JP2009536983A - プレスシート又はエンドレスストリップの表面を構造化する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、金属製プレスシート（５）又はエンドレスストリップを製造する方法であって、それにより、表面構造（２３）が、部分的な化学的パッシベーションのためのマスク（２０）を適用し、化学的表面処理を続けることによって製造される、方法に関する。本発明は前記方法を実施するための装置（１）にも関する。得られるマスク（２０）の再現性及び分解能を大幅に向上させるために、マスクは、適した装置（１）によって適用されるＵＶ硬化ラッカーから製造される。分解能は、ＵＶ硬化ラッカーをドットで噴霧するノズルマトリックスであって、重ねて噴霧することで個々のドットがパターンを形成し、それにより、製造すべきマスクを形成する、ノズルマトリクスによって向上する。ＵＶ硬化ラッカーは、エッチングプロセス後に表面から非常に容易に除去することができ、従来のスクリーンプリント方法と比較して高い再現性を可能にするという点で特に有利である。
【選択図】図１

Description

本発明は、装置による部分的なパッシベーション用のマスクを適用し、続けて化学的表面処理を適用するによって表面構造が生成される、プレスシート又はエンドレスストリップの表面を構造化する方法並びにこの方法を適用する装置に関する。

従来技術では、プレスシート及びエンドレスストリップは、例えば、スクリーンプリントプロセス又は感光層及び続くエッチングによって前処理済みのシートに構造化表面を付与することによって製造される。スクリーンプリント処理は大判シートに適用され、次に、そのシートが表面エッチングを受ける。それにより、隆起した構造化表面を形成するすべてのエリアがマスクによって覆われるため、エッチング液が直接到達することができるエリアのみの表現がエッチングされる。次に、エッチングで除去されたエリアが、所望の構造の輪郭の谷を形成する。エッチング後、表面はクリーニングされ、特にマスクが除去されて、表面が追加動作によりさらなるコーティングプロセス、例えば硬質クロムめっきを受けられるようにする。

別法として、最初に感光層が適用されるフォトプロセスを使用してもよい。次に、構造化表面を製造するために提供されるマスクを使用してこの層を照明しなければならない。次に、感光層の現像が必要であり、その間に、表面を続く動作に向けて準備してクリーニングすることができるように広範囲の洗浄動作が必要である。感光層の現像後、結果としてエッチングプロセスのテンプレートとして使用できるマスクが生成される。したがって、このプロセスでは、最初に、表面全体を覆うラッカーが適用され、次に、この表面が照明され、非硬化部分が除去され、その後でのみ、現像されたマスクを構造のエッチングに使用することができる。複雑な３次元構造をプレスシート表面上に作成するために、２回以上の照明及びエッチングプロセスが順次実行される場合、感光層の照明に関する陰又は陽が感光層に対して厳密に同じ位置に位置決めされなければならないため、このようにして製造されたマスクを再現することは非常に難しく、問題である。例えば、感光層の照明の陰又は陽が感光層に直接適用され、陰又は陽が感光層の各点において照明からまったく同じ距離のところにない場合、これはもはや不可能である。したがって、特にフォトプロセスが使用される場合、高い像精度を達成するためには、マスク適用の再現可能性が特に重要である。それにより、順次行われる複数回の照明及びエッチングプロセスにより３次元構造を達成すべきであり、そのため、複数のマスクを順次適用する必要があり、それにより、エッチングプロセスが２つの連続した各マスクが適用される合間に実行される場合、問題は大きくなる。対応するマスクを正確に位置決めする必要性及び対応するマスクの必要数により、プレスシート又はエンドレスストリップの製造は非常に複雑かつ高価である。それにより、適用されるマスクの分解能は、かなりの程度で、使用される方法に依存し、これに加えて、特にプレスシート又はエンドレスストリップのサイズを理由として複雑な処理を伴う相当数のプロセスステップが必要である。

従来技術から、スクリーンプリントプロセスに代えて、使用されるエッチング剤に対して化学的に耐性を有するため、表面がワックスで覆われていないエリアのエッチングが可能なワックスの適用によりマスクを作成できることも知られている。この方法では、ワックスを表面上に噴霧するプリントヘッドがＸ軸及びＹ軸に沿って移動して、一連の個々の動作手順によって所要構造を適用する。したがって、この方法では、マスクはプレスシートに直接適用され、ラッカーの非現像部分の照明、現像、及び除去を介するいかなる介在プロセスもない。理論上、使用されるプリントヘッドは、インクの代わりにワックスが噴霧されることを除き、インクジェットプリンタのプリントヘッドと同様に構築することができ、噴霧されたワックスはプレスシート又はエンドレスストリップの表面上で硬化し、その後、必要なエッチングを実行することができる。従来技術において説明するこの方法を使用して大きな進歩を達成することができるが、実際には、ワックスは化学的処理で除去できないため、エッチングプロセス後のシートのクリーニングがかなり複雑なプロセスであり、例えば、高圧クリーナを使用してしか実行することができないため、ワックスラッカーの除去が非常に問題となることが分かっている。このプロセスはまた長い時間がかかるとともに、例えば、３次元構造を実現するために、複数のワックス層を順次適用しなければならず、エッチングプロセスが連続した２回のマスク適用の合間に実行される場合、有意な利点がない。ワックスの特性により、実現できるマスクの精度及び構造的細部に制限があるため、特に、精密で細かい構造に求められる分解能を達成することができない。高温ワックス液が冷たいプレスシート上に噴霧されると、ワックスがあまりに急速に硬化して「芋半田」に類似する不完全に濡れた構造を形成するため、この制約は純粋に、濡れによるワックスの物理的な付着性によって課せられる。プレス板の加熱も上手く行かない。何故なら、この場合、ワックス液が流れ、達成可能な分解能が低下するためである。

この背景に照らして、本発明の目的は、従来技術において述べた方法及び装置の欠点を解消でき、実現されるマスクの再現性及び分解能が大幅に改良される方法及び装置を記載することである。

本発明は、マスク用に少なくとも部分的に硬化するＵＶ硬化ラッカーであって、それにより、装置を使用して適用され、適用直後に、好ましくは最長で６０秒間にわたってＵＶ光で少なくとも部分的に照明されて硬化するＵＶ硬化ラッカーを使用し、それにより、プレスシート又はエンドレスストリップが平坦表面を有する作業台上に配置されて処理されることにより、この問題を解決できることを教示する。本発明の追加の利点を添付の特許請求の範囲に記載する。

ＵＶ硬化ラッカー及びＵＶ硬化ラッカーを適用するために提供される適した装置を使用することにより、好ましくは、所要マスクを単一のプリント・エッチングプロセスでも、又は複数のプリント・エッチングプロセスでも、プレスシート又はエンドレスストリップに直接適用することができるとともに、ＵＶ光源によりＵＶ硬化ラッカーの少なくとも部分的な硬化を実現することが可能であり、したがって、金属表面への特に良好な付着性が保証される。プレスシート又はエンドレスストリップの搬送動作中、ラッカーと金属表面との接続性が高度の付着性を保証し、それにより、続くエッチングプロセス中、指定された表面構造内のエッチング不足ひいてはばらつきが回避されることがさらに保証される。プリントヘッドが使用される場合、ＵＶ硬化ラッカーをはるかに正確に何にもまして精密に表面に適用することができ、ＵＶレジストラッカーの適用直後に、部分硬化を行うことができるため、マスクの破壊又はぼやけが回避される。部分硬化は英語では「ｆｒｅｅｚｉｎｇ」と呼ばれ、これは独語での用語「ｇｅｆｅｅｚｅｄ」に由来する。マスクを適用するために、プレスシートを、例えば平坦な表面を有する作業台に配置することができる。

追加の特定の利点は、ワックス又は従来のマスクを使用して、例えば、スクリーンプリントプロセスを使用して可能な深さよりも大幅に深いエッチングを達成できることである。したがって、例えば、プレスシート又はエンドレスストリップの大幅に改良された表面構造を製造することができ、オプションとして、表面構造は３次元構造も含むことができる。この方法を使用して製造されるプレスシート又はエンドレスストリップは、プレスシートの使用者がより正確な構造化表面をプリントできるようにもし、より正確な構造化表面は、現在使用されているマスクのデジタル化により、使用される合成樹脂に含浸された紙と同一であり、それにより、含浸された紙の見当合わせにより正確に整合させることが可能な表面品質を実現することができる。複数のプリント・エッチングプロセスにより、例えば、自然な表面の外観、例えば木製構造に存在する種類の外観に非常に近い３次元構造を達成することも可能である。

本発明により請求される方法の特別な特徴は、従来では不適合と考えられていた２つの技術を互いに結合できることでもある。ワックス技術を使用する場合、マスクは直接、プレスシートへの追加のプロセスの必要なく適用されたが、その一方で、ＵＶ硬化ラッカーの現像によって製造されるスクリーンプリントマスクは、処理すべき材料を完全にコーティングし、マスク適用後、続けてＵＶ硬化ラッカーの照明及び現像を必要とする。これに加えて、エッチングを実行できるようにするには、その前にＵＶラッカーの非現像部分を除去しなければならない。本発明により請求される方法により、両方法の利点を結合し、高分解能の表面構造を達成することができる。

マスク製造中、プレスシート又はエンドレスストリップは平坦な位置に保持されるため、とりわけ、プレスシート又はエンドレスストリップの表面からの噴霧ヘッドの距離が一定を保つことを保証することができる。

本発明は、プリントヘッドによる適用又は噴霧の後、間もなくして、ラッカーが部分的に硬化するまでラッカーが照明されることを教示する。それにより、ラッカーは処理に向けて柔軟性を保つが、流れず、照明の繰り返しによりプロセスの最後に硬化することができる。ＵＶ硬化ラッカーの流れを回避するために、溶剤の含有割合が低いＵＶ硬化ラッカーの使用が好ましい。

表面が不規則になるのを回避するため、且つマスクの個々のセクションが製造されるまでラッカーの粘度を保つため、本発明は、ＵＶ硬化ラッカーが適用前に事前加熱され、一定温度で適用されることをさらに教示する。５０°Ｃ〜１００°Ｃのラッカー及び／又はプレスシートの調温が有利なことが分かっている。特に良好な結果が６５°Ｃ〜７５°Ｃの温度で得られた。

本発明により請求される方法の特定の一実施形態では、ラッカー、好ましくは米国製造業者「Ｍａｒｋｅｍ」製のＵＶ硬化ラッカーは７０°Ｃまで事前加熱され、オプションとして、相対圧力により調温されたプレスシートに適用される。

マスク製造のために、本質的にノズルマトリックスを有する噴霧ヘッドからなるプリントヘッドを使用してもよく、又はマスク適用後、マスクが少なくとも部分的にＵＶ光で照明されるプリントプロセスによってＵＶ硬化ラッカーを提供してもよい。この照明は、特に噴霧ヘッドが使用される場合、適用直後に実行することができ、最長で６０秒以内にＵＶラッカーはまず部分的に硬化する。すなわち、ＵＶラッカーが弾性のままであり、さらなる処理中にシートが曲げられた際の砕け又は剥がれを回避するのに十分な弾性を保つように、すべて完全には硬化せずに表面上で硬化する。したがって、ＵＶ硬化ラッカーは部分的にのみ硬化され、その結果として、ＵＶ照明時間及び適用される輝度強度を制御することによって硬度を制御することができる。

好ましくは、噴霧ヘッド、特にノズルヘッドが、ＵＶ硬化ラッカーの適用に使用され、この場合、ノズルヘッドは、マトリックスの形態に配置され、それぞれ個々に作動可能な複数のノズルを有する。ノズルヘッド自体は、コンピュータ支援制御ユニット、特にＰＣにより、ノズルヘッドをプロッタのように任意の所望の方向に移動させることができるように、平面内でＸ方向又はＹ方向に可動なように保持される。この場合、ノズルヘッドがプレスシート又はエンドレスストリップの表面から短距離、好ましくは０．１〜４ｍｍ、特に好ましくは０．８ｍｍの距離のところにガイドされることを保証することにさらなる注意を払わなければならない。

本発明の特定の一構成では、非常に大きなプレスシートの微小な歪みを補償するために、噴霧ヘッドは常にサーボモータによって基板から同じ距離に保たれる。このために、噴霧ヘッドを垂直に、すなわちＺ方向に移動させることができる。それにより、処理を水平位置及び垂直位置において、またオプションとして傾斜位置でも実行することができ、それにより、プレスシート又はエンドレスストリップを平坦な表面を有する作業台に配置し、処理プロセス全体にわたってプロセスシートの位置が動かないことを保証するように真空をプレスシートに適用することもできる。この場合、プレスシートが現在最長３ｍ幅及び最長８ｍ長であるため、マスクを適用するために特定の時間期間が必要なことを特別に考慮しなければならない。

プロセス内のステップの１つ中でのいかなるポイントでも過度の量のラッカーの適用によりマスクのＵＶ硬化ラッカーが流れることを回避するために、本発明は、作成されるマスクが複数の別個の動作で構築されることを教示し、それにより、特に、プリントヘッドが表面上を移動する際に、噴霧されるドットが徐々に拡大して線になり、結果として所望のマスクが生成されるように、マトリックスの複数の個々のノズルがアドレス指定される。このために、二次元マトリックスが基板にわたってガイドされる。このマトリックスは、マトリックス全体がプリントすべき極めて小さなドット上を何回も移動するようにアドレス指定される。それにより、プリントすべき各ドットは、ランダムに選択されるマトリックスポイントによってプリントされる。プリントヘッドが、例えば、１６×１６マトリックスの形態で実現された２５６個のノズルヘッドを有し、プリントヘッドが、プリントすべきドットがマトリックスの異なる行で噴霧されるように、プリントすべきドット上を２回移動する場合、ランダムに選択されるノズルによってプリントされるプリントドットに３２通りの可能性がある。行送りもランダムに変化する場合、ドットが単一のノズルでプリントされる１６×１６＝２５６通りの可能性がある。この数は、２つ以上のノズルがインク又はＵＶ硬化ラッカーをプリントすべきドット上に噴霧する場合、さらに大きくすることができる。実際にプリントする噴霧ノズルのこのランダムに影響を受ける選択により、不完全な機械機器によって発生し得る、又はプリント中の微小な振動によってさえも発生し得る類の細線又は系統的なプリント誤差のプレスシートでの発生が回避される。

特定の問題が、プレスシートの研磨表面上にパターンをプリントする間に発生する。この場合、照明後に、ＵＶ迷光線がプリントヘッドに衝突し、それにより、ＵＶ硬化ラッカーの部分が切り離される際にプリントヘッドを破損させる恐れがある。この問題を回避するために首尾良く利用できるいくつかの異なる解決策がある。

第１に、プレスシートが曇った外観を有するようにプレスシートの表面を化学的に粗くすることが可能である。その結果として、光はより効率的に吸収され、プリントヘッド内に迷い込まない。

さらなる可能性は、プレスシート基板によって完全に吸収されるＵＶ放射のみを透過させるフィルタの使用である。

さらなる解決策が、プリントヘッドの詰まりの回避に成功することが分かっている。このために、プリントヘッドがポンプサージを実行する短期間中のみ光パルスを発するレーザダイオード又はＵＶダイオードが使用される。この期間中、プリントヘッドに付着しているいかなるラッカーも放射を吸収するが、このラッカーは即座に噴射され、弁に粘着しない。弁に付着してしまうと、ラッカーによりノズルが詰まり、プリントヘッドを破損させることになる。使用されるプリントヘッド内のすべてのノズルは定期的にポンプサージを実行するため、閉位置にはまり込む恐れのある弁がない。

ＵＶ光の反射を回避するブラックマスクを使用すること（及び／又は）部分的に硬化される基板表面の上の非常に近くにガイドされるランプシェードを使用し、ＵＶランプ及びプリントヘッドが互いにすぐ近くにあるときにアクティブ化されないように制御されるＵＶランプの追従も可能であり、この場合、ＵＶランプが単独で、プリントヘッドとは逆方向に移動する又はプリントヘッドを辿ってガイドされる。

本発明の追加の実現形態では、マスクを適用するために、プレスシート又はエンドレスストリップが事前処理、例えば機械的クリーニング及びイソプロパノール、エタノール、又はエチルアルコールでのクリーニングを受け、オプションとして、プライマ、例えば有機シリル化合物等での事前処理を受ける。この事前処理の目的は、特に固体表面接着が達成され、ＵＶ硬化ラッカーをプレスシート又はエンドレスストリップに直接適用できることを保証することである。これに加えて、プレスシート又はエンドレスストリップの表面をわずかにエッチングすることができる。マスク製造中、プリントヘッド自体は、製造中のプレスシート又はエンドレスストリップの長縁に沿って移動し、この場合、好ましくはＸ軸に加えてＹ軸すなわちＸ軸に対して直角に沿って前後に移動し、それにより、Ｘ軸方向での移動のステップ幅は、マトリックスの幅にマトリックスの隣接するノズルの間隔を加算又は減算した数をマトリックスの行数で除算したものに等しく、したがって、プロセス中、マスクは個々のノズルによりＹ軸に知って部分的に構築され、次に、Ｘ軸方向にステップ幅分の移動を実行し、それにより、Ｘ軸に沿った複数のステップ後、高分解能でマスクを完全に構築することができる。

マスク作成に続き、従来の既知のエッチング技術を使用して表面を化学処理し、エッチングプロセスの完了後、表面を、クリーニング剤及び中和剤での洗浄によって処理することができ、それにより、適用されたマスクを問題なく同時に除去することができる。構造の谷内にあるＵＶ硬化ラッカーを除去するために、キャビテーションによって構造の谷から残留ラッカーを除去する超音波発振器も使用される。

事後処理のために、プレスシート又はエンドレスストリップにラッカーが提供され、それにより、プレスシート又はエンドレスストリップが、事後処理のために表面全体にクロムめっき、好ましくは硬化クロムめっきされ、又はダイアモンド質炭素（adamantine carbon）又はホウ化チタンでコーティングされる。

方法を適用するために、本発明は、処理すべき材料の支持装置、噴霧ヘッド及び噴霧ヘッドをＸＹ座標によって規定される平面内の所望の位置に移動させるための滑り面、並びに位置に到達するための独立した駆動要素及び制御ユニットを備える装置も教示する。この場合、制御ユニットは、駆動要素の助けと共に使用されて、噴霧ヘッドを、作成すべきマスクのデジタル像によって特定される規定位置に移動させる。好ましくは、各位置の高い再現精度を保証し、噴霧ヘッドがＸ及びＹの両方向に可動であることを同時に保証する滑り面が提供される。処理すべき材料の表面から均一な距離を保つために、この滑り面は、噴霧ヘッドの荷重により垂下が発生する恐れがないように、指定の最大サイズを考慮にして構築される。温度変動に起因する距離の最低限のばらつき、滑り面の最低限の垂下、又はプレスシート若しくはエンドレスストリップの歪みを補償するために、本発明は、プリントヘッドが水平化装置によってＺ方向での移動によりプレスシート表面から一定距離に保持され、それにより、一定のプリント品質を達成することを教示する。特に、この手段は、処理すべき材料の表面からの噴霧ヘッドの距離が一定に保たれることを保証する。したがって、処理中の材料が適用中に滑り得ず、正確な位置に保持されるように、本発明により請求される適用装置には平坦な表面が設けられ、それにより、処理すべき材料も真空によって所定位置に保持される。

ノズルヘッド自体には、マトリックスの形態で複数のノズルが備えられ、それにより、これら各ノズルを個々に作動させることができ、処理すべき材料の表面からわずかな距離で移動するようにガイドされ、この距離は、好ましくは０．１〜４ｍｍであり、特に好ましくは０．８ｍｍである。本発明により請求される方法では、マスクは複数の別個の動作により構築され、それにより、ノズルヘッドはＸ軸に沿ってステップ幅だけ移動し、あらゆるプロセスステップ後に、ノズルヘッドはまずＹ軸方向に移動してから、Ｘ軸に沿ってさらに移動する。このために、ノズルヘッドのノズルは、Ｘ方向及びＹ方向に互いに隣接して配置され、それにより、ノズルは、それぞれ少なくともノズル２個の群に機能的に結合され、それにより、ノズル及び／又はプレスシート若しくはエンドレスストリップは、処理後、Ｘ軸方向に移動して新しい位置に移り、Ｘ軸方向での移動のステップ幅は、群の幅から群の隣接するノズルの間隔を加算又は減算した数を群数で除算したものに等しい。

それにより、処理すべき材料の支持装置はおおよそ水平又は垂直な位置に保持され、それにより、意図される用途に応じて、垂直に対して傾斜した位置を選択することも可能である。

支持表面の平坦性を維持するために、支持装置には、個々の平坦な部分表面が設けられ、それにより、部分表面内には吸引開口があり、吸引開口は、各部分表面処理すべき材料の表面の接触表面及び吸引表面として同時に使用できるように真空装置に直接接続され、それにより、均一で平坦な接触が処理すべき加工物の表面全体にわたって保証される。この手段は、平坦からの望ましくないずれを補償する。

適用されたＵＶ硬化ラッカーを部分的に硬化させるために、ノズルヘッドにはＵＶランプがさらに備えられ、ＵＶランプは、部分的に適用されるマスクの完了後、仕上げられた区画を直接照明し、それにより、ＵＶ硬化ラッカーをまず部分的に硬化させる。この手段の大きな利点は、ＵＶ硬化ラッカーが流れるいかなる可能性も回避されるとともに、ぼやけに対する安定性も達成され、それにより、追加の処理ステップ中に適用されるマスクの破損が回避されることである。プレスシート又はエンドレスストリップの表面からのＵＶ硬化ラッカーの砕け又は剥がれを回避するために、本発明は、ラッカーが完全には硬化されないことを教示する。

ノズルヘッドは、適用が不完全のマスク又はマスク構造の個々のドットがプロセス中に早まって照明されないようにするスクリーンをさらに有する。何故なら、このような早期照明はマスク又は個々のドットを硬化させてしまう恐れがあるためである。使用されるＵＶランプは水銀蒸気灯又はキセノン灯であり、それにより、オプションとして、狭い規定放射角度により、マスクの精密に画定されたエリアを照明し、ひいてはマスク完了後に噴霧ヘッドの直接追従を可能にするＵＶパワーＬＥＤを使用してもよい。しかし、パルスレーザ、レーザダイオード、単純なＵＶ−ＬＥＤ、又は干渉フィルタ又は同様の効果を揺するフィルタを有するランプを使用することも可能である。

本方法の特定の利点は、本発明により請求される装置により、マスクを高い精度及び再現性で事前処理済みのプレスシート又はエンドレスストリップに適用でき、さらなる処理のためにプレスシート又はエンドレスストリップの拘束クリーニングが使用されるＵＶ硬化ラッカーにより保証されることである。ＵＶ硬化ラッカー自体は大半の酸に対して耐性を有するため、表面のパッシベーションに非常に適しており、それにより、続くエッチングプロセスを実行できるようにする。噴霧ヘッドをコンピュータ支援により移動させることにより、要求される範囲内のプロセスの正確性及び再現性が保証され、特に、プレスシートを後に使用するための含浸紙のプリント像と同一のデジタルテンプレートにより、ぴったりと整合したプリントが可能になり、その結果として、プレスシート又はエンドレスストリップを使用して処理される表面の優れた表面構造が生成される。

本発明について添付図面を参照して以下にさらに詳細に説明する。

図１は、本発明により請求される方法を適用する装置１を平面図で示す。装置は、複数の個々の平坦表面３からなる支持表面４を有する支持台２であって、その上にプレスシート５が支持される支持台２からなる。各平坦表面３には吸引開口６が実現され、吸引開口６は、真空ポンプ（図示せず）によりプレスシート５を平坦表面３上に引きつけ、それにより、プロセス全体を通してプレスシート５の位置が動かないことを保証する。

図示の実施形態では、装置１は水平位置に向けられるが、当然ながら、プレスシート５の処理を実行するために、装置１を垂直位置又は垂直に対して傾斜した位置に向けることも可能である。プレスシート５の最も大きな寸法に沿って、ガイドレール７、８があり、滑り面９、１０が、特に駆動モータ１１、１２によりガイドレール７、８に沿って可動であり、駆動モータ１１、１２は、制御装置１３、好ましくはコンピュータ支援制御装置によって制御される。駆動モータ１１、１２により、噴霧ヘッド１４はＸ軸及びＹ軸の方向に段階的に移動し、追加の駆動モータ１５により、追加の移動がＺ軸において実行されて、噴霧ヘッド１４を水平にする。噴霧ヘッド１４自体は、本質的に、ノズルマトリックス１６、噴霧されるラッカーのリザーバ１７、及び少なくとも１つの光源１８からなり、少なくとも１つの光源１８は、規定期間後に規定の長さの時間にわたって少なくとも部分的に完成したマスクを照明し、その結果として、ＵＶ硬化ラッカーが少なくとも部分的に硬化する。

図２は、上記方法及び図１に示す装置を使用して適用されたマスク２０を有するプレスシート５の拡大した詳細を示す。図の左側の拡大された詳細は、ＵＶレジストラッカー２１がプレスシート５に部分的に適用されたところを示す。図の中間部に示されるエッチングプロセスの実行後、マスク２０はまだプレスシート５の表面上にあるが、マスクで覆われていないエリア２２は部分的にエッチングされるため、窪みが作成されている。例えば、図の右側に示される種類の続くクリーニング後、図示の実施形態において、プレスシート５は、片側に構造化表面２３を有し、構造化表面２３は、クリーニングされマスク２０が除去された後、顧客の仕様に対応する。構造化表面２３は、オプションとして、追加のエッチングプロセスによって深度に関して、すなわち３次元的に構造化することができる。プレスシート５の両側も上記のように処理することができる。

マスク作成において最大分解能を達成するために、追加の方法が使用されて、各プリントプロセス中にノズルを機能的に結合して群化するようにノズルが制御される。これらの群は２〜４個のノズルを含み得るが、異なる個数のノズルを含んでもよく、これらのノズルは単一のプランに従って作動する。それにより、所望の時間に、第１のノズル群が加工物の上にあるように移動され、そこで、噴霧ヘッドが、加工物に対してＹ方向においてその全長にわたり加工物に沿って一回移動され、ＵＶ硬化ラッカーが同時にノズルから噴霧される。そして、後に、噴霧ヘッドが、選択された追加のノズル群が加工物の表面に重なるまで必要な限りＸ軸に沿って移動され、それにより、ステップ幅は、ノズルの群の幅から隣接するノズルの間隔を減算し、減算した結果を群数で除算した数に等しいように選択される。それにより、プリントヘッドと加工品との第２の相対移動中、第２の群によって生成されるパターンと第１の群によって生成されるパターンとが重複せず、これらのパターンが最大分解能で互いに補完することが保証される。次に、プリントヘッドは、群幅から隣接するノズルの間隔を減算した分だけＸ軸方向にさらに移動される。次に、加工物の全幅にわたってプリントヘッドと加工物とがさらにＹ軸方向に相対移動され、その結果として、ＵＶ硬化ラッカーの隣接するパターンが最大分解能で加工物上に噴霧される。最後のノズル群が、プリントヘッドと加工物との相対移動後、第１の群の幅に対応する１ステップ幅だけ再びＸ軸方向に変位されるとすぐに、ＵＶ硬化ラッカーからなるマスクが最大分解能で完成する。複数のこれら群幅は互いに連続し、それにより、作成すべきマスク全体が製造される。

プレスシートを処理する本発明により請求される装置の平面図である。 プロセスの各種ステップでのプレスシートの断面図である。

符号の説明

１装置
２支持台
３平坦表面
４支持表面
５プレスシート
６吸引開口
７ガイドレール
８ガイドレール
９滑り面
１０滑り面
１１駆動モータ
１２駆動モータ
１３制御装置
１４噴霧ヘッド
１５駆動モータ
１６ノズルマトリックス
１７リザーバ
１８光源
２０マスク
２１ラッカー
２２エリア
２３構造化表面

Claims (38)

1. 表面構造が装置（１）による部分的なパッシベーション用のマスク（２０）の適用により特定され、続く化学的表面処理により製造される、金属プレスシート（５）又はエンドレスストリップの表面構造化方法であって、
   前記装置（１）を使用して適用され、適用直後に好ましくは最長で６０秒間にわたってＵＶ光で少なくとも部分的に照明されて硬化される、前記マスク（２０）に少なくとも部分的にＵＶ硬化するラッカーを使用し、それにより、前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップは、平坦な表面を有する作業台（２）上に支持されて処理されることを特徴とする、方法。
2. 前記ＵＶ硬化ラッカーは、プリント方法、特にデジタルプリント方法によって適用される、請求項１に記載の方法。
3. 前記ＵＶ硬化ラッカーは、適用前に事前加熱されて一定温度で適用され、それにより、前記ＵＶ硬化ラッカーの温度が好ましくは５０°Ｃ〜１００°Ｃ、特に好ましくは６５°Ｃ〜７５°Ｃに維持される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記ＵＶ硬化ラッカーは溶媒の含有割合が低い、請求項１、２、又は３に記載の方法。
5. 噴霧ヘッド（１４）、特にノズルヘッドが、前記ＵＶ硬化ラッカーの適用に使用される、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記ノズルヘッド（１４）は、マトリックスの形態に配置され、個々に作動する複数のノズルを有する、請求項５に記載の方法。
7. プリントすべき指定パターンドットのプリントに対して前記マトリックスからのノズルのランダムな選択が行われ、それにより、このノズルがプリントすべきエリア上を通過する際にドットをプリントし、またそれにより、２つ以上のランダムに選択されたノズルもＵＶ硬化ラッカーをプリントすべき同じドットに適用する、請求項５又は６に記載の方法。
8. 前記ノズルヘッド（１４）は、平面内のＸ方向及び／又はＹ方向並びに前記平面に対してＺ方向に可動なように実現され、又は前記ノズルヘッド（１４）は、前記Ｚ方向においてのみ可動なように静止して保持され、その一方で、前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップが前記ノズルヘッド（４）に対して可動である、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記ノズルヘッド（１４）は、前記プレスシート又は前記エンドレスストリップの表面から好ましくは０．１〜４ｍｍ、特に好ましくは０．８ｍｍという短距離のところにガイドされ、それにより、自動水平化装置が、前記ノズルヘッドが前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップから前記選択された距離で移動するように前記ノズルヘッドをガイドする、請求項５乃至８のいずれか１項に記載の方法。
10. 前記ノズルヘッド（１４）は、適用される前記マスク（２０）を複数の別個の動作で構築する、請求項５乃至９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記ノズルヘッド（１４）の前記ノズルは、Ｘ及びＹ方向において互いに隣接して配置され、前記ノズルヘッド（１４）はＸ及びＹ軸の方向に移動し、それにより、前記ノズルは、それぞれ少なくとも２つのノズルの群に機能的に結合され、それにより、前記ノズル及び／又は前記プレスシート（５）若しくはエンドレスストリップが、処理後にＹ軸方向に移動してＸ軸に沿って新しい位置に移動し、前記Ｘ軸に沿った前記移動のステップ幅は、前記ノズルマトリックスの幅から前記マトリックスの前記隣接するノズルの間隔を加算又は減算した数を行内のノズル数で除算したものに等しい、請求項５乃至１０のいずれか１項に記載の方法。
12. すでに適用された前記ラッカーを部分的に硬化させるためのＵＶ光源の使用を特徴とし、前記ＵＶ光源は専ら、前記ノズルヘッドも前記マスクをプリントする材料を噴霧する期間中にＵＶ光を発する、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の方法。
13. 反射を回避するためにＵＶランプ用のブラックマスク及び／又はランプシェードの使用を特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の方法。
14. 短波光を通過させない前記ＵＶランプの光フィルタの使用を特徴とし、それにより、吸収限界が、前記フィルタを透過する光が前記プレスシート（５）又は前記エンドレスストリップの材料によって完全に吸収されるように選択される、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の方法。
15. 前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップは水平位置又は垂直位置で処理される、請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の方法。
16. 前記プレスシート（５）は真空によって所定位置に保持される、請求項１乃至１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップは事前処理を受ける、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の方法。
18. 前記事前処理のために、機械的クリーニング及びイソプロパノール、エタノール、又はエチルアルコールでのクリーニング、並びに／或いは例えば有機シリル化合物等のプライマでの処理が実行される、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の方法。
19. 前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップの前記表面は、前記マスクの適用前にエッチングされる、請求項１乃至１８のいずれか１項に記載の方法。
20. 前記プレスシートは、光の反射を回避する曇った表面を生成する化学的事前処理を受ける、請求項１乃至１９のいずれか１項に記載の方法。
21. エッチング技術が前記化学的表面構造化に使用される、請求項１乃至２０のいずれか１項に記載の方法。
22. 前記エッチングプロセスの完了後、前記マスクが溶媒によって除去される、請求項１乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
23. 超音波も前記マスクの除去を助けるために使用される、請求項２２に記載の方法。
24. 前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップは、前記事後処理のために、コーティングが提供される、請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の方法。
25. 前記プレスシート（５）又はエンドレスストリップは、前記事後処理においてクロムめっき、好ましくは硬化クロムめっきされ、又はダイアモンド質炭素若又はホウ化チタンでコーティングされる、請求項１乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
26. 請求項１乃至２５のいずれか１項に記載の方法を適用する装置であって、処理する材料のための作業台（２）と、噴霧ヘッド（１４）及び該噴霧ヘッド（１４）をＸＹ座標によって規定される平面内の所望の位置に移動させるための滑り面（９、１０）と、前記噴霧ヘッドを前記所望の位置に移動させるための独立した駆動要素（１１、１２、１５）及び制御ユニット（１３）とを備え、それにより、前記噴霧ヘッド（１４）は、ＵＶ硬化ラッカーを適用するためのノズルヘッドからなり、前記ノズルヘッドにはＵＶ光源が備えられ、前記ＵＶ光源は、部分的に適用されるマスク（２０）の完成後、前記完成された部分を照明する、装置。
27. 前記ノズルヘッド（１４）は、マトリックスの形態に配置され、個々に作動可能な複数のノズルを有する、請求項２６に記載の装置。
28. 前記ノズルヘッド（１４）は、前記プレスシート又は前記エンドレスストリップの前記表面から好ましくは０．１〜４ｍｍ、特に好ましくは０．８ｍｍという短距離のところにガイドされ、それにより、前記ガイドが、オプションとして自動水平化装置によって支援される、請求項２６又は２７に記載の装置。
29. 前記ノズルヘッド（１４）は、適用される前記マスク（２０）を複数の別個の作業プロセスで構築する、請求項２６、２７、又は２８に記載の装置。
30. 前記ノズルヘッド（１４）は、Ｘ方向及びＹ方向に広がる作業表面に対してＺ方向に可動である、請求項２６乃至２９のいずれか１項に記載の装置。
31. 前記ノズルヘッド（１４）の前記ノズルは、Ｘ及びＹ方向において互いに隣接して配置され、前記ノズルヘッド（１４）はＸ及びＹ軸の方向に可動であり、それにより、前記ノズルは、それぞれ少なくとも２つのノズルの群に機能的に結合され、それにより、前記ノズル及び／又は前記プレスシート（５）若しくはエンドレスストリップが、処理後にＹ軸方向に移動してＸ軸に沿って新しい位置に移動し、前記Ｘ軸に沿った前記移動のステップ幅は、前記ノズルマトリックスの幅から前記マトリックスの前記隣接するノズルの間隔を加算又は減算した数を群の行数で除算したものに等しい、請求項２５乃至３０のいずれか１項に記載の装置。
32. 前記ノズルヘッド（１４）は、前記適用が不完全のマスク（２０）又は前記マスク構造の個々のドットが前記処理中に硬化しないようにするシールドを有する、請求項２５乃至３１のいずれか１項に記載の装置。
33. 前記支持装置（２）は、少なくともおおよそ水平位置又は垂直位置に向けられる、請求項２５乃至３２のいずれか１項に記載の装置。
34. 前記支持装置（２）は、複数の部分表面に決定される平坦な平面表面（３）を有し、前記部分表面内に真空装置のための吸引開口（６）を有する、請求項２５乃至３３のいずれか１項に記載の装置。
35. 水銀蒸気灯、キセノン灯、又はＵＶパワーＬＥＤ、レーザダイオード、又はレーザが前記ＵＶ源として設けられる、請求項２５乃至３４のいずれか１項に記載の装置。
36. パルスレーザが前記ＵＶ光源として設けられ、前記パルスレーザは専ら、前記プリントヘッドが前記マスクをプリントする材料を噴霧するときに光を発する、請求項２５乃至３５のいずれか１項に記載の装置。
37. 前記プリントヘッドをシールドするために、ブラックマスク及び／又はランプシェードが設けられ、前記ブラックマスク及び／又はランプシェードは前記プリントヘッドを望ましくない光の反射から保護する、請求項２６乃至３６のいずれか１項に記載の装置。
38. 前記ＵＶ光源又は前記ＵＶランプは、いくらかの距離で前記プリントヘッドを追従し、又はそれと逆に移動し、それにより、前記プリントヘッド及び光源が互いに近くなったとき、前記ＵＶ光源又は前記ＵＶランプが前記プリントヘッドの近傍でオフになる、請求項２６乃至３７のいずれか１項に記載の装置。

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