Brevet FR2516448A1 — publié le 19830520

PROCEDE DE FABRICATION D'UNE TRAME D'IMPRIMERIE TOURNANTE A ZONES EPAISSIES. L'invention est relative à un procédé de fabrica- tion d'une trame d'imprimerie tournante, et, plus particu- lièrement, à un procédé pour former, par électrodéposition métallique, une trame d'imprimerie tournante dont chacune des zones tramées présente un dessin tramé dans une zone disposée en creux par rapport à la surface externe de la trame d'imprimerie tournante. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 184 925 enseigne la fabrication d'une plaque dotée d'orifices pour un compte-gouttes de noir de jais, par une technique néces- sitant tour à tour des opérations d'application de matériau photorésistant et de nickelage La première séquence d'appli- cation de matériau résistant et de métal 11 sa tion produit un évidement d'orifice d'un c 6 té de la plaque, alors que la seconde séquence pro- duit une vaste cavitéducâtédelaplaqueopposé à l'évidement. La seconde étape de métallisation épaissit aussi la plaque dotée d'orifices. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 4 080 267 se rapporteàunmasqueépaissesupportant lui-même pour procédés de projection de faisceaux électroniques, réalisé par des étapes multiples de revêtement avec application de produit photorésistant, exposition, développement et métallisation. Les deuxième et troisième séquences des mêmes étapes produi- sent de larges ouvertures dans le masque. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 759 800 décrit une méthode pour fabriquer une trame d'imprimerie tournante, suivant laquelle un manchon de métal électrodépo- sé est attaqué à l'acide pour produire un dessin de trous. Un manchon en toile est monté sur le manchon métallique et une métallisation supplémentaire du manchon métallique, le manchon de toile étant en place, bloque la toile sur le manchon métallique Une image à imprimer est alors rapportée sur la trame, ménageant des ouvertures qui sont beaucoup plus 251-6448 grandes que celles de la toile, permettant ainsi le passage d'une plus grande quantité d'air à travers la base métalli- que et assurant des détails plus fins dans l'opération d'impression. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique 3 772 160 enseigne l'électroformage d'une trame d'imprimerie, suivant lequel un dessin de nickel comportant la surface de masquage du dessin à reproduire est d'abord électrodéposé, puis un alliage eutectique est déposé sur la surface du nickel et une trame métallique est pressée dans la couche d'alliage. La trame relie les bords des vides dans l couche du masque de nickel représentant le symbole à reproduire. Le procédé selon l'invention pour fabriquer une trame à zones épaissies est le suivant D'abord, on forme, on expose, et ensuite on développe un revêtement photorésis- tant sur une surface de mandrin avec le dessin à imprimer désiré, qui présente les zones à travers lesquelles l'encre passe, définies comme une zone tramée La surface du mandrin revêtue du matériau photorésistant est métallisée d'une façon conventionnelle jusqu'à l'épaisseur désirée La trame métallisée est laissée surie mandrin et un second revêtement photorésistant est appliqué sur toute la surface du mandrin. Le revêtement photorésistant est exposé pour polymériser les zones o le réseau est situé sur la trame métallisée d'origi- ne et il n'est pas exposé dans les zones qui ne sont pas per- forées par un dessin tramé Le nouveau revêtement résistant est développé et le produit résultant est alors métallisé par des moyens conventionnels La métallisation est effectuée pour procurer une surface de l'épaisseur désirée Quand la métal- lisation est terminée et que la trame est retirée de la cuve et nettoyée, on constatera que, dans les zones o il n'y a pas de dessin tramé, la trame est au moins de double épais- seur Dans les zones o il y a un dessin tramé, la trame est d'une simple épaisseur, une zone ouverte, formant un évidement élargi, étant disposée entre le dessin tramé et la surface externe du dispositif d'impression à trame tournante. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple illustratif, et non limitatif un mode de réalisation en ré- férence au dessin annexé. Sur ce dessin: la figure 1 est une vue en perspective d'un revêtement résistant développé; la figure 2 est une vue en perspective d'un dessin métallisé, formé à partir du revêtement résistant de la figure 1; la figure 3 est une vue latérale de la figure 2; la figure 4 représente la structure de la figure 3 recouverte d'un revêtement résistant avant le développement; la figure 5 représente la structure de la figure 4, après que le revêtement résistant ait été exposé et déve- loppé; et la figure 6 est une vue en coupe transversale d'une portion de la trame d'imprimerie tournante. On désire fabriquer une trame d'imprimerie tournan- te capable de déposer des quantités accrues d'encre ou d'au- tres matériaux derevêtementparrapportàcefles qui sont normalement déposées avec une trame d'imprimerie tournante convention- nelle La trame doit être particulièrement utile pour déposer de l'encre sur des substrats relativement épais, tels qu'un matériau de plancher élastique ou un tapis Normalement, une trame tournante est dotée d'une zone tramée avec un certain dessin, à travers laquelle on fait passer de l'encre pour la déposer dans le dessin de la zone tramée La périphérie de la zone tramée définit le dessin et la zone tramée est en réalité une pluralité de trous à l'intérieur de la périphérie de la zone tramée Normalement, les perforations de la zone tramée s'étendent totalement à travers l'épaisseur de la trame tournante Ceci veut dire que toute l'encre qui est pressée à travers un seul trou dans la maille doit pénétrer complètement dans le substrat Aucun dépôt d'encre ne sera laissé sur la surface du substrat, parce que la surface externe de la trame est contre le substrat et toute encre se trouvant à l'intérieur de la perforation restera à l'inté- rieur de la perforation quand la trame s'éloigne du substrat dans son mouvement de rotation Afin d'obtenir un dépôt d'encre sur un substrat, la structure de la figure 6 du dessin est exigée Ici, la trame tournante 4 est pressée contre le substrat 2 La surface externe de la trame 4, est en contact avec la surface supérieure du substrat 2 L'encre d'imprimerie se trouvera dans la région 8 et passera à tra- vers les perforations 10 et 12 pour être déposée sur le substrat Normalement, lesperforationsauraientlaforme de l'uni- que perforation 14 montrée en pointillés sur la partie gauche de la figure 6 Ainsi, on remarquera que toute encre à l'intérieur de la perforation 14 resterait à l'intérieur de cette perforation quand la trame 4 et le substrat 2 se séparent et aucun dépôt de matériau en excès ne serait laissé sur la surface du substrat On devra noter que les perfora- tions de la trame sont de l'ordre d'environ 0,203 mm ( 8 mils) de diamètre et l'encre d'imprimerie conventionnelle serait, par tension superficielle, retenue à l'intérieur de la perfo- ration lors de la séparation de la trame d'imprimerie et du substrat, plutôt que dégouttée à l'extérieur de la perfora- tion sur la surface du substrat. Pour simplifier, la zone tramée, à travers laquel- le l'encre pénètre, est montrée ici soit avec deux, soit avec quatre perforations En réalité, le produit réel compor- te de 46 à 155 perforations par cm ( 300-1000 perforations par pouce carré) et une région qui comporte une pluralité de perforations est nommée zone tramée de la trame, et a une forme ou un dessin particulier basé sur la forme ou le dessin périphérique de la maille L'encre passant à travers tous les trous dans la maille formera une impression sur un substrat de la forme de la périphérie de la zone tramée Dans les zones o l'on ne désire pas que l'encre passe à travers la trame, la zone n'est pas perforée et il n'existe pas de dessin tramé En regardant la figure 6, quand l'encre passe à travers les perforations 10 et 12, il y a une chambre ren- foncée 16 en-dessous qui recevra l'encre en excès et permet- tra à cette encre en excès de rester sur la surface du subs- trat 2 Pour certaines opérations d'imprimerie, ceci serait désirable et cela peut être accompli seulement par la struc- ture de la figure 6. Pour réaliser la structure de la figure 6, la méthode définie ci-dessous doit être utilisée La méthode utilise l'électrodéposition de métal sur une surface qui a été dotée d'un dessin obtenu par suite de l'utilisation de matériaux photorésistants Les matériaux photorésistants forment un dessin en relief autour duquel le métal est dépo- sé électriquement Par conséquent, si l'on essayait de faire une couche solide,iln'yaurait pasdematériaurésistant déposé sur la surface à métalliser Dans les zones o l'on a désiré former un dessin perforéoutran,unepluraliédecolonnesdematériau résistant seraient formées selon l'arrangement et la forme que l'on a désirés pour avoir les perforations dans le produit final Le métal est alors déposé autour de ces colonnes de matériau résistant et il se forme une surface métallique pré- sentant une pluralité de perforation, les perforations ayant la forme et le dessin des colonnes de matériau résistant. Pour former une trame d'imprimerie tournante, le matériau résistant doit être déposé sur une surface quelcon- que Normalement, cette surface est sous la forme d'un mandrin qui n'est fondamentalement rien d'autre qu'un manchon cylin- drique, qui comporte, sur sa partie extérieure, une surface sur laquelle peut adhérer du matériau photorésistant La première étape du procédé consiste à revêtir la surface externe du mandrin par un matériau photorésistant tel que le "Shipley Co Photoresist AZ 119 ", qui est un photorésistant positif Cematériaurésistantestdcposé jusqu'à une épaisseur d'environ 0,025 mm (imil) Un film est placé dessus, ledit film contenant un dessin semblable à celui que l'on désire former danslematériaurésistant Le film est exposé d'une façon conventionnelle avec utilisation de lumière UV que l'on a fait passer dans un collimateur pour avoir des rayons de lumière parallèles L'exposition dure de 15 minutes à 3 heu- res, selon le matériau photorésistant spécifique utilisé. Le matériau résistant est alors développé et le mandrin est lavé, ce qui conduit à la formation, sur la surface du man- drin, d'un dépôt de matériau photorésistant durci selon un dessin, le dessin étant déterminé par l'image sur le film. Jusqu'ici, ce qui a été réalisé est classique dans la techni- que En formant la trame tournante, il se formera des zones o il n'y a pas de photorésistant du tout, et cela formera des zones non perforées de la trame tournante Dans d'autres zones du mandrin, il se formera des petites colonnes de maté- riau résistant Les colonnes seront groupées en zones pour former un dessin et la zone périphérique de ces groupes de colonnes de photorésistant définirala périphérie de la maille Les colonnes de résistant formeront les perforations qui seront dans le revêtement métallique qui sera déposé subséquemment sur le mandrin recouvert du résistant Par souci de simplicité, sur la figure 1, on a montré seulement une portion du mandrin avec quatre colonnes 18 de matériau photorésistant formées sur la surface du mandrin 20 Ces colonnes de matériau photorésistant ont à peu près 0,025 mm (lmil) de haut et auraient approximativement 0,203 mm ( 8 mils) de diamètre. Le mandrin est maintenant placé dans une cuve électrolytique conventionnelle pour électrodéposer le métal, de préférence du nickel, sur la surface du mandrin De 0,076 mm à 0,102 mm ( 3 ou 4 mils) de métal sont déposés sur la surface du mandrin d'une manière conventionnelle Sur la figure 1, dans la région 22 du mandrin 20 o il n'y a pas de photorésistant, une surface solide de nickel sera formée. Dans la région des colonnes dematériaurésistantl 8, le métalsera déposé autour des colonnes 18 et les colornes de matériaurésistant auront, en réalité, du nickel formé autour d'elles Quand le matériau résistant est, àlafin,retiré de la surface du nickel, il y aurait alors des perforations à travers le nickel La structure résultant de l'opération de nickelage de la figure 1 ressemblera alors à la structure de la figure 2, dans laquelle les-colonnesl 8 de matériaurésistant sont enlevées et la région 22 est recouverte de nickel avec toute la zone adjacente et entre les trous 19 o se trouvaient les colon- nes 18 En supposant que la surface revêtue par le nickel ait été enlevée du mandrin dans la figure 2 et que l'on ait regardé cette structure en coupe transversale, on verrait une structure semblable à celle de la figure 3, dans laquel- les trous 19 sont montrés complètement entourés par un dép 6 t de nickel 24 En se référant maintenant à la figure 4, la surface nickelée 24 du mandrin 20 est encore formée avec les colonnes de photorésistant 18 à l'intérieur. Selon une autre possibilité, la colonne 18 a pu être enlevée par lavage quand le produit de la première opération de métallisation a été nettoyé et préparé pour l'opération suivante de métallisation Le second revêtement résistant 26 est alors déposé sur la surface 24 préalablement métalli- sée Le matériau résistant réunira lesbords des trous 19 qui se trouvent dans la couche 24, ou remplira simplement les trous 19 formés durant la première opération de métallisation Le secondmatériaurésistant 26 peut être un photorésistant "Kodak KPR" qui serait pulvérisé sur la surface 24 et il couvrirait complètement la surface 24 sur une profondeur d'environ 0,076 mm ( 3 mils) et comblerait les zones 18 si elles ne contenaient pas encore de matériau résistant En utilisant un matériau en feuille résistant "Riston" de Dupont qui reposerait simplement ou serait superposé à la couche 24, un revêtement résistant 26 serait formé, et cela réunirait simplement les bords des trous 19 plutôt que de les remplir Dès lors, on placera un autre fi lm par-dessus lematériau résistant et le but de ce Film est de former les zones en retrait dans la région du dessin tramé formée par les trous dans le premier revêtement 24 L'exposition et le développe- ment du second revêtement résistant sont réalisés d'une façon conventionnelle et une structure semblable à celle de la figure 5 est formée, dans laquelle la deuxième couche dematériau résistant est maintenant laissée comme revêtement résistant durci dans la région 28, et la région 28 se trouve à l'inté- rieur du périmètre de la zone tramée définie par la plurali- té de perforations dans la couche 24 Le revêtement initial 24 de nickel est activé ou lavé avec une solution d'acide chlorhydrique à 50 % ou soumis à d'autres techniques d'acti- vation du nickel pour le préparer en vue d'une opération de métallisation ultérieure Le mandrin, sur lequel se trouve la première couche de métallisation 24 et le deuxième revê- tement résistant 28 est alors introduit dans une cuve élec- trolytique conventionnelle et la métallisation est effectuée dans des conditions de métallisation légèrement plus faibles que normalement, suivant lesquelles la métallisation est effectuée à une densité de courant plus faible de 1,08 à 2,16 amp/dm ( 10 à 20 amp/pieds carré) Ceci dépose alors sur la surface de la couche 24, dans larégion o il n'y apas de revêtement résistant, un autre revêtement de nickel de 0,254 mm (l Omils) qui se combine avec le revêtement de nickel 24 pour former la couche épaisse de nickel définie et montrée sur la figure 6 comme épaisseur 30 Cependant, à cause de la présen- cedumatériaurésistant 28 dmas la zone du dessin tramé, une zone en retrait 16 est formée Après que la seconde opération de nickelage ait été réalisée, la zone résistante 28 est enlevée par lavage de la zone 16 et les perforations 10 et 12 sont nettoyées et le manchon métallique métallisé est enlevé du mandrin Maintenant on a des perforations 10 et 12 aboutis- sant dans une zone agrandie 16, créant ainsi une zone tramée définie par les ouvertures 10 et 12 espacées de la surface du substrat 2 par suite de la présence de la zone 16 En conséquence, une structure est maintenant créée qui permettra le dép 6 t d'encre d'imprimerie ou d'un autre matériau de revêtement sur la surface du substrat à imprimer. Il est bien entendu que le procédé ci-dessus décrit pourra donner lieu à toutes modifications désirables, sans sortir pou; cela du cadre de l'invention. REVENDICATION 1 Procédé pour former une trame d'imprimerie tour- nante, selon lequel on forme d'abord la trame en revêtant d'un matériau résistant un mandrin de métallisation conven- tionnel, en plaçant un film sur le matériau résistant et en exposant le matériau résistant à travers le film pour former un dessin tramé dans le matériau résistant, puis en déve- loppant le matériau résistant exposé pour aboutir à un dessin tramé de matériau résistant durci sur le mandrin de métalli- sation, puis en métallisant le mandrin d'une façon conven- tionnelle, de sorte que le matériau de métallisation n'est pas déposé là o existe un matériau résistant, mais est dé- posé dans les zones o il n'y a pas de matériau résistant, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à: a) recouvrir la surface qui vient d'être métallisée avec un second revêtement résistant ( 26); b) placer un film sur le second revêtement résis- tant ( 26); c) exposer le film à de la lumière que l'on a fait passer dans un collimateur pour sensibiliser le matériau résistant dans des régions choisies sous le film photographi- que d) développer lematériau résistantexposépourobtenir, sur la première surface métallisée ( 24) un dessin de matériau résistant existant dans certaines zones et pas de matériau résistant dans d'autres zones, le matériau résistant ( 28) existant sur la surface métallisée ( 24) seulement dans les zones de la première métallisation qui comportent des perfo- rations; e) métalliser la surface métallisée initiale avec le second dessin résistant par-dessus pour former une secon- de surface métallisée qui devient partie intégrante de la première surface métallisée dans les zones o il n'y a pas de matériau résistant, sans que ne soit obtenue cependant une seconde surface métallisée dans les zones o se trouve le second revêtement résistant, la surface externe de la se- conde surface métallisée formant la surface externe de la trame d'imprimerie ( 4); f) laver et nettoyer la surface métallisée et en- lever la surface métallisée dumandrin ( 20) de métallisation pour former une trame d'imprimerie tournante cylindrique ( 4) avec différentes zones de perforations dans un dessin définissant un dessin tramé qui est espacé de la surface- externe de la trame ( 4).