NO161076B - Apparat til bruk ved oppsamling og nedbryting av viskoese petroleumsemulsjoner. - Google Patents

Description

Trykkform.

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en trykkform for intagliotrykking, bestående av en bæredel som bærer et elektrofotografisk, trykkf arge.mott akelig bilde som er bygget opp av partikkelformet materiale og har porer.

Et flertall metoder er kjent hvori xerografi kan anvendes

for fremstilling av trykkformer eller matriser for etterfølgende anvendelse i trykkeprosesser. Eksempelvis kan litografiske mat-

riser fremstilles ved en xerografisk prosess som til slutt fører til påføring av en toner i billedform på en hydrof-il flate. De differensielle overflatefukteegenskaper hos toneren og den hydro-

file imderlagsflate blir deretter utnyttet i den vanlige lito-graf i teknikk . Xerografi har også vært anvendt for påføring av et etsingsmiddel i billedform på en metallplate som deretter etses

under dannelse av en trykkpressematrise. Det er også blitt fore-slått en fremgangsmåte for mattgravyrtrykking hvor de små fordyp-ninger som finnes i matterte billedformer blir brukt til å holde på en viss mengde trykkfarge som deretter overføres til et papirark som bringes i trykkberøring med det matterte bilde.

En fremgangsmåte for fremstilling av trykkformer av en art som tilsvarer den nevnte er beskrevet i, US-patentskrift nr. 2.297. 691.

Mens disse og andre xerografiske prosesser og teknikker for fremstilling av trykningsplater representerer betraktelige frem-skritt på trykkingens område, er de imidlertid ikke blitt funnet helt tilfredsstillende i ett eller annet henseende. Enten er tek-nikken ved fremstillingen av matrisen i seg selv komplisert og kostbar eller, selv om den i seg selv er akseptabel, så resulterer den i en matrise som er vanskelig å bruke, eller gir mindreverdige trykningsresultater. I tilfelle av en trykkpressematrise, for eksempel, blir etsingsteknikken, som tidligere antydet, meget inn-viklet og tidkrevende. På den annen side resulterer de nevnte litografiske matriser og mattgravyrteknikken, som forenkler fremstillingen av matriser, i matriser som har relativt dårlige bak-grunnstryknings-egenskaper og mindre enn ønskelig trykkfargetett-het. I tillegg hertil er spesielt i offsetlitografi kritisk juster-ing nødvendig ved bruken av matriser, hvilket gjør det nødvendig å bruke en særlig kvalifisert operatør for å oppnå tilfredsstillende resultater.

Det er således et hovedformål med oppfinnelsen å frembringe en trykkform som kan fremstilles med xerografisk (elektrofotografisk) tonermateriale og som kan oppta og beholde myk trykkfarge inntil denne overføres til et papirark ved trykkberøring med dette. En slik trykkform må kunne benyttes ved enkel maskintrykking og

må kunne gi tilfredsstillende avtrykk med lav bakgrunnsavsetning av fargestoff.

Dette kan oppnås ifølge oppfinnelsen ved at i hvert fall det ytre lag av partiklene er mykgjørbart slik at det tillates fysisk sammenbinding av partiklene, at partiklene ved deres innbyrdes berøringspunkter er bundet sammen slik at det dannes mellomrom mellom partiklene, at partiklene er bundet til bæredelen ved kon-taktpunktene med denne og at mellomrommene har kapillære dimensjoner, slik at bildet kan oppta den nødvendige nu ,-igde trykkfarge som trykkformen skal benyttes for.

Det fargestoffmottakende bilde kan dannes ved avsetning av

et partikkelformig tonerbilde på et passende underlag og deretter smelte toneren i en grad tilstrekkelig til å oppnå god binde-virkning mellom tonermassen og underlaget mens det dog bare oppnås en begrenset kohesjon mellom de enkelte partikler som danner toneren. Mer spesielt blir smeltingen begrenset slik at smeltingen i og omkring tonerpartiklene er tilstrekkelig til at partiklene kleber til hverandre, men ikke så sterk at partiklene flyter sammen til en glassaktig masse. Som et resultat av denne begrensete smelting blir det i massen av delvis smeltet tonermiddel opprettholdt et stort antall mellomrom som tjener som en innretning for fast-holdelse av trykkfarge under den etterfølgende anvendelse av toneren som et trykkfargeoverførende medium.

Den ønskete høye grad av adhesjon mellom tonerbildet og underlaget kan oppnås ved påføring av tonerbildet på et egnet termoplastisk underlag eller ved anvendelse av en toner av en slik sammen-setning at det vil frembringe sin egen fastbinding til et relativt inert underlag uten at det forglasses til en sammenhengende glassaktig masse. ,t

Trykkformer ifølge oppfinnelsen kan innfarges og brukes i det vesentlige på samme måte som en vanlig gravyrplate og i virkeligheten er, som det vil bli påpekt i det følgende, egenskapene til disse nye former i mange henseender ganske lik egenskapene til gravyrplater.

Oppfinnelsen er i det følgende beskrevet nærmere under hen-visning til de medfølgende tegninger, hvori: Fig. 1 viser skjematisk en trykkform ifølge oppfinnelsen som er under fremstilling. Fig. 2 illustrerer den partielle smelting av et tonerbilde til platen i fig. 1. Fig. 3-6 illustrerer bruken av en trykkform ifølge oppfinnelsen, ved trykking på et papirark.-Fig. 7 viser et forstørret riss av et snitt av toneren bundet til et termoplastisk underlag i henhold til oppfinnelsen, og viser den fysikalske art av bindingen mellom tonerpartiklene og' mellom disse partikler og underlaget. Fig. 8 illustrerer fargeprosessen på tonersnittet i fig. 7. Fig. 9 viser den forstørrete toner i fig. 8, idet fargen fjernes under trykkingen. Fig. 10 viser skjematisk en alternativ fremgangsmåte for

oppnåelse av et tonerbilde på et egnet underlag.

Fig. 11 viser skjematisk et snitt gjennom en tonerpartikkel beregnet på bruk i den foreliggende oppfinnelse. Fig. 12 illustrerer bindevirkningen som opptrer når et aggregat av tonerpartikler, som for eksempel vist i fig. 11, blir brukt ? den foreliggende oppfinnelse. Fig. 13 viser skjematisk en rotasjonspresse 'som anvender en trykkform fremstilt overensstemmende med oppfinnelsen.

I fig. 1 er det vist en plate 3 som omfatter et ledende underlag 5 som eksempelvis kan være en aluminiumfolie som er belagt med et fotoledende termoplastisk lag 7- I en foretrukket form består det termoplastiske lag 7 av en blanding av en polyvinylklorid-ace-tatkopolymerharpiks, som for eksempel "VYNS 3" og en organisk fotoleder, som for eksempel "TO 1920". Et latent ladningsbilde 9 er vist dannet på den-termoplastiske flate ved hjelp av vanlig xero-grafiteknikk, som for eksempel ved lading av den fotoledende flate i mørke med etterfølgende eksponering for et lysmønster. Den latent billedbærende plate blir deretter fremkalt ved å overdrysse den med en toner som i en foretrukket form kan omfatte en blanding på polystyrenbasis, slik som beskrevet i US-patent nr. 3-079-3^2.

I fig. 2 blir platen 3 som nå bærer det tonerfremkalte bilde 13, delvis smeltet ved hjelp av varme fra varmekilden 11. Sistnevnte kan omfatte en varm plate plassert under den bærende plate 5, med et mellomliggende lag av vann 15 for å sikre god termisk kontakt. Som det vil bli mer fullstendig forklart nedenfor, tillates smeltingen å skride frem bare til et punkt hvor både myk-ningen av det termoplastiske overtrekk 7 og delvis smelting av tonerbildet 13 opptrer. Varmekilden 11 blir så fjernet, det termoplastiske lag og det dertil klebende tonerbilde får stivne og platen er dermed ferdig for bruk som trykkform.

I fig. 3-6 blir den billedbærende plate brukt til trykking

på et hvitt papirark. I fig. 3 blir en farge 17 på vannbasis fra en kilde 15a jevnt påført overflaten av platen 3- I fig- ^ blir

overskudd av farge fjernet fra platens overflate ved hjelp av gummibladet 19 i en gummivisker 21 som føres over plateoverflaten. I fig. 5 blir deretter et glatt ark av hvitt papir 23 brakt i berøring med den fargete trykkform 3 ved trykket fra en rull 25- Det trykte ark fjernes så, som vist i fig. 6, og platen er klar for ny anvendelse.

Fig. 7 viser skjematisk i forstørret målestokk virkningen

som oppstår ved en begrenset grad av smelting av kombinasjonen

toner og termoplastisk underlag i henhold til fig. 2- Individuelle tonerpartikler er vist ved 27- Toneren kan som tidligere antydet, passende omfatte en blanding på polystyrenbasis, slik som beskrevet i US-patent nr. 3.079-3^2. Det termoplastiske lag 7 kan, som også tidligere antydet, omfatte "Vinylite VYNS 3<*>', et copolymerisat av vinylklorid og vinylacetat. Selv om laget 7 også kan bære en fotoledende bestanddel, er den fotoledende egenskap til materialet irr-elevant for virkningen som nå skal betraktes. Materialene som omfatter tonerpartiklene 27 og det termoplastiske lag 7 er med hen-sikt valgt slik at de har omtrentlig det samme smeltepunkt. Fortrinnsvis bør det termoplastiske lag ha et smeltepunkt litt lavere enn tonermaterialets slik at ved tilføring av varme vil laget 7 ;mykne litt tidligere enn toneren for derved å sikre at dannelsen av en binding mellom toneren og underlaget ikke kritisk vil avhenge av varigheten av oppvarmingen av toneren. Dette er eksempelvis tilfelle med den nevnte tonerblanding og det termoplastiske materiale. Det vil si at smeltepunktet til "VYNS 3" og fotolederblandingen, hvis smeltepunkt er omtrent det samme som for "VYNS 3", ligger i området 90°C, mens smeltepunktet til toneren, beskrevet i US-patent nr. 3.079-3^2, er noe høyere. En begrenset bindingsgrad mellom bunnlaget 31 til tonerpartiklene og det termoplastiske lag 7 vil således begynne å opptre litt før eventuell smelting av selve toneren. Kort deretter begynner svak smelting i den egentlige tonermasse. Det første resultat av denne begynnende tonersmelting er at tonerpartiklene begynner å klebe seg sammen med hverandre i deres gjensidige kontaktpunkter, som for eksempel antydet ved 33- Hvis tilføring av varme til platen fortsetter, vil smelting av tonerpartiklene fort-sette utover dette punkt og resultere i en alminnelig total sammen-løping av tonermassen med en derav følgende glassering av bildet, hvilket vil sees selv for det blotte øye. Hvis smeltingen tillates å gå så langt, vil det sees at toneren ikke effektivt kan anvendes som trykningselement. Ved gjennomføring av oppfinnelsen må følgelig oppvarmingsprosessen stoppes ved et punkt som svarer til den begrensete smelting som vist i figuren. Størkning ved dette punkt resulterer således i (1) bindende klebing av tonerpartiklene i deres gjensidige berøringspunkter 33 og (2) fast binding av bunnlaget av toneren 31 til underlaget 7- ;Det viktigste resultat av den forannevnte smelting er å frembringe et stort antall mellomrom 35 i massen av halvt sammen-føyet tonermateriale,■ og disse er i virkeligheten innretningen hvor farge blir fastholdt under den etterfølgende bruk av platen til trykking. Ved påføring av farge på overflaten trekkes den flytende farge ved kapillarvirkning inn i disse mellomrom, som om tonerbildet skulle være en slags svamp. Resultatet av'denne virkning er klart vist i fig. 8, hvori et forstørret riss av gummibladet 19 til viskeren er vist når den passerer over den preparerte og fargete plate. Gummibladet blir her presset mot den ujevne overflate til toneren for å lukke og børste ren de uregelmessige høye punkter etterhvert som bladet passerer over flaten. Bladet etterlater en mangfoldighet av omhyggelig fargete reservoarer, meget lik ganske små reservoarer i en vanlig gravyrplate etter passasje av skrape-bladet. ;Ved etterfølgende trykkpåføring av et papirark på den toner-bærende plate, blir fargen i mellomrommene 35 trukket ut ved kapillarvirkning og inn .i papiret. Denne virkning- er vist i fig. 9 hvor pilene antyder hvordan farge strømmer ut av mellomrommene mellom tonerpartiklene og inn i papirfibrene 235 ettersom rullen 28 passerer over papiret. ;Ved gjennomføring av oppfinnelsen kan oppvarmingsparametrene fullstendig bestemmes for en passende smeltingsgråd. Por eksempel ved bruk av tonersammensetningen på polystyrenbasis som angitt i US-patent 3.079-3^2, på et underlag som omfatter enten i sin hel- ;het eller som bindemiddel i kombinasjon med en organisk fotoleder, polyvinylklorid-acetatkopolymeren "VYNS 3", ble det funnet at en oppvarming til 95°C i ti minutter ga utmerkete resultater. ;Selv om det må antas at dannelsen og bibehold av en form som vist i fig. 7, kritisk ville avhenge av en nøyaktig avbrytning av oppvarmingen, er det i praksis blitt funnet at området som tåler oppvarming har en tilstrekkelig spredning til at man lettvint kan regulere prosessen. Bruker man således de samme materialer som antydet i foregående avsnitt, er det blitt funnet at ved oppvarming til 100°C vil det resultere i tilfredsstillende trykkformer når oppvarmingen skjer hvor som helst innenfor området 2 til 16 sekunder. Hvis oppvarmingen opprettholdes i ca. 32 sekunder, vil fargefast-holdelsesegenskapene til formen bli betydelig minsket og total glassering av toneren vil begynne. Etter 64 sekunder er fastholdelses-egenskapene totalt forsvunnet og bildet er blitt fullstendig glassert, hvilket kan iakttas med det blotte øye. I den annen ende av det nevnte oppvarmingstidsrom ble det funnet at oppva ,ming ved 100°C ;i mindre enn 2 sekunder resulterer i en billedform med høy farge- ;fastholdelse, men som lett kan fjernes ved gnidning og er derfor uegnet for opprettholdelse av serietrykking. Forklaringen på dette siste resultat er ganske enkelt den at med en så kort oppvarmings-periode kan det ikke oppnås en tilfredsstillende forbindelse med underlaget. Da trykningsevnen ved den foreliggende oppfinnelse oppnås ved nærvær av mellomrom som tjener som meget små reservoarer for tryknings farge, vil det antas at en ansamling av et visst minste antall partikler vil være nødvendig før eventuell fargetilbakehold-else i det hele tatt skal være mulig. Dette synes å være den mest iøynefallende fordel ved den foreliggende tryknings teknikk, fordi i mange andre fremgangsmåter for xerografisk fremstilling av matriser, eller for den slags skyld ved fremstilling av kopier ved vanlig xerografi i seg selv, blir spredte tonerpartikler avsatt på forskjellige uforutsette punkter på den lysfølsomme matrise eller overføringsmidlet for matrisen og slike punkter vil bevirke uregelmessig bakgrunnsmarkering i kopier fremstilt med slike matriser. I den foreliggende fremgangsmåte vil imidlertid slike bakgrunns-toner til slutt ikke påvirke kopiene som er blitt trykket ved hjelp av en slik matrise, fordi isolerte tonerpartikler når de opptrer på matrisen, ikke vil frembringe hulrom som holder på farge. ;Det vil forståes at den foreliggende oppfinnelse kan utøves med forskjellige andre sorter underlag enn det som er vist i fig. 1. Det viktigste krav ved utøvelsen av oppfinnelsen er at kombinasjonen av toner og underlag blir valgt slik at de to vesentlige resultater av oppfinnelsen oppnås, nemlig klebing ved kohesjon mellom de enkelte tonerpartikler og dannelsen av en forbindelse ved adhesjon mellom den delvis smeltete tonermasse og underlaget. Det er følgelig ikke noe krav at underlaget skal være av fotoledende art eller at det danner en permanent kombinasjon med et metallisk understøttende lag. ;I fig. 10 er det for eksempel vist en trykkform 37 som er blitt fremstilt ved overføring av et ikke fiksert tonerbilde 13 ;fra en vanlig xerografisk plate 39- Sistnevnte omfatter den vanlige ledende metalliske plate 41 på hvilken er klebet et fotoledende lag, som for eksempel selen ved 43- Materialet som omfatter det termoplastiske underlag 45 av trykkformen 37, kan passende være nesten hvilket som helst termoplastisk platemateriale som har et smeltepunkt i nærheten av det anvendte tonersmeltepunkt, på den måte som beskrevet foran. Med den nevnte toner på polystyren er for eksempel "Mylar"-ark (polyetylen-tereftalat) blitt funnet ganske ;effektive. Etterat det usmeltete tonerbilde er blitt elektrosta-tisk overført ved hjelp av "Corotron 60" til det termoplastiske underlag 45, blir underlaget sammen med dets vedhengende tonerbilde revet av fra den xerografiske plate 39 og delvis smeltet på den måte som tidligere omtalt. Den resulterende trykkform kan så ;for det meste brukes som trykkformen i figurene 3-6, med unntak av at det vanligvis vil være ønskelig på grunn av den elastiske egenskap til trykkformen først å feste den til en stiv bærende kon-struksjon, såsom overflaten på en roterende sylinder. ;I fig. 11 er det vist et meget forstørret snitt gjennom en tonerpartikkel beregnet på bruk i den foreliggende oppfinnelse. Partikkelen består av en ildfast sentral kule 47 som for eksempel kan være en glasskule med en diameter i størrelsesordenen 5 - 50 mikron, på hvilken kule er anbrakt et jevnt belegg av termoplastisk materiale med en tykkelse på noen mikron. Et aggregat av slike tonerpartikler er vist i fig. 12 i prosessen hvor forbindelsen dannes mellom en billedform av toner og underlag. Underlaget kan i dette tilfelle omfatte hvilket som helst av et meget stort antall stive eller ikke stive materialer, da dannel.sen av en adhe- ;siv forbindelse mellom tonerbildet og underlaget ikke lenger av-henger av de termoplastiske egenskaper til materialet i seg selv. Således kan for eksempel underlaget 53 omfatte en metallisk alu-miniumplate, eller en glassplate eller stiv plastplate. Elastiske, men høytsmeltende plastflater kan også anvendes. Etter å være blitt utsatt for oppvarming smelter belegget' eller skallet 49 gradvis, hvorved partiklene smelter til hverandre og til underlaget 53- Ret vil bemerkes i fig. 12 at i henhold til oppfinnelsen vil som tidligere nevnt hulrom 35 bli igjen i et stort antall for nå å tjene som fargefastholdende innretning for etterfølgende anvendelse av den avsatte toner som trykningsredskap. Det vil imidlertid forståes at bruken av den modifiserte tonersammensetning i den foreliggende utførelsesform har resultert i flere fordeler sammenliknet med bruken av mer vanlige typer av tonere. Spesielt er oversmelting av toneren faktisk umulig da smelting bare kan finne sted i den utstrekning skallene forefinnes på de ildfaste partikler, og tykkelsen av det smeltbare skall er forut justert for å gi vesentlig mindre harpiks-volum enn det totale mellomromsvolum mellom kjernene 47- I tillegg hertil kan underlaget som antydet, nå velges med stor elastisitet da adhesjon av tonerbildet til underlaget oppnås mer ved hjelp av de termoplastiske skall som forefinnes på selve toneren, enn ved ;hjelp av den termoplastiske egenskap hos underlaget. ;Det er instruktivt i forbindelse med denne betraktning av inerte underlag å merke seg at et vanlig xerografisk tonerbilde dannet på eller overført til et relativt inert underlag og smeltet ved vanlig xerografisk teknikk er funnet å være fullstendig uegnet for den foreliggende trykkemetode. Under virkningen av oppvarming eller tilføring av oppløsningsmiddeldamper er det blitt funnet at de vanlige billedpartikler først flyter sammen og at først etterat denne kohesive smelting opptrer, vil det etableres en adhes-iv binding til underlaget. Den nevnte kombinasjon er derfor fundamentalt ugjennomførlig for anvendelse i forbindelse med den foreliggende trykkemetode fordi selv om smeltingen stoppes mens bildet ennu er porøst, blir den adhesive binding til underlaget ved det tidspunkt utilstrekkelig til å motstå gnidningsope-rasjoner ved den etterfølgende farging og trykking. Hvis på den annen side smeltingen blir strukket ut for å forbedre den adhesive forbindelse mellom bildet og dets bærende underlag, vil bildet smelte til en høy grad av glassering og miste sine porøsitets-og fargefastholdende egenskaper. ;Uavhengig av om hvorvidt tonermaterialet omfatter en vanlig xerografisk toner såsom det på polystyrenbasis som beskrevet i US-patent nr. 3.079-342, eller det modifiserte med en ildfast kjerne i henhold til fig. 12, vil det bli funnet fordelaktig ved utøvelsen av den foreliggende oppfinnelse å anvende et aggregat av tonerpartikler som har en så liten størrelses fordeling som mulig. Alle tonerpartikler bør fortrinnsvis ha hovedsakelig samme diameter. Grunnen hertil vil bli klar ved betraktning av mekanis-men for den foreliggende trykketeknikk. Da spesielt evnen hos den delvis smeltete tonermasse til effektivt å holde på fargen, avhen-ger av tilstedeværelsen av et stort antall og totalvolum av mellomrom mellom partiklene, vil det være klart at det maksimale antall og/eller størrelsen av slike inneslutninger er best sikret ved et aggregat av kulepartikler av omtrent samme størrelse. Hvis størr-elsesfordelingen er vid, vil små partikler ha en tendens til å fylle ut mellomrommene mellom de store kuler med en tilsvarende reduksjon av den fargeopptakende kapasitet. ;I fig. 13 er skjematisk illustrert en komplett rotasjonspresse som anvender en trykkform i overensstemmelse med den foreliggende oppfinnelse. Av illustrative grunner er trykkformen 37 vist som en trykningsmatrise i likhet med den som er beskrevet i forbindelse med fig. 10. Matrisen kan således eksempelvis omfatte et delvis smeltet tonerbilde 87 av toneren på polystyrenbasis, som tidligere henvist til, på et "Mylar"-(polyetylen-tereftalat-) underlag 89. Matrisen er fastspent til en stiv, roterende sylinder 61 ved hjelp av fastspenningsinnretninger 63. Når sylinderen roterer i den antydete retning, blir farge fra reservoaret 65 ved hjelp av pumpen 67 presset gjennom ledningen 69 og fargeinnretningen 71 for uttømm-ing gjennom munnstykket 91 på den roterende matrisebærende sylinder. Den fargebelagte matrise roterer så gjennom det sekundære fargebad 73, utformet i sokkelen 93, som en følge av den begrensete * tømming fra fargeutløpsledningen 75- Den fargebelagte matrise passerer så under skrapebladholderen 95- Denne holder likner skrapebladholderen i en vanlig rotasjonspresse med unntak av at stålbåndet i den vanlige rotasjonspresse i dette tilfelle er erstattet av gummi. Under den fortsatte rotasjon av sylinderen passerer matrisen deretter under trykksylinderen 77 hvor den berører og trykker på papirhanen 79- Banevalsene 8l og 83 leder papirhanen gjennom trykksylinderen og opprettholder den fornødne grad av strømming.

Claims (2)

1. Trykkform for intagliotrykking, bestående av en bæredel som bærer et elektrofotografisk, trykkfargemottakelig bilde som er bygget opp av partikkelformet materiale og har porer, k a r a k terisert ved at i hvert fall det ytre lag av partiklene er mykgjørbart slik at det tillates fysisk sammenbinding av partiklene (13,27,47), at partiklene ved deres innbyrdes berørings-punkter er bundet sammen slik at det dannes mellomrom (35) mellom partiklene, at partiklene er bundet til bæredelen ved kontaktpunkt-ene med denne og at mellomrommene (35) har kapillære dimensjoner, slik at bildet kan oppta den nødvendige mengde trykkfarge som trykkformen skal benyttes for.

2. Trykkform i samsvar med krav 1, karakterisert ved at partiklene har en ikke-mykgjørbar kjerne (47) som har et mykgjørbart belegg (49) og at partiklene er bundet til hverandre ved deres innbyrdes berøringspunkter ved hjelp av beleggets (49) bindemiddel (33) samt er bundet til et underlag (53).