DE19511121C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von belichteten Satzfilmen für den Lichtsatz - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von belich­ teten Satzfilmen für den Lichtsatz, bei dem ein Satzfilm, wel­ cher eine durchsichtige Kunststoffgrundfolie und wenigstens eine aufgebrachte Deckschicht hat, mit einem Laserstrahl abgetastet und, gesteuert durch die Satzinformation, bildpunktweise belichtet wird, und eine entsprechende Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens. Der Begriff Satzinformation soll in diesem Zusammen­ hang neben Buchstabentext auch graphische oder bildliche Infor­ mation umfassen, die auf dem Satzfilm abgebildet werden soll.

Bei einem bekannten derartigen Verfahren wird ein Laserstrahl über einen Drehspiegel zeilenweise über einen Satzfilm geführt. Im Strahlengang zwischen Laser und Drehspiegel ist ein Modulator vorgesehen, der elektronisch gesteuert den Laserstrahl peri­ odisch ablenkt und ihn nur intervallweise über den Drehspiegel auf den Satzfilm gelangen läßt, wobei sich der Drehspiegel zwi­ schen aufeinanderfolgenden Intervallen weiterdreht, so daß in aufeinanderfolgenden Intervallen aufeinanderfolgende Bildpunkte einer Zeile auf dem Film belichtet werden. Als Laserlichtquelle wird ein Helium-Neon-Laser verwendet. Der belichtete photogra­ phische Film, auf den beispielsweise mit den genannten Verfah­ rensschritten die Seiten einer Zeitung abgebildet wurden, wird anschließend in üblicher Weise entwickelt, um dann mit Hilfe des Films die Druckformen herzustellen.

Desweiteren sind Verfahren zur Herstellung von Druckformen be­ kannt, bei denen die Druckplatten direkt mit einem Laserstrahl abgetastet wird, wobei eine ähnliche Strahlsteuerung wie im obigen Verfahren zur bildpunktweisen Abtastung verwendet wird. Das Laserlicht wirkt auf eine auf die Druckplatte aufgebrachte Schicht mit einer Diazoverbindung ein. Nach der Belichtung wird die Diazoverbindungsschicht chemisch behandelt, um die Druckform zu erzeugen. Auch bei diesem Verfahren ist eine chemische Nach­ behandlung nach der Belichtung erforderlich.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von Fotomasken für die weitere Herstellung elektronischer Schaltungen bekannt, bei dem ein Film bestehend aus einer Kunststoffträgerfolie, einer darauf aufgebrachten extrem dünnen Metallschicht und einer die Metallschicht abdeckenden Kunststoffschutzschicht besteht. Der Film wird mit einem intensiven Laserstrahl bildpunktweise bestrahlt, wobei an zu belichtenden Bildpunkten die Energie des Laserstrahls die Metallschicht zerstört und das Metall zu fein­ sten Partikeln gerinnen läßt. Die Herstellung solcher Mehr­ schichtstrukturen ist relativ kompliziert.

Aus DE 36 20 233 C2 ist ein Verfahren zur Kennzeichnung von Werkstücken aus Glas, Keramik oder Porzellan bei Temperaturen oberhalb 300°C bekannt, bei dem Dampf von Titan, Vanadium oder Graphit aufgebracht wird, der bei Temperaturen oberhalb 300°C auf der Oberfläche des heißen Werkstücks kondensiert und in die Oberfläche eindiffundiert, so daß eine zuverlässige Haftung der aufgedampften Deckschicht erreicht wird. Danach werden die Kenn­ zeichnungssymbole durch partielles Abdampfen der Deckschicht mittels eines Lasers angebracht. Eine derartige Aufbringung einer Deckschicht wäre für Filme mit einer Kunststoffgrundfolie ungeeignet.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Satzfilmen zu schaffen, mit denen Satzfilme auf einfache und kostengünstige Weise herstell­ bar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Verfahren mit den kennzeich­ nenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff, sowie die Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 9.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Satzfilm verwendet, der eine durchsichtige Kunststoffgrundfolie oder Trägerfolie und eine darauf aufgebrachte Ruß- und/oder graphithaltige Deck­ schicht hat. Die in der Deckschicht aufgebrachte Ruß- und/oder Graphitmenge ist so gewählt, daß der Satzfilm eine gewünschte vorgegebene densitometrische Dichte oder Schwärzung hat. Der Laserstrahl tastet den Film auf zu belichtende Bildpunkte mit ausreichender Intensität ab, um die Deckschicht in diesen Bild­ punkten abzubrennen, so daß in den belichteten Bildpunkten nur die durchsichtige Grundfolie zurückbleibt. Nach der Bestrahlung verbleibt in den belichteten Bereichen nur die durchsichtige Kunststoffgrundfolie, während in den unbelichteten Bereichen die Deckschicht erhalten bleibt, so daß der belichtete Film direkt die gewünschte Abbildung erhält.

Die Verwendung von Ruß und/oder Graphit als Deckmaterial ermög­ licht einerseits, mit relativ wenig Material eine gewünschte Schwärzung zu erzielen. Andererseits sind die genannten Materia­ lien, die wesentliche Anteile an atomarem Kohlenstoff enthalten, mit einem Laserstrahl relativ gut entzündbar, so daß innerhalb einer kurzen Einwirkzeit (typisch 10 ns bis 10 µs) des Lasers die Deckschicht an einem Bildpunkt vollständig entfernbar ist. Es hat sich herausgestellt, daß sich die Ruß- und/oder graphit­ haltigen Deckschichten durch Laserstrahlen vollständig verdamp­ fen und abbrennen lassen, ohne daß Rückstände auf der Kunst­ stoffgrundfolie zurückbleiben. Die dafür benötigte Energiedichte beträgt beispielsweise bei einer Wellenlänge von 1,064 µm etwa 1 J/cm².

In der beschriebenen Weise entsteht ein Satzfilm mit hohem Kon­ trast zwischen den durchsichtigen, belichteten Bereichen und den unbelichteten Bereichen mit der Deckschicht.

Ein weiterer wesentlicher Vorteil von ruß- und/oder graphithal­ tigen Deckschichten besteht dabei darin, daß als Verbrennungs­ produkt im wesentlichen Kohlendioxid entsteht, so daß keine besonderen Schutzmaßnahmen zum Einfangen und Absaugen von Reak­ tionsprodukten erforderlich sind.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es daher möglich, durch eine einzige Laserabtastung des Satzfilms einen belichteten Satzfilm herzustellen, der die gewünschte Abbildung trägt, ohne daß weitere Bearbeitungsschritte erforderlich wären. Dies führt zu einem vereinfachten Verfahren zur Herstellung belichteter Satzfilme. Ferner ist der Satzfilm mit einer Kunststoffgrundfo­ lie und ruß- und/oder graphithaltiger Deckschicht einfach und kostengünstig herstellbar und in dieser Beziehung allen bekann­ ten Satzfilmen überlegen.

Die Deckschicht besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einem Gemisch aus dispergiertem Industrieruß (Carbon Black) und Bindemittel, beispielsweise Polyurethan. Die Deckschicht kann Dicken im Bereich 1,5 bis 10 µm, vorzugsweise 1,5 bis 6 µm, haben.

Für das Verfahren sind Laser mit guten Strahleigenschaften und ausreichend hoher Leistung verwendbar. Die effektivste Wellen­ länge des Lasers wird durch die Wechselwirkung der Laserstrah­ lung mit dem Material der Deckschicht bestimmt. Da Ruß und Gra­ phit im gesamten optischen Wellenlängenbereich eine hohe Absorp­ tion haben, sind für das Verfahren insbesondere Laser im Wellen­ längenbereich von 180 nm bis 10,6 µm geeignet. In diesem Bereich ist eine Vielzahl von Laserquellen verfügbar und gleichzeitig existieren ausreichende optische Hilfsmittel für die Strahlfüh­ rung.

Als besonders vorteilhaft hat sich der Einsatz von Nd:YAG-La­ sern, insbesondere von diodengepumpten Nd:YAG-Lasern, erwiesen. Derartige Laser stehen heute mit ausreichender Leistung bei beugungsbegrenzter Strahlqualität zur Verfügung, beispielsweise mit einer Leistung von 10 Watt, was für die Zwecke der vorlie­ genden Erfindung völlig ausreichend ist. Aber auch Diodenlaser mit guter Strahlqualität eignen sich aufgrund ihrer Kompaktheit und ausgezeichneten Modulierbarkeit für das erfindungsgemäße Verfahren.

Die Deckschicht wird nach ihrem Ruß- und/oder Graphitgehalt und ihrer Dicke so bemessen, daß eine ausreichende Schwärzung er­ reicht wird, die Materialmenge aber gering genug ist, so daß die Deckschicht leicht abbrennbar ist. Eine Deckschicht kann bei­ spielsweise aus Pigmentruß (Anteil: 30 Gew.-%) mit Polyurethan als Bindemittel bestehen und eine Dicke von 2 µm aufweisen. Als Material der Kunststoffgrundfolie kann beispielsweise Polyester dienen, beispielsweise mit einer Schichtdicke von 75 µm. Die beschriebene Deckschicht hat eine optische Dichte von 3,9.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann z. B. wie folgt aufgebaut sein. Der Laserstrahl eines diodengepumpten Nd:YAG-Lasers hat eine Grundmodelleistung von 10 Watt, wobei der Laserstrahl durch einen Modulator in seiner Intensität modulierbar ist. Dieser Strahl wird durch eine an die Wellenlänge des Lasers angepaßte Optik aufgeweitet und auf die Filmebene fokussiert. Die Ablen­ kung des Laserstrahls über den Film wird durch einen Polygons­ canner mit mehreren Facetten realisiert, wodurch der Film be­ lichtet wird. Eine Absaugvorrichtung entsorgt die freiwerdenden Gase. Da der Film tageslichtunempfindlich ist, kann die Filmzu­ fuhr über eine offene Filmtrommel mit mehr als 100 Metern Film erfolgen. Auch das Gerät selbst ist nicht zwingend lichtdicht ausgelegt. Da der Film keiner weiteren Entwicklung unterzogen wird, ist, bei einer zusätzlichen hochgenauen Ausrichtung des Films, sogar eine Nachbearbeitung des Films möglich.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung von belichteten Satzfilmen für den Lichtsatz, bei dem ein Satzfilm, welcher eine durchsichtige Kunststoffgrundfolie und wenigstens eine aufgebrachte Deck­ schicht hat, mit einem Laserstrahl abgetastet und, gesteuert durch die Satzinformation, bildpunktweise belichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckschicht mit in einem Bindemittel dispergiertem Ruß und/oder Graphit verwendet und die Deckschicht an zu belichtenden Bildpunkten durch den Laserstrahl abgebrannt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des Laserstrahls ein Laser mit einer ,Wellenlänge im Bereich von 180 nm bis 10,6 µm verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nd:YAG-Laser bei der Grundfrequenz oder einer seiner Harmo­ nischen verwendet wird

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein diodengepumpter Festkörperlaser verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Dio­ denlaser mit im wesentlichen beugungsbegrenzter Strahlquali­ tät verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschicht als Bindemittel für Ruß oder Graphit einen thermoplastischen Kunststoff auf der Basis von Mischpolimerisaten enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Deckschicht verwendet wird, die bezogen auf das Bindemittel 30 bis 100 Gew.-% dispergierten Ruß enthält.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Dicke der Deckschicht 1,5 bis 10 µm, vor­ zugsweise 1,5 bis 6 µm beträgt, und einen Rußanteil bezogen auf das Bindemittel von 30 bis 75 Gew.-% aufweist.

9. Vorrichtung zur Herstellung eines belichteten Satzfilms, bei dem der Satzfilm bildpunktweise mit einem Laserstrahl abge­ tastet und der Laserstrahl bei der Abtastung entsprechend der Satzbildinformation moduliert wird, dadurch gekennzeich­ net, daß die Vorrichtung einen Laser mit einer Wellenlänge im Bereich von 130 nm bis 10,6 µm zur Belichtung des Satz­ films aufweist, wobei der Laser in seiner Leistung so dimen­ sioniert ist, daß bei vorgegebener Belichtungsdauer pro Bildpunkt und Dicke einer ruß- und/oder graphithaltigen Deckschicht des Satzfilms diese bei einem Belichten eines Bild­ punktes vollständig abbrennt.

10. Verwendung eines Films, welcher eine durchsichtige Kunst­ stoffgrundfolie und eine darauf aufgebrachte Deckschicht mit in einem Bindemittel dispergiertem Ruß und/oder Graphit aufweist, als nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 belichtbarer Satzfilm.