Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung einer löschbaren Druckform, Verfahren um Löschen der Druckform, die Druckform selbst sowie ihre Verwendung als Beschichtung einer Walze.
Bei den heute üblichen Offset-Verfahren, die ein Feuchtmittel zum Befeuchten der Druckform verwenden, wird auf eine hydrophile (wasserannehmende) Oberfläche der Druckform ein Photopolymer aufgebracht, das zunächst belichtet wird und anschließend bildmäßig entwickelt wird. Dabei verbleiben entsprechend einem zu druckenden Bild hydrophobe (farbannehmende) Bildstellen auf der Druckform-Oberfläche zurück, während das Photopolymer an den Nicht-Bildstellen entfernt wird. An den Nicht-Bildstellen wird durch den Entwicklungsschritt wieder die Oberfläche des die Druckform bildenden Materials freigelegt. Die Druckform stellt beispielsweise eine aufgerauhte Aluminiumplatte dar, auf der anodisch eine Aluminiumoxid (Al2O3)-Schicht aufgebracht worden ist. Die Aluminiumoxid-Schicht hat eine poröse Oberfläche, die die Haftung einer hydrophoben Beschichtung begünstigt und außerdem Feuchtmittel in den Poren speichert und damit die hydrophilen Eigenschaften verbessert.
Diese Aluminiumoxid-Schicht hat jedoch den Nachteil, daß sich eine auf ihr aufgebrachte Polymerschicht nur sehr schwierig wieder entfernen läßt, wenn die Druckform mehrfach genutzt werden soll. Um die in der Oberfläche der Aluminiumoxid-Schicht vorhandenen Kapillaren so zu reinigen, daß sie keine für einen nachfolgenden Druckprozeß störende Rückstände enthalten, müssen in einem langdauernden Reinigungsprozeß tiefenwirksame Reiniger verwendet werden, die unter Umständen auch die Aluminiumoxid-Schicht angreifen und deren Lebensdauer herabsetzen.
Andererseits ist aus der DE 36 33 758 A1 eine Druckform bekannt, auf der hydrophobe und hydrophile Bereiche darstellbar sind und die ein Material mit ferroelektrischen Eigenschaften enthält, das örtlich polarisierbar und depolarisierbar ist oder in die drei verschiedenen Polarisationszustände (positiv oder negativ polarisiert oder depolarisiert) gebracht werden kann. Die Druckform wird dadurch polarisiert, daß eine elektrische Gleichspannung an einer Elektrode anliegt und als Gegenelektrode eine elektrisch leitfähige Schicht unterhalb des ferroelektrischen Materials dient.
Umgekehrt läßt sich die Druckform durch eine Wechselspannung, deren Frequenz weit oberhalb der Resonanzfrequenz des Ferroelektrikums liegt, oder durch Erwärmung auf eine Temperatur oberhalb der Curie-Temperatur wieder depolarisieren oder durch anschließendes Anlegen einer Gleichspannung wieder einheitlich polarisieren. Als ferroelektrisches Material läßt sich beispielsweise Bariumtitanat verwenden, dessen Curie-Temperatur bei 120°C liegt. Anstelle des Bariumtitanats können auch andere Materialien mit ferroelektrischen Eigenschaften benutzt werden, beispielsweise ein Verbundmaterial mit hydrophoben Eigenschaften, wie weichplastische Matten, in denen ferroelektrische Mikrokristallite eingeschlossen sind.
Nachteilhaft an den bisher bekannten Verfahren, um Druckformen mit ferroelektrischen Eigenschaften für den Offset-Prozeß wieder verwendbar zu machen, ist jedoch, daß entweder eine Stromquelle und eine Gegenelektrode an die Druckform herangeführt werden müssen oder daß eine Wärmequelle benötigt wird. Um unnötig hohe elektrische Spannungen zu vermeiden, müssen die ferroelektrischen Schichten dünn sein.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, Verfahren zur Herstellung einer löschbaren Druckform zu schaffen, die sich auf einfache Weise für ein Offset-Druckverfahren wiederverwendbar machen läßt.
Die Aufgabe wird, wie in den Patentansprüchen 1 und 8 angegeben, für das Naßoffset- bzw. das Trockenoffset-Druckverfahren gelöst.
Es ist außerdem die Aufgabe der Erfindung, die löschbare Druckform zur Verwendung bei den oben genannten Verfahren zu schaffen.
Diese Aufgabe wird, wie in Patentanspruch 11 angegeben, gelöst.
Gemäß Patentanspruch 16 schafft die Erfindung eine Verwendung der Schicht mit starken Mikrodipolen als Beschichtung einer Walze in einem Feuchtwerk oder einem Farbwerk.
Vorteilhaft an der Erfindung ist, daß die die Hydrophilie der hydrophilierten Bereiche auch nach mehr als 10.000 Zylinderumdrehungen noch erhalten ist und daß ein Ablösen des zur Maskierung der farbannehmenden Bildbereiche aufgebrachten Materials während des Druckvorganges das Druckbild nicht verändert, da das beim Ablösen zu Tage tretende Grundmaterial der Druckform hydrophob ist. Selbst ein absichtliches Entfernen des zur Markierung der farbannehmenden Bildbereiche aufgebrachten Materials mit Lösungsmitteln, wie z.B. Aceton, beeinflußt das Druckbild nicht. Bleibt das die Bildbereiche maskierende Material jedoch erhalten, so können die hydrophilen Bereiche jederzeit aufgefrischt werden oder durch Zusätze im Feuchtmittel kontinuierlich hydrophiliert werden. Ein besonderer Vorteil bei der Verwendung einer ferroelektrischen Schicht als Schicht mit starken Mikrodipolen besteht darin, daß sie permanent polarisiert werden kann und daß in polarisierten Bereichen gezielt Hydrophiliermittel gebunden werden kann. Da die nichtpolarisierten Bereiche hydrophob sind, muß die Beschichtung nicht auflagenbeständig sein. Dennoch lassen sich auch ferroelektrische Schichten zur Erzeugung der Bildbereiche beschichten. Bei polarisiertem Material kann auch die Beschichtung jederzeit wieder aufgefrischt werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche der äußeren Schicht sehr glatt ist, was sich durch Polieren mit einem feinkörnigen Poliermittel erreichen läßt, und wenn sie porenfrei ist. Im Gegensatz zu den bekannten Druckplatten mit poröser Oberfläche wird das Hydrophiliermittel bei der erfindungsgemäßen Druckform mit starken elektrostatischen Kräften auf der glatten, porenfreien Oberfläche gehalten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Für die Herstellung der Druckform wird ein Material verwendet, das starke Mikrodipole enthält. Die elektrischen Felder der ungeordneten (nicht-polarisierten), aber dennoch wirksamen Mikrodipole reichen aus, um hydrophilierend wirkende Substanzen so fest an die Oberfläche zu binden, daß eine während des Druckprozesses nur schwer abtragbare hydrophile Schicht gebildet wird. Es ist nicht notwendig, von außen ein elektrisches Feld anzulegen. Da nur die Mikrodipole zur Haftung nötig sind, muß das Material als ganzes nicht unbedingt polarisierbar, d.h. zum Beispiel ferroelektrisch, sein; es genügt, daß es ausreichend starke Mikrodipole hat.
Ein derartiges, aber nicht ferrolektrisches Material ist beispielsweise Aluminiumtitanat. Insbesondere weisen aber ferroelektrische Materialien starke Mikrodipole auf, beispielsweise Bariumtitanat, Bleizirkontitanate oder als Plastikmaterial Polyvinylidenfluorid, das ein ferroelektrisches Polymer ist. Die äußere Schicht der Druckform muß nicht ausschließlich aus einem Ferroelektrikum bestehen; es reicht vielmehr aus, wenn ferroelektrische Mikrokristallite in einem weichplastischen Material eingelagert sind oder einen Verbund mit nicht-ferroelektrischem Material, wie z.B. Gläsern, Hartkunststoffen oder Keramik, bilden. Als Keramik eignet sich vorzugsweise eine gesinterte Keramik, aber auch über thermische Spritzverfahren hergestellte, dichte Keramikschichten sind geeignet. Insgesamt eignen sich Materialien, die porenfrei sind und eine glatte Oberfläche aufweisen. Die äußere Schicht erhält beispielsweise dadurch eine glatte Oberfläche, daß sie mit einem Poliermittel mit einer Körnigkeit von weniger als 20 µm poliert ist.
Für das Naßoffset-Druckverfahren wird eine löschbare Druckform hergestellt, indem durch das Abreiben mit einem Hydrophiliermittel die Nicht-Bildstellen einer an den Bildstellen mit einem Abdeckmaterial bebilderten, hydrophoben Druckform mit einer erfindungsgemäßen Schicht mit starken Mikrodipolen hydrophiliert werden. Das Hydrophiliermittel ist vorzugsweise ein in der Offsettechnik üblicher Plattenreiniger. Derartige Plattenreiniger sind beispielsweise aus der SU 42 97 485 A oder aus der DE 31 17 358 A1 und der DE 34 01 159 A1 bekannt. Die Plattenreiniger enthalten z.B. Orthophosphorsäure, Silikate, nichtionische Tenside und langkettige Kohlenwasserstoffe. Derartige Plattenreiniger wurden bislang nur für die Reinigung von vorbeschichteten AluminiumOffsetdruckplatten verwendet.
Wenn ein derartiger Plattenreiniger jedoch als Hydrophiliermittel auf die Nicht-Bildteile einer starke Mikrodipole enthaltenden Druckform aufgebracht wird, so wird diese hydrophil, und ihre Hydrophilie bleibt während eines ganzen Druckprozesses erhalten. Dies gilt auch für hohe Druckauflagen, beispielsweise bei mehr als 10.000 Zylinderumdrehungen. Die Oberfläche der Druckform weist eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Schwankungen des pH-Wertes des Feuchtmittels auf. Es läßt sich sogar reines Leitungswasser ohne jegliche Zusätze wie z.B. als Feuchtmittel verwenden.
Die Löschung der Bildbereiche erfolgt durch Ablösen von eventuell noch vorhandenem Abdeckmaterial an den Bildstellen und durch Rückgängigmachung der Hydrophilierung der Nicht-Bildbereiche. Der Prozeß der Hydrophilierung der Oberfläche der Druckfläche zur Erzeugung der Nicht-Bildstellen läßt sich leicht durch Behandlung mit einem unpolaren Lösungsmittel wieder rückgängig machen. Hierfür eignen sich beispielsweise die aus der Elektrophotographie bekannten Lösungsmittel für Flüssigtoner, die im wesentlichen eine Mischung langkettiger, verzweigter aliphatischer, flüssiger, d.h. isoparaffinischer, Kohlenwasserstoffe sind. Auf diese Weise wird eine reversibel hydrophilier- und hydrophobierbare Oberfläche einer Druckform geschaffen, die löschbar und somit wiederverwendbar ist. Insbesondere hochpolierte Druckformen aus ferroelektrischem Material sind oft wiederverwendbar.
Eine Druckform wird für den Druckprozeß vorbereitet, indem bildmäßig Abdeckmaterial auf die hydrophobe, farbannehmende Oberfläche der äußeren Schicht aufgebracht wird. Hierzu eignen sich alle Verfahren, bei denen zur Bilddifferenzierung ein Materialauftrag auf die Oberfläche stattfindet. Das Abdeckmaterial ist vorzugsweise selbst hydrophob. Beispiele hierfür sind Verfahren wie Thermotransfer, Tintenstrahlbeschichtung, elektrostatischer Tonertransfer, bei denen thermoplastische Schichten, durch Wärmeeintrag farbannehmende Tinten aus Tintendüsen oder geladene Tonerpartikel durch Anlagerung an elektrisch geladenen Oberflächen übertragen und anschließend fixiert werden, sowie auch Aufbringung von Photopolymeren mit anschließendem bilddifferenzierten Schichtabtrag bei der Entwicklung. Anschließend werden die nichtbebilderten Anteile der Oberfläche durch das Hydrophiliermittel hydrophiliert.
Eine besondere Eigenschaft der ferroelektrischen Schicht ist es, daß ihre Oberfläche, bevor sie behandelt wird, zunächst hydrophob ist. Die Bildeinheit muß daher nur für den je Druckprozeß einmaligen Vorgang der Hydrophilierung die Belegung der Bildbereiche mit dem Hydrophiliermittel verhindern. Die Druckform wird hydrophiliert, indem das Hydrophiliermittel, z.B. ein Plattenreiniger, aus Düsen auf die äußere Schicht aufgesprüht wird. Bei einem anderen Verfahren wird das Hydrophiliermittel auf der äußeren Schicht verrieben. Darüber hinaus kann jedoch auch während des Fortdrucks ein Hydrophiliermittel, beispielsweise als Zusatz zum Feuchtmittel, auf die Druckform aufgebracht werden, um die Druckqualität zu verbessern.
Selbst wenn die Bildschicht während des Drucks teilweise abgetragen werden sollte, beispielsweise infolge mangelnder Auflagenbeständigkeit oder absichtlich durch ein Lösungsmittel wie Aceton, bleibt dies ohne Einfluß auf das Druckbild. Nach Beendigung des Druckprozesses läßt sich die Druckform als ganze mit einem Lösungsmittel, z.B. Aceton, reinigen und mittels eines unpolaren Lösungsmittels, z.B. eines isoparaffinischen Kohlenwasserstoffs, wieder in den hydrophoben Ursprungszustand zurückversetzen. Die Reinigung läßt sich vollziehen, ohne die Druckform aus der Druckmaschine auszubauen. Sie läßt sich beispielsweise mit den gleichen Reinigungsgeräten durchführen, die auch zum Waschen des Gummituchzylinders dienen.
Die Druckform ist entweder eine auf einen Formzylinder aufspannbare Platte oder als zylindrische Hülse eines kanallosen Formzylinders ausgebildet.
Wenn das Ferroelektrikum aus gesinterter Keramik besteht oder in eine harte Keramik eingebettet ist, so hat die Druckform wegen der harten, abriebfesten Keramikoberfläche eine besonders lange Lebensdauer.
Eine löschbare Druckform, die wenigstens in ihrer äußeren Schicht starke Mikrodipole aufweist, läßt sich auch für das Trockenoffset-Druckverfahren herstellen, wobei bildmäßig Abdeckmaterial aufgebracht wird und Nicht-Bildbereiche anschließend durch ein oleophobes Medium oleophob gemacht werden. Als oleophobes Medium eignet sich z.B. ein flüssiges Silikon.
Die Fähigkeit zur Ablagerung von elektrisch aktiven Substanzen auf einer ferroelektrischen Schicht gestattet neben deren Verwendung als löschbare Druckform auch Anwendungen, bei denen die Wirkung der obersten Schicht auf einer Oberfläche für die Oberflächeneigenschaften maßgebend sind. Dies sind z.B. Oberflächeneigenschaften wie Oberflächenspannung, Klebrigkeit oder Haftung, die durch gezielte Anlagerung in bestimmten Grenzen steuerbar und u.U. regenerierbar gemacht werden können. In einer Druckmaschine läßt sich dadurch auch die Wirkung des Feuchtmittels auf Feuchtwerkswalzen oder die der Druckfarbe auf die Farbwerkswalzen steuern.
Gemäß der Erfindung läßt sich demnach eine Druckform herstellen, die auf einfache Weise bebilderbar und wieder löschbar ist, ohne sie aus der Druckmaschine herausnehmen zu müssen. Eine gute Haftfähigkeit der Bildstellen ist ohne Bedeutung, weil die Oberfläche des ferroelektrischen Materials ohne jede Behandlung hydrophob, d.h. farbannehmend, ist. Die durch das Hydrophiliermittel wasserfreundlichen Nicht-Bildstellen weisen eine hohe Auflagenbeständigkeit auf. Die Druckform umgibt vorzugsweise die ganze Mantelfläche des Formzylinders, so daß dieser keinen Spannkanal aufweist. Die Eigenschaften des Feuchtmittels, beispielsweise sein pH-Wert, können in weiten Bereichen schwanken, ohne die Druckqualität zu verschlechtern.