(57)【要約】【課題】構造化された被印刷物接触面を、ミクロ粒子（５）を有する構造化されたコーティング（３）が基材（２）上に生成されることにより製造する方法並びにそのように製造され、基材（２）上にミクロ粒子（５）を有する構造化されたコーティング（３）を有する構造化された被印刷物接触面。【解決手段】前記接触面は、ミクロ粒子（５）が、ナノ粒子（４ｂ）の吸着により付着防止性に被覆及び凝集され、かつ生成された凝集体（９）が、ゾル−ゲルマトリックス（４ａ）中に固定されることにより製造され、並びに前記接触面のコーティング（３）は、ゾル−ゲルマトリックス（４ａ）中に固定され、ミクロ粒子（５）からなる凝集体（９）を有する。【効果】前記接触面は、構造突出部（８）の摩耗の際にミクロ粒子（５）の抗付着シェル（６）が露出され、かつコーティング（３）の付着防止性を維持するので、自己修復機能を有する。【選択図】図１ａ
2011189739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造化された被印刷物接触面を、ミクロ粒子（５）を有する構造化されたコーティング（３）を基材（２）上に生成することにより、製造する方法において、
・前記ミクロ粒子（５）を、ナノ粒子（４ｂ）の吸着により付着防止性に被覆し、かつ凝集させ、かつ
・生成された凝集体（９）を、ゾル−ゲルマトリックス（４ａ）中に固定する
ことを特徴とする、構造化された被印刷物接触面を製造する方法。
【請求項２】
前記ミクロ粒子（５）が約１〜約５μmの大きさを有し、かつ前記ミクロ粒子から、約１０〜約５０μmの大きさを有する凝集体（９）が生成される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記コーティング（３）の構造突出部（８）が前記凝集体（９）により本質的に形成される、請求項２記載の方法。
【請求項４】
基材（２）上に構造化されたコーティング（３）を有する構造化された被印刷物接触面を自己修復する方法であって、
前記コーティング（３）の構造突出部（８）中に、  −  ナノ粒子（４ｂ）の吸着により付着防止性に被覆された  −  ミクロ粒子（５）が含まれており、かつ前記ミクロ粒子（５）がそれらのそれぞれの抗付着シェル（６）と共に、前記構造突出部（８）の頂部（７）の摩耗により露出される
ことを特徴とする、被印刷物接触面を自己修復する方法。
【請求項５】
基材（２）上に、ミクロ粒子（５）を有する構造化されたコーティング（３）を有する構造化された被印刷物接触面であって、
前記コーティング（３）が、ゾル−ゲルマトリックス（４ａ）中に固定され、  −  ナノ粒子（４ｂ）の吸着により付着防止性に被覆された  −  ミクロ粒子（５）からなる凝集体（９）を有する
ことを特徴とする、構造化された被印刷物接触面。
【請求項６】
前記ミクロ粒子（５）が約１〜約５μmの大きさを有し、かつ前記凝集体（９）が約１０〜約５０μmの大きさを有する、請求項５記載の接触面。
【請求項７】
前記コーティング（３）の構造突出部（８）が、前記凝集体（９）により本質的に形成されている、請求項５又は６記載の接触面。
【請求項８】
前記ミクロ粒子（５）が炭化ケイ素を含有する、請求項５から７までのいずれか１項記載の接触面。
【請求項９】
被印刷物を加工する機械  −  例えば印刷機械、特に平版オフセット印刷用のシートを加工する輪転印刷機械、又は例えば印刷後工程機械  −  であって、
請求項５から８までのいずれか１項記載の構造化された被印刷物接触面（１）
を特徴とする、被印刷物を加工する機械。
【請求項１０】
構造化された被印刷物接触面の自己修復のための、ゾル−ゲルマトリックス（４ａ）中に固定され、  −  ナノ粒子（４ｂ）の吸着により付着防止性に被覆された  −  ミクロ粒子（５）からなる凝集体（９）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の導入部分の特徴を有する方法並びに請求項４の導入部分の特徴を有する方法に関する。さらに、本発明は、請求項５の導入部分の特徴を有する構造化された被印刷物接触面(strukturierte, Bedruckstoff kontaktierende Oberflaeche)及び請求項１０記載の使用にも関する。
【背景技術】
【０００２】
いわゆるグラフィック産業（製版(Druckvorstufe)、製版(Druckherstellung)及び印刷後工程(Druckweiterverarbeitung)）の機械中で、被印刷物、例えば紙、厚紙又はフィルムは、搬送され、かつ加工される。印刷機械中での被印刷物の搬送は、回転するシリンダーを用いて行われることができ、前記シリンダーは、このために被印刷物接触面を、好ましくは交換可能なシリンダージャケット（Zylinderaufzuegen，"ジャケット"）の形で、有する。これらの面は、通例、２つの性質が備えられている：一方では、これらは付着防止性であり（着色剤、塗料及び汚れをはじく）、かつ他方では、使用されるたいてい極めて硬質な材料に基づき、耐摩滅性である。さらに、これらの面は通例、たいてい微視的構造を有する、すなわちこれらは滑らかではなくて、（微小）粗さを有して形成されている。この粗さは、被印刷物のための接触面積、ひいては前記面上への着色剤堆積の可能性を減少させる。例えば、数年前から、例えばシリコーンのような僅かな表面エネルギーのシーリングを有する溶射された（故に微小粗さを有する）セラミックコーティングが使用されている（Heidelberger Druckmaschinen AG製の製品"PerfectJacket"）。
【０００３】
独国特許出願公開(DE-A1)第10 2005 060 734号明細書には、シリンダージャケット用の架橋されたナノ粒子、例えばポリオルガノシロキサンからなる粘着防止層が開示されている。これらは、ゾル−ゲル法において三次元架橋され、かつ適用される(aufgebracht)。付加的に硬質粒子（直径０．１〜０．５μm）、例えばダイヤモンド粉末又は窒化ホウ素が、添加されることができる。それから形成された層は、均一分散した粒子を含有する。そのように生成された層が、固有の(eigene)構造を有するかどうか又は別個の構造層上へ適用されるかどうかは、開示されていない。
【０００４】
特開平(JP-A)11-165399号公報からは、構造コーティングを有する被印刷体移送用ロールが知られている。そのようなロールを製造する二工程のコーティング方法は、一方では５〜６０μmの直径を有するセラミック粒子の噴霧及び他方ではシリコーンの噴霧（並びに引き続き第三工程としての乾燥）を含む。粗い表面構造が形成され、その際に構造突出部(Strukturerhebungen)中では、構造谷(Strukturtaelern)中よりも多くの粒子が見出される。
【０００５】
技術水準に記載された面は、同時に２つの欠点を有しうる：一方では、前記ジャケットは、不可避の摩滅によりそれらの  −  存在している場合には  −  粗さを、及び他方では、自己浄化作用のために必要なそれらの付着性を、失いうる。
【０００６】
近くにあるが、しかしながら本発明により行われない思想に、摩滅したジャケットを前記機械から取り出し、かつ修復方法に、例えば新たなコーティングにより、かけることが考えられる。そのような方法は、しかしながらおそらく極めて時間集約的かつ費用集約的であろう。
【０００７】
前記機械中で実施される類似の修復方法は、例えば独国特許出願公開(DE-A1)第102 27 758号明細書に記載されている。その場合に、しかしながら、ナノ粒子（ゾル−ゲル法における）のみが使用され、かつミクロ粒子は使用されない。そのように修復された層が、固有の構造を有するかどうか又は別個の構造層上へ適用されるかどうかは、開示されていない。
【０００８】
さらに、独国特許出願公開(DE-A1)第199 57 325号明細書からは、金属用の耐摩耗性の防食層を製造するためのコーティング組成物が知られており、その際に付着防止性のゾル−ゲルマトリックスが生成される。前記の層にとって不利であるのは、機械的応力、例えば摩耗の際の、付着防止作用のあり得る損失である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】独国特許出願公開(DE-A1)第10 2005 060 734号明細書
【特許文献２】特開平(JP-A)11-165399号公報
【特許文献３】独国特許出願公開(DE-A1)第102 27 758号明細書
【特許文献４】独国特許出願公開(DE-A1)第199 57 325号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
この背景から、本発明の課題は、付着防止性の(antiadhaesiver)及び耐摩滅性の(verschleissfester)もしくは自己修復する面の製造又はそれらの自己修復を可能にする、技術水準に比べて改善された方法を創造することである。さらにまた、本発明のさらなる又は選択的な課題は、例えば摩耗のような機械的応力の際にも得られたままである付着防止性及び耐摩滅性もしくは自己修復性を有し、技術水準に比べて改善された被印刷物接触面を創造することである。それに加えて、本発明の課題は、凝集された粒子のコストを低下させる使用を創造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
これらの課題は、本発明によれば、請求項１の特徴を有する方法により、請求項４の特徴を有する方法により、請求項５の特徴を有する構造化された被印刷物接触面により、及び請求項１０の特徴を有する使用により、解決される。本発明の有利なさらなる態様(Weiterbildungen)は、付属する従属請求項から並びに明細書及び付属する図面から明らかになる。
【００１２】
基材(Substrat)上に、ミクロ粒子を有する構造化されたコーティングが生成されることによる、本発明による構造化された被印刷物接触面の製造方法は、前記ミクロ粒子がナノ粒子の吸着により付着防止性に被覆され(umhuellt)、かつ凝集され、かつ生成された凝集体(Agglomerate)がゾル−ゲルマトリックス中に固定されることにより特徴付けられる。
【００１３】
本発明によれば、有利には、より少ない工程を用いて及び特に１つのみのコーティング工程を用いて、付着防止性及び耐摩滅性もしくは自己修復性を生成することが可能になる。
【００１４】
本発明による方法の有利でかつ故に好ましいさらなる態様は、前記ミクロ粒子が、約１〜約５μmの大きさを有し、かつそれから、約１０〜約５０μmの大きさを有する凝集体が生成されることにより特徴付けられることができる。
【００１５】
本発明による方法の有利でかつ故に好ましい別のさらなる態様は、前記コーティングの構造突出部が本質的に凝集体によって形成されることにより特徴付けられることができる。
【００１６】
本発明による基材上に構造化されたコーティングを有する構造化された被印刷物接触面を自己修復する方法は、前記コーティングの構造突出部中に  −  ナノ粒子の吸着により付着防止性に被覆された  −  ミクロ粒子が含まれており、かつ前記ミクロ粒子が、それらのそれぞれの抗付着シェル(Antihafthuelle)と共に、前記構造突出部の頂部(Spitzen)の摩耗により露出されることにより特徴付けられる。
【００１７】
本発明によれば、有利には、自己修復性及びそれをベースとして自己修復機能を生成することが可能になる。
【００１８】
本発明による基材上にミクロ粒子を有する構造化されたコーティングを有する構造化された被印刷物接触面は、前記コーティングが、  −  ナノ粒子の吸着により付着防止性に被覆された  −  ミクロ粒子からなり、ゾル−ゲルマトリックス中に固定された凝集体を有することにより特徴付けられる。
【００１９】
本発明によれば、有利には、付着防止性及び耐摩滅性もしくは自己修復性を有する面を生成することが可能になる。
【００２０】
本発明による面の有利でかつ故に好ましいさらなる態様は、前記ミクロ粒子が約１〜約５μmの大きさを有し、かつ前記凝集体が約１０〜約５０μmの大きさを有することにより特徴付けられうる。
【００２１】
本発明による面の有利でかつ故に好ましい別のさらなる態様は、前記コーティングの構造突出部が本質的に凝集体により形成されていることにより特徴付けられうる。
【００２２】
本発明による面の有利でかつ故に好ましい別のさらなる態様は、前記ミクロ粒子が炭化ケイ素を含有することにより特徴付けられうる。
【００２３】
本発明による使用は、構造化された被印刷物接触面を自己修復するための  −  ナノ粒子の吸着により付着防止性に被覆された  −  ミクロ粒子からなり、ゾル−ゲルマトリックス中に固定された凝集体の使用を含む。
【００２４】
本発明の範囲内で、上記のように本発明に関して記載された少なくとも１つの被印刷物接触面により特徴付けられる、被印刷物を加工する機械  −  例えば印刷機械、特に平版オフセット印刷のためのシート(Bogen)を加工する輪転印刷機械、又は例えば印刷後工程機械  −  であることもわかる。
【００２５】
前記の発明及び本発明の前記の有利なさらなる態様は、相互の組合せでも本発明の有利なさらなる態様を表す。例えば、約１〜約５μmの大きさの凝集され、かつ被覆されたミクロ粒子及び約１０〜約５０μmの大きさの凝集体を有する本発明によるコーティングが特に好ましく、その際に前記コーティングの構造突出部は本質的に前記凝集体により形成される。
【００２６】
本発明それ自体並びに本発明の構造的及び／又は機能的に有利なさらなる態様は、以下に付属する図面に関して、少なくとも１つの好ましい実施例に基づいてより詳細に記載される。図面中で、互いに相応する要素には、それぞれ同一の符号が与えられている。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１ａ】本発明によるシリンダージャケットの好ましい実施例の略示断面図
【図１ｂ】本発明によるシリンダージャケットの好ましい実施例のさらなる略示断面図
【図２】図１ａ及び１ｂからの切り抜きＩ
【図３】本発明による方法の好ましい実施例の流れ図
【００２８】
図１ａは、本発明によるシリンダージャケット１の好ましい実施例の略示断面図を示す。前記ジャケットは、好ましくは合金鋼(Edelstahl)から及び選択的にアルミニウム、チタン、鋼又はプラスチックからなる、基材２と、耐摩滅性及び付着防止性のコーティング３とを有する。コーティング３は、マトリックス４ａ中へ埋め込まれたミクロ粒子５を有する架橋されたナノ粒子からなるゾル−ゲルマトリックス４ａを含む。
【００２９】
ゾル−ゲルマトリックスそれ自体は、通常、好ましくは独国特許出願公開(DE-A1)第199 57 325号明細書に開示されたマトリックスに相応して製造されていてよく、もしくは構成されていてよい。好ましくは、ナノゾルのためには、Bitterfeld-WolfenのFEW Chemicals GmbH社製の製品"H 5055"が使用される。しかしながら、本発明による製造の場合に、公知の方法とは異なり、挙げたミクロ粒子５又はミクロ粒子５のための相応する出発物質が付加的に分散される。公知の層とは異なり、本発明により製造される層は、前記のミクロ粒子を前記マトリックス中へ埋め込まれて含有する。
【００３０】
マトリックス４ａ中へ埋め込まれ、かつ前記マトリックスにより固定されたミクロ粒子５は、好ましくは炭化ケイ素（ＳｉＣ）製又は選択的にケイ素、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、ガラス又はセラミック製である。好ましくは使用される炭化ケイ素は、粉末として、例えばGoslarの製造者H.C.Starckから標示"Typ 25"で購入されることができる。
【００３１】
図１ａにおいて、そのうえ、ミクロ粒子５には、前記ミクロ粒子表面上に吸着されたナノ粒子４ｂからなる抗付着シェル６がそれぞれ設けられていることが確認できる。それぞれの抗付着シェル６は、約０．５〜約５μmの厚さを有する。ミクロ粒子５は、それゆえ固有のゾル−ゲルシェルを有し、かつ故に自体が付着防止性にコーティングされている。それにより、本発明によれば、摩滅が増加すると、構造突出部８の頂部７の除去により確かにミクロ粒子５は露出しうるが、これらはしかしながら、それらの固有の付着防止性に基づいて、層３もしくはジャケット１の付着防止性を延びた期間にわたって維持するという、図２に拡大された切り抜きＩに示された利点が明らかになる。
【００３２】
図１ｂは、本発明によるシリンダージャケット１の好ましい実施例のさらなる略示断面図を示す。この場合に、マトリックス４ａは、凝集体９の間にミクロ粒子５を本質的に含まないので、構造谷は、本質的にマトリックス４ａによってのみ形成される。ときおり、確かに凝集されないミクロ粒子５も存在しうるが、これらは、しかしながら構造に本質的に寄与しない。ジャケット１の構造は、それゆえ、凝集体９からなる構造山とマトリックス４ａからなる構造谷とにより本質的に形成される。
【００３３】
図３は、本発明による方法の好ましい実施例の流れ図を示す。第一工程Ａ（混合）において、前記ナノゾル（好ましくは独国特許出願公開(DE-A1)第199 57 325号明細書に相応する）に、前記のミクロ粒子５用の出発物質が添加される。前記出発物質は、１〜約５０μmの大きさを有する、好ましくは１０〜約３０μmの大きさを有する粉末形のいわゆる一次粒子、すなわちわずかにのみ凝集されたもしくはゆるく凝集された粒子を含む。成果のあった試験の場合に、ゾル約３リットル中に一次粒子約２００グラムが添加された。
【００３４】
第二の処理工程Ｂ（粉砕(Zerkleinern)及び被覆(Umhuellen)）において、前記ゾルは、一次粒子と共に撹拌され、かつ分散体が生成される。成果のあった試験の場合に、約１０，０００〜約２０，０００rpmで約３０分間分散された。
【００３５】
撹拌により及び特に一次粒子に機械的に作用する撹拌装置、例えば撹拌ミルを使用する場合に、一次粒子は、約１〜約５μmの大きさに、好ましくは約２〜約３μmの大きさに及び特に好ましくは約２．５μmの大きさに粉砕される。前記一次粒子から、このようにしてミクロ粒子５が生成される。同時に、前記ゾルのナノ粒子４ｂはミクロ粒子５の表面上に吸着し、かつミクロ粒子５の既に挙げたシェル６を形成する。
【００３６】
そのように製造された分散体４は、第三の処理工程Ｃ（施与(Auftragen)）において、基材２上へ適用され、好ましくは噴霧される（例えばKornwestheimのSATA GmbH & Co. KG社製のいわゆる高容量低圧（ＨＶＬＰ）スプレーガンを用いて成果があった）。噴霧する際に既に、ミクロ粒子５の最初の凝集となる。
【００３７】
それに続く第四工程（架橋及び凝集(Agglomerieren)）において、適用された層３は、熱処理され、すなわち架橋され、かつ硬化される。成果のあった試験の場合に、架橋は約１５０℃で実施された。その場合に、分散体の溶剤が蒸発し、かつミクロ粒子５のさらなる凝集及び前記面の構造の形成となり、その際に構造突出部は、主に凝集体９（図１ａ及び１ｂ参照）により形成される。このようにして、約１０〜約５０μmのＲＺ値を有する、好ましくは２０〜約４０μmのＲＺ値を有する層３が生成されることができる。
【００３８】
本発明の利点は、１つのみのコーティング工程（処理工程Ｃ）を用いて、構造化され、かつ付着防止性の表面が生成されることができることにあることがわかる。それゆえ本発明によれば、例えばまず最初に構造層を及びついで別個に付着防止層を適用することは不要である。この第二のコーティング工程の削減により、本発明による製造方法は、費用がよりかからずに実施されることができる。
【００３９】
さらなる利点は、凝集され、かつそれぞれ被覆されたミクロ粒子５の作用から明らかになる。構造突出部８もしくは凝集体９は、極度に耐摩滅性である、それというのも、もちろん、構造頂部７の除去が、必要な付着防止性の完全な損失をもたらさないからである。言い換えれば：前記構造は、構造粒子５の構造内部の付着防止性のシェルに基づく自己修復機能を有する。
【００４０】
前記の一次粒子の粉砕とは選択的に、処理工程Ｂにおいて十分に小さな一次粒子が、混ぜ入れられ、かつ本質的に粉砕せずに被覆されることもできる。しかしながら粉砕すべき一次粒子の使用は、前記のように好ましい、それというのも、これらは費用がよりかからずに得られ、かつ粉砕プロセスは、ナノ粒子での本発明による被覆を促進するからである。
【００４１】
本発明によるシリンダージャケットは、好ましくは転写シリンダー、反転シリンダー及び圧シリンダー(Umfuehr-, Wende- und Druckzylindern)上で、小さな判型（いわゆる５判及び未満）で並びに大きな判型（いわゆる６、７及び８判、もしくは８９０×１，２６０mmよりも大きい全ての判型）で使用可能である。
【００４２】
以下に、処理工程Ａによる層組成の充填剤としての無機質ミクロ粒子の耐摩耗性／耐摩滅性を有する古典的なゾル−ゲル化学の本発明による組合せの好ましい例：
ａ）一般式Ｍ（Ｏ−Ｒ1）n（Ｍ＝Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ；Ｒ1＝アルキル、アリール、アシル、アルコキシアルキル）の１種の金属アルコキシドもしくは半金属アルコキシド又は複数の金属アルコキシドもしくは半金属アルコキシドの混合物５〜４０％、
ｂ）一般式Ｒ2xＳｉ（Ｒ3）4-x（Ｒ2＝Ｃ1〜Ｃ20アルキル、Ｃ1〜Ｃ20アルケニル、アリール、３−アミノプロピル、３−グリシドオキシプロピル、３−メタクリルオキシプロピル、アミノエチルアミノプロピル、３−メルカプトプロピル；Ｒ3＝アルコキシ、アリールオキシ、Ｃ１）の１種の官能化もしくは官能化されないオルガノシラン又は複数の官能化もしくは官能化されないオルガノシランの混合物並びに有機基が互いに反応しうるそのような異なるオルガノシランの加水分解生成物及び縮合生成物の混合物３０〜７０％、
ｃ）ポリマー鎖がテトラフルオロエチレンオキシド鎖又はヘプタフルオロエチレンオキシド鎖から構成されており、かつ純粋な炭素鎖を介して結合された少なくとも１つの加水分解可能なシリル基を有する１つ又はそれ以上のフッ素化ポリエーテル０〜１０％又はフッ素含有側鎖を有する１つ又はそれ以上のオルガノシラン０〜１０％、及び
ｄ）例えば＞７のモースによる硬さを有する、粉末状の耐引っかき性顔料（一次粒子）２０〜７０％。
【００４３】
溶剤として、水及び使用される出発化合物と混和性である全ての溶剤が使用されることができる。成分（ａ）及び（ｂ）の場合に、この溶剤は通常、ケトン及びアルコール、例えばアセトン、ブタノン、エタノール、ｎ−プロパノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール、ペンタノール、１−メトキシ−２−プロパノール並びにそれらの混合物である。特に成分（ｄ）との相溶性に基づいて、低級アルコール、例えばメタノール及びエタノールが、特に有利であることが判明している。
【００４４】
アルコキシド及びオルガノシランの加水分解のためには、水は、加水分解可能な基を基準として、少なくとも半化学量論的に、しかし好ましくは、完全な加水分解を保証するために化学量論的に又は化学量論的に過剰に添加される。加水分解及び縮合用の触媒として、系中に可溶の通常全ての酸及び塩基が使用されることができる。酸触媒反応が好ましい。
【００４５】
金属アルコキシド又は半金属アルコキシドとして、好ましくはテトラアルコキシシラン及び特にテトラエチルオルトシリケート（"ＴＥＯＳ"）が使用される。オルガノシランとして、別の官能基を有しないアルキルシラン及びアリールシランが特に適しているが、しかしまた官能基、例えばエポキシ基、アミノ基及びペルフルオロ基を有するオルガニルシランも使用可能である。耐引っかき性粒子として、≧７によるモースによる硬さを有する無機質顔料、例えば石英（硬さ７）、コランダム（硬さ９）、炭化ケイ素（硬さ９．５）及びダイヤモンド（硬さ１０）が適している。
【符号の説明】
【００４６】
１  シリンダージャケット
２  基材
３  耐摩滅性及び付着防止性のコーティング
４  分散体
４ａ  ゾル−ゲルマトリックス／ナノ粒子
４ｂ  吸着されたナノ粒子
５  ミクロ粒子
６  抗付着シェル／ナノ粒子
７  頂部
８  構造突出部
９  凝集体
Ａ  混合
Ｂ  粉砕及び被覆
Ｃ  施与
Ｄ  架橋及び凝集
【図１ａ】
2011189739.tif 000003
【図１ｂ】
2011189739.tif 000004
【図２】
2011189739.tif 000005
【図３】
2011189739.tif 000006