DE19838315A1 - Material für die Gravur-Aufzeichnung mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung und Druckplatte damit - Google Patents
Material für die Gravur-Aufzeichnung mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung und Druckplatte damitInfo
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Abstract
Ein Material für die Gravur-Aufzeichnung mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung für den Hochdruck, bestehend aus Träger, vernetzbarer Schicht, gegebenenfalls mit Deckschicht und/oder Deckfolie, wobei die Schicht mindestens eine ethylenisch ungesättigte Verbindung, einen Polymerisations-Initiator sowie wenigstens ein polymeres Bindemittel enthält, das aus Polyvinylalkohol und/oder wenigstens einem Coplymeren mit einem wesentlichen Anteil der Struktureinheit DOLLAR F1 besteht, enthält einen Füllstoff mit einer Ceiling-Temperatur kleiner als 800 K, insbesondere kleiner als 600 K, z. B. Polystyrol, Polymethylmethacrylat, Poly(ethylen)keton, polyoxymethylen oder Poly(alpha-methylstyrol), insbesondere mit Kugel- oder Etwa-Kugelform mit einer größten Abmessung von ca. 5-10 mum. Das Material ist für lasergravierbare Hochdruckplatten sehr geeignet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Material für die Gravur-Aufzeichnung
mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung, bestehend aus
Träger, vernetzbarer Schicht, optional einer Deckschicht,
optional einer Deckfolie, wobei die vernetzbare Schicht
mindestens eine ethylenisch ungesättigte Verbindung und einen
Polymerisations-Initiator sowie wenigstens ein polymeres
Bindemittel enthält, das aus einem Polyvinylalkohol mit einem
Hydrolysegrad von 50-99% und/oder einem oder mehreren
Copolymeren besteht, die in einem signifikanten Anteil die
Struktureinheit
aufweisen.
Solche Materialien sind für Druckformen für den Hochdruck
bekannt.
In WO 93/23252 ist ein Verfahren zur Laser-Gravur einer elasto
meren Einschicht-Flexodruckplatte beschrieben, wobei eine mecha
nische, photochemische oder thermochemische Verstärkung des
Einschicht-Materials und das Gravieren mit ausgewähltem Muster
erfolgen soll zur Herstellung der fertig gravierten Flexodruck
platte. Das Einschicht-Material enthält dabei Verstärkungsmittel
die mechanisch und/oder thermochemisch und/oder photochemisch
wirken sollen. Derartige Verstärkungsmittel sind vorteilhaft für
gummiartige Flexomaterialien zur Verbesserung der Gravur im
Hinblick auf eine höhere Bildauflösung für den Verpackungsdruck.
Als mechanische Verstärkungsmittel können dabei strahlungsab
sorbierende Pigmente dienen, z. B. feinverteilte Metallpartikel
wie Aluminium, Kupfer oder Zink, allein oder in Kombination mit
Ruß, Graphit, Kupferchromid, Chromoxid, Kobalt-Chrom-Aluminium
und anderen dunklen, anorganischen Pigmenten. Als weitere
Verstärkungsmittel sind noch angegeben: Diverse Fasern,
synthetische oder natürliche, z. B. Zellulose, Baumwolle, Zellu
loeazetat, Viskose, Papier, Glaswolle, Nylon und Polyester.
Derartige mechanische Verstärkungsmittel sind für vernetzbare
PVA-Bindemittel für Hochdruckplatten nicht einsetzbar.
Durch den hohen Energieeintrag und seine Zuverlässigkeit
ermöglicht der CO2-Laser eine gute Material-Abtragsgeschwindigkeit
beim Gravurvorgang.
Auch der Einsatz von Festkörper-Lasern, insbesondere von Neodym-
YAG-Lasern ist bekannt, mit dem Vorteil der 10-fach besseren
Auflösung, da die Wellenlänge ca. 1 µm beträgt, und dem Nachteil
der geringeren Abtragsgeschwindigkeit durch die bei hoher
Strahlbündelung geringere Leistung.
Mit der EP-A 767 406 ist ein IR-Laser Verfahren für die Ablation
einer IR-empfindlichen Schicht zur Herstellung einer Maske zum
bildmäßigen UV-Belichten einer Hochdruckplatte bekannt. Eine
derartige Maskenherstellung unterscheidet sich prinzipiell von
einer Gravur einer Druckplatte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Material für die Gravur-Aufzeichnung für Hochdruck-Platten
bereitzustellen, bei denen mittel kohärenter elektromagnetischer
Strahlung Aufzeichnungen bzw. Druckprodukte mit hoher Auflösung
in kurzer Zeit hergestellt werden können.
Die Aufgabe wird mit einem Material für die Gravur-Aufzeichnung
mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung, bestehend aus
Träger, vernetzbarer Schicht, optional einer Deckschicht,
optional einer Deckfolie, wobei die vernetzbare Schicht
mindestens eine ethylenisch ungesättigte Verbindung und einen
Polymerisations-Initiator sowie wenigstens ein polymeres
Bindemittel enthält, das aus einem Polyvinylalkohol mit einem
Hydrolysegrad von 50 bis 99% und/oder einem oder mehreren
Copolymeren besteht, die in einem signifikaten Anteil die
Struktureinheit
aufweisen, erfindungsgemäß gelöst, wenn außerdem ein polymerer
Füllstoff vorgesehen ist, der eine Ceiling-Temperatur von kleiner
800 K, insbesondere kleiner als 600 K, aufweist.
(Unter Ceiling-Temperatur versteht man die Temperatur, bei der
die Depolymerisation eines Makromoleküls vom Kettenende her
beginnt).
Der besondere Vorteil der Verwendung des Füllstoffs mit vorgege
bener Ceiling-Temperaturgrenze liegt darin, daß das Material für
den Hochdruck überraschend gut verwendbar ist und sich die
Gravurgeschwindigkeit signifikant erhöhen läßt, ohne daß es zu
Einbußen bei der Druckqualität kommt.
In weiterer Ausbildung kann der Füllstoff vernetzbar bzw.
vernetzt oder unvernetzt sein, zweckmäßig kann der Füllstoff
eines oder mehrerer der folgenden Polymere sein:
Polystyrol, (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly(ethylen)keton, Polyoxymethylen (POM) Polytetralydrofuran oder Poly (α-methylstyrol). Es ist überraschend vorteilhaft, wenn der Füllstoff in Partikelform, insbesondere in Kugelform oder Etwa-Kugelform vorliegt, wobei die größte Abmessung ca. 5-10 µm beträgt.
Polystyrol, (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Poly(ethylen)keton, Polyoxymethylen (POM) Polytetralydrofuran oder Poly (α-methylstyrol). Es ist überraschend vorteilhaft, wenn der Füllstoff in Partikelform, insbesondere in Kugelform oder Etwa-Kugelform vorliegt, wobei die größte Abmessung ca. 5-10 µm beträgt.
In weiterer Ausführung kann der polymere Füllstoff mit einem
Gewichtsprozentanteil von 1 bis 49,9%, insbesondere von 2 bis
25%, vorzugsweise von 5-15%, bezogen auf den Feststoff der
vernetzbaren Schicht B) verwendet werden.
Es ist auch überraschend vorteilhaft, wenn der polymere Füllstoff
eine Ceiling-Temperatur von kleiner als 500 K aufweist und
insbesondere aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder aus Polyoxy
methylen (POM) besteht.
Die vernetzbare Schicht B) ist zweckmäßig vor der Gravur-
Aufzeichnung photochemisch (aktinische Strahlung), thermisch oder
mittels Elektonenstrahls vernetzbar.
Die vernetzbare Schicht B) kann auch mehrschichtig ausgebildet
sein, wobei mindestens eine gravierbare Material-Schicht vorgese
hen ist, die außer dem wenigstens einen polymeren Bindemittel B3)
einen polymeren Füllstoff B4) mit einer Ceiling-Temperatur von
kleiner als 800 K, insbesondere kleiner als 600 K enthält.
Zweckmäßig können in das erfindungsgemäße Material ein oder
mehrere Zusatzstoffe, wie z. B. Farbstoffe, Stabilisatoren oder
Weichmacher eingearbeitet sein.
Die kohärente elektromagnetische Strahlung zur Gravur-Aufzeich
nung ist zweckmäßig Laser-Strahlung, insbesondere die Strahlung
eines CO2-Lasers. Durch gezielte Steuerung und Ausbildung des
Laserstrahls ist es möglich, die Qualität der Hochdruck-Reliefs
an die hochdruckspezifischen Druckanforderungen zur Verbesserung
der Druckkennlinie im Rasterdruck angepaßt werden.
Es ist herstellungsmäßig für das Gravur-Material vorteilhaft,
wenn der Füllstoff B4) in Form von vorvernetzten oder unver
netzten Polymerkügelchen mit Durchmessern im Bereich von
ca. 5-10 µm zum Bindemittel B3) zugegeben wird. Die Größe liegt
vorzugsweise unterhalb der gewünschten Auflösung der feinen
Reliefelemente des Druckreliefs. Mit dem erfindungsgemäßen
Gravur-Material sind hochwertige Druckplatten mit folgenden.
Parametern herstellbar.
Eine Druckplatte mit einem erfindungsgemäßen Material und einer
Lasergravur, hergestellt mittels eines CO2-Lasers der Wellenlänge
10640 nm und einer Leistung von über 100 W bei einem Fokus-Durch
messer von ca. 15 µm, ist dadurch gekennzeichnet, daß bei einer
Halbton-Gravur der Druckplatte die Zwischentiefen zwischen ca. 15
und ca. 50 µm, insbesondere im Bereich von etwa 24 bis etwa 45 µm
liegen. Die damit hergestellten Druckprodukte erfüllen damit die
höchsten Ansprüche der Drucktechnik. Eine Druckplatte mit einem
erfindungsgemäßen Material ist gekennzeichnet durch einen
Füllstoff, der als Partikel und/oder Kügelchen in der vernetzten
Schicht B) enthalten ist.
Bindemittel für das Gravurmaterial sind Polyvinylalkohol mit
einem Hydrolysegrad von 50-99% und/oder Copolymere von
Polyvinylalkohol mit der im Patentanspruch 1 erwähnten Struktur
einheit. Die Herstellung und Verwendung solcher Polyvinylalkohole
und/oder Copolymere sind in den Beispielen beschrieben. Es sind
außerdem auch polymere Bindemittel vorteilhaft verwendbar, die
mindestens eine reaktive Gruppe enthalten, die an einer chemi
schen Reaktion zur Vernetzung der Aufzeichnungschicht teilnehmen
kann. Ebenso geeignet sind reaktive Gruppen in der Seitenkette
eines verzweigten Homo- oder Copolymers, oder auch nachträglich
über eine polymeranaloge Modifizierung in das Polymer eingeführte
reaktive Gruppen, wie z. B. beschrieben in EP-A 0079514,
EP-A 0224164, oder EP-A 0059988, wobei die ersten beiden Schrif
ten Bindemittel, ein Polyvinylalkohol-Derivat bzw. ein Polylaky
lenoxid-Vinylester-Pfropfcopolymerisat mit Vinylalkohol- und
Vinylester-Struktureinheiten beschreiben und die letzte Schrift
als Photoinitiator eine Acylphosphinoxid-Verbindung für photo
polymerisierbare Aufzeichnungsmassen beschreibt.
Bevorzugt sind Materialien aus den genannten Polymeren oder deren
Mischungen, die vernetzt sind. Die Vernetzung kann durch eine
chemische Reaktion, z. B. eine radikalische, ionische oder
koordinative Polymerisation, eine Polykondensation oder
Polyaddition, hervorgerufen werden. Die Vernetzungsreaktion kann
photochemisch oder thermisch initiiert, gegebenenfalls auch mit
Hilfe einer niedermolekularen Verbindung mit reaktiven Gruppen
und/oder eines geeigneten Initiators, oder mittels Elektronen
strahls durchgeführt werden.
Die Herstellung des Materials für die Gravur-Aufzeichnung vor der
Laser-Gravur kann nach einem der bekannten Herstellverfahren, wie
z. B. Gießen einer Lösung der Polymeren und gegebenenfalls sonsti
gen Einsatzstoffen aus einem geeigneten Lösungsmittel oder
Lösungsmittelgemisch oder durch Extrusion, hergestellt werden.
Die erfindungsgemäß geeignetsten Füllstoff-Polymere sollen eine
Ceiling-Temperatur von < 800 K, bevorzugt < 600 K und besonders
bevorzugt < 500 K aufweisen. Dabei besitzen die beanspruchten
Polymere folgende Ceiling-Temperaturen:
Polystyrol Tc = 583 K
Polymethylmethacrylat (PMMA) Tc = 493 K
Poly(ethylen)keton Tc = 423 K
Poly(α-methylstyrol Tc = 334 K
Polyoxymethylen (POM) Tc = 392 K
Polystyrol Tc = 583 K
Polymethylmethacrylat (PMMA) Tc = 493 K
Poly(ethylen)keton Tc = 423 K
Poly(α-methylstyrol Tc = 334 K
Polyoxymethylen (POM) Tc = 392 K
Es sind jedoch auch andere Polymere geeignet, soweit sie das
Ceiling-Temperatur Kriterium erfüllen und sich in PVA-Bindemittel
einarbeiten lassen. Es hat sich als besonders günstig erwiesen -
wie auch in den Beispielen später erläutert - als polymeren
Füllstoff solche mit einer Ceiling-Temperatur < 500 K einzuset
zen, also insbesondere PMMA und POM.
Als Quellen der Ceiling-Temperaturen wurden folgende herangezo
gen:
- 1. Branderup, Immerguth, Polymer Handbook, 3. Aufl. Kapitel II, S. 316
- 2. B. Tieke, Makromolekulare Chemie - Eine Einführung, Weinheim, VCH 1997, S. 84 ff.
Gravurbedingungen für alle Materialien aus den Beispielen 1-5 und
Vergleichsbeispiel 1:
CO2-Laser, Wellenlänge λ = 10 640 nm
Leistung: 130 W, Fokus: 21 µm, Rasterweiten 48-60 L/m
Laservorschub: 0,021 mm
(TrueScreen-Programm der Fa. Baasel-Scheel Grapholas.)
CO2-Laser, Wellenlänge λ = 10 640 nm
Leistung: 130 W, Fokus: 21 µm, Rasterweiten 48-60 L/m
Laservorschub: 0,021 mm
(TrueScreen-Programm der Fa. Baasel-Scheel Grapholas.)
Für die Versuche wurde das Material auf Wälzen mit einem Soll
umfang von 40 cm aufgebracht und dieselben je nach Material mit
Umfangsgeschwindigkeiten von ca. 55/110/165/220 U/min gedreht zum
Lasergravieren. Für jeden Versuch wurde die Fokussierung des
Laserstrahls auf die Materialoberfläche neu eingestellt.
Material, hergestellt aus 80 Gewichtsteilen eines teilverseiften,
nachträglich polymeranalog funktionalisierten Poly(vinylacetats)
(beispielsweise beschrieben in EP-A 0079514, EP-A 0224164, oder
EP-A 0059988), 70 Gewichtsteilen eins Copolymeren aus Vinyl
alkohol und Ethylenglykol (beispielsweise beschrieben in
DE 28 46 647 A1) und 90 Gewichtsteile eines teilhydrolysierten
Polyvinylalkohols (KP 405 der Kuraray co. Ltd., Japan) die in
einem Gemisch aus 150 Gewichtsteilen Wasser und 150 Gewichts
teilen n-Propanol bei einer Temperatur von 85°C gelöst und gerührt
werden, bis eine homogene Lösung entstanden ist. Anschließend
werden als ethylenisch ungesättigte Verbindung 34 Gewichtsteile
eines Polyurethanacrylats, als Initiator 3 Gewichtsteile Benzil
dimethylketal, als thermischer Inhibitor 0,2 Gewichtsteile des
Kaliumsalzes des N-Nitrosocyclohexalhydroxylamins sowie als
Farbstoff 0,005 Gewichtsteile Safranin T (C.I. 50240) zugegeben
und bei einer Temperatur von 85°C gerührt, bis eine homogene
Lösung entstanden ist. Diese Lösung wird auf eine Konzentration
von 40% Feststoffanteil eingestellt und anschließend auf einen
Folienträger in der Art und Weise vergossen, daß sich nach dem
Trocknen eine 600 µm dicke lichtempfindliche Schicht ergibt.
Dieses Material wird auf eine beschichtete PET-Folie kaschiert
und die so erhaltenen Schicht mit einer Gesamtdicke von 1050 µm
für drei Stunden bei 60°C in einem Trockenschrank getrocknet.
Anschließend wird die lichtempfindliche Schicht 20 min mit UV-
Licht bestrahlt und somit vernetzt. Das vernetzte Material wird
schließlich unter den genannten Bedingungen mit einem CO2-Laser
graviert.
Gravurgeschwindigkeit: 55,84 U/min
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, nachteilig allerdings die lange Gravurzeit von 120 min.
Gravurgeschwindigkeit: 55,84 U/min
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, nachteilig allerdings die lange Gravurzeit von 120 min.
Material gemäß Beispiel 1, vernetzt, enthält zusätzlich 5 Gew. -%
vernetzte PMMA-Kügelchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von ca. 5 µm, z.B. AgfaPearl® × 5000 der Firma Agfa-Gevaert AG,
mit einer speziellen Dispergier-Umhüllung. AgfaPearl® ist ein
eingetragenes Warenzeichen der Agfa-Gevaert AG, Leverkusen.
Gravurgeschwindigkeit: 111,68 U/min
Ergebnis: s. Tabelle 1 und REM-Aufnahme, Abb. 1 Zwischentiefe bei Tonwert 50% etwa 39 µm (bei 223,36 U/min etwa 18 µm)
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, etwas höhere Gravurzeit von 60 min gegenüber konventioneller Herstellung.
Gravurgeschwindigkeit: 111,68 U/min
Ergebnis: s. Tabelle 1 und REM-Aufnahme, Abb. 1 Zwischentiefe bei Tonwert 50% etwa 39 µm (bei 223,36 U/min etwa 18 µm)
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, etwas höhere Gravurzeit von 60 min gegenüber konventioneller Herstellung.
Material gemäß Beispiel 1, vernetzt, enthält zusätzlich 10 Gew.-%
vernetzte PMMA-Kügelchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von ca. 5 µm.
Gravurgeschwindigkeit: 223,36 U/min
Ergebnis: s. Tabelle 1 und REM-Aufnahme, Abb. 2 Zwischentiefe bei Tonwert 50% etwa 24 µm (bei 111,68 U/min etwa 45 µm)
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, Herstel lungszeit mit 30 min sogar wesentlich kürzer als konventionell!
Gravurgeschwindigkeit: 223,36 U/min
Ergebnis: s. Tabelle 1 und REM-Aufnahme, Abb. 2 Zwischentiefe bei Tonwert 50% etwa 24 µm (bei 111,68 U/min etwa 45 µm)
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, Herstel lungszeit mit 30 min sogar wesentlich kürzer als konventionell!
Die Abbildungen Abb. 1 und 2 zeigen stark vergrößerte Reliefan
sichten von Lasergravurplatten nach der Erfindung, die mit
verschiedenen Walzengeschwindigkeiten graviert wurden.
Ein Material gemäß Beispiel 1, vernetzt, enthält zusätzlich
10 Gew.-% unvernetzte POM-Partikel mit einer mittleren maximalen
Teilchenabmessung von ca. 5 µm. Als POM-Material wurde das
Ultraform N 2520 × L2 der Ultraform GmbH, Ludwigshafen, mit Leit
fähigkeitsrußanteil in Granulatform verwandt. Das Granulat wurde
in einer Kugelmühle feinst zermahlen und das Mahlgut anschließend
bis zu einer Durchschnitts-Partikel-Größe von ca. 5 µm ausgesiebt
vor dem Eintrag in die vernetzbare Schicht B) des Materials. Die
Gravur des fertigen Materials erfolgte mit einem Nd: YAG-Laser
mit einer Wellenlänge von 1064 nm der Fa. Baasel-Scheel. Der
Fokusdurchmesser des IR-Strahls war auf 20 µm eingestellt.
Gravurgeschwindigkeit: 111, 68 U/min
Ergebnis: s. Tabelle
Bewertung: Gute Druckergebnisse mit sehr geringer Tonwertzunahme in kurzer Herstellzeit.
Gravurgeschwindigkeit: 111, 68 U/min
Ergebnis: s. Tabelle
Bewertung: Gute Druckergebnisse mit sehr geringer Tonwertzunahme in kurzer Herstellzeit.
Material gemäß Beispiel 1 mit dem Unterschied, daß die Ansatz
lösung nicht auf eine Folie kaschiert und getrocknet wurde.
Vielmehr wurde mit der Lösung ein Zylinder, z. B. bestehend aus
einem GFK-Kern und einem PU-Aufbau, beschichtet und der so mit
einer lichtempfindlichen Schicht versehene Zylinder für drei
Stunden bei 60°C in einem Trockenschrank getrocknet. Anschließend
wird die lichtempfindliche Schicht 20 min mit UV-Licht bestrahlt
und somit vernetzt. Das vernetzte Material wird schließlich unter
den genannten Bedingungen mit einem CO2-Laser graviert.
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, sehr kurze Herstellungszeit von 40 min.
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, sehr kurze Herstellungszeit von 40 min.
Material hergestellt aus 55 Gewichtsteilen eines Copolymeren aus
Vinylalkohol und Ethylenglykol (beispielsweise beschrieben in
DE 28 46 647 A1), 8 Gewichtsteilen eines für Polyvinylalkohol
geeigneten Weichmachers, z. B. Polyethylenglykol (z. B. Pluriol E
400 der BASF AG), 24 Gewichtsteilen eines Phenylglycidetheracry
lats als ethylenisch ungesättigte Verbindung, 10 Gewichtsteilen
vernetzte PMMA-Kügelchen mit einem mittleren Teilchendurchmesser
von ca. 5 µm, 2 Gewichtsteilen Benzildimethylketals als Initiator,
0,2 Gewichtsteilen des Kaliumsalzes des N-Nitrosocyclohexylhydro
xylamins als thermischer Inhibitor sowie als Farbstoff
0,005 Gewichtsteilen Safranin T (C.I 50240), die in einem Extru
der geschmolzen und als homogene Schmelze bei einer Temperatur
von 145°C mittels einer geeigneten Beschichtung eine licht
empfindliche Schicht von 800 µm ergibt. Anschließend wird die
lichtempfindliche Schicht 20 min mit UV-Licht bestrahlt und somit
vernetzt. Das vernetzte Material wird schließlich unter den
genannten Bedingungen mit einem CO2-Laser graviert.
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, sehr kurze Herstellungszeit von 35 min.
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Hervorragende Druckergebnisse, sehr kurze Herstellungszeit von 35 min.
Material, hergestellt aus 55 Gewichtsteilen eines Polyamids, das
in einem Gemisch aus 10 Gewichtsteilen Wasser und 90 Gewichts
teilen Methanol bei einer Temperatur von 60°C gelöst und gerührt
wird, bis eine homogene Lösung entstanden ist. Anschließend
werden als ethylenisch ungesättigte Verbindung 30 Gewichtsteile
eines Bis(N-methylolacrylamido)ethylenglykolethers, als Initiator
2 Gewichtsteile Benzildimethylketal, als thermischer Inhibitor
0,2 Gewichtsteile des Kaliumsalzes des N-Nitrosocyclohexyl
hydroxylamins sowie als Farbstoff 0,01 Gewichsteile Neozapon
Schwarz zugegeben und bei einer Temperatur von 60°C gerührt, bis
eine homogene Lösung entstanden ist. Diese Lösung wird auf eine
Konzentration von 45% Feststoffanteil eingestellt und anschlie
ßend auf einen Folienträger in der Art und Weise vergossen, daß
sich nach dem Trocknen eine 600 µm dicke lichtempfindliche Schicht
ergibt. Dieses Material wird auf eine beschichtete PET-Folie
kaschiert und die so erhaltene Schicht mit einer Gesamtdicke von
1050 µm für drei Stunden bei 60°C in einem Trockenschrank getrock
net. Anschließend wird die lichtempfindliche Schicht 20 min mit
UV-Licht bestrahlt und somit vernetzt. Das vernetzte Material
wird schließlich unter den genannten Bedingungen mit einem CO2-La
ser graviert.
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Material schmilzt während des Gravurvorgangs, geschmolzenes, kraterförmig aufgeworfenes Material bleibt zurück, unbrauchbares Druckergebnis
Ergebnis: s. Tabelle 1
Bewertung: Material schmilzt während des Gravurvorgangs, geschmolzenes, kraterförmig aufgeworfenes Material bleibt zurück, unbrauchbares Druckergebnis
Material, hergestellt aus 27 Gewichtsteilen eines teilverseiften,
nachträglich polymeranalog funktionalisierten Poly(vinylacetats)
(beispielsweise beschrieben in EP-A 0079514, EP-A 0224164, oder
EP-A 0059988) und 35 Gewichtsteile eines Copolymeren aus Vinyl
alkohol und Ethylenglykol (beispielsweise beschrieben in
DE 28 46 647 A1), die in einem Gemisch aus Wassern-Propanol
(70/30 Gewichtsteile) bei einer Temperatur von 85°C gelöst und
gerührt werden, bis eine homogene Lösung entstanden ist.
Anschließend werden als ethylenisch ungesättigte Verbindung
34 Gewichtsteile eines Polyurethanacrylats, als Initiator
3 Gewichtsteile des N-Nitrosocyclohexylhydroxalamins sowie als
Farbstoff 0,005 Gewichtsteile Safranin T (C.I. 50240) zugegeben
und bei einer Temperatur von 85°C gerührt, bis eine homogene
Lösung entstanden ist. Diese Lösung wird mit einem Wassern-Pro
panol-Gemisch (60/40 Gewichtsteile) auf eine Konzentration von
40% Feststoffanteil eingestellt und anschließend auf einen
Folienträger in der Art und Weise vergossen, daß sich nach dem
Trocknen eine 600 µm dicke lichtempfindliche Schicht ergibt.
Dieses Material wird auf eine beschichtete PET-Folie kaschiert
und die so erhaltene Schicht mit einer Gesamtdicke von 1050 µm für
drei Stunden bei 60 W in einem Trockenschrank getrocknet. Die
lichtempfindliche Schicht wird durch ein Testnegativ in einem UV-
Vakuumbelichter (Nyloprint Belichter 80 × 107) belichtet und mit
Wasser ausgewaschen (Nyloprint Auswaschsystem DW 85).
Ergebnis: s. Tabelle 1 und REM-Aufnahme, Abb. 3
Bewertung: gutes Druckergebnis
Ergebnis: s. Tabelle 1 und REM-Aufnahme, Abb. 3
Bewertung: gutes Druckergebnis
Abb. 4 zeigt im Vergleich zu einer konventionell, nach denn
Nylopring®-Verfahren, hergestellten Druckplatte in Abb. 3 eine
lasergravierte Druckplatte gemäß der Erfindung mit denselben
Kennwerten 48 L/cm Rasterweite und Tonwerten von 20%.
NYLOPRINT® ist ein eingetragenes Warenzeichen der BASF Druck
systeme GmbH, Stuttgart.
- a) Ausgangsmaterial ist eine photopolymere Hochdruckplatte z. B.
Nyloprint-Platte mit folgendem Aufbau:
Trägermaterial: Stahl- oder Aluminiumblech oder -folie, z. B. Polyester, die mittels Haftschicht mit der Nyloprint-Polymer schicht verbunden ist. Die Kunststoffschicht ist vollständig vernetzt. - b) Erzeugung des Druckreliefs mittels eines CO2-Lasers mit einer Leistung (bis zu 130 W). die Steuerung der Halbtongravur erfolgt über spezielle Datenprogramme in der Lasereinheit. Die Steuerung des Tonwertumfangs und der Punktstruktur der Nyloprint-Platten zwecks Erzielung einer optimalen Tonwert übertragung im Hochdruck und Trockenoffset erfolgt durch Abweichung der DTP-Dateien.
- c) Vorteile der Lasergravur gegenüber konventioneller Nyloprint-
Klischeeherstellung: Die negativen Linien und Punkte bei den
hohen Tonwerten sind offen und die Zwischentiefen des Reliefs
sind tiefer im Vergleich zur Datenübertragung per Film. Damit
wird das Zugehen von Rasterzwischentiefen und feinen
negativen Strichelementen im Druck wesentlich verringert,
besonders im Trockenoffset (Letterset): Fehlstellen im
Klischee wie Staubeinschlüsse und Vakuumfehler bei
konventioneller Technik werden vermieden.
Ein Druckvergleichs-Diagramm ist in Abb. 5 und Raster-Elek tronen-Mikroskop Reliefaufnahmen (REM) von konventionell her gestellten und lasergravierten Druckreliefs sind in den Abb. 3 und 4 enthalten. Sie zeigen im einzelnen:
Abb. 3 zeigt stark vergrößert die Reliefoberfläche einer druckfertigen Nyloprintplatte, die durch eine Filmvorlage belichtet wurde. Abb. 4 zeigt zum Vergleich die druckfertige Reliefoberfläche einer nach derselben Filmvorlage lasergra vierten Hochdruckplatte. Beim Vergleich ist festzustellen, daß die Einzelerhebungen der Lasergravurplatte kleinere, später druckende Stirnflächen haben, als die Einzelerhebungen der Nyloprintplatte. Außerdem sind die Flanken der Erhebung bei der Lasergravurplatte steiler und die Zwischentiefen auch erheblich tiefer, als bei der Nyloprintplatte. Im Druckver gleichs-Diagramm (Druckkennlinien) der Abb. 5 sind auf einer und derselben Druckmaschine die prozentualen Flächendec kungswerte und -kennlinien- FLDF der Filmvorlage und FLDD des Druckergebnisses - für die Nyloprintplatte (Abb. 3) und die Lasergravurplatte (Abb, 4) ermittelt worden. Es zeigt sich, daß bei Lasergravurplatte z. B. für einen FLDF des Films von 30% ein FLDD des Drucks von 20% erzielt wird, während bei der Nyloprintplatte für denselben FLDF des Films von 30% ein FLDD des Drucks von 40% erhalten wird. Die Druckkennlinie für die Lasergravurplatte der Abb. 4 ist also erheblich günstiger als diejenige für die Nyloprintplatte, so daß auch ein hoher Kontrastgewinn erzielt wird bei Darstellungsmög lichkeit feinerer Konturen und Helligkeit- und Farbabstufun gen. Damit ergeben sich für den lasergravierten Hochdruck erhebliche Verbesserungen der Druckqualität bei geringerem Aufwand.
Damit werden auch bei indirekten Druckverfahren (Trockenoff set) wie Tuben, Becher- und Dosendruck verbesserte Tonwert übertragungslinien im mehrfarbigen Rasterdruck erhalten.
Helle Rasterpartien können mit geringerer Klischeedicke gelasert werden, so daß der spezifische Druck gegenüber Vollflächen verringert wird. Die Druckentlastung im hellen Rastertonbereich führt zu erhöhten Druckkontrast und damit zu verbesserter Tonwertwiedergabe.
Die Druckrelief-Herstellung mittels Lasers erfordert nur eine einmalige Einstellung der Druckrelief-Kenndaten an der Lasereinheit. Das Gravieren zum Relief erfordert keine Tätigkeit einer Arbeitskraft. Im Gegensatz zur konven tionellen Reliefherstellung ist bei jedem Prozeßschritt (Belichten, Waschen, Trocknen, Nachbelichten) eine Arbeits kraft erforderlich. Lediglich das Trocknen und Nachbelichten kann durch entsprechende Gerätetechnik automatisiert werden.
Die Erfindung betrifft zusammengefaßt ein Material für die Gravur-Aufzeichnung mittels kohärenter elektromagnetischer Strahlung für den Hochdruck, bestehend aus Träger, vernetz barer schicht, gegebenenfalls mit Deckschicht und/oder Deck folie, wobei die Schicht mindestens eine ethylenisch ungesättigte Verbindung und einen Polymerisations-Initiator sowie wenigstens ein polymeres Bindemittel enthält, das aus Polyvinylalkohol und/oder wenigstens einem Copolymeren mit einem wesentlichen Anteil der Struktureinheit
besteht, enthält einen Füllstoff mit einer Ceiling-Temperatur kleiner als 800 K, insbesondere kleiner als 600 K, z. B. Poly styrol, Polymethylmethacrylat, Poly(ethylen)keton, Polyoxy methylen oder Poly(α-methylstyrol), insbesondere mit Kugel- oder Etwa-Kugelform mit einer größten Abmessung von ca. 5-10 µm. Das Material ist für lasergravierbare Hochdruckplat ten sehr geeignet.
Claims (14)
1. Material für die Gravur-Aufzeichnung mittels konärenter elek
tromagnetischer Strahlung, bestehend aus
- A) einem Träger
- B) einer vernetzbaren Schicht
- C) optional einer Deckschicht
- D) optional einer Deckfolie,
- 1. mindestens eine ethylenisch ungesättigte Verbindung und
- 2. einen Polymerisations-Initiator enthält, sowie
- 3. wenigstens ein polymeres Bindemittel enthält das aus
einem Polyvinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von
50-99% und/oder einem oder mehreren Copolymeren
besteht, die in einem spezifischen Anteil die
Struktureinheit
aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß - 4. außerdem ein polymerer Füllstoff vorgesehen ist, der eine Ceiling-Temperatur kleiner als 800 K, insbesondere kleiner als 600 K aufweist.
2. Material nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
polymere Füllstoff vernetzt oder unvernetzt ist.
3. Material nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
der polymere Füllstoff aus einem oder mehreren der folgenden
Polymeren besteht: Polystyrol, Polymethylmethacrylat,
Poly(ethylen)keton, Polyoxymethylen und Poly(α-methylstyrol).
4. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet
durch einen Füllstoff in Partikelform, insbesondere in Kugel
form oder Etwa-Kugelform, wobei die größte Abmessung ca. 5-10
µm beträgt.
5. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Füllstoff mit einem
Gewichtsprozentanteil von 1 bis 49, 9%, insbesondere von 2
bis 25%, vorzugsweise von 5-15%, bezogen auf den Feststoff
anteil der vernetzbaren Schicht B) verwendet wird.
6. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der polymere Füllstoff eine
Ceiling-Temperatur von kleiner 500 K aufweist und
insbesondere aus Polymethylmethacrylat oder aus Polyoxy
methylen besteht.
7. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vernetzbare Schicht (B) vor der Gravur-Auf
zeichnung photochemisch, thermisch oder mittels Elektronen
strahls vernetzt worden ist.
8. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die vernetzbare Schicht (B) mehrschichtig aus
gebildet ist und mindestens eine gravierbare Material-Schicht
vorgesehen ist, die, außer dem wenigstens einen polymeren
Bindemittel B3), polymerer Füllstoff mit einer Ceiling-
Tempetatur von kleiner als 800 K, insbesondere kleiner als
600 K enthält.
9. Material nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprü
che 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere
Zusatzstoffe, wie z. B. Farbstoffe, Stabilisatoren oder Weich
macher eingearbeitet sind.
10. Material nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprü
che 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die kohärente
elektromagnetische Strahlung Laserstrahlung, insbesondere die
Strahlung eines CO2-Lasers ist.
11. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch vorvernetzte Polymerkügelchen aus PMMA
als Füllstoff mit einem mittleren Durchmesser von ca. 5 µm.
12. Material nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
gekennzeichnet durch unvernetzte Polymer-Partikel aus POM als
Füllstoff, mit einer mittleren größten Abmessung von ca.
5 µm.
13. Druckplatte mit einem Material gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 11, und einer Lasergravur, hergestellt
mittels eines CO2-Lasers der Wellenlänge 10 640 nm und einer
Leistung von über 100 W bei einem Fokus-Durchmesser von ca.
15 µm, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Halbton-Gravur
der Druckplatte die Zwischentiefen zwischen ca. 15 und ca.
50 µm, insbesondere im Bereich von etwa 24 bis ca. 45 µm
liegen.
14. Druckplatte mit einem Material gemäß einem oder mehreren der
Ansprüche 1-3 und 5 bis 10 und 12 sowie gemäß Anspruch 4 oder
11 oder 12, gekennzeichnet durch einen Füllstoff, der als
Partikel und/oder Kügelchen in der vernetzten Schicht B)
enthalten ist.
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