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TECHNISCHER
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES
GEBIET DER ERFINDUNG
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Die Erfindung betrifft Digitaldruckvorrichtungen
und -verfahren und insbesondere die Bebilderung von Flachdruckplattenkonstruktionen
in oder außerhalb
der Druckmaschine unter Verwendung von digital gesteuerter Laserstrahlung.
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BESCHREIBUNG
DES STANDES DER TECHNIK
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In der Offsetlithographie ist ein
druckfähiges Bild
auf einem Druckelement als Struktur aus farbannehmenden (oleophilen)
und farbabweisenden (oleophoben) Oberflächenbereichen vorhanden. Sobald Druckfarbe
auf diese Bereiche aufgebracht wird, kann sie in der bildartigen
Struktur mit erheblicher Widergabetreue effizient auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen
werden. Trockendrucksysteme nutzen Druckelemente, deren farbabweisende
Abschnitte hinreichend farbabweisend sind, um den direkten Auftrag
der Druckfarbe zuzulassen. Gleichmäßig auf das Druckelement aufgebrachte
Druckfarbe wird nur in der bildartigen Struktur auf das Aufzeichnungsmedium übertragen.
Typischerweise kommt das Druckelement zunächst in Kontakt mit einer schmiegsamen
Zwischenfläche,
die als Gummituchzylinder bezeichnet wird und ihrerseits das Bild
auf Papier oder ein anderes Aufzeichnungsmedium aufbringt. In typischen
Bogendruckmaschinensystemen wird das Aufzeichnungsmedium auf einen
Druckzylinder aufgenadelt, der es in Kontakt mit dem Gummituchzylinder bringt.
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In einem naßlithographischen System sind die
bildfreien Bereiche hydrophil, und das notwendige Farbabweisungsvermögen wird
bereitgestellt, indem vor dem Farbauftrag zunächst ein Feuchtmittel (oder "Wischwasser") auf die Platte
aufgebracht wird. Das farbabweisende Feuchtmittel verhindert das
Anhaften von Druckfarbe an den bildfreien Bereichen, beeinflußt aber
den oleophilen Charakter der Bildbereiche nicht.
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Um die umständliche photographische Entwicklung,
das Aufspannen und die Registereinstellung der Platten zu umgehen,
die typisch für
herkömmliche
Drucktechnologien sind, haben Fachleute elektronische Alternativen
entwickelt, welche die bildartige Struktur in digitaler Form speichern
und die Struktur direkt auf die Platte drucken. Für Computersteuerung
zugängliche
Plattenbelichtungsgeräte
sind unter anderem verschiedene Laserformen. Beispielweise beschreiben
US-A-5351617 und US-A-5385092 ein ablatives Aufzeichnungssystem, das
leistungsarme Laserentladungen nutzt, um eine oder mehrere Schichten
eines Flachdruckplattenrohlings in einer bildartigen Struktur abzutragen
und dadurch ein einfärbefähiges Druckelement
zu erzeugen, ohne eine photographische Entwicklung zu benötigen. Gemäß diesen
Systemen wird Laserausgangsstrahlung von der Diode zur Druckfläche gelenkt
und auf diese Fläche
(oder günstigerweise
auf die für
Laserablation empfindlichste Schicht, die im allgemeinen unter der
Oberflächenschicht
liegt) fokussiert.
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Die US-Patentschriften US-A-5807658; 5783364;
5339737 und Re. 35512 beschreiben verschiedene Flachdruckplattenkonfigurationen
zur Verwendung zusammen mit derartigen Belichtungsvorrichtungen.
Im allgemeinen können
die Plattenkonstruktionen eine erste, oberste Schicht aufweisen,
die nach ihrer Affinität
zu (oder Abweisung von) Druckfarbe oder einem farbabweisenden Fluid
ausgewählt wird.
Unter der ersten Schicht liegt eine Bildschicht, die als Reaktion
auf Belichtungs- bzw. Bildaufzeichnungsstrahlung (z. B. Infrarot-
oder "IR"-Strahlung) ablatiert
wird. Unter der Bildschicht liegt ein festes, haltbares Substrat,
das durch eine Affinität
zu (oder Abweisung von) Druckfarbe oder einem farbabweisenden Fluid
charakterisiert ist, die derjenigen der ersten Schicht entgegengesetzt
ist. FR-A-2264671 offenbart
eine ähnliche
Plattenkonfiguration mit einer Polymerschicht unterhalb der Ablationsschicht.
Die Ablation der absorbierenden zweiten Schicht durch einen Belichtungsimpuls
schwächt
im allgemeinen auch die oberste Schicht. Durch Zerstören ihrer
Verankerung an der darunterliegenden Schicht läßt sich die oberste Schicht
leicht in einem Reinigungsschritt nach dem Bebildern entfernen.
Dadurch wird ein Bildpunkt mit einer Affinität zu Druckfarbe oder einem farbabweisenden
Fluid erzeugt, die sich von derjenigen der unbelichteten ersten
Schicht unterscheidet, und die Struktur aus derartigen Bildpunkten
bildet ein Flachdruckplattenbild.
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Je nach dem speziellen Druckelement
und den Bildaufzeichnungsbedingungen sind gewisse Leistungsbeschränkungen
zu beobachten. Zum Beispiel kann eine Trockendruckplatte mit Siliconoberfläche eine
ungenügende
Farbretention durch die belichtete farbannehmende Schicht (im allgemeinen eine
Polyesterschicht) aufweisen. Der Ursprung dieses Verhaltens ist
jedoch komplex; es rührt
nicht nur von hartnäckig
anhaftenden Siliconbruchstücken
her. Durch einfaches mechanisches Reiben der Siliconschicht werden
beispielsweise alle sogar unter Vergrößerung sichtbaren Trümmer zuverlässig, und
lange bevor eine Beschädigung
der unbebilderten Siliconflächen
auftreten könnte,
von der farbannehmenden Schicht entfernt. Nichtsdestoweniger können solche
Platten dennoch mit der schlechteren Qualität drucken, die mit ungenügender Affinität zu Druckfarbe
verbunden ist. Und die Farbannahme wird zwar durch Reinigen mit
einem Lösungsmittel
erheblich verbessert, aber dieser Prozeß kann sowohl das Silicon erweichen
als auch ihre Verankerung an unbelichteten Abschnitten der Platte
beeinträchtigen.
Lösungsmittel
verursachen außerdem ökologische,
Gesundheits- und Sicherheitsbedenken.
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Die Untersuchung des Bildaufzeichnungsprozesses
und seiner Wirkung auf bestimmte Plattenkonstruktionstypen, besonders
auf diejenigen, die unter Silicondeckschichten dünne Metallablationsschichten
enthalten, läßt darauf
schließen,
daß die beobachteten
Druckmängel
von geringfügigen
chemischen und morphologischen Änderungen
herrühren,
die durch den Bildaufzeichnungsprozeß hervorgerufen werden. Platten,
die auf Metalldünnschichten für die Bildaufzeichnung
basieren, müssen
für eine Ablation
auf wesentlich höhere
Temperaturen erhitzt werden als beispielsweise laserbelichtungsfähige Druckplatten
mit selbstoxidierenden (z. B. Nitrocellulose-) Ablationsschichten.
Besonders bei Verwendung leistungsarmer Belichtungsquellen kann
die für eine
sprunghafte Wärmeentwicklung
notwendige Belichtungszeit signifikant sein und Gelegenheit für unerwünschte thermische
Reaktionen bieten. Zum Beispiel muß der leistungsarme Belichtungsimpuls
eines Diodenlasers eine Mindestdauer (gewöhnlich von 5–15 μs) aufweisen,
um ein Metall wie z. B. Titan über seinen
Schmelzpunkt von 1680°C
zu erhitzen. Da sich die Titanschicht im Kontakt mit der chemisch komplexen
Siliconschicht befindet, können
diese hohen Temperaturen Reaktionen hervorrufen, die von Silicon
abgeleitete thermische Zersetzungsprodukte erzeugen. Die Abbauprodukte
verbinden sich sowohl chemisch als auch mechanisch untereinander
und mit der verdampften Titanschicht und können frei mit der darunterliegenden
farbannehmenden Filmoberfläche
wechselwirken. Als Ergebnis der Einwirkung hoher Temperaturen, welche
die Schichtoberfläche schmelzen
und thermisch zersetzen können,
so daß sie
leicht Siliconabbauprodukte aufnimmt, wird diese Oberfläche außerdem anfälliger für die Wechselwirkung
mit Siliconabbauprodukten gemacht. Das Anhaften, die Implantation,
mechanische Durchmischung und chemische Reaktion dieser Abbauprodukte
mit der Schicht beeinträchtigen
ihr Farbretentionsvermögen.
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Diese Effekte können durch eine eingehendere
Analyse des Bildaufzeichnungsprozesses besser eingeschätzt werden.
Die starke und langdauernde örtliche
Erhitzung der Metallschicht, die erforderlich ist, um die notwendigen
Ablationstemperaturen zu erreichen, hat die verschiedensten physikalischen Auswirkungen
auf die umgebenden inneren Plattenstrukturen. Bevor die Metallschicht
eine Änderung
erfährt,
entsteht eine Blase, welche die Siliconschicht anhebt. Diese Blase
rührt höchstwahrscheinlich
von einer gasförmigen
homolytischen Bindungsspaltung der Siliconschicht an der inneren
Grenzfläche
mit der sich schnell erhitzenden Metallschicht her.
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Anschließend entsteht ein Loch in der
Metallschicht, das im Mittelpunkt des belichteten Flecks beginnt
und sich als Wulst aus schmelzflüssigem
Metall nach außen
ausbreitet, bis es den Rand der belichteten Fläche erreicht. Nach dem Ende
des Belichtungsimpulses setzt sich das zuvor angehobene Silicon wieder
ab. Diese Verzögerung
resultiert aus der Wärmebeharrung
in dem Silicon und den belichteten farbannehmenden Schichten infolge
der relativ niedrigen Wärmetransportgeschwindigkeiten,
die für
Polymerwerkstoffe charakteristisch sind. Die darunterliegende Schicht
erfährt
ebenfalls beträchtliche,
thermisch ausgelöste
physikalische Veränderungen.
Die Auswirkung starker Erhitzung ist typischerweise, daß die Oberfläche der
durch die Bildaufzeichnung belichteten farbannehmenden Schicht eine
poröse, dreidimensionale
Textur annimmt.
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Die Oberflächenenergie der belichteten Schicht
ist viel niedriger als die des unmodifizierten Materials. Im Fall
von Polyester werden nach dem Trockenreinigen beispielsweise Oberflächenenergien
von etwa 25 dyn/cm beobachtet, im Vergleich zu etwa 40 dyn/cm im
unmodifizierten Material. Die beobachtete Änderung der Oberflächenenergie
rührt wahrscheinlich
von der Gegenwart von Silicon-Nebenprodukten
her, die sich mit der thermisch veränderten Schichtoberfläche mischen.
Diese Nebenprodukte reichern sich über der hitzetexturierten Polyesteroberfläche an und
decken diese Oberfläche
im wesentlichen ab. Da außerdem
die Stoffgemische sowohl chemische als auch mechanische Bindungen mit
sich bringen, ist eine einfache Reinigung durch Scheuern unzureichend,
um das Silicon mit niedriger Oberflächenenergie zu entfernen. Diese
Effekte beeinträchtigen
die Farbannahme der resultierenden Platte. Niedrige Oberflächenenergie
macht eine Verbindung wie z. B. Silicon farbabweisend; dementsprechend
wird eine Verminderung der Oberflächenenergie eines oleophilen
Materials seine Farbaffinität verringern.
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BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Nach einem ersten Aspekt wirkt die
vorliegende Erfindung den leistungseinschränkenden Effekten des thermischen
Abbaus entgegen, indem sie die farbannehmende Oberfläche weitgehend
undurchdringlich für
die Wirkungen von Trümmern macht,
die an der Oberflächenschicht
des Druckelements entstehen. Der Begriff "Trümmer", wie er hier gebraucht
wird, soll thermisch erzeugte Abbauprodukte bezeichnen, die von
chemischen Mechanismen wie z. B. der Homolyse oder mechanischen
Prozessen wie z. B. Scherung oder Reißen herrühren können und deren Größe von der
molekularen Ebene bis zu (wenn auch mikroskopischen) Massenbruchstücken reichen
kann.
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Nach diesem Aspekt der vorliegenden
Erfindung ist die farbannehmende Oberfläche ein hochvernetztes Polymer.
Der Begriff "hochvernetzt" wird benutzt, um
ein Polymer mit einem dreidimensionalen Netz von kovalenten Bindungen
zu bezeichnen, das außerdem
sehr hohe Kohäsionsenergiedichten aufweist.
Solche Materialien erhält
man typischerweise durch Aushärten
(z. B. durch Bestrahlen mit aktinischer Strahlung oder einer Elektronenstrahlquelle) eines
polyfunktionellen Monomers, wobei jedes Molekül dieses Monomers mehrere kovalente
Bindungen mit der gleichen oder einer anderen chemischen Spezies
eingehen kann, die in dem Reaktionsgemisch vorhanden ist. Es können jedoch
auch Kombinationen von monofunktionellen und polyfunktionellen Polymeren
verwendet werden, solange die resultierende ausgehärtete Matrix
einen ausreichenden dreidimensionalen Bindungsgrad aufweist, um
dem Schmelzen, Erweichen oder chemischer Zersetzung als Ergebnis
des Bildaufzeichnungsprozesses zu widerstehen.
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Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
wird ein Flachdruckelement bereitgestellt, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß es
aufweist:
- a. eine erste massive Schicht;
- b. eine unter der ersten Schicht liegende zweite massive Schicht;
und
- c. eine unter der zweiten Schicht liegende, hochgradig und dreidimensional
vernetzte hitzebeständige
Polymerschicht,
wobei
- d. die erste Schicht und die hitzebeständige Schicht unterschiedliche
Affinitäten
zu Druckfarbe aufweisen;
- e. die zweite Schicht, aber nicht die erste Schicht, aus einem
Material geformt wird, das einer ablativen Absorption von Belichtungsstrahlung
unterliegt;
- f. die hitzebeständige
Schicht als Reaktion auf Belichtungsstrahlung keine physikalische
Umwandlung erfährt.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird
ein Verfahren zur Bebilderung eines Flachdruckelements bereitgestellt,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:
- a. Bereitstellen eines Druckelements mit einer Druckoberfläche, das
eine erste massive Schicht, eine unter der ersten Schicht liegende
zweite massive Schicht und eine unter der zweiten Schicht liegende
hochgradig und dreidimensional vernetzte, hitzebeständige Polymerschicht
aufweist, wobei die erste Schicht und die hitzebeständige Schicht
unterschiedliche Affinitäten
zu Druckfarbe aufweisen, wobei die zweite Schicht, aber nicht die
erste Schicht, aus einem Material geformt wird, das einer ablativen
Absorption von Belichtungsstrahlung unterliegt;
- b. selektives Belichten der Druckoberfläche mit Laserstrahlung in einer
Struktur, die ein Bild darstellt, um die zweite Schicht abzuschmelzen
bzw. zu ablatieren, ohne eine physikalische Umwandlung der hitzebeständigen Schicht
zu verursachen, wodurch der Einschluß von Trümmern aus einer darüberliegenden
Schicht vermieden wird; und
- c. Entfernen von Überresten
der ersten und zweiten Schichten an den Stellen, wo das Druckelement
Strahlung empfangen hat.
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Polymere, die nicht hochvernetzt
sind (wie z. B. die Polyesterfolie, die häufig als farbannehmende Oberfläche in Flachdruckplatten
benutzt wird) und die anscheinend in FR-A-2264671 offenbart werden, sind
dagegen typischerweise von thermoplastischer Beschaffenheit und
weisen eine meßbare
Glasübergangstemperatur
Tg auf, bei der sie weich zu werden beginnen
und bei weiterem Temperaturanstieg schmelzen. Thermoplastische Materialien
werden zwar als Druckflächen
durch die hochvernetzte Schicht gemäß der vorliegenden Erfindung
ersetzt, können
aber unter der hochvernetzten Schicht liegen, um nützliche
Eigenschaften zu verleihen (z. B. die notwendige Dicke der hochvernetzten
Schicht zu begrenzen) oder als Plattform zu dienen, auf der die hochvernetzte
Schicht synthetisiert und/oder ausgehärtet wird.
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Geeignete, als hochvernetzte Schichten
verwendbare Polymere sind unter anderem Polyacrylate und Polyurethane.
Geeignete Polyacrylate sind unter anderem polyfunktionelle Acrylate
(d. h. Acrylate, die auf Monomeren basieren, die jeweils mehr als
eine Acrylatgruppe enthalten) und Gemische aus monofunktionellen
und polyfunktionellen Acrylaten.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Die vorstehende Diskussion läßt sich
anhand der folgenden ausführlichen
Beschreibung der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen
leichter verstehen. Dabei zeigen:
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1 eine
vergrößerte Schnittansicht
einer Flachdruckplatte mit einer Silicondeckschicht, einer metallischen
oder metallhaltigen Bildaufzeichnungsschicht, einer farbannehmenden
Isolierschicht und einem Substrat gemäß einem Beispiel der vorliegenden
Erfindung;
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2 eine
vergrößerte Schnittansicht
einer Flachdruckplatte mit einer Silicondeckschicht, einer Isolierschicht,
einer metallischen oder metallhaltigen Bildaufzeichnungsschicht
und einem Substrat;
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3A die
Auswirkung der Belichtung der in 2 dargestellten
Platte;
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3B die
Auswirkung der Reinigung der belichteten Platte mit einem Fluid
auf Wasserbasis; und
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4 eine
vergrößerte Schnittansicht
einer Flachdruckplatte mit einer Silicondeckschicht, einer Siliciumdioxidschicht,
einer metallischen oder metallhaltigen Bildaufzeichnungsschicht
und einem Substrat.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine Bildaufzeichnungsvorrichtung,
die sich zum Gebrauch in Verbindung mit den vorliegenden Druckelementen
eignet, weist mindestens ein Lasergerät auf, das im Bereich der maximalen
Plattenempfindlichkeit emittiert, d. h. dessen Wellenlänge λmax den
Wellenlängenbereich
gut approximiert, in dem die Platte am stärksten absorbiert. Spezifikationen für Laser,
die im nahen IR-Bereich emittieren, werden ausführlich in den Patentschriften
US-A-5339737 und Re. 35512 beschrieben; Laser, die in anderen Bereichen
des elektromagnetischen Spektrums emittieren, sind dem Fachmann
bekannt.
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Geeignete Abbildungskonfigurationen
werden gleichfalls in den Patentschriften US-A-5339737 und Re. 35512
ausführlich
dargelegt. Kurz gesagt, das Laserausgangssignal kann über Linsen
oder andere Strahlführungskomponenten
der Plattenoberfläche
direkt zugeführt
oder von einem entfernt angeordneten Laser unter Verwendung eines
Lichtleiterkabels zur Oberfläche
eines Druckplattenrohlings übertragen
werden. Eine Steuereinrichtung und eine dazugehörige Positionierungs-Hardware
halten den Ausgangsstrahl in einer genauen Orientierung bezüglich der
Plattenoberfläche,
führen
den Ausgangsstrahl rasterartig über
die Oberfläche
und aktivieren den Laser in Positionen in der Nähe ausgewählter Punkte oder Bereiche
der Platte. Als Reaktion auf ankommende Bildsignale, die dem Originaldokument oder
-bild entsprechen, das gerade auf die Platte kopiert wird, erzeugt
die Steuereinrichtung ein genaues Negativ- oder Positivbild dieses
Originals. Die Bildsignale werden als Bitmap-Datei in einem Computer gespeichert.
Derartige Dateien können
durch einen Rasterbildprozessor (RIP) oder eine andere geeignete
Einrichtung erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein Rasterbildprozessor
Eingabedaten in Seitenbeschreibungssprache übernehmen, die alle Merkmale definiert,
die auf die Druckplatte übertragen
werden müssen,
oder als Kombination aus einer Seitenbeschreibungssprache und einer
oder mehreren Bilddateien. Die Bitmaps sind so aufgebaut, daß sie den Farbton
der Farbe sowie Rasterfrequenzen und -winkel definieren.
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Die Abbildungsvorrichtung kann unabhängig arbeiten,
wobei sie ausschließlich
als Kopierer funktioniert oder sie kann direkt in eine Flachdruckmaschine
eingebaut werden. Im letzteren Fall kann der Druck unmittelbar nach
dem Aufbringen des Bildes auf einen Plattenrohling beginnen, wodurch
sich die Einrichtezeit der Druckmaschine erheblich verkürzt. Die
Abbildungsvorrichtung kann als Flachbettaufzeichnungsgerät oder als
Trommelaufzeichnungsgerät
konfiguriert werden, wobei der Flachdruckplattenrohling an der inneren
oder äußeren Zylinderfläche der
Trommel montiert wird. Offensichtlich ist die äußere Trommelkonstruktion besser
für den
Gebrauch an Ort und Stelle in einer Flachdruckpresse geeignet, in
welchem Fall der Druckzylinder selbst die Trommelkomponente des
Aufzeichnungsgeräts
oder Plotters bildet.
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In der Trommelkonfiguration wird
die notwendige Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und der
Platte erreicht, indem man die Trommel (und die darauf montierte
Platte) um ihre Achse rotieren läßt und den
Strahl parallel zur Drehachse bewegt, wodurch die Platte in Umfangsrichtung
abgetastet wird, so daß das
Bild in axialer Richtung "wächst". Alternativ kann
sich der Strahl parallel zur Trommelachse bewegen und nach jedem
Durchgang über
die Platte in Winkelrichtung weitergerückt werden, so daß das Bild
auf der Platte in Umfangsrichtung "wächst". In beiden Fällen ist
nach einer vollständigen
Abtastung durch den Strahl ein Bild, das (als Positiv oder Negativ)
dem Originaldokument oder -bild entspricht, auf die Plattenoberfläche aufgebracht worden.
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In der Flachbettkonfiguration wird
der Strahl entlang der einen oder anderen Achse der Platte gezogen
und nach jedem Durchgang entlang der anderen Achse weitergeschaltet.
Natürlich
kann die erforderliche Relativbewegung zwischen Strahl und Platte durch
Bewegung der Platte anstelle (oder zusätzlich zu) der Bewegung des
Strahls erzeugt werden.
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Unabhängig davon, auf welche Weise
der Strahl rasterartig geführt
wird, ist im allgemeinen (für Anwendungen
in der Druckmaschine) die Verwendung mehrerer Laser und die Führung ihrer
Ausgangsstrahlen zu einer einzigen Schreibanordnung vorzuziehen.
Die Schreibanordnung wird dann nach Beendigung jedes Durchlaufs
in Quer- oder Längsrichtung
der Platte um eine Distanz weitergeschaltet, die durch die Anzahl
der von der Schreibanordnung ausgehenden Strahlen und durch die
gewünschte Auflösung (d.
h. die Anzahl der Bildpunkte pro Längeneinheit) festgelegt wird.
Anwendungen außerhalb der
Druckmaschine, die für
eine sehr schnelle Plattenbewegung ausgelegt werden können (z.
B. durch Anwendung von Hochgeschwindigkeitsmotoren) und dadurch
hohe Laserimpulsfrequenzen nutzen, können oft einen einzigen Laser
als Abbildungsquelle verwenden.
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Repräsentative Druckelemente gemäß der vorliegenden
Erfindung sind in den 1 und 2 dargestellt. Der Begriff "Platte" oder "Element", wie er hier gebraucht
wird, bezieht sich auf irgendeinen Typ eines Druckelements oder
einer Oberfläche
mit der Fähigkeit
zur Aufzeichnung eines Bildes, das durch Bereiche definiert ist,
die unterschiedliche Affinitäten zu
Druckfarbe und/oder Feuchtmittel aufweisen; geeignete Konfigurationen
sind unter anderem die herkömmlichen
Flachdruckplatten, die auf dem Plattenzylinder einer Druckmaschine
montiert werden, können
aber auch Zylinder (z. B. die Walzenoberfläche eines Plattenzylinders),
ein endloses Band oder eine andere Anordnung einschließen.
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In dem in 1 abgebildeten Beispiel der Erfindung
weist ein erstes Druckelement ein Substrat 100, eine Isolierschicht 102,
eine strahlungsabsorbierende Bildaufzeichnungsschicht 104 und
eine Oberflächenschicht 106 auf.
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Die Oberflächenschicht 106 ist
im allgemeinen ein Siliconpolymer oder Fluorpolymer, das Druckfarbe
abweist, während
die Schicht 102 oleophil ist und Druckfarbe annimmt. Die
Schicht 104 ist im allgemeinen eine sehr dünne Schicht
aus einem Metall. Diese Schicht wird als Reaktion auf Abbildungsstrahlung
ablatiert.
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Die Eigenschaften des Substrats 100 sind von
der Anwendung abhängig.
Wenn Steifigkeit und Formbeständigkeit
wichtig sind, kann das Substrat 100 ein Metall sein, z.
B. eine Aluminiumfolie von 5 Mil (0,127 mm) Dicke. Idealerweise
ist das Aluminium poliert, um etwaige Strahlung, welche die darüberliegenden
Schichten durchdringt, in die Bildaufzeichnungsschicht 104 zurück zu reflektieren.
Alternativ kann die Schicht 100 ein Polymer sein, wie dargestellt,
beispielsweise eine Polyesterfolie; die Dicke der Folie ist wiederum
weitgehend durch die Anwendung bestimmt. Die Vorteile des Reflexionsvermögens können in
Verbindung mit einem Polymersubstrat 100 beibehalten werden,
indem man ein Material verwendet, das ein Pigment enthält, welches
Abbildungsstrahlung (z. B. IR-Strahlung) reflektiert. Ein Material,
das sich zur Verwendung als IR-reflektierendes Substrat 100 eignet,
ist die von ICI Films, Wilmington, DE, gelieferte weiße 329-Folie,
in der IR-reflektierendes Bariumsulfat als weißes Pigment verwendet wird.
Eine bevorzugte Dicke ist 0,178 mm (0,007 Zoll). Schließlich kann,
wenn dies gewünscht wird,
eine Polymersubstrat 100 auf einen Metallträger (nicht
dargestellt) auflaminiert werden, in welchem Falle eine Dicke von
0,051 mm (0,002 Zoll) bevorzugt wird. Wie in US-A-5570636 offenbart,
kann der Metallträger
oder der Laminierklebstoff Abbildungsstrahlung reflektieren.
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Die Schicht 102 behält ungeachtet
der Auswirkungen der Abbildungsstrahlung und der Ablation der darüberliegenden
Schicht 104 ihre chemische und physikalische Integrität. Vorzugsweise
ist die Schicht 102 ein hochvernetztes Polymer, das eine beträchtliche
Wärmebeständigkeit
aufweist.
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Zum Beispiel wird, wie weiter unten
diskutiert, die Schicht 102 günstigerweise durch Abscheidung
unter Vakuumbedingungen aufgebracht. Dementsprechend können zur
Vakuumaufdampfung geeignete Materialien für die Schicht 102 bevorzugt werden,
wodurch der Aufbau von aufeinanderfolgenden Schichten in mehreren
Abscheidungsvorgängen innerhalb
der gleichen Kammer oder einer miteinander verbundenen Reihe von
Kammern unter gemeinsamem Vakuum ermöglicht wird. Ein geeignetes
Verfahren wird ausführlich
in den US-Patentschriften US-A-5440446, 4954371, 4696719, 4490774, 4647818,
4842893 und 5032461 beschrieben. Gemäß diesen Patentschriften wird
ein Acrylat-Monomer unter Vakuum aufgedampft. Zum Beispiel kann das
Monomer durch Entspannung verdampft und in eine Vakuumkammer injiziert
werden, wo es auf der Oberfläche
kondensiert. Das Monomer wird dann durch Bestrahlen mit aktinischer
Strahlung (im allgemeinen ultravioletter oder UV-Strahlung) oder
einer Elektronenstrahlquelle (EB-Quelle) vernetzt.
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Ein verwandtes Verfahren wird in US-A-5260095
beschrieben. Gemäß dieser
Patentschrift kann ein Acrylat-Monomer unter Vakuum auf eine Oberfläche aufgestrichen
oder aufgetragen werden, statt aus einem Dampf kondensiert zu werden. Nach
dem Auftrag wird das Monomer wieder durch Bestrahlen mit UV-Strahlung
oder einem Elektronenstrahl vernetzt.
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Zum Aufbringen der Schicht 102 auf
das Substrat 100 kann jedes dieser beiden Verfahren angewandt
werden. Außerdem
ist ihre Anwendbarkeit nicht auf Monomere beschränkt; nach jedem der beiden
Verfahren können
Oligomere oder größere Polymerfragmente
oder -vorläufer
aufgebracht und anschließend
vernetzt werden. Verwendbare Acrylat-Materialien sind unter anderem
herkömmliche
Monomere und Oligomere (Monoacrylate, Diacrylate, Methacrylate usw.),
wie in den Spalten 8–10 von
US-A-5440446 beschrieben,
sowie chemisch maßgeschneiderte
Acrylate für
bestimmte Anwendungen. Repräsentative
Monoacrylate sind unter anderem Isodecylacrylat, Laurylacrylat,
Tridecylacrylat, Caprolactonacrylat, ethoxyliertes Nonylphenylacrylat,
Isobornylacrylat, Tripropylenglycolmethylethermonoacrylat und Neopentylglycolpropoxylatmethylethermonoacrylat;
verwendbare Diacrylate sind unter anderem 1,6-Hexandioldiacrylat,
Tripropylenglycoldiacrylat, Polyethylenglycol(200)diacrylat, Tetraethylenglycoldiacrylat,
Polyethylenglycol(400)diacrylat, Polyethylenglycol(600)diacrylat,
propoxyliertes Neopentylglycoldiacrylat, das von UCB Radcure gelieferte
Produkt IRR-214 (aliphatisches Diacrylat-Monomer), propoxyliertes
1,6-Hexandioldiacrylat und ethoxyliertes 1,6-Hexandioldiacrylat;
und verwendbare Triacrylate sind unter anderem Trimethylolpropantriacrylat
(TMPTA) und ethoxyliertes TMPTA.
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Schließlich können acrylatfunktionelle oder andere
geeignete Harzüberzüge routinemäßig (unter atmosphärischen
Bedingungen) nach dem Fachmann bekannten Verfahren auf das Substrat 100 aufgebracht
und anschließend
ausgehärtet
werden. In einem derartigen Verfahren werden ein oder mehrere Acrylate
direkt auf das Substrat 100 aufgebracht und ausgehärtet. In
einem anderen Verfahren werden ein oder mehrere Acrylate mit einem
Lösungsmittel
(oder mehreren Lösungsmitteln)
vereinigt und auf das Substrat 100 gegossen, wonach das
Lösungsmittel
verdampft und das abgeschiedene Acrylat ausgehärtet wird. Flüchtige Lösungsmittel,
die einen sehr gleichmäßigen Auftrag
mit niedrigen Auftragsgewichten fördern, werden bevorzugt. Acrylatschichten
können auch
nicht acrylatfunktionelle Komponenten enthalten, die in einem Acrylat
löslich
oder dispergierbar sind.
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Alternativen zu Acrylaten sind unter
anderem hitzehärtbare
Aziridine und Epoxidharze auf Isocyanatbasis. Hitzehärtungsreaktionen
können
z. B. Reaktionen eines Aminoplastharzes mit Hydroxyl-Bindungsstellen des
primären
Beschichtungsharzes einschließen.
Diese Reaktionen werden durch die Erzeugung einer sauren Umgebung
und Wärmeanwendung
stark beschleunigt.
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Zu den Polymeren auf Isocyanatbasis
gehören
die Polyurethane. Ein typisches Verfahren erfordert zweiteilige
Urethane, in denen eine Isocyanat-Komponente mit Hydroxyl-Bindungsstellen
an einem oder mehreren "Hauptketten"-Harzen (oft als "Polyol"-Harze bezeichnet)
reagiert. Typische Polyole sind unter anderem Polyetter, Polyester
und Acrylharze mit zwei oder mehreren hydroxylfunktionellen Stellen.
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Wichtige modifizierende Harze sind
unter anderem hydroxylfunktionelle Vinylharze und Celluloseesterharze.
Die Isocyanat-Komponente weist zwei oder mehrere Isocyanatgruppen
auf und ist entweder monomer oder oligomer. Die Reaktionen laufen
gewöhnlich
bei Umgebungstemperaturen ab, können aber
durch Anwendung von Wärme
und ausgewählten
Katalysatoren, zu denen Zinnverbindungen und tertiäre Amine
gehören,
beschleunigt werden. Das normale Verfahren besteht darin, unmittelbar
vor Gebrauch die isocyanatfunktionelle(n) Komponente(n) mit der
(den) Polyolkomponente(n) zu vermischen. Die Reaktionen beginnen,
sind aber bei Umgebungstemperaturen langsam genug, um eine "Verarbeitungszeit" zuzulassen, in der
die Beschichtung aufgetragen werden kann.
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Bei einem anderen Verfahren wird
das Isocyanat in "Blockform" verwendet, in der
die Isocyanat-Komponente
mit einer anderen Komponente, wie z. B. einem Phenol oder Ketoxim,
zur Reaktion gebracht worden ist, um eine inaktive, metastabile
Verbindung herzustellen. Diese Verbindung ist für eine Zersetzung bei erhöhten Temperaturen
vorgesehen, um die aktive Isocyanat-Komponente freizusetzen, die
dann reagiert, um die Beschichtung auszuhärten, wobei die Reaktion durch
Beimischen geeigneter Katalysatoren zur Beschichtungsformulierung
beschleunigt wird.
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Aziridine werden häufig verwendet,
um wassergetragene Beschichtungen zu vernetzen, die auf carboxylfunktionellen
Harzen basieren. Die Carboxylgruppen werden in die Harze eingelagert,
um Bindungsstellen bereitzustellen, die mit wasserlöslichen Aminen
Salze bilden, eine Reaktion, die in die Solubilisierung oder Dispersion
des Harzes in Wasser integriert ist. Die Reaktion läuft bei
Umgebungstemperaturen ab, nachdem das Wasser und das (die) löslichmachende(n)
Amine) bei der Abscheidung der Beschichtung verdampft worden sind.
Die Aziridine werden der Beschichtung zum Zeitpunkt der Verwendung
zugesetzt und haben eine Verarbeitungszeit, die durch ihre Hydrolysegeschwindigkeit
in Wasser zu inerten Nebenprodukten bestimmt wird.
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Bei Epoxy-Reaktionen kann die Aushärtung bei
erhöhten
Temperaturen erfolgen, wobei z. B. ein Bortrifluorid-Komplex verwendet
wird, besonders für Harze,
die auf cycloaliphatischen epoxyfunktionellen Gruppen basieren.
Eine weitere Reaktion basiert auf kationischen Katalysatoren, die
durch UV-Bestrahlung erzeugt werden.
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Die Schicht 104, die im
allgemeinen als im Vakuum aufgedampfte Dünnschicht aufgebracht wird,
kann ein Metall oder ein Metallgemisch sein. Titan, entweder in
reiner Form oder als Legierung oder intermetallische Verbindung,
wird bevorzugt, obwohl auch andere Metalle, wie z. B. Aluminium,
vorteilhaft eingesetzt werden können.
Titan wird besonders bevorzugt für
Trockenplattenkonstruktionen, in denen eine Siliconschicht 106 verwendet
wird. Besonders in Fällen,
wo das Silicon durch Additionsaushärtung vernetzt wird, bietet
eine darunterliegende Titanschicht erhebliche Vorteile gegenüber anderen
Metallen. Auftragen eines additionsausgehärteten Silicons über einer
Titanschicht führt
zur Verbesserung der katalytischen Wirkung während der Aushärtung, fördert eine
im wesentlichen vollständige
Vernetzung und kann außerdem
weitere Bindungsreaktionen auch nach Abschluß der Vernetzung fördern. Diese Erscheinungen
verstärken
das Silicon und seine Bindung an die Titanschicht, wodurch die Lebensdauer der
Platte verlängert
wird (da vollständiger
ausgehärtete
Silicone eine bessere Haltbarkeit aufweisen), und bieten außerdem Widerstand
gegen die Wanderung von farbgetragenen Lösungsmitteln durch die Siliconschicht
(wobei sie darunterliegende Schichten zersetzen können). Die
katalytische Verstärkung
ist besonders nützlich
in Fällen,
wo der Wunsch nach einer Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit
(oder die Notwendigkeit, die Reaktion bei niedrigeren Temperaturen
zu fahren, um eine thermische Schädigung des farbannehmenden
Trägers
zu vermeiden) die volle Aushärtung
in der Beschichtungsvorrichtung unausführbar machen; die Gegenwart
von Titan begünstigt
eine fortgesetzte Vernetzung trotz der Temperaturabsenkung.
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Verwendbare Materialien für die Schicht 106 sowie
Beschichtungsverfahren werden in den Patentschriften US-A-5339737
und Re. 35512 offenbart. Grundsätzlich
werden geeignete Siliconmaterialien mit einer Spiralrakel aufgetragen,
dann getrocknet und hitzegehärtet,
um eine gleichmäßige Beschichtung
zu erzeugen, die z. B. mit 2 g/m2 aufgebracht
wird.
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Zu einem besseren Verständnis der
Erfindung kann man durch Betrachtung der Druckelemente gelangen,
die im folgenden unter Bezugnahme auf die 2, 3 beschrieben
werden und nicht Teil der Erfindung sind.
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2 zeigt
eine zweite Ausführungsform des
Druckelements, die ein Substrat 100, eine Bildaufzeichnungsschicht 104 und
eine Oberflächenschicht 106 gemäß der obigen
Beschreibung und außerdem
eine Isolierschicht 108 aufweist. In einer Version dieser
Ausführungsform
besteht die Schicht 108 aus einem Polysilan. Wie oben festgestellt,
erzeugt dieser Materialtyp nicht nur Trümmer, die wahrscheinlich oleophil
sind, sondern haftet auch ziemlich gut an der Schicht 104.
Das Polysilan kann durch Plasmapolymerisation auf die Schicht 104 aufgebracht
werden, wobei ein Polymervorläufer
unter Vakuum in ein Plasma eingebracht wird. Durch das letztere
Verfahren entstehen sehr häufig
hochvernetzte, verzweigte Strukturen, die einen gewissen Siloxangehalt
aufweisen (so daß das
entstehende Produkt am besten als statistisches Polysilan-Polysiloxan-Copolymer
beschrieben wird). Solange der Polysiloxangehalt ausreichend niedrig
ist, nimmt die entstandene Schicht Druckfarbe an.
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Plasmapolymerisierte Polysiloxane
erhält man
durch Einbringen von Silan-Vorläufern
in ein Plasma, das in einem Argon-Arbeitsgas erzeugt wird. Geeignete
Silan-Vorläufer
sind beispielsweise unter anderem Trimethylsilan, Tetramethylsilan
und Trimethyldisilan. In Abhängigkeit
von den angewandten Bedingungen sind entstehende Polymere stark
vernetzt und relativ sauerstofffrei (mit Ausnahme der oberen und
unteren Grenzflächen).
Die Abscheidung erfolgt im allgemeinen langsam, wodurch das Aufbringen
von sehr dünnen
Schichten (im Ångström/Nanometer-Bereich)
erleichtert wird. Die Arbeitsdrücke
bei der Plasmapolymerisation liegen typischerweise im Bereich von
0,1–0,01
Torr.
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Polysilane können auch als Beschichtungen aufgebracht
oder aus Lösungsmitteln
gegossen werden. Geeignete lösungsmittelgetragene
Polysilane sind unter anderem die von Huls America, Bristol, PA, gelieferten
Produkte PS101 (Poly(cycohexylmethyl)silan), PS101.5 (Polydihexylsilan),
PS106 (Poly(phenylmethylsilan)), PS109 (Cyclohexylmethylsilan-Dimethylsilan-Copolymer)
und PS110 (Dimethylsilan-Phenylmethylsilan-Copolymer). Weitere geeignete
Polysilane und ihre Synthese werden in den US-Patentschriften US-A-4992520,
5039593, 4987202, 4588801 und 4587205 und in Zeigler et al., "Self-developing polysilane
deep-UV resists – photochemistry,
photophysics, and submicron lithography" (Selbstentwickelnde Resists für tiefes
UV, Photochemie, Photophysik und Submikrometer-Lithographie), SPIE
Advances in Resist Technology and Processing II 539: 166–174 (1985),
beschrieben. Im allgemeinen haben geeignete aufgebrachte Polysilane
Molekulargewichte von mehr als 1000 Dalton.
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Bei einigen Anwendungen ist es wünschenswert,
funktionelle Gruppen in das Polysilan einzubauen, um das Haftvermögen an einer
darüberliegenden Schicht
zu verbessern. Zum Beispiel gehen funktionelle Vinylgruppen in der
Schicht 108 eine Bindung mit komplementären Gruppen in einer additionsgehärteten Siliconschicht 106 ein,
die darüber
aufgebracht und darauf gehärtet
wird. Auf diese Weise ist es möglich,
ein Polysilan/Polysiloxan-Copolymer mit substituierten Polysiloxan-Gruppen
in hinreichend niedrigen Konzentrationen (z. B. 2% oder weniger)
zu verwenden, um eine Farbabweisung zu vermeiden.
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In einer weiteren Version dieser
Ausführungsform
wird die Schicht 108 so ausgewählt, daß sie gegen die Erzeugung von
Trümmern
beständig ist,
aber funktionelle Gruppen aufweist, die das Entfernen der Schicht
nach der Bildaufzeichnung unterstützen; d. h. durch Einwirkung
eines Abbildungsimpulses wird die Schicht 104 innerhalb
des bebilderten Bereichs ablatiert, aber wahrscheinlich nur eine
geringfügige
Schädigung
der Schicht 108 (wie weiter unten beschrieben) und der
Schicht 106 verursacht. Diese Schichten werden jedoch durch
die Zerstörung ihrer
Verankerung vom Substrat 100 ablösbar gemacht. Dieses Entfernen
kann durch mechanische Wirkung in Gegenwart eines Reinigungsfluids
erzielt werden, und chemische Verträglichkeit zwischen diesem Fluid
und funktionellen Gruppen des Polymers der Schicht 108 unterstützt ihre
Entfernung in bebilderten Bereichen; solange die Materialien so
ausgewählt
werden, daß sie
ein hinreichendes Haftvermögen
zwischen den Schichten aufweisen, verursacht diese Verträglichkeit
keine Schädigung
der bildfreien Bereiche während
der Reinigung.
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Wenn das Reinigungsfluid von wäßriger Natur
ist, kann die Schicht 108 ein Polyvinylalkohol sein. Diese
Materialien weisen ein hervorragendes Haftvermögen sowohl an einer Siliconschicht 106 als auch
an einer Schicht 104 auf Titanbasis auf. Außerdem werden
aus Wasser gegossene Polyvinylalkoholschichten durch die meisten
Lösungsmittel
in der Druckmaschine nicht beeinflußt, woraus sich eine hervorragende
Haltbarkeit der Platte während
des Gebrauchs ergibt. Geeignete Polyvinylalkohol-Materialien sind
unter anderem die AIRVOL-Polymerprodukte (z. B. AIRVOL 125 oder
AIRVOL 165, stark hydrolysierte Polyvinylalkohole, geliefert
von Air Products, Allentown, PA). Der Polyvinylalkohol kann auf das
Substrat 100 aufgetragen werden, indem er mit einem großen Wasserüberschuß vereinigt
(z. B. in einem Gewichtsverhältnis
von 98 : 2) und das Gemisch mit einer Spiralrakel aufgetragen wird,
wonach der Überzug
1 Minute bei 149°C
(300°F)
in einem Labor-Konvektionsofen getrocknet wird. Typisch ist ein Auftragsgewicht
von 0,2–0,5
g/m2 .
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Eine Alternative zu Polyvinylalkohol
ist Hydroxycellulose, z. B. die nichtionischen, wasserlöslichen
NATROSOL-Polymere, die von Aqualon Co., Houston, TX, vertrieben
werden. Dieses Material ist ein Hydroxyethylether von Cellulose.
Eine 2%-ige Lösung
in Wasser des Produkts NATROSOL 250 JR wurde auf ein titanbeschichtetes
Polyestersubstrat mit 0,2 g/m2 aufgebracht
und 1 Minute bei 149°C (300°F) in einem
Labor-Konvektionsofen getrocknet. Diese Schicht wurde mit 2,0 g/m2 Silicon beschichtet, um eine mit Wasser
zu reinigende Trockenplatte herzustellen.
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In einem anderen Verfahren ist die
Schicht 108 ein Acrylat-Material, das hydrophile funktionelle Gruppen
enthält,
die es mit einem wäßrigen Reinigungsfluid
verträglich
(und durch dieses Fluid entfernbar) machen. Hydrophile Gruppen die
an oder innerhalb von Acrylat-Monomeren oder -Oligomeren gebunden
sein können,
sind unter anderem substituierte Phosphorsäure- und Ethylenoxid-Seitengruppen.
Bevorzugte Materialien sind unter anderem β-Carboxyethylacrylat; die oben
diskutierten Polyethylenglycoldiacrylate; das Produkt EB-170, ein
von UCB Radcure, Inc., Atlanta, GA, geliefertes phosphorsäurefunktionelles
Acrylat; und die von Henkel gelieferten Produkte PHOTOMER 4152 (Hydroxyl-Seitengruppen),
4155 und 4158 (hoher Ethoxy-Gehalt) und 6173 (Carboxyl-Seitengruppen).
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Alternativ können hydrophile Verbindungen als
nichtreaktive Komponenten in dem Beschichtungsgemisch enthalten
sein, die in die entstehende ausgehärtete Matrix eingeschlossen
werden und hydrophile Bindungsstellen aufweisen, welche die Beschichtung
mit Wasser benetzbar machen. Derartige Verbindungen sind unter anderem
Polyethylenglycole und Trimethylolpropan. Besonders beim Auftrag durch
Beschichten (im Gegensatz zur Vakuumbedampfung) ist die Auswahl
von acrylatfreien, hydrophilen organischen Stoffen, die einem Acrylatgemisch
zugesetzt werden können,
beträchtlich,
da das Molekulargewicht keine wesentliche Rolle spielt. Im wesentlichen
ist alles, was erforderlich ist, Löslichkeit oder Mischbarkeit
in der Beschichtung auf Acrylatbasis. Acryl-Copolymere (einschließlich Polyacrylsäure-Polymere) mit hohem
Acrylsäuregehalt
sind gleichfalls möglich.
Anwendungen ohne Vakuum erleichtern außerdem die Verwendung von festen
Füllstoffen,
besonders von anorganischen Stoffen (wie z. B. Siliciumdioxiden),
um Wechselwirkungen mit Reinigungslösungen auf Wasserbasis zu fördern. Solche Füllstoffe
können
hydrophil sein und/oder Porosität (Textur)
verleihen, wie z. B. die Porosität,
die man mit leitfähigen
Rußen
erhält
(z. B. dem von der Special Blacks Division von Cabot Corp., Waltham,
MA, gelieferten Pigment Vulcan XC-72).
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T-Harze und Doppelstrangpolymere
stellen eine weitere Klasse von Materialien dar, die entweder als
Schicht
108 in der zweiten Ausführungsform oder als Schicht
102 in
der ersten Ausführungsform
dienen können.
Diese Materialien können
aus einem Lösungsmittel
aufgetragen werden und weisen, besonders wenn sie phenylsubstituiert
sind, eine sehr hohe Hitzebeständigkeit
auf. T-Harze sind hochvernetzte Materialien mit der empirischen
Formel RSiO
1,5. Doppelstrangpolymere können die
Struktur
aufweisen.
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Diese beiden Materialarten nehmen
Druckfarbe an und können
(z. B. durch Anwendung einer Silanol-Substitution mit -OH als R)
hydrophil oder mit einer darüberliegenden
Schicht reaktiv gemacht werden (z. B. durch Anwendung der Vinylsubstitution
mit R gleich -CH=CH2). Ferner zersetzen
sich diese Materialien leicht zu SiO2-x Gläsern statt
zu Siloxanen mit niedrigem Molekulargewicht.
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Geeignete Materialien sind beispielsweise unter
anderem Polymethylsilsesquioxan, Polyphenylpropylsilsesquioxan (das
hydroxylsubstituiert sein kann) und Polyphenylvinylsilsesquioxan.
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Die Wirkung der Belichtung einer
Platte gemäß 2 ist in 3A dargestellt. Der Belichtungsimpuls
ablatiert die Schicht 104 im Belichtungsbereich und läßt einen
Hohlraum 112 mit zerstörter
Verankerung zwischen den Schichten 100, 108 zurück, der
dafür sorgt,
daß die
darüberliegenden
Schichten 106, 108 durch Reinigung entfernt werden
können. Dieser
in 3B dargestellte Prozeß wird durch
die Hydrophilie der Schicht 108 verstärkt. Wenn eine wäßrige Reinigungsflüssigkeit
aufgebracht wird, zerfallen die Bereiche mit zerstörter Verankerung
der Schichten 106, 108 in eine Reihe von Bruchstücken 115,
die in die Reinigungsflüssigkeit
gesaugt und entfernt werden, wodurch die Schicht 100 an
den vom Abbildungsimpuls getroffenen Stellen freigelegt wird.
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Eine typische wäßrige Reinigungsflüssigkeit zur
Verwendung bei Druckelementen mit einer hydrophilen Schicht 108 wird
zubereitet, indem Leitungswasser (11,4 l) konzentrierter Simple
Green-Reiniger, geliefert
von Sunshine Makers, Inc., Huntington Beach, CA (150 ml) und eine
Verschlußkappe
Super Defoamer 225-Produkt, geliefert von Varn Products Company,
Oakland, NJ, vermischt werden. Dieses Material kann nach der Bildaufzeichnung
auf eine rotierende Bürste
aufgetragen werden, die sich im Kontakt mit der Oberfläche 106 befindet,
wie in US-A-5148746 beschrieben.
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Schließlich zeigt 4 eine Plattenausführungsform mit einem Substrat 100,
einer Bildaufzeichnungsschicht 104 und einer Oberflächenschicht 106,
wie oben beschrieben, und einer anorganischen Schicht 110,
deren Funktion hauptsächlich
darin besteht, hydrophile Trümmer
zu erzeugen, statt einen wirksamen Hitzeschutz für die Schicht 106 bereitzustellen.
Die Schicht 110 kann hitzebeständig sein, den Bildaufzeichnungsprozeß überstehen
und ebenso wie die Schicht 108 an der Schicht 106 haften
(siehe 3). Auf diese
Weise bildet die Schicht 110 eine hydrophile Oberfläche, die
mit einer wäßrigen Reinigungsflüssigkeit
verträglich
ist und dadurch die Entfernung der Schicht 106 über den
bebilderten Plattenbereichen unterstützt. Die Schicht 110 kann
z. B. für
Belichtungsstrahlung durchlässig
sein; eine durchlässige
Schicht 110 behält,
indem sie nicht mit dem Strahl wechselwirkt, ihre eigene strukturelle
Integrität
bei, während
sie zuläßt, daß die volle
Strahlenergie die Schicht 104 erreicht.
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In einer bevorzugten Version besteht
die Schicht 110 aus Siliciumdioxid (SiO2),
das in einer Dicke im Bereich von 50–1000 Å und Idealerweise von 300 Å aufgebracht
wird. Die Schicht 110 kann durch reaktives Sputtern von
Silicium aufgebracht werden, wobei dem Arbeitsgas (typischerweise
Argon) Sauerstoff zugesetzt wird. Dem Arbeitsgas kann auch Feuchtigkeit
zugesetzt werden, um eine Silanol-Funktionalität in das abgeschiedene SiO2-Material einzubringen und dadurch die Hydrophilie
zu verstärken.
Es können
auch vorteilhaft andere Oxide eingesetzt werden. In dem Maße, wie
die Schicht 110 nicht durchlässig für Belichtungsstrahlung ist,
kann es jedoch notwendig sein, die Dicke der Schicht 104 zu
verringern, um den resultierenden Energieverlust auszugleichen.
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Diese Plattenkonstruktion kann aus
der Rückstrahlung
nichtabsorbierter Belichtungsstrahlung in die Schicht 104 Nutzen
ziehen. Ein Material, das sich zur Verwendung als IR-reflektierendes
Substrat 100 eignet, ist beispielsweise die von ICI Films, Wilmington,
DE, gelieferte weiße
329-Folie, in der IR-reflektierendes
Bariumsulfat als weißes
Pigment verwendet wird. Die Polyester-Unterlage behält ihre oleophile
Affinität
zu Druckfarbe bei.
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Man wird daher erkennen, daß die vorstehenden
Verfahren und Konstruktionen Flachdruckplatten mit hervorragenden
Druck- und Leistungseigenschaften ergeben.
