DE102012022782A1

DE102012022782A1 - Reinigungsmittel zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten von Oberflächen

Info

Publication number: DE102012022782A1
Application number: DE201210022782
Authority: DE
Inventors: Matthias Schlörholz
Original assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Current assignee: Heidelberger Druckmaschinen AG
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-12-24

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck, wobei das Reinigungsmittel wenigstens eine Verbindung enthält, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck sowie die Verwendung des Reinigungsmittels zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer solchen Druckform.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Reinigungsmittel zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck, wobei das Reinigungsmittel wenigstens eine Verbindung enthält, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck sowie die Verwendung des Reinigungsmittels zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer solchen Druckform.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Druckformen, insbesondere solche für den Offsetdruck, derart auszugestalten, dass diese nicht nur für einen Druckvorgang, sondern für mehrere, verschiedene Druckbilder erzeugende Druckvorgänge verwendet werden können. Diese Druckformen werden üblicherweise als wiederverwendbare beziehungsweise wiederbebilderbare Druckformen bezeichnet. Bevor eine Druckform, welche zum Drucken mit Druckfarbe eingefärbt wurde, für einen erneuten Druckvorgang mit einem neuen Druckbild versehen werden kann, muss die von dem vorhergehenden Druckvorgang auf der Oberfläche der Druckform verbliebene Restfarbe von der Oberfläche in einem Reinigungsschritt entfernt werden und die Druckform anschließend für den nächsten Druckvorgang vorbereitet werden.
Die DE 102 27 054 A1 beschreibt eine wiederverwendbare Druckform, insbesondere für den Einsatz im Offsetdruck, wobei die Druckform beispielsweise einen Träger aus Titan mit einer nativ oxidierten Titanoberfläche aufweist, welche mit amphiphilen Molekülen in wässriger oder alkoholischer Lösung, zum Beispiel mit einer Hydroxamsäure oder einer Phosphonsäure, derart belegt ist, dass die Druckform eine hydrophobe Oberfläche aufweist. Die Druckform kann mittels Infrarotlicht bebildert werden, wobei an den Stellen, welche mit Infrarotlicht beaufschlagt wurden, die amphiphilen Moleküle entfernt und die hydrophile Oberfläche der Druckform freigelegt wird. Nach einem Druckvorgang wird die Oberfläche der Druckform beispielsweise unter Zuhilfenahme eines handelsüblichen Reinigungsmittels wie Eurostar^TM (der Firma DC Druck Chemie GmbH, Ammerbuch-Altingen, Deutschland) von Druckfarbe gereinigt bzw. befreit und mit UV-Licht großflächig gelöscht. Daran anschließend wird die Oberfläche der Druckform wieder mit den amphiphilen Molekülen belegt.
Die EP 0 962 333 A1 offenbart ein Wiederbebilderungsverfahren, bei welchem nach Druckende alle auf der Oberfläche der verwendeten Druckform befindlichen selbstorganisierenden Moleküle zunächst durch Energiezufuhr entfernt werden und eine neue Schicht dieser Moleküle aufgebracht wird. Da auch der Prozessschritt des Entfernen von selbstorganisierenden Molekülen Zeit kostet und somit Produktionsausfallzeiten erzeugt, wäre es wünschenswert, auf dieses Entfernen verzichten zu können.
Unter Berücksichtigung des vorstehend zitierten Stands der Technik ist es wünschenswert und unter Kostenaspekten vorteilhaft, auf eine Löschvorrichtung, wie die in den oben zitierten Druckschriften verwendeten UV-Löschvorrichtungen, oder auch andere bekannte Löschvorrichtungen, wie Plasmalöschvorrichtungen oder mechano-chemisch wirkende Vorrichtungen, verzichten zu können und stattdessen lediglich ein vereinfachtes Verfahren zum Reinigen und Wiederbelegen mit amphiphilen Molekülen vorzusehen. Da die Produktion während des Wiederbebilderns unterbrochen ist, besteht ebenfalls der Wunsch, diese Unterbrechung durch aufwendige Löschvorgänge mit langen Prozesszeiten auf ein Minimum zu reduzieren oder gar zu vermeiden.
Da das Beschichten von Oberflächen mit einer so genannten selbstorganisierenden Monolage (SAM) eine sehr saubere Oberfläche erfordert, die unter Umständen, wie vorstehend beschrieben, sehr aufwändig in teils mehreren Prozessschritten hergestellt wird, ist es weiterhin wünschenswert, den Reinigungs- und Beschichtungsvorgang derart zu optimieren, dass eine Verschmutzung der zu beschichtenden Oberfläche, beispielsweise durch Luftadsorbate, weitgehend verringert, wenn nicht gar vermieden werden kann.
Ausgehend von dem oben zitierten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung in Form eines Reinigungsmittels zum Reinigen einer wiederbebilderbare Druckform zur Verfügung zu stellen, welche die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet. Mit Hilfe dieses Reinigungsmittels soll eine wiederbebilderbare Druckform, insbesondere für den Offsetdruck, auf einfache Art und Weise nach einem Druckvorgang in einen für eine erneute Bebilderung und ein erneutes Drucken definierten, homogen hydrophoben Ausgangszustand gebracht werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Reinigungsmittel, welches zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform, insbesondere einer Druckform für den Offsetdruck, geeignet ist, gelöst. Das Reinigungsmittel ist dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eine Verbindung enthält, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet.
Unter ”wenigstens eine Verbindung enthält” ist in diesem Zusammenhang zu verstehen, dass die entsprechende Verbindung bzw. die entsprechenden Verbindungen in einer Menge in dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel enthalten sind, die ausreicht, um auf der gesamten Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage auszubilden. Allgemein enthält das Reinigungsmittel die wenigstens eine Verbindung, welche auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbilden kann, in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf die Menge aller Komponenten des Reinigungsmittels.
Wie eingangs beschrieben erfordert das Beschichten von Oberflächen mit einer so genannten Monolage (SAM) eine sehr saubere Oberfläche, die unter Umständen sehr aufwändig in mehreren Prozessschritten hergestellt werden muss. Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel ermöglicht es dabei in vorteilhafter Weise den Reinigungsschritt und Beschichtungsschritt in einem einzigen Arbeitsschritt durchzuführen. Hierdurch kann beispielsweise vermieden werden, dass zwischen dem Reinigungs- und dem Beschichtungsschritt die Oberfläche der Druckform durch Luftadsorbate wieder verunreinigt wird.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das zyklische Reinigen von Druckformen verbessert bzw. vereinfacht wird, indem das Reinigungsmittel bereits eine Verbindung enthält, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet. Beispielsweise kann durch den Einbau polarer Gruppen, etwa Hydroxy- und/oder Amino-Gruppen in den endständigen Teil der Molekülkette dieser Verbindung die Oberflächenenergie (OFE) der Druckform gegenüber einer unbeschichteten Druckform in etwa gleich bleiben. Der polare Anteil der OFE wird dadurch jedoch gesenkt, der disperse Anteil entsprechend erhöht, wodurch das Reinigen der Druckform in der Folge erleichtert wird. Durch das wiederholte Reinigen der Druckform mit dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel wird diese Monolage zudem kontinuierlich regeneriert, was die nachfolgenden Reinigungsschritte vereinfacht.
Bei der Reinigung von Druckformen ist es für bestimmte Anwendungen von besonderem Interesse, dass die zwischen der Aluminiumoxid-Schicht auf der Oberfläche der Druckform und der bildtragenden Polymerschicht liegende Polyvinylphosphonsäure (oder vergleichbare Verbindung) entfernt wird. Bislang musste diese Schicht aufwändig nasschemisch vollständig oxidiert werden. Die zyklische Verwendung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels führt zu einer Vereinfachung dieses Vorgangs.
Das erfindungsgemäße Reinigungsmittel enthält mindestens eine Verbindung, die auf den metallischen Oberflächen von Druckformen eine monomolekulare Schicht ausbildet. Diese Schichten sind an sich bekannt und werden in der Literatur als „selbstorganisierende Monolagen” oder selbstaggregierende Monolagen (self-assembling monolayers) ”SAMs” bezeichnet (Halik M. et al., "Low-voltage organic transistors with an amorphous molecular gate dielectric", Nature 431 (2004), 963–966; Xia Y., Whitesides G. M., "Softlithography", Angew. Chem. 110 (1998), 568–594). Weiterhin sind beispielsweise aus einer Veröffentlichung von R. Hofer et al. in Langmuir 2001, 17, 4014–4020, bereits spezielle amphiphile Moleküle in wässriger Lösung bekannt.
Bei der in dem Reinigungsmittel enthaltenen mindestens einen Verbindung handelt es sich um ein oberflächenaktives Molekül, das beim Kontakt mit einem metallischen Substrat spontan ein molekulares Aggregat in Form einer selbstorganisierenden Monolage bildet. Derartige Verbindungen sind allgemein aus einer Ankergruppe (A), einem Kettenabschnitt (B) und gegebenenfalls einer Kopfgruppe (C) aufgebaut. Die Ankergruppe (A) sorgt für eine möglichst feste, im Idealfall irreversible Bindung des Moleküls der selbstorganisierenden Monolage an die Oberfläche der Druckform, bevorzugt über eine kovalente, ionische oder polare Bindung. Der Kettenabschnitt (B) ist einerseits verantwortlich für die selbstorganisierenden Eigenschaften der Schicht, andererseits auch für deren Leitfähigkeit. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Kettenabschnitt (B) mit einer Kopfgruppen (C) substituiert. Derartige Verbindungen sind dem betreffenden Fachmann bekannt, er kann diese je nach Anwendungszweck auswählen. Dabei kann er Einzelverbindungen auswählen, welche die geforderten Eigenschaften aufweisen, oder auf eine Mischung verschiedener Verbindungen zurückgreifen. Bei der wenigstens einen Verbindung, welche auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, kann es sich somit um eine Einzelverbindung oder um eine Mischung verschiedener Verbindungen mit den geforderten Eigenschaften handeln.
Wie vorstehend beschrieben, lassen sich die funktionellen Bereiche der wenigstens einen Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, in verschiedene funktionelle Bereiche, nämlich Ankergruppe (A), Kettenabschnitt (B) und gegebenenfalls Kopfgruppe (C) unterscheiden.
Gemäß einer allgemeinen Ausführungsform der Erfindung enthält die wenigstens eine Verbindung eine Ankergruppe (A), die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus substituierten oder unsubstituierten Phosphonsäuregruppen, substituierten oder unsubstituierten Organophosphaten, substituierten oder unsubstituierten Sulfonsäuregruppen, substituierten oder unsubstituierten Carboxylgruppen, substituierten oder unsubstituierten Hydroxamsäuregruppen, substituierten oder unsubstituierten Organophosphat-Gruppen, Mercaptanen, Disulfiden, Aminen, Ammoniumgruppen, substituierten oder unsubstituierten Organophosphatat-Gruppen und substituierten oder unsubstituierten Silangruppen. Bevorzugt ist die Ankergruppe eine Phosphonsäuregruppe und/oder eine Sulfonsäuregruppe. Phosphatat bedeutet eine oxidierte Struktur, bzw. eine substituierte Struktur eines Organophosphats, z. B. eines Alkylphosphats, mit der allgemeinen Formel R-O-(P=O)(O:K)₂, wobei R ein organischer Rest und K ein Wasserstoff-Atom oder ein von Wasserstoff unterschiedlicher Rest ist, der eine positive Ladung tragen kann. Bei dieser Kurzschreibweise der Struktur ist das Phosphor-Atom an vier Sauerstoff-Atome gebunden; der Doppelpunkt beschreibt ein überwiegend nichtkovalentes Elektronenpaar.
Allgemein bevorzugt für den Aufbau der selbstorganisierenden Monolage sind organische Verbindungen, die eine Kopfgruppe (A) gemäß einer oder mehrerer der folgenden allgemeinen Strukturformeln (I bis V) aufweisen:
In Formel I sind die Reste R¹, R² und R³ der Ankergruppe (A) unabhängig voneinander H, Cl, Br, I, OH oder ein O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert.-Butyl, sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen sein kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens einer der Reste R¹, R² und R³ nicht H.
In Formel II ist der Rest R⁴ der Ankergruppe (A) H, Cl, Br, I, OH, O-SiR¹R²R³ oder ein O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, Butyl, sekundäres Butyl, tertiäres Butyl, sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen sein kann.
In Formel III sind die Reste R⁵ und R⁶ der Ankergruppe (A) unabhängig voneinander H, Cl, Br, I, OH oder ein O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sekundäres Butyl, tertiäres Butyl, sowie deren verzweigte und unverzweigte höhere Homologen sein kann.
In Formel IV ist der Rest R⁷ der Ankergruppe (A) Cl, Br, I, OH oder ein O-Alkyl bzw. ein O-Alkenyl oder ein O-Benzyl sein, wobei das Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sekundäres Butyl, tertiäres Butyl sowie deren verzweigte und unverzweigte höheren Homologen sein kann.
Im Sinne der Erfindung können jedoch auch komplexere Ankergruppen, wie beispielsweise Hydroxamsäure, Aminogruppen, Iso-Nitril und Phosphingruppen als Ankergruppen verwendet werden.
Gemäß einer allgemeinen Ausführungsform der Erfindung umfasst die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, als Kettenabschnitt (B) eine substituierte oder nicht substituierte lineare oder verzweigte Alkylkette mit 2 bis 20 C-Atomen, bevorzugt mit 5 bis 15 C-Atomen. Der Kettenabschnitt (B) ist in den vorstehend abgebildeten Formeln I bis V als R⁸ dargestellt. Bei R⁸ handelt es sich allgemein um Alkyl, Cycloalkyl, Aralkyl, Aryl, Alkoxyaryl oder Heterocyclyl, wobei die Gruppen Alkyl, Cycloalkyl, Aralkyl, Aryl, Alkoxyaryl und Heterocyclyl gegebenenfalls mit einem oder mehreren Substituenten substituiert und die Gruppen Alkyl und Cycloalkyl, gegebenenfalls durch 1 bis 3 Heteroatome oder funktionelle Gruppen unterbrochen sind. Die Substituenten sind dabei unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe Fluor, Chlor, Brom, Iod, Hydroxy, gegebenenfalls substituiertem Alkyl, gegebenenfalls substituiertem Aryl, gegebenenfalls substituiertem Heterocyclyl, gegebenenfalls substituiertem Aralkyl, Alkoxy, Amino, Nitro, Carboxy, Carboalkoxy, Cyano, Alkylamino, Hydroxyalkyl, Mercaptyl, Alkylmercaptyl, Trihaloalkyl, Carboxyalkyl, Carbamoyl, -(C₁-C₇)-Alkyl, -PF₃, -O-(C₁-C₇)-Alkyl, -NH-(C₁-C₄)-Alkyl, -N(C₁-C₄)-Alkyl)₂, -NH-CHO, -NH-CO-(C₁-C₄)-Alkyl, -CO-NH₂, -CO-NH(C₁-C₄)-Alkyl, -CO-N((C₁-C₄)-Alkyl)₂ und -CO-OH.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Kettenabschnitt (B) um eine:

i) substituierte oder nicht substituierte Alkylkette mit 1 bis 20 C-Atomen,
ii) eine fluorierte Alkylkette mit 1 bis 20 C-Atomen in der Kette;
iii) eine ungesättigte Alkylkette mit 1 bis 20 C-Atomen und konjugierten bzw. nicht-konjugierten Doppelbindungen;
iv) Kette aus Phenylgruppen in para-Stellung, etwa Biphenyle oder Terphenyle;
v) eine Alkylkette mit 1 bis 15 C-Atomen und einer Arylgruppe als Kopfgruppe (C); oder
vi) um gemischte Varianten der vorstehend beschriebenen Kettenabschnitte.

”Alkyl” bzw. ”Alkylkette” bedeutet eine gesättigte oder ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, die geradkettig oder verzweigt sein kann und von 1 bis 20 Kohlenstoffatome in der Kette haben kann. Bevorzugte Alkylgruppen können geradkettig oder verzweigt sein und von 1 bis zu 15 Kohlenstoffatome in der Kette aufweisen. Verzweigt bedeutet, dass eine ”Nieder-Alkylgruppe”, wie Methyl, Ethyl oder Propyl an eine lineare Alkylkette angebracht ist. Bei Alkyl handelt es sich beispielsweise um Methyl, Ethyl, 1-Propyl, 2-Propyl, 1-Butyl, 2-Butyl, 2-Methyl-1-propyl (Isobutyl), 2-Methyl-2-propyl (tert.-Butyl), 1-Pentyl, 2-Pentyl, 3-Pentyl, 2-Methyl-1-butyl, 3-Methyl-1-butyl, 2-Methyl-2-butyl, 3-Methyl-2-butyl, 2,2-Dimethyl-1-propyl, 1-Hexyl, 2-Hexyl, 3-Hexyl, 2-Methyl-1-Pentyl, 3-Methyl-1-Pentyl, 4-Methyl-1-Pentyl, 2-Methyl-2-Pentyl, 3-Methyl-2-pentyl, 4-Methyl-2-Pentyl, 2-Methyl-3-Pentyl, 3-Methyl-3-Pentyl, 2,2-Dimethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-1-butyl, 3,3-Dimethyl-1-butyl, 2-Ethyl-1-butyl, 2,3-Dimethyl-2-butyl, 3,3-Dimethyl-2-butyl, 1-Heptyl, 1-Octyl, 1-Nonyl, 1-Decyl, 1-Undecyl, 1-Dodecyl, 1-Tetradecyl, 1-Hexadecyl und 1-Octadecyl. ”Substituiertes Alkyl” bzw. eine ”Substituierte Alkylkette” bedeutet, dass die Alkylgruppe mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus Alkyl, gegebenenfalls substituiertem Aryl, gegebenenfalls substituiertem Aralkyl, Alkoxy, Amino, Nitro, Carboxy, Carboalkoxy, Cyano, Alkylamino, Halo, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Mercaptyl, Alkylmercaptyl, Trihaloalkyl, Carboxyalkyl oder Carbamoyl substituiert ist.
”Cycloalkyl” bedeutet einen aliphatischen Ring, der von 3 bis 10 Kohlenstoffatome in dem Ring hat. Bevorzugte Cycloalkylgruppen haben von 4 bis 7 Kohlenstoffatome in dem Ring.
”Aryl” bedeutet Phenyl oder Naphthyl. ”Aralkyl” bedeutet eine Alkylgruppe, die mit einem Arylrest substituiert ist. ”Substituiertes Aralkyl” und ”substituiertes Aryl” bedeutet, dass die Arylgruppe oder die Arylgruppe der Aralkylgruppe mit einem oder mehreren Substituenten ausgewählt aus Alkyl, Alkoxy, Amino, Nitro, Carboxy, Carboalkoxy, Cyano, Alkylamino, Halo, Hydroxy, Hydroxyalkyl, Mercaptyl, Alkylmercaptyl, Trihaloalkyl, Carboxyalkyl oder Carbamoyl substituiert ist.
”Alkoxy” bedeutet eine Alkyl-O-Gruppe, in der ”Alkyl” die vorstehend beschriebene Bedeutung hat. Nieder-Alkoxy-Gruppen sind bevorzugt. Als beispielhafte Gruppen sind Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, i-Propoxy und n-Butoxy einbezogen.
”Nieder-Alkyl” bedeutet eine Alkylgruppe, die 1 bis 7 Kohlenstoffatome aufweist.
”Alkoxyalkyl” bedeutet eine Alkylgruppe wie vorstehend beschrieben, die mit einer Alkoxygruppe, wie vorstehend beschrieben, substituiert ist.
”Halogen” (oder ”halo”) bedeutet Chlor (chloro), Fluor (fluoro), Brom (bromo) oder Iod (iodo).
”Heterocyclyl” bedeutet eine ungefähr 4- bis 10-gliedrige Ringstruktur, in der eines oder mehrere der Ringatome ein anderes Element als Kohlenstoff ist, beispielsweise N, O oder S. Heterocyclyl kann aromatisch oder nicht-aromatisch sein, d. h. es kann gesättigt, teilweise oder ganz ungesättigt sein. ”Substituiertes Heterocyclyl” bedeutet, dass die Heterocyclyl-Gruppe mit einem oder mehreren Substituenten substituiert ist, wobei als Substituenten einbezogen sind: Alkoxy, Alkylamino, Aryl, Carbalkoxy, Carbamoyl, Cyano, Halo, Heterocyclyl, Trihalomethyl, Hydroxy, Mercaptyl, Alkylmercaptyl oder Nitro.
”Hydroxyalkyl” bedeutet eine Alkylgruppe, die mit einer Hydroxygruppe substituiert ist. Hydroxy-Niederalkyl-Gruppen sind bevorzugt. Als beispielhaft bevorzugte Gruppen sind einbezogen: Hydroxymethyl, 2-Hydroxyethyl, 2-Hydroxypropyl und 3-Hydroxypropyl.
”Carboxyl” bedeutet eine COOH-Gruppe. ”Alkoxycarbonyl” bedeutet eine Alkoxy-C=O-Gruppe. ”Aralkoxycarbonyl” bedeutet eine Aralkyl-O-C=O-Gruppe. ”Aryloxycarbonyl” bedeutet eine Aryl-O-C=O-Gruppe. ”Carbalkoxy” bedeutet einen Carboxyl-Substituenten, der mit einem Alkohol der Formel C_nH_2n+1OH verestert ist, wobei n von 1 bis 6 ist. ”Carbamoyl” bedeutet eine H₂N-CO-Gruppe. Alkylcarbamoyl und Dialkylcarbamoyl bedeutet, dass der Stickstoff des Carbamoyls durch eine beziehungsweise zwei Alkylgruppen substituiert ist.
Als Heteroatome kommen bei der Definition von R⁸ prinzipiell alle Heteroatome in Frage, welche in der Lage sind, formell eine -CH₂-, eine -CH=, oder eine =C= – Gruppe zu ersetzen. Enthält der Rest Heteroatome, so sind Sauerstoff, Stickstoff, Schwefel und Phosphor bevorzugt. Als bevorzugte Gruppen seien insbesondere -O-, -S-, -SO-, -SO₂-, -NR'-, -N=, -PR'-, -PR'₂ und -SiR'₂- genannt, wobei es sich bei den Resten R' um den verbleibenden Teil des Restes handelt.
Als funktionelle Gruppen kommen prinzipiell alle funktionellen Gruppen in Frage, welche an ein Kohlenstoffatom oder ein Heteroatom gebunden sein können. Als geeignete Beispiele seien –OH (Hydroxy), =O (insbesondere als Carbonylgruppe), -NH₂ (Amin), =NH (Imino), -COOH (Carboxy), -CONH₂ (Carboxamid), -SO₃H (Sulfo) und -CN (Cyano) genannt. Funktionelle Gruppen und Heteroatome können auch direkt benachbart sein, so dass auch Kombinationen aus mehreren benachbarten Atomen, wie etwa -O- (Ether), -S- (Thioether), -COO- (Ester), -CONH- (sekundäres Amid) oder -CONR'- (tertiäres Amid), mit umfasst sind, beispielsweise Di-(C₁-C₄-alkyl)-amino, C₁-C₄-Alkyloxycarbonyl oder C₁-C₄-Alkoxy.
In einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung trägt das freie Ende des Kettenabschnitts (B) eine so genannte Kopfgruppe (C). Bevorzugt sind als Kopfgruppe (C) substituierte oder unsubstituierte, zyklische oder heterozyklische Verbindungen. Arylgruppen sind dabei besonders gut geeignet, da sie sich aufgrund der Ausbildung von π-π-Wechselwirkungen vorteilhaft auf die Stabilität der selbstorganisierenden Monolage auf der Oberfläche auswirken. Die Kopfgruppen können auf die übliche Weise substituiert sein, zum Beispiel mit Alkylgruppen (insbesondere fluoriert, ungesättigt, mit Halogen substituiert oder S-bzw. N-haltig, wie NR², -CN, -NO₂) oder mit Alkoxygruppen, wie Methoxy und Ethoxy. Beispiele für gut geeignete Kopfgruppen sind Furane, Thiophene, Pyrrole, Oxazole, Thiazole, Imidazole, Isoxazole, Isothiazole, Pyrazole, Benzo[b]furane, Benzo[b]thiophene, Indole, 2H-Isoindole, Benzothiazole, Pyridine, Pyrazine, Pyrimidine, Pyryliumreste, ά-Pyrone, γ-Pyrone, Chinoline, Isochinoline sowie Bipyridine und ihre jeweiligen Derivate. Besonders bevorzugt ist die Phenoxygruppe. Die Kopfgruppe (C) kann entweder direkt oder über einen der Reste O, N, P, C=C, mit der Alkylkette des Kettenabschnitts (B) verknüpft sein.
Beispiele von Verbindungen die geeignet sind auf der Oberfläche einer Druckform eine selbstorganisierende Monolage auszubilden finden sich in der EP 0 962 333 A1 , deren Offenbarung durch Bezugnahme ausdrücklich eingeschlossen ist.
Die Druckform kann gemäß der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen mit unterschiedlichen topologischen und geometrischen Eigenschaften ausgeführt sein. Die Druckform kann als Oberfläche eines Vollzylinders oder als Oberfläche eines Hohlzylinders realisiert sein. Der Zylinder, voll oder hohl, kann insbesondere ein gerader Kreiszylinder sein. Unter Oberfläche ist insbesondere die laterale Oberfläche zu verstehen.
Alternativ dazu kann die Druckform auch als eine Hülse, eine Platte oder als eine Folie ausgebildet sein. Eine Hülse weist zwei Oberflächen (Innenfläche und Außenfläche) auf und hat zwei Ränder. Die Hülse kann zylinderförmig mit gleichmäßigem Durchmesser, insbesondere Innendurchmesser oder Außendurchmesser (kreishohlzylinderförmig) oder konisch, das heißt mit variablen, insbesondere gleichförmig zu- oder abnehmendem Durchmesser, insbesondere Innendurchmesser oder Außendurchmesser, sein. Innendurchmesser und Außendurchmesser können unterschiedlich variieren. Sie ist damit im topologischen Sinn ein nicht einfach zusammenhängendes Objekt. Eine Platte weist zwei Oberflächen (Oberseite und Unterseite) auf und hat einen Rand. Sie ist damit im topologischen Sinn ein einfach zusammenhängendes Objekt. Die Platte kann insbesondere quaderförmig oder rechteckig sein. Die Folie kann in aufgespultem Zustand im Innern eines Zylinders bevorratet vorliegen und auf die Oberfläche eines Zylinder in Umfangsrichtung aufgezogen bzw. weitergespult werden.
Die vorstehend definierte Druckform kann in einem Druckwerk, insbesondere in einem Offset-Druckwerk, zum Einsatz kommen. Sie kann die Oberfläche eines Druckzylinders bilden oder auf der Oberfläche eines Zylinders aufgenommen sein.
Die Oberfläche der Druckform kann gemäß einer allgemeinen Ausführungsform der Erfindung eine nativ oxidierte Titanoberfläche, nativ oxidierte Edelstahloberfläche, beispielsweise Hastelloy, Aluminiumoxid (Al₂O₃)-Oberfläche, nativ oxidierte Aluminiumoberfläche, Titanat (TiO₂)-Oberfläche oder Zirkonat (ZrO₂)-Oberfläche sein.
Bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels ist es manchmal notwendig, eine Druckplatte in bestimmten Bereichen derart zu modifizieren, dass dort ein vom Rest der Platte unterschiedliches Farbannahmeverhalten in Abhängigkeit der Feuchtmittelzugabe entsteht. Dies kann auf vorteilhafte Weise mit einer selbstorganisierenden Monolage auf der Oberfläche der Druckplatte, beispielsweise auf einer Aluminiumoxid-Oberfläche realisiert werden. Die Druckplatte muss zu diesem Zweck in diesem Bereich vor der Belegung definiert gereinigt werden. Dies soll durch den Einsatz des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels, bevorzugt des Reinigungsmittels auf Nanoemulsionsbasis, erfolgen. Das Reinigungsmittel enthält dabei die wenigstens eine Verbindung zur Ausbildung der Monolage. Diese Verbindung ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung eine Mischung aus organischen Phosphonsäuren mit unterschiedlich polaren Endgruppen, so dass durch Wahl eines geeigneten Verhältnisses von polaren und unpolaren Phosphonsäuren auf der Druckform die gewünschte Oberfläche entsteht.
Allgemeine Rezepturen von Reinigungsmitteln zur Reinigung von Druckformen für den Offsetdruck sind dem betreffenden Fachmann bekannt, er kann diese je nach Anwendungszweck auswählen und durch Hinzugeben der wenigstens einen Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, das erfindungsgemäße Reinigungsmittel herstellen. Einem üblichen Reinigungsmittel, das zum Reinigen von Druckformen verwendet wird, werden daher die vorstehend definierten Oberflächen-aktiven Substanzen zugegeben, die sich während des Reinigungsvorgangs an die gereinigte Oberfläche der Druckform anbinden und auf dieser eine selbstorganisierende Monolage ausbilden.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel um ein Reinigungsmittel, das Wasser als Lösungsmittel enthält. Das Lösungsmittel des Reinigungsmittels ist dabei Wasser oder überwiegend wässrig bzw. anteilig wässrig.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel um ein konventionelles Reinigungsmittel, beispielsweise um ein Reinigungsmittel auf Tensid-Basis. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbilden kann, das Tensid oder wenigstens ein Teil des Tensids des Reinigungsmittels auf Tensid-Basis. Basisrezepturen für derartige Reinigungsmittelmittel finden sich beispielsweise in der EP 2 045 320 A1 , deren Offenbarung durch Bezugnahme ausdrücklich eingeschlossen ist. Die hierin offenbarten Reinigungsmittel sind derart zu modifizieren, dass sie nach Herstellung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels die wenigstens eine Verbindung, welche auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf die Menge aller Komponenten des Reinigungsmittels, enthalten. Dies ist dem betreffenden Fachmann ohne erfinderisches Zutun möglich.
Das vorstehend beschriebene Reinigungsmittel auf Tensid-Basis umfasst allgemein anionische, kationische, amphotere und/oder nichtionische Tenside. In der folgenden Aufstellung werden nachfolgend einige bevorzugt geeignete Tenside genannt.
Als anionische Tenside können zum Beispiel Alkali- oder Ammonium-Salze von langkettigen Fettsäuren, Alkyl(benzol)sulfonate, Paraffinsulfonate und Bis(2-ethylhexyl) sulfosuccinat eingesetzt werden. Als nichtionische Tenside können Polyalkylenoxidmodifizierte Fettalkohole, wie zum Beispiel Berol^TM-Typen (Akzo-Nobel) und Hoesch T-Typen (Julius Hoesch), sowie auch entsprechende Octylphenole (Triton-Typen) oder Nonylphenole verwendet werden.
Als kationische Tenside können zum Beispiel Kokosbis(2-hydroxyethyl-)-methylammoniumchlorid oder Polyoxyethylen-modifiziertes Talkmethylammoniumchlorid Verwendung finden. Daneben ist auch der Einsatz diverser amphoterer Tenside möglich. Soll ein weiter pH-Bereich abgedeckt werden, so hat sich das Kokosdimethylaminoxid (Aormox^TM MCD, Akzo-Nobel) als geeignet herausgestellt.
Die Tenside sind in dem Reinigungsmittel vorzugsweise im Bereich von 9 bis 16 Gew.-% enthalten, bezogen auf das Gesamtgewicht des Reinigungsmittels.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Reinigungsmittel um ein Reinigungsmittel auf Nanoemulsionsbasis. Das Prinzip der Nanoemulsionen ist hinlänglich beschrieben und den jeweiligen Fachleuten bekannt; beispielsweise aus H. Pleiner ”Komplexe Fluide – ein Überblick” in Dynamik und Strukturbildung in kondensierter Materie, IFF-Ferienkurs 1997. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbilden kann, das Tensid oder ein Tensid des Reinigungsmittels auf Nanoemulsionsbasis.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liegt das erfindungsgemäße Reinigungsmittel in Form eines fluiden Nanophasensystems vor. Dieses umfasst dabei allgemein die Komponenten:

a) mindestens eine wasserunlösliche Substanz mit einer Wasserlöslichkeit von weniger als 4 Gramm pro Liter, in einer Menge von 0,1 bis 90 Gew.-%,
b) mindestens eine amphiphile Substanz (NP-MCA), die keine Tensidstruktur aufweist, alleine nicht strukturbildend ist, deren Löslichkeit in Wasser bzw. Öl zwischen 4 g und 1000 g pro Liter beträgt und die sich nicht bevorzugt an der Öl-Wasser-Grenzfläche anreichert, in einer Menge von 0,1 bis 80 Gew.-%,
c) mindestens ein anionisches, kationisches, amphoteres und/oder nichtionisches Tensid; in einer Menge von 0,1 bis 45 Gew.-%,
d) mindestens eine Verbindung, welche auf der Oberfläche einer Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-%,
e) mindestens ein polares protisches Lösungsmittel, insbesondere mit Hydroxyfunktionalität, in einer Menge zwischen 1,0 und 90 Gew.-%,
f) gegebenenfalls ein oder mehrere Hilfsstoffe, in einer Menge zwischen 0,01 bis 10 Gew.-%, wobei sich die Prozentangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung beziehen.

Basisrezepturen für derartige Reinigungsmittelmittel finden sich in der der DE 10 2009 014 380 A1 , deren Offenbarung durch Bezugnahme ausdrücklich eingeschlossen ist. Die in diesem Dokument offenbarten Reinigungsmittel sind derart zu modifizieren, dass sie nach Herstellung des erfindungsgemäßen Reinigungsmittels die wenigstens eine Verbindung, welche auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, in einer Menge im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-%, bevorzugt in einer Menge von 0,01 bis 1,0 Gew.-%, bezogen auf die Menge aller Komponenten des Reinigungsmittels, enthalten. Dies ist dem betreffenden Fachmann ohne erfinderisches Zutun möglich.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung des wie vorstehend beschriebenen Reinigungsmittels zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck. Hierbei wird ein definierter bzw. definierbarer Zustand auf der gereinigten Oberfläche der Druckform während des Reinigungsprozesses erreicht.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck, gekennzeichnet durch den Schritt des in Kontakt Bringens einer Druckform mit dem wie vorstehend definierten Reinigungsmittel. Die Druckform wird dabei so lange in Kontakt mit dem Reiniger belassen, bis die Oberfläche der Druckform gereinigt und mit einer selbstorganisierenden Monolage belegt ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10227054 A1 [0003]
EP 0962333 A1 [0004, 0037]
EP 2045320 A1 [0045]
DE 102009014380 A1 [0052]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Halik M. et al., ”Low-voltage organic transistors with an amorphous molecular gate dielectric”, Nature 431 (2004), 963–966 [0013]
Xia Y., Whitesides G. M., ”Softlithography”, Angew. Chem. 110 (1998), 568–594 [0013]
R. Hofer et al. in Langmuir 2001, 17, 4014–4020 [0013]

Claims

Reinigungsmittel zum Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel wenigstens eine Verbindung enthält, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet.
Reinigungsmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, in einer Konzentration im Bereich von 0,001 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge aller Komponenten des Reinigungsmittels, in dem Reinigungsmittel enthalten ist.
Reinigungsmittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, eine Ankergruppe (A) enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus substituierten oder unsubstituierten Phosphonsäuregruppen, substituierten oder unsubstituierten Sulfonsäuregruppen, substituierten oder unsubstituierten Carboxylgruppen, substituierten oder unsubstituierten Hydroxamsäuregruppen, substituierten oder unsubstituierten Organophosphaten, Mercaptanen, Disulfiden, Aminen, Ammoniumgruppen und substituierten oder unsubstituierten Silangruppen.
Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, einen Kettenabschnitt (B) umfasst, der eine substituierte oder nicht substituierte Alkylkette mit 2 bis 20 C-Atomen umfasst.
Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Verbindung, die auf der Oberfläche der Druckform eine selbstorganisierende Monolage ausbildet, eine Phosphonsäure oder Sulfonsäure ist.
Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel Wasser als Lösungsmittel enthält.
Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel ein Reinigungsmittel auf Tensid-Basis ist.
Reinigungsmittel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel ein Reinigungsmittel auf Nanoemulsionsbasis ist.
Verwendung eines Reinigungsmittels nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck.
Verfahren zum gleichzeitigen Reinigen und Beschichten einer Druckform für den Offsetdruck, gekennzeichnet durch in Kontaktbringen einer Druckform mit einem Reinigungsmittel gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.