VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER FLEXODRUCKFORM SOWIE FLEXODRUCKFORM

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flexodruckform (10), bei dem eine Schicht (16) aus einem Elastomer durch Laser-Direktgravur mit mindestens einem Laserstrahl unter Bildung von vertieften nicht-druckenden Bereichen (14, 18) und erhabenen druckenden Bereichen (20, 24) teilweise abgetragen wird und bei dem nach der Laser-Direktgravur mindestens auf die vertieften nicht-druckenden Bereiche (14, 18) ein Beschichtungsmittel aufgebracht wird, um einen dauerhaften farbabweisenden Überzug (26) zu erzeugen, dessen Oberflächenenergie kleiner ist als die Oberflächenenergie der mit dem Laserstrahl bestrahlten Elastomeroberfläche (22) in den vertieften nicht-druckenden Bereichen (14, 18) vor dem Aufbringen der Beschichtung. Die Erfindung betrifft weiter eine Flexodruckform (10). Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass das Beschichtungsmittel ein lösemittelbasiertes Ein-Komponenten-Beschichtungsmittel ist, in dem das Silan in gelöster Form enthalten ist, und dass das Silan mit dem Elastomer oder einem Bestandteil des Elastomers unter Bildung des Überzugs (26) reagiert.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Flexodruckform gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei eine Schicht aus einem Elastomer durch Lasergravur mit mindestens einem Laserstrahl unter Bildung von vertieften nicht-druckenden Bereichen und erhabenen druckenden Bereichen teilweise abgetragen wird. Die Erfindung betrifft weiter eine durch Lasergravur hergestellte Flexodruckform gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9, mit einer Schicht aus einem Elastomer, die erhabene druckende Bereiche und vertiefte nicht-druckende Bereiche aufweist.

[0002] Bei der Herstellung von Druckformen, wie Druckplatten oder Sleeves, für den Flexodruck durch Laserdirektgravur wird die glatte Oberfläche eines aus einem Elastomer bestehenden Druckformvorläufers oder -vorformlings selektiv mit einem oder mehreren Laserstrahlen hoher Leistung bestrahlt, um die Oberfläche unter Bildung der vertieften nicht-druckenden Bereiche teilweise abzutragen. Bei dem Elastomer handelt es sich vorzugsweise um einen Füllmittel und Additive enthaltenden Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM), jedoch können auch ein Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), ein Nitrilkautschuk (NBR) oder Mischungen derselben verwendet werden. Die beim Abtrag verbleibenden erhabenen Bereiche bilden dann das druckende Relief der Flexodruckform. Der mindestens eine Laserstrahl kann mit verschiedenen Arten von Laserstrahlungsquellen erzeugt werden, wie zum Beispiel CO₂-Laser, YAG-Laser, Diodenlaser oder Faserlaser (Fiberlaser).

[0003] Nach der Gravur werden die Druckformen gewöhnlich mit handelsüblichen Reinigungsmitteln, Bürsten und/oder einem Hochdruckwasserstrahl gereinigt, um aus der Laserdirektgravur resultierende Verunreinigungen zu entfernen. Eine darüber hinausgehende Behandlung der lasergravierten Elastomerschicht findet nicht statt.

[0004] Typischerweise werden beim Flexodruck Bildinformationen und damit die erhabenen druckenden Bereiche verfahrensbedingt gerastert, vor allem wenn beim Mehrfarbendruck autotypische Farbmischungen in einzelnen Farbseparationen mit mehreren Druckformen übereinander auf ein einziges zu bedruckendes Substrat gedruckt werden. Dabei gestattet es der heutige Stand der Entwicklung der Laserdirektgravur feinste Elemente der Bildinformationen, wie Rasterpunkte, auf der Druckform zu reproduzieren. Dies gestattet es, feine Rasterweiten, das heißt die Anzahl der Rasterpunkte pro cm, zu erzielen, die 54 l/cm oder mehr betragen. Die Übertragung der Druckfarbe auf die erhabenen druckenden Bereiche erfolgt beim Flexodruck mit Hilfe einer Rasterwalze, mit dem Ziel, auf diese Bereiche einen homogenen Farbfilm zu erzeugen.

[0005] Bei einer Vielzahl von Druckversuchen wurde allerdings festgestellt, dass es speziell bei Druckformen mit feinen Rasterweiten von 54 l/cm oder mehr zu Farbanhaftungen zwischen benachbarten Rasterpunkten kommen kann. Dies bedeutet mit anderen Worten, dass Druckfarbe nicht nur auf die erhabenen druckenden Bereiche, nämlich auf die Spitzen der Rasterpunkte übertragen wird, sondern dass ein Teil der Druckfarbe in die Zwischenräume zwischen den jeweils benachbarten Rasterpunkten "abdriftet". Dieses Abdriften von Druckfarbe tritt sowohl beim Drucken mit lösemittelbasierenden Druckfarben als auch beim Drucken mit UV-härtenden Druckfarben auf.

[0006] Beim Drucken mit lösemittelbasierenden Druckfarben führt das Abdriften der Druckfarbe in die Rasterpunktzwischenräume insbesondere in einem Tonwertbereich von 40 bis 60 % dazu, dass der Punktschluss innerhalb eines Rasterverlaufs unregelmäßig wird. Mit Hilfe von makroskopischen Aufnahmen der Druckform wurde festgestellt, dass dieser unregelmäßige Punktschluss durch ungleichförmig auftretende brückenartige Ablagerungen von angetrockneter Druckfarbe in den Zwischenräumen zwischen benachbarten Rasterpunkten hervorgerufen wird. Diese Ablagerungen werden durch die schnelle Verdunstung der Lösemittelbestandteile, zum Beispiel Alkohole, in der abgedrifteten Druckfarbe verursacht und durch die geringe Menge der abgedrifteten Druckfarbe begünstigt.

[0007] Die unregelmäßigen Farbablagerungen in Rasterpunktzwischenräumen führen dazu, dass der Bildverlauf für das Auge "wolkig" oder unruhig wirkt und störende Kanten entstehen.

[0008] Beim Drucken mit UV-härtenden Druckfarben härtet zwar die in Zwischenräume zwischen benachbarten Rasterpunkten abgedriftete Druckfarbe nicht aus, weil diese Zwischenräume anders als das bedruckte Substrat nicht mit UV-Licht bestrahlt werden. Dafür sammelt sich in den Rasterpunktzwischenräumen die abgedriftete Druckfarbe allmählich an, wodurch sich diese Zwischenräume im Verlauf des Druckprozesses mit flüssiger Druckfarbe füllen. Diese flüssige Druckfarbe kann dann je nach Schöpfvolumen der Rasterwalze, den Eigenschaften des zu bedruckenden Substrats und der Druckgeschwindigkeit in unbestimmten Zeitabständen von der Druckform auf das zu bedruckende Substrat spritzen, was auch als "Farbspritzen" oder "ink spitting" bezeichnet wird. Diese Erscheinung tritt vermehrt bei höheren Druckdichten bzw. Schöpfvolumina der Rasterwalze auf.

[0009] Es wird vermutet, dass der Grund für das Abdriften von Druckfarbe von den Rasterpunkten in die Zwischenräume zwischen denselben darin besteht, dass beim Abtrag der Elastomerschicht infolge der Einwirkung des Laserstrahls die Oberflächenenergie in den nicht-druckenden vertieften Bereichen erhöht wird, so dass diese Bereiche farbfreundlicher werden als die erhabenen unbearbeiteten Bereiche. Dieser Effekt wurde bei sämtlichen durch Laserdirektgravur hergestellten Flexodruckformen beobachtet, ungeachtet der Art der Laserquelle.

[0010] Zwar haben die Hersteller von elastomeren Druckformen versucht, das Abdriften von Druckfarbe in die Rasterpunktzwischenräume durch Additive in der Elastomerschicht bzw. durch Veränderung der Materialzusammensetzung der Elastomerschicht zu verhindern, um damit die Kantenbildung bei Verwendung lösemittelbasierter Druckfarben und/oder das Farbspritzen bei Verwendung von UV-härtenden Druckfarben zu vermeiden. Jedoch waren diese Versuche bisher nicht erfolgreich. Zwar wurden Materialzusammensetzungen gefunden, bei denen das Farbspritzen reduziert werden konnte, jedoch wiesen diese Materialzusammensetzung andere Nachteile auf, wie beispielsweise eine fehlende Druckdichte, so dass ein praktischer Einsatz nicht möglich war.

[0011] Aus der US 2014/0366759 A ist bereits ein Verfahren und eine Flexodruckform gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 9 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird die Oberfläche der vertieften nicht-druckenden Bereiche mit einem Überzug versehen, der durch Hydrolyse und Kondensation aus einer reaktiven Zusammensetzung gebildet wird, die einen nicht-fluorinierten Metalloxidvorläufer und ein hydrolysierbares Fluoralkysilan umfasst, während die bekannte Flexodruckform einen Überzug aus einem säurekatalysierten Reaktionsprodukt eines nicht-fluorinierten Metalloxidvorläufers und eines hydrolysierbaren Fluoralkysilans umfasst. Zur Herstellung der reaktiven Zusammensetzung wird zuerst der nicht-fluorinierte Metalloxidvorläufer mit einem geeigneten Lösemittel vermischt, bevor eine wässrige Säure und dann ein fluoriniertes Alkylsilan hinzugefügt und zuletzt die resultierende reaktive Zusammensetzung auf die Elastomerschicht aufgebracht sowie getrocknet und ausgehärtet wird. Als nachteilig wird das relativ komplizierte Verfahren zur Herstellung des Überzugs aus dem Reaktionsprodukt angesehen. Darüber hinaus findet sich kein Hinweis darauf, wie für eine gute und langdauernde Haftung des Überzugs an der Elastomerschicht gesorgt wird.

[0012] Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Flexodruckform der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit denen sich der Überzug einfach herstellen lässt und trotzdem gut und lange an der Oberfläche der Elastomerschicht haftet, und mit denen sich besonders bei feinen Rasterweiten ein Abdriften von Druckfarbe in die Zwischenräume zwischen benachbarten Rasterpunkten verhindern lässt, um beim Drucken mit lösemittelbasierenden Druckfarben unruhige Bildverläufe oder eine Kantenbildung infolge von brückenartigen Farbablagerungen bzw. beim Drucken mit UV-härtenden Druckfarben ein Farbspritzen zu verhindern. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Zwischenräume zwischen gravierten Rasterpunkten vollständig frei von Druckfarbe zu halten, so dass der Farbübertrag von der bebilderten Druckform auf das zu bedruckende Substrat nur in den erhabenen Bereichen stattfindet.

[0013] Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass das Beschichtungsmittel ein lösemittelbasiertes Ein-Komponenten-Beschichtungsmittel ist, in dem das Silan in gelöster Form enthalten ist, und dass das Silan mit dem Elastomer oder einem Bestandteil des Elastomers unter Bildung des dauerhaften farbabweisenden Überzugs reagiert.

[0014] Im Hinblick auf die Flexodruckform wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Überzug ein Reaktionsprodukt von einem Silan und dem Elastomer oder einem Bestandteil des Elastomers umfasst.

[0015] Zur Ermittlung der Oberflächenenergie einer Oberfläche kann der Kontaktwinkel eines kleinen Flüssigkeitstropfens auf der Oberfläche gemessen werden. Je größer der gemessene Kontaktwinkel ist, umso kleiner ist die Oberflächenenergie. Die Oberflächenenergie stellt somit ein Maß für die Benetzbarkeit der Oberfläche mit Wasser oder Druckfarbe dar. Beispielsweise kann der Kontaktwinkel mit Hilfe eines kleinen Wassertropfens gemessen werden. In diesem Fall ist der Wasser-Kontaktwinkel des Überzugs vorzugsweise größer als 90 Grad und nach einer Belastung vorzugsweise größer als 120 Grad.

[0016] Durch Druckversuche mit erfindungsgemäßen Flexodruckformen wurde festgestellt, dass durch die kleinere Oberflächenenergie des farbabweisenden Überzugs in den Rasterpunktzwischenräumen der Druckformen ein Anhaften von Druckfarbe und damit sowohl Farbablagerungen beim Drucken mit lösemittelbasierenden Druckfarben als auch das Farbspritzen beim Drucken mit UV-härtenden Druckfarben verhindert oder zumindest stark reduziert werden konnte.

[0017] Der Auftrag des Beschichtungsmittels wird vereinfacht, wenn dieses wie oben bereits erwähnt auf die gesamte Oberfläche der Druckform aufgebracht wird, d.h. nicht nur auf die vertieften nicht-druckenden Bereiche, sondern auch auf die erhabenen druckenden Bereiche. Sofern auf den zuletzt genannten erhabenen druckenden Bereichen kein farbabweisender Überzug gebildet werden soll, kann das Beschichtungsmittel nach seinem Auftrag auf die gesamte Druckformoberfläche und vor der Reaktion mit dem Elastomer bzw. einem Bestandteil des Elastomers wieder von den erhabenen druckenden Bereichen entfernt werden, bevorzugt indem die Druckform unmittelbar nach dem Auftragen des Beschichtungsmittels gegen ein geeignetes Drucksubstrat angepresst oder auf diesem abgerollt wird, um das Beschichtungsmittel von den erhabenen Bereichen ganz oder zumindest zum überwiegenden Teil auf das Drucksubstrat zu übertragen, das dann weggeworfen werden kann. Ansonsten wird der Überzug im Zuge des Druckens durch Adhäsionskräfte allmählich von den erhabenen druckenden Bereichen abgetragen.

[0018] Vorteilhaft erfolgt der Auftrag des Beschichtungsmittels nach einer vorangehenden Reinigung der Druckformoberfläche mit Reinigungsmittel, Bürsten und/oder einem Hochdruckwasserstrahl. Durch die Reinigung werden Verunreinigungen entfernt, die nach der Laser-Direktgravur auf der Oberfläche zurückbleiben.

[0019] Der Auftrag des Beschichtungsmittels erfolgt vorzugsweise durch Aufsprühen, indem ein Sprühnebel des Beschichtungsmittels von Hand aus einer Sprühflasche oder vorteilhaft automatisiert mit einer geeigneten Sprühvorrichtung auf die Elastomeroberfläche gesprüht wird, um eine gleichmäßige Schichtdicke zu erzielen.

[0020] Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung handelt es sich bei dem Silan um ein fluorhaltiges Silan, bevorzugt um ein Fluoralkylsilan oder fluoralkylfunktionelles Silan, da sich gezeigt hat, dass diese Silane nach der Reaktion mit dem Elastomer oder einem Bestandteil des Elastomers einen Überzug mit einer relativ kleinen Oberflächenenergie bilden, der zudem auch sehr gut an der Elastomeroberfläche haftet. Bei der Reaktion des Silans mit dem Elastomer bzw. einem Bestandteil des Elastomers handelt es sich wahrscheinlich um eine Reaktion von Silanol-Gruppen (Si-OH-Gruppen), die sich an aktive OH-Gruppen des Elastomers oder Elastomerbestandteils binden. Dabei entsteht eine äußerst stabile Si-O-Si-Bindung, die nicht nur für die kleine Oberflächenenergie sondern auch für die gute und langdauernde Haftung des Überzugs an der Oberfläche sorgt.

[0021] Um einerseits den Auftrag des Beschichtungsmittels auf die Druckformoberfläche zu erleichtern und andererseits die Schichtdicke des Überzugs so gering wie möglich zu halten, handelt es sich bei dem Beschichtungsmittel um ein lösemittelbasiertes Beschichtungsmittel, in dem das Silan bzw. Fluoralkylsilan in gelöster Form enthalten ist.

[0022] Nach dem Auftrag eines solchen Beschichtungsmittels verdunstet das darin enthaltene Lösemittel, wobei sich allmählich der Überzug bildet, dessen Haftung an der Druckformoberfläche mit der Zeit noch zunimmt. Um die Verdunstung des Lösemittels zu beschleunigen, wird bevorzugt ein schnell flüchtiges Lösemittel verwendet, wie Isopropanol oder n=Dekan.

[0023] Um die Bildung von Silanol-Gruppen zu fördern, handelt es sich bei dem lösemittelbasierten Beschichtungsmittel vorzugsweise um eine alkoholbasiertes Beschichtungsmittel, das neben dem Silan bzw. Fluoralkylsilan einen Alkohol enthält, vorzugsweise einen schnell flüchtigen Alkohol, wie Isopropanol. Alternativ kommen jedoch auch andere Lösemittel in Betracht,

[0024] Sowohl die Verdunstung des Lösemittels als auch die Reaktion des Beschichtungsmittels mit dem Elastomer bzw. mit dem Elastomerbestandteil der Druckform können durch eine Wärmebehandlung beschleunigt werden, so dass die Druckform schneller einsatzbereit ist.

[0025] Nach der vollständigen Verdunstung des Lösemittels beträgt die Schichtdicke des auf der Elastomeroberfläche gebildeten Überzugs maximal wenige Mikrometer, so dass zum einen zur Beschichtung eine geringe Menge des Beschichtungsmittels ausreichend ist und zum anderen in drucktechnischer Hinsicht keine unerwünschten Wirkungen auftreten, was bei größeren Schichtdicken möglich wäre. Die Schichtdicke ist vorteilhaft kleiner als 5 Mikrometer, besser kleiner als 3 Mikrometer.

[0026] Eine bereits recht gute farbabweisende Wirkung und Haftung wird mit einem von der Firma Evonik unter der Bezeichnung Dynasilan SivoClear EC angebotenen EinKomponenten-Beschichtungsmittel erzielt, das ein Fluoralkylsilan in einer alkoholischen Lösung enthält und allgemein zur easy-to-clean-Ausrüstung von glatten anorganischen Oberflächen, insbesondere aus Glas oder aus Keramik, eingesetzt wird.

[0027] Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Druckversuchen mit Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Flexodruckformen sowie von nichterfindungsgemäßen Flexodruckformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, wobei unter gleichen Bedingungen identische Drucksubstrate bedruckt wurden.

[0028] Fig. 1 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht durch einen Teil einer erfindungsgemäßen Flexodruckform;

[0029] Die Figuren 2, 3 und 4 zeigen noch stärker vergrößerte Ansichten des Ausschnitts A in Fig. 1 bei der Ermittlung der Oberflächenenergie durch Messung eines Wasser-Kontaktwinkels θ unter verschiedenen Bedingungen.

[0030] Zur Vorbereitung des Drucks wurde zuerst dieselbe vorgegebene Bildvorlage in drei Farbseparationen Gelb, Cyan und Magenta gerastert und dann durch Lasergravur von Druckformvorläufern insgesamt sechs Sätze von je drei Druckformen, eine für jede Farbseparation, hergestellt.

[0031] Die Druckformen von einem ersten Paar Druckformsätze, die nachfolgend als erfindungsgemäße Druckformen 10 bezeichnet sind und von denen eine in der Zeichnung teilweise dargestellt ist, wurden gemäß der vorliegenden Erfindung mit einem reaktiven Beschichtungsmittel behandelt. Die Druckformen des zweiten Paars der sechs Druckformsätze, die nachfolgend als erstes Vergleichsbeispiel bezeichnet sind, wurden nicht mit einem Beschichtungsmittel behandelt. Die Druckformen des dritten Paars der sechs Druckformsätze, die nachfolgend als zweites Vergleichsbeispiel bezeichnet sind, wurden mit einem bekannten Farbtrennmittel zur Behandlung von Fotopolymer-Druckplatten beschichtet.

[0032] Mit jeweils einem Satz der drei Paare von Druckformsätzen wurde dann das Drucksubstrat im Zusammendruck der drei Druckformen mit lösemittelbasierten Druckfarben bedruckt, während mit dem anderen Satz das Drucksubstrat mit UV-härtenden Druckfarben bedruckt wurde. Diese Druckversuche wurden bei verschiedenen Druckdichten bzw. Tonwerten durchgeführt.

[0033] Um es zu ermöglichen, die Qualität der Druckformen anhand des damit erzeugten Druckbildes des Zusammendrucks zu beurteilen, umfasste die Bildvorlage sowohl verschiedene Rasterweiten, darunter auch sehr feine Rasterweiten. Fig. 1 zeigt schematisch eine vergrößerte Schnittansicht durch einen gerasterten Teil der Druckform 10 mit einer sehr feinen Rasterweite von 54 l/cm (Linien pro Zentimeter), in dem die Druckform 10 eine Mehrzahl von einzelnen erhabenen Rasterpunkten 12 aufweist, die durch schmale vertiefte Zwischenräume 14 oder Lücken getrennt sind.

[0034] In allen Beispielen wurde dasselbe Ausgangsmaterial verwendet, nämlich identische Druckformvorläufer, aus denen dann durch Laser-Direktgravur die jeweilige Druckform hergestellt wurde.

[0035] Die Druckformvorläufer umfassten jeweils eine im Wesentlichen aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk (EPDM) sowie Füllmitteln, wie Ruß, und Additiven bestehende vorzugsweise schwarze Elastomerschicht 16 mit einer glatten Oberfläche, die zur Herstellung der Druckformen einer Laser-Direktgravur unterzogen wurde. Bei der Laser-Direktgravur wurde die Oberfläche der Elastomerschicht 16 entsprechend der vorgegebenen gerasterten Bildvorlage mit einem Laserstrahl aus einem Faserlaser bestrahlt, wobei an den Auftreffpunkten des Laserstrahls das EPDM durch Verdampfung über eine gewisse Tiefe abgetragen und dadurch ein Relief erzeugt wurde.

[0036] Das Relief umfasst abgetragene vertiefte Oberflächenbereiche, wie die Zwischenräume 14 und weitere vertiefte Bereiche 18, in denen die Elastomeroberfläche 22 der Einwirkung des Laserstrahls ausgesetzt war, und zurückbleibende erhabene Oberflächenbereiche, wie die Oberseiten 20 der Rasterpunkte 12 und weitere erhabene Bereiche 24, wo die Elastomeroberfläche 22 nicht der Einwirkung des Laserstrahls ausgesetzt war. Die zuerst genannten vertieften Oberflächenbereiche 14, 18 des Reliefs bildeten beim späteren Drucken mit den Flexodruckformen 10 die nicht-druckenden Bereiche, während die zuletzt genannten erhabenen Oberflächenbereiche 20, 24 die druckenden Bereiche bildeten.

[0037] Nach ihrer Bebilderung mittels der Laser-Direktgravur wurden die Druckformen einer gründlichen Reinigung mittels Bürsten, heißem Wasser, handelsüblichem flüssigem Reinigungsmittel (Tensid) und einem Hochdruckwasserstrahl unterzogen, um eventuelle lose anhaftende Verunreinigungen zu entfernen.

Erfindungsgemäße Druckformen

[0038] Die Druckformen 10 der erfindungsgemäßen Druckform-Sätze wurden nach der Reinigung auf ihrer gesamten Oberfläche von Hand mit einem Beschichtungsmittel besprüht, das unter der Bezeichnung Dynasilan SivoClear EC von der Firma Evonik zur easy-to-clean-Ausrüstung von glatten anorganischen Oberflächen vertrieben wird. Bei diesem Beschichtungsmittel handelt es sich um ein Ein-Komponenten-System, bestehend aus einer einem Fluoralkylsilan in einer alkoholischen Lösung, die eine geringe Viskosität besitzt und daher leicht durch Sprühen aufgetragen werden kann. Beim Auftrag wurde so viel Beschichtungsmittel aufgesprüht, dass eine dünne zusammenhängende Schicht entstand. Nach dem Aufsprühen dampfte das Lösemittel relativ schnell ab. Während und nach diesem Vorgang wurde durch Reaktion des Fluoralkylsilans bzw. von Silanol-Gruppen mit dem EPDM oder mit Bestandteilen des EPDM bzw. mit Additiven oder Füllmitteln im EPDM als Reaktionsprodukt ein dünner trockener Überzug 26 auf der gesamten Elastomeroberfläche 22 gebildet, d.h. sowohl auf den vertieften Oberflächenbereichen 14, 18 und den erhabenen Oberflächenbereichen 20, 24.

[0039] Bei Zimmertemperatur setzte sich die Reaktion innerhalb dieses Überzugs über einen längeren Zeitraum fort, bis der Überzug nach Stunden oder Tagen einen Endzustand erreichte, in dem er zum einen sehr fest an der Elastomeroberfläche 22 haftete und zum anderen der Elastomeroberfläche 22 eine verhältnismäßig kleine Oberflächenenergie und damit farbabweisende Eigenschaften verlieh. Durch eine Wärmebehandlung bei 80°C konnte der Endzustand bereits nach wenigen Stunden erreicht werden. Im Endzustand betrug die Dicke des Überzugs 26 etwa 2 Mikrometer.

[0040] Vor dem Aufbringen des Beschichtungsmittels sowie nach dem Erreichen des Endzustands des Überzugs 26 wurde jeweils in einem vertieften, zuvor der Einwirkung des Laserstrahls ausgesetzten Bereich 18 der Druckformoberfläche der Kontaktwinkel θ eines kleinen Wassertropfens 30 auf der Elastomeroberfläche 22 bzw. auf der Oberfläche 28 des Überzugs 26 gemessen. Dieser Wasser-Kontaktwinkel θ charakterisiert die Benetzungseigenschaften der Oberfläche 22, 28 und stellt ein Maß für die Oberflächenenergie dar. Dabei ist die letztere umso kleiner, je größer der Wasser-Kontaktwinkel θ ist.

[0041] Der vor dem Aufbringen des Beschichtungsmittels auf der Elastomeroberfläche 22 gemessene Wasser-Kontaktwinkel θ betrug weniger als 60 Grad, während der nach dem Erreichen des Endzustands des Überzugs 26 auf dessen Oberfläche 26 gemessene Wasser-Kontaktwinkel θ etwa 95 Grad und der nach einer Belastung auf der Oberfläche 26 gemessene Wasser-Kontaktwinkel θ sogar etwa 145 Grad betrug. Die Belastung wurde simuliert, indem der Überzug 26 bzw. dessen Oberfläche 28 kräftig mit einem harten Zellstofftuch abgerieben wurde.

[0042] Diese Wasser-Kontaktwinkel θ sind in den Figuren 2 bis 4 dargestellt, die schematische vergrößerte Ansichten eines Ausschnitts A der Elastomeroberfläche 22 in Fig. 1 und den Wassertropfen 30 zeigen. Wie in Fig. 2 dargestellt, beträgt der Wasser-Kontaktwinkel θ auf der Elastomeroberfläche 22 ohne Überzug etwa 60 Grad, während er auf der Oberfläche 28 des Überzugs 26 vor und nach einer Belastung 95 Grad bzw. 145 Grad beträgt, wie in Fig. 3 bzw. 4 dargestellt. Der größere Wasser-Kontaktwinkel θ der Oberfläche 28 des Überzugs 26 (Fig. 3 und 4) zeigt, dass dieser viel stärker wasserabweisend ist als die unbeschichtete oder unbehandelte Elastomeroberfläche 22 nach der Einwirkung des Laserstrahls. Entsprechendes gilt auch für Druckfarben, die somit vom Überzug 26 sehr viel stärker abgestoßen werden, weshalb dieser letztere als farbabweisend bezeichnet wird.

Erstes Vergleichsbeispiel

[0043] Bei den Druckformen des Paars von Druckformsätzen des ersten Vergleichsbeispiels fand nach der Reinigung keine weitere Behandlung und keine Beschichtung statt. Der gemessene Wasser-Kontaktwinkel θ auf den Elastomeroberflächen 22, die zuvor der Einwirkung des Laserstrahls ausgesetzt waren, betrug dort ebenfalls weniger als 60 Grad.

Zweites Vergleichsbeispiel

[0044] Auf die Druckformen des Paars von Druckformsätzen des zweiten Vergleichsbeispiels wurde nach der Reinigung ein von der Firma Dortschy unter der Bezeichnung Edoflex vertriebenes flüssiges Farbtrennmittel aufgesprüht, das beim Flexodruck zur Behandlung von fotopolymeren Druckformen eingesetzt wird. Der nach dem Aufsprühen des Farbtrennmittels gemessene Wasser-Kontaktwinkel θ auf den mit dem Farbtrennmittel überzogenen Oberflächen, die zuvor der Einwirkung des Laserstrahls ausgesetzt waren, betrug etwa 80 Grad.

[0045] Allerdings wurde sowohl bei einer simulierten Belastung durch Abreiben mit einem harten Zellstofftuch als auch beim Drucken mit diesen Druckformen festgestellt, dass nach kurzer Zeit an der Elastomeroberfläche 22 kein Farbtrennmittel mehr vorhanden war, weil dieses weder mit dem Elastomer der Druckform reagierte noch eine andere dauerhafte Verbindung mit der Elastomeroberfläche einging. Dies bedeutet, dass die Druckform beim Drucken bereits nach kurzer Zeit gereinigt und erneut mit dem Farbtrennmittel besprüht werden müsste, was unter praktischen Gesichtspunkten jedoch zu aufwändig wäre.

Druckversuche

[0046] Bei einer ersten Reihe von Druckversuchen wurden mit dem ersten Druckformsatz von jedem der drei Paare von Druckformsätzen dieselben handelsüblichen lösemittel- bzw. alkoholbasierenden Druckfarben verdruckt. Danach wurden bei einer zweiten Reihe von Druckversuchen mit dem zweiten Druckformsatz von jedem der drei Paare von Druckformsätzen dieselben UV-härtenden Druckfarben verdruckt und das bedruckte Substrat anschließend mit UV-Licht bestrahlt. In beiden Fällen wurde die Druckfarbe mit einer Rasterwalze auf die zum Drucken verwendete Druckform übertragen.

[0047] Bei der ersten Reihe von Druckversuchen waren die Ergebnisse wie folgt:

Erstes Vergleichsbeispiel

[0048] Bei den Druckversuchen mit den handelsüblichen lösemittel- bzw. alkoholbasierenden Druckfarben kam es vor allem bei Tonwerten zwischen 40 und 60 % in Bereichen mit feinen Rasterweiten von 54 l/cm oder mehr im Rasterverlauf des Druckbildes vermehrt zu einem sehr unregelmäßigen Auftreten von sogenannten Punktschlüssen, die zu einem für das Auge unruhigen Bildverlauf und einer störenden Kantenbildung führten. Eine Untersuchung der Ursachen durch makroskopische Aufnahmen der entsprechenden Bereiche der Druckformen ergab, dass dort Druckfarbe in den vertieften Zwischenraum zwischen zwei benachbarten erhabenen Rasterpunkten der Druckform abgedriftet und nach dem Verdunsten des Lösemittels zwischen diesen Rasterpunkten angetrocknet war. Dadurch bildeten sich zwischen den Rasterpunkten der Druckform Brücken aus getrockneter Druckfarbe, die nach einiger Zeit bis zur Höhe der erhabenen Oberflächenbereiche reichten und dann auf dem Druckbild zu einem unregelmäßig auftretenden Punktschluss führten. Bei den Druckversuchen mit UV-härtenden Druckfarben wurden nach einer vom Schöpfvolumen der Rasterwalze, Substrateigenschaften des Drucksubstrats und der Druckgeschwindigkeit abhängenden unbestimmbaren Zeitspanne gelegentlich kleine Farbspritzer auf dem Drucksubstrat beobachtet. Eine Untersuchung der Ursachen durch makroskopische Aufnahmen der entsprechenden Bereiche der Druckformen ergab, dass in die vertieften Zwischenräume zwischen benachbarten erhabenen Rasterpunkten der Druckform flüssige Druckfarbe abgedriftet war und sich dort in der flüssigen Form allmählich ansammelte, da sie nicht der Einwirkung des UV-Lichts unterworfen war. Nach Erreichen einer bestimmten Flüssigkeitsmenge überstiegen vermutlich die Fliehkräfte infolge der Rotation der Druckform die Kohäsions- und Adhäsionskräfte der Druckfarbe, woraufhin diese sich von der Druckform löste und als unerwünschter "ink spitting"-Spritzer auf das Drucksubstrat übertragen wurde.

Zweites Vergleichsbeispiel

[0049] Zwar dauerte es bei beiden Reihen von Druckversuchen etwas länger, bis es beim Verdrucken der lösemittel- bzw. alkoholbasierenden Druckfarben zum ersten Auftreten von Punktschlüssen und beim Verdrucken der UV-härtenden Druckfarben zum ersten Auftreten von Farbspritzern kam. Das Auftreten dieser Jedoch konnten beide Erscheinungen nur verhindert werden, indem die Druckformen in sehr kurzen Zeitabständen gereinigt und nach jeder Reinigung wieder mit Farbtrennmittel beschichtet wurden.

Erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel

[0050] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren konnte beim Verdrucken der lösemittel- bzw. alkoholbasierenden Druckfarben das Auftreten von Punktschlüssen selbst bei sehr kleinen Rasterweiten von 54 l/cm über einen langen Beobachtungszeitraum vollständig verhindert werden. Auch beim Verdrucken der UV-härtenden Druckfarben wurde über einen langen Zeitraum kein Auftreten von Farbspritzern beobachtet.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Flexodruckform (10), bei dem eine Schicht (16) aus einem Elastomer durch Laser-Direktgravur mit mindestens einem Laserstrahl unter Bildung von vertieften nicht-druckenden Bereichen (14, 18) und erhabenen druckenden Bereichen (20, 24) teilweise abgetragen wird, wobei nach der Laser-Direktgravur mindestens auf die vertieften nicht-druckenden Bereiche (14, 18) ein Beschichtungsmittel aufgebracht wird, um einen dauerhaften farbabweisenden Überzug (26) zu erzeugen, dessen Oberflächenenergie kleiner ist als die Oberflächenenergie der mit dem Laserstrahl bestrahlten Elastomeroberfläche (22) in den vertieften nicht-druckenden Bereichen (14, 18) vordem Aufbringen der Beschichtung, und wobei das Beschichtungsmittel ein Silan umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel ein lösemittelbasiertes EinKomponenten-Beschichtungsmittel ist, in dem das Silan in gelöster Form enthalten ist, und dass das Silan mit dem Elastomer oder einem Bestandteil des Elastomers unter Bildung des Überzugs (26) reagiert..

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel ein Fluoralkylsilan umfasst.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel ein schnellflüchtiges alkoholisches Lösemittel enthält, vorzugsweise Iso-Propanol.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch das Abdampfen des Lösemittels der trockene Überzug (26) mit einer Schichtdicke von weniger als 5 Mikrometer gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flexodruckform (10) nach der Laser-Direktgravur und vor dem Aufbringen des Beschichtungsmittels mit flüssigen Reinigungsmitteln, Bürsten und/oder Hochdruckwasser gereinigt wird.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel aufgesprüht wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flexodruckform (10) nach dem Aufbringen des Beschichtungsmittels einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmittel auf die gesamte Oberfläche der Flexodruckform (10) aufgebracht und vor der Reaktion mit dem Elastomer bzw. einem Bestandteil des Elastomers in den erhabenen druckenden Bereichen (20, 24) wieder von der Oberfläche entfernt wird.

9. Durch Laser-Direktgravur hergestellte Flexodruckform (10) mit einer Schicht (16) aus einem Elastomer, die erhabene druckende Bereiche (20, 24) und vertiefte nicht-druckende Bereiche (14, 18) aufweist, wobei mindestens die vertieften nicht-druckenden Bereiche (14, 18) einen dauerhaften farbabweisenden Überzug (26) aufweisen, der eine kleinere Oberflächenenergie aufweist als eine mit dem Laserstrahl bestrahlte Elastomeroberfläche (22) ohne den Überzug (26), dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug (26) ein Reaktionsprodukt von einem Silan und dem Elastomer oder einem Bestandteil des Elastomers umfasst.

10. Flexodruckform (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Übrzug (26) durch Aufbringen eines lösemittelbasierten Ein-Komponenten-Beschichtungsmittels gebildet ist, in dem das Silan in gelöster Form enthalten ist.

11. Flexodruckform (10) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Silan ein Fluoralkylsilan ist.

12. Flexodruckform (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wasser-Kontaktwinkel (θ) des Überzugs (26) im Endzustand mindestens 90 Grad und nach einer Belastung mindestens 110 Grad beträgt.

13. Flexodruckform (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schichtdicke des Überzugs (26) weniger als 5 Mikrometer beträgt.

14. Flexodruckform (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die gesamte Elastomerschicht (16) mit dem Überzug (26) versehen ist.

Zeichnung