DE20119365U1 - screen printing forme - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Siebdruckform mit einem Sieb, in dem Offnungen in den für den Durchtritt eines zu drukkenden Materials vorgesehenen Bereichen vorhanden sind.The invention relates to a screen printing form with a screen in which openings are provided in the areas intended for the passage of a material to be printed.
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.In the current state of the art, screen printing forms are produced electrolytically or galvanically, i.e. using electroplating or electroforming (cf. H. J. Heinrich, Galvanoplastische Siebherstellung, Metalloberfläche, December 1965, Issue 12, p. 369 ff.). This applies in particular to rotary screen printing forms. A basic distinction can be made between two processes.
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.One method uses a flat or cylindrical master matrix having a regular, sieve-like pattern of electrically conductive separation surfaces surrounding electrically non-conductive regions - also called "islands". The non-conductive regions are usually produced by forming corresponding depressions in the master matrix and then filling these with electrically non-conductive material flush with the surface of the separation surfaces.
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).For the deposition process, the mother matrix is immersed in an electrolyte bath where it forms the cathode. After the electrical current is switched on, the metal ions present in the electrolyte bath are deposited on the deposition surfaces according to the pattern. In this way, sieve webs are created, while the electrically non-conductive "islands" remain essentially free of the metal ions and in this way sieve openings are created. Once the desired sieve thickness has been reached, the deposition process is stopped and the resulting fully perforated sieve is pulled off the mother matrix (cf. 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 the case of flat screen printing forms, the screen can also be classically designed as a fine-meshed and fine-threaded screen fabric, which then serves as a carrier for a stencil like the galvanically produced screen.
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 mikroelektromechanischenIn a subsequent process, the screen is completely coated with a light-sensitive and water-soluble stencil material so that the openings are closed. The stencil material is then exposed in certain areas, which hardens these areas. The other areas are washed out so that the original openings for the ink to pass through are created again. The exposure can be done with the help of a slide. Instead, a laser or microelectromechanical
Spiegelsystemen erzeugter Lichtstrahl verwendet werden (vgl. EP-A-O 658 812; EP-A-O 953 877).A light beam generated by mirror systems can be used (cf. 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.Instead of the exposure process described above, areas of the stencil material can also be removed by burning it out using a laser.
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.In the second method, also known as electroplating in the narrower sense, an electrically insulating photo layer is applied to a master matrix, which has a metallic and thus electrically conductive surface over its entire length. Light-sensitive and water-soluble stencil material is also used for this. The stencil material is then fully exposed using a slide in the areas where no printing ink is to pass through, while a hole pattern is exposed in the areas intended for the printing ink to pass through. The exposed areas harden as a result and are fixed to the master matrix. The remaining areas remain water-soluble. In a further process step, the non-hardened areas are washed out. In this way, the areas of the master matrix that are to be impermeable to the printing ink are fully exposed, while in the other areas "islands" corresponding to the intended openings remain.
Im Anschluß daran erfolgt der Abscheidevorgang in der gleichen Weise wie bei der ersten Verfahrensweise. Der Unterschied zu dieser Verfahrensweise besteht darin, daßThe separation process then takes place in the same way as in the first procedure. The difference to this procedure is that
j :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.Screen openings are only created in the areas where the printing ink is to pass through, and in the other areas the metal is deposited over the entire surface. After removal from the master matrix, a finished screen printing form is available.
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.The manufacturing processes for screen printing forms known to date are time-consuming and costly, as a large number of manufacturing steps are required. In addition, electroplating involves the use of baths that are harmful to the environment. The stencil material must be disposed of properly after the screen printing form has been cleaned.
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.A further problem is that only relatively thin screen printing forms can be produced using electroplating processes, as otherwise there is a risk that the holes will close up (cf. EP-B-O 049 022; EP-B-O 038 104; EP-B 0 907 766, DE-A-100 37 521). This in turn means that the material to be printed - printing ink, adhesive or the like - can only be applied to the substrate to be printed in a thin layer. For certain applications, however, it is desirable for the substrate to be printed with a much thicker layer and a more open surface.
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.The invention is therefore based on the object of providing a screen printing form with which the material to be printed can be applied to a substrate in a significantly greater layer thickness and whose production is considerably more cost-effective.
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.This object is achieved according to the invention in that the screen consists of a plastic in which the openings are preferably burned using a laser. The basic idea of the invention is therefore to use a plastic material for the screen and then subsequently burn in the openings for the passage of the material to be printed. This makes it possible to produce screen printing forms with a much thicker wall thickness than with galvanically produced screen printing forms. Preferably, a thickness range of 0.5 to 1.5 mm can be covered. In the range above 0.5 mm in particular, it is possible to produce much thicker printing layers, i.e. to press more material to be printed through the openings of the screen during printing and to apply it to the substrate to be printed. The screen printing form according to the invention is therefore particularly suitable for printing adhesive or silicone, for example for flock printing on textiles.
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.Irrespective of the thickness of the screen, an open area of 36% can be achieved with a number of openings corresponding to 25 mesh and an open area of 67% with a number of openings corresponding to 10 mesh, i.e. significantly higher open areas than in the galvanic production of screen printing forms.
Als Kunststoffe für die Siebdruckform kommen Thermo-, aber auch Duroplaste in Frage, die eine ausreichende Festigkeit bezüglich der Beanspruchen beim Siebdruck haben.Thermoplastics and duroplastics, which have sufficient strength to withstand the stresses of screen printing, can be used as plastics for the screen printing form.
Bei größeren Dicken reicht in der Regel ein nicht amierter Kunststoff aus. Bei geringeren Dicken ist es empfehlenswert, einen faserverstärkten Kunststoff zu verwenden.For larger thicknesses, a non-reinforced plastic is usually sufficient. For smaller thicknesses, it is recommended to use a fiber-reinforced plastic.
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.Another advantage is the ease of producing the screen printing form. A screen made of fiber-reinforced plastic can be produced, for example, by applying a layer of plastic to a base or roller that has previously been treated with a release agent and then embedding fiber material, for example in the form of tapes, fleece, mats or the like, in the plastic, e.g. by pressing it into the plastic material. In this way, a plate or tube that is smooth on one side is obtained, which is ground on the other side to achieve a uniform thickness. In the case of non-fiber-reinforced plastic, a rotary screen can be produced by extrusion and a flat screen can be produced by using plate material.
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-A particular advantage of the invention is that when using a laser to produce the openings, any desired shape of the openings can be achieved and that the openings are only provided where the screen printing form is to be permeable to the material to be printed. No stencil material is therefore required for the design. The most varied shapes can be provided for the openings, which can also be mixed together and arranged regularly or irregularly. The laser beam ensures that the openings are sharply defined.
grenzt sind. Außerdem können mit Hilfe des Laserstrahls besonders kleine Öffnungen dicht nebeneinander gesetzt werden, so daß der Druck sehr gleichmäßig ist.Furthermore, with the help of the laser beam, particularly small openings can be placed close to one another, so that the pressure is very even.
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.The screen printing form according to the invention can be designed as a flat screen printing form for flat screen printing. However, it is particularly suitable as a rotary screen printing form. It has been found that the rotary screen printing form can also be used as a flat screen printing form if it is cut open axially and laid flat. The plastic can be made so flexible that it can be laid flat even with screen thicknesses of up to 0.5 mm. Galvanically produced screens can only be treated in this way if they are extremely thin. But then they are also very sensitive and break easily.
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;.Glass fibers are particularly suitable as fibers for fiber-reinforced plastic, as they offer little resistance to the laser beam. However, carbon fibers or boron fibers can also be used. The fibers should have as small a diameter as possible so that they do not offer any great resistance to the laser beam, preferably in the range of 5 - 13 μgr;.
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.Thermosets such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenolic or furan resins are particularly suitable as plastics, as these allow particularly precise openings to be produced. In contrast to some thermoplastics, the areas adjacent to the openings do not melt when the openings are fired.
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.The openings can be burned perpendicular to the surface of the screen - in a radial direction with a rotating screen. However, it is advantageous if the openings are burned at an angle to the surface of the screen. This prevents the plastic material from splashing back onto the laser lens during burning. Another important advantage is that the material to be printed can be pressed through the openings more easily, which is particularly beneficial for thicker screens. The openings should be at an angle, but in the intended direction of movement of the screen printing squeegee, as this creates particularly favorable conditions for pressing the material to be printed into the openings.
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.The invention is illustrated in more detail in the drawing using an exemplary embodiment. It shows the lower part of a rotary screen printing form 1, which rests with a surface line on a flat base 2. The rotary screen printing form 1 has a tubular screen wall 3 made of a fiber-reinforced plastic.
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)A channel-shaped opening 4 is burned into the screen wall 3 by means of a laser. The opening 4 has an axis 5 which runs at an angle to the radial 6 of the rotary screen printing form 1, i.e. the opening 4 is inclined obliquely in the circumferential direction, in such a way that it is inclined in the direction of the intended direction of rotation (arrow A).
der Rotatxonssiebdruckform 1 geneigt ist. Hierdurch ergibt sich ein günstigerer Winkel für das Einrakeln des zu druckenden Materials in die Öffnung 4.the rotary screen printing form 1 is inclined. This results in a more favorable angle for the doctor blade of the material to be printed into the opening 4.
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