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Dokumentenidentifikation DE60107696T2 08.12.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0001313620
Titel VORBEHANDELTE FOLIE FÜR FLACHDRUCKPLATTE
Anmelder Alcoa Inc., Pittsburgh, Pa., US
Erfinder BENNETT, David, Davenport, US;
BLAKE, L., Sallie, Long Grove, US;
BOMBALSKI, E., Robert, New Kensington, US;
GUTHRIE, D., Joseph, Murraysville, US;
SERAFIN, L., Daniel, Wexford, US
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 60107696
Vertragsstaaten AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, SE, TR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 29.08.2001
EP-Aktenzeichen 019777697
WO-Anmeldetag 29.08.2001
PCT-Aktenzeichen PCT/US01/41931
WO-Veröffentlichungsnummer 0002019032
WO-Veröffentlichungsdatum 07.03.2002
EP-Offenlegungsdatum 28.05.2003
EP date of grant 08.12.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.12.2005
IPC-Hauptklasse B41N 3/03

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein nichteloxiertes Folienprodukt, welches wenigstens eine behandelte Oberfläche zur Verwendung in einer lithographischen Platte aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung der Oberfläche von Metallen und ihren Legierungen, insbesondere Aluminium und Aluminiumlegierungen, so daß eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien permanent oder vorübergehend verklebt, aneinander befestigt, angehaftet, zusammengeführt oder gehalten werden können an der Oberfläche des fertigen Produkts, welches eine Folie, ein Blech, eine Platte, ein Verbundmaterial oder ein Laminat sein kann. Solche Fertigprodukte umfassen flexographische Platten und lithographische Platten. Im typischen Fall erfordern diese Produkte den Einsatz einer gewalzten Aluminiumfolie.

Gewalzte Folien und Platten aus Metall-Legierungen haben eine erkennbare mechanische Vorspannung. Der Walzvorgang erzeugt eine Walzprägung, die als eine in Längsrichtung des gewalzten Produkts verlaufende Riefung in Erscheinung tritt. Diese Riefen können bestimmte nachfolgende Aktivitäten, wie beispielsweise die Lithographie, stören. In der Lithographie wird beispielsweise die Folienoberfläche mit einer fotoempfindlichen oder mit laserbeschreibbaren Beschichtung beschichtet. Die Einsatzlebensdauer und die Schärfe des Druckbildes werden von der Haftfestigkeit des Aluminiums an der Beschichtung und von der Richtungsorientierung des resultierenden Produkts bestimmt. Das Vorhandensein einer Walzprägung in diesen Produkten ergibt ein Endprodukt mit kurzer Einsatzlebensdauer und schlechter Bildschärfe infolge der mangelhaften Haftfestigkeit und Richtungsorientierung. Um diesen Effekten entgegen zu wirken, rauhen typische Hersteller lithographischer Platten die Oberfläche des Aluminiums chemisch oder mechanisch auf, um eine vergrößerte Oberfläche zu erzeugen, mit welcher die Haftfestigkeit der lithographischen Platte für eine Druckmischung verstärkt und die Richtungsorientierung im Produkt vermindert werden.

Die konventionelle Bearbeitung von Aluminium-Substraten zum darauf Auftragen einer Druckmischung, beispielsweise einer fotoempfindlichen Beschichtung, umfaßt das Aufrauhen und Eloxieren der Oberfläche des Substrats, auf der die fotoempfindliche Beschichtung aufgetragen werden soll. Der Eloxiervorgang erzeugt typischerweise Aluminiumoxid auf der Oberfläche des Substrats. Zusätzlich kann die Aluminiumoberfläche nachbehandelt werden, um die Haftfestigkeit einer fotoempfindlichen Beschichtung auf dem Aluminiumsubstrat zu verbessern und dabei auch eine ölabweisende Oberfläche zu erzeugen. Das Aufrauhen und Eloxieren und/oder Nachbehandeln (z.B. Auftragen einer Siliziumdioxidschicht) eines Aluminiumsubstrats erfordern spezielle Verarbeitungsschritte. Das Aufrauhen kann elektrochemisch oder mechanisch (z.B. Bürstkörnen) erzielt werden. Diese Verfahren führen zu einer signifikanten Erhöhung des Zeitaufwands und der Kosten für die Vorbereitung eines Aluminiumsubstrats zur Beschichtung mit einem fotoempfindlichen Material. Die EP 0626273 offenbart eine lithographische Folie mit einem eloxierten Aluminiumsubstrat und einer Vorbehandlungsschicht. Diese Schicht enthält keine Dotierungspartikel.

Entsprechend bleibt ein Bedarf für eine Folie, die das Aufrauhen und Eloxieren und/oder die Nachbehandlung minimiert oder vermeidet und Beschichtungen zur Herstellung einer lithographischen Folie oder Platte leicht festhält.

Zusammenfassung der Erfindung

Dieser Bedarf wird vom lithographischen Folienprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung gedeckt. Das Folienprodukt umfaßt ein Substrat, vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung hergestellt, mit wenigstens einer Oberfläche, die mit einer polymeren Vorbehandlungsschicht bedeckt ist. Die Vorbehandlungsschicht ist insbesondere zur Verbesserung der Haftfestigkeit einer Druckmischung auf dem Substrat geeignet. Die Druckmischung kann eine fotoempfindliche Beschichung, oder eine Druckfarbe oder ein sonstiges derartiges Material sein. Geeignete Polymere für die Vorbehandlungsschicht umfassen Polymere der Acrylsäure oder der Methacrylsäure, phosphororganische Polymere und Copolymere dieser Materialien. Die Oberfläche des Substrats kann maschinenglatt oder, vorzugsweise, walzstrukturiert sein.

Die Vorbehandlungsschicht kann außerdem etwa 4 bis etwa 50 Gewichtsprozent von Dotierungspartikeln aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, schwarzem Farbstoff oder schwarzem Pigment enthalten, und/oder das Substrat kann geätzt sein oder beides. Wenn das lithographische Folienprodukt mit einer fotoempfindlichen Schicht beschichtet wird, vergrößern die Dotierungspartikel und die geätzte Oberfläche die Oberflächengröße und minimieren den Glanz und die Lichtreflexion von der Vorbehandlungsschicht während der Belichtung der fotoempfindlichen Beschichtung.

Kurzbeschreibung der Figuren

Die nachfolgende Beschreibung verdeutlicht zusammen mit den begleitenden Figuren die vorliegende Erfindung.

1 ist eine Querschnittansicht des lithographischen Folienprodukts gemäß der vorliegenden Erfindung; und

2 ist eine Querschnittansicht einer weiteren Ausführungsform des in 1 dargestellten lithographischen Folienprodukts.

Beschreibung der Erfindung

Das in 1 dargestellte lithographische Folienprodukt 2 gemäß der vorliegenden Erfindung betrifft ein Substrat 4 aus Metall oder polymerem Material mit einer Oberfläche 6, die mit einer Vorbehandlungsschicht 8 beschichtet ist. Die Oberfläche 6 eines Metallsubstrats 4 kann texturiert sein. Unter dem Begriff "Vorbehandlungsschicht" ist eine Schicht zu verstehen, die am endgültigen Druckvorgang beteiligt oder nicht beteiligt sein kann, und die eine akzeptable Haftfestigkeit zwischen der darunterliegenden Metallkomponente und darauf aufgebrachten Druckmischungen erzeugt. Das Metallsubstrat 4 ist vorzugsweise nicht eloxiert und ohne Textur, so daß die Herstellungskosten des lithographischen Folienprodukts, verglichen mit herkömmlichen lithographischen Substraten, minimiert sind. Das Substrat ist vorzugsweise aus einer Aluminiumlegierung, aus Stahl oder aus einem polymeren Material hergestellt. Einige geeignete Aluminiumlegierungen umfassen Legierungen der Reihen AA 1000, 3000 und 5000.

Geeignete Stahlsubstrate sind Weichstahlblech und Edelstahlblech. Das polymere Material für das Substrat kann eine Polyesterfolie sein.

Eine Aluminiumlegierungsfolie sollte eine Dicke von etwa 0,0254 – 0,762 mm (1 – 30 mil), vorzugsweise etwa 0,127 – 0,508 mm (5 bis 20 mil) und besonders bevorzugt etwa 0,203 – 0,508 mm (8 – 20 mil) aufweisen. Ein nichteloxiertes Aluminiumlegierungssubstrat mit einer Dicke von etwa 0,203 – 0,229 mm (8 – 9 mil) wird besonders bevorzugt.

Substrat

Die texturierte Metalloberfläche 6 des Substrats 4 kann durch Walztexturieren, elektrochemisches Körnen, mechanisches Körnen oder mit sonstigen Verfahren erzielt werden, um die Oberflächengröße des Metalls gleichmäßig zu vergrößern. Walztexturieren wird bevorzugt und kann mit einer Walze durchgeführt werden, deren Außenfläche mittels Elektronenentladungs-Texturierung (EDT), Lasertexturierung, Elektronenstrahl-Texturierung, mechanischer Texturierung, chemischer Texturierung, elektrochemischer Texturierung oder Kombinationen solcher Verfahren aufgerauht wurde. Die bevorzugten mechanischen Texturierungsverfahren umfassen Schrotstrahlen und Bürstenkörnen. Ein bevorzugtes Verfahren zum Walztexturieren ist EDT. Beim EDT-Verfahren wird eine Vielzahl lichtbogen-erzeugender Elektroden in einem Abstand von der Außenfläche der Walze angeordnet. Pulse von Elektronenlichtbögen werden gegen die Walzenoberfläche entladen. Die Lichtbögen erzeugen eine im allgemeinen gleichmäßige Walzenoberfläche mit Erhöhungen und Vertiefungen, welche die gewünschten Abmessungen aufweisen. Die Elektroden drehen sich und werden über die Außenfläche der Walze hin und her bewegt. Die Abmessungen werden wenigstens teilweise mit den Spannungs- und Stromwerten der Lichtbögen, mit den zeitlichen Impulslängen und Impulsabständen der Lichtbögen sowie mit den Rotations- und linearen Geschwindigkeiten der Elektroden gesteuert. Die Elektronenentladungs-Texturierung wurde in den US-Patenten 3,619,881 und 4,789,447 offenbart, die beide hier durch Bezugnahme einbegriffen sind. Der Rauhigkeitswert (mittlerer Abstand zwischen Vertiefung und Erhöhung der aufgerauhten Oberfläche, Bezeichnung Ra) ist ein wichtiger Parameter zur Bestimmung der Art der auf die Walze aufgeprägten Textur. Bei der Herstellung lithographischer Platten ist der erwünschte Mittelwert für Ra beispielsweise 6 Mikrozoll. Um diesen Mittelwert zu erzielen, muß die Walze selbst die entsprechende Aufschlagtiefe gegenüber der Platte aufweisen, sonst kann der Mittelwert nicht erzielt werden. Um die Aufschlagtiefe einzustellen, wird der der Walze beaufschlagte Strom bei der Texturierung variiert. Der Stromstärkebereich beträgt etwa 0,1 bis 5 Ampere, bevorzugt 1 bis 4 Ampere und besonders bevorzugt 1 bis 3 Ampere.

Wenn texturierte Walzen, beispielweise mit dem EDT-Verfahren behandelte Walzen, zum Walzen des Substrats verwendet werden, wird die Oberflächengröße des Substrats erhöht (erweitert) in einer nicht richtungsabhängigen Weise. Die Oberflächengröße einer zunächst nominell glatten Aluminiumfolie (maschinengeglättet), die gemäß der vorliegenden Erfindung einer Walztexturierung unterzogen wird, wird dabei um etwa 0,5 bis 10 % erweitert. Die Oberflächen-Rauhigkeit (Ra) von Aluminiumfolie, die mit EDT-behandelten Walzen gewalzt wird, beträgt im allgemeinen weniger als etwa 1,016 Mikrometer (40 Mikrozoll), vorzugsweise weniger als etwa 0,635 Mikrometer (25 Mikrozoll), stärker bevorzugt etwa 0,127 bis etwa 0,381 Mikrometer (5 bis etwa 15 Mikrozoll) und am höchst bevorzugt etwa 0,236 bis etwa 0,354 Mikrometer (6 bis etwa 9 Mikrozoll). Die Angabe eines Rauhigkeitsbereichs umfaßt alle Rauhigkeits-Zwischenwerte, wie 0,1524, 0,1778 oder 0,2032 Mikrometer (6, 7 oder 8 Mikrozoll) im Bereich und einschließlich des Bereichsendwerts. Die Substrat-Textur kann mit einem Perthen(R)-Instrument, Modell M4P, ausgewertet werden. Die resultierende, texturierte Oberfläche weist eine stärker diffuse Beschaffenheit auf, verglichen mit einer maschinenglatten Oberfläche, zusammen mit höherer Oberflächen-Gleichmäßigkeit. Bei der Bildgebung einer lithographischen Folie wurden ungleichmäßig auftretende Oberflächendefekte mit Zurückreflexionen in Zusammenhang gebracht. Die texturierte Oberfläche des Produkts gemäß der vorliegenden Erfindung minimiert Zurückreflexionen und verbessert die Gleichmäßigkeit und Effizienz des Bildgebungsverfahrens mit lithographischen Folien, die das Produkt der vorliegenden Erfindung als Substrat einsetzen.

Die Textur der behandelten Walze weist vorzugsweise eine im wesentlichen gleichmäßige Topographie auf, die der Folie eine im wesentlichen gleichmäßige Topographie in den Walz- und Querwalz-Richtungen verleiht, so daß sich in der Folie ein Verhältnis vom Ra in der Walzrichtung zum Ra in der Querrichtung zum Walzen von etwa 0,8 bis 1,2 ergibt, wie beschrieben im US-Patent Nr. 6,290,632 mit dem Titel "An Ultrafine Matte Finish Roll for Treatment for Sheet Products and Method of Production", das dem Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragen wurde und hierin durch Bezugnahme mit enthalten ist.

Die Walze und/oder das Substrat können einer Vorbehandlung und einer Nachbehandlung unterzogen werden, entweder vor oder nach der Texturierung. Entweder für die Vorbehandlung oder für die Nachbehandlung wird die Walze bzw. das Substrat mit einem geeigneten Reinigungsmittel gereinigt und dann aufgerauht. Die Aufrauhung kann mittels mechanischer Aufrauhung des Substrats und/oder der Walze erzielt werden, mit einer Anordnung rotierender Bürsten und einer schleifenden Aufschlämmung, die mit einer im wesentlichen senkrecht zur Substratoberfläche gerichteten Kraft eingesetzt wird. In einer anderen Ausführungsform werden das Substrat und/oder die Walze chemisch aufgerauht mit einer Lösung, welche eine einzige oder eine Vielzahl anorganischer Säuren oder alkalischer Verbindungen und/oder organischer Säuren, Ester oder sonstiger aktiver Endgruppen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Imide, Amide und anorganische Elektrolyte, Resten, Mischkomplexe und einige Kombinationen davon, enthält. In einem bevorzugten Verfahren zur Behandlung des Substrats oder der Walzenoberfläche wird das elektrochemische Aufrauhen des Substrats erzielt mit einer Lösung, die anorganische Säuren, organische Säuren, Ester und/oder andere aktive Endgruppen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf Imide, Amide, Elektrolyte, Mischkomplexe sowie ihre Kombinationen aufweist. Es wurde als besonders vorteilhaft festgestellt, bei der elektrochemischen Aufrauhung einen einzigen oder eine Vielzahl von Wechselströmen oder einen Gleichstrom anzulegen, um die elektrochemische Aufrauhung der Oberfläche zu bewirken. Wechselstrom wird bevorzugt.

Typischerweise umfaßt die Walze eine eisenhaltige Legierung, normalerweise Stahl und eine beliebige Legierung davon. Die Erweiterung der Oberfläche der behandelten Walze vergrößert die Oberfläche der Walze um etwa 0,05 bis 50%, vorzugsweise 1 bis etwa 50%, am meisten bevorzugt 10 bis etwa 50%, verglichen mit einer unbehandelten Walze. Die Zunahme der Oberflächengröße ist im wesentlichen orthogonal zur Länge der Walze. Eine unbehandelte Walze weist typischerweise langgestreckte Mulden auf. Indem die Walze texturiert wird, werden Krater und/oder Vertiefungen mit Submikron-Abmessungen erzeugt, und eine negative Abbildung davon kann nachträglich wenigstens teilweise auf die Oberfläche des Substrats übertragen werden, womit sich die Gesamtgröße der Oberfläche und die Arbeitsfläche des Substrats erhöhen. Behandelte Walzert werden im allgemeinen zunächst plattiert und dann texturiert. Die Walzenplattierung kann erzielt werden mittels elektrochemischer, chemischer, thermisch-mechanischer oder mechanischer Plattierung; Plattieren mittels Zerstäubungs-Beschichtung; Dampfbeschichtung; und Kombinationen dieser Verfahren. Die Plattierung kann als Einzellage oder in mehreren Lagen aufgetragen werden. Elektrochemische Plattierung in einer oder mehreren Lage(n) wird bevorzugt. Die Plattierungsmetalle umfassen Nickel, Chrom, Kobalt und Wolfram oder einige Kombinationen davon. Die Verwendung von Chrom wird bevorzugt. Der Dickenbereich der Plattierungsschichten erstreckt sich von 0,01 bis etwa 20 000 mikron, vorzugsweise etwa 0,01 bis 100 mikron (0,39 bis 3,937 Mikrozoll), noch bevorzugter 0,1 bis 50 mikron (3,9 bis 1,968 Mikrozoll) und höchst bevorzugt 1 bis 20 mikron (39 bis 787 Mikrozoll).

Nachdem die Walze behandelt wurde, wird die Walze in einem Walzensatz eingesetzt. Typisch bilden zwei Walzen, die sich gegenüberstehen, einen Walzensatz. Der Walzensatz kann eine behandelte Walze und eine unbehandelte Gegenwalze aufweisen, oder als Option können sich zwei behandelte Walzen gegenüberstehen. Ein Walzensatz kann alleine betrieben werden, oder eine Mehrzahl von Walzensätzen kann in Tandemreihe betrieben werden.

Die behandelten Walzen wirken auf das Metall und auf die Metall-Legierungen über Reduktion und/oder einfach mittels Texturierung und Oberflächen-Modifizierung ein. Die Reduktion ist zwar nur eine Option, jedoch eine sehr nützliche Operation. Der Reduktionsbereich erstreckt sich von etwa 0,1 bis etwa 10%, vorzugsweise von etwa 1 bis etwa 4%.

Es wurde festgestellt, daß ein einziger Durchlauf durch ein Walzwerk mit der texturierten Walze das Substrat von einem wesentlichen Walzabschliffanteil befreien kann. Dieser Durchlauf vergrößert auch die Oberfläche, wodurch die Belastungsfestigkeit der Beschichtung und die Abbildungsschärfe verbessert werden. Von Zeit zu Zeit wird jedoch festgestellt, daß ein einziger Durchlauf eine Oberfläche frei von mechanischer Vorspannung beeinflussen kann; der erste Durchlauf selbst kann eine Ungleichmäßigkeit bewirken, die als optische Streifenbildung, Walzfehler und Einzelbereiche ohne Textur in Erscheinung treten. Deshalb wird es unter bestimmten Umständen bevorzugt, wenigstens zwei Durchläufe durch den Walzensatz auszuführen, um die gewünschte Textur zu bekommen. Es können zwar auch mehr als zwei Durchläufe ausgeführt werden, aber dies erhöht die Kosten jeder einzelnen Platte.

Vorbehandlungsschicht

Nach der Walztexturierung des Metallsubstrats 4 wird das Substrat 4 mit einer Vorbehandlungs-Zusammensetzung behandelt, um die Vorbehandlungsschicht 8 auf wenigstens einer Seite des Substrats 4 zu bilden. Alternativ kann die Vorbehandlungsschicht 8 direkt auf ein maschinenglattes Metallsubstrat 6 oder auf ein polymeres Substrat aufgetragen werden. Die Vorbehandlungsschicht 8 kann eine polymere Zusammensetzung aufweisen, beispielsweise eine Verbindung aus Acrylsäure, Methacrylsäure, einer phosphororganischen Verbindung oder Copolymere dieser Substanzen.

Besonders geeignete polymere Zusammensetzungen umfassen organische Phosphorsäuren, organische Phosphonsäuren, organische Phosphinsäuren sowie diverse Salze, Ester, partielle Salze und partielle Ester davon, wie beschrieben im anhängigen US-Patent Nr. 6,374,737 mit dem Titel "Printing Plate Material with Electrocoated Layer", das dem Rechtsnachfolger dieser Patentanmeldung übertragen wurde und hierin durch Bezugnahme einbegriffen ist. Die phosphororganische Verbindung kann copolymerisiert sein mit Acrylsäure oder Methacrylsäure. Copolymere der Vinyl-Phosphonsäure werden bevorzugt, insbesondere Copolymere, die etwa 5–50 Molprozent Vinylphosphonsäure und etwa 50–95 Molprozent Acrylsäure enthalten und ein Molekulargewicht von etwa 20 000-100 000 aufweisen. Copolymere, die etwa 70 Molprozent Acrylsäuregruppen und etwa 30% Vinylphosphonsäure-Gruppen enthalten, werden besonders bevorzugt. Das Polymer kann in einer Batch-Verarbeitung der Folie oder in der Rollenverarbeitung durch konventionelle Beschichtungsverfahren eingesetzt werden, darunter Rollenbeschichtung, Pulverbeschichtung, Sprühbeschichtung, Vakuumbeschichtung, Tauchbeschichtung oder anodische Elektroauftragung.

Vorzugsweise wird das Polymer mittels Rollenbeschichtung aufgetragen, typischerweise in einer Dicke von etwa 0,000254 – 0,0254 mm (0,01 – 1,0 mil), vorzugsweise etwa 0,00127 – 0,00762 mm (0,05 – 0,3 mil). Eine oder mehrere Schichten der polymeren Zusammensetzung können auf dem aufgerollten Substrat aufgetragen werden.

Alternativ, wenn das Substrat 6 ein Metall ist, kann die polymere Zusammensetzung ein elektrobeschichtetes Polymer umfassen, wie im US-Patent Nr. 6 374 737 beschrieben. Das elektrobeschichtete Polymer umfaßt vorzugsweise ein Polymer von Acrylsäure oder Methacrylsäure oder ihrer Analoge und Ester, alleine oder in Mischungen, und Copolymere mit einem Epoxyharz.

Es wurde festgestellt, daß das Haftvermögen der Vorbehandlungs-Zusammensetzung auf dem texturierten Substrat dem Haftvermögen auf einem maschinenglatten Werkstück überlegen ist. Man glaubt, daß die größere Oberfläche des texturierten Substrats zusätzliche Oberfläche für die physikalische Haftung der Vorbehandlungs-Zusammensetzung auf dem Substrat zur Verfügung stellt und auch zusätzliche Stellen bietet für die chemische Wechselwirkung zwischen der Vorbehandlungs-Zusammensetzung und dem Substrat.

Das Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung ist besonders geeignet als ein Substrat für lithographische Platten. Schichten der Druckmischung können auf dem texturierten und vorbehandelten Substrat aufgetragen werden und weisen dabei ein überlegenes Haftvermögen auf der darunterliegenden Metallfolie oder Platte auf. Derartige Druckmischungen umfassen fotoempfindliche Beschichtungen und laserbeschreibbare Beschichtungen, wie zum Beispiel Wipe On Coating Nr. SO-1 oder Nr. 4010P, die eingesetzt werden mit einem Entwickler Nr. CD.03, der von der Firma American Litho Inc. in Grand Rapids, MI, erhältlich ist. Entsprechend ist das texturierte und vorbehandelte Substrat gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich als ein Universal-Substrat für eine Vielzahl von Druckfolien und Platten.

Die vorliegende Erfindung kann eingesetzt werden als eine Druckplatte für die Tintenstrahl-Bildgebungstechnik oder für sonstige diskrete Beschichtungs-Technologien. Diese Verfahren umfassen das Auftragen eines Polymers an diskreten Stellen auf dem vorbehandelten Aluminiumsubstrat mittels der Tintenstrahl-Technologie oder einem ähnlichen Verfahren, um eine Abbildung auf der Druckplatte zu erzeugen. In diesen Verfahren ist das Produkt zum Drucken auf einer entsprechenden Presse bereit, nachdem die Beschichtung aufgetragen und gehärtet wurde.

Das lithographische Folienprodukt der vorliegenden Erfindung kann auch als eine Druckplatte mit fotoempfindlichen Beschichtungen eingesetzt und wie unten beschrieben weiterbehandelt werden. Druckplatten mit fotoempfindlichen Beschichtungen werden typisch mit ultraviolettem (UV) Licht durch eine Maske belichtet. Das UV-Licht verändert die Abschnitte der fotoempfindlichen Beschichtung, die durch die Öffnungen in der Maske belichtet werden, wodurch sich eine unterschiedliche Löslichkeit der fotoempfindlichen Beschichtung zwischen den belichteten und unbelichteten Bereichen ergibt. Es ist wichtig, daß die fotoempfindliche Beschichtung fest auf dem Substrat haftet, und daß die Wechselwirkung von Licht mit der fotoempfindlichen Beschichtung während der Belichtung einer fotoempfindlichen Beschichtung maximiert wird. Deshalb sollte die Vorbehandlungsschicht 8 die Belichtung einer fotoempfindlichen Beschichtung möglichst wenig beeinflussen.

In einer in 1 dargestellten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die polymere Vorbehandlungsschicht 8, insbesondere eine Schicht eines Copolymers von Vinylphosphonsäure und Acrylsäure, dotiert mit Partikeln 10 aus Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid oder einem schwarzen Farbstoff oder Pigment, um die Oberflächengröße zu erhöhen und/oder den Glanz und das Reflexionsvermögen der Vorbehandlungsschicht zu minimieren. Die Aluminiumoxid-Partikel können eine Größe von etwa 1,0 bis etwa 2,0 Mikrometer (39 bis 79 Mikrozoll) aufweisen. Die Siliziumdioxid-Partikel können eine Größe von etwa 0,02 bis etwa 5 Mikrometer (0,87 bis 198 Mikrozoll) aufweisen. Die Titandioxid-Partikel können eine Größe von etwa 0,25 bis etwa 0,5 Mikrometer (9,8 bis 19,8 Mikrozoll) aufweisen. Eine bevorzugte Konzentration der Partikel 10 in der polymeren Vorbehandlungsschicht 8 ist etwa 4 bis etwa 50 Gewichtsprozent. Dieser Konzentrationsbereich umfaßt alle Zwischenkonzentrationen wie 5, 6 oder 7 Gewichtsprozent, bis zum und einschließlich des Bereichsendwerts.

Eine alternative Behandlung des lithographischen Folienprodukts gemäß der vorliegenden Erfindung, um den Glanz und das Reflexionsvermögen dieses Produkts zu minimieren, umfaßt das Ätzen der Oberfläche des Substrats. Wenn das Substrat Aluminium ist, kann das Ätzen ausgeführt werden, indem das Substrat in eine alkalische Zusammensetzung, zum Beispiel in eine wässerige Lösung von Natriumhydroxid, eingetaucht wird. Das Tauchverfahren wird vorzugsweise bei einer erhöhten Temperatur (z.B. etwa 50°C bis etwa 90°C) mit einer Dauer von etwa 15 bis etwa 120 Sekunden ausgeführt. Andere Vorgehensweisen zum Zusammenbringen der Ätz-Zusammensetzung mit dem Aluminiumsubstrat können verwendet werden, zum Beispiel Aufbürsten der Zusammensetzung auf das Aluminiumsubstrat. Ein bevorzugter Wert für die sich durch das Ätzen ergebenden Rauhigkeit entspricht einem Ra-Wert von etwa 0,381 bis 1,27 Mikrometer (15 bis 50 Mikrozoll), noch bevorzugter etwa 0,635 Mikrometer (25 Mikrozoll). Die durch das Ätzen in dieser Ausführungsform bewirkte Aufrauhung unterscheidet sich von der oben beschriebenen Aufrauhung, die dem Substrat durch Walztexturierung aufgeprägt werden kann. Für den Zweck dieser Ausführungsform (Behandlung für die Verwendung in fotoempfindlichen, beschichteten Aluminiumfolien-Produkten) wird das Ätzen auf Materialien wie gewalzt oder auf walztexturierten Materialien ausgeführt.

Diese Techniken der vorliegenden Erfindung (Dotierung der Vorbehandlungsschicht und Ätzen des Aluminiumsubstrats) können alleine oder miteinander kombiniert eingesetzt werden, um das Haftvermögen der fotoempfindlichen Beschichtungen zu erhöhen, und um die Lichtabsorption zu verbessern über eine fotoempfindliche Beschichtung, die auf dem Produkt gemäß der vorliegenden Erfindung aufgetragen wird.

Eine weitere Ausführungsform, nicht gemäß der vorliegenden Erfindung, ist in 2 dargestellt und umfaßt eine weitere Vorbehandlungsschicht 12 im lithographischen Folienprodukt 22. Die Vorbehandlungsschicht 12 ist ohne die Dotierungpartikel 10 dargestellt. Obwohl nicht spezifisch so dargestellt, kann die Schicht 12 unter der Schicht 8 liegen und/oder eine oder mehrere der Schichten 8 und 12 können im lithographischen Folienprodukt gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten sein.

Obwohl die vorliegende Erfindung oben in allgemeiner Weise beschrieben wurde, dienen die folgenden Beispiele als zusätzliche Illustrationen des Produkts und der für die vorliegende Erfindung typischen Verfahrensschritte.

BEISPIELE 1 – 29

Walztexturierte Aluminiumsubstrate (Ra-Mittelwert von etwa 11–12 Mikrozoll) wurden mit einer 20 gewichtsprozentigen wässerigen Lösung eines Copolymers von Vinylphosponsäure und Acrylsäure, verdünnt auf 5 Gewichtsprozent Feststoffe in Ethanol (mit Ausnahme wie anders angegeben für das Beispiel 21), beschichtet, mit Beschichtungs-Gewichten von 0,090, 2,71 oder 5,42 Milligramm pro Quadratmeter (1, 30 oder 60 Milligramm pro Quadratfuß (msf)). Die Oberflächen der Substrate der Beispiele 3,4,7,8,11,12,15,16,19 und 20 wurden bis zu einem Ra-Wert von 0,635 Mikrometer (25 Mikrozoll) geätzt, indem die Substrate 75 Sekunden lang in eine 5 gewichtsprozentige wässerige Lösung von Natriumhydroxid bei 82,2°C (180°F) eingetaucht wurden. Die polymere Beschichtung war in den Vergleichsbeispielen 1-4 und 21 nicht dotiert, in den Beispielen 5–20 mit schwarzem Farbstoff dotiert, in den Beispielen 24 und 25 mit Titandioxid dotiert und in den Beispielen 22, 28 und 29 mit Aluminiumoxid dotiert sowie in den Beispielen 23, 26 und 27 mit Siliziumdioxid dotiert, mit den in der Tabelle 1 angegebenen Konzentrationen.

Die in den Beispielen 1–29 erzeugten Proben wurden auf die Gesamtreflexion geprüft, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. Die Proben mit einer Gesamtreflexion von etwa 55 oder weniger sind besonders geeignet zur Verbesserung der Lichtabsorption bei der Beschichtung mit einer fotoempfindlichen Schicht. Die als Beispiele 22–29 erzeugten Proben wurden auf den Glanz bei 20°, 60° und 85° geprüft, und die Ergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengestellt.

Tabelle 1
BEISPIELE 30–31

Walztexturierte Aluminiumsubstrate, die eine Rauhigkeit von etwa 0,229 Mikrometer (9 Mikrozoll) haben, wurden mit einer 20 gewichtsprozentigen, wässerigen Lösung eines Copolymers von Vinylphosphonsäure und Acrylsäure beschichtet, auf 5 Gewichtsprozent Feststoffe in Ethanol verdünnt, und die 50 Gewichtsprozent von Siliziumdioxid-Partikeln (Syloid® 308, W.R. Grace & Company, Columbia, MD) der Größe von etwa 4–5 Mikrometer enthalten, im Beispiel 30. Die Rauhigkeit (Ra) und die Zählung der Erhöhungen sind in der Tabelle 2 enthalten. Die Messungen der Rauhigkeit und der Erhöhungszählung wurden an zwei Stellen (A und B) mit gegenseitigem Abstand auf einem Streifen des Materials in der Körnungsrichtung und quer zur Körnungsrichtung ausgeführt. Ein konventionell gekörntes und eloxiertes Aluminiumsubstrat wurde als Kontrolle in der Vergleichsprobe 31 verwendet, um nachzuweisen, daß die Rauhigkeit und die er Erhöhungszählung eines Folienprodukts gemäß der vorliegenden Erfindung der Rauhigkeit und der Erhöhungszählung konventioneller lithographischer Folienprodukte ähnlich ist.

Tabelle 2

Es wird erwartet, daß das Herstellungsverfahren eines gemäß der vorliegenden Erfindung behandelten Aluminium-Folienprodukts vier- bis zehnfach schneller als die Verfahren gemäß dem Stand der Technik sein wird, die Körnen und Eloxieren umfassen. Außerdem werden die Handhabungs- und Entsorgungs-Probleme, die mit den gefährlichen Chemikalien zum Ätzen und Eloxieren auftreten, hier vermieden.

Der Fachman wird leicht erkennen, daß Modifikationen der vorliegenden Erfindungen eingeführt werden können, ohne die in der oben gegebenen Beschreibung offenbarten Konzepte zu verlassen. Durch ihren sprachlichen Wortlaut, durch ausdrücklichen Hinweis und auch sonst gelten solche Modifikationen als einbegriffen in den folgenden Ansprüchen. Entsprechend sind , die hier detailliert beschriebenen, bestimmten Ausführungsformen nur als Beispiele zu verstehen und nicht als Einschränkungen des Umfangs der Erfindung, für welche die volle Breite der im Anhang befindlichen Ansprüche und für alle Äquivalente gelten soll.


Anspruch[de]
  1. Lithographisches Folienprodukt, mit einem Substrat und wenigstens einer Vorbehandlungschicht, die auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist, wobei diese Schicht folgendes umfaßt: (i) ein Polymer, ausgewählt aus der Gruppe, die Polymere der Acrylsäure, Polymere der Methacrylsäure, phosphororganische Polymere sowie Copolymere phosphororganischer Verbindungen und Acrylsäure oder Methacrylsäure umfaßt, und (ii) Dotierungspartikel mit einer Zusammensetzung, ausgewählt aus der Gruppe, die Aluminiumoxid, Siliziumdioxid, Titandioxid, schwarzen Farbstoff und schwarzes Pigment umfaßt, wobei die Vorbehandlungsschicht so ausgestaltet ist, daß eine Druckmischung am Folienprodukt haften kann.
  2. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Partikel etwa 4 bis etwa 50 Gewichtsprozent der Vorbehandlungsschicht umfassen.
  3. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat eine Aluminiumlegierung, Stahl oder ein polymeres Material umfaßt.
  4. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat eine Aluminiumlegierung umfaßt und die Oberfläche geätzt ist.
  5. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die geätzte Oberfläche eine Rauhigkeit Ra von etwa 0,381 bis etwa 1,27 Mikrometer aufweist.
  6. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die geätzte Oberfläche eine Rauhigkeit Ra von etwa 0,635 Mikrometer aufweist.
  7. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Substrat ein Metallsubstrat ist, welches eine Oberfläche mit einer Walzoberflächenstruktur mit einer Rauhigkeit Ra von weniger als etwa 1,016 Mikrometer (40 Mikrozoll) aufweist.
  8. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Metall Stahl umfaßt.
  9. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Metall eine Aluminiumlegierung umfaßt.
  10. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 3, wobei die Oberfläche mit einer Walzoberflächenstruktur eine Rauhigkeit Ra von weniger als etwa 0,635 Mikrometer (25 Mikrozoll) aufweist.
  11. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 3, wobei die Oberfläche eine Rauhigkeit Ra von etwa 0,127 bis etwa 0,381 Mikrometer (5 bis etwa 15 Mikrozoll) aufweist.
  12. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 3, wobei die Oberfläche nicht eloxiert ist oder nicht mit Siliziumdioxid beschichtet ist, oder beides gilt.
  13. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei das Polymer ein Copolymer der Acrylsäure und Vinylphosphonsäure umfaßt.
  14. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Partikel etwa 4 bis etwa 50 Gewichtsprozent der Vorbehandlungsschicht umfassen.
  15. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Partikel Aluminiumoxidpartikel im Größenbereich von etwa 1,0 bis etwa 2,0 Mikrometer umfassen.
  16. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Partikel Siliziumdioxidpartikel im Größenbereich von etwa 0,02 bis etwa 5 Mikrometer umfassen.
  17. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei die Partikel Titandioxidpartikel im Größenbereich von etwa 0,25 bis etwa 0,5 Mikrometer umfassen.
  18. Lithographisches Folienprodukt gemäß Anspruch 1, wobei eine weitere der Vorbehandlungsschichten nicht diese Partikel aufweist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
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