CS250295B1 - Method of polymer removal forming pattern of printing plates especially rotating ones for silk-screen printing and device for realization of this method - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu odstraňování polymerů tvořících vzor tiskacích šablon, zejména rotačních, pro sítový tisk, které jsou plochého nebo kruhového tvaru a které jsou vyrobeny ve formě tkanin ve syntetických vláken nebo jako kruhové z niklu galvanopliastlcky a zařízení к provádění tohoto způsobu.

Vzor na tiskacích šablonách — základních sítech vyrobených galvanoplasticky z niklu jako nekonečné kruhové síto nebo jako ploché síto vyrobené ze syntetických vláken — je vytvářen pomocí fotolaků. Fotolaky jsou tvořeny polymery různého chemického složení a různé průměrné molekulové hmotnosti a jejich společnou vlastností je hořlavost. Polymery jsou sensibilizovány pomocí sensibilizátorů, které zajišťují citlivost fotosensibilního systému sensibilizátor — polymer к světelnému a především UV záření. Tím je umožněno přenášení jednotlivých barev vzoru na šablonu. Sensibilizovaný fotolak je nanesen ručně nebo na nanášecím stroji na šablonu, přes pauzu osvětlen na osvětlovacím stroji, kde dojde působením záření к fotochemické reakci ve fotolaků. Dle typu fotolaků dojde к zvýšení nebo snížení rozpustnosti polymeru v exponovaných místech, čímž je umožněno rozpuštění fotolaku na tisknoucích plochách ve vhodném rozpouštědle, u běžně používaných fotolaků ve vodě. Fotolak, který tímto způsobem vytvořil na šabloně se dále tepelně zpracovává, kdy je vytvářena trojrozměrná struktura polymeru, čímž se polymer stává nerozpustným v rozpouštědlech, získává potřebné mechanické vlastnosti a odolnost proti chemikáliím používaným při tisku textilií. Existují i další způsoby vzorování šablon, jejichž společným znakem je, že vzor šablony je ve velké většině případů tvořen organickou látkou — trojrozměrným polymerem.

jedním z charakteristických rysů výroby potištěných textilií je nutnost neustále navrhovat a obměňovat vzory tisku a tím i připravené šablony. Z tohoto důvodu se stávají nepotřebnými šablony, na nichž je nanesen již neprodejný vzor a u kterých není životnost základního síta vyčerpána. Takovéto šablony je možno po odstranění již nepotřebného vzoru použít pro vytvoření vzoru nového.

Ostranění vzoru tvořeného polymerem je dosud doporučováno a občas i prováděno působením kapalných agresivních chemických prostředků, který polymer chemicky destruují nebo pomocí prostředků, které rozpouštějí povrchovou vrstvičku niklu spojené s fotolakem a tím dojde к sejmutí fotolaků ze šablony. Nedostatkem popsaného mokrého způsobu odstraňování fotolaků je nutnost práce s agresivními a toxickými chemikáliemi v čistém prostředí šablonárny, kde je nutné provést úpravy z hlediska bezpečnosti práce a ochrany zdraví (odsávání, oddělení prostoru, přizpůsobení pracoviště práci s chemikáliemi). Dalším závažným nedostatkem je obtížnost stanovení technologických podmínek v případě šablon s různým stupněm krytí a distribuce fotolaků — často dojde к poškození šablony, zvláště v krajích dříve než dojde к odstranění fotolaků ze všech míst na šabloně. Přitom je třeba zajistit, aby byly mechanické vlastnosti šablon zachovány s vysokou spolehlivostí, protože následnými operacemi jsou nanášení fotolaku a osvětlování, které je prováděno se šablonou pod tlakem — je nebezpečí roztržení šablony. Další nevýhodou je nutnost likvidace agresivních produktů znečištěných zbytky fotolaků, včetně nutnosti instalovat potřebné zařízení. Pro tyto nedostatky jsou šablony s neprodejným vzorkem likvidovány — mokrý způsob odstraňování fotolaků nebyl v tiskárnách obecně přijat.

Nedostatky známých a výše uvedených způsobů odstraňuje způsob odstraňování polymeru podle vynálezu vyznačený tím, že na polymer se působí ve vakuu výbojovým neizotermním plazmatem vytvořeným z plynu obsahujícím alespoň částečně kyslík, až se pevný polymer přemění v převážně plynné substance. Výhodou způsobu odstraňování polymeru podle vynálezu je spolehlivé, technologicky bezpečné a ekonomické odstraňování polymeru ze šablon při různých plochách vzoru a různých nánosech polymeru bez nebezpečí poškození šablony. Další výhodou je, že plynné splodiny reakce jsou kontinuálně odtahovány, odpadají problémy s likvidací agresivních látek s případným dopadem na životní prostředí.

Dosahovaných kladných účinků je s výhodou dosaženo za použití zařízení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že obsahuje vakuovou nádobu s evakuovaným prostorem pro vložení šablony, opatřené přívodem plynu a odvodem nezreagovaného plynu a splodln reakce napojeným na vývěvu, přičemž к evakuovanému prostoru jsou přiřazeny elektrody elektrického zdroje, které pomocí elektrického pole vytvářejí z přiváděného plynu výbojové neizotermní plazma. Výhodou zařízení podle vynálezu je, že umožňuje spolehlivé, technologicky bezpečné a ekonomické odstraňování fotolaků ze šablon bez nebezpečí poškození šablony. Práce se zařízením je čistá, odpovídající prostředí šablonárny, nevyžaduje oddělené prostory ani úpravy současných provozů pro práce s agresivními a toxickými chemikáliemi. Při instalaci zařízení stačí pouze zavést elektroinstalaci a plynové hospodářství, odpadají problémy s likvidací agresivních chemických látek a instalací zařízení pro provádění likvidace. Splodiny fotolaků jsou ekologicky nezávadné.

Zařízení podle vynálezu je popsáno ve formě příkladného provedení na přiložených výkresech, kde značí obr. 1 schematický bokorysný řez jedním provedením zařízení podle vynálezu a obr. 2 až 7 bokorysné řezy dalšími provedeními podle vynálezu ve schematickém naznačení.

Zařízení podle vynálezu znázorněné na obr. 1 je tvořeno skleněnou nebo křemenou vakuovou nádobou 1, která je opatřena přívodem plynu 4, kde ústí přívodní potrubí 42 reakčního plynu. Reakční plyn je odebírán z přípojky ze stabilního rozvodu plynu 36, a je přes vakuový uzavírací ventil 13 veden do jehlového regulačního ventilu 12. Jehlovým ventilem je regulován průtok plynu, který je měřen rotametrem 11. Vakuová nádoba 1 je dále opatřena odvodem nezreagovaného plynu a splodin reakce 5, který je napojen odvodním potrubím 43 na vývěvu

7. Do potrubí 43 je včleněn vakuový uzavírací ventil 13 a škrticí ventil 16, který umožňuje nastavení hodnoty vakua ve vakuové nádobě 1 nezávisle na průtoku reakčního plynu. Vložení šablony 2 do vakuové nádoby 1 je umožněno odnímatelným víkem 9, které je oproti nádobě 1 těsněno těsněním 32. Šablona je vložena na trn 40, na jedné straně z ní byl odlepen a na druhé straně zůstal koncový kroužek 10. Výbojové plazma je v evakuovaném prostoru 8 vytvářeno pomocí elektrického zdroje 21, který je v tomto případě tvořen vysokofrekvenčním generátorem 13,56 MHz, který je přes přizpůsobovací člen 29 připojen к elektrodám 3, které v evakuovaném prostoru 8 vytvářejí vysokofrekvenční elektrické pole. Elektrody 3 jsou vázány kapacitní vazbou. Elektrody 3 jsou delší než evakuovaný prostor 8. Zařízení je dále opatřeno vakuometrem Piraní 17, měřicí aparaturou 14, 15, kde pomocí vakuové průchodky 62 jsou do vakuové nádoby 1 zavedeny termočlánky. Jeden termočlánek měří teplotu povrchu šablony 2 a druhý termočlánek měří teplotu v evakuovaném prostoru 8. Možnost řízení teploty šablony 2 je dána tím, že trn 40 má přívod chladicí vody a odvod 19 chladicí vody, průtok chladicí vody může být nastaven ventily 28, 29.

Jiné provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 2. Zařízení je tvořeno vakuovou nádobou jl, která má v příčném řezu tvar mezikruží a je opatřena odnímatelným víkem těsněným oproti nádobě těsněním 32. Vakuová nádoba je opatřena zaústěním přívodního potrubí 42 tvořícího přívod reakčního plynu 4. Do přívodního potrubí 42 je včleněn uzavírací vakuový ventil 13 a regulační jehlový ventil 12. Reakční plyn je v tomto případě tvořen vzduchem, který je v místě přívodu vzduchu 69 nasáván do vakuové nádoby 1 z okolní atmosféry. Vakuová nádoba je dále opatřena odvodem nezreagovaného plynu a splodin reakce 5, který je odvodním potrubím 43 přes uzavírací vakuový ventil 13 napojen na vývěvu 7. Výbojové plazma je v evakuovaném prostoru 8 vytvořeno pomocí elektrického zdroje 21, který je připojen elektrickým kabelem 45, к elektrodám 3, které jsou vázány kapacitní vazbou. Elektrody 3 mají stejnou délku jako evakuovaný prostor 8. Šablona 2 bez koncových kroužků je uložena na vnitřním válci vakuové nádoby 1, který je opatřen teplosměnnou plochou 46. Pomocí ventilátoru 30 je možno udržovat teplotu šablony 2 na požadované úrovni.

Další provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 3. Vakuová nádoba 1 je přívodem plynu 4 spojena se stabilním rozvodem reakčního plynu 36 pomocí přívodního potrubí 42 přes uzavírací vakuový ventil 13, jehlový regulační ventil 12 a hmotnostní průtokoměr 52. Dále je vakuová nádoba 1 odvodem nezreagovaného plynu a splodin reakce 5 napojeným pomocí odvodního potrubí 43 na vývěvu 7. Je také opatřena odnímatelným víkem 9 s těsněním 32. Šablona s kroužky 10 je uložena na vedení šablony 23, které pomocí hnací jednotky pohonu šablony 22 a mechanismu pohybu šablony 66 zabezpečuje pohyb šablony 2 vždy v axiálním směru, v případě potřeby i otáčivý pohyb šablony. Výbojové plazma v evakuovaném prostoru 8 je vytvářeno elektrickým zdrojem 21, к němuž jsou připojeny elektrody 3. Elektroda 3 je podstatně kratší než evakuovaný prostor 8, což je umožněno tím, že šablona 2 se vůči elektrodě 3 pohybuje a tak je celá šablona 2 cyklicky vystavena působení výbojového plazmatu. Elektrody 3 znázorněné na obr. 3 vně vakuové nádoby 1 mohou být umístěny i uvnitř nádoby 1, je-li připojení provedeno přes vakuovou průchodku. Elektrickým zdrojem 21 pak může být generátor pracující na frekvenci desítky kHz s kapacitní viazbo-u. Elektroda 3 při znázorněném, umístění vně vakuové nádoby 1 může být tvořena závitem — induktorem. V tomto případě půjde o· bezelektrodový výboj.

Další provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 4. Vakuová nádoba 1 je opatřena přívodem reakčního plynu 4 a přes regulační jehlový ventil 12 >a vakuový uzavírací ventil 13 je spojen se stabilním rozvodem reakčního plynu 36. Dále je opatřena odvodem splodin 5 spojeným s vývěvou 7 přes vakuový uzavírací ventil 13. Do vakuové nádoby je zabudován kompresní ’ McLeodův manometr 25. Šablona 2 je umístěna na kuželovém nosiči šablony 57, který je vůči vakuové nádobě 1 odizolován izolátory 56. Výbojové plazma je v evakuovaném prostoru 8 vytvářeno prostřednictvím elektrického zdroje 21, který je připojen na kruhovou elektrodu 3 znázorněnou v řezu. Druhá elektroda je tvořena šablonou 2, která je s generátorem spojena vakuovou průchodkou 61., Kruhová elektroda 3 vykonává pohyb podél vakuové nádoby 1. Je kratší než evakuovaný prostor 8 a šablona 2 je vystavována výbojovému plazmatu periodicky v závislosti na rychlosti pohybu elektrody 3.

Další provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 5. Vakuová nádoba 1 je opatřena Piraniho vakuometrem 17, bez250295 dotykovým teploměrem 47, přívodem reakčního plynu 4, odvodem splodin reakce 5, vysokofrekvenční průchodkou 31, zavzdušňovacím ventilem 54 s potrubím 59 a přívodem atmosférického vzduchu 58, odnímatelným víkem 9, těsněním 32. Odnímatelné víko 9 je opatřeno průzorem 24, který umožňuje vizuální sledování procesu. Přívod reakčního plynu 4 je alternativně proveden přívodním potrubím 42 z tlakové láhve 35 přes ruční vakuový ventil 26, hmotnostní průtokoměr 52 a jehlový ventil ovládaný servomotorem 60 nebo ze stabilního rozvodu reačního plynu 36 přivedeného přes jehlový ventil ovládaný servomotorem 60. Obvod nezreagovaného plynu a splodin reakce 5 je napojen na vývěvu 7 poháněnou stejnosměrným motorem 34. Mezi vývěvu 7 a odvod plynu 5 je vložen vakuový uzavírací ventil ovládaný servomotorem 60 a detekční člen 49, indikující ukončení procesu odstraňování fotolaku, který může být proveden jako spektrofotometr měřící obsah splodin reakce metodou emisní optické spektrometrie. Výbojové plazma v evakuovaném prostoru 8 je vytvářeno prostřednictvím elektrického zdroje 21 spojeného s měřidlem odraženého výkonu 50. Jeden vývod elektrického zdroje 21 je na zemnicím potenciálu a druhý vývod je přiveden přes vysokofrekvenční průchodku 31 na šablonu 2 v místě spojení 64. Kovová vakuová nádoba 1 je také uzemněna. Tak je jedna elektroda — šablona 2 — kapacitně vázaná s druhou elektrodou, která je tvořena vlastní vakuovou nádobou 1. Šablona 2 s koncovými kroužky 10 je uložena na izolační podložku 33 a pomocí mechanismu 66 je umožněn pohyb šablony ve vakuu. Informace o hmotnostním průtoku plynu, hodnotě vakua, odraženém výkonu, teplotě šablony a koncentrace splodin obsažených v odsávaném plynu jsou vedeny přes sběrnici 55 do mikropočítače 53. Do mikropočítače jsou vedeny i informace o otáčkách stejnosměrného motoru vývěvy 7 a polohách jednotlivých regulačních i uzavíracích armatur. Mikropočítač umožňuje automatické a optimální řízení procesu odstraňování fotolaku od vložení šablony 2 do vakuové nádoby 1 přes optimální nastavení parametrů sledovaných veličin, vzhledem k rychlosti spalování až po zavzdušnění celého zařízení. Mikropočítač nastavuje výkon elektrického zdroje 21, který je v tomto případě tvořen VF generátorem, je ovládán klíčovacím členem 51 přes zesilovací člen 47, odsávané množství vývěvou 7 je řízeno otáčkami stejnosměrného¹ motoru 34 přes zesilovací člen 48, množství protékaného plynu, množství protékaného plynu jehlovými ventily 60 tak, aby nastavené parametry byly optimální z hlediska rychlosti spalování a nebyly překročeny dovolené hodnoty — teplota šablony a podobně.

Další provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 6. Je tvořeno vakuovou nádobou 1 s odnímatelným víkem 9 s těsněním 32. Odnímatelné víko 9 má průzor 24, který umožňuje vizuální sledování procesu. Přívod plynu 4 je proveden přívodním potrubím 42, do kterého je vložen vakuový uzavírací ventil 13 a regulační jehlový ' ventil 12. Přívod reakčního plynu 4 je zakončen rozdělovacím členem 63. Odvod nezreagovaného plynu a splodin reakce 5 je proveden rozdělovacím členem 68, který zajišťuje rovnoměrnou hodnotu tlaku plynu v celém objemu vakuové nádoby 1 a odvodním potrubím 43 je přes vakuový uzavírací ventil 13 napojen na vývěvu 7. Šablona 2 je položena na kuželový nosič šablon 57, který je od vakuové nádoby 1 oddělen izolátorem 56. Na kuželový nosič šablony 57 je přípojkou 65 připojen elektrický zdroj 21, když průchod skrz stěnu vakuové nádoby 1 je proveden vysokonapěťovou průchodkou 37. Elektrický zdroj 21 v případě tvořen řízeným usměrňovačem a je zdrojem stejnosměrného napětí. Druhý vývod z usměrňovače je uzemněn spolu s vakuovou nádobou. Při tomto provedení je jednou elektrodou (katodou) šablona a druhou elektrodou (anodou) vakuová nádoba 1.

Další provedení zařízení podle vynálezu je znázorněno na obr. 7. Je tvořeno vakuovou nádobou 1 s odnímatelným víkem 9 s těsněním 32. Přívod plynu 4 je proveden přívodním potrubím 42, do kterého je vložen vakuový uzavírací ventil 13 a regulační jehlový ventil 20. Odvod nezreagovaného plynu a splodin reakce 5 je odvodním potrubím 43 napojen přes vakuový uzavírací ventil 13 a člen 70, umožňující změnu vodivosti vakuového obvodu na vývěvu 7. Šablona 2 je položena na kuželový nosič 57, který je od vakuové nádoby 1 oddělen izolátorem 56. Na kuželový nosič šablony 57 je přípojkou 64 připojen elektrický zdroj 21. Průchod stěnou vakuové nádoby 1 je proveden vysokonapěťovou průchodkou 37. Tlak ve vakuové nádobě 1 je měřen membránovým vakuometrem 69. Dovnitř šablony 2 je vložena elektroda 3, která je na stejném potencionálu jako je vakuová nádoba 1. Při tomto uspořádání je na šablonu 2 působeno neizotermním plazmatem z vnitřní i vnější strany. Do šablony 2 může být vloženo několik elektrod 3. Parametry elektrického zdroje 21 jsou voleny tak, aby nedocházelo k nadměrnému ohřívání šablony 2.

Způsob podle vynálezu se na popsaném zařízení provádí takto:

Do vakuové nádoby 1 se vloží šablona 2, od které mohou být dle provedení zařízení odlepeny koncové kroužky 10. V prostoru vakuové nádoby 1 se pomocí vývěvy 7 sníží tlak na požadovanou hodnotu. Po provedeném vyčerpání, kdy tlak v evakuovaném prostoru 8 je zpravidla nižší než tlak plynu při procesu odstraňování fotolaku, je vypuštěn reakční plyn. Může být tvořen čistým kyslíkem nebo směsí kyslíku a freonu, kysličníků dusíku, vzácnými plynu nebo může být tvořen atmosférickým vzduchem. Po ustálení průtoku a zajištění požadovaného tlaku plynu, který obvykle leží v rozmezí 10 až 1 500 Pa je zapnut elektrický zdroj 21, jehož působením se protékající plyn změní na výbojové nízkoteplotní plazma. Je tvořeno směsí elektronového plynu a plynu tvořeného těžkými částicemi. Plazma je neizotermní — teplota elektronového plynu Te dosahuje řádově desítek tisíce Kelvinů, teplota plynu T_fí dosahuje teplot blízkých teplotě okolí. Elektrony jsou již dosti energetické, aby způsobily přeměny v molekulárních vazbách. Část těžkých částic plynu je ionizováno, disociováno, excitováno, vzniká singletový kyslík, což způsobuje vyšší reaktivnost částic s polymerem tvořícím vzor šablony. Působení je selektivní — při vhodném složení reakčního plynu dochází prakticky jen k odstranění polymeru, vlastní síto není napadáno. Reakci je možno označit jako spalování polymeru ve fotoplazmatu. Při reakci plazmatu s polymerem dochází postupně k přeměně polymeru na oxidy uhlíku a vodu. Při reakci vzniká menší množství dalších látek a jsou strhávány nerozpustné nespalitelné součásti. Reakce mohou procházet přes mnoho meziproduktů.

Teplota šablony je při reakci udržována na zvýšené teplotě v úzkém teplotním rozmezí v rozsahu 50 až 250 °C pomocí regulačních prvků, které jsou znázorněny v jednotlivých popisech provedení zařízení. Udržování zvýšené teploty šablony z uvedeného teplotního intervalu zvyšuje rychlost odstraňování fotolaku a tím zlepšuje ekonomiku procesu. Maximální teplota je dána teplotou, při které nedochází k destrukci niklového síta. Maximální přípustná teplota se liší podle výrobce a druhu šablony. Před vlastním procesem může být k aktivaci nebo vyhřátí šablony použit plyn neobsahující kyslík, např. dusík, freon, argon.

Ukončení procesu spalování fotolaku může být indikováno měřením odraženého výkonu při použití VF generátoru nebo pomocí optické emisní spektrometrie nebo může být určeno vizuálně.

Po skončení procesu je uzavřen přívod plynu 4 a vypnut elektrický zdroj 21. Vakuová nádoba 1 je zavzdušněna a šablona 2 je vyjmuta. Nepatrné zbytky (část nespalitelného zbytku) může být buď mechanicky otřena nebo ofouknuta vzduchem. Šablona je připravena k dalšímu nanesení vzoru.

Claims (9)

1. Způsob odstraňování polymeru tvořícího vzor tiskacích šablon, zejména rotačních pro sítový tisk, vyznačující se tím, že na polymer se působí ve vakuu výbojovým neizotermním plazmatem, vytvořeným z plynu obsahujícího alespoň částečně kyslík, až se pevný polymer přemění v plynné substance.

2. Zařízení k provádění způsobu podle bodu 1, vyznačené tím, že obsahuje vakuovou nádobu (1) s evakuovaným prostorem (8) pro vložení šablony (2), opatřené přívodem plynu (4) a odvodem splodin reakce (5) napojeným na vývěvu (7), přičemž k evakuovanému prostoru (8) jsou přiřazeny elektrody (3) elektrického zdroje (21).

3. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že elektrody (3) jsou umístěny podél celého délkového rozměru evakuovaného prostoru (8).

4. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že elektrody (3) jsou umístěny podél části délkového· rozměru evakuovaného prostoru (8) a sjou uspořádány vzájemně pohyblivě, vzhledem k evakuovanému prostoru (8).

5. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že elektrody (3) jsou umístěny vně evakuovaného prostoru (8).

6. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že jedna elektroda (3) je umístěna vně evakuovaného prostoru (8) a druhá je tvořena šablonou (2). ·

7. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že jedna elektroda je tvořena vakuovou nádobou (1) a druhá elektroda je tvořena šablonou (2).

8. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že jedna elektroda je tvořena šablonou (2) a druhá elektroda je tvořena současně vakuovou nádobou (1) spolu s elektrodou (3) vloženou dovnitř šablony (2).

9. Zařízení podle bodu 2, vyznačené tím, že jedna elektroda je tvořena šablonou (2) a druhá elektroda je tvořena současně vakuovou nádobou (1) spolu s několika elektrodami (3) vloženými dovnitř šablony (2).