DE2322874A1

DE2322874A1 - Verfahren zum photobedrucken einer platte

Info

Publication number: DE2322874A1
Application number: DE2322874A
Authority: DE
Inventors: Ronald Lester Kennard; John Joseph Moscony
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1972-05-08
Filing date: 1973-05-07
Publication date: 1973-11-22
Also published as: NL7306349A; CA981095A; AU5512673A; JPS5328092B2; US3751250A; FR2184314A5; GB1402491A; IT982561B; JPS4962130A

Description

7491-73/Kö/S
RCA Docket No.: 65,188
Convention Date:
May 8, 1972

RCA Corporation, New York, N.T., V.St.A.

Verfahren zum Photobedrucken einer Platte

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Photobedrucken einer Platte, die auf mindestens einer Seite mit einer lichtempfindlichen Ätzreservage beschichtet ist, bei dem die Platte in einem Vakuum-Druckrahmen, der mindestens eine, auf ihrer einen Seite der umgebenden Atmosphäre ausgesetzte und im Mittelbereich ihrer anderen Seite mit einem Druckschablonenmuster versehene Glasplatte aufweist, angeordnet wird, der Druckrahmen evakuiert und dadurch das Druckschablonensnuster durch Beaufschlagung der einen Seite der Glasplatte mit Atmosphärendruck in innige Berührung mit der be-Kchichteten Seite der Platte gezogen wird, die Ätzreservageechicht durch das Druckschablonenmuster der Glasplatte hindurch mit härteiv der Strahlung belichtet wird und dann der Druckrahmen gegen die Atmosphäre geöffnet wird, so daß die Glasplatte sich von der be- «chichteten Seite der Platte löst.

Die Herstellung von Lochutasken durch Photodrucken und Ätzen ist z.B. in den USA-Patentschriften 2 750 524, 3 199 430 und 3 313 225 beschrieben. Bei. einem typischen Verfahren wird ein dünnes Metallblech, beispielsweise aus kaltgewalztem Stahl oder einer Kupfer-Nickellegierung, auf beiden Seiten mit einer lichtempfindlichen Ätzraservage äjis Photoiack oder -email beschichtet. DaiiFi wird das beschichtete Blech zwischen zwei Glasplatten angeordnet, deren jede ein photographieches Druckschablonenmuster

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trägt, wobei die beiden Druckschablonenmuster genau aufeinander ausgerichtet werden. Die Glasplatten haben gewöhnlich je einen Mittelbereich mit dem photographischen Druckschablonenmuster und einen klaren Randbereich. Die Glasplatten werden im Abstand voneinander in einem sogenannten Vakuum-Druckrahmen angeordnet. Wenn das beschichtete Blech sich in der gewünschten Lage befindet, wird der Druckrahmen evakuiert, so daß die Glasplatten gegeneinander gezogen und dadurch die Druckschablonenmuster in inniger Berührung ■it den Beschichtungen des Bleches gehalten werden. Sodann- werden die Beschichtungen oder Beläge durch die Glasplatten hindurch mit einer geeigneten Belichtungsdauer belichtet. Der Druckrahmen wird anschließend mit Luft aufgefüllt und auf Atmosphärendruck zurückgebracht. Die Glasplatten werden abgelöst, und das Metallblech mit den belichteten Belägen wird aus dem Druckrahmen herausgenommen. Die belichteten Beläge können jetzt entwickelt werden, indem die löslicheren Belagteile entfernt werden. Sodann kann das Blech selektiv geätzt werden, und schließlich können die weniger löslichen Belagteile vom Blech entfernt werden.

Ein Kachteil der bekannten Verfahren ist die verhältnismäßig lange Zeit, die für das Evakuieren und Wiederfüllen des Rahmens im Produktionsgang benötigt wird. In Fällen, wo die photographische Druckschablone ein erhabenes Muster aus lichtabsorbierenden Teilchen in einem Bindenittel, beispielsweise Silbermetallteilchen oder Kohleteilchen in Gelatine ist, schneidet man manchmal Rillen oder Kerben in die Beläge auf den Randbereichen der Platte, um den Evakuier- und WiederauffüllVorgang zu beschleunigen» Selbst bei Anwendung solcher Hilfsmittel erfordert jeder Belichtungsvorgang Evakuierzeiten von 45 bis 150 Sekunden. Besteht die Druckschablone aus einer Anordnung oder einem Muster von aufplattierten Metallbereichen, so ist die Druckschablone im wesentlichen bündig mit der Oberfläche der Glasplatte, und in diesem Fall beansprucht das Evakuieren und Wiederauffüllen des Druckrahmens mit Luft noch längere Zeit. Bei Verringerung der Evakuier- und Wiederauffiillzeiten könnte der Produktionsausstoß des Druckrahmens erhöht wer den·. '

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Normalerweise arbeitet man mit mindestens einer, vorzugsweise mit zwei Glasplatten, deren jede einen die photographische Druckschablone tragenden Mittelbereich sowie einen Randbereich mit der zwei- bis dreifachen Fläche des Mittelbereichs aufweist. Ein gutes Vakuum ist erforderlich,damit die Glasplatten durch den Atmosphärendruck fest gegen das Metallblech gedrückt werden, so daß sich ein annehmbarer Kontaktdruck ergibt. Andernfalls streut das Licht um das Muster der Glasplatten, so daß die gedruckten Flächenbereiche, d.h. die Punktelemente verzerrt werden. Tn den -großen Randbereichen der Glasplatten wird die Luft teilweise zwischen den Platten und dem Metallblech eingefangen, wodurch sich die erforderliche Zeit für das Evakuieren des Druckrahmens verlängert. Außerdem verlängert sich die Zeit für das Wiederauffüllen des Druckrahmens mit luft dadurch, daß es für die Luft schwierig ist, zwischen die Platten und das Metallblech einzudringen, wenn der Druckrahmen gegen die Atmosphäre geöffnet wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die für das Evakuieren und Wiederauffüllen des Druckrahmens mit Luft erforderliche Zeit zu verkürzen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche des Randbereiches der mit dem Druck-Echablonenmuster versehenen Seite der Glasplatte bis zu einer Tiefe von mindestens 0,076 mm (0,003 Zoll) abgetragen ist und daß vor dem Evakuieren des Druckrahmens die Platte mit ihrer beschichteten Seite gegenüber der mit dem Druckschablonenmuster versehenen Seite der Glasplatte angeordnet wird.

Durch das Entfernen der Oberfläche des Randbereiches der Glasplatte wird die für das Evakuieren des Druckrahmens erforderliche Zeit sowie die für das Wiederäuffüllen des Druckrahmens mit Luft nach dem Belichten der beschichteten Platte oder des beschichteten Metallblechs erforderliche Zeit erheblich verkürzt.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 die Vorderansicht einer beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Glasplatte mit einem Druokschablonenmuster ^m ₃

Figur 2 eine Schnittdarstellung der in Figur 1 gezeigten Glasplatte in der Schnittebene 2-2 j und

Figur 3 eine Schnittdarstellung eines weggebrochenen Teils eines Vakuum-Druckrahmens während des Belichtens eines beschichte-,ten Metallblechs durch zwei Glasplatten von der in Figur 1 gezeigten Art.

Figur 1 und 2 zeigen eine typische Glasplatte 21, wie sie für das erfindungsgemäße Verfahren Verwendung findet. Die Glasplatte 21 hat auf ihrer einen Seite einen Mittelbereich 23 und einen diesen umgebenden Randbereich 25. Der Mittelbereich trägt ein photographisches Druckschablonenmuster 27· Mit Ausnahme eines Fensters 29 ist die Oberfläche des Randbereiches 25 beispielsweise durch Sandstrahlen bis zu einer Tiefe von mindestens 0,076 mm (0,003 Zoll), und höchstens 0,254 mm (0,010 Zoll), vorzugsweise ungefähr 0,15 «ο (0,006 Zoll), abgetragen, und die neue Oberfläche hat eine rauhe Struktur. Das Fenster 29* (das ein fakultatives Merkmal darstellt) ist eine polierte RechteckflSche der Glasplatte 21. Die andere Seite 31 der Glasplatte ist ebenfalls poliert.

Die Glasplatte kann aus gewöhnlichem Scheiben- oder Spiegelglas in ausreichender Dicke, so daß sie den mechanischen Beanspruchungen des Verfahrens standhält, bestehen. Dicken im Bereich von ungefähr 2,5 bis 25,5 mm (0,10 bis 1,00 Zoll) sind zweckmäßig. Die Oberfläche des Randbereiches 25 kann durch Sandstrahlen, Ätzen, Schleifen oder andere Abtragverfahren abgetragen werden· Das Sandstrahlen kann in der üblichen Weise erfolgen, indem man die nicht abzutragenden Flächenbereiche abdeckt oder maskiert und dann die Platts mit einem Strahl aus mit Schmirgelteilchen wie Aluminiumoxyd oder Sand der gewünschten Teilchengröße und Art beladenem Gas oder mit solchen Teilchen beladener Flüssigkeit beaufschlagt. Das Ätzen kann mit einem bekannten Ätzmittel erfolgen, das z.B. Fluorwasserstoff und Ammoniumbifluorid enthält. Das Schleifen kann durch mechanisches Abschleifen der Oberfläche mit einem Schleifmittel wie Silicxumkarbidteilchen erfolgen. Die neue Ober-

fläche kann glatt sein, ist jedoch vorzugsweise rauh.

Das photographische Druckschablonenmuster 27 kann aus einem Belag aus Metall wie Chrom oder Nickel oder aus einem Belag aus opaken Teilchen in einem Bindemittel wie Silber- öder Kohleteilchen in Gelatine hergestellt werden. Hierzu kann man sich beispielis weise der in den USA-Patentschriften 3 56l 963 und 3 6OO 243 beschriebenen Verfahren bedienen. Vorzugsweise besteht das Druckschablonenmuster aus Metall mit einer Dicke von weniger als 0,025 mn (0,001 Zoll).

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens in Anwendung auf die Herstellung von Lochmasken für Farbfernsehbildröhren ist die Glasplatte ungefähr 8l,3 cm (32 Zoll) breit, 6l cm (24 Zoll) hoch und 0,65 ^c« (0,25 Zoll) dick. Zwei solche Glasplatten 21a und 21b werder in einem Vakuum-Druckrahmen oder -gehäuse aus zwei zusammenpassenden Rahmenteilen 33a und 33b angeordnet, wie in Figur 3 gezeigt. Die beiden Rahmenteile 33a und 33b sind mit gegeneinander gewandten Dichtstreifen 35« bzw* 35b aus Gummi umlegt, die im gegeneinander gedruckten Zuetand eine Vakuumdichtung bilden. Jedes Rahmenteil 33a bzw. 33b hat eine Leiste 37a bzw. 37b, die auf der betreffenden Seite 31a bzw. 31b am Umfangsrand des Randbereiches 25a bzw. 25b einer Glasplatte 21a bzw. 21b aufliegt. Zwei konzentrische Dichtstreifen 39a und 41a aus Gummi an der einen Leiste 37a sowie zwei konzentrische Dichtstreifen 39b und 41b aus Gummi an der anderen Leiste 37b trennen die Glasplatte 21a von der Leiste 37a bzw. die Glasplatte 21b von der Leiste 37b unter Bildung von Vakuumdichtungen und elastischen Auflageflächen für die Glasplatten 21a und 21b. Das Rahmenteil 33a ist mit einer Evakuiervorrichtung 43a mit Rohrleitung und Ventilen sum Evakuieren des von dem Rahmen teil 33a, der Glasplatte 21a und den Dichtstreifen 39a und 41a eingeschlossenen Raumes ausgerüstet. Das Rahmenteil 33b ist ebenfalls mit einer Evakuiervorrichtung 43b mit Rohrleitung und Ventile λ zum Evakuieren des von dem Rahmenteil 33b, der Glasplatte 21b und den Dichtstreifen 39b und 41b eingeschlossenen Raumes ausgerüstet. Die Rahmenteile 33a und 33b sind außerdem mit Evakuiervorrichtungen 44a und 44b zum Evakuieren des von den Rahmenteilen 33a und 33b eingeschlossenen Raumes ausgerüstet. Diese Vorrichtungen

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dienen außerdem zum öffnen des Druckrahmens gegen den Atmosphärendruck.

Bei einer Ausführungsform des Verfahrens werden die beiden Glasplatten 21a und 21b in den entsprechenden Rahmenteilen 33a bzw. 33b mit gegeneinander gewandten Druckschablonenmustern und durch Sandstrahlen abgetragenen Randbereichen angeordnet. Die Druckschablonenmuster auf den Glasplatten sind hexagonale Anordnungen oder Gruppen von opaken runden Punktelementen aus Nickelmetall. Die Anordnungen bestehen je aus einer gleichen Anzahl von Punktelementen mit gleichem Mitte-zu-Mitte-Abstand (obwohl je nach der Ausbildung des gewünschten Erzeugnisses die Durchmesser der Punktelemente verschieden sein können). Die Glasplatten werden so ausgerichtet, daß die einander entsprechenden Punktelemente auf den beiden Glasplatten koaxial sind. Die Glasplatten werden an den entsprechenden Rahmenteilen 33a und 33b durch den Atmosphärendruck gegen die Randbereiche 25a und 25b festgehalten, wenn die Zwischenräume zwischen den Gumei-Dichtstreifen 39a und 41a sowie 39b und 41b durch die entsprechende Evakuiervorrichtung 43a bzw. 43b evakuiert werden.

Bei der hier betrachteten Ausführungsform des Verfahrens wird ein Metallblech aus kaltgewalztem Stahl mit einer Dicke von ungefähr 0,51 nu* (0,020 Zoll), das auf beiden Seiten axt einem Photolack wie dichroaatisiertezn Fischleim beschichtet ist, verwendet. Das auf ihren beiden Seiten mit den Belägen 47a und 47b betschichtete Metallblech 45 wird zwischen die beiden Glasplatten 21a und 21b eingeschoben und in der gewünschten Lage zum Anschlag gebracht. Durch das Fenster 29 (das nicht erfindungsaotwendig ist) kann man beobachten, ob das Metallblech 45 ruazel- ader kräuselfrei ist. Der VaKuum-Druckrahmen wird dann evakuiert, indem die Luft durch die Evakuiervorrichtungen 44a und 44b abgesaugt wird. Der Atüosphärendruck außerhalb des Druckrahmens preßt die Druckschablonenmuster auf den Glasplatten 21a und 21b gegen die Photolackbeläge 47a bzw, 47b, wie in Figur 3 gezeigt. Das vollständige Evakuieren erfordert ungefähr 30 Sekunden, während gemäß dem Stand der Technik 90 Sekunden erforderlich sind.

Im druckbeaufschlagten Zustand werden die Photolackbeläge 47«

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und 47b mit Licht (Pfeile 49a und 49b) von auf beiden Seiten des Rahmens angeordneten Lichtquellen'hoher Intensität durch die offenen Bereiche 51a und 51b der Rahmenteile 33a und 33b und die Glasplatten 21a und 21b hindurch flutbelichtet, so daß die Photolackbeläge mit härtender Strahlung beaufschlagt werden. Nach beendeter Belichtung wird das Licht abgeblendet und der Vakuum-Druckrahmen durch die Vorrichtungen 44a und 44b gegen die Atmosphäre geöffnet, und das belichtete beschichtete Metallblech kann aus dem Vakuum-Druckrahmen herausgenommen werden. Geeignete Lichtquellen sind z.B. Lichtbogenlampen oder Xenon-Impulslampen.

Das Verfahren kann zum Photobedrucken entweder einer oder beider Seiten des beschichteten Bleches angewendet werden. Das beschichtete Blech kann zu irgendeinem der normalerweise durch, Photobedrucken angefertigten Erzeugnisse verarbeitet werden. Am vorteilhaftesten ist das Verfahren in Fällen, wo verhältnismäßig große Flächenbereiche photobedruckt werden müssen, wofür große Glasplatten und eine schnelle Evakuierung verhältnismäßig großer Volumina erforderlich sind. Mb in Figur 1 gezeigt, ist der den das Druckschablonenmuster aufweisenden Mittelteil 23 der Glasplatte 21 umgebende Randbereich 25 in der Fläche zwei- bis dreimal größer als der Mittelbereich 23· Wäre diese Fläche des gegen das Blech gewandten Randbereiches 25 nicht erfindungsgemäß abgetragen oder hinter schnitten, so würde beim aaf anglichen Evakuieren des Druckrahmens Luft zwischen dem Rand-bereich und dem Blech 45 eingefangen. Auch durch Rillen oder Kerben'im Randbereich 25 würde das Evakuieren nicht wesentlich beschleunigt. Durch die hinterschnitte nen und aufgerauhten Oberflächen 25a und 25b wird dagegen die Evakuierungszeit verkürzt. Bei einen gegebenen Produktionsschema wurden Evakuierungszeiten von 20 Sekunden erreicht, wodurch der Produktionsausstoß des Druckrahmens um mehr als 100 Prozent gesteigert werden kann.

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Claims

Patentansprüche

Verfahren zum Photobedrucken einer Platte, die auf mindestens einer Seite mit einer lichtempfindlichen Ätzreservage beschichtet ist, bei dem die Platte in einem Vakuum-Druckrahmen, der mindestens eine auf ihrer einen Seite der umgebenden Atmosphäre ausgesetzte und im Mittelbereich ihrer anderen Seite mit einem Druckschablonenmuster versehene Glasplatte aufweist, angeordnet wird, der Druckrahmen evakuiert und dadurch das Druckschablonenmuster durch Beaufschlagung der einen Seite der Glasplatte mit Atmosphärendruck in innige Berührung mit der beschichteten Seite der Platte gezogen wird, die Ätzreservageschicht durch das Druckschablonenmuster der Glasplatte hindurch mit härtender Strahlung belichtet wird und dann der Druckrahmen gegen die Atmosphäre geöffnet wird, so daß die Glasplatte sich von der beschichteten Seite der Platte löst, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche des Randbereiches (25) der mit dem Druckschablonenmuster (27) versehenen Seite (31a, 31b) der Glasplatte (21a, 21b) bis zu einer Tiefe von mindestens 0,076 mm (0,003 Zoll) abgetragen ist und daß vor dem Evakuieren des Druckrahmens (33a, 33b) die Platte (45) mit ihrer beschichteten Seite gegenüber der mit dem Druckschablonenmuster (27) versehenen Seite der Glasplatte (21a, 21b) angeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenteil des Randbereiches (25) der Glasplatte (21a, 21b) durch Sandstrahlen abgetragen ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenteil des Randbereiches (25) der Glasplatte (21a, 21b) durch Ätzen abgetragen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenteil des Randbereiches (2 5) der Glasplatte (21a, 21b) durch Abschleifen abgetragen ist.

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