described process, and their use for the production of flexographic forms using laser engraving or digital imaging.
- the method according to the invention enables cylindrical, endlessly seamless, photopolymerizable flexographic printing elements to be obtained in a surprisingly simple manner in high quality. A very good seam closure is achieved. Reworking of the flexographic printing element obtained through complex grinding and smoothing processes its unneccessary. It is possible to pre-expose the back of the flexographic printing element, even without the use of a transparent sleeve. It was also particularly surprising and unexpected for the person skilled in the art that a durable and high-quality seam closure is still possible by means of the method according to the invention, despite the back exposure. Using the method according to the invention, ready-to-use flexographic printing elements can be produced from the starting materials within no more than 1 h.
- Fig. 1 Cross-section through a flexographic printing element prepared for calendering, in which the edges to be connected are cut to size using a miter cut and placed one above the other (schematically).
- Fig. 2 cross section through the preferred apparatus for performing the method according to the invention (schematic).
- a layer composite is first provided in step (a), which comprises at least one layer made of the photopolymerizable material and a carrier film which can be peeled off from the layer.
- the layer composite can optionally also comprise a further peelable film on the side of the layer facing away from the carrier film.
- Both the carrier film and the second film can be treated in a suitable manner for better peelability, for example by siliconization or by coating with a suitable stripping layer.
- stripping layers are also known as release layers in the field of flexoplate technology and can consist, for example, of polyamides or polyvinyl alcohols.
- the photopolymerizable material is customary photopolymerizable materials which are typical for use in flexographic printing elements and comprise at least one elastomeric binder, ethylenically unsaturated monomers and a photoinitiator or a photoinitiator system. Such mixtures are disclosed for example by EP-A 084851.
- the elastomeric binder can be a single binder or a mixture of different binders.
- suitable binders are the known vinyl aromatic / diene copolymers or block copolymers, such as se conventional block copolymers of the styrene-butadiene or styrene-isoprene type, furthermore diene / acrylonitrile copolymers, ethylene / propylene / diene copolymers or diene / acrylate acrylic acid copolymers.
- Mixtures of different binders can of course also be used.
- binders or binder mixtures which have the lowest possible tack.
- Thermoplastic-elastomeric binders of the styrene-butadiene type have proven particularly useful for the process according to the invention. These can be two-block copolymers, three-block copolymers or multiblock copolymers in which several styrene and butadiene blocks alternate in succession. It can be linear, branched or star-shaped block copolymers.
- the block copolymers used according to the invention are preferably styrene-butadiene-styrene three-block copolymers, it having to be taken into account that commercially available three-block copolymers usually have a certain proportion of two-block copolymers.
- SBS block copolymers are commercially available, for example under the name Kraton®. Mixtures of different SBS block copolymers can of course also be used. The person skilled in the art makes a suitable selection from the various types depending on the desired properties of the layer.
- Styrene-butadiene block copolymers are preferably used which have an average molecular weight M w (weight average) of 100,000 to 250,000 g / mol.
- M w weight average
- the preferred styrene content of such styrene-butadiene block copolymers is 20 to 40% by weight, based on the binder.
- the ethylenically unsaturated monomers are, in particular, acrylates or methacrylates of mono- or polyfunctional alcohols, acrylic or methacrylamides, vinyl ethers or vinyl esters.
- examples include butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, butanediol di (meth) acrylate or hexanediol di (meth) acrylate.
- Aromatic compounds for example keto compounds such as benzoin or benzoin derivatives, are suitable as initiators for the photopolymerization.
- the photopolymerizable mixtures can further comprise customary auxiliaries such as, for example, inhibitors for thermally initiated polymerization, plasticizers, dyes, pigments, photochromic additives, antioxidants, antiozonants or extrusion aids.
- auxiliaries such as, for example, inhibitors for thermally initiated polymerization, plasticizers, dyes, pigments, photochromic additives, antioxidants, antiozonants or extrusion aids.
- the type and amount of the components of the photopolymerizable layer are determined by the person skilled in the art depending on the desired properties and the desired use of the flexographic printing element according to the invention.
- the person skilled in the art can also select specially adapted formulations for the layer for laser direct engraving.
- formulations are disclosed, for example, by WO 02/76739, WO 02/83418, WO 03/45693 or the as yet unpublished documents with the file numbers DE 10227 188.7, DE 10227 189.5, to which we expressly refer here.
- the layer composites can be produced in a manner known in principle by dissolving all components of the photopolymerizable layer in a suitable solvent, pouring them onto the removable carrier film and letting the solvent evaporate.
- the layer composite is preferably produced in a manner also known in principle by melt extrusion and calendering between the peelable carrier film and a further peelable film.
- Such photopolymerizable layer composites are also commercially available, for example as nyloflex ® SL (BASF Drucksysteme GmbH).
- Layer composites can also be used which have two or more photopolymerizable layers.
- the thickness of the layer composite is generally 0.4 to 7 mm, preferably 0.5 to 4 mm and particularly preferably 0.7 to 2.5 mm.
- the photopolymerizable layer can optionally be pre-exposed from the back with actinic light before the application to the hollow cylinder in process step (e).
- the pre-exposure is carried out on the side of the photopolymerizable layer facing away from the carrier film, that is to say the later underside of the layer.
- the surface of the photopolymerizable layer can be irradiated directly. If a second peelable film is present, this second film can either be peeled off or it is preferably exposed through the film, provided the film is sufficiently transparent.
- the pre-exposure is carried out in analogy to the usual back pre-exposure of flexographic printing plates.
- the pre-exposure time is usually only a few seconds up to a maximum of one minute and is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the layer. Of course, the pre-exposure time also depends on the intensity of the actinic light. Only the surface of the layer is polymerized, but the entire layer is never polymerized.
- the person skilled in the art determines whether a pre-exposure step is carried out or not. If the further processing of the flexographic printing element into flexographic printing plates is provided in the conventional way by imagewise exposure and development using a solvent, pre-exposure is generally recommended, although not always absolutely necessary. If further processing by means of direct laser engraving is provided, a pre-exposure step is generally superfluous.
- the pre-exposure should take place before the layer composite is cut to size in step (b), in order to ensure a problem-free connection of the cut edges. If a transparent sleeve is used, the pre-exposure can of course also only take place after the layer has been applied to the sleeve from the inside of the sleeve.
- the trimming is carried out by means of miter cuts, that is to say by means of cuts which are not guided perpendicularly through the layer composite, but rather at an angle.
- the length of the layer composite is dimensioned by the cuts in such a way that the circumference of the sleeve can be completely encased and the ends provided with the miter cuts essentially lie on one another but do not overlap.
- the miter angle is 10 ° to 80 °, preferably 20 ° to 70 °, particularly preferably 30 ° to 60 ° and for example 50 °.
- the angles mentioned relate to the perpendicular through the layer. Both cut edges can be cut with the same miter angle. Smaller deviations of the miter angle of the two cutting edges from one another are also possible without impairing the proper connection of the cutting edges. Rather, slightly different miter angles can be used in a particularly elegant manner to ensure that the inside diameter of the photopolymerizable layer is somewhat smaller than the outside diameter.
- the miter angles are calculated in such a way that after cutting, the later inside of the photopolymerizable layer is exactly the right amount shorter than the later outside. As a rule, however, the angles should not differ from one another by more than approximately 20 °, preferably not more than 10 °.
- the side edges can also be cut, provided the width of the raw material is not already suitable.
- the side edges are preferably cut straight.
- the width of the layered composite can of course not exceed the maximum sleeve length. As a rule, the entire length of the sleeve is not covered with the photopolymer material, but it is attached to the end a narrow strip of which was left uncovered. This is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the flexographic printing element.
- the hollow cylinders used as carriers are conventional hollow cylinders that are suitable for mounting on air cylinders, i.e. can expand slightly under the influence of compressed air. Hollow cylinders of this type are also referred to as sleeves or sometimes also as seals, base sleeves or the like.
- the hollow cylinders used as supports are referred to below as such as sleeves, while the term “sleeve” is intended to be reserved for the flexographic printing element as a whole, that is to say including the more photopolymerizable layer, adhesive layer and any further layers.
- Sleeves made of polymeric materials are particularly suitable for carrying out the process according to the invention.
- the polymeric materials can also be reinforced, for example with glass fiber fabrics. It can also be multi-layer materials.
- sleeves made of metals for example those made of nickel, can of course be used.
- the thickness, diameter and length of the sleeve are determined by the person skilled in the art depending on the desired properties and the desired application. By varying the wall thickness with a constant inner diameter (necessary for mounting on certain printing cylinders), the outer circumference of the sleeve and thus the so-called printing length can be determined.
- the term “printing length” is understood by the person skilled in the art to mean the length of the printed motif when the printing cylinder is rotated.
- Suitable sleeves with wall thicknesses of 1 to 100 mm are commercially available, for example as Blue Light from Rotec or from Polywest or Rossini. It can be both compressible sleeves and so-called hard-coated sleeves.
- the hollow cylinders used are pushed and locked onto a rotatably mounted carrier cylinder in method step (c), so that the hollow cylinder is firmly connected to the carrier cylinder and no movement relative to one another is possible.
- the carrier cylinder provides a firm hold for the subsequent calendering process.
- the locking can be done for example by clamping or screwing.
- the carrier cylinder is preferably an air cylinder, the mode of operation of which corresponds to the air cylinders used in printing presses.
- the sleeve is then assembled very elegantly by connecting the air cylinder to compressed air to push it on, thus allowing the sleeve to be slid on.
- the sleeve After switching off the compressed air the sleeve is firmly locked onto the air cylinder.
- the circumference of the air cylinder can also be enlarged in a manner known in principle by using so-called adapters or bridge sleeves (actually sleeves).
- adapters or bridge sleeves actually sleeves.
- sleeves with a larger inner diameter can be used, and thus longer print lengths can be achieved with the same air cylinder.
- Adapter sleeves are also commercially available (eg from Rotec).
- an adhesive layer is applied to the outer surface of the hollow cylinder.
- the adhesive layer should also provide good adhesion even at elevated temperatures, such as those which prevail during the calendering process. In particular, it should impart very good shear strength so that the photopolymerizable layer does not slip on the surface of the hollow cylinder during the calendering process.
- the adhesive layer can be a suitable adhesive lacquer which is applied to the surface of the hollow cylinder.
- the adhesive layer is preferably a double-sided adhesive film.
- Double-sided adhesive films for mounting printing plates are known and are available in various embodiments.
- the adhesive films can be foam adhesive films which additionally have a damping foam layer.
- the adhesive film should have the highest possible static shear strength.
- the static shear strength is determined based on DIN EN 1943.
- a piece of the adhesive film with precisely defined dimensions is stuck on a polished metal plate and pulled horizontally with a precisely defined force. The time is measured until the tape has moved 2.5 mm on the surface.
- the test can be carried out at elevated temperatures. The details of the test are summarized in the example section.
- an adhesive film which has a static shear strength of at least 3 h, preferably at least 10 h and particularly preferably at least 100 h at 70.degree.
- an adhesive tape is preferably used, the foam layer of which consists of an open-cell foam, for example an open-cell PU foam. This usually results in a smoother surface of the photopolymerizable layer in the area where the ends of the adhesive tape meet than when using closed-cell foams.
- the double-sided adhesive tape should be glued to the surface of the hollow cylinder in such a way that the cut edges abut each other and there is essentially no space between the ends, nor do the ends overlap.
- the photopolymerizable layer is applied to the hollow cylinder provided with the adhesive layer.
- the cut, layered composite is applied with the side facing away from the temporary carrier film onto the hollow cylinder provided with the adhesive layer. If a second peelable film is present, it must of course be removed, including any decoating layer, before application.
- the application should be bubble-free and is carried out in such a way that the ends provided with the miter cut essentially lie on one another but do not overlap.
- FIG. 1 schematically shows a cross section through a flexographic printing element prepared for calendering, in which the edges to be connected are each cut to size using a miter cut and placed one above the other: an adhesive tape (2) and the photopolymerizable layer (3 ) applied. The edges to be joined are cut to size using miter cuts (4) and placed one above the other.
- the arrow (7) indicates the preferred direction of rotation of the flexographic printing element during calendering.
- the air cylinder has been omitted in Fig. 1 for the sake of clarity.
- the application of the layer element is expediently started with the cut edge, the underside of which is longer than the top (FIG. 1, (5)).
- the second cutting edge (6) After complete wrapping, the second cutting edge (6), with the top being longer than the bottom, finally lies on the first cutting edge.
- the carrier film including any detackifying layer which may be present, is removed from the layer of photopolymer material (process step (f)).
- the cut edges are connected.
- the surface of the photopolymerizable layer on the hollow cylinder is brought into contact with a rotating calender roll until the cut edges are connected to one another.
- the carrier cylinder and the calender roll rotate against each other.
- the necessary calender pressure is determined by the person skilled in the art, depending on the type of photopolymerizable layer, by adjusting the distance between the carrier cylinder and the calender roller.
- the calendering temperature depends on the type of photopolymerizable layer and the desired properties. However, the temperature of the calendering roll is set according to the invention in such a way that that the temperature of the photopolymerizable layer is in any case below its melting temperature, so that the negative effects mentioned above are avoided by melting the layer.
- the heat is expediently supplied by using a calender roll which is heated from the inside.
- the heat can also be supplied, for example, by IR radiators or warm gas flows.
- heat sources can also be combined.
- the temperature during calendering is 80 to 130 ° C., preferably 90 to 120 ° C., measured in each case on the surface of the photopolymerizable layer.
- Calendering is particularly preferably carried out in such a way that the coated hollow cylinder rotates in the direction (7) during calendering.
- the preferred direction of rotation is indicated by the arrow (7) in FIG. 1 and FIG. 2 and can be achieved by appropriately setting the direction of rotation of the rollers. Since the calender roll and the coated hollow cylinder rotate against each other during calendering (Fig. 2), the upper cutting edge (6) is calendered in the direction of decreasing layer thickness in this direction of rotation. This advantageously avoids setting up the gap, although in special cases it is also possible to calender in the opposite direction. As a rule, it takes around 15 minutes to completely close the gap, although this time also depends on the temperature and pressure selected.
- the cut edges are firmly connected to one another by calendering.
- the connection takes place mainly in the area of the photopolymer layer which has not been pre-exposed. In the lower layer area, which was pre-exposed, the edges do not connect or at least do not bond as well. Of course, this also depends on the intensity of the pre-exposure and thus on the degree of pre-crosslinking. Surprisingly, however, a very good, durable connection of the edges can be achieved by means of the method according to the invention.
- the processed hollow cylinder / finished sleeve is removed from the carrier cylinder again.
- the apparatus shown schematically in FIG. 2 has proven particularly useful for carrying out the method, without the invention being thus restricted to the use of this apparatus.
- the apparatus has an air cylinder (8) and a heatable calender roll (9). Both cylinders are pivoted. The suspensions of the cylinders are not shown for the sake of clarity. At least one of the two rollers is also movably mounted in the horizontal direction, so that the rollers together and can be moved apart. This is shown schematically by the double arrow (13). For heating, for example, electrical heating elements can be built into the calender roll or hot oil can flow through the roll.
- An auxiliary roller (10) is also provided as an aid for mounting, the distance of which from the air cylinder can be adjusted.
- the auxiliary roller (10) is preferably arranged below the air cylinder.
- the auxiliary roller is preferably a rubber roller.
- the apparatus also has a feed device (11) for the photopolymerizable layer and / or the adhesive film.
- the feed device can, for example, simply be an assembly table on which the photopolymerizable layer and / or the adhesive film are placed and from there can be inserted evenly into the gap between the sleeve and the auxiliary roller. This can preferably be done by hand using a suitable sliding device.
- the calender roll should have as little adhesion to the photopolymerizable layer as possible. It can, for example, be polished or have a coating for detackification, for example a Teflon coating.
- the apparatus can of course also comprise further assemblies.
- a sleeve (12) is first pushed onto the air cylinder (8). Then the adhesive film is cut to size on the assembly table (11), the air cylinder is rotated and the film is slowly pushed into the gap between the auxiliary roller (0) and the air cylinder (8) provided with the sleeve (12). The adhesive film is carried along by the rotation, the auxiliary roller pressing the film onto the sleeve, so that the adhesive film sticks to the sleeve without bubbles. The protective film is then removed from the adhesive film. The sleeve is now provided with an adhesive layer.
- the cut photopolymerizable layer composite is pushed into the gap, carried along and pressed down by the auxiliary roller (10).
- the possibly pre-exposed underside of the layer is directed towards the sleeve. If the photopolymerizable layer has a second, peelable film, this is peeled off beforehand.
- the calender roller and the air cylinder provided with the sleeve, adhesive layer and photopolymerizable layer are brought into contact with one another, set in rotation, and the gap is closed by calendering with the hot calender roller.
- the preferred direction of rotation during calendering is (7).
- Process steps (a) to (h) can be carried out in this order. Variations are also possible. It is therefore entirely possible to first apply the adhesive layer (step (c)) and the photopolymerizable layer (step (e)) to the sleeve apply, and only then push the coated sleeve onto the carrier cylinder (c).
- the cylindrical, seamless seamless flexographic printing elements obtainable by the method according to the invention differ from those known from the prior art. Traces of the miter cut can still be recognized as a point of discontinuity in the area of the closed seam using suitable analysis methods (e.g. microscopic observation, possibly using polarized light). If pre-exposed, the seam in the lower layer area can be clearly seen. Nevertheless, a printing layer which is completely uniform with regard to the printing properties is obtained, so that there is no longer any visible seam in the printed image. Tensile strain measurements with layer samples from the area of the closed seam as well as those without a seam have comparable values.
- the flexographic printing elements according to the invention are outstandingly suitable as a starting material for the production of cylindrical, endlessly seamless flexographic printing plates.
- flexographic printing elements can be exposed imagewise in a manner known in principle, and the unexposed areas of the relief-forming layer can subsequently be removed by means of a suitable development process.
- the imagewise exposure can in principle take place by enveloping the seal with a photographic mask and exposing it through the mask.
- the imaging is preferably carried out using digital masks.
- digital masks are also known as in-situ masks.
- a digitally imageable layer is first applied to the photopolymerizable layer of the sleeve.
- the digitally imageable layer is preferably a layer selected from the group of IR-ablative layers, ink-jet layers or thermographically writable layers.
- IR-ablative layers or masks are opaque for the wavelength of the actinic light and usually comprise a binder and at least one IR absorber such as carbon black. Soot also ensures that the layer is opaque.
- a mask can be written into the IR-ablative layer using an IR laser, ie the layer is decomposed and removed where it is struck by the laser beam. Examples of the imaging of flexographic printing elements with IR-ablative masks are disclosed, for example, in EP-A 654 150 or EP-A 1 069475.
- ink jet layers a layer which can be written on with ink jet inks and is permeable to actinic light, for example a gelatin layer, is applied.
- a mask with opaque ink is applied to these using ink-jet printers. Examples are disclosed in EP-A 1 072953.
- Thermographic layers are layers that contain substances that turn black under the influence of heat.
- Such layers comprise, for example, a binder and an organic silver salt and can be imaged by means of a printer with a thermal head. Examples are disclosed in EP-A 1 070989.
- the digitally imageable layers can be produced by dissolving or dispersing all constituents of the respective layer in a suitable solvent and applying the solution to the photopolymerizable layer of the cylindrical flexographic printing element, followed by evaporation of the solvent.
- the digitally imageable layer can be applied, for example, by spraying or by means of the technique described by EP-A 1 158365.
- Components which are soluble in water or predominantly aqueous solvent mixtures are preferably used to produce the digitally imageable layer.
- the digitally imageable layer After the digitally imageable layer has been applied, it is imaged by means of the appropriate technique and then the sleeve is irradiated through the mask formed in a manner known in principle by means of actinic light.
- actinic light In a known manner, UVA or UV / VIS radiation is particularly suitable as actinic, ie chemically “effective” light.
- Round imagesetters for uniform exposure of SIeeves are commercially available.
- the imagewise exposed layer can be developed in a conventional manner by means of a solvent or a solvent mixture.
- the unexposed, i.e. the areas of the relief layer covered by the mask are removed by dissolving in the developer, while the exposed, i.e. the networked
- the mask or the remains of the mask are also removed by the developer if the components are soluble therein. If the mask is not soluble in the developer, it may be removed using a second solvent before development.
- the development can also take place thermally. No solvent is used in thermal development. Instead, after the imagewise exposure, the relief-forming layer is brought into contact with an absorbent material and heated.
- the absorbent material is, for example, a porous fleece, for example made of nylon, polyester, cellulose or inorganic materials. It is heated to a temperature such that the unpolymerized portions of the relief-forming layer liquefy and can be absorbed by the fleece. The soaked fleece is then removed.
- thermal development Details of thermal development are disclosed, for example, by US 3,264,103, US 5,175,072, WO 96/14603 or WO 01/88615.
- the mask can optionally be removed beforehand using a suitable solvent or also thermally.
- Cylindrical flexographic printing plates can also be produced from the photopolymerizable, endlessly seamless flexographic printing elements by means of direct laser engraving.
- the photopolymerizable layer is first completely cross-linked in its entire volume by means of actinic light without the application of a mask.
- a print relief is then engraved into the cross-linked layer using one or more lasers.
- the full-surface networking can be carried out with conventional platesetters for SIeeves as described above. However, it can also be carried out particularly advantageously based on the method described in WO 01/39897. It is exposed in the presence of a protective gas which is heavier than air, for example C0 2 or Ar.
- a protective gas which is heavier than air, for example C0 2 or Ar.
- the photopolymerizable, cylindrical flexographic printing element is lowered into a plunge pool filled with protective gas, the walls of which are preferably lined with a reflective material, for example aluminum foil.
- the lowering is preferably carried out so that the axis of rotation of the cylindrical flexographic printing element is vertical.
- the immersion tank can be filled with protective gas, for example, by introducing dry ice into the immersion tank, which displaces the atmospheric oxygen when it evaporates.
- actinic light It is then exposed from above using actinic light.
- the usual UV or UV / VIS sources for actinic light can be used for this.
- Radiation sources are preferably used which emit essentially visible light and no or only a small proportion of UV light.
- Light sources are preferred which emit light with a wavelength of more than 300 nm.
- conventional halogen lamps can be used.
- the method has the advantage that the ozone load customary in short-wave UV lamps is almost completely eliminated, protective measures against strong UV radiation are generally unnecessary and no complex equipment is required. This process step can thus be carried out particularly economically.
- the relief layer absorbs laser radiation to such an extent that it is removed or at least detached at those locations where it is exposed to a laser beam of sufficient intensity.
- the layer is preferably vaporized or thermally or oxidatively decomposed without melting beforehand, so that its decomposition products are removed from the layer in the form of hot gases, vapors, smoke or small particles.
- Lasers having a wavelength of 9000 nm to 12000 nm are particularly suitable for engraving the relief-forming layers used according to the invention.
- C0 2 lasers are particularly noteworthy.
- the binders used in the relief-forming layer absorb the radiation from such lasers to a sufficient extent so that they can be engraved.
- a laser system can be used for engraving, which only has a single laser beam.
- laser systems are preferably used which have two or more laser beams. At least one of the beams is preferably specially adapted for producing coarse structures and at least one of the beams is specially adapted for writing fine structures.
- Such systems can be used to produce high-quality printing forms in a particularly elegant manner.
- the beam for producing the fine structures can have a lower power than the beams for producing coarse structures.
- the combination of a beam with a power of 50 to 150 W with two beams of 200 W or more has proven to be particularly advantageous.
- Multi-beam laser systems which are particularly suitable for laser engraving and suitable engraving methods are known in principle and are disclosed, for example, in EP-A 1 262315 and EP-A 1 262316.
- the depth of the elements to be engraved depends on the overall thickness of the relief and the type of elements to be engraved and is determined by the person skilled in the art depending on the desired properties of the printing form.
- the depth of the relief elements to be engraved is at least 0.03 mm, preferably 0.05 mm - the minimum depth between individual grid points is mentioned here.
- Printing forms with too low relief depths are generally unsuitable for printing using flexographic printing technology because the negative elements are full of printing ink.
- Individual negative points should usually have greater depths; for those with a diameter of 0.2 mm, a depth of at least 0.07 to 0.08 mm is usually recommended.
- the cylindrical flexographic printing plate obtained can advantageously be cleaned after the laser engraving in a further process step, in some cases this can be done by simply blowing off with compressed air or brushing. However, it is preferred to use a liquid cleaning agent for subsequent cleaning in order to also be able to completely remove polymer fragments.
- Suitable are, for example, aqueous cleaning agents which essentially consist of water and optionally small amounts of alcohols and which can contain auxiliaries such as surfactants, emulsifiers, dispersing aids or bases to support the cleaning process.
- auxiliaries such as surfactants, emulsifiers, dispersing aids or bases to support the cleaning process.
- Water-in-oil emulsions as disclosed by EP-A 463016 are also suitable.
- the cylindrical printing forms obtained by means of digital imaging or direct laser engraving are ideal for printing endless patterns. They can also have any printing areas in the area of the seam without the seam still being visible in the printed image. If adhesive tape was used as the adhesive layer, the printing layer can be pulled off the sleeve very easily and used again.
- Various types of sleeves can be used, for example compressible sleeves or hard-coated sleeves.
- the layer element used as the starting material for the method according to the invention was produced in a manner known in principle from the components by melt extrusion and calendering between two detachable coated removable PET films (carrier film and so-called second film).
- the photopolymerizable layer had a thickness of 1.14 mm.
- a layer element was produced in the same manner as described for layer element 1, except that the following starting materials were used for the photopolymerizable layer.
- the auxiliary roller (10) was rubberized.
- the calender roll was siliconized.
- a simple assembly table functioned as the input device (11).
- a sleeve (Blue Light, from Rotec, inner diameter 136.989 mm, outer diameter 143.223 mm was pushed onto the air cylinder of the apparatus described above and fixed. The sleeve was then covered with a 500 ⁇ m thick compressive adhesive tape with high shear strength (Rogers SA 2120, shear strength at 70 ° C> 100 h) without gaps
- the compressible layer of the adhesive tape consisted of an open-cell PU foam.
- Layer element 1 was exposed to actinic light from the rear through the one of the two PET films for 12 s. Layer element 1 was then cut to size. The two abutting edges were cut at an angle of 50 ° and 55 °, in each case with respect to the vertical, in such a way that the pre-exposed side of the layer was shorter than the non-pre-exposed side.
- the layer was pressed on with the auxiliary roller (10).
- the calender roll was heated to approximately 130 ° C., set in rotation (50 rpm) and brought into contact with the photopolymerizable layer.
- the distance between the calender roll and the air cylinder was set so that a “negative gap” of 300 ⁇ m resulted (ie the calender roll was pressed 300 ⁇ m into the elastomeric, photopolymerizable layer).
- the gap was closed by calendering for 15 minutes.
- the rotation was carried out in the direction of 7.
- the surface temperature of the photopolymerizable layer was approximately 95 ° C.
- the rollers were then moved apart again and the coated sleeve was removed from the air cylinder after cooling.
- a cylindrical, photopolymerizable, endlessly seamless flexographic printing element was obtained.
- the surface of the pressure element was completely flat in the area of the seam and there were no traces of the seam to be seen.
- a cut in the area of the seam showed that the seam in the pre-exposed layer area was not completely closed, but the closure in the upper layer area was so good that overall, an extremely durable connection was obtained.
- Tensile strain measurements on the exposed material showed that samples with a gap and samples from the full surface did not differ significantly in terms of tensile strain.
- Example 2 The procedure was as in Example 1, except that layer element 2 was used as the starting material. Furthermore, no pre-exposure was carried out and the calendering roller was heated to 135 ° C. The surface temperature of the flex pressure element during calendering was 100 ° C.
- a cylindrical, photo-polymerizable, endlessly seamless flexographic printing element was obtained.
- Example 2 The procedure was as in Example 1, except that the layer composite was not cut to size using miter cuts, but two vertical cuts were made. After covering the sleeve with the photopolymerizable material, a small V-shaped gap remained at the joint of the two vertical cuts. The gap could be closed by calendering, but a small depression remained on the seam.
- Example 2 The procedure was as in Example 1, except that the calender roll was heated to 150 to 160 ° C.
- the surface temperature of the flexographic printing element was approximately 120 ° C.
- the seam could be closed, but the surface of the photopolymerizable layer was deformed too much due to the high temperature load and showed too large tolerances after cooling. It had to be reground and smoothed in order to obtain sufficient quality for flexographic printing. Furthermore, the back side pre-exposure lost its effect.
- a layer element was produced by extrusion and calendering. However, only one of the two PET films was peelable, while the other PET film was connected to the photopolymerizable layer by an adhesive varnish. As described in Example 1, the non-peelable PET film was used for pre-exposure. After trimming cut as described, the layer element with the pre-exposed side and with the non-removable film was mounted on the sleeve and calendered. A seam seal was obtained, but the joint of the non-removable PET film was still visible as an impression on the layer surface.
- Example 2 The procedure was as in Example 1, except that an adhesive tape with a shear strength of only 2.3 h at 70 ° C. was used.
- the photopolymerizable layer could be applied without problems, but the adhesive tape slipped slightly on the sleeve during calendering. The joint of the adhesive tape was still clearly visible as an imprint in the surface of the photopolymerizable layer.
- the photosensitive flexographic printing element with an IR-ablative layer was then imaged using an Nd / YAG laser with an endless pattern.
- the pattern was chosen so that printing areas were also provided in the area of the seam connection.
- the illustrated sleeve was 20 min in a platesetter. exposed to actinic light, then developed with the aid of a flexo washing agent (nylosolv ⁇ II), dried for 2 hours at 40 ° C and post-exposed to UV / A and UV / C for 15 minutes.
- a flexo washing agent nylosolv ⁇ II
- the photosensitive flexographic printing element according to test 2 was irradiated in a plunge pool lined with aluminum foil under CO 2 protective gas with an Hg halogen lamp from Hönle and the photosensitive layer was completely crosslinked.
- Example 3 The procedure was as in Example 3, except that the flexographic printing elements according to V1, V3 and V4 were used in each case.
- Printing machine W&H (Windmöller and Hölscher), printing speed: 150 m / min, substrate: PE film
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Abstract
Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckelementen durch Aufbringen einer Schicht aus einem fotopolymerisierbaren Material auf die äusseren Fläche eines Hohlzylinders und Verbinden der Kanten durch Kalandrieren. Verwendung derartig hergestellter Flexodruckelemente zum Herstellen von Flexodruckformen.
Description
Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren, zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckelementen und deren Verwendung zur Herstellung zylindrischer Flexodruck- formen
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckelementen durch Aufbringen einer Schicht aus einem fotopolymerisierbaren Material auf die äußeren Fläche eines Hohlzylinders und Verbinden der Kanten durch Kalandrieren. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung derartig hergestellter Flexodruckelemente zum Herstellen von Flexodruckformen.
Zylindrische Flexodruckformen sind prinzipiell bekannt. Bei einer zylindrischen Fle- xodruckform ist der Druckzylinder der Druckmaschine im gesamten Umfange mit einer Druckschicht bzw. einem Druckrelief versehen. Zylindrische Druckformen besitzen große Bedeutung für den Druck von Endlos-Mustem und werden beispielsweise zum Drucken von Tapeten, Dekorpapieren oder Geschenkpapieren verwendet.
Im Prinzip kann der eigentliche Druckzylinder der Druckmaschine selbst mit einer voll- ständig umhüllenden Druckschicht versehen werden. Diese Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, dass beim Wechsel der Druckform u.U. der gesamte Druckzylinder ausgetauscht werden muss. Dies ist äußerst aufwändig und dementsprechend teuer.
Üblich ist daher die Verwendung sogenannter SIeeves. Bei SIeeves handelt es sich um einen zylindrischen Hohlkörper -auch als Hülse bekannt-, der mit einer Druckschicht bzw. einem Druckrelief versehen worden ist. Die Sleeve-Technik ermöglicht einen sehr schnellen und einfachen Wechsel der Druckform. Der Innendurchmesser der SIeeves entspricht dem Außendurchmesser des Druckzylinders, so dass die SIeeves einfach über den Druckzylinder der Druckmaschine geschoben werden können. Das Auf- und Abschieben der SIeeves funktioniert nach dem Luftkissenprinzip: Für die Sleeve- Technologie ist die Druckmaschine mit einem speziellen Druckzylinder, einem sogenannten Luftzylinder, ausgestattet. Der Luftzylinder verfügt über einen Druckluftan- schluss an der Stirnseite, mit dem Druckluft in das Innere des Zylinders geleitet werden kann. Von dort aus kann sie über an der Außenseite des Zylinders angeordnete Löcher wieder austreten. Zur Montage eines SIeeves wird Druckluft in den Luftzylinder eingeleitet und tritt an den Austrittslöchern wieder aus. Der Sleeve kann nun auf den Luftzylinder aufgeschoben werden, weil er sich unter dem Einfluss des Luftkissens geringfügig dehnt und das Luftkissen die Reibung deutlich vermindert. Wenn die Druckluftzufuhr beendet wird, geht die Dehnung zurück und der Sleeve sitzt auf der Oberfläche des Luftzylinders fest. Weitere Einzelheiten zur Sleeve-Technik sind beispielsweise offenbart in „Technik des Flexodrucks", S.73 ff., Coating Verlag, St. Gallen, 1999.
Qualitativ hochwertige Runddruckformen können jedoch nicht hergestellt werden, indem man den Druckzylinder oder eine Hülse einfach mit einer bereits druckfertig verarbeiteten Flexodruckpiatte vollständig umhüllt. An den zusammenstoßenden Enden der Druckplatte verbleibt nämlich ein feiner Spalt, welcher bei einem echten Endlos- Motiv immer auch druckende Bereiche der Platte durchschneidet. Dieser Spalt führt zu einer deutlich sichtbaren Linie im Druckbild. Um diese Linie zu vermeiden, dürfen sich an dieser Stelle nur nichtdruckende Vertiefungen befinden. Somit können nicht beliebige Muster gedruckt werden. Außerdem besteht bei dieser Technik die Gefahr, dass das in der Druckfarbe enthaltene Lösungsmittel in den Spalt eindringen und die Enden der Druckplatte vom Druckzylinder loslösen kann. Dies führt zu noch stärkeren Störungen im Druckbild. Auch bei einem Verkleben der Enden verbleiben noch deutlich sichtbare Spuren im Druckbild.
Zur Herstellung qualitativ hochwertiger Runddruckformen, ist es daher erforderlich, den Druckzylinder oder eine Hülse mittels geeigneter Techniken mit einer vollständig umhüllenden, reliefbildenden, fotopolymerisierbaren Schicht zu versehen. Dies kann beispielsweise durch Beschichten aus Lösung oder durch Ringextrusion erfolgen. Beide Techniken sind jedoch äußerst aufwendig und daher entsprechend teuer. Es ist daher weit verbreitet, den Druckzylinder oder die Hülse mit einer vorgefertigten, thermoplas- tisch verarbeitbaren Schicht aus fotopolymerisierbarem Material zu Umwickeln und die zusammenstoßenden Kanten der fotopolymerisierbaren Schicht, auch Naht genannt, mittels geeigneter Techniken so gut wie möglich zu verschließen. Erst in einem zweiten Schritt wird das zylindrische fotopolymerisierbare Flexodruckelement zur fertigen Runddruckform verarbeitet. Geräte zur Verarbeitung zylindrischer Flexodruckelemente sind kommerziell erhältlich.
Bei der Herstellung von fotopolymerisierbaren Flexodruckelementen unter Verwendung von vorgefertigten Schichten ist es von besonderer Bedeutung, die Naht vollständig und mit äußerster Präzision zu verschließen. Die Bedeutung dieses Verfahrensschrit- tes hat in den letzten Jahren noch zugenommen. Moderne fotopolymerisierbare Flexodruckelemente, wie beispielsweise digital bebilderbare Flexodruckelemente, erlauben die Herstellung von Flexodruckformen mit deutlich höherer Auflösung als dies früher der Fall war. Flexodruck dringt daher auch zunehmend in solche Bereiche ein, die früher anderen Druckverfahren vorbehalten wären. Bei höherer Auflösung werden aber auch Fehler in der druckenden Oberfläche der Flexodruckform schneller sichtbar. Aus dem gleichen Grunde muss beim Aufbringen der fotopolymerisierbaren, reliefbildenden Schicht ebenfalls hohe Präzision gewährleistet sein. Dickenunterschiede in der reliefbildenden Schicht beeinträchtigen die Rundlaufgenauigkeit des Druckzylinders und damit die Druckqualität erheblich. Bei qualitativ hochwertigen Flexodruckform sollte die Dickentoleranz üblicherweise nicht mehr als ± 10 μm betragen.
Falls die Dickentoleranz der fotopolymerisierbaren Schicht des SIeeves nicht ausreichend ist, so muss die Oberfläche des SIeeves nachgearbeitet werden. DE-A 31 25 564 und EP-A 469375 offenbaren Verfahren zur Verbesserung der Druckqualität, bei denen man die Oberfläche des zylindrischen Flexodruckelementes zunächst abschleift, anschließend mit einem geeigneten Lösemittel glättet und verbliebene Unebenheiten gegebenenfalls mit Bindemittel oder dem Material der lichtempfindlichen Schicht auffüllt. Eine derartige Vorgehensweise ist naturgemäß äußerst aufwendig, langwierig und teuer.
Fotopolymerisierbare, zylindrische Flexodruckelemente können beispielsweise hergestellt werden, indem man eine Schicht aus fotopolymerisierbarem Material auf eine Hülse aufbringt, so dass die Schnittkanten aneinander stoßen und anschließend auf ca. 160°C zu erhitzt, bis das Material zu schmelzen beginnt und die Schnittkanten in- einander verlaufen.
DE-A 29 11 980 offenbart ein Verfahren, bei dem ein Druckzylinder mit einer lichtempfindlichen Harzfolie umwickelt wird, ohne dass ein wesentlicher Abstand oder eine wesentliche Überlappung zwischen den Plattenenden vorhanden ist. Die Naht wird ver- schlössen, indem man den Druckzylinder mit einer Kalandrierwalze unter Drehen in Kontakt bringt, und die Schnittkanten durch Schmelzen miteinander verbindet.
Beim Schmelzen der fotopolymerisierbaren Schicht ist es jedoch kaum zu vermeiden, dass sich die Dicke der lichtempfindlichen Schicht unregelmäßig verändert. Die mit Hilfe derartiger Schmelzvorgänge hergestellten Druckzylinder oder SIeeves müssen daher nachgeschliffen und geglättet werden, um eine gute Oberfläche zu erhalten und Drucken in hoher Qualität zu gewährleisten. Darauf weist schon EP-A 469375 hin. Außerdem können beim Schmelzen der Schicht leichtflüchtige Bestandteile der Schicht, wie z.B. Monomere verdampfen, wodurch sich die Eigenschaften der Schicht nachteilig verändern.
Von DE 2722 896 ist vorgeschlagen worden, ein handelsübliches, f lächenförmiges, fotopolymerisierbares Flexodruckelement mitsamt der Trägerfolie auf einen Druckzylinder oder eine Hülse zu kleben, so dass die Schnittkanten aneinander stoßen. Die Schnittkanten sind gerade und werden anschließend unter Druck und Temperatur miteinander verschweißt. Das Verschweißen kann auch mit Hilfe einer beheizten Kalandrierwalze erfolgen, indem der Druckzylinder unter Druck in Berührung mit der Kalandrierwalze in Drehung versetzt wird, bis sich die Enden miteinander verbinden. Die Verwendung einer Platte mit Trägerfolie ist jedoch äußerst problematisch. Typische Trägerfolien weisen eine Dicke von 0,1 bis 0,25 mm auf. Soweit die Trägerfolie den
Umfang nicht vollständig bedeckt und aufgrund eines kleinen Montage- oder Zuschnittfehlers auch nur minimal auseinander klafft, füllt sich der zwischen den Folienenden bestehende Leerraum beim Kalandrieren mit polymerem Material, und an der Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht verbleibt ein Abdruck dieses Spaltes, der zu sichtbaren Störungen im Druck führt. Daher muss auch ein derartiges Flexodruckele- ment im Regelfalle nachgeschliffen und geglättet werden.
Eine andere Technik ist von US 6,326,124 ist vorgeschlagen worden, nämlich einen verbleibenden Spalt mit einer Spaltenverschlussmasse aus Bindemittel, UV-Absorber und Lösemittel zu verschließen. Die Spaltverschlussmasse ist aber nicht identisch mit der fotopolymeren Mischung, so dass der verschlossene Spalt andere Eigenschaften aufweist als die verbleibende Reliefschicht, u.a. ein anderes Farbannahmeverhalten. Daher ist der Spalt noch im Druckbild erkennbar, und die Druckform ist keine wirklich endlos-nahtlose Druckform.
US 5,916,403 schlägt eine aufwändig konstruierte Apparatur vor, mit der eine Hülse mit geschmolzenem Fotopolymermaterial beschichtet und die Schicht kalandriert werden kann. Es kann auch plattenförmiges Polymermaterial in geschmolzener oder fester Form zum Beschichten der Hülse verwendet werden. Falls ein plattenförmiges Material eingesetzt wird, wird entweder ein Spalt zwischen den Enden gelassen, der durch Kalandrieren bei erhöhten Temperaturen geschlossen werden muss, oder die Enden überlappen und der Überstand muss ebenfalls durch Kalandrieren geglättet werden.
Neben dem Problem eines qualitativ hochwertigen Nahtverschlusses und dem Erhalt einer möglichst konstanten Schichtdicke stellt die so genannte Rückseitenvorbelich- tung ein weiteres Problem der Sleeve-Technologie dar. Flexodruckelemente werden üblicherweise vor der eigentlichen Hauptbelichtung von der Rückseite durch die Trägerfolie hindurch für eine kurze Zeitspanne vorbelichtet. Hierdurch wird der Reliefuntergrund vorpolymerisiert und eine bessere Versockelung insbesondere feiner Relief- elemente, im Reliefuntergrund erreicht.
Bei SIeeves ist eine Rückseitenvorbelichtung im Regelfalle nicht möglich, da die üblichen Hülsenmaterialien, wie beispielsweise glasfaserverstärkter Kunststoff oder Metall nicht transparent für UV-Strahlung sind. Von EP-A 766 142 ist die Verwendung trans- parenter Hülsen vorgeschlagen worden, insbesondere Hülsen aus Polyestern wie PET oder PEN in einer Dicke von 0,25 mm bis zu 5 cm. Diese sind jedoch teuer. Des Weiteren sind spezielle Belichtungsgeräte zum gleichmäßigen Belichten der Hülse von Innen erforderlich. Außerdem sieht sich der Fachmann bei transparenten Hülsen einer typischen Scherensituation gegenüber. Die mechanische Stabilität der Hülse nimmt mit zunehmender Dicke der Hülse zu, während die Durchlässigkeit der Hülse für aktini-
sches Licht mit zunehmender Dicke der Hülse abnimmt. Das Problem einer effizienten Rückseitenbelichtung von SIeeves ohne Verminderung der Stabilität der Hülse ist nach wie vor ungelöst.
Es ist prinzipiell möglich, eine feste fotopolymerisierbare Schicht bereits vor dem Aufbringen auf die Hülse rückseitig vorzubelichten. Derartig vorbelichtete Schichten lassen sich aber bislang nicht so zufriedenstellend verschweißen, wie es zu Herstellung qualitativ hochwertiger endlos-nahtloser Druckformen zweckmäßig und notwendig wäre, weil sich bekanntermaßen nur die unvernetzte, nicht aber die belichtete, vernetzte Po- lymerschicht einwandfrei verschweißen lässt. Weiterhin geht häufig der Effekt der Vorbelichtung durch das Verschweißen der Schichtenden bei erhöhten Temperaturen wieder verloren. Dies führt dazu, dass insbesondere feine Reliefpunkte schlecht versockelt werden.
Von DE-A 3704694 ist zur Lösung dieses Problems daher vorgeschlagen worden, auf eine Hülse zunächst eine erste Schicht von Fotopolymermaterial aufzubringen, die Naht zu verschweißen, und die fotopolymere Schicht danach von der Vorderseite her durch Belichten zu polymerisieren. In einem zweiten Verfahrensschritt wird eine fotopolymere Schicht auf die erste, bereits vernetzte Schicht aufgebracht und auch deren Naht verschweißt. Diese zweistufige Verfahren ist jedoch sehr umständlich und teuer.
Aufgabe der Erfindung war es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von zylindrischen, endlos-nahtlosen, fotopolymerisierbaren Flexodruckelementen bereitzustellen, welches einen besseren Verschluss der Naht als bei den bekannten Technologien so- wie eine sehr gute Rundlaufgenauigkeit gewährleistet. Rückseitenvorbelichtung sollte auf einfache Art und Weise möglich sein, ohne einen zufriedenstellenden Verschluss der Naht zu beeinträchtigen. Weiterhin sollte ein Nachbearbeiten des Flexodruckelementes durch Schleifen und Glätten vermieden werden, und das Verfahren sollte möglichst schnell durchgeführt werden können. Außerdem sollte eine Wiederverwendung der gebrauchten Hülse ohne großen Aufwand möglich sein.
Dementsprechend wurde ein Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckelementen durch Aufbringen einer Schicht aus einem fotopolymerisierbaren Material, umfassend mindestens ein elastomeres Binde- mittel, ethylenisch ungesättigte Monomere sowie einen Fotoinitiator, auf die äußere Fläche eines Hohlzylinders und Verbinden der Schichtenden durch Kalandrieren gefunden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Schichtenverbundes mindestens umfassend eine Schicht aus einem fotopolymerisierbaren Material sowie eine von der Schicht abziehbare Trägerfolie,
(b) Zurechtschneiden der zu verbindenden Kanten des Schichtenverbundes mittels Gehrungsschnitten,
(c) Aufschieben und Arretieren des Hohlzylinders auf einen drehbar gelagerten Trägerzylinder,
(d) Aufbringen einer Haftschicht auf die äußere Fläche des Hohlzylinders,
(e) Aufbringen des zurechtgeschnittenen Schichtenverbundes mit der von der temporären Trägerfolie abgewandten Seite auf den mit der Haftschicht versehenen Hohlzylinder, wobei die mit dem Gehrungsschnitt versehenen Enden im wesent- liehen aufeinander liegen, aber nicht überlappen,
(f) Abziehen der Trägerfolie von der Schicht aus fotopolymerisierbarem Material,
(g) Verbinden der Schnittkanten bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztempe- ratur der fotopolymerisierbaren Schicht, indem man die Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht auf dem Hohlzylinder mit einer sich drehenden Kalanderwalze in Kontakt bringt, bis die Schnittkanten miteinander verbunden sind,
(h) Abziehen des bearbeiteten Hohlzylinders vom Trägerzylinder.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei der Haftschicht um ein doppelseitiges Klebeband.
Weiterhin wurden zylindrische endlos-nahtlose fotopolymerisierbare Flexodruckeie- mente gefunden, die nach dem geschilderten Verfahren erhältlich sind, sowie deren Verwendung zur Herstellung von Flexodruckformen mittels Lasergravur oder digitaler Bebilderung.
Weiterhin wurde eine zur Ausführung des Verfahrens besonders geeignete Apparatur gefunden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich auf überraschend einfache Art und Weise zylindrische, endlos-nahtlose fotopolymerisierbare Flexodruckelemente in hoher Qualität erhalten. Es wird ein sehr guter Nahtverschluss erreicht. Ein Nacharbei- ten des erhaltenen Flexodruckelementes durch aufwendige Schleif- und Glättvorgänge
ist überflüssig. Die Rückseitenvorbelichtung des Flexodruckelementes ist möglich, auch ohne dass eine transparente Hülse eingesetzt werden muss. Es war auch für den Fachmann besonders überraschend und unerwartet, dass mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens trotz der Rückseitenvorbelichtung noch ein haltbarer und qualitativ hochwertiger Nahtverschluss möglich ist. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lassen sich innerhalb von nicht mehr als 1 h aus den Ausgangsmaterialien gebrauchsfertige Flexodruckelemente herstellen.
Verzeichnis der Abbildungen:
Fig. 1: Querschnitt durch ein zum Kalandrieren vorbereitetes Flexodruckelement, bei dem die zu verbindenden Kanten mittels eines Gehrungsschnittes zurechtgeschnitten und übereinander gelegt sind (schematisch).
Fig. 2: Querschnitt durch die bevorzugte Apparatur zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens (schematisch).
Zu der Erfindung ist im Einzelnen das Folgende auszuführen:
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst in Schritt (a) ein Schichtenverbund bereitgestellt, welcher mindestens eine Schicht aus dem fotopolymerisierbaren Material sowie eine von der Schicht abziehbare Trägerfolie umfasst. Der Schichtenverbund kann optional auch noch eine weitere abziehbare Folie auf der von der Trägerfolie abgewandten Seite der Schicht umfassen. Sowohl die Trägerfolie als auch die zweite Folie können zur besseren Abziehbarkeit auf geeignete Weise behandelt sein, beispielsweise durch Silikonisierung oder durch Beschichten mit einer geeigneten Entklebeschicht. Derartige Entklebeschichten sind auf dem Gebiet der Flexoplat- tentechnik auch als release-layer bekannt und können beispielsweise aus Polyamiden oder Polyvinylalkoholen bestehen.
Bei dem fotopolymerisierbaren Material handelt es sich um übliche fotopolymersierbare Materialien, die für den Einsatz in Flexodruckelementen typisch sind, und mindestens ein elastomeres Bindemittel, ethylenisch ungesättigte Monomere sowie einen Fotoinitiator oder ein Fotoinitiatorsystem umfassen. Derartige Gemische sind beispielsweise von EP-A 084851 offenbart.
Bei dem elastomeren Bindemittel kann es sich um ein einzelnes Bindemittel oder um ein Gemisch verschiedener Bindemittel handeln. Beispiele geeigneter Bindemittel sind die bekannten Vinylaromat/Dien-Copolymere bzw. Blockcopolymere, wie beispielswei-
se übliche Blockcopolymere vom Styrol-Butadien- oder Styrol-lsopren-Typ, weiterhin Dien/Acrylnitril-Copolymere, Ethylen/Propylen/Dien-Copolymere oder Dien/Acrylat Acrylsäure-Copolymere. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener Bindemittel eingesetzt werden.
Für das erfindungsgemäße Verfahren werden bevorzugt solche Bindemittel oder Bindemittelmischungen eingesetzt, die eine möglichst geringe Klebrigkeit aufweisen. Besonders bewährt für das erfindungsgemäße Verfahren haben sich thermoplastisch- elastomere Bindemittel vom Styrol-Butadien-Typ. Es kann sich dabei um Zweiblockco- polymere, Dreiblockcopolymere oder Multiblockcopolymere handeln, bei denen alternierend jeweils mehrere Styrol- und Butadienblöcke aufeinander folgen. Es kann sich sowohl um lineare, verzweigte oder auch sternförmige Blockcopolymere handeln. Bevorzugt handelt es sich bei den erfindungsgemäß eingesetzten Blockcopolymeren um Styrol-Butadien-Styrol-Dreiblockcopolymere, wobei zu berücksichtigen ist, dass han- delsübliche Dreiblockcopolymere üblicherweise einen gewissen Anteil von Zweiblock- copolymeren aufweisen. Derartige SBS-Blockcopolymere sind kommerziell erhältlich, beispielsweise unter dem Namen Kraton®. Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener SBS-Blockcopolymere eingesetzt werden. Der Fachmann trifft unter den verschiedenen Typen je nach den gewünschten Eigenschaften der Schicht eine geeig- nete Auswahl.
Bevorzugt werden Styrol-Butadien-Blockcopolymere eingesetzt, die ein mittleres Molekulargewicht Mw (Gewichtsmittel) von 100000 bis 250 000 g/mol aufweisen. Der bevorzugte Styrol-Gehalt derartiger Styrol-Butadien-Blockcopolymeren beträgt 20 bis 40 Gew. % bezüglich des Bindemittels.
Bei den ethylenisch ungesättigten Monomeren handelt es sich insbesondere um Acry- late oder Methacrylate von mono- oder polyfunktionellen Alkoholen, Acryl- oder Me- thacrylamiden, Vinylethern oder Vinylestern. Beispiele umfassen Butyl(meth)acrylat, 2- Ethylhexyl(meth)acrylat, Butandioldi(meth)acrylat oder Hexandioldi(meth)acrylat.
Selbstverständlich können auch Gemische verschiedener Monomerer eingesetzt werden. Als Initiatoren für die Photopolymerisation sind aromatische Verbindungen, beispielsweise Ketoverbindungen wie Benzoin oder Benzoinderivate geeignet.
Die photopolymerisierbaren Gemische können ferner übliche Hilfsstoffe wie beispielsweise Inhibitoren für die thermisch initiierte Polymerisation, Weichmacher, Farbstoffe, Pigmente, fotochrome Zusätze, Antioxidantien, Antiozonantien oder Extrusionshilfsmit- tel umfassen.
Art und Menge der Komponenten der fotopolymerisierbaren Schicht werden vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften und dem gewünschten Verwendungszweck des erfindungsgemäßen Flexodruckelementes bestimmt.
Soll das Flexodruckelement mittels Laser-Direktgravur zu einer Flexodruckform verarbeitet werden, so kann der Fachmann auch zur Laser-Direktgravur besonders ange- passte Formulierungen für die Schicht wählen. Derartige Formulierungen sind beispielsweise von WO 02/76739, WO 02/83418, WO 03/45693 oder den noch unveröffentlichten Schriften mit den Aktenzeichen DE 10227 188.7, DE 10227 189.5 offen- bart, auf die wir an dieser Stelle ausdrücklich verweisen.
Die Schichtenverbunde lassen sich in prinzipiell bekannter Art und Weise herstellen, indem man alle Komponenten der fotopolymerisierbaren Schicht in einem geeigneten Lösemittel löst, auf die abziehbare Trägerfolie aufgießt und das Lösemittel verdampfen lässt. Bevorzugt wird der Schichtenverbund in ebenfalls prinzipiell bekannter Weise durch Schmelzextrusion und Kalandrierung zwischen die abziehbare Trägerfolie und eine weitere abziehbare Folie hergestellt. Derartige fotopolymerisierbare Schichtenverbunde sind auch kommerziell erhältlich, beispielsweise als nyloflex® SL (BASF Drucksysteme GmbH). Es können auch Schichtenverbunde eingesetzt werden, die zwei oder mehrere fotopolymerisierbare Schichten aufweisen. Die Dicke des Schichtenverbundes beträgt in der Regel 0,4 bis 7 mm, bevorzugt 0,5 bis 4 mm und besonders bevorzugt 0,7 bis 2,5 mm.
Die fotopolymerisierbare Schicht kann optional vor dem Aufbringen auf den Hohlzylin- der in Verfahrensschritt (e) mit aktinischem Licht von der Rückseite her vorbelichtet werden. Die Vorbelichtung wird auf der der Trägerfolie abgewandten Seite der fotopolymerisierbaren Schicht vorgenommen, also der späteren Unterseite der Schicht. Bei der Vorbelichtung kann direkt die Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht bestrahlt werden. Falls eine zweite abziehbare Folie vorhanden ist, kann diese zweite Folie entweder abgezogen werden, oder es wird bevorzugt durch die Folie hindurch belichtet, vorausgesetzt die Folie ist ausreichend transparent.
Die Durchführung der Vorbelichtung wird in Analogie zu der üblichen Rückseitenvorbelichtung von Flexodruckplatten vorgenommen. Die Vorbelichtungszeit beträgt in aller Regel nur wenige Sekunden bis zu maximal einer Minute und wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Schicht festgelegt. Selbstverständlich hängt die Vorbelichtungszeit auch von der Intensität des aktinischen Lichtes ab. Es wird nur der Schichtuntergrund anpolymerisiert, aber keinesfalls die gesamte Schicht durch polymerisiert.
Der Fachmann bestimmt je nach dem gewünschten Verwendungszweck des Flexodruckelementes, ob ein Vorbelichtungsschritt vorgenommen wird oder nicht. Falls die Weiterverarbeitung des Flexodruckelementes zu Flexodruckformen auf konventionellem Wege durch bildmäßiges Belichten und Entwickeln mittels eines Lösemittels vorgese- hen ist, so ist eine Vorbelichtung in aller Regel empfehlenswert, wenn auch nicht immer unbedingt erforderlich. Falls die Weiterverarbeitung mittels Laser-Direktgravur vorgesehen ist, so ist ein Vorbelichtungsschritt im Regelfalle überflüssig.
Die Vorbelichtung sollte im Regelfalle vor dem Zurechtschneiden des Schichtenver- bundes in Schritt (b) erfolgen, um eine problemlose Verbindung der Schnittkanten zu gewährleisten. Falls eine transparente Hülse eingesetzt wird, kann die Vorbelichtung selbstverständlich auch erst nach dem Aufbringen der Schicht auf die Hülse von der Innenseite der Hülse aus erfolgen.
In Verfahrensschritt (b) werden die zu verbindenden Kanten des bereitgestellten
Schichtenverbundes zurechtgeschnitten. Erfindungsgemäß wird das Zurechtschneiden mittels Gehrungsschnitten vorgenommen, also mittels Schnitten, die nicht senkrecht durch den Schichtenverbund geführt werden, sondern schräg. Die Länge des Schichtenverbundes wird durch die Schnitte so bemessen, dass der Umfang der Hülse voll- ständig umhüllt werden kann und die mit den Gehrungsschnitten versehenen Enden im wesentlichen aufeinander liegen, aber nicht überlappen.
Im Regelfalle beträgt der Gehrungswinkel 10° bis 80°, bevorzugt 20° bis 70°, besonders bevorzugt 30° bis 60° und beispielsweise 50°. Die genannten Winkel beziehen sich jeweils auf die Senkrechte durch die Schicht. Beide Schnittkanten können mit dem gleichen Gehrungswinkel geschnitten werden. Kleinere Abweichungen des Gehrungswinkels beider Schnittkanten voneinander sind aber auch möglich, ohne die ordnungsgemäße Verbindung der Schnittkanten zu beeinträchtigen. Vielmehr kann durch leicht unterschiedliche Gehrungswinkel besonders elegant berücksichtigt werden, dass der Innendurchmesser der fotopolymerisierbaren Schicht etwas kleiner ist, als der Außendurchmesser. Die Gehrungswinkel werden dass so berechnet, dass nach dem Schneiden die spätere Innenseite der fotopolymerisierbaren Schicht genau um das richtige Maß kürzer ist als die spätere Außenseite. Die Winkel sollten aber in aller Regel nicht mehr als ca. 20°, bevorzugt nicht mehr als 10° voneinander abweichen.
Selbstverständlich können auch die seitlichen Kanten zurechtgeschnitten werden, sofern die Breite des Rohmaterials nicht schon passend ist. Die seitlichen Kanten werden bevorzugt gerade geschnitten. Die Breite des Schichtenverbundes kann naturgemäß die maximale Hülsenlänge nicht überschreiten. Im Regelfalle wird nicht die gesamte Länge der Hülse mit dem fotopolymeren Material bedeckt, sondern es wird an den En-
den jeweils ein schmaler Streifen unbedeckt gelassen. Dies wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften des Flexodruckelementes festgelegt.
Bei den als Träger verwendeten Hohlzylindern handelt es sich um übliche Hohlzylinder, die zur Montage auf Luftzylinder geeignet sind, d.h. sich unter dem Einfluss von Druckluft geringfügig dehnen können. Derartige Hohlzylinder werden auch als Hülsen oder manchmal auch als SIeeves, Basis-Sleeves oder dergleichen bezeichnet. Für die Zwecke dieser Erfindung sollen im Folgenden die als Träger verwendeten Hohlzylinder als solche als Hülse beizeichnet werden, während der Begriff „Sleeve" für das Flexodru- ckelelement als Ganzes, also inklusive der fotopolymerisierbareren Schicht, Klebeschicht und eventueller weiterer Schichten reserviert sein soll.
Geeignet zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind insbesondere Hülsen aus polymeren Materialien, wie beispielsweise Polyurethanen, Polyestern oder Polyamiden. Die polymeren Materialien können auch verstärkt sein, beispielsweise mit Glasfasergeweben. Es kann sich auch um mehrschichtige Materialien handeln. Weiterhin können selbstverständlich Hülsen aus Metallen, beispielsweise solche aus Nickel eingesetzt werden.
Dicke, Durchmesser und Länge der Hülse werden vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften und dem gewünschten Anwendungszweck bestimmt. Durch Variation der Wandstärke bei konstantem Innendurchmesser (notwendig für die Montage auf bestimmten Druckzylinder) kann der Außenumfang der Hülse und damit die sogenannte Drucklänge bestimmt werden. Unter „Drucklänge" versteht der Fachmann die Länge des gedruckten Motivs bei einer Umdrehung des Druckzylinders. Geeignete Hülsen mit Wandstärken von 1 bis 100 mm sind kommerziell erhältlich, beispielsweise als Blue Light der Fa. Rotec oder auch von Fa. Polywest oder Fa. Rossini. Es kann sich sowohl um kompressible Hülsen wie um so genannte hard-coated Hülsen handeln.
Die verwendeten Hohlzylinder werden zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verfahrensschritt (c) auf einen drehbar gelagerten Trägerzylinder aufgeschoben und arretiert, so dass der Hohlzylinder mit dem Trägerzylinder fest verbunden ist und keine Bewegung relativ zueinander möglich ist. Der Trägerzylinder bietet einen festen Halt für den nachfolgenden Kalandrierprozess. Das Arretieren kann beispielsweise durch Festklemmen oder Festschrauben erfolgen. Bevorzugt handelt es sich bei dem Trägerzylinder aber um einen Luftzylinder, dessen Funktionsweise den in Druckmaschinen verwendeten Luftzylindern entspricht. Die Montage der Hülse erfolgt dann sehr elegant, indem man den Luftzylinder zum Aufschieben an Druckluft anschließt und somit das Aufschieben der Hülse ermöglicht. Nach dem Abschalten der Druckluft ist
die Hülse fest auf dem Luftzylinder arretiert. Der Umfang des Luftzylinders kann auch in prinzipiell bekannter Art und Weise durch Verwendung von so genannten Adapteroder Bridge-Sleeves (eigentlich -Hülsen) vergrößert werden. Dadurch können Hülsen mit größerem Innendurchmesser eingesetzt werden, und somit sind bei gleichem Luft- zylinder auch größere Drucklängen erreichbar. Auch Adapter-Sleeves sind kommerziell erhältlich (z.B. Fa. Rotec).
In Verfahrensschritt (d) wird eine Haftschicht auf die äußere Fläche des Hohlzylinders aufgebracht. Die Haftschicht soll auch noch bei erhöhten Temperaturen, wie sie wäh- rend des Kalandriervorganges herrschen, eine gute Haftung vermitteln. Sie soll insbesondere eine sehr gute Scherfestigkeit vermitteln, damit die fotopolymerisierbare Schicht während des Kalandriervorganges nicht auf der Oberfläche des Hohlzylinders verrutscht. Bei der Haftschicht kann es sich um einen geeigneten Haftlack handeln, der auf die Oberfläche des Hohlzylinders aufgetragen wird.
Bevorzugt handelt es sich aber bei der Haftschicht um eine doppelseitige Klebefolie. Doppelseitige Klebefolien zur Montage von Druckplatten sind bekannt und in verschiedenen Ausführungsformen erhältlich. Insbesondere kann es sich bei den Klebefolien um Schaumklebefolien handeln, welche zusätzlich eine dämpfende Schaumstoff- schicht aufweisen.
Die Klebefolie sollte eine möglichst hohe statische Scherfestigkeit aufweisen. Die statische Scherfestigkeit wird in Anlehnung an DIN EN 1943 bestimmt. Bei diesem Test wird ein Stück der Klebfolie mit genau definierten Abmessungen auf eine polierte Me- tallplatte geklebt und daran horizontal mit einer genau definierten Kraft gezogen. Gemessen wird die Zeit, bis sich das Band 2,5 mm auf dem Untergrund bewegt hat. Der Test kann bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden. Die Einzelheiten zum Test sind im Beispielteil zusammengestellt.
Bevorzugt wird zur Ausführung der vorliegenden Erfindung eine Klebefolie eingesetzt, welche bei 70°C eine statische Scherfestigkeit von mindestens 3 h, bevorzugt mindestens 10 h und besonders bevorzugt mindestens 100 h aufweist.
Falls ein Schaumklebeband eingesetzt wird, wird bevorzugt ein Klebeband eingesetzt, dessen Schaumschicht aus einem offenzelligen Schaumstoff, beispielsweise einem offenzelligen PU-Schaumstoff besteht. Hiermit wird im Regelfalle im Bereich der Stelle, an der die Enden des Klebebandes zusammenstoßen, eine glattere Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht erzielt, als bei der Verwendung geschlossenzelliger Schäume.
Das doppelseitige Klebeband sollte so auf die Oberfläche des Hohlzylinders aufgeklebt werden, dass die Schnittkanten genau aneinander stoßen und im Wesentlichen weder ein Zwischenraum zwischen den Enden verbleibt, noch die Enden überlappen. In Verfahrensschritt (e) wird die fotopolymerisierbare Schicht auf den mit der Haft- Schicht versehenen Hohlzylinder aufgebracht. Hierzu wird der zurechtgeschnittene, Schichtenverbund mit der von der temporären Trägerfolie abgewandten Seite auf den mit der Haftschicht versehenen Hohlzylinder aufgebracht. Falls eine zweite abziehbare Folie vorhanden ist, muss diese -inklusive einer eventuell vorhandenen Entklebe- schicht- vor dem Aufbringen selbstverständlich entfernt werden. Das Aufbringen sollte blasenfrei erfolgen und wird so vorgenommen, dass die mit dem Gehrungsschnitt versehenen Enden im wesentlichen aufeinander liegen, aber nicht überlappen.
Fig. 1 zeigt schematisch einen Querschnitt durch ein zum Kalandrieren vorbereitetes Flexodruckelement, bei dem die zu verbindenden Kanten jeweils mittels eines Geh- rungsschnittes zurechtgeschnitten und übereinander gelegt sind: Auf die Hülse (1 ) sind ein Klebeband (2) sowie die fotopolymerisierbare Schicht (3) aufgebracht. Die zu verbindenden Kanten sind mittels Gehrungsschnitten (4) zurechtgeschnitten und übereinander gelegt. Mit dem Pfeil (7) ist die bevorzugte Drehrichtung des Flexodruckelementes beim Kalandrieren angegeben. Der Luftzylinder ist in Fig. 1 der besseren Übersicht halber weggelassen worden.
Um gutes Aufeinanderliegen der Schnittkanten zu gewährleisten, beginnt man das Aufbringen des Schichtelementes zweckmäßigerweise daher mit der Schnittkante, deren Unterseite länger ist als die Oberseite (Fig.1 , (5)). Nach dem vollständigen Umwi- ekeln liegt schließlich die zweite Schnittkante (6), bei der die Oberseite länger ist als die Unterseite, auf der ersten Schnittkante auf.
Nach dem Aufbringen des Schichtelementes wird die Trägerfolie inklusive einer eventuell vorhandenen Entklebeschicht von der Schicht aus fotopolymerem Material abge- zogen (Verfahrensschritt (f)).
In Verfahrensschritt (g) werden die Schnittkanten verbunden. Zum Verbinden der Schnittkanten wird die Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht auf dem Hohlzylinder mit einer sich drehenden Kalanderwalze in Kontakt gebracht bis die Schnittkan- ten miteinander verbunden sind. Der Trägerzylinder und die Kalanderwalze drehen sich gegeneinander. Der notwendige Kalanderdruck wird vom Fachmann je nach der Art der fotopolymerisierbaren Schicht durch das Einstellen des Abstandes zwischen dem Trägerzylinder und der Kalanderwalze bestimmt. Die Kalandriertemperatur richtet sich nach der Art der fotopolymerisierbaren Schicht und den gewünschten Eigenschaf- ten. Die Temperatur der Kalandrierwalze wird aber erfindungsgemäß so eingestellt,
dass die Temperatur der fotopolymerisierbaren Schicht in jedem Falle unterhalb deren Schmelztemperatur liegt, so dass die eingangs erwähnten negativen Effekte durch Schmelzen der Schicht vermieden werden.
Zweckmäßigerweise erfolgt die Wärmezufuhr, indem man eine von Innen beheizte Kalanderwalze einsetzt. Die Wärmezufuhr kann aber auch beispielsweise durch IR- Strahler oder warme Gasströme erfolgen. Selbstverständlich können Wärmequellen auch kombiniert werden. Im Regelfalle beträgt die Temperatur beim Kalandrieren 80 bis 130°C, bevorzugt 90 bis 120°C, jeweils gemessen an der Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht.
Besonders bevorzugt erfolgt das Kalandrieren so, dass sich der beschichtete Hohlzylinder beim Kalandrieren in der Richtung (7) dreht. Die bevorzugte Drehrichtung ist in Fig.1 und Fig. 2 mit dem Pfeil (7) bezeichnet und lässt sich durch entsprechende Einstellung der Drehrichtung der Walzen erreichen. Da sich die Kalanderwalze und der beschichtete Hohlzylinder beim Kalandrieren gegeneinander drehen (Fig.2), wird bei dieser Drehrichtung die obere Schnittkante (6) in Richtung abnehmender Schichtdicke kalandriert. Hierdurch wird vorteilhaft ein Aufstellen des Spaltes vermieden, wenngleich es in Spezialfällen auch möglich ist, in umgekehrter Richtung zu kalandrieren. Im Regelfalle sind bis zu einem vollständigen Spaltverschluss ca. 15 min erforderlich, wobei diese Zeit natürlich auch von der gewählten Temperatur und dem Druck abhängt.
Durch das Kalandrieren werden die Schnittkanten fest miteinander verbunden. Die Verbindung erfolgt hauptsächlich in dem Bereich der fotopolymeren Schicht, die nicht vorbelichtet wurde. Im unteren Schichtbereich, der vorbelichtet wurde verbinden sich die Kanten nicht oder zumindest nicht so gut. Dies hängt selbstverständlich auch von der Intensität der Vorbelichtung und somit vom Grad der Vorvernetzung ab. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens lässt sich überraschenderweise aber dennoch eine sehr gute, haltbare Verbindung der Kanten erreichen.
Nach dem Verschließen der Naht und gegebenenfalls Abkühlen wird der bearbeitete Hohlzylinder / fertige Sleeve wieder vom Trägerzylinder abgenommen.
Zur Ausführung des Verfahrens hat sich die in Fig. 2 schematisch dargestellte Apparatur ganz besonders bewährt, ohne dass die Erfindung damit auf die Verwendung dieser Apparatur beschränkt wäre.
Die Apparatur weist einen Luftzylinder (8) sowie eine beheizbare Kalanderwalze (9) auf. Beide Zylinder sind drehbar gelagert. Die Aufhängungen der Zylinder sind der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Mindestens eine der beiden Walzen ist dar- über hinaus in horizontaler Richtung beweglich gelagert, so dass die Walzen zusam-
men und auseinander gefahren werden können. Dies ist durch den Doppelpfeil (13) schematisch dargestellt. Zur Beheizung können in die Kalanderwalze beispielsweise elektrische Heizelemente eingebaut sein oder die Walze kann von heißem Öl durchströmt werden. Als Hilfsmittel zum Montieren ist außerdem noch eine Hilfswalze (10) vorgesehen, deren Abstand zum Luftzylinder eingestellt werden kann. Die Hilfswalze (10) wird bevorzugt unterhalb des Luftzylinders angeordnet. Bevorzugt handelt es sich bei der Hilfswalze um eine Gummiwalze. Die Apparatur weist weiterhin eine Aufgabevorrichtung (11 ) für die fotopolymerisierbare Schicht und/oder die Klebefolie auf. Bei der Aufgabevorrichtung kann es sich beispielsweise einfach um einen Montagetisch handeln, auf den die fotopolymerisierbare Schicht und/oder die Klebefolie gelegt werden und von dort aus gleichmäßig in der Spalt zwischen Hülse und Hilfswalze eingeschoben werden können. Dies kann von Hand bevorzugt mittels einer geeigneten Schiebevorrichtung geschehen. Die Kalanderwalze sollte möglichst wenig Haftung zur fotopolymerisierbaren Schicht aufweisen. Sie kann beispielsweise poliert sein oder eine Beschichtung zur Entklebung, beispielsweise eine Teflon-Beschichtung aufweisen. Die Apparatur kann selbstverständlich noch weitere Baugruppen umfassen.
Im Folgenden sei beispielhaft der Betrieb der Apparatur erläutert, ohne dass die Erfindung damit auf diese Betriebsweise oder überhaupt auf die Benutzung der Apparatur beschränkt sein soll. Zum Ausführen des Verfahrens wird zunächst eine Hülse (12) auf den Luftzylinder (8) aufgeschoben. Dann wird die Klebefolie auf dem Montagetisch (11) zurechtgeschnitten, der Luftzylinder in Drehung versetzt und die Folie langsam bis in den Spalt zwischen Hilfswalze ( 0) und dem mit der Hülse (12) versehenen Luftzylinder (8) eingeschoben. Durch die Drehung wird die Klebefolie mitgenommen, wobei die Hilfswalze die Folie auf die Hülse drückt, so dass die Klebefolie blasenfrei an der Hülse festklebt. Danach wird die Schutzfolie von der Klebfolie abgezogen. Die Hülse ist nun mit einer Haftschicht versehen. Im nächsten Schritt wird der zurechtgeschnittene fotopolymerisierbare Schichtenverbund in den Spalt eingeschoben, mitgenommen und von der Hilfswalze (10) festgedrückt. Die gegebenenfalls vorbelichtete Unterseite der Schicht ist dabei zur Hülse hin gerichtet. Falls die fotopolymerisierbare Schicht eine zweite, abziehbare Folie aufweist, wird diese vorher abgezogen. Nach dem Abziehen der Trägerfolie des Schichtenverbundes werden die Kalanderwalze und der mit Hülse, Haftschicht und fotopolymerisierbarer Schicht versehene Luftzylinder in Kontakt miteinander gebracht, in Drehung versetzt, und der Spalt durch Kalandrieren mit der hei- ßen Kalanderwalze verschlossen. Die bevorzugte Drehrichtung beim Kalandrieren ist (7).
Die Verfahrensschritte (a) bis (h) können in dieser Reihenfolge durchgeführt werden. Es sind aber auch Variationen möglich. So ist es durchaus möglich, die Haftschicht (Schritt (c)) und die fotopolymerisierbare Schicht (Schritt (e)) zunächst auf die Hülse
aufzubringen, und erst danach die beschichtete Hülse auf den Trägerzylinder aufzuschieben (c).
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhältlichen zylindrischen, endlosnahtlosen Flexodruckelemente unterscheiden sich von den aus dem Stand der Technik bekannten. Spuren des Gehrungsschnittes sind im Bereich der verschlossenen Naht mittels geeigneter Analysenmethoden (z.B. der mikroskopischen Betrachtung, ggf. mittels polarisiertem Licht) als Unstetigkeitsstelle noch zu erkennen. Sofern vorbelichtet wurde, ist die Naht im unteren Schichtbereich deutlich zu erkennen. Dennoch wird eine im Hinblick auf die Druckeigenschaften völlig einheitliche Druckschicht erhalten, so dass keine sichtbare Naht im Druckbild mehr vorhanden ist. Zugdehnungsmessungen mit Schichtproben aus dem Bereich der verschlossenen Naht sowie solchen ohne Naht weisen vergleichbare Werte auf.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren verdampfen aufgrund der vergleichsweise niedri- gen Temperatur beim Kalandrieren keinerlei Monomere. Auch bleibt auch der Effekt der Rückseitenvorbelichtung erhalten. Beides trägt zu einer gleichbleibend hohen Schichtqualität bei, einer Voraussetzung für qualitativ hochwertigen Druckformen.
Die erfindungsgemäßen Flexodruckelemente eignen sich hervorragend als Ausgangs- material zur Herstellung von zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckformen.
Die Weiterverarbeitung zu Flexodruckformen kann nach verschiedenen Techniken erfolgen. Die Flexodruckelemente können beispielsweise auf prinzipiell bekannte Art und Weise bildmäßig belichtet, und die unbelichteten Bereiche der reliefbildenden Schicht anschließend mittels eines geeigneten Entwicklungsprozesses entfernt werden. Die bildmäßige Belichtung kann grundsätzlich durch Umhüllen des SIeeves mit einer fotografischen Maske und Belichten durch die Maske hindurch erfolgen.
Bevorzugt wird die Bebilderung aber mittels digitaler Masken vorgenommen. Derartige Masken sind auch als In-situ-Masken bekannt. Hierzu wird zunächst eine digital bebilderbare Schicht auf die fotopolymerisierbare Schicht des SIeeves aufgebracht.
Bevorzugt handelt es sich bei der digital bebilderbaren Schicht um eine Schicht, ausgewählt aus der Gruppe von IR-ablativen Schichten, Ink-Jet-Schichten oder thermogra- fisch beschreibbaren Schichten.
IR-ablative Schichten bzw. Masken sind für die Wellenlänge des aktinischen Lichtes opak und umfassen üblicherweise ein Bindemittel sowie mindestens einen IR-Absorber wie beispielsweise Ruß. Ruß sorgt auch dafür, dass die Schicht opak ist. In die IR- ablative Schicht kann mittels eines IR-Lasers eine Maske eingeschrieben werden, d.h.
die Schicht wird an den Stellen, an denen sie vom Laserstrahl getroffen wird, zersetzt und abgetragen. Beispiele für die Bebilderung von Flexodruckelementen mit IR-abla- tiven Masken sind beispielweise in EP-A 654 150 oder EP-A 1 069475 offenbart.
Bei Ink- Jet-Schichten wird eine mit Ink-Jet-Tinten beschreibbare, für aktinisches Licht durchlässige Schicht, beispielsweise eine Gelatine-Schicht aufgetragen. Auf diese wird mittels Ink-Jet-Druckern eine Maske mit opaker Tinte aufgetragen. Beispiele sind in EP-A 1 072953 offenbart.
Bei thermografischen Schichten handelt es sich um Schichten, die Substanzen enthalten, die sich unter dem Einfluss von Hitze schwarz färben. Derartige Schichten umfassen beispielsweise ein Bindemittel und ein organisches Silbersalz und können mittels eines Druckers mit Thermokopf bebildert werden. Beispiele sind in EP-A 1 070989 offenbart.
Die digital bebilderbaren Schichten können durch Lösen bzw. Dispergieren aller Bestandteile der jeweiligen Schicht in einem geeigneten Lösemittel und Aufbringen der Lösung auf die fotopolymerisierbare Schicht des zylindrischen Flexodruckelementes, gefolgt vom Verdampfen des Lösemittels hergestellt werden. Das Aufbringen der digital bebilderbaren Schicht kann beispielsweise durch Aufsprühen oder mittels der von EP- A 1 158365 beschriebenen Technik erfolgen. Bevorzugt werden zur Herstellung der digital bebilderbaren Schicht in Wasser oder überwiegend wässrigen Lösemittelmischungen lösliche Bestandteile verwendet.
Nach dem Aufbringen der digital bebilderbaren Schicht wird diese mittels der jeweils geeigneten Technik bebildert und anschließend der Sleeve durch die gebildete Maske hindurch in prinzipiell bekannter Art und Weise mittels aktinischem Licht bestrahlt. Als aktinisches, also chemisch „wirksames" Licht eignet sich in bekannter Art und Weise insbesondere UVA- bzw. UV/VIS-Strahlung. Rundbelichter zur gleichmäßigen Belich- tung von SIeeves sind kommerziell erhältlich.
Das Entwickeln der bildmäßig belichteten Schicht kann auf konventionelle Art und Weise mittels eines Lösemittels oder eines Lösemittelgemisches erfolgen. Dabei werden die nicht belichteten, d.h. die von der Maske abgedeckten Bereiche der Reliefschicht durch Auflösen im Entwickler entfernt, während die belichteten, d.h. die vernetzten
Bereiche erhalten bleiben. Die Maske oder die Reste der Maske werden ebenfalls vom Entwickler entfernt, falls die Komponenten darin löslich sind. Falls die Maske nicht im Entwickler löslich ist, wird sie gegebenenfalls vor dem Entwickeln mit Hilfe eines zweiten Lösemittels entfernt.
Die Entwicklung kann auch thermisch erfolgen. Bei der thermischen Entwicklung wird kein Lösemittel eingesetzt. Statt dessen wird die reliefbildende Schicht nach der bildmäßigen Belichtung mit einem absorbierenden Material in Kontakt gebracht und erwärmt. Bei dem absorbierenden Material handelt es sich beispielsweise um ein porö- ses Vlies, beispielsweise aus Nylon, Polyester, Cellulose oder anorganischen Materialien. Es wird auf eine solche Temperatur erwärmt, dass sich die nicht polymerisierten Anteile der reliefbildenden Schicht verflüssigen und vom Vlies aufgesogen werden können. Das vollgesogene Vlies wird anschließend entfernt. Einzelheiten zur thermischen Entwicklung sind beispielsweise von US 3,264,103, US 5,175,072, WO 96/14603 oder WO 01 /88615 offenbart. Die Maske kann gegebenenfalls vorher mittels eines geeigneten Lösemittels oder ebenfalls thermisch entfernt werden. Die Herstellung von zylindrischen Flexodruckformen aus den fotopolymerisierbaren, endlos-nahtlosen Flexodruckelementen kann auch mittels Laser-Direktgravur vorgenommen werden. Bei diesem Verfahren wird die fotopolymerisierbare Schicht zunächst ohne Auflegen einer Maske vollständig im gesamten Volumen mittels aktinischem Licht vernetzt. Anschließend wird in die vernetzte Schicht mittels eines oder mehrerer Laser ein Druckrelief eingraviert.
Die vollflächige Vernetzung kann mit üblichen Rundbelichtern für SIeeves wie oben beschrieben erfolgen. Besonders vorteilhaft kann sie aber auch in Anlehnung an das in WO 01/39897 beschriebene Verfahren erfolgen. Hierbei wird in Anwesenheit eines Schutzgases, welches schwerer ist als Luft, beispielsweise C02 oder Ar belichtet. Das fotopolymerisierbare, zylindrische Flexodruckelement wird hierzu in ein mit Schutzgas gefülltes Tauchbecken abgesenkt, dessen Wände bevorzugt mit einem reflektierenden Material, beispielsweise Aluminium-Folie ausgekleidet sind. Das Absenken erfolgt bevorzugt so, dass die Rotationsachse des zylindrischen Flexodruckelementes vertikal steht. Die Füllung des Tauchbeckens mit Schutzgas kann beispielsweise so erfolgen, indem man Trockeneis in das Tauchbecken einbringt, welches beim Verdampfen den Luftsauerstoff verdrängt. Anschließend wird von oben her mittels aktinischem Licht belichtet. Es können hierzu im Prinzip die üblichen UV- bzw. UV/VIS-Quellen für aktinisches Licht verwendet werden. Bevorzugt werden Strahlungsquellen eingesetzt, welche im wesentlichen sichtbares Licht und keine oder nur geringe Anteile von UV-Licht emittieren. Bevorzugt sind Lichtquellen, die Licht mit einer Wellenlänge von mehr als 300 nm emittieren. Beispielsweise können übliche Halogenlampen verwendet werden. Das Verfahren hat den Vorteil, dass die bei kurzwelligen UV-Lampen übliche Ozon- Belastung nahezu vollständig unterbleibt, Schutzmaßnahmen gegen starke UV- Strahlung im Regelfalle unnötig sind und keine aufwendigen Apparaturen nötig sind. Somit kann dieser Verfahrensschritt besonders wirtschaftlich durchgeführt werden.
Bei der Laser-Direktgravur absorbiert die Reliefschicht Laserstrahlung in einem solchen Ausmaße, so dass sie an solchen Stellen, an denen sie einem Laserstrahl ausreichender Intensität ausgesetzt ist, entfernt oder zumindest abgelöst wird. Vorzugsweise wird die Schicht dabei ohne vorher zu schmelzen verdampft oder thermisch oder oxidativ zersetzt, so dass ihre Zersetzungsprodukte in Form von heißen Gasen, Dämpfen, Rauch oder kleinen Partikeln von der Schicht entfernt werden.
Zur Gravur der erfindungsgemäß eingesetzten reliefbildenden Schichten eignen sich insbesondere Laser, die eine Wellenlänge von 9000 nm bis 12000 nm aufweisen. Zu nennen sind hier insbesondere C02-Laser. Die in der reliefbildenden Schicht verwendeten Bindemittel absorbieren die Strahlung derartiger Laser in ausreichendem Maße, um graviert werden zu können.
Zur Gravur kann ein Lasersystem eingesetzt werden, welches nur über einen einzigen Laserstrahl verfügt. Bevorzugt werden aber Lasersysteme eingesetzt, die zwei oder mehrere Laserstrahlen aufweisen. Bevorzugt ist mindestens einer der Strahlen speziell zum Erzeugen von Grobstrukturen und mindestens einer der Strahlen speziell zum Schreiben von Feinstrukturen angepasst. Mit derartigen Systemen lassen sich besonders elegant qualitativ hochwertige Druckformen erzeugen. Beispielsweise kann der Strahl zur Erzeugung der Feinstrukturen eine geringere Leistung aufweisen als die Strahlen zur Erzeugung von Grobstrukturen. So hat sich beispielsweise die Kombination eines Strahles mit einer Leistung von 50 bis 150 W mit zwei Strahlen von je 200 W oder mehr als besonders vorteilhaft erwiesen. Zur Lasergravur besonders geeignete Mehrstrahl-Lasersysteme sowie geeignete Gravurverfahren sind prinzipiell bekannt und beispielsweise in EP-A 1 262315 und EP-A 1 262316 offenbart.
Die Tiefe der einzugravierenden Elemente richtet sich nach der Gesamtdicke des Reliefs und der Art der einzugravierenden Elemente und wird vom Fachmann je nach den gewünschten Eigenschaften der Druckform bestimmt. Die Tiefe der einzugravierenden Reliefelemente beträgt zumindest 0,03 mm, bevorzugt 0,05 mm - genannt ist hier die Mindesttiefe zwischen einzelnen Rasterpunkten. Druckformen mit zu geringen Relieftiefen sind für das Drucken mittels Flexodrucktechnik im Regelfalle ungeeignet, weil die Negativelemente mit Druckfarbe vollaufen. Einzelne Negativpunkte sollten üblicherweise größere Tiefen aufweisen; für solche von 0,2 mm Durchmesser ist üblicherweise eine Tiefe von mindestens 0,07 bis 0,08 mm empfehlenswert. Bei weggravierten Flächen empfiehlt sich eine Tiefe von mehr als 0,15 mm, bevorzugt mehr als 0,4 mm. Letzteres ist natürlich nur bei einem entsprechend dickem Relief möglich.
Vorteilhaft kann die erhaltene zylindrische Flexodruckform im Anschluss an die Laser- gravur in einem weiteren Verfahrensschritt nachgereinigt werden, in manchen Fällen
kann dies durch einfaches Abblasen mit Druckluft oder Abbürsten geschehen. Es ist aber bevorzugt, zum Nachreinigen ein flüssiges Reinigungsmittel einzusetzen um auch Polymerbruchstücke vollständig entfernen zu können.
Geeignet sind beispielsweise wässrige Reinigungsmittel, welche im wesentlichen aus Wasser sowie optional geringen Mengen von Alkoholen bestehen, und die zur Unterstützung des Reinigungsvorganges Hilfsmittel, wie beispielsweise Tenside, Emulgato- ren, Dispergierhilfsmittel oder Basen enthalten können. Geeignet sind auch „Wasser- in-ÖI"-Emulsionen, wie von EP-A 463016 offenbart.
Die mittels digitaler Bebilderung oder mittels Laser-Direktgravur erhaltenen zylindrischen Druckformen eignen sich hervorragend zum Drucken von Endlos-Mustern. Sie können auch im Bereich der Naht beliebige druckende Bereiche aufweisen, ohne dass die Naht noch im Druckbild zu sehen ist. Falls Klebeband als Haftschicht verwendet wurde, kann die Druckschicht sehr einfach wieder von der Hülse abgezogen und diese wieder verwendet werden. Es können hierbei Hülsen verschiedenen Typs verwendet werden, beispielsweise kompressible Hülsen oder hard-coated Hülsen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern:
Messmethoden:
Bestimmung der statischen Scherfestigkeit der Klebefolie in Anlehnung an DIN EN 1943 „Klebebänder - Messung des Scherwiderstandes unter statischer Belastung" (Ausgabe Januar 2003).
Es wurde gemäß dem beschriebenen Verfahren A getestet. Für den Test wurde eine in der DIN EN1943 spezifizierte Stahlplatte eingesetzt. Die Stahlplatte wurde senkrecht in einer Haltevorrichtung eingespannt. Hierauf wurde ein Probestreifen der Klebefolie von 25 mm Breite geklebt, so dass die Kontaktfläche zur Stahlplatte genau 25 mm x 25 mm betrug und ein Teil des Klebebandes senkrecht unter der Stahlplatte hing. An das frei hängende Ende des Klebebandes wurde die Prüfmasse von 1 kg gehängt. Der Test wurde bei 70°C durchgeführt. Es wurde die Zeit bestimmt, bis das Klebeband 2,5 mm auf der Stahlplatte nach unten gerutscht war.
Bereitstellung des Schichtenverbundes:
Schichtelement 1 :
Für die fotopolymerisierbare, elastomere Schicht wurden die folgenden Ausgangsmaterialien eingesetzt:
Das als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren eingesetzte Schichtelement wurde in prinzipiell bekannter Art und Weise Aus den Komponenten durch Schmelzextrusion und Kalandrieren zwischen zwei entklebend beschichtete abziehba- re PET-Folien hergestellt (Trägerfolie und so genannte zweite Folie). Die fotopolymerisierbare Schicht wies eine Dicke von 1 ,14 mm auf.
Schichtelement 2:
Es wurde ein Schichtelement auf gleiche Art und Weise wie bei Schichtelement 1 beschrieben hergestellt, nur wurden die folgenden Ausgangsmaterialien für die fotopolymerisierbare Schicht verwendet.
Herstellung der zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckelemente:
Beispiel 1 :
Zur Durchführung wurde eine Apparatur des oben beschriebenen Typs eingesetzt. Die Hilfswalze (10) war gummiert. Die Kalanderwalze war siliconisiert. Als Eingabevorrichtung (11) fungierte ein einfacher Montagetisch.
Eine Hülse (Blue Light, Fa. Rotec, Innendurchmesser 136,989 mm, Außendurchmes- ser 143,223 mm wurde auf den Luftzylinder der oben beschriebenen Apparatur aufgeschoben und fixiert. Die Hülse wurde anschließend mit einem 500 μm dicken kompres- siblen Klebeband mit hoher Scherfestigkeit (Rogers SA 2120, Scherfestigkeit bei 70°C > 100 h) spaltfrei belegt. Die kompressible Schicht des Klebebandes bestand aus einem offenzelligen PU-Schaum.
Schichtelement 1 wurde für 12 s mit aktinischem Licht von der Rückseite her durch die eine der beiden PET-Folien hindurch belichtet. Anschließend wurde Schichtelement 1 zurechtgeschnitten. Die beiden Stoßkanten wurden mit einer Winkelung von 50° und 55°, jeweils bezogen auf die Senkrechte, zugeschnitten, und zwar so, dass die vorbe- lichtete Seite der Schicht kürzer war als die nicht vorbelichtete Seite. Die Folie auf der vorbelichteten Seite wurde inklusive der Entklebeschicht abgezogen und das Schichtelement mit der vorbelichteten Seite unter konstantem Drehen auf die mit der Klebefolie versehene Hülse aufgebracht. Nach dem Aufbringen der Schicht wurde die zweite PET-Folie inklusive der Entklebeschicht abgezogen.
Die Schicht wurde mit der Hilfswalze (10) festgedrückt. Die Kalanderwalze wurde auf ca. 130 °C beheizt, in Drehung (50 Upm) versetzt und mit der fotopolymerisierbaren Schicht in Kontakt gebracht. Der Abstand zwischen der Kalanderwalze und dem Luftzylinder wurde so eingestellt, dass ein „negativer Spalt" von 300 μm resultierte (d.h. die Kalanderwalze wurde 300 μm in die elastomere, fotopolymerisierbare Schicht eingedrückt). Zum Verschluss des Spaltes wurde 15 min kalandriert. Die Drehung erfolgte in Richtung (7). Die Oberflächentemperatur der fotopolymerisierbaren Schicht betrug ca. 95°C. Danach wurden die Walzen wieder auseinander gefahren, und die beschichtete Hülse nach dem Abkühlen wieder vom Luftzylinder abgenommen.
Es wurde ein zylindrisches, fotopolymerisierbares endlos-nahtloses Flexodruckelement erhalten. Die Oberfläche des Druckelementes war im Bereich der Naht vollkommen eben und es waren keinerlei Spuren der Naht zu entdecken. Ein Schnitt im Bereich der Naht zeigte, dass die Naht im vorbelichteten Schichtbereich nicht vollständig ver- schlössen war, der Verschluss im oberen Schichtbereich war jedoch so gut, dass ins-
gesamt eine äußerst haltbare Verbindung erhalten wurde. Zugdehungsmessungen am belichteten Material zeigten, dass sich Proben mit Spalt sowie Proben aus der Vollfläche im Hinblick auf die Zugdehnung nicht wesentlich unterscheiden.
Beispiel 2:
Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde Schichtelement 2 als Ausgangsmaterial eingesetzt. Weiterhin wurde keine Vorbelichtung vorgenommen und die Kalandrierwalze wurde auf 135°C beheizt. Die Oberflächentemperatur des Flexdruckele- mentes beim Kalandrieren betrug 100°C.
Es wurde ein zylindrisches, fotopolymensierbares endlos-nahtloses Flexodruckelement erhalten.
Vergleichsbeispiel 1 :
Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde das Zurechtschneiden des Schichtenverbundes nicht mittels Gehrungsschnitten vorgenommen, sondern es wurden zwei senkrechte Schnitte vorgenommen. Nach dem Umhüllen der Hülse mit dem fotopoly- merisierbaren Material verblieb an der Stoßstelle der beiden senkrechten Schnitte ein kleiner V-förmiger Spalt. Der Spalt konnte durch das Kalandrieren zwar verschlossen werden, aber es verblieb an der Naht doch eine kleine Vertiefung.
Vergleichsbeispiel 2:
Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde die Kalanderwalze auf 150 bis 160°C beheizt. Die Oberflächentemperatur des Flexodruckelementes betrug ca. 120°C. Zwar konnte die Naht verschlossen werden, aber die Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht wurde durch die zu hohe Temperaturbelastung zu stark defor- miert und wies nach dem Abkühlen zu große Toleranzen auf. Es musste nachgeschliffen und geglättet werden, um eine für den Flexodruck ausreichende Qualität zu erhalten. Weiterhin verlor die Rückseitenvorbelichtung ihre Wirkung.
Vergleichsbeispiel 3:
Mit den gleichen Komponenten wie bei Schichtelement 1 beschrieben wurde durch Extrusion und Kalandrierung ein Schichtelement hergestellt. Es war aber lediglich eine der beiden PET-Folien abziehbar, während die andere PET-Folie durch einen Haftlack mit der fotopolymerisierbaren Schicht verbunden war. Es wurde wie bei Beispiel 1 be- schrieben durch die nicht abziehbare PET-Folie vorbelichtet. Nach dem Zurecht-
schneiden wie beschrieben wurde das Schichtelement mit der vorbelichteten Seite und mit der nicht abziehbaren Folie auf die Hülse montiert und kalandriert. Es wurde ein Nahtverschluss erhalten, aber die Stoßstelle der nicht abziehbaren PET-Folie war noch als Abdruck auf der Schichtoberfläche sichtbar.
Vergleichsbeispiel 4:
Es wurde wie in Beispiel 1 vorgegangen, nur wurde ein Klebeband mit einer Scherfestigkeit von nur 2,3 h bei 70°C verwendet. Zwar ließ sich die fotopolymerisierbare Schicht ohne Probleme aufbringen, aber beim Kalandrieren verrutschte das Klebeband auf der Hülse geringfügig. Die Stoßstelle des Klebebandes war in der Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht noch deutlich als Abdruck sichtbar.
Weiterverarbeitung zu Flexodruckformen
Beispiel 3
Auf das zylindrische, fotopolymerisierbare Flexodruckelement gemäß Versuch 1 wurde in prinzipiell bekannter Art und Weise mittels eines Ringcoaters wie von DE 299 02 160 beschrieben eine IR-ablative digital bebilderbare Schicht aus Ruß und einem Bindemittel aufgebracht.
Anschließend wurde das erhaltene fotoempfindliche Flexodruckelement mit IR- ablativer Schicht mittels eines Nd/YAG-Lasers bildmäßig mit einem Endlos-Muster be- schrieben. Das Muster wurde so gewählt, dass auch druckende Bereiche im Bereich der Nahtverbindung vorgesehen wurden.
Der bebilderte Sleeve wurde in einem Rundbelichter 20 min. mit aktinischem Licht belichtet belichtet, danach mit Hilfe eines Flexoauswaschmittels (nylosolv© II) entwickelt, 2h bei 40°C getrocknet und 15 min.UV/A und UV/C nachbelichtet.
Beispiel 4
Das fotoempfindliche Flexodruckelement gemäß Versuch 2 wurde in einem mit Alumi- nium-Folie ausgekleideten Tauchbecken unter C02-Schutzgas mit einer Hg Halogenlampe der Fa. Hönle bestrahlt und die fotoempfindliche Schicht vollständig vernetzt.
Anschließend wurde mit einem Lasersystem wie von EP-A 1 262 315 beschrieben mittels Lasern ein druckendes Relief in die vernetzte Reliefschicht eingraviert. Es wurde
ein Endlos-Motiv eingraviert und zwar dergestalt, dass druckende Bereiche auch jeweils im Bereich der Naht lagen.
Vergleichsbeispiele 5, 6 und 7
Es wurde wie in Beispiel 3 vorgegangen, nur wurden jeweils die Flexodruckelemente gemäß V1 , V3 und V4 eingesetzt.
Druckversuche
Mit den aus den Versuchen und Vergleichsversuchen erhaltenen zylindrischen Flexodruckformen wurden Druckversuche unternommen.
Druckmaschine: W&H (Windmöller und Hölscher), Druckgeschwindigkeit: 150 m/min, Bedruckstoff: PE Folie
Ein Vierfarbandruck zeigte bei den erfindungsgemäßen Beispielen weder in den Einzelfarbauszügen noch im Überdruck aller Farben einen Spalt, während bei den Vergleichsversuchen der Spalt noch zu sehen war.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1 : Ergebnisse der Versuche und Vergleichsversuche
Zur Kontrolle der Drucklänge wurde mit dem Sleeve gemäß Versuch 3 für die schwarze Farbe parallel eine Druckplatte mit identischem Aufbau „plate on sleeve" verarbeitet und mit den drei Farben der nahtlos-endlos SIeeves angedruckt. Ergebnis: Keine Abweichung der Drucklängen der einzelnen Farben d.h. die so hergestellten SIeeves erfahren beim Kalandrieren keine Veränderung des Umfanges und sind mit anderen Plat- tenauf bauten kompatibel.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung von fotopolymerisierbaren zylindrischen, endlosnahtlosen Flexodruckelementen durch Aufbringen einer Schicht aus einem foto- polymerisierbaren Material, umfassend mindestens ein elastomeres Bindemittel, ethylenisch ungesättigte Monomere sowie einen Fotoinitiator, auf die äußere Fläche eines Hohlzylinders und Verbinden der Schichtenden durch Kalandrieren, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
(a) Bereitstellen eines Schichtenverbundes mindestens umfassend eine
Schicht aus einem fotopolymerisierbaren Material sowie eine von der Schicht abziehbare Trägerfolie,
(b) Zurechtschneiden der zu verbindenden Kanten des Schichtenverbundes mittels Gehrungsschnitten,
(c) Aufschieben und Arretieren des Hohlzylinders auf einen drehbar gelagerten Trägerzylinder,
(d) Aufbringen einer Haftschicht auf die äußere Fläche des Hohlzylinders,
(e) Aufbringen des zurechtgeschnittenen Schichtenverbundes mit der von der temporären Trägerfolie abgewandten Seite auf den mit der Haftschicht versehenen Hohlzylinder, wobei die mit dem Gehrungsschnitt versehenen En- den im wesentlichen aufeinander liegen, aber nicht überlappen,
(f) Abziehen der Trägerfolie von der Schicht aus fotopolymerisierbarem Material,
(g) Verbinden der Schnittkanten bei einer Temperatur unterhalb der
Schmelztemperatur der fotopolymerisierbaren Schicht, indem man die Oberfläche der fotopolymerisierbaren Schicht auf dem Hohlzylinder mit einer sich drehenden Kalanderwalze in Kontakt bringt, bis die Schnittkanten miteinander verbunden sind,
(h) Abziehen des bearbeiteten Hohlzylinders vom Trägerzylinder.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Haftschicht um eine doppelseitige Klebefolie handelt.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebefolie eine statische Scherfestigkeit gemessen nach DIN EN 1943 von mindestens 3 h bei 70°C aufweist.
4. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht aus fotopolymerisierbarem Material eine weitere abziehbare Folie auf der von der Trägerfolie abgewandten Seite der Schicht umfasst, welche vor Verfahrensschritt (d) abgezogen wird.
5. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass man die Schicht aus fotopolymerisierbarem Material vor Verfahrensschritt (d) von der von der Trägerfolie abgewandten Seite her -direkt oder durch die zweite abziehbare Folie hindurch- mit aktinischem Licht vorbelichtet.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbelichtung vor Verfahrensschritt (b) erfolgt.
7. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehrichtung des beschichteten Hohlzylinders beim Kalandrieren so gewählt wird, dass die obere Schnittkante (6) in Richtung abnehmender Schichtdicke ka- landriert wird.
8. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur der Plattenoberfläche beim Kalandrieren 80 bis 130°C beträgt.
9. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Trägerzylinder um einen Luftzylinder handelt.
10. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass man in einem weiteren Verfahrensschritt (i) eine digital bebilderbare Schicht auf die fotopolymerisierbare Schicht aufbringt.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der digital bebilderbaren Schicht um eine ausgewählt aus der Gruppe von IR- ablativen Schichten, Ink-Jet-Schichten oder thermografisch beschreibbaren Schichten handelt.
12. Zylindrisches, endlos-nahtloses, fotopolymensierbares Flexodruckelement erhältlich gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
13. Zylindrisches, endlos-nahtloses, fotopolymensierbares, eine digital bebilderbare Schicht aufweisendes Flexodruckelement, erhältlich gemäß Anspruch 10 oder 11.
14. Verwendung von digital bebilderbaren zylindrischen Flexodruckelementen ge- maß Anspruch 13 zur Herstellung von zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckformen, dadurch gekennzeichnet, dass man die digitale bebilderbare Schicht bildmäßig beschreibt, die fotopolymerisierbare Schicht durch die gebildete Maske hindurch mit aktinischem Licht bestrahlt und nicht belichteten Bereiche der Schicht in einem Entwicklungsschritt entfernt.
15. Verwendung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entwicklung der belichteten Schicht mittels eines Lösemittels oder Lösemittelgemisches vornimmt.
16. Verwendung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass man die Entwicklung der belichteten Schicht thermisch vornimmt.
17. Verwendung von zylindrischen Flexodruckelementen gemäß Anspruch 12 zur Herstellung von zylindrischen, endlos-nahtlosen Flexodruckformen, dadurch ge- kennzeichnet, dass man die fotopolymerisierbare Schicht vollständig mit aktinischem Licht vernetzt und anschließend mittels eines oder mehrerer Laser ein Druckrelief in die polymerisierte Schicht eingraviert.
18. Verwendung gemäß Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die Laser eine Wellenlänge von 9000 bis 12000 nm aufweisen.
19. Apparatur zum Herstellen von zylindrischen fotopolymerisierbaren endlos-nahtlos Flexodruckelementen, mindestens umfassend einen drehbaren Luftzylinder (8), eine drehbare, beheizbare Kalanderwalze (9), eine drehbare Hilfswalze (10), so- wie eine Aufgabevorrichtung (11), wobei die Abstände zwischen dem Luftzylinder und der Kalandrierwalze einerseits und der Hilfswalze und dem Luftzylinder andererseits mittels geeigneter Mittel einstellbar sind.
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