CH644725A5 - Verfahren zur vervielfaeltigung von kunststoffdatentraegern. - Google Patents

Verfahren zur vervielfaeltigung von kunststoffdatentraegern. Download PDF

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CH644725A5
CH644725A5 CH1246277A CH1246277A CH644725A5 CH 644725 A5 CH644725 A5 CH 644725A5 CH 1246277 A CH1246277 A CH 1246277A CH 1246277 A CH1246277 A CH 1246277A CH 644725 A5 CH644725 A5 CH 644725A5
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Gerardus Johannes Mein Lippits
Arnoldus Johannes Maria Broek
Adriaan Johannes Gerardus Veld
Rinse Dijkstra
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Philips Nv
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Vervielfältigung von Kunststoffdatenträgern, bei dem auf einer mit einer Datenspur versehenen Matrize ein polymerisierbares Gussharz angebracht wird, das auf der von der Matrize abgekehrten Seite mit einem Substrat versehen ist oder wird, wonach nach Polymerisierung des Gussharzes das Gebilde aus Gussharz und mit diesem verbundenem Substrat der Matrize entnommen wird.
Dabei handelt es sich vorzugsweise um die Herstellung sogenannter «Video»-(Bild-)Platten, wobei die Datenspur sehr verfeinerte Bilddaten enthält.
Ein derartiges Verfahren ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 443 020 bekannt. Nach diesem bekannten Verfahren, das wegen der Anwendung eines Gussharzes kurz als «Gussverfahren» bezeichnet wird, wird eine speziell hergestellte Silikongummimatrize verwendet. Bei einem anderen sehr gebräuchlichen Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbildplatten, dem sogenannten Pressverfahren, wird eine
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aus Metall hergestellte Pressmatrize verwendet.
Als Einleitung auf die vorliegende Erfindung und zum Erhalten eines besseren Verständnisses derselben werden die vorgenannten bekannten Verfahren wie folgt näher erläutert:
Ein Pressverfahren zur Herstellung von Bildplatten, das übrigens eine sehr deutliche Analogie mit dem schon seit vielen Jahren üblichen Pressverfahren für Schallplatten aufweist, ist u.a. in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 7 212 045 im Namen der Anmelderin beschrieben.
Darin wird eine aus Nickel hergestellte Matrize verwendet, die dadurch erhalten ist, dass eine Urplatte (master plate), d.h. eine Glasplatte mit einer kreisförmigen oder spiralförmigen Datenspur aus ausgehärtetem Photoresist, zunächst stromlos und dann galvanisch vernickelt und danach die Urplatte entfernt wird. Die erhaltene Vaterplatte kann als Matrize verwendet werden, aber in der Regel werden auf galvanischem Wege von der Vaterplatte weitere sogenannte erste Abdrücke (Mutterplatten) und von diesen wieder zweite Abdrücke hergestellt, usw. Die letzten Abdrücke werden als Matrizen bezeichnet. Bei der Herstellung von Kunststoffbildplatten wird die Matrize bei erhöhter Temperatur und unter erhöhtem Druck auf eine thermoplastische Pressmasse gedrückt, die z.B. aus einem Kopolymer von Vinylchlorid und Vinylacetat besteht, wonach das Ganze gekühlt und schliesslich nach dem Ablassen des Druckes die gepresste Platte aus der Matrize entfernt wird. Das Press verfahren weist u.a. den Nachteil auf, dass ein Unterschied in der Ausdehnung zwischen der Matrize und der gepressten Platte während der Abkühlung besteht, wodurch in der Platte unerwünschte Spannungen auftreten, die zu Verlust oder Verzerrung der Bilddaten führen können. Ausserdem haften, wahrscheinlich infolge der Temperaturbehandlung, oft kleine Teilchen des Kunststoffes dauernd an der Metallmatrize, wodurch die nächsten Abdrücke Fehler aufweisen. Die Matrize muss also häufig gereinigt werden. Das Pressverfahren weist weiter eine verhältnismässig lange Zykluszeit auf und erfordert viel Energie. Dem angewendeten plastischen Kunststoff müssen strenge Anforderungen in bezug auf Formstabilität, insbesondere auf längere Frist und unter sich stark ändernden klima-tologischen Bedingungen, gestellt werden.
In dem aus der vorgenannten Offenlegungsschrift bekannten Gussverfahren wird eine spezielle Matrize verwendet, die ebenfalls durch ein Gussverfahren hergestellt wird. Dazu wird die gläserne Urplatte mit einem Freigabeelement versehen, auf dem ein flüssiges vulkanisierbares Polysiloxan (Silikongummi), das 10 Gew.-% Katalysator enthält, angebracht wird. Eine zweite Glasplatte, die auf einer Seite mit einem Haftmittel versehen ist, wird, die Haftschicht nach unten gerichtet, auf die Silikongummischicht gedrückt,
wonach das Ganze bei erhöhter Temperatur von 71 bis 204° C ausgehärtet und schliesslich die Urplatte entfernt wird.
Die auf diese Weise erhaltene Matrize besteht aus einer Glasplatte, die auf einer Seite mit einem Silikongummiüberzug versehen ist, der die Datenspur enthält. Zur Herstellung von Abdrücken in Kunststoff wird ein flüssiges Gemisch aus Polyurethanharz hergestellt, das aus Polyurethanharz, Verdünnungsmittel und Katalysator besteht. Dieses Gemisch wird auf einem Substrat aus Mylar-Polyesterfilm angebracht, wonach das überzogene Substrat mittels eines Rollverfahrens gegen den Gummiüberzug der Matrize gedrückt wird. Es ist auch möglich, zunächst das Gemisch von Polyurethanharz auf den Gummiüberzug der Matrize zu giessen und darauf dann den Polyesterfilm anzubringen. Das auf der Matrize angebrachte Polyurethanharz mit Polyestersubstrat wird anschliessend ausgehärtet, wobei die Härtungszeit in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Polyurethanharzes von 15 bis 45 Minuten variiert. Die erhaltene geschichtete Scheibe aus gehärtetem Polyurethan mit Polyesterfilm wird schliesslich mechanisch von der Matrize entfernt. Statt des Polyurethanharzes kann nach der vorgenannten deutschen Offenlegungsschrift auch ein Epoxyharz oder Acrylharz verwendet werden. Statt des Mylar-Polyesterfilmes kann auch eine dünne und biegsame Metallfolie Anwendung finden. Auf Seite 14, dritter Absatz, der genannten Offenlegungsschrift
2 443 020 ist weiter erwähnt, dass durch Strahlung polymeri-sierbare Monomere, wie sie in den Broadbent-Patenten beschrieben sind, Anwendung finden können. In den Broad-bent-Patenten, wie z.B. den US-Patentschriften 3 658 954 und
3 687 664, ist von einem Vervielfältigungsverfahren für Videoplatten die Rede, bei dem ein mit ultraviolettem Licht polymerisierbares gasförmiges Monomer, wie z.B. Acrolein- und Parylendampf, verwendet wird.
Das Vervielfältigungsverfahren nach der vorgenannten Offenlegungsschrift weist die folgenden Nachteile auf. Zunächst muss eine sehr besondere Silikongummimatrize hergestellt werden.
Die Wahl dieses besonderen Materials basiert der Meinung der Anmelderin nach auf der Anforderung, dass sich der Abdruck leicht der Matrize lassen müsste. Bei der Herstellung der Silikongummimatrize findet die Aushärtung des Gummis bei erhöhter Temperatur statt. Infolge von Unterschieden in der Wärmeausdehnung zwischen der herzustellenden Gummimatrize und der Urplatte können kleine Abmessungsunterschiede auftreten. Vor allem für die Wiedergabe von Bilddaten, die ein sehr hohes Auflösungsvermögen erfordert, können geringe Abmessungsunterschiede die Wiedergabegüte erheblich beeinträchtigen. Ein weiterer Nachteil ist die verhältnismässig lange Härtungszeit des Abdruckes (Polyurethan mit Polyesterfilm) in der Matrize. Die Härtungszeit kann naturgemäss dadurch verkürzt werden, dass bei höheren Temperaturen gearbeitet wird, aber dann spielen wieder die unerwünschten Wärmeausdehnungsunterschiede eine Rolle, die die Übertragung von Bilddaten beeinträchtigen und weiter zu thermischen Spannungen in dem Abdruck führen. Infolge dieser Spannungen können im Laufe der Zeit eine Verformung des Abdruckes und Verlust oder Verzerrung der Bilddaten auftreten. Ein weiterer Nachteil ist die beschränkte Haltbarkeit des Harzgemisches. Sobald das Polyurethanharz dem Katalysator zugesetzt worden ist, fängt die Aushärtung an.
Weiter hat sich herausgestellt, dass die Oberfläche der Silikongummimatrize leicht von Gussharzen, insbesondere von den polymerisierbare Monomere enthaltenden Gussharzen, angegriffen wird.
Es wurde nun ein Verfahren zur Vervielfältigung von Kunststoffdatenträgern entwickelt, das die obgenannten Nachteile nicht aufweist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass eine Matrize verwendet wird, von der wenigstens die die Datenspur enthaltende Oberfläche aus Metall hergestellt ist, dass auf dieser Metalloberfläche ein flüssiges, durch Strahlung polymerisierbares Gussharz angebracht wird, das niedermolekulare Monomere und/oder Oligomere enthält, die durchschnittlich 25 bis 70 Gew.-% nichtaromatische gesättigte Kohlenwasserstoffgruppen und/oder Phenylgruppen enthalten, wobei das Gussharz völlig oder nahezu völlig aprotisch ist und eine durchschnittliche Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit aufweist, die zwischen den Werten 2 und 6 einschliesslich liegt, dass das Gussharz auf der von der Matrize abgekehrten Seite mit einem für Strahlung durchlässigen Substrat versehen ist oder wird, dass das Gussharz durch Strahlung, welche durch das Substrat hindurch zum Gussharz gelangt, polymerisiert wird, und dass das polymerisierte Gussharz, sowie das mit ihm verbundene Substrat der Matrize entnommen werden.
Die Anwendung einer Matrize aus Metall oder einer Matrize mit einer Metalloberfläche in dem Gussverfahren
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nach der Erfindung ist besonders interessant. Wie oben bereits erwähnt wurde, werden Metallmatrizen schon längst in Pressverfahren zur Herstellung von Bild- und Schallplatten verwendet. In bezug auf die Herstellung und Eigenschaften von Metallmatrizen hat man im Laufe der Jahre weitgehende Kenntnisse erworben und viele Erfahrungen gemacht, wodurch deren Anwendung im Gussverfahren nach der Erfindung besonders attraktiv wird. Auch ist z.B. eine Matrize aus Metall oder eine Matrize mit Metalloberfläche im allgemeinen und vor allem bei niedrigerer Temperatur wenig empfindlich für Angriff durch Kunststoffe.
Die Anwendung einer Metallmatrize beim erfindungsge-mässen Verfahren ist jedoch nur möglich, wenn in Vereinigung mit dieser Matrize ein besonders durch Strahlung härtbares Gussharz verwendet wird, das die obengenannten Eigenschaften aufweist. Nur dann kann erreicht werden, dass nach Aushärtung dieses Harz einerseits leicht der Metallmatrize entnommen werden kann und andererseits stark an das Substrat gebunden wird.
Wegen der Wichtigkeit des durch Strahlung härtbaren Gussharzes, des Substrats und der Matrize in dem Verfahren nach der Erfindung werden diese Elemente wie folgt gesondert näher erläutert.
A. Durch Strahlung härtbares flüssiges Gussharz
Nachdem das flüssige Gussharz auf der Metalloberfläche der Matrize angebracht und mit einem Substrat versehen worden ist, wird das Harz durch das Substrat hindurch mit Hilfe von Strahlung polymerisiert, d.h. ausgehärtet. Nach der Erfindung kann die Strahlung sowohl ultraviolettes Licht mit bekanntlich einer oberen Wellenlängengrenze von 390 nm als auch sichtbares Licht sein. Die Zusammensetzung des flüssigen Gussharzes, das durch Belichtung mit ultraviolettem Licht ausgehärtet werden kann, unterscheidet sich von der des Gussharzes, das mit sichtbarem Licht ausgehärtet werden kann, darin, dass ein anderer Katalysatortyp verwendet wird. Der Katalysator ist ein Stoff, der bei Belichtung Radikale bildet, die dann die Polymerisationsreaktion der übrigen Gussharzbestandteile einleiten. Die Radikalbildung kann durch Lichtabsorption des Katalysators selber, aber auch durch Lichtabsorption eines Sensibilisators herbeigeführt werden, der die absorbierte Energie auf den Katalysator überträgt. Bei einem mit ultraviolettem Licht aushärtbaren Gussharz wird meistens als Katalysator eine aromatische Carbonylverbin-dung, wie ein Benzoinderivat, z.B. Benzoinisobutyläther, verwendet. In einem mit sichtbarem Licht härtbaren Gussharz wird als Katalysator meistens ein Gemisch eines Xanthen-farbstoffes und eines Amins, wie z.B. Erythrosin mit Dime-thylaminoäthanol, verwendet.
Durch Strahlung härtbare flüssige Harzzusammensetzungen sind aus der Literatur meistens unter der Bezeichnung «light curable resins» oder «ultraviolet curable resins» bekannt. Im allgemeinen enthält eine derartige Zusammensetzung eine oder mehrere polymere Verbindungen, die polyme-risierbare Gruppen in Vereinigung mit polymerisierbaren Monomeren enthalten, die zugleich als Lösungsmittel oder Verdünnungsmittel wirken. Ausserdem ist eine geringe Menge eines Katalysators (auch als Photoinitiator bezeichnet) vorhanden. Die Aushärtung kann in kurzer Zeit, z.B. in Abhängigkeit von der Lichtintensität in 1 bis 300 Sekunden, stattfinden. Das Vorhandensein von Luftsauerstoff verlängert oft die benötigte Härtungszeit und führt häufig zu mechanisch und chemisch schlechteren Produkten. Die bekannten lichtempfindlichen Harze werden in der Industrie für die Herstellung einer Schutzschicht auf Metall, Holz oder auch Papier verwendet. Feste harte Schichten mit guter Haftung werden erhalten. Vor allem die gute Haftung auf den vorgenannten Materialien ist für die bekannte Anwendung eine sehr günstige Eigenschaft.
In dem Verfahren nach der Erfindung wird aber ein durch Strahlung härtbares flüssiges Gussharz verwendet, das nach Härtung leicht von einem metallenen Untergrund, in diesem Falle der Metalloberfläche der Matrize, abgenommen werden kann.
Neben dieser Eigenschaft, dass es nicht an einem Metall-untergrund haftet, weist das in dem erfindungsgemässen Verfahren verwendete Gussharz die Eigenschaft auf, dass es stark an der Substratoberfläche haftet. Dieses Substrat besteht aus Kunststoff, wie nachstehend noch näher erläutert wird.
Auf Grund einer ausführlichen Untersuchung ist es der Anmelderin gelungen, ein durch Strahlung härtbares flüssiges Gussharz zu entwickeln, das die vorgenannte Haftungseigenschaft aufweist. Das entwickelte Gussharz enthält weiter nach Aushärtung noch nur wenig reaktive Gruppen, die möglicherweise zu einer wesentlichen Nachhärtung führen könnten. Weiter weist die ausgehärtete Harzschicht derart geringe innere Spannungen auf, dass keine Zug- oder Abbiegekraft auf das Substrat ausgeübt wird. Ausserdem ist das Gussharz dünnflüssig mit einem Viskositätskoeffizienten von höchstens 0,1 Pa-s und von vorzugsweise 0,001 bis 0,01 Pa-s, wodurch das Aufbringen des Gussharzes auf die Matrize ohne Luftblaseneinschlüsse leicht durchgeführt werden kann.
Das Gussharz entspricht den nachfolgenden Eigenschaften.
a) das Gussharz enthält niedermolekulare Monomere und/oder Oligomere;
b) die in dem Gussharz verwendeten Monomere und/
oder Oligomere enthalten durchschnittlich 25 bis 70 Gew.-% nichtaromatische gesättigte Kohlenwasserstoffradikale und/ oder Phenylgruppen;
c) das Gussharz ist aprotisch oder nahezu aprotisch;
d) das Gussharz weist eine mittlere Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit zwischen den Werten 2 und 6 einschliesslich auf.
Dies kann wie folgt näher erläutert werden, ad a) Auch im Zusammenhang mit dem Erhalten eines richtigen Viskositätsgrades enthält das Gussharz nur wenig, z.B. weniger als 5 Gew.-% Polymer. Aus demselben Grunde wird weiter ein Gussharz bevorzugt, das im wesentlichen, d.h. zu mindestens 95%, aus niedermolekularen Monomeren besteht. Bei niedermolekular ist an ein mittleres Molekulargewicht der verwendeten Monomere von höchstens etwa 400 zu denken. Die verwendeten Oligomere weisen in der Regel ein höheres Molekulargewicht, z.B. 500 bis 2000 auf.
ad b) Der genannte Gehalt an nichtaromatischen gesättigten Kohlenwasserstoffen und/oder Phenylgruppen hängt mit dem gewünschten mässig polaren Charakter des Gussharzes nach Aushärtung zusammen. Eine Phenylgruppe kann im Rahmen der Erfindung, gleich wie natürlich ein nichtaromatischer gesättigter Kohlenwasserstoff, zu einer apolaren Gruppe gerechnet werden. Es ist sehr gut denkbar, dass das Gussharz bestimmte Monomere und/oder Oligomere enthält, deren Gehalt an nichtaromatischen gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen und/oder Phenylgruppen niedrig ist. Dies muss dann durch das Vorhandensein anderer Monomere und Oligomere mit einem verhältnismässig hohen Gehalt an nichtaromatischen gesättigten Kohlenwasserstoffradikalen und/oder Phenylgruppen kompensiert werden, derart, dass durchschnittlich über das ganze Gemisch der vorgenannte Gewichtsprozentsatz von 25 bis 70% erreicht wird. Vorzugsweise liegt der durchschnittliche Gehalt an nichtaromatischen gesättigten Kohlenwasserstoffradikalen und/oder Phenylgruppen zwischen 40 und 65 Gew.-%.
ad c) Der aprotische Charakter des Gussharzes bewirkt, dass von dem Harz aus keine Wasserstoffbrücken mit der
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Metalloberfläche der Matrize gebildet werden.
ad d) Der Ausdruck «Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit» ist u.a. in «Principles of Polymer Chemistry» von Paul J. Flory, Corneel Univ. Press, New York 1953, S. 31-33 beschrieben. In bezug auf die vorliegende Erfindung ist unter dem Ausdruck «mittlere Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit» die mittlere Anzahl Vinyl (C = C)-Gruppen pro
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Molekül multipliziert mit dem Faktor 2 zu verstehen. Dieser Ausdruck kann anhand eines einfachen Beispiels eines Gemisches von 1 Grammolekül Äthen (Funktionalität = 2) und 1 Grammolekül Butadien (Funktionalität = 4) veranschaulicht werden. Die mittlere Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit dieses Gemisches beträgt
Nxl+nx2 x2 = 3.
Der Faktor N x 1 im Zähler des Quotienten bezieht sich auf N (Avogadrosche Zahl) Äthenmoleküle, die pro Molekül II
eine C = C-Gruppe enthalten. Der Faktor N x 2 bezieht sich
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auf N Moleküle Butadien mit zwei C = C-Gruppen pro Molekül. 1 '
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs-gemäss eingesetzten Gussharzes liegt die mittlere Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit zwischen den Werten 2,1 und 3,5 einschliesslich.
Auf Grund der oben unter a) bis d) erwähnten Eigenschaften des Gussharzes kann ein Sachverständiger auf einfache Weise ein geeignetes Gussharz zusammensetzen.
Sehr geeignete und bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendete Gussharze enthalten neben dem obengenannten lichtempfindlichen Katalysator dünnflüssige Gemische niedermolekularer Mono-, Di-, Tri- oder Tetraester von Acrylsäure. Derartige Gussharze weisen nach 5 Belichtung auf der Matrize keine oder nur eine geringe Haf- . tung an der Metalloberfläche der Matrize auf. Die mechanische Trennung der Matrize von dem gehärteten Gussharz mit Substrat geht leicht vor sich. Aus Elektronenmikroskopaufnahmen ist ersichtlich, dass die Oberflächenstruktur der 10 Matrize, die die wiederzugebenden Daten enthält, einwandfrei in der Gussharzschicht vorhanden ist.
Beispiele vorgenannter gut brauchbarer Ester von Acrylsäure sind: bifunktionelle (Funktionalität = 2) Monoacrylate, insbesondere Alkylacrylate, Phenylacrylat, Alkoxyalkylacry-15 late und Phenoxyalkylacrylate. Besondere sehr geeignete Vertreter derselben sind z.B. Äthylacrylat, n-Butylacrylat, i-Butyl-acrylate, Hexylacrylate, Heptylacrylate, Octylacrylat, 2-Äthyl-hexylacrylat, Decylacrylat, Dodecylacrylat, Octadecylacrylat, Äthoxyäthylacrylat und Phenoxyäthylacrylat; weiter tetra-20 funktionelle Diacrylate, insbesondere Alkandioldiacrylate und Alkenglycoldiacrylate. Von diesen können namentlich erwähnt werden: 1,3-Propandioldiacrylat, 1,3-Butandioldia-crylat, 1,6-Hexandioldiacrylat, 1,10-Dekandioldiacrylat, Diäthylenglycoldiacrylat, Triäthylenglycoldiacrylat, Tetra-25 äthylenglycoldiacrylat und Tripropylenglycoldiacrylat. Sehr geeignete hexafunktionelle Triacrylate sind z.B. Trimethylol-propantriacrylat und Pentaerythrittriacrylat.
Beispiele gut brauchbarer Acrylsäureester von Oligome-ren sind Polyäthylenglycoldiacrylat, Polypropylenglycoldi-30 acrylat, Polyesteracrylat, Urethanacrylat, Epoxyacrylat und Diacrylat von oxäthyliertem Bisphenyl-A. Sehr geeignete Harzzusammensetzungen für das erfindungsgemässe Verfahren sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Tabelle 1 Harzzusammensetzungen
Gussharz Bestandteile
Folgenr. difunktionelles Monoacrylat Gew.-% polyfunktionelles Acrylat Gew.-% Initiator Gew.-%
2-Äthylhexylacrylat 78
Äthylacrylat 78
Phenylacrylat 78
2-ÄthoxyäthylacryIat 78
2-Äthoxyäthylacrylat 78 Octadecylacrylatäthylacrylat 73
2-Äthoxyäthylacrylat 78
2-Äthylhexylacrylat 59
Butylmethacrylat 78
1,1,1 -Trimethylolpropantriacrylat
1,1,1 -Trimethylolpropantriacrylat
1,1,1 -Trimethylolpropantriacrylat
1,1,1 -Trimethylolpropantriacrylat
Pentaerythrittetraacrylat
Äthylendiacrylat
Äthylendiacrylat
Butandioldiacrylat
1,1,1 -Trimethylolpropantriacrylat
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Die nach Aushärtung des Gussharzes erhaltene Harz- 55 schicht ist ziemlich weich, im Gegensatz zu der harten Schicht, die bei der bekannten Anwendung von U.V.-Guss-harzen als Schutzschicht auf Metall, Holz oder Papier erhalten wird. Es ist denn auch nicht zu verwundern, dass die vorgenannten Gussharzzusammensetzungen nicht als solche 60 käuflich erhältlich sind oder empfohlen werden.
Die Oberflächenstruktur (Datenspur) der gehärteten, im erfindungsgemässen Verfahren verwendeten Harzschicht ist jedoch formfest, auch wenn bei einer Nachbehandlung auf der Datenoberfläche eine dünne Metallschicht, wie eine AI- 05 Schicht, z.B. durch Aufdampfen angebracht wird. In der Regel wird auf der Metallschicht noch ein schützender Lack angebracht.
B. Substrat
Das Substrat, das aus Kunststoff besteht und die Form einer Platte, Scheibe oder Folie aufweist, bestimmt im wesentlichen die mechanischen Eigenschaften des herzustellenden Kunststoffdatenträgers, z.B. der Bildplatte. Da das Gussharz über das Substrat belichtet wird, muss das Substrat für die verwendete Lichtart, somit für sichtbares Licht oder für ultraviolettes Licht, durchlässig sein. Die Durchlässigkeit für sichtbares Licht bedarf keiner näheren Erläuterung; durchsichtige oder durchscheinende Substratmaterialien sind brauchbar. In Bezug auf die Durchlässigkeit für ultraviolettes Licht kann bemerkt werden, dass viele Kunststoffe niedermolekulare Stoffe, wie Stabilisatoren, gegen Degradation durch Sonnenlicht enthalten. Wenn diese niedermolekularen Stoffe ultra
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violettes Licht absorbieren, kann eine Platte oder Folie aus einem derartigen Kunststoff sich weniger gut dazu eignen, als Substrat in Vereinigung mit einem durch Ultraviolettstrahlung härtenden Gussharz verwendet Versuche haben ergeben, dass eine Platte oder Folie zumindest einen Durchlässigkeitsgrad von 5% für die betreffende Lichtart, aber vorzugsweise von mehr als 50%, aufweisen soll.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird als Substrat eine Folie, Platte oder Scheibe mit einer Dicke zwischen 200 jim und 1,5 mm verwendet, die aus Polyvinylchlorid/Acetatkopolymer, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polyester, Polystyrol, Cellulosetri-acetat, Celluloseacetobutyrat oder Gemischen dieser Stoffe besteht. Eine derartige Folie, Platte oder Scheibe lässt genügend Licht, insbesondere ultraviolettes Licht, durch, um das lichtempfindliche Gussharz auszuhärten.
Nach Belichtung über das Substrat muss die dünne Schicht aus gehärtetem Gussharz gut an dem Substrat haften. Das oben ausführlich beschriebene Gussharz nach der Erfindung haftet im allgemeinen gut an den vorerwähnten Kunststoffen. Eine nicht-optimale Haftung kann dadurch verbessert werden, dass das Substrat vorher z.B. durch Behandlung mit Chloroform aufgerauht wird. Auch kann das Substrat mit einer Haftschicht oder oberen Schicht versehen werden, die eine gute Haftung mit dem ausgehärteten Gussharz aufweist. Eine gute Haftschicht bei dem Plexiglassubstrat (Polymethyl-methacrylat) ist z.B. ein Überzug aus Vinylchlorid-Vinialace-tat-Kopolymer. Eine derartige Verbesserung der Haftung erfordert jedoch zusätzliche Behandlungen des Substrats.
Es wurde die Einsicht gewonnen, dass eine gute Haftung des ausgehärteten Gussharzes an dem Substrat mit einem gewissen Angriff des Substrats durch das noch nicht ausgehärtete Gussharz zusammenhängt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungs-gemässen Verfahrens weist das Gussharz ein Quellvermögen in bezug auf das Substratmaterial auf.
Dieses Quellvermögen des Gussharzes kann auf einfache Weise dadurch bestimmt werden, dass eine Substratfolie oder -platte während einer bestimmten Periode von z.B. I bis 6 Stunden in das Gussharz eingetaucht, dann die Platte entfernt, getrocknet und die Gewichtszunahme der Platte oder Folie bestimmt wird.
Die vorgenannten flüssigen Gussharze auf Basis von Mono-, Di-, Tri- oder Tetraestern von Acrylsäure weisen in der Regel ein genügendes Quellvermögen in bezug auf die vorgenannten Substratkunststoffe auf. So wurde beispielsweise durch Versuche festgestellt, dass ein Gussharz, das 78 Gew.-% 2-Äthylhexylacrylat, 20 Gew.-% Trimethylolpropantriacrylat und 2 Gew.-% Initiator enthält, eine Gewichtszunahme von mehr als 0,5% bei Folien aus u.a. Polyvinylchlorid/ Acetatkopolymer, Polyvinylchlorid und Polystyrol bewirkt. Die Eintauchzeit beträgt 6 Stunden.
Bei einem Substrat aus Polymethylmethacrylat (Plexiglas) war die Haftung bei Anwendung des obengenannten Gussharzes nicht optimal. Eine Plexiglasplatte, die 6 Stunden lang in das genannte Harz eingetaucht war, wies denn auch nur eine Gewichtszunahme von weniger als 0,01% auf. Das Quellvermögen des betreffenden Gussharzes in bezug auf das Plexiglassubstrat ist also ungenügend. In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass von einem genügenden Quell vermögen des Gussharzes in bezug auf die Substratfolie oder -platte die Rede ist, wenn die Folie oder Platte beim Eintauchen in das Harz während 6 Stunden eine Gewichtszunahme von zumindest 0,1 Gew.-% aufweist.
Ein ungenügendes Quellvermögen des Gussharzes kann dadurch verbessert werden, dass vorzugsweise mindestens ein Bestandteil aufgenommen wird, der an sich ein genügendes Quellvermögen aufweist. Ein bevorzugter solcher Bestandteil ist ein Vinylmonomer. Dabei wird der zusätzliche Vorteil erhalten, dass der Bestandteil bei Belichtung stärker mit den übrigen Bestandteilen des Harzes reagiert, so dass eine Verankerung des ausgehärteten Harzes in dem Substrat erzielt wird. Ein geeignetes Vinylmonomer ist z.B. ein Alkylacrylat, dessen Alkylgruppe 2 oder 3 Kohlenstoffatome enthält, oder ein Alkoxyalkylacrylat, von dem die Alkoxy- sowie die Alkylgruppe 1 oder 2 Kohlenstoffatome enthalten.
Üm dies zu illustrieren, sei bemerkt, dass im obenstehenden Beispiel einer ungenügenden Haftung an Plexiglas die Haftung verbessert wurde, indem in der Harzzusammensetzung das 2-Äthylhexylacrylat durch eine gleiche Menge an Äthylacrylat ersetzt wurde. Mit Hilfe des Tauchversuches wurde gefunden, dass beim Eintauchen einer Plexiglasplatte in Äthylacrylat das Plexiglas nach einer Stunde eine Gewichtszunahme von mehr als 5% aufwies.
C. Matrize
Bei einem Verfahren nach der Erfindung können, wie oben erwähnt wurde, die bei Pressverfahren von Bildplatten üblichen Metalle, meist Nickel, für die Matrize verwendet werden. Eine derartige Matrize ist z.B. in der vorgenannten offengelegten niederländischen Patentanmeldung 7 212 045 beschrieben. Ein übliches Verfahren zur Herstellung der Metallmatrize besteht darin, dass die Urplatte, d.h. eine ebene Glasplatte mit einer Datenspur, die meistens aus gehärtetem Photoresist besteht, zunächst stromlos mit einer leitenden Metallschicht, wie einer Ag- oder Ni-Schicht, versehen und dann auf galvanischem Wege mit einer Metallschicht, wie einer Nickelschicht, überzogen wird, wonach die Glasplatte mit Photoresist entfernt wird. Die auf diese Weise erhaltene Vaterplatte kann als solche als Matrize verwendet werden. Meistens werden auf galvanischem Wege weitere Abdrücke, wie erste, zweite, dritte Abdrücke usw., hergestellt, mit denen eine ganze Familie von Metallabdrücken aufgebaut wird. Der erste von der Vaterplatte abgeleitete Abdruck wird auch als Mutterplatte bezeichnet. Die letzten Abdrücke werden als Matrizen bezeichnet.
Es wurde jedoch gefunden, dass, obwohl von einer ganz ebenen Urplatte ausgegangen wird, die von dieser abgeleiteten Metallabdrücke Unebenheiten aufweisen, die oft gering sind, aber in dem drucklosen Gussverfahren nach der Erfindung zu nicht ganz ebenen Kunststoffdatenträgern führen. Die Qualität des Kunststoffdatenträgers wird dadurch nachteilig beeinflusst.
Es sei bemerkt, dass bei einem Pressverfahren diese gefundenen Unebenheiten keine Rolle spielen, weil in einem derartigen Verfahren die Matrize beim Gebrauch flach auf dem Kühl- und Erhitzungsblock der Presse ausgespannt wird.
Man hat die Einsicht erworben, dass die Unebenheiten insbesondere auf innere Spannungen zurückzuführen sind, die beim Metallisieren in den von der Urplatte abgeleiteten Abdrücken erzeugt werden.
Auf Grund dieser Einsicht wird bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung als Matrize eine ganz ebene metallene Vaterplatte oder ein von dieser abgeleiteter auf galvanischem Wege erhaltener Metallabdruck verwendet.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein Verfahren zur Herstellung einer Matrize zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Herstellung von Kunststoffdatenträgern, das dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Urplatte, d.h. eine ebene Glasplatte, die auf einer Seite mit einer Datenspur versehen ist, auf der Seite der Datenspur zunächst stromlos und dann galvanisch mit einer Metallschicht versehen, darauf eine ebene Versteifungsplatte haftend angebracht, dann die Urplatte entfernt wird. Die erhaltene ebene Vaterplatte kann zur Herstellung weiterer Metall5
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abdrücke auf galvanischem Wege verwendet werden.
Die stromlose Anbringung einer Metallschicht, wie einer Ag- oder Ni-Schicht, sowie die galvanische Anbringung einer Metallschicht, wie einer Ni-Schicht, sind allgemein bekannt. Es sei auf die vorgenannte niederländische Patentanmeldung 7 212 045 verwiesen. Zu bemerken ist, dass der Ausdruck «stromlose Anbringung» auch das Aufdampfen oder Aufspritzen einer Metallschicht umfasst.
Infolge der Massnahmen nach dem obenstehenden Verfahren, wobei es besonders wichtig ist, dass zunächst die flache Versteifungsplatte angebracht und erst dann die Urplatte entfernt wird, können keine Verformungen durch innere Spannungen auftreten, so dass die Ebenheit der gläsernen Urplatte in der gebildeten Vaterplatte erhalten bleibt.
Wie aus diesem Verfahren abgeleitet werden kann, besteht die erhaltene ebene Vaterplatte aus einer stromlos angebrachten Metallschicht, in der die Datenspur angebracht ist, einer galvanisch angebrachten Metallschicht auf der von der Datenspur abgekehrten Seite der stromlos angebrachten Metallschicht und einer haftend mit der galvanisch angebrachten Metallschicht verbundenen ebenen Versteifungsplatte.
Auch die von der ebenen Vaterplatte abgeleiteten und auf galvanischem Wege erhaltenen weiteren Abdrücke werden vorzugsweise mit der ebenen Versteifungsplatte versehen. Dazu wird bei der Herstellung eines ersten Abdrucks die mit einer Versteifungsplatte versehene Vaterplatte auf galvanischem Wege mit einer Metallschicht versehen, dann darauf haftend eine Versteifungsplatte angebracht und anschliessend die Vaterplatte entfernt. Auf ähnliche Weise können von dem erhaltenen ersten Abdruck zweite Abdrücke und von diesen wieder dritte Abdrücke usw. hergestellt werden.
Der guten Ordnung halber sei bemerkt, dass derartige ebene Abdrücke aus einer galvanisch angebrachten Metallschicht bestehen, die auf einer Seite die Datenspur enthält und auf der anderen Seite mit einer haftend mit ihr verbundenen ebenen Versteifungsplatte versehen ist.
Als Versteifungsplatte kann eine steife und ebene Metallplatte, z.B. aus Kupfer, Nickel oder Aluminium, oder eine Glasplatte verwendet werden. Die Dicke der Platte kann sich ziemlich stark ändern; aus Kosten-Preis-Erwägungen ist eine grösste Dicke von 10 mm erwünscht; die Mindestdicke wird in Abhängigkeit von dem Material 2 mm betragen. Die Platte wird mittels einer Schicht aus Leim, wie einem Zweikomponentenleim, auf der Metallschicht befestigt. Vorzugsweise wird eine Platte aus Metall oder einer Metallegierung in Vereinigung mit einem elektrisch leitenden Leim, z.B. einem Leim mit dispergierten Metallteilchen, verwendet, wobei der Vorteil erhalten wird, dass bei der Herstellung weiterer Metallabdrücke auf galvanischem Wege der gewünschte elektrische Kontakt optimal ist. Bei Anwendung einer Glasplatte kann erwünschtenfalls eine Leimschicht verwendet werden, die durch Strahlung, z.B. ultraviolettes Licht, ausgehärtet werden kann.
Das Anbringen einer Versteifungsplatte bei der Herstellung der Vaterplatte muss in der Regel bei derselben Temperatur erfolgen, bei der auf der gläsernen Urplatte die Metallschicht angebracht ist. Die Temperatur des dabei angewandten Galvanisierbades liegt oft über Zimmertemperatur und beträgt z.B. 70 °C. Wenn das Anbringen der Versteifungsplatte bei einer die im Galvanisierbad angewandte Temperatur unterschreitenden Temperatur stattfinden würde, würde sich wegen der Unterschiede in Wärmeausdehnung die aufgebrachte Metallschicht durch Schrumpfen von der Urplatte ablösen. In der Praxis ist es ziemlich umständlich und somit weniger attraktiv, bei höherer Temperatur zu arbeiten.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der Vaterplatte ergibt sich dieser Nachteil nicht. Nach dieser bevorzugten Ausführungsform wird eine Vaterplatte dadurch erhalten, dass die gläserne Urplatte zunächst stromlos und dann galvanisch mit einer Metallschicht mit einer Gesamtdicke von höchstens 150 um versehen, darauf bei der Umgebungstemperatur die ebene Versteifungsplatte haftend angebracht und dann die gläserne Urplatte entfernt wird.
Bei einer Schichtdicke von höchstens 150 p.m wird die angewachsene Metallschicht sich auch bei Abkühlung nicht durch Schrumpfen von der Urplatte ablösen. Dies bedeutet, dass die Befestigung der Versteifungsplatte ausserhalb des Galvanisierbades bei normaler Umgebungstemperatur stattfindet, wodurch der ganze Herstellungsvorgang erheblich erleichtert wird. Im allgemeinen wird die Schichtdicke der angewachsenen Metallschicht 60 bis 80 um betragen.
Bei der Herstellung galvanischer Abdrücke von der Vaterplatte löst sich auch bei grösserer Dicke der angewachsenen Metallschicht, z.B. von 300 bis 400 um, die Metallschicht nicht durch Schrumpfen ab. Dies ist darauf zurückzuführen, dass kein Unterschied in Wärmeausdehnung zwischen der metallenen Vaterplatte und dem metallenen Abdruck, wie Mutterplatte und Matrize, besteht. Die weiteren Abdrücke der Vaterplatte können demzufolge bei normaler Temperatur mit der ebenen Versteifungsplatte versehen werden.
Die technische Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zur Vervielfältigung von Kunststoffdatenträgern, wie das Aufbringen des flüssigen durch Strahlung härtbaren Gussharzes auf die Matrizenoberfläche und das Anbringen des Substrats über das Gussharz, lässt sich auf verschiedene Weise realisieren.
So kann der Vorgang mit Hilfe eines Drehtellers durchgeführt werden. Die Matrize wird auf die ebene waagerechte metallene Drehscheibe des Drehtellers gelegt, wobei natürlich die Daten enthaltende Oberfläche nach oben gerichtet ist. Auf der Matrize wird gleichmässig ein Überschuss an Gussharz, wie z.B. 5 bis 10 ml, angebracht. Das Anbringen des Gussharzes kann z.B. dadurch erfolgen, dass es zentral auf der Matrize ausgegossen wird, wonach man das Gussharz durch Drehung der Matrize radial über die ganze Oberfläche der Matrize ausfliessen lässt. Die Substratfolie oder -Platte wird auf die Gussharzschicht gelegt, derart, dass Lufteinschlüsse vermieden werden. Erwünschtenfalls kann das Substrat mit einem Rollglied angedrückt werden. Das Ganze wird gedreht, wobei ein Teil des Gussharzes zwischen der Matrize und dem Substrat weggeschleudert und dadurch die gewünschte Dicke der Harzschicht, wie z.B. 1 bis 75 ,um, eingestellt wird. Nach Belichtung über das Substrat mit z.B.
einer Hochdruckquecksilberdampflampe kann der fertige Kunststoffdatenträger der Matrize entnommen werden.
Auf der Daten enthaltenden Seite der erhaltenen Bildplatte wird meistens eine reflektierende und etwa 30 nm dicke Al-Schicht durch Aufdampfen unter herabgesetztem Druck angebracht. Über die Al-Schicht wird ein Schutzüberzug aus z.B. Nitrocelluloselack angebracht. Schliesslich wird die Platte, nachdem eine mittlere Öffnung angebracht ist, nach Mass geschnitten und ausgewuchtet.
Im obenstehenden Beispiel der technischen Durchführung des Gussverfahrens nach der Erfindung werden Gussharz und Substrat gesondert und nacheinander auf die Matrize gebracht. Es ist auch möglich, das Substrat in einer Vorbehandlung mit einer Gussharzschicht zu versehen und dieses Gebilde auf der Matrizenoberfläche anzubringen. Die weitere Behandlung, wie Belichtung, geht nach dem obenstehenden Beispiel vor sich.
Der mit einer Al-Schicht versehene Kunststoffdatenträger, der durch das erfindungsgemässe Verfahren erhalten ist, wird auf gleiche Weise wie der bekannte durch ein Pressverfahren erhaltene Kunststoffdatenträger ausgelesen. Das Auslesen
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erfolgt mit Hilfe eines schmalen Lichtstrahls (Laserlicht), der auf die Metallschicht gerichtet ist und dort reflektiert wird. Vorzugsweise werden die gespeicherten Daten mit einem Lichtstrahl ausgelesen oder abgetastet, der durch das Trägermaterial geht, von der Al-Schicht reflektiert wird und dann wieder durch das Trägermaterial heraustritt. Im Gegensatz zu dem bekannten, durch ein Pressverfahren erhaltenen Datenträger ist das Trägermaterial des Datenträgers nach der Erfindung nicht homogen, sondern weist eine geschichtete Struktur von ausgehärtetem Gussharz und Substrat auf. Dadurch wird eine Inhomogenität in den von dem Lichtstrahl zweimal zu durchlaufenden Weg eingeführt. Die Inhomogenität hat z.B. die Form eines Unterschiedes in Brechungszahl. Überraschenderweise wurde gefunden, dass trotz dieser Inhomogenität der durch das Verfahren nach der Erfindung erhaltene Kunststoffdatenträger durch das Trägermaterial hindurch ausgelesen werden kann und dabei eine qualitativ ausgezeichnete Wiedergabe der gespeicherten Daten liefert. Dies ist umso überraschender, wenn in Betracht genommen wird, dass das in der Datenspur verarbeitete Videosignal auf einer Oberflächenstruktur mit den Daten zugrunde liegenden Höhenunterschieden von 0,1 bis 0,2 ]j.m basiert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung und einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Urplatte, die mit einer Metallschicht und einer Versteifungsplatte versehen ist,
Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Matrize mit einer Versteifungsplatte, und
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Kunststoffdatenträ-
ger.
Ausführungsbeispiele 1. Herstellung der Matrize
Eine Urplatte, die aus einer polierten ebenen Glasplatte besteht, die in der Zeichnung mit 1 bezeichnet ist und auf der sich eine spiralförmige Datenspur aus ausgehärtetem Photoresist 2 befindet, wird stromlos durch Behandlung mit einer wässerigen Nickelsalzlösung vernickelt, die NiSO-t-óHìO enthält. Auf der erhaltenen leitenden Nickelschicht 3, die etwa 30 nm dick ist, wird auf üblichem galvanischem Wege eine zweite Nickelschicht 4 angebracht. Dazu wird die Urplatte 1,2 mit der Schicht 3 in eine wässerige Elektrolytlösung eingetaucht, die Nickelsulfamat, Borsäure und Natriumlaurylsulfat enthält. Die Temperatur der Lösung wird auf 50 °C gehalten. Über der Elektrolytlösung wird eine Spannung angelegt, wobei die Nickelschicht 3 der Urplatte als Kathode wirkt. Die Spannung wird langsam, z.B. um 0,1 V/min, erhöht, bis eine Stromstärke von etwa 40 A erreicht ist. Nachdem bei dieser Stromstärke die gesamte Ni-Schicht eine Dicke von 60 {im erreicht hat, wird die Urplatte 1,2 mit der darauf angewachsenen Nickelschale 3,4 aus der Elektrolytlösung entfernt, an der Luft auf die Umgebungstemperatur (Zimmertemperatur) abgekühlt, dann mit Wasser abgespült und getrocknet. Auf dieser Nickelschale wird eine sehr ebene (optisch ebene) und steife Aluminiumplatte 5 festgeleimt. Für diesen Leimvorgang wird ein Zweikomponentenleim, wie ein Epoxyleim, z.B. «Araldite», mit einem Amin als Härtungsmittel, verwendet. Obgleich dies nicht unbedingt notwendig ist, empfiehlt es sich, bevor die Platte 5 auf der Schale 3, 4 festgeleimt wird, die zu verleimenden Oberflächen, z.B. durch Ätzen, etwas aufzurauhen. So kann die Nickeloberfläche mit FeCh und die Aluminiumoberfläche mit Natronlauge geätzt werden. Nach Aushärtung des Leimes wird die Urplatte mechanisch von der Nickelschale mit der darauf geleimten Aluminiumplatte getrennt. Die Photoresistrückstände, die möglicherweise auf der Daten enthaltenden Seite der Nickelschale zurückbleiben, werden durch Behandlung mit Isopropylalkohol und Methyl-isobutylketon gelöst. Die erhaltene Vaterplatte, die in Fig. 2
dargestellt ist, besteht aus einer Aluminiumplatte 6 mit Nikkeischale 7. Diese Vaterplatte kann als Matrize zur Herstellung von Kunststoffabdrücken verwendet werden. Auch kann von der Vaterplatte eine Matrizenfamilie hergestellt werden. Dazu wird die Nickeloberfläche zunächst durch Behandlung mit einer wässerigen Lösung von KîCnO? passiviert und dann wird darauf auf galvanischem (elektrolytischem) Wege eine 60 (im dicke Nickelschicht angewachsen. Darauf wird anschliessend bei Zimmertemperatur eine AI-Platte auf die oben bereits beschriebene Weise angebracht, wonach die Vaterplatte entfernt wird. Von der erhaltenen Mutterplatte können auf entsprechende Weise weitere Abdrücke (Matrizen) hergestellt werden, die gleichfalls mit einer ebenen Aluminiumplatte versehen sind.
2. Eine Menge von 10 ml eines durch Strahlung härtbaren Gussharzes wird in der Mitte einer waagerecht auf einem Drehteller befestigten Metallmatrize angebracht, die mit einer Versteifungsplatte nach Fig. 2 versehen ist.
Die Zusammensetzung des Gussharzes, die mit einer Folgenummer in der Spalte 1 der nachstehenden Tabelle II angegeben ist, ist in der in der Einleitung der vorliegenden Beschreibung aufgenommenen «Tabelle von Harzzusammensetzungen» erwähnt. Die mit derselben Folgenummer angegebenen Gussharze sind identisch. Die Zusammensetzung der Metallmatrize ist in der Spalte 2 der nachstehenden Tabelle II erwähnt. Der Drehteller wird während einiger Sekunden gedreht, wobei das zentral angebrachte Gussharz über die ganze Oberfläche der Matrize verteilt wird. Eine runde Platte mit einem Durchmesser von 340 mm, die aus dem lichtdurchlässigen Kunststoff (Substrat) hergestellt ist, der in der Spalte 3 der nachstehenden Tabelle II erwähnt ist, wird mit Vorsicht auf die mit Gussharz versehene Matrize gelegt, wobei gegebenenfalls eingeschlossene Luftblasen, die wegen der lichtdurchlässigen Platte sichtbar sind, mit Hilfe eines metallenen Rollgliedes aus der Gussharzschicht herausgerollt werden. Es sei bemerkt, dass die Platte aus lichtdurchlässigem Kunststoff (Substrat) in gewissen Fällen vorbehandelt wird, ehe sie auf der Gussharzschicht angebracht wird. Die Vorbehandlung bezweckt, die Haftung zwischen Harz und Platte zu fördern. Die etwaige Vorbehandlung ist in der Spalte 4 der nachstehenden Tabelle II erwähnt. Dabei bedeutet PVC/PVA, dass die Platte auf der Seite, die mit dem Harz in Berührung gerät, mit einer Polyvinylchlorid/Polyvinylacetatschicht versehen ist. Die Schicht aus PVC/PVA ist dadurch angebracht, dass auf der Platte eine Lösung von PVC/PVA in Cyclohexanon und Äthylacetat angebracht und dann die Platte bei etwa 1000 Umdrehungen/min zentrifugiert wird. Die Bezeichnung «Chloroform» bedeutet, dass die Platte mit Chloroform vorbehandelt ist. Dabei wird auf der Platte Chloroform ausgegossen, das durch Zentrifugieren wieder entfernt wird. Die Bezeichnung «Äthylacrylat» bedeutet, dass das Substrat durch Eintauchen während 30 Sekunden in Äthylacrylat vorbehandelt ist.
Nach dem Auflegen der Platte wird die erhaltene Sandwichstruktur von Matrize, Gussharzschicht und Platte etwa 15 Sekunden lang mit 1000 Umdrehungen/min gedreht. Dabei wird der Gussharzüberschuss entfernt, wobei eine homogene und dünnere Gussharzschicht erhalten wird. Die Dicke der Harzschicht darf von 0,2 bis 300 um variieren, aber beträgt vorzugsweise 1 bis 75 (im.
Die Gussharzschicht wird dann über das Substrat mit Hilfe einer 40 cm über der Sandwichstruktur angeordneten Lichtquelle, wie z.B. einer «300 W water-cooled superhigh-pressure mercury lamp» ( = 500-W-wassergekühlte Super-hochdruck-Quecksilberdampflampe) oder einer Reihe mehrerer «TL 20 W-Fluoreszenzlampen» belichtet, die im wesentlichen Licht mit einer Wellenlänge von 350 nm emittieren. In der Spalte 5 der nachfolgenden Tabelle II ist der Lampentyp
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erwähnt, wobei SP 500 die oben angegebene Quecksilberdampflampe und TL die vorgenannte Fluoreszenzlampe darstellt. Die Belichtungszeit ist in der Spalte 6 der Tabelle II erwähnt. Nach Belichtung wird der erhaltene Kunststoffda-tenträger der Matrize entnommen. Der Kunststoffdatenträger ist in Fig. 3 dargestellt und besteht aus der mit einer Datenspur versehenen gehärteten Harzschicht 8 und der mit dieser verbundenen Platte 9 aus lichtdurchlässigem Kunststoff. Der Kunststoffdatenträger (Fig. 3) wird meistens auf der Seite der
Daten enthaltenden Gussharzschicht mit einer 30 nm dicken Al-Schicht (in Fig. 3 nicht dargestellt), versehen, die in einer Vakuumglocke bei einem Druck von 1,33 • 10-2 bis 1,33 • 10~3 Pa aufgedampft wird. Auf der Al-Schicht wird schliesslich 5 eine schützende Lackschicht (in Fig. 3 nicht dargestellt) dadurch angebracht, dass auf der Al-Schicht Nitrocelluloselack ausgegossen und dann das Ganze zentrifugiert wird, wobei sich der Nitrocelluloselack als eine dünne Schicht über die ganze AI-Schicht ausbreitet.
Tabelle 2
Gussharz Folgenr.
Material Matrize
Material Substrat
Substratvorbehandlung
Lichtquelle
Belichtungszeit in s
1
galv. Nickel
Kopolymer PVC/PVA
keine
SP500
90
1
galv. Nickel
PVC
keine
SP500
90
1
galv. Nickel
Polymethylmethacrylat
PVC/PVA
SP500
90
1
galv. Nickel mit einer
Polymethylmethacrylat
Äthylacrylat
SP500
60
Oberschicht aus stromlosem
Nickel
2
galv. Nickel mit einer Oberschicht aus stromlosem Nickel
Polymethylmethacrylat keine
SP500
300
3
galv. Nickel
Polymethylmethacrylat keine
SP500
60
4
galv. Nickel
Polymethylmethacrylat keine
SP500
60
5
galv. Nickel mit einer Oberschicht aus stromlosem Nickel
Polymethylmethacrylat
Chloroform
TL
120
6
galv. Nickel
Polymethylmethacrylat keine
SP500
60
7
galv. Nickel
Polycarbonat keine
SP500
60
7
galv. Nickel
Polymethylmethacrylat keine
SP500
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7
galv. Nickel
Polystyren keine
SP500
60
7
galv. Nickel mit einer Oberschicht aus stromlosem Nickel
Polymethylmethacrylat keine
TL
120
8
galv. Nickel mit einer
Polymethylmethacrylat
PVC/PVA
TL
120
Oberschicht aus stromlosem
Nickel
9
galv. Nickel
Kopolymer PVC/PVA
keine
SP500
900
G
1 Blatt Zeichnungen

Claims (20)

644 725 PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Vervielfältigung von Kunststoffdatenträ-gern, bei dem auf einer mit einer Datenspur versehenen Matrize ein polymerisierbares Gussharz angebracht wird, das auf der von der Matrize abgekehrten Seite mit einem Substrat versehen ist oder wird, wonach das Gussharz polymerisiert und das Gebilde aus polymerisiertem Gussharz und mit diesem verbundenen Substrat der Matrize entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Matrize verwendet wird, von der wenigstens die die Datenspur enthaltende Oberfläche aus Metall hergestellt ist, dass auf dieser Metalloberfläche ein flüssiges, durch Strahlung polymerisierbares Gussharz angebracht wird, das niedermolekulare Monomere und/oder Oligomere enthält, die durchschnittlich 25 bis 70 Gew.-% nichtaromatische gesättigte Kohlenwasserstoffgruppen und/oder Phenylgruppen enthalten, wobei das Gussharz völlig oder nahezu völlig aprotisch ist und eine durchschnittliche Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit aufweist, die zwischen den Werten 2 und 6 einschliesslich liegt, dass das Gussharz auf der von der Matrize abgekehrten Seite mit einem für Strahlung durchlässigen Substrat versehen ist oder wird, dass das Gussharz durch Strahlung, welche durch das Substrat hindurch zum Gussharz gelangt, polymerisiert wird, und dass das polymerisierte Gussharz, sowie das mit ihm verbundene Substrat der Matrize entnommen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussharz verwendet wird, das mindestens 95 Gew.-% niedermolekulare Monomere enthält.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussharz verwendet wird, dessen mittlerer Gehalt an nichtaromatischen gesättigten Kohlenwasserstoffgruppen und/oder Phenylgruppen zwischen 40 und 65 Gew.-u/o liegt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussharz verwendet wird, dessen durchschnittliche Funktionalität in bezug auf Ungesättigtheit zwischen den Werten 2,1 und 3,5 einschliesslich liegt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussharz ein flüssiges Gemisch niedermolekularer Mono-, Di-, Tri- oder Tetraester von Acrylsäure enthält.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch Ester von Acrylsäure enthält, die aus der durch Alkylacrylate, Phenylacrylat, Alkoxyalkylacrylate, Al-kandioldiacrylate, Trimethylolpropantriacrylat, Pentaerythrit-triacrylat, Polyäthylenglycoldiacrylat, Polypropylenglycoldi-acrylat, Polyesteracrylat, Urethanacrylat, Epoxyacrylat und Diacrylat von oxäthyliertem Bisphenol-A gebildeten Gruppe gewählt sind.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussharz ein Quell vermögen in bezug auf das Substratmaterial aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gussharz mindestens einen Bestandteil enthält, der als solcher ein Quellvermögen in bezug auf das Substratmaterial aufweist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Bestandteil ein Vinylmonomer ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Anwendung von Polymethylmethacrylat als Substratmaterial der Bestandteil ein Alkylacrylat, dessen Alkylgruppe 2 oder 3 C-Atome enthält, oder ein Alkoxyalkylacrylat ist, von dem die Alkoxy- sowie die Alkylgruppe 1 bis 2 C-Atome enthalten.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat eine Folie, Platte oder Scheibe mit einer Dicke von 200 [im bis 1,5 mm ist, die aus Vinylchlorid-Vinyl-acetat-Kopolymer, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polyester,
Polystyrol, Cellulosetriacetat, Celluloseacetobutyrat oder einem Gemisch von in dieser Aufzählung angeführten Stoffen besteht.
12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Matrize eine ganz ebene metallene Vaterplatte oder ein von dieser abgeleiteter und auf galvanischem Wege erhaltener Metallabdruck verwendet wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Vaterplatte dadurch erhalten ist, dass eine Urplatte, d.h. eine ebene Glasplatte, von der eine Seite mit einer Datenspur versehen ist, auf der Seite der Datenspur zunächst stromlos und dann galvanisch mit einer Metallschicht versehen, darauf eine ebene Versteifungsplatte haftend angebracht und dann die Urplatte entfernt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vaterplatte dadurch erhalten ist, dass die Urplatte zunächst stromlos und dann galvanisch mit einer Metallschicht mit einer Gesamtdicke von höchstens 150 (im versehen, darauf bei der Umgebungstemperatur eine ebene Versteifungsplatte haftend angebracht und dann die Urplatte entfernt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der galvanisch erhaltene Metallabdruck mit einer haftend mit ihm verbundenen ebenen Versteifungsplatte versehen ist.
16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ebene Versteifungsplatte aus Metall oder einer Metallegierung hergestellt und mittels eines elektrisch leitenden Leimes auf der Metall,schicht befestigt ist.
17. Verfahren zur Herstellung einer Matrize zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Urplatte, d.h. eine ebene Glasplatte, die auf einer Seite mit einer Datenspur versehen ist, auf der Seite der Datenspur zunächst stromlos und dann galvanisch mit einer Metallschicht versehen, darauf eine ebene Versteifungsplatte haftend angebracht, danach die Urplatte entfernt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Urplatte zunächst stromlos und dann galvanisch mit einer Metallschicht mit einer Gesamtdicke von höchstens 150 um versehen, darauf bei der Umgebungstemperatur die ebene Versteifungsplatte haftend angebracht, dann die Urplatte entfernt wird.
19. Matrize, die durch das Verfahren nach Anspruch 17 erhalten ist.
20. Kunststoffdatenträger, der durch das Verfahren nach Anspruch 1 erhalten ist.
CH1246277A 1976-10-15 1977-10-12 Verfahren zur vervielfaeltigung von kunststoffdatentraegern. CH644725A5 (de)

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