DE2831577C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Trockenumdruckmaterials.
Trockenumdruckmaterialien bestehen aus einem Trägerblatt
auf das eines oder mehrere Muster insbesondere durch Auf
drucken aufgebracht werden und beim Umdrucken von dem
Trägerblatt auf eine andere Unterlage aufgebracht und mit
dieser mit einem Klebstoff verbunden werden.
Zwei Typen derartiger Trockenumdruckmaterialien mit verschie
denen Übertragungsmechanismen werden in den GB-PS 9 59 670
und 14 91 678 beschrieben. In beiden Fällen wird ein wenig
klebriger druckempfindlicher Klebstoff verwendet, wobei der
Klebstoff das Muster überlappen kann, damit die Schwierigkeit
vermieden wird, eine Klebstoffschicht in genauer Übereinstim
mung mit dem Muster umzudrucken. Dieser Klebstoff besitzt
eine höhere Haftung an dem Trägerblatt als an der aufnehmen
den Unterlage, so daß dann, wenn das Trägerblatt abgezogen
wird, der Klebstoff außerhalb der Musterfläche an dem Träger
blatt zurückbleibt und der Klebstoff entlang der Ränder des
Musters abreißt, so daß eine physikalische Übertragung des Mu
sters möglich ist.
Starke Kräfte werden auf die Musterschicht während der Über
tragung ausgeübt. Diese Kräfte werden gesteigert, wenn ein
überlappender Klebstoff verwendet wird. Diese Kräfte haben
häufig ein Brechen des Musters zur Folge, so daß nur ein
Teil übertragen wird. Ferner ist es möglich, daß sich das
Muster in einer verformten Form überträgt, wobei oft Risse
sichtbar sind.
Die GB-PS 14 91 678 beschreibt ein Verfahren zur Herabsetzung
der Randhaftung des Musters und zum Schwächen der Festigkeit
der Klebstoffschicht an den Musterrändern. Dabei wird in einem
gewissen Ausmaße die Gefahr eines Bruchs des Musters während
der Übertragung vermindert.
Die Musterschichten dieser bekannten Umdruckmaterialien werden
alle durch Siebdrucken einer Siebdruckfarbe auf Lösungs
mittelbasis auf der Grundlage von Cellulosenitrat als film
bildenden Polymeren hergestellt, wobei die Konzentration des
Polymeren in den Ansätzen sehr niedrig ist (22 bis 27 Gew.-%).
Da dieses Polymere die einzige filmbildende Komponente der
Farben ist, bedeutet dies, daß ein Trockenfarbenfilm nach
der Verdampfung der Lösungsmittel erhalten wird, der extrem
dünn ist und im allgemeinen 5 Mikrometer beträgt, wobei nur
ungefähr 60% davon aus dem Polymeren bestehen. Diese Poly
merdicke ist völlig unzureichend für eine Übertragung, bei
deren Ausführung unter normalen Übertragungsbedingungen
keine Brüche entstehen. Auch geschickt durchgeführte Hand
übertragungen haben häufig ein Brechen während der Übertra
gung zur Folge.
Die aufgebrachten Umdruckmaterialien besitzen eine sehr
schlechte Kratz- oder Abriebfestigkeit, so daß ihr Anwendungs
gebiet sehr eingeschränkt ist. Beispielsweise sind sie unge
eignet zum Markieren oder Dekorieren von bestimmten Elementen,
für Verpackungszwecke sowie für zahlreiche Verwendungszwecke
im Freien.
Darüber hinaus ist Cellulosenitrat ein extrem entflammbares
Polymeres, so daß die Umdrucke gefährlich sind, wenn sie
auf Kinderspielzeuge und -spiele oder Heimdekorationsmaterialien
aufgebracht werden.
Wird ein grobes Maschensieb mit weniger als 90 Maschen/cm
und einem höheren Prozentsatz der offenen Flächen zur Erhöhung
der Farbendicke verwendet, dann wird die Umdruckqualität
schlechter, während die Farbtrocknungszeit ansteigt. Dies
bedingt eine Erhöhung der Trocknungsanlage, die kostspielig
ist und bereits ungefähr 75% der Fläche der Umdruckanlage
einnimmt.
Diese Trockenumdruckmaterialien sind insofern mit einem weiteren
Problem behaftet, als die Umdruckqualität und die geo
metrische Genauigkeit bereits aufgrund von unvollständigen
Druckrändern und Linienbreitenvariationen unzureichend sind,
die teilweise durch das normale Drucksieb mit 90 Maschen/cm
verursacht werden, wobei dieses Problem ferner auf die Ver
dampfung des Farblösungsmittels während des Druckens zurück
geht, die ein teilweises Verstopfen der Öffnungen der Sieb
machen zur Folge hat.
Wird ein feineres Maschensieb zur Verbesserung der Druckqua
lität verwendet, dann fällt die Trockenfilmdicke unterhalb
5 Mikrometer, was eine vollständig unzureichende Filmfestig
keit bedingt und die Probleme der Maschenverstopfung erhöht.
Die Druckqualität läßt sich numerisch durch die maximale
Anzahl von Linien pro mm zum Ausdruck bringen, die bei einem
Drucken von Linien und Abständen gleicher Breite aufge
löst werden. Im allgemeinen besitzen Trockenumdruckmaterialien
eine Auflösung von nur bis zu 5 Linien pro mm.
Zusätzlich ermöglichen alle bisher bekannten Umdruckmechanismen
keine ausreichende Steuerung der Umdruckeigenschaften und
bedingen häufig ein Versagen oder unerwünschte Umdruckerschei
nungen.
Die US-PS 39 87 225 beschreibt ein Trockenumdruckmaterial,
bei welchem die Muster entweder durch Aufdrucken oder
photographisch erzeugt werden. Diese US-PS unterscheidet
deutlich zwischen einer Erzeugung der Muster durch Drucken
und durch Photographie und ein Hinweis auf die Verwendung
von lichtempfindlichen Polymeren zur Erzeugung findet sich
nur im Zusammenhang mit der photographischen Erzeugung der
Muster. Ein Hinweis auf die Verwendung von lichtempfindlichen
Polymeren aus Druckfarbe ist dieser Literaturstelle
nicht zu entnehmen.
Die GB-PS 14 41 982 beschreibt ein Material mit photo
graphisch erzeugten Schablonenbildern und einer Schicht
zwischen der lichtempfindlichen Schicht und dem Träger
bogen, wobei kein getrennter Klebstoff vorhanden ist, um
das Bild an dem Kopierbogen beim Umdrucken festzuhalten.
Demgemäß ist ein hoher Druck für den Umdruck erforderlich,
wobei ferner eine Weiterbehandlung notwendig ist, um die
Klebrigkeit des Umdruckmaterials zu erhöhen.
Die US-PS 40 22 926 beschreibt ein Verfahren zur Her
stellung von Etiketten, bei dessen Durchführung ein Leim
auf einen Trägerbogen aufgebracht wird, die Etikettengrund
schicht auf dem Leim aufgeschichtet wird und Zeichen auf die
Grundschicht aufgedruckt werden. Jede Komponente kann mit
Strahlung gehärtet werden, wobei sich jedoch kein Hinweis
auf den Einsatz einer photopolymerisierbaren Masse findet,
die direkt auf den Trägerbogen unter Bildung eines Um
druckmaterials aufgebracht werden kann.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, unter Be
seitigung der vorstehend geschilderten Nachteile des
Standes der Technik ein Verfahren zur Herstellung eines
Trockenumdruckmaterials unter Einsatz einer photopoly
merisierbaren Masse, insbesondere Druckfarbe, zu schaffen,
die lösbar mit einem Trägerbogen verbunden wird und sich
leicht von dem Trägerbogen ablösen läßt.
Diese Aufgabe wird durch das Verfahren des Patentanspruchs 1
gelöst.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, daß durch Ver
wendung eines photopolymerisierbaren Materials zur Erzeugung
der Muster, die aus einem Monomeren oder Vorpolymeren mit
seiten- oder endständigen Acryloyl- oder Methacryloyl
gruppen besteht, bei der Photopolymerisation eine Schrumpfung
infolge einer Vernetzung der Monomeren oder Vorpolymeren
erfolgt, wodurch sich das Material leicht von dem Träger
bogen ablösen und auf eine zu bedruckende Unterlage auf
bringen läßt.
Erfindungsgemäß kann die Ablösung der Musterschicht durch
Einwirkung einer äußeren Kraft auf das Trägerblatt oder
auf die Musterschicht abgelöst werden, ohne daß dabei die
Musterschicht bricht oder ähnliche mechanische Beschädi
gungen erfährt.
Als Musterschichten kommen erfindungsgemäß alle diejenigen
Schichten in Frage, die physikalisch von dem Trägerblatt durch
Einwirkenlassen einer äußeren Kraft auf das Trägerblatt frei
gesetzt werden können. Erwähnt seien einfach gefärbte Muster
schichten, vielfach gefärbte Musterschichten, klare Schichten
mit Klebstoffschicht, wobei alle diese Schichten als einzige
Verbundschicht freigesetzt werden. Beispiele für eine einfache
Farbmusterschicht plus Klebeschicht sind Umdruckblätter,
wie sie für kleine Muster verwendet werden, beispielsweise
Buchstaben oder Zahlen. Ist das Farbmuster groß oder komplex
oder wird ein Vielfarbeneffekt durch Halbtondrucken erzeugt,
dann wird eine klare oder gefärbte Gesamtschicht gedruckt,
die sich über alle Farbmusterkomponenten erstreckt, so daß
diese physikalisch gemeinsam zusammen freigesetzt werden und
auf ein Stück in ihrer gedruckten räumlichen Beziehung über
tragen werden können.
Als Muster kommen alle Arten von Bildern, Dekorationen und
Schriftzeichen in Frage.
Erfindungsgemäß erfolgt die Photopolymerisation durch
aktinische Strahlung oder durch Elektronenstrahlung, wobei
ein Beispiel für aktinische Strahlung beispielsweise UV-
Strahlung sowie sichtbare Strahlung ist. Bei einer
Härtung durch UV-Strahlung ist das Vorliegen von Photoinitia
toren in der photopolymerisierbaren Masse zweckmäßig.
Wie bereits erwähnt, läßt sich im Falle der erfindungsge
mäß hergestellten Trockenumdruckmaterialien die Muster
schicht leicht durch Einwirken einer äußeren Kraft ablösen,
beispielsweise durch eine Reihe von Stößen mit einem stark
lokalisierten Druck auf das Trägerblatt mittels eines Kugel
schreibers, eines Bleistifts oder eines anderen Schreibgeräts
sowie durch Biegen des Trägerblatts um einen kleinen Radius.
Eine direkte Zugkraft, Schälkraft, Scherkraft oder Drehkraft,
die auf das Trägerblatt ausgeübt wird, hat eine physikalische
Freisetzung der Musterschicht zur Folge.
Alle Druckverfahren können verwendet werden, um die Muster
schicht aufzubringen, beispielsweise ein Gravierungsverfahren,
Flexoverfahren, Lithoverfahren sowie Druckerpressenverfahren.
Man kann mehrere Aufdrucke durchführen und zwischen
durch eine fotopolymerisierende Strahlung einwirken lassen,
um eine gewünschte Schichtdicke zu erzielen. In ähnlicher
Weise können die erfindungsgemäßen fotopolymerisierbaren
Materialien zum Zeichnen und Anstreichen verwendet werden.
Die fotopolymerisierte Schicht sollte nicht brüchig sein.
Die minimale Dehnung beim Bruchpunkt sollte 0,5% betragen
und vorzugsweise zwischen 2 und 15% liegen, und zwar in
Abhängigkeit von der Mustergröße und -form sowie der Flach
heit der aufnehmenden Unterlage.
Es wurde gefunden, daß eine Verminderung der Klebstoffbindung
zwischen dem Trägerblatt und der fotopolymerisierten Schicht
oder ein physikalisches Brechen dieser Bindung von den che
mischen Eigenschaften des Trägerblattes und der Musterschicht,
den spannungsübertragenden Eigenschaften des Trägerblattes
sowie den spannungsbeständigen Eigenschaften der Musterschicht
sowie von einem gewissen Vorspannen der Musterschicht abhängen.
Alle diese Eigenschaften lassen sich leicht erfindungsgemäß
steuern, so daß die physikalische Freisetzung oder Übertra
gung des Musters genau und zuverlässig durch Auswahl eines
Trägerblattes und eines Musterschichtmaterials vorherbestimmt
werden kann.
Das Trägerblatt sowie die Musterschichtmaterialien werden in der
Weise ausgewählt, daß keine chemische Reaktion zwischen diesen
Komponenten unter Bildung starker und irreversibler
Bindungen erfolgt. Beispielsweise sollte keine starke Lösungs
mittelwirkung der Musterschichtmaterialien auf das Trägerblatt
erfolgen. Ferner sollte keine kovalente Bildung zwischen dem
Trägerblatt und der Musterschicht auftreten, die durch Copoly
merisation während der Fotopolymerisation der flüssigen Farben
erzeugt wird. Nur schwache physikalisch-chemische Bindungen
sollten zwischen dem Trägerblatt und der Musterschicht,
die mit dem Blatt in Kontakt steht, existieren.
Es wurde gefunden, daß zum Aufbrechen dieser physikalisch-
chemischen Bindungen während der Übertragung die fotopoly
merisierte Musterschicht spannungsbeständige Eigenschaften
aufweist, so daß dann, wenn eine äußere Kraft auf das Träger
blatt ausgeübt wird, die Musterschicht dieser widersteht,
während die Haftungsbindung beansprucht wird, was ein Versagen
und eine physikalische Freisetzung der Musterschicht
zur Folge hat. Zwei Eigenschaften bestimmen die spannungs
beständigen Eigenschaften der Musterschicht, und zwar ihre
Dicke und ihre Steifigkeit, wobei die letztere in zweckmäßiger
Weise mittels des Young'schen Moduls zum Ausruck gebracht
wird. Spannungsbeständige Eigenschaften sind ungefähr propor
tional dem Kubus der Schichtdicke und direkt proportional
dem Young'schen Modul.
Die spannungsübertragenden Eigenschaften des Trägerblattes
sollten derartig sein, daß die Trägerblattdicke und der Young'sche
Modul nicht zu hoch sind, da sonst das Material so steif
ist, daß eine äußere Kraft nicht auf die Klebstoffbindungen
zwischen dem Muster und dem Trägerblatt übertragen werden,
wobei diese Eigenschaften auch nicht zu gering sein sollten,
so daß keine Spannung auf die Klebebindung ausgeübt wird.
Im allgemeinen besitzen Kunstoffilme sowie Bögen auf Cellu
losebasis sowie Kombinationen davon mit einer Dicke von 20
bis 150 µm die erforderlichen mechanischen Eigenschaften,
wenn sie mit einer geeigneten spannungsbeständigen foto
polymerisierbaren Schicht verwendet werden. Eine geeignete
Kombination kann durch ein einfaches Experiment ermittelt
werden, wobei die äußere Kraft ausgeübt und die physikalische
Freisetzung oder die Übertragung ermittelt werden.
Die Erfindung ermöglicht die Auswahl einer fotopolymerisierten
Schicht, welche die korrekte Freisetzung und Übertragung
gestattet. Die zwei Grundparameter sind die Schichtdicke und
der Young'sche Modul. Die Schichtdicke läßt sich leicht durch
das Druckverfahren steuern. Die Anzahl der Farbschichten,
die aufgebracht werden, sowie der Young'sche Modul lassen
sich durch die Vernetzungsdichte der fotopolymerisierten
Schicht steuern.
Die den Molekülen, welche die fotopolymerisierte Schicht bilden,
innenwohnende Flexibilität beeinflußt ebenfalls die
spannungsbeständigen Eigenschaften der Schicht und die Deh
nungseigenschaften, im Falle eines gegebenen Materials mit
ausreichender Dehnung bestimmt die Vernetzungsdichte sehr
genau die spannungsbeständigen Eigenschaften.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt die physi
kalische Freisetzung der Musterschicht in einem solchen Aus
maße, daß sie deutlich als Hellerwerden der Farbe des Musters
erkennbar ist infolge eines Luftfilms, der zwischen die über
tragungsfähige Schicht und das Trägerblatt eintritt. Dies
ist eine wichtige Hilfe, um eine zuverlässige Übertragung
durchzuführen, was gewährleistet, daß die Freisetzung voll
ständig ist und das Muster keine Brüche aufweist. Eine derartige
sichtbare Freisetzung wird nachfolgend als "Vorfrei
setzung" bezeichnet, da sie ohne Hilfe eines Klebstoffs
durchgeführt werden kann, beispielsweise ohne eine Klebstoff
schicht, falls eine derartige in dem Gefüge vorliegt, das
sich in Kontakt mit einer ausnehmenden Unterlage befindet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die
Abgabe der Musterschicht während der Übertragung dadurch ge
fördert, daß die Klebebindungen zwischen der Musterschicht
und dem Trägerblatt unter eine Vorspannung gebracht werden.
Eine derartige Vorspannung kann chemischer oder physikalischer
Natur sein. Eine physikalische Vorspannung wird bei
spielsweise durch Schrumpfen der Musterschicht während der
Fotopolymerisation durchgeführt. Eine geeignete Schrumpfung
kann zwischen 0,5 und 12% schwanken und hängt teilweise von
der Vernetzungsdichte ab. Je höher die Vernetzung ist, desto
höher ist die Schrumpfung. Das Trägerblatt setzt der Schrumpfung
einen Widerstand entgegen, so daß die Nettowirkung darin
besteht, die Klebebindungen in einen Spannungszustand zu ver
setzen, so daß die Einwirkung einer nur kleinen äußeren Kraft
erforderlich ist, um physikalisch die Musterschicht freizu
setzen. Eine physikalische Vorspannung kann in einem solchen
Ausmaße erfolgen, daß eine spontane Freisetzung bei der Foto
polymerisation erfolgt. Daher wird die Zusammensetzung der
fotopolymerisierbaren Farbe derart ausgewählt, daß ein Vor
spannungsgrad erzeugt wird, der unterhalb der genannten Grenze
liegt.
Die chemische Vorspannung wird durch Einwirken einer Klebe
mittelschicht auf eine fotopolymerisierte Musterschicht aus
geübt, wobei ein Lösungsmittel oder eine andere Flüssigkeit
in der Klebeschicht ein Anquellen der Musterschicht zur Folge
hat. Da das Trägerblatt einem seitlichen Quellen einen Wi
derstand entgegensetzt, werden dadurch wiederum die Klebstoff
bindungen in einen Spannungszustand versetzt, wobei die Bin
defestigkeit gewöhnlich permanent herabgesetzt wird, so daß
sogar nach der Verdampfung von flüchtiger Flüssigkeit die Mu
sterschicht gegenüber dem Trägerblatt eine verminderte Haftung
aufweist.
Durch Steuerung der Vorspannung sowie der Spannung ent
gegenwirkenden Eigenschaften der Musterschicht können Um
druckblätter mit genau vorherbestimmten Freisetzungseigen
schaften hergestellt werden, wobei die Freisetzung durch
eine kleine äußere Kraft erfolgt, was im Hinblick auf die
Einfachheit und eine schnelle Übertragung wünschenswert ist.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen fotopolymerisier
ten Musterschichten besteht darin, daß die fotopolymerisierbaren
Materialien frei von flüchtigen Materialien sind oder nur
eine kleine Menge an derartigen Materialien enthalten, so
daß ein Verstopfen der Siebmaschen bei einem Verdampfen auf
dem Drucksieb nicht auftreten kann und eine sehr hohe und
reproduzierbare Druckqualität erzielt wird. Diese Eigenschaften
werden durch Temperaturvariationen in der Druckumgebung
nicht beeinflußt.
Ultrafeine Siebdruckmaschen können ohne Verstopfen der Ma
schen verwendet werden. Man kann Maschensiebe mit bis zu
220 Maschen pro cm bei Verwendung von Monofilamentpolyamid
und 180 Maschen pro cm unter Einsatz von Monofilamentpoly
ester verwenden und eine Druckauflösung von 12 Linien pro
mm erzielen.
Wesentlich höhere Werte der Trockenfarbenschichtdicke lassen
sich daher ohne weiteres erzielen, daß keine flüchtigen Ma
terialien oder nur eine geringe Menge derselben verloren
geht, wenn die flüssige Farbe fotopolymerisiert wird. Man er
zielt einen Schichtdickenbereich von 8 bis 50 µm
durch Auswahl der entsprechenden Siebmaschen. Für Einzel
schichtmuster, wie Buchstaben, sowie Symbolblätter für grafische
Künstler und Designer wird eine Schichtdicke von 10
bis 12 µm bevorzugt.
Um die Designschicht mit der aufnehmenden Unterlage zu ver
binden, kann man beliebige Methoden anwenden, beispielsweise
eine mechanische Fixierung, eine elektrostatische Fixierung,
eine magnetische Fixierung, eine Luftdruckfixierung, eine
Saugfixierung sowie die Verwendung von Klebstoffen. Von Kleb
stoffen seien folgende erwähnt: nichtklebrige, wenig klebrige
sowie starkklebrige druckempfindliche Klebstoffe, wärme
fixierende Klebstoffe, lösungsmittelfixierende und wasser
fixierende Klebstoffe, flüssige polymerisierende Klebstoffe,
selbstsiegelnde Klebstoffe, fotopolymerisierende druckempfindliche
Klebstoffe, den Klebstoff aufnehmende Substrate, wärme
fixierende Klebstoffe mit verzögerter Wirkung, eingekapselte
Klebstoffe etc. Diese können im Register mit der Musterschicht
gedruckt werden oder die Musterschicht überlappen und während
der Übertragung nach bekannten Mechanismen abscheren. Man kann
Klebstoffe verwenden, wie sie in der GB-PS 14 91 678 beschrieben
werden.
Infolge der verbesserten Freigabeeigenschaften von fotopoly
merisierbaren Materialien im Vergleich zu bekannten Übertragungsfarben
kann man eine größere Vielzahl von Trägerblättern erfin
dungsgemäß verwenden. Beispielsweise kommen Kunststoffilme
sowie Celluloseblätter sowie Kombinationen davon in Frage.
Kunstoffilme bestehen beispielsweise aus Polyäthylen, Poly
propylen, Polystyrol, Polystyrol/Butadien, Polyvinylchlorid,
Copolymeren aus Vinylchlorid und Vinylacetat, Polyestern oder
Celluloseacetat. Derartige Kunstoffe können mit einer
Schicht überzogen sein, welche bessere Freigabeeigenschaften
bedingt. Cellulosehaltige Materialien sind beispielsweise
Pergaminpapier, fettfeste und pflanzliche Pergamentpapiere,
in denen die Porosität des cellulosehaltigen Materials herab
gesetzt oder beseitigt worden ist.
Die Anwendung der Erfindung auf die Herstellung von Trocken
umdruckmaterialien mit speziellen Freigabeschichten zur
weiteren Steuerung der Freigabe der Musterschicht wird in der
GB-PS 16 03 972 beschrieben.
Cellulosehaltige Blätter können mit einem Kunstoffilm oder
einem Polymeren beschichtet, laminiert oder imprägniert werden.
So kann man beispielsweise ein durch Polyäthylenextrusion
überzogenes Papier, ein mit Polypropylen laminiertes
Papier oder ein mit Aminoformaldehydpolymerem imprägniertes
Papier herstellen. Freigabeüberzüge können auch auf die Trä
gerblattoberfläche aufgebracht werden, beispielsweise Sili
kone sowie Werner-Chromkomplexe.
Lichtdurchlässige Trägerblätter werden im allgemeinen bevor
zugt, da sie die Positionierung bei der Übertragung auf das
aufnehmende Substrat erleichtern.
Fotopolymerisierbare Musterschichten werden nach allen Druck-,
Anstrich- und Beschichtungsverfahren aufgebracht, die sich
flüssiger Farben bedienen, wobei man beispielsweise auf einen
Siebdruck, Lithodruck, Buchstabendruck, Gravierungsdruck,
Flexodruck, auf ein Aufpinseln, Aufsprühen und Aufwalzen
zurückgreifen kann. Wird durch die Aufbringungsmethode
eine Schicht aufgebracht, die zur Erzielung von spannungsbe
ständigen Eigenschaften zu dünn ist, dann werden viele Schich
ten aufgebracht, um die genaue Schichtdicke zu erzielen, wobei
zwischendrin eine fotopolymerisierende Strahlung einwirken
gelassen wird.
Wie bereits erwähnt, kann die äußere Kraft, welche die
Musterschicht freisetzt,
auf irgendeine mechanische Weise erzeugt werden. Beispiels
weise seien die Kräfte erwähnt, die mittels eines Kugelschreibers,
eines Bleistifts oder eines anderen Bleigeräts in einer
Kraft von beispielsweise 50 bis 500 g ausgeübt werden. Ferner
seien Biege-, Verdreh- oder Streckkräfte, die auf das Träger
blatt einwirken, erwähnt. Wahlweise kann die Musterschicht
durch eine direkte Zug- oder Abschälkraft übertragen werden,
wie sie beispielsweise ausgeübt wird, daß die Musterschicht
mit einem aufnehmenden Substrat verbunden wird, worauf das
Trägerblatt abgeschält wird.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann die Musterschicht aus mehreren Schichten erzeugt
werden, wobei wenigstens eine Schicht durch Photopoly
merisation gebildet wird. Andere Schichten können mit
entweder photopolymerisierbaren Druckfarben oder her
kömmlichen Druckfarben, die nach einer geeigneten
Methode getrocknet werden, hergestellt werden. Die nicht
photopolymerisierbaren Schichten werden nach der photo
polymerisierbaren Schicht aufgebracht. Bei
spielsweise kann eine klare photopolymerisierbare
Schicht auf das Trägerblatt durch Siebdruck aufge
bracht werden, wobei nach Photopolymerisation eine
gefärbte Musterschicht aufgedruckt wird, wobei in
herkömmlicher Weise die Druckfarben auf Lösungsmittel
basis getrocknet werden. Man kann auch eine Oxidation
von trocknenden Druckfarben durchführen, die auf die
klare Schicht durch Siebdruck oder Lithographie aufge
druckt werden.
Die Photopolymerisation erfolgt durch kurze Bestrahlung
mit entweder aktinischer Strahlung, wie UV-Strahlung
oder einer Mischung aus UV-Strahlung und sichtbarer
Strahlung, oder durch Elektronenstrahlung. Eine
UV-Strahlung mit hoher Intensität wird
in zweckmäßiger Weise durch Mitteldruckquecksilberdampfent
ladungslampen erzeugt, die mit 80 Watt/cm oder darüber in
geschmolzenen Siliciumdioxid- oder Quarzrohren betrieben
werden. Andere geeignete Quellen für intensives UV sind
Xenonentladungslampen sowie Xenonblitzlampen oder Plasma
strahlungslampen mit Drallfluß.
Die Vernetzungsdichte richtet sich hauptsächlich nach der An
zahl der fotopolymerisierbaren äthylenisch ungesättigten Gruppen
pro Molekül der in der flüssigen Farbe eingesetzten Mate
rialien, die man auch als Funktionalität bezeichnet. Eine äthy
lenische Gruppe pro Molekül kann nicht vernetzen und ergibt
eine weiche und sehr ausdehnbare Schicht mit einem unzureichenden
Young'schen Modul. Zwei äthylenische Gruppen pro Mole
kül ergeben im allgemeinen einen geeigneten Wert, während drei
äthylenische Grupppen einen hohen Wert bedingen, der zu einer
spontanen Freisetzung führen kann. Eine Mischung aus Materialien
mit einer, zwei oder drei äthylenischen Gruppen ist ein
geeignetes Material zur Erzielung einer Vernetzungsdichte,
die dann einen durchschnittlichen Wert aufweist. Das mono
äthylenische Material kann mit einem Weichmacher in herkömm
lichen Farben verglichen werden. Das diäthylenische Material
stellt die Hauptkomponente dar, während das triäthylenische
Material zur Erhöhung der spannungsbeständigmachenden Eigen
schaften auf genau den gewünschten Wert zugegeben wird.
Die Dehnungseigenschaften werden durch Verwendung von flexiblen
chemischen Gruppen in den fotopolymerisierbaren Materialien
erzielt, beispielsweise durch Verwendung von Polyalkyl-, Poly
äther- oder Polyestergruppen, wobei diese Eigenschaften
in Kombination mit der Steuerung der Vernetzungsdichte er
zielt werden.
Erfindungsgemäß ist eine schnelle Photopolymerisation
deshalb möglich, weil die eingesetzten photopolymeri
sierbaren Materialien aus einem Monomeren oder Vorpolymeren
mit seiten- oder endständigen Acryloyl- oder Methacryloyl
gruppen bestehen, die zu einer schnellen Photopolymerisation
befähigt sind. Dabei polymerisiert die Acryloylgruppe
schneller als die Methacryloylgruppe, wobei nachfolgend
dann, wenn von Acryloylgruppen gesprochen wird, darunter
auch Methacryloylgruppen zu verstehen sind.
Um eine gute Druckbarkeit zu besitzen, muß das eingesetzte
flüssige photopolymerisierbare Material bestimmte Viskosi
täten- und Klebewerte besitzen.
Diese lassen sich leicht zusammen mit allen anderen vorstehend
beschriebenen Erfordernissen durch Steuerung des Mole
kulargewichts und der Zusammensetzung der fotopolymerisier
baren Materialien erzielen. In herkömmlicher Weise wird ein
Material mit hoher Viskosität in Mischung mit einer Flüssig
keit mit niederer Viskosität verwendet.
Materialien mit niederer Viskosität sowie flüssige fotopoly
merisierbare Materialien sind Monomere, d. h. Materialien,
die keine polymeren Gruppen in dem Molekül enthalten. Geeignete
Materialien sind Acrylatester von einwertigen, zweiwertigen,
dreiwertigen und vierwertigen Alkoholen. Es werden
Monomere bevorzugt, die nur eine sehr geringe Flüchtigkeit
besitzen und nur in geringem Ausmaße die Haut und die Augen
reizen. Diese Eigenschaften werden im allgemeinen mit Mono
meren mit höherem Molekulargewicht erzielt. Acrylatester
der folgenden Alkohole sind geeignet und seien beispielsweise
erwähnt: einwertige Alkohole, und zwar 2-Phenoxyäthanol,
2-Phenoxyäthoxyäthanol sowie hydrierte Derivate, zweiwertige
Alkohole, wie Tripropylenglykol, Bisphenol-A, hydriertes
Bisphenol-A sowie Hydroxyäthyläther und Hydroxypolyäthoxy
äther von Bisphenol-A und hydriertem Bisphenol-A, dreiwertige
Alkohole, wie Trimethylolpropan, vierwertige Alkohole,
wie Pentaerythrit, mehrwertige Alkohole, wie Dipentaerythrit.
Alle Hydroxylgruppen können verestert sein, es können auch
eine oder mehrere Gruppen in nichtverestertem Zustande zurück
bleiben, wobei Materialien mit einem gesteuerten Ausgleich
zwischen hydrophilen und lyophilen Eigenschaften für Offset
lithofarben erhalten werden. Freie Hydroxylgruppen können
ferner mit Isocyanaten umgesetzt oder teilweise zur Reaktion
gebracht werden, um Urethane zu erzeugen.
Eine hohe Viskosität läßt sich leicht durch fotopolymerisier
bare Vorpolymere erzeugen, in denen eine polymere Komponente
im Molekül vorliegt. Diese Materialien schwanken von stark
viskosen Flüssigkeiten bis zu Feststoffen und besitzen Mole
kulargewichte zwischen 250 und 5000. Die endständigen
oder seitenständigen Acryloylgruppen können in polymere Komponenten
eingebaut werden, wie Polyurethane, Polyepoxide, Polyäther,
Polyester sowie Polyaminoformaldehydpolymere.
Vorzugsweise werden 2 bis 6 Acryloylgruppen in das Polymer
molekül eingebaut. Dies kann beispielsweise durch Umsetzung
von Acrylsäure oder Acryloylchlorid mit einem Polymeren oder
einem polymerisierbaren Material, das freie Hydroxylgruppen
enthält, erfolgen. Wahlweise können derartige Gruppen durch
Umsetzung eines Hydroxyalkylacrylats mit einem Polymeren oder
polymerisierbaren Material, das Isocyanat-, Epoxid-, Carbon
säure-, Anhydrid- oder Aminoformaldehydgruppen enthält, ein
gebaut werden.
Beispielsweise wird ein acryliertes Epoxyvorpolymeres in der
Weise hergestellt, daß Bisphenol-A-polyglycidyläther mit
endständigen Epoxidgruppen mit Acrylsäure umgesetzt wird,
wodurch der Oxiranring geöffnet wird. Die auf diese Weise
erzeugten Hydroxylgruppen können weiter mit Acryloylchlorid
zur Einführung von weiteren Acryloylgruppen umgesetzt werden.
Acrylierte Urethanvorpolymere werden beispielsweise durch
Umsetzung von Hydroxypropylacrylat mit Hexamethylendiiso
cyanat oder Polyisocyanaten hergestellt. Wahlweise werden
Acryloylpolyätherurethane sowie Acryloylpolyesterurethane
durch Umsetzung eines Überschusses eines Di- oder Polyiso
cyanats mit einem Polyäther oder Polyester mit freien Hydroxyl
gruppen und anschließende Umsetzung dieses Polymeren mit
einem Hydroxyalkylacrylat hergestellt.
Zur Erzielung des genauen Ausgleichs der Eigenschaften kann
man mehr als ein Monomeres und mehr als ein Vorpolymeres in
den Materialien einsetzen. Ein oder mehrere Fotoinitiatoren
werden in den ungesättigten Materialien in einer Konzentration
von 0,01 bis 30% und insbesondere 1 bis 10%, bezogen
auf das Gewicht des ungesättigten Materials, aufgelöst oder
dispergiert, um die Polymerisation zu fotoinitiieren, wenn
eine UV-Strahlung oder UV-Strahlung plus sichtbarer Strah
lung verwendet wird. Fotoinitiatoren sind nicht erforderlich,
wenn eine hochenergetische beschleunigte Elektronenstrahlung
verwendet wird. Nachfolgend werden Beispiele für Fotoinitiatoren
angegeben:
Ketone und Derivate, wie Benzophenon, 4,4′-Dimethylamino
benzophenon, Acetophenon, 2,2-Diäthoxyacetophenon, halogeniertes
Benzophenon, Benzil sowie Benzildimethylacetal.
Acryloine und Derivate, wie Benzoin, Benzildimethylacetat
oder Benzoinisopropyläther, Thioverbindungen, wie Thioxan
thon, 2-Chlorthioxanthon, Benzoyldiphenylsulfid, mehrkernige
Chinone sowie Derivate, wie Benzochinon oder Chloranthra
chinon. Chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie Hexachloräthan,
sowie Diazoverbindungen, wie Fluoroboratsalz von Diazonium
verbindungen.
Die Wirkung von Fotoinitiatoren kann durch ein tertiäres
Amin, wie Äthyldimethylaminobenzoat oder ein Aminoacrylat
polymeres, beschleunigt werden.
Andere Typen ungesättigter Monomerer und Polymerer können
den vorstehend angegebenen fotopolymerisierbaren Hauptmate
rialien zugesetzt werden, um an der Fotopolymerisation teil
zunehmen, wie N-Vinylpyrrolidon, Vinylacetat, Allyl- und
Cinnamylester, Acrylamidderivate, wie (N-Isobutoxymethyl)-
acrylamid oder Triallylcyanurat. Ungesättigte Polyester
sind beispielsweise die Maleat-, Fumarat-, Itaconat- und
Citraconatester von Glykolen.
Nichtreaktive Polymere können ferner in den fotopolymerisierten
Hauptmaterialien aufgelöst oder dispergiert werden, bei
spielsweise Polyester mit hoher Säurezahl, um eine Alkalilös
lichkeit der fotopolymerisierten übertragbaren Schicht zu er
zielen, ferner kann man dispergiertes feinpulverisiertes Poly
vinylchlorid oder Vinylchlorid/Acetat-Copolymeres einsetzen,
das sich während der Fotopolymerisation zur Erhöhung der Film
festigkeit und -flexibilität solvatisiert.
Schließlich kann man verschiedene andere Additive den Materialien
zusetzen, wie Pigmente, Füllstoffe, Fließmittel oder Wachse,
wobei diese Materialien bekannt sind.
Die Fotopolymerisation kann durch atmosphärischen Sauerstoff
initiiert werden, der hauptsächlich die äußere Oberfläche
der Musterschicht beeinflußt. Dies kann zu einer Herabsetzung
der Filmfestigkeit im Falle von dünnen Musterschichten führen.
Eine Sauerstoffinhibierung wird erfindungsgemäß durch
eine sehr hochintensive fokussierte Strahlung unter Einsatz
eines elliptischen Reflektors sowie durch Verwendung von
Polyacryloyl-ungesättigten Materialien plus den wirksamsten
Fotoinitiatoren und Beschleunigern verhindert. Erforderlichen
falls kann die Fotopolymerisation auch in einer Stickstoff
atmosphäre durchgeführt werden oder in der Weise ausgeführt
werden, daß ein transparenter Kunstoffilm über die flüssige
Farbe während der Bestrahlung gelegt wird, wobei diese
beiden Maßnahmen den Zutritt von atmosphärischem Sauerstoff
vermindern.
Trägerbögen lassen leicht langwellige ultraviolette Strahlung
wie beispielsweise 365 nm durch. Polyäthylenträgerbögen lassen
auch leicht die kürzesten Wellenlängen von 254 und 310 nm
durch. Folglich kann die Fotopolymerisation durch umgekehrte
Bestrahlung durchgeführt werden, d. h. durch Durchschicken
der Strahlung durch den Trägerbogen. Dies hat den Vorteil,
daß die am höchsten polymerisierte Schicht dann an die Frei
gabeschicht angrenzt, wo die Wirkung eines hohen Young'schen
Moduls am ausgeprägtesten ist. Werden Farben mit einer hohen
optischen Dichte verwendet, beispielsweise eine schwarze Far
be mit einer Dichte von 2,0 oder darüber, dann ist es zweck
mäßig, sowohl die umgekehrte als auch die direkte Bestrahlung
gleichzeitig oder aufeinanderfolgend durchzuführen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Sauer
stoffinitiierung der übertragbaren Schicht bewußt in der
Weise durchgeführt, daß geeignete Acryloyl-ungesättigte Ma
terialien und Fotoinitiatoren verwendet werden und die Strah
lungsintensität zur Herabsetzung der Fotoinitiierungsrate
gesteuert wird, um ein Klebevermögen und eine Klebrigkeit
in der äußeren Oberfläche der fotopolymerisierten übertrag
baren Schicht durch Bildung von weichen oder klebrigen Poly
meren mit niederem Molekulargewicht zu erzeugen. Auf diese
Weise wird eine Extraklebeschicht vermieden, wobei natürlich
diese "Selbstklebeoberfläche" absolut mit der übertragbaren
Schicht übereinstimmt.
Eine derartige Oberflächenklebrigkeit läßt sich leicht durch
umgekehrte Bestrahlung erzielen, durch Durchschicken der
Strahlung durch den Trägerbogen anstelle der normalen direkten
Bestrahlung. Die Klebefähigkeit einer Selbstklebstoff
schicht wird erhöht, wenn die äußere Oberfläche mit einem
hohen Glanz erzeugt wird, da dadurch die Kontaktfläche zu
den aufnehmenden Unterlagen erhöht wird.
Derartige selbstklebende Umdruckmaterialien sind besonders
geeignet, wenn eine leichtentfernbare Klebebindung erforderlich
ist, beispielsweise beim Umdrucken von Buchstaben
sowie bei einer Verwendung von Symbolblättern für grafische
Künstler sowie für die Heimdekoration von Wänden und Möbeln.
Fotopolymerisierte Farbschichten können bei einer zuvor
erfolgenden Freigabe von dem Trägerblatt eine solche Stei
figkeit besitzen, daß sie wie ein Stück Kunststoffilm oder
wie eine Kunststoffplatte gehandhabt werden können. Dieses
Material läßt sich auf eine Unterlage aufbringen und auf deren
Oberfläche in die genaue Position bringen und später er
forderlichenfalls mit der Unterlage verbinden oder von dieser
entfernen, wobei eine erneute Verwendung möglich ist.
Die Steuerung der Viskosität sowie der Klebrigkeit der flüssigen
fotopolymerisierbaren Materialien kann auch in der Weise
durchgeführt werden, daß die Farben bei erhöhter Temperatur
aufgebracht werden oder eine kleinere Menge, beispielsweise
weniger als 20%, eines flüchtigen organischen Lösungs
mittels zugesetzt wird. Wird ein derartiges Lösungsmittel
verwendet, dann sollte es eine niedrige Verdampfungsgeschwin
digkeit von weniger als 5 und vorzugsweise weniger als 1 be
sitzen, wobei als Standard n-Butylacetat mit einem Wert von
100, bestimmt in einem Shell-Thin-Film-Evaporometer bei einem
Verdampfungspunkt von 90%, verwendet wird. Dabei wird ein
Verstopfen von Sieben beim Siebdrucken unter Einsatz sehr
feiner Siebmaschen verhindert.
Buchstabenumdruckmaterialien sowie Symbolumdruckmaterialien,
wie sie von grafischen Künstlern und Designern verwendet werden,
erfordern eine schwarze fotopolymerisierbare Farbe mit
einer hohen optischen Dichte von beispielsweise 2,0 oder
darüber. Derartige schwarze Farben zeigen gewöhnlich eine
langsame Fotopolymerisation. Man wendet gleichzeitig oder
aufeinanderfolgend eine umgekehrte und direkte Strahlung
an, um eine ausreichende Fotopolymerisation des Farbfilms,
insbesondere an der Trägerbogengrenzfläche, zu erzielen.
Die wirksamsten Fotoinitiatoren und Beschleuniger sind er
forderlich, beispielsweise von Benzildimethylketal, ferner eine
innige Mischung von Benzophenon und 4,4′-Dimethylamino
benzophenon, hergestellt durch Verschmelzen der Bestand
teile, Abkühlen und Vermahlen, und Thioxanthonderivaten,
wie Methyl- oder Chlorthioxanthon. Ein tertiäres Amin wird
zugemengt, beispielsweise 4-N-Dimethylaminoäthylbenzoat,
wobei alle diese Fotoinitiatoren in Mischung eingesetzt werden
können.
Rußpigmente verursachen eine besonders langsame Fotopolymeri
sationsgeschwindigkeit. Dieser Nachteil kann dadurch überwun
den werden, daß der ganze Ruß oder ein Teil desselben durch
ein schwarzes Metalloxid, wie Eisenoxid, sehr feinverteilte
Metallpulver, wie Aluminiumpulver, oder eine Mischung aus
gefärbten Pigmenten, die nicht wesentlich die Polymerisations
geschwindigkeit herabsetzen, wie Ultramarinblaupigment sowie
gelbe und purpurne Pigmente, die eine gute Durchlässigkeit
für die fotopolymerisierende Strahlung besitzen, ersetzt wird.
Erfindungsgemäß hergestellte Trockenumdruckmaterialien
können für Dekorationszwecke sowie zum Markieren
von Keramikgegenständen, glasartigen Emails, Glas sowie
ähnlichen Unterlagen unter Einmengung von Fritten, pulverisierten
Glasuren und anorganischen Pigmenten in das fotopoly
merisierbare Farbmedium verwendet werden. Nach dem Drucken,
der Fotopolymerisation und der Anwendung eines druckempfindlichen
Klebstoffs oder eines anderen Klebstoffs wird die Mu
sterschicht auf die Unterlage überführt, die gebrannt wird,
um die organischen Bestandteile wegzubrennen und die Fritten,
Glasuren und Pigmente auf das Substrat aufzuschmelzen.
Anatas- und Rutiltitandioxidpigmente setzen ebenfalls die
Polymerisationsgeschwindigkeit herab, wenn sie in hohen
Konzentrationen eingesetzt werden. Alle diese Pigmente oder
ein Teil derselben können durch Zinksulfid, Bariumsulfat,
Lithopone oder Antimonoxid als Pigmente ersetzt werden.
Fotoinitiatoren, die in weißen Farben wirksam sind, sind
beispielsweise Benzildimethylketal sowie Homologe, Benzoyl
derivate von Diphenylsulfid, Dimethylanthrachinon, chlorierte
Ketone sowie Thioxanthonderivate in geringen Konzentrationen,
um ein Vergilben zu vermeiden.
Die Wirkung von Pigmenten auf die Polymerisationsgeschwin
digkeit ist dann am stärksten ausgeprägt, wenn diese die
aktinische Strahlung, wie eine UV-Strahlung, absorbieren.
Wird eine Strahlung aus beschleunigten Elektronen verwendet,
dann ist die Wirkung der Pigmente minimal.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung sowie die
Art, in welcher sie durchgeführt werden kann.
Die folgende schwarze fotopolymerisierbare Siebdruckfarbe
wird durch ein glattes Monofilamentpolyamidmaschensieb mit
180 Maschen/cm und einem Filamentdurchmesser von 30 µm
unter Verwendung einer indirekten Fotoschablone auf
gedruckt:
1. Urethanacrylatvorpolymeres | |
36 | |
2. 2-Phenoxyäthylacrylat | 9 |
3. Tripropylenglykoldiacrylat | 15 |
4. Trimethylolpropantriacrylat | 8 |
5. Benzophenon | 4 |
6. 4,4′-Dimethylaminobenzophenon | 5 |
7. Benzildimethylketal | 3,85 |
8. Schwarzes Eisenoxid | 10 |
9. Ultramarinblau | 14 |
100 |
Die Komponente 1 ist ein stark viskoses Vorpolymeres mit
durchschnittlich drei Acryloylgruppen pro Molekül und wird
aus Hexamethylendiisocyanat sowie einem linearen aliphatischen
Polyester mit feinen Hydroxylgruppen und Hydroxypropyl
acrylat in der beschriebenen Weise hergestellt. Das Vorpoly
mere wird in den Monomeren 2 und 3 aufgelöst. Das Monomere
4 wird aufeinanderfolgend der fertigen Farbe zugesetzt, bis
der gewünschte Freigabegrad erreicht worden ist. Die Kompo
nenten 5, 6 und 7 sind Fotoinitiatoren und die Komponenten
8 und 9 liefern eine blaugetönte schwarze Farbe.
Es wird ein Muster aus Buchstaben und Linien gedruckt. Das
Drucken erfolgt auf einen durch Verblasen hergestellten Po
lyäthylenfilm mit hoher Dichte, der durchscheinend ist und
eine halbglänzende Oberfläche besitzt und eine Dicke von
100 Mikrometer aufweist. Die Fotopolymerisation wird in
der Weise durchgeführt, daß eine Bestrahlung mit zwei rohr
förmigen Mitteldruckquecksilberdampflampen mit 80 Watt/cm,
die in elliptischen polierten Aluminiumreflektoren unterge
bracht sind, durchgeführt wird. Die bedruckten Blätter werden
durch die fokussierte Strahlung mit 30 m/min geführt.
Es wird eine ausgezeichnete Druckqualität mit einem Auflö
sungsvermögen von 10 Linienpaaren/mm erzielt. Die Muster
schicht wird physikalisch durch Stöße mit einem Kugelschreiber
oder einem ähnlichen Schreibgerät mit einer Kraft von
100 g freigesetzt, wie sich durch ein Hellerwerden der Farbe
zu erkennen gibt. Die Musterschicht besitzt eine Dicke von
12 µm, eine Dehnung beim Bruch von 4 bis 5% und
eine gute optische Dichte.
Eine schwarze fotopolymerisierbare Farbe mit folgender Zusam
mensetzung wird durch Dispergieren des folgenden Ansatzes
in einer Dreiwalzenmühle hergestellt:
1. Urethanacrylatvorpolymeres | |
40 | |
2. Diacrylatester von Dihydroxyäthyläther von Bisphenol-A | 36 |
3. Monoacrylatester von Monohydroxyäthyläther von Bisphenol-A | 8 |
4. Ruß | 3,8 |
5. Benzildimethylketal | 4 |
6. Benzophenon | 5,7 |
7. Methylthioxanthon | 0,5 |
6. 4-Dimethylaminoäthylbenzoat | 2 |
100 |
Dieser Ansatz wird durch ein Sieb mit 41 Maschen/cm aus einem
Filamentpolyester auf einen extrudierten Film aus Poly
styrol/Butadien mit einer Dicke von 120 µm sieb
gedruckt, wobei wie in Beispiel 1 fotopolymerisiert wird.
Dabei wird ein schwarzer Aufdruck mit einer hohen optischen
Dichte mit einer Dicke von 16 µm erhalten, der phy
sikalisch durch die leichte Einwirkung eines Stiftes freige
setzt wird. Die flüssige Farbe basiert auf den Monomeren 2
und 3 mit einem hohen Molekulargewicht und einer extrem ge
ringen Flüchtigkeit, wobei diese Monomeren nur gering die
Haut reizen und im wesentlichen nicht toxisch sind.
Eine weiße fotopolymerisierbare Siebdruckfarbe mit folgender
Zusammensetzung wird durch Dispergieren der folgenden Bestand
teile in einer Dreiwalzenmühle hergestellt:
Urethanacrylatvorpolymeres | |
35 | |
2-Phenoxyäthylacrylat | 9 |
Tripropylenglykoldiacrylat | 16 |
Benzophenon | 4 |
Benzildimethylketal | 4 |
Anatas-titandioxid | 15 |
Lithopone | 17 |
100 |
Dieser Ansatz wird wie in Beispiel 2 aufgedruckt und gemäß
Beispiel 1 fotopolymerisiert, wobei eine Musterschicht er
halten wird, die sich leicht physikalisch durch eine schwache
Einwirkung mit einem Stift freisetzt.
Der folgende druckempfindliche Klebstoff mit geringer Klebrigkeit
wird unter Verwendung eines Siebes mit 120 Maschen pro cm
auf beliebige der fotopolymerisierten Farben gemäß der Bei
spiele 1 bis 3 in der Weise aufgedruckt, daß er die Farben
auf dem benachbarten Trägerbogen überlappt:
Polyvinylisobutyläther | |
10 | |
Polyvinyläthyläther mit hohem Molekulargewicht | 3 |
Polyvinyloctadecyläther | 2 |
Aerogel-Siliciumdioxid, 10 bis 12 µm | 5 |
Äthylenglykolmonoisopropyläther | 10 |
aliphatisches Kohlenwasserstofflösungsmittel | 70 |
100 |
Nach einem Trocknen während einer Zeitspanne von 25 Sekunden
auf einem Trocknungsförderband, wobei Luftstrahlen auf den
Bogen mit einer Temperatur von 60°C auftreffen, werden die
trockenen Bögen mit silikonüberzogenen Trennpapierzwischen
schichten aufeinandergestapelt.
Das Farbdesign läßt sich leicht auf verschiedene Aufnahme
oberflächen, wie Papier, Kunstoff, Glas und Metall in
der Weise überführen, daß die Klebstoffoberfläche des Mu
sters in Kontakt mit der aufnehmenden Oberfläche gebracht
wird und mit einem Schreibstift Stöße auf den Trägerbogen
oberhalb des Musters ausgeübt werden.
Die Freisetzung des Musters ist deutlich durch ein Hellwerden
der Farbe erkennbar. Der Trägerbogen kann dann abgeschält
werden, wobei das Muster auf dem Aufnahmesubstrat zurück
bleibt und an diesem anhaftet. Der überlappte Teil des Kleb
stoffs bleibt auf dem Trägerbogen durch ein Abscheren des
Klebstoffs rund um die Musterränder zurück.
Der Trägerbogen von Beispiel 2 mit einer halbmatten extrudierten
Oberfläche wird mit 4000 Bögen pro Stunde unter Ver
wendung einer Vierfarben-Offsetlithopresse unter Einsatz der
nachfolgend beschriebenen fotopolymerisierbaren Farben be
druckt. Die Farben werden bei dem Ausstoß aus der Presse
durch Bestrahlen mit einer UV-Strahlung aus zwei Mittel
druckquecksilberdampflampen fotopolymerisiert:
Gelb | |
Colour Index Pigment Yellow 13 | 15 |
acryliertes Epoxyvorpolymeres | 20 |
Pentaerythrittriacrylatphenylcarbamat | 60 |
Benzildimethylacetal | 3,5 |
2,2-Diäthoxyacetophenon | 1,5 |
100 |
Das gelbe Pigment wird in der Mischung aus dem äthylenisch
ungesättigten Material in einer Dreiwalzenmühle dispergiert.
Die Fotoinitiatoren werden als Dispersion in dem Rest des
Materials in abgedunkeltem Licht zugesetzt.
Purpurfarben
Dieser Ansatz wird in ähnlicher Weise hergestellt, wobei das gelbe Pigment durch 18 Teile des Colour Index Pigment Red 57 ersetzt wird.
Dieser Ansatz wird in ähnlicher Weise hergestellt, wobei das gelbe Pigment durch 18 Teile des Colour Index Pigment Red 57 ersetzt wird.
Cyan
Dieser Ansatz wird mit 16 Teilen Colour Index Pigment Blue 15 hergestellt.
Dieser Ansatz wird mit 16 Teilen Colour Index Pigment Blue 15 hergestellt.
Schwarz
Dieser Ansatz wird mit 18 Teilen Ruß und 1 Teil Colour Index Pigment Blue 15 hergestellt.
Dieser Ansatz wird mit 18 Teilen Ruß und 1 Teil Colour Index Pigment Blue 15 hergestellt.
Die Druckfarben werden in der vorstehenden Reihenfolge aufge
druckt und durch Zugabe einer kleinen Menge an Trimethylol
propantriacrylat bezüglich ihres Klebegrades graduiert und
wie in Beispiel 1 fotopolymerisiert.
Die Farbmuster werden durch Siebdrucken unter Verwendung
eines Siebes mit 77 Maschen pro cm mit der nachfolgend
angegebenen klaren fotopolymerisierbaren Druckfarbe in der
Weise überdruckt, daß die ganze Farbbedruckung überlappt
wird. Diese Farbe wird in der Weise gehärtet, daß sie nach
30 m/min mit einer UV-Strahlung aus zwei rohrförmigen Mit
teldruckquecksilberdampflampen bestrahlt wird, die bei 80
Watt/cm betrieben werden. Dabei wird eine vernetzte Schicht
mit einem hohem Young'schen Modul und einer Dicke von 25 µm
erzielt:
Acryliertes Urethanvorpolymeres | |
52 | |
2-Phenoxyäthylacrylat | 26 |
Tripropylenglykoldiacrylat | 15 |
Benzophenon | 4 |
Benzildimethylacetal | 3 |
100 |
Die Monomeren mit niederem Molekulargewicht können durch die
Monomeren mit hohem Molekulargewicht gemäß Beispiel 2 er
setzt werden.
Eine Einwirkung mit einem Schreibstift hat eine physikalische
Freisetzung der klaren fotopolymerisierten Schicht zur Folge,
die das ganze lithogedruckte Farbmuster mit sich trägt.
Verschiedene Klebstoffe werden auf die klare fotopolymerisierte
Schicht aufgedruckt, wobei ein stark klebriger druck
empfindlicher Klebstoff auf der Basis eines Crepekautschuk,
der mit einem Harzestergum klebrig gemacht worden ist, ein
spiritusfixierbarer Klebstoff auf der Basis eines ölmodifi
zierten Polyamidharzes und ein wärmefixierbarer Klebstoff
auf der Basis von Polyvinylacetat verwendet werden.
Die Umdruckmaterialien gemäß Beispiel 5 mit einem fotopoly
merisierten Vierfarbenhalbtonlithodruck und einer fotopoly
merisierten klaren insgesamt durch Siebdrucken aufgedruckten
Schicht, jedoch ohne Klebstoff, werden mit der weißen foto
polymerisierbaren Druckfarbe gemäß Beispiel 3 überdruckt,
die so aufgedruckt wird, daß sie die klare Schicht jeweils
um 1 mm unterscheidet, worauf gemäß Beispiel 1 fotopoly
merisert wird.
Der folgende fotopolymerisierbare druckempfindliche Kleb
stoff wird überdruckt, wobei der gleiche Stift verwendet wird,
wie er für die klare Schicht eingesetzt worden ist. Die Foto
polymerisation erfolgt wie in Beispiel 1.
Acryliertes Urethanvorpolymeres | |
33 | |
Mellithsäureanhydrid/Diäthylenglykol-Polyester | 23 |
2-Phenoxyäthylacrylat | 16 |
Tripropylenglykoldiacrylat | 19 |
Benzophenon | 4 |
Benzildimethylketal | 4 |
100 |
Der Mellithsäureanhydrid/Diäthylenglykol-Polyester ist ein
fester gesättigter Polyester mit einer hohen Säurezahl, der
in den flüssigen Monomeren aufgelöst wird, wobei wenig
2-Butoxyäthanollösungsmittel zur Einstellung der Viskosität
zugesetzt wird. Der Klebstoff fotopolymerisiert zu einer
Schicht mit einer druckempfindlichen Klebstoffoberfläche.
Eine leichte Einwirkung mit einem Stift hat eine gleichzeitige
Übertragung der ganzen Schichten zur Folge. Das Farbmuster
besitzt einen guten Farbkontrast, und zwar auch auf
dunklen aufnehmenden Oberflächen.
Die fotopolymerisierbaren Lithodruckfarben gemäß Beispiel 5
können durch die folgenden herkömmlichen Lithodruckfarben
ersetzt werden, die durch Oxidation trocknen. Nachdem diese
Farben ausreichend getrocknet worden sind, wird die fotopo
lymerisierbare klare Siebdruckfarbe gemäß Beispiel 5 über
druckt und wie in Beispiel 5 fotopolymerisiert.
Gelb | ||
Colour Index Pigment Yellow 13 | 14 | |
Langölleinsamenalkyd | 35 | |
Phenol-modifiziertes Holzölalkyd | 35 | |
Destillat, Kp. 225 bis 266°C | 13,5 | |
12%iges Cobaltoctoat (Trocknungsmittel) | 1 | |
10%iges Mangansiccatol (Trocknungsmittel) | 1 | |
Methyläthylketoxim (Antioxidationsmittel) | 0,5| | 100,0 |
Das gelbe Pigment wird in dem Langölleinsamenalkyd in einer
hydraulischen Dreiwalzenmühle bis zu einem Wert von 6 auf
einer Hegmann-Skala dispergiert. Die Farbe wird schließlich
mit 15 bis 20% Destillat zur Einstellung einer Farb
viskosität von 15 Poise verdünnt.
Purpurfarben
Dieser Ansatz wird in ähnlicher Weise hergestellt, wobei das gelbe Pigment durch 18 Teile Colour Index Pigment Red 57 ersetzt wird.
Dieser Ansatz wird in ähnlicher Weise hergestellt, wobei das gelbe Pigment durch 18 Teile Colour Index Pigment Red 57 ersetzt wird.
Cyan
Dieser Ansatz wird mit 16 Teilen Colour Index Pigment Blue 15 hergestellt.
Dieser Ansatz wird mit 16 Teilen Colour Index Pigment Blue 15 hergestellt.
Schwarz
18 Teile Ruß, getönt mit 1 Teil Colour Index Pigment Blue 15, werden verwendet.
18 Teile Ruß, getönt mit 1 Teil Colour Index Pigment Blue 15, werden verwendet.
Die Verwendung der erfindungsgemäßen Umdruckmaterialien werden
durch die Zeichnungen näher erläutert. Es
zeigen
Fig. 1 einen vergrößerten Schnitt durch eine Ausführungsform
eines Umdruckbogens;
Fig. 2 einen ähnlichen Schnitt durch eine zweite Ausführungform
eines Umdruckbogens;
Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht einer dritten Ausfüh
rungsform, welche die Freisetzung des Musters bei der
Ausübung eines Druckes mittels eines Schreibstiftes
auf den Trägerbogen wiedergibt;
Fig. 4 eine vergrößerte Ansicht der Ausführungsformen von
Fig. 1, wobei die Wirkung gezeigt wird, die auftritt,
wenn der Trägerbogen um einen Stab mit einem kleinen
Durchmesser gezogen wird.
Wie aus Fig. 1 ersichtlicht ist, ist ein Trägerbogen 1 mit
einer Vielzahl von Mustern 2 bedruckt, wobei jedoch nur 1 Muster
gezeigt ist. Da die Musterschicht zuvor unter Spannung
gesetzt worden ist (durch Schrumpfung währen der Fotopoly
merisation der fotopolymerisierten Farben und/oder durch
Schrumpfen während des Trocknens oder des Härtens der nicht
fotopolymerisierten Farbkomponente) ist die Bindung 3 zwischen
dem Trägerbogen 1 und dem Muster 2 bereits geschwächt.
Daher wird die Freigabe der Musterschicht bei der Einwirkung
einer äußeren Kraft erleichtert, daß eine kleinere Reißkraft
notwendig ist als sie sonst zum Brechen der Bindung erforder
lich wäre.
Fig. 2 zeigt ein ähnliches Umdruckmaterial wie in Fig. 1,
wobei der Unterschied darin besteht, daß die Musterschicht
aus einer spannungsbeständigen fotopolymerisierten weißen
Unterlagenschicht 2 besteht, welche den Kontrast der Halb
tonfarbpunkte 4 auf gefärbten Aufnahmesubstraten erhöht.
Die Farbpunkte werden auf den Trägerbogen vor der Schicht 2
aufgebracht.
Fig. 3 zeigt eine Modifizierung des in Fig. 1 gezeigten Um
druckmaterials sowie des Freigabemechanismus. Eine fotopoly
merisierte Farbmusterschicht 2 wird auf einen Trägerbogen
1 aufgedruckt. Der Unterschied zwischen dieser Ausführungs
form und der in Fig. 1 gezeigten besteht darin, daß diese
Ausführungsform eine Klebeschicht 3 vorsieht, welche die
Ränder der Musterschicht 2 überlappt. Eine Freisetzung der
Musterschicht läßt sich durch Einwirkenlassen eines lokalen
Druckes 6 auf die Rückseite des Trägers an der Stelle des
Musters mit einem Stift 7 erzielen. Da die Musterschicht 2
zuvor unter Spannung gesetzt worden ist, ist die Klebebindung
an der Stelle 8 vor der Einwirkung der äußeren Kraft
geschwächt. Die durch den Stiftdruck initiierte Freisetzung
erstreckt sich über eine breitere Fläche als sie dem Durch
messer des Stifts entspricht. Luft ist an der Stelle 9 zwischen
die Musterschicht und den Trägerbogen eingedrungen.
Fig. 4 zeigt die Weise, in der eine Musterschicht der in
Fig. 1 gezeigten Art von einem Trägerbogen freigesetzt werden
kann. Der Trägerbogen 1 wird um einen Stab 7 mit kleinem
Radius geführt. Damit auf diese Weise eine Freisetzung er
zielt werden kann, ist eine Musterschicht mit beträchtlicher
Dicke und einem hohen Young'schen Modul erforderlich, damit
sie der Bindekraft 6 widersteht, die in der Weise ausgeübt
wird, daß der Bogen um den Stab 7 geführt wird.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung eines Trockenumdruckmaterials
durch Aufbringen eines Musters, das photopolymerisierbare
Komponenten enthält, auf einen Trägerbogen und anschließende
Strahlungshärtung, dadurch gekennzeichnet, daß ein
photopolymerisierbares Material aus einem Monomeren oder Vor
polymeren mit seiten- oder endständigen Acryloyl- oder
Methacryloylgruppen direkt auf den Trägerbogen aufge
bracht und durch Bestrahlung mit aktinischer Strahlung
oder mit einer Elektronenstrahlung gehärtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein photopolymerisierbares Material eingesetzt wird, das 20 Gew.-%
oder weniger eines flüchtigen Lösungsmittels enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Vielzahl von photopolymerisierbaren Materialien
auf den Träger unter Bildung eines Vielschichtmusters auf
gedruckt wird, wobei jede Masse wenigstens teilweise
vor der Aufbringung der darauffolgenden Masse gehärtet
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß eine nichtphotopolymerisierbare Druckfarbe auf
das photopolymerisierbare Material aufgebracht wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß während der Photopolymerisation
der Zugang von atmosphärischem Sauerstoff zu dem Material
eingeschränkt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß ein photopolymerisier
bares Material eingesetzt wird, das aus einer Mischung aus einer hochviskosen
Flüssigkeit oder einem festen photopolymerisierbaren
Vorpolymeren, enthaltend seiten- oder endständige
Acryloyl- oder Methacryloylgruppen, und einem niedrig
viskosen flüssigen ethylenisch ungesättigten Monomeren
oder einem Polymeren mit niederem Molekulargewicht
besteht.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
als Vorpolymeres ein acryliertes Urethanvorpolymeres mit
einem Molekulargewicht zwischen 250 und 5000 eingesetzt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch
gekennzeichnet, daß als niedrigviskoses flüssiges Mono
meres oder Polymeres ein Ester der Acryl- oder Meth
acrylsäure oder ein- oder mehrwertiger Alkohol eingesetzt
wird.
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