EP1194297A1 - Procede d'enduction et produits issus du procede - Google Patents

Procede d'enduction et produits issus du procede

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EP1194297A1
EP1194297A1 EP00951325A EP00951325A EP1194297A1 EP 1194297 A1 EP1194297 A1 EP 1194297A1 EP 00951325 A EP00951325 A EP 00951325A EP 00951325 A EP00951325 A EP 00951325A EP 1194297 A1 EP1194297 A1 EP 1194297A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
support
varnish
coating
printing
electromagnetic waves
Prior art date
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Granted
Application number
EP00951325A
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German (de)
English (en)
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EP1194297B1 (fr
Inventor
Michel Levy
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Cabinet Erman Sarl
Original Assignee
Cabinet Erman Sarl
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Filing date
Publication date
Application filed by Cabinet Erman Sarl filed Critical Cabinet Erman Sarl
Publication of EP1194297A1 publication Critical patent/EP1194297A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1194297B1 publication Critical patent/EP1194297B1/fr
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/22—Metallic printing; Printing with powdered inks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41M—PRINTING, DUPLICATING, MARKING, OR COPYING PROCESSES; COLOUR PRINTING
    • B41M1/00—Inking and printing with a printer's forme
    • B41M1/26—Printing on other surfaces than ordinary paper
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/13—Hollow or container type article [e.g., tube, vase, etc.]
    • Y10T428/1352—Polymer or resin containing [i.e., natural or synthetic]
    • Y10T428/1355—Elemental metal containing [e.g., substrate, foil, film, coating, etc.]
    • Y10T428/1359—Three or more layers [continuous layer]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24802—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.]
    • Y10T428/24917—Discontinuous or differential coating, impregnation or bond [e.g., artwork, printing, retouched photograph, etc.] including metal layer

Definitions

  • the present invention relates to a high resolution coating process. It also relates to products transparent to visible light making it possible to filter a certain range of electromagnetic wavelengths.
  • liquid to be coated is a suspension or dissolution of the product in one or more solvents
  • liquid to be coated is obtained by bringing the product to be deposited at a temperature which makes it liquid, solvent-free coating where the products to be deposited are in liquid form (monomers) and will harden by catalysis while polymerizing, - coating by evaporation of a solid which sublimes under vacuum on the support,
  • the coating is a film which is fixed to the support with an adhesive
  • a coating according to these methods is generally total, sometimes partial, but none of these en ⁇ uctions makes it possible to produce patterns having a high resolution.
  • the object of the present invention is therefore to propose a method for manufacturing a multilayer substrate having high resolution patterns
  • this objective is achieved by a method making it possible to produce high resolution patterns comprising the following steps
  • High resolution printing of a varnish on a support creates fine and high resolution patterns on this support.
  • This process is independent of the support and the process of coating the support. In principle, this process is applicable to any support.
  • the support Before printing, the support can be coated with a layer which preferably comprises metal
  • the printing is carried out using an insulating varnish.
  • This electrically insulating varnish makes it possible to protect, at determined locations, the metallized support II is preferably also resistant to attack by corrosive agents which are used to attack the metallic coating during etching.
  • the varnish is generally chosen from products of the type nitrocellulose or polyurethane type
  • the printing is carried out using a loaded varnish which can for example comprise conductive materials and / or materials which respectively block electromagnetic waves.
  • the loaded varnish not only makes it possible to protect the support, in particular the coating applied on the support, at specific locations, but also makes it possible to deposit a metal deposit later on the loaded varnish.
  • the material forming a barrier to respectively filtering the electromagnetic waves preferably absorbs and / or reflects at least part of the electromagnetic waves.
  • the support is subjected to an electrolytic deposit on the conductive printed part after washing and drying
  • Treatment of the support by electrolysis includes the electrolytic deposition of one or more metals or their alloys on the printed part of the support
  • the printing of the varnish on the support is preferably carried out by gravure printing
  • the gravure printing is advantageously carried out by a group of gravure printing comprising at least one cylinder, the printing areas of which are formed by etched cells, the outermost of which are each drawing are connected to each other to ensure a linear continuity of the contours.
  • the cells of the cylinder are preferably arranged in a line of 175 to 700 cells per inch (by 2 5 cm), preferably ⁇ e 350 cells per inch (by 2.5 cm).
  • the alveoli of the contours are preferably connected to each other to achieve continuity of the graphics and avoid any tooth effect.
  • the rotogravure group is capable of printing a coating with very fine drawings, between 150 and 25 ⁇ m, of preferably 50 um
  • the etching is preferably carried out by electrolysis between the coating metal of the support to be treated and an anode bathed in an aqueous electrolyte
  • the anode is preferably a titanium anode made of a folded sheet.
  • the aqueous electrolyte advantageously comprises a mineral acid and its salt or a mineral base and its salt, preferably NaOH + NaCI concentrated at 10%
  • the electrolyte is chosen in such a way that the products released in the aqueous phase by electrolysis attack the metallic coating with a mixture of the acid type and its salts or else with an alkaline and its halogen salts
  • the reflection and transmission rates can vary from 0 to 100% while the absorption rate can vary from 0 to 50%
  • the electrolytic deposition is preferably carried out by electrolysis of one or more metals and / or their alloy, by dissolving a soluble electrode containing at least the metal or the metals of the electrode.
  • the metallic deposition or successive metallic deposits make it possible to create high resolution and high precision drawings on a support
  • the products resulting from the process described above may have useful characteristics, especially for uses in the field of electromagnetic waves, in particular in the field of microwaves.
  • the method makes it possible to obtain multilayer products having characteristics of reflection, transmission and absorption of very specific incident electromagnetic radiation.
  • electromagnetic radiation incident on the product can be transmitted at a rate of 0 to 100. %, reflected at a rate of 0 to 100% and / or absorbed at a rate of 0 to 50%
  • the use of such products is very diverse, they can for example be used as a filter for electromagnetic radiation, these filters being transparent rents to visible light
  • a heat-resistant polymer film, preferably polyester, can be coated with a layer which heats up when the incident electromagnetic energy is partially absorbed by the coating.
  • This coating can be metallic with a resistivity of between 0, 0005 and 0.1 ohm / square, preferably 0.01 ohm / square, for example made of aluminum with thicknesses between 0.001 and 1 ⁇ m
  • the product is, under these conditions, of very great visual transparency and heats up to high temperatures (of the order of 200 to 300 ° C) when struck by electromagnetic radiation and in particular microwaves
  • the heat energy can represent up to 50% of the incident energy
  • the quantity of absorbed energy transmitted or reflected varies according to the importance and the distribution of the coating applied to the film. At below a predetermined threshold, the transmitted energy is greater than the reflected energy, beyond this threshold. , the transmitted energy is lower than the reflected energy
  • the varnish With products which reinforce the absorbing effect of electromagnetic waves, it is possible to create products opaque to electromagnetic waves So, for example, we can create an opaque film microwave which could be applied to the window of a microwave oven door By placing a grid on a support film with fine lines spaced every ⁇ ⁇ microwave wavelengths, a barrier film is obtained.
  • a multilayer product comprising the following layers
  • - base support made of a material transparent to visible light and electromagnetic waves
  • filtering means in the context of the present that between 0 and 99 9% and preferably between 0 and 95% of the incident waves pass through the product
  • the product can therefore ultimately be transparent or opaque at a range of determined electromagnetic wavelengths
  • transparent to visible light means in the context of the present that between 80 and 99 9% and preferably between 90 and 95% of visible light pass through the product
  • the product comprises a layer of additional metallic coating covering at least partially the layer varnish
  • the invention relates to a multilayer product comprising the following layers
  • An additional layer of varnish can, at least partially cover the metal coating which can in turn be covered, at least in part with an additional coating layer
  • the base support is generally a film of synthetic material such as for example a polyester film
  • any other material can also be suitable as long as it is transparent to visible light and to the range of electromagnetic waves chosen.
  • it must be possible to cover it with a high resolution pattern comprising a coating and / or a varnish
  • the product as proposed generally absorbs between 0 and 95% of the determined range of incident electromagnetic waves, reflects between 0 and 100% and / or transmits between 0 and 100% of the waves not absorbed depending on the pattern, nature and amount of coating
  • the product absorbs from 0 to 50% of the energy of the electromagnetic waves and reflects and / or transmits the non absorbed energy
  • the product therefore constitutes a filter with a range of electromagnetic waves and transparent to visible light, it can even constitute an opaque filter to electromagnetic waves and transparent to visible light
  • the electromagnetic waves are eg microwaves and the product can therefore be used as packaging for microwaveable products, i.e. for food packaging which can be reheated in a microwave oven
  • FIG. 1 sectional view of a film during ⁇ e different stages (A, B and C) of production, (uncoated varnish support with electrolytic deposition charge)
  • FIG. 2 sectional view of another film during different stages (A, B and
  • Fig 1A shows a section through a support film 10, on which - in fig 1 B - is printed a discontinuous layer 20 of charged varnish In fig 1 C, we see a metal layer 30 deposited by electrolysis on the layer 20 printed with film 10 It is therefore possible to deposit a metallic layer 30 having a high resolution design on a blank film, that is to say on a film without continuous metallic coating. In this way, films with drawings can be obtained high resolution metallic on film 10
  • Fig. 2A shows a film 10 comprising a metallic coating 15 A protective varnish is printed (FIG. 2B) on the coating layer and the part not covered by the protective varnish of the metallic coating is removed (FIG. 2C)
  • FIG. 3A a film 10 comprising a metal coating 15 is shown.
  • a protective varnish 20 is printed (FIG. 2B) on the coating layer and the part not covered by the protective varnish 20 of the metal coating is removed ( Fig 2C) by electrolysis After washing and drying, a metal layer 30 is deposited on the protective varnish layer It is therefore possible to manufacture multilayer materials
  • FIG. 5 shows a heat-resistant polymer film, preferably made of polyester, coated with a layer which heats up when the incident electromagnetic energy is partially absorbed by the coating, which can be metallic with a conductivity of between 1 and 20,000 ohm / square , preferably 100 ohm / square, for example consisting of a layer of aluminum obtained by vacuum sublimation, with a thickness of 10 to 10O00 Angstrom, preferably with an optical density of 0.6 Under these conditions, the packaging material is very visually transparent and heats up to 280 ° C when electromagnetic radiation of frequency 2,450 MHz hits it, the heat energy obtained can represent up to 50% of the incident energy
  • FIG 6 Another example of application is shown in Fig 6 in which a film is applied against a microwave oven door
  • a protective varnish comprising products which enhance the absorbent effect and / or reflecting a film, it is possible to manufacture materials opaque to certain electromagnetic radiation while being transparent to visible light.
  • This material consists of an aluminum coating obtained by sublimation under vacuum, a thickness at least equal to 600 Angstrom covered with a varnish charged with particles which make it possible to achieve an overall conductivity between 1 and 10 ohm / square preferably 2.5 ohm / square
  • These particles are preferably aluminum elements of small dimensions (5 to 15 ⁇ m, preferably 10 ⁇ m) obtained by vacuum deposition
  • the wavelength of current domestic microwave ovens is 12.5 cm
  • the method according to the present invention makes it possible to produce lines of 50 ⁇ m.
  • FIG. 7 shows a cap for a drink of the “Li Amsterdam coffee” type which can be placed on a container containing in its lower part of the coffee and in its upper part of the cream floating on the coffee, before heating it in an oven. microwave
  • the cap which, in its upper part, surrounding the cream, reflects the microwave rays and which, in its lower part, surrounding the coffee, absorbs part of the microwave rays.
  • cream remains cold while the heat generated by the absorption of microwave rays in the lower part is transmitted to the coffee to heat it With such a cap, one obtains a Liège coffee with hot coffee and warm creamy cream
  • a PR meal tray for food to be carried at various temperatures Fig 8
  • Such a tray includes a complete meal with e.g. in the compartments ⁇ : a) an asparagus appetizer with a vinaigrette b) a main dish a fish in sauce c) an iced dessert,
  • the appetizer (a) should be eaten warm the D ⁇ ncipal dish (b) chau ⁇ 5 and the ice cream (c) froi ⁇ e
  • These 3 types of food will be placed on a PR tnermo-shaped meal tray and closed with a seal (not shown) ) constituting enclosures communicating towards the outside only by vents (not shown)
  • a seal (not shown)
  • Around the compartment a for the appetizer we will have on the walls formed by the tray and I seal a film to create an enclosure (a ) with a metallic coating of conductivity C 1 Mohm / square around DOISSO ⁇ I enclosure (b) will have no en ⁇ uctior i enclosure (c; will be coated with a multilayer film, will be equivalent to that allowing to make a barrier to microwave radiation (Fig 6) ⁇ e so that the ice is not heated
  • asparagus is obtained in compartment (a) at 25 ° C, the fish in the compartment (b) at 35 ° C and the ice in the compartment (c) at
  • the energetic conversion layer composed of the coating with printed varnish or varnishes containing a possible charge, of or 0 of the electrolytic deposits and of the electrolytic etch (s)
  • Fig 9 shows an installation for the implementation of the process described above *
  • This installation consists of a feeding station A which receives the film provided with its basic deposit BA'i wrapped on a box
  • the strip BA2 passes through an electrolysis station C carrying out the physicochemical treatment on the windows of the BA3 film.
  • This electrolysis station C is followed by a washing station D ⁇ ans in which the water-soluble varnish giving the BA4 film is optionally removed and the strip is rinsed
  • the BA4 ban ⁇ e passes through a drying station E and finally, through a control station F to arrive at the rewinder G
  • the supply station A comprises an unwinder A1 which carries the reel A2 This unwinder is driven by a motor controlled by a call group A3, which regulates a controlled tension in the strip BA1
  • the strip then passes into the printing station B ⁇ _ ⁇ includes a printing unit (fig 10 and 1 1) with an inkwell B1, a cyio helio B2 plunging into the inkwell B1 to cover the surface provided with rotogravure cells and the outline of the window
  • This cylinder cooperates with a doctor blade B3 which removes the ink on the surface so that only the ink remains inside the cells or the engraving.
  • the inkwell B1 is supplied from a reservoir B4 containing the coating product by a pump B5 and a pipe B6
  • the reservoir B4 is equipped with a viscosity detection means B6 such as a viscometer to allow adjustment the viscosity of the coating liquid
  • This rotogravure group B can be equipped with a spot reading system, or marker detectable by a photoelectric cell, placed on the metallized strip which will allow the piloting of the strip, so that the positioning of the printing window either in registration with the patterns of the metallized strip comprising grapnisms possibly preprinted
  • the level of liquid in the inkwell B1 is adjusted by an overflow B7 with return to the reservoir B4, so that the cylinder d rotogravure B2 is always immersed at the same depth ⁇ in the inkwell B1
  • the cylinder B2 cooperates with a pressure cylinder B10 places above the strip BA1 the cylinder B2 being below the strip
  • the strip BA1 is schematically composed, as indicated a Figure 3, a support 10 of plastic and a base coating 15 such as a metal
  • the helio cylinder B2 compresses, with the presser B10, the strip BA1 and deposits the varnished impressions corresponding to the windows or printing areas or coatings corresponding to the windows.
  • Fig 1 1 is a top view of the printing unit shown in Fig 10
  • This figure shows the helio B2 cylinder the pressure cylinder B10 with an arrow indicating the compression as well as the band BA in top view
  • the gravure cylinder B2 carries a surface engraved according to a window ⁇ nenogravure or printing area B2 ⁇ e relatively complicated shape ⁇ ui carries out the printing I of the varnish on the underside 15 of the banner BA1 (then becomes the strip BA2)
  • Figs 12A-12D show more clearly the realization of the engraved surface of the rotogravure window
  • Fig 12A gives the desired outline for the heliograohique window, that is to say the outline of the future graphics (1100)
  • the surface of the gravure window is engraved in the cylinder.
  • This window is constituted by an engraved surface comprising bowls or cells K100, separated by low walls K101, and the assembly is surrounded by a net K102. , which borders the cuvettes and the intervals between the K100 cuvettes
  • the cells are represented by black edges with rounded corners possibly truncated separated by low walls (partitions or also called bridges) K101 white
  • the set of cells or cuvettes is surrounded here by a fnet, that is to say a very narrow notch which fills with ink but limits spreading with ink with cells to give the printed image a precise continuous contour limiting ⁇ e precise and predetermined window limit
  • this thread K102 passes in a jomtive manner over the bowls or adjacent to them
  • the window I200 also comprises cells K200 separated by low walls K201 and the assembly is surrounded by a net K202 which is further from the edge of the cells K200 (truncated or not) than in the realization of fig 12B
  • fig 12D shows the printed image 1300 with its very precise and indented outline
  • the electrolysis station C consists of an electrolysis tank C1 which is licked by the strip BA2, having received the printing in the printing station B
  • This electrolysis station also includes a hood C2 extraction of electrolysis gases The detail of station C2 appears in fig 13
  • the electrolytic tank C1 is provided with an overflow for discharging the surplus of electrolyte C9 so as to keep the level of electrolyte C9 constant.
  • the electrolyte is discharged into a hopper C15 which leads it to a pump C8 which in turn takes it back to the electrolysis tank C1
  • a collection hopper C1 5 which collects the liquid dripping from the strip BA3 wrung by its passage between two cylinders C16, 017
  • the liquid wringing is collected in the hopper C15 and it returns to the tank C9
  • the electrolysis tank can be used either to burn the BA2 film or to make a meta deposition on the BA2 film
  • the printed film BA2 is negatively polarized and licks an electrolyte C9 at a few millimeters at the tips of a metal ano ⁇ e C20 insoluble during electrolysis of the type titanium which is positively polarized
  • the shape of the anode is obtained by folding a sheet Between each tip of the anode C20, there is a PVC insulator C22
  • the electrolyte C9 is chosen so that the products released by electrolysis in aqueous phase attack the metal coating 15 but not the impression I
  • the electrolyte C9 attacks the metal with a mixture of the acid type and its salts or of the basic type and its salts NaOH + NaCl is preferably used in pon ⁇ eral proportions of 10% by weight of water
  • the conditions under which the electrolysis is carried out depend on the nature of the metal to be electrolyzed
  • the electrolyte C9 removes the metallic coating 15 of the film B2 in places not protected by printing I
  • the printed film BA2 is positively polarized and licks an electrolyte C9 a few millimeters from the tips of a soluble metal anode C20 during the electrolysis which is negatively polarized
  • the shape of the the anode is obtained by folding a sheet Between each tip of the anode C20, there is a PVC insulator C22
  • a copper electrode and an aqueous electrolyte composed of 220 g / l of CuS0 4 are preferably chosen for the deposition of copper and 20 g / l of H 2 S0
  • the amperage will advantageously be 10 A / dm 2
  • window printing and electrolysis operations can be repeated with different window shapes made one on top of the other, for example to form an integrated circuit and in this case there will be a succession of stations B, C and possibly D which will alternate
  • This washing station D rinses the BA3 strip to remove the electrolyte residues and dissolves the coating layer, in particular the passivation layer.
  • This washing station D consists of different return cylinders D1 D2 constructing the BAS control in a first tank D4 then in a second tank D5 These tanks contain a liquid for rinsing with the electrolyte and / or a soant and coating The detailed structure of these tanks for washing will not be detailed II s acts of a set of cylinders defining a trace of band circulation in the wash bath
  • Washing is carried out with spins between steel cylinders and polymer cylinders to limit entrainment and facilitate drying by evaporation of the washing liquid, so that the film is dry and without traces of the electrolyte incompatible with its subsequent use
  • the strip BA4 Downstream of the washing station D, the strip BA4 passes into the drying station E equipped with ventilation and air extraction means E1, E2, E3, E4 and, finally, the dried strip BA5 passes through a control F equipped with a video camera F1 which views an area of the BA5 film to control the quality of the manufacturing
  • This control is supplemented by a measurement of the optical density and the resistivity (not shown)
  • These controls are made continuously
  • the film is wound on a winding station G
  • This winding station has a structure similar to the unwinder A but works in the opposite direction II comprises a support G1 equipped with a motor and forming the roller G2
  • the strip After checking the strip, the strip is margined and wound with a tension check so that it is not deformed by the excess thickness zones
  • the installation has the advantage of a treatment speed which can exceed the treatment speed of 250 m / min.
  • the treatment is insensitive to the presence of the metal oxides which protect the metallic surface of the film, which is notably an advantage compared to the previous chemical process.
  • the possibility of depositing a metallic layer of another nature ⁇ ue that which has been corroded allows the fabrication of metallic multilayers
  • the resolution of the metallized line obtained is that of the printing because the thickness of the corrosion mask can be 2 microns or less.
  • the corrosion reserve can be printed on a machine independent of the processing machine.
  • the method and the installation described allow the production of a film comprising multiple layers of insulating and conductive, insulating and metallic materials capable of being used in the printing of materials.
  • the electrolytic deposit (s) and of the electrolytic etching (s) it is possible to produce materials whose composition will be determined by conversions of the electromagnetic energies desired and even of creating barriers to electromagnetic radiation for certain wavelengths and possibly combining the two possibilities to have, depending on their wavelength, materials that are both absorbent and reflective.
  • the electromagnetic wave is penetrating
  • the wave is all the more penetrating the higher the frequency
  • the incident wave which does not penetrate is reflected.
  • the incident energy is equal to the reflected energy.
  • the absorbed energy is maximum for aluminum layer thicknesses close to 50 A
  • a coating will be deposited which will depend on the objective to be achieved. The effect will be canceled by removing the coating. The effect of the coating will be amplified by increasing the charge of the varnish and more. by electroplating
  • a polyester is coated with an aluminum resistivity layer 0.001 Ohm / square under vacuum by sublimation We are able to obtain a skin temperature of the polyester film of 200 ° C (30% of the incident energy is absorbed)
  • Polyester is said to be transparent to microwaves
  • An additional metallic deposit of 400 A is made.
  • the material then becomes reflective in the microwave.
  • the transmitted energy is close to 0 and the material is opaque in the microwave.
  • the nature of the coating, the charges and the electrolytic deposit (s) is chosen according to the nature of the incident waves (frequency) and the desired effect (reflection, transmission and absorption)
  • lead can be used as an X-ray barrier

Landscapes

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Description

Procédé d'enduction et produits issus du procédé
Introduction
La présente invention concerne un procédé d'enduction à haute resolution Elle concerne également des produits transparents à la lumière visible permettant de filtrer une certaine gamme de longueurs d'ondes électromagnétiques
État de la technique
On connaît de nombreux procèdes d enduction d'un matériau d'emballage, dont voici une énumération non exhaustive enduction aqueuse où le liquide a enduire est une suspension ou une dissolution de produit dans l'eau,
- enduction solvant où le liquide à enduire est une suspension ou une dissolution de produit dans un ou des solvants,
- enduction thermo-fusible où le liquide a enduire est obtenu en portant le produit à déposer à une température qui le rend liquide, enduction sans solvant où les produits a déposer sont sous forme liquide (monomères) et durciront par catalyse en se polyméπsant, - enduction par évaporation d'un solide qui se sublime sous vide sur le support,
- enduction par contrecollage où l'enduction est un film que l'on fixe au support avec une colle,
- enduction par transfert où le produit a déposer est provisoirement déjà sur un film où il accroche mal, pour être enlevé au support provisoire et finalement fixé sur le support définitif par un quelconque moyen déjà décrit Une enduction suivant ces procédés est généralement totale, parfois partielle, mais aucune de ces enαuctions ne permet de réaliser des motifs présentant une haute résolution
Objet de l'invention
L'objet de la présente invention est donc de proposer un procédé de fabπ- cation d'un substrat multicouches ayant des motifs à haute résolution
Description générale de l'invention revendiquée avec ses principaux avantages.
Conformément à l'invention, cet objectif est atteint par un procédé permettant de réaliser des motifs à haute résolution comprenant les étapes suivantes
- impression à haute résolution d'un vernis sur le support enduit, - traitement du support par électrolyse,
- lavage et séchage du support .
L'impression à haute résolution d'un vernis sur un support permet de créer des motifs fins et à haute résolution sur ce support Ce procédé est indépendant du support et du procédé d'enduction du support En principe, ce procède est applicable à tout support
Avant l'impression, le support peut être enduit avec une couche qui comprend de préférence du métal
Selon un mode de réalisation préféré, l'impression est réalisée à l'aide d'un vernis isolant. Ce vernis isolant électriquement permet de protéger à des endroits déterminés le support métallisé II est de préférence également résistant à une attaque d'agents corrosifs qui sont utilisés pour agresser l'enduction métallique pendant la gravure Le vernis est choisi en général parmi les produits de type nitro-cellulosique ou de type polyuréthane Selon un autre mode de réalisation préféré, l'impression est réalisée à l'aide d'un vernis chargé qui peut par exemple comprendre des matériaux conducteurs et/ou des matériaux faisant barrière aux respectivement filtrant les ondes électromagnétiques. Le vernis chargé permet non seulement de protéger à des endroits déterminés le support, respectivement I enduit appliqué sur le support mais aussi d'effectuer un dépôt métallique ultérieurement sur le vernis chargé
Le matériau faisant barrière aux respectivement filtrant les ondes électromagnétiques absorbe et/ou réfléchit de préférence au moins une partie des ondes électromagnétiques
Le traitement au support enduit par électrolyse comprenα avantageusement la gravure électrolytique de I enduit sur la partie non imprimée du support enduit
Selon un mode de réalisation particulier, le support est soumis à un dépôt électrolytique sur la partie imprimée conductrice après le lavage et le séchage
Le traitement du support par électrolyse comprend le dépôt électrolytique d'un ou plusieurs métaux ou leurs alliages sur la partie imprimée du support
L'impression du vernis sur le support est de préférence réalisée par héliogravure L'héliogravure est avantageusement réalisée par un groupe d'hélio- gravure comportant au moins un cylindre dont les zones d'impression sont constituées d'alvéoles gravées dont les plus externes à chaque dessin sont reliées entre elles pour assurer une continuité linéaire des contours Les alvéoles du cylindre sont de préférence disposées suivant une linéature de 175 à 700 alvéoles par inch (par 2 5 cm), de préférence αe 350 alvéoles par inch (par 2,5 cm). Les alvéoles des contours sont préferentiellement reliées entre elles pour réaliser une continuité du graphisme et éviter tout effet de dent Le groupe d'héliogravure est capable d'imprimer une enduction avec des αessins d'une très grande finesse, entre 150 et 25 um, de préférence 50 um
La gravure est de préférence réalisée par électrolyse entre l'enduction métallique du support à traiter et une anode baignée dans un électrolyte aqueux L'anode est préferentiellement une anode en titane constituée d'une tôle pliée L'électrolyte aqueux comprend avantageusement un acide minéral et son sel ou une base minérale et son sel, de préférence NaOH + NaCI concen- tré à 10% Après application du vernis sur le support enduit, le traitement du support par électrolyse permet d'enlever l'enduction du support aux endroits où le vernis n'a pas été appliqué On obtient ainsi un support présentant des motifs de haute résolution L'électrolyte est choisi de façon telle que les produits dégagés en phase aqueuse par l'électrolyse agressent l'enduction métallique avec un mélange du type acide et ses sels ou bien avec une alcaline et ses sels halogènes Suivant le choix de l'électrolyte et la densité du motif imprimé, on obtient des produits ayant des caractéristiques différentes de réflexion, de transmission et d'absorption d'un rayonnement électromagnétique incident De préférence, les taux de réflexion et de transmission peuvent varier de 0 à 100% tandis que le taux d'absorption peut varier de 0 à 50%
Le dépôt électrolytique est de préférence réalisé par électrolyse d'un ou plusieurs métaux et/ou leur alliage, par dissolution d'une électrode soluble contenant au moins le métal ou les métaux de l'électrode Le dépôt métallique ou des dépôts métalliques successifs permettent de créer des dessins à haute résolution et d'une grande précision sur un support
Les produits issus du procédé décrit ci-dessus peuvent posséder des caractéristiques utiles, surtout pour des utilisations dans le domaine des ondes électromagnétiques, notamment dans le domaine des micro-ondes
Le procédé permet d'obtenir des produits multicouches ayant des caracté- nstiques de réflexion, de transmission et d'absorption de rayonnements électromagnétiques incidents bien particuliers Selon le cas, un rayonnement électromagnétique incident sur le produit peut être transmis à un taux de 0 à 100%, réfléchi à un taux de 0 à 100% et/ou absorbé à un taux de 0 à 50% L'usage de tels produits est très divers, ils peuvent par exemple être utilisés comme filtre pour rayonnements électromagnétiques, ces filtres étant transpa- rents à la lumière visible On peut enduire un film polymère thermorésistant, de préférence en polyester, d'une couche s'echauffant lorsque l'énergie électromagnétique incidente est partiellement absorbée par l'enduction Cette enduction peut être métallique avec une resistivité comprise entre 0,0005 et 0, 1 ohm/carré, de préférence 0,01 ohm/carré, par exemple en aluminium avec des épaisseurs entre 0,001 et 1 μm Le produit est, dans ces conditions, d'une très grande transparence visuelle et s'échauffe à des températures élevées (de l'ordre de 200 à 300°C) lorsqu'il est frappé par des rayonnements électromagnétiques et en particulier des micro-ondes L'énergie calorifique peut repré- senter jusqu'à 50% de l'énergie incidente
La quantité d'énergie absorbée transmise ou réfléchie varie selon l'importance et la répartition de l'enduction appliquée sur le film Au αeçà d'un seuil prédéterminé, l'énergie transmise est supérieure à l'énergie réfléchie, au delà de ce seuil, l'énergie transmise est inférieure à l'énergie réfléchie En chargeant le vernis de produits qui renforcent l'effet absorbant d'ondes électromagnétiques, il est possible de créer des produits opaque aux ondes électromagnétiques Ainsi, on peut par exemple créer un film opaque aux micro-ondes qui pourrait être appliqué à la fenêtre d'une porte de four microondes En disposant sur un film support une grille avec des traits fins espacés toutes les ΛΛ longueurs d'onde des micro-ondes, on obtient un film barrière aux micro-ondes, dont la transparence aux ondes de la lumière visible est presque totale Ce film peut être appliqué contre une porte de four à micro-ondes, à travers laquelle on peut bien observer ce qui se passe à l'intérieur du four et ce en toute sécurité Le procédé permet également de créer des produits multicouches Sur un premier dépôt métallique, on peut déposer un second dépôt métallique en faisant repasser le support par le poste d'impression et le poste de traitement Le nombre de passages dans les postes d'impression et de traitement et le nombre de postes d'impression et de traitement, et par conséquent le nombre de dépôts métalliques n'étant bien sur pas limité à deux Suivant la nature de l'enduction et de la charge des vernis appliques, il est possible de réaliser des produits dont la composition est déterminée par les conversions des énergies électromagnétiques désirées II est également possible de réaliser des barrières aux rayonnement électromagnétiques pour certaines longueurs d'onde Ces deux possibilités peuvent éventuellement être combinées pour donner en fonction de leur longueur d'onde des produits à la fois absorbants et réfléchissants
Ainsi, il est possible de créer un emballage qui réfléchit les micro-ondes dans une partie de l'emballage et qui absorbe une partie des micro-ondes dans une autre partie Ceci permet de chauffer dans un four à micro-ondes des aliments a porter à températures variées
Selon un autre aspect de la présente invention, on propose un produit multicouche comprenant les couches suivantes
- support de base en un matériau transparent à la lumière visible et aux ondes électromagnétiques,
- au moins un enduit métallique à haute résolution couvrant moins de 5% de la surface du support, au moins une couche de vernis couvrant l'enduit métallique, dans lequel l'enduit est disposé sur le support en un motif invisible à l'œil nu, filtrant une gamme déterminée d'ondes électromagnétiques
Le terme « filtrant » signifie dans le contexte de la présente que entre 0 et 99 9 % et de préférence entre 0 et 95% des ondes incidentes passent à travers le produit Le produit peut donc à la limite être transparent ou opaque a une gamme de longueurs d'ondes électromagnétiques déterminée Le terme « transparent à la lumière visible » signifie dans le contexte de la présente que entre 80 et 99 9 % et de préférence entre 90 et 95% de la lumière visible passent à travers le produit
Selon un mode de réalisation avantageux, le produit comprend une couche d'enduit métallique supplémentaire couvrant au moins en partie la couche de vernis
Selon encore un mode de réalisation particulier, I invention concerne un produit multicouche comprenant les couches suivantes
- support de base en un matériau transparent a la lumière visible et aux ondes électromagnétiques, vernis à haute résolution couvrant moins de 5% de la surface du support
- au moins un enduit métallique couvrant le vernis et filtrant une gamme déterminée d ondes électromagnétiques , dans lequel le vernis est dispose sur le support en un motif invisible à l'œil nu
Une couche de vernis supplémentaire peut, du moins en partie recouvrir l'enduit métallique qui peut à son tour être recouverte, du moins en partie par une couche d'enduit supplémentaire Le support de base est en général un film en matière synthétique comme p ex un film polyester Cependant tout autre matière peut également convenir aussi longtemps qu'elle est transparente à la lumière visible et à la gamme d'ondes électromagnétiques choisie En plus il faut qu'il soit possible de la recouvrir d'un motif a naute résolution comprenant un enduit et/ou un vernis Le produit tel que proposé absorbe généralement entre 0 et 95 % de la gamme déterminé d ondes électromagnétiques incidentes, réfléchit entre 0 et 100% et/ou transmet entre 0 et 100% des ondes non absorbés en fonction du motif, de la nature et la quantité d enduit
Selon un mode de réalisation particulier le produit absorbe de 0 à 50% de l'énergie des ondes électromagnétiques et réfléchit et/ou transmet l'énergie non absorbée
Le produit constitue donc un filtre a une gamme d ondes électromagnétiques et transparent a la lumière visible, il peut même constituer un filtre opaque aux onαes électromagnétiques et transparent à la lumière visible
En particulier, les ondes électromagnétiques sont p ex des micro-ondes et le produit peut dès lors être utilisé en tant qu'emballage pour des produits micro-ondables, c -à-d pour des emballages d'aliments qui peuvent être réchauffées dans un four a micro-ondes
Description à l'aide des Figures
D'autres particularités et caractéristiques de l'invention ressortiront de la description détaillée de quelques modes de réalisation avantageux présentés ci-dessous, à titre d'illustration en se référant aux αessins annexés Ceux-ci montrent Fig 1 vue en coupe d'un film au cours αe différentes étapes (A, B et C) de production, (support non enduit vernis avec charge dépôt électrolytique) Fιg.2 vue en coupe d'un autre film au cours de différentes étapes (A, B et
C) de production, (support enduit, vernis, gravure) Fig 3 vue en coupe d'encore un autre film au cours de différentes étapes
(A, B, C et D) de production, (support enduit, vernis avec charge, gravure et dépôt) Fig 4 manchon rétractable
Fig.5 film filtrant transparent Fig.6 porte de four micro-ondes
Fig 7 emballage micro-ondable pour "café liégeois"
Fig 8 plateau repas micro-ondable
Fig 9 vue d'ensemble d'une machine pour la mise en œuvre du procédé
Fig 10 détail du groupe d'impression Fig 1 1 vue schématique du groupe d'impression Fig.12a forme souhaitée d'une impression
Fig.12b fenêtre d'héliogravure (zone gravée avec ligne de continuité en contact avec les alvéoles gravées) Fig 12c fenêtre d'héliogravure (zone gravée avec ligne de continuité sans contact avec les alvéoles gravées) Fig 12d résultat imprimé
Fig 13 schéma d'un groupe de traitement physico-chimique du film Sur les figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires
La fig 1A montre une coupe à travers un film de support 10, sur lequel - à la fig 1 B - est imprimée une couche 20 discontinue de vernis chargé A la fig 1 C, on voit une couche métallique 30 déposée par électrolyse sur la couche 20 imprimée du film 10 II est donc possible de déposer une couche métallique 30 ayant dessin à haute resolution sur un film vierge c'est-a-dire sur un film sans enduction métallique continue De cette manière, on peut obtenir des films avec des dessins métalliques à haute résolution sur film 10
La Fig. 2A montre un film 10 comprenant une enduction métallique 15 On imprime (Fig 2B) sur la couche d'enduction un vernis de protection 20 et on enlève la partie non recouverte par le vernis de protection de l'enduction métallique (Fig 2C) par électrolyse
Sur la Fig 3A, montre un film 10 comprenant une enduction métallique 15 On imprime (Fig 2B) sur la couche d'enduction un vernis de protection 20 et on enlevé la partie non recouverte par le vernis de protection 20 de l'enduction métallique (Fig 2C) par électrolyse Après lavage et séchage, on dépose une couche métallique 30 sur la couche de vernis de protection II est donc possible de fabriquer des matériaux multicouches
On peut par exemple créer un manchon tnermoretractable, qui est consti- tué d'un film rétractable à la chaleur II peut être destiné à grouper deux boîtes On s'intéressera aux zones de rétraction en contact avec les boîtes qui seront équipées de zones réactives aux micro-ondes Les zones du manchon sans contact avec les boîtes ne connaîtront dans le four a micro ondes aucun échauffement donc aucune rétraction, tandis que échauffement sélectif provoquera le rétrécissement au périmètre du manchon et bloquera les deux boîtes pour en faire par exemple un lot promotionnel
La Fig 5 montre un film polymère thermorésistant, de préférence en polyester, enduit d'une couche s'échauffant lorsque l'énergie électromagnétique incidente est partiellement absorbée par l'enduction qui peut être métallique avec une conductivité comprise entre 1 et 2O00 ohm/carré, de préférence 100 ohm/carré, par exemple constituée d'une couche d'aluminium obtenu par sublimation sous vide, d'une épaisseur de 10 à 10O00 Angstrom, de préférence d'une densité optique de 0,6 Dans ces conditions, le matériau d'emballage est d'une très grande transparence visuelle et s'échauffe jusqu'à 280°C lorsque des rayonnements électromagnétiques de fréquence 2'450 MHz le frappent, l'énergie calorifique obtenue peut représenter jusqu'à 50 % de l'énergie incidente
En variant l'importance de l'enduction, on modifiera la quantité des énergies absorbées, réfléchies et transmises Au deçà d'un seuil, l'énergie transmise est supérieure à l'énergie réfléchie
Au-delà du même seuil, c'est l'énergie réfléchie qui l'emporte sur celle transmise
Un autre exemple d'application est représenté a la Fig 6 dans lequel un film est appliqué contre une porte de four micro-ondes En revêtant un film transparent à la lumière visible d'un vernis de protection comprenant des produits qui renforcent l'effet absorbant et/ou de réflexion d'un film, il est possible de fabriquer des matériaux opaques à certains rayonnements électromagnétiques tout en étant transparents à la lumière visible Ce matériau est constitué d'une enduction d'aluminium obtenue par sublimation sous vide, d'une épaisseur au moins égale à 600 Angstrom recouvert d'un vernis chargé de particules qui permettent d'atteindre une conductibilité globale entre 1 et 10 ohm/carré de préférence 2,5 ohm/carré Ces particules sont de préférence des éléments d'aluminium de petites dimensions (5 a 15 μm, de préférence 10 μm) obtenues par dépôt sous vide La longueur d'onde des fours à micro-ondes domestiques courants est de 12,5 cm Le procédé selon la présente invention permet de réaliser des traits de 50 um Ainsi, avec des traits d'une épaisseur d'aluminium d'environ 10 μm, larges de 50 μm et espacés toutes les longueurs d'onde, soit tous les 6,5 cm, on obtient une grille (figure 10) qui est opaque aux micro-ondes La surface occupée par cette grille est (50 x 65000 x 2) / (65000)2 = 0, 15%, et sa transparence a la lumière visible sera de 99,85% On obtient donc un film presque entièrement transparent à la lumière visible mais qui est néanmoins opaque pour les micro-ondes Ce film peut être appliqué contre une porte de four à micro-ondes La fenêtre de la porte est transparente à la lumière visible, on peut donc bien observer ce qui se passe a l'intérieur du four, cependant les micro-ondes ne sont pas transmises à travers la porte
La fig 7 montre une coiffe pour une boisson de type « café liégeois » qui peut être disposée sur un récipient contenant dans sa partie inférieure du café et dans sa partie supérieure de la crème flottant sur le café, avant de la chauffer dans un four à micro-ondes
Avant de consommer le café liégeois, le consommateur mettra le récipient avec la coiffe dans un four à micro-ondes pour le chauffer
Sur le récipient est disposée la coiffe qui, dans sa partie supérieure, entourant la crème, réfléchit les rayons micro-ondes et qui, dans sa partie infé- neure, entourant le café, absorbe une partie des rayons micro-ondes Par conséquent, la crème reste froide tandis que la chaleur générée par l'absorption des rayons micro-ondes dans la partie inférieure est transmise au café pour chauffer celui-ci Avec une telle coiffe, on obtient un café liégeois avec café chaud et crème onctueuse tiède Un autre exemple d'utilisation d'un matériau selon la présente invention est un plateau repas PR pour des aliments à porter à températures variées (Fig 8)
Un tel plateau comprend un repas complet avec p ex dans les compartiments ι: a) un hors d'oeuvre des asperges avec une vinaigrette b) un plat principal un poisson en sauce c) un αessert une glace,
Le hors d oeuvre (a) devra être consommé tiède le plat Dπncipal (b) chauα 5 et la glace (c) froiαe Ces 3 types d'aliments seront disposes sur un plateau repas PR tnermo-forme et fermé par une opercule (non représentée) constituant des enceintes ne communiquant vers l'extérieur que par des évents (non représentes) Autour du compartiment a pour le hors d œuvre on disposera sur les parois constituées par le plateau et I opercule un film pour créer une en- C ceinte (a) avec une enduction métallique de conductivite C 1 Mohm/carre autour au DOISSOΠ I enceinte (b) n'aura aucune enαuctior i enceinte (c; sera revêtue d un film multicouche, sera équivalente a celle permettant de faire barrière aux rayonnements micro-ondes (Fig 6) αe telle sorte que la glace ne soit pas réchauffée En plaçant le plateau PR dans un four à micro-ondes 5 pendant 90 s, on obtient des asperges dans le compartiment (a) à 25 °C, le poisson dans le compartiment (b) à 35°C et la glace dans le compartiment (c) a 0°C a partir d'un plateau PR sortant au congélateur
Suivant la nature de la couche de conversion energetiαue composé de l'enduction au ou aes vernis imprimés comportant une éventuelle charge, du ou 0 des dépôts électrolytique et du ou des gravures électrolytiques, il est possible de réaliser des matériaux dont la composition sera déterminée par les conversions αes énergies électromagnétiques désirées et même de réaliser des barrières aux rayonnements électromagnétiques pour certaines longueurs d'onde et αe comoiner éventuellement les αeux possibilités pour avoir en 5 fonction de leur longueur d'onde des matériaux a la fois aosoroants et réfléchissants
La fig 9 montre une installation pour la mise on œuvre au procède decr * ci-aessus Cette installation se compose α un poste α alimentation A qui reço't le film muni αe son αepôt de base BA'i enroule sur une booine Dans ce poste 0 d'alimentation la bobine est dévidée pour alimenter un poste d impression par héliogravure B, puis, en sortie αe ce poste d'impression par héliogravure, la bande BA2 passe dans un poste d'électrolyse C effectuant le traitement physico-chimique sur les fenêtres du film BA3 Ce poste d'électrolyse C est suivi d'un poste de lavage D αans lequel on enlevé éventuellement le vernis hydrosoluble donnant le film BA4 et on rince la bande Puis la banαe BA4 passe dans un poste de séchage E et enfin, dans un poste de contrôle F pour arriver sur l'enrouleuse G
Le poste d'alimentation A comprend un dérouleur A1 qui porte la bobine A2 Ce dérouleur est entraîné par un moteur asservi par un groupe d'appel A3, qui règle une tension contrôlée dans la bande BA1 La bande passe ensuite dans le poste d'impression B α_ι comprend un groupe d'impression (fig 10 et 1 1 ) avec un encrier B1 , un cyπnαre hélio B2 plongeant dans l'encrier B1 pour recouvrir la surface munie d'alvéoles d'héliogravure et du contour de la fenêtre Ce cylindre coopère avec une racle B3 qui enlève l'encre en surface pour ne laisser subsister que l'encre a l'intérieur des alvéoles ou de la gravure. L'encrier B1 est alimenté a partir d'un réservoir B4 contenant le produit d enduction par une pompe B5 et un tuyau B6 Le réservoir B4 est équipé d'un moyen de détection de la viscosité B6 tel qu'un viscosimètre pour permettre de régler la viscosité du liquide d'enduction Ce groupe hélio B peut être équipé d'un système de lecture d un spot, ou marqueur détectable par une cellule photoélectrique, disposé sur la bande métallisée qui permettra le pilotage de la bande, de telle sorte que le positionnement de la fenêtre d'impression soit en repérage avec les motifs de la bande métallisée comportant des grapnismes éventuellement préimprimés Le niveau de liquide dans I encrier B1 est réglé par un trop-piein B7 avec retour au réservoir B4, de façon que le cylindre d'héliogravure B2 soit toujours immergé à la même profondeur αans l'encrier B1
Le cylindre B2 coopère avec un cylindre presseur B10 place au-dessus αe la bande BA1 le cylindre B2 se trouvant en dessous de la bande La bande BA1 se compose schématiquement, comme cela est indiqué a la figure 3, d'un support 10 en matière plastique et d'un revêtement de base 15 tel qu'un métal
En tournant dans le sens αes flèches, le cylindre helio B2 comprime, avec le presseur B10 la bande BA1 et dépose les impressions αe vernis correspon- dant aux fenêtres ou zones d impression ou enductions I corresoonαant aux fenêtres
La fig 1 1 est une vue de dessus du groupe d'impression représenté a la fig 10 Cette figure montre le cvlindre hélio B2 le cylindre presseur B10 avec une flèche indiquant la compression ainsi que la bande BA en vue de dessus Le cylindre hélio B2 porte une surface gravée selon une fenêtre α nenogravure ou zone d impression B2 αe forme relativement compliquée αui réalise l'impression I du vernis sur la face inférieure 15 de la banαe BA1 (αevenue alors la bande BA2)
Les fig 12A-12D montrent de façon plus explicite la réalisation de la sur- face gravée de la fenêtre d'héliogravure
La fig 12A donne le contour souhaite pour la fenêtre héliograohique, c'est- a-dire le contour du futur graphisme (1100)
A partir de cette forme 1100 on grave la surface de la fenêtre d'héliogravure αans le cylmαre Cette fenêtre est constituée par une surface gravée comportant des cuvettes ou alvéoles K100, séparées par des murets K101 , et l'ensemble est entouré par un filet K102, qui borde les cuvettes et les intervalles entre les cuvettes K100
Dans cette figure, les alvéoles sont représentées par des carres noirs a coins arrondis éventuellement tronαues sépares par les murets (cloisons ou encore appelés ponts) K101 blancs
L'ensemble αes alvéoles ou cuvettes est entoure ici par un fnet c'est-a- αire une entaille très étroite αui se remplit α'encre mais limite I étalement αe I encre αes alvéoles pour αonner a I image imprimée un contour continu précis limitant αe manière précise et prédéterminée la limite de la fenêtre A la fig 12B ce filet K102 passe de manière jomtive sur les cuvettes ou de façon adjacente a celles-ci
Dans le cas αe la fig 12C, la fenêtre I200 comporte également des alvéoles K200 séparées par des murets K201 et l'ensemble est entouré par un filet K202 qui est plus éloigné du bord des alvéoles K200 (tronquées ou non) que dans la réalisation de la fig 12B
La finesse du trait constituant le filet dépend de la résolution du traceur qui a dessiné la ou les fenêtres, ainsi, avec le choix entre les formes de gravure des fig 12B et 12C dépend la viscosité du liquide utilisé pour cette impression Comme indique, ce nαuide est, une fois séché, un produit de passivation, c'est- à-dire inerte vis-à-vis αe l'action physico-chimiαue a effectuer
Enfin, la fig 12D montre l'image imprimée 1300 avec son contour très précis et non dentelé
En retour à la fig. 9, le poste d'électrolyse C se compose d'un bac à élec- trolyse C1 qui est léché par la bande BA2, ayant reçu l'impression dans le poste d'impression B Ce poste d'électrolyse comporte également une hotte d'extraction C2 des gaz d'électrolyse Le détail du poste C2 apparaît à la fig 13
Le bac à électrolyse C1 est doté d'un trop-plein pour déverser le surplus en électrolyte C9 de manière a maintenir constant le niveau de l'électrolyte C9 L'électrolyte est déversé dans une trémie C15 qui le conduit vers une pompe C8 qui à son tour le reconduit dans le bac à électrolyse C1 En sortie, il y a une trémie de collecte C1 5 qui recueille le liquiαe gouttant de la bande BA3 essorée par son passage entre deux cylindres C16, 017 Le liquide α'essorage est recueilli αans la trémie C15 et il revient αans le réservoir C9 Le bac à électrolyse peut être utilisé soit pour graver le film BA2 soit pour faire un dépôt méta iαue sur le film BA2
Lorsque le bac est utilisé pour faire une gravure le film imprimé BA2 est polarisé négativement et lèche un électrolyte C9 a αuelques millimètres αes pointes d'une anoαe métallique C20 insoluble au cours de l'électrolyse du type titane que l'on polarise positivement La forme de l'anode est obtenue par pliage d'une tôle Entre chaque pointe de l'anode C20, on dispose un isolant PVC C22 L'électrolyte C9 est choisi de façon telle que les produits dégagés par l'électrolyse en phase aqueuse agressent l'enduction métallique 15 mais pas l'impression I L'électrolyte C9 agresse le métal avec un mélange de type acide et ses sels ou encore de type basique et ses sels On utilise de préférence NaOH + NaCI dans des proportions ponαerales de 10% au poids d'eau Les conditions dans lesquelles se fait l'électrolyse dépendent de la nature du métal à électrolyser L'électrolyte C9 enlevé l'enduction metalliαue 15 du film B2 aux endroits non protégés par l'impression I
Lorsαue le Pac est utilise pour faire L Π αépôt le film imprimé BA2 est polarise positivement et lèche un électrolyte C9 a αuelques millimètres des pointes d'une anode métallique C20 soluble au cours de l'électrolyse que l'on polarise négativement La forme de l'anode est obtenue par pliage d'une tôle Entre chaque pointe de l'anode C20, on dispose un isolant PVC C22 On choisira préferentiellement pour le dépôt de cuivre une électrode en cuivre et un électrolyte aqueux composé de 220 g/l de CuS04 et de 20 g/l de H2S0 L'ampérage sera avantageusement de 10 A/dm2
Enfin, les opérations d'impression de fenêtres et d'électrolyse peuvent être répétées avec des formes αe fenêtres différentes réalisées les unes sur les autres, par exemple pour former un circuit intégré et dans ce cas il y aura une succession de postes B, C et éventuellement D qui alterneront
Puis le film BA3 passe dans le poste de lavage D Ce poste de lavage rince la bande BA3 pour enlever les restes d'electrolyte et αissoudre la couche de revêtement notamment la couche de passivation Ce poste de lavage D se compose αe différents cylindres de renvoi D1 D2 conαuisant la oande BAS dans une première cuve D4 puis dans une seconαe cuve D5 Ces cuves contiennent un liquiαe de rinçage αe l'électrolyte et/ou un soivant et de i enduit La structure détaillée de ces cuves αe lavage ne sera pas αonnee II s agit d'un ensemble de cylinαres définissant un trace de circulation de la bande dans le bain de lavage
Le lavage se fait avec des essorages entre des cylindres en acier et des cylindres en polymère pour limiter les entraînements et faciliter le séchage par évaporation du liquide de lavage, de telle sorte que le film soit sec et sans trace de l'électrolyte incompatible avec son usage ultérieur
En aval du poste de lavage D, la bande BA4 passe dans le poste de séchage E équipé de moyens de ventilation et d'extraction d'air E1 , E2, E3, E4 et, enfin, la bande séchée BA5 passe dans un poste de contrôle F équipé d'une caméra vidéo F1 qui visionne une zone du film BA5 pour contrôler la qualité de la fabrication Ce contrôle est complété par une mesure de la densité optique et le la résistivité (non représentées) Ces contrôles sont faits en continu En sortie de poste de contrôle F, le film est enroulé sur un poste d'enroulement G Ce poste d'enroulement a une structure analogue au dérouleur A mais fonctionne en sens inverse II comporte un support G1 équipé d'un moteur et formant le rouleau G2
Après contrôle de la bande, la bande est margée et enroulée avec un contrôle de tension de telle sorte qu'elle ne soit pas déformée par les zones de surépaisseur
Le pilotage de la bande à travers l'installation de la fig 9 se fait de ma- nière synchronisée à l'aide de repères et de lecteurs ainsi que αe circuits de commande ces moyens ne sont pas représentés
L'installation présente l'avantage d'une vitesse de traitement pouvant dépasser la vitesse de traitement de 250 m/min Le traitement est insensible à la présence des oxydes métalliques qui protègent ta face métallisée au film, ce qui est notablement un avantage par rapport au procédé chimique antérieur La possibilité de déposer une couche métallique d'une autre nature αue celle qui a été corrodée permet la fabrication de multicouches métalliques
La résolution du trait métallisé obtenu est celle de l'impression car l'épaisseur du masque de corrosion peut être de 2 microns ou inférieure Enfin, pour des questions d'opportunité de production, l'impression de la réserve de corrosion peut être réalisée sur une machine indépendante de la machine de traitement
Le procédé et l'installation décrits permettent la réalisation d'un film com- portant des couches multiples de matériaux isolants et conducteurs, isolants et métalliques susceptibles d'être employés dans l'impression de matériaux
Suivant la nature de la couche de conversion énergétique composée de l'enduction, du ou des vernis imprimés comportant une éventuelle charge, du ou des dépôts électrolytiques et du ou des gravures électrolytiques, il est possible de réaliser des matériaux dont la composition sera déterminée par les conversions des énergies électromagnétiques désirées et même de réaliser des barrières aux rayonnements électromagnétiques pour certaines longueurs d'onde et de combiner éventuellement les deux possibilités pour avoir en fonction de leur longueur d'onde, des matériaux à la fois absorbants et réflé- chissants.
Exemple
Suivant la fréquence, l'onde électromagnétique est pénétrante L'onde est d'autant plus pénétrante que la fréquence est grande
Pour les matériaux absorbants l'énergie de l'onde incidente dont la pénétration est arrêtée, est absorbée
Pour les matériaux réfléchissants, l'onde incidente qui ne pénètre pas est réfléchie. L'énergie incidente est égale à l'énergie réfléchie.
Pour les matériaux transparents, l'énergie de l'onde incidente qui traverse sans obstacle, sans réflexion et sans absorption est égale à l'énergie transmise Suivant la nature du matériau et de l'onde, on se trouve dans le cas moyen où les 3 phénomènes ont lieu, la réflexion pure et la transmission pure sont deux cas extrêmes
Dans le cas des micro-ondes, en fonction de l'épaisseur de l'aluminium, il a été trouvé qu'une épaisseur de couche de 1 micron provoque la réflexion de l'onde incidente, sans absorption ni transmission Une couche d'aluminium d'une épaisseur de 1 micron est dite opaque aux micro-ondes
Dans la zone d'épaisseur de 10 A (angstrom) a 600 A d'aluminium, une partie de l'énergie incidente est réfléchie une partie transmise et le solde absorbé et transformé en chaleur
Dans les épaisseurs fortes on privilège la réflexion tandis que dans les épaisseurs faibles la transmission
L'énergie absorbée est maximale pour des épaisseurs de couche d'aluminium proches de 50 A
Sur un support de type polyester, on déposera un enduit qui sera fonction de l'objectif à atteindre On annulera l'effet par un enlèvement de l'enduit On amplifiera l'effet de l'enduit en augmentant la charge du vernis et plus encore en faisant un dépôt électrolytique
Un polyester est enduit d'une couche d'aluminium de résistivité 0,001 Ohm/carré sous vide par sublimation On est capable d'obtenir une température de peau du film de polyester de 200 °C (30 % de l'énergie incidente est absorbée)
On démétallise une partie du film Dans cette zone démétallisée, il n'y aura plus d'énergie des micro-ondes absorbée, le polyester étant transparent aux micro-ondes, la totalité de l'énergie des micro-ondes sera transmise (pas d'énergie réfléchie) Le polyester est dit transparent aux micro-ondes
On imprime un vernis contenant une charge d'aluminium de conductivité 0,0005 Ohm/carré sur le même film enduit On obtient un matériau de conduc- tivité 0,0015 Ohm/carré On obtient un matériau pouvant atteindre une tempe- rature de peau de 280 °C
On fait un dépôt métallique complémentaire de 400 A Le matériau devient alors réfléchissant aux micro-ondes L'énergie transmise est proche 0 et le matériau est opaque aux micro-ondes On choisit la nature de l'enduit, des charges et du ou des dépôts électrolytiques en fonction de la nature des ondes incidentes (fréquence) et de l'effet recherché (réflexion, transmission et absorption)
De la même manière, il est possible d'utiliser du plomb comme barrière aux rayons X

Claims

Revendications
1 Procédé permettant de réaliser des motifs à haute résolution sur un support comprenant les étapes suivantes: impression à haute résolution d'un vernis sur le support, traitement du support par électrolyse; - lavage et séchage du support
2 Procédé selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le support est enduit avant impression
3 Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'enduit comprend un métal ou des métaux, un ou des oxydes, un ou des sels métalliques ou métalloïdes.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'impression est réalisée à l'aide d'un vernis isolant électriquement.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'impression est réalisée à l'aide d'un vernis chargé.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le vernis chargé comprend des matériaux pouvant modifier la propagation des ondes électromagnétiques tels que certains conducteurs électriques et en particulier l'aluminium. 7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la charge du métal ou de métalloïde, d'oxydes ou de sels unique ou mélangée est constituée de particules atomiques formées par leur sublimation sous vide tel que l'aluminium, le cuivre, le fer, le chrome, le nickel, le silicium et l'oxyde de silice
8 Procédé selon l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce que le vernis est choisi parmi les produits de type nitro-cellulosique ou de type polyuréthane. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau faisant barrière aux ondes électromagnétiques absorbe au moins une partie de ces ondes
10 Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le matériau faisant barrière aux ondes électromagnétiques réfléchit au moins une partie de ces ondes
1 1 Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que le traitement du support par électrolyse comprend la gravure électrolytique de l'enduit sur la partie non imprimée du support. 12 Procédé selon la revendication 1 1 , caractérisé en ce que le support est soumis à un dépôt électrolytique sur la partie imprimée après le lavage et le séchage.
13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 4 - 10, caractérisé en ce que le traitement du support par électrolyse comprend le dépôt élec- trolytique d'un ou plusieurs métaux ou leurs alliages sur la partie imprimée du support .
14 Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'impression du vernis sur le support est réalisée par héliogravure 15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'héliogravure est réalisée par un ou plusieurs groupes d'héliogravure comportant au moins un cylindre dont les zones d'impression sont constituées d'alvéoles gravées dont les plus externes à chaque dessin sont reliées entre elles pour assurer une continuité linéaire des contours 16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 10, caractérisé en ce que la gravure est réalisée par électrolyse entre l'enduction métallique du support à traiter et une anode baignée dans un électrolyte aqueux
17. Procédé seion la revendication 16, caractérisé en ce que l'anode est une anode en titane constituée d'une tôle pliée Procède selon la revendication 16 ou 17, caractérise en ce que l'électrolyte aqueux comprend un acide minéral et son sel ou une base minérale et son sel, de préférence NaOH + NaCI concentré a 10% en poids Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le dépôt électrolyti- que est réalisé par électrolyse d'un ou plusieurs métaux et leur alliage, par dissolution d'une électrode soluble sous forme de sels, d'oxydes contenant au moins le ou les solides de l'électrode Produit multicouche comprenant les couches suivantes support de base en un matériau transparent à la lumière visible et aux ondes électromagnétiques,
- au moins un enduit métallique a haute resolution couvrant moins de 5% de la surface du support,
- au moins une couche de vernis couvrant l'enduit métallique, dans lequel l'enduit est disposé sur le support en un motif invisible à l'œil nu, filtrant une gamme déterminée d'ondes électromagnétiques Produit selon la revendication 20, caractérisé par une couche d'enduit métallique supplémentaire couvrant le vernis Produit multicouche comprenant les couches suivantes support de base en un matériau transparent à la lumière visible et aux ondes électromagnétiques,
- vernis à haute résolution couvrant moins de 5% de la surface du support
- au moins un enduit métallique couvrant le vernis et filtrant une gamme déterminée d'ondes électromagnétiques , dans lequel le vernis est disposé sur le support en un motif invisible a l'œil nu Produit selon la revendication 22, caractérisé par une couche de vernis supplémentaire couvrant au moins en partie l'enduit métallique Produit selon la revendication 23 caractérisé par une couche d'enduit supplémentaire couvrant la deuxième couche de vernis Produit selon l'une αuelconque des revendications 20 à 24, caractérisé en ce que le support de base est un film polyester Produit selon l'une quelconque des revendications 20 à 25, caractérisé en ce que le produit absorbe entre 0 et 95 % des ondes incidentes, réfléchit entre 0 et 100% et/ou transmet entre 0 et 100% des ondes non absorbés en fonction du motif, de la nature et la quantité d'enduit Produit selon la revendication 26 caractérisé en ce que le produit absorbe de 0 à 50% de I énergie αes ondes électromagnétiques et réfléchit et/ou transmet l'énergie non absorbée Produit selon l'une quelconque des revendications 20 à 27, caractérisé en ce que le produit constitue un filtre a ondes électromagnétiques et transparent à la lumière visible Produit selon l'une quelconque des revendications 20 à 27, caractérisé en ce que le produit constitue une filtre opaque aux ondes électromagnétiques et transparent à la lumière visible Produit selon l une quelconque des revendications 20 à 29, caractérisé en ce que les ondes électromagnétiques sont des micro-ondes Usage du produit selon l'une quelconque des revendications 20 à 30, en tant qu'emballage pour des produits micro-ondables
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