DE20119365U1 - Siebdruckform - Google Patents

Description

Beschreibung; Daniel Mahler. Karl-Arnold-Str. 4, D-47877 Willich Siebdruckform

Die Erfindung betrifft eine Siebdruckform mit einem Sieb, in dem Offnungen in den für den Durchtritt eines zu drukkenden Materials vorgesehenen Bereichen vorhanden sind.

Im Stand der Technik werden Siebdruckformen auf elektrolytischem bzw. galvanischem Weg hergestellt, also mit Mitteln der Galvanoplastik bzw. Elektroformung (vgl. H. J. Heinrich, Galvanoplastische Siebherstellung, Metalloberfläche, Dezember 1965, Heft 12, S. 369 ff.). Dies gilt insbesondere für Rotationssiebdruckformen· Dabei kann grundsätzlich zwischen zwei Verfahren unterschieden werden.

Bei dem einen Verfahren wird eine ebene oder walzenförmige Muttermatrize verwendet, die ein regelmäßiges, siebstegartiges Muster elektrisch leitender Abscheideflächen aufweist, welche elektrisch nicht leitende Bezirke - auch „Inseln" genannt - umgeben. Die nicht leitenden Bezirke werden gewöhnlich dadurch hergestellt, daß in die Muttermatrize entsprechende Vertiefungen eingeformt und diese dann mit elektrisch nicht leitendem Material bündig bis zur Oberfläche der Abscheideflächen gefüllt werden.

Für den Abscheidevorgang wird die Muttermatrize in ein Elektrolytbad eingetaucht und bildet dort die Kathode. Nach Einschalten des elektrischen Stroms scheiden sich die im Elektrolytbad vorhandenen Metallionen auf den Abscheideflächen entsprechend dem Muster ab. Es entstehen auf diese Weise Siebstege, während die elektrisch nicht leitenden „Inseln" im wesentlichen von den Metallionen frei bleiben und auf diese Weise Sieböffnungen entstehen. Ist die gewünschte Siebdicke erreicht, wird der Abscheidevorgang abgebrochen und das so entstandene vollperforierte Sieb von der Muttermatrize abgezogen (vgl. EP-B-0 038 104; EP-B-O 049 022; US-A-4 913 783; DE-A-100 37 521).

Bei Flachsiebdruckformen kann das Sieb klassischerweise auch als feinmaschiges und feinfädiges Siebgewebe ausgebildet sein, das dann wie das galvanisch hergestellte Sieb als Träger für eine Schablone dient.

In einem nachfolgenden Verfahren wird das Sieb vollflächig mit einem lichtempfindlichen und wasserlöslichen Schablonenmaterial beschichtet, so daß die Öffnungen verschlossen werden. Das Schablonenmaterial wird dann in bestimmten Bereichen belichtet, wodurch diese Bereich gehärtet werden. Die anderen Bereiche wenden ausgewaschen, so daß dort wieder die ursprünglichen Öffnungen für den Durchtritt der Druckfarbe entstehen. Die Belichtung kann mit Hilfe eines Diapositivs geschehen. Statt dessen kann auch ein mittels Laser oder mikroelektromechanischen

Spiegelsystemen erzeugter Lichtstrahl verwendet werden (vgl. EP-A-O 658 812; EP-A-O 953 877).

Statt des vorbeschriebenen Belichtungsverfahrens können Bereiche des Schablonenmaterials auch dadurch entfernt werden, daß es dort mittels Laser ausgebrannt wird.

Bei der zweiten Verfahrensweise, auch Galvanoplastik im engeren Sinne genannt, wird auf eine Muttermatrize, die über ihre gesamte Erstreckung eine metallische und damit elektrisch leitende Oberfläche hat, eine elektrisch isolierende Fotoschicht aufgebracht. Hierfür wird ebenfalls lichtempfindliches und wasserlösliches Schablonenmaterial verwendet. Das Schablonenmaterial wird dann mittels eines Diapositivs in den Bereichen vollflächig belichtet, wo keine Druckfarbe durchtreten soll, während in den Bereichen, die für den Durchgang der Druckfarbe vorgesehen sind, eine Lochmusterbelichtung vorgenommen wird. Die belichteten Bereiche härten hierdurch aus und werden an der Muttermatrize fixiert. Die übrigen Bereiche bleiben wasserlöslich. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die nicht gehärteten Bereiche ausgewaschen. Auf diese Weise werden die Bereiche der Muttermatrize, die für die Druckfarbe undurchlässig sein sollen, vollflächig freigelegt, während in den anderen Bereichen den vorgesehen Öffnungen entsprechende „Inseln" verbleiben.

Im Anschluß daran erfolgt der Abscheidevorgang in der gleichen Weise wie bei der ersten Verfahrensweise. Der Unterschied zu dieser Verfahrensweise besteht darin, daß

j :

nur in den Bereichen Sieböffnungen entstehen, wo die Druckfarbe durchtreten soll, und daß in den anderen Bereichen das Metall vollflächig abgeschieden wird. Nach dem Abziehen von der Muttermatrize steht dann eine fertige Siebdruckform zur Verfügung.

Die bisher bekannten Herstellungsverfahren für Siebdruckformen sind zeit- und kostenaufwendig, da eine Vielzahl von Herstellungsschritten erforderlich sind. Außerdem wird beim Galvanisieren mit umweltproblematischen Bädern gearbeitet. Das Schablonenmaterial muß nach einer Reinigung der Siebdruckform fachgerecht entsorgt werden.

Ein weiteres Problem besteht darin, daß mittels galvanoplastischer Verfahren nur relativ dünne Siebdruckformen hergestellt werden können, da ansonsten die Gefahr besteht, daß die Löcher zuwachsen (vgl. EP-B-O 049 022; EP-B-O 038 104; EP-B 0 907 766, DE-A-100 37 521). Dies wiederum hat zur Folge, daß das zu druckende Material - Druckfarbe, Klebstoff oder dergleichen - nur in geringer Dicke auf das zu bedruckende Substrat aufgetragen werden kann. Für bestimmte Anwendungszwecke ist es jedoch erwünscht, daß das Substrat mit einer wesentlich größeren Schichtdicke und offeneren Fläche bedruckt wird.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Siebdruckform bereitzustellen, mit der sich das zu drukkende Material in wesentlich größerer Schichtdicke auf ein Substrat auftragen läßt und deren Herstellung erheblich kostengünstiger ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Sieb aus einem Kunststoff besteht, in dem die Öffnungen vorzugsweise mittels eines Lasers eingebrannt sind. Grundgedanke der Erfindung ist es also, für das Sieb ein Kunststoffmaterial zu verwenden und dann die Öffnungen für den Durchtritt des zu druckenden Materials nachträglich einzubrennen. Damit lassen sich Siebdruckformen mit einer wesentlich dickeren Wandstärke verwirklichen als bei den galvanisch hergestellten Siebdruckformen. Vorzugsweise kann ein Dickenbereich von 0,5 bis 1,5 mm abgedeckt werden. Insbesondere im Bereich über 0,5 mm wird die Möglichkeit eröffnet, wesentlich dickere Druckschichten zu erzeugen, also beim Drucken mehr zu druckendes Material durch die Öffnungen des Siebes hindurchzudrücken und auf dem zu bedruckenden Substrat aufzubringen. Die erfindungsgemäße Siebdruckform eignet sich deshalb vor allem für das Drucken von Klebstoff oder Silikon, beispielsweise für den Flockdruck von Textilien.

Dabei läßt sich unabhängig von der Dicke des Siebes bei einer 25 mesh entsprechenden Anzahl von Öffnungen eine offene Fläche von 36 % und bei einer 10 mesh entsprechender Anzahl von Öffnungen eine offene Fläche von 67 % verwirklichen, also wesentlich höher liegende offene Flächen als bei der galvanischen Herstellung von Siebdruckformen.

Als Kunststoffe für die Siebdruckform kommen Thermo-, aber auch Duroplaste in Frage, die eine ausreichende Festigkeit bezüglich der Beanspruchen beim Siebdruck haben.

Bei größeren Dicken reicht in der Regel ein nicht amierter Kunststoff aus. Bei geringeren Dicken ist es empfehlenswert, einen faserverstärkten Kunststoff zu verwenden.

Ein weiterer Vorzug ist die einfache Herstellung der Siebdruckform. Ein Sieb aus faserverstärktem Kunststoff läßt sich beispielsweise dadurch herstellen, daß eine Kunststoffschicht auf einer zuvor mit Trennmittel behandelten Unterlage oder Walze aufgebracht und dann Fasermaterial, beispielsweise in Form von Bändern, Vliesen, Matten oder dergleichen in den Kunststoff eingebettet wird, z. B. in das Kunststoffmaterial eingedrückt wird. Auf diese Weise erhält man eine einseitig glatte Platte bzw. ein einseitig glattes Rohr, das auf der anderen Seite zwecks Erzielung einer gleichmäßigen Dicke geschliffen wird. Bei nicht faserverstärktem Kunststoff kann ein Rotationssieb durch Extrudieren und ein Flachsieb durch Verwendung von Plattenmaterial hergestellt werden.

Ein besonderer Vorzug der Erfindung ist darin zu sehen, daß bei Verwendung eines Lasers zur Herstellung der Öffnungen jede beliebige Formgebung der Öffnungen verwirklicht werden kann und daß die Öffnungen nur dort vorgesehen werden, wo die Siebdruckform für das zu druckende Material durchlässig sein soll. Für die Dessinierung ist deshalb kein Schablonenmaterial erforderlich. Dabei können unterschiedlichste Formgebungen für die Öffnungen vorgesehen werden, die auch miteinander vermischt und regelmäßig oder unregelmäßig angeordnet werden können. Der Laserstrahl sorgt dafür, daß die Öffnungen scharf be-

grenzt sind. Außerdem können mit Hilfe des Laserstrahls besonders kleine Öffnungen dicht nebeneinander gesetzt werden, so daß der Druck sehr gleichmäßig ist.

Die erfindungsgemäße Siebdruckform kann als Flachsiebdruckform für den Flachsiebdruck ausgebildet werden. Sie eignet sich aber vor allem als Rotationssiebdruckform. Dabei hat sich herausgestellt, daß die Roationssiebdruckform auch als Flachsiebdruckform verwendet werden kann, wenn sie axial aufgeschnitten und plan gelegt wird. Der Kunststoff kann nämlich so biegsam eingestellt werden, daß das Planlegen auch bei Siebdicken bis 0,5 mm gelingt. Galvanisch hergestellte Siebe lassen sich so nur behandeln, wenn sie außerordentlich dünn sind. Dann sind sie aber auch sehr empfindlich und brechen leicht.

Als Fasern für den faserverstärkten Kunststoff kommen insbesondere Glasfasern in Frage, da sie dem Laserstrahl nur wenig Widerstand entgegensetzen. Aber auch Kohlenstoff asern oder Borfasern können eingesetzt werden. Die Fasern sollten einen möglichst geringen Durchmesser haben, damit sie dem Laserstrahl keinen größeren Widerstand entgegensetzen, vorzugsweise im Bereich von 5 - 13 &mgr;.

Als Kunststoffe eignen sich insbesondere Duroplaste, wie Epoxidharze, ungesättigte Polyesterharze, Phenol- oder Furanharze, da hierdurch besonders exakte Öffnungen herstellbar sind. Im Gegensatz zu einigen Thermoplasten kommt es beim Einbrennen der Öffnungen nicht zum Schmelzen der an die Öffnungen angrenzenden Bereiche.

Die Öffnungen können senkrecht zur Oberfläche des Siebes - bei einem Rotationssieb in radialer Richtung - eingebrannt werden. Vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Öffnungen schräg zur Oberfläche des Siebes eingebrannt werden. Auf diese Weise wird beim Einbrennen ein Zurückspritzen des Kunststoffmaterials auf die Linse des Lasers vermieden. Ein wichtiger Vorteil besteht zudem darin, daß das zu druckende Material leichter durch die Öffnungen hindurchgedrückt werden kann, was sich insbesondere bei dickeren Sieben günstig auswirkt. Dabei sollten sich die Öffnungen zwar schräg, jedoch in der vorgesehenen Bewegungsrichtung des Siebdruckrakels erstrecken, da hierdurch besonders günstige Bedingungen für das Eindrücken des zu druckenden Materials in die Öffnungen gegeben sind.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher veranschaulicht. Sie zeigt den unteren Teil einer Rotationssiebdruckform 1, welche mit einer Mantellinie auf einer ebenen Unterlage 2 aufliegt. Die Rotationssiebdruckform 1 hat eine rohrformige Siebwandung 3 aus einem faserverstärkten Kunststoff.

In die Siebwandung 3 ist eine kanalförmige Öffnung 4 mittels eines Lasers eingebrannt. Die Öffnung 4 hat eine Achse 5, die im Winkel zur Radialen 6 der Rotationssiebdruckform 1 verläuft, d.h. die Öffnung 4 ist schräg in Umfangsrichtung geneigt, und zwar derart, daß sie schräg in Richtung auf die vorgesehene Drehrichtung (Pfeil A)

der Rotatxonssiebdruckform 1 geneigt ist. Hierdurch ergibt sich ein günstigerer Winkel für das Einrakeln des zu druckenden Materials in die Öffnung 4.

Claims (8)

1. Siebdruckform (1) mit einem Sieb (3), in dem Öffnungen (4) in den für den Durchtritt eines zu druckenden Materials vorgesehenen Bereichen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (3) aus einem mit Fasern verstärktem Kunststoff besteht, in dem die Öffnungen (4) eingebrannt sind.

2. Siebdruckform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern Glasfasern, Kohlenstoffasern und/oder Borfasern sind.

3. Siebdruckform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern einen Durchmesser von maximal 5 bis 13 µ haben.

4. Siebdruckform (1) mit einem Sieb (3), in dem Öffnungen (4) in den für den Durchtritt eines zu druckenden Materials vorgesehenen Bereichen vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb (3) aus einem Kunststoff besteht, der nicht oder nicht mit Fasern verstärkt ist und in dem die Öffnungen (4) eingebrannt sind.

5. Siebdruckform nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Sieb als ein Flachsieb oder ein Rotationssieb (3) ausgebildet ist.

6. Siebdruckform nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Duroplast, insbesondere ein Kunststoffharz, ist.

7. Siebdruckform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebdruckform (1) eine Dicke von 0,5 bis 1,5 mm hat.

8. Siebdruckform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Öffnungen (4) schräg zur Oberfläche des Siebes (3) erstrecken.