DE102004011316A1 - Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche und Druckform - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche (10) in hydrophile Bereiche (18) und hydrophobe Bereiche (20) vorgestellt. Es wird ein Objekt, insbesondere eine Druckform, mit wenigstens einer Glasoberfläche (10) bereitgestellt. Ein metallhaltiges Medium wird auf die Glasoberfläche (10) aufgebracht. Es wird eine Salzschicht (12), welche Metallionen (14) aufweist, auf der Glasoberfläche (16) erzeugt, bevor schließlich lokal begrenzt oder selektiv elektromagnetische Energie, insbesondere Laserlicht (16), auf Bereiche der Glasoberfläche (10) zur Erzeugung von metallhaltigen Bereichen der Glasoberfläche (10) eingebracht wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist eine Druckform strukturierbar in hydrophile Bereiche (18) und hydrophobe Bereiche (20). Das Verfahren kann in einem Druckformbelichter oder in einem Druckwerk, geeignet zur Direktbebilderung, insbesondere in einer Druckmaschine, durchgeführt werden.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche in hydrophile Bereiche und hydrophobe Bereiche, mit den Schritten: Bereitstellen eines Objektes mit wenigstens einer Glasoberfläche, Ausbringen eines metallhaltigen Mediums auf die Glasoberfläche, und lokal begrenztes Einbringen von elektromagnetischer Energie auf Bereiche der Glasoberfläche zur Erzeugung von metallhaltigen Bereichen der Glasoberfläche. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Druckform, strukturierbar in einem derartigen Verfahren.
• Physikalische Eigenschaften, wie beispielsweise der Brechungsindex oder die Oberflächenenergie, einer Glasoberfläche sind abhängig von der Konzentration von in der Glasoberfläche aufgenommenen Metallionen. So kann zum Beispiel auf einer Glasoberfläche eine großflächige Beschichtung aufgebracht werden, so dass jene wasserabweisend oder hydrophob wird. Auch kann dieser Effekt durch morphologische Strukturierung der Oberfläche unterstützt werden.
• Aus dem Dokument DE 101 19 302 A1 ist ein Verfahren zum lasergestützten Eintrag von Metallionen in eine Glasoberfläche bekannt. Durch Ionenaustausch und Diffusion von Metallionen in die Glasoberfläche hinein können farblose und farbige Pixel oder Brechungsindexgradienten erzeugt werden. In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird auf einer Glasoberfläche ein metallhaltiges Medium, insbesondere silberhaltiges Medium, beispielsweise eine mit einer metallhaltigen Diffusionsfarbe bedruckten Folie, aufgebracht. Mittels auf die Glasoberfläche fokussierter Laserstrahlung wird eine lokal begrenzte Erwärmung durchgeführt, so dass Ionenaustausch und Diffusion von Metallionen in die Glasoberfläche stattfinden. Auf diese Weise kann eine für das menschliche Auge unsichtbare Beschriftung der Glasoberfläche, wobei die Beschriftung beispielsweise durch ein Phasenkontrastmikroskop sichtbar gemacht werden kann, erzeugt werden.
• Aus dem Dokument EP 0 542 061 A1 gehen ein photoelektrochemisches Bebilderungssystem und ein Verfahren für die Erzeugung einer Druckform für den Offsetdruck hervor. Ein Druckformzylinder weist eine wiederverwendbare Halbleiteroxidoberfläche auf. Ein fluides Medium wird als dünner Film auf die Halbleiteroxidoberfläche aufgebracht. Der Druckformzylinder ist auf negativem elektrischen Potential, während das fluide Medium eine Verbindung zu einer Anode auf positiven elektrischen Potential herstellt. Das gewünschte strukturierte Bild wird mittels lokal begrenzter Belichtung, insbesondere durch einen Laser, erzeugt, indem eine photoelektrochemische Reaktion zwischen der Halbleiteroxidoberfläche und dem fluiden Medium ausgelöst wird (laserinduzierte kathodische Photoelektroablagerung). Die erzeugten metallischen Bereiche auf der Halbleiteroxidoberfläche können auf chemischem oder elektrochemischem Wege wieder entfernt werden.
• Nachteilig bei der Vorgehensweise gemäß dem Dokument EP 0 542 061 A1 ist die Notwendigkeit, einen elektrischen Potentialgradienten im Bebilderungssystem erzeugen zu müssen. Die Tatsache, dass ganze Baugruppen des Bebilderungssystems unter Spannung gesetzt werden müssen, bedingt unter anderem eine erhöhte Verletzungsgefahr oder Unfallgefahr für das Bedienungspersonal.
• Zwar kommt das im Dokument DE 101 19 302 A1 offenbarte Verfahren ohne elektrische Potentialgradienten aus, jedoch müssen, um das Verfahren zum lasergestützten Eintrag von Metallionen in eine Glasoberfläche gemäß diesem Dokument auch zur Strukturierung einer Glasoberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche mit ausreichend großem Unterschied der Benetzungsgrade zwischen hydrophilen und hydrophoben Bereichen einzusetzen, Weiterentwicklungen vorgenommen werden.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche zu schaffen, in welchem eine hohe Konzentration von Metallionen aus einem metallhaltigen Medium zur Erzeugung von metallhaltigen Bereichen der Glasoberfläche auf einfache und effiziente Weise zur Verfügung gestellt wird. Insbesondere sollen ein Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche und ein Druckwerk geschaffen werden, mit welchem auf einfache Art und Weise eine Druckform für den Offsetdruck bebildert werden kann.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 und ein Druckwerk gemäß Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen charakterisiert.
• Erfindungsgemäß umfasst das Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche in hydrophile und hydrophobe Bereiche, wenigstens die folgenden Schritte: Es wird ein Objekt, insbesondere eine Druckform, mit wenigstens einer Glasoberfläche bereitgestellt. Ein metallhaltiges Mediums wird auf die Glasoberfläche aufgebracht. Es wird eine Salzschicht, welche Metallionen, aufweist, auf der Glasoberfläche erzeugt, bevor schließlich lokal begrenzt oder selektiv elektromagnetische Energie, insbesondere Laserlicht, auf Bereiche der Glasoberfläche zur Erzeugung von metallhaltigen Bereichen der Glasoberfläche eingebracht wird.
• Das Metall kann insbesondere ein Edelmetall, ein Schwermetall, ein komplexbildendes Metall oder dergleichen sein. Bevorzugt ist das Metall Kupfer, Silber oder Gold. Das Salz kann das Salz einer Mineralsäure, insbesondere Salpetersäure, Schwefelsäure, schweflige Säure, Kohlensäure oder Salzsäure, sein.
• Aufgrund der erzeugten Salzschicht stehen für die Erzeugung von metallhaltigen Bereichen Metallionen in einer hohen Konzentration bereits sehr nah an der Glasoberfläche zur Verfügung. Beim nachfolgenden Einbringen von elektromagnetischer Energie kann daher eine ausreichend hohe Konzentration von Metall in den metallhaltigen Bereichen der Glasoberfläche erzielt werden, so dass ein möglichst starker Kontrast, das heißt, ein großer Benetzungsunterschied zwischen hydrophilen und hydrophoben Bereichen, ausgeprägt werden kann.
• In vorteilhafter Weise kann eine Glasoberfläche mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens in hydrophile und hydrophobe Bereiche strukturiert werden, indem die Glasoberfläche ortsaufgelöst, nahe der Oberfläche mit Metallionen dotiert oder mit einem Metallfilm beschichtet wird: Während ein geeignetes Glas, insbesondere Natriumsilikat, Borosilikatglas oder Kaliwasserglas, eine hydrophile Oberfläche besitzt oder durch eine Bestrahlung mit ultraviolettem Licht eine hydrophile Oberfläche erhalten kann, weist Metall eine hydrophobe Oberfläche auf. Das Benetzungsverhalten der Glasoberfläche kann also durch Variation der Konzentration von Metallionen variiert werden.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Medium fluid. Die Salzschicht wird nach Aufbringen des Mediums durch Trocknung oder Auftrockung des Mediums erzeugt. Das metallhaltige Medium kann eine Lösung (bevorzugt), eine Paste, ein Lack, ein Dampf oder dergleichen sein. In seinem fluiden – flüssigen (bevorzugt) oder gasförmigen – Zustand kann das metallhaltige Medium in vorteilhafter Weise schnell oder in kurzer Zeit sehr nah an die Glasoberfläche herangeführt werden, so dass eine Salzschicht mit hoher Konzentration von Metallionen durch Verfestigung wenigstens von einem Substanzanteil des fluiden Mediums ausgefällt oder abgeschieden werden kann.
• In einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Salzschicht und die Glasoberfläche derart stark erwärmt, dass ein Ionenaustausch von Metallionen gegen Natriumionen in der Glasoberfläche induziert wird. In einer zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Salzschicht und die Glasoberfläche derart stark erwärmt, dass eine Reduktion der Metallionen induziert wird und ein Metallfilm auf der Glasoberfläche aufwächst. Die Metallverbindung der Salzschicht wird geschmolzen beziehungsweise zersetzt, so dass die Metallionen durch in der Atmosphäre befindliche oder dem Medium beigegebene Reduktionsmittel zur Metallatomen reduziert werden. Insbesondere kann in einer vorteilhaften Weiterentwicklung der zweiten Variante die Glasoberfläche des bereitgestellten Objekts mit einer Beschichtung von Wasserglas (Natriumsilikat) versehen werden, bevor das metallhaltige Medium aufgebracht wird.
• Es kann vorteilhaft sein, wenn die Glasoberfläche des bereitgestellten Objektes, insbesondere der Druckform, einem nasschemischen Ätzprozess derart ausgesetzt wird, dass großflächig ein hydrophiler Bereich auf der Glasoberfläche erzeugt wird, bevor das metallhaltige Medium aufgebracht wird. Einerseits kann damit eine bereits auf der Glasoberfläche befindliche Strukturierung entfernt werden, andererseits kann eine raue, insbesondere hydrophile Oberfläche mit verbesserten Haftungseigenschaften für die weiteren Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens erzeugt werden.
• Des weiteren kann im erfindungsgemäßen Verfahren die Glasoberfläche mit metallhaltigen Bereichen mit ultravioletter Strahlung beaufschlagt werden, um eine Erhöhung des Kontrastes, des Benetzungsunterschieds zwischen hydrophilen und hydrophoben Bereichen zu erzielen.
• Insbesondere ist es also möglich, dass die Verfahrensschritte am Objekt, insbesondere an der Druckform, in Zyklen iteriert oder wiederholt werden. In anderen Worten ausgedrückt, eine Glasoberfläche kann in hydrophile und hydrophobe Bereiche strukturiert werden und die strukturierte Glasoberfläche kann in einen unstrukturierten Zustand, insbesondere mit einem großflächig hydrophilen Bereich, zurückversetzt werden.
• Auf diese Weise ist mit besonderem Vorteil ein einfacher und schneller Bebilderungs-Löschungs-Zyklus für eine Druckform geschaffen: Eine Druckform mit einer Glasoberfläche kann in hydrophile und hydrophobe Bereiche mit einem Sujet (Text und/oder Bilder) strukturiert oder bebildert werden. Dieses Sujet kann in einem Offsetdruckverfahren vervielfältigt werden. Nach Reinigung der Druckform von Druckfarbresten kann die Druckform wieder destrukturiert oder in den unstrukturierten Zustand zurückversetzt werden.
• Das erfindungsgemäße Verfahren als solches oder in den beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen kann insbesondere in einem Druckformbelichter oder in einem Druckwerk, geeignet zur direkten Bebilderung einer Druckform, durchgeführt wird.
• Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann eine strukturierte Glasoberfläche mit metallhaltigen Bereichen hergestellt werden, welche sich dadurch auszeichnet, dass die Glasoberfläche hydrophile Bereiche, welche einen Kontaktwinkel zu Wasser von 0 bis 40 Grad haben, insbesondere zwischen 15 und 30 Grad, beispielsweise 20 Grad, und hydrophobe Bereiche, welche einen Kontaktwinkel zu Wasser von 50 bis 100 Grad haben, insbesondere zwischen 60 und 95 Grad, aufweist. Mit einem Benetzungsunterschied oder einer Kontaktwinkeldifferenz von über 50 Grad, bevorzugt über 60 Grad, kann die Glasoberfläche bereits in einem Offset-Druckverfahren eingesetzt werden.
• Im Zusammenhang des erfinderischen Gedankens steht auch eine Druckform, welche strukturierbar in einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dieser Beschreibung ist: Die erfindungsgemäße Druckform weist wenigstens eine Glasoberfläche mit hydrophoben metallhaltigen Bereichen auf. Die nicht-metallhaltigen Bereiche sind insbesondere hydrophil.
• Das erfindungsgemäße Verfahren kann in einem Druckwerk, geeignet zur Direktbebilderung ausgeführt werden: Anders gesagt, ein erfindungsgemäßes Druckwerk mit einer Bebilderungseinrichtung, welche wenigstens einen Laser umfasst, und mit einer Druckform, zeichnet sich dadurch aus, dass die Druckform wenigstens eine Glasoberfläche mit hydrophoben metallhaltigen Bereichen gemäß dieser Darstellung aufweist und strukturierbar in einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß dieser Beschreibung ist und dass das Druckwerk wenigstens eine Vorrichtung zum Ausbringen eines metallhaltigen Mediums auf die Druckform umfasst. Das Druckwerk kann ein direktes oder ein indirektes Offsetdruckwerk sein. Ein Druckwerk kann insbesondere ein Farbwerk, ein Feuchtwerk und einen Gegendruckzylinder umfassen. Die Druckform kann auf einem Druckformzylinder aufgenommen sein oder die Oberfläche eines Druckformzylinders darstellen. Das Druckwerk kann des weiteren eine Druckformwascheinrichtung aufweisen. Die Bebilderungseinrichtung kann eine Anzahl von Laserlichtquellen umfassen, so dass eine Anzahl von Bereichen auf der Glasoberfläche zeitlich simultan oder parallel bebildert werden kann.
• Das erfindungsgemäße Druckwerk kann Teil einer Druckmaschine sein. In anderen Worten, eine erfindungsgemäße Druckmaschine umfasst wenigstens ein erfindungsgemäßes Druckwerk. Die Druckmaschine kann eine bogenverarbeitende oder eine bahnverarbeitende Druckmaschine sein. Typische im Druckwerk oder der Druckmaschine verarbeitete Bedruckstoffe sind Papier, Karton, Pappe, organische Polymerfolie oder dergleichen. Eine bogenverarbeitende Druckmaschine kann einen Anleger, wenigstens ein Druckwerk und einen Ausleger umfassen. Die bogenverarbeitende Druckmaschine kann eine Schön- und Widerdruckmaschine sein. Eine bahnverarbeitende Druckmaschine kann einen Rollenwechsler, wenigstens eine Druckeinheit mit zwei Druckwerken zum beidseitigen Bedrucken einer Bedruckstoffbahn, einen Trockner und einen Falzapparat umfassen.
• Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figur sowie den Beschreibungen zweier beispielhafter Ausführungsformen dargestellt. Es zeigt:
• 1 eine schematische Darstellung von Schritten in Teilbildern A bis E einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
• In einer ersten, bevorzugten Ausführungsform wird auf ein bereitgestelltes Objekt mit einer Glasoberfläche 10 ein silberhaltiges Medium in Form einer wässrigen Lösung eines Silbermineralsäuresalzes, beispielsweise Silbernitrat, Silbersulfat, Silbersulfat, Silberchlorid oder Silbercarbonat, als Film auf die Glasoberfläche 10 aufgebracht, indem die Glasoberfläche 10 des bereitgestellten Objektes eingetaucht, die wässrige Lösung aufgesprüht oder aufgerollt oder auf eine sonstige Weise aufgebracht wird. Um eine gute Filmqualität zu erreichen, kann die Silbermineralsäuresalzlösung darüber hinaus mit Zusatzstoffen, wie z.B. einem Bindemittel, versehen sein. Wird der Film getrocknet, so liegt auf der Oberfläche ein dünner Film oder eine dünne Schicht aus Silbermineralsäuresalz (Salzschicht 12) mit Metallionen 14, hier Silberionen, ggf. versetzt mit genannten Zusatzstoffen, vor (1, Teilbild A). Wird der Film und der oberflächennahe Bereich der von der Salzschicht 12 bedeckten Glasoberfläche 10 lokal selektiv oder begrenzt mit Licht 16 eines Lasers erhitzt, so diffundieren Silberionen aus der Salzschicht 12 in die Glasoberfläche 10 und erhöhen lokal die Konzentration von Silberionen (Metallionen 14) in der Glasoberfläche 10 (1, Teilbild B). Als Laser kann ein CO₂-Laser verwendet werden: Die Laserleistung liegt unter 10 W, bevorzugt 5 W, bei einem Fokusdurchmesser unter 500 μm, bevorzugt unter 200 μm und einer Belichtungsdauer unter 1 s, bevorzugt unter 0,1 ms. Zur Verbesserung des Prozesses können der Silbermineralsalzlösung weiterhin Stoffe beigemischt werden, welche die Umwandlung der Laserstrahlung in Wärme begünstigen. Entfernt man schließlich nach dem lokal begrenzen Einbringen der elektromagnetischen Energie die verbliebene Salzschicht 12 oder den verbliebenen Silbermineralsalzfilm bzw. dessen Rückstände, die bei der Erwärmung auf dem Glas bleiben, z.B. durch Abwaschen, so erhält man eine Glasoberfläche 10, die in einigen Bereichen 18 eine niedrige Konzentration von Silberionen (niedrige Dotierung) aufweist und hydrophil ist, in anderen Bereichen 20 eine höhere Konzentration von Silberionen (hohe Dotierung) aufweist und hydrophob ist (l, Teilbild C). In einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform kann der Kontrast zwischen dotierten und undotierten Bereichen durch eine Bestrahlung der Glasoberfläche vor dem Ausbringen der Silbermineralsalzlösung mit ultraviolettem Licht erhöht werden.
• Die auf diese Weise in hydrophile Bereiche 18 und hydrophobe Bereiche 20 strukturierte Oberfläche 10 kann nun als Druckform in einem Offset-Druckprozess eingesetzt werden (1, Teilbild D). Wasser 22 kann auf den hydrophilen Bereichen 18 mit Metallionen und Druckfarbe 24 auf hydrophoben Bereichen 20 angelagert werden. Durch chemisches Ätzen mit einem Ätzmittel 26, Polieren oder eine Kombination von beidem können nun wenige Nanometer der Glasoberfläche 10, insbesondere der Oberflächenanteile 30 in dem eine erhöhte Konzentration von Silberionen vorliegt, entfernt oder abgetragen werden (1, Abtragung 28, Teilbild E). Das homogene Ätzen bzw. Polieren von Glas ist ein gut kontrollierbarer Prozess, der derart durchgeführt werden kann, dass einerseits wieder ein hydrophober bzw. hydrophobierbarer Ausgangszustand hergestellt werden kann, andererseits so wenig Material (einige Nanometer) abgetragen wird, dass sich der Zyklus von Strukturieren-Drucken-Abtragen mehrfach wiederholen lässt (Iteration 32), bevor zuviel Glas von der Glasoberfläche 10 in Oberflächenanteilen 30 abgetragen worden ist.
• Konkret wird in der ersten, bevorzugten Ausführungsform auf einem flexiblen Träger, insbesondere ein Edelstahlblech, eine Glasoberfläche erzeugt, indem ein Film aus Wasserglas (Natriumsilikat in wässriger Lösung) aufgebracht, getrocknet und getempert wird. Der Film ist typischerweise etwa 5,0 bis 10,0 μm dick, so dass er beim Biegen des Trägers nicht abplatzt. Auf diese Druckform wird in einer Bebilderungseinrichtung, die Teil einer Druckmaschine sein kann, mit einer geeigneten Vorrichtung eine wässrige Lösung aus Silbermineralsalz als Film aufgebracht und getrocknet, so dass eine Salzschicht, welche Silbermineralsalz aufweist, auf der Glasoberfläche ausgebildet wird. Die Trocknung kann durch Heißluft mit einem Gebläse beschleunigt werden. Mit einem oder mehreren Lasern, welche vorzugsweise im infraroten Spektralbereich emittieren, wird die Glasoberfläche mit der Salzschicht punktweise oder lokal selektiv derart erhitzt, dass Silberionen aus der Salzschicht in die Glasoberfläche hinein diffundieren. Der oder die Laser sind bevorzugt Diodenlaser, welche zwischen 750 und 900 nm, insbesondere bei 830,0 ± 20,0 nm emittieren, Festkörperlaser oder CO₂-Laser. Rückstände der Salzschicht werden anschließend entfernt. In einer Druckmaschine kann hierfür die Druckformwascheinrichtung benutzt werden.
• Zur Erhöhung des Benetzungsunterschieds zwischen hydrophilen und hydrophoben Bereichen wird die Druckform vor Beginn des Druckprozesses mit ultravioletter Strahlung aus einer geeigneten Vorrichtung beaufschlagt. Dann wird die erfindungsgemäße Druckform wie eine herkömmliche abgedruckt. Falls nötig kann die Druckform während des Druckvorgangs bei jeder Umdrehung des Druckformzylinders oder jeweils nach einer Anzahl von Umdrehungen mit ultravioletter Strahlung beaufschlagt werden. Nach dem Reinigen der Druckform von Farb- und Feuchtwasserresten, wird eine Schicht der strukturierten Druckform abgetragen. In einer ersten Variante wird ein Mikrofasertuch, das mit einer herkömmlichen Polierpaste getränkt ist, mit einer geeigneten Vorrichtung gegen die Glasoberfläche gepresst, während der Druckformzylinder langsam rotiert. Das Mikrofasertuch kann auch zusätzlich einer reibenden Bewegung unterworfen werden. In einer zweiten Variante wird die Glasoberfläche mit Flusssäure geätzt. Die Flusssäure kann je nach benötigter Ätzrate in konzentrierter oder stark verdünnter Form vorliegen. Bevorzugt ist die Flusssäure stark verdünnt (unter 10 GW-% , bevorzugt unter 3 GW-% in wässriger Lösung). Damit der Träger gegen die Flusssäure geschützt ist, kann er von allen Seiten mit Glas beschichtet sein.
• In einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform wird das oben beschriebene Verfahren auf einer Glasoberfläche ausgeführt, das ein geringes Lösungsvermögen für Silberionen besitzt bzw. in dem Silberionen eine geringe Beweglichkeit haben. In dieser Situation können keine oder nur sehr wenige Silberionen in das Material diffundieren. Durch das Aufheizen des Silbermineralsalzfilmes anfallendes reduziertes Silber fällt als metallischer Film auf der Oberfläche aus. Führt man den Prozess auf einer hydrophilen Glasoberfläche, in die kein oder wenig Silber eindringen kann, durch und wäscht man Rückstände ab, und führt ggf. einen Hydrophilierungsschritt durch, so liegt eine Oberfläche vor, die in hydrophile Bereiche ohne Silberbeschichtung und hydrophobe Bereiche mit Silberbeschichtung strukturiert oder unterteilt ist. Diese strukturierte Glasoberfläche kann als Druckform in einem Offset-Druckprozess eingesetzt werden. Durch chemisches oder mechanisches Entfernen des Silberfilms kann wieder ein homogener, insbesondere hydrophiler Ausgangszustand hergestellt werden.
• Konkret wird in der zweiten Ausführungsform eine Strukturierung auf einer Glasoberfläche durch Ausbildung eines (hydrophoben) Silberfilms in Bereichen der Glasoberfläche erreicht: Um einen Silberfilm auf der Glasoberfläche aufzuwachsen, nach dessen Entfernen die Glasoberfläche wieder hydrophil ist, wird ein Glas verwendet, bei dem der Ionenaustausch von glaseigenen Natriumionen gegen Silberionen des Beschichtungsmediums möglichst unterdrückt wird. Es wird daher natriumarmes Glas, wie beispielsweise Borosilikatglas (auch unter dem Handelsnamen Duran erhältlich) oder Kaliwasserglas eingesetzt.
• Auf das bereitgestellte Objekt, insbesondere die Druckform, mit einer Glasoberfläche wird eine Salzschicht aus Silbermineralsalz aufgebracht, indem eine wässrige Silbermineralsalzlösung auf der Glasoberfläche aufgetrocknet wird. Mittels Laserstrahlung, beispielsweise eines CO₂-Lasers, wird lokal begrenzt Energie eingebracht, wobei sich in den belichteten Bereichen oder an den bebilderten Stellen ein Silberfilm auf der Glasoberfläche abscheidet. Die Laserleistung liegt unter 10 W, bevorzugt 5 W, bei einem Fokusdurchmesser unter 500 μm, bevorzugt unter 200 μm und einer Belichtungsdauer unter 1 s, bevorzugt unter 0,1 ms. Rückstände der Salzschicht werden durch Waschen der Glasoberfläche entfernt. Des weiteren kann der Kontrast der Benetzungsgrade zwischen hydrophilen und hydrophoben Bereichen ggf. mit ultravioletter Strahlung erhöht werden. Die auf diese Weise erhaltene strukturierte Glasoberfläche stellt eine Druckform dar, deren Sujet in einem Offset-Druckverfahren vervielfältigt oder abgedruckt werden kann.
• Eine Konditionierung oder Initialisierung der Glasoberfläche des bereitgestellten Objektes, insbesondere der Druckform, erfolgt chemisch und mechanisch, indem ein mit einer Silber entfernenden Substanz, beispielsweise H₂SO₄, getränktes Tuch gegen die Glasoberfläche gepresst wird, während eine Relativbewegung zwischen Tuch und Glasoberfläche erzeugt wird.
• In einer vorteilhaften Weiterbildung der zweiten Ausführungsform wird die Glasoberfläche vor Auftragen des Silbermineralsalzfilmes durch Einwirkung von ultravioletter Strahlung oder einer Plasmaentladung vorbehandelt oder vorbereitet, um die Haftung des Silberfilms auf der Glasoberfläche zu verbessern. Insbesondere für die in einem Druckprozess auftretenden Belastungen, die im Druckprozess auftreten, ist diese Haftungsverbessung vorteilhaft.

10

Glasoberfläche

12

Salzschicht

14

Metallion

16

Licht

18

hydrophiler Bereich

20

hydrophober Bereich

22

Wasser

24

Druckfarbe

26

Ätzmittel

28

Abtragung

30

Oberflächenanteile

32

Iteration

Claims (15)

1. Verfahren zur Strukturierung einer Glasoberfläche (10) in hydrophile Bereiche (18) und hydrophobe Bereiche (20), mit den Schritten: – Bereitstellen eines Objektes mit wenigstens einer Glasoberfläche (10); – Ausbringen eines metallhaltigen Mediums auf die Glasoberfläche (10); und – Lokal begrenztes Einbringen von elektromagnetischer Energie auf Bereiche der Glasoberfläche zur Erzeugung von metallhaltigen Bereichen der Glasoberfläche (10); gekennzeichnet durch – Erzeugen einer Salzschicht (12), welche Metallionen (14) aufweist, auf der Glasoberfläche vor dem Einbringen von elektromagnetischer Energie.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall Kupfer, Silber oder Gold ist.
3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium fluid ist und die Salzschicht (12) durch Trocknung des Mediums erzeugt wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzschicht (12) und die Glasoberfläche (10) derart stark erwärmt werden, dass ein Ionenaustausch von Metallionen (14) gegen Natriumionen in der Glasoberfläche (10) induziert wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Salzschicht (12) und die Glasoberfläche (10) derart stark erwärmt werden, dass eine Reduktion der Metallionen (14) induziert wird und ein Metallfilm auf der Glasoberfläche (10) aufwächst.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasoberfläche (10) des bereitgestellten Objekts mit einer Beschichtung von Wasserglas versehen wird, bevor das metallhaltige Medium aufgebracht wird.
7. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Objekt eine Druckform ist.
8. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasoberfläche (10) mit metallhaltigen Bereichen mit ultravioletter Strahlung beaufschlagt wird.
9. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasoberfläche (10) des bereitgestellten Objektes einem nasschemischen Ätzprozess derart ausgesetzt wird, dass großflächig ein hydrophiler Bereich (18) auf der Glasoberfläche (10) erzeugt wird, bevor das metallhaltige Medium aufgebracht wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte am Objekt in Zyklen iteriert werden.
11. Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren in einem Druckformbelichter oder in einem Druckwerk, geeignet zur Direktbebilderung, durchgeführt wird.
12. Strukturierte Glasoberfläche (10) mit metallhaltigen Bereichen, dadurch gekennzeichnet, dass die Glasoberfläche (10) hydrophile Bereiche (18), welche einen Kontaktwinkel zu Wasser von 0 bis 40 Grad haben, und hydrophobe Bereiche (20), welche einen Kontaktwinkel zu Wasser von 50 bis 100 Grad haben, aufweist.
13. Druckform, strukturierbar in einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckform wenigstens eine Glasoberfläche (10) mit metallhaltigen Bereichen gemäß Anspruch 12 aufweist.
14. Druckwerk mit einer Bebilderungseinrichtung, welche wenigstens einen Laser umfasst, und mit einer Druckform, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckform eine Druckform gemäß Anspruch 13 ist und das Druckwerk wenigstens eine Vorrichtung zum Aufbringen eines metallhaltigen Mediums auf die Druckform umfasst.
15. Druckmaschine, gekennzeichnet durch wenigstens einem Druckwerk gemäß Anspruch 14.