DE69819494T2

DE69819494T2 - Flachdruck

Info

Publication number: DE69819494T2
Application number: DE69819494T
Authority: DE
Inventors: Singh Harjit BHAMBRA; Michael Robert Wantage ORGAN; Barry Widnes JOLLIFFE; Richard Elvyn TOLLEY
Original assignee: Kodak Graphics Holding Inc
Current assignee: Kodak Graphics Holding Inc
Priority date: 1997-05-23
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 2004-09-16
Anticipated expiration: 2018-05-23
Also published as: EP0984863B1; GB9710549D0; ZA984349B; DE69819494D1; EP0984863A1; AU7541198A; JP2001525745A; WO1998052768A1

Description

Diese Erfindung betrifft den Flachdruck und stellt ein Substrat für ein Flachdruckelement und ein Flachdruckelement an sich bereit. Die Erfindung betrifft insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, den lithographischen Druck.
Lithographische Verfahren beinhalten das Erstellen von (druckenden) Bild- und (nicht druckenden) Nicht-Bildbereichen auf einem Substrat, im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene. Werden solche Verfahren in der Druckindustrie angewendet, sind die Nicht-Bildbereiche und Bildbereiche so gestaltet, dass sie unterschiedliche Affinitäten für Druckfarbe aufweisen. Zum Beispiel können die Nicht-Bildbereiche, allgemein gesagt, hydrophil oder oleophob sein und die Bildbereiche können oleophil sein. Beim lithographischen „Naß"druck wird vor dem Auftragen der Farbe im allgemeinen zunächst ein (auf Wasser basierendes) Befeuchtungs- oder Feuchtmittel auf die Platte aufgetragen, so dass es auf den Nicht-Bildbereichen haftet und die auf Öl basierenden Farben von dort abstößt. Beim „Trocken"druck wird die Farbe auf Grund ihrer Trenneigenschaft von den Nicht-Bildbereichen abgestoßen.
Die Bild- und Nicht-Bildbereiche können durch Verfahren erstellt werden, die einen Schritt beinhalten, bei dem eine Schicht aus Bildmaterial auf der Oberfläche des Substrats Strahlung ausgesetzt wird. Die Bestrahlung verursacht bei dem Bildmaterial Löslichkeitsunterschiede, die Bild und Nicht-Bildbereichen entsprechen. Bei der Entwicklung werden die löslicheren Bereiche entfernt, wobei ein Muster auf dem Substrat zurückgelassen wird, das dem Bild entspricht.
Die Eigenschaften von lithographischen Platten sind stark abhängig vom Substrat selbst und insbesondere seiner obersten Oberfläche, da es diese Oberfläche ist, die vor dem Bebildern der Platte mit dem Bildmaterial eine Bindung eingehen muss, aber während der Entwicklung die Ablösung von löslichem Bildmaterial zulassen muss, und darüber hinaus darf sie nicht farbannehmend sein und muss dadurch die Nicht-Bildbereiche der Platte definieren.
Andere wichtige Eigenschaften, die durch das Substrat beeinflusst werden, können die folgenden einschließen:

a) die Form der Punkte (oder anderer Druckbereiche) auf der Platte;
b) die Auflösung, die unter Verwendung der Platte erhältlich ist;
c) der Umfang an Punkten, der unter Verwendung der Platte erhältlich ist;
d) der Belichtungsspielraum der Platte;
e) das Farb-Wasser-Gleichgewicht der Platte;
f) die Anzahl der Abzüge, die mit der Platte erhältlich ist (also die Haltbarkeit der Platte);
g) die Empfindlichkeit der Platte;
h) die Neigung der Platte, in den Nicht-Bildbereichen Farbe anzunehmen;
i) die Ästhetik der Platte vor und nach der Entwicklung.

Die genaue Wiedergabe der Punkte (oder anderer Druckbereiche) von ihrer Größe und/oder Form (z. B. der Eigenschaften a) bis c)) her wird für die Verwendung bei Anwendungen, wie dem stochastischen Druck und/oder dem hochwertigen Farbdruck, immer wichtiger. Folglich sind Platten, die Punkte genau wiedergeben können und andere vorteilhafte Eigenschaften haben, sehr wünschenswert. Außerdem gibt es auf dem Gebiet des Druckes gewisse Anzeichen einer Bewegung in Richtung Platten mit einem breiteren Belichtungsspielraum (Eigenschaft d)). Eigenschaften, wie e), f) und h) sind Eigenschaften, die immer optimiert werden müssen, während die Eigenschaft i) eine Eigenschaft ist, deren Optimierung wünschenswert ist, da eine gute Plattenästhetik die Wahrnehmung eines Druckers hinsichtlich der Qualität einer Platte beeinflussen kann und es dem Drucker leichter macht, die Qualität eines erzeugten Bildes, z. B. vor oder nach der Entwicklung, zu prüfen.
Eines der gebräuchlichsten Substrate, die beim lithographischen Druck verwendet werden, umfasst einen Aluminiumträger, der behandelt wird, um ihn gebrauchsfertig machen. Das Aluminium kann z. B. aufgeraut, z. B. durch elektrolytisches Aufrauen, anodisiert und dann auf chemische Weise, z. B. durch Behandlung mit Wasser, einer Lösung eines Phosphat- oder Silicatsalzes oder einer Polycarbonsäure, konditioniert werden.
Jedoch ist ein Problem, das mit der Verwendung eines elektrolytisch aufgerauten und anodisierten Aluminiumsubstrats verbunden ist, dessen schlechtes Vermögen, Punkte genau wiederzugeben. Ein anderes Problem sind die Kosten (sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch) für die Herstellung des Substrats.
Es ist auch allgemein bekannt, ein Substrat durch Aufbringen einer hydrophilen Schicht auf einen Träger, z. B. aus Aluminium oder Kunststoff, herzustellen. Es sind zahlreiche unterschiedliche hydrophile Schichten vorgeschlagen worden, die eine ganze Palette von Chemien und Morphologien aufweisen. Jedoch sehr wenige Druckplatten des beschriebenen Typs sind in den Handel gebracht worden. Jene, die es wurden, weisen oft ungenügende Eigenschaften auf und werden im allgemeinen für Anwendungen mit geringem Qualitätsanspruch und geringer Auflagenhöhe verwendet.
EP-A-514 312 offenbart eine Offsetdruckplatte, umfassend ein Aluminiumsubstrat und darauf eine Keramikschicht aus Natrium- und/oder Kaliumsilicat, wobei die Keramikbeschichtung einen Rauheitswert Ra zwischen 0,3 und 0,9 aufweist.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit bekannten Druckelementen verbundenen Probleme anzugehen.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Druckelement bereitgestellt, umfassend: ein Substrat, welches einen Träger und eine hydrophile Schicht mit einer Oberflächenrauheit (Ra) im Bereich von 0,1 μm bis 2 μm umfasst, wobei die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittelmaterial für das teilchenförmige Material umfasst; wobei das Druckelement Informationen in einer stochastischen Form trägt.
Es wurde festgestellt, dass die Haftung der Bildschicht schlecht und die Auflagenhöhe folglich gering ist, wenn Ra zu klein ist. Andererseits werden die Eigenschaften a) bis d) und g) nachteilig beeinflusst, wenn Ra zu hoch ist.
Für die Messung von Ra sind verschiedene Instrumente bekannt. Ra kann z. B. unter Verwendung eines Talkysurf Plus Gerätes, das mit einem 112/2564-430 Kopf ausgerüstet ist, geliefert von der Rank Taylor Hobson Inc., Leicester, U.K., gemessen werden.
Der Ra-Wert kann mindestens 0,2 μm, geeigneterweise mindestens 0,25 μm, vorzugsweise mindestens 0,3 μm, stärker bevorzugt mindestens 0,35 μm, insbesondere mindestens 0,4 μm betragen. Der Ra-Wert kann kleiner als 1,5 μm, geeigneterweise kleiner als 1 μm, vorzugsweise kleiner als 0,8 μm, stärker bevorzugt kleiner als 0,7 μm, insbesondere kleiner als 0,6 μm, am meisten bevorzugt kleiner als 0,5 μm sein.
Der Ra-Wert in einer ersten Richtung quer über die Platte ist vorzugsweise im wesentlichen der gleiche wie der Ra-Wert senkrecht zu der ersten Richtung.
Die Bestätigung, dass die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittel umfasst, kann unter Anwendung der Rasterelektronenmikroskopie (SEM) erfolgen, wie nachstehend bei Bewertung 5 beschrieben.
Die hydrophile Schicht kann eine Oberflächenschiefe (Ssk) von mehr als –0,5, vorzugsweise mehr als –0,2, stärker bevorzugt mehr als 0, insbesondere mehr als 0,5, am meisten bevorzugt mehr als 1,0 aufweisen. Der Ssk-Wert kann kleiner als 2,0, vorzugsweise kleiner als 1,5, stärker bevorzugt kleiner als 1,4, insbesondere kleiner als 1,2 sein.
Der Ssk-Wert kann unter Verwendung eines beliebigen geeigneten Instruments gemessen werden. Vorzugsweise wird ein Taststift-Messgerät verwendet, wie z. B. ein Rank Taylor Hobson Form Talysurf 3D-Gerät, ausgerüstet mit einem Taststift mit einem Radius von 2 μm, wie nachstehend bei Bewertung 2 beschrieben.
Vorzugsweise zeigt eine Elementaranalyse der hydrophilen Schicht, insbesondere ihres Bindemittels, dass sie die Elemente Silicium und Sauerstoff enthält. Vorzugsweise zeigt die Elementaranalyse, dass die hydrophile Schicht das Element Aluminium enthält. Vorzugsweise zeigt die Analyse, dass die Schicht das Element Titan enthält. Die Elementaranalyse kann mit der energiedispersiven Röntgen-Spektroskopie (EDX) ausgeführt werden, z. B. wie nachstehend bei Bewertung 6 beschrieben. Die, wie bei Bewertung 6 beschrieben, bestimmten % an Silicium, liegen vorzugsweise im Bereich von 10% bis 20%, stärker bevorzugt 11% bis 17%. Die auf die gleiche Weise bestimmten % Sauerstoff liegen vorzugsweise im Bereich von 5% bis 12%, stärker bevorzugt 7% bis 11%. Die auf die gleiche Weise bestimmten % an Aluminium liegen vorzugsweise im Bereich von 40% bis 60%, stärker bevorzugt 45% bis 55%. Die % an Titan liegen vorzugsweise im Bereich von 15% bis 30%, stärker bevorzugt 19% bis 25% (wenn das Kα-Elektronenniveau bewertet wird).
Das Verhältnis von Ti : Al in der hydrophilen Schicht kann im Bereich von 0,5 bis 2, vorzugsweise 0,75 bis 1,25, stärker bevorzugt 0,9 bis 1,1 liegen. Das Verhältnis von (Al + Ti) : Si in der Schicht kann im Bereich von 1 bis 10, vorzugsweise 2 bis 6, stärker bevorzugt 3 bis 5 liegen.
Vorzugsweise weist ein Reflexions-FT-IR-Spektrum der hydrophilen Schicht mindestens einen Peak in einem (aber vorzugsweise mindestens einen Peak in jedem) der folgenden Bereiche auf: 1200 bis 1300 cm^–1 (insbesondere im Bereich von 1220 bis 1280 cm^–1), 1100 bis 1200 cm^–1 (insbesondere im Bereich von 1130 bis 1190 cm^–1) und 900 bis 1000 cm^–1 (insbesondere im Bereich von 920 bis 980 cm^–1).
Vorzugsweise zeigt ein UV-VIS-Absorptionsspektrum, dass mit Abnahme der Wellenlänge die Absorption bei einer Wellenlänge im Bereich von 380 bis 430 nm, vorzugsweise 390 bis 420 nm schnell anzusteigen beginnt und einen Wert größer als 1 erreicht.
Die hydrophile Schicht enthält vorzugsweise ein Material, das Si-O-Bindungen aufweist. Vorzugsweise enthält das Bindemittel das Material, das Si-O-Bindungen aufweist. Eine Komponente des Bindemittelmaterials kann ein Polymermaterial sein, welches Si-O-Bindungen enthält. Das Polymermaterial kann -Si-O-Si-, insbesondere -Si-O-Si-O-Einheiten enthalten.
Mindestens 50 Gew.-%, geeigneterweise mindestens 60 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 70 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 80 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-% des Bindemittelmaterials bestehen aus einem Polymermaterial mit Si-O-Bindungen, wie beschrieben. Vorzugsweise besteht das Bindemittelmaterial im wesentlichen aus einem Polymermaterial mit Si-O-Bindungen, wie beschrieben.
Das Bindemittelmaterial kann mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 15 Gew.-%, insbesondere mindestens 20 Gew.-% der hydrophilen Schicht ausmachen. Das Bindemittelmaterial kann weniger als 50 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 40 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 30 Gew.-%, insbesondere weniger als 25 Gew.-% der hydrophilen Schicht ausmachen.
Das Bindemittelmaterial kann von einem Silicatmaterial, z. B. Wassergläsern, Metasilicaten, Orthosilicaten, Sesquisilicaten und modifizierten Silicaten, wie Borsilicat und Phosphorsilicat, abstammen oder ableitbar sein. Das Bindemittelmaterial stammt vorzugsweise von einer Silicatlösung ab oder ist davon ableitbar.
Das Bindemittelmaterial enthält vorzugsweise weniger als 10 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 5 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, insbesondere im Wesentlichen kein organisches Material, z. B. polymeres organisches Material.
Das teilchenförmige Material ist vorzugsweise in dem Bindemittelmaterial dispergiert. Geeigneterweise bestehen 30 bis 85 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-%, stärker bevorzugt 50 bis 80 Gew.-%, insbesondere 60 bis 80 Gew.-% der hydrophilen Schicht aus dem teilchenförmigen Material.
Das teilchenförmige Material kann organisch oder anorganisch sein. Organische teilchenförmige Materialien können durch Latizes oder Organosole oder Polymerkugeln, z. B. aus Nylon, bereitgestellt werden. Anorganische teilchenförmige Materialien können aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Siliciumcarbid, Zinksulfid, Zirconiumdioxid, Bariumsulfat, Talken, Tonen (z. B. Kaolin), Lithopon und Titandioxid ausgewählt werden.
Das teilchenförmige Material kann ein erstes teilchenförmiges Material umfassen. Das erste teilchenförmige Material kann auf einer modifizierten Mohsschen Härteskala (auf einer Skala von 0 bis 15) eine Härte von mehr als 8, vorzugsweise mehr als 9 und stärker bevorzugt mehr als 10 aufweisen. Das erste Material kann im allgemeinen kugelförmige Teilchen umfassen. In einer anderen Ausführungsform kann das Material abgeflachte Teilchen oder Plättchen umfassen. Das erste Material kann eine mittlere Teilchengröße von mindestens 0,1 μm, vorzugsweise mindestens 0,5 μm und stärker bevorzugt mindestens 1 μm aufweisen. Das erste Material kann eine mittlere Teilchengröße von weniger als 200 μm, geeigneterweise weniger als 100 μm, vorzugsweise weniger als 45 μm, stärker bevorzugt weniger als 20 μm, insbesondere weniger als 10 μm und am meisten bevorzugt weniger als 5 μm aufweisen. Die Teilchengrößenverteilung für 95% der Teilchen des ersten Materials kann im Bereich von 0,01 bis 150 μm, vorzugsweise im Bereich von 0,05 bis 75 μm, stärker bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 30 μm liegen. Das erste Material umfaßt vorzugsweise ein anorganisches Material. Das erste Material umfaßt vorzugsweise Aluminiumoxid, wobei der Begriff Al₂O₃ und Hydrate davon, z. B. Al₂O₃·3H₂O einschließt. Vorzugsweise ist das Material Al₂O₃.
Die hydrophile Schicht kann mindestens 10 Gew.-%, geeigneterweise mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mindestens 35 Gew.-% erstes teilchenförmiges Material enthalten. Die hydrophile Schicht kann weniger als 80 Gew.-%, geeigneterweise weniger als 70 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 60 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 40 Gew.-% erstes teilchenförmiges Material enthalten.
Das Verhältnis der Gew.-% an erstem teilchenförmigem Material zu denen an Bindemittelmaterial kann im Bereich von 0,5 bis 2, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2, stärker bevorzugt im Bereich von 1,4 bis 1,8 liegen.
Das teilchenförmige Material kann ein zweites teilchenförmiges Material umfassen. Das zweite teilchenförmige Material kann eine mittlere Teilchengröße von mindestens 0,001 μm, geeigneterweise mindestens 0,005 μm, vorzugsweise mindestens 0,01 μm, stärker bevorzugt mindestens 0,05 μm, insbesondere mindestens 0,1 μm aufweisen. Die mittlere Teilchengröße kann weniger als 200 μm, geeigneterweise weniger als 100 μm, vorzugsweise weniger als 50 μm, stärker bevorzugt weniger als 10 μm, insbesondere weniger als 1 μm und am meisten bevorzugt weniger als 0,5 μm betragen.
Die hydrophile Schicht kann mindestens 10 Gew.-%, geeigneterweise mindestens 20 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 25 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 30 Gew.-%, insbesondere mindestens 35 Gew.-% zweites teilchenförmiges Material enthalten. Die hydrophile Schicht kann weniger als 80 Gew.-%, geeigneterweise weniger als 70 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 60 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 50 Gew.-%, insbesondere weniger als 40 Gew.-% zweites teilchenförmiges Material enthalten.
Das zweite Material ist vorzugsweise ein Pigment. Das zweite Material ist vorzugsweise anorganisch. Das zweite Material ist vorzugsweise Titandioxid.
Das Verhältnis der Gew.-% an zweitem teilchenförmigen Material zu denen an Bindemittelmaterial kann im Bereich von 0,5 bis 2, vorzugsweise im Bereich von 1 bis 2, stärker bevorzugt im Bereich von 1,4 bis 1,8 liegen.
Das erste und das zweite Material definieren vorzugsweise eine multimodale, z. B. eine bimodale Teilchengrößenverteilung.
Das Verhältnis der Gew.-% an erstem teilchenförmigen Material zu denen an zweitem teilchenförmigen Material kann im Bereich von 0,3 bis 3, vorzugsweise 0,5 bis 2, stärker bevorzugt 0,75 bis 1,33 liegen, insbesondere etwa 1 : 1 betragen.
Die hydrophile Schicht kann ein oder mehrere zusätzliche Materialien zur Verbesserung ihrer Haftung auf einem Träger, insbesondere einem Kunststoffträger, enthalten. Ein bevorzugtes zusätzliches Material ist organisch und ist vorzugsweise polymer. Harze sind bevorzugt.
Der Träger kann eine Metallschicht umfassen. Bevorzugte Metalle schließen Aluminium, Zink und Titan ein, wobei Aluminium besonders bevorzugt ist. Der Träger kann eine Legierung aus den vorstehend genannten Metallen umfassen. Andere Legierungen, die verwendet werden können, schließen Messing und Stahl, z. B. rostfreien Stahl, ein.
Der Träger kann eine Nichtmetallschicht umfassen. Bevorzugte Nichtmetallschichten schließen Schichten aus Kunststoffen, Papier oder dergleichen ein. Bevorzugte Kunststoffe schließen Polyester, insbesondere Polyethylenterephthalat, ein.
Der Träger kann eine oder eine Mehrzahl von Schichten umfassen. Wenn der Träger eine Mehrzahl von Schichten umfaßt, kann er eine Kunststoff-, Papier- oder Textilschicht und eine andere Schicht umfassen. Die andere Schicht kann eine Metallschicht, geeigneterweise eines vorstehend beschriebenen Typs, sein. In diesem Fall kann der Träger ein Metall-auf-Kunststoff oder -Papier-Laminat umfassen oder das Metall kann auf andere Weise auf den Kunststoff oder das Papier aufgebracht werden, z. B. durch Vakuumzerstäubung oder dergleichen.
Der Träger kann ein beliebiger Typ von Trägern, die beim Druck verwendet werden, sein. Er kann z. B. einen Zylinder oder vorzugsweise eine Platte umfassen. Der Träger kann eine Breite von mindestens 10 cm, geeigneterweise mindestens 20 cm, vorzugsweise mindestens 30 cm, stärker bevorzugt mindestens 40 cm, insbesondere mindestens 50 cm aufweisen. Der Träger kann eine Breite von weniger als 300 cm, geeigneterweise weniger als 200 cm, vorzugsweise weniger als 160 cm, stärker bevorzugt weniger als 100 cm, insbesondere weniger als 80 cm aufweisen.
Der Träger kann eine Materialbahn umfassen, die eine vorstehend beschriebene Breite aufweisen kann. Vorzugsweise weist die Bahn eine Breite im Bereich von 0,7 bis 1,5 m auf.
Der Träger kann eine Länge von mindestens 20 cm, geeigneterweise mindestens 40 cm, vorzugsweise mindestens 60 cm aufweisen. Der Träger kann eine Länge von weniger als 300 cm, geeigneterweise weniger als 250 cm, vorzugsweise weniger als 200 cm, stärker bevorzugt weniger als 150 cm, insbesondere weniger als 105 cm aufweisen. Der Träger weist geeigneterweise nicht eine Länge von etwa 35 cm auf.
Der Träger kann eine Dicke von mindestens 0,1 mm aufweisen. Der Träger kann eine Dicke von weniger als 0,6 mm aufweisen.
Vor dem Aufbringen der hydrophilen Schicht kann der Träger durch ein oder mehrere herkömmliche Verfahren, die bei der Oberflächenbehandlung von Aluminium oder anderen Trägern eingesetzt werden, vorbehandelt werden, z. B. durch Alkaliätzreinigung, Ätzen mit Lösungsmittel, Säurereinigung, Aufrauen mit einer Bürste, mechanisches Aufrauen, Aufrauen mit einer Aufschlämmung, Sandstrahlen, Schleifreinigung, elektrolytische Reinigung, Entfetten mit Lösungsmittel, Ultraschallreinigung, nicht ätzende Alkalireinigung, Grundierung, Flammbehandlung, Schleuderstrahlen mit grobem Sand/Schrot und elektrolytisches Aufrauen. Einzelheiten zu solchen Verfahren werden von S. Wernick, R. Pinner und P. G. Sheasby in „The surface treatment and finishing of aluminum and its alloys ", veröffentlicht von der Finishing Publication Ltd, 5. Auflage, ASM INTERNATIONAL (1987), geliefert.
Der Träger kann mit einer aufgerauhten Oberfläche bereitgestellt werden, auf welcher die hydrophile Schicht bereitgestellt werden kann. In einer anderen Ausführungsform können auf dem Träger eine Grundierschicht oder -schichten bereitgestellt werden.
Das Substrat kann einen Weißgrad-Wert (L) von mindestens 75, vorzugsweise mindestens 80, stärker bevorzugt mindestens 82 aufweisen. Das Substrat kann einen Weißgrad-Wert von weniger als 100, vorzugsweise weniger als 90, stärker bevorzugt weniger als 87 aufweisen.
Das Substrat kann einen Glanzwert von mindestens 5, vorzugsweise mindestens 7, stärker bevorzugt mindestens 9 aufweisen. Das Substrat kann einen Glanzwert von weniger als 20, vorzugsweise weniger als 18, stärker bevorzugt weniger als 15, insbesondere weniger als 13 aufweisen.
Die hydrophile Schicht kann eine mittlere Dicke von weniger als 100 μm, geeigneterweise weniger als 50 μm, vorzugsweise weniger als 20 μm, stärker bevorzugt weniger als 10 μm, insbesondere weniger als 5 μm aufweisen. In einigen Fällen kann die Schicht eine mittlere Dicke von weniger als 3 μm aufweisen. Die hydrophile Schicht kann eine mittlere Dicke von mehr als 0,1 μm, geeigneterweise mehr als 0,3 μm, vorzugsweise mehr als 0,5 μm, stärker bevorzugt mehr als 1 μm aufweisen.
Die hydrophile Schicht kann 1 bis 20 g Material pro m² Substrat umfassen. Vorzugsweise umfaßt die Schicht 3 bis 20 g, stärker bevorzugt 5 bis 18 g Material pro m² Substrat. Am meisten bevorzugt umfaßt die Schicht 8 bis 16 g Material pro m² Substrat.
Vorzugsweise kann im wesentlichen die gesamte hydrophile Schicht entfernt werden, indem ein Träger, der die Schicht umfasst, für 20 min in eine Abziehlösung mit einer Temperatur von 96°C getaucht und mit Baumwollwatte über die Schicht gerieben wird. Die Abziehlösung kann Kaliumdichromat (160 g), Phosphorsäure (85%, 460 g) und Wasser (2.700 g) umfassen. Die beschriebene Entfernung der Schicht kann die Schätzung des Gewichts der hydrophilen Schicht ermöglichen.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird ein Druckelement bereitgestellt, umfassend ein Substrat, wie es unter dem ersten Aspekt beschrieben ist, und eine Bildschicht.
Wenn nicht anders angegeben oder in dem Rahmen anders gefordert, kann die Beurteilung, ob ein Substrat eines Druckelements von der Art ist, wie es unter dem ersten Aspekt beschrieben ist, die Entfernung der Bildschicht, z. B. durch Belichtung und/oder Entwicklung bedingen.
Der Begriff „Bildschicht" schließt eine Schicht ein, die später teilweise entfernt werden kann, um Bereiche zu definieren, die gedruckt werden sollen, und schließt eine Schicht ein, die schon Bereiche definiert, die gedruckt werden sollen. Die Bildschicht kann eine oder eine Mehrzahl von Schichten umfassen.
Die Bildschicht ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie während oder nach der Bestrahlung entfernt wird, um Bereiche zu definieren, die gedruckt werden sollen.
Es ist festgestellt worden, dass Druckelemente, die z. B. unter Verwendung von UV-Strahlung, sichtbarem Licht, IR-Wärmestrahlung bebildert werden, alle ebenso von der Verwendung eines Substrats des beschriebenen Typs profitieren können, wie Druckelemente, die durch informationsweises Aufbringen einer Bildschicht auf das Substrat hergestellt werden.
Das Druckelement kann zu einer Auflösung von 10 μm oder weniger, geeigneterweise 9 μm oder weniger, vorzugsweise 8 μm oder weniger, stärker bevorzugt 7 μm oder weniger, insbesondere 6,5 μm oder weniger verarbeitbar sein.
Die Auflösung wird vorzugsweise so bewertet, wie es unter Punkt 2 im Praxis-Report 34, (Juni 1996), der von der FOGRA Forschungsgesellschaft Druck e. V., München, Deutschland veröffentlicht wurde und dessen Inhalte hier unter Bezugnahme aufgenommen sind, beschrieben ist (außer dass die nachstehend bei Bewertung 11 beschriebene Modifizierung befolgt wird).
Das Druckelement kann so verarbeitbar sein, dass Punkte mit einer Rundheit von weniger als 2, vorzugsweise weniger als 1,8, stärker bevorzugt weniger als 1,6, insbesondere weniger als 1,4 erhalten werden, wenn das Bild mit einer Auflösung von 1,32 Pixel/μm digitalisiert wird.
Die Rundheit kann bewertet werden, indem ein Bild von belichteten 5% UGRA Punktrasterflächen erfasst wird, die Fläche des Punktes (a) und der Umfang des Punktes (b) bestimmt werden und die Rundheit nach der Formel: Rundheit = b²/4πa berechnet wird.
Das Druckelement kann einen breiten Belichtungsspielraum, geeigneterweise von mehr als 1,2, vorzugsweise mehr als 1,3, stärker bevorzugt mehr als 1,35, insbesondere mehr als 1,4 aufweisen.
Der Belichtungsspielraum kann so bewertet werden, wie es unter Punkt 7 im Praxis-Report 34, auf den vorstehend verwiesen wurde, beschrieben ist (außer dass vorzugsweise die nachstehend bei Bewertung 12 beschriebene Modifizierung befolgt wird).
Das Druckelement kann einen breiten Punktumfang aufweisen, der sich nach den Belichtungs- und Entwicklungsbedingungen richtet, die zu einem Stouffer Clear 3 führen, geeigneterweise von 99% oder mehr, vorzugsweise 99,5% oder mehr, als einem Extrem; und 2,0% oder weniger, vorzugsweise 1,0% oder weniger, als dem anderen Extrem.
Der Punktumfang kann so bewertet werden, wie es unter Punkt 6 im Praxis-Report 34, auf den vorstehend verwiesen wurde, beschrieben ist.
Das Druckelement kann zur Verwendung für den stochastischen Druck bestimmt sein, wobei Bildbereiche erzeugt werden sollen, die Punkte mit einem maximalen Durchmesser von weniger als 20 μm, geeigneterweise weniger als 18 μm, vorzugsweise weniger als 16 μm, stärker bevorzugt weniger als 15 μm, insbesondere weniger als 14 μm enthalten.
Das Druckelement kann vorzugsweise eine Fläche, z. B. einen Punkt, drucken, mit einem maximalen Durchmesser von weniger als 30 μm, vorzugsweise weniger als 25 μm, stärker bevorzugt weniger als 20 μm.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Verfahren zur Herstellung eines Substrats für ein Flachdruckelement den Schritt der Bildung einer hydrophilen Schicht auf einem Träger durch in Kontakt Bringen des Trägers mit einer Flüssigkeit, umfassend eine Silicatlösung, in welcher teilchenförmiges Material dispergiert ist, wie es in einer beliebigen Aussage hier beschrieben ist, einschließen.
Die Silicatlösung kann eine Lösung eines beliebigen löslichen Silicats umfassen, das Verbindungen, die oft als Wassergläser bezeichnet werden, Metasilicate, Orthosilicate und Sesquisilicate einschließt. Die Silicatlösung kann eine Lösung eines modifizierten Silicats, z. B. eines Borsilicats oder Phosphorsilicats, umfassen.
Die Silicatlösung kann ein oder mehrere, bevorzugt nur ein, Metall- oder Nichtmetallsilicat umfassen. Ein Metallsilicat kann ein Alkalimetallsilicat sein. Ein Nichtmetallsilicat kann ein quartäres Ammoniumsilicat sein.
Die Silicatlösung kann von einem Silicat hergestellt werden, bei dem das Verhältnis der Molzahl an Si-Spezies, z. B. SiO₂, zur Molzahl an kationischen, z. B. Metallspezies im Bereich von 0,25 bis 10, vorzugsweise im Bereich von 0,25 bis etwa 6, stärker bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 4 liegt.
Das Silicat ist vorzugsweise ein Alkalimetallsilicat. In diesem Fall kann das Verhältnis der Molzahl an SiO₂ zur Molzahl M₂O in dem Silicat, wobei M für ein Alkalimetall steht, mindestens 0,25, geeigneterweise mindestens 0,5, vorzugsweise mindestens 1, stärker bevorzugt mindestens 1,5 betragen. Besonders bevorzugt ist der Fall, in dem das Verhältnis mindestens 2,5 beträgt. Das Verhältnis kann weniger als 6, vorzugsweise weniger als 5 und stärker bevorzugt weniger als 4 betragen.
Bevorzugte Alkalimetallsilicate schließen Lithium-, Natrium- und Kaliumsilicat ein, wobei Lithium- und/oder Natriumsilicat besonders bevorzugt sind. Eine Silicatlösung, die nur Natriumsilicat umfaßt, ist am meisten bevorzugt.
Die Flüssigkeit kann 2 bis 30 Gew.-% Silicat (z. B. gelösten Natriumsilicatfeststoff), vorzugsweise 5 bis 20 Gew.-%, stärker bevorzugt 8 bis 16 Gew.-% umfassen. Die Flüssigkeit kann unter Verwendung von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 35 bis 45 Gew.-% einer Silicatlösung, welche 30 bis 40 Gew.-% Silicat umfaßt, hergestellt werden.
Die Flüssigkeit kann 5 bis 60 Gew.-% teilchenförmiges Material enthalten. Vorzugsweise enthält die Flüssigkeit 10 bis 50 Gew.-%, stärker bevorzugt 15 bis 45 Gew.-%, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% teilchenförmiges Material.
Das Verhältnis des Gewichts an Silicat zum Gewicht an teilchenförmigem Material in der Flüssigkeit liegt vorzugsweise im Bereich von 0,1 bis 2 und stärker bevorzugt im Bereich von 0,1 bis 1. Besonders bevorzugt ist der Fall, in dem das Verhältnis im Bereich von 0,2 bis 0,6 liegt.
Die Flüssigkeit kann mehr als 20 Gew.-%, vorzugsweise mehr als 30 Gew.-%, stärker bevorzugt mehr als 40 Gew.-% und insbesondere mehr als 45 Gew.-% Wasser (das in der Silicatlösung enthaltene Wasser eingeschlossen) enthalten. Die Flüssigkeit kann weniger als 80 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 70 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 65 Gew.-%, insbesondere weniger als etwa 60 Gew.-% Wasser enthalten.
Wenn die Flüssigkeit ein Silicat umfaßt und das teilchenförmige Material ein erstes Material und ein zweites Material, wie sie beschrieben sind, umfaßt, kann das Verhältnis der Gew.-% an Silicat (z. B. gelöstem Natriumsilicatfeststoff) zu den Gew.-% an erstem Material im Bereich von 0,25 bis 4, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegen und stärker bevorzugt etwa 1 betragen. Ähnlich kann das Verhältnis der Gew.-% an Silicat zu den Gew.-% an zweitem Material im Bereich von 0,25 bis 4, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 1,5 liegen und stärker bevorzugt etwa 1 betragen. Das Verhältnis der Gew.-% an erstem Material zu den Gew.-% an zweitem Material kann im Bereich von 0,5 bis 2, vorzugsweise im Bereich von 0,75 bis 1,5 liegen und stärker bevorzugt etwa 1 betragen.
Das teilchenförmige Material kann ein drittes Material enthalten, welches vorzugsweise daran angepaßt ist, den pH-Wert der Flüssigkeit herabzusetzen. Das dritte Material kann ein Kolloid sein, geeigneterweise kolloidales Siliciumdioxid, oder ein anorganisches Salz, geeigneterweise ein Phosphat, wobei Aluminiumphosphat bevorzugt ist. Wenn ein drittes Material bereitgestellt wird, umfaßt das teilchenförmige Material vorzugsweise weniger als 30 Gew.-%, stärker bevorzugt weniger als 20 Gew.-%, insbesondere weniger als 10 Gew.-% drittes Material.
Der pH-Wert der Flüssigkeit kann größer als 9,0 sein, ist vorzugsweise größer als 9,5 und stärker bevorzugt größer als 10,0. Besonders bevorzugt ist der Fall, in dem der pH-Wert größer als 10,5 ist. Der pH-Wert wird geeigneterweise so eingestellt, daß das Silicat in Lösung bleibt und kein Gel bildet. Ein Gel wird im allgemeinen gebildet, wenn der pH-Wert einer Silicatlösung unter 9 fällt. Der pH-Wert der Flüssigkeit ist vorzugsweise kleiner als 14, stärker bevorzugt kleiner als 13.
Die Flüssigkeit kann andere Verbindungen zum Einstellen ihrer Eigenschaften enthalten. Die Flüssigkeit kann z. B. ein oder mehrere grenzflächenaktive Mittel enthalten. Die Flüssigkeit kann 0 bis 1 Gew.-% grenzflächenaktive(s) Mittel enthalten. Eine geeignete Klasse von grenzflächenaktiven Mitteln umfaßt anionische Sulfate oder Sulfonate. Die Flüssigkeit kann Mittel zum Aufbauen von Viskosität (Builder) enthalten, um die Viskosität der Flüssigkeit einzustellen. Die Flüssigkeit kann 0 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0 bis 5 Gew.-% an Mittel(n) zum Aufbauen von Viskosität enthalten. Die Flüssigkeit kann auch Dispergiermittel enthalten, um das anorganische teilchenförmige Material in der ganzen Flüssigkeit zu verteilen. Das Fluid kann 0 bis 2 Gew.-% an Dispergiermittel(n) enthalten. Ein geeignetes Dispergiermittel kann Natriumhexametaphosphat sein.
Die Flüssigkeit kann eine bei 20°C und einer Schergeschwindigkeit von 200 s^–1 unter Verwendung eines Mettler Rheomat 180 Viskosimeters, das eine Doppelspalt-Meßgeometrie enthält, gemessene Viskosität von weniger als 100 cP aufweisen. Vorzugsweise beträgt die, wie oben beschrieben, gemessene Viskosität weniger als 50 cP, stärker bevorzugt weniger als 30 cP. Besonders bevorzugt ist der Fall, in dem die Viskosität weniger als 20 cP beträgt.
Die Flüssigkeit kann auf beliebige geeignete Weise, vorzugsweise auf eine nichtelektrochemische Weise, auf den Träger aufgebracht werden.
Die Flüssigkeit kann auf beide Seiten des Trägers aufgebracht werden, um auf beiden Seiten hydrophile Schichten zu bilden. Ein Träger mit einer solchen Schicht auf beiden Seiten kann zur Herstellung einer doppelseitigen lithographischen Platte verwendet werden. In einer anderen Ausführungsform, wenn ein solcher Träger für eine einseitige Platte verwendet wird, kann die Seite der Platte, die keine Bildschicht trägt, durch die hydrophile Schicht geschützt werden. Die Flüssigkeit wird vorzugsweise nur auf eine Oberfläche des Trägers aufgebracht.
Die Flüssigkeit kann auf den Träger aufgebracht werden, um eine hydrophile Schicht zu bilden, die nach dem Trocknen eine mittlere Dicke von weniger als 20 μm, vorzugsweise weniger als 10 μm und stärker bevorzugt weniger als 5 μm aufweist. Besonders bevorzugt ist der Fall, in dem die mittlere Dicke weniger als 3 μm beträgt.
Das Verfahren schließt vorzugsweise die Schritte des Schaffens geeigneter Bedingungen für die Entfernung von Wasser aus der Flüssigkeit, nachdem sie auf den Träger aufgebracht wurde, ein. Geeignete Bedingungen können die passive oder aktive Entfernung von Wasser anbetreffen und können das Erzeugen eines Luftstromes über dem Träger und/oder das Einstellen der Feuchtigkeit der Luft, die den Träger umgibt, umfassen. Vorzugsweise schließt das Verfahren den Schritt ein, bei dem der Träger in eine erwärmte Umgebung gebracht wird. Der Träger kann in eine Umgebung gebracht werden, so dass seine Temperatur 230°C nicht übersteigt, vorzugsweise 200°C nicht übersteigt und stärker bevorzugt 175°C nicht übersteigt. Besonders bevorzugt ist der Fall, in dem die Temperatur des Trägers 150°C nicht übersteigt.
Der Träger kann für weniger als 180 s, vorzugsweise weniger als 120 s und stärker bevorzugt weniger als 100 s in die erwärmte Umgebung gebracht werden.
Die Erfindung erstreckt sich auf ein Verfahren zum stochastischen Druck oder Farbdruck, wobei das Verfahren ein Druckelement verwendet, welches ein Substrat, umfassend einen Träger und eine hydrophile Schicht mit einer Oberflächenrauheit (Ra) im Bereich von 0,1 μm bis 2 μm, enthält, wobei die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittelmaterial für das teilchenförmige Material umfasst.
Die Erfindung erstreckt sich auf die Verwendung eines Druckelements, umfassend ein Substrat, welches einen Träger und eine hydrophile Schicht mit einer Oberflächenrauheit (Ra) im Bereich von 0,1 μm bis 2 μm umfasst, wobei die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittelmaterial für das teilchenförmige Material umfasst, für den stochastischen Druck oder Farbdruck.
Die Erfindung wird nun am Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben wobei:
1 ein Reflexions-FT-IR-Spektrum des Substrats von Beispiel 1 ist;
2 ein UV-VIS-Absorptionsspektrum des Substrats von Beispiel 1 ist;
3 und 4 SEMs von Punkten sind, die unter Verwendung der Platten der Beispiele 1 bzw. C1 erzeugt wurden;
5 und 6 per Computer erzeugte Masken von Punkten sind, die unter Verwendung der Platten der Beispiele 1 bzw. C1 erzeugt wurden; und
7 und 8 graphische Darstellungen der Auflösung für die Platten der Beispiele 1 bzw. C1 sind.
A Herstellung einer lithographischen Druckplatte
Beispiel 1
Schritt 1
Vorbereitung des Aluminiums
Eine 0,2 mm dicke Platte aus einer Aluminiumlegierung der Bezeichnung AA1050 wurde auf eine Größe von 459 mm × 525 mm geschnitten. Die Platte wurde dann für 60 s mit der Vorderseite nach oben in eine Lösung aus Natriumhydroxid, aufgelöst in destilliertem Wasser (100 g/l), bei Umgebungstemperatur getaucht und gründlich mit Wasser abgespült.
Schritt 2
Herstellung der Beschichtungsformulierung
Folgende Reagenzien wurden zur Herstellung verwendet:

– Natriumsilicatlösung mit einem SiO₂ : Na₂O-Verhältnis im Bereich von 3,17 bis 3,45 (im Mittel etwa 3,3); einer Zusammensetzung von 27,1 bis 28,1 Gew.-% SiO₂, 8,4 bis 8,8 Gew.-% Na₂O, der Rest ist Wasser, und einer Dichte von etwa 75 Twaddel (°Tw), was 39,5 Baumé (°Bé) entspricht, und einer Dichtezahl von 1,375.
– Entionisiertes Wasser mit einem spezifischen Widerstand von 5 MΩ·cm.
– Al₂O₃-Pulver, umfassend Aluminiumoxid (99,6%) in Form hexagonaler Plättchen. Die mittlere Teilchengröße beträgt 3 μm. Das Pulver weist eine Härte von 9 Mohs auf (auf einer Härteskala von 0–10).
– Anatase-Titandioxid mit einer mittleren Primärteilchengröße von 0,2 μm.

In einen 250 ml-Becher wurde entionisiertes Wasser (150 g, 40 Gew.-%) gegeben und mit einem starkscherenden Silverson-Mischer scherend gerührt. Dann wurde portionsweise über einen Zeitraum von 4 min Titandioxidpulver (53,29 g, 14,21 Gew.-%) zugegeben, wobei weiter scherend gemischt wurde. Dann wurde portionsweise über einen Zeitraum von 4 min Aluminiumoxidpulver (53,29 g, 14,21 Gew.-%) zugegeben, wobei weiter scherend gemischt wurde. Nach Beendigung der Zugabe wurde Natriumsilicatlösung (118,43 g, 31,58 Gew.-%) zugegeben und noch 3 nun scherend gemischt. Es wurde festgestellt, daß die Viskosität der Flüssigkeit, wenn sie bei 20°C und einer Schergeschwindigkeit von 200 s^–1 unter Verwendung eines Mettler Rheomat 180 Viskosimeters, das eine Doppelspalt-Meßgeometrie enthielt, gemessen wurde, etwa 10 cP betrug.
Schritt 3
Auftragen der Beschichtungsformulierung
Die in Schritt 2 hergestellte Beschichtungsformulierung wurde mit einem rotierenden Meyerrakel-Auftraggerät (Bezeichnung K303) so auf die in Schritt 1 vorbereitete Aluminiumplatte aufgetragen, daß eine Naßfilmdicke von 12 μm erhalten wurde.
Schritt 4
Trocknen der Formulierung
Die in Schritt 3 hergestellte beschichtete Platte wurde für 80 s bei 130°C in einen Ofen gegeben. Die Platte wurde dann aus dem Ofen genommen und auf Umgebungstemperatur abkühlen gelassen.
Schritt 5
Behandlung nach dem Trocknen
Die in Schritt 4 hergestellte getrocknete Platte wurde für 30 s in Aluminiumsulfat (0,1 M) getaucht. Die Platte wurde dann etwa 20 s lang mit Leitungswasser abgespritzt und mit einem Lüfter getrocknet.
Schritt 6
Aufbringen einer lichtempfindlichen Beschichtung
Aus der in Schritt 5 hergestellten Platte wurde eine Druckplatte hergestellt, indem ein lichtempfindliches Material vom Typ Chinondiazid/Novolak-Harz unter Verwendung eines Meyer-Rakels mit einem Trockenschichtgewicht von 2 g/m² aufgetragen wurde. Das lichtempfindliche Material wurde 80 s bei 130°C getrocknet.
Die lichtempfindliche Beschichtung enthält einen blauen Farbstoff, der die Farbe wechselt und der so gestaltet ist, dass er bei Belichtung von dunkelblau nach türkisgrün umschlägt.
Vergleichsbeispiel 1
Dies war eine im Handel erhältliche Positiv-Platte, erhältlich unter der Schutzmarke HORSELL CAPRICORN von Horsell Anitec, Leeds, England. Die Platte umfasst ein elektrolytisch aufgerautes und anodisiertes Substrat, das mit einem Chinondiazid/Novolak-Harz und einem Farbstoff, wie er in Beispiel 1, Schritt 6 beschrieben ist, bereitgestellt wird.
Bewertung der zur Herstellung der Platten der Beispiele 1 und C1 verwendeten Substrate
Bewertung 1 – Oberflächenrauheit (Ra)
Diese wurde unter Verwendung eines mit einem 112/2564-430 Kopf ausgestatteten Talysurf Plus Gerätes, bereitgestellt von der Rank Taylor Hobson Inc., Leicester, UK, gemessen. Für jedes Beispiel wurde die Rauheit auf einer Spurlänge von 15 mm bewertet, wobei jeweils Messungen in Maschinenlaufrichtung des Aluminiums und senkrecht zur Maschinenlaufrichtung vorgenommen wurden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 bereitgestellt, wobei der angegebene Ra-Wert ein Mittelwert aus 204 Durchläufen ist.
TABELLE 1
Bewertung 2 – Oberflächenschiefe (Ssk)
Die Oberflächenschiefe (Ssk) kann dazu verwendet werden, die Form der Oberflächenhöhenverteilung zu beschreiben. Für eine Gaußsche Oberfläche, die eine symmetrische Oberflächenhöhenverteilung aufweist, ist die Schiefe gleich 0. Für eine asymmetrische Oberflächenhöhenverteilung kann die Schiefe negativ sein, wenn die Verteilung auf der Seite der kleineren Werte von der Mittelebene eine längere Flanke aufweist, oder positiv, wenn die Verteilung auf der Seite der größeren Werte von der Mittelebene eine längere Flanke aufweist.
Es wurde ein Form Talysurf 3D-Gerät von Rank Taylor Hobson, ausgerüstet mit einer Tastnadel mit einem Radius von 2 μm, verwendet, um für jedes der Beispiele einen Bereich von 200 μm mal 200 μm zu vermessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 bereitgestellt.
TABELLE 2
Der positive Wert für die Ssk von Beispiel 1 zeigt, dass die Oberfläche von Erhebungen beherrscht ist; der negative Wert für Beispiel C1 zeigt, dass die Oberfläche von Grübchen beherrscht ist.
Bewertung 3 – Weißgrad (L)
Dieser wurde unter Verwendung eines mit einem CR-13 Kopf ausgerüsteten Minolta CR-300 Meßgeräts, geliefert von Minolta U.K. Limited, Milton Keynes, England, gemessen. Das Gerät wurde zu Anfang gegen einen mitgelieferten Weißstandard (CR-A46) kalibriert. Das Instrument wurde in seinen Lab-Modus versetzt (d. h. das CIE 1976 Farbsystem verwendet); verwendete eine D65 Lichtquelle; einen 2° Beobachterwinkel; und es wurde so eingerichtet, dass ein Wert erzeugt wurde, der ein Mittel aus drei Messungen ist. Die Messungen wurden erstens mit einem Orientierungszeichen auf dem Messkopf, das in Maschinenlaufrichtung des Aluminiums ausgerichtet war, zweitens mit dem Zeichen senkrecht zur Maschinenlaufrichtung vorgenommen, um in zwei Richtungen Werte für den Weißgrad zu erhalten. Es wurde ein Mittelwert aus etwa 34 Messwerten genommen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 bereitgestellt.
TABELLE 3
Bewertung 4 – Glanz
Dieser wurde unter Verwendung eines Minolta Multigloss 268 Reflektometers, bereitgestellt von Minolta U.K. Limited, Milton Keynes, England, gemessen. Das Gerät wurde unter Verwendung eines internen Standards kalibriert, welcher auf einen schwarzen Glasstandard mit einem definierten Brechungsindex (gewöhnlich 1,567), welcher 100 Einheiten entspricht, bezogen ist.
Mit einem Meßwinkel von 85° (d. h. der Winkel von der Senkrechten zur entsprechenden Ebene) wurden Messungen in und senkrecht zur Maschinenlaufrichtung, wie bei Bewertung 3 beschrieben, vorgenommen. Es wurde ein Mittelwert aus drei Abtastungen aufgezeichnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 bereitgestellt.
TABELLE 4
Bewertung 5 – Rasterelektronenmikroskopie (SEM)
Eine Probe des, wie in Beispiel 1, Schritt 4 beschrieben, hergestellten Substrats wurde unter Verwendung von leitfähigem Anstrichstoff (Electrodag – eine kolloidale Silbersuspension in Isobutylmethylketon) auf Aluminiumstiftstümpfe geklebt. Die Probe wurde unter Verwendung eines Fisons Instruments SEM-Beschichtungssystems Modell SC510 durch Vakuumzerstäubung mit Platin beschichtet. Die Beschichtung durch Vakuumzerstäubung wurde in einem Niederdruck-Argonplasma für 120 s unter Verwendung eines Plasmastroms von 20 mA bei 900 V ausgeführt. Die Mikroskopie wurde unter Verwendung eines Sekundärelektronendetektors eines Hitachi S-4100 Feldemissions-Rasterelektronenmikroskops ausgeführt. Es wurde eine Kondensorlinse 8 mit einer Beschleunigungsspannung von 10 keV und ein Arbeitsabstand von 5 mm verwendet. Der Emissionsstrom betrug 10 μA.
Es wurde eine Mikroaufnahme mit 1000facher Vergrößerung erhalten. Eine visuelle Bewertung dieser Mikroaufnahme zeigt, dass die Oberflächenmorphologie durch teilchenförmiges Material von zwei Typen definiert wird:
kugelförmige Teilchen mit einer Größe von ~0,2 μm; und
eckige Teilchen mit einer Größe von ~3–4 μm.
Es ist auch klar, dass die Teilchen in einem Bindemittelmaterial festgehalten werden.
Bewertung 6 – Energiedispersive Röntgen-Analyse (EDX)
Es wurde eine Substratprobe hergestellt, wie bei Bewertung 5 beschrieben, außer dass sie für nur 90 s durch Vakuumzerstäubung mit Platin beschichtet wurde.
Es wurde ein Hitachi Scientific Instruments S-4100 Feldemissions-Rasterelektronenmikroskop unter folgenden Bedingungen verwendet: Beschleunigungsspannung 20 kV, Kondensorlinse 8, Extraktionsspannung 4,7 kV, Emissionsstrom 20 μA, Arbeitsabstand 20 mm, Strahlmonitor-Apertur (beam monitor aperture) 2, Objektivapertur (objective aperture) 1 und 1000fache Vergrößerung.
Die Analyse wurde unter Verwendung eines Oxford Instruments Link ISIS 200 EDX-Systems, eines SiLi ATW Detektors, der mit einem Wärmekreislauf arbeiten kann (1024 Kanäle, Bereich 20 keV) und der revidierten Fassung der Software 1.04a durchgeführt. Der Detektor wurde unter Verwendung eines Cobalteichstandards kalibriert.
Die Röntgenanalyse wurde unter Verwendung der folgenden Meßwerterfassungskonfiguration ausgeführt: Schnellzählmodus, Prozesszeit 3, oberer Energiewert 30 keV, vorgegebene Lebenszeit 200, Zählrate etwa 7000 Zählimpulse pro s, wobei mit einer Totzeit von 30% gearbeitet wird. Es wurden Fensterintegralbestimmungen durchgeführt, wofür die Anforderungsfunktion „quant" der Software verwendet wurde.
Es wurden EDX-Elementaranalysen für 6 unterschiedliche Bereiche auf der Probe vorgenommen. Die in den EDX-Spektren erhaltenen Absorptionspeaks wurden bewertet, um die vorhandenen Elemente anzugeben, und integriert, um für jedes der Elemente eine Angabe für die relative Menge zu erhalten.
Der Prozentsatz für jedes Element wurde berechnet aus: Elementintegral/Summe der Integrale aller aufgezeichneten Elemente.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 5 bereitgestellt.
TABELLE 5
Bewertung 7 – Reflexions-FT-IR-Spektroskopie
Aus einer, wie in Beispiel 1, Schritt 5 beschrieben, hergestellten Platte wurde eine Probe des Substrats von Beispiel 1 mit einer Länge von 10 cm und einer Breite von 3 cm geschnitten und der Reflexions-FT-IR-Spektroskopie unter Verwendung eines Perkin Eimer System 2000 FT-IR-Gerätes, bezogen von Perkin Eimer Limited, England, unterzogen. Die Probe wurde in einen Reflexionsaufsatz 13969 mit variablem Winkel, bereitgestellt von Grasby Specac Limited, Kent, England, eingesetzt. Das Scannen der Probe erfolgte entlang der Maschinenlaufrichtung des Metalls und mit einem Scanwinkel von 84°. Ein Spektrum, das erhalten wurde, ist in 1 gezeigt. Es werden Peaks bei folgenden Wellenzahlen (cm^–1) aufgezeichnet. Die Zeichen in Klammern nach jeder Zahl stehen für die Absorptionsmenge: 1619,54 (0,25), 1268,92 (0,30), 1239,08 (0,31), 1160,75 (0,25), 1037,66 (0,24), 996,63 (0,26), 944,41 (0,16), 873,54 (0,15), 634,82 (0,17), 549,03 (0,20) und 522,92 (0,20) und 399,83 (0,28).
Bewertung 8 – UV-VIS-Absorptionsspektrum
Ein UV-VIS-Absorptionsspektrum wurde von einer, wie in Beispiel 1, Schritt 5 beschrieben, hergestellten Substratprobe aufgenommen, wobei ein Perkin Eimer Lambda 15 UV/VIS-Spekrometer wurde, das mit einem integrierenden Kugel-Zusatzgerät ausgerüstet und von der Bodenseewek Perkin-Eimer GmbH, Überlingen, Deutschland erhalten wurde. Die Abtastgeschwindigkeit betrug 240 nm/min, die Spaltweite betrug 2 nm und die Referenzprobe war 1050er Aliminiumlegierung.
Das Spektrum ist in 2 gezeigt, aus welchem zu ersehen ist, dass mit Abnahme der Strahlungswellenlänge die Absorption schnell zunimmt von einem Wert nahe 0 bei 390 nm auf über 1 bei 340 nm. Unterhalb von 340 nm ist die Absorption gleichbleibend hoch.
Bewertung der in den Beispielen 1 und C1 hergestellten Platten
Bewertung 9 – Visuelle Bewertung der Punktformen
Die Platten der Beispiele 1 und C1 wurden auf einem Montakop 65 Lichtrahmen belichtet. Jede Platte wurde unter Verwendung eines Printstar 21 Stufen Stouffer-Keils, erhältlich von Horsell Anitec, und eines UGRA-Platten-Kontrollkeils 1982, erhältlich von FOGRA, München, Deutschland, bebildert. Jede Platte wurde ausreichend belichtet, um nach der Entwicklung eine klare Stufe 3 auf dem Bild des Stouffer-Keils zu erhalten. Die Platten wurden bei 20°C 60 s unter Verwendung von GREENSTAR^TM Entwickler, erhältlich von Horsell Anitec, entwickelt.
Von Punkten, die von den 5% UGRA-Punktrasterbereichen erzeugt worden waren, wurden SEMs aufgenommen und diese sind in den 3 und 4 für Platten der Beispiele 1 bzw. C 1 gezeigt. Die Unterschiede in der Rundheit der Punkte wird einfach so eingeschätzt: der Punkt auf der Platte von Beispiel 1 ist im Wesentlichen kreisrund, wogegen der von Beispiel C1 sehr unregelmäßig ist.
Bewertung 10 – Mathematische Rundheit der Punkte
Es wurden 5% UGRA-Punktrasterbereiche der Beispiele 1 und C1, die, wie bei Bewertung 9 beschrieben, hergestellt wurden, bewertet, indem unter Verwendung einer JVC KY-F55BE 3CCD Farbvideokamera, die in ein Olympus BX60 Lichtmikroskop eingebaut war, das für die Dunkelfeldabbildung eingerichtet war und eine Olympus Dunkelfeldlinse aufwies (UMP lan fl; 20x/0,46 bd; α/O), ein Bild von 10 Punkten erfasst wurde. Das Mikroskop und die Linsen wurden von der Olympus Optical Company (UK) Limited, London, England, erhalten. Für die Bildanalyse wurden per Computer erzeugte Masken produziert und diese sind in den 5 und 6 für die Beispiele 1 bzw. C1 gezeigt. Die Bildanalyse wurde unter Verwendung von Image-Pro Plus Version 1.3 für Windows, erhalten von Media Cybernetics, Maryland, USA, durchgeführt. Es wurde festgestellt, dass die Bildauflösung 1,32 Pixel/μm betrug. Jedes Bild wurde binärisiert, um die Punktfläche (a) und den Punktumfang (b) zu bestimmen und die Rundheit wurde nach der folgenden Formel bestimmt. Rundheit = b2/4μa
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 bereitgestellt.
TABELLE 6
Es wurde festgestellt, dass die Werte für „a" für die Beispiele etwa gleich waren.
Bewertung 11 – Auflösung
Die Auflösung ist eine Qualitätsangabe. Sie wurde für die Platten der Beispiele 1 und C1 bewertet,
wie unter Punkt 2 im Praxis-Report 34 (Juni 1996), veröffentlicht von der FOGRA Forschungsgesellschaft Druck e. V., München, Deutschland, beschrieben, außer dass entgegen der Aussage des Reports, dass „ein Mikroliniensegment als Merkmal auf der Platte betrachtet wird, wenn mehr als die Hälfte der Gesamtlinienlänge zu sehen ist" für die Bewertung ein Mikroliniensegment nur als Merkmal betrachtet wurde, wenn mehr als 90% der Gesamtlinienlänge zu sehen waren. Diese Platten wurden, wie bei Bewertung 9 beschrieben, verarbeitet.
Die 7 und 8 liefern graphische Darstellungen der Auflösung für die Platten der Beispiele 1 bzw. C1, bei welchen angemerkt wird, dass die Auflösung von Beispiel 1 etwa 6 μm und die von Beispiel C1 etwa 8 μm beträgt.
Bewertung 12 – Belichtungsspielraum
Der Belichtungsspielraum der, wie bei Bewertung 9 beschrieben, verarbeiteten Platten der Beispiele 1 und C1 wurde bewertet, wie unter Punkt 7 im Praxis-Report 34, auf den vorstehend verwiesen wurde, beschrieben, außer dass ein Mikroliniensegment nur als Merkmal betrachtet wurde, wenn mehr als 90% der Gesamtlinienlänge zu sehen waren, wie bei Bewertung 11 beschrieben.
Es wurde festgestellt, dass der Belichtungsspielraum von Beispiel 1 1,44 und der von Beispiel C1 1,32 beträgt.
Bewertung 13 – Punktumfang
Dieser wurde bewertet, indem bis zu klarer Stufe 3 auf einem 21 Stufen Stouffer-Keil und, wie unter Punkt 6 im Praxis-Report 34, auf den vorstehend verwiesen wurde, beschrieben, auf Platten, die nach der Beschreibung bei Bewertung 9 verarbeitet wurden, belichtet wurde.
Es wurde festgestellt, dass der Punktumfang von Beispiel 1 0,5 bis 99,5% und der von Beispiel C1 1 bis 99% beträgt.
Bewertung 14 – Ablösung der Photobeschichtung
Die Platten wurden mit der geringsten Belichtung (Stouffer Clear 0) belichtet und bewertet, nachdem sie, wie bei Bewertung 9 beschrieben, verarbeitet worden waren. Die Platte von Beispiel 1 war anscheinend frei von Photobeschichtung, wogegen in Maschinenlaufrichtung der Platte von Beispiel C1 etwas Photobeschichtung zurückbehalten wurde.
Bewertung 15 – Farb-Wasser-Gleichgewicht
Platten, die hergestellt wurden, wie in Beispiel 1 und C1 beschrieben, wurden nebeneinander auf einer mit Z-Walzen ausgerüsteten Heidelberg Speedmaster SM52 Druckmaschine gefahren, wobei Federal Tait Duo Laser Brilliance 80 g/m² Papier, erhalten von Rothera & Brereton, Leeds, England; Gibbon JCR Geneva Black Ink, erhalten von Gibbon JCR Ltd., Leeds, England; und ein Feuchtmittel, umfassend 2% Emerald Feuchtmittel und 10% Isosol, erhalten von Horsell Graphic Industries Ltd., Leeds, England verwendet wurden. Es wurde der Punkt bestimmt, an welchem die gedruckte Bild/Nicht-Bild-Grenze verschwamm. Der Punkt lag für die Platte von Beispiel 1 innerhalb von 3% Feuchtmittel an dem von Beispiel C1.
Bewertung 16 – Auflagenhöhe
Es wurde gefunden, dass nach 500.000 Abzügen auf der Heidelberg Druckmaschine, auf die bei Bewertung 15 verwiesen wurde:

– weiter sowohl Vollflächen als auch eine 5% Punktfläche, bebildert mit einem Raster von 60 Linien/cm, gedruckt wurden;
– der Hintergrund weiterhin klar gedruckt wurde;
– es keine Anzeichen dafür gab, dass Bereiche der Platte (z. B. die hydrophile Schicht) aufbrechen oder abfallen.

Bewertung 17 – Plattenästhetik
Die visuelle Bewertung der Platten der Beispiele 1 und C1 vor der Entwicklung zeigte, dass Beispiel 1 einen besseren Farbkontrast zwischen Bild- und Nicht-Bildbereichen aufwies als Beispiel C1.
Es wurde beobachtet, dass Beispiel 1 auch nach der Entwicklung einen besseren Farbkontrast zwischen Bild- und Nicht-Bildbereichen aufwies als Beispiel C1.
Bewertung 18 – Entwicklerbeständigkeit
Proben, die belichtet wurden, wie bei Bewertung 9 beschrieben, wurden in einer Mercury 650 Entwicklungsmaschine unter Verwendung von GOLDSTAR Entwickler, erhältlich von Horsell Anitec, für 20 s Verweilzeit bei 14°C, als dem einen Extrem, und für 60 s Verweilzeit bei 35°C, als dem anderen Extrem, entwickelt. Sowohl für Beispiel 1 als auch Beispiel C1 war eine Verschiebung um 4 Stufen an den UGRA Mikrolinien zu sehen. Nichtsdestoweniger hielt die Platte von Beispiel 1 bei den 15 μm Linien besser als die von Beispiel C1. Es wird deshalb daraus geschlussfolgert, dass die Platte von Beispiel 1, verglichen mit im Handel erhältlichen Platten, in Bezug auf die Entwicklerbeständigkeit kein Problem hat.
Bewertung 19 – Stochastische Raster
Es wurde festgestellt, dass die Platte von Beispiel 1 ein stochastisches Raster sehr zufriedenstellend wiedergab. Bei der Bewertung wurde die kleinste Brennfleckgröße mit einem Durchmesser von 16 μm für Beispiel 1 gut bei Stouffer klare Stufe 3 gehalten, wogegen dieser Brennfleck auf der Platte von Beispiel C1 praktisch eliminiert wurde.
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass anstelle von Aluminium Melinex 539 (eine biaxiale Polyethylenterephthalatfolie (PET), bereitgestellt mit einer Antistatikbeschichtung (geliefert von ICI Melinex, Wilton, England)) verwendet wurde. Es wurde festgestellt, dass die Mehrzahl der Eigenschaften der hergestellten Platte jenen von Beispiel 1 ähnlich waren.
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer dass anstelle von Aluminium Simcote 400 (ein Papier, erhalten von Samuel Grant Ltd., England)) verwendet wurde. Es wurde gefunden, dass die Mehrzahl der Eigenschaften der hergestellten Platte jenen von Beispiel 1 ähnlich waren.
Beispiel 4
Es wurde eine Statistische Versuchsplanung (SED) aufgestellt, um die Auswirkungen der Variation bestimmter Parameter in der Formulierung von Beispiel 1, Schritt 2 zu bewerten. Im Besonderen wurden die folgenden Eigenschaften bewertet:

(a) Die Anfälligkeit des Bildes dafür, abgerieben zu werden – diese wurde bewertet, indem 5 ml TONE UP (ein geschütztes Plattenreinigungsmittel, erhältlich von Horsell Anitec) auf einen 5 × 5 cm großen Bereich der Platte von Beispiel 1 aufgebracht wurde und danach ein Bausch feuchter, fest gerollter Baumwollwatte verwendet wurde, um mit einem starken Druck nach unten insgesamt 50 Mal quer über die Bildschicht zu wischen. Die Platte wurde mit Leitungswasser abgespült und der abgeriebene Bereich auf Abnutzung untersucht. Es wurde eine Skala aufgestellt, bei der einer vollständigen Entfernung der Bildschicht ein Wert von 100 gegeben wurde und keiner Entfernung ein Wert von 0 gegeben wurde.
(b) Die Anfälligkeit des Nicht-Bildbereiches für Anfärbung durch den Farbstoff in der Photobeschichtung – diese wurde unter Verwendung des Minolta CR-300 Meßgerätes, auf das bei Bewertung 3 verwiesen wurde, bewertet, um das Ausmaß jeglicher blauen Farbe in entwickelten Nicht-Bildbereichen zu bewerten.
(c) Die Anfälligkeit des Nicht-Bildbereiches für Farbannahme – diese wurde an einem entwickelten Nicht-Bildbereich bewertet, der mit einem Gummi beschichtet und in Leitungswasser abgespült wurde, wonach überschüssiges Wasser mit einem Gummischaber entfernt wurde. Ein 2 ml großer Tropfen Farbe wurde auf einen Baumwollwattebausch aufgebracht und dieser quer über den Nicht-Bildbereich gewischt, um die Farbe, wenn sie könnte, auf dem Nicht-Bildbereich haften zu lassen. Die Platte wurde dann in Leitungswasser abgespült, um jegliche locker gebundene Farbe zu entfernen, und bewertet.

In Bezug auf (a) wurde festgestellt, dass die Anfälligkeit der Bereiches dafür, abgerieben zu werden, mit steigendem Verhältnis von Pulver (d. h. Aluminium und Titan) zu Silicat abnahm. Zusätzlich wurde gefunden, dass der Abrieb mit zunehmendem Aluminiumgehalt des Pulvers abnahm.
In Bezug auf (b) wurde festgestellt, dass die Anfälligkeit des Nicht-Bildbereiches auf Anfärbung zunahm, wie das Verhältnis von Pulver zu Silicat erhöht wurde.
In Bezug auf (c) wurde festgestellt, dass eine Verringerung des Verhältnisses von Pulver zu Silicat die Farbannahme verringerte.

Claims

Druckelement, umfassend: ein Substrat, welches einen Träger und eine hydrophile Schicht mit einer Oberflächenrauheit (Ra) im Bereich von 0,1 μm bis 2 μm umfasst, wobei die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittelmaterial für das teilchenförmige Material umfasst; wobei das Druckelement Information in einer stochastischen Form trägt.
Element gemäß Anspruch 1, wobei der Ra-Wert mindestens 0,1 μm und weniger als 0,6 μm beträgt.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine Elementaranalyse der hydrophilen Schicht zeigt, dass sie die Elemente Silicium und Sauerstoff enthält.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Verhältnis von Ti : Al in der hydrophilen Schicht im Bereich von 0,5 bis 2 ist.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Reflexions-FT-IR-Spektrum der hydrophilen Schicht mindestens ein Signal in einem der nachstehenden Bereiche aufweist: 1200 bis 1300 cm^–1, 1100 bis 1200 cm^–1 und 900 bis 1000 cm^–1.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein UV/VIS-Absorptionsspektrum zeigt, dass mit Abnahme der Wellenlänge die Absorption bei einer Wellenlänge im Bereich von 380 bis 430 nm schnell anzusteigen beginnt und einen Wert größer als 1 erreicht.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die hydrophile Schicht ein Si-O-Bindungen aufweisendes Material enthält.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Bindemittelmaterial von einem Silicatmaterial abstammt oder ableitbar ist.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das teilchenförmige Material ein erstes teilchenförmiges Material, welches eine mittlere Teilchengröße von mindestens 0,1 μm und weniger als 200 μm aufweist, und ein zweites teilchenförmiges Material, welches eine mittlere Teilchengröße von mindestens 0,001 μm und weniger als 200 μm aufweist, umfasst.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welches einen Weißgradswert (L) von mindestens 75 und weniger als 100 aufweist.
Element gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, welches einen Glanzwert von mindestens 5 und weniger als 20 aufweist.
Verfahren eines stochastischen Drucks oder Farbdrucks, wobei das Verfahren ein Druckelement verwendet, welches ein Substrat, umfassend einen Träger und eine hydrophile Schicht mit einer Oberflächenrauheit (Ra) im Bereich von 0,1 μm bis 2 μm, enthält, wobei die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittelmaterial für das teilchenförmige Material umfasst.
Verwendung eines Druckelements, umfassend ein Substrat, welches einen Träger und eine hydrophile Schicht mit einer Oberflächenrauheit (Ra) im Bereich von 0,1 μm bis 2 μm umfasst, wobei die hydrophile Schicht ein teilchenförmiges Material und ein Bindemittelmaterial für das teilchenförmige Material umfasst, für stochastischen Druck oder Farbdruck.