DE102017122203A1 - Druckplatte - Google Patents

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Abstract

Druckplatte umfassend einen Träger und eine Beschichtung, wobei auf die Beschichtung die Druckfarbe aufgetragen wird, und die Beschichtung visko-elastisch gelartig ist und wenigstens eine Silikonverbindung enthält sowie eine Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte und deren Verwendung.

Description

  • Die Anmeldung beansprucht die Priorität der DE 10 2017 007 793.2 vom 19.08.2017.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckplatte nach Anspruch 1, sowie eine Verwendung einer Druckplatte nach Anspruch 15 und einem Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte nach Anspruch 19.
  • Druckplatten, beispielsweise für einfachen Offsetdruck, Flexodruck oder auch zur Herstellung hochqualitativer Druckerzeugnisse, welche besondere Farben und Farbkompositionen erfordern, sind aus dem Stand der Technik hinreichend in einer breiten Vielfalt und hohen Vielzahl bekannt.
  • In Bezug auf die Erfindung seine beispielsweise die US 4566384 A und US5609981 A genannt.
  • Letzte Entwicklungstrends sind Druckplatten mit Beschichtungen, welche eine geringe Haftkraft aufweisen sollen
  • Als ein jüngeres Beispiel solcher Beschichtungen sei dafür die US 2016/0032074 A1 genannt, welche eine mit einem zusätzlichen Gleitmittel versehene Oberfläche aus einem ausgehärteten Polymer beschreibt. Das zusätzliche Gleitmittel, welches sich im Laufe der Benutzung zügig aufbraucht, soll zumindest temporär für einen „Slip-Effekt“ an der Oberfläche sorgen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach handhabbare und kostengünstige Druckplatte zur Verfügung zu stellen.
  • Die der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in Unteransprüchen definiert.
  • Eine erfindungsgemäße Druckplatte umfasst einen Träger und eine Beschichtung, wobei auf die Beschichtung die Druckfarbe aufgetragen wird, und die Beschichtung visko-elastisch gelartig ist und wenigstens eine Silikonverbindung.
  • Im Sinne der Erfindung ist eine visko-elastisch gelartige Beschichtung vorzugsweise eine Beschichtung aus einem Material mit einer geeignet hohen Viskosität und einem sehr geringen E-Modul in einem Bereich von 0,01 MPa bis 50 MPa, bevorzugt in einem Bereich von 0,1 MPa bis 29 MPa, oder in einem Bereich von 0,1 MPa bis 20 MPa, besonders bevorzugt in einem Bereich von 0,1 MPa bis 15 MPa und im Speziellen in einem Bereich von 0,05 MPa bis 10 MPa oder in einem Bereich von 3 MPa bis 18 MPa oder 0,1 MPa bis 8 MPa oder 0,05 MPa bis 5 MPa.
  • Die Silikonverbindung ist im Sinne der Erfindung vorzugsweise ein vernetzbares Silikon, insbesondere ein Silikon, dass einer, vorzugsweise additiven, Vernetzung zugänglich ist, oder in Anwesenheit von Katalysatoren und Vernetzern polymerisiert werden kann. Besonders geeignet sind Silikone, die sich für Trennbeschichtungen eignen, beispielsweise Dehesive 920, Dehesive 944 von der Wacker Chemie AG oder KNS-330 oder KNS-339 von Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Ferner ist im Sinne der Erfindung eine visko-elastische Silikonverbindung jede Silikonverbindung, die bei Raumtemperatur flüssig ist, und ein E-Modul > 0 hat beispielsweise ein (Poly)Siloxan oder ein (Poly)Silazan.
  • Im Sinne der Erfindung kann die Silikonverbindung im Wesentlichen nicht vollvernetzt sein, dabei ist der Begriff Vernetzung beschreibend für wenigstens eine physikalische, ggf. auch eine chemische Vernetzung.
  • Eine nicht vollvernetzte Silikonverbindung ist im Sinne der Erfindung eine Silikonverbindung aus einem vernetzbaren Silikon, wobei der Vernetzungsprozess vor Erreichen einer erzielbar möglichen Vollvernetzung aufhört, oder wobei der Silikonverbindung von vornherein ein Unterschuss an einem Vernetzungsmittel (Vernetzer oder Katalysator) zugesetzt wird.
  • Auch kann es sich im Sinne der Erfindung bei der Vernetzung um eine Hydrolyse, eine anionische, eine kationische, eine additive, eine feuchtigkeitsbasierende, eine kondensationsbasierende, eine hydrosilyrierungsbasierende, eine dehydrierende, eine heiß- oder kaltvulkanisierende, eine peroxidische, oder eine im sauren Bereich oder eine im basischen Bereich stattfindende Vernetzung handeln.
  • Auch kann es sich im Sinne der Erfindung um eine Vernetzung mittels Katalysatoren, wie beispielsweise mittels TNPT (Tetra N-Propyl Titanate) oder TNBT (Tetra N-Butyl Titanate), Titantetrabutanolat oder Platin, oder Zinn, oder Si-H-haltige Vernetzer, oder mittels (Poly)Silanen handeln. Ferner können auch (Poly)Silazane oder ein methylsubstituiertes Organopolysilazan, zum Beispiel Silazan KiON HTA 1500 von AZ Electronic Materials zur Vernetzung beigezogen werden.
  • Silikone bestehen aus einzelnen Siloxaneinheiten. Dabei sind die Siliziumatome, die durch das Ausbilden von Bindungen zu Sauerstoff ihr Oktett (Elektronenschale) nicht erreichen, mit organischen Resten abgesättigt.
  • Die Zusammensetzung der Siloxaneinheit ergibt sich unter Berücksichtigung der Tatsache, dass jedes Sauerstoffatom als Brückenglied zwischen je zwei Siliziumatomen liegt: RnSiO(4-n)/2 (mit n = 0, 1, 2, 3), d. h. dass eine Siloxaneinheit ein bis vier weitere Substituenten aufweisen kann, je nach Anzahl der frei gebliebenen Valenzen am Sauerstoff. Siloxaneinheiten können also mono-, di-, tri- und tetrafunktionell sein. In symbolischer Schreibweise stellt man dies durch die Buchstaben M (mono), D (di), T (tri) und Q (quatro) dar: [M]=R3SiO1/2, [D]=R2SiO2/2, [T]=RSiO3/2 und [Q]=SiO4/2. Ein aus Q-Einheiten konstituiertes Netzwerk entspräche Quarzglas.
  • Wie bei den organischen Polymeren basiert die Vielzahl der möglichen Verbindungen darauf, dass verschiedene Siloxaneinheiten im Molekül miteinander verknüpft werden können. Angelehnt an die Systematik der organischen Polymere kann man folgende Gruppen unterscheiden:
    • • Lineare Polysiloxane mit der Bauform [MDnM] bzw. R3SiO[R2SiO]nSiR3 (Bsp. Poly(dimethylsiloxan))
    • • Verzweigte Polysiloxane die als verzweigende Elemente trifunktionelle oder tetrafunktionelle Siloxaneinheiten aufweisen. Bauform [MnDnTn]. Die Verzweigungsstelle (n) ist/sind dabei entweder in eine Kette oder in einen Ring eingebaut.
    • • Zyklische Polysiloxane sind ringförmig aus difunktionellen Siloxaneinheiten aufgebaut. Bauform [Dn].
    • • Vernetzte Polysiloxane in dieser Gruppe sind ketten- oder ringförmige Moleküle mithilfe von tri- und tetrafunktionellen Siloxaneinheiten zu planaren oder dreidimensionalen Netzwerken verknüpft. Für den Aufbau hochmolekularer Silikone sind Kettenbildung und Vernetzung die dominierenden Prinzipien.
  • Silikone lassen sich weiter nach den am Silizium gebundenen Substituenten gliedern. Das Siloxangerüst kann verschiedene Kohlenwasserstoffe beinhalten, siliziumfunktionelle und organofunktionelle Gruppen können vorhanden sein. Eine Unterteilung in nicht-, silizium- oder organofunktionelle ist daher zweckmäßig.
  • Alle vorgenannten Silikone können Silikonverbindung im Sinne der Erfindung sein. Entscheidend ist hierbei, dass eine solche Silikonverbindung durchaus ungewollte Verunreinigungen als zusätzliche Bestandteile enthalten kann.
  • Im Sinne der Erfindung wird der Begriff Verkettung beschreibend für Molekülketten in einem (polymeren) Netzwerk verwendet, welche entweder physikalisch oder chemisch verknüpft, verbunden oder verkettet sind. Durch sogenannte kristalline oder amorphe Haftpunkte, Kettenverhakungen, Verknäulungen oder Kettenverschlaufungen können physikalische Netzkettenbindungen entstehen. Ein auf diese Weise entstehendes physikalisches Netzwerk verfügt über wenige, vorzugsweise keine, stabilen Verknüpfungspunkte. Vorzugsweise handelt sich im Sinne der Erfindung um ein reversibles Netzwerk.
  • Eine chemische Vernetzung und/oder Verknüpfung kann entweder durch eine chemische Reaktion, wie beispielsweise einer Kondensationsreaktion, einer Additionsreaktionen, oder durch eine Strahlung erfolgen. Auch kann innerhalb eines chemisch vernetzten Netzwerks zusätzlich eine physikalische Verkettung vorliegen.
  • Im Sinne der Erfindung können somit Silikonverbindungen im Wesentlichen entweder physikalisch oder chemisch nicht voll vernetzt sein.
  • Im Sinne der Erfindung kann auch der Effekt einer Quellung bei einer erfindungsgemäßen Silikonverbindung, wie es beispielsweise bei einem Polymernetzwerk in Kontakt mit einem Lösungsmittel der Fall ist, beobachtet werden. Im Allgemeinen unterliegen weitmaschig vernetzte Kunststoffe (Elastomere) der Quellung, da ihre Vernetzungsbrücken eine vollständige Auflösung verhindern. Die Quellbarkeit sinkt dabei mit zunehmendem Vernetzungsgrad. So quellen stark vernetzte Kunststoffe (Duroplaste) je nach Vernetzungsdichte wenig bis gar nicht. Thermoplaste können beispielsweise in Abhängigkeit der Temperatur und/oder des Lösungsmittels löslich und quellbar sein. Unvernetzte Kunststoffe können entweder quellen oder sich im Medium auflösen und es ändern sich dabei ihre physikalischen Eigenschaften, wie beispielsweise E-Modul, Torsionsmodul oder die Glasübergangstemperatur Tg. Weitere Voraussetzung für eine solche Quellung ist eine Ähnlichkeit hinsichtlich der Hydrophilie bzw. Hydrophobie und oder der Oleophobie zwischen dem Polymernetzwerk und dem Lösungs- bzw. Quellungsmittel. Dementsprechend quellen hydrophile Polymernetzwerke, wie z. B. Proteine in Wasser, und hydrophobe Polymernetzwerke, wie z. B. Silikonkautschuke, in organischen Lösungsmitteln. Physikalisch vernetzte Polymernetzwerke, wie z. B. Naturkautschuk, können dabei in fortwährenden Quellungsprozesse eintreten, da sich eine Gleichgewichtsquellung einstellt. Diese sind mit dem Lösungs- und Quellungsmittel in jedem Verhältnis mischbar und gehen mit zunehmender Lösungs- und Quellungsmittelmenge vom Stadium der Quellung über das Gelstadium in den Solzustand über. Das maximale Quellungsvermögen ist bei chemisch vernetzten Polymernetzwerken durch die Netzwerkstruktur begrenzt. Der Quellungsprozess erreicht dabei einen Gleichgewichtszustand. Dieser wird von zwei gegensätzlichen Effekten bestimmt: die Zunahme der Entropie aufgrund der Mischung zweier Substanzen und eine Abnahme der Entropie durch die Verformung (Expansion) des Netzwerkes. Trockene, vernetzte Polymernetzwerke absorbieren geeignete Lösungsmittel unter Quellung. Die Quellung beginnt auf der Oberfläche und schreitet in das Innere fort. Die Quellung schreitet bis zu einem maximalen Wert fort, da sich die elastischen Rückstellkräfte der vernetzten Ketten immer mehr bemerkbar machen. Gleiches gilt für die chemisch vernetzten Polymernetzwerke; deren maximales Quellungsvermögen durch die Netzwerkstruktur begrenzt ist. Im Gegensatz dazu können sich nicht vernetzte Polymere vollständig auflösen. Im Sinne der Erfindung kann es sich bei den Silikonverbindungen um ein gequollenes Netzwerk handeln.
  • Beispielsweise kann eine Druckplatte eine auf einem Träger aufgetragene Beschichtung aus einer visko-elastisch gelartigen, vorzugsweise gequollenen, Silikonverbindung, eine zusätzliche visko-elastische Silikonverbindung, aufweisen, zu welcher, vorzugsweise noch zusätzlich, ein Katalysator und ein Vernetzer hinzugegeben werden.
  • Im Sinne der Erfindung ist ein Gel durch ein Polymernetzwerk und einem, vorzugsweise eingelagerten, Lösungsmittel aufgebaut. Dabei stellt das Polymernetzwerk eine Art Container dar, der ein bestimmtes Volumen an Lösungsmittel umfasst. Gele sind unter hydrostatischen Druck nur geringfügig, durch Scheren jedoch leicht, verformbar (Thixotropie). Die Gel Charakteristika zeichnet sich aus der festen als auch aus der flüssigen Phase aus. Der Gel Container ist spezifisch für das jeweils betrachtete System. Es gibt eine starke Abhängigkeit von dem verwendeten Polymer und dessen Wechselwirkung mit dem Lösungsmittel.
  • Im Sinne der Erfindung kann es sich bei den Silikonverbindungen um ein gelartiges, gequollenes Netzwerk handeln.
  • Im Sinne der Erfindung ist eine Beschichtung in Form eines druck-, resp. visko-elastischen Materials, umfassend ein gequollenes, gelartiges Netzwerk, in welcher mindestens ein antihaftendes Additiv inkorporiert ist, um mindestens eine gewünschte Substanz abzuweisen, wobei dass das antihaftende Additiv derart vernetzt polymerisiert ist, dass dieses in Form eines interpenetrierenden Gels ein Co-Netzwerk mit der Polymerisationsmatrix bildet und damit einen langlebigen Antihaft-Effekt erzeugt, wobei die Beschichtung ein asymmetrisches Antihaftverhalten aufweist, wobei insbesondere die Haftkraft gegenüber der abzuweisenden Substanz orthogonal zur Oberfläche der Beschichtung geringer ist als die Haftkraft parallel zur Oberfläche.
  • Auch können Silikonverbindungen im Rahmen der Erfindung mit einem geringen Anteil zusätzlicher Füllstoffen wie beispielsweise Glimmer, Calciumcarbonat, Aluminiumtrihydrat oder einem geringen Anteil zusätzlicher Pigmente und Farbstoffe, wie beispielsweise Aluminiumoxid, Titandioxid, Eisenoxid oder einem anderen Metalloxid oder Thymolblau ohne spürbare Auswirkungen auf die Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Antihaftbeschichtung bewusst versetzt werden, sodass eine erfindungsgemäße Beschichtung im Wesentlichen nach wie vor aus einer Silikonverbindung besteht.
  • Weitere Füllstoffe oder Medien können sein: Hartstoffpartikel wie zum Beispiel Al2O3 oder Wolframcarbid; elektrisch leitfähige Partikel und Pigmente wie beispielsweise TiO2, Russ oder Indiumzinnoxid; leitfähige Polymere, sowie strahlungsreaktive Materialien wie zum Beispiel eisenhaltige Pigmente, laseraktive Partikel, Farbstoffe und Pigmente; sowie magnetisch ansprechende Partikel; und weitere Zugabestoffe wie Fluorverbindungen, Fette, Wachse und Gleitpartikel. Auch können elektrisch isolierende Materialien, wie beispielsweise Zirkonoxid, verwendet werden.
  • Auch können solche Silikonverbindungen im Rahmen der Erfindung Verdünnungsmittel und Lösungsmittel enthalten wie z.B. Glykole, wie Di(Propylenglykol)butylether, Propyleneglykolbutylether, Siloxane Octamethylcyclotetrasiloxan oder Ethanol, aliphatische Kohlenwasserstoffgemische, Isopropanol, Butylacetat, n-Hexan, Benzol, Toluol, Mineralöle, Tetrachlorkohlenstoffe oder viskositätsregulierende Stoffe wie z.B. Kieselsäure oder eine pyrogene Kieselsäure.
  • In bevorzugten Ausführungsformen sind solche Füllstoffe, Verdünnungsmittel oder Lösungsmittel in die Silikonverbindung einlagerbar.
  • Eine bevorzugte Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte kann im Sinne der Erfindung auch eine visko-elastische gelartige nicht vollvernetzte Silikonverbindung umfassen, wobei die Silikonverbindung im Wesentlichen kein Silikonöl enthält.
  • Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck „eine Silikonverbindung, welche im Wesentlichen kein Silikonöl enthält“ eine Zusammensetzung, die weniger als 30 Gew.-%, weniger als 15 Gew.-%, weniger als 10 Gew.-%, weniger als 5 Gew.-%, weniger als 2,5 Gew.-%, weniger 1 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 0,5 Gew.-%, noch bevorzugter weniger als 0,1 Gew.-% oder weniger als 1 Gew.-‰ und am bevorzugtesten (innerhalb der analytischen Bestimmungsgrenzen) gar kein Silikonöl umfasst (jeweils bezogen auf das Gesamtgewicht der Silikonöl-freien Zusammensetzung der Silikonverbindung).
  • Eine erfindungsgemäße Druckplatte kann im Rahmen der Erfindung zusätzlich einen Crosslinker enthalten und einen Katalysator und eine weitere bei Raumtemperatur visko-elastische Silikonverbindung.
  • Eine erfindungsgemäße Druckplatte kann auch im Rahmen der Erfindung zusätzlich einen Crosslinker enthalten und einen Katalysator oder eine weitere bei Raumtemperatur visko-elastische Silikonverbindung.
  • Eine erfindungsgemäße Druckplatte kann auch im Rahmen der Erfindung zusätzlich einen Crosslinker enthalten oder einen Katalysator und eine weitere bei Raumtemperatur visko-elastische Silikonverbindung.
  • Eine erfindungsgemäße Druckplatte kann auch im Rahmen der Erfindung zusätzlich einen Crosslinker enthalten oder einen Katalysator oder eine weitere bei Raumtemperatur visko-elastische Silikonverbindung.
  • Ein solcher Crosslinker, kann mit der Silikonverbindung eine Vernetzungsreaktion eingehen. Besonders bevorzugt sind Hydrogenpolysiloxane mit hohem Gehalt an reaktivem Si-H, beispielsweise ein Polymethylhydrosiloxan von ABCR GmbH.
  • Ferner ist solch ein Katalysator, ein Katalysator für die Vernetzungsreaktion, beispielsweise ein silikonlöslichen Platinkatalysator (Karstedt-Katalysator), beispielsweise einen Platin-divinyltetramethyldisiloxankomplex mit 3 bis 3,5 Gewichts-% Platin von ABCR GmbH.
  • Ferner kann eine solche weitere bei Raumtemperatur visko-elastische Silikonverbindung im Sinne der Erfindung insbesondere ein (Poly)Siloxan oder ein (Poly)Silazan, beispielsweise Decamethylcyclopentasiloxan, Hexamethyldisiloxan oder Octamethylcyclotetrasiloxan eines beliebigen Herstellers oder ein methylsubstituiertes Organopolysilazan, zum Beispiel Silazan KiON HTA 1500 von AZ Electronic Materials, enthalten.
  • In bevorzugten Ausführungsformen kann nach der Herstellung zusätzlich eine visko-elastische Silikonverbindung in die Beschichtung derart einlagerbar sein, diese die visko-elastische Silikonverbindung in der Silikonverbindung eingelagert ist.
  • Bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemässen Druckplatte weisen eine Beschichtung auf, welche im Wesentlichen aus einer Silikonverbindung besteht. Dabei können Gehalte an Crosslinker und Katalysator vorgesehen sein, welche in den üblichen kleinen Mengen vorliegen, jedoch keine weitere visko-elastische Silikonverbindung.
  • Im Gegensatz zu bekannten Beschichtungen, wie beispielsweise aus der US 2016/0032074 A1 , verfügt eine Beschichtung einer erfindungsgemässen Druckplatte über kein auf der Oberfläche eines Trägers aufgebrachtes, insbesondere einen geschlossenen Gleitfilm bildendes, Gleitmittel, wie es beispielsweise der Fall bei sogenannten Silicon-Foul-Release-Produkten ist (Beschichtungen zur Entgegenwirkung von Algenbewuchs). Hier werden nämlich zumeist Silikonöle, Paraffine, Mineralöle oder Polyolefine als Gleitmittel verwendet, um auf deren Gleitfilm Frühstadien eines Algenaufwuchses anzusiedeln anstatt auf dem Untergrund. Unter Mitnahme dieses Algenaufwuchses gelangt das Gleitmittel durch Kontakt mit Wasser somit direkt ins Meer. Solche Materialien und Effekte eignen sich im Sinne der Erfindung nicht für eine Beschichtung einer Druckplatte.
  • Im Sinne der Erfindung weist eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckplatte eine Beschichtung auf, welche im Wesentlichen aus einer visko-elastischen Silikonverbindung besteht. Die visko-elastische Silikonverbindung wird dabei auf einen Träger aufgetragen und anschließend getrocknet. Der auf diese Weise erhaltene, beschichtete Träger stellt eine sehr einfache Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckplatte dar.
  • Bei einer bevorzugten Druckplatte weist die Beschichtung vorzugsweise einen Reibungskoeffizienten von 0,001 bis 3,0, bevorzugt von 0,05 bis 2,0 oder 0,05 bis 1,5, besonders bevorzugt von 0,1 bis 1,0, und im Speziellen 0,005 bis 1,0 in paralleler Richtung zur Oberfläche der Beschichtung (Reibhaftung) auf, wobei nur eine vernachlässigbar geringe, vorzugsweise keine, Haftung in orthogonaler Richtung zur Oberfläche der Beschichtung (Klebhaftung) auftritt. Diese vernachlässigbar geringe Haftung in orthogonaler Richtung zur Oberfläche, als auch die besonders hohe Reibhaftung parallel zur Oberfläche lassen sich als jeweils in Abhängigkeit der Oberflächenorientierung gerichtet wirkende Materialeigenschaften beobachten.
  • Vorzugsweise weisen Beschichtungen einer Druckplatte eine Schichtdicke von 250 nm bis 2 mm, sowie vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur unterhalb 0 °C auf.
  • Auch können Beschichtungen einer bevorzugten Ausführungsform einer Druckplatte eine Schichtdicke von 500 nm bis 2 cm, sowie vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur unterhalb 0 °C aufweisen.
  • Höhere Schichtdicken sind möglich und sollen nicht ausgeschlossen werden.
  • Für die Bestimmungen dieser zuvor genannten Materialparameter wurden folgende Testmaterialien verwendet:
    • Material 1 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer erfindungsgemäßen Silikonverbindung mit 1 Gewichtsteil Vernetzer und 0,4 Gewichtsteilen Katalysator.
    • Material 4 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer erfindungsgemäßen Silikonverbindung vernetzt mit Tetra N-Butyltitanat.
    • Material 11 bestehend aus einem Trägermaterial (Schicht Silikonharz 100 Gewichtsteile), getrocknet mit 100 Gewichtsteilen einer erfindungsgemäßen visko-elastischen Silikonverbindung als Deckschicht.
    • Material 15 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer erfindungsgemäßen visko-elastischen Silikonverbindung mit 10 Gewichtsteilen Vernetzer.
    • Material 16 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer erfindungsgemäßen visko-elastischen Silikonverbindung mit 10 Gewichtsteilen Katalysator.
    • Material 17 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer erfindungsgemäßen visko-elastischen Silikonverbindung mit 2 Gewichtsteilen Katalysator.
    • Material 21 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer visko-elastischen Silikonverbindung.
    • Material 30 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer visko-elastischen Silikonverbindung mit 0,4 Gewichtsteilen Katalysator.
    • Material 31 bestehend aus 100 Gewichtsteilen einer visko-elastischen Silikonverbindung mit 0,8 Gewichtsteilen Katalysator.
  • Beschichtungen einer erfindungsgemäßen Druckplatte weisen einen besonders hohen Reibungskoeffizienten µR von 0,2 bis 1,5 in paralleler Richtung zur Oberfläche (Haftreibung) auf. Besonders charakteristisch für eine solche Beschichtung ist ein in der Regel klassisch mittels Zugspannungsversuch gemessener Reibungskoeffizient von µR > 0,2 µR > 0,85 oder von µR > 1, wie er beispielsweise bei Material 4 gemessen werden konnte, vorzugsweise µR > 1,118, wie er beispielsweise bei Material 11 gemessen werden konnte. und besonders bevorzugt µR > 1,3. Höhere Reibungskoeffizienten, wie beispielsweise µR > 1,5 oder auch µR > 2 sowie µR > 3, besonders bevorzugt µR > 4 sind im Rahmen der Erfindung möglich. Dies ist physikalisch betrachtet im Rahmen des Möglichen. Beispielsweise haben Messungen bei dem Materialpaar Platin auf Platin einen µR von 3 ergeben. Im Rahmen der Erfindung wird daher eine physikalische Obergrenze von µR = 7 angenommen.
  • Aufgrund der außergewöhnlich sehr hohen Haftung in paralleler Richtung zur Oberfläche, wurden die Reibungskoeffizienten µR (Coefficient of Friction) mittels einem Tribometer (Gerätetyp Nanovea Tribometer T50) gemessen. Dabei kam eine Stahlkugel mit Durchmesser 10 mm und mit DIN Werkstoffnummer: 1.3505 unter einer Last von 1 N bei einem Radius von 10 mm und einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 10 Umdrehungen / min bei einer Umgebungstemperatur von 24,7 °C zum Einsatz, wobei die Messgenauigkeit +/-20 % betrug.
  • Die Proben wurden dazu im Vorfeld mit Isopropanol gereinigt und jeweils vor einer Messung bei verschiedenen Temperaturen getrocknet.
  • Als Referenzmaterialien wurden sowohl ein handelsübliches Silikonharz, nämlich Tego Nonstick 60 von Evonik, als auch eine handelsübliche PTFE-Antihaftbeschichtung verwendet.
  • Die Gesamtrocknungszeit der Materialproben betrug entweder 24 Stunden bei 25 °C (Raumtemperatur RT), oder bei den Materialproben, welche im Umluftofen getrocknet wurden, 10 Minuten bei 80 °C, 5 Minuten bei 120 °C, sowie 20 Minuten bei der jeweiligen Zieltemperatur.
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit in einem Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie 20 Minuten bei 220 °C konnte ein Reibungskoeffizient µR = 0,070 für das Silikonharz als Referenzwert gemessen werden.
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit in einem Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie 10 Minuten bei 420 °C konnte ein Reibungskoeffizient µR = 0,034 für die PTFE-Antihaftbeschichtung als Referenzwert gemessen werden.
  • Für Material 1 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 24 Stunden bei 25 °C 0,456 - 0,863 N/N
    Trocknung 20 min bei 180 °C 0,633 - 0,920 N/N
    Trocknung 20 min bei 220 °C 0,604 N/N
    Trocknung 20 min bei 280 °C 0,422 - 0,698 N/N
  • Für Material 4 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 340 °C 0,499 - 1,099 N/N
  • Für Material 11 ergaben sich folgende Messwerte:
    Trocknung 20 min bei 340 °C 0,421 - 1,118 N/N
  • Für Material 15 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 360 °C 0,235 - 0,494 N/N
  • Für Material 16 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 360 °C 0,099 - 0,254 N/N
  • Für Material 17 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 320 °C 0,859 - 1,019 N/N
  • Für Material 21 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 360 °C 0,499 - 1,99 N/N
  • Für Material 30 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 280 °C 0,442 - 0,515 N/N
  • Für Material 31 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 220 °C 0,596 - 0,704N/N
  • Eine Beschichtung für eine erfindungsgemäße Druckplatte weist idealerweise sehr niedrige E-Modulwerte auf. Im Rahmen der Erfindung wurden die E-Modulwerte mittels einem Nanoindenter vom Typ „Nanovea Mechanical Tester“ mit einer dreiseitigen Diamantpyramidenspitze vom Typ „Berkovich“ mit einer Kraft von 1 mN bei einer Umgebungstemperatur von 24,7 °C und einer Messgenauigkeit von +/-15 % gemessen. Die Proben wurden dazu im Vorfeld mit Isopropanol gereinigt und jeweils vor einer Messung bei den verschiedenen Temperaturen getrocknet.
  • Als Referenzmaterialien wurden sowohl ein handelsübliches Silikonharz, Tego Nonstick 60 von Evonik, als auch eine handelsübliche PTFE-Antihaftbeschichtung verwendet.
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie 20 Minuten bei 220 °C, wurde bei 22 °C ein E-Modul von 2,35 GPa bis 2,51 GPa für das Silikonharz als Referenzwert gemessen.
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie 10 Minuten bei 420 °C wurde bei 22 °C ein E-Modul von 1.323 GPa bis 1.423 GPa für die PTFE-Antihaftbeschichtung als Referenzwert gemessen.
  • Die Gesamtrocknungszeit der Materialproben betrug entweder bei Raumtemperatur eine Trocknung von 24 Stunden bei 25 °C oder bei den Materialproben welche im Umluftofen getrocknet wurden 10 Minuten bei 80 °C, 5 Minuten bei 120 °C, sowie 20 Minuten bei der gewünschten beschriebenen Zieltemperatur.
  • Für Material 1 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 24 Stunden bei 25 °C 4.3 MPa
    Trocknung 20 min bei 180 °C 4,93 MPa
    Trocknung 20 min bei 220 °C 4,5 MPa
    Trocknung 20 min bei 280 °C 13,9 MPa
  • Für Material 4 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 24 min bei 340 °C 0,225 MPa
  • Für Material 11 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 340 °C 5,417 MPa
  • Für Material 15 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 360 °C 0,450 MPa
  • Für Material 16 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 360 °C 0,450 MPa
  • Für Material 17 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 320 °C 0,852 MPa
  • Für Material 21 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 360 °C 6,4MPa
  • Für Material 30 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 280 °C 0,659 MPa
  • Für Material 31 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung 20 min bei 220 °C 0,720 MPa
  • Im Sinne der Erfindung weisen Beschichtungen für eine erfindungsgemäße Druckplatte idealerweise eine Oberflächenenergie von typischerweise 2 mN/m bis 50 mN/m auf. Bevorzugte Beschichtungen weisen eine Oberflächenenergie in einem Bereich von 2 mN/m bis 40 mN/m, vorzugsweise in einem Bereich von 2 mN/m bis 30 mN/m, besonders bevorzugt in einem Bereich von 2 mN/m bis 25 mN/m, einen Bereich von 5 mN/m bis 15 mN/m, sowie in einem Bereich von 15 mN/m bis 30 mN/m, und auch in einem Bereich von 26 mN/m bis 45 mN/m auf.
  • Ferner weisen die Beschichtungen einer erfindungsgemäßen Druckplatte idealerweise einen polaren Anteil einer Oberflächenspannung von typischerweise 0 mN/m bis 20 mN/m auf. Bevorzugte Beschichtungen weisen einen polaren Anteil in einem Bereich von 0 mN/m bis 10 mN/m, vorzugsweise in einem Bereich von 0 mN/m bis 5 mN/m auf.
  • Ferner weisen die Beschichtungen einer erfindungsgemäßen Druckplatte idealerweise einen dispersen Anteil einer Oberflächenspannung von typischerweise 0 mN/m bis 50 mN/m auf. Bevorzugte Beschichtungen weisen einen polaren Anteil in einem Bereich von 2 mN/m bis 50 mN/m, vorzugsweise in einem Bereich von 10 mN/m bis 30 mN/m sowie in einem Bereich auch von 15 mN/m bis 30 mN/m, und auch in einem Bereich von 10 mN/m bis 25 mN/m.
  • Bei der Messung der Oberflächenenergie hat sich herausgestellt, dass besonders geeignete Beschichtungen für eine erfindungsgemäße Druckplatte, beim Aufheizen von einer niedrigeren Temperatur auf eine Temperatur von 80 °C, eine Zunahme der Oberflächenenergie aufweisen, wie dies exemplarisch für das Material 1 in dem Messdiagramm der 1 dargestellt ist.
  • Für die Messung der Oberflächenenergie der Beschichtungen wurden im Rahmen der Erfindung die Kontaktwinkel von Testflüssigkeiten, deren Oberflächenspannungen inkl. dispersem und polarem Anteil bekannt sind, auf der Beschichtung gemessen. Diese Anteile gehen in die Grenzflächenspannungen zwischen Festkörper und Flüssigkeit ein, für die ein geeignetes Modell zugrunde gelegt wird.
  • Im Rahmen dieser Messungen wurde das Modell von Owens, Wendt, Rabel und Kaelble (OWRK-Modell), das die geometrischen Mittel der dispersen und polaren Anteile von Oberflächenspannungen der Flüssigkeit und Oberflächenspannungen des Festkörpers wie folgt beinhaltet: σ S L = σ S + σ L − 2 σ S d σ L d − 2 σ S p σ L p
    Figure DE102017122203A1_0001
    wobei Θ = Gleichgewichtskontaktwinkel; σL= Oberflächen Oberflächenspannung/-energie der Flüssigkeit; σS = Oberflächenspannung/- energie des Festkörpers; σSL= Oberflächenspannung/-energie zwischen Festkörper und Flüssigkeit; und den Messungen zugrunde gelegt.
  • Wird dieser Ausdruck in die Young-Gleichung eingesetzt, so kann diese zur allgemeinen Geradengleichung in die Form y = mx+c wie folgt gebracht werden: σ L ( 1 + cos θ ) 2 σ L d ︸ y = σ S d σ S ︸ m ⋅ σ L p σ L d ︸ x + σ S d ︸ c
    Figure DE102017122203A1_0002
    wobei σi = Oberflächenspannung/-energie; σ i d
    Figure DE102017122203A1_0003
    = disperser Anteil der Oberflächenspannung/-energie; σ i p
    Figure DE102017122203A1_0004
    = polarer Anteil der Oberflächenspannung/-energie mit jeweiligem Index i = L für Flüssigkeit und S = Festkörper ist. Es sei angemerkt, dass bei Flüssigkeiten die Oberflächenenergie gleich der Oberflächenspannung ist.
  • In Gleichung (2) enthalten entsprechend y und x die bekannten Größen, also den gemessenen Kontaktwinkel sowie den dispersen und polaren Anteil der Oberflächenenergie der Testflüssigkeit Wasser und Diiodmethan selbst. Die gesuchten dispersen und polaren Anteile der Oberflächenenergie des Festkörpers sind im Achsenabschnitt c und der Steigung m enthalten. Diese Parameter lassen sich grafisch über eine Regressionsgerade ermitteln, wenn mit mindestens zwei Testflüssigkeiten Kontaktwinkelmessungen durchgeführt werden. Da eine Regressionsgerade basierend auf nur zwei Punkten allerdings keinerlei Aussage über die Genauigkeit des Ergebnisses erlaubt, wurde zur Bestimmung der Oberflächenenergie zusätzlich eine Kontaktwinkelmessung mit einer weiteren Testflüssigkeit durchgeführt. Als Flüssigkeiten wurden Wasser, Diiodmethan, Äthylenglykol bzw. Thiodiglycol verwendet.
  • Das Material wurde auf eine Glasplatte als Träger aufgetragen und je nach Lösungsmittelanteil erst nach 24 Stunden zur Verflüchtigung des Lösungsmittels mit der Messung bei einer Starttemperatur von 20 °C begonnen. Zwischen jeder Messung wurden die Proben sukzessive jeweils 20 Minuten lang bei jeweiliger Temperatur getempert und anschließend wurde entweder das noch warme Meßsubstrat (Messkurve „warm“ in 1) oder das auf Raumtemperatur abgekühlte Meßsubstrat (Messkurve „kalt“ in 1) gemessen. Die Messungen wurden durchgeführt bis zu einer durchschnittlichen Temperatur von 340 °C (siehe 1).
  • Die Messungen wurden dabei mit einem Messgerät vom Typ Krüss Drop Shape Analyzer - DAS 25 gemäß der DIN-Norm 55660 nach dem zuvor beschriebenen OWRK-Modell mit einem auf der Oberfläche der Beschichtung liegenden Tropfen bei einer Temperaturauflösung von +/- 15 °C gemessen.
  • Daneben wurden die Oberflächenenergie, der disperse und der polare Anteil der Oberflächenenergie verschiedener Materialien mit den beiden Referenzflüssigkeiten Wasser und Diiodmethan bei einer Raumtemperatur von 25 °C mit einer Messgenauigkeit von +- 20 % gemessen.
  • Als Referenzmaterialien wurden für die Beschichtung sowohl ein handelsübliches Silikonharz, Tego Nonstick 60 von Evonik, eine handelsübliche PTFE-Antihaftbeschichtung ein handelsübliches Silikonelastomer, als auch eine handelsübliche wasserlose beschichtete Druckplatte (beschichtet mit einer Silikonbeschichtung) verwendet.
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C und 20 Minuten bei 220 °C, wurde bei 22 °C für das Silikonharz nachfolgender Referenzwert gemessen.
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    Siehe Trocknungszeit Angabe 28,89 0,05 28,84
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie 10 Minuten bei 420 °C wurden bei 22 °C für die PTFE-Antihaftbeschichtung nachfolgender Referenzwert gemessen.
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    Siehe Trocknungszeit Angabe 23,60 0,21 23,39
  • Für das handelsübliche Silikon Elastomer wurde nachfolgender Referenzwert gemessen.
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    unbekannt 13,18 0,01 13,17
  • Für die handelsübliche wasserlose Druckplatte wurde nachfolgender Referenzwert gemessen.
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    unbekannt 12,1 1,41 10,69
  • Für Material 1 ergaben sich nachfolgende Messwerte
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    24 Stunden bei 25 °C 20,70 0,41 20,29
    20 min bei 180 °C 16,62 0,09 16,53
    20 min bei 220 °C 13,49 1,97 11,52
    20 min bei 280 °C 14,02 1,37 12,65
  • Für Material 4 ergab sich nachfolgender Messwert
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    Trocknung 24 min bei 340 °C 14,67 0,43 14,24
  • Für Material 11 ergab sich nachfolgender Messwert
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    20 min bei 340 °C 22,94 0,39 22,55
  • Für Material 15 ergab sich nachfolgender Messwert
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    20 min bei 360 °C 14.04 1.69 12.35
  • Für Material 16 ergab sich nachfolgender Messwert
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    20 min bei 360 °C 30.13 0.79 29.34
  • Für Material 17 ergaben sich nachfolgende Messwerte
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    20 min bei 220 °C 7.82 0.01 7.81
    20 min bei 260 °C 12.57 0.48 12.09
    20 min bei 300 °C 20.99 0.17 20.82
  • Für Material 21 ergab sich nachfolgender Messwert
    Trocknung Oberflächenenergie [mN/m] Polarer Anteil [mN/m] Disperser Anteil [mN/m]
    20 min bei 340 °C 22.94 0.39 22.55
  • Im Rahmen der Materialcharakterisierung wurden sowohl für ausgewählte Referenzmaterialien (Silikonharz, PTFE- und Sol-Gel-Beschichtung) als auch für die erfindungsgemäßen Mustermaterialien Material 1, 4, 11, 16 und 17 die jeweiligen Abzugskräfte mittels Klebebandtest, unter Zuhilfenahme eines Zugprüfungsgerätes der Marke Zwick / Z 050, 8406 50KN der Firma Zwick GmbH & Co. KG, bestimmt. Die Tests erfolgten bei einer Raumtemperatur von 22 °C. Das entsprechende Material wurde jeweils auf einen Träger aus Stahlblech aufgetragen, sowie bei einer bestimmten Temperatur und für eine bestimmte Zeit lang getrocknet. Anschließend wurde die Oberfläche der Beschichtung der aufgebrachten Materialien mit Isopropanol gereinigt. Es wurde ein Klebeband von 3M Typ 396 Superbond (Klebeband Breite 19,1mm mit einer Dicke von 0,1mm) bei Raumtemperatur (~20 °C) auf eine Gesamtlänge von 25 cm zugeschnitten und einenends mit einer Abschnittslänge x1 von 5 cm auf die Beschichtungsoberfläche aufgebracht, mit dem Finger einmal abgestrichen zur Entfernung von Lufteinschlüssen und anschließend mit einem ganzflächigen Anpressdruck von 5 kg aufgeklebt. Anderenends wurde die verbleibende Abschnittslänge y1 des Klebebandes mit einer Länge von 20 cm orthogonal zur Oberfläche der Beschichtungen nach oben zu einer Aufhängung des Zugprüfungsgerätes geführt und dort mit dem Abschnittsende in eine Klemme eingeklemmt. Zur Überprüfung des 90° Winkels wurden Winkelmessungen durchgeführt. Das Klebeband wurde nach einer Ruhezeit von 60 s mit einer Geschwindigkeit von 20 mm/min anfänglich orthogonal und im Verlauf des Abzugs um den Abzugswinkel β ausgelenkt zur Oberfläche durch vertikale Verschiebung um den Verschiebungsweg y2 der in einer Führung gelagerten Klemme des jeweiligen Materials abgezogen. Der Träger mit der zu testenden Beschichtung lag dabei fix eingespannt, sodass sich mit fortschreitenden Abzug des Klebebandes um die abgelöste Abschnittslänge x2 eben auch der Abzugswinkel β des Klebebandes, trigonometrischen Gesetzen folgend, mit dem fortschreitenden Abzug des Klebebandes bis zu einer Gesamtlänge des aufgeklebten Abschnitts x1 von 5 cm (= 50 mm) sich vergrößerte und in Abhängigkeit des Abzugswinkels zu der Abzugskraft zusätzlich eine zunehmende Kraft zur Überwindung der Haftreibung aufgebracht werden muss. Die Abzugskraft wurde kontinuierlich gemessen und gemittelt, sowie an zwei Punkten notiert:
    1. 1. Punkt C: Anfangsbereich von Beginn des Abzug des Klebebands bis zu einem Abzug von 10 mm
    2. 2. Punkt D: Bereich nach Abzug des Klebebandes von 10 mm bis zur vollständigen Ablösung nach 50 mm Abzug
  • Der jeweilige Abzugswinkel β betrug bei Punkt C β = 3° und bei Punkt D β = 12°. Bei 50 mm ist dieser ~ 12°, sowie bei 10 mm ~ 3°.
  • Der Abzugswinkel β lässt sich näherungsweise nach Beginn des Abzugs mittels Gleichung (3) wie folgt bestimmen: tan  β = G e g e n k a t h e t e A n k a t h e t e = v e r b l e i b e n d e   A b s c h n i t t s l ä n g e   v o r   A b z u g   y 1 + V e r s c h i e b u n g s w e g   y 2 a u f   g e k l e b t e   A b s c h n i t t s l ä n g e   x 1 − a b g e l ö s t e   A b s c h n i t t s l ä n g e   x 2
    Figure DE102017122203A1_0005
    wobei die sich die Hypotenuse jeweils aus der Länge der aufgeklebten Abschnittslänge vor Abzug und der jeweils abgezogenen Abschnittslänge ergibt.
  • Der Abzugskraft entgegen wirkt die Haftkraft einer Beschichtung einer erfindungsgemässen Druckplatte. Die Haftkraft weist gemäß den Messungen zu Beginn der Abzüge beim Klebebandtest einen maximalen Wert von 1,4 N bei Material 16 auf. Der geringste Wert für eine gemessene Haftkraft betrug 0,007 N für Material 1. Im Sinne der Erfindung weißt eine Beschichtung eine maximale Haftkraft von 1,9 N oder 1,5 N, vorzugsweise von 1 N, im Speziellen 0,5 N oder auch von 0,1 N, sowie bevorzugt von 0,075 N, und besonders bevorzugt von 0,05 N oder 0,0015 N oder auch 0,0008 N auf. Darüber hinaus lässt sich anhand der Messergebnisse zu Material 1 erkennen, dass hier der Wert zur Abzugskraft sich umgekehrt proportional zur Temperatur bei der Trocknung verhält: Je höher die Temperatur, desto geringer die Abzugskraft.
  • Als Referenzmaterialien wurden sowohl ein handelsübliches Silikonharz, Tego Nonstick 60 von Evonik, eine handelsübliche PTFE-Antihaftbeschichtung, eine handelsübliche antihaftende Sol-Gel Beschichtung verwendet.
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie 20 Minuten bei 220 °C, wurde bei 20 °C für das Silikonharz folgender Referenzwerte gemessen.
  • Für das Silikonharz ergab sich folgender Messwert
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    Siehe Trocknungszeit Angabe 0,1 1,37
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 160 °C, sowie10 Minuten bei 420 °C wurde bei 20 °C für die PTFE-Antihaftbeschichtung folgender Referenzwert gemessen
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    Siehe Trocknungszeit Angabe 2,4 4,23
  • Nach einer Gesamtrocknungszeit im Umluftofen von 10 Minuten bei 80 °C, 10 Minuten bei 120 °C, sowie 20 Minuten bei 220 °C wurde bei 20 °C für die antihaftende Sol-Gel Beschichtung folgender Referenzwert gemessen
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    unbekannt 0,02 0,04
  • Für Material 1 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    24 Stunden bei 25 °C 0,05 0,09
    20 min bei 180 °C 0,06 0,07
    20 min bei 220 °C 0,008 0,03
    20 min bei 280 °C 0,007 0,03
  • Für Material 4 ergab sich folgender Messwert
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    24 min bei 340 °C 0,01 0,06
  • Für Material 11 ergab sich folgender Messwert
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    20 min bei 340 °C 0,03 0,12
  • Für Material 15 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    20 min bei 360 °C 1,4 1,86
  • Für Material 16 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    20 min bei 220 °C 0,13 0.20
    20 min bei 260 °C 0,14 0.23
    20 min bei 300 °C 0,16 0.29
  • Für Material 30 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    20 min bei 280 °C 0,07 0,12
  • Für Material 31 ergaben sich folgende Messwerte
    Trocknung Abzugskraft [N] bis x2 = 10mm Abzugskraft [N] bis x1 = 50mm
    20 min bei 220 °C 0,06 0,11
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckplatte, verfügt über einen Träger aus einem Metall, beispielsweise einer Walze oder einem Blech aus Aluminium, Kupfer, Stahl oder Edelstahl, oder aus einem Verbundmaterial, oder aus einem Kunststoff, oder aus einem anorganischen oder organischen oder keramischen Material oder aus einem textilen Material, oder einem sonstigen Gewebe wie beispielsweise einem Gewebe aus Glasfaser oder Metallfaser, vorzugsweise aus Kupfer, Stahl oder Edelstahl.
  • Der Träger kann beispielsweise auch als Matrize, Stempel, Walze oder Halbwalze ausgeführt sein.
  • Auch kann der Träger nachträglich bearbeitet, beispielsweise gebogen, werden.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Druckplatte ist die Beschichtung strukturierbar, vorzugsweise gravierbar. Geeignete Strukturierungsverfahren sind in der Druckindustrie bekannt.
  • Im Sinne der Erfindung lassen sich die Konturen einer strukturierten Antihaftbeschichtung aufgrund der visko-elastischen gelartigen Eigenschaft sehr scharf und hochaufgelöst fertigen und liegen im Bereich von weniger als 1 mm, weniger als 500 µm, weniger als 20 µm, vorzugsweise unter 15 µm, besonders bevorzugt unter 5 µm, wobei auch Bereiche unter 2 µm, vorzugsweise unter 1 µm und besonders bevorzugt unter 0,5 µm bis maximal 250 nm möglich sind. Die Auflösung wird dabei im Wesentlichen beschränkt durch das Strukturierungsverfahren wie beispielsweise einem Strukturierungsstrahl, wie einem Laser- oder Elektronenstrahl, oder eben der Kantenauflösung einer mittels Elektronenstrahllithographie gefertigten Lithografiemaske, sowie dem Quellverhalten einer erfindungsgemäßen Beschichtung, welches sich durch eine eingelagerte zusätzlich wenigstens eine visko-elastische Silikonverbindung und/oder einem zusätzlich eingelagerten Lösungsmittel und/oder durch das bei der Löschung verwendete Verfahren ergibt.
  • Die Einlagerbarkeit wenigstens einer visko-elastische Silikonverbindung und/oder einem zusätzlichen Lösungsmittel in die Beschichtung einer erfindungsgemässen Druckplatte kann damit im Rahmen der Erfindung beim ersten Löschungsvorgang aus einer einfachen Druckplatte durch den Löschungsvorgang eine wiederbeschreibbare Druckplatte erzeugen.
  • Eine auf diese Weise hergestellte wiederbeschreibbare Druckplatte lässt sich im Sinne der Erfindung mehrfach beschreiben, verfügt aber nicht über die intrinsischen Eigenschaften einer wiederbeschreibbaren Druckplatte.
  • Beispielsweise können bei einer Druckplatte die strukturierten Druckkonturkanten benetzbare Bereiche der Beschichtung sehr scharfe Konturen aufweisen, welche im Bereich von weniger als 50 µm,15 µm, vorzugsweise unter 10 µm, besonders bevorzugt unter 1 µm oder unter 500 nm bis maximal 50 nm liegen. Ferner sind diese Druckkonturen aufgrund der visko-elastischen gelartigen Eigenschaft verschleißarm, sodass beispielsweise auflagenträchtige Druckvorgänge sehr kostengünstig realisiert werden können.
  • Ferner sind die Druckkonturen der benetzbaren Bereiche aufgrund der visko-elastischen gelartigen Eigenschaft hochauflösend und im Bereich von weniger als 250 µm, 50 µm, 20 µm, vorzugsweise unter 15 µm, besonders bevorzugt unter 5 µm, wobei auch Bereiche unter 2 µm, vorzugsweise unter 1 µm und besonders bevorzugt unter 0,5 µm bis maximal 250 nm im Sinne der Erfindung möglich sind. Die Druckkonturkanten der benetzbaren Bereiche sind sehr scharf im Bereich von weniger als 15 µm, vorzugsweise unter 10 µm, besonders bevorzugt unter 1 µm oder unter 500 nm bis maximal 50 nm und werden lediglich beschränkt durch die Auflösung des Strukturierungsverfahrens wie beispielsweise einem Strukturierungsstrahl, wie einem Laser- oder Elektronenstrahl, oder eben der Kantenauflösung einer mittels Elektronenstrahllithographie gefertigten Lithographiemaske sowie dem Quellverhalten einer erfindungsgemäßen Beschichtung, welches sich durch das eingelagerte Lösungsmittel und/oder durch das bei der Löschung verwendete Verfahren ergibt. Ferner sind die Druckkonturen verschleißarm aufgrund der visko-elastisch gelartigen Eigenschaft, sodass auflagenträchtige Druckvorgänge sehr kostengünstig realisiert werden können.
  • Zusätzlich kann im Sinne der Erfindung die Benetzbarkeit einzelner Bereiche durch eine bestimmte Druckfarbe derart noch gesteigert werden, indem zusätzlich die Druckfarbe selbst an die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Beschichtung der erfindungsgemäßen Druckplatte noch angepasst wird. Dies ergibt sich beispielsweise allein schon aus den Anforderungen bestimmter Druckverfahren wie dem wasserlosen Offsetdruck, bei dem die Druckfarbe nur noch einen sehr geringen bis gar keinen Wasseranteil mehr enthält. Die Zugabe von Stoffen wie Verdickungsmittel, Thixotropierharze, polare oder unpolare Lösungsmittel, oder Haftstoffe, wie beispielsweise Öle, fördert im Sinne der Erfindung die Benetzbarkeit auf benetzbaren Bereichen und die Unbenetzbarkeit auf unbenetzbaren Bereichen einer Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte.
  • Ferner eignet sich eine Druckplatte aufgrund des visko-elastischen Verhaltens ihrer Beschichtung, beispielsweise wenn diese je nach Printmedium besonders dick im Bereich mehrerer Millimeter bis zu 3 Zentimeter ist, auch für eine Bedruckung von zum Teil unebenen oder besonders rauen Printmedien. Höhere Schichtdicken sind möglich und sollen von der Erfindung nicht ausgeschlossen werden.
  • Eine erfindungsgemäße Druckplatte zeigt selbst bei Beschädigung der Beschichtung, wie beispielsweise Kratzer, gegenüber Kontaktmedien wie Druckfarben einen abstoßenden, antihaftenden Effekt. Bekannte Beschichtungen zeigen genau da ihr größtes Problem. Die Erfindung sorgt aufgrund des „intrinsischen Slip-Effektes“ für den abstoßenden, antihaftenden Effekt, ohne dass die Beschädigung sich im heutigen Sinne selbst wieder verschließt.
  • Vorteilhafterweise wird eine Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte bei der Herstellung bei einer Temperatur bis 220 °C, vorzugsweise bis 340 °C, mehr bevorzugt bis 440 °C und speziell bevorzugt bis 600 °C getrocknet. Dies hat zum Vorteil, dass eine erfindungsgemäße Druckplatte innerhalb eines großen Temperaturbereichs eingesetzt werden kann.
  • Bevorzugte Beschichtungen sind für mindestens 24 Stunden in einem Temperaturbereich einsetzbar, der bis zu 180 °C umfassen kann. Ferner kann dieser Temperaturbereich durch Zusätze wie Partikel und Füllstoffe erhöht werden, sodass sich auch Temperaturbereiche bis zu 240 °C, insbesondere auch bis zu 600 °C in Abhängigkeit der Zeit ergeben.
  • Im Sinne der Erfindung lassen sich für eine erfindungsgemäße Druckplatte vorzugsweise solche Beschichtungen verwenden, welche beim ersten Aufheizen von einer niedrigeren Temperatur bis auf 80 °C eine Zunahme der Oberflächenenergie aufweisen, und welche bei einer Temperatur von 160 °C bis 220 °C, besonders geeignete Beschichtungen auch bis 260 °C für mindestens 24 Stunden visko-elastisch und gelartig bleiben.
  • Auch lassen sich Beschichtungen verwenden, welche beim ersten Aufheizen von einer niedrigeren Temperatur auf 80 °C, vorzugsweise 60 °C, eine Zunahme der Oberflächenenergie aufweisen, und welche bei einer Temperatur von 100 °C oder bis 160 °C oder bis 220 °C, für besonders geeignete Beschichtungen auch bis 260 °C für mindestens 24 Stunden visko-elastisch und gelartig bleiben.
  • Solche Beschichtungen einer bevorzugten erfindungsgemäßen Druckplatte weisen die Besonderheit auf, dass sie bei einer Trocknung bis 220 °C insbesondere 360 °C, vorzugsweise sogar bis 600 °C ihre charakteristischen Eigenschaften, nämlich ein visko-elastisches Verhalten und eine gelartige Struktur, beibehält. Dies ist ebenfalls besonders von Vorteil, wenn eine solche Beschichtung während der Herstellung beispielsweise in einem Durchlaufofen mit heißer Luft kurzzeitig getrocknet wird. Auch ist eine Trocknung an der Luft beispielsweise bei 25 °C möglich oder im Vakuum oder bei Temperaturen bis zu - 40 °C möglich.
  • Dies ist besonders von Vorteil, wenn solche Beschichtungen während der Herstellung einer erfindungsgemäßen Druckplatte beispielsweise in einem Durchlaufofen mit heißer Luft kurzzeitig getrocknet werden.
  • Auch kann eine Trocknung mittels einer, vorzugsweise thermischen, Strahlung erfolgen. Solche eine Strahlung kann beispielsweise eine Wärmestrahlung mit infrarotem Licht oder auch ultraviolettem Licht sein. Weitere Strahlungen, welche zum Trocknen geeignet sind, sind im Rahmen der Erfindung durchaus möglich, und sollen hiervon nicht ausgeschlossen sein. Auch ist eine Trocknung in einem Plasma möglich. In Versuchen hat sich dabei auch gezeigt, dass die Beschichtungen erfindungsgemäßer Druckplatten auch bei unterschiedlichen Temperaturwechselzyklen für mindestens 24 Stunden visko-elastisch und gelartig auf dem Träger bleiben. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass bei der Auswahl des Materials für den Träger die Temperaturausdehnungskoeffizienten der zur Auswahl stehenden Materialien außer Acht gelassen werden können.
  • Charakteristisch für eine erfindungsgemäße Druckplatte ist, dass die Beschichtung an ihrer Oberfläche Bereiche aufweist, in denen die Beschichtung benetzbarer ist als in den übrigen Bereichen. Dies hat zum Vorteil, dass an den benetzbareren Bereichen der Beschichtung flüssige Medien, wie beispielsweise wasserbasierte oder ölhaltige, vorzugsweise Druckfarben, besser haften als an den übrigen Bereichen, welche weniger benetzbar bis unbenetzbar sind. Durch die gezielte Wahl benetzbarer und unbenetzbarer Bereiche lässt sich beispielsweise somit auf der Beschichtung ein Druckbild für einen Druckvorgang formen, um es bei einem darauffolgenden Druckvorgang wiederum auf ein Printmedium als Abbildung zu übertragen.
  • Im Sinne der Erfindung ist die Benetzbarkeit der Bereiche einer Beschichtung reversibel, sodass je nach Anwendungsanforderungen benetzbare Bereiche in unbenetzbare Bereiche, vorzugsweise auch während einem Anwendungsvorgang oder während der Benutzung einer Druckplatte, sowie auch unbenetzbare Bereichen in benetzbare Bereiche geändert werden können. Je nach Anwendung und Nutzung von benetzbaren oder unbenetzbaren Bereich kann im Sinn der Erfindung dieser Vorgang auch als Löschen eines Bereichs oder Beschreiben eines Bereichs aufgefasst werden. Eine erfindungsgemäße Druckplatte kann somit erneut für einen neuen Druckvorgang mit einem neuen Druckbild mehrfach wieder benutzt werden.
  • Im Sinne der Erfindung ist die Benetzbarkeit der Bereiche einer Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte reversibel, sodass nach Fertigstellung oder Beendigung eines Druckauftrages oder schlichtweg, nachdem die Druckplatte nicht mehr benötigt wird, die benetzbaren Bereiche gelöscht werden können. Eine erfindungsgemäße Druckplatte kann somit erneut für einen neuen Druckvorgang mit einem neuen Druckbild versehen und wieder benutzt werden.
  • Im Sinne der Erfindung ist dabei die Reversibilität der Benetzbarkeit einer Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte durch die Behandlung des benetzbaren Bereichs mit einem Lösungsmittel und/oder einer viskoelastischen Silikonverbindung selektiv oder ganzflächig erreichbar. Im Sinne der Erfindung werden Lösungsmittel bzw. visko-elastische Silikonverbindungen auch als Verdünnungs- und Quellungsmittel verstanden.
  • Visko-elastische Silikonverbindungen können beispielsweise oder (Poly)Siloxane, hier Octamethylcyclotetrasiloxan, Decamethylcyclopentasiloxan oder Hexamethyldisiloxan
  • Lösungsmittel können beispielsweise Dimethyl2-methylglutarate, Glykole wie Di(Propylenglykol)butylether, Propyleneglykolbutylether oder Ethanol, aliphatische Kohlenwasserstoffgemische, Isopropanol, Butylacetat, n-Hexan, Benzol, Toloul, Mineralöle, (Poly)Silane wie besipielsweise Trimethoxy(methyl)silane, oder Tetraethylorthosilicat, sowie Tetrachlorkohlenstoff sein.
  • In bevorzugten Ausführungsformen sind solche Füllstoffe, Verdünnungsmittel oder Lösungsmittel in die Silikonverbindung einlagerbar.
  • Daneben kann es von Bedeutung sein, zusätzliche Substanzen aufzutragen, wie Tenside oder Netzmittel, welche eine bessere Spreitung des Materials auf der Oberfläche zur Folge haben und/oder die unterschiedlichen Lösungsmittel und zusätzlichen Substanzen miteinander gemischt aufzutragen.
  • Dazu genügt es beispielsweise die Druckplatte am einfachsten mit einem lösungsmittelgetränkten Lappen abzuwischen, oder mit einem Lösungsmittel zu besprühen, in einen mit einem Lösungsmittel gefüllten Behälter zu tauchen oder auf andere geeignete Art und Weise in Kontakt mit einem Lösungsmittel zu bringen und dies entsprechend einwirken zu lassen. Auch ist als Lösungsmittel beispielsweise ein handelsübliches Silikonlösungsmittel geeignet. Im Anschluss kann eine Trocknung z. B. mittels Wärmestrahlung oder in einem Umluftofen erfolgen.
  • Aufgrund des elastischen Verhaltens einer bevorzugten Beschichtung ist diese auch dazu geeignet, auf einem flexiblen Träger oder auf einem Halbwerkzeug aufgebracht zu werden, welches nach der Trocknung der Beschichtung noch verformt wird, beispielsweise ein beschichtetes Blech, welches zu einer Druckwalze formbar ist, oder einen Druckstempel.
  • Für die Wiederherstellung (Reversibilität) einer Druckplatte, wird die beschriebene, vorzugsweise strukturierte, Beschichtung einer Druckplatte nach dem erstmaligen Gebrauch durch eine Behandlung des benetzbaren Bereiches mit einem Lösungsmittel oder einer visko-elastischen Silikonverbindung, oder mithilfe von Wärme, vorzugsweise einer Temperung oder einer thermisch wirkenden Strahlung wie Infrarotstrahlung oberhalb einer Temperatur von 60 °C bis maximal 600 °C erreicht, indem die visko-elastische Silikonverbindung bei der Behandlung mit Wärme aus der Beschichtung selbst an die Oberfläche der Beschichtung migriert, um so die benetzbaren Bereiche wieder unbenetzbar zu machen.
  • Im Sinne der Erfindung ist eine Druckplatte aufgrund der visko-elastisch gelartigen Eigenschaft besonders geeignet zum Bedrucken von Papier, insbesondere Sicherheitspapier, Karton, Gewebe, Kunststoffen, und/oder Folien aus Kunststoffmaterial, insbesondere Chipkarten, und/oder Metall, insbesondere Metallfolien, da nahezu beliebige Druckfarben für die jeweils geeigneten Printmedien auf den benetzbaren Bereichen der Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte haften.
  • Bei bevorzugten erfindungsgemässen Druckplatten die Beschichtung mit einer dreidimensionalen Profilierung versehen, sodass diese Druckplatten als eine Matrize, als ein Stempel, als eine Gussform, als eine Spritzgussform oder als dergleichen verwendbar ist.
  • Im Sinne der Erfindung kann eine bevorzugte Beschichtung auch auf einen Träger einer Druckplatte mit einem Druckverfahren aufgetragen werden. So kann beispielsweise eine Beschichtung nur auf selektive Bereiche eines Trägers mit einer extrem hohen Auflösung bis in den Nanometerbereich aufgedruckt werden.
  • Die Auftragung der Beschichtung auf den Träger kann beispielsweise mittels einem Druckverfahren, 3D-Druckverfahren oder einem Transferfolienprozess erfolgen. Vorteilhafterweise kann die Beschichtung dabei während dem Auftragen bereits schon mit einer Profilierung versehen werden. Neben der dreidimensionalen Strukturierung bevorzugter Beschichtungen, wie beispielsweise mittels Lasern, Gravieren oder Schneiden, ist im Sinne der Erfindung auch eine additive Strukturierung zur Aufbringung einer bevorzugten Beschichtung möglich. Eine derartig gefertigte Druckplatte ist somit auch geeignet, als eine Form, vorzugsweise als eine Gussform, Spritzgussform oder Prägeform, oder als ein Stempel verwendet werden zu können, sodass aufgrund der antihaftenden Eigenschaften der Beschichtung eine Abformung mit Materialien, beispielsweise einem Polymer oder einem sonstigen Abformmedium, erfolgen kann, auf dessen Oberfläche sich nun die zuvor aufgebrachte Struktur abzeichnet.
  • Für die Herstellung einer Druckplatte sind vorzugsweise folgende Verfahrensschritte anzuwenden:
    1. a. Herstellung einer Beschichtungsmasse, die wenigstens eine Silikonverbindung enthält, und hinreichend fließfähig ist, um auf eine Oberfläche aufgetragen werden zu können;
    2. b. Auftragung der Beschichtungsmasse auf einen Träger;
    3. c. Trocknung der aufgebrachten Beschichtungsmasse zur Ausbildung einer visko-elastisch gelartigen Beschichtung.
  • Das Auftragen der Beschichtungsmasse kann beispielsweise durch Sprühen, Rakeln, Tauchen, Drucken, Coil-Coating oder Fluten erfolgen, wobei der Träger auch in einer Maschine, beispielsweise einer Druckmaschine, verbaut sein kann und während der Beschichtung nicht aus der Maschinen entnommen werden muss.
  • Typische Anwendungen erfindungsgemäßer Druckplatten ergeben sich in den Bereichen der verschiedenen Drucktechniken selbst, z. B. bei Tiefdruck-, Offset- oder Flexodruckverfahren.
  • Im Sinne der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte anwendbar, bei welchem man die beschriebene, vorzugsweise strukturierte, Beschichtung einer Druckplatte durch eine chemische, vorzugsweise physikalisch-chemische oder physikalische, Einwirkung auf selektive Bereiche der Oberfläche der Beschichtung unbenetzbar macht.
  • Im Sinne der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte anwendbar, bei welchem die chemische Einwirkung eine Behandlung mit einem Lösungsmittel und/oder einer visko-elastischen Silikonverbindung umfasst.
  • Im Sinne der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte anwendbar, bei welchem die physikalische Einwirkung eine Temperung bei mindestens 60 °C bis maximal 600 °C umfasst.
  • Auch kann ein Verfahren zur Wiederherstellung einer Druckplatte angewendet werden, bei dem man die beschriebene, vorzugsweise strukturierte, Beschichtung einer Druckplatte durch eine Behandlung mit einem Lösungsmittel, einer visko-elastischen Silikonverbindung oder einer Temperung bei mindestens 60 °C bis maximal 600 °C unbenetzbar macht.
  • Ferner kann das Verfahren einen Schritt umfassen, bei dem die Oberfläche oder Bereiche der Oberfläche mittels einer thermischen Einwirkung, wie beispielsweise einer Flamme, oder durch eine Bestrahlung, oder durch eine chemische, vorzugsweise physikalisch-chemisch, Einwirkung auf selektive Bereiche der Oberfläche der Beschichtung, auf denen Druckfarbe haften soll, benetzbar gemacht werden.
  • Die Benetzbarkeit einer bevorzugten Beschichtung lässt sich dabei mittels lokaler thermischer Einwirkung oder Strahlung, zum Beispiel mittels eines Lasers, oder einer VUV-Strahlung (Vakuumultraviolettstrahlung) auf der Beschichtung erzeugen. Auch eine chemische Einwirkung (selektives Ätzen, alkalische Aktivierung, Anlösen, etc.) kann eingesetzt werden.
  • Auch ist eine physikalisch-chemisch Einwirkung durch Quellung, Diffusion oder Migration oder dergleichen möglich.
  • Ebenfalls ist eine physikalische Einwirkung beispielsweise durch die Ausübung von mechanischem Druck auf die Oberfläche möglich.
  • Ferner können auch lonisierungsverfahren, sowie Spannungsentladungsverfahren, Kälteverfahren oder auch Vereisungsverfahren eingesetzt werden. Ferner kann die Benetzbarkeit einer bevorzugten Beschichtung mittels einer, vorzuweisen selektiven, Fluorierung oder mittels einem, vorzugsweise selektive einwirkendem, Plasma erzeugt werden.
  • Ferner kann das Verfahren einen Schritt umfassen, bei dem man die beschriebene, vorzugsweise strukturierte, Beschichtung einer Druckplatte durch Behandlung mit einem Lösungsmittel oder einer Temperung bei mindestens 60 °C, bis maximal 1200 °C, vorzugswiese 600 °C, unbenetzbar macht. Ein solcher Schritt dient der Wiederherstellung (Reversibilität der Beschreibbarkeit) einer Druckplatte, bei welchem die beschriebene, vorzugsweise strukturierte, Beschichtung einer Druckplatte durch Behandlung des benetzbaren Bereiches mit einem Lösungsmittel oder durch Wärme, vorzugsweise einer Temperung oder einer thermisch wirkenden Strahlung wie Infrarotstrahlung oberhalb einer Temperatur von 60 °C bis maximal 1200 °C, vorzugsweise 600 °C erreicht wird, indem die visko-elastische Silikonverbindung bei der Behandlung aus der Beschichtung selbst an die Oberfläche der Beschichtung migriert, um so die benetzbaren Bereiche wieder unbenetzbar zu machen. Es genügt dabei, wenn insbesondere bei höheren Temperaturen ab 400°, die Temperatureinwirkung nur für wenige Minuten (1 bis 20 min), vorzugsweise wenige Sekunden (5s bis 20 s), lang stattfindet.
  • Ferner kann das Verfahren einen Schritt umfassen, bei dem man die beschriebene, vorzugsweise strukturierte, Beschichtung einer Druckplatte bei welcher die benetzbaren Bereiche durch Behandlung mit einem Lösungsmittel wie beispielsweise mit einem Octamethylcyclotetrasiloxan, einem Mineralöl wie Exxsol D 100 der Firma ExxonMobil Chemical Company oder Glykole wie beispielsweise Dipropylenglykol-n-butylether, Propylenglykol-n-butylether oder jedem weiteren Silikonlöser wieder unbenetzbar gemacht werden, indem die visko-elastische Silikonverbindung bei der Behandlung aus der Beschichtung selbst an die Oberfläche der Beschichtung migriert. Oder es dadurch zu einer Quellung und/oder Veränderung der physikalischen Eigenschaften der visko-elastischen Silikonverbindung kommt, welche zu einer unbenetzbaren Oberfläche führt. Es genügt dabei das Lösungsmittel für wenigen Sekunden bis Minuten oder Stunden auf der visko-elastischen Oberfläche zu belassen. Dieser Effekt kann noch über die Erwärmung der visko-elastischen Oberfläche oder der des Lösungsmittels verstärkt werden. Dies kann auch über eine thermisch wirkenden Strahlung wie Infrarotstrahlung oder Temperung bei mindestens 60 °C, bis maximal 1200 °C, vorzugswiese 600 °C, unbenetzbar gemacht werden indem die visko-elastische Silikonverbindung bei der Behandlung aus der Beschichtung selbst an die Oberfläche der Beschichtung migriert, um so die benetzbaren Bereiche wieder unbenetzbar zu machen. Es genügt dabei, wenn insbesondere bei höheren Temperaturen ab 120°C, die Temperatureinwirkung nur für wenige Minuten (1 bis 60 min), vorzugsweise wenige Sekunden (5s bis 20 s), oder lang stattfindet. Die Temperaturen und Zeit der Temperatureinwirkung kann entsprechend angepasst werden und unterliegt Faktoren wie der Art und Weise wie die Benetzbarkeit hergestellt wurde und der visko-elastischen Beschichtung selbst. Solche Schritte dienen der Wiederherstellung (Reversibilität der Beschreibbarkeit) einer Druckplatte. Also der Löschung des benetzbaren Bereiches.
  • Ferner können auch lonisierungsverfahren, sowie Spannungsentladungsverfahren, Kälteverfahren oder auch Vereisungsverfahren eingesetzt werden.
  • Ferner kann die Benetzbarkeit einer bevorzugten Beschichtung mittels einer, vorzuweisen selektiven, Fluorierung oder mittels einem, vorzugsweise selektive einwirkendem, Plasma erzeugt werden.
  • Der Vorteil der hohen Benetzbarkeit und hohen Unbenetzbarkeit der Beschichtungen führt im Sinne der Erfindung zu einem verbesserten Fließverhalten von Kontaktmedien auf der Oberfläche druckrelevanter Bereiche.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform einer Druckplatte kann im Sinne der Erfindung in Prägeverfahren, dies Verfahren, Spritzgussverfahren, Abgussverfahren, oder dergleichen, verwendet werden. Dabei wird die Druckplatte als Vorlage für einen Abguss mit einem Material, vorzugsweise Polyurethan oder einem anderen gießbarem Material, verwendet, wobei die benetzbaren oder unbenetzbaren Bereiche der Antihaftbeschichtung als Negativstruktur ausgebildet sind, und die Negativstruktur als Positivstruktur bei dem Abguss in das Material übertragen werden. Eine bevorzugte Ausführungsform einer Druckplatte kann im Sinne der Erfindung auch als Vorlage für einen Abguss mit einem Material, vorzugsweise Polyurethan oder einem anderen gießbarem Material, verwendet werden, wobei in den benetzbaren oder unbenetzbaren Bereichen der Antihaftbeschichtung eine Negativstruktur ausgebildet ist, und die Negativstruktur als Positivstruktur bei dem Abguss in das Material übertragen werden.
  • Im Sinne der Erfindung kann eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer Druckplatte auch als eine Folie, vorzugsweise ohne einen Träger, ausgebildet sein.
  • Im Sinne der Erfindung kann eine Druckplatte derart hergestellt werden, dass das Material der Beschichtung flüssig auf den Träger aufgebracht und dort getrocknet wird. Dies hat zum Vorteil, dass beispielsweise ein Träger innerhalb einer Druckmaschine verbleiben kann ohne dass dieser für den Beschichtungsvorgang ausgebaut werden muss.
  • Auch kann bei solch einem Verfahren, die ursprünglich auf den Träger aufgebracht Beschichtung zunächst entfernt und erst dann durch eine visko-elastisch gelartige Beschichtung ersetzt werden. Dies gestaltet das Verfahren flexibler in seiner Anwendung.
  • Die Applikation, Trocknung als auch das Entfernung der Schicht kann sowohl in der Maschinen selbst als auch außerhalb erfolgen. Eine neu oder wieder Beschichtung kann beispielsweise durch sprühen oder drucken erfolgen. Die Entfernung kann mechanisch oder chemisch erfolgen. Mechanisch beispielsweise abschaben oder über einen (Sand)Strahlung, chemisch kann dies beispielsweise in einem Bad oder über einen Sprühvorgang erfolgen.
  • Im Sinne der Erfindung kann die Silikonverbindung auch vollvernetzt sein, dabei ist der Begriff Vernetzung beschreibend für wenigstens eine physikalische, ggf. auch eine chemische Vernetzung.
  • Eine vollvernetzte Silikonverbindung ist im Sinne der Erfindung eine Silikonverbindung aus einem vernetzbaren Silikon, wobei der Vernetzungsprozess bis zur Erreichung einer möglichen Vollvernetzung vorliegt oder ein Überschuss an Vernetzungsmitteln oder Katalysatoren vorliegt. Darüber hinaus können auch Bestandteile vorliegen, welche nicht vollvernetzt wurden oder nicht vernetzbar sind.
  • Weitere Vorteile und Eigenschaften einer erfindungsgemäßen wiederbeschreibbaren Druckplatte ergeben sich aus den nachfolgenden Figuren, nämlich zeigen:
    • 1 ein Messdiagramm der Oberflächenenergie von Material 1;
    • 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckplatte im Querschnitt;
    • 3 einen Querschnitt einer erfindungsgemäßen Druckplatte mit einer Oberflächenschädigung;
    • 4 eine schematische Darstellung der Reibungs- und Hafteffekte an der Oberfläche einer erfindungsgemäßen Druckplatte im Querschnitt;
    • 5 Fotografien von Antihaftenden Beschichtungen welche auf heutigen Druckplatten verwendet werden. Auf diesen wurde ein Antihaft Test durchgeführt und mit Material 1 verglichen;
    • 6a Fotografien von Materialmustern aus einem Haftungstest mit einem Klebeband;
    • 6b Fotografien des Materialmusters Material 1;
    • 7 Fotografien eines Flexibilitätstests an Material 1;
    • 8 Fotografien eines Haftungstests von geschmolzenen und ausgehärteten Materialien auf einer unbenetzbaren Druckplatte Material 1;
    • 9 Fotografien von Materialmustern aus einem Zugrichtungstest mit einem Klebeband;
    • 10 Fotografien von Materialmustern aus einem Antihafttest mit ausgehärteten Lacken, Farben und Lackrohstoffen;
    • 11 Fotografien von Materialmustern aus einem Antihafttest mit flüssiger Lacke, Farben bzw. Druckfarben;
    • 12 schematische Darstellung des Klebebandtests
    • 13 Fotografien einer Löschung eines benetzbaren Bereiches von Material 1 mit einer visko-elastischen Silikonverbindung;
    • 14 Fotografien eines handelsübliches Silikon Elastomers welches auf Walzen verwendet wird: Versuch der Löschung des benetzbaren Bereiches mit einer viskoelastischer Flüssigkeit.
    • 15 Fotografien von Material 1 aus einem Antihafttest mit Druckfarbe;
    • In 16 sind Fotografien von Material 1 für einen Antihafttest zur Löschbarkeit eines benetzbaren Bereiches mittels einer visko-elastischen Silikonverbindung abgebildet
  • In 1 ist ein typisches Messdiagramm der Oberflächenenergie von Material 1 als Materialbeispiel für eine Beschichtung einer erfindungsgemäßen n Druckplatte gezeigt. Die Oberflächenenergie beträgt bei Raumtemperatur 7,22 mN/m. Nach einer Temperung (temperaturinduzierter Trocknungsprozess) bei Raumtemperatur für bis zu 24 Stunden zur Akklimatisierung und zur Verflüchtigung von ggf. noch zum Teil aus dem Herstellungsprozess stammenden Lösungsmitteln wurde die Oberflächenenergie erneut gemessen und betrug 14,33 mN/m. Nach einer weiteren Temperung bei 80 °C für 20 Minuten mit anschließender Abkühlung auf Raumtemperatur (kalt) wurde die Oberflächenenergie erneut bei Raumtemperatur (kalt) gemessen und betrug 19,44 mN/m. Dieser Anstieg der Messkurve, welches als positive Steigung m > 0 in dem Messdiagramm zwischen den beiden markierten Punkten A und B eingezeichnet ist, stellt eine Zunahme der Oberflächenenergie bei einer Erwärmung von einer niedrigeren Temperatur auf 80 °C dar. Im Laufe zahlreicher Versuche hat es sich dabei ergeben, dass eine Beschichtung einer erfindungsgemäßen Druckplatte eine solche Zunahme der Oberflächenenergie bei einer Erwärmung bis zu einer Temperatur von 80 °C aufweist.
  • In 2 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Druckplatte 1 gezeigt. Die Druckplatte 1 umfasst eine visko-elastisch gelartige Beschichtung als Beschichtung 2, welche auf dem Träger 5 aufgebracht ist. Die visko-elastisch gelartige Beschichtung 2 enthält eine Silikonverbindung, welche mittels den Polymerketten 8 und 8' angedeutet sind, und zusätzlich eine zwischen den Polymerketten mögliche Einlagerungsorte für angedeutete Moleküle 9 und 9', vorzugsweise von Lösungsmitteln, für eine Anquellung der Beschichtung. Auf die Oberfläche der Beschichtung 2, nämlich auf einen unbenetzbaren Bereich 4', erfolgt eine thermische Einwirkung mittels eines Laserstrahls 6 zur Strukturierung der Oberfläche der Beschichtung 2, wobei ein benetzbarer Bereichs 3' ausgebildet wird. Der Laserstrahl 6 ist vorzugsweise ein gepulster Laserstrahl und wird zur Strukturierung, beispielsweise entlang der eingezeichneten x-Achse verfahren. In den benetzbaren Bereichen 3 und 3' werden im Falle einer bereits angequollenen Beschichtung durch die thermische Einwirkung des Laserstrahls 6 die Moleküle 9 und 9' wieder nahezu vollständig lokal verdrängt, sodass in diesen Bereichen 3 und 3' wieder kein gequollener Zustand der Beschichtung 2, wie es bei den unbenetzbaren Bereichen 4 und 4' der Fall ist, vorliegt.
  • Weiter ist in 2 auch ein benetzbarer Bereich 3 eingezeichnet, auf welchem angedeutete Druckfarbe 7 anhaftet.
  • In 3 ist ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen Druckplatte 1 mit der Beschichtung 2, welche eine Oberflächenschädigung 10 aufweist, gezeigt. Die Oberflächenschädigung 10 ist beispielsweise ein Riss oder dergleichen. Im dargestellten Fall ist die Oberflächenschädigung 10 in dem benetzbaren Bereich 3, welcher mit der Druckfarbe 7 benetzt ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Druckplattenbeschichtungen haftet die Druckfarbe nun nicht aufgrund mechanischer Oberflächenreibungseffekte in der Oberflächenschädigung 10.
    10.
  • In 4 ist eine schematische Darstellung der Reibungs- und Hafteffekte, siehe eingezeichnete Kraftvektoren Fx (Reibung) und Fz (Haftung), eines Testkörpers T an der Oberfläche einer Beschichtung im Querschnitt gezeigt. Auf der Beschichtung 2 liegt der Testkörper T mit der Masse m. Die Oberfläche besteht flächig aus dem unbenetzbaren Bereich 4. Die Kraftvektoren Fz und Fx zeigen die jeweiligen Richtungen an, in welchen eine Kraft aufzubringen ist, um den Testkörper T mit der Masse m von der Oberfläche der Beschichtung 2 zu lösen. In Richtung des Kraftvektors Fx wirkt die Haftreibung mit einem Haftreibungskoeffizienten von µR > 1 entgegen, sodass eine enorme Kraft in Richtung des Kraftvektors Fx aufzubringen ist, um den Testkörper T entlang paralleler Richtung zur Oberfläche der Beschichtung 2 zu lösen. Hingegen ist aufgrund sehr geringer, vorzugsweise fehlender, Klebrigkeit und/oder Klebhaftung der Testkörper T entlang der Richtung des Kraftvektors Fz , also in orthogonaler Richtung zur Oberfläche der Beschichtung 2, im Wesentlichen nur die Kraft Fz in Richtung des Kraftvektors Fz , idealerweise Fz = m*g (mit m = Masse des Testköpers T und g = 9,81 m/s2), aufzuwenden.
  • In 5 sind Fotografien von Material 1 als auch Fotografien von verschiedenen handelsüblichen Beschichtungsmaterilien welche auf Druckplatten verwendet werden. Für den Vergleich wurde eine handelsübliche Offset Druckfarbe braun mittels einer Druckrolle bei Raumtemperatur auf die verschiedenen Materialmuster aufgetragen und anschließend wurde visuell beurteilt, auf welchem Material die Druckfarbe benetzt oder nicht benetzt.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche Ergebnis
    F V a Material 1 Keine Benetzung mit Druckfarbe
    F V b Handelsübliche Druckplatte für wasserlosen Offsetdruck Benetzung mit Druckfarbe
    F V c PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) Benetzung mit Druckfarbe
    F V d PFA Beschichtung (Perfluoralkoxy-Polymer schwarz) Benetzung mit Druckfarbe
    F V e Silikonbasierte Antihaftbeschichtung (schwarz) Benetzung mit Druckfarbe
    F V f Keramische Antihaftbeschichtung (schwarz) Benetzung mit Druckfarbe
    F V g Silikon Kautschuk (weiss) Benetzung mit Druckfarbe
    F V h Fluor-Kautschuk (schwarz) Benetzung mit Druckfarbe
  • Als Ergebnis konnten auf allen aus dem Stand der Technik bekannten und in der Drucktechnik gängigen antihaftenden Oberflächen mit UV Druckfarbe benetzte Bereich visuell beurteilt. Einzig die Beschichtung aus Material 1 zeigte keinerlei Benetzung mit der Druckfarbe auf.
  • In 6a sind Fotografien von Materialmustern aus einem Haftungstest mit einem Klebeband abgebildet. Bei dem Haftungstest wurden verschiedene Materialmuster mit dem Klebeband 3M Typ 396 Superbond bei Raumtemperatur (-20 °C) mit einem Anpressdruck von 500 g/cm2 beklebt und das Klebeband nach einer Zeit von 60 s orthogonal zur Oberfläche wieder abgezogen. Anschließend wurde qualitativ beurteilt, ob es auf der Oberfläche haftet oder nicht. Aus den nachfolgenden Testergebnissen ergibt sich die hervorragende Eignung des Materials 1 gegenüber gängigen antihaftenden Beschichtungen aus der Druckindustrie. Das Klebeband haftet in paralleler Richtung zur Oberfläche des Materials 1 extrem stark, kann nicht abgezogen werden und reißt, wohingegen es in orthogonaler Richtung zur Oberfläche nahezu gar nicht haftet und sehr einfach abgezogen werden kann. Alle anderen Materialien zeigen eine starke Haftung auch in orthogonaler Richtung.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche Ergebnis
    F VI a Material 1 Klebeband haftet in paralleler Richtung zur Oberfläche extrem stark, kann nicht abgezogen werden und reißt, wobei es in orthogonaler Richtung zur Oberfläche nahezu gar nicht haftet und sehr einfach abgezogen werden kann
    F VI b PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
    F VI c Amorphe Fluorpolymer-Beschichtung (transparent) Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
    F VI d FEP Beschichtung (Perfluor(Ethylenpropylen) grün) Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
    F VI e Teflon Chromschicht (schwarz) Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
    F VI f Keramische Antihaftbeschichtung (schwarz/Glimmer) Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
    F VI g Silikonkautschuk (schwarz) Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
    F VI h Handelsübliche Anti-Fingerprint Beschichtung Klebeband haftet sehr stark auf der Oberfläche
  • In 6b sind Fotografien von Materialmuster Material 1 aus 6 F VI a als Bildfolge zur Dokumentation des Haftungstests mit einem Klebeband (sogenannter Klebebandtest) dargestellt.
  • In 7 sind Fotografien eines Flexibilitätstests an Material 1 abgebildet. Dabei wurde das Material 1 als eine Beschichtung mit einer Schichtdicke von 200 µm auf ein 2 mm dickes Aluminiumblech als schichttragenden Träger 5 aufgetragen und bei Raumtemperatur getrocknet. Anschließend wurde das Aluminiumblech als Träger mitsamt der Beschichtung einigen Flexibilitätstests, wie in den Fotografien F VII a und F VII b dargestellt, unterzogen. Folglich kann der Träger somit beispielsweise auch als Stempel, Walze oder Halbwalze ausgeführt sein und zudem nachträglich noch bearbeitet werden, beispielsweise im Falle eines Bleches gebogen werden.
  • In 8 sind Fotografien eines Haftungstests mit geschmolzenen und ausgehärteten Materialien abgebildet. Es wurden verschiedene Materialien auf das für 24 Stunden bei Raumtemperatur (25 °C) getrocknete Material 1 aufgetragen, anschließend wurde eine Ofentrocknung bei 20 Minuten für 240 °C durchgeführt. Anschließend wurden die Muster abgekühlt. Anschließend wurde ein Klebeband (handelsübliches Malerkrepp) mit einem Anpressdruck von 1 kg aufgeklebt und dieses dann sofort abgezogen, beurteilt wurde dabei, ob sich das Material von der Oberfläche der Beschichtung aus dem Material 1 ablöst und auf dem Klebeband klebt. Verglichen wurde dies mit einer handelsüblichen PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer). Alle geschmolzenen und gehärteten Materialien ließen sich von der Oberfläche der Beschichtung rückstandsfrei ablösen, wohingegen sie auf der PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) vollständig haftet.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche
    F VIII a Material 1 mit flüssigem Polyurethan
    F VIII b Vom Material 1 abgezogenes Klebeband mit vollständig abgelöstem getrockneten Polyurethan Material
    F VIII c Material 1 mit flüssiger Epoxy / Aminhärter Mischung
    F VIII d Vom Material 1 abgezogenes Klebeband mit vollständig abgelöstem getrocknetem Epoxy
    F VIII e Material 1 mit Acrylatharzpellets
    F VIII f Vom Material 1 abgezogenes Klebeband mit vollständig abgelöstem getrockneten Acrylatharz
    F VIII g Material 1 mit flüssigem Polyamid
    F VIII h Vom Material 1 mit abgezogenes Klebeband mit getrocknetem Polyamid
    F VIII i PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssigem Polyurethan
    F VIII j Von der PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) abgezogenes Klebeband auf welchem kein Material haftet. Polyurethan haftet noch vollständig auf der PTFE Beschichtung, keine Ablösung möglich
    F VIII k PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger Epoxy / Amin Härtermischung
    F VIII I Von der PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) abgezogenes Klebeband auf welchem kein Material haftet. Epoxy haftet noch vollständig auf der PTFE Beschichtung, keine Ablösung möglich
    F VIII m PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit Acrylatharzpellets
    F VIII n PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem kein Material haftet. Acrylat haftet noch vollständig auf der PTFE Beschichtung, keine Ablösung möglich
    F VIII o PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssigem Polyamid
    F VIII p PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem kein Material haftet. Polyamid haftet noch vollständig auf der PTFE Beschichtung, keine Ablösung möglich
  • In 9 ist in F IX a ein Materialmuster aus einem Zugrichtungstest mit einem auf der Beschichtung aus Material 1 aufgeklebt Klebeband abgebildet. Aus den Ergebnissen ergibt sich der orthogonale Antihafteffekt und die extrem starke Haftung in paralleler Richtung zur Oberfläche der Beschichtung, welche sich auf den sehr hohen Reibungskoeffizienten von µR > 1 zurückführen lässt. Fotografie F IX a zeigt das auf Material 1 (Material 1wurde vorgängig bei Raumtemperatur 25 °C für 24 Stunden getrocknet) aufgeklebte Testklebeband vom Typ 3M Typ 396 Superbond. Fotografie F IX b zeigt als schematische Skizze das Klebeband, welches sich nicht abziehen lässt. F IX b zeigt zudem die Zugrichtung beider Tests mit dem Klebeband.
  • In 10 sind Fotografien von Materialmustern aus einem Antihafttest mit ausgehärteten Lacken, Farben und Lackrohstoffen abgebildet. Es wurden verschiedene Lacke, Farben und Lackrohstoffe auf die Beschichtung aus dem Material 1 (welches im Vorfeld für 24 Stunden bei 25 °C getrocknet wurde) bei Raumtemperatur (25 °C) aufgetragen, anschließend wurde eine Temperung in einem Ofen 240 °C für 20 Minuten durchgeführt. Die Muster wurden abgekühlt. Anschließend wurde ein Klebeband (Malerkrepp) mit einem Anpressdruck von 1 kg aufgeklebt und dieses dann sofort abgezogen. Dabei wurde qualitativ beurteilt, ob sich das Material von der Oberfläche der Beschichtung aus dem Material 1 ablöst und auf dem Klebeband kleben bleibt. Verglichen wurde dies mit einer PTFE Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer).
  • Als Ergebnis konnte festgehalten werden, dass gehärtete und/oder trockene Farben, Lacke und Lackrohstoffe ohne Probleme von der Oberfläche der Beschichtung aus dem Material 1entfernt werden können, wohingegen sie auf der PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) nicht entfernbar sind.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche
    F X a Material 1 mit ausgehärteter Offset Druckfarbe darauf
    F X b Material 1 mit ausgehärteter Offset Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F X c Vom Material 1 abgezogenes Klebeband mit vollständig abgelöster Offset Druckfarbe darauf. Die Druckfarbe konnte vollständig entfernt werden
    F X d Material 1 mit ausgehärteten Metallic Farbe darauf
    F X e Material 1 mit ausgehärteter Metallic Farbe mit aufgeklebten Klebeband
    F X f Vom Material 1 abgezogenes Klebeband mit vollständig abgelöster Metallic Farbe darauf. Die Metallic Farbe konnte vollständig entfernt werden
    F X g Material 1 mit ausgehärteter Offset Druckfarbe darauf
    F X h Material 1 mit ausgehärteter Offset Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F X i Vom Material 1 abgezogenes Klebeband mit vollständig abgelöstem Lackbindemittel darauf. Die Metallic Farbe konnte vollständig entfernt werden
    F X j PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit ausgehärteter Offset Druckfarbe darauf
    F X k PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit ausgehärteter Offset Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F X l PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem keine Offset Druckfarbe drauf ist. Die Druckfarbe konnte nicht vollständig entfernt werden und haftet auf der PTFE Beschichtung
    F X m PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit ausgehärteter Metallic Farbe darauf
    F X n PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit ausgehärteter Metallic Farbe mit aufgeklebten Klebeband
    F X o PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem keine Metallic Farbe drauf ist. Die Metallic Farbe konnte nicht vollständig entfernt werden und haftet auf der PTFE Beschichtung.
    F X p PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit einem ausgehärteten Lackbindemittel darauf
    F X q PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit ausgehärtetem Lackbindemittel mit aufgeklebtem Klebeband
    F VI r PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welcher kein Lackbindemittel drauf ist. Das Lackbindemittel konnte nicht vollständig entfernt werden und haftet auf der PTFE-Beschichtung.
  • In 11 sind Fotografien von Materialmustern aus einem Antihafttest mit flüssigen Lacken, Farben und Druckfarben abgebildet. In 11 Dabei wurden verschiedene Lacke, Farben und Druckfarben auf die Oberfläche der Beschichtung aus dem Material 1 (welche im Vorfeld für 24 Stunden bei 25 °C getrocknet wurde) bei Raumtemperatur (25 °C) flüssig aufgetragen. Nach einer Ablüftungszeit von 2 Minuten wurde ein Klebeband (Malerkrepp) auf die flüssigen Lacke, Farben und Druckfarben aufgeklebt und dieses dann sofort abgezogen. Anschließend wurde beurteilt, ob sich die Testmaterialien im flüssigen Zustand von der Oberfläche der Beschichtung 2 aus dem Material 1 ablösen und auf dem Klebeband kleben bleiben. Verglichen wurde dies mit dem Verhalten derselben Materialien auf einer PTFE Beschichtung.
  • Als Ergebnis konnte festgehalten werden, dass die aufgebrachten Medien von der Oberfläche der Beschichtung aus dem Material 1 ohne Probleme entfernt werden können, wohingegen sie von der PTFE Beschichtung nicht entfernbar sind.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche
    F XI a Material 1mit flüssiger Offset Druckfarbe darauf
    F XI b Material 1mit flüssiger Offset Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F XI c Material 1mit abgezogenem Klebeband mit vollständig abgelöster flüssiger Offset Druckfarbe darauf. Die flüssige Druckfarbe konnte vollständig entfernt werden
    F XI d Material 1mit flüssiger UV Druckfarbe darauf
    F XI e Material 1mit flüssiger UV Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F XI f Material 1mit abgezogenem Klebeband mit vollständig abgelöster flüssiger UV Druckfarbe darauf. Die flüssige UV Druckfarbe konnte vollständig entfernt werden
    F XI g Material 1mit einer flüssigen oxidativ trocknenden Druckfarbe darauf
    F XI h Material 1 mit flüssigen oxidativ trocknenden Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F XI i Material 1mit abgezogenem Klebeband mit vollständig abgelöster flüssigen oxidativ trocknender Druckfarbe darauf. Die flüssige oxidativ trocknende Druckfarbe konnte vollständig entfernt werden
    F XI j PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger Offset Druckfarbe darauf
    F XI k PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger Offset Druckfarbe darauf mit aufgeklebtem Klebeband
    F XI i PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem ein Abdruck der flüssigen Offset Druckfarbe darauf ist; allerdings konnte die flüssige Offset Druckfarbe nicht von der PTFE Beschichtung abgelöste werden und blieb darauf haften
    F XI m PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger UV Druckfarbe darauf
    F XI n PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger UV Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F XI o PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem ein Abdruck der flüssigen UV Druckfarbe darauf; ist allerdings konnte die flüssige UV Druckfarbe nicht von der PTFE Beschichtung abgelöste werden und blieb darauf haften
    F XI p PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger oxidativ trocknenden Druckfarbe darauf
    F XI q PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit flüssiger oxidativ trocknenden Druckfarbe mit aufgeklebten Klebeband
    F XI r PTFE-Beschichtung (Polytetrafluorethylen schwarz / Glimmer) mit abgezogenem Klebeband auf welchem ein Abdruck der flüssigen oxidativ trocknenden Druckfarbe darauf ist; allerdings konnte die flüssige oxidativ trocknenden Druckfarbe nicht von der PTFE Beschichtung abgelöste werden und blieb darauf haften
  • In 12 ist eine schematische Darstellung des Klebebandtests abgebildet. Auf dem unbenetzbaren Bereich 4, 4' der Beschichtung 2 wurde das Klebeband 15 mit einer Gesamtlänge, welche sich aus der Abschnittslänge y1 11 und den beiden Teilabschnittslängen 12 und 13, nämlich die abgelöste Abschnitt Länge x2 und die aufgeklebte Abstandslänge x1 ergibt. Das Klebeband ist in der Klemme 10 befestigt, welche entlang der Führung 14 orthogonal zur Oberfläche der Beschichtung 2 von der Beschichtung 2 weg verfahren wird und dabei die Abzugskraft FAbzug gemessen wurde. Mit zunehmender Distanz der Klemme 10 zur Oberfläche der Beschichtung 2 nimmt der Abzugswinkel Beta β. Auch nimmt mit fortschreitendem Abzug des Klebebandes 15 um die abgelöste Abschnittslänge x 2 auch der Abzugswinkel β des Klebebandes, trigonometrischen Gesetzen folgend, mit dem fortschreitenden Abzug des Klebebandes bis zu einer Gesamtlänge des aufgeklebten Abschnitts x1 von 5 cm (= 50 mm) sich vergrößerte. In Abhängigkeit des Abzugswinkels zu der Abzugskraft muss zusätzlich eine zunehmende Kraft zur Überwindung der Haftreibung aufgebracht werden muss.
  • In 13 sind Fotografien abgebildet, welche einen Träger aus einem Aluminiumblech mit einer Beschichtung aus Material 1 zeigen. Auf die Oberfläche der Beschichtung wurde eine visko-elastische Silikonverbindung aufgetragen. Anschließend wurde nach 5 Minuten eine handelsübliche Druckfarbe mit einem gummierten Handroller aufgetragen und visuell beurteilt, ob der benetzbare Bereich wieder unbenetzbar wurde. Es lässt sich deutlich erkennen, dass der benetzbare Bereich wieder unbenetzbar geworden ist.
    Fotografie Nr. Beschreibung
    F XIII a Material 1 mit aufgetragener visko-elastischer Silikonverbindung
    F XIII b Beschichtung mit aufgetragener Druckfarbe nach Entfernung der visko-elastischen Silikonverbindung
    F XIII c Druckvorgang auf ein Papier
  • In 14 sind Fotografien abgebildet, welche ein handelsübliches Silikon Elastomer zeigen auf welchen versucht wurde den unbenetzbaren Bereich benetzbar zu machen. Hierfür wurde ein Tropfen einer visko-elastischen Silikonverbindung auf das Silikon Elastomer gegeben. Dieser wurde bei Raumtemperatur 25°C für 1 Std. auf diesem Bereich belassen und danach mit einem Lappen abgewischt. Und nach 5' eine handelsübliche Offset Druckfarbe mit einem gummierten Handroller aufgetragen und beurteilt ob der benetzbare Bereich unbenetzbar wurde. Es konnte ein eindeutig festgestellt werden das der benetzbare Bereich nicht unbenetzbar wurde.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche
    F XIV a Silikon Elastomer mit einem Tropfen einer visko-elastischen Flüssigkeit auf der Oberfläche
    F XIV b Silikon Elastomer nach Auftrag der Druckfarbe. Es kommt zu einer vollständigen Benetzung mit der Druckfarbe. Es konnte eindeutig festgestellt werden dass der benetzbare Bereich nicht unbenetzbar wurde.
  • In 15 sind Fotografien von Material 1 für einen Antihafttest mit Druckfarbe abgebildet. Dazu wurden die Proben wie folgt vorbereitet. Material 1 wurde auf einen Träger aus Aluminiumblech mit einer Dicke von 1 mm aufgetragen und bei Raumtemperatur für 24 Stunden getrocknet. Zwei Streifen Stahlblech wurden zur Eingrenzung des benetzbaren Bereiches hin zum unbenetzbaren Bereich auf den beschichteten Träger gelegt. Dabei wurde eine Breite des benetzbaren Bereiches von 1 cm festgelegt. Dieser Bereich wurde sodann mit einem Pyrosil Handbrenner FB 25 der Firma Sura Instruments GmbH beflammt. Die Beflammung der Oberfläche der Beschichtung wurde ohne diese zu schädigen, für mindestens 5 bis 30 Sekunden mit einem Abstand des Handbrenners zu Oberfläche der Beschichtung von 6 cm durchgeführt bis ein benetzbarer Bereich sich ausbildete. Nach Abkühlung wurde eine handelsübliche Druckfarbe mit einem gummierten Handroller aufgetragen. Im Anschluss wurde mit dem Träger die Druckfarbe auf ein handelsübliches Papier aufgedruckt und so die Druckfarbe vollständig übertragen.
    Fotografie Nr. Material oder Versuchsoberfläche
    F XV a Material 1 auf Träger aufgetragen
    F XV b Material 1 mit aufgelegten Stahlblechen, welche die benetzbare Stelle eingrenzen
    F XV c Material 1 ohne Stahlbleche nach Herstellung eines benetzbaren Bereiches aus einem unbenetzbaren Bereich mittels Beflammung
    F XV d Material 1 mit aufgerollter handelsüblicher Druckfarbe und dem deutlich sichtbaren Streifen des benetzbaren Bereichs, auf dem die Druckfarbe haftet, wobei der unbenetzbare Bereich den Antihafteffekt gegenüber der Druckfarbe aufweist
    F XV e Material 1: Abbildung des benetzten Bereichs mittels Drucken auf ein Papier
  • In 16 sind Fotografien von Material 1 für einen Antihafttest zur Löschbarkeit eines benetzbaren Bereiches mittels einer visko-elastischen Silikonverbindung abgebildet. Dazu wurden die Proben wie bereits zu 15 (siehe 15 Bild F XV c) beschrieben, vorbereitet. Auf den so hergestellten benetzbaren Bereich der Oberfläche des Materials 1 wurde eine visko-elastischen Silikonverbindung aufgetragen und ganzflächig verteilt, sodass eine vollständige Benetzung vorlag. Die visko-elastische Silikonverbindung wurde bei 25°C für eine Stunde auf diesem Bereich belassen und danach mit einem Lappen abgewischt. Anschließend wurde nach 5 Minuten eine handelsübliche Druckfarbe mit einem gummierten Handroller aufgetragen und visuell beurteilt, ob der benetzbare Bereich wieder unbenetzbar wurde. Es konnte eindeutig festgestellt werden, dass der benetzbare Bereich wieder unbenetzbar, und damit gelöscht wurde.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Druckplatte
    2
    Beschichtung
    3, 3'
    Benetzbarer Bereich
    4, 4'
    Unbenetzbarer Bereich
    5
    Träger
    6
    Laserstrahl
    7
    Angedeutetes Medium
    8, 8'
    Polymerketten
    9, 9'
    Moleküle
    10
    Klemme
    11
    Abschnittslänge y1
    12
    abgelöste Abschnitt Länge x2
    13
    aufgeklebte Abstandslänge x1
    14
    Führung
    15
    Klebeband
    m
    Masse
    T
    Testkörper
    Fx
    Kraftvektor in x Richtung
    Fz
    Kraftvektor in z Richtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102017007793 [0001]
    • US 4566384 A [0004]
    • US 5609981 A [0004]
    • US 2016/0032074 A1 [0006, 0045]

Claims (19)

  1. Druckplatte umfassend einen Träger und eine Beschichtung, wobei auf die Beschichtung die Druckfarbe aufgetragen wird, und die Beschichtung visko-elastisch gelartig ist und wenigstens eine Silikonverbindung enthält.
  2. Druckplatte nach Anspruch 1, wobei die Silikonverbindung im Wesentlichen nicht vollvernetzt ist.
  3. Druckplatte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Silikonverbindung im Wesentlichen kein Silikonöl enthält.
  4. Druckplatte nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Beschichtung zusätzlich einen Crosslinker enthält und/oder einen Katalysator enthält und/oder eine weitere bei Raumtemperatur viskoelastische Silikonverbindung, insbesondere ein (Poly)Siloxan oder ein (Poly)Silazan, enthält.
  5. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beschichtung im Wesentlichen aus einer Silikonverbindung besteht.
  6. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beschichtung einen Reibungskoeffizienten von 0,2 bis 1,5 in paralleler Richtung zur Oberfläche aufweist, und/oder eine Schichtdicke von 250 nm bis 2 mm aufweist und/oder eine Glasübergangstemperatur unterhalb 0°C aufweist, und/oder eine maximale Haftkraft von 1,5 N aufweist.
  7. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Silikonverbindung ein E-Modul von 0,01 MPa bis 50 MPa und/oder eine Oberflächenenergie von 2 mN/m bis 50 mN/m mit einem polaren Anteil von 0 mN/m bis 20 mN/m und einem dispersen Anteil von 2 mN/m bis 50 mN/m.
  8. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Träger aus Metall, einem Gewebe, einem Verbundmaterial, einem Kunststoff, einem keramischen Material oder einem textilen Material besteht.
  9. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beschichtung strukturierbar, vorzugsweise gravierbar, ist.
  10. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, bei der die Beschichtung auf dem Träger bei einer Temperatur bis 600°C getrocknet worden ist.
  11. Druckplatte nach Anspruch 12, wobei die Trocknung mittels einer, vorzugsweise thermischen, Strahlung erfolgt.
  12. Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beschichtung Bereiche aufweist, in denen die Beschichtung benetzbarer ist als in den übrigen Bereichen.
  13. Druckplatte nach Anspruch 10, bei der die Benetzbarkeit der Bereiche reversibel ist.
  14. Druckplatte nach Anspruch 11, bei der die Reversibilität der Benetzbarkeit durch die Behandlung des benetzbaren Bereichs mit einer visko-elastischen Silikonverbindung und/oder einem Lösungsmittel erreicht wird.
  15. Verwendung einer Druckplatte nach einem der vorherigen Ansprüche zum Bedrucken von Papier, insbesondere Sicherheitspapier, Karton, Gewebe, Kunststoffen, und/oder Folien aus Kunststoffmaterial, insbesondere Chipkarten, und/oder Metall, insbesondere Metallfolien.
  16. Druckplatte nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Beschichtung mit einer dreidimensionalen Profilierung versehen ist und als Matrize, Stempel, Gussform, Spritzgussform oder dergleichen verwendbar ist.
  17. Verwendung einer Druckplatte nach Anspruch 15 in Prägeverfahren, dies Verfahren, Spritzgussverfahren, Abgussverfahren, oder dergleichen.
  18. Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte nach einem der Ansprüche 1-12, bei dem das Material der Beschichtung flüssig auf den Träger aufgebracht und dort getrocknet wird.
  19. Verfahren zur Herstellung einer Druckplatte nach Anspruch 14, bei dem eine ursprünglich auf den Träger aufgebracht Beschichtung entfernt und durch eine visko-elastisch gelartige Beschichtung ersetzt wird.
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