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Die
Erfindung betrifft eine Siebdruckform für grafische Anwendungen
mit einer perforierten Folie und ein Verfahren zur Herstellung einer
solchen Siebdruckform.
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Beim
Siebdruckverfahren wird Druckfarbe mit einer Rakel durch ein Sieb
hindurch auf ein zu bedruckendes Material (auch Bedruckstoff oder
Substrat genannt) gedruckt. Deshalb wird das Siebdruckverfahren
auch häufig als Durchdruckverfahren bezeichnet. Bei herkömmlichen
Siebdruckverfahren werden Siebdruckformen verwendet, die ein vollflächiges
Sieb, welches häufig als Gewebe ausgebildet ist, aufweisen.
An denjenigen Stellen des Gewebes, wo keine Farbe gedruckt werden
soll, sind die Durchgangsöffnungen des Gewebes durch eine
zusätzliche Schicht farbundurchlässig gemacht
worden. Entsprechend ist das Gewebe bzw. das Sieb an den Stellen,
an denen Farbe durchgedruckt werden soll, farbdurchlässig.
Dieser farbdurchlässige Bereich stellt den Druckbereich
(auch Bildbereich genannt) dar.
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Zur
Herstellung von Druckformen ist es bisher bekannt, ein Gewebe mit
einer lichtempfindlichen Schicht zu versehen, anschließend
einen die lichtempfindliche Schicht bereichsweise abdeckenden Film
aufzulegen und zu belichten. Nach der Belichtung erfolgt ein Auswaschen
und ein Trocknen des Siebes. In der Regel wird der Teil der lichtempfindlichen
Beschichtung ausgewaschen, der sich nicht unter Lichteinfluss befunden
hat, also vom Film abgedeckt war. Anschließend kann mit
dem Gewebe bzw. Sieb eine Druckform hergestellt werden. Das Erzeugen
von Druckformen mittels Belichten und anschließendem Auswaschen
ist sehr aufwändig.
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Ein
Nachteil von Geweben ist es, dass die Durchgangsöffnungen
für die Farben, also die Maschen, häufig durch
die Dicke der Fäden für das Gewebe bzw. durch
das Webverfahren limitiert sind. Außerdem weisen die Gewebe
an den Stellen, an denen sich die Fäden kreuzen, eine andere
Dicke auf als in den Bereichen zwischen den Kreuzungsstellen. Dies
kann das Druckbild negativ beeinflussen.
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Weitere
Probleme können sich ergeben, wenn die Druckstruktur feiner
und kleiner ist als die Öffnung zwischen den Fäden.
Metallgewebe müssen auf galvanischem Weg mechanisch stabilisiert
und versteift werden. Weiterhin werden gewebte Strukturen den Anforderungen
an die Mikrostrukturabmessungen, Lochdichten, Toleranzen und Seitenflächenpräzision
nicht in vollem Umfang gerecht. Gewebe weisen eine fehlende mechanische
Steifigkeit, Widerstand und Stabilität gegenüber
Knicken, Knittern, Faltenbildung, Ausbeulungen und im Falle von
Zylinderverdrehen auf. Bei unsachgemäßer Handhabung besteht
die Gefahr der Zerstörung der Druckform.
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Aus
der
DE 19 60 723 A ist
es bekannt, bei einer einseitig mit Metall belegten Kunststofffolie
mit Hilfe von Fotoätztechnik in der Metallschicht das Druckmuster
zu erzeugen und anschließend in der Kunststoffschicht das
Siebmuster zu erzeugen. Hierbei ist ebenfalls vorgesehen, dass in
der Kunststoffschicht das Siebmuster über sämtliche
Bereich der Druckform erzeugt wird, also sowohl im Druckbereich als
auch außerhalb des Druckbereichs. Auch dieses Verfahren
zur Herstellung einer Siebdruckform ist relativ aufwändig.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Siebdruckform bereitzustellen,
die besonders einfach hergestellt werden kann und die zur Beeinflussung
des Druckergebnisses gestaltet werden kann.
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Gelöst
wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine
Siebdruckform der eingangs genannten Art, wobei die Folie ausschließlich
in einem Druckbereich mittels eines Lasers perforiert ist. Somit
können die Druckform und das Sieb gleichzeitig im Druckbereich
hergestellt werden. Dies hat den Vorteil, dass keine Abdeckung/Beschichtung
nötig ist, um die Öffnungen des Siebes außerhalb
des Druckbereichs abzudecken. In nur einem Arbeitsgang können
somit die Schablone/Maske und die Perforation für den Farbdurchgang
hergestellt werden. Die Druckform ist schnell und sicher herstellbar.
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Es
ist kein lithografisches Verfahren notwendig. Die Siebdruckform
weist keine lichtempfindliche Schicht auf, sodass auch keine Alterung
erfolgen kann. Die erfindungsgemäße Siebdruckform
ist beliebig lagerfähig, da keine lichtempfindliche Schicht
vorhanden ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Sieben, die
zusammen mit der lichtempfindlichen Schicht verpackt und geliefert
werden, muss keine licht- und luftdichte Verpackung verwendet werden.
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Bei
der Reinigung der Siebdruckform muss nicht darauf geachtet werden,
dass eine auf der Folie aufgebrachte Schicht beschädigt
wird und somit die Druckform beschädigt wird. Die Siebdruckform
ist daher für hohe Beanspruchungen geeignet. Reinigung sowie
Aus- und Einbau sind problemlos. Zur Erstellung des Druckbereichs
ist Digitaltechnik anwendbar.
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Weitere
Vorteile ergeben sich, wenn die Folie einlagig ausgebildet ist.
Auch dadurch vereinfacht sich der Herstellungsprozess. Außerdem
kann die Siebdruckform kostengünstig hergestellt werden,
da zum einen weniger Prozessschritte benötigt werden und
zum anderen das Material für die Siebdruckform kostengünstiger
ist.
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Die
Folie kann aus Metall, insbesondere Edelstahl oder Titan, oder Kunststoff
ausgebildet sein. Eine aus Metall ausgebildete Siebdruckform bzw.
Folie hat den Vorteil, dass sie hohen Beanspruchungen ausgesetzt
werden kann. Metallfolien sind nicht anfällig für
Verzug, Welligkeit und Ausbeulen. Für Rotationsdruckformen
ergibt sich eine große axiale Steifigkeit.
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Bei
einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die
Folie eine Dicke im Bereich 15 bis 400 μm, vorzugsweise
im Bereich 30 bis 80 μm aufweist. Durch die Wahl einer
sehr geringen Dicke, z. B. im Bereich ≤ 20 μm
ist es möglich, nur ein geringes Farbpolster zu erzeugen.
Somit kann ein sehr dünner Farbauftrag erfolgen, sodass
Druckfarbe gespart werden kann. Wenn dagegen eine Folie eine Dicke
im Bereich 400 μm aufweist, so kann die erfindungsgemäße
Siebdruckform zum Erzeugen von Blindenschrift verwendet werden.
Die aufgedruckte Farbe ergibt dadurch eine Höhe, die ertastet
werden kann. Ein ausreichender Farbauftrag kann mit Foliendicken
im Bereich 30 bis 80 μm sichergestellt werden.
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Bei
einer Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass sich die
Perforierung über weniger als 75%, bevorzugt weniger als
die Hälfte der Gesamtfläche der Folie erstreckt.
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Der
Perforierungsdurchmesser kann im Bereich 10 bis 280 μm
liegen. Durch die Verwendung eines Lasers zur Erzeugung der Perforierungen
ist es möglich, den Perforierungsdurchmesser sehr klein zu
halten, z. B. im Bereich 10 bis 40 μm, bevorzugt 10 bis
20 μm, sodass dadurch eine gute Auflösung realisierbar
ist.
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Gemäß einer
Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Größe
der Perforationen in einem Druckbereich variiert. Die Variation
kann derart sein, dass die Lochgröße (Durchmesser
der Löcher) zum Rand des Druckbereichs hin abnimmt, um
klar definierte Ränder zu erzeugen.
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Bei
der erfindungsgemäßen Siebdruckform kann vorgesehen
sein, dass die Perforationsdichte > 100/mm2, vorzugsweise > 250/mm2, ganz
bevorzugt ≥ 300/mm2, insbesondere ≥ 625/mm2, beträgt. Somit ist es möglich,
eine Siebdruckform mit einer sehr hohen Dichte der Perforationen
herzustellen. Dadurch kann das Druckergebnis positiv beeinflusst
werden. Bei einem angenommenen Lochdurchmesser von 20 μm
und einer Stegbreite zwischen den Löchern von ebenfalls
20 μm ergibt sich eine Lochdichte von 625/mm2.
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Die
Perforationen können in Reihen angeordnet sein und die
Perforationen benachbarter Reihen können nebeneinander
liegen. Dadurch ergeben sich jedoch unterschiedliche Stegbreiten.
Wird dagegen wenig Material und eine gleichmäßige
Stegbreite zwischen den Perforationen erwünscht, so können die
Perforationen ebenfalls in Reihen angeordnet werden, wobei die Perforationen
benachbarter Reihen versetzt zueinander angeordnet sind. Dies bedeutet,
dass die Perforationen auf Lücke angeordnet sind. Dies
entspricht im Wesentlichen einer Anordnung „im Dreieck”;
d. h. Löcher sind an den Ecken eines gleichseitigen Dreiecks
angeordnet.
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Je
nach gewünschtem Druckbild und Druckprozess können
die Perforationen unterschiedlich gestaltet sein. Beispielsweise
können sie in einer Draufsicht kreisrund, langlochförmig,
oval, vieleckig, insbesondere drei-, vier- sechs- oder achteckig
ausgebildet sein. Es ist auch denkbar, unterschiedliche Perforationsgestaltungen
für denselben Druckbereich oder unterschiedliche Druckbereiche
derselben Siebdruckform zu verwenden.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn die Perforationen am Rand eines Druckbereichs
eine andere Form bzw. Gestalt aufweisen als weiter vom Rand entfernte
Perforationen desselben Druckbereichs. Dadurch ist es möglich,
Druckbilder mit sehr scharf definierten Kanten zu erzeugen. Bei
herkömmlichen Sieben, die aus einem Gewebe hergestellt
wurden, mussten insbesondere für schräge Kanten
die Maschen nur teilweise abgedeckt werden oder ein schmaler Polymersteg über
eine Masche hinweg erzeugt werden. Dies hat sich mitunter als schwierig
dargestellt. Bei einer erfindungsgemäßen Siebdruckform
ist es möglich, auch schräge Kanten scharf definiert
herzustellen bzw. zu drucken, indem die Form, Größe
und/oder Anordnung der Perforationen in Abhängigkeit von
dem Druckbild gewählt werden.
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Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen
sein, dass die Stege zwischen den Perforationen eine geringere Dicke bzw. Höhe
aufweisen als die Folie außerhalb des Druckbereichs. Dadurch
kann im Druckbereich Raum für Farbe geschaffen werden.
Somit kann sich ein ausreichend dickes Farbpolster ausbilden, um
sicherzustellen, dass mit ausreichendem Farbauftrag im Druckbereich
gedruckt wird.
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Für
manche Druckanwendungen kann es vorteilhaft sein, wenn die Perforationsdichte
in einem Druckbereich variiert. Dadurch kann die Menge aufgetragener
Farbe eingestellt werden.
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Alternativ
oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Foliendicke
in einem Druckbereich oder in unterschiedlichen Druckbereichen variiert. Somit
können beispielsweise Linien unterschiedlicher Höhe
erzeugt werden.
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Die
Perforationen können zylindrisch, konisch, bikonisch, kegelförmig,
stufenförmig und/oder bauchig ausgebildet sein. Dies bedeutet,
dass sämtliche oben genannten Formen für die Perforationen miteinander
kombiniert werden können. Die Siebdruckform kann nachbearbeitet,
z. B. nanobeschichtet, sein. Eine Siebdruckform, die eine Materiallage,
z B. Metall, aufweist, in der die Perforationen ausgebildet sind,
und Nanobeschichtung trägt, wird im Sinne der Erfindung
als einlagig betrachtet. Die Siebdruckform kann flach oder zylindrisch
ausgebildet sein. Letztere ist für den Rotationssiebdruck
geeignet.
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In
den Rahmen der Erfindung fällt außerdem ein Verfahren
der eingangs genannten Art, wobei in eine Folie mittels eines Lasers
Perforationen in einen Druckbereich eingebracht werden. Durch die
Verwendung eines Lasers können die Perforationen sehr genau
definiert werden. Außerdem können sehr kleine
Perforationen erzeugt werden. Die Erzeugung der Perforationen kann
automatisiert erfolgen. Beispielsweise kann der Laser anhand eines
digitalen Bildes des Druckbereichs angesteuert werden, um die Perforationen
in der Folie zu erzeugen. Vorzugsweise erfolgt die Perforation mittels
Laser ausschließlich in dem Druckbereich.
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Besondere
Vorteile ergeben sich, wenn ein gekühlter, insbesondere
wasserstrahlgeführter Laser eingesetzt wird. Dadurch kann
eine Erwärmung der Folie beim Einbringen der Perforationen
vermindert oder gänzlich vermieden werden. Somit kann vermieden
werden, dass sich die Folie beim Einbringen der Perforationen verzieht
oder verformt. Abbrand kann durch das Wasser abgefördert
werden, sodass eine saubere Oberfläche entsteht. Eine geringe
Erwärmung kann auch mit einem schnell gepulsten Laser, z.
B. im Pikosekundenbereich, erreicht werden.
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Die
Folie kann vor oder nach der Perforation in eine zylindrische Form
gebracht werden. Dadurch ist es möglich, die Druckform
in einem Rotationssiebdruckverfahren zu verwenden. Grundsätzlich
ist es denkbar, bereits eine zylindrische Druckform mit Perforationen
zu versehen.
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Die
Perforationen können in einem kontinuierlichen Verfahren
eingebracht werden, wenn die Folie vor der Perforation von einer
Rolle abgewickelt wird und/oder nach der Perforation aufgewickelt
wird.
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Nach
der Perforation kann die Folie nachbehandelt werden. Beispielsweise
kann die Folie entgratet werden oder nanobeschichtet werden. Eine Nanobeschichtung
hat den Vorteil, dass das Fließverhalten der Farbe beeinflusst
werden kann.
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Während
der Perforation kann die Perforationsdichte auf der Folie variiert
werden. Dies kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Lasers erfolgen.
Weiterhin kann im Druckbereich die Dicke der Folie verringert werden,
beispielsweise durch Materialabtragung mit Hilfe des Lasers. Dadurch kann
mehr Farbe im Druckbereich gespeichert werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der
Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt,
sowie aus den Ansprüchen. Die dort gezeigten Merkmale sind
nicht notwendig maßstäblich zu verstehen und derart
dargestellt, dass die erfindungsgemäßen Besonderheiten
deutlich sichtbar gemacht werden können. Die verschiedenen
Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren
in beliebigen Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht
sein.
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In
der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf eine erste Ausführungsform einer Siebdruckform
zur Darstellung eines Druckbereichs;
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2 eine
Draufsicht auf eine Siebdruckform zur Darstellung unterschiedlicher
Perforationsformen;
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3 eine
Draufsicht auf eine Siebdruckform zur Darstellung der Kombination
unterschiedlicher Perforationen;
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4a bis 4b Darstellungen
unterschiedlicher Perforationsquerschnitte;
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5 eine
zylinderförmige Siebdruckform;
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6 eine
Draufsicht auf eine Siebdruckform zur Darstellung unterschiedlicher
Perforationsdurchmesser.
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In
der 1 ist eine Siebdruckform 10 gezeigt,
die eine Folie 11 aufweist, welche Perforationen 12 enthält.
Die Perforationen 12 sind mittels eines Lasers eingebracht
und befinden sich nur in einem Druckbereich 13. Dies bedeutet,
dass mittels einer Rakel Druckfarbe über die Oberfläche
der Siebdruckform 10 bewegt werden kann und durch die Perforationen 12 durchgedrückt
werden kann, sodass sich ein Farbauftrag auf einem Bedruckstoff, wie
beispielsweise Papier oder Textil, ergibt. Bereiche der Folie 11 außerhalb
des Druckbereichs 13 weisen keinerlei Perforation auf.
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In
der 2 ist eine Siebdruckform 20 dargestellt,
die Perforationen, die in einer Draufsicht unterschiedlich gestaltet
sind, aufweist. Die Perforation 21 ist kreisrund, die Perforation 22 ist
viereckig, insbesondere quadratisch, die Perforation 23 hat
die Gestalt eines Langlochs, die Perforation 24 ist oval ausgebildet,
die Perforation 25 ist in einer Draufsicht sechseckig,
die Perforation 26 ist achteckig und die Perforation 27 ist
dreieckig. Im Druckbereich 28 sind die Perforationen in
zwei Reihen 29, 30 angeordnet, wobei die Perforationen
benachbarter Reihen 29, 30 versetzt zueinander,
also auf Lücke, angeordnet sind.
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Die
Siebdruckform 40 der 3 weist
einen Druckbereich 41 mit zwei Arten von Perforationen 42, 43 auf.
Die Perforationen 42 im Randbereich des Druckbereichs 41 weisen
eine andere Form auf als die Perforationen 43, die vom
Rand entfernt liegen. Die Perforationen 42 sind so ausgerichtet,
dass sich eine klar definierte schräge Linie im Druckbild
ergibt.
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Die 4a bis 4e zeigen
Querschnittsdarstellungen einer Folie 50. Aus den Darstellungen ist
unschwer zu erkennen, dass die Folie 50 einlagig ausgebildet
ist. Die Perforation 51, die in der 4a gezeigt
ist, weist gerade Seitenwände auf. In einer Draufsicht
ist sie kreisrund ausgebildet, sodass die Perforation 51 zylinderförmig
ist.
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Die
Perforation 52 der 4b ist
konisch ausgebildet. Die Perforation 53 weist eine bikonische Gestalt
auf. Die Perforation 54 ist bauchig ausgebildet, und die
Perforation 55 ist stufenförmig ausgebildet.
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Die 5 zeigt
eine zylinderförmige Siebdruckform 60, bei der
die Folie 61, die den Druckbereich 62 mit den
Perforationen 63 trägt, in eine Zylinderform gebracht
wurde. Die Siebdruckform 60 kann in einem Rotationsdruckverfahren
eingesetzt werden.
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Die 6 zeigt
eine Siedruckform 70 mit einem Druckbereich 71,
bei dem sich die Größe der Perforation zum Rand
des Druckbereichs 71 hin ändert. Die Perforationen 72 sind
kleiner bzw. haben einen geringeren Durchmesser als die vom Rand
entfernt gelegenen Perforationen 73.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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