CN102700247B - 用于在衬底上产生层的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在衬底上产生层的方法，所述衬底例如是承印材料，其中，将流体(3)作为第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；处理所述第一衬底(4)上的所述流体(3)；并且将所述流体(3)从所述第一衬底(4)上作为第二层(1)传递到第二衬底(2)上，本发明的特征在于，所述第一层(5)的流体(3)基本上仅仅在表面附近被处理(B)；所述第一层(5)的流体(3)被不完全地传递(C)，其中，基本上仅仅传递被处理过的流体(3′)。通过这种方式和方法可产生和传递非常薄的层(1)、特别是亚微米层，其优选在制造印制电子装置时采用。

Description

用于在衬底上产生层的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在衬底上产生层的方法。

背景技术

在以传统方式印刷小册子、书、海报等时产生印刷油墨的非常薄的层并且将所述层按照图像以结构化的方式传递到承印材料(纸、纸板、箔)上。层厚度在此处于微米范围内。这种薄层可在印刷机中借助于旋转的油墨装置(通过两个彼此跟随的辊之间的相应辊间隙中的油墨间隙)产生。

DE10022939A1公开的是将亮油施加到亮油转移装置的陶瓷表面上并且接着借助于UV辐射使亮油硬透。接着将粘接剂施加到硬透的亮油膜上并且将整个亮油膜基本上无剩余并且与粘接剂一起传递到一衬底、例如印张上。由于制造方法，膜厚度同样处于微米范围内。没有公开被处理过的亮油膜的仅仅部分的传递。

DE10064557A1公开了用于加热并且特别是用于固定衬底(例如纸)上的粘土层的方法，其中，将电磁辐射或声辐射(来自环境空气)相对于粘土层的法线以几乎90°的入射角射入。所述辐射被全反射并且仅仅所述辐射的一部分通过节隧道效应耦合输入到粘土层中。在给定波长的情况下，侵入深度比粘土层的层厚度小。没有公开被处理过的粘土层的传递。

DE3901174C2公开的是将亮油施加到收集带上并且接着借助于UV辐射使亮油表面干燥。然后进行不同印刷油墨在所述亮油上的聚集。在传递之前，亮油借助于IR辐射干透，从而使得亮油与聚集在其上的油墨一起被完全传递。由于制造方法，膜厚度处于微米范围内。没有公开被处理过的亮油的仅仅部分的传递。

DE4413236A1描述的是将液态油墨施加到传递面上，在此冷却(其中油墨保持液态)并且接着完全传递到衬底上(其中油墨被进一步冷却并且固化)。在此在传递面上应基本上不剩留任何油墨。由于制造方法，膜厚度同样处于微米范围内。没有公开被冷却后的油墨的仅仅部分的传递。

此外存在的要求是，在印制电子装置的技术区域中产生更薄的层。这种层应具有小于1微米的厚度。但是利用上述方法和装置不能容易地制造这种层。

发明内容

在该背景下，本发明的任务是提供一种相对于现有技术改进的方法，其允许产生具有小于1微米并且优选小于100纳米甚至小于50纳米厚度的层。

根据本发明，所述任务通过本发明的特征解决。本发明的有利的进一步方案由其他描述以及由说明书和附图中得出。

本发明涉及一种用于在衬底上产生层的方法，其中，将流体作为第一层施加到第一衬底上；处理所述第一衬底上的所述流体；并且将所述流体从所述第一衬底上作为第二层传递到第二衬底上，其特征在于，所述第一层的流体基本上仅仅在表面附近被处理；所述第一层的流体被不完全地传递，其中，基本上仅仅传递被处理过的流体。

本发明的方法以有利的方式允许产生具有小于1微米并且优选小于100纳米甚至小于50纳米厚度的层。根据本发明，不是传递整个被施加的流体层或其不可控的一部分(像在不可控的油墨间隙中那样)，而是仅仅传递一可控的部分。为此，按照本发明，执行所施加流体的表面附近的或在表面附近作用的处理并且仅仅以控制的方式传递所述流体的被这样处理过的部分。被传递的层的厚度可通过相应匹配的处理进行控制。

本发明方法的一个对于产生亚微米层有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述第一层的流体基本上仅仅在第一层的层厚度的最上面的25％或最上面的10％或最上面的1％的范围内被处理；所述第一层的流体的小于25％或小于10％或小于1％被传递。

本发明方法的一个另外的对于产生亚微米层有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，将所述流体作为具有大于1微米或大于10微米的层厚度的第一层施加到第一衬底上；将所述流体作为具有小于1微米或小于0.1微米或小于50纳米的层厚度的第二层传递到第二衬底上。

本发明方法的一个在所使用的处理方法方面有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述表面附近的处理是选自下述处理表的处理：提高粘度；硬化；固化；结膜，特别是氧化结膜；聚合，特别是利用UV辐射聚合；利用反应性气体迎流；利用反应性液体喷射；与反应性表面接触；等离子体处理；干燥，特别是利用热空气和/或IR辐射干燥；和结冰，特别是利用冷空气结冰。

本发明方法的一个对于产生均匀的层有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述表面附近的处理全面地进行。

本发明方法的一个对于产生结构化的层(例如导体电路)有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述表面附近的处理部分面地或结构化地特别是利用激光器进行。

本发明方法的一个有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述第一衬底是基本上固态的衬底，特别是辊表面；所述第二衬底是基本上固态的衬底，特别是辊表面或承印材料。

本发明方法的一个对于产生纳米范围内的特别薄的层有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，所述第一衬底是基本上液态的衬底，特别是水或水性溶液；所述流体在所述处理之前基本上是液态的，特别是油基的；所述第二衬底是基本上固态的衬底，特别是辊表面或承印材料。通过以计量的方式将流体施加到液态衬底上可产生并且接着传递纳米范围内的特别薄的层。所述流体以有利的方式形成所述液态衬底上的可取下的纳米表面层。

本发明方法的一个在采用可多重应用、特别是旋转的第一衬底时有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，将没有传递到所述第二衬底上的流体从所述第一衬底上去除掉。

本发明方法的一个对于产生非常薄并且很少被污染或没有被污染的层有利并且因此优选的进一步方案的特征可在于，将不显著的、(被不期望地)传递的并且未被处理过的流体从所述第二衬底上去除掉。

附图说明

下面参照附图借助于至少一个优选的实施例详细描述本发明以及本发明的结构上和/或功能上有利的进一步方案。在附图中彼此相应的元件设有分别相同的参考标号。附图中：

图1是本发明方法的一个优选实施例的流程图，

图2是用于执行本发明方法的装置的一个优选实施例的示意性剖视图。

具体实施方式

图1示出本发明的用于在衬底2(在本申请中称为所谓的第二衬底2)上产生层1的方法的一个优选实施例的流程图。为此，在步骤A中首先将流体3施加到传递流体3的第一衬底4上，然后在那里在步骤B中在表面附近进行处理并且然后在步骤C中将流体从那里传递到接收经处理的流体3'的第二衬底2上。在此，根据本发明，基本上仅仅传递经过处理的流体3'，而未经过处理的流体3”基本上保留在第一衬底4上。

所述流体3优选可以涉及液态的功能性介质，用于产生非常薄的、小于1微米的薄功能元件。例如涉及导电的液体3，特别是有机液体，用于在制造所谓的印制(有机)电子装置的背景下制造电子结构。此外，流体3可以结合效应颗粒使用，所述效应颗粒产生例如可在视觉上察觉到的效应例如珠光效应。所述流体3可作为均匀的相或作为(迷你)乳剂存在。

理论上本发明的方法可以在印刷机10中、特别是在处理单张纸或卷筒纸的胶版印刷机中执行或将相应的装置11(参见图2)集成到这种机器中。可考虑的例如是包装印刷机的集成，其中，承印材料2首先被以传统方式用印刷油墨印刷并且接着利用本发明的方法设置由流体3或3'构成的附加功能性特征。

所述第一衬底4可以是基本上固态的衬底，特别是第一辊12的辊表面(参见图2)。所述第二衬底2同样可以是基本上固态的衬底，特别是第二辊的辊表面或承印材料14，例如纸、纸板、塑料或金属(分别优选作为单张或卷筒)。

第一衬底4替代地可以是基本上液态的衬底，特别是水基衬底。所述流体3在处理之前可基本上同样为液态并且不与第一衬底4的液体混合。所述流体3优选可以是油基的，并且因此可被水基的第一衬底4的液体表面承载。所述第二衬底2可以是基本上固态的衬底，特别是辊表面或承印材料14。

在方法步骤A中将流体3作为第一层5施加到第一衬底4上。所述施加可以在使用施加装置6、例如施加辊或喷射装置的情况下进行。优选将所述流体3施加到辊表面13上(参见图2)或施加到储备在盆中的(载体)液体的表面上。例如将所述流体3通过印刷机10的施加装置——其相当于胶版印刷机的油墨装置——预先计量到一微米层上并且施加到固态的第一衬底4上。替代地，可将油基的流体3喷射到水基的第一衬底4上并且在那里首先形成液态膜5。所述流体3在完成施加A之后优选形成第一层5，该第一层具有大于1微米或大于10微米的层厚度7。所述第一层5优选是第一衬底4上的均匀的封闭的层5。

在方法步骤B中处理第一衬底4上的流体3，其中，第一层5的流体3按照本发明基本上仅仅在表面附近被处理，也就是说，基本上仅仅进行表面过程或者在表面上或在靠近表面的边缘层8中进行反应。在表面附近进行处理时，所述处理的作用不能达到优选至少下部的、也就是第一层5的面向第一衬底4的层厚度7的75％的区域。但是所述第一层5的靠近表面的区域8、也就是处于那里的材料通过所述作用在性质上改变、例如硬化或至少部分地硬化。所述第一层5的流体3优选基本上仅仅在第一层5的层厚度7的最上面的25％、最上面的10％或最上面的1％的区域中被处理。

表面附近的处理B在此优选是选自下述处理表的处理：提高粘度、硬化、固化、结膜(特别是氧化)、聚合(特别是利用UV辐射)、利用反应性的(也就是导致边缘层硬化的表面反应性的)气体迎流、利用相应的反应性液体喷射、与相应的反应性表面接触、等离子体处理、干燥(特别是利用热空气和/或IR辐射)和结冰(特别是利用冷空气)。

在使用氧化干燥涂料3情况下的氧化结膜和在空气或在确定的氧气氛中的处理形成一个优选的处理B。在采用UV油墨3的情况下(可选地不采用抑制剂以简化外皮的形成并且可选地利用UV-吸收剂-添加剂以降低UV辐射的侵入深度)利用紫外光进行的聚合形成另一优选的处理B。在氧化结膜时，以及在其他由气相提供反应物的处理方法B的情况下，可以通过反应物在气相中的浓缩有针对性地确定流体性质、例如粘度或硬度的改变。在采用电磁辐射进行处理B时，可通过其强度实现流体性质的改变。

此外优选的可以是等离子体处理B，其中，产生的基团在气相中触发表面反应并且其在流体3中的扩散长度确定了所产生的第二层1的层厚度9。或者可以在处理B的过程中优选设置由流体3构成的第一层5与反应性表面的接触，例如与辊或滚筒表面接触。所述反应性表面可以事先通过等离子体作用激活或者利用化学活泼的端基涂覆。特别有利的是，第二衬底2的表面用作反应性表面。于是所述处理B和所述传递C的方法步骤重合。

如果所述流体3作为(迷你)乳剂存在，则优选的可以是，通过供入气相的反应物在所述乳剂的液滴中(并且限制其体积)启动有针对性的反应。

如果所述流体3作为油基液体施加在水基的液态第一衬底4上作为膜5，则形成的膜5可通过所述处理B硬化或至少部分硬化并且至少不完全地传递到第二衬底2上。油基的液体3包含不饱和脂肪酸，其例如可以在采用UV辐射的情况下硬化。液态蜡3优选可通过冷却或结冰被处理并且固化(其中第一衬底4的温度优选超过熔融温度)。此外，通过冷却可引起所述流体3的相变并且由此引起固化。

在本发明的一个实施方式中，将一液体作为流体3施加在一作为第一衬底4的液体上(共同点：2相***)并且接着传递到优选固态的第二衬底2上，在该实施方式中可将流体3(作为所述2相***的表面)通过处理B基本上完全地硬化(也就是说所述2相***仅仅在表面附近、即在流体3的区域中被处理)并且因此基本上完全地从第一衬底4上揭下和传递。

本发明的仅仅在表面附近的边界层8中的处理B、特别是硬化或部分硬化优选可通过有针对性地控制处理过程的作用深度实现。由此例如可以与深度相关地阻止流体3的性质改变的抑制剂的作用。如果气相的反应物被所述流体3的首先液态的边界层吸收并且然后深度扩散，则扩散过程可通过所述流体3的反应性硬化被制动或者甚至基本上停止。硬化过程B因此自动地停止或者仅仅一个边界层8直达扩散边界地硬化，而不是整个流体层5直到基底地硬化。如果取而代之地辐射感应地进行处理，则由于所引起的表面附近的硬化导致所述辐射的吸收的加强，从而使得较深的层仅仅不明显地或者不再被所述辐射达到。

表面附近的处理B要么优选基本上全面地或替代地仅仅部分面地或结构化地特别是利用激光器进行，例如在可UV聚合的流体3的情况下利用UV激光器。

在方法步骤C中，流体3或被处理过的流体3'从第一衬底4作为第二层1传递到第二衬底2上并且在此降低层厚度，也就是说，层厚度9小于层厚度7。根据本发明，第一层5的流体被不完全地传递，也就是说仅仅被处理过的流体3'并且从而边界层8被传递，也就是说在第一衬底4上留下至少75％的流体剩余。优选第一层5的流体3的小于25％或小于10％或小于1％或小于1％被传递。

在完成传递C之后，所述流体3'优选形成一第二层1，其具有亚微米范围内的层厚度9，也就是说小于1微米或小于0.1微米。特别优选的是，层厚度9的按照本发明的制造在低于50纳米的范围内。

被处理过的流体3的传递B也可以被称为分离，因为例如固化的或(部分)硬化的流体3'(固相)与液态的或基本上未硬化的流体3”(液相)分开。该分开优选可通过有针对性地调节或控制相应的表面能或吸附力和内聚力实现。所述流体3的表面上通过所述处理B产生的固相(表皮)因此优选比在流体相3”上更强烈地附着在第二衬底2的表面上，所述流体相又比在固相3'上更强烈地附着在第一衬底4上。为了这个目的，可以有针对性地选择和/或有针对性地处理所参与的材料。可能的是例如利用等离子体、UV辐射、电子辐射、吸附体、优选两性分子、热/冷或者利用电势对衬底4和2进行表面处理。替代地也可以将增附剂(例如粘接剂)施加到衬底4和2上。

在一个未示出的另一方法步骤中可以将没有传递到第二衬底2上的流体3”从第一衬底4上去掉。

图2示出用于执行本发明方法的装置11的一个优选实施例的示意性剖视图。该装置优选具有旋转的辊12(或滚筒)，其表面13构成第一衬底4并且施加装置A'(相应于图1，参考标号6a)根据方法步骤A将流体3施加到所述第一衬底上。此外，该装置具有处理装置B'(相应于图1，参考标号6b)，该处理装置根据方法步骤B在表面附近处理由辊12上的流体3构成的第一层5。

接着，将第二衬底2与由流体3或3'构成的第一层5的被处理过的表面8接触并且将所述处理过的表面8作为第二层1传递到第二衬底2上。在两个衬底之间在没有本发明的表面附近的处理B的情况下进行流体传递时、例如在辊间隙中传递印刷油墨时进行流体层的不受控制的分开，而按照本发明执行的则是受控制的分开并且在此仅仅是表面附近的部分层8与远离表面的剩余层有针对性地分开。在仅仅在表面附近进行处理B、例如硬化或至少部分硬化(与整个第一层从其外表面直至其相对于衬底表面的内表面完全硬透的情况相反)的情况下，表面附近的部分层8优选作为硬化的或至少部分硬化的层从未硬化的流体3”上被揭下和传递。将第二层1与第二衬底2、优选扁平承印材料14或扁平中间承载件14一起从旋转的第一衬底4上输送走。

可设置附加的清洁装置D'、例如刮刀、清洁刷或清洁布(分别优选在采用附加的清洁液体的情况下)，以便将多余的、未被传递的流体3”从第一衬底4上去除掉并且由此将第一衬底4基本上重置成其初始状态。替代或附加于所示清洁装置D'地也可以提出，使布置在下游的旋转的第二辊(或滚筒)与所述衬底2接触，其将不显著的、不期望地传递的并且未被处理过的流体3”从第二衬底2上去除掉。

参考标号表

1(第二)层

2(第二)衬底

3流体

3'被处理过的流体

3”未被处理过的流体

4(第一)衬底

5(第一)层

6a施加装置

6b处理装置

7层厚度

8表面附近的边界层

9层厚度

10印刷机

11装置

12辊

13辊表面

14承印材料

A施加

A'施加装置

B表面附近的处理

B'处理装置

C传递

D'清洁装置

Claims (33)

1.一种用于在衬底上产生层的方法，其中，

将流体(3)作为第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

处理所述第一衬底(4)上的所述流体(3)；并且

将所述流体(3)从所述第一衬底(4)上作为第二层(1)传递到第二衬底(2)上；

其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在表面附近被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)被不完全地传递(C)，其中，仅仅传递被处理过的流体(3')。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的25％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于25％被传递(C)。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述流体(3)作为具有大于1微米的层厚度(7)的第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

将所述处理过的流体(3')作为具有小于1微米的层厚度(9)的第二层(1)传递到第二衬底(2)上。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面附近的处理(B)是选自下述处理表的处理：

提高粘度；

硬化；

固化；

结膜；

聚合；

利用反应性气体迎流；

利用反应性液体喷射；

与反应性表面接触；

等离子体处理；

干燥；和

结冰。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面附近的处理(B)全面地进行。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面附近的处理(B)部分面地或结构化地进行。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一衬底(4)是固态的衬底；

所述第二衬底(2)是固态的衬底。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一衬底(4)是液态的衬底；

所述流体(3)在所述处理(B)之前是液态的；

所述第二衬底(2)是固态的衬底。

9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将没有传递到所述第二衬底(2)上的流体(3”)从所述第一衬底(4)上去除掉。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将传递的未被处理过的流体(3”)从所述第二衬底(2)上去除掉。

11.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述结膜是氧化结膜。

12.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用UV辐射进行聚合。

13.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用热空气和/或IR辐射进行干燥。

14.如权利要求4所述的方法，其特征在于，利用冷空气进行结冰。

15.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述表面附近的处理(B)利用激光器进行。

16.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一衬底(4)是辊表面。

17.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二衬底(2)是辊表面或承印材料。

18.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第一衬底(4)是水或水性溶液。

19.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述流体(3)是油基的。

20.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二衬底(2)是辊表面或承印材料。

21.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的25％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于10％被传递(C)。

22.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的25％范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于1％被传递(C)。

23.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的10％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于25％被传递(C)。

24.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的10％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于10％被传递(C)。

25.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的10％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于1％被传递(C)。

26.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的1％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于25％被传递(C)。

27.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的1％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于10％被传递(C)。

28.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述第一层(5)的流体(3)仅仅在所述第一层(5)的层厚度(9)的最上面的1％的范围内被处理(B)；

所述第一层(5)的流体(3)的小于1％被传递(C)。

29.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述流体(3)作为具有大于1微米的层厚度(7)的第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

将所述处理过的流体(3')作为具有小于0.1微米的层厚度(9)的第二层(1)传递到第二衬底(2)上。

30.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述流体(3)作为具有大于1微米的层厚度(7)的第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

将所述处理过的流体(3')作为具有小于50纳米的层厚度(9)的第二层(1)传递到第二衬底(2)上。

31.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述流体(3)作为具有大于10微米的层厚度(7)的第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

将所述处理过的流体(3')作为具有小于1微米的层厚度(9)的第二层(1)传递到第二衬底(2)上。

32.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述流体(3)作为具有大于10微米的层厚度(7)的第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

将所述处理过的流体(3')作为具有小于0.1微米的层厚度(9)的第二层(1)传递到第二衬底(2)上。

33.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

将所述流体(3)作为具有大于10微米的层厚度(7)的第一层(5)施加(A)到第一衬底(4)上；

将所述处理过的流体(3')作为具有小于50纳米的层厚度(9)的第二层(1)传递到第二衬底(2)上。