DE2851101C2

DE2851101C2 - Verfahren zum Gravieren von Werkstückflachen durch Ätzen

Info

Publication number: DE2851101C2
Application number: DE2851101A
Authority: DE
Inventors: Ulrich 7110 Oehringen Wagner
Original assignee: Individual
Current assignee: Standex International GmbH
Priority date: 1978-11-25
Filing date: 1978-11-25
Publication date: 1980-09-18
Also published as: NL7908492A; IT1126379B; ES486303A1; DK150644B; GB2037004A; FR2442465A1; ZA796098B; NO153814B; DK498079A; AU5285979A; CH642401A5; NO153814C; BE880233A; US4286051A; DE2851101B1; CA1122469A; NO793806L; SE446136B; GB2037004B; PT70494A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gravieren einer beliebig gekrümmten Fläche eines Werkstücks durch Ätzen unter Verwendung einer flexiblen Trägerfolie, welche eii, Muster aus einer lichtundurchlässigen Farbe trägt, wobei auf die Werkstückoberfläche eine Fotolackschicht aufgetragen, die Fololackschicht in Kontakt mit dem Muster gebraci-*, durch das Muster hindurch belichtet und die Trägerfolie entfernt wird, worauf die belichteten bzw. unbelichteten Bereiche der Fotolackschicht entfernt werden und dann die von der Fotolackschichl nicht mehr abgedeckten Bereiche der Werkstückoberfläche geätzt werden.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (DE-OS 22 45 288) wird die das Muster tragende Trägerfolie lose auf die Fotolackschicht aufgelegt und während de.\ Belichtens durch einen lichtdurchlässigen Druckkörper opcen die Fotolackschicht gepreßt. Sollen nicht-ebene Werkstückflächen graviert werden, ist die das Muster tragende Trägerfolie nach dieser bekannten Lehre so zuzuschneiden, daß sie sich in die Form der zu gravierenden Werkstückfläche bringen läßt; außerdem muß ein lichtdurchlässiger Druckkörper hergestellt werden, dessen Form der Negativform der zu gravierenden Werkstückflächc entspricht. Das bekannte Verfahren ist demnach verhältnismäßig umständlich und kostspielig, und außerdem können die Schnittkanten in der das Muster tragenden Trägerfolie zu Linien in der belichteten und entwickelten Fololackschichi führen, die wegretuschiert werden müssen. Schließlich muß die Fotolackschicht durch den lichtdurchlässigen Druckkörper hindurch belichtcl werden, was wegen der verhältnismäßig geringen Lichtempfindlichkeit der üblichen Fotolackschichten und wegen der unvermeidlichen Streuung, die das Licht beim Durchgang durch den Druckkörper erfährt, nachteilig ist, da sich beides auf die Qualität der herzustellenden Gravur negativ auswirkt.

Es ist ferner schon bekannt, /um Ätzgravieren beliebig gekrümmter Werkstückflächen eine dünne, flexible Trägerfolie zu verwenden, welche nach Art eines Abzugsbilds ein von einer wasserlöslichen Klebstoffschicht überdecktes, ablösbares Muster aus einer lichtundurchlässigen, ätzmittelbeständigen Farbe trägt. Überträgt man dieses Muster wie ein Abzugsbild auf die zu gravierende Werkstückfläche, so erhält man auf dieser unmittelbar eine Ätzmaske. Solche Trägerfolien, die mit den vielfältigsten Mustern bedruckt sind und sich wie Abziehbilder handhaben lassen, befinden sich im Handel. In der Praxis haben sich jedoch zahlreiche Nachteile dieses bekannten Verfahrens gezc'gt: Für

ίο eine optimale Klebehaftung des von der ätzmittelbeständigen Farbe gebildeten Musters sind spiegelglatte Oberflächen erforderlich, die sich an metallischen Werkstücken nur mit beträchtlichem Arbeitsaufwand herstellen lassen; hei Formen für die Kunststoffverar-

iü beitung sind spiegelpolierte Flächen nur in Sonderfällen üblich. Ferner führt das für die Übertragung des Farbmusters erforderliche Einweichen der Trägerfolie in Wasser bei aus Stahl bestehenden Werkstücken zu Roststellen, welche die Klebehaftung vermindern.

Retuschierarbeiten außerordentlich erschweren und den Ätzvorgang beeinträchtigen. Außerdem lösen zahlreiche, für das Ätzgravieren verwendete Säuren den für die Haftung des Farbmusters auf der Werkstückfläche notwendigen Klebstoff der bekannten Trägerfolien schon nach kürzester Zeit soweit an, daß die Klebchaftung verloren gehl. Schließlich hinterläßt die Klebstoffschichi auf der zu ätzenden Werkstückfläche häufig einen nicht sichtbaren Klebstoffilm, welcher Retuschierarbeiten unsicher macht und einen glcichmä-

JO ßigen Ätzangriff an den vom Farbmuster nicht abgedeckten Werkstückflächenbercichcn beeinträchtigt. Auch sind die für die Muster der bekannten Trägerfolien verwendeten Druckfarben beim Tauchätzen nur kurzzeitig älzmilielbesiändig. wobei das zu

V) ätzende Werkstück im Ätzmittel nicht bewegt werden darf; Tiefätzungen in Metallen erfordern jedoch längeres Ätzen und eine Bewegung zwischen Ätzmittel und Werkstück.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, das an erster .Stelle beschriebene bekannte Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu verbessern, cl.iß es sich einfacher und billiger durchführen läßt, ohne daß dabei auf den Vorteil verzichtet werden muß. daß metallische Werkstücke mit geeigneten Ätzmitteln auch iicfgeäi/i

v, werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine dünne, flexible, ein ablösbares Muster tragende Trägerfolie mit der Musterseite auf die Fotolackschicht aufgebracht, das Muster auf den Fotolack übertragen und die Trägerfolie vor dem Belichten entfernt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können also alle durch die Verwendung von Fotolackschichten crzielbaren Vorteile beibehalten werden, ohne daß eine das Muster tragende Folie zugeschnitten werden muß und mehrere Folicnstiickc gehandhabt werden müssen; auch entfallen durch Schnittkanten der Trägerfolie bedingte Reluschicrarbcitcn. Schließlich kann die l'otolaekschicht nach Knifernen der Trägerfolie unmittelbar belichtet werden, so dal) die durch den Druckkörper des bekannten

M) Verfahrens hervorgerufene Streuung und Schwächling des Lichts nicht auftreten können. Gegenüber dem vorstehend an /weiter Stelle beschriebenen bekannten Verfahren weist das erfindungsgemäße Vorgehen die Vorteile auf. daß die bekannten Fotolacke auch auf

h5 nicht-spiegelglatten Oberflächen aus beliebigem Mate rial gut haften, daß die Fololackschieht das für das Übertragen des Musters verwendete Wasser von der Werkslückfläche abhält und deshalb das Inistehen von

Roststellen verhindert, daß Fotojackschichten auch unter der Einwirkung bewegter Ätzmittel sehr viel besser und dauerhafter haften als die wasserlöslichen Klebstoffe der bekannten Trägerfolien mit übertragbaren Mustern, und daß sich die bekannten Fotolacke nach dem Belichten in den belichteten bzw. unbelichteten Bereichen z. B. mit bekannten Lösungsmitteln ohne Schwierigkeiten vollständig entfernen lassen, wobei die dunkle Farbe der bekannten Fotolacke eine Sichtkontrolle auf vollständiges Entfernen der belichteten bzw. unbelichteten Bereiche gestaltet. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren das von der Trägerfolie nach An eines Abziehbildes auf die Fotolackschicht übertragbare Muster lediglich als Belichtungsmaske für die Fotolackschicht dienen muß und die letztere dann als Ätzmaske für die zu gravierende Werkstückfläche dient, ist an die das Muster bildende Farbe nur die Forderung zu stellen, daß sie für das Licht, mit dem die Fotolackschicht belichtet wird, undurchlässig ist, so daß die Farbe nicht ätzmittclbeständig sein muß.

Es soll noch darauf hingewiesen werden, daß es sowohl Fotolacke gibt, bei denen sich ncch dein Belichten die belichteten Bereiche leicht auswaschen lassen, als auch Fotolacke, bei denen anschließend die unbelichteten Bereiche aufgelöst und entfernt werden, während die belichteten Bereiche die Ätzmaske bilden.

Die das von der Trägerfolie ablösbare Muster bildende Farbe könnte bei Verwendung eines Fotolacks, dessen belichtete Bereiche aufgelöst und entfernt werden können, grundsätzlich auf den nach dem Belichten nicht entfernten Bereichen der Fotolackschicht verbleiben. Zweckmäßiger ist es jedoch, das Muster nach dem Belichten zu entfernen, vorzugsweise durch ein Lösungsmittel für die das Muster bildende Farbe.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen der Trägerfolic und der Fololackschicht eine lösliche Klcbstoffschicht zum Fixieren des Musters auf der Fotolackschichl vorgesehen. Mierfür können die vorstehend erwähnten, im I Inndcl befindlichen dünnen Trägerfolien verwendet werden, die sich wie Abziehbilder verarbeiten lassen, da sie auf der von der Trägcrfol'c abgewandten Seite des aufgedruckten Musters bereits mit einer Klcbmiltclschicht versehen sind. Die Träger· folien selbst werden nach dem Bcfcu.-.-htcn mit Wasser und dem Anlegen mit der das Farbmuster tragenden Seite gegen die l'otolackschicht als Ganzes abgezogen, wenn der Klebstoff angetrocknet ist. Man könnte aber auch Trägerfolien verwenden, die sich in bestimmten w Lösungsmitteln auflösen, während das Farbmuster auf der Fotolackschiehl des Werkstücks zurückbleibt.

Wird zum Fixieren des Musters auf der Fololackschicht eine Klcbsioffschicht verwendet, so muß diese löslich, z. B. wasserlöslich, sein, um zumindest die zwischen der Farbe des Musters gelegenen Bereiche der Klcbstoffschichl spätestens nach dem Belichten der Fololackschichl ebenso entfernen zu können wie die belichteten bzw. unbelichteten Bereiche der Fotolackschicht. Wird der Klebstoff zwischen der Farbe des bo Muslers nicht vor dem Belichten entfernt, so muß der Klebstoff für das Licht, mit dem die Fololackschichl belichtet wird, selbstverständlich transparent sein.

Das erfindungsgcmäBc Verfahren ist nichl aiii Werkstöcke aus metallischen Werkstoffen beschränkt, sondern kann auf alle ätzfähigen Materialien angewandt werden, z, 3. auch auf Glas und Stein, Ferner versteht e» sich von selbst, daß unter einer beliebig gekrümmten Werkstückflache auch eine ebene Fläche zu verstehen ist.

Im folgenden soll die Erfindung anhand einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens noch näher erläutert werden; in der Zeichnung zeigt

F i g. I eine schematische Schnittdarstellung durch ein Werkstück und eine Trägerfolie vor deren Aufbringen auf das Werkstück;

F i g. 2 das Werkstück während des Belichtens der Fotolackschicht;

F i g. 3 das Werkstück nach dem Ätzen, jedoch bei noch vorhandener, von der Fotolackschicht gebildeten Ätzmaske.

Die Fig. I zeigt ein Werkstück 10 mit einem Formhohlraum 12, dessen Oberfläche 14 mit einer Gravur versehen werden soll. Erfiniäungsgemäß wird die Formhohlraumoberfläche 14 zunäciist mit einer Fotolackschicht 16 versehen, die dann späler eine Ätzmaske bildet.

Über dem Werkstück 10 zeigt die Fig. 1 im Schnitt eine dütiiie, flexible Trägerfolie 18, welche ein der Gestalt der gewünschten Gravur entsprechendes und im Druckverfahren hergestelltes Muster 20 trägt, auf dem sich eine Klehmittelschicht 22 befindet. Da die üblichen Fotolacke mit ultraviolettem Licht zu belichten sind, wird für das Muster 20 eine Farbe verwendet, die für ultraviolettes Licht undurchlässig ist, was auf die im Handel befindlichen Trägerfolien zutrifft, bei denen das Muster aus einer Asphaltfarbe besteht.

Zum Übertragen des Musters 20 auf die Fotolaekschichl 16 wird die Trägerfoüc mit den von ihr getragenen Schichten befeuchtet und auf die Formhohlraumoberfläche 14 aufgelegt. Da die dünne Trägerfolic 18 flexibel ist, lassen sich mit ihr nahezu beliebig gekrümmte Oberflächen falicnfrei überziehen. Nach dem Trocknen der Klcbniittelsehichi 22 wird die Trägerfolie 18 abgezogen, wobei das Muster 20 dank der Klcbmittelschichl 22 auf der Fololackschichl 16 zurückbleibt.

Anschließend wird die FoiolacksehicM 16 dun-h die vom Muster 20 gebildete Bclichlungsmaskc hindurch mit ultraviolettem Licht aus einer Lichtquelle 30 belichtet, worauf die Druckfarbe des Musters 20 mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt wird. Anschließend werden je nach verwendetem Fotolack die belichteten oder unbelichteten Bereiche der Fololackschicht zusammen mit dem Klcbmittel der Schicht 22 abgewaschen, so daß die zurückbleibenden Bereiche 32 de," t-otolackschicht eine Ätzmaske bilden. Bei der anschließenden Behandlung der Formhohlraumober^rläche 14 mit Hilfe eines Al/mittels entstehen dann in der Formhchlraumobcrflächc Ausnehmungen 36, die die gewünschte Gravur bilden. Schließlich wird der restliche Fotolack ahgcwaschcn.

Es ist selbstverständlich, daß unter der Bezeichnung »Muster« oder »Gravur« nicht nur ein Dekor, sondern auch andere Musterungen, insbesondere auch Schriftzeichen, Zahlen und dergl. /11 vorstehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Gravieren einer beliebig gekrümmten Fläche eines Werkstücks durch Ätzen unter Verwendung einer flexiblen Trägerfolie, welche ein Muster aus einer lichtundurchlässigen Farbe trägt, wobei auf die Werkstückoberfläche eine Fotolackschicht aufgetragen, die Fotolackschicht in Kontakt mit dem Muster gebracht, durch das Muster hindurch belichtet und die Trägerfolie entfernt wird, worauf die belichteten bzw. unbelichteten Bereiche der Fotolackschicht entfernt werden und dann die von der Fotolackschicht nicht mehr abgedeckten Bereiche der Werkstückoberfläche geätzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne, flexible, ein ablösbares Muster tragende Trägerfolie mit der Musterseite auf die Fotolackschicht aufgebracht, das Muster auf den Fotolack übertragen und die Trägerfolie vordem Belichten entfernt wird

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Trägerfolie und der Fotolackschicht eine lösliche Klebstoffschicht zum Fixieren des Musters auf der Fotolackschicht vorgesehen wird.