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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
die Erzeugung eines Tintenstrahlbildes zur Verwendung in der grafischen
Druckvorstufe.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Bei grafischen Reproduktionsverfahren
wird das Vorlagenbild mit Halbtongradation durch eine Sammlung einer
großen
Anzahl von Punkten und/oder Strichen reproduziert. Der Ton des reproduzierten
Bildes wird sowohl durch die Größe der Punkte
und/oder Striche als durch deren Dichte beeinflußt. Die Technik, bei der jeder
separate Bereich einer Halbtonvorlage in eine Vielzahl winziger
Punkte zerlegt wird, ist die sogenannte Rasterung. Das erhaltene
Bild wird als Rasterbild bezeichnet.
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In einer üblichen Rasterungstechnik werden
die sich stetig ändernden
Tonwerte der Vorlage mit sich periodisch ändernden Tonwerten eines überlagerten
zweidimensionalen Rasters moduliert. Die modulierten Tonwerte werden
dann einem Schwellenwertvergleich unterzogen, wobei Tonwerte oberhalb
des Schwellenwertes reproduziert und Tonwerte unterhalb des Schwellenwertes
nicht reproduziert werden. Das Verfahren der Tonwertmodulation und
des Schwellenwertvergleichs resultiert in einer zweidimensionalen
Anordnung abstandsgleicher "Rasterpunkte", deren Größe dem Tonwert
der Vorlage an dieser bestimmten Stelle proportional ist. Die Anzahl
der Rasterpunkte pro Abstandseinheit bestimmt die Rasterfrequenz
oder Rasterweite. Diese Rasterungstechnik, in der die Rasterfrequenz
konstant und der Rasterbasiszellengröße umgekehrt proportional ist,
wird als amplitudenmodulierte Rasterung oder autotypische Rasterung
bezeichnet. Diese Technik kann fotomechanisch oder elektronisch
ausgeführt
werden.
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Die fotomechanische Ausführung umfaßt ein analoges
Verfahren, bei dem ein Raster mit abstandsgleichen Punkten physisch über der
Vorlage, in Kontakt mit der Vorlage oder vorspringend angeordnet
wird. Rasterpunkte entstehen, wenn diese Kombination fotografisch
in einem System reproduziert wird, in dem der Schwellenwertvergleich
durch Verwendung von fotografischen Sonderfilmen und Entwicklungs chemikalien
erfolgt und dabei ein sehr hoher fotografischer Kontrast und dadurch
ein scharfer Unterschied zwischen Tonwerten unterhalb und oberhalb
eines bestimmten Wertes erhalten werden.
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Die elektronische Ausführung von
autotypischer Rasterung ist ein digitales Verfahren, bei dem die Halbtonwerte
der Vorlage an präzise
getrennten räumlichen
Koordinaten im Vorlagenbild in einzelne Tonwertstufen zerlegt werden.
Jeder Tonwert wird mit einem elektronischen Schwellenwert verglichen
und Werte oberhalb des Schwellenwertes werden reproduziert, während Werte
unterhalb des Schwellenwertes nicht reproduziert werden. Rasterpunkte
entstehen durch Definieren eines spezifischen Musters von Schwellenwerten
in einer der Größe einer
Rasterzelle entsprechenden zweidimensionalen Matrix und durch periodische
Beaufschlagung des Bildes mit diesem Schwellenwertmuster.
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Des weiteren ist es klar, daß zur Reproduktion
eines Farbbildes mit lithografischem Druck das Bild in dreiteilige
oder mehrteilige Bilder aufgelöst
werden muß,
wobei die Teilbilder Grundfarben entsprechen und beim Übereinanderdrucken
dieser Grundfarben an einer beliebigen Stelle im Bild die erwünschte Farbe
erhalten wird. Jeder dieser Farbauszüge muß wie oben beschrieben gerastert
werden.
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Bei Anwendung von herkömmlicher
amplitudenmodulierter Rasterung können im reproduzierten fotografischen
Bild und also auch im Enddruck, für den der fotografische Film
als Zwischenelement dient, einige unerwünschte Artefakte erscheinen.
Ohne weiter ins Detail zu gehen, können Effekte wie Objekt-Moiré, Farb-Moiré und Mikro-Moiré oder "Rosette" auftreten. Diese
Artefakte können
durch Anwendung einer alternativen Technik, frequenzmodulierte Rasterung
genannt, vermieden werden.
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Die frequenzmodulierte Rasterung,
ebenfalls als stochastische Rasterung bezeichnet, ist eine Technik,
bei der die sich stetig ändernden
Tonwerte einer Vorlage mittels gleichgrößer Mikropunkte, deren Anzahl, nicht
die Größe, dem
Tonwert des Vorlagenbildes proportional ist, reproduziert werden.
Die Bezeichnung "Frequenzmodulation" bezieht sich auf
die Tatsache, daß die
Anzahl der Mikropunkte pro Flächeneinheit
(die Frequenz oder Häufigkeit)
je nach Tonwert im entsprechenden Bereich der Vorlage variiert.
Eine kommerzielle Ausführung
von frequenzmodulierter Rasterung ist CrystalRaster, Warenzeichen
von Agfa-Gevaert N. V.
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Die Punkte und Linien von Rasterbildern
müssen
eine genügend
hohe Dichte aufweisen und zwar weil in einem späteren Belichtungszyklus keine
wesentliche Menge Licht durch die Punkte und Linien hindurch dringen
darf. Deshalb ist ein fotografisches Element mit hoher Gradation
erforderlich. Des weiteren müssen
die Punkte eine deutliche Form und scharfe Kanten aufweisen. Diese
hocherwünschte
Kombination von hohem Kontrast und hervorragender Punktqualität wird in
der Regel als "Lithqualität" bezeichnet. Erzielt
wird der Zweck einer optimalen Lithqualität in einer herkömmlichen
fotografischen Druckvorstufe durch die Kombination von sogenannten
speziell konzipierten fotografischen Materialien und angemessenen
Verarbeitungssystemen. Eine erste Gruppe von solchen Verarbeitungssystemen
umfaßt
die herkömmlichen "Lithentwickler", gekennzeichnet
durch die Anwesenheit von Hydrochinon als einzelner Entwicklersubstanz
und einen niedrigen, aber kritischen Sulfitionengehalt, der einen
infektiösen
Entwicklungsmechanismus verursacht. Diese herkömmlichen Lithentwickler sind
aber zeitlich ziemlich instabil und erfordern komplizierte Nachfüllsysteme
für die
Oxidation und die Erschöpfung.
Weiterhin ist ihre Entwicklungskapazität ziemlich beschränkt und
zwar weil sie Hydrochinon als einzelne Entwicklersubstanz enthalten.
Vor etwa 10 bis 15 Jahren wurden deshalb sogenannte "Hybridsysteme" oder "Hard Dot Rapid Access"-Entwickler, die
bei der Reproduktion von Linien und Rasterpunkten eine gute Stabilität und "Lithqualität" vereinen, auf den
Markt gebracht. Beispiele für
solche Entwickler und zugehörige
geeignete fotografische Materialien sind das von Fuji Photo Ltd
vertriebene GRANDEX-System, der von Agfa-Gevaert N. V. vertriebene
AGFASTAR und das von Eastman Kodak Co. vertriebene ULTRATEC-System.
Dieser Typ von Entwicklern wies aber einen hohen pH-Wert auf und
wirkte gewissermaßen
korrosiv auf den Verarbeitungsbehälter ein. In jüngerer Zeit
sind "Hard Dot"-Systeme konzipiert
worden, in denen der Entwickler in bezug auf pH und Zusammensetzung
mehr und mehr einem herkömmlichen "Rapid Access"-Entwickler nahe kam. Beispiele sind
das Kodak RA 2000-System, das Fuji HD-System und das IMPOWER-System,
das von der ehemaligen Druckvorstufenabteilung von DuPont, nun eine
Abteilung der Agfa-Gevaert
AG, entwickelt wurde.
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Erfolgt die Aufzeichnung der Rasterpunkte
elektronisch aus digital gespeicherter Information, so wird in den
meisten Fällen
ein "Rapid Access"-Entwicklungssystem
zum Erhalten einer zulänglichen
Punktqualität reichen,
vorausgesetzt, die Laserbelichtungsquelle des Belichters ist eine
hochwertige Laserquelle und zum Schreiben von Rasterpunkten mit
hoher geometrischer Genauigkeit befähigt. Ein geeigneter Belichter
ist der von Agfa-Gevaert N. V. vertriebene AVANTRA und ein geeigneter
Belichterfilm ist der ebenfalls von Agfa-Gevaert N. V. vertriebene ALLIANCE HN.
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Fotomechanisch oder elektronisch
hergestellte Rasterbilder werden als Vorlage für die Direktbelichtung einer
Druckplatte, z. B. einer Flachdruckplatte, oder für die Belichtung
eines fotografischen Zwischenmaterials wie eines Kontaktfilms verwendet.
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Es ist klar, daß die fotografische Herstellung
von Rasterbildern ein umständlicher
und kostspieliger Arbeitsgang ist. Die Verwendung von kostspieligen
Belichtungsvorrichtungen, Filmen und Chemikalien ist unvermeidlich.
Des weiteren ist die Verwendung von Verarbeitungschemikalien nach
modernen Normen ökologisch verdächtig, wodurch
ein umständlicher
und kostspieliger Beseitigungsvorgang benötigt wird. Eine Alternative zum
fotografischen Verfahren würde
willkommen sein.
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In
DE
34 17 582 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Positivplatte
für Farbdruck
offenbart, wobei ein Tinte aufnehmendes Element aus einer lichtdurchlässigen Unterlage
mit einer Tinte aufnehmenden, mit Gelatine oder Polyvinylpyrrolidon überzogenen
Schicht besteht. Das Element darf einen Abstandshalter enthalten.
Auf dieses Element wird mittels eines Tintenstrahldruckers ein Bild übertragen.
Dieses Bild kann als Maske für
die Belichtung einer Positivplatte bei Farbdruck dienen. Die Tinte
wird auf Seite 16 spezifiziert und enthält kein UV-absorbierendes Pigment,
wodurch eine vollflächige
maximale Durchsichtsdichte im spektralen Ultraviolettbereich von
zumindest 3,5 erhältlich
ist.
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In US-A 5 637 426 wird ein Verfahren
zur Herstellung einer gedruckten Leiterplatte offenbart, wobei ein
Tinte aufnehmendes Element aus einer lichtdurchlässigen Unterlage (aus Polyethylen terephthalat)
besteht. Auf dieses Element wird mittels eines Tintenstrahldruckers
ein Bild übertragen,
wodurch ein Strichbild erhalten wird. Dieses Bild wird als Maske
für die
Belichtung der Vorstufe verwendet. Ein spezifisches Empfangselement
mit einer spezifischen Empfangsschicht wird aber nicht erörtert.
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AUFGABEN DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung
ist es, ein einfaches, kostengünstiges
und keine Naßverarbeitungsstufen
umfassendes alternatives System zur Herstellung eines Bildes, das
als Maske für
die Belichtung einer Druckplatte oder eines zwischengeschalteten
Kontaktfilms oder einer Vorstufe einer gedruckten Leiterplatte (PCB)
dienen kann, bereitzustellen.
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KURZE DARSTELLUNG
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Gelöst werden die obigen Aufgaben
durch ein Verfahren zur Herstellung einer UV-empfindlichen Druckplatte,
in dem die Platte durch ein Rasterbild oder durch einen selbst durch
das Rasterbild belichteten Zwischenfilm belichtet wird, wobei das
Rasterbild eine vollflächige
maximale Durchsichtsdichte im spektralen Ultraviolettbereich von
zumindest 3,5 aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild
durch informationsmäßiges Aufspritzen
einer pigmenthaltigen Tintenzusammensetzung auf ein Empfangselement
erzeugt wird, wobei das Element aus einer lichtdurchlässigen Unterlage
und einer Empfangsschicht, die als Bindemittel zumindest ein stickstoffhaltiges
Polymer, vorzugsweise Gelatine, enthält, besteht.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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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 miteinander
in Kontakt. Die Druckeinrichtung speichert die Druckdaten elektronisch
und steuert einen Mechanismus zum bildmäßigen Ausstoßen der
Tropfen. Zu frühen
Patentschriften über
Tintenstrahldrucker zählen
US 3 739 393 ,
US 3 805 273 und
US 3 891 121 .
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Das Schleudern der Tintentröpfchen kann
in verschiedenen Weisen erfolgen. In den frühen 60er Jahren wurde dies
von Dr. Sweet der Universität
von Stanford unter Beweis gestellt, indem er einen Tintenstrom, der
ununterbrochen durch eine schmale Düse geschleudert wird, mittels
eines Druckwellenmusters steuerte. Durch diese Steuerung löst sich
der Tintenfluß in
Tröpfchen
gleicher Größe auf,
die in gleichem Abstand aus der Düse ausgestoßen werden. Der Fluß von Tröpfchen wird
bildmäßig in elektrostatisch
geladene und abgelenkte Tröpfchen
und in Tröpfchen,
die ungeladen bleiben und also nicht abgelenkt werden, aufgelöst. Dieses Verfahren
ist als Druck mit kontinuierlich austretendem Strahl bekannt. In
einer Ausführungsform
bildet der Fluß aus
ungeladenen und nicht-abgelenkten
Tröpfchen
das Bild, während
der Fluß aus
geladenen abgelenkten Tröpfchen
wieder gesammelt wird. In einer anderen Ausführungsform bildet der Fluß aus geladenen
abgelenkten Tröpfchen
das Bild und wird der Fluß aus
ungeladenen und nicht-abgelenkten Tröpfchen wieder gesammelt. In
noch einer weiteren Variante des letzteren Systems werden verschiedene
Strahlen in einem unterschiedlichen Winkel abgelenkt und bilden
dabei das Bild (mehrfaches Ablenkungssystem). Die Erfindung von
Sweet führte
zu den Einführungen
der Produkte "A.
B. Dick VideoJet" und "Mead DIJIT". In den 70er Jahren
lizenzierte IBM diese Technologie und paßte sie ihren eigenen Rechnerdruckern
an. Fast zur gleichen Zeit entwickelten Prof. Hertz des "Lund Institute of
Technology" in Schweden
und seine Kollegen unabhängig
voneinander verschiedene Tintenstrahltechniken mit kontinuierlich
austretendem Strahl, bei denen die Kennzeichen des Tintenflusses
für Graustufendruck
modulierbar sind und zwar durch Steuerung der Anzahl der in jedem
Bildelement (Pixel) abgesetzten Tröpfchen. Die Lizenz für dieses
Verfahren wurde Unternehmen wie Iris Graphics/Scitex und Stork für die Erzeugung
von hochqualitativen Farbbildern erteilt.
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Als alternative Technik für Tintenstrahldruck
mit kontinuierlich austretendem Strahl können die Tintentröpfchen "auf Abruf" erzeugt werden ("DOD" oder "Tropfen auf Abruf"). Bei diesem Verfahren
stößt die Druckeinrichtung
die Tröpfchen
nur dann aus, wenn es auf einem Empfangsmaterial ein Bild zu drucken
gibt. Dadurch wird das Problem der Komplexität der Hardware für das Aufladen
und Ablenken der Tröpfchen
vermieden. Bei der "Tropfen
auf Abruf"-Technik kann das
Tintentröpfchen
mittels eines piezoelektrischen Wandlers (das sogenannte "Piezoverfahren") oder mittels diskreter
Wärmepulse
(das sogenannte "Bubble
Jet"-Verfahren oder "thermisches Tintenstrahlverfahren") erzeugt werden.
Zoltan, Kyser und Sears sind die Pioniere des ersten Verfahrens.
In diesen Druckern werden Tintentröpfchen bei Anwendung von Spannungsimpulsen
mittels einer durch die mechanische Bewegung einer piezoelektrischen
Keramik generierten Druckwelle ausgestoßen. 1979 erfanden Endo und
Hara von Canon Co. ein "Tropfen
auf Abruf"-Tintenstrahldruckverfahren,
in dem Tintentröpfchen
infolge ihres Wachstums aus einer Düse ausgestoßen werden und wie eine Wasserdampfblase
auf die Oberfläche
eines kleinen, nahe an der Düse
angeordneten Heizelements in sich zusammenfallen. Canon nannte die
Technologie das "Bubble
Jet"-Verfahren. In der
gleichen Periode oder kurz danach entwickelte Hewlett-Packard eine ähnliche
Tintenstrahltechnologie, die 1984 als "Thinkjet"-Drucker im Handel erhältlich wurde.
Diese Technologie wurde thermische Tintenstrahltechnik genannt.
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Im grafischen Bereich sind Systeme
offenbart worden, bei denen spezifische Tintenzusammensetzungen
auf lichtdurchlässige,
nachher als Fotomasken verwendete Materialien geschleudert werden,
z. B. in
US 5 495 803 ,
EP 737 722 und WO 97/25206.
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Im nachstehenden folgt eine eingehende
Beschreibung der verschiedenen Ingredienzien des erfindungsgemäßen Empfangsmaterials
und der erfindungsgemäßen Tintenzusammensetzung.
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– Beschreibung
des Empfangsmaterials
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Ein wesentliches Kennzeichen der
vorliegenden Erfindung ist die Tatsache, daß das Bindemittel der Empfangsschicht
ein stickstoffhaltiges Polymer ist. Gelatine wird dabei bei weitem
als bestes Bindemittel bevorzugt. Gelatine hat ja als Vorteil, daß sie eine
klare Schicht bildet, sich schnell in einer einfach steuerbaren Weise
vernetzt und Flüssigtinten
auf Wasserbasis schnell absorbiert, was eine schnelle Trocknung
sichert. Weitere stickstoffhaltige Bindemittel können aus einer Vielzahl von
chemischen Verbindungen gewählt
werden, wie z. B. Polyvinylpyrrolidon (PVP), Polyacrylamid, Acrylamid/Acrylsäure, Poly(2-acrylamid-2-methylpropansulfonsäure), Poly(diethylentriamin-co-adipinsäure), Polyvinylpyridin,
Polyvinylimidazol, quaterniertes Polyimidazolin, Polyethylenimin,
mit Epichlorhydrin modifiziertes Polyethylenimin, ethoxyliertes
Polyethylenimin, Poly(N,N,-dimethyl-3,5-dimethylenpiperidiniumchlorid,
Polyurethan, Melaminharze, Harnstoffharze, Nitrilgummis und Albumin.
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Die Empfangsschicht kann mehr als
ein stickstoffhaltiges Polymer enthalten. In einer bevorzugten Ausführungsform
wird Gelatine mit Polyvinylpyrrolidon (PVP) versetzt. Vorzugsweise
ist die Gelatine in einer Menge zwischen 60 und 100 Gew.-% und PVP
in einer Menge zwischen 40 und 0 Gew.-% im Bindemittelgemisch enthalten.
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Obgleich es keine bevorzugte Ausführungsform
darstellt, kann die Empfangsschicht im Prinzip ebenfalls ein nichtstickstoffhaltiges
Polymer enthalten, z. B. Cellulose-Derivate wie Carboxymethylcellulose,
Hydroxyethylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Hydroxypropylmethylcellulose,
Stärke,
Dextran, Polyvinylalkohol, Polyvinylalkohol-Derivate wie acetoacetylierte
Derivate, Polyvinylacetat, Polyvinylacetal, Polyalkylenoxide, Latices
wie ein Copolymer aus Styrol und Butadien, carboxylierte Polymere
und Polyacrylate.
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Die Empfangsschicht kann weiterhin
Füllstoffe,
Pigmente, Weißmacher
und poröses
teilchenförmiges Material
enthalten. Anorganische Materialien sind z. B. synthetische Kieselsäure, Talk,
Ton, Kaolin, Diatomeenerde, Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat,
Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Böhmit und Pseudo-Böhmit, Titanoxid,
Zinkoxid, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Zinksulfid, Satinweiß, Aluminiumsilikat,
Calciumsilikat und Lithopone. Zu organischen Materialien zählen z.
B. Polystyrol, Polymethacrylat, Polymethylmethacrylat, Elastomere,
Ethylen-Vinylacetat-Copolymere, Polyester, Polyestercopolymere,
Polyacrylate, Polyvinylether, Polyamide, Polyolefine, Polysilikone,
Guanaminharze, Polytetrafluorethylene, elastomeres Styrol-Butadien-Gummi
(SBR), elastomeres Butadien-Acrylnitril-Gummi, Harnstoffharze und
Harnstoff-Formalinharze. Pigmente und Teilchen sind ebenfalls in
den Patentanmeldungen
DE 2 925
769 , GB 2 050 866,
US
4 474 850 ,
US 4 547
405 ,
US 4 578 285 ,
WO 88 06532,
US 4 849 286 ,
EP 339 604 ,
EP 400 681 ,
EP 407 881 ,
EP 411 638 und
US 5 045 864 beschrieben.
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Weitere typische und nutzbare Ingredienzien
für die
Tintenstrahl aufnehmenden Schichten sind sogenannte Beizmittel,
die das Farbmittel der aufgeschleuderten Tintenstrahlzusammensetzung
fixieren und dadurch die Wasserbeständigkeit des Endbildes in merklichem
Maße verbessern.
Bei solchen Beizmitteln handelt es sich in der Regel um (Co)polymere,
die kationische Funktionen wie quaternäre Ammoniumgruppen, Phosphoniumgruppen,
Sulfoniumgruppen und Guadiniumgruppen enthalten. Beispiele für solche
Beschreibungen sind
US 4 371
582 ,
US 4 575 465 ,
US 4 649 064 , GB 2 210 071,
EP 423 829 ,
DE 3109931 ,
US 4 585 724 ,
EP 295 338 ,
EP 306 564 ,
US 5 314 747 ,
EP 609 930 , WO 94/20304, WO 94/20305,
WO 94/20306,
EP 615 853 ,
EP 615 884 und
EP 618 214 . Anorganische Beizmittel
sind ebenfalls beschrieben in z. B.
US
5 560 996 ,
EP 704 316 und
EP 754 560 .
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Die erfindungsgemäße Tinte aufnehmende Schicht
kann vernetzt werden, um erwünschte
Eigenschaften wie Wasserbeständigkeit
und das Vermeiden von Aneinanderhaften zu erhalten. Durch Vernetzung
wird die Schicht weiterhin abriebfest gemacht und davor geschützt, daß während der
Handhabung Fingerabdrücke auf
dem Element zurückbleiben.
Es gibt eine Vielzahl bekannter, ebenfalls als Härter bezeichneter Vernetzungsmittel,
die einzeln oder kombiniert und in freier oder blockierter Form
benutzt werden können.
Nutzbare Härter
sind u. a. Formaldehyd und freie Dialdehyde wie Succinaldehyd und
Glutaraldehyd, blockierte Dialdehyde, aktive Ester, Sulfonatester,
aktive Halogenverbindungen, s-Triazine und Diazine, Epoxide, aktive
Olefine mit zwei oder mehr aktiven Bindungen, Carbodiimide, nicht
in der 3-Stellung substituierte Isoxazoliumsalze, Ester von 2-Alkoxy-N-carboxydihydrochinolin,
N-Carbamoyl- und N-Carbamoylpyridiniumsalze, Härter mit gemischter Funktion
wie halogensubstituierte Aldehydsäuren (z. B. Mucochlor- und
Mucobromsäuren),
oniumsubstituierte Acroleine und Vinylsulfone und polymere Härter wie
Dialdehydstärken
und ein Copolymer aus Acrolein und Methacrylsäure. Eine bevorzugte Klasse
von Härtern
sind polyfunktionelle Aziridine.
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Die erfindungsgemäße Tinte aufnehmende Schicht
kann ebenfalls einen Weichmacher wie Ethylenglycol, Diethylenglycol,
Propylenglycol, Polyethylenglycol, Glycerinmonomethylether, Glycerinmonochlorhydrin,
Ethylencarbonat, Propylencarbonat, Tetrachlorphthalsäureanhydrid,
Tetrabromphthalsäureanhydrid,
Harnstoffphosphat, Triphenylphosphat, Glycerinmonostearat, Propylenglycolmonostearat,
Tetramethylensulfon, N-Methyl-2-pyrrolidon,
N-Vinyl-2-pyrrolidon und polymere Latices mit niedrigem Tg wie Polyethylacrylat
und Polymethylacrylat enthalten.
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Die erfindungsgemäße Tinte aufnehmende Schicht
kann Tenside enthalten. Dabei handelt es sich um ein beliebiges
kationisches, anionisches, amfoteres oder nicht-ionisches Tensid,
wie die in JP-A 62-280068 (1987) beschriebenen. Beispiele für diese
Tenside sind N-Alkylaminosäuresalze,
Alkylethercarbonsäuresalze, acylierte
Peptide, Alkylsulfonsäuresalze,
Alkylbenzol- und Alkylnaphthalinsulfonsäuresalze, Sulfobernsteinsäuresalze,
Olefinsulfonsäuresalze,
N-Acylsulfonsäuresalze,
sulfonierte Öle,
Alkylsulfonsäuresalze,
Alkylethersulfonsäuresalze,
Alkylallylethersulfonsäuresalze,
Alkylamidsulfonsäuresalze,
Alkylphosphorsäuresalze, Alkyletherphosphorsäuresalze,
Alkylallyletherphosphorsäuresalze,
Alkyl- und Alkylallylpolyoxyethylenether, mit Alkylallylformaldehyd
anellierte Säuresalze,
Blockpolymere mit Polyoxypropylen, Polyoxyethylenpolyoxypropylalkylether,
Polyoxyethylenether von Glycolestern, Polyoxyethylenether von Sorbitanestern,
Polyoxyethylenether von Sorbitestern, alifatische saure Polyethylenglycolester,
Glycerinester, Sorbitanester, Propylenglycolester, Zuckerester,
Fluor-C2-C10-alkylcarbonsäuren, Dinatrium-N-perfluoroctansulfonylglutamat,
Natrium-3-(fluor-C6-C11-alkyloxy)-1-C3-C4-alkylsulfonate,
N-[3-(Perfluoroctansulfonamid)-propyl]-N,N-dimethyl-N-carboxymethylenammoniumbetain,
Fluor-C11-C20-alkylcarbonsäuren, Perfluor-C7-C13-alkylcarbonsäuren, Perfluoroctansulfonsäure-Diethanolamid,
Li-, K- und Na-Perfluor-C4-C12-alkylsulfonate,
N-Propyl-N-(2-hydroxyethyl)-perfluoroctansulfonamid, Perfluor-C6-C10-alkylsulfonamidpropylsulfonylglycinate,
Bis-(N-perfluoroctylsulfonyl-N-ethanolaminoethyl)-phosphonat, Monoperfluor-C6-C16-alkylethylphosphonate
und Perfluoralkylbetain.
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Die Empfangsschicht kann des weiteren
einen sogenannten Abstandshalter enthalten. Die Bezeichnung "Abstandshalter" wird in der vorliegenden
Erfindung als "Mattiermittel" oder "Aufrauhmittel" gleich betrachtet.
Zu nutzbaren Aufrauhmitteln zählen
- – verschiedene
Typen von Kieselsäure,
wie beschrieben in z. B. US 3
084 131 , US 4 892 591 , US 4 902 568 , EP 379 964 , EP 423 829 , US 5 165 973 , EP 739 747 , EP 781 666 , EP 803 374 , EP 862 510 und Wo 97/20691,
- – Stärketeilchen
oder Teilchen modifizierter Stärke,
wie beschrieben in EP 445 327 , EP 480 362 und EP 524 635 ,
- – die
in US 4 861 818 beschriebenen
kugelförmigen
polymeren Perlen,
- – die
in US 4 906 560 und EP 0 584 407 beschriebenen
alkalilöslichen
Perlen,
- – die
in EP 0 466 982 beschriebenen
unlöslichen
polymeren Perlen,
- – Polymethylmethacrylatperlen,
- – Copolymere
aus Methacrylsäure
mit Methyl- oder Ethylmethacrylat,
- – TOSPEARL-Siloxanteilchen
(z. B. Typen T105, T108, T103, T120), die von Toshiba Co vertrieben
werden,
- – SEAHOSTAR-Polysiloxan-Kieselsäureteilchen
(z. B. des Typs KE-P50), vertrieben von Nippon Shokubai Co,
- – EPOSTAR-MA-Teilchen,
d.h. Polymethylmethacrylatteilchen (PMMMA) mit einer X-Bindung (z.
B. MA 1002, MA 1004),
- – SOKEN
PEARL: kugelförmige
PMMMA-Mikropulver (AS-Serie: z. B. AS 15, 22, 30, 50, 65),
- – ROPAQUE-Teilchen,
d.h. polymere hohle kugelförmige
Perlen des Kern/Hüllentyps,
vertrieben von Rohm und Haas Co. und beschrieben in z. B. US-P 4
427 836, 4 468 498 und 4 469 825,
- – ABD
PULVER, vertrieben von BASF AG,
- – CHEMIPEARL,
kugelförmige
polymere Teilchen, vertrieben von Misui Petrochemical Industries,
Ltd.,
- – mit
einem wasserabstoßenden
Material überzogene
Teilchen, wie beschrieben in US
5 204 233 ,
- – polymere
Teilchen mit einer reaktiven funktionellen Gruppe, die eine kovalente
Bindung mit einem Härter oder
einem Bindemittel zu bilden vermag, wie beschrieben in US 5 057 407 ,
- – fluorhaltige
polymere Perlen, wie beschrieben in EP
281 928 ,
- – durch
Suspensionspolymerisation hergestellte polymere Teilchen, wie beschrieben
in z. B. US 5 342 733 ,
- – zwei
Polymere enthaltende Teilchen, die nach dem in EP 399 729 beschriebenen Verfahren
hergestellt sind,
- – Polystyrolperlen,
die nach dem in EP 341 200 beschriebenen
Verfahren hergestellt sind, und
- – gelatinebepfropfte
polymere Mattiermittel nach EP
307 855 .
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Hat das Empfangselement eine Rückschicht,
so wird der Abstandshalter vorzugsweise in diese Rückschicht
eingearbeitet.
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Ein bevorzugter Typ von Mattiermittel
ist eine hydrophobe modifizierte Stärke. Ein Beispiel für eine solche
modifizierte Stärke
wird unter dem Handelsnamen "DRY
FLO" von Roquette
National Chimie vertrieben. DRY FLO ist ein hydrophobe Gruppen enthaltender
Stärkeester
mit einem volumendurchschnittlichen Teilchendurchmesser zwischen
13 und 20 μm.
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Die Empfangsschicht des erfindungsgemäßen Empfangsmaterials
kann aus nur einer einzelnen Schicht bestehen oder als Mehrschichtverband,
z. B. als Doppelschichtverband, aufgetragen werden. Die Empfangsschicht
oder der Schichtverband kann auf nur eine Seite des Trägers oder
aber auf beide Seiten des Trägers
aufgetragen werden.
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Zu nutzbaren Trägern aus lichtdurchlässigem organischem
Harz für
das Empfangselement zählen
z. B. eine Cellulosenitratfolie, eine Celluloseacetatfolie, eine
Polyvinylacetalfolie, eine Polystyrolfolie, eine Polyethylenterephthalatfolie,
eine Polycarbonatfolie, eine Polyvinylchloridfolie oder Folien aus
einem Poly-α-olefin wie
eine Polyethylenfolie oder Polypropylenfolie. Die Stärke einer
solchen Folie aus organischem Harz liegt vorzugsweise zwischen 0,05
und 0,35 mm. In einer erfindungsgemäß ganz besonders bevorzugten
Ausführungsform
ist der Träger
eine mit zumindest einer Haftschicht überzogene Polyethylenterephthalatfolie.
Diese Haftschicht kann vor oder nach dem Verstrecken des Polyesterfilmträgers aufgetragen
werden. Der Polyesterfilmträger
wird vorzugsweise bei erhöhter
Temperatur von z. B. 70–120°C biaxial
gestreckt, wodurch seine Stärke
um etwa 1/2 bis 1/9 oder mehr verringert und seine Oberfläche 2 bis
9mal erhöht
wird. Das Verstrecken kann in zwei Schritten erfolgen, d.h. ein
Querverstrecken und ein Längsverstrecken,
dieser Reihenfolge nach oder gleichzeitig. Die eventuelle Haftschicht
wird vorzugsweise zwischen dem Längs-
und Querverstrecken in einer Stärke
von 0,1 bis 5 μm
aus einem wäßrigen Medium
aufgetragen. Diese Haftschicht enthält vorzugsweise ein Homopolymer
oder Copolymer eines ein kovalent gebundenes Chloratom enthaltenden
Monomers.
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Beispiele für solche zur Verwendung in
der Haftschicht geeigneten Homopolymere oder Copolymere sind z.
B. Polyvinylchlorid, Polyvinylidenchlorid, ein Copolymer von Vinylidenchlorid,
einem Acrylsäureester und
Itakonsäure,
ein Copolymer von Vinylchlorid und Vinylidenchlorid, ein Copolymer
von Vinylchlorid und Vinylacetat, ein Copolymer von Butylacrylat,
Vinylacetat und Vinylchlorid oder Vinylidenchlorid, ein Copolymer von
Vinylchlorid, Vinylidenchlorid und Itakonsäure, ein Copolymer von Vinylchlorid,
Vinylacetat und Vinylalkohol usw. Bevorzugt werden wasserdispergierbare
Polymere, da sie einen Auftrag der Haftschicht aus einem wäßrigen Medium
erlauben, was aus ökologischer
Sicht vorteilhaft ist.
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Es kann eine zweite Haftschicht aufgetragen
werden, die in der Regel hydrophiler ist und z. B. Gelatine und
ein haftungsförderndes
Polymer enthält.
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Der Träger kann eine einkomponentige
Schicht oder eine mehrkomponentige Schicht sein oder ist aus einem
durch Coextrusion hergestellten Laminat aus verschiedenen Materialien
aufgebaut.
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Tintenzusammensetzungen für Tintenstrahldruck
enthalten in der Regel folgende Ingredienzien: Farbstoffe oder Pigmente,
Wasser und/ oder organische Lösungsmittel,
Anfeuchter wie Glycole, Detergenzien, Verdickungsmittel, polymere
Bindemittel und Konservierungsmittel. Es soll bemerkt werden, daß die optimale
Zusammensetzung einer solchen Tinte vom angewandten Tintenstrahldruckverfahren
und von der Art des zu bedruckenden Substrats abhängt. Tintenzusammensetzungen
können
grob in folgende Kategorien aufgeteilt werden:
- – wäßrige Tintenzusammensetzungen:
der Trocknungsmechanismus umfaßt
Absorption, Durchdringung und Verdampfung,
- – ölige Tintenzusammensetzungen:
der Trocknungsmechanismus umfaßt
Absorption und Durchdringung,
- – Tintenzusammensetzungen
auf Lösungsmittelbasis:
die Trocknung beruht hauptsächlich
auf Verdampfung,
- – Heißschmelz-
oder Phasenwechseltintenzusammensetzungen: das Bindemittel der Tinte
ist flüssig
bei Ausstoßtemperatur,
aber fest bei Zimmertemperatur, keine Trocknung aber Erstarrung,
- – Tintenzusammensetzungen,
die z. B. UV-härtbar
sind: keine Trocknung aber Polymerisation.
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Man soll sich aber klar bewußt sein,
daß die
ersten zwei Typen von Tintenzusammensetzungen ein in gewissem Maße absorbierendes
Empfangsmedium erfordern. Für
nicht-absorbierende Substrate dagegen sind Heißschmelztinte oder strahlungshärtbare Tinten
besser geeignet.
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In der vorliegenden Erfindung verwendet
man Kombinationen von Flüssigtinten,
vorzugsweise Tinten auf Wasserbasis.
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Tinten auf Wasserbasis enthalten
in der Regel etwa 75 bis 90 Gew.-% Wasser. Um Eintrocknen in der Düsenöffnung zu
vermeiden, enthalten sie ein sogenanntes Anfeuchtmittel oder Gemische
aus Anfeuchtmitteln, bei denen es sich in der Regel um (Poly)alkohole
handelt. Geeignete Anfeuchtmittel sind u. a. Glycole wie Diethylenglycol,
Glycerin und Polyethylenglycol, N-Methylpyrrolidon, 2-Pyrrolidon,
N-Methyl-2-pyrrolidon, Isopropanol und 1,2-Dimethyl-2-imidazolidon. Es
hat sich herausgestellt, daß gewisse
Anfeuchtmittel wie N-Methylpyrrolidon und 2-Pyrrolidon eine Verbesserung
der Löslichkeit
des Farbmittels in der Tinte bewirken und also eine Doppelwirkung
als Anfeuchtmittel und Hilfslösungsmittel
haben. Diese Anfeuchtmittel sind in der Regel in einem Verhältnis zwischen
5 und 15% enthalten.
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Außer dem Farbmittel, Wasser
und einem Anfeuchtmittel können
Tintenzusammensetzungen auf Wasserbasis in untergeordneten Mengen
weitere Ingredienzien wie Tenside, Biozide, Puffermittel, Chelatbildner
und Entschäumungsmittel
enthalten.
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Die im erfindungsgemäßen Verfahren
verwendete Tintenzusammensetzung ist vorzugsweise eine konzentrierte
schwarzpigmentierte Tinte. Das Schwarzpigment ist vorzugsweise Gasruß in einem
Verhältnis von
zumindest 2%, vorzugsweise etwa 5%. Im Handel sind verschiedene
Typen von gasrußhaltigen
Tinten erhältlich.
Beispiele für
nutzbare Gasrusse sind u. a. Regal 400R, Mogul L, Elftex 320 von
Cabot Co., oder Carbon Black IW18, Special Black 250, Special Black
350, Special Black 550, Printex 25, Printex 35, Printex 55, Printex
150T von Degussa Co. und Pigment Black 7.
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Weitere geeignete Pigmente sind in "Industrial Organic
Pigments, Production, Properties, Applications", 2. Ausgabe, W.
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Herbst, K. Hunger, VCH, 1997, beschrieben.
Weitere Beispiele für
geeignete Pigmente sind zum Beispiel den Patentschriften
US 5 389 133 und
US 5 713 988 entnehmbar.
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Die Stärke der Pigmentteilchen soll
genügend
niedrig sein, um ein freies Fließen der Tinte durch die Tintenstrahldruckvorrichtung,
insbesondere an den Sprühdüsen, die
in der Regel einen Durchmesser von weniger als 10 μm bis 50 μm aufweisen,
zu sichern. Die Teilchengröße des Pigments
hat ebenfalls einen Einfluß auf
die Beständigkeit
der Pigmentdispersion, die während
der ganzen Lebensdauer der Tinte kritisch ist. Des weiteren ist
der Einsatz kleiner Teilchen auch wünschenswert, um eine maximale
Farbstärke
(Farbtiefe) zu erzielen.
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Dementsprechend kann der mittlere
Teilchendurchmesser zwischen etwa 0,005 μm und etwa 15 μm liegen.
Vorzugsweise kann die Teilchengröße des Pigments
zwischen etwa 0,005 μm
und etwa 5 μm,
besonders bevorzugt zwischen etwa 0,005 μm und etwa 1 μm und ganz
besonders bevorzugt zwischen etwa 0,005 μm und etwa 0,3 μm liegen.
Pigmentteilchengrößen außerhalb
dieser Bereiche kommen selbstverständlich auch in Frage, solange
die erfindungsgemäßen Aufgaben
gelöst
werden.
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Reicht das Eigenabsorptionsvermögen des
gewählten
Pigments im spektralen UV-Bereich nicht hin, so wird der Tintenzusammensetzung
vorzugsweise ein UV-absorbierender Farbstoff zugesetzt. Geeignete UV-absorbierende
Stoffe sind z. B. beschrieben in
EP
0 252 550 ,
US 4 311
787 ,
US 4 082 554 ,
US 4 053 315 ,
EP 0 519 306 ,
EP 0 524 593 ,
EP 0 524 594 ,
EP 0 529 737 , JP-A 03-38636, JP-A
03-13936, JP-A 03-41442,
DE 4142935 ,
EP 0 552 010 , JP-A 03-48234, US 5
155 015,
EP 0 525 445 ,
WO 93/5443, JP-A 03-78741, WO 93/13458,
US 4,923,788 ,
EP 0 411 819 , JP-A 61-205934, JP-A
01-259358, JP-A 02-73343, JP-A 02-71261 und
EP
0 495 406 . Noch weitere UV-absorbierende Mittel sind beschrieben
in Research Disclosure, Dezember 1989, Aufsatz 309119, Abschnitt
VIII.
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Sogar bei Verwendung eines Pigments
mit hinreichendem Eigenabsorptionsvermögen für Ultraviolettlicht, wie das
der Fall ist bei Gasruß,
bleibt die Zugabe eines UV-Absorbers nützlich, um die UV-Dichte des endgültigen Tintenstrahlbildes
zu verbessern. In dieser Weise vermeidet man die Verwendung von
sehr hohen Verhältnissen
an Gasruß,
die Ablagerung von Material in den Düsen und Dichtlaufen der Düsen verursachen können.
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– Beschreibung
von Anwendungen
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Das Aufschleudern der erfindungsgemäß verwendeten
pigmentierten Tinte auf das erfindungsgemäß verwendete Empfangselement
kann mit einem beliebigen Typ von Tintenstrahldruckern erfolgen,
wie mit den verschiedenen Typen von Tintenstrahldrucker mit kontinuierlich
austretendem Strahl ("continuous
ink jet printing")
oder Tropfen-auf-Abruf-Tintenstrahldruckern,
wie oben erläutert.
Die Erzeugung eines Rasterbildes und dessen Qualitätsauswertung
werden im nachstehenden Abschnitt der Beispiele erörtert.
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Das erhaltene gerasterte Tintenstrahlbild
kann als Maske für
die Belichtung eines beliebigen Typs von W-empfindlichen Druckplatten,
z. B. vorsensibilisierten Offsetdruckplatten wie OSAZOL, (Warenzeichen
von Agfa, OPS-Abteilung), Flexodruckplatten und Siebdruckmaterialien,
verwendet werden.
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In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird statt eines Rasterbildes ein aus Strichen mit einer UV-Dichte
von zumindest 3,5 bestehendes Strichbildmuster erzeugt, z. B. durch
CAD (Computer Aided Design, d. h. computerunterstützte Entwicklung),
und in einem Tintenstrahldruckzyklus benutzt. Ein solches Strichbildmuster
kann sodann als Maske für
die Belichtung einer Vorstufe einer gedruckten Leiterplatte (PCB)
verwendet werden. Eine solche PCB-Vorstufe ist in der Regel ein
fotopolymerisierbares Element, dessen nicht-belichtete Bereiche
nachher entfernt werden. Die verarbeitete PCB-Vorstufe wird dann
im Ätzschritt der
PCB-Herstellung
benutzt. Die bevorzugten Ausführungsformen
dieser alternativen Ausführungsform
sind die gleichen wie für
die Belichtung einer Druckplatte durch ein Rasterbild.
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In der einfachsten erfindungsgemäßen Ausführungsform
wird das Tintenstrahlbild direkt als Maske für die Belichtung einer Druckplatte
oder einer PCB-Vorstufe verwendet. Das Tintenstrahlbild kann aber
ebenfalls durch Aufkopieren auf ein Dupliziermaterial, vorzugsweise
einen fotografischen Kontaktfilm, in ein Spiegelbild umgewandelt
werden. Bevorzugte fotografische Kontaktfilme sind sogenannte Tageslichtfilme,
wie die von Agfa-Gevaert N. V. hergestellten Tageslichtfilme, die
in UV-armem Bürolicht
gehandhabt werden können.
Das Kopiebild wird dann im anschließenden Belichtungsschritt benutzt.
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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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Dieses Beispiel erläutert die
Tatsache, daß durch
Verwendung einer pigmentierten Tinte in den erfindungsgemäß verwendeten
Empfangselementen hohe UV-Dichten erzielbar sind.
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Die nachstehenden Muster der Empfangselemente
werden auf einen substrierten Polyethylenterephthalatträger aufgetragen
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Empfangselement 1
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Schicht 1 und Schicht 2 werden durch
Kaskadenbeschichtung auf einmal aufgetragen. Die erste Schicht,
die dem Träger
am nächsten
liegt, hat eine Naßschichtstärke von
100 μm,
die zweite Schicht eine Naßschichtstärke von
20 μm. Die
Schichten werden bei 50°C
getrocknet.
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Vergleichendes Empfangselement
1
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Schicht 3 wird durch Kaskadenbeschichtung
aufgetragen. Die Schicht hat eine Naßschichtstärke von 100 μm und wird
bei 50°C
getrocknet.
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Die Schichtzusammensetzungen sind
in Tabelle 1 aufgelistet.
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Die verschiedenen Tintenstrahl aufnehmenden
Elemente werden mit den Originaltintenpatronen dreier verschiedener
Drucker (vollflächig)
bedruckt, wobei als Tinte eine pigmentierte Schwarztinte auf Rußbasis für einen
HP850-Drucker, ein Schwarzgemisch aus Farbstoffen für einen
Epson 800-Drucker und ebenfalls ein Schwarzgemisch aus Farbstoffen
für einen
Canon 610-Drucker verwendet wird. Die Druckexperimente werden bei
Zimmertemperatur und 50%er RF durchgeführt. Die optische Dichte (UV)
wird 1 Tag nach dem Druck auf einem MacBeth TD904 gemessen. Die
OD-Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgelistet.
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Aus Tabelle 2 ist ersichtlich, daß nur das
mit der pigmentierten Tinte des HP850C-Druckers bedruckte Beispiel
eine optische Durchsichtsdichte (im W-Bereich) von mehr als 3,5
aufweist. Beim Druck mit einem Schwarzgemisch aus Farbstoffen, wie
das der Fall ist beim Epson 800 und Canon 610, ist die optische
Dichte (im W-Bereich) niedriger als 3,5.
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Beim Druck mit einer pigmentierten
Schwarztinte (HP850C) auf einem Empfangselement, das ein anderes
Bindemittel als ein N-halti ges Polymer enthält, ist die optische Dichte
(im UV-Bereich) sehr niedrig.