DE2832144A1

DE2832144A1 - Informationstraegerplatte und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2832144A1
Application number: DE19782832144
Authority: DE
Inventors: Claude Bricot; Francois Le Carvennec; Gerard Robin
Original assignee: Thomson-Brandt SA
Current assignee: Thomson-Brandt SA
Priority date: 1977-07-22
Filing date: 1978-07-21
Publication date: 1979-02-01
Also published as: GB2001279A; US4157931A; IT1105904B; FR2397931A1; IT7850383A0; FR2397931B1; CA1112408A; GB2001279B; JPS5423501A

Description

- 4 Patentanwälte

Dipl.-Ing. Dipl.-Chem. Dipl-Ing.

E. Prinz - Dr. G. Hauser - G. Leiser

Ernsbergerstrasse 19

8 München 60

Unser Zeichen: T 3157 20.JuIi 1978

THOMSON-BRANDT

173 Bd.Haussmann

75008 Paris, Frankreich

Informationsträgerplatte und Verfahren zu seiner

Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf die Reproduktion von Informationsträgerplatten und betrifft insbesondere die Reproduktion von Platten, auf denen die Information in Form einer ReIiefmodulation aufgezeichnet ist, wobei diese Modulation die Umsetzung eines mit zwei Zuständen codierten Signals darstellt.

Ein herkömmliches Verfahren zum Reproduzieren von Informationsträgerplatten, auf denen die Information in Form einer Modulation des Reliefs der Platte aufgezeichnet ist, besteht darin, ausgehend von einem als Uegativkopie gravierten Material, eine Platte aus wärmeverformbarem Kunststoff auf diese Matrize zu pressen. Solche Matrizen können durch Elektroplattieren oder durch Gravieren durch örtliche Abtragung mit Hilfe einer konzentrierten Einschreibstrahlung hergestellt werden. Das Preßverfahren ist dem ersten Typ von Matrizen angepaßt, die ausreichend hart sind, um die Verformungen und Spannungen auszuhalten,

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die sich aufgrund des Wannpreßverfahrens ergeben. Dagegen sind die durch Abtragung gravierten Matrizen schwierig durch dieses Verfahren reproduzierbar, weil sie, da der verdampfbare Film nicht sehr hart ist, zerbrechlicher sind. Sie haben jedoch Vorteile, da bei ihnen wegen des Fehlens einer Entwicklungsphase das Einschreiben in Echtzeit kontrolliert werden kann.

Ein weiteres Heproduktionsverfahren, das für die Reproduktion von Trägern mit Hilfe von durch Abtragung gravierten Matrizen verwendbar ist, besteht darin, eine Kopie durch Formen herzustellen. Das Verfahren besteht darin, die Matrize (oder den Träger) mit einer Harzschicht (einem Silikonkautschukelastomer) zu überziehen. Ein solches Material kann als sehr dünne Schicht aufgebracht werden, die nicht an dem Träger haftet, auf den sie aufgebracht wird. Dieses Material ist biegsam und kann sich infolgedessen verformen. Es ist daher erforderlich, es auf einem Substrat zu befestigen, das zuvor mit einer Haftschicht überzogen worden ist. Eine erste Schwierigkeit dieses Verfahrens besteht darin, die Harzschicht und die Haftschicht miteinander in Berührung zu bringen, ohne Luftblasen zwischen diesen beiden Schichten einzuschließen. Schließlich muß der erhaltene Träger von der Matrize getrennt werden und es muß ein Loch in ihn gebohrt werden, das in bezug auf die Spuren genau zentriert ist. Schließlich muß diese Platte noch ausgewuchtet werden, damit sie gegenüber der zuvor festgelegten Drehachse völlig stabil ist. Die erste Schwierigkeit kann überwunden werden, indem ein dünnes und biegsames Substrat benutzt wird, das in einem Kreisbogen auf die Harzschicht aufgebracht wird, wobei die Berührung allmählich hergestellt wird, um die Luft auszutreiben.

Die Schwierigkeiten, die mit der Zentrierung und der Auswuchtung verknüpft sind, können nur teilweise gelöst werden,

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und die erforderlichen Handhabungen bringen die Gefahr mit sich, daß die Kopie beschädigt wird.

Die Erfindung schafft ein Verfahren zur Reproduktion von Informationsträgerplatten durch Formen, das gestattet, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden, indem Substrate benutzt werden, die zuvor durchbohrt und ausgewuchtet worden sind und die dünn oder dick (somit biegsam oder starr) sind. Das Verfahren nach der Erfindung verlangt nicht die Verwendung von biegsamen Substraten«, Das Formen erfolgt kalt, wodurch die Verformungen vermieden werden, die sich bei einem Warmpressen ergeben, und, nachdem das Formen ausgeführt worden ist, kann das Aushärten des geformten Materials beschleunigt werden, beispielsweise durch Erwärmung.

Die Erfindung betrifft außerdem durch dieses Verfahren hergestellte Informationsträgerplatten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Maschine, die zur Reproduktion

von Platten und ihres Inhalts bei einem Schritt des Reproduktionsverfahrens nach der Erfindung bestimmt ist, und

Fig. 2 eine Einzelheit von Fig. 1.

Die Maschine, die zur Durchführung des Verfahrens zur Reproduktion von Informationsträgerplatten bestimmt und in Fig. 1 dargestellt ist, enthält eine Vakuumkammer 1, die mit einem abnehmbaren Deckel 2 versehen ist. Dieser Deckel hat öffnun-

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gen 3 und 4-, über die ein Primärvakuum hergestellt oder über die stattdessen Luft eingeleitet werden kann.

Im Innern dieser Kammer ist ein Motor 5 angeordnet, der eine Welle 6 trägt, die in Drehung versetzt werden kann. Eine kalibrierte Tragwelle 7 ist mit der Welle des Motors durch einen Stift fest verbunden. Eine solche Vorrichtung bildet einen Schleuderapparat, der zum Aufbringen von dünnen Schichten polymerisierbaren Materials auf Träger benutzt werden kann. Das Verfahren nach der Erfindung zur Reproduktion von Informationsträgern benutzt diese einfache Maschine für die Reproduktion.

Zu diesem Zweck wird eine Matrize 8, die zuvor in ihrem Mittelpunkt durchbohrt worden ist (dieser Mittelpunkt, der als Umdrehungsmittelpunkt bei dem Einschreiben benutzt worden ist, ist somit in bezug auf die Spuren sehr genau festgelegt), wird auf die Tragwelle aufgebracht und stützt sich auf dem horizontalen Teil dieser Tragwelle ab. Die aufzubringende Verbindung wird hergestellt (Zusetzen eines Härters), um das polymerisierbare Material zu bilden, und wird so behandelt, daß sie keine Luftblasen mehr enthält, indem sie beispielsweise in eine Vakuumkammer eingebracht wird, in der ein Primärvakuum aufgebaut wird. Die aufzubringende polymerisierbare Verbindung wird hinsichtlich ihrer Nichtklebeeigenschaften ausgewählt: sie soll an einer begrenzten Anzahl von Materialien kleben bleiben, unter denen sich nicht das Material befindet, welches den gravierten Teil der Matrize bildet.

Diese Verbindung kann vorteilhafterweise ein Silikonkautschukelastomer sein, das sich zusammen mit dem entsprechenden Haftappreturmittel im Handel befindet.

Der Motor 5 wird in Drehung versetzt und nimmt die Tragwelle

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mit, die die Matrize trägt. Einige Tropfen des polymerisier-"baren Materials werden auf die Matrize in der Bähe der Welle aufgebracht und das Überziehen der gesamten Oberfläche erfolgt durch das Zentrifugieren infolge der Drehung. Der Überzug stabilisiert sich anschließend und bildet eine Schicht 12, die die Vertiefungen des Reliefs ausfüllt und außen ein im wesentlichen gleichmäßiges Aussehen hat, wobei wichtig ist, daß die gesamte Oberfläche der Matrize bedeckt ist.

Die so gebildete Schicht bleibt nicht an der Matrize kleben, sie hat aber die Gestalt des Reliefs.

Das Substrat 9* das diese Prägung aufnehmen soll und zuvor durchbohrt und ausgewuchtet worden ist, wird außerhalb der Kammer mit einer Haftschicht 10 überzogen, die aus einem Material besteht, das an dem Harz kleben bleiben kann, welches auf die Matrize aufgebracht ist. Dieses Substrat, das mit seiner Haftschicht überzogen ist, wird seinerseits auf die kalibrierte Tragwelle aufgebracht, wo es durch bewegliche Finger 11, die zurückstellbar sind, wie es in Fig. 1 und ausführlicher in Fig. 2 gezeigt ist, auf Abstand von der Matrize gehalten (oder durch eine Magnetvorrichtung, die mit dem Träger in Berührung ist und ihn auf Abstand hält, wenn dem Magneten Strom zugeführt wird).

Die Tragwelle und die Vellenlöcher der Matrize und des Trägers sind genau aufeinander justiert, wobei die Verbindungen zwischen den verschiedenen Teilen durch zurückziehbare Spindeln, die das Festspannen bewirken, starr gemacht sind.

Der Deckel 2 der Vakuumkammer, der während allen vorgenannten Operationen abgenommen war, wird wieder aufgebracht. Es wird in der Kammer ein Primärvakuum über die für diesen Zweck vorgesehenen Öffnungen hergestellt. Die Finger werden dann

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mit Hilfe einer mechanischen Vorrichtung zurückgestellt (oder durch Unterbrechung des Stroms in dem Magneten) und der Träger wird dann mit der Matrize in Berührung gebracht, die mit dem polymerisierbaren Material beschichtet ist.

Es wird dann Luft in die Kammer eingelassen und infolgedessen wird der die Haftschicht tragende Träger gegen die Matrize gedrückt, die die Harzschicht trägt. Das Wellenloch des Trägers ist daher in bezug auf die Reliefmodulation, die in der Harzschicht geformt ist, genau zentriert. Die Schicht aus polymerisierbarem Material muß dann vollständig polymerisiert werden, bevor die Matrize von dem Träger getrennt werden kann. Die polymerisierbar Schicht kann eine Dicke zwischen etwa Λ und etwa 20 um haben. Je nach der Dicke ist die Dauer der Polymerisierungsphase mehr oder weniger lang. Diese Dauer kann verkürzt werden, indem der Polymerisationsvorgang durch Erwärmung oder durch Bestrahlung mit einer UV-Strahlung beschleunigt wird. Diese Behandlung kann in derselben Kammer ausgeführt werden, wobei dann Erwärmungsoder Bestrahlungsvorrichtungen vorgesehen sind, oder außerhalb der Kammer. Zu diesem Zweck ist es möglich, daß aus der Kammer die Tragwelle, die die aus der Matrize, der Schicht polymerisierbaren Materials, der Haftschicht' und dem Substrat gebildete Anordnung trägt, ohne Veränderung der Relativpositionierung dieser verschiedenen Elemente herausgenommen wird. Diese Anordnung kann dann in eine Heizkammer eingebracht oder einer UV-Strahlung ausgesetzt A$eräen,während eine andere Matrize, die auf einer anderen Tragwelle sitzt, in die Kammer eingebracht werden kann, um eine weitere Reproduktion auszuführen. Wenn die Polymerisation beendet ist, erfolgt die Trennung der Matrize und des die geformte und polymerisierte Schicht tragenden Trägers sofort, da diese Schicht nicht an der Haftschicht kleben bleibt.

!"ig. 2 zeigt ausführlich das System, mittels welchem das

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Substrat auf Abstand von der Matrize gehalten wird. Gleiche Teile wie in Fig. 1 tragen gleiche Bezugszahlen. Die beweglichen Finger 11 können um ihre Drehachse 13 geschwenkt werden, damit sie eine der Positionen einnehmen, die mit ausgezogenen bzw. gestrichelten Linien dargestellt sind. Zu diesem Zweck hat ein elektromagnetisch betätigtes Relais, das sich im Innern der kalibrierten Welle befindet, eine Wicklung 14, einen Tauchkern 15 und einen feststehenden Teil 16 des magnetischen Kreises. Der Betätigungsstrom wird der Wicklung über zwei Drähte zugeführt, die eine dichte Durchführung 17 durchqueren. Wenn der Strom fließt, bewegt sich der Tauchkem in der Pfeilrichtung und die beweglichen Finger drehen sich um ihre Achse, um die gestrichelt dargestellte Position einzunehmen und dem Substrat 99 das mit seiner Haftschicht 10 versehen ist, freien Durchgang zu gewähren. Ein nicht dargestelltes Rückstellsystem gestattet, die beweglichen Finger in die obere Position zurückzubringen=,

Ein solches Verfahren zur Reproduktion von Informationsträgerplatten kann leicht automatisiert x^erden. Die Erfindung ist nicht auf das oben genau beschriebene Reproduktionsverfahreii und auf den durch dieses Verfahren hergestellten Träger beschränkt. Insbesondere ist es möglich, zuerst auf die kalibrierte Tragwelle den zuvor durchbohrten und ausgewuchteten Träger aufzubringen, auf dem das Formen erfolgen soll und der mit einer Haftschicht überzogen worden ist_o Anschließend wird der Träger mit der Schicht polymerisierbaren Materials auf seiner gesamten Oberfläche überzogen. Die Matrize wird dann ihrerseits auf die Welle aufgebracht und auf Abstand von dem beschichteten Träger gehalten. Die Vakuumkammer wird dann geschlossen und es wird ein Primärvakuum in dieser Kammer hergestellt. Die Matrize wird anschließend auf die polymerisierbar e Schicht aufgebracht und es wird Luft in die Kammer eingelassen. In derselben Weiäe wie zuvor werden deshalb die Matrize und der Träger aneinander gedrückt und es bleibt nur

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noch die vollständige Polymerisation der Schicht polymerisierbaren Harzes abzuwarten, indem entweder die Anordnung, so wie sie ist, in der Kammer gelassen wird, oder indem sie einer UY-Strahlung ausgesetzt wird oder indem die Tragwelle, die den mit der Haftschicht überzogenen Träger, die Harzschicht und die Matrize trägt, aus der Kammer herausgenommen und die Anordnung ohne Veränderung der Relativposition der verschiedenen Elemente in einen Ofen eingebracht wird, um die Polymerisation zu beschleunigen.

Der so reproduzierte Träger besteht somit aus dem biegsamen oder starren Substrat, auf das das geformte und ausgehärtete polymerisierbare Material, das die Information trägt, aufgeklebt ist.

Bei einer Platte, die im Durchlicht lesbar ist, werden das Substrat und das Harz lichtdurchlässig gewählt und es ist keine zusätzliche Behandlung vorzusehen, höchstens evtl. das Aufbringen einer Schutzschicht auf die die Information tragende !Fläche.

Bei einer im Auflicht lesbaren Platte bleibt eine reflektierende Schicht geringer Dicke zu bilden, die die Gestalt des Reliefs des polymerisierten Harzes auf dem so erhaltenen Träger annimmt, indem beispielsweise die die Information tragende Fläche des Trägers im Vakuum metallisiert wird.

Die Erfindung ist bei der Reproduktion von allen Informationsträgerplatten verwendbar, auf denen die Information in Form einer ReIiefmodulation aufgezeichnet ist.

Der Träger, der am Ende des Reproduktionsverfahrens nach der Erfindung vorliegt, kann auch als Form für das Herstellen von anderen Kopien benutzt werden, die durch herkömmliche Verfahren aus verschiedenen Materialien, wie polymerisier-

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baren Harzen, Acrylharz, Epoxidharz oder photopolymerisierbarem Harz, hergestellt werden. Die Matrize, mit der die
Reproduktion durch das Verfahren nach der Erfindung vorgenommen wird, trägt dann dasselbe Relief wie der endgültige Träger, wobei dann die Tragplatte, die durch das Verfahren nach der Erfindung erhalten wird, eine Negativkopie ist.

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Claims

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Patentansprüche:

/1.1 Verfahren zum Reproduzieren von Informationsträger- ^paatten mib einer gravierten Matrize, dadurch gekennzeichnet, daß ein platbenförmiges Substrat, das zuvor zentriert und ausgewuchtet worden ist, und ein polymer!- eierbares Material, das an der Matrize nicht kleben bleiben kann, benutab werden, und daß das Verfahren darin besteht, das polymerisierbar Material zwischen der Matrize und dem Substrat, die auf ein und dieselbe kalibrierte Trägwelle aufgebracht sind, kaltumformen, wobei die Wellenlöcher der Matrize und des Substrats an dem kalibrierten Teil der Tragwelle genau justiert werden und wobei das Substrat zuvor mit einer Haftschicht überzogen worden ist, die aus einem Material besteht, das hinsichtlich seiner Eigenschaft, an dem polymerisierbaren Material kleben zu bleiben, ausgewählt worden ist, und wobei das Formen in einer Vakuumkammer ausgeführt wird, in der das Vakuum bei dem Inberührungbringen vorhanden ist, während in diese Kammer eingelassene Luft das Uhter-GWitzen dieser Berührung gestattet, und daß das Substrat und die geformte Schicht, die an ihr über die Haftschicht haftet, am Ende der Polymerisationsphase von der Matrize

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ORIGINAL INSPECTED

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getrennt werden, um die Informationsträgerplatte zu bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die nichtgravierte Seite der Matrize an einem horizontalen Tragteil der Tragwelle anliegt, die Schicht polymerisierbaren Materials auf die gravierte Seite aufgebracht wird und dann die die Haftschicht tragende Seite des Substrats mit der Schicht polymerisierbaren Materials in Berührung gebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die nichtbeschichtete Seite des Substrats auf einem horizontalen Teil der Tragwelle aufliegt, die Schicht polymerisierbaren Materials auf die mit der Haftschicht überzogene Seite aufgebracht wird und dann die Reliefseite der Matrize mit der Schicht polymerisierbaren Materials in Berührung gebracht wird«
4« Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das Aufbringen der Schicht polymerisierbaren Materials die Tragwelle in Drehung versetzt xtfird, wodurch diese Schicht gleichmäßig aufgebracht wirdo
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Beschleunigen der Polymerisation der geformten Schicht polymerisierbaren Materials die Tragwelle, die die Anordnung aus der Matrize, der geformten Schicht und dem Substrat trägt, ohne Veränderung der Positionierung der verschiedenen Elemente einer zusätzlichen Behandlung unterzogen wird, bei der sie erwärmt oder einer UV-Strahlung ausgesetzt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das polymerisierbare Material vor dem Auf-

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bringen so behandelt wird, daß es keine Luftblasen mehr enthält.
7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize als Negativkopie graviert ist und daß die erhaltene Informationsträgerplatte die Information optisch lesbar trägt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn die Matrize mit demselben Relief wie der zu lesende Informationsträger graviert ist, die erhaltene Informationsträgerplatte eine Negativkopie ist, mit der die optisch lesbare Informationsträgerplatte hergestellt wird.

9. Informationsträgerplatte, gekennzeichnet durch ein Substrat in Form einer zentrierten und ausgewuchteten Platte, eine Haftschicht und eine kaltgeformte polymerisierte Schicht.

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