Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de regiones hidrófilas e hidrófobas,

en el que se recubre con una capa hidrófoba la superficie de la placa regenerable, que comprende un sustrato y una capa porosa que está sobre él con una superficie específica de la capa de 20 m 2 /g a 250 m 2 /g, determinada según el procedimiento BET con nitrógeno, de una masa que contiene catalizador de oxidación hidrófilo, y se expone fotográficamente, en donde el catalizador y la capa en las regiones iluminadas se calientan por la exposición, de modo que la capa hidrófoba en las regiones iluminadas se descompone oxidativamente quedando expuesto el catalizador de oxidación hidrófilo que está por debajo

La presente invención se refiere a procedimientos para la producción de placas regenerables con superficie estructurada de regiones hidrófilas e hidrófobas, en donde la capa que forma las regiones hidrófilas contiene un catalizador de oxidación, a las placas regenerables con superficie estructurada que se obtienen con ellos, a un procedimiento para la regeneración de estas placas, a un procedimiento de impresión plana y a otros usos para estas placas estructuradas regenerables.

La estructuración de superficies es una técnica interesante y hay distintos procedimientos para lograrlo. Así en la fotolitografía, por ejemplo, se pueden desprender regiones solubles de materiales fotosensibles que se generan por exposición de enmascaramiento, escritura láser o mezcla de doble onda, y, así, se logran estructuras superficiales. En la impresión offset, se modifica la polaridad de las superficies a través de un procedimiento fotolitográfico y, de esta manera, se generan regiones humectables y no humectables (regiones hidrófilas/hidrófobas). Más allá de ello, por modificación química de las superficies, se pueden unir grupos reactivos a superficies que, por ejemplo, se pueden estructurar selectivamente por ablación láser. De esta manera, se pueden generar estructuras superficiales funcionales. Todos estos procedimientos tienen en común, sin embargo, que no pueden revertirse, es decir, no son reversibles.

El ajuste de la hidrofilia o bien la hidrofobia de superficies también es técnicamente significativa, ya que además del uso en procedimientos de impresión, también son conocidas otras aplicaciones en las que es necesario conformar hidrófila o hidrófobizamente según demanda una superficie sin que para ello se requieran grandes intervenciones. Las capas de material oxídico muestran a menudo propiedades hidrófilas. Por el contrario, las superficies que son hidrofobadas con capas de silicona, muestran un comportamiento netamente hidrófobo, formando ángulos de contacto de más de 100° respecto del agua. Asimismo son hidrófobas las superficies de metal, vidrio o cerámica cuando se recubren con delgadas películas de aceite.

Como se dijo, los sistemas estructurados superficiales de regiones hidrófilas e hidrófobas se pueden usar, por ejemplo, para procesos de impresión en los que se transfiere un material en imagen sobre un medio receptor. Así se pueden imprimir, por ejemplo, imágenes, registrar informaciones o construir estructuras, por ejemplo, para placas de circuitos impresos. La producción de sistemas de superficie estructurada es complicada y costosa. Por lo general, se requiere un procedimiento de varias etapas que contiene complejas cadenas de reacción química y/o etapas de decapado. Esto implica también largos tiempos de producción y una gran demanda de productos químicos con la problemática asociada de la eliminación. Sobre todo en el caso de micro– y nanoestructuras, estas dificultades aumentan por la necesaria precisión. Además, las estructuras superficiales ya fabricadas no se pueden modificar más, de modo que, con un daño o una modificación deseada de la imagen por imprimir, se debe descartar todo el sustrato.

El documento EP 1 346 847 A2 describe un procedimiento para la regeneración de una placa de impresión para una reutilización posterior, que comprende una capa fotosensible que está conformada sobre la superficie de un soporte y que presenta un fotocatalizador que presenta propiedades hidrófilas sobre luz activante que presenta una energía que es mayor que una distancia entre bandas energéticas del fotocatalizador, y en una o varias regiones hidrófobas de la imagen que se forman usando una composición orgánica sobre la superficie de la capa fotosensible y que presentan la función de absorber tinta, en donde el procedimiento se lleva a cabo después de eliminar la tinta que queda sobre la superficie de la placa de impresión, en donde el procedimiento hidrofiliza toda la superficie de la placa de impresión por medio de las siguientes etapas:

• irradiación de la superficie de una placa de impresión de la que se eliminó la tinta, con luz activante;

• aplicación de agua sobre la superficie de la placa de impresión y

• irradiación de la superficie de la placa de impresión con la luz activante.

Del documento US 2002/0001776 A1, se conoce un procedimiento para fabricar una placa regenerable, en donde la superficie estructurada con regiones hidrófilas e hidrófobas se recubre con una capa hidrófoba adicional de gran superficie, de modo que la placa regenerativa está nuevamente a disposición para una estructuración con un nuevo modelo de imagen.

El objetivo según la invención consistía en proporcionar un procedimiento con el que se pudiera producir de modo simple, económico y rápido una estructura de superficie de regiones hidrófobas e hidrófilas que fuera apropiada para la impresión de materiales y con la que también se pudieran obtener estructuras en el rango micrométrico. En especial, las placas empleadas deben ser regenerables, es decir, el procedimiento debe permitir una conformación variable y reversible de estructuras de superficies definidas para que las placas se puedan reeestructurar repetidamente, de modo que sea posible una reutilización de las placas.

El objetivo según la invención se consiguió sorprendentemente hidrofobizando un sistema de revestimiento de acción catalítica de oxidación con un catalizador de oxidación hidrófilo sobre una superficie con sustancias orgánicas o sustancias que contienen grupos hidrófobos orgánicos, de modo que la superficie ya no se pueda humectar con agua, soluciones o suspensiones acuosas, y el sistema obtenido se puede iluminar luego selectivamente, de modo que la capa hidrófoba se calienta locamente en el sitio irradiado y se oxida sin restos por medio del catalizador de oxidación y, así, se elimina. La superficie así irradiada se vuelve nuevamente humectable porque el catalizador de oxidación hidrófilo que está por debajo posee una superficie humectable.

Conforme a ello, se proporciona según la invención un procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de regiones hidrófilas e hidrófobas, en el que se recubre con una capa hidrófoba la superficie de una placa regenerable, que comprende un sustrato y una capa superior con una superficie específica de la capa de 20 m2/g a 250 m2/g, determinada según el procedimiento BET con nitrógeno, de una masa que contiene un catalizador de oxidación hidrófilo, y se expone fotográficamente, en donde el catalizador y la capa se calientan por la exposición en las regiones iluminadas, de modo que la capa hidrófoba se descompone oxidativamente en las regiones iluminadas exponiendo el catalizador de oxidación hidrófilo que está por debajo.

Por medio del catalizador de oxidación, sorprendentemente es posible calentar una capa hidrófoba estable a temperatura ambiente por exposición fotográfica en las regiones iluminadas a temperaturas suficientemente altas para descomponerlas oxidativamente, mientras que las regiones no iluminadas quedan suficientemente frías como para no ser descompuestas. Sorprendentemente, la selectividad térmica es tan alta que así incluso se pueden obtener estructuras en el intervalo nanométrico.

El procedimiento según la invención se caracteriza en especial por la regenerabilidad, es decir, las placas con superficie estructurada se pueden regenerar sorprendentemente, ya que una placa, que comprende el sustrato y la capa de una masa que contiene catalizador de oxidación hidrófilo que se estructuró con una capa hidrófoba, se puede liberar de forma limpia de regiones hidrófobas que se hallan encima. Esto se puede realizar por medio de una exposición superficial en la que las regiones hidrófobas se pueden destruir termocatalíticamente por oxidación. Termocatalítico implica en este caso que la descomposición oxidativa se produce catalíticamente en el calor. Mediante esta descomposición oxidativa no quedan, contrariamente a una simple descomposición térmica, que lleva a residuos de pirólisis, prácticamente restos o residuos de los componentes hidrófobos sobre la placa. De esta manera, la placa se puede volver a utilizar sin limitaciones para una nueva estructuración por hidrofobización y exposición fotográfica.

Como la placa o el cilindro con la capa que contiene el catalizador de oxidación hidrófilo posee respecto de la capa hidrófoba naturalmente un valor de material de distinta magnitud, la reutilizabilidad o la regenerabilidad de la placa es particularmente importante desde un... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de regiones hidrófilas e hidrófobas, en el que se recubre con una capa hidrófoba la superficie de la placa regenerable, que comprende un sustrato y una capa porosa que está sobre él con una superficie específica de la capa de 20 m2/g a 250 m2/g, determinada según el procedimiento BET con nitrógeno, de una masa que contiene catalizador de oxidación hidrófilo, y se expone fotográficamente, en donde el catalizador y la capa en las regiones iluminadas se calientan por la exposición, de modo que la capa hidrófoba en las regiones iluminadas se descompone oxidativamente quedando expuesto el catalizador de oxidación hidrófilo que está por debajo.

2. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la capa hidrófoba comprende un agente de absorción UV y la superficie se expone con luz UV y/o luz VIS o por medio de óptica de campo cercano en el rango UV y/o VIS, con lo cual la capa hidrófoba se calienta en las regiones expuestas y se descompone termocatalíticamente quedando expuesto el catalizador de oxidación hidrófilo que está por debajo.

3. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque se expone con luz IR

4. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se expone con luz de láser, en especial de un láser UV o un láser de CO2.

5. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque para la exposición fotográfica se emplea un procedimiento de enmascaramiento, un procedimiento holográfico, un procedimiento de óptica de campo cercano (nanolitografía) o un procedimiento de escritura con láser.

6. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se hidrofobiza la capa con el catalizador de oxidación hidrófilo por aplicación de un agente de hidrofobización para obtener la capa hidrófoba que está por encima.

7. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se recubre la capa con el catalizador de oxidación hidrófilo expuesto con otra capa como capa protectora o se provee por reacción con un reactivo de grupos funcionales a través de los cuales se pueden acoplar eventualmente otros componentes.

8. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el catalizador de oxidación hidrófilo es una capa que absorbe IR.

9. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la masa que contiene el catalizador de oxidación hidrófilo comprende adicionalmente un aglutinante.

10. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con la reivindicación 9, caracterizado porque el aglutinante comprende un condensado y/o partículas a nanoescala que se forman en cada caso, con preferencia, a partir de un tetraalcoxisilano y al menos un silano seleccionado de alquiltrialcoxisilanos, dialcoxisilanos, ariltrialcoxisilanos y diarildialcoxisilanos.

11. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque el catalizador de oxidación comprende como componente catalíticamente activo un óxido de metal de transición o una mezcla de óxidos de metales de transición.

12. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la capa hidrófoba comprende o está compuesta por parafina, cera, aceite, grasa, hidrocarburos, un jabón y/o un ácido graso, por ejemplo, ácido esteárico o ácido oleico.

13. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 12, caracterizado porque la capa hidrófoba se destruye esencialmente de modo oxidativo por calentamiento por exposición.

14. Procedimiento para la producción de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque a) el sustrato se recubre con una suspensión que comprende el catalizador de oxidación en forma de partículas y eventualmente un sol de aglutinante que contiene un condensado y/o partículas a nanoescala y b) se recubre la capa formada con un agente hidrofobizante.

15. Placa regenerable con superficie estructurada de regiones hidrófilas e hidrófobas, que comprende un sustrato y una capa porosa con una superficie específica de la capa de 20 m2/g a 250 m2/g, determinada por el procedimiento BET con nitrógeno, de una masa que contiene catalizador de oxidación hidrófilo y una capa hidrófoba que

está por encima, en donde la capa hidrófoba está dispuesta gráficamente sobre la capa que contiene el catalizador de oxidación hidrófilo, de modo que resulta la superficie estructurada de regiones hidrófobas y regiones hidrófilas.

16. Placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con la reivindicación 15, caracterizada porque la capa hidrófoba contiene al menos un agente de absorción UV.

17. Placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con la reivindicación 15 ó 16, que se puede obtener de acuerdo con uno de los procedimientos de las reivindicaciones 1 a 14.

18. Placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con una de las reivindicaciones 15 a 17, caracterizada porque es una placa de impresión o un rodillo de impresión.

19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque para la regeneración de la placa de la superficie estructurada con regiones hidrófilas e hidrófobas se eliminan las regiones hidrófobas esencialmente de toda la superficie y la capa expuesta que contiene el catalizador de oxidación hidrófilo se recubre nuevamente con una capa hidrófoba, de modo que la placa regenerable está disponible otra vez para una estructuración con un nuevo patrón de imagen.

20. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 19, caracterizado porque se eliminan las regiones hidrófobas

a) exponiendo la superficie entera para eliminar esencialmente por completo las regiones hidrófobas por descomposición termocatalítica o

b) eliminando esencialmente por completo las regiones hidrófobas de las superficies estructuradas con un detergente.

21. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque para regenerar la placa se recubre la superficie estructurada con las regiones hidrófilas e hidrófobas como está directamente con una capa hidrófoba adicional, de modo que la placa regenerable está nuevamente a disposición para una estructuración con un nuevo patrón de imagen.

22. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque para imprimir un material con consistencia líquida o pastosa

a) se aplica el material que es hidrófilo o hidrófobo sobre una placa regenerable con superficie estructurada, en donde se distribuye según su naturaleza hidrófila o hidrófoba sobre las regiones hidrófilas o las regiones hidrófobas,

b) se pone en contacto la placa regenerable cargada con el material con un medio receptor y el material se transfiere gráficamente al medio receptor.

23. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 22, caracterizado porque la placa se usa como placa de impresión o como rodillo de impresión.

24. Uso de una placa regenerable con superficie estructurada de acuerdo con la reivindicación 15 para impresión, tal como impresión offset, para la microelectrónica, para la inmovilización de componentes biológicos, como superficie antitrombógena o para implantes.