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Dokumentenidentifikation DE10065481B4 07.09.2006
Titel Druckverfahren, Druckplatte und Druckmaschine, in der die Druckplatte verwendet ist
Anmelder Ricoh Printing Systems, Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Sasaki, Hiroshi, Mito, Ibaraki, JP;
Shouji, Mitsuyoshi, Ibaraki, JP;
Kawashima, Kenichi, Hitachinaka, Ibaraki, JP;
Ito, Yutaka, Takahagi, Ibaraki, JP;
Mitsuya, Teruaki, Ibaraki, JP;
Hoshi, Nobuyoshi, Hitachinaka, Ibaraki, JP
Vertreter BEETZ & PARTNER Patentanwälte, 80538 München
DE-Anmeldedatum 28.12.2000
DE-Aktenzeichen 10065481
Offenlegungstag 20.09.2001
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 07.09.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 07.09.2006
IPC-Hauptklasse B41M 1/08(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B41N 3/03(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B41N 3/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B41N 3/06(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   B41N 1/08(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Drucken mit einer Druckfarbe auf Wasserbasis, eine Druckplatte hierfür und eine Druckmaschine, bei der die Druckplatte und wasserlösliche Druckfarbe verwendet werden.

Die japanische Offenlegungsschrift JP 310101/1996 offenbart die Erzeugung einer einem Bildmuster entsprechenden Schicht einer Druckfarbe auf Wasserbasis durch Zufuhr einer wasserlöslichen Druckfarbe zur Platte, die eine druckfarbenabweisende Substanz im Nicht-Druckbereich aufweist, und die Übertragung der dem Bildmuster entsprechenden Schicht der Druckfarbe auf Wasserbasis auf den zu bedruckenden Gegenstand. Die japanische Offenlegungsschrift JP 228066/1995 offenbart die Verwendung eines Pulvers einer nicht wasserlöslichen Zinkverbindung, das einer hydrophilen Behandlung unterzogen wurde, als Komponente der bildempfangenden Schicht für direkt druckende Offsetdruckplatten.

Mit Gravurdruckmaschinen oder Offsetdruckmaschinen lassen sich Auflagen von Werbedruckschriften und Büchern mit identischen Bildern in hoher Geschwindigkeit herstellen. Derartige Maschinen werfen jedoch bei der Handhabung der Bilder bei großer Typverschiedenheit in kleiner Auflage Probleme auf; hierbei sind nämlich erhebliche Zeit und Kosten zur Erzeugung der Platte erforderlich, und die Platte kann nicht zurückgewonnen werden. Es bestand daher ein Bedürfnis nach einer innovativen Idee einschließlich der Erfindung eines Druckverfahrens und einer Druckmaschine, mit denen die Rückgewinnung einer Platte möglich ist, um eine effektive Herstellung von Druckerzeugnissen zu erzielen, wenn Hunderte bis Tausende von Exemplaren gebraucht werden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Drucken mit einer Druckfarbe auf Wasserbasis, eine Druckplatte hierfür und eine Druckmaschine anzugeben, die eine leichte Erzeugung und Rückgewinnung der Druckplatte gewährleistet.

Die Aufgabe wird gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Die Unteransprüche betreffen bevorzugte Ausführungsformen.

Von den Erfindern der vorliegenden Erfindung wurden zahlreiche Arten von Druckverfahren untersucht, was zu dem Schluß führte, daß die obige Aufgabe gelöst werden kann, wenn eine einmal benutzte Platte wiedergewonnen werden kann und das Verfahren zur Plattenerzeugung einfacher gestaltet werden kann. Daher wurden zahlreiche Verfahren zur Erleichterung der Plattenerzeugung untersucht; dabei wurde festgestellt, daß es möglich ist, ein System herzustellen, mit dem die obige Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß eine Druckfarbe auf Wasserbasis, eine superdruckfarbenabweisende Platte und ein wasserlösliches Material zur Ausbildung eines latenten Bildes verwendet werden.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden im einzelnen erläutert: Der in der vorliegenden Beschreibung verwendete Ausdruck "super-druckfarbenabweisende Oberfläche" bedeutet, daß die Oberfläche die Ablagerung keines Druckfarbentröpfchens erlaubt, dessen Größe gleich oder größer ist als der kleinste Punkt beim Druckverfahren. Der kleinste Punkt bei der vorliegenden Druckmaschine war bei den Ausführungsformen 10 &mgr;m groß. In der vorliegenden Beschreibung ist diese Oberfläche als eine Oberfläche definiert, die ein Druckfarbentröpfchen abweist, dessen Größe größer ist als dieser Wert, nämlich 10 &mgr;m oder darüber, wenn die Oberfläche mit der Druckfarbe in Kontakt gebracht wird. Darüber hinaus definiert der Ausdruck "wasserlösliches Material", der in der vorliegenden Beschreibung verwendet ist, eine Substanz, die bei normaler Temperatur zu 100 % unendlich mit Wasser verdünnbar ist und sich auf der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche nicht ablagert.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Drucken von Bildern unter Verwendung einer wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis umfaßt folgende Schritte:

  • (A) Vorsehen einer Druckplatte mit einer gegenüber der wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis super-druckfarbenabweisenden Oberfläche, die aber das Aufbringen eines wasserlöslichen Materials mit einer Oberflächenspannung ≤ 50 mN/m erlaubt,
  • (B) Erzeugung eines latenten Bildes auf der Oberfläche der Druckplatte durch Aufbringen des wasserlöslichen Materials in den Bereichen, in denen die Druckfarbe abgelagert werden soll,
  • (C) Entwicklung des latenten Bildes durch Ablagerung der Druckfarbe lediglich auf den Bereichen der Druckplatte, in denen das wasserlösliche Material aufgebracht wurde, und
  • (D) Übertragung des entwickelten Bildes auf eine Unterlage oder einen Träger, wie Papier.

Die erfindungsgemäße Druckplatte zur Verwendung in Druckmaschinen zum Drucken von Bildern unter Verwendung einer wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis ist dadurch gekennzeichnet, daß

  • – sie eine gegenüber der wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis superdruckfarbenabweisende Oberfläche besitzt und
  • – in den Bereichen, in denen die Druckfarbe abgelagert werden soll, ein wasserlösliches Material mit einer Oberflächenspannung ≤ 50 mN/m aufweist.

Die erfindungsgemäße Druckmaschine, die insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist, dient zum Drucken von Bildern auf eine Unterlage oder einen Träger, wie Papier, unter Verwendung einer wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis;

sie weist auf:

  • (a) eine Druckplatte, die eine gegenüber der wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis super-druckfarbenabweisende Oberfläche aufweist, aber das Aufbringen eines wasserlöslichen Materials mit einer Oberflächenspannung ≤ 50 mN/m erlaubt,
  • (b) eine Vorrichtung zur Erzeugung eines latenten Bildes auf der Druckplatte durch Aufbringen des wasserlöslichen Materials in den Bereichen, in denen die Druckfarbe abgelagert werden soll,
  • (c) eine Entwicklungsvorrichtung zur Entwicklung des latenten Bildes durch Ablagerung von Druckfarbe lediglich auf den Bereichen der Druckplatte, in denen das wasserlösliche Material aufgebracht wurde, und
  • (d) eine Übertragungsvorrichtung zur Übertragung des entwickelten Bildes auf die Unterlage oder den Träger, insbesondere Papier.

1 ist eine schematische Darstellung, aus der hervorgeht, wie gemäß der vorliegenden Erfindung ein Bild erzeugt wird;

2 ist eine schematische Darstellung, aus welcher der Aufbau des Drucksystems gemäß der vorliegenden Erfindung hervorgeht;

3 ist eine schematische Darstellung, aus der ein Kopf zur Erzeugung eines latenten Bildes gemäß der vorliegenden Erfindung hervorgeht;

4 ist eine schematische Darstellung, aus welcher der Aufbau des Drucksystems gemäß Ausführungsform 3 hervorgeht, und

5 ist eine schematische Darstellung, aus welcher der Aufbau des Drucksystems nach Ausführungsform 4 hervorgeht.

1 zeigt das Verfahren zur Bilderzeugung unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Druckplatte. Der Verfahrensablauf entspricht der folgenden Reihenfolge: Erzeugung eines latenten Bildes auf einer Platte 1, Entwicklung und Übertragung. Die Oberfläche der Platte 1, auf der das latente Bild erzeugt wird, ist gegenüber der zu verwendenden Druckfarbe super-druckfarbenabweisend. Die Erzeugung des latenten Bildes umfaßt einen Schritt des Aufbringens eines wasserlöslichen Materials 2 auf dem mit Druckfarbe zu beschichtenden Teil der Oberfläche. Die Plattenoberfläche erlaubt die Ablagerung des wasserlöslichen Materials 2 darauf. Diese Figur zeigt, daß das wasserlösliche Material aus der Düse des Kopfs 3 zur Erzeugung des latenten Bildes durch das später erläuterte Ausspritzverfahren ausgestoßen und auf der Plattenoberfläche abgelagert wird. Es sei betont, daß das Verfahren zur Ablagerung des wasserlöslichen Materials nicht auf dieses Verfahren allein beschränkt ist. In der Entwicklungsphase wird die Platte 1 in ein mit Druckfarbe gefülltes Kissen 4 eingedrückt. Die Druckfarbe auf Wasserbasis wird lediglich auf dem Teil der Oberfläche der Platte 1 abgelagert, wo das wasserlösliche Material 2 abgelagert ist. Die Übertragung ist ein Schritt, bei dem das durch die Druckfarbe auf der Platte erzeugte Bild auf Papier 5 übertragen wird. Der Druckvorgang ist nun vollständig. Nach dem Drucken verbleibt Druckfarbe auf den Bereichen mit abgelagerter Druckfarbe und verbleibt als latentes Bild, da die Eigenschaft der Super-Druckfarbenabweisung verlorenging. Wenn mehrere Druckerzeugnisse mit dem gleichen Bild gedruckt werden sollen, werden lediglich die Schritte der Entwicklung und der Übertragung wiederholt, da das latente Bild für den Druck des zweiten Exemplars und die folgenden Exemplare bereits auf der Platte 1 erzeugt ist.

Durch Vorsehen eines Schrittes der Rückgewinnung der Platte 1 ist es ferner möglich, eine Platte vorzusehen, die, ähnlich wie beim organischen Photoleiter bei Laserprintern, zurückgewonnen werden kann. Druckfarbe und eine sehr kleine Menge des zur Erzeugung des latenten Bildes verwendeten wasserlöslichen Materials 2 sind nach Vervollständigung des Drucks einer geforderten Anzahl von Exemplaren auf der Platte 1 abgelagert.

Darüber hinaus besteht die Rückgewinnung, da die Eigenschaft der Super-Druckfarbenabweisung von den mit Druckfarbe belegten Bereichen verlorenging, aus zwei Schritten: der Entfernung der Druckfarbe (einschließlich einer sehr kleinen Menge des wasserlöslichen Materials) von der Oberfläche der Platte 1 und der Wiedererzeugung von Super-Druckfarbenabweisung. Hierzu werden ein Schritt des Waschens mit Wasser und ein Schritt des Trocknens durchgeführt. Der Schritt des Waschens mit Wasser dient zur Entfernung von auf der Oberfläche der Platte 1 verbliebener Druckfarbe und von wasserlöslichem Material 2. Die Druckfarbe und das wasserlösliche Material 2 sind wasserlöslich. Dementsprechend spritzt die Reinigungsvorrichtung 6 Wasser gegen die Platte 1, um Druckfarbe und wasserlösliches Material 2 von der Oberfläche der Platte 1 zu entfernen. Die Trocknung stellt einen Schritt dar, bei dem auf der Oberfläche der Platte 1 verbliebenes Wasser entfernt wird. Dies geschieht durch Heißluft aus einem Trockner 7. Auf diese Weise wird die Eigenschaft der Super-Druckfarbenabweisung auf der Oberfläche der Platte 1 wiederhergestellt, wodurch es möglich ist, einen neuen Bilddruckprozeß zu starten.

2 ist eine schematische Darstellung, aus welcher die Druckmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung hervorgeht. Der Verfahrensablauf erfolgt bei dieser Druckmaschine ebenfalls in folgender Reihenfolge: Erzeugung eines latenten Bildes auf der Platte, Entwicklung und Übertragung. Die Oberfläche der Platte 8, auf der das latente Bild erzeugt wird, ist super-druckfarbenabweisend. Die Erzeugung des latenten Bildes besteht in einem Schritt der Ablagerung eines wasserlöslichen Materials auf dem Teil dieser Oberfläche, wo Druckfarbe aufzubringen ist. Diese Figur zeigt, daß das wasserlösliche Material aus der Düse eines Kopfs 3 zur Erzeugung des latenten Bildes nach einem später zu erläuternden Verfahren ausgestoßen und auf der Oberfläche der Platte 8 abgelagert wird. Die Entwicklung besteht in einem Schritt des Aufbringens von Druckfarbe auf Wasserbasis auf lediglich den Bereich der Platte 8, wo wasserlösliches Material abgelagert wurde. Druckfarbe 9 wird aus einem Druckfarbentank 10 über eine Druckfarbentransportwalze 11 und eine Druckfarbenübertragungswalze 12 auf die Platte 8 aufgebracht. Die Übertragung besteht in einem Schritt der Übertragung des auf der Platte 8 durch die Druckfarbe 9 gebildeten Bildes auf Papier. Papier 13 wird durch Papiertransportwalzen 14 und 15 in eine Position zwischen der Platte 8 und der Übertragungswalze 16 zugeführt. Nach Durchführung des Übertragungsschrittes in dieser Position wird das Papier durch die Papiertransportwalzen 14 und 15 abgeführt. Der Druckvorgang ist nun vollständig. Wenn eine Vielzahl von Druckerzeugnissen mit dem gleichen Bild gedruckt werden sollen, werden lediglich die Schritte der Entwicklung und der Übertragung wiederholt, da das latente Bild für das zweite und die folgenden Exemplare bereits auf der Platte 8 ausgebildet ist.

Eine Platte, die ähnlich wie der organische Photoleiter eines Laserprinters zurückgewonnen werden kann, ist unter Verwendung einer Vorrichtung zur Rückgewinnung der Platte 8 erhältlich. Druckfarbe 9 ist nach Vervollständigung des Drucks einer geforderten Anzahl von Exemplaren auf der Platte 8 abgelagert. Darüber hinaus ist die Eigenschaft der Super-Druckfarbenabweisung in den Bereichen mit abgelagerter Druckfarbe verlorengegangen. Das bedeutet, daß die Rückgewinnung aus zwei Schritten besteht: der Entfernung der Druckfarbe 9 und der Wiedererzeugung der Super-Druckfarbenabweisung. Dabei handelt es sich um einen Schritt des Waschens mit Wasser und einen Trockenschritt. Der Schritt des Waschens mit Wasser dient zur Entfernung der auf der Oberfläche der Platte 8 verbliebenen Druckfarbe 9. Die Druckfarbe 9 ist wasserlöslich. Die Reinigungsvorrichtung 17 spritzt Wasser gegen die Platte 8, um Druckfarbe 9 von ihrer Oberfläche zu entfernen. Das durch das Waschen erzeugte Abwasser wird in einem Abwasserbehälter 18 gesammelt. Die Trocknung besteht in einem Schritt der Entfernung von auf der Oberfläche der Platte 8 verbliebenem Wasser.

Dies geschieht durch Heißluft aus einem Trockner 19. Hierdurch wird die Eigenschaft der Super-Druckfarbenabweisung auf der Oberfläche der Platte 8 wiederhergestellt, wodurch es möglich ist, einen neuen Bilddruckprozeß zu starten. Es kann vorkommen, daß die Platte 8 bei häufiger Rückgewinnung heiß wird, wobei dann die Platte durch ein Kühlgebläse gekühlt werden kann. Darüber hinaus kann eine Luftsperrvorrichtung 21 eingebaut werden, um die Heißluft vom Trockner 19 und die kalte Luft vom Kühlgebläse 20 voneinander zu trennen.

Im folgenden werden die Elemente, die Ausrüstung und Vorrichtung dazu, die bei jedem der Verfahren verwendet wurden, beschrieben.

(1) Plattenmaterial-Übersicht

1 zeigt eine plattenförmige Druckplatte (mit angebrachtem Griff zur leichten Handhabung). 2 zeigt eine trommelförmige Druckplatte; es kann jedoch auch eine bandförmige Druckplatte Verwendung finden. Die Platte ist konstruktiv so ausgebildet, daß die super-druckfarbenabweisende Oberfläche auf dem Substrat der Unterlage ausgebildet ist. Bei der Erzeugung der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche ist die zur Verbesserung einer festen Haftung am Substrat vorgesehene Schicht keiner Beschränkung unterworfen. Im Fall einer plattenförmigen Druckplatte ist eine Platte aus einem Metall wie Aluminium, rostfreiem Stahl oder Kupfer zur Verwendung geeignet, da sie nur schwer zu verbiegen und weniger bruchempfindlich ist als Glas. Bei einer trommelförmigen Druckplatte eignet sich ein Substrat aus Aluminium wegen der Korrosionsbeständigkeit und der Dichte. Zusätzlich können Eisen und Kupfer in Betracht gezogen werden, jedoch sind diese nicht geeignet, da sie an Luft einer allmählichen Korrosion unterliegen. Rostfreier Stahl wirft zwar keine Korrosionsprobleme auf, jedoch ist seine Dichte größer als die von Aluminium. Dieses Problem wird durch Verwendung einer dünneren Platte oder eines Motors mit höherem Drehmoment gelöst. Im Fall eines Endlosbandes ist es erforderlich, daß das Substrat im Hinblick auf den Langzeitbetrieb der Druckmaschine schwer zu verbiegen ist. Wenn keine Plastizität vorliegt, paßt es mit der Riemenantriebswalze nicht zusammen. In diesem Fall muß der Walzendurchmesser erhöht werden. Unter diesem Gesichtspunkt können Polyethylenterephthalat (PET) und Polytetrafluorethylen (PTFE) als Substratmaterialien erwähnt werden. Die Dicke wird auf 20 bis 200 Mikrometer (&mgr;m) festgelegt, wenn der Durchmesser der Bandantriebswalze 5 cm beträgt. Wenn eine größere Dicke Verwendung finden soll, kann der Walzendurchmesser erhöht werden.

Eine super-druckfarbenabweisende Oberfläche kann so erzeugt werden, daß auf das Substrat einer Platte, einer Trommel oder eines Endlosbandes ein Beschichtungsmedium, das die super-druckfarbenabweisende Oberfläche bildet, aufgetragen wird (im folgenden kurz als "super-druckfarbenabweisendes Beschichtungsmedium" bezeichnet). Die super-druckfarbenabweisende Oberfläche kann auch durch Aufbringen des super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums nach Aufrauhen des Substrats erzeugt werden. Darüber hinaus kann diese Oberfläche auch unter Verwendung eines Substrats aus einem fluorhaltigen Harz wie PTFE, Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer (ETFE) und Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (FEP) und Aufrauhen der Oberfläche erzeugt werden. Die Verwendung des super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums erlaubt die Erzeugung einer super-druckfarbenabweisenden Oberfläche durch einen einfachen Schritt der Beschichtung und der Erwärmung. Hierin liegt ein großer Vorteil. Im folgenden wird beschrieben, wie die super-druckfarbenabweisende Oberfläche mit dem super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmedium erzeugt wird.

(1-2) Super-druckfarbenabweisendes Beschichtungsmedium

Im folgenden werden Details zum super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmedium und zum Verfahren zu seiner Herstellung erläutert: Das super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium enthält mindestens vier Materialien: (1) ein druckfarbenabweisendes Material zur Erzielung der Super-Druckfarbenabweisung, (2) feine Partikel zur Erzielung von Unregelmäßigkeiten auf der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche, (3) ein Harz, um das super-druckfarbenabweisende Material und die feinen Partikel zusammenzuhalten, und (4) ein organisches Lösungsmittel, um sie gelöst und dispergiert zu halten. Diese Materialien unterliegen keinerlei Einschränkung, sofern die beschichtete Oberfläche zumindest Super-Druckfarbenabweisung zeigt. Im folgenden wird jedes dieser Materialien beschrieben:

(1-2-1) Harz

Das Harz kann zum Beispiel ein Epoxyharz, ein Polyimid, ein Glasharz, ein Styrol/Acryl-Harz oder ein Polyester sein, wobei keine Einschränkung vorliegt. Wenn allerdings die Druckbeständigkeit in Betracht gezogen wird, ist es bevorzugt, ein Harz zu verwenden, das durch Wärme gehärtet oder vernetzt wird, beispielsweise ein Epoxyharz, ein Melaminharz und ein Glasharz.

(1-2-2) Feine Partikel

Wenn feine Partikel teilweise oder vollständig in dem für das super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium verwendeten Lösungsmittel gelöst werden, können die erforderlichen Unregelmäßigkeiten auf der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche nicht erzeugt werden, so daß derartige feine Partikel nicht bevorzugt sind. Bevorzugte feine Partikel sind solche, die im Lösungsmittel kaum löslich sind.

Derartige Materialien sind anorganische Verbindungen wie SiO2, Al2O3 und TiO2 (Oxide sind stabiler). Beispiele für bevorzugte feine Partikel sind ferner Ferrit, der als Träger in Kopierern und Druckern verwendet wird, sowie Ruß, der als Adsorbens eingesetzt wird. Die feinen Partikel sollten einen mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 3 &mgr;m aufweisen. Wenn der Durchmesser kleiner als 0,01 &mgr;m ist, werden kaum Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche erzeugt. Wenn der Durchmesser größer als 3 &mgr;m ist, besteht die Tendenz zu einer Verringerung der physikalischen Festigkeit des super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums. Speziell zur Verbesserung der Super-Druckfarbenabweisung ist es bevorzugt, Partikel mit unterschiedlichen mittleren Korngrößen zu verwenden. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung überprüften diesen Punkt speziell und fanden heraus, daß die Super-Druckfarbenabweisung auf der Oberfläche ausgezeichnet ist, wenn das Verhältnis der mittleren Korngrößen zwischen Partikeln mit höherer Korngröße und Partikeln mit geringerer Korngröße im Bereich von 50 zu 1 bis 0,001 liegt.

(1-2-3) Druckfarbenabweisendes Material

Verbindungen, die eine langkettige Alkylgruppe enthalten, und Fluorverbindungen, die ein Fluoratom im Molekül aufweisen, können als druckfarbenabweisende Materialien eingesetzt werden. Von diesen Materialien sind fluorhaltige Verbindungen wegen ihrer Wirksamkeit bei der Verbesserung der Super-Druckfarbenabweisung bevorzugter.

Perfluoralkylverbindungen, Perfluorpolyetherverbindungen und durch Fluorgruppen substituierte aromatische Verbindungen sind als fluorhaltige Verbindungen erhältlich. Hiervon sind Perfluoralkylverbindungen und Perfluorpolyetherverbindungen hinsichtlich der Verbesserung der Super-Druckfarbenabweisung wirksamer. Beim Mischen mit dem Harz und anderen Bestandteilen zur Herstellung des super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums ist das Material bevorzugt, das sich im verwendeten Lösungsmittel löst oder damit mischbar ist, da hierdurch eine gleichmäßige Verteilung bei der Erzeugung des Beschichtungsfilms erzielt wird. Perfluoralkylverbindungen oder Perfluorpolyetherverbindungen mit höherem Molekulargewicht besitzen allerdings eine niedrige Löslichkeit im organischen Lösungsmittel, das durch ausgezeichnete Mischbarkeit mit dem Harz gekennzeichnet ist (Aceton, Methylethylketon, Dichlormethan, N,N-Dimethylformamid, N-Methylpyrrolidon, Isophoron). So ist es bevorzugt, Löslichkeit in diesen organischen Lösungsmittel durch Verknüpfung des geeigneten Rests an der Endgruppe sicherzustellen. Die Löslichkeit im organischen Lösungsmittel kann durch folgende Mittel erhöht werden: Hydroxylgruppen, wie etwa bei geradkettigen oder verzweigten Derivaten von Hexanol, Octanol, cis- oder trans-Cyclohexanol und Catechin, werden mit dem in ein Alkoholat wie etwa -ONa und -OK umgewandelten Material zur Reaktion gebracht, wodurch eine Bindung des Alkylhalogenidmaterials über eine Etherbindung erfolgt, wobei die Endgruppe der Perfluoralkylkette oder der Perfluorpolyetherkette ein Alkylhalogenidmaterial wie CH2I oder CH2Br ist (wobei das Material CH2Br) eine niedrigere Reaktivität als das Material CH2I aufweist). Es ist darüber hinaus auch möglich, die Löslichkeit im organischen Lösungsmittel wie folgt zu verbessern: Das Material, das Aminogruppen als Endgruppen aufweist (beispielsweise Anilin, geradkettiges oder verzweigtes Hexylamin, Octylamin und Decylamin), wird mit dem Alkylhalogenid umgesetzt, wodurch eine Bindung über die Aminbindung erzielt wird. Beispiele für Materialien mit Perfluoralkylketten und Endgruppen aus Alkylhalogeniden sind 2-(Perfluorbutyl)-ethyliodid, 2-(Perfluorhexyl)-ethyliodid, 2-(Perfluoroctyl)-ethyliodid, 2-(Perfluordecyl)-ethyliodid, 2-(Perfluor-5-methylhexyl)-ethyliodid, 2-(Perfluor-5-methyloctyl)-ethyliodid, 2-(Perfluor-5-methyldecyl)-ethyliodid, 2,2,3,3-Tetrafluorpropyliodid-1H-1H und 7H-Decafluorheptyldiiodid.

Löslichkeit in organischen Lösungsmittel kann auch durch folgenden Schritt aufrechterhalten werden: Das Material mit CH2OH als Endgruppe der Perfluoralkylkette oder der Perfluorpolyetherkette wird mit dem Material umgesetzt, das aus Alkylhalogeniden bestehende Endgruppen aufweist (z.B. Benzylbromid, geradkettiges oder verzweigtes Hexylbromid, Octylbromid und Decylbromid), wodurch eine Bindung über eine Etherbindung erzielt wird. Darüber hinaus kann die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln auch nach folgendem Verfahren beibehalten werden: Das Material mit Carboxylgruppen als Endgruppen (Benzoate, geradkettige oder verzweigte Hexansäure, Octansäure, Decansäure) wird mit dem Material mit CH2OH als Endgruppe an der Perfluoralkylkette oder der Perfluorpolyetherkette umgesetzt, wodurch eine Bindung über eine Esterbindung erzielt wird. Beispiele für das Material mit einer Perfluoralkylkette oder einer Perfluorpolyetherkette und einer CH2OH-Endgruppe sind 2-(Perfluorhexyl)-ethanol, 2-(Perfluoroctyl)-ethanol, 2-(Perfluordecyl-(decyl)-ethanol, 3-(Perfluorhexyl)-propanol, 3-(Perfluoroctyl)-propanol, 3-(Perfluordecyl)-propanol, DemnumTM SA und FombrinTM Z-DOL. Das Material auf der Basis von KrytoxTM 157FS besitzt eine Carboxyl-Endgruppe an der Perfluorpolyethergruppe. Diese Endgruppe kann mit Lithiumaluminiumhydrid reduziert und so in eine CH2OH-Gruppe umgewandelt werden. Dieses reduzierte Material kann auch als Material eingesetzt werden, das eine aus CH2OH bestehende Endgruppe aufweist.

Die Löslichkeit im organischen Lösungsmittel kann durch folgenden Schritt erhöht werden: Das Material mit einer Perfluoralkylkette oder einer Perfluorpolyetherkette mit einer Endgruppe aus COOH wird mit dem Material mit Aminogruppen als Endgruppen umgesetzt (z.B. mit Anilin, geradkettigem oder verzweigtem Hexylamin, Octylamin und Decylamin), wodurch eine Bindung über eine Amidobindung erzielt wird. Die Löslichkeit in organischen Lösungsmitteln kann ferner auch durch folgenden Schritt erhöht werden: Das Material mit Hydroxylgruppen als Endgruppen (die z.B. abgeleitet sind von geradkettigem oder verzweigtem Hexanol, Octanol, cis- oder trans-Cyclohexanol und Catechin) wird mit dem Material mit COOH als Endgruppe der Perfluoralkylkette oder Perfluorpolyetherkette umgesetzt, wodurch eine Bindung über eine Amidobindung erzielt wird. Beispiele für das Material mit COOH als Endgruppe der Perfluoralkylkette oder der Perfluorpolyetherkette sind Perfluorhexansäure, Perfluoroctansäue, Perfluordecansäure, 7H-Dodecafluorheptansäure, 9H-Hexadecafluornonansäure, Perfluorazelainsäure, DemnumTM SA, FombrinTM Z-DIAC sowie KrytoxTM 157FS-L, 157FS-M und 157FS-H.

Die Löslichkeit im organischen Lösungsmittel kann auch durch folgenden Schritt aufrechterhalten werden: Das Material mit einer Epoxygruppe als Endgruppe der Perfluoralkylkette oder Perfluorpolyetherkette wird mit dem Material mit einer Aminogruppe als Endgruppe und dem Material mit einer Hydroxylgruppe als Endgruppe umgesetzt, wodurch eine Bindung über verschiedene Bindungsarten erzielt wird. Beispiele für das Material mit einer Epoxygruppe als Endgruppe der Perfluoralkylkette oder Perfluorpolyetherkette sind 3-Perfluorhexyl-1,2-epoxypropan, 3-Perfluoroctyl-1,2-epoxypropan, 3-Perfluordecyl-1,2-epoxypropan, 3-(Perfluor-5-methylhexyl)-1,2-epoxypropan, 3-(Perfluor-5-methyloctyl)-1,2-epoxypropan, 3-Perfluor-5-methyldecyl)-1,2-epoxypropan, 3-(1H-1H,7H-decafluorheptyloxy)-1,2-epoxypropan sowie 3(1H-1H,9H-hexadecafluornonyloxy)-1,2-epoxypropan.

Von den oben angegebenen fluorhaltigen Verbindungen können die nachstehenden Verbindungen als Beispiele für Verbindungen genannt werden, die durch höhere Löslichkeit im organischen Lösungsmittel und ausgezeichnete Mischbarkeit mit dem Monomer des Epoxyharzes, das eines der bei der Erzeugung der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche verwendeten Harze darstellt, gekennzeichnet sind, wobei diese Verbindungen die Ausbildung der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche begünstigen.

Chemische Formel 1
  • Rf-(R)Z, wobei Rf folgende Struktur aufweist: F(CF(CF3)-CF2-O-)m-CF(CF3)CONN-, F(CF2-CF2-CF2-O-)m'-CF2-CF2-CONH-, oder
    worin m, m' und n' natürliche Zahlen sind

    und

    R- folgende Struktur aufweist:
    worin Z gleich 1 oder 2 ist.

Von diesen Verbindungen sind die nachstehenden Verbindungen 1 bis 11 aufgrund ihrer ausgezeichneten Mischbarkeit mit Glasharzen zusätzlich zu Epoxyharzen besonders bevorzugt.

Chemische Formel 2 Verbindung 1
Chemische Formel 3 Verbindung 2
Chemische Formel 4 Verbindung 3
Chemische Formel 5 Verbindung 4
Chemische Formel 6 Verbindung 5
Chemische Formel 7 Verbindung 6
Chemische Formel 8 Verbindung 7
Chemische Formel 9 Verbindung 8
Chemische Formel 10 Verbindung 9
Chemische Formel 11 Verbindung 10
Chemische Formel 12 Verbindung 11

Wenn das mittlere Molekulargewicht der Perfluorpolyetherkette für die Verbindungen 1 bis 8 1500 bis 5000, für die Verbindungen 9 und 10 2000 bis 9000 und für die Verbindung 11 2000 bis 5000 beträgt, ist die Mischbarkeit mit dem Monomer ausgezeichnet, und die Eignung für diese Verwendung sichergestellt.

Die Materialien KrytoxTM 157FS-L, 157FS-M oder 157FS-H sind Materialien mit Perfluorpolyetherketten mit einer wiederkehrenden Einheit -CF(CF3)-CF2O-. Die Materialien DemnumTM SH besitzen die wiederkehrende Einheit -CF2CF2CF2O-. Die Materialien FombrinTM Z-DIAC weisen eine wiederkehrende Einheit -CF2-CF2O- und -(CF2O)- auf.

Im Folgenden wird die Synthese fluorhaltiger Verbindungen erläutert.

(Synthese von Verbindung 1)

KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) wird in FC-72 (100 Gew.-Teile) von 3M Co., Ltd., gelöst, worauf Thionylchlorid (2 Gew.-Teile) und Dichlormethan (20 Gew.-Teile) zugegeben werden. Die Lösung wird 48 h unter Rühren am Rückfluß gehalten. Das Thionylchlorid und das FC-72 werden in einem Verdampfer abgedampft, wodurch das Carbonsäurechlorid-Derivat (25 Gew.-Teile von KrytoxTM 157-FS-L erhalten wird.

1,4-Bis(4-aminophenoxy)-benzol (29 Gew.-Teile) und Triethylamin (25 Gew.-Teile) werden in Dichlormethan (300 Gew.-Teile) gelöst. Die Lösung wird dann unter Rühren mit in Dichlormethan (100 Gew.-Teile) gelöstem Benzoylchlorid (14 Gew.-Teile) tropfenweise während 2 h versetzt. Danach wird nochmals 20 h gerührt. Die Reaktionslösung wird dann über Filterpapier filtriert; das Filtrat wird im Verdampfer aufkonzentriert. Die Lösung wird dann abgetrennt und durch Säulenchromatographie (WakogelTM C-200) gereinigt, wodurch Verbindung 12 (20 Gew.-Teile) erhalten wird, die auf einer Seite der Aminogruppe einen Benzolring aufweist.

Chemische Formel 13 Verbindung 12

Das Carbonsäurechlorid-Derivat von KrytoxTM 157FS-L (25 Gew.-Teile), Verbindung 12 (4 Gew.-Teile), Triethylamin (2 Gew.-Teile) und Dichlormethan (20 Gew.-Teile) werden zu FC-72 (100 Gew.-Teile) zugegeben. Dann wird 48 h unter Rühren am Rückfluß gehalten. Die Reaktionslösung wird dann über Filterpapier filtriert; das Filtrat wird 12 h stehengelassen. Die Dichlormethanschicht wird dann von der Oberfläche abgetrennt, worauf neues Dichlormethan (20 Gew.-Teile) zugegeben wird. Nach 1 h Rühren wird 12 h stehengelassen. Die Dichlormethanschicht wird anschließend von der Oberfläche entfernt, und das FC-72 in der unteren FC-72-Schicht wird durch einen Verdampfer und eine Vakuumpumpe abgedampft, wodurch die angestrebte Verbindung 1 (25 Gew.-Teile) erhalten wird.

(Synthese von Verbindung 2)

Verbindung 2 (35 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) DemnumTM SH verwendet wird (mittleres Molekulargewicht 3500) (35 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 3)

Verbindung 13 (25 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 12 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Benzoylchlorid (14 Gew.-Teile) 4-Phenoxybenzoylchlorid verwendet wird (23 Gew.-Teile).

Chemische Formel 14 Verbindung 13

Danach wird Verbindung 3 (25 Gew.-Teile) nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Verbindung 12 (4 Gew.-Teile) Verbindung 13 (5 Gew.-Teile) verwendet wird.

(Synthese von Verbindung 4)

Verbindung 4 (35 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 3 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) DemnumTM SH verwendet wird (mittleres Molekulargewicht 3500) (35 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 5)

Verbindung 14 (20 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 12 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von 1,4-Bis(4-aminophenoxy)-benzol (29 Gew.-Teile) 1,3-Bis(4-aminophenoxy)-benzol (29 Gew.-Teile) verwendet wird.

Chemische Formel 15: Verbindung 14

Verbindung 5 (25 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Verbindung 12 (4 Gew.-Teile) Verbindung 14 eingesetzt wird (4 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 6)

Verbindung 6 (3 5 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 5 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) DemnumTM SH (mittleres Molekulargewicht 3500) verwendet wird (35 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 7)

Verbindung 15 (21 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 12 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Benzoylchlorid (14 Gew.-Teile) 4-Phenoxybenzolsulfonylchlorid (18 Gew.-Teile) verwendet wird.

Chemische Formel 16 Verbindung 15

Verbindung 7 (25 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Verbindung 12 (4 Gew.-Teile) Verbindung 15 (5 Gew.-Teile) verwendet wird.

(Synthese von Verbindung 8)

Verbindung 8 wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 7 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) DemnumTM SH (mittleres Molekulargewicht 3500) verwendet wird (35 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 9)

Verbindung 16 (30 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 12 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von 1,4-Bis(4-aminophenoxy)-benzol (29 Gew.-Teile) 2,2-Bis(4-aminophenoxy)-phenylpropan verwendet wird (41 Gew.-Teile).

Chemische Formel 17 Verbindung 16

Verbindung 9 (25 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 1 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Verbindung 12 (4 Gew.-Teile) Verbindung 16 (7 Gew.-Teile) verwendet wird.

(Synthese von Verbindung 10)

Verbindung 10 wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 9 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) DemnumTM SH von (mittleres Molekulargewicht 3500) verwendet wird (35 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 11)

FombrinTM Z-DOL (mittleres Molekulargewicht 4000) (40 Gew.-Teile) wird in FC-72 (200 Gew.-Teile) gelöst. Dann werden N,N-Dicyclohexylcarbodiimid (5 Gew.-Teile), Verbindung 16 (13 Gew.-Teile) und Dichlormethan (100 Gew.-Teile) zugegeben, worauf 120 h gerührt wird. Nach Filtration der Reaktionslösung durch Filterpapier wird das Filtrat 12 h stehengelassen. Die Dichlormethanschicht wird dann von der Oberfläche entfernt und das FC-72 in der unteren FC-72-Schicht mit einem Verdampfer und einer Vakuumpumpe abgedampft, wodurch die angestrebte Verbindung 11 erhalten wird (40 Gew.-Teile).

(1-2-4) Verfahren zur Herstellung des super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums

Das super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium wird durch ausreichendes Mischen von vier Materialien hergestellt: organisches Lösungsmittel, das druckfarbenabweisende Material, feine Partikel und Harz. Zum Mischen kann eine der nachstehenden geeigneten Einrichtungen verwendet werden, wobei jedoch keine Einschränkung auf irgendwelche speziellen Einrichtungen vorliegt: Rührer, Rührstab, Rührvorrichtung und Ultraschallreiniger. Wenn eine Rührvorrichtung verwendet wird, kann bei der Herstellung der Beschichtung eine erhebliche Luftmenge eingebracht werden. Wenn das Substrat der Platte unter diesen Verhältnissen beschichtet wird, verbleiben Luftblasen auf der Oberfläche des Beschichtungsfilms. Der Beschichtungsfilm wird in diesem Zustand getrocknet; hierbei bilden sich auf der Oberfläche Unregelmäßigkeiten von etwa 0 bis 1 mm, wodurch die Auflösung bei der Bilderzeugung verringert wird. In diesem Fall kann das Beschichtungsmedium mit einem Ultraschallreiniger oder dergleichen in Vibration versetzt werden, wodurch das Gas daraus entfernt wird.

(1-3) Beschichtung mit dem druckfarbenabweisenden Material nach Aufrauhen der Substratoberfläche

Im folgenden wird das Verfahren zur Erzeugung der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche durch Beschichten mit dem druckfarbenabweisenden Material nach Aufrauhen der Substratoberfläche beschrieben:

Das Aufrauhen kann durch Schleifen der Oberfläche mit Sandpapier oder durch Sandstrahlen erzielt werden. Die Aufrauhung kann jedoch auch durch Aufbringen des Beschichtungsmediums, das darin verteilte feine Partikel geeigneter Größe enthält, erzielt werden. Wenn in diesem Fall die verwendeten feinen Partikel nur schlecht verteilt werden, muß eine Verbesserung durch Verwendung eines grenzflächenaktiven Mittels durchgeführt werden. Im einzelnen neigen nichtionische grenzflächenaktive Mittel zu einer größeren Mischbarkeit mit dem organischen Lösungsmittel als ionische grenzflächenaktive Mittel.

Das nach dem Aufrauhen durch Beschichtung aufzubringende druckfarbenabweisende Material umfaßt Verbindungen mit langkettiger Alkylgruppe und Fluorverbindungen, die Fluoratome im Molekül enthalten. Hiervon sind fluorhaltige Verbindungen im Hinblick auf die Verbesserung der Druckfarbenabweisung mehr bevorzugt. Darüber hinaus ist die Verwendung von Materialien, die zu einer chemischen Bindung mit der Oberfläche zusätzlich zur reinen Beschichtung führen, noch mehr bevorzugt, da hierdurch auch die Haltbarkeit verbessert wird. Beispiele hierfür sind Verbindungen mit den nachstehenden Strukturen: Rf-(CH2)3-Si(OR')3, wobei Rf folgende Struktur aufweist: F(CF(CF3)-CF2-O-)m-CF(CF3)CONH- oder F(CF2-CF2-CF2-O-)m'-CF2-CF2-CONH-, worin m und m' natürliche Zahlen sind,

und

R'CH3 oder C2H5 ist, Rf-(CH2)p-Si(OR')3, worin Rf folgende Struktur aufweist: F(CF2)q-, Rf''-Si(OR')3, worin Rf' folgende Struktur aufweist: H(CF2)r-, worin p, q und r natürliche Zahlen sind.

Im einzelnen können die nachstehenden Verbindungen 17 bis 25 erwähnt werden:

Chemische Formel 19 Verbindung 17
Chemische Formel 20 Verbindung 18
Chemische Formel 21 Verbindung 19
Chemische Formel 22 Verbindung 20
Chemische Formel 23 Verbindung 21
Chemische Formel 24 Verbindung 22
Chemische Formel 25 Verbindung 23
Chemische Formel 26 Verbindung 24
Chemische Formel 27 Verbindung 25

Die Verbindungen mit Perfluoralkylkette, mit Perfluorpolyetherkette und mit einer fluorhaltigen Gruppe oder einer Trifluormethylgruppe am aromatischen Ring werden fluorhaltige Verbindungen genannt. Hiervon sind die Verbindungen mit Perfluoralkylkette und die Verbindungen mit Perfluorpolyetherkette wirksamer hinsichtlich der Verbesserung der Druckfarbenabweisung. Darüber hinaus sind Verbindungen mit Wasserstoff als Endgruppe auf der einen Seite der Perfluoralkylenkette ebenso wirksam.

Wenn der Index q bei der Perfluoralkylkette zu klein ist, ist die Hydrophobie verringert. Im einzelnen sollte der Index vorzugsweise 3 oder mehr betragen. Die Hydrophobie wird auch verringert, wenn der Index r bei der Verbindung, die Wasserstoff als Endgruppe auf einer Seite der Perfluoralkylenkette enthält, zu klein ist. Im einzelnen beträgt der Index vorzugsweise 6 oder mehr. Die wasserabstoßende Wirkung wird ferner auch verringert, wenn das Molekulargewicht der Verbindung mit Perfluorpolyesterkette zu klein ist. Das Molekulargewicht beträgt vorzugsweise 800 oder mehr. Die Endgruppe der Perfluoralkylkette oder der Perfluorpolyetherkette weist eine Trialkyloxysilylgruppe wie eine Trimethoxysilylgruppe oder eine Triethoxysilylgruppe auf; dabei handelt es sich um eine Gruppe, die eine chemische Verbindung mit der aufgerauhten Oberfläche eingeht. Diese Gruppen sollen mit Hydroxylgruppen auf der Oberfläche bei Erwärmen reagieren und werden durch das Sauerstoffatom auf der Oberfläche gebunden. Wenn diese Verbindungen in eine warme und feuchte Umgebung gebracht werden, ist die Trialkoxysilylgruppe als Endgruppe durch Hydrolyse gefährdet. Daher werden diese Komponenten vorzugsweise in einem Kühlschrank gelagert. Die Verbindung mit einer Trimethoxysilylgruppe als Endgruppe ist noch hydrolyseempfindlicher als die Verbindung mit Triethoxysilylgruppe. Wenn die Lagerstabilität in Betracht gezogen wird, sind die Verbindungen mit Triethoxysilylgruppe als Endgruppe noch bevorzugter.

Die Beschichtung der aufgerauhten Oberfläche mit diesen Verbindungen kann durch Anwendung von Schleuderbeschichtungs- und Tauchbeschichtungsverfahren vorgenommen werden. Das verwendete Lösungsmittel ermöglicht vorzugsweise, die Verbindung darin zu lösen. Einige Verbindungen lösen sich in einem Lösungsmittel auf Alkoholbasis, reagieren jedoch mit dem in der Lösung befindlichen Wasser und führen zur Polymerisation. Dies kann zur Folge haben, daß die Beschichtungslösung eine verkürzte Anwendungszeit besitzt. In dieser Hinsicht ist ein Lösungsmittel auf Fluorbasis bevorzugt, da sich hierin Wasser nicht leicht löst. Außerdem ist die Oberflächenspannung von Lösungsmitteln auf Fluorbasis klein, so daß sich die Beschichtungslösung in einem sehr dünnen Film über die Oberfläche ausbreitet. Dies bedeutet den Vorteil, daß dünne Schichten erzeugt werden können. Beispiele für Lösungsmittel auf Fluorbasis sind die Handelsprodukte FC-72, FC-77, PF-5080, HFE-7100 und HFE-7200 von 3M®, sowie Vertrel® XF.

Die in der vorliegenden Beschreibung angegebenen fluorhaltigen Verbindungen 20 bis 25 sind als Handelsprodukte sind als erhältlich. Im folgenden wird das Verfahren zur Synthese der Verbindungen 17 bis 19 als noch verbleibende fluorhaltige Verbindungen erläutert:

(Synthese von Verbindung 17)

KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) wird in PF-5080 von 3M® (100 Gew.-Teile) gelöst, wonach Thionylchlorid (20 Gew.-Teile) zugegeben wird. Die Lösung wird 48 h unter Rühren am Rückfluß gehalten. Dann werden das Thionylchlorid und PF-5080 in einem Verdampfer verdampft, wodurch das Carbonsäurechloridderivat (25 Gew.-Teile) von KrytoxTM 157FS-L erhalten wird. Dann werden PF-5080 (100 Gew.-Teile), Saira AceTM S330 (3 Gew.-Teile) und Triethylamin (3 Gew.-Teile) hinzugefügt. Die Lösung wird dann 20 h bei Raumtemperatur gerührt. Die Reaktionslösung wird mit Radiolite FineflowTM A filtriert; das PF-5080 im Filtrat wird abgedampft, wodurch Verbindung 17 erhalten wird (20 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 18)

Verbindung 18 wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 17 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von KrytoxTM 157FS-L (mittleres Molekulargewicht 2500) (25 Gew.-Teile) DemnumTM SH (mittleres Molekulargewicht 3500) verwendet wird (35 Gew.-Teile).

(Synthese von Verbindung 19)

Verbindung 19 (20 Gew.-Teile) wird nach einem Verfahren ähnlich dem Verfahren zur Synthese von Verbindung 17 hergestellt mit dem Unterschied, daß anstelle von Saira AceTM S330 (3 Gew.-Teile) Saira AceTM S320 verwendet wird (3 Gew.-Teile).

(2) System zur Erzeugung des latenten Bildes (2-1) Übersicht

Dieses System ist dazu ausgelegt, das wasserlösliche Material auf der Platte abzulagern, wodurch die Hydrophilie im Ablagerungsbereich verbessert wird. Im Ergebnis wird Druckfarbe auf Wasserbasis dort abgelagert und das Bild erzeugt. Der Schritt der Ablagerung des wasserlöslichen Materials dient zur Bildung eines latenten Bildes auf der Plattenoberfläche. Dementsprechend muß das wasserlösliche Material beim Aufbringen auf die Platte in Form einer Flüssigkeit vorliegen. Selbst wenn es fest ist, kann es so in Form einer wäßrigen Lösung auf die Plattenoberfläche aufgebracht werden. Ein festes wasserlösliches Material kann jedoch auch durch Erhitzen und Schmelzen auf die Plattenoberfläche aufgebracht werden. Das System zum Aufbringen des wasserlöslichen Materials auf die Platte umfaßt ein Verfahren zur Abgabe des wasserlöslichen Materials aus einer Düse mit kleinem Durchmesser, wenn die Auflösung in Betracht gezogen wird (im folgenden als "Ausstoßverfahren" bezeichnet). Dieses Verfahren ist dahingehend bevorzugt, daß die Auflösung über die Größe und das Profil der ausgestoßenen Flüssigkeitströpfchen kontrolliert werden kann. Details zu diesem Verfahren werden weiter unten beschrieben. Darüber hinaus kann auch durch Aufbringen des wasserlöslichen Materials mit einem Filz, einer Bürste, mit Baumwolle, etc., auf die Platte ein Bild erzeugt werden. Bei diesem Verfahren ist die Auflösung durch die Größe der verwendeten Bürste bestimmt. Daher ist eine Verbesserung der Auflösung schwieriger als im Fall des Ausstoßverfahrens.

(2-2) Ausstoßverfahren

3 ist eine schematische Darstellung der beim Ausstoßverfahren verwendeten Vorrichtung (Kopf zur Erzeugung des latenten Bildes). Das wasserlösliche Material wird durch eine Piezoeinheit mit Druck beaufschlagt und aus einer Düse mit kleinem Durchmesser ausgestoßen. Die Piezoeinheit übt durch elektrische Signale Druck direkt auf das wasserlösliche Material aus. Hierdurch wird es möglich, eine hohe Empfindlichkeit beim Ausstoßen des Materials zu erzielen und eine leichte Regulierung des ausgestoßenen Volumens sicherzustellen. Im folgenden werden die speziellen Vorgänge erläutert:

Aus der Düse 22 des Kopfs zur Erzeugung des latenten Bildes wird wasserlösliches Material in Richtung auf den Bereich ausgestoßen, in dem die Platte mit Druckfarbe zu beschichten ist. Der Kopf zur Erzeugung des latenten Bildes weist einen Tank 23 für das wasserlösliche Material auf. Ein Schwamm 24 ist auf einer der Seiten des Tanks 23 angebracht. Das wasserlösliche Material dringt allmählich durch diesen Schwamm 24 hindurch in die Düse 22 ein und wird in Form eines dünnen Films zwischen einer bestimmten Seite der Düse und dem Diaphragma 25 verteilt (dünne Schicht 26 des wasserlöslichen Materials in 3). In diesem Fall ist die Größe der Düse 22 allerdings so festgelegt, daß sichergestellt ist, daß die Substanz nur dann ausgestoßen wird, wenn Druck vom Diaphragma 25 aufgebracht wird, wobei die Oberflächenspannung des wasserlöslichen Materials in Betracht gezogen wird. Im einzelnen sollte die Größe der Düse 100 &mgr;m nicht überschreiten. Zur Ausstoßung aus der Düse 22 kann das Diaphragma 25 konvex in Richtung zur Düse 22 hin durch die Piezoeinheit 27 deformiert werden. Das Diaphragma 25 drückt die dünne Schicht 26 des wasserlöslichen Materials zur Düse 22 hin. Daraufhin wird das wasserlösliche Material aus der Düse 22 ausgestoßen. Der Betrieb der Piezoeinheit 27 wird durch das Steuersystem 28 für die Piezoeinheit gesteuert. Der Kopf zur Erzeugung des latenten Bildes ist mit einer Riemenscheibe 29 ausgerüstet und wird durch einen an der Riemenscheibe 29 angreifenden Riemen 30 angetrieben. Wenn angenommen wird, daß sich die Platte in Richtung der y-Achse dreht, ist die Richtung, in welcher der Kopf durch den Riemen 30 angetrieben wird, die Richtung der x-Achse. Um eine stabile Bewegung in der Richtung der x-Achse zu erzielen, ist der Kopf mit einer Führungsschiene 31 ausgerüstet.

Hinsichtlich der Konstruktion des Kopfs zur Erzeugung des latenten Bildes ist es bevorzugt, wenn der Ort, wo die Piezoeinheit 27 Druck auf das Diaphragma 25 ausübt, in der Nähe der Ausstoßöffnung der Düse 22 liegt, wodurch die Regulierung des Tintenausstoßes verbessert wird. Volumen und Größe des auszustoßenden wasserlöslichen Materials hängen vom Innendurchmesser und der Größe der Düse 22 und dem Abstand zwischen der Platte und der Düse 22 ab. Bei der Herstellung ist es daher erforderlich, die Piezoeinheit 27 unter Einschluß dieser Faktoren einzustellen.

Erfahrungen ergaben, daß die Auflösung durch ein kleineres Ausstoßvolumen verbessert werden kann. Im einzelnen sollte das Ausstoßvolumen des wasserlöslichen Materials zur Erzeugung eines Punktes etwa 1·10–9 cm3 betragen, um eine Auflösung von 2400 dpi zu erzielen.

Während der Abgabe kann das wasserlösliche Material an der Düse 22 und im umgebenden Bereich abgelagert werden. Dieses Problem kann in gewissem Umfang durch Verbesserung der Flüssigkeitstrennung der Düse 22 gelöst werden. Eine der Lösungen dieses Problems besteht darin, die Düse 22 und ihre Umgebung mit einer wasserabstoßenden Oberflächenbehandlung zu versehen. Im einzelnen werden die Düse und ihre Umgebung mit einer fluorhaltigen Verbindung gemäß der Erfindung, wie etwa den Verbindungen 17 bis 25, behandelt, wonach anschließend erhitzt wird.

(2-3) Wasserlösliches Material

Das wasserlösliche Material muß zuerst auf die Plattenoberfläche aufgebracht werden. Zur Erfüllung dieses Erfordernisses weist die Substanz vorzugsweise eine kleinere Oberflächenspannung auf. Im einzelnen beträgt die Oberflächenspannung vorzugsweise 50 mN/m oder weniger. Die Substanz darf die Plattenoberfläche nicht anquellen oder anschmelzen. Darüber hinaus kann für die Oberfläche der Platte, die unter Verwendung eines super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums hergestellt wird, keine Substanz verwendet werden, in der sich das druckfarbenabweisende Material löst. Von den druckfarbenabweisenden Materialien können beispielsweise die Verbindungen 1 bis 11 nicht verwendet werden, da sie sich in Lösungsmitteln auf Ketonbasis (Aceton, Methylethylketon, Cyclohexanon) lösen.

Wenn darüber hinaus eine Substanz hoher Flüchtigkeit verwendet wird, besteht das Problem, daß das latente Bild verschwindet, bevor die Druckfarbe anhaftet. Beispiele für derartige Substanzen sind Methanol, Ethanol, Propanol, Isopropanol, Isobutanol und t-Butanol. Ferner weisen organische Substanzen, die eine Aminogruppe aufweisen, wie Ethylamin, Diethylamin, Triethylamin und Tributylamin, einen unangenehmen Geruch auf und sind daher für die Praxis ungeeignet.

Untersuchungen im Rahmen der Erfindung ergaben, daß bevorzugte Substanzen Verbindungen auf Glykolbasis sind, wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Triethylenglykol, Tetraethylenglykol, Propylenglykol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonopropylether, Diethylenglykolmonomethylether und Diethylenglykolmonoethylether. Sie sind weniger flüchtig und weisen einen nicht so unangenehmen Geruch auf.

Für die obigen Zwecke können ferner auch wäßrige Lösungen von hydrophilen Hochpolymeren, wie Polyvinylalkohol, Polyethylenimin, Polyacrylsäure und Polyallylamin, verwendet werden. Wenn diese Polymeren allerdings in einer sehr hohen Konzentration vorliegen, wird auch die Viskosität hoch; daher tritt ein hoher Widerstand bei der Ausstoßung aus der Düse auf. Diese Substanzen sind nur schwer auszustoßen. Wenn ferner die Konzentration zu gering ist, kann die Substanz nicht leicht auf der Platte abgeschieden werden. Die Konzentration variiert in Abhängigkeit von der Art des Harzes und seinem mittleren Molekulargewicht. Im Fall von Polyvinylalkohol werden ausgezeichnete Ausstoßeigenschaften und Ablagerungseigenschaften bei einer Konzentration von 3 bis 10 Gew.-% erzielt. Substanzen mit höherem mittlerem Molekulargewicht besitzen ferner bei gleicher Konzentration eine höhere Viskosität; daher ist eine niedrigere Konzentration bevorzugt. Es ist festzustellen, daß bei einem hydrophilen Polymer in Lösung jedoch die Viskosität ansteigt, wenn Wasser verdampft. Daher sind solche Materialien nur schwer auszustoßen. Dementsprechend sind organische Flüssigkeiten wie Ethylenglykol, die in Substanz verwendet werden können, mehr bevorzugt als wäßrige Lösungen von hydrophilen Polymeren. In Tabelle 1 sind einige ausgewählte Eigenschaften wasserlöslicher Materialien, die untersucht wurden, zusammengestellt.

Tabelle 1 Eigenschaften von zur Erzeugung eines latenten Bildes verwendeten wasserlöslichen Materialien
  • (1) Ausstoßbarkeit aus der Düse bezeichnet mit "o". Keine oder nur geringe Ausstoßbarkeit bezeichnet mit "x".
  • (2) Entwickelbarkeit 10 min nach Erzeugung des latenten Bildes bezeichnet mit "o". Keine Entwickelbarkeit bezeichnet mit "x". Nicht aus der Düse ausgestoßenes Material nicht untersucht, da die Rückhaltekraft nicht abgeschätzt werden kann.
  • (3) "x" bezeichnet Geruch des wasserlöslichen Materials anhand der Bewertung durch zehn zufällig ausgewählte Personen. "o" bezeichnet, daß von keiner Testperson Geruch festgestellt wurde.
  • Durchmesser 10 &mgr;m, Ausstoßvolumen 1·10–9 cm3.

(3) Entwicklung

Es ist vorgesehen, daß die Druckfarbe auf den Bereichen der Platte abgeschieden wird, wo das wasserlösliche Material aufgebracht wurde. Im folgenden werden die Eigenschaften der Druckfarbe erläutert, die erforderlich sind, um dieses Ziel zu erreichen, ferner das System zur Ablagerung der Druckfarbe auf der Platte (Entwicklungssystem).

(3-1) Eigenschaften der Druckfarbe

Die Oberflächenenergie der verwendeten Druckfarbe muß groß genug sein, um sicherzustellen, daß die Druckfarbe nicht in Bereichen abgelagert wird, in denen kein wasserlösliches Material auf der Platte abgeschieden wurde. Aus diesem Grund sollte, wo immer möglich, kein grenzflächenaktives Mittel für die Druckfarbe verwendet werden. Die erforderliche Oberflächenenergie variiert entsprechend der Druckfarbenabweisung der Platte. Sie kann daher nicht allgemein angegeben werden, jedoch kann Druckfarbe mit niedrigerer Oberflächenenergie verwendet werden, wenn die Druckfarbenabweisung der Platte höher ist.

Wenn die Rückgewinnung der Platte in Betracht gezogen wird, muß die Druckfarbe durch Waschen mit Wasser von der Platte entfernt werden. Dementsprechend muß die Druckfarbe wasserlöslich sein. Darüber hinaus ist die Viskosität der Druckfarbe vorzugsweise niedriger, um ein wirksames Waschen mit Wasser sicherzustellen. In diesem Fall niederer Viskosität wird allerdings Druckfarbe verspritzt, was zu einer Kontamination im Inneren des Systems führt, wenn die Platte mit hoher Geschwindigkeit angetrieben wird. Daher muß vorsichtig vorgegangen werden, um diesen Effekt zu vermeiden.

(3-2) Entwicklungssystem

Das System zum Aufbringen von Druckfarbe auf die Platte ist so ausgelegt, daß sichergestellt ist, daß Druckfarbe aus dem Druckfarbentank in den Bereichen der Platte abgelagert wird, in denen das wasserlösliche Material abgelagert wurde. Zur Erzielung eines latenten Bildes mit hoher Auflösung ist es wichtig, das Volumen der aufzubringenden Druckfarbe zu kontrollieren. Gemäß 2 wird Druckfarbe aus dem Druckfarbentank 10 durch eine Druckfarbentransportwalze 11 einer Druckfarbenübertragungswalze 12 zugeführt. Eine hohe Auflösung kann auch durch Kontrolle des Volumens an Druckfarbe 9 erzielt werden, die durch die Druckfarbentransportwalze 11 transportiert werden soll.

Um das latente Bild, welches das wasserlösliche Material enthält, nicht zu beschädigen, ist es bevorzugt, den Druck der Druckfarbenbeschichtungswalze im Kontakt mit der Platte zu minimieren. In diesem Zusammenhang kann eine adäquate Menge an Druckfarbe, wenn diese eine niedere Viskosität aufweist, auf die Platte aufgebracht werden, indem die Platte direkt in den Druckfarbentank eingetaucht wird. Ein Beispiel hierfür ist in 1 gegeben.

(4) Übertragungssystem

Die Übertragung stellt einen Schritt dar, der gewährleistet, daß das auf der Platte entwickelte Druckfarbenbild auf Papier übertragen wird. In diesem Fall kann ein Schlupf zwischen der Platte und dem Papier dadurch vermieden werden, daß sichergestellt wird, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Platte die gleiche ist wie die Umfangsgeschwindigkeit der Papiertransportwalze, wodurch eine Störung des Bildes verhindert wird. Eine drastische Verbesserung der Wasserfestigkeit kann durch Auflaminieren eines Harzes auf die Oberfläche des übertragenen Bildes erzielt werden, auch wenn eine Druckfarbe auf Wasserbasis für das Bild verwendet wird.

Zur Erzielung hervorragender Bilder kann Papier verwendet werden, das ein Eindringen der Druckfarbe in Dickenrichtung erlaubt, zusätzlich zur Kontrolle des übertragenen Volumens an Druckfarbe. Darüber hinaus kann die gleichzeitige Verwendung der Einrichtung zur Erwärmung der Übertragungswalze und der Plattenoberfläche als wirksame Maßnahme zur Sicherstellung einer raschen Trocknung der Druckfarbe erwähnt werden. Im einzelnen ist es möglich, eine innerhalb der Platte oder der Übertragungswalze angeordnete Heizung in Betracht zu ziehen, um die Oberfläche der Platte oder der Übertragungswalze zu erwärmen. Wenn die Oberflächentemperatur so kontrolliert wird, daß sie 80 °C nicht übersteigt, tritt keine zu hohe Temperatur an der Oberfläche auf, und die Druckfarbe und das wasserlösliche Material werden nicht getrocknet. Dadurch kann die Druckfarbe in wirksamer Weise auf das Papier übertragen werden.

Wenn die Oberflächenspannung der Druckfarbe klein ist, kann es schwierig sein, die auf der Platte befindliche Druckfarbe auf Papier zu übertragen. In diesem Fall wird die Übertragung der Druckfarbe dadurch erleichtert, daß die entwickelte Platte Dampf ausgesetzt wird. Es wird angenommen, daß der Dampf in die Druckfarbe hinein gelöst wird und so die Oberflächenspannung der Druckfarbe erhöht wird mit dem Ergebnis, daß die Ablagerung von Druckfarbe auf der Platte verringert ist.

(5) Plattenrückgewinnungssystem

Zur Erzeugung eines neuen Bildes auf der Platte nach Vervollständigung der Übertragung stehen zwei Methoden zur Verfügung: (1) Ersetzen der Platte durch eine neue Platte sowie (2) Rückgewinnung der Platte nach dem im folgenden beschriebenen Verfahren. Nach Abfluß des Drucks einer vorgegebenen Anzahl von Exemplaren verbleibt abgelagerte Tinte auf der Platte (es wird angenommen, daß auch eine sehr kleine Menge wasserlösliches Material zurückbleibt). Darüber hinaus liegt in den Bereichen mit abgelagerter Druckfarbe keine Super-Druckfarbenabweisung mehr vor. Dies bedeutet, daß die Rückgewinnung ein Prozeß mit zwei Funktionen ist: Die Entfernung der Druckfarbe und die Wiedererzeugung der Super-Druckfarbenabweisung. Dieses Verfahren besteht aus einem Schritt des Waschens mit Wasser und einem Schritt der Trocknung. Im folgenden werden die Details erläutert:

(5-1) Waschen mit Wasser

Das Waschen mit Wasser stellt einen Schritt dar, in dem die verbleibende Druckfarbe (und eine geringe Menge an wasserlöslichem Material) von der Plattenoberfläche entfernt wird. Da die Druckfarbe wasserlöslich ist, kann sie mit Wasser weggewaschen werden. Der Wasserauslaß sollte so ausgebildet sein, daß sichergestellt ist, daß das Wasser nicht über die gesamte Platte aufgebracht wird. Der Wasserauslaß wird mit einem feinen Netz bedeckt, so daß feine Wassertröpfchen auf die Platte gelangen, oder der Auslaß wird als Sprayauslaß verwendet, um einen Wassernebel auf die Platte aufzubringen. Diese Methoden sind wirkungsvoll. Bei Druckmaschinen, bei denen die Platte zurückgewonnen wird, muß eine Aufnahmeschale vorgesehen werden, die das beim Waschen mit Wasser erzeugte Waschwasser aufnimmt.

Die gleichzeitige Verwendung der Aufnahmepfanne und eines Sauggebläses verbessert die Vermeidung eines Eintritts von Waschlösung in das System. Nahezu das gesamte im Waschschritt erzeugte Abwasser besteht aus Wasser und kann verdampft oder dadurch wiederverwendet werden, daß es durch Aktivkohle geleitet wird.

(5-2) Trocknung

Die mit Wasser gewaschene Platte kann nach Trocknen wiederverwendet werden. Die Trocknung stellt einen Schritt dar, in dem während des Prozesses des Waschens mit Wasser an der Platte anhaftendes Wasser entfernt wird. Die Platte weist ursprünglich eine super-druckfarbenabweisende Oberfläche auf. Die super-druckfarbenabweisende Oberfläche enthält feine Unregelmäßigkeiten und ist schwieriger zu trocknen als eine flache Platte. In diesem Fall ist es wirkungsvoll, Heißluft auf die Plattenoberfläche zu blasen. Die Wassertropfen werden durch die Heißluft weggeblasen, und eine sehr kleine Menge an verbleibendem Wasser wird verdampft, wodurch eine rasche Trocknung sichergestellt wird. Zur Gewährleistung einer raschen Wasserverdampfung ist Heißluft bevorzugt, die eine Temperatur von 120 °C oder mehr aufweist. In diesem Fall muß allerdings die maximale Temperatur der Heißluft unter der Temperatur der Hitzebeständigkeit der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche gehalten werden. Es ist ferner auch möglich, eine heiße Walze zu verwenden, wie sie beim Schritt der Tonerfixierung bei Laserdruckern und Kopierern verwendet wird. In diesem Fall muß die Maximaltemperatur der Heißluft ebenfalls unter der Temperatur der Hitzefestigkeit der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche gehalten werden.

Weiterhin kann nahezu das gesamte Wasser durch Abblasen der Plattenoberfläche mit Druckluft aus einem Luftkompressor entfernt werden. Die Anwendung dieses Verfahrens verringert die Zeitdauer des nachfolgenden Schrittes der Aufheizung der Platte mit Heißluft und führt auch zu Energieeinsparung wegen niedrigerer Temperatur der Heißluft.

Bei übermäßigem Heizen im Trocknungsschritt tritt das Problem auf, daß die beim nachfolgenden Entwicklungsschritt abgelagerte Druckfarbe vor der Übertragung getrocknet wird. Um dies zu vermeiden, kann es nötig sein, die Platte vor der Erzeugung des latenten Bildes zu kühlen. Zur Kühlung ist ein Gebläse wirkungsvoll, da es eine gleichmäßige Kühlung der gesamten Plattenoberfläche gewährleistet. In diesem Fall ist es bevorzugt, eine Luftsperrvorrichtung vorzusehen, um die Wirkung der Heißluft aus dem Trockner niedrig zu halten. Hierdurch werden eine wirksame Trocknung der Platte durch einen Trockner und die Kühlung der Platte durch ein Kühlgebläse sichergestellt.

Die Super-Druckfarbenabweisung der Plattenoberfläche wird durch Vornahme dieses Verfahren wieder hergestellt, und ein neuer Druckprozeß kann gestartet werden.

Das Verfahren zur Bilderzeugung und die Druckmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung gewährleisten, daß Druckfarbe auf der Plattenoberfläche, die durch Super-Druckfarbenabweisung gekennzeichnet ist, durch Aufbringen eines wasserlöslichen Materials auf einem gewünschten Bereich abgeschieden wird, so daß ein latentes Bild erzeugt wird. Im nachfolgenden Entwicklungsschritt wird Druckfarbe auf Wasserbasis lediglich in dem Bereich abgeschieden, in dem das wasserlösliche Material aufgebracht wurde, nicht aber in einem Bereich, in dem kein wasserlösliches Material vorliegt. Anschließend wird das entwickelte Bild auf das Papier übertragen, wodurch der gesamte Druckschritt abgeschlossen ist. Wenn ein und dasselbe Bild auf zahlreichen Kopien erzeugt werden soll, wird der Schritt der Erzeugung des latenten Bildes weggelassen, und es werden nur die Schritte der Entwicklung und der Übertragung vorgenommen. Die Rückgewinnung der Platte kann durch Entfernen der Druckfarbe durch Waschen mit Wasser und Trocknen der Platte durch Wärme und Luftstrom erzielt werden. Hierdurch wird die Plattenerzeugung erleichtert und die Rückgewinnung der Platte ermöglicht.

Darüber hinaus wird hierdurch ein Verfahren zur Bilderzeugung unter Verwendung von Druckfarbe auf Wasserbasis und einer Druckmaschine ermöglicht. Im folgenden wird die vorliegende Erfindung unter Bezug auf Ausführungsformen im einzelnen erläutert; die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf derartige Ausführungsformen beschränkt.

(Ausführungsform 1)

Im folgenden wird ein Verfahren zur Herstellung eines super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums beschrieben, das Verwendung findet, wenn die Platte erzeugt wird: Epoxyharz (Ep1004TM)(44 Gew.-Teile), Phenolharz (Maruka LyncurTM M) (30 Gew.-Teile) und ein Katalysator (Handelsbezeichnung: TEA-K) (1 Gew.-Teil) werden in einem Lösungsmittel gelöst, das aus einem Gemisch von Methylethylketon (950 Gew.-Teile) und Ethylenglykolmono-n-butyletheracetat (50 Gew.-Teile) besteht. Anschließend wird Verbindung 1 (2 Gew.-Teile) als fluorhaltige Verbindung zugegeben, worauf ausreichend gerührt wird. Danach werden Aerosil® 130 (mittlere Korngröße etwa 16 nm) (8 Gew.-Teile) und Nipsil®E-220A (mittlere Korngröße etwa 1,5 &mgr;m) (8 Gew.-Teile) hinzugefügt, worauf ausreichend gerührt wird; hierdurch wird das super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium erhalten.

Im folgenden wird beschrieben, wie die Platte hergestellt wird:

Eine 1 mm dicke Aluminiumtafel (20 × 20 mm) mit einem L-förmigen Griff (eine Seite: 5 mm) wie in 1 wird 10 s in das super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium eingetaucht. Anschließend wird die Tafel mit einer Geschwindigkeit von 3 cm/s herausgezogen. Diese Tafel wird dann 30 min auf eine Temperatur von 120 °C und 45 min auf 180 °C erhitzt. Nach dem Abkühlen der Tafel auf normale Temperatur zeigt der Bereich der Tafel, in dem das super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium haftet, Super-Druckfarbenabweisung. Auf diese Weise wird aus einer Tafel als Substrat eine Platte erzeugt.

Auf dieser Platte wird durch Abgabe von Ethylenglykol als wasserlöslichem Material 2 aus dem Kopf 3 zur Erzeugung des latenten Bildes auf diese Platte ein latentes Bild erzeugt, wie in (A) von 1 dargestellt ist. Ethylenglykol ist unendlich verdünnbar mit Wasser. Der Ausstoßkopf 3 weist einen Innendurchmesser von 10 &mgr;m bei einem Ausstoßvolumen von 1·10–9 cm3 auf. Auf diese Weise kann eine Druckplatte für die Druckmaschine unter Verwendung von Druckfarbe auf Wasserbasis hergestellt werden. Im vorliegenden Fall beträgt der Durchmesser des kleinstmöglichen Punktes im latenten Bild 12 &mgr;m.

Zur Überprüfung, ob diese Platte als Druckplatte geeignet ist oder nicht, wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung versucht, eine Entwicklung und eine Übertragung auf Papier durchzuführen. Die Platte wurde in Druckfarbe auf Wasserbasis in das in 1 bei (B) dargestellte Kissen 4 eingedrückt. Die Druckfarbe wurde lediglich in dem Bereich abgelagert, in dem wasserlösliches Material 2 aufgebracht war, mit dem Ergebnis, daß das latente Bild durch die Druckfarbe entwickelt wurde. Das entwickelte Bild wurde dann mit Papier 5 in Kontakt gebracht, wie in 1(C) dargestellt ist. Dies führte dazu, daß die Druckfarbe auf der Platte auf das Papier 5 übertragen wurde. Im vorliegenden Fall betrug der kleinstmögliche Punkt des übertragenen Bildes 10 &mgr;m.

Der obige Versuch erwies, daß die Druckplatte nach dieser Ausführungsform als Druckplatte einer Druckmaschine geeignet ist, bei der ein Bild unter Verwendung von Druckfarbe auf Wasserbasis erzeugt wird. Wenn ein und dasselbe Bild auf einer Vielzahl von Exemplaren erzeugt wurde, wurde der Schritt der Erzeugung des latenten Bildes für das zweite Exemplar und die folgenden Exemplare weggelassen, und ein Bild konnte lediglich durch Entwicklung und Übertragung erzeugt werden.

Nach der Übertragung wurde mit der Reinigungsvorrichtung 6 destilliertes Wasser auf die Oberfläche der Platte gesprüht, wodurch sichergestellt wurde, daß die verbliebene Druckfarbe weggewaschen wurde, wie in (D) von 1 dargestellt ist. Danach wurde 30 s Heißluft von einem Trockner 7 (Leistungsaufnahme 1000 W) angewandt, um die Platte zu trocknen, wie in (E) von 1 dargestellt ist. Nach dem Trocknen zeigte die Platte wieder Super-Druckfarbenabweisung. Unter Verwendung dieser Platte wurden die Schritte (A) bis (C) von 1 wieder durchgeführt. Im Ergebnis konnte das gleiche Bild wie oben erhalten werden.

Aus der obigen Erläuterung ist ersichtlich, daß die Druckplatte gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Waschen und Trocknen zurückgewonnen werden kann. Die Rückgewinnung der Platte bedeutet, daß die Platte wiederholt verwendet werden kann. Dies führt zu einer Verringerung der Kosten der Platte beim Drucken.

(Bezugsbeispiel 1)

Unter Verwendung der gleichen aus Aluminium hergestellten Tafel wie in Ausführungsform 1 wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung versucht, ein Bild zu erzeugen und die Platte zurückzugewinnen, wie in (A) bis (E) von 1 dargestellt ist, mit dem Unterschied, daß kein super-druckfarbenabweisendes Beschichtungsmedium aufgebracht wurde. Zur Entwicklung eines latenten Bildes nach seiner Erzeugung wurde die Platte aber in das Druckfarbe auf Wasserbasis enthaltende Kissen eingetaucht, wobei festgestellt wurde, daß die Druckfarbe auf nahezu der gesamten Oberfläche abgelagert wurde. Dies bedeutet, daß eine Entwicklung entsprechend dem latenten Bild nicht erzielt werden konnte. Daher konnte das angestrebte Bild nicht durch Übertragung dieses Bildes erzeugt werden. Hieraus ergab sich, daß es zur Erzeugung eines Bildes durch die Druckplatte gemäß der Erfindung erforderlich ist, daß die Platte super-druckfarbenabweisend ist.

(Bezugsbeispiel 2)

Unter Verwendung der gleichen aus Aluminium hergestellten Tafel wie in Ausführungsform 1 wurde im Rahmen der vorliegenden Erfindung versucht, ein Bild zu erzeugen und die Platte zurückzugewinnen, wie in (A) bis (E) von 1 dargestellt, mit dem Unterschied, daß anstelle von Ethylenglykol als wasserlösliches Material Rüböl verwendet wurde. Im vorliegenden Fall wurden Rüböl und Wasser in gleichen Mengen gemischt und gerührt und stehengelassen; sie trennten sich dann in zwei Schichten. Das Rüböl löst sich nämlich kaum in Wasser, geschweige denn, daß unendliche Verdünnbarkeit vorliegt. Dies zeigt, daß Rüböl nicht zu den wasserlöslichen Materialien gemäß der vorliegenden Beschreibung gehört. Nach Erzeugung eines latenten Bildes, Entwicklung und Übertragung wurde die Platte ähnlich wie im Fall von Ausführungsform 1 mit Wasser gewaschen und anschließend getrocknet. Das latente Bild aus Rüböl verblieb auf der Oberfläche der Platte. Der Bereich, in dem das Rüböl auf der Platte aufgebracht war, zeigte keine Super-Druckfarbenabweisung. Daher wurden die Erzeugung eines latenten Bildes, die Entwicklung und die Übertragung unter Verwendung dieser Platte nochmals versucht. Ein Teil des zuvor erzeugten Bildes überlagerte das Bild.

Dies zeigte, daß die Erzeugung eines Bildes durch die Druckplatte gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung eines wasserlöslichen Materials erfordert, wenn das latente Bild erzeugt werden soll.

(Ausführungsform 2)

Im folgenden wird die Ausführungsform einer Druckmaschine erläutert, bei der ein Druckplattenmechanismus eingebaut ist. Zunächst wird beschrieben, wie die zu verwendende Platte hergestellt wird: Eine aus Aluminium hergestellte Hülse mit einem Außendurchmesser von 20 cm und einer Länge von 22 cm wird in das in Ausführungsform 1 hergestellte super-druckfarbenabweisende Beschichtungsmedium eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von 3 cm/s herausgezogen. Diese Aluminiumhülse wird 30 min auf 120 °C und dann 45 min auf 180 °C erhitzt. Nach Abkühlen der Aluminiumhülse auf normale Temperatur zeigt der Bereich der Aluminiumhülse, wo super-druckfarbenabweisendes Beschichtungsmedium aufgebracht wurde, Super-Druckfarbenabweisung. In dieser Weise wird aus einer Aluminiumhülse als Substrat eine Platte erzeugt.

Nach Anbringen dieser Platte in einer Vorrichtung wie in 2 gezeigt wird die Vorrichtung als Druckmaschine betrieben. Zunächst wird auf der Platte 8 ein latentes Bild erzeugt. Es wird dann entwickelt und abschließend übertragen. Diese Verfahrensweise wird nachstehend beschrieben.

Schritt der Erzeugung des latenten Bildes: Ethylenglykol als eine Art von wasserlöslichem Material wird aus dem Kopf 3 zur Erzeugung des latenten Bildes in Richtung auf den Bereich der Platte ausgestoßen, in dem die Druckfarbe abgelagert werden soll. Der Kopf zum Ausstoßen des wasserlöslichen Materials weist einen Innendurchmesser von 10 &mgr;m bei einem Ausstoßvolumen von 1·10–9 cm3 auf. Der kleinstmögliche Punkt des auf der Platte erzeugten latenten Bildes hat einen Durchmesser von 12 &mgr;m.

Entwicklungsschritt: Nach Erzeugung des latenten Bildes wird die Platte 8 mit Druckfarbe 9 in Kontakt gebracht. Die Druckfarbe 9 wird lediglich in dem Bereich abgelagert, in dem wasserlösliches Material aufgebracht wurde. Die Druckfarbe 9 befindet sich in einem Druckfarbentank 10 und wird über eine Druckfarbentransportwalze 11 einer Druckfarbenübertragungswalze 12 zugeführt. Die Druckfarbe wird dann von der Druckfarbenübertragungswalze 12 auf die Platte 8 aufbeschichtet. Die Oberfläche der Druckfarbenübertragungswalze 12 ist mit einem feinporigen Schwamm umgeben.

Übertragungsschritt: In diesem Schritt wird Druckfarbe 9 von der mit Druckfarbe beschichteten Platte auf Papier 13 übertragen. Das Papier 13 wird zwischen der Übertragungswalze 16 und der Platte 8 durch Papiertransportwalzen 14 und 15 zugeführt. Der Abstand zwischen dem Papier 13 und der Platte 8 wird durch die Papiertransportwalzen 14 und 15 auf einen geeigneten Wert eingestellt. Nach der Übertragung wird das Papier 13 durch die Papiertransportwalze 15 von der Platte 8 abgenommen.

Durch die oben beschriebenen Schritte konnte mit der Druckmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform unter Verwendung von Druckfarbe auf Wasserbasis ein Bild erzeugt werden. Der Durchmesser des kleinstmöglichen Punktes im übertragenen Bild betrug 10 &mgr;m. Wenn ein und dasselbe Bild in mehreren Exemplaren erzeugt wurde, wurde der Schritt der Erzeugung des latenten Bildes weggelassen, und es wurden lediglich die Schritte der Entwicklung und der Übertragung mit Erfolg vorgenommen.

Im folgenden wird die Rückgewinnung der Platte 8 in der Druckmaschine der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. Dieses Verfahren besteht aus einem Schritt des Waschens mit Wasser und einem Trocknungsschritt.

Waschschritt mit Wasser: Dabei handelt es sich um einen Schritt, in dem Druckfarbe von der Oberfläche der Platte entfernt wird. Die Druckfarbe 9 ist wasserlöslich. Eine Reinigungsvorrichtung 17 spritzt Wasser gegen die Platte 8, um Druckfarbe 9 von der Oberfläche der Platte 8 zu entfernen. Das durch das Waschen erzeugte Abwasser wird in einem Abwasserbehälter 18 gesammelt. Die Trocknung stellt einen Schritt dar, in dem auf der Oberfläche der Platte 8 verbliebenes Wasser entfernt wird.

Trocknungsschritt: Dabei handelt es sich um einen Schritt der durch das Waschen mit Wasser feuchten Platte 8, wodurch ihre Rückgewinnung gewährleistet wird. Bei diesem Schritt wird Heißluft aus einem Trockner 19 verwendet. Durch diesen Schritt wird die Super-Druckfarbenabweisung auf der Oberfläche der Platte 8 wiederhergestellt, so daß ein Schritt zum Drucken neuer Bilder gestartet werden kann. Durch häufige Rückgewinnung der Platte 8 wird die Platte erwärmt, so daß sie mit einem Kühlgebläse 20 gekühlt wird. Ferner ist eine Luftsperrvorrichtung 21 vorgesehen, um die Heißluft vom Trockner 19 und die kalte Luft vom Kühlgebläse 20 voneinander zu trennen.

Nach Abschluß der obigen Schritte ist das gesamte Verfahren der Rückgewinnung der Platte in der Druckmaschine gemäß der vorliegenden Ausführungsform damit vollständig. Unter Verwendung der zurückgewonnen Platte 8 war es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, wieder ein latentes Bild zu erzeugen, zu entwickeln und zu übertragen und ein verlangtes Bild erfolgreich auf Papier zu drucken.

Dieser Versuch bestätigte, daß die Vorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine Druckmaschine mit Rückgewinnungsfunktion darstellt. Die Rückgewinnung einer Platte bedeutet die Möglichkeit einer wiederholten Verwendung der Platte und damit eine Verringerung der Plattenkosten beim Druck.

(Bezugsbeispiel 3)

Auf der in 2 dargestellten Vorrichtung wurde im Rahmen der Erfindung die gleiche aus Aluminium hergestellte Hülse wie in Ausführungsform 2 angebracht mit dem Unterschied, daß sie nicht mit dem super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmedium beschichtet war, worauf versucht wurde, ein latentes Bild zu erzeugen und die Platte zurückzugewinnen. Nach Erzeugung eines latenten Bildes wurde Druckfarbe auf Wasserbasis zur Entwicklung damit in Kontakt gebracht. Das Ergebnis war, daß die Druckfarbe auf nahezu der gesamten Oberfläche aufgebracht wurde. Dies bedeutet, daß die Entwicklung gemäß dem latenten Bild fehlschlug; daher konnte ein angestrebtes Bild bei Übertragung auf Papier nicht erzielt werden. Dies zeigt, daß die bilderzeugende Oberfläche super-druckfarbenabweisend sein muß, um ein Bild mit der erfindungsgemäßen Druckmaschine zu erzeugen.

(Bezugsbeispiel 4)

Unter Verwendung der gleichen Vorrichtung wie in Ausführungsform 2 mit dem Unterschied, daß anstelle von Ethylenglykol Rüböl als wasserlösliches Material verwendet wurde, wurde von den vorliegenden Erfindern versucht, ein Bild zu erzeugen und die Platte zurückzugewinnen. Wie in der Erläuterung von Bezugsbeispiel 2 beschrieben, gehört Rüböl nicht zu den wasserlöslichen Materialien gemäß der vorliegenden Beschreibung.

Nach Abschluß eines Zyklus der Schritte der Erzeugung des latenten Bildes, der Entwicklung, der Übertragung, des Waschens und der Trocknung wurde die Oberfläche der Platte untersucht, und das latente Bild aus verbliebenem Rüböl wurde auf der Oberfläche festgestellt. Der Bereich der Platte, in dem Rüböl aufgebracht war, zeigte keine Super-Druckfarbenabweisung. Unter Verwendung dieser Platte wurde ein neuer Zyklus mit den Schritten der Erzeugung eines latenten Bildes, der Entwicklung und der Übertragung durchgeführt. Ein Teil des zuvor erzeugten Bildes überlagerte das Bild.

Dies erweist, daß die Erzeugung eines Bildes durch die Druckmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung die Verwendung einer wasserlöslichen Substanz bei der Erzeugung des latenten Bildes erfordert.

(Ausführungsform 3)

Bei wiederholter Rückgewinnung der Platte durch die in Ausführungsbeispiel 2 beschriebene Vorrichtung wurde ein sehr kleiner Teil des Abwassers (etwa 1 % des gesamten Abwassers) um den Abwasserbehälter herum verspritzt und verunreinigte das Innere des Systems. Die übrigen 99 % gelangten in den Abwasserbehälter. Daher wurde die in Ausführungsform 2 erwähnte Vorrichtung so verbessert, daß eine mit einem Sauggebläse 32 und einer Saugdüse 33 ausgerüstete Druckmaschine vorgesehen wurde, um die Reinigungslösung in den Abwasserbehälter 18 abzusaugen, wie in 4 gezeigt ist.

Nahezu das gesamte Abwasser (etwa 99,9 % des gesamten Abwassers) konnte bei Betrieb dieses Systems im Abwasserbehälter aufgefangen werden. Dies demonstriert den Effekt der Vermeidung einer Verunreinigung durch verunreinigende Stoffe aufgrund von Abwasser innerhalb des Systems. Dieses System gewährleistet den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte.

(Ausführungsform 4)

In dem System gemäß der vorliegenden Erfindung wird Druckfarbe auf Wasserbasis verwendet. Zur Förderung einer raschen Trocknung der Druckfarbe auf dem Papier befindet sich eine Glühlampe 34 (100 W) in der Nähe des Übertragungsbereichs innerhalb der Übertragungswalze 16 und innerhalb der Platte 8, wie aus 5 hervorgeht. Die Übertragungswalze und die Platte wurden durch die durch die Glühlampe erzeugte Wärme erwärmt, und die Druckfarbe trocknete während des Übertragungsprozesses rasch auf dem Papier.

Unmittelbar nach dem Druck wurde das Bild mit der Hand berührt, wobei jedoch keine Druckfarbe auf die Hand abfärbte. Dies zeigt, daß die Handhabung von Druckerzeugenissen unmittelbar nach dem Druck durch die Hinzufügung eines Heizmechanismus zum Übertragungsmechanismus erheblich erleichtert wird. Dieses System gewährleistet den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte.

(Ausführungsform 5)

Es wurden die gleichen Schritte wie in Ausführungsform 2 durchgeführt mit dem Unterschied, daß Ethylenglykol durch Ethylenglykolmonomethylether als wasserlösliches Material ersetzt wurde. Im Ergebnis zeigte sich, daß dieses System den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte gewährleistet. Es ist festzustellen, daß Ethylenglykolmonomethylether unendlich in Wasser verdünnbar ist.

(Ausführungsform 6)

Es wurden die gleichen Schritte wie in Ausführungsform 2 durchgeführt mit dem Unterschied, daß Ethylenglykol durch Diethylenglykol als wasserlösliches Material ersetzt wurde. Im Ergebnis zeigte sich, daß dieses System den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte gewährleistet. Es ist festzustellen, daß Diethylenglykol unendlich in Wasser verdünnbar ist.

(Ausführungsform 7)

Es wurden die gleichen Schritte wie in Ausführungsform 2 durchgeführt mit dem Unterschied, daß Ethylenglykol durch Tetraethylenglykol als wasserlösliches Material ersetzt wurde. Im Ergebnis zeigte sich, daß dieses System den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte gewährleistet. Es ist festzustellen, daß Tetraethylenglykol unendlich in Wasser verdünnbar ist.

(Ausführungsform 8)

Es wurden die gleichen Schritte wie in Ausführungsform 2 durchgeführt mit dem Unterschied, daß Ethylenglykol durch eine 5%ige wäßrige Lösung von Poly(vinylalkohol), mit einem Polymerisationsgrad über 500) als wasserlösliches Material ersetzt wurde. Im Ergebnis zeigte sich, daß dieses System den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte gewährleistet. Es ist festzustellen, daß 5%ige wäßrige Polyvinylalkohollösung unendlich in Wasser verdünnbar ist.

(Ausführungsform 9)

Anstelle einer aus Aluminium hergestellten Hülse mit einem Beschichtungsfilm aus einem super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmedium als Platte wurde eine Platte mit Tetrafluorethylen-Ethylen-Copolymer (im folgenden als "ETFE" abgekürzt) auf der Oberfläche hergestellt. Sie wurde im gleichen System wie in Ausführungsform 2 angebracht, und die gleichen Verfahrensschritte wie in Ausführungsform 2 wurden durchgeführt. Im Ergebnis zeigte sich, daß dieses System den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte gewährleistet. Im folgenden wird beschrieben, wie die Platte gemäß der vorliegenden Ausführungsform hergestellt wird:

Zunächst wird ein 0,5 mm dickes ETFE-Flachmaterial gegen die Außenseite einer 3 mm dicken Hülse aus rostfreiem Stahl mit einem Innendurchmesser von 20 cm gepreßt. Ihre Oberfläche wird mit einem Bandschleifer aufgerauht. Bei diesem Versuch wurde ein Band mit Feinheit 240 verwendet. Danach wurde diese Hülse mit einem Ultraschallreiniger gereinigt, und die durch das Aufrauhen erzeugten Späne wurden entfernt. Das bei diesem Versuch verwendete Reinigungslösungsmittel war PF-5080TM von 3M®. Auf diese Weise wurde eine Platte mit ETFE auf der Oberfläche hergestellt.

(Ausführungsform 10)

Anstelle einer aus Aluminium hergestellten Hülse mit einem Beschichtungsfilm aus einem super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmedium als Platte wurde eine Platte mit Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymer (im folgenden kurz als "FEP" bezeichnet) auf der Oberfläche hergestellt. Sie wurde in das gleiche System wie in Ausführungsform 2 eingesetzt, und die gleichen Schritte wie in Ausführungsform 2 wurden durchgeführt. Im Ergebnis zeigte sich, daß dieses System den gleichen Druck wie das System von Ausführungsform 2 wie auch die Rückgewinnung der Platte gewährleistet. Das Verfahren zur Herstellung der Platte ist das gleiche wie in Ausführungsform 9 mit dem Unterschied, daß anstelle von ETFE FEP verwendet wird.

In der obigen Beschreibung wurde die Verwendung von Papier als zu bedruckender Gegenstand beschrieben. Der zu bedruckende Gegenstand ist nicht auf Papier beschränkt; es ist möglich, zahlreiche verschiedene Gegenstände zu bedrucken, zu denen Glas, Kunststoffe, Metall, Holz und Gewebe gehören. Es ist ferner auch möglich, in Entsprechung mit der zu verwendenden Druckfarbe zuvor eine Beschichtung auf der Oberfläche des zu bedruckenden Gegenstands vorzusehen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Drucken von Bildern unter Verwendung einer wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis, das folgende Schritte umfasst:

    (A) Vorsehen einer Druckplatte mit einer gegenüber der wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis super-druckfarbenabweisenden Oberfläche, die aber das Aufbringen eines wasserlöslichen Materials mit einer Oberflächenspannung ≤ 50 mN/m erlaubt,

    (B) Erzeugung eines latenten Bildes auf der Oberfläche der Druckplatte durch Aufbringen des wasserlöslichen Materials in den Bereichen, in denen die Druckfarbe abgelagert werden soll,

    (C) Entwicklung des latenten Bildes durch Ablagerung der Druckfarbe lediglich auf den Bereichen der Druckplatte, in denen das wasserlösliche Material aufgebracht wurde, und

    (D) Übertragung des entwickelten Bildes auf eine Unterlage oder einen Träger, wie Papier.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte (C) und (D) wiederholt werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rückgewinnung der Druckplatte nach Schritt (D) oder nach dem letzten Schritt (D) folgende Schritte durchgeführt werden:

    (E) Waschen der Druckplatte mit Wasser unter Entfernen von auf der Druckplatte verbliebener Druckfarbe und von wasserlöslichem Material

    und

    (F) Trocknen der Druckplatte.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach Schritt (F) die Schritte (B), (C) und (D) gemäß Anspruch 1 durchgeführt werden.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als wasserlösliche Materialien Ethylenglykol, Propylenglykol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonopropylether, Diethylenglykolmonomethylether oder Diethylenglykolmonoethylether verwendet werden.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass als wasserlösliche Materialien wässerige Lösungen von hydrophilen Polymeren, wie Polyvinylalkohol, Polyethylenimin, Polyacrylsäure oder Polyallylamin, verwendet werden.
  7. Verfahren nach einem der oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt (A) die superdruckfarbenabweisende Oberfläche durch Aufbringen eines super-druckfarbenabweisenden Beschichtungsmediums auf ein Substrat oder ein mit einer Haftschicht versehenes Substrat erzeugt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Beschichtungsmedium verwendet wird, das mindestens folgende Komponenten aufweist:

    (1) ein druckfarbenabweisendes Material zur Erzielung von Super-Druckfarbenabweisung,

    (2) feine Partikel zur Erzeugung von Unregelmäßigkeiten auf der super-druckfarbenabweisenden Oberfläche,

    (3) ein Harz zum Zusammenhalten des super-druckfarbenabweisenden Materials und der feinen Partikel und

    (4) ein organisches Lösungsmittel, das dazu dient, das superdruckfarbenabweisende Material und die Partikel gelöst und dispergiert zu halten.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass als druckfarbenabweisendes Material Verbindungen verwendet werden, die eine langkettige Alkylgruppe enthalten, und/oder fluorhaltige Verbindungen umfasst, die ein oder mehrere Fluoratome im Molekül aufweisen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass Perfluoralkylverbindungen, Perfluorpolyetherverbindungen und/oder mit fluorhaltigen Gruppen substituierte aromatische Verbindungen als fluorhaltige Verbindungen verwendet werden.
  11. Druckplatte zur Verwendung in Druckmaschinen zum Drucken von Bildern unter Verwendung einer wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis,

    dadurch gekennzeichnet, dass

    – sie eine gegenüber der wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis super-druckfarbenabweisende Oberfläche besitzt und

    – in den Bereichen, in denen die Druckfarbe abgelagert werden soll, ein wasserlösliches Material mit einer Oberflächenspannung ≤ 50 mN/m aufweist.
  12. Druckplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Material Ethylenglykol, Propylenglykol, Ethylenglykolmonomethylether, Ethylenglykolmonoethylether, Ethylenglykolmonopropylether, Diethylenglykolmonomethylether oder Diethylenglykolmonoethylether ist.
  13. Druckplatte nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wasserlösliche Material eine wässerige Lösung eines hydrophilen Polymers, wie Polyvinylalkohol, Polyethylenimin, Polyacrylsäure oder Polyallylamin, ist.
  14. Druckplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf ihrer Oberfläche durch feine Partikel mit einem mittleren Teilchendurchmesser von 0,01 bis 3 &mgr;m erzeugte Unregelmäßigkeiten aufweist.
  15. Druckplatte nach einem oder mehreren der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Substrat aus einem Metall, wie Aluminium, rostfreiem Stahl oder Kupfer, oder aus einem organischen Polymer, wie Polyethylenterephthalat oder Polytetrafluorethylen, aufweist.
  16. Druckmaschine, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 10, zum Drucken von Bildern auf eine Unterlage oder einen Träger, wie Papier, unter Verwendung einer wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis,

    die aufweist:

    (a) eine Druckplatte (8), die eine gegenüber der wasserlöslichen Druckfarbe auf Wasserbasis super-druckfarbenabweisende Oberfläche aufweist, aber das Aufbringen eines wasserlöslichen Materials mit einer Oberflächenspannung ≤ 50 mN/m erlaubt,

    (b) eine Vorrichtung (3) zur Erzeugung eines latenten Bildes auf der Druckplatte (8) durch Aufbringen des wasserlöslichen Materials in den Bereichen, in denen die Druckfarbe abgelagert werden soll,

    (c) eine Entwicklungsvorrichtung (9, 11, 12) zur Entwicklung des latenten Bildes durch Ablagerung von Druckfarbe (9) lediglich auf den Bereichen der Druckplatte (8), in denen das wasserlösliche Material aufgebracht wurde, und

    (d) eine Übertragungsvorrichtung (14, 15, 16) zur Übertragung des entwickelten Bildes auf die Unterlage oder den Träger, insbesondere Papier.
  17. Druckmaschine nach Anspruch 16, die ferner aufweist:

    (e) eine Rückgewinnungsvorrichtung (17, 19) zur Rückgewinnung der Druckplatte (8) durch Waschen mit Wasser in einer Reinigungsvorrichtung (17) unter Entfernen von auf der Druckplatte verbliebener Druckfarbe und von wasserlöslichem Material und Trocknen mit einem Trockner (19) unter Erhalt einer neu verwendbaren Druckplatte (8), auf der ein neues latentes Bild erzeugt werden kann.
  18. Druckmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner eine Vorrichtung (34) zum Erhitzen der Druckplatte (8) innerhalb der Druckplatte (8) und innerhalb der Übertragungswalze (16) der Übertragungsvorrichtung (14, 15, 16) aufweist.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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