Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur mechanischen Dessinierung von Druckschablonen fiir Filmund Siebdruck. insbesondere Rotationsfilmdruck bei welchem eine lichtempfindliche Schicht entsprechend dem Druckbild belichtet und die unbelichteten Partien entfernt werden
Unter Dessinierung wird hier die Erstellung oder Bearbeitung eine Druckschablone verstanden.
welche nach Massgabe des zu bedruckenden Musters offene und geschlosse- ne Siebpartien atlfweist. Mit Hilfe solchermassen dessinierter Druckschablonen sind verschiedene Materialien wie beispiels## eise Te vtilge'vebe oder Papier, bedruckbar. Das Bedrucken textiler Drucktrliger wird gewöhnlich als Filmdruck und das Bedrucken nichttextiler Drucktr iger wie z.B.
Papier. als Siehdruck bezeichnet. Die Begriffe Sieb- druck und Filmdruck sollen in vorliegenden Fall in diesem Sinne ausgelegt werden.
Der Rotationsfilmdruck und der Rotationssiebdruck sind Spezialverfahren des Film- bzw. des Siebdruckes bei welchen Druckschablonen in Form einer hohlz,linddschen Rundschab- lone verwendet werden. Beim Rotationsfilmdruck bzw.
Siebdruck, werden hauptsächlich zwei Verfahren oder Dessimerungstechniken zur Schablonenherstellung angewandt.
Das galvanoplastische Dessinierungsverfahren, bei dem die druckenden Partien zusammen mit den geschlossenen Partien der hohlzylindrischen Rundschablone in einem Arheits- gang galvanisch aufgebaut werden, und
2. das Lackverfahren bei welchem ein in einem speziellen Arbeitsgang galvanisch hergestelltes Sieb mit einem Lichtem pfindlichen Kunststoffilm versehen wird, den man im Laufe des Ven'irbeitungspn#zesses an den Stellen, die nach Massgabe des Musters drucken sollen entfenlt. an den nicht druckenden Partien aber auf dem Sieb belisst.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das zweitgenannte Verfahren. Obwohl der heutige Stand der Lackdessinierungstechnik als im wesentlichen ausgereift gilt. bestehen nichts destoweniger einige dieser Technik anhaftende Nachteile. wovon einer derselben in der mangelnden Wiedergaheschär fe zu erblicken ist. Da diese mangelnde Schärfe sich typisherweise als treppenförmiger oder sägezahnähnlicher Zackenrand an den Figurenrändern äussert, hat sich der Begriff der Sägezahnbildung eingebürgert.
Zwar kann man diesen unerwünschten Effekt bis zu einem gewissen Grade durch drucktechnische Manipulationen mildern. doch hat man ihn. ob schwach oder stark aufgeprägt, in der Praxis als unvermeidbares Übel hinzunehmen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur photomechanischen Dessinierung von Schablonen zu schaffen bei welchem der sogenannte Sägezahneffekt an den Drucknindern nicht auftritt.
Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung durch ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art gelöst. bei welchem die lichtempfindliche Schicht als glatte Fläche mit konstanter und regulierbarer Schichtstärke auf das Sieb direkt aufgebracht wird.
Die Erfindung wird anhand der Figuren der beiliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben, wobei die Fig. 1-6 die bekannte Lackdessinierungstechnik mit Sägezahneffekt und die Fig. 7-15 das erfindungsgemässe Dessinierungsverfahren wiedergeben. Es zeigen:
Fig. 1 ein Druckmuster mit Sägezahnbildung an den Figurenrändern.
Fig. 2-5 die Herstellung einer Druckschablone mit offenen und geschlossenen Siehpartien entsprechend dem zu druckenden Muster,
Fig. 6 die Sägezahnbildung,
Fig. 7-11 und Fig. 13 das Lackdessinierungsverfahren gemäss der vorliegenden Erfindung in verschiedenen Verfahrensschritten,
Fig. 12 das Ergebnis des Lackdessinierverfahrens nach der bekannten Lackdessinierungstechnik und nach dem erfindungsgemässen Lackdessinierungsverfahren.
Fig. 14 die Anwendung des erfindungsgemässen Lackdessinieningsverfahrens zur Dessinierung einer feinen Linie. und
Fig. 15 einen Schnitt nach der Linie XlV-XlV in Fig. 14.
Damit das Wesen des erfindungsgemässen Verfahrens klarer dargestellt werden kann, wird zunächst die bekannte Lackdessinieningstechnnik beschrieben. In Fig. list die Sägezahnbildung. welche typisch ist für die bekannte Lackdessinierungstechnik, deutlich an den Figurenninder ersichtlich. In Fig. 2 ist die Beschichtung eines Siebes. beispielsweise einer galvanisch hergestellten. siebförmigen Rundschablone mit einer lichtempfindlichen Emulsion dargestellt. Die Siebstege.
auch als Rasterstege bezeichnet, mit it 1 bezeichnet, zwischen denen Sieb- oder Rasteniffnungen 2 liegen. Die aufgebrachte lichtempfindliche Schicht 3, beispielsweise einelichtempfindliche Emulsion, liegt auf den Rasterstegen und Eillt auch die Rasteröffnungen 2 aus.
Durch die spezielle Applikationstechnik. d.h. durch Rakeln mit sog. Rundrakeln, die im Gegensatz zu den linealförmigen Metall-Beschichtungsrinnen für die Beschichtung von Flachschablonen stets aus Gummi oder gummiähnlichen Materialien bestehen, sowie wegen der geringen Eigenstabiliüit der hohlzylindrischen Rundschablone ist nur ein begrenzter Anpressdruck der Rakel an der Streichkante möglich und deshalb entsteht auf der Aussenseite des Siebes eine wellige Emulsionsschicht mit Vertiefungen 4 über den Rasteröffnungen 2, deren Wellenstruktur durch notwendige nachfolgende Trockenoperationen weiter verstärkt wird. Hierbei handelt es sich vor allem um den physikalischen Trocknungsvorgang.
der an den Stellen mit dem grössten Schichtvolumen, d.h. an den Rasteröffnungen 2, naturgemäss die grösste Schrumpfung verursacht.
Auf die Schicht 3 wird ein photographisches Diapositiv 5 in mögichst engem Kontakt mit der Sieboberfläche gespannt. Das Diapositiv 5 zeigt das Muster. Es ist an den Stellen 6, die nach Fertigstellung des Siebzylinders drücken sollen, möglichst lichtundurchlässig. an den nicht druckenden Partien 7 dagegen transparent. siehe Fig. 3.
In Fig. 4 ist die Belichtung der getrockneten lichtempfindlichen Schicht 3 dargestellt. Hierbei werden diapositiv 5 und die Schicht 3 einer kurzwelligen, mit 8 bezeichneten Lichtstrahlung ausgesetzt. An den transparenten Stellen 7 des Diapositivs kann das Licht die darunterliegende Partie der Schicht 3 erreichen bzw. durchdringen und hierbei eine Härtung des Filmes auslösen. Die Härtung wirkt sich in der Weise aus, dass die belichteten Partien 9 in bestimmten Lösungsmitteln unlöslich werden, während die durch die geschwärzten Stellen 6 des Diapositivs 5 lichtgeschützten Stellen 10 der Emulsionsschicht 3 lösbar bleiben.
Ein nun folgender Auswaschprozess beispielsweise mit Wasser, wäscht die unbelichteten Partien der Schicht 3 aus und legt damit das Sieb entsprechend der Mustergebung wieder frei.
Nach einer weiteren Trocknungs- sowie Polymerisationsoperation ist das Sieb druckbereit.
Die bereits erwähnte Sägezahnbildung kann anhand von Fig. 4 verdeutlicht werden. Ihre Entstehung ist dem Zusammenwirken von zwei Gründen zuzuschreiben.
Der erste Grund besteht darin, dass das Licht unter allen möglichen Winkeln auf die Emulsionsschicht trifft und auch in der Schicht selbst in alle möglichen Richtungen gestreut wird.
Da diese Schicht eine bestimmte, nicht unterschreitbare Mindesstärke haben muss, wird aus dem, im Idealfalle 2 dimensionalen, reinen Projektionsprozess (Kontaktkopie) ein 3-dimensionaler Abbildungsprozess. Z. B. entsteht bei der Abbildung eines r ses'ii er schrägem Lichteinfall in der Emulsionsschicht nicht der erstrebte Zylinder sondern ein Kegel oder Kegelstumpf, dessen Dimension vom Winkel des einfallenden Lichtes, der Emulsionsstärke sowie der Grösse der projezierten Fläche bestimmt ist. Aus dieser Tatsache allein ergibt sich schon, dass der Figurenrand nicht absolut 3 dimensional-kongruent abgebildet werden kann.
Der zweite Grund ist in der bereits erwähnten ungleichen Stärke der Emulsionsschicht 3 zu erblicken, die ungünstigerweise gerade im Bereich der Rasteröffnung hoch ist.
Überquert also ein Figurenrand auf dem Diapositiv eine Rasteröffnung, so muss bei schrägem Lichteinfall auch die Emulsion, die im Bereich der Rasteröffnung vom lichtundurchlässigen Teil des Diapositivs abgedeckt ist, belichtet und gehärtet werden. Weil gerade in der Rasteröffnung die höchste Schichtstärke vorliegt, wirkt sich die 3-dimensionale Inkongruenz zwischen projeziertem Figurenrand und Abbildung in der Emulsionsschicht dort am stärksten aus, so dass es fast immer zu einem totalen Verschluss der Rasteröffnung kommt.
Aus den dargestellten Zusammenhängen folgt, dass der Figurenrand im Vergleich zur Mustergebung des Diapositivs, sobald er eine Rasteröffnung überquert, deformiert wird.
Selbst wenn es möglich wäre, parallelisiertes Licht zur Belichtung zu verwenden, was in der Praxis aus vielerlei Gründen nicht realisierbar ist, würde man kein dem Diapositiv adäquates Druckbild erhalten. Da nämlich die Stärke der Emulsionsschicht, wie bereits erörtert, unterschiedlich ist, treten beim Drucken Verhältnisse auf, wie sie in Fig. 5 dargestellt sind. Wird auf der Siebinnenseite Druckfarbe zugeführt und ist die laut Diapositiv zu bedruckende Fläche durch den Dimensionspfeil 12 bezeichnet, so ist wegen der ursprünglich vorhandenen Vertiefungen 4 die auf dem Bedruckstoff 13 abgebildete, durch den Dimensionspfeil 14 bezeichnete Bedruckfläche grösser als die zu bedruckende Fläche 12 laut Diapositiv.
Besonders deutlich wird die Sägezahnbildung dann, wenn mit wenig fliessenden Druckpasten in Verbindung mit groben Rastern gedruckt wird, wie dies in Fig. 6 in der Aufsicht dargestellt ist. Aus den bereits dargestellten Gründen, siehe Fig. 4, sind die Rasteröffnungen 1620 vollständig belichtet und damit geschlossen worden, obwohl die Mustergebung laut Diapositiv nach der Linie 21 verläuft. Dementsprechend lassen sie, wie die übrigen Rasteröffnungen der schraffierten Fläche 22, keine Druckfarbe durch.
In den mit Pfeilen bezeichneten Rasteröffnungen 24-27 tritt unter den bereits genannten speziellen Bedingungen die Druckfarbe höchstens so weit aus, dass sie sich gerade mit den benachbarten Farbpunkten trifft, jedoch wenig oder gar nicht überdeckt. Die dadurch zwangsläufig entstehende Sägezahnbildung ist durch die Linie 30 dargestellt.
Zur Darstellung des erfindungsgemässen Verfahrens bedarf es der Erwähnung folgender Zusammenhänge:
Im Bereich des Siebdruckes mit Flachschablonen umgeht man dem genannten Sägezahneffekt mit der Ausbildung einer sogenannten Druckschulter. Es handelt sich hierbei darum, den nicht druckenden Teil des Figurenrandes reliefartig auszubilden, wobei auf annähernde Rechtwinkligkeit des Figurenrandes grosser Wert gelegt wird, Abrundungen jedoch möglichst vermieden werden, so dass sich der Bedruckstoff beim Druckvorgang gut an die erhabenen, nicht druckenden Partien der Schablone anschmiegen kann. Auf diese Weise entsteht eine optimale Abdichtung zwischen druckender und nicht druckender Partie gegenüber der Druckfarbe, die, wie bereits dargestellt wurde, im herkömmlichen Dessinierungsverfahren für Rotationsschablonen nicht gegeben ist.
Als praxiserprobte Verfahren im Bereich des Flach-Siebdruckes sind die reinen Indirektverfahren (z.B. Schneidefilm-, Pigmentpapierverfahren), die Mischformen aus reinen Direktverfahren und reinen Indirektverfahren (z.B. Kombinationsverfahren) und schliesslich die reinen Direktverfahren, z.B. Direktverfahren mit Zusatzbeschichtungen oder Supernylonsolverfahren (eingetragenes Warenzeichen) zu nennen. Alle Verfahren eignen sich zur Ausbildung einer Druckschulter und ermöglichen damit einen sägerzahnfreien Druck. Ihr Nachteil besteht darin, dass sie Schichten erzeugen, die aufgrund ihrer geringen Adhäsion zum Sieb in Verbindung mit ihrer geringen chemischen und mechanischen Stabilität im Vergleich mit den im Rotationsfilmdruck üblichen Metragen nur geringe Auflagen zulassen.
Auch ist die spezifische Belastung der Schablone im Rotationsfilmdruck weitaus höher, so dass eine Anwendung der genannten Verfahren selbst bei kleinen Metragen ausgeschlossen ist. Für den Zweck der Dessinierung von Rotationsschablonen wurden Emulsionen etwickelt, die allen auftretenden Belastungen zwar gerecht werden, jedoch da im Direktverfahren verarbeitet, das wirksame Zusatzbeschichtungen nicht zulässt - die nachteilige Sägezahnbildung verursachen. Ziel der Erfindung ist demnach, die charakteristischen Vorteile der genannten Verfahren aus dem Bereich des Flach-Siebdruckes, d.h. die Erstellung einer präzisen Druckschulter, mit Hilfe dieser direkt arbeitenden, hochfesten Emulsionen zu ermöglichen.
Beim erfindungsgemässen Verfahren (Fig. 7) wird die Sieboberfläche, beispielsweise die zylindrische Rundschablone, mit einer in bestimmten Lösungsmitteln löslichen Substanz 32 z.B.
mit einem Lack beschichtet. Hierauf wird die so behandelte Sieboberfläche geschliffen, wodurch die Rasterstege I an ihrer Oberfläche wieder von der als Füllack zu bezeichnenden Substanz 32 befreit werden, während aber die Rasteröffnungen 2 geschlossen bleiben, siehe Fig. 8. Hierauf wird (Fig. 9 ) die geschliffene Sieboberfläche mit einer lichtempfindlichen Schicht 33 beschichtet und dann, selbstverständlich unter Einschaltung entsprechender Trocknungsoperationen auf die Schicht 33 das photographische Diapositiv 5 mit den geschwärzten Partien 6 und den durchlässigen Partien 7 gespannt und durch mit 8 bezeichnetes Licht belichtet (Fig. 10).
Nach dem Auswaschen der Schicht 33 bleiben die belichteten wasserunlöslichen Partien 9' auf der Sieboberfläche zurück, siehe Fig. 11. Aus Fig. 10 und 11 ist ersichtlich, dass die auch bei diesem Verfahren unter allen möglichen Winkeln auf die Emulsionsschicht auftreffenden Lichtstrahlen 8 sich nicht mehr deformierend am Figurenrand bzw. an der Übergangsstelle der Rasteröffnung auswirken können, weil eine einerseits überall gleiche Stärke der Schicht 33 vorliegt und andererseits die Stärke der Schicht 33 im Verhältnis zur Grösse der Raster öffnung 2 beliebig stark gehalten werden kann und damit der erwähnte 3-dimensionale Abbildungsprozess kontrollierbar wird. Ebenso ist die Ausbildung der genannten Druckschulter ersichtlich, die eine optimale Abdichtung zwischen druckender und nicht druckender Partie zulässt.
Die auf der Sieboberfläche zurückgebliebene Schicht 9' wird getrocknet und polymerisiert. Die hierbei auftretende Schrumpfung wird in Fig. 12 auf der linken Seite für das bisher bekannte Verfahren und auf der rechten Seite für das beschriebene erfindungsgemässe Verfahren dargestellt, wobei die Schrumpfung mit 35 bezeichnet ist. Wie aus diesem Vergleich ersichtlich, schrumpft beim bekannten Dessinierungsverfahren die Emulsionsschicht allseitig, d.h.
dreidimensional, und durch dieses Schrumpfen wird der Deformationsprozess der mit dem Bedruckstoff in Berührung kommenden Emulsionsschicht verstärkt. Dagegen kann beim beschriebenen erfindungsgemässen Verfahren die Emulsionsschicht 9' nur noch zweidimensional schrumpfen, womit eine weitgehende Deformationsfreiheit an der Überbrückungsstelle 4' der Rasteröffnung gegeben ist.
Nach dem Polymerisationsprozess wird die Füllung mit einem geeigneten Lösungsmittel ausgewaschen, siehe Fig. 13, Da die Schicht 9' im polymerisierten Zustand chemisch äusserst stahil ist, braucht eine Beschädigung der Schicht durch Lösungsmittel nicht befürchtet zu werden, Die Dmckschulter.
die mit der Oberfläche der Schicht 9' fluchtet, ist mit 9" bezeichnet.
Wie dargestellt wurde, eignet sich dascrfindungsgcmiisse Verfahren. sägez ahnfreie Figure nn'inder zu erzielen. Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Dessinien#ng feiner Details ohr allem feiner Linien.
Bei Anwendung des herkömmlichen Dessinien > ngsverfah- rens für Rotationsschablonen liegt die Breite der schmalsten dessinierbaren und damit druckbaren Linie erfahrungsgemäss bei der Breite. die von zwei Rasteriif fnu ngen und einem Rastersteg gebildet wird. Es ist ohne weiteres einzusehen, dass die Linienbreite von der Feinheit des Rasters der verwendeten Rotationsschablone abhiillgig ist. d.h. grobe Raster bedeuten breite. feinere Raster schmalere Linien.
Beim erfindungsgemassen Verfahren kann eine Linienbreite von der Breite eines Rastersteges plus ca. 41 der Breite einer Rasten'#ffnung beide Werte auf der iusseren Seite der Rotationsschablone gemessen dessiniert werden.
Um noch schmalere Linien dessinieren und dicken zu können, d.h. um weitgehend unabhängig von der verwendeten Rasterfeinheit der Rotationsschablone zu werden. kann das erfindungsgemiisse Verfahren erweitert werden. s. Fig. 14 und
15.
Es ist mit 10 die auf das Sieb. das mit der Füllsubstan, 32 gefüllt und sodann geschliffen wurde, durch Belichten Auswaschen und Trocknell abgebildete Linie angegeben. Wie aus Fig. 14 ersichtlich ist, ist die Linienbreite wesentlich geringer als die Breite eines Siebsteges 1. Für den Fall, dass die Linie auf dem Rastersteg abgebildet wird, ist eine unmittelbare Verbindung mit einer Rasteröffnung nicht gegeben, was zu schlechtem Druckausfall an dieser Stelle führen kann.
Um diese Verbindung zu schaffen. wird die nach dem erfindungsgemäs- sen Verfahren dessiniefle Schablone nach dem die Photoemulsionsschicht polymerisiert. jedoch bevor die als Füllack bezeichnete Substanz ausgewaschen ist, einer Aetzbehandlung unterzogen. Es wird hierbei das Aetzgut nur mit der Siebseite, auf der sich die polymerisierte Emulsionsschicht befindet, in Berührung gebracht und eine Aetztechnik gewählt, deren Breitenwirkung hoch. deren Tiefenwirkung dagegen gering ist.
Dadurch. dass die nicht ätzbare Füllsubstanz sich während des Aetzvorganges in den Sieböffnungen befindet, trägt das Aetzgut Stegmaterial lediglich an den Stellen ab, wo dies auch erforderlich ist. was zur Stabilitätserhaltung der Rotationsschablone wesentlich beiträgt.
Der Aetzprozess ist abgeschlossen, wenn eine Öffnung 41 zwischen abgebildeter Linie 40 auf dem Rastersteg 1 und mindestens einer benachbarten Rasteröffnung 2 geschaffen ist.
Im Anschluss an die Aetzung wird die Füllsubstanz ausgewaschen und das Sieb ist druckbereit.
Da als Siebmaterial bei Rotationsschablonen praktisch ausschliesslich Nickel in Frage kommt, eignet sich als Aetzgut z.B. Eisenchlorid in wässriger Lösung.
Bei der Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens in Verbindung mit sehr groben Rastern (z.B. 40 und 60 mesh) werden an die Haltbarkeit der Emulsionsschicht wegen der entsprechend grossen Emulsionsschichtbrückenüber den Rasteröffnungen vor allem mechanisch grosse Anforderungen gestellt. Um auch für diesen Fall ausreichende Metragen Drucke garantieren zu können. kann auf der Innenseite der an sich druckbereiten Schablone z. B. ein Lack aufgebracht werden, der unmittelbar anschliessend in noch fliessfähigem Zustand von der Emulsionsseite der Schablone herabgesaugt wird. Nach einer entsprechenden Trockenoperation bzw. nach chemischer Aushärtung ist die Emulsionsschicht an den nicht druckenden Partien verstärkt, ohne die Qualität der Schablone zu heeintriichtigell.
Die als Füllmittel bzw. Füllack bezeichnete und bei dem erfindungsgemässen Verfahren verwendete Substanz muss folgende Eigenschaften aufweisen. nämlich Applikatiunsfähigkeit für die üblichen Applikationstechniken.
Antischaumverhalten.
Schleifbarkeit für die üblichen Schleiflechniken, Wasserunlöslichkeit.
Schrumpfungsfeiheit über längere Zeitr.iume ( 12 Monate und länger), Zeitr.iume 2()(l C (3-4 Stunden), gute Adhäsion zu den üblichen Siebmaterialien im Rotationsfilmdruck, vor allem auf Nickel unabhängig von Alter und Temperatur (bis 100 C max.).
geringes thermoplastisches Verhalten bei Temperaturen bis 200 C.
gute Auflösbarkeit vor und nach Wärmebehandlung in solchen Lösungsmitteln. die die polymerisierte Emulsion nicht angreifen, chemische Resistanz gegenüber üblichen Aetzmitteln wie z.B.
Eisenclorid, relative Ungiftigkeit.
Eine im Handel erhältliche Substanz mit den genannten Eigenschaften ist z.B. Plusodur 230 60% ,Xylol, Härter Maprenal RT in einem Mischungsverhsiltnis von etwa 9 Gew.
Teilen Plusodur 230 und 1 Gew. Teil Maprenal RT. Als Lösungsmittel kommen Ketone und Ester in Frage.
Das beschriebene Verfahren wurde im Zusammenhang mit Rundschablonen beschrieben, jedoch ist es in gleicher Weise auch auf Flachschablonen anwendbar.
The present invention relates to a method for the mechanical design of printing stencils for film and screen printing. in particular rotary film printing in which a light-sensitive layer is exposed in accordance with the print image and the unexposed areas are removed
Design is understood here to mean the creation or processing of a printing template.
which has open and closed wire sections depending on the pattern to be printed. With the help of such patterned printing stencils, various materials such as ## eise Te vtilge'vebe or paper can be printed. The printing of textile substrates is usually used as film printing and the printing of non-textile substrates such as e.g.
Paper. referred to as visual print. The terms screen printing and film printing should be interpreted in this sense in this case.
Rotary film printing and rotary screen printing are special processes of film or screen printing in which printing stencils in the form of a hollow, Linddian round stencil are used. With rotary film printing or
Screen printing, two main processes or design techniques are used to make stencils.
The galvanoplastic design process, in which the printing parts are built up galvanically together with the closed parts of the hollow cylindrical round stencil in one work process, and
2. The lacquer process, in which a screen produced by electroplating in a special process is provided with a light-sensitive plastic film that is removed in the course of the processing process at the points that are to be printed according to the pattern. left on the non-printing areas on the screen.
The present invention relates to the second method. Although the current state of paint patterning technology is essentially considered to be fully developed. Nevertheless, there are some disadvantages inherent in this technique. one of which can be seen in the lack of sharpness of reproduction. Since this lack of sharpness typically manifests itself as a stepped or sawtooth-like jagged edge on the edges of the figures, the term sawtooth formation has become established.
It is true that this undesirable effect can be mitigated to a certain extent by manipulation of the printing technology. but you have him. whether weak or strongly imprinted, to be accepted in practice as an unavoidable evil.
The object of the present invention is to create a method for the photomechanical design of stencils in which the so-called sawtooth effect does not occur on the pressure reducing devices.
According to the invention, this object is achieved by a method of the type described at the outset. in which the light-sensitive layer is applied directly to the screen as a smooth surface with a constant and adjustable layer thickness.
The invention is described by way of example with reference to the figures of the accompanying drawings, with FIGS. 1-6 showing the known paint patterning technique with a sawtooth effect and FIGS. 7-15 showing the patterning method according to the invention. Show it:
1 shows a print pattern with sawtooth formation on the edges of the figure.
Fig. 2-5 the production of a printing stencil with open and closed viewing areas according to the pattern to be printed,
6 the sawtooth formation,
FIGS. 7-11 and 13 show the paint patterning process according to the present invention in various process steps,
12 shows the result of the paint patterning method according to the known paint patterning technique and according to the paint patterning method according to the invention.
14 shows the use of the paint designing process according to the invention for designing a fine line. and
FIG. 15 shows a section along the line XIV-XIV in FIG. 14.
In order that the essence of the method according to the invention can be shown more clearly, the known lacquer design technique is described first. In Fig. 1 the sawtooth formation. which is typical of the well-known paint patterning technique, clearly visible in the figure. In Fig. 2 is the coating of a screen. for example an electroplated one. screen-shaped round stencil with a light-sensitive emulsion shown. The sieve bars.
also referred to as grid webs, referred to with it 1, between which sieve or grid openings 2 are located. The applied light-sensitive layer 3, for example a light-sensitive emulsion, lies on the grid webs and also covers the grid openings 2.
Thanks to the special application technology. i.e. by squeegees with so-called round squeegees, which in contrast to the linear metal coating channels for the coating of flat stencils are always made of rubber or rubber-like materials, and because of the low inherent stability of the hollow cylindrical round stencil, only a limited contact pressure of the squeegee on the coating edge is possible and therefore A wavy emulsion layer is created on the outside of the screen with depressions 4 above the grid openings 2, the wavy structure of which is further reinforced by the necessary subsequent drying operations. This mainly concerns the physical drying process.
that at the points with the greatest layer volume, i.e. at the grid openings 2, naturally causing the greatest shrinkage.
A photographic slide 5 is stretched onto layer 3 in as close contact as possible with the screen surface. Slide 5 shows the pattern. It is as opaque as possible at the points 6 that are to press after completion of the screen cylinder. on the other hand, transparent on the non-printing parts 7. see Fig. 3.
In Fig. 4 the exposure of the dried photosensitive layer 3 is shown. Here, slide 5 and the layer 3 are exposed to a short-wave light radiation designated by 8. At the transparent points 7 of the slide, the light can reach or penetrate the underlying part of the layer 3 and thereby trigger a hardening of the film. The hardening has the effect that the exposed areas 9 become insoluble in certain solvents, while the areas 10 of the emulsion layer 3 protected from light by the blackened areas 6 of the slide 5 remain detachable.
A washout process that now follows, for example with water, washes out the unexposed areas of layer 3 and thus exposes the screen again in accordance with the pattern.
After another drying and polymerisation operation, the screen is ready for printing.
The sawtooth formation already mentioned can be illustrated with reference to FIG. Their emergence is due to the interaction of two reasons.
The first reason is that the light hits the emulsion layer at all possible angles and is also scattered in all possible directions in the layer itself.
Since this layer must have a certain minimum thickness that cannot be undershot, the ideally 2-dimensional, pure projection process (contact copy) becomes a 3-dimensional imaging process. For example, when an inclined incidence of light is imaged in the emulsion layer, it is not the desired cylinder but a cone or truncated cone, the dimensions of which are determined by the angle of the incident light, the emulsion strength and the size of the projected area. This fact alone already shows that the edge of the figure cannot be mapped in an absolutely 3-dimensional congruent manner.
The second reason can be seen in the already mentioned uneven thickness of the emulsion layer 3, which is unfavorably high in the area of the grid opening.
If a figure edge on the slide crosses a grid opening, the emulsion, which is covered by the opaque part of the slide in the area of the grid opening, must also be exposed and hardened if the incidence of light is inclined. Because the highest layer thickness is precisely in the grid opening, the 3-dimensional incongruence between the projected figure edge and the image in the emulsion layer has the greatest effect there, so that the grid opening is almost always completely closed.
From the relationships shown, it follows that the figure edge is deformed in comparison to the patterning of the slide as soon as it crosses a grid opening.
Even if it were possible to use parallelized light for exposure, which is not feasible in practice for a variety of reasons, one would not get a print image that is adequate to the slide. Since the thickness of the emulsion layer, as already discussed, is different, conditions occur during printing as shown in FIG. If printing ink is supplied to the inside of the screen and the area to be printed on according to the slide is indicated by the dimensional arrow 12, then because of the originally present depressions 4, the printing area shown on the printing material 13 and indicated by the dimensional arrow 14 is larger than the area 12 to be printed on according to the slide .
The sawtooth formation becomes particularly clear when printing is carried out with low-flowing printing pastes in conjunction with coarse screens, as is shown in top view in FIG. 6. For the reasons already shown, see FIG. 4, the grid openings 1620 have been completely exposed and thus closed, although the patterning according to the slide runs along the line 21. Accordingly, like the other grid openings of the hatched area 22, they do not allow any printing ink through.
In the grid openings 24-27 marked with arrows, under the special conditions already mentioned, the printing ink emerges at most to such an extent that it just meets the adjacent colored dots, but does not cover it at all or little. The sawtooth formation that inevitably occurs as a result is shown by line 30.
To illustrate the method according to the invention, it is necessary to mention the following relationships:
In the area of screen printing with flat stencils, the sawtooth effect mentioned is avoided with the formation of a so-called pressure shoulder. It is a matter of designing the non-printing part of the figure edge in a relief-like manner, whereby great importance is attached to an approximate perpendicularity of the figure edge, but rounding is avoided as far as possible, so that the printing material nestles well against the raised, non-printing parts of the stencil during the printing process can. In this way, an optimal seal is created between the printing and the non-printing part with respect to the printing ink, which, as already shown, is not given in the conventional design process for rotary stencils.
Processes that have been tried and tested in the field of flat screen printing are the pure indirect processes (e.g. cutting film, pigment paper processes), the mixed forms of pure direct processes and pure indirect processes (e.g. combination processes) and finally the pure direct processes, e.g. Direct processes with additional coatings or super nylon sol process (registered trademark) should be mentioned. All methods are suitable for the formation of a pressure shoulder and thus enable a sawtooth-free pressure. Their disadvantage is that they produce layers which, due to their low level of adhesion to the screen in connection with their low chemical and mechanical stability, allow only small print runs compared with the quantities customary in rotary film printing.
The specific load on the stencil in rotary film printing is also much higher, so that the above-mentioned methods cannot be used even for small batches. For the purpose of designing rotary stencils, emulsions have been developed that can cope with all the stresses that may arise, but because they are processed in a direct process that does not allow effective additional coatings - which cause disadvantageous sawtooth formation. The aim of the invention is therefore to use the characteristic advantages of the processes mentioned in the field of flat screen printing, i.e. to enable the creation of a precise pressure shoulder with the help of these direct working, high-strength emulsions.
In the method according to the invention (Fig. 7), the screen surface, for example the cylindrical round template, is coated with a substance 32 which is soluble in certain solvents, e.g.
coated with a varnish. The screen surface treated in this way is then sanded, as a result of which the surface of the grid webs I is again freed from the substance 32 to be referred to as filler lacquer, while the grid openings 2 remain closed, see Fig. 8. The sanded screen surface is then (Fig. 9) coated with a light-sensitive layer 33 and then, naturally with the inclusion of appropriate drying operations on the layer 33, the photographic slide 5 with the blackened parts 6 and the transparent parts 7 stretched and exposed to light designated by 8 (FIG. 10).
After the layer 33 has been washed out, the exposed, water-insoluble parts 9 'remain on the screen surface, see FIG. 11. It can be seen from FIGS. 10 and 11 that the light rays 8 which strike the emulsion layer at all possible angles in this method also do not meet can have a more deforming effect at the edge of the figure or at the transition point of the grid opening because, on the one hand, the thickness of the layer 33 is the same everywhere and, on the other hand, the thickness of the layer 33 can be kept as strong as desired in relation to the size of the grid opening 2 and thus the aforementioned 3- dimensional mapping process becomes controllable. The formation of the aforementioned pressure shoulder can also be seen, which allows optimal sealing between the printing and non-printing areas.
The layer 9 'remaining on the screen surface is dried and polymerized. The shrinkage occurring in this case is shown in FIG. 12 on the left-hand side for the previously known method and on the right-hand side for the described method according to the invention, the shrinkage being denoted by 35. As can be seen from this comparison, in the known patterning process the emulsion layer shrinks on all sides, i.e.
three-dimensional, and this shrinkage intensifies the deformation process of the emulsion layer that comes into contact with the printing material. In contrast, in the method according to the invention described, the emulsion layer 9 'can only shrink two-dimensionally, which means that there is extensive freedom from deformation at the bridging point 4' of the grid opening.
After the polymerization process, the filling is washed out with a suitable solvent, see FIG. 13. Since the layer 9 'is chemically extremely steel in the polymerized state, there is no need to fear damage to the layer by solvents. The back shoulder.
which is flush with the surface of the layer 9 'is denoted by 9 ".
As shown, the invention method is suitable. to achieve sawz tooth-free figures nn'inder. Another area of application is the design of fine details and especially fine lines.
When using the conventional design process for rotary stencils, experience shows that the width of the narrowest line that can be designed and thus printed is the width. which is formed by two grid openings and a grid bar. It can be seen without further ado that the line width depends on the fineness of the grid of the rotary stencil used. i.e. coarse grids mean wide. finer grids, narrower lines.
In the method according to the invention, a line width of the width of a raster web plus approx. 41 the width of a raster opening, both values measured on the outer side of the rotary template, can be designed.
In order to be able to design and thickness even narrower lines, i.e. in order to be largely independent of the grid resolution of the rotary stencil used. the method according to the invention can be expanded. s. Figures 14 and
15th
It's 10 die on the sieve. which was filled with the filling substance, 32 and then sanded, indicated by exposure, washing out and drying. As can be seen from FIG. 14, the line width is significantly smaller than the width of a screen web 1. In the event that the line is mapped on the grid web, there is no direct connection to a grid opening, which leads to poor print failure at this point can lead.
To create that connection. the stencil, which is dessiniefle according to the method according to the invention, is polymerized after the photoemulsion layer. but before the substance known as filler lacquer is washed out, it is subjected to an etching treatment. The etching material is only brought into contact with the side of the sieve on which the polymerized emulsion layer is located and an etching technique is selected that has a broad effect. whose depth effect, however, is low.
Thereby. that the non-etchable filler substance is in the sieve openings during the etching process, the etching material only removes web material at the points where this is necessary. which contributes significantly to maintaining the stability of the rotary template.
The etching process is completed when an opening 41 is created between the line 40 shown on the grid web 1 and at least one adjacent grid opening 2.
Following the etching, the filler substance is washed out and the screen is ready for printing.
As the screen material for rotary stencils is practically exclusively nickel, a suitable etching material is e.g. Ferric chloride in aqueous solution.
When using the method according to the invention in connection with very coarse grids (e.g. 40 and 60 mesh), high mechanical demands are placed on the durability of the emulsion layer because of the correspondingly large emulsion layer bridges over the grid openings. In order to be able to guarantee sufficient quantities of prints in this case too. can be on the inside of the ready-to-print template z. B. a lacquer can be applied, which is then immediately sucked down from the emulsion side of the stencil in a still flowable state. After a corresponding drying operation or after chemical hardening, the emulsion layer is reinforced on the non-printing areas without impairing the quality of the stencil.
The substance referred to as filler or filler lacquer and used in the method according to the invention must have the following properties. namely applicability for the usual application techniques.
Anti-foam behavior.
Sandability for the usual sanding techniques, water insolubility.
Resistance to shrinkage over a longer period of time (12 months and longer), time period 2 () (1 C (3-4 hours), good adhesion to the usual screen materials in rotary film printing, especially on nickel regardless of age and temperature (up to 100 C max.).
low thermoplastic behavior at temperatures up to 200 C.
good solubility before and after heat treatment in such solvents. which do not attack the polymerized emulsion, chemical resistance to common caustic agents such as e.g.
Iron chloride, relative non-toxicity.
A commercially available substance with the properties mentioned is e.g. Plusodur 230 60%, xylene, hardener Maprenal RT in a mixing ratio of about 9 wt.
Parts Plusodur 230 and 1 part by weight Maprenal RT. Ketones and esters can be used as solvents.
The method described was described in connection with round stencils, but it can also be used in the same way on flat stencils.