FI97710C - Menetelmä nesteensiirtovälineen valmistamiseksi - Google Patents

Description

97710

Menetelmä nesteensiirtovälineen valmistamiseksi Förfarande för framställning av ett don för vätskeöverföring

Keksinnön kohteena on menetelmä nesteensiirtovälineen valmistamiseksi, jolla välineellä voidaan siirtää tarkoin mitattu määrä nestettä toiselle pinnalle. Esimerkkinä tällaisesta nesteensiirtovälineestä voidaan mainita syväpainoprosesseissa käytettävä tela. Tämä nesteensiirtoväline valmistetaan pinnoittamalla substraatti keraami- tai metallikarbidikerroksella, sitten tämän pinnoitetun kerroksen päälle laitetaan säteilyä läpäisemätöntä epäjatkuvaa materiaalia oleva poistettava naa-miokerros, minkä jälkeen naamiokerrokseen ja pinnoitettuun pintaan kohdistetaan lasersädesuihku syvennöksistä tai kuopista, joiden tehtävänä on ottaa vastaan nestettä, muodostuvan kuvion aikaansaamiseksi pinnoitetun pinnan siihen alueeseen, jota epäjatkuvasta materiaalista tehty naamiokerros ei peittänyt.

Nesteensiirtovälinettä kuten painotelaa käytetään graafisessa teollisuudessa täsmällisten nestemäärien, joka neste voi olla esimerkiksi painoväriä tai muuta ainetta, siirtämiseksi tästä nesteensiirtovälineestä toiselle pinnalle. Tällainen nesteensiirtoväline käsittää yleensä pinnan, jolla on nestettä vastaanottavista syvennöksistä tai kuopista muodostuva kuvio, joka saadaan siirtymään toiselle pinnalle sen joutuessa kosketukseen nesteensiirtovälineen kanssa. Kun neste on painoväriä ja kun painoväriä levitetään välineeseen, niin kuopat täyttyvät painovärillä, kun taas välineen pinnan muut osat pyyhitään puhtaaksi. Koska painoväriä on ainoastaan kuopista muodostuvassa kuviossa, niin vain tämä kuvio siirtyy toiselle pinnalle.

Kaupallisessa käytännössä pyyhintä tai kaavinta käytetään mahdollisen ylimääräisen nesteen poistamiseksi nesteensiirtovälineen pinnalta. Mikäli pinnoitetun välineen pinta on liian karhea, niin ylimääräistä nestettä kuten painoväriä ei saada poistetuksi täydellisesti tämän karhean välineen vastinalueel-ta, jolloin liikaa painoväriä siirtyy vastaanottavalle pinnalle ja/tai vastaanottavan pinnan vääriin paikkoihin. Tästä 2 97710 syystä nesteensiirtovälineen pinnan tulisi olla tasainen ja kuoppien tulisi olla selvästi määritettyjä, jotta ne kykenisivät ottamaan vastaan nestettä.

Nesteensiirtotelana käytetään tavallisesti syväpainotyyppistä telaa. Syväpainotelaa kutsutaan myös siirtotelaksi tai kuviote-laksi. Syväpainotela valmistetaan leikkaamalla tai kaivertamalla erikokoisia kuoppia telapinnan eri osiin. Nämä kuopat täytetään nesteellä ja sitten neste siirretään vastaanottavalle pinnalle. Kuoppien halkaisijaa ja syvyyttä voidaan vaihdella siirtyvän nestetilavuuden säätämiseksi. Juuri kuoppien sijain-tikohta saa aikaan siirtyvästä nesteestä muodostuvan kuvion vastaanottavalle pinnalle, kun taas kuopat määrittävä vastina-lue ei sisällä lainkaan nestettä, joten siltä ei voi siirtyä lainkaan nestettä. Vastinalue muodostaa pinnan yhteisen tason siten, että kun nestettä laitetaan pinnalle ja kun neste täyttää kuopat tai tulvii niiden yli, niin ylimääräinen neste voidaan poistaa vastinalueelta vetämällä kaavinta telan pintaa pitkin.

Kunkin kuopan syvyys ja koko määräävät sen nestemäärän, joka siirtyy vastaanottavalle pinnalle. Pinnalla olevien kuoppien syvyyttä ja kokoa sekä sijaintia (kuviota) säätämällä voidaan säädellä täsmällisesti vastaanottavalle pinnalle siirrettävää nestetilavuutta sekä siirtyvän nesteen sijaintia tällä vastaanottavalla pinnalla. Lisäksi neste voidaan siirtää vastaanottavalle pinnalle erittäin täsmällisesti ennalta määrättyinä kuvioina, joilla on erilaiset painotiheydet, käyttämällä eri syvyisiä ja/tai eri kokoisia kuoppia.

Syväpainotelat ovat tyypillisesti metallia, ja niiden ulkokerros on kuparia. Kuparin kaivertamiseen käytetyt kaiverrustek-niikat ovat yleensä mekaanisia prosesseja, joissa käytetään esimerkiksi timanttipiirrintä syvennöskuvioiden kaivamiseen, tai valokemiallisia prosesseja, joissa syvennöskuvio syövytetään kemiallisesti.

3 97710

Kaivertamisen jälkeen kuparipinta päällystetään tavallisesti kromilla. Tämä viimeinen vaihe on välttämätön telan kaiverretun kuparipinnan kulutuskeston parantamiseksi. Ilman kromipääl-lystä telat kuluvat nopeasti ja graafisessa teollisuudessa käytetyt painovärit aiheuttavat niissä helpommin korroosiota. Tästä syystä ilman kromipäällystä kuparitelojen käyttöikä on yleensä sopimattoman lyhyt.

Kuitenkin myös kromipäällystä käytettäessä telojen käyttöikä on usein sopimattoman lyhyt. Tämä johtuu fluidien kuluttavasta luonteesta sekä kaapimen raapivasta vaikutuksesta. Monissa sovellutuksissa telojen nopea kuluminen kompensoidaan käyttämällä ylimitoitettuja teloja, joiden kuoppien syvyys on ylimitoitettu. Näiden telojen haittana on kuitenkin suurempi nesteen-siirto kun telat ovat uusia. Lisäksi telojen kuluessa vastaanottavalle pinnalle siirtyneen nesteen tilavuus pienenee nopeasti, mikä aiheuttaa laaduntarkkailuongelmia. Kromilla päällystettyjen kuparitelojen nopea kuluminen aiheuttaa myös huomattavia seisokki- ja huoltokustannuksia.

Keraamisia pinnoitteita on käytetty jo useiden vuosien ajan anilox-teloissa erittäin pitkään käyttöikään pääsemiseksi. Anilox-telat ovat nesteensiirtoteloja, jotka siirtävät yhdenmukaisen nestetilavuuden kaikkialta telan työpinnalta. Keräämillä pinnoitettujen telojen kaivertamista ei voida toteuttaa tehokkaasti niillä tavanomaisilla kaiverrusmenetelmillä, joita käytetään kuparitelojen kaivertamiseen. Näin ollen keräämillä pinnoitetut telat kaiverretaan yleensä suurienergisellä säteellä kuten laser-säteellä tai elektronisuihkulla. Laserkaiverruk-sella saadaan muodostetuksi kuoppa, jota ympäröi telan alkuperäisen pinnan yläpuolella oleva uusi, ulkonäöltään pientä tulivuoren kraateria muistuttava uudisvalupinta. Tämän aiheuttajana on pinnalta, johon suurienerginen säteily osuu, sinkoutuneen sulan materiaalin jähmettyminen.

Nämä uudisvaiupinnat eivät vaikuta merkittävästi anilox-telan toimintaan, koska koko anilox-tela kaiverretaan, eikä sillä 4 97710 ole kuviota. Kuitenkin syväpainoprosesseissa, joissa tarvitaan nesteensiirtokuvio, nämä uudisvaiupinnat aiheuttavat huomattavia ongelmia. Syväpainotelan ja anilox-telan välinen pääasiallinen ero on se, että koko anilox-telan pinta kaiverretaan, kun taas syväpainotelan tapauksessa ainoastaan osia telan pinnasta kaiverretaan ennalta määrätyn kuvion muodostamiseksi sille. Jotta syväpainotela voi siirtää nestettä hallitulla, kuvion määrittämällä tavalla, niin fluidi on kyettävä pyyhkimään täydellisesti pois kaivertamattomalta vastin-alueelta kaavinta käyttäen. Mahdollinen neste, joka on jäänyt vastinalueisiin kaapimella pyyhkimisen jälkeen, siirtyy vastaanottavan pinnan kohtiin, joihin sitä ei toivota. Laserilla kaiverrettujen keraamisten telojen tapauksessa nestettä ei kyetä poistamaan täydellisesti kaapimen avulla vastinalueelta uudisvalupinnoista tai vastinalueen huokoisuudesta johtuen, jolloin niihin jää vähän nestettä. Täten uudisvaiupinnat tulisi poistaa useimmissa graafisissa sovellutuksissa.

Kun lasertekniikkaa käytetään painokuvioita edellyttäviin sovellutuksiin tarkoitettujen nesteensiirtovälineiden valmistamiseksi, niin tällöin kaikkien kuoppien syvyyden ja koon sääteleminen on äärimmäisen vaikeata. Erityisesti, laser täytyy yleensä käynnistää vain kuoppia tarvittaessa, ja se sammutetaan, kun kuoppia ei tarvita. Laserin käynnistys- ja pysäy-tysvaste ei ole valitettavasti se vaste, joka saadaan, kun laser toimii asetetun ajanjakson ajan. Esimerkiksi laseria käynnistettäessä muutama ensimmäinen säteilypulssi on pienempi kuin lasersäteen energiasisältö niissä pulsseissa, jotka saadaan sen jälkeen, kun laser on toiminut sopivan ajanjakson ajan. Tämä johtaa puolestaan siihen, että välineen pinnalle saadun muutaman ensimmäisen kuopan muoto ja syvyys poikkeavat myöhemmin välineen pinnalle saatavien kuoppien muodosta ja syvyydestä. Täten kuvion reunat määrittävien kuoppien syvyys ja/tai koko ei ole sama kuin kuvion keskellä olevien kuoppien syvyys ja/tai koko, ja näin ollen niitä ei saada sisältämään toivottua nestetilavuutta. Tämän seurauksena vastaanottavalle pinnalle siirtyneen kuvion reunat ovat vääränsävyisiä muuhun !| IS‘t MD ΙΊ4-Β > = l 5 97710 kuvioon verrattuna. Toisin sanoen, painokuvion reunat ovat hieman epäterävät. Tämä saattaa johtaa vastaanottavalle pinnalle siirrettävän painokuvion erilaisiin sävyihin. Vaikka . lasertekniikat ovatkin tehokas tapa kuoppien muodostamiseksi nesteensiirtovälineen pinnalle, niin kuitenkin laserin muutaman käynnistys- ja pysäytyspulssin epäyhtenäisyys voi johtaa huonolaatuisen nesteensiirtovälineen syntymiseen. Mitä tulee kuoppien sijaintiin, kuvioiden terävä reunaviiva edellyttää tavallisesti täysikokoisten ja vajaakokoisten pinta-alakuop-pien yhdistelmää terävänä piirtyneen reunan määrittämiseksi. Ilman naamiokerrosta teräväpiirtoreunan tuottaminen on mahdotonta.

Keksinnön tavoitteena on saada aikaan menetelmä sellaisen nesteensiirtovälineen tuottamiseksi, jonka välineen pinnalla on kooltaan ja syvyydeltään yhdenmukaisia kuoppia.

Keksinnön toisena tavoitteena on saada aikaan menetelmä hyvälaatuisen, syväpainoprosesseissa käyttökelpoisen nesteensiirto-telan valmistamiseksi, jolla telalla saadaan aikaan muodoltaan ja sävyltään toivotunlaisia painokuvioita, joita ei kyetä tuottamaan tehokkaasti tavanomaisilla kaaviopinnoi11a.

Keksinnön muuna tavoitteena on saada aikaan menetelmä toivotun muotoisia ja syvyisiä kuoppia, jotka kykenevät ottamaan vastaan nestettä, käsittävän syväpainotelan tuottamiseksi, joka neste voidaan sitten siirtää vastaanottavalle pinnalle muodoltaan ja sävyltään toivotunlaisten painokuvioiden tuottamiseksi tälle vastaanottavalle pinnalle.

Keksinnön muuna tavoitteena on saada aikaan menetelmä toivotun muotoisia ja syvyisiä kuoppia, jotka kykenevät ottamaan vastaan nestettä, käsittävän syväpainotelan tuottamiseksi, joka neste voidaan sitten siirtää vastaanottavalle pinnalle toivotunlaisten painokuvioiden tuottamiseksi ilman tämän painokuvion määrittäviä epäteräviä reunoja.

6 97710

Keksinnön edellä mainitut ja muut tavoitteet ja edut ovat ilmeisiä keksinnön seuraavan kuvauksen perusteella.

Keksinnön kohteena on menetelmä nesteensiirtovälineen, jolla nestettä voidaan siirtää toiselle pinnalle, tuottamiseksi, menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa: (a) väline pinnoitetaan vähintään yhdellä kerroksella pinnoittavaa materiaalia, joka on valittu keraamien ja metalli -karbidien joukosta; (b) tämän pinnoitetun pinnan päälle laitetaan säteilyä, joka on valitulla energiatasolla, läpäisemätöntä epäjatkuvaa materiaalia oleva poistettava naamiokerros; (c) laser, josta saatu säteily on tällä valitulla energiatasolla, kohdistetaan välineen pinnoitetulle pinnalle siten, että pinnoitetun pinnan siihen alueeseen, jota epäjatkuva materiaali ei peitä, saadaan aikaan kuopista muodostuva kuvio, joka kykenee ottamaan vastaan nestettä, ja siten, että pinnoitetun pinnan se alue, jota epäjatkuva materiaali ei peitä, määrittää tämän kuopista muodostuvan kuvion; ja (d) naamiomateriaali poistetaan pinnoitetusta välineestä.

Yleensä vaiheessa (a) tapahtuvan pinnoitteen levittämisen jälkeen pinnoitettu pinta voidaan viimeistellä tavanomaisilla hiontatekniikoilla pinnoitetun pinnan toivottuihin ulottuvuuksiin ja toleransseihin pääsemiseksi. Pinnoitettu pinta voidaan myös viimeistellä siten, että sen karheudeksi saataisiin noin 20 mikrotuumaa (noin 508x10-® m) RK tai vähemmän, edullisesti noin 10 mikrotuumaa (noin 254x10-® m) R. tai vähemmän, tasaisen pinnan aikaansaamiseksi laserkäsittelyä varten.

Ohessa käytetty Ra on pinnan keskimääräinen karheus mikrotuu-mina ja menetelmällä ANSI B46. 1 1978 mitattuna. Mitä suurempi 7 97710 lukuarvo saadaan tässä mittausjärjestelmässä, sitä karheampi on pinta.

Laserkäsitellyssä välineessä kunkin kuopan ympärille muodostuneet uudisvaiualueet tulisi edullisesti käsitellä tai viimeistellä siten, että uudisvalualueiden pinnan olennaiset osat saadaan tasoitetuiksi siten, että karheudeksi saadaan 6 mikro-tuumaa R. tai vähemmän, edullisesti 4 mikrotuumaa R. tai vähemmän (vastaaasti noin 152,4x10-® m ja noin 101,6x10-® m). Täten laserkäsitellyn välineen pinta tulisi viimeistellä useimpia painatussovellutuksia varten siten, että sen karheus on 6 mikrotuumaa R. tai vähemmän ($ 152,4· 10-®m).

Toivottaessa vaiheen (a) jälkeen pinnoitettu väline voidaan sulkea tiivisteaineella. Sopiva tiiviste on esimerkiksi epoksi-tiiviste kuten UCAR 100-tiiviste, jota on saatavana yhtiöstä Union Carbide Corporation, Danbury, Conneticut. UCAR 100 on yhtiön Union Carbide Corporation tavaramerkki lämpökovettuval-le epoksihartsille, joka sisältää DGEBA: aa. Tämä tiiviste kykenee sulkemaan tehokkaasti hienot mikrohuokoset, joita on saattanut kehittyä pinnoitusprosessin aikana, ja näin ollen silä saadaan aikaan kyky vastustaa vettä ja aikalisiä liuoksia, joita pinnoitettu väline saattaa kohdata lopullisen käyttönsä aikana, samoin kuin kyky vastustaa kontaminantteja, joiden kanssa pinnoitettu väline voi joutua kosketukseen käsittelynsä aikana.

Ohessa käytetyllä käsitteellä "säteilylle, esimerkiksi pulssi-lasersäteelle, läpinäkymätön materiaali" tarkoittaa sellaista materiaalia, joka absorboi ja/tai heijastaa säteilyä siten, ettei säteilyä pääse materiaalin läpi kosketukseen materiaalilla pinnoitetun pinnan kanssa. Valitun erityisen läpinäkymättömän materiaalin on oltava riittävän paksua absorboidakseen ja/tai heijastaakseen säteilyä siten, ettei se pääse tunkeutumaan materiaalin läpi.

8 97710

Ohessa käytetyllä käsiteenä "epäjatkuva materiaali" tarkoitetaan sellaista materiaalia, joka koostuu yleensä kahdesta tai useammasta itsenäisestä materiaalipinnasta, jotka eivät kytkeydy toisiinsa ja jotka voidaan järjestää millä tahansa tavalla kokonaiskuvien aikaansaamiseksi.

Keksinnön eräs suoritusmuoto kohdistuu menetelmään nesteensiir-tovälineen, jolla nestettä voidaan siirtää toiselle pinnalle, tuottamiseksi, menetelmän käsittäessä vaiheet, joissa: (a) väline pinnoitetaan vähintään yhdellä kerroksella pinnoittavaa materiaalia, joka on valittu keraamien ja metalli-karbidien joukosta; (b) tämän pinnoitetun pinnan päälle laitetaan poistettavaa, kaksikerroksisesta kalvosta koostuvaa naamiomateriaalia, jonka ensimmäinen kerros läpäisee olennaisesti valitulla energiatasolla olevaa säteilyä, ja jonka toinen, epäjatkuvaa materiaalia oleva kerros, joka sijaitsee tämän ensimmäisen kerroksen päällä, ei läpäise mainitulla valitulla energiatasolla olevaa säteilyä, jolloin ensimmäiseen kerrokseen saadaan aikaan kuvio, joka määräytyy ensimmäisen kerroksen sinä alueena, jota toinen kerros ei peitä; ja (c) laser, josta saatu säteily on tällä valitulla energiatasolla, kohdistetaan tämän kaksikerroksisen kalvon läpi välineen pinnoitetulle pinnalle siten, että pinnoitetulle pinnalle saadaan aikaan kuopista muodostuva kuvio, joka kykenee ottamaan vastaan nestettä, siten, että ensimmäisen kerroksen se alue, jota kaksikerroksiseen kalvoon kuuluvan toisen kerroksen säteilylle läpinäkymätön materiaali ei peitä, määrittää tämän kuopista muodostuvan kuvion.

Tämä keksinnön eräässä suoritusmuodossa käyttökelpoinen kaksikerroksinen kalvo käsittää ensimmäisen kerroksen, joka läpäisee olennaisesti säteilyaaltoja siten, että säteilyaallot voivat tunkeutua tehokkaasti ensimmäisen kerroksen läpi, sekä 9 97710 epäjatkuvia materiaalialueita käsittävän toisen kerroksen, joka absorboi ja/tai heijastaa säteilyaaltoja. Painopiiriso-vellutuksissa käytetyt, kuparipäällysteiset laminaatit ovat sentyyppisiä kaksikerroksisia kalvoja, joita voidaan käyttää oheisessa keksinnössä. Säteilyä läpäisevä kerros voi koostua monista sellaisista muovimateriaaleista, joista voidaan muodostaa arkkeja, ja jotka sallivat olennaisesti säteilyaaltojen tai -pulssien kulun lävitseen, jolloin ne pääsevät kosketukseen tällä muovimateriaalilla pinnoitetun pinnan kanssa. Tähän läpinäkyvään kerrokseen sopivista materiaaleista voidaan mainita polyesterikalvo kuten Mylar-polyesterikalvo. Mylar on yhtiön E.I. DuPont de Nemours & Co. tavaramerkki erittäin kestävälle, läpinäkyvälle, vettä hylkivälle, polyetyleeni-tereftalaattihartsia olevalle kalvolle. Useiden muovikalvojen koostumuksesta johtuen kalvot eivät yleensä läpäise täydellisesti laserpulsseja, ja näin ollen ne voivat tuhoutua laserkä-sittelyn aikana. Näin ollen monissa sovellutuksissa muovikalvo voi tuhoutua ja sitä ei voida käyttää uudestaan. Säteilyaalloille läpinäkymätön materiaali voi olla mitä tahansa metallia, joka absorboi ja/tai heijastaa säteilyä, kuten kuparia, nikkeliä, kultaa ja muita vastaavia. Säteilyä absorboivana kerroksena voidaan käyttää edullisesti kuparia ja nikkeliä, kuparin ollessa edullisin. Mikäli säteilyaaltoja läpäisemätön materiaali on sellaista, joka absorboi säteilyaaltoja, niin tällöin materiaalin on oltava riittävän paksua siten, että se kykenee johtamaan säteilyaalloista mahdollisesti syntyneen lämmön pois tällä materiaalilla pinnoitetun välineen vahingoittumatta.

Tällainen kaksikerroksinen kalvo voidaan valmistaa sitomalla esimerkiksi sellaista materiaalia kuten kuparifoliota lami-naattiarkkiin, joka on valmistettu esimerkiksi sellaisesta materiaalista kuten Mylar-polyesterikalvosta. Sitten kupari-kerrokseen tehdään kuvio käyttäen apuna syöpymätöntä suojaavaa-pinnoitetta, minkä jälkeen paljas suojaamaton kupari syövytetään pois. Alue, jota kupari ei peitä, määrittää kuvion säteilyä läpäisevään kerrokseen, jonka läpi laserin säteilypulssit 10 97710 voivat tunkeutua. Niinpä sopivaa laserlaitetta käyttäen säteilyä läpäisevässä kerroksessa oleva kuvio, joka määräytyy alueena, jota epäjatkuva, säteilyä absorboiva materiaali (kupari) ei peitä, saadaan siirretyksi nesteensiirtovälineeseen kuopista muodostuvana kuviona.

Kalvon kummankin kerroksen paksuus ja materiaali sekä laserista saatujen säteilypulssien energia ja taajuus määräävät jokaisen nesteensiirtovälineeseen muodostuvan syvennöksen muodon ja syvyyden. Edullisesti, useimpien syväpainoprosesseissa käytettävien telojen tapauksessa tämän kaksikerroksisen kalvon ensimmäisen kerroksen tulisi olla paksuudeltaan noin 10-100 mikronia, edullisesti noin 35 mikronia, ja sen tulisi olla tehty Mylar-polyesteristä. Mikäli säteilyä läpäisemätön kerros on kuparia, niin sen paksuuden tulisi olla 25-200 mikronia, edullisesti noin 100 mikronia.

Kaksikerroksisen kalvon ensimmäisen kerroksen tulisi läpäistä s-äteilyä (laserpulsseja), jonka energia on 0,10 millijoulea tai enemmän. Kaksikerroksisen kalvon toisen kerroksen tulisi absorboida ja/tai heijastaa säteilyä, jonka energia on 0,10 mj tai enemmän. Erityisestä käytetystä kaksikerroksisesta kalvosta riippuen säteilyttämiseen voidaan käyttää mitä tahansa sellaista laseria, jonka tehokkuus riittää tuottamaan säteily-pulsseja tai -säteitä, joita toinen kerros absorboi ja/tai heijastaa, ja jotka tunkeutuvat ensimmäisen kerroksen läpi joutuen kosketukseen nesteensiirtovälineen kanssa ja tuottaen siihen ennalta määrätyn kokoisia ja muotoisia kuoppia.

Käytännössä tämä kaksikerroksinen kalvo laitetaan nesteensiirtovälineen pinnoitetun pinnan päälle ja nesteensiirtovälineen pinnalle voidaan muodostaa kuopista muodostuva kuvio tavanomaista laseria käyttäen. Mikäli nesteensiirtoväline on sylinte-rimäinen tela, niin tällöin kaksikerroksinen kalvo voi olla ontto sylinteri, joka sopii telan päälle, tai kaksikerroksinen kalvo voi olla arkki, joka kiedotaan kelan ympärille. Telan pintaan voidaan saada aikaan toivottu kuvio käyttäen hyväksi 11 97710 laserin ja kalvolla pinnoitetun telan suhteellista liikettä. Oheista keksintöä käyttäen kuvion määrittävät kuopat voivat olla kooltaan ja syvyydeltään yhdenmukaisia. Syväpainoprosesseissä käytettävä tela on voitu tehdä alumiinista tai teräkses- » tä, edullisesti teräksestä.

Keksinnön erään muun suoritusmuodon kohteena on menetelmä nesteensiirtotuotteen valmistamiseksi, käsittäen vaiheet, j oissa: (a) väline pinnoitetaan vähintään yhdellä, pinnoittaa materiaalia olevalla kerroksella, joka materiaali on valittu keraamien ja metallikarbidien joukosta; (b) välineen pinnoitetulle pinnalle levitetään naamiomateriaa-lia, joka ei läpäise valitulla energiatasolla olevaa säteilyä; (c) tämän naamiomateriaalin päälle levitetään epäjatkuvia alueita käsittävä suojakerros toivotun kuvion muodostamiseksi naamiomateriaalin paljaana oleviin alueisiin, joita mainittu suojakerros ei peitä; (d) naamiomateriaalin paljaana oleva alue, jota suojakerros ei peitä, poistetaan, jolloin pinnoitetun materiaalin paljaana olevalle pinnalle saadaan muodostumaan toivottu kuvio; välineen pintaan kohdistetaan lasersäde, jolloin se tuottaa pinnoittavan materiaalin paljaana olevan alueen pinnalle, jota naamiomateriaali ei peitä, kuopista muodostuvan kuvion, joka kykenee ottamaan vastaan nestettä, kun taas naamiomateriaali estää lasersäteen tunkeutumisen tämän naamiomateriaalin läpi suojaten tällä tavalla pinnoittavan materiaalin sitä aluetta, jota mainittu naamio-materiaali peittää; ja (£) mainittu naamiomateriaali poistetaan välineestä.

12 97710

Toivottaessa suojaava materiaali, joka levitettiin vaiheessa, (c) namiomateriaalin päälle, voidaan poistaa ennen vaiheen (e) toteuttamista. Samoin, jotta naamiomateriaali saataisiin tarttumaan paremmin pinnoitettuun pintaan, vaiheen (a) pinnoitettu väline voidaan käsitellä laserilla käyttäen suhteellisen pientä säteilysädettä lukuisia pieniä kuoppia käsittävän pinnan tuottamiseksi. Useimpia sovellutuksia varten on sopivaa kaivertaa lasersäteellä kuoppia, joiden syvyys on 1-8 mikronia, edullisesti noin 4 mikronia, ja joiden tiheys on 200-300 vii-vaa/cm.

Edullinen naamiomateriaali on kupari, jota voidaan levittää pinnoitetun välineen pinnalle tavanomaisilla tekniikoilla kuten plasmaruiskuun perustuvalla pinnoituksella. Toivottaessa naamiomateriaalin levitetty kerros voidaan kiillottaa tai viimeistellä muulla tavalla sileän pinnan saamiseksi.

Tiedetään, että eräät suojamateriaalit kuten esimerkiksi polymeerit, jotka ovat alunperin liukoisia orgaanisiin liuottimiin, muuttuvat näihin samoihin liuottimiin liukenemattomiksi sen jälkeen, kun niihin on kohdistettu sopivaa valoa. Niinpä mikäli yhtä tällaista suojamateriaalia levitetään naamiomateri-aalikerroksen päälle ja sen tiettyihin alueisiin kohdistetaan valoa, esimerkiksi kationisäteilyä, niin tällöin valolla käsitellyt alueet muuttuvat liukenemattomiksi ja suojamateriaalin säteilyttämättömät alueet pysyvät liukoisina. Suojakerroksen säteilyttämättömät alueet voivat muodostaa välineen pinnalle laserilla kaiverrettavan toivotun kuvion, jolloin nämä säteilyttämättömät alueet voidaan liuottaa pois naamiomateriaalin paljastamiseksi, joka naamiomateriaali voidaan sitten poistaa kemiallisesti tai mekaanisesti. Suojakerroksella pinnoitetun naamiomateriaalin jäljellä olevat alueet eivät läpäise säteilyä, esimerkiksi pulssilaseria, ja näin ollen kun välinettä kaiverretaan laserilla, niin ainoastaan välineen paljaana olevat pinnoitetut alueet läpäisevät lasersäteen. Toivottaessa suojakerros voidaan poistaa asianmukaisesti ennen laserkaiver- ’· au i ami m i «a 13 97710 rusta liuottamalla se sopivaan liuottimeen. Mikäli suojakerros jätetään naamiokerroksen sen osan, jota ei poisteta, päälle, niin tällöin suojakerros ja naamiokerros voidaan poistaa laser-kaiverruksen jälkeen kemiallisin tai mekaanisin keinoin. Sitten väline voidaan viimeistellä sopivalla tavalla toivottuun karheuteen hiomalla tai vastaavalla tavalla sileän tasaisen pinnan aikaansaamiseksi, jolta pinnalta sillä mahdollisesti oleva neste voidaan poistaa tehokkaasti kaapimella. Täten laserkaiverretut kuopat sisältävät nestettä, kun taas välineen muut alueet ovat tasaisia siten, että tällä tasaisella pinnalla mahdollisesti oleva neste voidaan poistaa helposti kaapimella.

Keksinnössä voidaan käyttää mitä tahansa sopivaa suojamateri-aalia, joka ei liukene tai joka pysyy muuttumattomana kun naamiomateriaalin valittuja osia poistetaan. Esimerkiksi, kun naamiomateriaali on kuparia, niin etsausliuos, jota käytetään välineen pinnalla olevien paljaiden kuparialueiden poistamiseen, ei saisi vaikuttaa suojamateriaaliin. Sopivia suojamate-riaaleja ovat esimerkiksi polymeerityypit, jotka on kuvattu patenttijulkaisuissa US 4 062 686; US 3 726 685 ja US 3 645 744. Nämä viitteet katsotaan sisällytetyiksi oheen ikäänkuin niiden koko teksti olisi esitetty.

Telan pinnalle voidaan levittää mikä tahansa sopiva keraaminen pinnoite, kuten esimerkiksi tulenkestävää oksidia tai metalli-karbidia oleva pinnoite. Tähän tarkoitukseen käyttökelpoisista materiaaleista voidaan mainita esimerkiksi voiframikarbidi-koboltti, voiframikarbidi-nikkeli, volframikarbidi-koboltti-kromi, volframikarbidi-nikkelikromi, kromi-nikkeli, alumiinioksidi, kromikarbidi-nikkelikromi, kromikarbidi-kobolttikromi, voi frami-titaanikarbidi-nikkeli, kobolttilejeeringit, oksidi-dispersio kobolttilejeeringeissä, alumiini-titaanioksidi, kuparipohjaiset lejeeringit, kromipohjaiset lejeeringit, kromi-oksidi, kromioksidi + alumiinioksidi, titaanioksidi, titaani + alumiinioksidi, rautapohjaiset lejeeringit, oksididispersio rautapohjaisissa lejeeringeissä, nikkeli ja nikkelipöhjaiset 14 97710 lejeeringit ja muut vastaavat. Pinnoitemateriaalina voidaan käyttää edullisesti kromioksidia (CrsOs), alumiinioksidia (AlaOs), piioksidia tai niiden seoksia, kromioksidin ollessa kaikkein edullisin.

Tämä keraami- tai metallikarbidipinnoite voidaan levittää telan metallipinnalle kummalla tahansa kahdella hyvin tunnetulla tekniikalla eli räjäytystykkiprosessilla tai plasmapin-noitusprosessilla. Räjäytystykkiprosessi on hyvin tunnettu ja se on kuvattu täydellisesti US-patenttijulkaisuissa 2 714 563; 4 173 685; ja 4 519 840, joiden julkaisujen sisältö liitetään oheen tällä viittauksella. Perinteisiä plasmatekniikkoja substraattien pinnoittamiseksi on kuvattu US-patenttijulkaisuissa 3 016 447; 3 914 573; 3 958 097; 4 173 685; ja 4 519 840, joiden julkaisujen sisältö liitetään oheen tällä viittauksella. Sekä plasmaprosessilla että räjäytystyppiprosessilla saadun pinnoitteen paksuus vaihtelee alueella 0,5-100 mil (tuuman tuhannesosa; noin 0,013 - 2,54 mm) ja karheus vaihtelee noin alueella 50-1000 mikrotuumaa R» (noin 1, 27 - 25, 4 xlO-* m), riippuen prosessista eli räjäytystykistä tai plasmasta, pin-noitemateriaalin tyypistä sekä pinnoitteen paksuudesta.

Kuten edellä mainittiin, telan keraami- tai metallikarbidipinnoite voidaan edullisesti käsitellä sopivalla huokosia sulkevalla aineella kuten epoksitiivisteellä, esim. UCAR 100-epok-silla, jota on saatavana yhtiöstä Union Carbide Corporation. Tämä käsittely sulkee huokoset siten, ettei kosteus eivätkä muut korroosiota aiheuttavat aineet pääse tunkeutumaan keraami- tai metallikarbidipinnoitteen läpi pinnoitteen alla oleviin telarakenteisiin vaikuttaen ja niitä vahingoittaen.

Pinnoitteen levittämisen jälkeen se viimeistellään tavanomaisilla hiontatekniikoilla telapinnan toivottuihin mittoihin ja toleransseihin pääsemiseksi siten, että sen karheudeksi saadaan noin 20-10 mikrotuumaa R« (noin 0,508 - 0,254 xl0-e m) tasaisen pinnan saamiseksi laserkäsittely värten.

15 97710

Siirrettävää nestetilavuutta säädetään kunkin kuopan tilavuuden (syvyyden ja halkaisijan) ja pinta-alayksikköä kohden tuotettujen kuoppien lukumäärän avulla. Lasersäteen avulla tuotettujen kuoppien syvyys voi vaihdella muutamasta, esimerkiksi 2 mikronista tai sitäkin pienemmästä arvosta jopa 250 mikroniin ja sitäkin suurempiin arvoihin. Luonnollisestikin kuvio ja lasersäteen avulla muodostettujen kuoppien lukumäärä juoksutuumaa kohden säätelevät kunkin kuopan keskimääräistä halkaisijaa. Tuotteen pinnan alue jaetaan edullisesti kahteen osaan, jotka muodostavat pinnalle kuoppien epätasaisen jakautuman tai kuvion. Yksi osa käsittää säännöllisen kuvion, esimerkiksi neliökuvion, 30 asteen kuvion tai 45 asteen kuvion muodostavia kuoppia, lasersäteen avulla muodostettujen kuoppien lukumäärän juoksutuumaa kohden ollessa tyypillisesti 80-550 (noin 31-216 cm kohden), pinnan toisen osan ollessa kuopaton (vastinalueet). Kuoppia käsittävän alueen ja vastinalueen välisessä siirtymäkohdassa uudisvalujen läsnäolo vastinalueis-&a johtaisi vastinalueiden kuopattoman osan likaantumiseen painovärillä, kun kaavinta vedetään pinnan yli nesteen poistamiseksi. Tämä ongelma vältetään tuottamalla uudisvaluja käsittämättömiä vastinalueita kuoppien välisiin vastinalueisiin.

Suuri joukko erilaisia laserkoneita on käytettävissä kuoppien muodostamiseksi keraami- tai metallikarbidipinnoitteisiin. Yleisesti, tähän tarkoitukseen voidaan käyttää sellaisia lase-reita, joiden tuottamat säteilysuihkut tai -pulssit sisältävät 0, 0001-0,4 Joulea laserpulssia kohden, niiden keston ollessa 10-300 mikrosekuntia. 30-2000 mikrosekuntia voi erottaa näitä laserpulsseja toisistaan, riippuen toivotusta erityisestä kuoppakuviosta. Energian ja ajanjaksojen suurempia tai pienempiä arvoja voidaan käyttää ja tässä keksinnössä voidaan myös käyttää muita helposti saatavia laserkaiverrustekniikoita. Laserkaiverruksen jälkeen karheuden tulisi olla tyypillisesti 20-1000 mikrotuumaa R» (noin 0, 508-25, 4 x 10-* m), ja kuoppien halkaisija voi vaihdella alueella 10-300 mikronia ja niiden korkeus voi vaihdella alueella 5-250 mikronia.

16 97710

Nesteensiirtotuotteen pinnoitetun pinnan laserkäsittelyn jälkeen pinnoitettu pinta voidaan viimeistellä siten, että sen karheus on vähemmän kuin noin 6 mikrotuumaa R. (noin 152,4x10“® m) mikroviimeistelyä käyttäen (josta käytetään myös nimitystä " superviimeistelytekniikka" ), joka on kuvattu esimerkiksi Alan P. Dinsberg: in julkaisussa "Roll Superfinishing with Coated Abrasives", Carbide and Tool Journal, maalis/huhti-kuu 1988. Mikroviimeistelytekniikoilla voidaan saada ennakoitava yhdenmukainen pintalaatu kaiverretun telan koko pituudelta, ja niillä saadaan uudisvaluja käsittämätön pinta siten, että kaikki epätoivottu neste saadaan tehokkaasti poistetuksi vasti-nalueilta kaapimen avulla. Lisäksi näillä mikroviimeistelytekniikoilla voidaan toteuttaa pinnoitetun välineen toivottu viimeistely.

Neste, jota voidaan siirtää vastaanottavalle pinnalle, voi olla mitä tahansa nestettä kuten painoväriä, nestemäistä liimaa tai muuta vastaavaa.

Kuvio 1 esittää edestäpäin viistosti katsoen oheisessa keksinnössä käyttökelpoista kaksikerroksista naamioarkkia.

Kuvio 2 esittää sivultapäin katsoen painotelaa, joka on pinnoitettu kuvion 1 mukaisella kaksikerroksisella naamiokerrok-sella.

Kuvio 3 esittää poikkileikkausta kuvion 2 mukaisesta painote-lasta linjaa 3-3 pitkin.

Kuvio 4 esittää sivultapäin katsoen painotelaa, joka on pinnoitettu oheisessa keksinnössä käyttökelpoisella naamiomateri-aalilla.

Kuvio 5 esittää poikkileikkausta kuvion 4 mukaisesta painote-lasta linjaa 4-4 pitkin.

17 97710

Kuvio 6 esittää sivultapäin katsoen laserkaiverrettua painote-laa, joka on valmistettu oheisen keksinnön mukaisesti.

Kuvio 7 esittää edestäpäin katsoen toista kaksikerroksista naamioarkkia, jota voidaan käyttää tässä keksinnössä.

Kuvio 8 esittää sivultapäin katsoen painotelan toista suoritusmuotoa, joka on pinnoitettu oheisessa keksinnössä käyttökelpoisella naamiomateriaalilla.

Kuvio 9 esittää sivultapäin katsoen oheisen keksinnön mukaisesti valmistettua laserkaiverrettua painotelaa.

Kuvio 1 esittää kaksikerroksista kalvoa 2, joka koostuu polymeeriä olevasta ensimmäisestä kerroksesta 4 ja kuparia olevasta toisesta kerroksesta 6. Polymeerikerros 4 läpäisee pulssi-lasersäteen, kun taas kuparikerros 6 ei läpäise tätä pulssila-sersädettä siten, ettei yksikään kuparikerrokseen 6 kohdistettu pulssilasersäde tunkeudu kuparikerroksen 6 läpi eikä joudu kosketukseen polymeerikerroksen 4 kanssa. Kuten kuviosta 1 nähdään, polymeerikerroksen 4 paljaana olevat alueet, joita kuparikerros 6 ei peitä, määrittävät epäjatkuvat alueet 5. Näiden tässä kaksikerroksisessa kalvossa 2 olevien epäjatkuvien alueiden avulla pintaan voidaan muodostaa laserkaiverret-tu kuvio käyttäen tyypiltään tavanomaista laserlaitetta.

Kuviot 2 ja 3 esittävät kuvion 1 mukaista kaksikerroksista kalvoa 2, joka on kiedottu painotelan 8 ympärille. Kuten kuviosta 3 nähdään, painotela 8 käsittää terässubstraatin 12, joka on pinnoitettu keraamisella pinnoitteella 14. Kuten edellä on esitetty, kun tämä kaksikerroksinen kalvo 2 on laitettu paino-telan 8 ympärille, niin pulssilasersäde voidaan kohdistaa painotelan 8 alueen poikki siten, että paljaat kuparialueet 6 absorboivat ja/tai heijastavat tämän energiasäteen, jonka puolestaan paljaat polymeerialueet 4 päästävät lävitseen. Täten pulssilaser tunkeutuu paljaiden polymeerialueiden 5 peittämiin alueisiin ja muodostaa kuoppia painotelalla 8 ole- 18 97710 vaan keraamipinnoitettuun kerrokseen 14. Laserkaiverruksen jälkeen tämä kaksikerroksinen kalvo 2 voidaan poistaa, jolloin laserkaiverrettu painotela paljastuu. Kuvio 6 esittää laser-kaiverrettua telaa 16, joka voidaan valmistaa käyttäen apuna kuvioiden 1, 2 ja 3 mukaista kaksikerroksista kalvoa 2. Laser-kaiverrettu tela 16 on kuvattu käsittämäään lukuisia kuoppia 18 siten, että jokainen kuopparyhmä muodostaa epäjatkuvia kuvioita 7, jotka vastaavat kuviossa 2 esitettyjä paljaita polymeerialueita 5.

Kuvioissa 6 ja 9 laserkuopat on kuvattu käytännössä saatavia kuoppia suurempina, jotta keksintö olisi paremmin ymmärrettävissä. Todellisuudessa kukin kuoppa on niin pieni, ettei ihmissilmä kykene näkemään sitä.

Kuviot 4 ja 5 esittävät keksinnön toista suoritusmuotoa, jossa toivotun kuvion mukainen kuparikerros 20 on levitetty painote-lan 24 terässubstraatilla olevan, keräämillä pinnoitetun kerroksen 22 pinnalle. Kuten edellä on esitetty, tämä kuparikerros 20 voidaan levittää keräämillä pinnoitetun painotelan 24 päälle, minkä jälkeen kuparin päälle levitetään suojakerros, mitä seuraa suojakerroksen selektiivinen säteilyttäminen valolla toivotun kuvion tuottamiseksi, ja sitten jäljellä oleva suojakerros ja kupari voidaan poistaa, jolloin painotelalle 24 jää paljaiden keraamialueiden geometrisia muotoja 26, kuten kuvioista 4 ja 5 voidaan nähdä. Erityisesti, kuvio 4 esittää keräämillä pinnoitettua painotelaa 24, jonka pinnalle on levitetty kuparikerros 20, jossa on painotelalla 24 olevia keraamisen pinnoitemateriaalin paljaita alueita 26. Painotelan 24 laser-kaiverruksessa kuparikerros absorboi ja/tai heijastaa laser-pulssisäteen, tämän säteen tunkeutuessa pinnoitettuun kerrokseen 22. Kun kupari poistetaan mekaanisin tai kemiallisin keinoin, niin tulokseksi saadaan kuviossa 6 esitetyn tyyppinen laserkaiverrettu painotela 16. Täten kuvion 6 mukainen laser-kaiverrettu painotela 16 voidaan valmistaa käyttäen apuna kuvioiden 1-3 mukaista kaksikerroksista kalvoa tai kerrosta- 19 97710 maila kupari suoraan painotelan päälle kuvioissa 4 ja 5 esitetyllä tavalla.

Kuvio 7 esittää kuviossa 1 esitetyn kaltaista kaksikerroksista kalvoa 30, paitsi että polymeeriksivon 34 päälle dispergoitu kupari 32 on samankaltainen kuin kuvion 1 mukaisen polymeeri-kalvon päälle dispergoidun kuparin 6 negatiivi, paitsi että ulommassa kuparisessa geometrisessä muodossa 36 on kuparinen geometrinen lisämuoto 35. Kuten tästä kuviosta 7 nähdään, kupari 32 muodostaa lukuisia itsenäisiä geometrisiä muotoja 35 ja 36. Kun tämä kaksikerroksinen kalvo 30 laitetaan keraamilla-pinnoitetun painotelan päälle, ja kun tämä painotela laserkai-verretaan edellä kuvatulla tavalla, niin tällöin saadaan valmistetuksi kuvion 9 mukainen laserkaiverrettu painotela 40, jossa kuopattomat alueet 44 muodostavat geometrisiä muotoja. Huomattakoon, että painotela 40 sisältää lukuisia kuoppia 42 esimerkiksi sellaisen nesteen kuten painovärin vastaanottamiseksi, jotta tämä painoväri saataisiin siirretyksi vastaanottavalle pinnalle siten, että geometrisia muotoja 44 vastaava painojälki on painoväritön.

Kuvio 8 esittää geometrisiltä muodoiltaan 53 ja 54 vaihtelevaa dispergoitua kuparikerrosta 52 keräämillä pinnoitetun painotelan 50 päällä. Nämä dispergoidut kuparimuodot 53 ja 54 on voitu saada aikaan kuparin ollessa kuviossa 4 esitetyn paino-telan päällä. Kuvion 9 mukainen laserkaiverrettu painotela 40, jossa kuopattomat alueet 44 muodostavat geometrisiä muotoja, voidaan saada käyttämällä kuvion 8 mukaista keraamista painote-laa 50, kaivertamalla tämä painotela 50 laserin avulla edellä kuvatulla tavalla ja poistamalla kupari. Huomattakoon, että painotela 40 käsittää lukuisia kuoppia 42 nesteen, esimerkiksi painovärin, vastaanottamiseksi, jotta painoväri saadaan siirretyksi vastaanottavalle pinnalle siten, että geometrisia muotoja 56 vastaava painojälki on painoväritön.

97710 20

Esimerkki 1

Teräksinen syväpainotela, jonka halkaisija oli 150 mm, pinnoitettiin 0,012 tuuman (noin 0,3 mm) paksuisella kr omi oksi di kerroksella (CraOa). Kaksikerroksinen kalvo valmistettiin käyttäen 0,010 tuuman (noin 0,25 mm) paksuista Myi ar-polyest eri kalvoa, jonka päälle sidottiin kuparifolio. Kuparifolion valittujen alueiden päälle levitettiin etsautumaton suojaava pinnoite epäjatkuvan kuvion määrittämiseksi kuparin niihin alueisiin, joita suojaava kerros ei peittänyt. Paljaana ollut kupari (pinnoittamaton kupari) etsattiin pois rauta(III)kloridilla. Jäljelle jääneet kuparialueet toimivat alueina, jotka absorboivat ja/tai heijastivat kaikki laserkoneesta peräisin olleet säteilypulssit.

Tämä kaksikerroksinen kalvo laitettiin pinnoitetun syväpaino-telan päälle ja COa: ta käyttävällä laserkoneella tuotettiin säteilypulsseja, jotka kohdistettiin tähän kaksikerroksiseen kalvoon, jossa kuparialueet absorboivat ja/tai heijastivat säteilypulssit, ja jossa Mylar-polyesterikalvo (joka ei käsittänyt kuparikerrosta) läpäisi nämä pulssit. Käytetyllä laserilla oli seuraavat parametrit: taajuus: 1300 Hz

pulssin leveys: 200 US

virta: 70 mA

keskim. teho: 65 W

energia pulssia kohden: 50 mj (millijoulea) polttoväli: 3,5 tuumaa (noin 89 mm) säteen kollimaattorin levittäjä 2-kertainen.

Mylar-kerroksen läpäisseet säteilypulssit joutuivat kosketukseen painotelan pinnoitetun pinnan kanssa ja tuottivat lukuisia syvennöksiä tai kuoppia pinnoitettuun pintaan. Kaikki laserista saadut pulssit olivat energialtaan yhdenmukaisia ja tästä syystä ne tuottivat pinnoitettuun pintaan lukuisia yhdenmukaisia kuoppia, jotka määrittivät telalle kuvion. Täten ‘I ' · ΜΊ MU I I » M . i 21 97710 kuvion rajat määrittävien kuoppien syvyys ja koko oli sama kuin kuvion keskellä sijaitsevilla kuopilla. Kuoppien yhdenmukaisuus raja-alueissa estää vastaanottavalle pinnalle painetun kuvion epätarkat reunat.

Laserkäsitelty pinnoitettu syväpainotela mikroviimeisteltiin kalvotaustaisen timänttinauhan käsittävällä telalla, jota liikuteltiin jatkuvasti pinnoitetun telan yli toivotulla, noin 120 kierr. /min olevalla nopeudella kuoppien ympärillä olevien uudisvaiualueiden poistamisen helpottamiseksi. Viimeistellyn pinnan karheus oli noin 3 mikrotuumaa R. (noin 76,2x10-® m). Kuoppien parametrit olivat seuraavat: kaiverretun kuopan halkaisija: 0,122 mm viimeistellyn kuopan halkaisija: 0, 144-0, 122 mm kaiverretun kuopan syvyys: 0,075 mm viimeistellyn kuopan syvyys: 0,063 mm uudisvaiun korkeus viimeistelyn jälkeen: 0, 003 mm.

Kuoppien tarkastelu paljasti, että kaikki kuvion keskellä sijaitsevat kuopat ja rajalla sijaitsevat kuopat olivat koko-naismitoiltaan yhtäsuuria, mikä takasi sen, että tällä telalla, kun sitä käytetään painamiseen, saadaa vastaanottavalle pinnalle kuvio, jonka reunat eivät ole epätarkat.

Esimerkki 2

Teräksinen syväpainotela, jonka halkaisija oli 150 mm, pinnoitettiin 0,012 tuuman (noin 0, 3 mm) paksuisella kromioksidikerroksella (CraOa). Kaksikerroksinen kalvo valmistettiin käyttäen 0,010 tuuman (noin 0,25 mm) paksuista Mylar-polyesterikal-voa, jonka päälle sidottiin kuparifolio. Kuparifolion valittujen alueiden päälle levitettiin etsautumaton suojaava pinnoite epäjatkuvan kuvion määrittämiseksi kuparin niihin alueisiin, joita suojaava kerros ei peittänyt. Paljaana ollut kupari (pinnoittamaton kupari) etsattiin pois rauta(III)kloridil-la. Jäljelle jääneet kuparialueet toimivat alueina, jotka 22 97710 absorboivat ja/tai heijastivat kaikki laserkoneesta peräisin olleet säteilypulssit.

Tämä kaksikerroksinen kalvo laitettiin pinnoitetun syväpaino-telan päälle ja CO2: ta käyttävällä laserkoneella tuotettiin säteilypulsseja, jotka kohdistettiin tähän kaksikerroksiseen kalvoon, jossa kuparialueet absorboivat ja/tai heijastivat säteilypulssit, ja jossa Myi ar-polyest eri kalvo (joka ei käsittänyt kuparikerrosta) läpäisi nämä pulssit. Käytetyllä laserilla oli seuraavat koimikierteiset parametrit: taajuus: 1000 Hz

pulssin leveys: 200 US

virta: 50 mA

keskim. teho: 53 W

energia pulssia kohden: 53 mJ (millijoulea) polttoväli: 3,5 tuumaa (noin 89 mm) säteen kollimaattorin levittäjä 2-kertainen.

Mylar-kerroksen läpäisseet säteilypulssit joutuivat kosketukseen painotelan pinnoitetun pinnan kanssa ja tuottivat lukuisia syvennöksiä tai kuoppia pinnoitettuun pintaan. Kaikki laserista saadut pulssit olivat energialtaan yhdenmukaisia ja tästä syystä ne tuottivat pinnoitettuun pintaan lukuisia yhdenmukaisia kuoppia, jotka määrittivät telalle kuvion. Täten kuvion rajat määrittävien kuoppien syvyys ja koko oli sama kuin kuvion keskellä sijaitsevilla kuopilla. Kuoppien yhdenmukaisuus raja-alueissa estää vastaanottavalle pinnalle painetun kuvion epätarkat reunat.

Laserkäsitelty pinnoitettu syväpainotela mikroviimeisteltiin kaivotaustaisen timänttinauhan käsittävällä telalla, jota liikuteltiin jatkuvasti pinnoitetun telan yli toivotulla, noin 120 kierr. /min olevalla nopeudella kuoppien ympärillä olevien uudisvalualueiden poistamisen helpottamiseksi. Viimeistellyn pinnan karheus oli noin 3 mikrotuumaa R» (noin 76,2x10-® m).

Kuoppien parametrit olivat seuraavat: 23 97710 kaiverretun kuopan halkaisija: 0, 122 mm viimeistellyn kuopan halkaisija: 0,105 mm kaiverretun kuopan syvyys: 0, 100 mm viimeistellyn kuopan syvyys: 0,056 mm uudisvalun korkeus viimeistelyn jälkeen: 0, 002 mm.

Kuoppien tarkastelu paljasti, että kaikki kuvion keskellä sijaitsevat kuopat ja rajalla sijaitsevat kuopat olivat koko-nai smitoiltaan yhtäsuuria, mikä takasi sen, että tällä telalla, kun sitä käytetään painamiseen, saadaa vastaanottavalle pinnalle kuvio, jonka reunat eivät ole epätarkat.

Esimerkki 3

Teräksinen syväpainotela, jonka halkaisija oli 150 mm, pinnoitettiin 0,012 tuuman (noin 0,3 mm) paksuisella kromioksidikerroksella (CraOs). Kaksikerroksinen kalvo valmistettiin käyttäen 0, 010 tuuman (noin 0,25 mm) paksuista Mylar-polyesterikal-voa, jonka päälle sidottiin kuparifolio. Kuparifolion valittujen alueiden päälle levitettiin etsautumaton suojaava pinnoite epäjatkuvan kuvion määrittämiseksi kuparin niihin alueisiin, joita suojaava kerros ei peittänyt. Paljaana ollut kupari (pinnoittamaton kupari) etsattiin pois rauta(IIIJkloridil-la. Jäljelle jääneet kuparialueet toimivat alueina, jotka absorboivat ja/tai heijastivat kaikki laserkoneesta peräisin olleet säteilypulssit.

Tämä kaksikerroksinen kalvo laitettiin pinnoitetun syväpaino-telan päälle ja COa: ta käyttävällä laserkoneella tuotettiin säteilypulsseja, jotka kohdistettiin tähän kaksikerroksiseen kalvoon, jossa kuparialueet absorboivat ja/tai heijastivat säteilypulssit, ja jossa Myiar-polyesterikalvo (joka ei käsittänyt kuparikerrosta) läpäisi nämä pulssit. Käytetyllä laserilla oli seuraavat parametrit: 24 97710 taajuus: 2500 Hz

pulssin leveys: 100 US

virta: 90 mA

keski m. teho: 65 W

energia pulssia kohden: 26 mJ (millijoulea) polttoväli: 2,5 tuumaa (63,5 mm) säteen koilimaattorin levittäjä 2-kertainen.

Mylar-kerroksen läpäisseet säteilypulssit joutuivat kosketukseen painotelan pinnoitetun pinnan kanssa ja tuottivat lukuisia syvennöksiä tai kuoppia pinnoitettuun pintaan. Kaikki laserista saadut pulssit olivat energialtaan yhdenmukaisia ja tästä syystä ne tuottivat pinnoitettuun pintaan lukuisia yhdenmukaisia kuoppia, jotka määrittivät telalle kuvion. Täten kuvion rajat määrittävien kuoppien syvyys ja koko oli sama kuin kuvion keskellä sijaitsevilla kuopilla. Kuoppien yhdenmukaisuus raja-alueissa estää vastaanottavalle pinnalle painetun kuvion epätarkat reunat.

Laserkäsitelty pinnoitettu syväpainotela mikroviimeisteltiin kalvotaustaisen timänttinauhan käsittävällä telalla, jota liikuteltiin jatkuvasti pinnoitetun telan yli toivotulla, noin 120 kierr. /min olevalla nopeudella kuoppien ympärillä olevien uudisvaiualueiden poistamisen helpottamiseksi. Viimeistellyn pinnan karheus oli noin 3 mikrotuumaa R. (noin 76,2x10-® m). Kuoppien parametrit olivat seuraavat: kaiverretun kuopan halkaisija: 0, 08-0, 063 mm viimeistellyn kuopan halkaisija: 0,07-0, 052 mm kaiverretun kuopan syvyys: 0,030 mm viimeistellyn kuopan syvyys: 0,021 mm uudisvalun korkeus viimeistelyn jälkeen: 0 mm.

Kuoppien tarkastelu paljasti, että kaikki kuvion keskellä sijaitsevat kuopat ja rajalla sijaitsevat kuopat olivat koko-

Il : tttit liiti l;i 1=4» ; - 25 97710 naismitoiltaan yhtäsuuria, mikä takasi sen, että tällä telalla, kun sitä käytetään painamiseen, saadaa vastaanottavalle pinnalle kuvio, jonka reunat eivät ole epätarkat.

Esimerkki 4

Teräksinen syväpainotela pinnoitettiin 0,012 tuuman (noin 0,3 mm) paksuisella kromioksidikerroksella. Tela laserkaiverret-tiin, jolloin saatiin 0,004 mm: n syvyisiä kuoppia, jotka olivat jakautuneet 200-300 viivaksi/cm siten, että pinnoitteen pinta kykeni ottamaan paremmin vastaan kuparikerroksen. Tälle laserkaiverretulle pinnoitetulle pinnalle levitettiin 0,15 mm: n paksuinen kuparikerros tavanomaista plasmapinnoitusvälinettä käyttäen. Kuparipinnalle levitettiin suojaavaa valopoly-meeria ja toivotun kuvion käsittävä negatiivi sijoitettiin tämän suojaavan valopolymeerin päälle. Negatiivissa olleet suojaavan valopolymeerin paljaat alueet säteilytettiin sopivalla valolla, minkä jälkeen suojaava valopolymeeri kehitettiin. Suojaavan valopolymeerin ne alueet, jotka eivät olleet joutuneet kosketukseen valonlähteen kanssa, poistettiin, jolloin saatiin paljaita kuparialueita, jotka poistettiin samoin tavanomaisella etsauksella. Jäljelle jääneet kuparialueet, joita suojakerros peitti, kykenivät absorboimaan ja/tai heijastamaan laserpulssej a.

Tämän syväpainotelan poikki kohdistettiin säteilypulsseja tavanomaisen laserlaitteen avulla, jolion kuparialueet absorboivat ja/tai heijastivat pulsseja, kun taas pulssit joutuivat kosketukseen paljaiden keraamialueiden kanssa muodostaen kuoppia näihin paljaisiin keraamialueisiin. Sitten telassa vielä jäljellä olleet kuparialueet poistettiin.

Sitten laserkäsitelty tela mikroviimeisteltiin esimerkissä 3 kuvatulla tavalla siten, että sen karheudeksi saatiin noin 3 mikrotuumaa R« (noin 76,2x10-» m). Kuoppien tarkastelu paljasti, että kaikki kuvion keskellä sijaitsevat kuopat ja rajalla sijaitsevat kuopat olivat kokonaismitoiltaan yhtäsuuria, mikä 26 97710 takasi sen, että tällä telalla, kun sitä käytetään painamiseen, saadaa vastaanottavalle pinnalle kuvio, jonka reunat eivät ole epätarkat.

Keksintö voidaan toteuttaa mahdollisimman monena suoritusmuotona sen tavoitteista tällöin kuitenkaan poikkeamatta, ja selvää on, että edellä kuvattu vain havainnollistaa keksintöä sitä millään tavalla rajoittamatta. Tätä keksintöä voidaan esimerkiksi käyttää sellaisten nesteensiirtovälineiden valmistamiseen, joita välineitä voidaan käyttää neste- tai liimaku-vioiden aikaansaamiseksi paperiin, kankaaseen, filmeihin, puuhun, teräkseen ja muihin vastaaviin.

Claims (17)

1. 97710
2. 1. Menetelmä nesteensiirtovälineen, jolla nestettä voidaan siirtää toiselle pinnalle, tuottamiseksi, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa: (a) väline pinnoitetaan vähintään yhdellä kerroksella pinnoittavaa materiaalia, joka on valittu keraamien ja metalli -karbidien joukosta; (b) tämän pinnoitetun pinnan päälle laitetaan säteilyä, joka on valitulla energiatasolla, läpäisemätöntä epäjatkuvaa materiaalia oleva poistettava naamiokerros; (c) laser, josta saatu säteily on tällä valitulla energiatasolla, kohdistetaan välineen pinnoitetulle pinnalle siten, että pinnoitetun pinnan siihen alueeseen, jota epäjatkuva materiaali ei peitä, saadaan aikaan kuopista muodostuva kuvio, joka kykenee ottamaan vastaan nestettä, ja siten, että pinnoitetun pinnan se alue, jota epäjatkuva naamioma-teriaali ei peitä, määrittää tämän kuopista muodostuvan kuvion; ja (d) naamiomateriaali poistetaan pinnoitetusta välineestä.
3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) jälkeen lisätään seuraava vaihe: (a' ) pinnoitettua pintaa käsitellään siten, että karheudeksi saadaan alle 20 mikrotuumaa (noin 508x10-® m) R». - 3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a) jälkeen lisätään seuraava vaihe: (a' ) pinnoitettu pinta suljetaan tiivisteaineella.
4. 4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) käytetty poistettava naamiomateriaali koostuu kaksikerroksisesta kalvosta, jonka ensimmäinen 97710 kerros läpäisee olennaisesti valitulla energiatasolla olevaa säteilyä, ja jonka toinen, epäjatkuvaa materiaalia oleva kerros, joka sijaitsee tämän ensimmäisen kerroksen päällä, ei läpäise mainitulla valitulla energiatasolla olevaa säteilyä, jolloin ensimmäiseen kerrokseen saadaan aikaan kuvio, joka määräytyy ensimmäisen kerroksen sinä alueena, jota toinen kerros ei peitä.
5. 5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainittua poistettavaa naamiomateriaalia levitetään pinnoitetun välineen pinnalle.
6. 6. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (a' ) jälkeen lisätään seuraava vaihe: (a" ) pinnoitettua pintaa käsitellään siten, että karheudeksi saadaan alle 20 mikrotuumaa (noin 508x10-® m) R».
7. 7. Patenttivaatimuksen 1, 2, 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheen (d) jälkeen lisätään seuraava vaihe: (e) laserkäsitellyn välineen pinta tasoitetaan siten, että karheudeksi saadaan noin 6 mikrotuumaa (noin 152x10-® m) R« tai vähemmän.
8. 8. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) ensimmäinen kerros läpäisee olennaisesti vähintään 0,10 mJ: n säteilyä ja toinen kerros on tällaista säteilyä läpäisemätön.
9. 9. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) ensimmäinen kerros on polyesterikal-vo. 1 Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) toinen kerros on valittu kuparin, nikkelin ja kullan joukosta. 97710
10. 11. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) ensimmäinen kerros on polyesterikal-voa ja toinen kerros on kuparia. w
11. 12. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) poistettava naamiomateriaali on valittu kuparin, nikkelin ja kullan joukosta.
12. 13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (b) poistettava naamiomateriaali on kuparia.
13. 14. Patenttivaatimuksen 1, 2, 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että nesteensiirtoväline on syväpaino-tela.
14. 15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syväpainotela käsittää substraatin, joka on tehty alumiinin ja teräksen joukosta valitusta materiaalista, ja että mainittu syväpainotela on pinnoitettu kromioksidin, alumiinioksidin, piioksidin ja niiden seosten joukosta valitulla materiaalilla.
15. 16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että substraattina on kromioksidikerroksella pinnoitettu teräs.
16. 17. Patenttivaatimuksen 1, 2, 4, 5 tai 6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että vaiheessa (c) kuoppien halkaisija on 10-300 mikronia ja niiden syvyys on 2-250 mikronia. 97710