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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer
lithografischen Druckplatte durch Tintenstrahldruck.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Traditionelle
Drucktechniken sind u. a. Hochdruck, Tiefdruck und Offsetlithografie.
Alle diese Druckverfahren erfordern eine Platte, die in der Regel
zwecks einer effizienten Verwendung auf einen Plattenzylinder einer
Rotationsdruckpresse aufgespannt wird, um die im Bildmuster enthaltene
Druckfarbe weiterzugeben. Bei Hochdruck liegt das Bildmuster in
Form erhabener Bereiche auf der Platte vor, wobei diese Bereiche
die Druckfarbe anziehen und auf das Aufzeichnungsmedium aufdrücken. Tiefdruckzylinder
hingegen enthalten Serien von Vertiefungen, die Druckfarbe anziehen
und auf das Aufzeichnungsmedium abgeben.
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Bei
traditioneller Offsetlithografie liegt das Druckbild als ein Muster
aus farbanziehenden (oleophilen) Bereichen auf einem farbabstoßenden (oleophoben
oder hydrophilen) Hintergrund auf einer Platte vor. Beim Nasssystem
wird die erforderliche Farbabstoßung erhalten, indem beim Druckanlauf
vor der Einfärbung
ein Feuchtwasser angebracht wird. Herkömmliche vorsensibilisierte
lithografische Druckplatten sind mit einer UV-empfindlichen Schicht,
die als chemische Bestandteile ein Fotopolymer oder Diazonium enthält, überzogen.
Die Platten müssen
durch eine das Bild tragende Maske mit Ultraviolettlicht belichtet
werden. Die Maske ist ein grafischer Film, der nach fotografischen
Techniken mit Silberhalogenidchemie, Belichtung mit einer Kamera
oder einem Belichter und Nassentwicklung hergestellt wird. Je nach
verwendetem Plattentyp (negativ- oder positivarbeitend) werden entweder
die Nicht-Bildbereiche oder die Bildbereiche solubilisiert, wobei
auf der Platte eine Differenzierung zwischen oleophilen und hydrophilen
Bereichen hervorgerufen wird. Nachteil dieses traditionellen Verfahrens
ist aber die umständliche
notwendige Herstellung des fotografischen Zwischenfilms durch Nassentwicklung.
Ein weiterer Nachteil ist die Nassentwicklung der Druckplatte selbst.
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Die
revolutionäre
Einführung
des Computers beim grafischen Entwurf für Druckzwecke hat dazu geführt, dass
man sich in intensiver Weise mit der Entwicklung eines praktischen
und kostengünstigen
Computer-to-Plate-Systems, in dem auf den Einsatz eines fotografischen
Zwischenfilms verzichtet werden konnte, zu beschäftigen begann. In den letzten
Jahren sind gewisse dieser auf verschiedenen chemischen Systemen
und Belichtungsmethoden basierenden Systeme vermarktet worden. So
basiert zum Beispiel das SETPRINTTM-Material,
Warenzeichen von Agfa-Gevaert N.V., auf DTR-Silberhalogenidchemie
und besteht aus einem Polyethylenterephthalatschichtträger mit
einer fotografischen Beschichtung, die nach Strahlungsbelichtung und
Entwicklung komplementäre
oleophile und hydrophile Bereiche ergibt. Ein anderes System, das
ebenfalls auf Strahlungsbelichtung basiert, aber einen hydrophilen
Aluminiumschichtträger
hat, ist LITHOSTARTM, Warenzeichen von Agfa-Gevaert
N.V. Ein auf Thermobelichtung mittels hochenergetischer Infrarotlaserbelichtung basierendes
System ist THERMOSTARTM, Warenzeichen von
Agfa-Gevaert N.V.
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Viele
der neuen Computer-to-Plate-Systeme sind platzbedürftig, komplex
und kostspielig. Sie sind zur Verwendung in großen Druckbetrieben ausgelegt,
die diese Systeme nutzen, um die Druckvorstufe ihres Druckprozesses
zu rationalisieren und den schnellen Austausch und Verarbeitung
der von ihren Kunden gelieferten digitalen Information zunutze zu
machen. Es gibt noch immer einen starken Bedarf an einem wirtschaftlichen
und zweckmäßigen Computer-to-Plate-System
für die
viele kleine Druckbetriebe, die mit lithografischen Drucksystemen
arbeiten.
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Es
ist eine Anzahl elektronischer anschlagfreier Drucksysteme zur Verwendung
bei der Herstellung von lithografischen Druckplatten untersucht
worden, die den Bedürfnissen
dieser kleineren Drucker entgegenkommen. Bei diesen anschlagfreien
Drucksystemen hoben sich Laserdrucksysteme heraus, wie zum Beispiel beschrieben
in
US-P 5 304 443 und in den darin angegebenen
Verweisungen. Ein weiteres nichtmechanisches Drucksystem, das hinsichtlich
der wirtschaftlichen und praktischen Computer-to-Plate-Herstellung
für lithografischen
Druck viel Aufmerksamkeit genoss, ist Thermotransferdruck, wie zum
Beispiel beschrieben in
US-P 4 958 564 .
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In
den letzten Jahren haben Tintenstrahldrucker Laserdrucker als populärster Hartkopiedrucker
für Computer
verdrängt.
Als Wettbewerbsvorteile von Tintenstrahldruckern sind die niedrigen
Kosten und die Zuverlässigkeit
zu nennen. Das Tintenstrahldrucksystem ist ein verhältnismäßig schnelles
Bildausgabesystem und hat einen einfachen Aufbau, weil es kein komplexes
optisches System erfordert. Neuerdings sind bestimmte Berichte in
der Literatur erschienen, in denen der Einsatz von Tintenstrahldruckern
zur Herstellung von lithografischen Druckplatten vorgeschlagen wird.
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In
der japanischen Kokai
62-25081 wird eine oleophile
Flüssigkeit
oder eine Flüssigtinte
durch Tintenstrahldruck auf eine hydrophile Aluminiumoberfläche einer
lithografischen Druckplatte gedruckt. Die Tinte enthält Titanat-
oder Silankuppler.
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Ein
Tintenstrahldruckgerät
zur Herstellung von lithografischen Druckplatten ist beschrieben
in
PCT WO 94/11191 . Bei diesem Gerät werden
hydrophobe oder hydrophile Substanzen auf hydrophobe Druckplatten
abgesetzt.
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In
US-P
5 501 150 werden eine Flüssigtinte und hydrophile Medien
enthaltende, zur Herstellung eines Bildes auf der Basis von reduzierbarem
Silber durch Tintenstrahldruck verwendete Materialien zur Herstellung eines
metallischen Silberbildes verwendet, wobei das Silberbild durch
Nassentwicklung genügend
hydrophob gemacht wird und dabei eine lithografische Druckplatte
ergibt.
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Tintenstrahldruck,
bei dem die Tinte eine feste Tinte oder eine Phasenwechseltinte
statt einer Flüssigtinte
ist, ist bekannt aus
US-P 4 833 486 , in der ein
heißes
Wachs auf eine Oberfläche
einer Offsetplatte abgesetzt wird. Nach Abkühlung des Wachses erstarrt
es und wird eine Druckplatte erhalten. Tintenstrahldruck mit Festtinte
beinhaltet schwere Nachteile für
lithografische Druckplatten, d.h. das Wachs- oder Harzbild weist wegen
seiner thermoplastischen, chemischen und Klebeeigenschaften eine
beschränkte
Dauerhaftigkeit auf und die Menge und runde Form des erstarrten
Tintenstrahltropfens auf dem Medium haben nicht die inhärente Bildauflösungseigenschaften,
die Tintenstrahldruck mit Flüssigtinte
eigen sind.
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Aus
dem aktuellen Stand der Technik ist ebenfalls bekannt, durch Tintenstrahldruck
ein lichtundurchlässiges
Bild- oder Maskenmuster auf eine blanke strahlungsempfindliche lithografische
Druckplatte anzubringen, wie zum Beispiel in der japanischen Kokai
63-109
052 . Die blanke Platte wird dann durch das durch Tintenstrahldruck
bebilderte Maskenmuster belichtet und anschließend mittels herkömmlicher
Mittel zu einer lithografischen Druckplatte entwickelt. Bei dieser
Annäherung
werden die Materialien und die Entwicklung von herkömmlichen
lithografischen Druckplatten behalten und verwendet man nur Tintenstrahldruck
als Alternative für die
Fotomaske, durch die die herkömmlichen
Platten belichtet werden. Diese Annäherung macht das Plattenherstellungsverfahren
also komplexer und kostspieliger und ist nicht abhängig vom
Tintenstrahlbild für
das hydrophobe Bild der Platte. In
US-P 5 495 803 wird
eine Festtinte oder Phasenwechseltinte für Tintenstrahldruck zur Bildung
einer Fotomaske für
eine Druckplatte offenbart.
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Ein
weiteres Beispiel für
die Verfahren zur Herstellung von Druckplatten unter Anwendung des
Tintenstrahldrucksystems findet sich in der japanischen Kokai-Veröffentlichung
113456/1981 ,
in der Verfahren zur Herstellung von Druckplatten offenbart werden,
bei denen farbabstoßende
Materialien (z. B. härtbare
Silikone) mittels Tintenstrahldruck auf einer Druckplatte gedruckt
werden. Die nach diesem Verfahren erhaltene Druckplatte ist eine
Tiefdruckplatte, bei der das auf der Oberfläche des Substrats gebildete
farbabstoßende
Material als Nicht-Bildbereich dient. Dadurch wird die Auflösung der
gedruckten Bilder in Schattenbereichen oder umgekehrten Linien nicht
so gut sein. Überdies
erfordert dieses Verfahren eine große Menge Drucktinte und zwar weil
das farbabstoßende
Material auf den ganzen Nicht-Bildbereich, der den Großteil der
Oberfläche
der Druckplatte einnimmt, abgesetzt werden muss, was eine Verzögerung des
Druckvorgangs mit sich bringt.
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In
US-P
5 511 477 wird ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes
Verfahren für
die Herstellung von fotopolymeren Hochdruckplatten offenbart : Erzeugung
eines Positiv- oder Negativbildes auf einem Substrat durch Tintenstrahldruck
mit einer fotopolymeren, gegebenenfalls auf eine Temperatur von
etwa 30° bis
260°C vorwärmten Tintenzusammensetzung
und Ultraviolettbestrahlung des erhaltenen bedruckten Substrats,
um die das Bild erzeugende Tintenzusammensetzung zu härten. Wegen
des manchmal hohen Dampfdrucks und der Toxizität der Drucktinten ist dieses
Verfahren aber zu vermeiden.
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In
US-P
5 312 654 wird ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes
Verfahren zur Herstellung von lithografischen Druckplatten offenbart
: Erzeugung eines Bildes auf einem Substrat mit einer farbabsorbierenden
Schicht und einer zwischen dem Substrat und der farbabsorbierenden
Schicht befindlichen hydrophilierten Schicht durch Tintenstrahldruck
unter Verwendung einer fotopolymerisierbaren Tintenzusammensetzung
und Belichtung des Bildes mit aktivem Licht im Wellenlängenbereich,
für den
die Tintenzusammensetzung empfindlich ist, wobei die Härtung des
Bildes ausgelöst
wird. Die Auflagenfestigkeit der so erhaltenen Druckplatten ist
aber niedrig.
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In
der japanischen Kokai-Veröffentlichung
69244/1992 wird
ein durch die nachstehenden Schritte gekennzeichnetes Verfahren
zur Herstellung von Druckplatten offenbart : Erzeugung eines Druckbildes
auf einem hydrophilierten Aufzeichnungsmaterial durch Tintenstrahldruck
mit einer hydrophoben, strahlungshärtbare Komponenten enthaltenden
Tinte und Belichtung der Gesamtoberfläche mit aktivem Licht. Die
Oberfläche des
für die
lithografische Druckplatte zu benutzenden Substrats wird aber in
der Regel verschiedenen Behandlungen wie mechanischem Körnen, Eloxieren
oder einer hydrophilen Behandlung zum Erhalten einer guten Hydrophilie
und eines guten Wasserrückhaltevermögens unterzogen.
Dies ist die Ursache dafür,
dass sogar der Gebrauch einer Tintenzusammensetzung mit sehr hoher
Oberflächenspannung
zu einem schlechten Bild auf der Oberfläche des Substrats führt und
zwar infolge der Tintenspreitung und sehr niedrigen Auflagenfestigkeit.
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In
EP-A
533 168 wird ein Verfahren offenbart, um die Spreitung
der Tinte zu vermeiden, indem die lithografische Unterlage mit einer
farbabsorbierenden Schicht, die nach dem Tintendruckvorgang entfernt
wird, überzogen
wird. Dieses Verfahren ist aber aus wirtschaftlicher Sicht nicht
interessant und überdies
umständlich.
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In
Research Disclosure 289118, Mai 1988, wird ein Verfahren zur Herstellung
von Druckplatten offenbart, bei dem ein Tintenstrahl angewandt wird,
dessen Tinte ein hydrophober polymerer Latex ist. Diese Druckplatten
weisen aber eine schlechte Farbanziehung und eine niedrige Auflagenfestigkeit
auf.
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Aus
EP-A
003 789 ist ein Verfahren zur Herstellung von Offsetdruckplatten
mittels eines Tintenstrahlverfahrens mit oleophilen Tinten bekannt.
Angaben über
die Herstellung der Tinten gibt es nicht, aus den Beispielen ist
allerdings ersichtlich, dass es sich um künstliche Latices, die schwierig
anzufertigen sind, handelt.
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Aus
EP-A
882 584 ist ein Verfahren zur Herstellung einer lithografischen
Druckplatte bekannt, umfassend den Schritt, in dem durch Tintenstrahldruck
unter Verwendung einer ein Salz einer hydrophoben organischen Säure enthaltenden
Lösung
ein Bild auf einer Oberfläche
eines Druckplattenträgers
gedruckt wird.
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In
JN
57/038142 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte
offenbart, wobei auf einer blanken Druckplatte ein Tintenbild erzeugt
und dieses Bild thermisch fixiert wird, indem man den Toner an diesem Bildbereich
haften lässt.
Die Zusammensetzung der Drucktinte wird nicht besprochen, nur die
Zusammensetzung der Toner wird beschrieben.
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Aus
JN
07/108667 ist ein Plattenherstellungsverfahren bekannt,
umfassend die Erzeugung eines eine hydrophile Substanz enthaltenden
Tintenbildes auf einem leitfähigen
Träger,
dessen Oberflächenschicht
nach einem auf elektrostatischer Anziehung basierenden Tintenfixiersystem
hydrophil gemacht wird, um sie zu trocknen oder zu härten, indem
im Moment des Tintenstrahldrucks an den leitfähigen Träger eine Vorspannung angelegt
wird. Dieses Verfahren ist umständlich.
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Aus
US-P
5 213 041 ist ein Verfahren zur Herstellung einer wieder
verwertbaren Druckplatte bekannt, wobei eine bilderzeugende Schicht,
die eine ausstoßbare,
eine thermisch schmelzende Komponente enthaltende Substanz enthält, durch
Tintenstrahldruck auf die Plattenoberfläche geschleudert wird. Das
Bild bildet eine bilderzeugende Schicht, die mit Hilfe einer Heizeinrichtung
mit variabler Frequenz und variabler Leistungsinduktion auf der
Oberfläche
der Druckplatte fixiert wird.
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In
WO
97/43122 erfolgt die Herstellung einer lithografischen
Druckplatte mittels einer Tintenstrahlflüssigkeit, die reaktionsfähige Komponenten
aus der Gruppe bestehend aus Übergangsmetall komplexen
und organischen Carbonylverbindungen enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform
enthält
die reaktionsfähige Verbindung
einen oder mehrere Chromkomplexe einer organischen Säure.
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Die
vorliegende Erfindung erweitert die Kenntnisse bezüglich der
Herstellung einer lithografischen Druckplatte, wobei eine oleophil
machende Flüssigkeit
durch Tintenstrahldruck direkt auf ein lithografisches Empfangselement
aufgetragen wird.
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AUFGABEN DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges
Verfahren zur Herstellung einer lithografischen Druckplatte bereitzustellen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens zur Herstellung einer lithografischen Druckplatte,
das keinen grafischen Zwischenfilm erfordert.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens zur Herstellung einer lithografischen Druckplatte,
das keine Entwicklung erfordert.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens zur Herstellung einer lithografischen Druckplatte,
bei dem wenig oder kein Abfall anfällt und das deshalb aus ökologischer
Sicht vorteilhaft ist.
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Noch
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist das Bereitstellen
eines Verfahrens zur Herstellung einer lithografischen Druckplatte,
bei dem die Herstellungsschritte bei Tageslicht durchgeführt werden können.
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Weitere
Aufgaben werden aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.
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KURZE DARSTELLUNG
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Gelöst werden
die obigen Aufgaben durch ein Verfahren zur Herstellung einer lithografischen
Druckplatte, wobei Tropfen einer Flüssigkeit informationsmäßig durch
Tintenstrahldruck auf eine Oberfläche eines lithografischen Empfangselements
aufgetragen werden, dadurch gekennzeichnet, das die Flüssigkeit
ein oleophil machendes Mittel enthält, das in seiner chemischen
Struktur eine phosphorhaltige Gruppe, die mit der Oberfläche des
lithografischen Empfangselements zu reagieren vermag, enthält.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Die
verschiedenen gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
verwendeten Verbindungen werden im Folgenden näher beschrieben.
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I. Die Tintenstrahlflüssigkeit
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Das
wesentliche Kennzeichen der vorliegenden Erfindung betrifft die
Anwesenheit in der Tintenstrahlflüssigkeit einer oleophil machenden
Verbindung, die in ihrem Molekül
eine phosphorhaltige Gruppe, die mit der Oberfläche des lithografischen Empfangselements
zu reagieren vermag, enthält.
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In
besonders bevorzugten Ausführungsformen
werden die oleophil machenden Mittel, die eine funktionelle phosphorhaltige
Gruppe enthalten, die mit einem Metalloxid zu reagieren vermag,
aus der Gruppe bestehend aus Mono- oder Diestern von Phosphorsäuren oder
deren Salzen oder Thio-Analogen, Phosphonsäure-Derivaten oder deren Salzen
oder Thio-Analogen und Phosphorylhydraziden oder deren Thio-Analogen gewählt.
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Die
Mono- und Diester von Phosphorsäure
entsprechen der allgemeinen Formel (I).
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Allgemeine Formel (I)
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In
der bedeuten:
R12 und R13 unabhängig voneinander jeweils ein
Wasserstoffatom, ein Gegenion zum Ausgleichen der negativen Ladung
von X2 oder X3,
eine substituierte oder nicht-substituierte, gesättigte oder ungesättigte alifatische Kette
oder eine substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppe oder
Heteroarylgruppe, wobei R12 und R13 einen Ring bilden können,
X1, X2, X3 und
X4 unabhängig
voneinander jeweils ein Sauerstoffatom oder Schwefelatom, und
M
ein Proton oder ein Gegenion zum Ausgleichen der negativen Ladung
von X4.
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In
der ganz besonders bevorzugten Ausführungsform bedeuten X1 bis X4 ein Sauerstoffatom.
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Typische
Beispiele für
Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind in nachstehender Tabelle
zusammengesetzt
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In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
ist das hydrophobierende Phosphatmittel ein Phosphat-Tensid der
allgemeinen Formel (II).
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Allgemeine Formel (II)
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In
der bedeuten:
n eine ganze Zahl größer als 0,
M und N unabhängig voneinander
jeweils ein Proton oder ein Gegenion zum Ausgleichen der negativen
Ladung des Phosphats, und
R eine substituierte oder nicht-substituierte,
gesättigte
oder ungesättigte
alifatische Kette oder eine substituierte oder nichtsubstituierte
Arylgruppe oder Heteroarylgruppe.
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Typische
Beispiele sind in nachstehender Tabelle aufgelistet.
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Diese
handelsüblichen
Verbindungen sind Gemische aus Substanzen, bei denen R und n verschiedene
Werte haben können.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
werden als oleophil machende Verbindungen Phosphonsäuren und
deren Thio-Analoge verwendet.
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Phosphonsäuren und
deren Thio-Analoge entsprechen der allgemeinen Formel (III)
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Allgemeine Formel (III)
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In
der bedeuten:
R14 eine substituierte oder nicht-substituierte,
gesättigte
oder ungesättigte
alifatische Kette oder eine substituierte oder nichtsubstituierte
Arylgruppe oder Heteroarylgruppe,
R15 ein Wasserstoffatom,
ein Gegenion zum Ausgleichen der negativen Ladung von X6,
eine substituierte oder nicht-substituierte, gesättigte oder ungesättigte alifatische
Kette oder eine substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppe
oder Heteroarylgruppe,
wobei R14 und R15 einen Ring bilden
können,
X5, X6 und X7 unabhängig
voneinander jeweils ein Sauerstoffatom oder Schwefelatom, und
M
ein Proton oder ein Gegenion zum Ausgleichen der negativen Ladung
von X7. In der ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform
bedeuten X5, X6 und
X7 ein Sauerstoffatom.
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Typische
Beispiele für
Phosphonsäure-Derivate
der allgemeinen Formel (III) sind in nachstehender Tabelle aufgelistet
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Noch
eine weitere Klasse bevorzugter erfindungsgemäßer oleophil machender Verbindungen
sind Phosphorylhydrazide und Hydroxamsäuren.
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Diese
Verbindungen entsprechen folgender allgemeiner Formel (IV)
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Allgemeine Formel (IV)
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In
der bedeuten:
R16 und R17 unabhängig voneinander jeweils eine
substituierte oder nicht-substituierte, gesättigte oder ungesättigte alifatische
Kette oder eine substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppe
oder Heteroarylgruppe, OR20, NR21R22, SR23 oder N(YR18)(M),
wobei R20 bis
R23 unabhängig voneinander
jeweils ein Wasserstoffatom oder ein Gegenion zum Ausgleichen der
negativen Ladung, eine substituierte oder nicht-substituierte, gesättigte oder
ungesättigte
alifatische Gruppe oder eine substituierte oder nicht-substituierte
Arylgruppe oder Heteroarylgruppe bedeuten und alle R-Gruppen Ringe bilden
können,
X
ein Sauerstoffatom oder Schwefelatom,
Y ein Sauerstoffatom
oder NR19, wobei R18 und R19 unabhängig voneinander jeweils ein
Wasserstoffatom, eine substituierte oder nicht-substituierte, gesättigte oder
ungesättigte
alifatische Kette, eine substituierte oder nicht-substituierte Arylgruppe
oder Heteroarylgruppe oder eine Acylgruppe bedeuten und R18 und
R19 einen Ring bilden können,
und
M ein Wasserstoffatom oder ein Gegenion zum Ausgleichen
der negativen Ladung. Der Begriff "Acylgruppe" umfasst eine Sulfonyl-, Phosphoryl-,
Carbamoyl- und Oxalylgruppe sowie verwandte Typen von Acylgruppen.
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Typische
Beispiele sind in nachstehender Tabelle aufgelistet
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Der
Anteil des oleophil machenden Mittels in der Tinte kann zwischen
0,01 und 6 Gew.-%, vorzugsweise zwischen 0,02 und 3 Gew.-% variieren.
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Das
oleophil machende Mittel muss in Form einer homogenen Lösung oder
einer stabilen kolloidalen Dispersion verwendet werden, damit es
durch die Düsen
des Druckkopfes hindurchtreten kann.
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Der
Flüssigkeitsträger ist
Wasser oder ein organisches Lösungsmittel
oder eine Kombination derselben. Die Wahl des Flüssigkeitsträgers richtet sich nach dem
Typ des verwendeten Tintenstrahldruckers und der Vereinbarkeit des
Trägers
mit dem im Drucker verwendeten Tintenstrahldruckkopf und der Tintenpatrone. Je
nach angewandter Tintenstrahltechnologie, d. h. Piezo-Technologie,
Thermo-Technologie, Bubble Jet oder Tintenstrahldruck mit kontinuierlich
austretendem Strahl ("Continuous
Ink Jet"), kommen
in der vorliegenden Erfindung beide Flüssigkeiten in Frage, d. h.
auf Wasserbasis oder auf Lösungsmittelbasis.
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Wasser
wird zwar als Medium für
Tinten auf Wasserbasis bevorzugt, allerdings kann die wässrige Zusammensetzung
ein oder mehrere wassermischbare Lösungsmittel enthalten, z. B.
einen mehrwertigen Alkohol wie Ethylenglycol, Diethylenglycol, Triethylenglycol
oder Trimethylolpropan. Die Menge des wässrigen Trägermediums in der wässrigen
Zusammensetzung kann zwischen 30 und 99,995 Gew.-%, vorzugsweise
zwischen 50 und 95 Gew.-%, liegen.
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Auch
organische Lösungsmittel
sind geeignet als Trägermedium
für die
Tintenstrahlflüssigkeit,
z. B. Alkohole, Ketone oder Acetate. Bei Tintenstrahltechnologie
werden die Strahlgeschwindigkeit, die Trennlänge der Tropfen, die Tropfengröße und die
Stabilität
des Tintenstroms bekanntlich in merklichem Maße durch die Oberflächenspannung
und Viskosität
der wässrigen
Zusammensetzung beeinflusst. Zur Verwendung mit Tintenstrahldrucksystemen
geeignete Tintenstrahlflüssigkeiten
dürfen
eine Oberflächenspannung
zwischen 20 und 60, vorzugsweise zwischen 30 bis 50 mN/m [Dyne/cm],
aufweisen. Die Oberflächenspannung
in wässrigen
Tintenstrahlflüssigkeiten
kann durch Zugabe geringer Tensidmengen gesteuert werden. Die Tensidmenge kann
durch ein einfaches Annäherungsverfahren
ermittelt werden. Im Bereich des Tintenstrahldrucks sind verschiedene
anionische und nicht-ionische Tenside bekannt. Als handelsübliche Tenside
sind die SURFYNOLTM-Serie, Warenzeichen
von Air Products, die ZONYLTM-Serie, Warenzeichen
von DuPont, die FLUORADTM-Serie, Warenzeichen
von 3M, und die AEROSOLTM-Serie, Warenzeichen
von Cyanamid, zu nennen. Die Viskosität der Flüssigkeit bei Zimmertemperatur
beträgt
vorzugsweise nicht mehr als 20 mPa·s, z. B. zwischen 1 und 10
mPa·s,
vorzugsweise zwischen 1 und 5 mPa·s.
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Die
Tintenstrahlflüssigkeit
kann noch andere Ingredienzien enthalten. Es kann ein Hilfslösungsmittel zugesetzt
werden, das dazu beiträgt,
Austrocknen der Drucktinte in den Düsen des Druckkopfes zu vermeiden. Es
kann gleichfalls ein Biozid zugegeben werden, durch das unerwünschtes
mikrobielles Wachstum, das im Laufe der Zeit in der Drucktinte vorkommen
kann, vermieden wird. Als zusätzliche
Additive, die wahlweise in die Drucktinte eingebettet werden können, sind
Verdickungsmittel, pH-Regler, Puffermittel, Leitfähigkeitsverbesserer,
Trockenmittel und Entschäumungsmittel
zu nennen.
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Der
Bildkontrast des auf ein lithografisches Empfangselement aufgespritzten
Bildes kann durch Zugabe von Farbstoffen verbessert werden. Viele
Farbstoffe und Pigmente sind bekanntlich geeignet für Tintenstrahltechnologie.
Bei der Wahl geeigneter Farbstoffe richtet man sich weiterhin nach
deren Vereinbarkeit mit dem Trägermedium
(auf Wasser- oder Lösungsmittelbasis)
und der Vereinbarkeit mit dem oleophil machenden Mittel, d.h. sie
sollten keine Koagulierung auslösen.
Besonders bevorzugt für
Drucktinten auf Wasserbasis werden anionische Farbstoffe wie Acid
Black (Säureschwarz).
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II. Das lithografische
Empfangselement
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Als
Träger
kommt ein beliebiger, für
Druckplatten geeigneter Träger
in Frage. Als typische Träger
sind metallische und polymere Blätter
oder Folien zu nennen. Bevorzugt wird ein Träger mit einer Metalloberfläche. Die
Metalloberfläche
ist vorzugsweise oxidiert. In einer erfindungsgemäß besonders
bevorzugten Ausführungsform
wird ein Träger
mit einer eloxierten Aluminiumoberfläche verwendet. Der Träger für die lithografische
Druckplatte ist in der Regel ein Träger aus Aluminium, das gekörnt, zum
Beispiel durch elektrochemisches Körnen, und dann eloxiert worden
ist, zum Beispiel durch Schwefelsäure und/oder Phosphorsäure verwendende
Eloxiertechniken. Körn-
und Eloxierverfahren sind den Fachleuten allgemein bekannt und brauchen in
der vorliegenden Erfindung nicht weiter erläutert zu werden. Die mit dem
Bild beschriebene Druckplatte kann in normaler Weise mit Druckfarbe
eingefärbt
und anschließend
in eine Druckpresse eingespannt werden. Vor ihrer Einfärbung kann
die Druckplatte mit einer wässrigen
Lösung
eines natürlichen
Gummis wie Gummiakazie oder eines synthetischen Gummis wie Carboxymethylcellulose,
wie es den Fachleuten im Druckbereich allgemein bekannt ist, behandelt
werden.
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Nach
einer anderen erfindungsgemäßen Ausführungsform
enthält
die lithografische Unterlage mit einer hydrophilen Oberfläche einen
biegsamen Träger,
wie z. B. Papier, oder eine Kunststofffolie, der (die) mit einer
vernetzten hydrophilen Schicht überzogen
ist. Eine besonders geeignete vernetzte hydrophile Schicht kann
aus einem hydrophilen, mit einem Vernetzungsmittel wie Formaldehyd,
Glyoxal, Polyisocyanat, Vernetzungsmitteln des Melamin-Typs, Ammoniumzirconylcarbonat,
Titanat-Vernetzungsmitteln oder einem hydrolysierten Tetraalkylorthosilikat
vernetzten Bindemittel erhalten werden. Letzteres Vernetzungsmittel
wird besonders bevorzugt.
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Zu
geeigneten hydrophilen Bindemitteln zählen hydrophile (Co)polymere
wie zum Beispiel Homopolymere und Copolymere von Vinylalkohol, Acrylamid,
Methylolacrylamid, Methylolmethacrylamid, Acrylsäure, Methacrylsäure, Hydroxyethylacrylat,
Hydroxyethylmethacrylat oder Maleinsäureanhydrid-Vinylmethylether-Copolymere.
Die Hydrophilie des benutzten (Co)polymers oder (Co)polymergemisches
ist vorzugsweise höher
oder gleich der Hydrophilie von zu wenigstens 60 Gew.-%, vorzugsweise
zu wenigstens 80 Gew.-% hydrolysiertem Polyvinylacetat.
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Ein
in der wärmeempfindlichen
Schicht dieser Ausführungsform
verwendetes vernetztes hydrophiles Bindemittel kann ebenfalls kolloidale
anorganische Pigmente enthalten, die die mechanische Festigkeit
und Porosität
der Schicht verbessern, z. B. Metalloxidteilchen, wobei es sich
um Teilchen von Titandioxid oder anderen Metalloxiden handelt. Ausgangspunkt
dabei ist, dass die Oberfläche
der vernetzten hydrophilen Schicht durch Einbettung dieser Teilchen
eine gleichmäßige rauhe
Beschaffenheit mit mikroskopischen Spitzen und Tälern, die als Lagerstellen
für Wasser
in Hintergrundbereichen dienen, erhält. Solche Teilchen sind vorzugsweise
Oxide oder Hydroxide von Beryllium, Magnesium, Aluminium, Silicium,
Gadolinium, Germanium, Arsen, Indium, Zinn, Antimon, Tellur, Blei,
Wismut, Titan oder einem Übergangsmetall.
Besonders bevorzugte anorganische Teilchen sind Oxide oder Hydroxide
von Aluminium, Silicium, Zirconium oder Titan in einer Höchstmenge
von 75 Gew.-%, bezogen auf die hydrophile Schicht. Die Teilchengröße der anorganischen
Pigmente kann zwischen 0,005 μm
und 10 μm
variieren.
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Die
Stärke
einer vernetzten hydrophilen Schicht in einer nach dieser Ausführungsform
verwendeten lithografischen Unterlage kann zwischen 0,2 und 25 μm variieren,
beträgt
vorzugsweise 1 bis 10 μm.
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Typische
Beispiele für
erfindungsgemäß geeignete
vernetzte hydrophile Schichten sind in
EP-A 601 240 ,
GB-P
1 419 512 ,
FR-P 2 300 354 ,
US-P
3 971 660 ,
US-P 4 284 705 und
EP-A
514 490 beschrieben.
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Als
biegsamer Träger
einer lithografischen Unterlage nach dieser Ausführungsform bevorzugt man insbesondere
eine Kunststofffolie, z. B. eine substrierte Polyethylenterephthalatfolie,
eine substrierte Polyethylennaphthalatfolie, eine Celluloseacetatfolie,
eine Polystyrolfolie, eine Polycarbonatfolie usw. Der Kunststofffolienträger kann
lichtundurchlässig
oder lichtdurchlässig
sein.
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III. Das Tintenstrahldruckverfahren
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Beim
Tintenstrahldruck werden winzige Tropfen flüssiger Tinte direkt auf eine
Drucktinte aufnehmende Oberfläche
gespritzt und kommen Druckeinrichtung und Empfangselement nicht
physisch miteinan der in Kontakt. Die Druckeinrichtung speichert
die Druckdaten elektronisch und steuert einen Mechanismus zum bildmäßigen Ausstoßen der
Tropfen. Beim Druck bewegt sich der Druckkopf über das Papier oder umgekehrt.
Zu frühen
Patentschriften über
Tintenstrahldrucker zählen
US 3 739 393 ,
US 3 805 273 und
US 3 891 121 .
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Das
Aufspritzen der Tintentröpfchen
kann in vielen verschiedenen Weisen erfolgen. Bei einem ersten Typ
von Spritzverfahren erfolgt die Erzeugung eines kontinuierlichen
Tröpfchenstroms
entsprechend einem Druckwellenmuster. Dieses Verfahren ist bekannt
als Hochdruckverfahren. In einer ersten Ausführungsform wird der Tröpfchenstrom
in Tröpfchen,
die elektrostatisch aufgeladen, abgelenkt und wieder gesammelt werden,
und in Tröpfchen,
die ungeladen bleiben, geradlinig weiter fliegen und das Bild erstellen,
aufgelöst.
In einer anderen Ausführungsform
bildet der aufgeladene abgelenkte Tröpfchenstrom das Bild und wird
der nicht aufgeladene, nicht abgelenkte Tröpfchenstrom wieder gesammelt.
In dieser Variante von Hochdrucktintenstrahlverfahren werden verschiedene
Strahlen in unterschiedlichen Winkeln abgelenkt und zeichnen so
das Bild auf (mehrfaches Ablenkungssystem).
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Nach
einem zweiten Verfahren können
die Tintentröpfchen "auf Abruf" erzeugt werden" ("DOD"-Verfahren oder "Drop on Demand"-Verfahren), wobei
die Druckeinrichtung die Tröpfchen
nur dann ausstößt, wenn sie
zur Bilderzeugung auf einem Empfangsmaterial dienen. Dadurch wird
die Komplexität
der Aufladung der Tropfen, der Ablenkungshardware und des Wiedersammelns
der Tinte vermieden. Bei Tropfen-auf-Abruf kann die Tintentropfenerzeugung
durch eine durch eine mechanische Bewegung eines piezoelektrischen
Wandlers erzeugte Druckwelle (das sogenannte Piezoverfahren) oder
durch diskrete Wärmestöße (das
sogenannte "Bubble
Jet"-Verfahren oder "Thermal Jet"-Verfahren) erzwungen
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wird jetzt anhand der folgenden Beispiele
veranschaulicht, ohne sie jedoch darauf zu beschränken.
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BEISPIELE
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Beispiel 1
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1,08
g EMPHOS PS810 (WITCO) (Verbindung II-6) werden zu einem Gemisch
aus 90 g Wasser und 10 g Isopropanol gegeben. Dieser Lösung werden
0,5 g Acid Black (CI20470) zugesetzt. Nach Filtrierung wird die
Lösung
in die im voraus geleerte und gereinigte Tintenpatrone eines Hewlett
Packard DESKJET 970Cxi-Tintenstrahldruckers geladen.
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Ein
gekörntes
und eloxiertes, im Drucker angeordnetes Aluminiumdruckplattenmaterial
wird mit einem ein Textbild enthaltenden Testmuster beschrieben.
Die Platte wird entfernt und mit OZASOL RC515 gummiert.
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Anschließend wird
die Platte in eine lithografische Heidelberg GTO52-Druckpresse eingespannt,
wobei als Druckfarbe K+E800 und als Feuchtwasser Rotamatic verwendet
werden. Bis eine Anzahl von 20.000 werden Kopien hervorragender
Qualität
erhalten.
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Beispiel 2
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Die
in Beispiel 1 beschriebene Tinte wird in die im voraus geleerte
und gereinigte Tintenpatrone eines Epson STYLUS COLOR 900-Tintenstrahldruckers
geladen.
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Ein
gekörntes
und eloxiertes, im Drucker angeordnetes Aluminiumdruckplattenmaterial
wird mit einem ein Textbild enthaltenden Testmuster beschrieben.
Die Platte wird entfernt und mit OZASOL RC515 gummiert.
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Anschließend wird
die Platte in eine lithografische Heidelberg GTO52-Druckpresse eingespannt,
wobei als Druckfarbe K+E800 und als Feuchtwasser Rotamatic verwendet
werden. Bis eine Anzahl von 20.000 werden Kopien hervorragender
Qualität
erhalten.
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Beispiel 3
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Beispiel
1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass die Tinte vor
dem Einfüllen
in die Patrone mit einer 1-molaren NaOH- Lösung
auf einen pH von 7 eingestellt wird. Nach Bebilderung, Gummierung
und Druck werden hervorragende Kopien erhalten.
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Beispiel 4
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Beispiel
1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass die Platte nach
der Bebilderung nicht gummiert wird. Es werden ebenfalls hervorragende
Kopien erhalten.
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Beispiele 5 bis 12
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Beispiel
1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass statt EMPHOS
PS810 ein anderes oleophil machendes, eine phosphorhaltige Gruppe
enthaltendes Mittel (siehe nachstehende Tabelle 1) verwendet wird.
Alle Verbindungen entsprechen der allgemeinen Formel (II). In der
Tabelle sind ebenfalls die Lieferanten der verschiedenen Verbindungen
(Warenzeichen) angegeben. Tabelle
1
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Vergleichendes Beispiel
13
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Beispiel
1 wird wiederholt, jedoch mit dem Unterschied, dass kein oleophil
machendes Mittel in der Tintenlösung
verwendet wird. Nach Bebilderung, Gummierung und Druck können keine
Kopien guter Qualität
erhalten werden. Das Bild weist keine Neigung zu Farbaufnahme auf.
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Beispiele 14–28
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Weitere
typische oleophil machende Verbindungen aus den obigen Formeltabellen
werden nach dem folgenden Verfahren geprüft. Das oleophil machende Mittel
wird in einem Verhältnis
zwischen 0,1 und 2 Gew.-% in Isopropanol gelöst. Anschließend wird
ein 6 μl-Tröpfchen der
Tintenflüssigkeit
auf ein elektrochemisch gekörntes
und eloxiertes lithografisches Aluminiumempfangselement gespritzt.
Zur Prüfung
der örtlichen
Oleophilie wird die Platte in eine ABDICK 360-Druckpresse eingespannt, wobei als Druckfarbe
VAN SON RUBBERBASE (eingetragenes Warenzeichen von Van Son Co.)
und als Feuchtwasser eine 2%ige TAME-Lösung (Warezeichen von Anchor/Lithchemko
Co.) verwendet werden. Die Farbanziehung des Tropfenbildes wird
ausgewertet.
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Die
Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet. Tabelle
2
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Aus
diesem Beispiel und den vorigen Beispielen sind eindeutig die hervorragenden
oleophil machenden Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten
Verbindungen ersichtlich.