SE535467C2 - Förfarande för tryckning av produktkännetecken på ett substratark - Google Patents

Description

l5 20 25 30 35 535 467 av till exempel den ovannämnda vals-mot-valsinrättningen, eftersom de präglade kaviteterna, vilka år i området från tim-stora kaviteter till cm-stora kaviteter, alla bör vara lika mycket fyllda utan att lämna kvarblivande bläck på mellanliggande ytor. Inkomplett fyllning och kvarblivande bläck på mellanliggande ytor kan vara skadliga för den upplevda bildkvaliteten.

Såsom nämnts ovan kan konventionella tryckmetoder, såsom offsettryckning, flexografisk tryckning, bläckstråletryckning etc. användas för att bilda bildobjekt i vilken färg som helst, direkt på ytan av substratarket, som ett alternativ till pråglings och fyllningsoperationer. Emellertid kan inte dessa konventionella trycktekniker enkelt tillhandahålla de högupplösta objekt som år nödvändiga för syntetiska andra bildarrangemang, eller produkter som innefattar produktkânnetecken som har samma krav.

Sammanfattning av uppfinningen Ett föremål för uppfinningen âr att trycka produktkännetecken med mycket hög noggrannhet på en yta av ett substratark.

Föremålet ovan uppnås i en första aspekt av uppfinningen med ett förfarande för tillverkning av en produkt som innefattar produktkännetecken anordnade på en yta av ett substratark och, i en andra aspekt av uppfinningen, av en inrättning för att tillverka en sådan produkt såsom deñnierad i de oberoende patentkraven.

Ett förfarande för tillverkning av en produkt innefattande ett flertal tryckta produktkännetecken anordnade på en yta av ett substratark i enlighet med uppfinningen innefattar de grundläggande stegen av: - tillhandahållande av en matris innefattande en yta med ett flertal fördjupningar; - anbringning av en hårdbar förening på matrisytan och i fördjupningarna så att fördjupningarna fylls med en hårdbar förening; - ökning av viskositeten hos den hârdbara föreningen: - borttagning av överskottet av härdbar förening från utanför fördjupningarna; - överföring av den hârdbara föreningen i fördjupningarna till ytan av substratarket genom att bringa matrisen i kontakt med ytan av substratarket, varmed den hårdbara föreningen bildar de tryckta produktkånnetecknen på ytan av substratarket.

Dessa steg utgör i grund och botten ett förfarande för tryckning, emellertid med förbättrad upplösning och dimensionell noggrannhet för de tryckta objekten, dvs. de tryckta produktkånnetecknen. En anledning till dessa fördelaktiga egenskaper är att en jämförelsevis låg viskositet kan användas vid fyllningen av 10 15 20 25 30 535 467 fördjupningar-na och en jämförelsevis hög viskositet kan användas vid borttagningen av överskottet av den hårdbara föreningen, varmed viskositeten hos den härdbara föreningen optimeras för dessa olika steg. Ökningen i viskositet kan åstadkommas genom att åtminstone delvis hårda den härdbara föreningen.

Vidhäftningen av den härdbara föreningen till substratarket kan förbättras genom att deponera ett ytlager på substratytan innan den bringas i rullkontakt med matrisvalsen. Ytlagret fungerar då som ett vidhåftande lager under överföringen av den hårdbara föreningen eller modifierar ytan av substratarket för att förbättra de vidhåftande egenskapema. Det vidhäftande lagret innefattar företrädesvis en valbart, förhârdad härdbar förening. Ytlagret kan även tjäna som ett offsetlager tryckta som medger justering av produktkännetecknen i produktens höjdriktning. positionen av de Ytterligare produktkännetecken kan tillhandahållas i ytterligare steg innan tryckningen av de tryckta produktkännetecknen, produktkännetecken är varvid varje ytterligare tryckt produktkännetecken på den motsatta sidan om substratarket, varvid de tryckta produktkännetecknen och de ytterligare produktkännetecknen bildar bildobjekt respektive fokuseringselernent för ett syntetiskt bildmönster. Ytterligare flera produktkånnetecken eller grupper av produktkånnetecken associerade med dessa produktkännetecken, avsett att vara associerat med ett såsom produktkånnetecken som tjänar som registreringsstrukturer som medger lateral inpassning kan också tillhandahållas genom användning av samma eller andra processteg.

Stödstrukturer kan användas i förbättra fyllningsegenskapema. För ett syntetiskt bildmönster är dessa stödstrukturer företrädesvis fördelade på ett icke regelmässigt sätt i syfte att undvika reproducering av artefakter i de tryckta produktkânnetecknen som härstammar från dessa stödstrukturer. fördjupningarna för att eventuella upprepbara En inrättning för kontinuerlig produktion av en produkt med tryckta produktkännetecken anordnade på en yta av substratarket i enlighet med uppfinningen innefattar: - en matrisvals innefattande en omkretsyta med ett flertal fördjupningar anordnade att vara i rullkontakt med substratarket; - en applicerare anordnad att applicera härdbar förening på matrisvalsen; 10 15 20 25 30 35 535 46? - borttagningsmedel anordnat efter appliceringen av härdbar förening med appliceraren fór att bortta överskottet av hârdbar förening från utanför fördjupningarna på omkretsytan av matrisvalsen; och - hårdningsmedel anordnat åtminstone mellan appliceraren och borttagningsmedlet för att öka viskositeten hos den härdbara föreningen innan borttagning av nämnda överskott av härdbar förening; anordnad så att den kvarblivande härdbara föreningen som fyller fördjupningarna överförs till substratarket under rullkontakten.

Tack vare uppfinningen är det möjligt att tillhandahålla produktkännetecken på ytan av substratarket med hög dimensionell noggrannhet, med hög repeterbarhet och utan att lämna några rester på mellanliggande ytor hos substratarket.

En fördel med uppfmningen är att genom att trycka produktkännetecken istället för att prägla kaviteterna och därefter fylla dem med bläck eller liknande så kan det extra steget med prågling undvikas. Vidare, när prågling utförs, så krävs vanligen att hänsyn tas till en offset med hänsyn till substratarkets tjocklek vid inpassningen av de präglade kânnetecknen i substratarkets tjockleksriktning.

Genom att trycka produktkännetecknen direkt på substratarket så kan den relativa positionen för produktkännetecknen på motsatta sidor om substratarket enkelt bestämmas genom bestämning av substratarkets tjocklek innan tryckning.

Valbart så kan substratarkets tjocklek, såsom nämnts ovan, justeras under produktionen genom att deponera ett offsetlager på substratarket innan tryckning.

Det är vidare en fördel med uppfinningen att tillhandahålla ett förfarande och en inrättning för kontinuerlig processning av nämnda produkter med tryckta produktkännetecken anordnade på en yta av substratarket.

Ytterligare en fördel är att förfarandet och inrättningen enligt uppfinningen tillhandahåller dimensionella toleranser och färre artefakter, såsom kvarstående bläck mellan produkter som har produktkännetecken med förbättrade produktkännetecknen, varmed moiréförstoring medges, vilket medger generering av syntetiska bildmönster och tillåter användning av linsforrnade linser. Allt detta kräver noggrant tryckta produktkännetecken eftersom användningen av dem innebär att eventuella artefakter eller avvikelser i dimension förstoras och möjligen uppfattas av en observatör.

Således medger förfarandet och inrättningen enligt den föreliggande uppfinningen tryckning av produktkännetecken på substratark med en tryckningsnoggrannhet med hänsyn till lateral upplösning, kantdeñniering och 10 15 20 25 30 35 535 467 dimensionella toleranser i tre dimensioner som inte kan uppnås med konventionella trycktekniker.

Utföringsformer av uppfinningen definieras i de beroende kraven. Andra föremål, fördelar och nya särdrag av uppfinningen kommer att vara uppenbara från den följande detaljerade beskrivningen av uppfinningen når den betraktas i förening med de bifogade ritningarna och kraven.

Koit beskrivning av ritningarna Föredragna utföringsformer av uppfinningen kommer nu att beskrivas med hänvisning till de bifogade ritningarna, vari: Fig. la-b schematiskt illustrerar principerna bakom en bildrepresentation av Moiré typ enligt den tidigare tekniken; Fig. 2 schematiskt illustrerar en produkt som innefattar en uppsättning tryckta bildobjekt i enlighet med uppfinningen; Fig. 3 schematiskt illustrerar en utföringsform av en vals-mot-valsinrättning fór produktion av en produkt enligt uppfinningen; Fig. 4 schematiskt illustrerar en annan utföringsfonn av en vals-mot- valsinråttning för produktion av en produkt enligt uppfinningen; Fig. 5 schematiskt illustrerar stödstrukturer i stora fördjupningar enligt uppfinningen; och Fig. 6 schematiskt illustrerar en övre vy av tryckta produktkännetecken av olika storlek i enlighet med uppfinningen.

Detaljerad beskrivning av utföringsforrner En produkt enligt uppfinningen innefattar en kropp som i produkten, eller i en mellanliggande produkt, utgör ett substratark med en begränsad tjocklek relativt sin utsträckning i ortogonala riktningar därav, och som har produktkånnetecken anordnade pâ, eller i, en eller båda av substratarkets huvudytor. Såsom ett exempel kan en utföringsform av nämnda produkt innefatta primära produktkånnetecken på en första sida av substratarket och sekundära produktkännetecken på den motsatta sidan av substratarket, varvid de primära produktkånnetecknen år associerade med de sekundära produktkännetecknen.

Andra utföringsforrner av nämnda produkt kan innefatta tre eller flera produktkånnetecken. I sin mest basala forin innefattar produkten ett substratark med produktkännetecken tryckta på enbart en sida därav.

Produktkånnetecknen kan användas för olika syften, till exempel som strukturella och/ eller funktionella element i ett syntetiskt bildmönster såsom 10 15 20 25 30 35 535 467 beskrivits ovan, eller i andra anordningar såsom optiska anordningar, elektroniska anordningar, mikrofluidanordningar, displayanordningar, elektrokemiska anordningar, elektrokroma anordningar, bioassay anordningar, etc. eller helt enkelt som tryckt bläck i tryckt material. I de flesta av dessa tillämpningar så måste ofta produktkånnetecknen tillhandahållas med hög upplösning och höga dimensionella toleranser eftersom produktens funktionalitet år kopplad till dimensionerna och / eller fördelningen av produktkännetecknen. Ofta måste produktkännetecknen även vara små för att erhålla den önskade effekten.

I illustrativt syfte visar fig. 2 en produkt i enlighet med en utföringsform av uppñnningen som innefattar en uppsättning mikrolinser 2 respektive en tillhörande uppsättning bildobjekt 3 anordnade på motsatta sidor om ett transparent substratark 5. Uppfinningen beskrivs huvudsakligen i termer av ett sådant arrangemang, emellertid är den föreliggande uppfinningen inte begränsad till detta. Denna är lika den mikrostrukturerade produkten enligt den tidigare tekniken i ñg. 1, men i den föreliggande uppfinningen trycks bildobjekten 3 direkt på substratarkets 5 yta eller på ett eller flera ytlager 6 (ett sådant lager visas indikerad av den streckade linjen) anordnade på substratarket 5 utan någon förstrukturering av substratarket 5 eller ytlagret 6 för fyllning. Mikrolinserna kan ha bildats genom prägling av substratarket eller av en utningshärdningsprocess i ett separat lager (indikeras av en andra streckad linje) på substratarket 5. Även om utföringsforrner av uppfinningen exemplifieras med mikrolinser bör det förstås att andra element med förmågan att fokusera ett avsnitt av, och / eller begränsa vyn av, ett associerat bildobjekt kan användas För att erhålla en integrerad representation.

Exempel på sådana fokuseringselement är mikrolinser, öppningar och linsformiga linser.

Ett förfarande för tillverkning av en produkt innefattande ett flertal tryckta produktkännetecken 3 anordnade på en yta 7 av ett substratark 5 i enlighet med uppfinningen innefattar de basala stegen: - tillhandahållande av en matris 8 innefattande en matrisyta 9 med ett flertal fördjupningar 12; - anbringande av en härdbar förening 13 på matrisytan 9 och i fördjupningarna 12 så att fördjupningarna fylls med en hårdbar förening 13; - borttagning av överskottet av härdbar förening (13) från utanför fördjupningarna (l2); och - överföring av den härdbara föreningen 13 i fördjupningama 12 till substratarkets 5 yta genom att bringa matrisen 8 i kontakt med en yta 7 hos 10 15 20 25 30 35 535 467 7 substratarket 5 så att den härdbara föreningen fäster på substratarket när matrisen släpper från substratarket 5 i syfte att bilda tryckta produktkånnetecken 3 på substratarkets 5 yta 7.

Dessa steg bildar ett förfarande för tryckning av ett flertal produktkânnetecken 3 på en yta 7 av substratarket 5 och förfarandet har vissa likheter med konventionell Intagliotryckning, men eftersom Intagliotryckning inte på ett enkelt sätt kan tillhandahålla högupplösta och mycket exakta produktkännetecken är förfarandet enlig uppfinningen signifikant annorlunda än lntagliotryckning.

För att undvika tryckning av hårdbar förening på mellanliggande ytor, dvs. mellan och utanför de tryckta produktkânnetecknen, på substratarket, borttas eventuellt överskott av hårdbar förening 13 i områden på matrisytan 9 av matrisen 8 utanför fördjupningarna så att den härdbara föreningen som överförts till substratarket 5 huvudsakligen härstammar från fördjupningarna 12. Såsom ett exempel så kan en skrapa eller liknande användas för att torka av eventuellt överskott av hårdbar förening 13 från matrisytan. Överskottet av hårdbar förening 13 kan även borttas genom polering. Olika medel för borttagning av överskottet av hårdbar förening kan även kombineras.

Den härdbara föreningen 13 härdas företrädesvis åtminstone delvis vid något steg av processningen av produkten. Den härdbara föreningen 13 kan vara från ett brett urval av material och således kan hårdningen utföras genom olika mekanismer. Normalt är termen härdning associerad med polymerisering av polymermaterial initierat genom bestrålning, såsom bestrålning med ultraviolett (UV) ljus och / eller upphettning. Infraröd strålning, elektronsstrålebeskjutning och tillsats av kemiska additiv âr andra exempel på medel för härdning. Den härdbara föreningen 13 kan även innefatta icke-hårdbara beståndsdelar. I sammanhanget för denna ansökan kan termen härdning även innefatta torkning. Såsom i många konventionella trycktekniker kan olika sorters' bläck användas som den hârdbara föreningen 13. Företrädesvis används bläck med färg. Pigment kan orsaka problem vid tryckning av små produktkännetecken eftersom storleken på pigmentpartiklarna vanligen är för stor, vilket negativt kan påverka upplösningen och färgdensiteten hos de tryckta produktkännetecknen. ldealt har den hårdbara föreningen 13 inledningsvis en låg viskositet i syfte att möjliggöra fyllning av små fördjupningar 12. Denna låga viskositet är vanligen mellan 100 och 600 mPas. Emellertid, vid borttagning av överskottet av hårdbar förening 13, t.ex. vid användning av en skrapa eller poleringsmedel, kan den härdbara föreningen 13 borttas från fördjupningarna 12, i synnerhet från 10 15 20 25 30 35 535 467 fördjupningar som har en jämförelsevis stor öppen yta jämfört med dess djup, på grund av att kapillärkrafter verkar på den lågviskösa härdbara föreningen. Således är en högre viskositet hos den härdbara föreningen önskvärd under borttagningen av överskottet av härdbar förening 13. Dessa motsättande krav med avseende på viskositeten hos den härdbara föreningen kan övervinnas när fördjupningama har samma storlek eftersom viskositeten kan anpassas till fördjupningar-nas storlek, men problemet förstöras vid användning av fördjupningar som har storlekar som varierar över ett brett område, och i synnerhet när matrisen 8 innefattar fördjupningar som har stora öppna ytor, dvs. en stor bredd eller diameter och ett jämförelsevis litet djup. Därför innefattar förfarandet enligt uppfinningen företrädesvis steget med ökning av viskositeten hos den härdbara föreningen 13 efter fyllning av fördjupningarna 12, dvs. viskositeten är lägre under fyllning än under borttagning av överskottet av härdbar förening. Företrädesvis höjs viskositeten hos den härdbara föreningen innan borttagning av överskottet av hårdbar förening så att den härdbara föreningen kommer att bete sig som en pasta som inte signifikant påverkas av kapillärkrafter.

En ökning av viskositeten hos den härdbara föreningen 13 anbringad på matrisen 8 kan erhållas genom att åtminstone delvis hårda den härdbara föreningen 13. Viskositeten kan även styras genom andra sätt såsom genom att reducera temperaturen hos den härdbara föreningen 13.

Omfattningen av härdningen av den härdbara föreningen 13 har även en effekt på förmågan att överföra den härdbara föreningen 13 i fördjupningarna 12 till substratarket 5, dvs. förmågan att dra ut den härdbara föreningen 13 från fördjupningarna 12. Omfattningen av härdningen kan styras innan borttagning, men även den härdbara föreningen 13 som förblir i fördjupningarna 12 efter borttagning av överskottet av hårdbar förening kan härdas ytterligare innan och/ eller under kontakten med substratarket 5. Genom att lärrma den härdbara föreningen 13 delvis ohårdad kan vidhäftningen till substratarket 5 i vissa fall förbättras.

I en utföringsform av uppfinningen härdas den härdbara föreningen 13 i fördjupningar-na huvudsakligen fullständigt innan den bringas i kontakt med substratarket 5.

Såsom indikerats ovan kan steget med borttagning av överskottet av härdbar förening från de mellanliggande ytoma påverkas av egenskapema hos den härdbara föreningen 13. Steget med borttagning kan åstadkommas genom användning av poleringsmedel som innefattar porer eller kaviteter, såsom en 10 15 20 25 30 35 535 467 ñberduk, som insamlar det borttagna överskottet av den hârdbara föreningen. När viskositeten hos den härdbara föreningen är tillräckligt låg fór att fylla små fördjupningar är det möjligt att kapillärkrafter under poleringssteget drar ut delar av den härdbara föreningen 13 från fördjupningarna (detta år känt som "dimpling") - vilket år oönskat. En ökning av viskositeten innan polering i enlighet med den föreliggande uppfinningen medger exakt borttagning eftersom utdragningen på grund av kapillârkrafter elimineras. Därutöver förstärks den härdbara föreningen och erhåller en ökad stelhet efter förhärdningen, varmed den hârdbara föreningen har bättre möjlighet att motstå kraftema som utövas av poleringsmedlet och således kan dimpling minimeras. Borttagningen av överskottet av hårdbar förening genom användning av en skrapa kan också påverkas av kapillärkrafter som drar den härdbara föreningen ut ur fördjupningarna och på mellanliggande ytor och kan undvikas genom att agera för att erhålla en lämplig högre viskositet.

Jämfört med en liknande fyllningsoperation utförd vid fyllning av präglade kaviteter eller utna härdade kaviteter i ett substratark med bläck i produkter enligt den kända tekniken så tillhandahåller matrisen en högre stelhet och således nya möjligheter med hänsyn till borttagning av överskottet av hårdbar förening.

Substratarken som används i den tidigare tekniken är helt enkelt för klena för att motstå kraftema som utövas på dem under polering.

I en utföringsform av förfarandet enligt uppfinningen tillhandahålles ett eller flera produktkännetecken 2 i ett eller flera substratark 5 genom prägling i substratarket 5 eller anbringning av en beläggning 6 på ytan av substratarket 5, varmed varje ytterligare produktkännetecken 2 associeras med ett tryckt produktkännetecken 3 på motsatta sidan om substratarket 5 för att därmed bilda ett fokuserande element 2 och ett bildobjektpar 3 för ett syntetiskt bildmönster.

Produktkännetecknen 2, 3 kan tillhandhållas i vilken ordning som helst, dvs. ytterligare produktkännetecken 2 följt av tryckta produktkännetecken 3, eller tryckta produktkännetecken 3 följt av ytterligare produktkännetecken 2, eller alla produktkännetecken 2, 3 samtidigt.

Ytterligare flera produktlcännetecken kan även tillhandahållas oberoende eller inpassat med produktkännetecken 2, 3 med samma processer eller olika processer.

Substratarket 5 kan även tillhandahållas med produktkännetecken för-formade i eller på substratarket 5.

I en utföringsform av uppfmningen anbringas den härdbara föreningen 13 upprepande pä ytan 9 av matrisen 8, valbart med en mellanliggande borttagning av överskottet av hårdbar förening 13, varmed en eventuell brist på fyllnad av 10 15 20 25 30 35 535 467 10 fördjupningama 12 från tidigare steg med anbringning och borttagning kan avhjälpas. Till exempel medan jämförelsevis små fördjupningar normalt fylls fullständigt på en gång, så kan jämförelsevis stora fördjupningar 12 vara otillräckligt ifyllda efter endast en iteration av stegen av anbringning och borttagning av härdbar förening. Ett föremål med denna iterering är att förbättra den upplevda kontrasten i en bild som representeras av produktkännetecknen och mellanliggande ytor.

Tryckningsprocessen enligt uppfinningen kan förbättras genom förbehandling av substratarket 5 innan tryckning. Under överföring av den härdbara föreningen 13 måste vidhåftriingen mellan den härdbara föreningen 13 och substratarket 5 övervinna krafterna som håller den hârdbara föreningen 13 i fördjupningarna 12.

Vidhäftningen mellan den härdbara föreningen 13 och substratarket 5 under överföringssteget kan förbättras genom en förbehandling som innefattar ytmodiñering och / eller deponering av ett ytlager 6 på substratarkets yta 7 som är avsedd att mottaga den härdbara föreningen 13. Ytlagret 6 fungerar som ett vidhäftande lager i överföringssteget. Förbehandlingen får ökad betydelse vid förhärdning av den härdbara föreningen innan överföring eftersom denna typiskt reducerar den inneboende vidhäftningsegenskapema hos den härdbara föreningen, eller åtminstone vâtningsegenskaperna hos den härdbara föreningen. Dessa vidhäftnings- eller vätningsegenskaper kan förbättras genom en lämplig förbehandling av substratarket innan tryckning.

En viktig aspekt av produktegenskaperna är substratarkets tjocklek eftersom denna åtminstone bestämmer inpassningen i tjockleksriktningen för Under förbehandlíngen så kan substratarkets tjocklek modifieras genom deponering av ett ytlager 6 innefattande ett hârdbart material på en eller båda sidor om substratarket i syfte att bilda ett offsetlager på substratarket 5. Tjockleken hos detta offsetlager kan styras och, om nödvändigt, varieras under produktionen.

Ytlagret 6 innefattar företrädesvis ett härdbart material och i liknande processer hänvisas den ofta till som en lack. Emellertid kan det härdbara lagret 6 även ytterligare innefatta icke-härdbara beståndsdelar. Fig. 2 schematiskt gränssnittet mellan det härdade ytlagret 6 och substratarket 5 med en produktkånnetecknen på motsatta sidor om substratarket 5. indikerar första streckad linje. Det härdade ytlagret 6 kan vara av väsentligen samma material som substratarket 5 eller av ett annat material. En andra streckad linje indikerar ett lager definierat av en präglingsprocess eller en uthärdningsprocess 10 15 20 25 30 35 535 467 ll för bildande av ytterligare produktkännetecken såsom produktkännetecken 2, schematískt illustrerade som mikrolinser i fig. 2.

Steget med ytmodifiering kan innefatta deponering av olika prirnrar eller lösningsmedel, etsning etc. för att modifiera ytegenskaperna hos substratarket 5 för att erhålla förbättrad vidhäftning av den hårdbara föreningen 13 till substratarket 5. Ytmodiñeringen kan utföras ensamt eller förutom deponeringen av ett ytlager 6, t.ex. så kan ytmodifiering användas för att förbättra de vidhäftande egenskaperna hos ytlagret 6 eller för att förbättra vidhäftningen till ytlagret 6. En ökning i vidhäftning åstadkommes vanligen genom en ökning av ytenergin hos substratarkets 5 yta 7.

I en utföringsforrn av uppfinningen anbringas ett ytlager 6 som innefattar ett hârdbart material på substratarkets 5 yta 7 som är avsedd att vetta mot matrisen 8 under överför-ingen av den hårdbara föreningen därpå. Företrädesvis härdas ytlagret 6 efter att det bringats i kontakt med matrisen 8 och den härdbara föreningen 13 i fördjupningarna 12. Ytlagret 6 kan därtill även förhärdas i viss utsträckning innan kontakten med matrisen 8 och/ eller härdas efter att den dragits ut ur matrisen 8.

I optiska tillämpningar är ytlagret 6 och de ytmodifierade delarna av substratarket 5 företrädesvis transparent.

Fyllningen och den selektiv borttagningen av hårdbar förening kan bistås genom manipulering av ytegenskaperna hos matrisen 8, t.ex. genom att ha jämförelsevis hydroñla fördjupningar och jämförelsevis hydrofoba mellanliggande ytor mellan fördjupningarna. Detta kan åstadkommas genom att t.ex. ha en Ni matris med kavitetema fyllda med silikon, etsning av fórdjupningarna så att en yttextur erhålls i fördjupningarna som tillhandahåller mer hydroñla ytor än de mellanliggande ursprungliga ytorna, eller beläggning av de mellanliggande ytorna med hydrofobiskt polytetrafluoreten eller lilmande.

Med hänvisning till ñg. 3 tillhandahålles matrisen 8 företrädesvis på en vals och åtminstone överföringen av den härdbara föreningen 13 utförs i en vals-mot- vals process, varvid åtminstone de tryckta produktkânnetecknen 3 kontinuerligt bildas på ett substratark 5 som bringas i rullkontakt med en matrisvals 8.

En inrättning för tillverkning av en produkt med tryckta produktkännetecken 3 anordnade på en yta 7 av substratarket 5 i en kontinuerlig process längs ett substratark 5 i enlighet med den föreliggande uppfinningen innefattar: - en matrisvals 8 anordnad att vara i rullkontakt med ett substratark 5, vilken matrisvals 8 innefattar en omkretsyta 9 med ett flertal fördjupningar 12; 10 15 20 25 30 35 535 467 12 - en applicerare 21 anordnad för applicering av en hârdbar förening 13 på omkretsytan 9 och i fördjupningarna 12 hos matrisvalsen 8; - borttagningsmedel 22a anordnade för borttagning av överskottet av hårdbar förening 13 från omkretsytan 9 av matrisvalsen 8 efter applicering av hårdbar förening 13 med appliceraren 21; och - hârdningsmedel 23a för ökning av den härdbara föreningens 13 viskositet; varmed kvarvarande härdbar förening 13 som fyller fördjupningarna överförs till Substratarket 5 under rullkontakt mellan matrisvalsen 8 och Substratarket 5 i syfte att bilda de tryckta produktkännetecknen 3.

Analogt med tankegången ovan kan inrâttningen för kontinuerlig produktion anses vara lika med en inrättning för tryckning.

Fig. 3 illustrerar schematiskt en tvårsnittsvy över en utföringsform av en sådan inrättning för kontinuerlig produktion. Medel för applicering av den härdbara föreningen, medel för härdning av den härdbara föreningen 23a och/ eller vidhåftande lager av substratarket 5, medel för borttagning av överskottet av hårdbar förening 13 och medel för att hålla Substratarket 5 i rullkontakt med matrisvalsen 8 år anordnade runt matrisvalsen 8. Appliceraren 21 och borttagningsmedlet 22a illustreras som valsar, men år emellertid inte begränsade till sådana. Substratarket 5 vâgleds i fig. 3 företrädesvis av en pressvals 24 och en avskalningsvals 25. Såsom inses av fackmannen år den precisa placeringen av valsar, borttagningsmedel och härdmedel inte begränsad till arrangemanget visat i fig. 3. Därutöver kan ytterligare valsar, borttagningsmedel och hårdmedel anordnas och / eller syfte att utföringsforrnerna för förfarandet såsom beskrivet ovan, till exempel skulle runt matrisvalsen Substratarket i åstadkomma ytterligare applicerare och borttagningsmedel behöva anordnas runt matrisvalsen för att åstadkomma iterationen av stegen med applicering och borttagning.

Under drift tillhandahålls och matas ett substratark 5 mellan pressvalsen 24 och matrisvalsen 8 och sedan mellan avskalningsvalsen 25 och matrisvalsen 8, varmed substratarket 5 bringas i rullande kontakt med matrisvalsen 8 runt en del av matrisvalsens 8 omkretsyta 9. Vid en första position runt matrisvalsen 8 appliceras en hârdbar förening 13 på matrisvalsen 8 varmed fördjupningar 12 i matrisvalsens omkretsyta 9 åtminstone delvis fylls med hârdbar förening 13.

Företrädesvis âr den härdbara föreningens viskositet anpassad för att medge att den fyller de minsta fördjupningarna. Överskottet av hårdbar förening 13 utanför fördjupningarna borttas med borttagningsmedel 22a anordnad vid en andra position runt matrisvalsen 8. Vid en tredje position bringas substratarket 5 i 10 15 20 25 30 35 535 467 13 kontakt med matrisvalsens 8 yta 9 och den härdbara föreningen 13 i fördjupningarna. Den härdbara föreningen vidhäfter till substratarket 5. När substratarket 5 släpper från matrisrullens 8 omkretsyta 9 vid avskalningsrullen 25 skalas den hârdbara föreningen 13 i fördjupningarna 12 ut från fördjupningarna och överförs därmed till substratarket 5 för att bilda produktkännetecknen på substratarket 5.

Borttagningsmedlen 22a, 22b innefattar en skrapa och/ eller ett polermedel. Ett exempel på ett polermedel är en fiberduk anordnad på en vals som är anordnad i kontakt med matrisvalsytan. Två eller flera borttagningsmedel 22a, 22b kan anordnas i sekvens för att effektivt bortta överskottet av härdbar förening, t.ex. en skrapa följd av ett polermedel. Därmed kan mängden av överskottet av härdbar förening som kvarstår på mellanliggande ytor minimeras, vilket förbättrar pöleringen.

Företrädesvis är hårdmedlet 23a för ökning av viskositeten hos den härdbara föreningen 13 innan borttagning av överskottet av härdbar förening anordnad åtminstone mellan appliceraren 21 och borttagningsmedlet 22a. Valbart är borttagningsmedlet 22b anordnat vid en position mellan appliceraren 21 och härdmedlet 23a för att medge en grovborttagning av överskottet av härdbar förening. Till exempel används härdmedel 23a för att åtminstone delvis den hårdbara föreningen 13. Därmed kan viskositeten hos den härdbara föreningen 13 först optimeras för fyllning av den hârdbara föreningen in i fördjupningarna 12 och sedan optimeras genom att åtminstone delvis härdas för att medge effektiv borttagning av överskottet av härdbar förening 13 utan att ta bort härdbar förening från inuti fördjupningarna 12. Den härdbara föreningen är vid detta steg inte nödvändigtvis fullt härdad, faktum är att den inte behöver härdas alls när viskositeten ökas på. något annat sätt. Ytterligare härdning kan utföras vid efterföljande steg. Beroende på mekanismen som används för ökning av viskositeten kan olika hârdmedel, såsom en lampa (UV, infraröd etc.), en värmekälla, ett kylmedel eller en elektronstrålekanon användas.

I en uttöringsforrn av uppfinningen är härdmedel 23b dessutom anordnat i sekvens med borttagningsmedel 22a vid en position innan den där matrisvalsen 8 bringas i rullkontakt med substratarket S. Vid denna position kan den härdbara föreningen 13 härdas (eller härdas ytterligare om den redan delvis har härdats innan) men inte nödvändigtvis fullt härdad.

Härdmedel 23c anordnad vid en position där matrisvalsen 8 är i rullkontakt med substratarket 5 kan användas för ytterligare härdning, eller, om ingen 10 15 20 25 30 35 535 467 14 hârdning tidigare utförts, en första hârdning, av den härdbara föreningen 13 i fördjupningarna innan överföring av den härdbara föreningen från fördjupningarna till substratarket 5. Detta hårdmedel 230 kan även användas för att hårda ett ytlager 6 på substratarket 5.

Härdmedel 23a för att öka viskositeten genom att förändra temperaturen hos den härdbara föreningen kan även integreras i matrisvalsen 8.

Inråttningen för kontinuerlig produktion är i en utföringsfonn av uppfinningen försedd med medel för förbehandling 27 av substratarket 5 innan överföring av den hârdbara föreningen 13 till substratarket 5. Som illustrerats i Fig. 3 är medlet för förbehandling 27, såsom en applicerarvals eller spraybeläggningsmedel anordnat vid substratarket 5 vid en position innan den där substratarket 5 bringas i rullkontakt med matrisvalsen 8.

Såsom nämnts ovan kan under produktionen substratarkets tjocklek styras och om nödvändigt justeras genom deponering av ett offsetlager på substratarket 5 innan tryckning. Detta kan uppnås genom användning av medel för registrering av ömsesidig inpassning av produktkännetecknen anordnade på motsatta sidor om substratarket vid en position efter det att substratarket 5 lämnar matrisvalsen 8.

Ett exempel på ett sådant medel för registrering av ömsesidig inpassning visas i WO2009 / 085004.

I en vidare utföringsform av den föreliggande uppfinningen som illustreras fig. 4 28, 29 för tillhandahållande av ytterligare produktkännetecken 2 på substratarket 5 på en sida om substratarket eller båda. Medlen för att tillhandahålla ytterligare schematiskt i innefattar inrättningen vidare medel produktkånnetecken innefattar medel baserade på olika tekniker och processtyper såsom olika former av tryckning, prågling, kontinuerlig utning, ytbeläggriing, laminering eller kombinationer därav. Exempel på trycktekniker innefattar screentryck, offsettryck, flexografiskt tryck, bläckstråletryckning och tryckning i enlighet med förfarandet enligt den föreliggande uppfinningen. Företrädesvis innefattar inråttningen vidare medel för associerade inpassning av de produktkännetecknen med varandra.

Fig. 4 illustrerar schematiskt en utföringsform av en inrättning i enlighet med tillhandahålla ytterligare produktkännetecken 2 förutom matrisvalsen och de tidigare beskrivna medlen för uppfinningen innefattande medel för att anbringning av härdbar förening, hârdning och borttagning. Substratarket 5 matas från en matarvals 30 till ett första medel 28 för tillhandahållning av ytterligare produktkånnetecken 2. Till exempel är nämnda första medel 28 en präglingsvals 10 15 20 25 30 35 535 457 15 eller en uthårdstation, emellertid är det första medlet inte begränsat till detta, som bildar ytterligare produktkännetecken 2 i form av mikrolinser på en sida av substratarket 5. Därefter matas substratarket 5 till ett andra medel 27 för att bilda ytterligare produktkännetecken. I denna utföringsform används nämnda andra medel 27 för att anbringa ett ytlager 6 på ytan av substratarket 5 på motsatt sida om de ytterligare produktkännetecknen 2 innan den inträder nypan mellan pressvalsen 24 och matrisvalsen 8. Som beskrivits ovan anbringas en härdbar förening 13 på omkretsytan 9 av matrisvalsen 8 av en applicerare 21 varmed fördjupningarna 12 i matrisvalsens 8 yta 9 fylls med hårdbar förening 13. Den anbringade härdbara föreningen 13 härdas företrädesvis åtminstone delvis av härdningsmedlet 23 anordnat i en position mellan appliceraren 21 och ett borttagningsmedel 22. Efter denna hårdning av den hårdbara föreningen 13 borttar borttagningsmedel 22 eventuellt överskott av den härdbara föreningen 13, i synnerhet överskottet av härdbar förening 13 mellan fördjupningarna 12. Som illustreras i fig. 4 kan appliceraren 21 och borttagningsmedlet 22a vara i form av valsar. Till exempel kan en polervals användas för slutgiltig borttagning.

Företrâdesvis år ett ytterligare borttagningsmedel, såsom en skrapa, anordnad direkt efter appliceraren 21 för att grovbortta överskottet av hårdbar förening. Efter borttagning av överskottet av härdbar förening 13 bringas matrisvalsens 8 omkretsyta 9 i rullkontakt med substratarket, och således vidhäftningslagret 6 på ytan därav, av en pressvals 24 som tvingar substratarket 5 mot matrisrullen och den hålls i rullkontakt tills den släpps vid en avskalningsvals 25 anordnad på matrisvalsen 8. Under rullkontakten mellan substratarket 5 och matrisvalsen 8 fäster den hårdbara föreningen 13 i fördjupningarna 12 till substratarkets 5 vidhäftningslager 6. Hårdningsmedel 23 år valbart anordnade att hårda ohärdat eller delvis hârdad hårdbar förening 13 i fördjupningarna och/ eller ett ytlager 6 substratark 5 medan den är i rullkontakt. Når stubstratarket släpps från att vara i kontakt med matrisvalsen 8 vid avskalningsvalsen dras den hårdbara föreningen 13 ut ur fördjupningarna 12 och tryckta produktkånnetecken 2 trycks på 5 yta 7 på. produktkännetecken 2. Detta exempel år endast i íllustrativt syfte och det bör substratarkets sidan motsatt den som har ytterligare förstås att modifikationer i enlighet med de ovan beskrivna utföringsforrnerna är tänkbara.

Substratarket år transparent eller halvgenomskinligt åtminstone i de områden som bidrar till genereringen av en syntetisk integrerad bild. Andra områden kan vara opaka eller ha reducerad transparens. För optiska tillämpningar år 10 15 20 25 30 35 535 467 16 transparensen av yttersta vikt. Substratarket kan innefatta papper, filmer, eller metall, såsom aluminium. Även om utföringsformerna ovan primärt illustreras med ett substratark bestående av ett enda lager så är de inte begränsade till detta. Två eller flera lager kan förenas genom tekniker kända inom området eller ett eller flera ytlager kan deponeras på en sida eller båda av substratet för att uppnå nödvändiga ytegenskaper innan tryckning av produktkännetecknen enligt uppfinningen.

Substratarket kan vara utet, kalandrerat, blåst, extruderat och/ eller biaxiellt extruderat. Substratarket kan innefatta polymera föreningar såsom en eller flera polymetyl-meta-akrylat, cellulosa, valda från gruppen polypropen pvc, acetatpolystyren, polyeten, nylon, akryl och polyterimidskivor. Papper tillverkade från pappersmassa eller bomull eller syntetiskt trä fritt från fibrer eller liknande kan också användas. Pappret kan vara belagt, kalandrerat, eller maskinglaserat.

Nämnda medel för att tillhandahålla produktkännetecken, inkluderande matrisen eller matrisvalsen, kan innefatta en tryckplåt. En sådan tryckplåt innefattande polyeten-ter-ftalat, propafilm, polyvinylklorid, stel tri-acetat, fabriceras företrädesvis genom användning av mikrofabrikationsmetoder såsom fotolitograñska tekniker, vilka är välkända i området mikrosystemteknologi och mikroelektronik. Företrädesvis används direkt skrivning med en laserskrivare.

Detta möjliggör mycket hög upplösning, dvs. bättre än 0,5 um. Förlagestrukturen är en negativ kopia av tryckplåten och kan användas för tillverkning av flera tryckplåtar. Mönstret hos förlagestrukturen kan överföras till matrisen genom replikering. Nickel (Ni) är ett lämpligt material för replikering av tryckplåtar och plåtar tillverkade av detta material är plåterade på förlagan. En tryckplåt tillverkad med mikrofabrikationsmetoder har i allmänhet inte den stelhet som krävs för medlet för tillhandahållande av produktkännetecken enligt uppfinningen. Således är tryckplåten företrädesvis fäst på en bärare som tillhandahåller den nödvändiga stelheten. I den ovan beskrivna vals-mot-valsprocessen kan tryckplåten fästas på ytan av en vals för att bilda matrisvalsen 8.

Som nämnts ovan har förfarandet enligt uppfinningen likheter med Intagliotryckning. I intagliotryckning år matrisen vanligen tillverkad av koppar (Cu). I Intagliotryckning anbringas bläck på matrisens yta och överskottet av bläck borttas med användning av en skrapa. Eftersom Ni är mer benägen att nötas än t.ex. Cu utförs den slutliga borttagningen av överskottsbläck, dvs. härdbar förening, företrädesvis genom polering vid användning av en Ni-matris. Därmed förbättras livstiden för och tryckplåten reproducerbarheten för produktkännetecknen. 10 15 20 25 30 35 535 467 17 Motståndet mot utnötning hos matrisvalsen kan förbättras genom ytbehandling såsom härdning och/ eller deponering av tunna motståndskraftiga belåggningar, till exempel TiN.

I en utföringsform av den föreliggande uppfinningen tillhandahålles stödstrukturer i fördjupningarna 12 i matrisen 8 i syfte att förbättra fyllningen av stora fördjupningar genom användning av kapillärkrafter.

Fig. 5 illustrerar schematiskt två fördjupningar l2a, 12b som är fyllda med en härdbar förening 13 enligt uppfinningen. Stödstrukturer 20, såsom pelare eller ryggar tillhandahålles i fördjupningarna 12a, 12b. Vätskeformig härdbar förening fyller både en liten fördjupning 12a och en stor fördjupning 12b. Bredden hos stödstrukturerna anpassas företrädesvis till att vara sä små att eventuella artefakter i geometrin hos de tryckta produktkånnetecknen som orsakas av dem inte kommer att uppfattas av en observatör när produkten används normalt.

Stödstrukturernas 20 höjd âr typiskt lika med fördjupningarnas djup pä grund av fabrikationsfaktorer, men är emellertid inte begränsad till detta. Avståndet mellan stödstrukturerna är anpassat så att kapillärkrafter kan agera på den härdbara föreningen som fyllts i fördjupningarna för att medge fullständig fyllning av fördjupningarna. Företrådesvis när de tryckta produktkännetecknen används i optiska anordningar fördelas stödstrukturerna på ett oordnat sätt för att reducera artefakterna eftersom, om stödstrukturerna anordnas på ett ordnat sätt, små artefakter hos de tryckta produktkännetecknen stödstrukturema kan upptäckas vid normal användning. som härstammar från Förfarandet och inrättningen enligt den föreliggande uppñnningen medger tryckning av tryckta produktkännetecken på substratark med noggrannhet vid tryckningen med hänsyn till lateral upplösning, kantdefiniering, och dimensionella toleranser i tre dimensioner som inte kan uppnås med konventionella trycktekniker. Därutöver tillhandahåller förfarandet och inrättningen kontinuerlig processning, vilket medger att denna noggrannhet uppnås på stora ytor. I synnerhet kan produkter innefattande tryckta produktkännetecken som har en lateral storlek i området från 0,5 um x 0,5 um till centimeterstora kännetecken med en storlek från 0,5 um till 5 um, företrädesvis 1 till 3 um, vilket således ger ett aspektförhållande varierande från 4:1 (höjdzbredd) till l:1000O bildas. De minsta kännetecknen kan till exempel vara så små som 0,5 um x 0,5 um x 2 um eller 1 um x 1 um x 1 um. Fig. 6 illustrerar schematiskt en övre vy av tryckta produktkännetecken av varierande storlek i enlighet med uppfinningen. De minsta tryckta produktkännetecknen är 0,5 um x 0,5 um. Som nämnt ovan år fyllningen 10 15 535 467 18 med den härdbara föreningen utmanande när de laterala dimensionerna varierar så mycket och produkten innefattar kännetecken, dvs. fördjupningar, med pm- storlek. Detta skapar ett problem för stora fördjupningar eftersom kapillârkrafter inte kan hjälpa till vid fyllningen av dessa stora strukturer. Istället kan ytspånningen spela en signifikant roll. Därutöver medger uppfinningen noggrann inpassning av produktkännetecken över stora avstånd på substratarket.

Alla referenser till höjd, bredd, tjockleksriktning, lateral etc. är introducerade enbart för enklare förståelse, och bör inte betraktas som begränsande till en specifik orientering. Vidare är strukturernas dimensioner i ritningarna inte nödvändigtvis i skala. Till exempel år produktkânnetecknens 2, 3 storlek starkt överdriven.

Medan uppfinningen har beskrivits i anslutning till vad som för närvarande betraktats som de mest praktiska och föredragna utföringsformema, måste det förstås att uppfinningen inte skall begränsas till de visade utföringsformerna, utan tvärtom är avsedda att täcka olika modifikationer och ekvivalenta inrättningar inom de bifogade kraven.

Claims (1)

1. 0 15 20 25 30 535 467 19 PATENTKRAV Ett förfarande för tillverkning av en produkt innefattande tryckta produktkännetecken (3) anordnade på en yta (7) av ett substratark (5), kânnetecknad av stegen: tillhandahållande av en matris (8) innefattande en matrisyta (9) med ett flertal fördjupningar (l2); anbringning av en härdbar förening (13) på matrisytan (9) och i fördjupningarna (12) för att fylla fördjupningar-na (12) med en hårdbar förening (13); ökning av viskositeten hos den härdbara föreningen (13); borttagning av överskottet av hârdbar förening från matrisytan utanför fórdjupningarna (12); överföring av den härdbara föreningen (13) i fördjupningarna (12) till ytan (7) av substratarket (5) genom att bringa matrisen (8) i kontakt med ytan (7) av ett substratark (5), varmed den hårdbara föreningen bildar (13) produktkânnetecknen (3) på ytan (7) av substratarket (5). Förfarande enligt kravet l, varvid steget med ökning av viskositeten innefattar åtminstone delvis härdning av den hárdbara föreningen ( 13) innan borttagning av överskottet av härdbar förening. Förfarandet enligt kravet 1 eller 2, varvid borttagningssteget innefattar polering. Förfarandet enligt något av kraven 1-3, varvid den härdbara föreningen (13) härdas under kontakten mellan substratarket (5) och matrisen (8). Förfarandet enligt något av kraven 1-4, vidare innefattande steget av anbringning av ett ytlager (6) på ytan (7) av substratarket (5) som vetter mot matrisen (8) innan överföringen av den hårdbara föreningen därtill. Förfarandet enligt kravet 5, varvid ytlagret (6) innefattar en hârdbar förening för förbättring av vidhåftningen av den hârdbara föreningen (13) till substratarket (5). 10 15 20 25 30 10. ll. 12. 535 467 20 Förfarandet enligt något av de föregående kraven, varvid matrisen (8) tillhandahålles på en matrisvals och åtminstone överför-ingen av den hârdbara föreningen (13) utförs av en vals-mot-vals process. Förfarandet enligt kravet 1, vidare innefattande tillhandahållande av ytterligare produktkännetecken (2), varvid varje produktkännetecken (2) är associerat med ett tryckt produktkännetecken (3) på motsatt sida om substratarket (5), varvid de tryckta produktkånnetecknen (3) och de ytterligare produktkännetecknen (2) bildar bildobjekt respektive fokuseringselement för ett syntetiskt bildmönster. Förfarandet enligt kravet 1, varvid fördjupningar-na (12) innefattar stödstrukturer för förbättring av fyllningen av hårdbar förening (13). En inrättning för kontinuerlig produktion av en produkt med tryckta produktkännetecken (3) anordnade på en yta (7) av ett substratark (5) innefattande: en matrisvals (8) innefattande en omkretsyta (9) med ett flertal fördjupningar (12) anordnade att bringas i rullkontakt med substratarket (5): en applicerare (21) anordnad för applicering av en härdbar förening på matrisvalsen (8); borttagningsmedel (22a) anordnat för borttagning av överskottet av härdbar förening från matrisvalsens (8) omkretsyta (9) efter appliceringen av hårdbar förening (13) med appliceraren (21); och hârdningsmedel (23a) anordnat åtminstone mellan appliceraren (21) och borttagningsmedlet (22a) för ökning av en viskositet hos den hårdbara föreningen (13) innan borttagning av överskottet av hårdbar förening (13); varmed den kvarvarande hârdbara föreningen (13) i fördjupningarna (12) överförs till substratarket (5) under rullkontakt mellan substratarket och matrisvalsen. Inrâttningen enligt kravet 10, varvid hårdningsmedlet år anordnat att öka viskositeten hos den hårdbara föreningen genom att åtminstone delvis hårda den hårdbara föreningen (13). Inrâttningen enligt kravet 1 1, vidare innefattande medel för att tillhandahålla ytterligare produktkännetecken (2), varvid varje ytterligare 535 46? 21 produktkännetecken (2) är associerat med ett tryckt produktkännetecken (3) på motsatt sida om substratarket (5), varvid de tryckta produktkânnetecknen (3) och de ytterligare produktkånnetecknen (2) bildar bildobjekt respektive fokuseringselement för ett syntetiskt bildmönster.