Способ изготовления микрообъектов печатной продукции и устройство для непрерывного изготовления такой продукции

Способ изготовления микрообъектов печатной продукции и устройство для непрерывного изготовления такой продукции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится в целом к изготовлению печатной продукции и, в частности, к способу изготовления и устройству для изготовления печатной продукции, имеющей микрообъекты, расположенные на поверхности подложки.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В большом количестве приложений используются оптические устройства, дающие начало синтезированному трехмерному изображению или изображению, изменяющему свой внешний вид под различными углами. Кроме чисто эстетических целей такие устройства используются, например, в качестве защитных меток на банкнотах или других ценных документах, удостоверяющих личность документах и т.д., или в качестве защиты бренда. Синтезированные трехмерные изображения также используются для обеспечения лучшего геометрического понимания сложных форм, например, в двумерных информационных документах.

Устройства по формированию синтезированного изображения основаны на взаимодействии между массивом фокусирующих элементов и частями микроизображения. В уровне технике «синтезированные изображения» также называют «встроенными изображениями» или «муаром», так как квалифицированное изображение состоит из нескольких частей, интерпретируемых вместе как единое целое. Относительные геометрические соотношения приводят к различным оптическим эффектам, от различных уровней 3D до изображений, которые перемещаются или изменяют свой внешний вид, например зависят от угла зрения. Фокусирующие элементы и части микроизображения, как правило, выполняют путем печати на по существу прозрачную полимерную пленку.

Один из подходов для изготовления устройства по формированию синтезированного изображения раскрыт в опубликованной международной заявке №2011/102800. В этом документе способ непрерывной подачи рулонного материала достигается за счет взаимодействия матричного вала с подложкой. Матричный вал содержит углубления, которые заполнены отверждаемым соединением. Отверждаемое соединение переносится на подложку во время контакта прокаткой между матричном валом и подложкой. Как правило, для того чтобы облегчить адгезию отверждаемого соединения к подложке, поверхность подложки предварительно обрабатывают, например наносят поверхностный слой. Хорошее сцепление между этим поверхностным слоем и отверждаемым соединением в матричном валу способствует удалению отверждаемого соединения из углублений, когда контакт прокаткой оканчивается.

Во многих приложениях оптического устройства, которое обеспечивает синтезированное цельное изображение, изображаемый объект может быть окрашен, чтобы получить черно-белое изображение, изображение в оттенках серого или цветное изображение, или просто чтобы обеспечить надлежащие оптические свойства. Эта окраска обычно может быть получена путем заполнения углублений в матричном валу чернилами. Эта операция представляет собой довольно трудную задачу, в частности, в крупномасштабном производстве с использованием, например, упомянутого выше способа непрерывной подачи рулонного материала, поскольку все рельефные полости, начиная от полостей микронного размера до полостей сантиметрового размера, должны быть в равной степени заполнены, не оставляя чернил на промежуточных поверхностях.

Когда краска переносится на лист подложки, чернила могут распространиться за пределы области, ограниченной углублениями. Это является в особенности затруднительным, если подложка имеет поверхностный слой для улучшения адгезионных свойств. Контакт между подложкой и матричном валом обычно довольно интенсивен, по меньшей мере на микроуровне, при этом контактное усилие приводит к сдвигу поверхностного слоя между подложкой и матричном валом. Это увеличивает риск затягивания чернил из углублений.

Одним из способов снижения таких эффектов является предварительное отверждение чернил, прежде чем они войдут в контакт с поверхностным слоем подложки. Чем больше скорость печати, тем выше необходимый уровень предварительного отверждения, чтобы противодействовать любому эффекту сдвига поверхностного слоя. Тем не менее, предварительное отверждение чернил внутри углублений в целом значительно усложняет выпуск чернил из углублений и, таким образом, повышается риск того, что чернила застрянут в углублениях матрицы. Эти проблемы выпуска обычно возрастают с увеличением скорости печати. Если чернила отверждены слишком сильно до того как установился контакт с поверхностным слоем, любая мостиковая межмолекулярная связь между поверхностным слоем и чернилами также будет снижена, что уменьшает эффект прилипания поверхностного слоя.

Другими словами, в производственных подходах предшествующего уровня техники могут существовать проблемы с распространением чернил, когда они используются в высокоскоростном производстве.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Одной целью изобретения является упрощение высокоскоростной печати микрообъектов продукции высокой точности на поверхности листа подложки. Поставленная задача решается с помощью способа изготовления и устройства, которые выполнены в соответствии с прилагаемыми независимыми пунктами формулы изобретения. Предпочтительные варианты выполнения определены в зависимых пунктах формулы изобретения. В целом, в первом аспекте способ изготовления печатной продукции включает использование матрицы, содержащей поверхность с большим количеством углублений. Первое отверждаемое соединение наносят на поверхность матрицы и углубления таким образом, чтобы заполнить углубления первым отверждаемым соединением. Поверхность матрицы и углубления, заполненные первым отверждаемым соединением, покрывают удерживающим слоем из второго отверждаемого соединения. Матрицу приводят в контакт с поверхностью подложки, при этом первое отверждаемое соединение и второе отверждаемое соединение отверждают по меньшей мере частично. Поверхность матрицы отделяют от поверхности подложки, оставляя удерживающий слой и первое отверждаемое соединение на поверхности подложки. Удерживающий слой и первое отверждаемое соединение, заполняющие углубления, переносят вместе с поверхности матрицы на поверхность листа подложки. Таким образом, первое отверждаемое соединение образует микрообъекты печатной продукции на удерживающем слое, покрывающем поверхность подложки.

Во втором аспекте устройство для непрерывного изготовления печатной продукции содержит матричный вал, первый аппликатор, второй аппликатор, приводной узел, направляющие подложки и отверждающие средства. Матричный вал имеет окружную поверхность с углублениями. Первый аппликатор выполнен с возможностью нанесения первого отверждаемого соединения на матричный вал таким образом, чтобы заполнить углубления первым отверждаемым соединением. Второй аппликатор, который выполнен отдельно от первого аппликатора, выполнен с возможностью покрытия окружной поверхности и углублений, заполненных первым отверждаемым соединением, удерживающим слоем из второго отверждаемого соединения. Приводной узел выполнен с возможностью вращения матричного вала в направлении вращения. Направляющие подложки расположены с возможностью приведения листа подложки в контакт с матричном валом в контактной секции. Контактная секция расположена в направлении вращения после второго аппликатора. Удерживающий слой и первое отверждаемое соединение переносятся вместе от окружной поверхности и остаются на поверхности подложки. Первое отверждаемое соединение печатной продукции образует микрообъекты печатной продукции на удерживающем слое, покрывающем поверхность подложки. Отверждающие средства расположены с возможностью отверждения первого отверждаемого соединения и второго отверждаемого соединения. Отверждающие средства выполнены с возможностью осуществления отверждения по меньшей мере в части контактной секции.

Одно из преимуществ представленной выше технологии заключается в том, что она обеспечивает возможность выполнения высокоскоростной печати с уменьшенным риском растекания чернил из углублений. Другие общие преимущества и преимущества предпочтительных вариантов выполнения более подробно описаны ниже в связи с подробным описанием изобретения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение вместе с дополнительными целями и преимуществами может быть лучше понято со ссылками на последующее описание, которое рассматривается совместно с прилагаемыми чертежами, на которых:

Фиг. 1 представляет собой схематическое изображение печатной продукции;

Фиг. 2А-D представляют собой схематические иллюстрации ситуаций при печати варианта выполнения способа печати;

Фиг. 3 представляет собой блок-схему этапов варианта выполнения способа печати;

Фиг. 4 представляет собой схематический чертеж варианта выполнения печатного устройства;

Фиг. 5 представляет собой схематический чертеж варианта выполнения другого печатного устройства; и

Фиг. 6 схематично показывает вспомогательные элементы в больших углублениях.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

На всех чертежах одинаковые номера позиций используются для аналогичных или соответствующих элементов.

Продукция, изготовленная в соответствии с настоящим изобретением, содержит основную часть, которая в продукции, или в промежуточной продукции, представляет собой лист подложки с ограниченной толщиной по сравнению с измерениями в ортогональных направлениях. На одной или обеих главных поверхностях листа подложки продукции или в них расположены микрообъекты. В качестве примера, один вариант выполнения указанной продукции может содержать первичные микрообъекты продукции на первой стороне листа подложки и вторичные микрообъекты продукции на противоположной стороне листа подложки. Первичные микрообъекты продукции, как правило, связаны со вторичными микрообъектами продукции. Другие варианты выполнения указанной продукции могут включать три или большее количество наборов микрообъектов продукции. В своей самой основной форме продукция содержит лист подложки с микрообъектами продукции, напечатанными только на одной ее поверхности.

Микрообъекты продукции могут быть использованы для различных целей, например, в качестве конструктивных и/или функциональных элементов в устройстве по формированию синтезированного изображения, как описано выше, или в других устройствах, таких как оптические приборы, электронные устройства, микрожидкостные устройства, устройства отображения, электрохимические устройства, электрохромные устройства, устройства для биопроб и т.д., или просто как чернила для печати в печатной продукции. В большинстве этих применений микрообъекты продукции часто должны быть выполнены с высоким разрешением и высокими размерными допусками, поскольку функциональность продукции связана с размерами и/или распределением микрообъектов. Часто микрообъекты также должны быть небольшими, чтобы получить желаемый эффект.

В иллюстративных целях на Фиг. 1 показана продукция 1, изготовленная в соответствии с одним вариантом выполнения настоящего изобретения, содержащая набор микролинз 2 и связанный с ним набор изображаемых объектов 4, расположенных соответственно на противоположных сторонах прозрачного листа 5 подложки. Аспекты настоящего изобретения в целом описаны в терминах изготовления продукции с такой конструкцией. Тем не менее, идеи настоящего изобретения не ограничиваются только этим типом продукции, но применимы к различным видам продукции, имеющим напечатанные микрообъекты. В таком конкретном варианте выполнения изображаемые объекты 4 напечатаны на одном или нескольких удерживающих слоях 6 (один такой слой показан первой пунктирной линией), расположенных на листе 5 подложки, без предварительной структуризации листа 5 подложки. Микролинзы 2 могут быть сформированы посредством тиснения листа подложки либо в процессе отверждения при отливке в отдельном слое 7 (показан второй пунктирной линией) на листе 5 подложки. Несмотря на то, что варианты выполнения настоящего изобретения проиллюстрированы с микролинзами, следует понимать, что для получения интегрального представления могут быть использованы другие элементы, способные фокусировать на участок и/или ограничивать вид соответствующего изображаемого объекта. Примерами других таких фокусирующих элементов, кроме микролинз, являются микрозеркала, апертуры, двояковыпуклые зеркала и двояковыпуклые линзы. Изображаемые объекты 4, таким образом, в этом варианте выполнения считаются микрообъектами 3 печатной продукции на удерживающем слое 6, покрывающем поверхность 10 подложки. В большинстве описанных ниже вариантов выполнения в качестве демонстрационных примеров используются сферические микролинзы.

Также микролинзы 2 могут быть изготовлены аналогичным образом, и для этого микролинзы 2 следует рассматривать в качестве микрообъектов 3 печатной продукции на удерживающем слое, покрывающем поверхность 10.

В настоящем описании термин «матрица» используется для обозначения основной части, имеющей поверхность с рисунком углублений или отверстий. Поверхность между этими углублениями является по существу плоской или имеет в целом гладкую форму, например цилиндрическую форму. Термин «матричный вал» является аналогично интерпретируемым как вал с наружной или окружной поверхностью, обладающий рисунком углублений или отверстий. Поверхность между этими углублениями имеет в целом гладкую цилиндрическую форму. Рисунок углублений соответствует структурам, предназначенным для печати на подложке.

На Фиг. 2А-D схематически показаны некоторые из основных идей настоящего изобретения. На Фиг. 2А первый аппликатор 15 выполнен с возможностью взаимодействия с матричным валом 20. Матричный вал 20 имеет окружную поверхность 24 с углублениями 22. Первый аппликатор 20 выполнен с возможностью нанесения первого отверждаемого соединения 12 на матричный вал 20 так, чтобы заполнять углубления 22 первым отверждаемым соединением 12. В некоторых вариантах выполнения могут появиться излишние объемы первого отверждаемого соединения 12, например на окружной поверхности, но они могут быть легко удалены, как описано более подробно ниже. Первое отверждаемое соединение 12 подается из первого источника 16 на аппликаторный валик 14 первого аппликатора 15. Матричный вал 20 вращается в направлении 26 вращения, а аппликаторный валик 14 расположен в контакте качения с окружной поверхностью 24 матричного вала 20 и вращается, таким образом, в противоположном направлении. Взаимодействие между первым аппликатором 15 и матричным валом 20 приводит к переносу первого отверждаемого соединения 12 в углубления 22. Другими словами, при выходе из первого аппликатора 15 углубления заполнены наполнителем 28 первого отверждаемого соединения 12. В альтернативных вариантах выполнения первый аппликатор 15 может состоять из других частей, например распылителей, наливающих емкостей, очищающих краев, шлицевых экструзионных головок различных видов и т.д.

Первое отверждаемое соединение 12 зависит от того, пигментировано конкретное приложение или нет. Такое пигментированное отверждаемое соединение часто называют «чернилами».

На Фиг. 2B проиллюстрирована последующая часть, со ссылкой на направление 26 вращения матричного вала 20. Второй аппликатор 30 выполнен с возможностью взаимодействия с матричным валом 20. Второй аппликатор 30 содержит в этом конкретном варианте выполнения аппликаторный валик 34 и второй источник 36 для второго отверждаемого соединения 32. Аппликаторный валик 34 по аналогии с аппликаторным валиком 14 (Фиг. 2А) расположен в контакте качения с окружной поверхностью 24 матричного вала 20 и, следовательно, также вращается в противоположном направлении. Взаимодействие между вторым аппликатором 30 и матричным валом 20 приводит к переносу слоя, в настоящем описании обозначенного как удерживающий слой 6, из второго отверждаемого соединения 32 на окружную поверхность 24 матричного вала 20 и покрытия наполнителем 28. Другими словами, при выходе из второго аппликатора 30 окружная поверхность 24 матричного вала 20 и наполнитель 28 покрыты удерживающим слоем 6. В альтернативных вариантах выполнения второй аппликатор 30 может состоять из других частей, например распылителей, наливающих емкостей, очищающих краев, шлицевых экструз ионных головок различных видов и т.д.

Взаимодействие между матричным валом 20 и вторым аппликатором 30 является достаточно слабым, чтобы оставлять непрерывный удерживающий слой 6. Это имеет то преимущество, что эффекты сдвига между вторым отверждаемым соединением 32, обеспечиваемым вторым аппликатором 30, и первым отверждаемым соединением 12 наполнителя 28 становятся небольшими. Риск распространения наполнителя 28 наружу из углублений 22, таким образом, очень мал.

На Фиг. 2С проиллюстрирована еще одна последующая часть, со ссылкой на направление 26 вращения матричного вала 20. Здесь подложку 5 приводят в контакт с матричном валом 20, а точнее с удерживающим слоем 6, покрывающим окружную поверхность 24 матричного вала 20. Подложка подается в направлении 8 подачи со скоростью, по существу соответствующей скорости вращения окружной поверхности 24 матричного вала 20. Поверхность 10 подложки приходит во взаимодействие с удерживающим слоем 6. Этот процесс, в отличие от нанесения с помощью второго аппликатора 30 (Фиг. 2B), достаточно интенсивен, по меньшей мере, на микроуровне, при этом присутствуют большие сдвиговые силы. Фронт 39 материала из удерживающего слоя 6 скапливается спереди от намеченного места контакта. Тем не менее, эти огромные силы сосредоточены в наружной части 37 удерживающего слоя. Материал удерживающего слоя вблизи наполнителя 28 в основном более или менее не затрагивается. Риск распространения наполнителя 28 наружу из углублений 22, таким образом, по-прежнему очень низкий. Удерживающий слой 6, таким образом, действует как защита от сдвиговой силы для первого отверждаемого соединения 12 в наполнителе 28. В то же время наличие удерживающего слоя 6 приводит к уменьшению потребности в предварительной обработки поверхности 10 подложки. Удерживающий слой 6, предусмотренный между наполнителем 28 и подложкой 5, создается в контактной секции 35 между матричным валом 20 и подложкой 5.

Поскольку область взаимодействия между матричным валом 20 и подложкой 5 отстоит на некоторое расстояние от поверхности раздела между удерживающим слоем 6 и наполнителем 28, целостность наполнителя 28 становится относительно нечувствительной, например, к скорости печати. Кроме того, необходимость предварительного отверждения наполнителя 28 уменьшается, что также облегчает последующее удаление наполнителя 28 из углублений 22.

В некоторых вариантах выполнения также имеет значение временной аспект. Для некоторых комбинаций первого и второго отверждаемых соединений адгезия между наполнителем 28 и удерживающим слоем 6 со временем улучшается. Время, в течение которого наполнитель 28 и удерживающий слой 6 вращаются вместе перед поступлением в контактную секцию 35, таким образом, как правило, улучшает адгезию. Однако при слишком длительном контакте перед отверждением или при определенных комбинациях материалов может появиться риск того, что отверждаемые соединения могут растворяться более глубоко друг в друга.

На Фиг. 2D проиллюстрирована еще одна последующая часть, со ссылкой на направление 26 вращения матричного вала 20. Наполнитель 28 и удерживающий слой 6 отверждают, по меньшей мере, частично, в контактной секции 35, создавая монолитное цельное покрытие на поверхности 10 подложки. При этих условиях подложка 5 отделяется от матричного вала 20, т.е. контактная секция 35 заканчивается. Путем адаптации, например вязкости, адгезионных свойств, отверждения и т.п., первого и второго отверждаемых соединений 12, 32 удерживающий слой 6 и наполнитель 28 будут следовать за подложкой 5, оставляя незаполненные углубления на валу 20. Первое отверждаемое соединение 12, до этого составляющее наполнитель 28, формирует, таким образом, микрообъекты 3 печатной продукции на удерживающем слое 6, покрывающем поверхность 10 подложки.

Поскольку область взаимодействия между матричным валом 20 и подложкой 5 отстоит на некоторое расстояние от поверхности раздела между удерживающим слоем 6 и наполнителем 28, целостность наполнителя 28 становится относительно нечувствительной, например, к скорости печати. Кроме того, необходимость предварительного отверждения наполнителя 28 уменьшается, что также облегчает последующее удаление наполнителем 28 из углублений 22.

Обратите внимание, что Фиг. 2А-D предназначены для иллюстрации принципов очень схематичным образом, при этом в различных реальных вариантах выполнения могут быть предусмотрены различные дополнительные этапы, устройства или альтернативные конструкции.

Фиг. 3 иллюстрирует блок-схему последовательностей этапов варианта выполнения способа изготовления. Способ изготовления печатной продукции начинают на этапе 200. На этапе 210 выбирают матрицу, содержащую поверхность с большим количеством углублений. Первое отверждаемое соединение на этапе 212 наносят на поверхность матрицы и углубления таким образом, чтобы заполнить углубления первым отверждаемым соединением. На этапе 220 поверхность матрицы и углубления, заполненные первым отверждаемым соединением, покрывают удерживающим слоем из второго отверждаемого соединения. Матрицу, на этапе 230, приводят в контакт с поверхностью подложки, а на этапе 232 указанное первое отверждаемое соединение и указанное второе отверждаемое соединение отверждают, по меньшей мере, частично. Затем на этапе 234 поверхность матрицы отделяют от поверхности подложки, оставляя удерживающий слой и первое отверждаемое соединение на поверхности подложки. Удерживающий слой и первое отверждаемое соединение, заполняющее углубления, таким образом, переносят вместе, как указано в качестве общего этапа 240, от поверхности матрицы на поверхность листа подложки. Таким образом, первое отверждаемое соединение образует микрообъекты печатной продукции на удерживающем слое, покрывающем поверхность подложки. Процесс заканчивают на этапе 299.

Выбор отверждаемых соединений, как правило, зависит от многих факторов, как производственных факторов, так и требуемых конечных свойств продукции. В одном варианте выполнения первое отверждаемое соединение является тем же, что и второе отверждаемое соединение. В другом варианте выполнения первое отверждаемое соединение отличается от второго отверждаемого соединения. В одном варианте выполнения второе отверждаемое соединение при отверждении образует тот же самый материал, что и материал подложки.

Процесс печати улучшается путем выполнения удерживающего слоя до осуществления печати. Во время переноса первого отверждаемого соединения адгезия между первым отверждаемым соединением и удерживающим слоем должна преодолеть силы, удерживающие отверждаемое соединение в углублениях. Адгезия между отверждаемым соединением и листом 5 подложки во время переноса улучшается путем осаждения удерживающего слоя. Удерживающий слой действует в качестве адгезивного слоя на этапе переноса. Удерживающий слой имеет большее значение при предварительном отверждении первого отверждаемого соединения перед выполнением переноса, поскольку это, как правило, снижает адгезивные свойства, присущие отверждаемому соединению, или, по меньшей мере, смачивающие свойства отверждаемого соединения. Эти адгезивные или смачивающие свойства улучшаются путем нанесения соответствующего удерживающего слоя перед выполнением печати.

При печати с углублениями, заполненными отверждаемым соединением без использования удерживающего слоя, как и в предшествующем уровне техники, всегда есть риск инкапсуляции воздушных карманов. Как правило, такие воздушные карманы часто появляются близко к краю углубления, в особенности если заполнение углубления не совсем идеально. Когда отверждаемое соединение отверждают, кислород, находящийся в воздушном кармане, как правило, предотвращает или, по меньшей мере, замедляет процесс отверждения, что затем приводит к воздушному карману с липкими, неотвержденными поверхностями. Такое неудовлетворительное отверждение снижает адгезию к подложке и может привести к тому, что отверждаемое соединение или его часть остается в углублении после отделения от подложки.

Благодаря нанесению удерживающего слоя любые остающиеся геометрии, отклоняющиеся от основной поверхности матрицы, например, не полностью заполненные углубления в конечном счете становятся заполненными. Поскольку обеспечивается распространение удерживающего слоя также по поверхностям между углублениями, легко добиться полного заполнения любых возможных незаполненных участков углублений.

Затем благодаря выполнению фактического процесса печати между двумя по существу плоскими и непрерывными слоями риск инкапсуляции воздушных карманов значительно снижается. Если же какие-либо воздушные карманы все же появляются, эти воздушные карманы, по меньшей мере, не влияют на высвобождение отверждаемого соединения из углублений.

Первое отверждаемое соединение предпочтительно, по меньшей мере частично, отверждают на каком-то этапе обработки продукции, например перед вхождением в контакт с подложкой. Первое отверждаемое соединение может быть выбрано из широкого диапазона материалов и, следовательно, отверждение может быть достигнуто с помощью различных механизмов. Обычно термин «отверждение» связано с полимеризацией полимерных материалов, инициированных облучением, таким как облучение ультрафиолетовым (УФ) светом, и/или нагревом. Другими примерами средства для отверждения является инфракрасное облучение, облучение электронным пучком и добавление химических добавок. Первое отверждаемое соединение может также содержать не-отверждаемые компоненты. Для целей настоящей заявки термин «отверждение» также включает высушивание. Как и во многих традиционных технологиях печати, в качестве отверждаемого соединения могут быть использованы чернила различного типа. Предпочтительно используются чернила с красителями. Пигменты могут вызывать проблемы при печати небольших микрообъектов, так как размер частиц пигментов обычно является слишком большим, что может негативно повлиять на разрешение и цветовую плотность микрообъектов печатной продукции.

Во многих применениях, однако, не во всех, существует риск того, что количество нанесенного отверждаемого соединения превысит объем углублений. Поэтому избыточное количество отверждаемого соединения может присутствовать выше углублений, а также на участках матрицы, разделяющих углубления. Одним из способов по меньшей мере частичного решения этой проблемы является управление количеством отверждаемого соединения, которое подается на поверхность матрицы. Рисунок углублений с небольшой открытой площадью обычно требует меньше объема отверждаемого соединения для заполнения, чем рисунок углублений с большой открытой площадью. Примеры таких конструкций обсуждаются ниже.

Для того чтобы избежать печати первого отверждаемого соединения на промежуточных поверхностях, т.е. между микрообъектами печатной продукции и снаружи, любой избыток первого отверждаемого соединения на листе подложки в областях поверхности матрицы снаружи углублений удаляют, так что первое отверждаемое соединение микрообъектов, перенесенное в конечном итоге на лист подложки, по существу поступает из углублений. В качестве примера, для удаления любого избыточного количества отверждаемого соединения с поверхности матрицы могут быть использованы ракель, чистый резиновый валик или т.п. Избыточное количество первого отверждаемого соединения также может быть удалено путем шлифования. Различные средства для удаления избыточного количества первого отверждаемого соединения также могут быть объединены. Другими словами, при таких условиях предпочтительно предусмотреть этап процесса, на котором еще до нанесения удерживающего слоя избыточное количество первого отверждаемого соединения удаляют с поверхности матрицы вне углублений.

В идеале первое отверждаемое соединение изначально имеет низкую вязкость, с тем чтобы заполнять небольшие углубления матрицы. Эта низкая вязкость в предпочтительном варианте выполнения обычно имеет значение между 100 и 600 мПа⋅с. Однако, если необходимо удалить избыточное количество первого отверждаемого соединения с помощью, например, ракеля или шлифовального средства, то первое отверждаемое соединение может быть удалено из углублений, в особенности из углублений, имеющих сравнительно большую открытую поверхность, по сравнению с их глубиной, благодаря капиллярным силам, действующим на отверждаемое соединение с низкой вязкостью. Таким образом, при удалении избыточного количества первого отверждаемого соединения желательно иметь более высокую вязкость первого отверждаемого соединения. Эти противоречивые требования к вязкости отверждаемого соединения могут быть преодолены при наличии углублений одинакового размера, поскольку вязкость можно адаптировать под размер углублений, но проблема увеличивается при использовании углублений, имеющих размеры, изменяющиеся в широких пределах, и в особенности когда матрица содержит углубления, имеющие большую открытую поверхность, т.е. большую ширину или диаметр и сравнительно небольшую глубину. Поэтому предпочтительный вариант выполнения способа изготовления после заполнения углублений включает этап увеличения вязкости первого отверждаемого соединения, например, путем предварительной вулканизации, т.е. при заполнении вязкость ниже чем, например, при удалении избыточного количества первого отверждаемого соединения. Если выполняют удаление избыточного количества первого отверждаемого соединения, то предпочтительно вязкость первого отверждаемого соединения увеличивают до выполнения окончательного удаления, так что первое отверждаемое соединение ведет себя как паста, на которую капиллярные силы не оказывают существенного влияния. Увеличение вязкости первого отверждаемого соединения, нанесенного на матрицу, может быть получено с помощью, по меньшей мере частично, отверждения первого отверждаемого соединения. Вязкостью можно также управлять с помощью других средств, например путем снижения температуры первого отверждаемого соединения.

Удаление избыточного количества первого отверждаемого соединения может в конкретных вариантах выполнения быть выполнено в два этапа. Во-первых, при нанесении первого отверждаемого соединения на нем выполняют редукционное шлифование. Целью этого редукционного шлифования является, с одной стороны, удаление более крупных скоплений первого отверждаемого соединения из областей между углублениями и использование этого материала для заполнения незаполненных или не полностью заполненных углублений. Редукционное шлифование, таким образом, выравнивает материал по поверхности матрицы. С другой стороны, редукционное шлифование, как следует из названия, также удаляет материал, т.е. фактически уменьшает количество первого отверждаемого соединения из областей между углублениями. Поскольку первое отверждаемое соединение при нанесении обычно имеет относительно низкую вязкость, шлифовальные инструменты, например протирающие салфетки, армированная бумажная ткань или микроволокнистая ткань, предпочтительно должны быть капиллярно активны для впитывания избыточного количества первого отверждаемого соединения. Количество первого отверждаемого соединения, все еще остающегося на поверхности матрицы между углублениями, предпочтительно должно находиться в виде тонкого относительно однородного слоя, а не полос с большей толщиной, окруженных полностью очищенными сегментами поверхности. Кроме того, шлифованием можно избавиться также и от толстых полос, однако, это требует более тщательно адаптированных условий, как правило, в том числе более высокого давления шлифования.

Механизмы для редукционного шлифования могут быть разработаны для разных аспектов. При использовании относительно твердого и небольшого шлифовального валика контакт с поверхностью матрицы является быстрым и необходимо быстрое впитывание избыточного материала. Таким образом, подходящим выбором являются микроволокна. Если используется более мягкий шлифовальный валик большего размера, то распределительный эффект между областями с избыточным материалом и незаполненными объемами углублений становится больше.

Поведение шлифовального инструмента и в особенности, транспортные свойства в материале инструмента, может быть изменено различными способами. Одной из возможностей является, например, смачивание шлифовальной бумаги или микроволокон подходящим растворителем. Растворитель может смачивать инструмент и/или частично растворять поверхностные части инструмента или первого отверждаемого соединения для улучшения капиллярных транспортных свойств.

За редукционным шлифованием может следовать частичное отверждение первого отверждаемого соединения. Вязкость увеличивается, а капиллярные силы, следовательно, больше не так важны. Затем может следовать этап сухого шлифования, который удаляет излишки материала с помощью срезающего действия. Такое шлифование, следовательно, может также называться срезающим шлифованием. Оставшееся первое отверждаемое соединение на поверхности матрицы между углублениями, таким образом, удаляется в виде напоминающем чешуйки. Капиллярные свойства шлифовальных тканей, следовательно, не имеют такого значения для этапа срезающего шлифования. Если во время частичного отверждения будут присутствовать толстые полоски, то может возникнуть риск того, что часть первого отверждаемого соединения на поверхности матрицы между углублениями все еще будет относительно вязкой, что делает финишное срезающее шлифование трудновыполнимым. Срезающее шлифование не перераспределяет любое первое отверждаемое соединение между различными частями матрицы.

Другими словами, один вариант выполнения способа изготовления включает дополнительный этап предварительного отверждения первого отверждаемого соединения в углублениях перед выполнением этапа покрытия удерживающим слоем поверхности матрицы и углублений, заполненных первым отверждаемым соединением. Кроме того, предварительное отверждение, по меньшей мере частично, выполняют до удаления избыточного количества первого отверждаемого соединения, если таковое имеется.

Как указано выше, этап удаления избыточного количества первого отверждаемого соединения на промежуточных поверхностях может зависеть от свойств первого отверждаемого соединения. Этап удаления может быть выполнен с использованием полирующего средства, которое содержит поры или пустоты, такого как волоконная ткань, собирающие удаленное избыточное количество первого отверждаемого соединения. Когда вязкость первого отверждаемого соединения является достаточно низкой, чтобы заполнить небольшие углубления, вполне возможно, что в процессе шлифования капиллярные силы вытягивают часть первого отверждаемого соединения из углублений (это известно как «рябь»), что нежелательно. Увеличение вязкости перед шлифованием в соответствии с приведенными выше идеями обеспечивает точное удаление, поскольку вытягивание за счет капиллярных сил устраняется. Кроме того, первое отверждаемое соединение упрочняется и получает повышенную жесткость после предварительного отверждения, в результате чего первое отверждаемое соединение лучше способно выдерживать усилия, приложенные полирующим средством, и, таким образом, рябь может быть сведена к минимуму. Удаление избыточного количества первого отверждаемого соединения с использованием ракеля также может быть подвержено влиянию капиллярных сил, которые вытягивают первое отверждаемое соединение из углублений и на промежуточные поверхности, и его можно избежать путем принятия мер для получения достаточно высокой вязкости.

В одном варианте выполнения способа изготовления первое отверждаемое соединение неоднократно наносят на поверхность матрицы, возможно с промежу