CH627794A5 - Verfahren zur herstellung einer mit einem perforationsmuster versehenen metallfolie. - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer mit einem Perforationsmuster versehenen Metallfolie, vorzugsweise einer Schablone für den Rotationsschablonendruck, wobei das Perforationsmuster auf eine photoempfindliche Schicht übertragen und dann die Folie galvanisch aufgebaut wird, sowie eine nach dem Verfahren hergestellte Metallfolie.
Mit einem Perforationsmuster versehene Metallfolien werden vielfach als Siebdruckschablonen für den Rotationsschablonendruck verwendet. Derartige Siebdruckschablonen werden meist so hergestellt, dass man auf einem Metallzylinder eine photoempfindliche Lackschicht aufbringt, dann nach dem Trocknen der Lackschicht einen Film auflegt, auf dem das gewünschte Muster aufgerastet ist, und den Film dann belichtet. Nach der Entwicklung der durch die Belichtung örtlich in ihren chemischen Eigenschaften veränderten Photoschicht liegt dann die Metalloberfläche des Metallzylinders stellenweise frei. Es wird nun an diesen Stellen durch ein Galvanisierverfahren eine dünne Nickelschicht abgeschieden, so dass sich schliesslich nach Entfernen des Metallzylinders und der restlichen Photoschicht eine mit einem Perforationsmuster versehene Metallfolie ergibt. Ein Nachteil bei der bisherigen Herstellung dieser Folien liegt darin, dass die Öffnungen in der Siebdruckschablone kleiner sind als die auf dem Film vorhandenen Musterpunkte. Der Grund liegt darin, dass bei der Abscheidung des galvanisch aufgebrachten Metalles das Metall sich nicht nur senkrecht zu den Öffnungen abscheidet, sondern dass die Öffnungen auch beginnen zuzuwachsen. Man hat festgestellt, dass die Stärke dieses Zuwachsens etwa der Schablonendicke entspricht, d.h. je dünner die Schablonendicke, desto kleinere Öffnungen kann man herstellen. Leider ist es jedoch nicht möglich, die Schablonendicke beliebig zu verringern, da die Schablonen den Belastungen beim Drucken standhalten müssen. So wird z.B. der Farbstoff durch die Öffnungen in der Schablone hin-durchgepresst, und die Stege zwischen den Öffnungen müssen diesem Druck standhalten.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, das Verfahren zur Herstellung einer mit einem Perforationsmuster versehenen Metallfolie zu verbessern und eine Metallfolie zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweist.
Die erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe besteht in dem im Anspruch 1 gekennzeichneten Verfahren und in der gemäss dem unabhängigen Anspruch 17 nach dem Verfahren hergestellten Metallfolie.
Es hat sich gezeigt, dass durch Verwendung der erfin-dungsgemässen Massnahme der Durchmesser der Öffnungen nahezu genau dem Musterpunkt auf dem Film entspricht, d.h. aber, dass während der galvanischen Ablagerung kein Zuwachsen der Perforation erfolgt. Man kann daher grössere Dicken für die Siebdruckschablonen verwenden, was wiederum beim Drucken selbst grosse Vorteile bringt. Überdies ist es möglich, feinere Raster und damit eine bessere Auflösung des zu druckenden Musters auf die Siebdruckschablone zu übertragen. Ferner können Schablonen zum Drucken von Halbtönen verwendet werden, da der mit den Schablonen erreichbare Farbkeil wesentlich grösser ist. Da es bei den neuen Siebdruckschablonen keine Penetrationsprobleme gibt, weil durch die Öffnungen in der Schablone viel Farbe durchtreten kann, lassen sich die nach dem Verfahren herge2
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stellten Siebdruckschablonen auch in vorteilhafter Weise beim Teppichdruck einsetzen, wobei die Feinheit der bisher verwendeten Raster um mehr als das Vierfache gesteigert werden kann. Gerade beim Teppichdruck ist es von grosser Bedeutung, dass die Wandstärken der Siebdruckschablonen erhöht werden können. Die Stromstärken für die Galvanisierung können bei der Erfindung auf die Hälfte bis Vi der bisher üblichen Stromstärken abgesenkt werden, da hier die Stege sehr dünn gehalten werden können.
Vorteilhafte Ausbildungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 16 angegeben.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Prinzipiell lässt sich die Erfindung sowohl bei einem Material mit positiv arbeitender, photoempfindlicher Schicht als auch bei einem Material mit nagativ arbeitender, photoempfindlicher Schicht verwenden, wobei allerdings meist Positivschichten verwendet werden, wie z.B. Benzoldiazoniumver-bindungen, Orthochinondiazoverbindungen, die in Harze eingebettet sind. Die Dicke der Photoschicht liegt meist in der Grössenordnung von Viooo mm. Die Dicken können im allgemeinen zwischen 0,002 und 0,010 mm liegen.
Aus der folgenden Tabelle lassen sich anhand verschiedener Raster die verbesserte Farbdurchlässigkeit und die grösseren Perforationsdurchmesser eindeutig entnehmen, die man mit dem erfindungsgemässen Verfahren im Vergleich zu den Verfahren ohne Quellung erreicht. Die Schablonen waren sonst auf identische Weise hergestellt, es wurde auch der gleiche gerasterte Negativfilm verwendet. Falls nicht anders angegeben, sind die Abmessungen in mm.
Tabelle I
bisher neu
Raster
32
32
Teilung
0,3125
0,3125
Lochdurchmesser
0,09
0,20
Stegbreite
0,22
0,112
Wanddicke
0,06
0,06
Farbdurchlässigkeit
6,56%
41,08%
Tabelle!!
bisher neu
Raster
40
40
Teilung
0,25
0,25
Lochdurchmesser
0,07
0,18
Stegbreite
0,18
0,07
Wanddicke
0,08
0,16
Farbdurchlässigkeit
7,8%
51,8%
Tabelle III
bisher neu
Raster
16
16
Teilung
0,62
0,625
Lochdurchmesser
0,34
0,50
Stegbreite
0,28
0,125
Wanddicke
0,13
0,18
Farbdurchlässigkeit
30%
64%
Nach der Erfindungsidee soll ein Teil der photoempfindlichen Schicht aufgequollen werden. Es ist zweckmässig, dieses Aufquellen durch Einbringen von Feuchtigkeit durchzuführen, wobei man vorher die Porosität der zu quellenden s Teile erhöhen kann. Wie man die zu quellenden Teile zum Quellen bringt, hängt einerseits von der chemischen Zusammensetzung und anderseits vom erwünschten Ziel ab. Im folgenden werden einige Möglichkeiten angegeben.
Nach der Belichtung wird die photoempfindliche Schicht io in normaler Weise entwickelt. Bei einer positiv arbeitenden Schicht ist der vom Licht getroffene Teil zersetzt und kann mit einer wässerigen Alkalilösung weggewaschen werden. Die verbleibenden Teile der photoempfindlichen Schicht können nun zum Zwecke des Quellens einem Wasserdampf ls ausgesetzt werden, wobei sich Temperaturen von 50 bis 60°C als günstig erwiesen haben. Die Bedampfungsdauer betrug 5 bis 7 Min.
Bei negativ arbeitenden Photoschichten kann man anstelle von Wasserdampf einen Lösungsmitteldampf einsetzen. Es 20 hat sich aber auch das Tauchen in Lösungsmittel als geeignet erwiesen. Die Bedampfung mit Lösungsmitteldampf kann aber auch bei positiven Schichten angewendet werden.
Nach dem Bedampfen oder Tauchen wird in bekannter Weise die Galvanisierung durchgeführt.
25 Eine andere Möglichkeit besteht in der Einbringung der Schablone in einen Klimaschrank, der bei den durchgeführten Versuchen auf eine Luftfeuchtigkeit von 80 bis 90% bei 20 bis 50°C eingestellt wurde.
Die photoempfindliche Schicht kann nach dem Entwik-30 kein auch mit einer Feuchtigkeit enthaltenden Schicht überzogen werden. Am geeignetsten hat sich hier Gelatine erwiesen, das nach zwei bis sechs Stunden mit Wasser abgewaschen wurde. Anstelle von Gelatine lassen sich aber auch andere Feuchtigkeit anziehende und abgebende Substanzen 35 verwenden. Gute Ergebnisse wurden mit Glycerinen, Polyvi-nylalkoholen und Polyvinylacetat erreicht.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass man der photoempfindlichen Schicht ein auf Feuchtigkeit ansprechendes Treibmittel, wie etwa Phenylhydrazin oder Polyvinylalkohol, 4o zusetzt. Aber auch aufWärme ansprechende Treibmittel sind geeignet, also etwa Harnstoffverbindungen, eventuell in Kombination mit Natriumnitrid, Wasserstoffperoxid, Natriumbikarbonat oder auch sublimationsfähige Farbstoffe.
Das Aufquellen kann man auch so erreichen, dass man 45 nach dem Entwickeln der photoempfindlichen Schicht die verbleibenden Teile nachbelichtet, wodurch auch an diesen Stellen die Photoschicht zur Abspaltung von Gasmolekülen, z.B. N2, veranlasst wird und dadurch eine Zersetzungs- oder Bläschenstruktur unter gleichzeitigem Quellen annimmt. In so diese verbleibenden Teile der Schicht kann darüberhinaus noch Feuchtigkeit eingebracht werden. Als Nachbelichtung hat sich eine Beleuchtungsintensität als günstig erwiesen, die etwa der halben Stärke der Normalbelichtung entspricht.
Schliesslich besteht noch die Möglichkeit, die gereinigte 55 Matrize, also jenen Körper, auf dem dann die Photoschicht aufgebracht wird, mit einem Lösungsmittel zu behandeln, z.B. mit Trichloräthan, dem eventuell Wasser zugesetzt ist. Es wird dann die Photoschicht aufgebracht und so in die Photoschicht Feuchtigkeit eingebracht.
60 Die Erfindung lässt sich nicht nur bei der Herstellung von Siebdruckschablonen verwenden, sondern auch zur Herstellung von Scherblättern für Trockenrasierapparate und zur Herstellung von gedruckten Schaltungen.
Das Ausmass der Quellung der photoempfindlichen 65 Schicht kann in weiten Bereichen gesteuert werden und auf den jeweiligen Anwendungsfall und das verwendete photographische Material abgestellt werden. Die Quellung kann
jedoch mehr als das Zehnfache der ursprünglichen Schichtdicke betragen.
Darüberhinaus ist es möglich, die geschilderten Verfahren auch für die Herstellung von Lackschablonen anzuwenden.
Im folgenden wird jetzt ein Ausführungsbeispiel gegeben.
Es wird eine Schablone auf einem Nickelzylinder hergestellt, der eine Länge von 2 m und einen Durchmesser von 300 mm hat. In der Praxis kann der Durchmesser des Nickelzylinders zwischen 100 und 1000 mm liegen. Die Länge kann zwischen 500 und 6000 mm betragen. Auf den Nickelzylinder wird eine photoempfindliche Schicht in einer Dicke zwischen 0,002 bis 0,2 mm im besonderen Fall mit einer Dicke von 0,08 mm aufgebracht. Die photoempfindliche Schicht kann aus einem Material hergestellt werden, das üblicherweise bei der glavanischen Herstellung der Schablonen verwendet wird, z.B. ein photoempfindliches Kunstharz. Die photoempfindliche Schicht wird über eine Matrix belichtet, die ein Raster mit hexagonalen Punkten trägt, deren Mittenabstand 2 mm ausmacht. Dabei wird ein hexagonales Raster mit einem Mittenabstand von 0,08 mm auf die photoempfindliche Schicht entsprechend der Dicke dieser Schicht projiziert. Die einzelnen Punkte haben einen Durchmeser von etwa 0,04 mm. Im allgemeinen ist der Abstand das 0,4 bis 0,7-fache des Mittenabstandes und der Dicke der photoempfindlichen Schicht.
Der Zylinder wird mit einer Beleuchtung von 8000 Watt insgesamt etwa 5 Min. beleuchtet, wobei der Zylinder verdreht und nebeneinanderliegende Umfangslinien mit einem s Punktraster versehen werden.
Die belichtete photoempfindliche Schicht wird dann entwickelt, indem man die belichteten Teile mit einer 0,8 bis 5%igen wässerigen Lösung von Natronlauge wegwäscht. Die verbleibenden Punkte können bei 100%iger Feuchtigkeit quellen, bis der Umfang der Punkte um 700 bis 1100% zugenommen hat.
Es wird dann die galvanische Ablagerung des Metalles vorgenommen, wobei die Elektrode vom Substrat einen Abstand i5 von 12 bis 18 cm hat. Die abgelagerte Metallschicht hat eine Dicke von 0,06 bis 0,4 mm. Die Stromdichte bei der galvanischen Ablagerung beträgt 5 Ampere/dm2. Der Elektrolyt ist eine wässerige Lösung von Natriumphosphat. Man hat festgestellt, dass bei Verwendung des Quellens gemäss der vorlie-20 genden Erfindung der offene Querschnitt der Schablone etwa 52% des gesamten Querschnittes betragen kann, wohingegen ohne dieser Quellung der offene Durchschnitt nur 7 bis 15% des gesamten Schablonenquerschnittes beträgt.
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Claims (17)
- 627794PATENTANSPRÜCHE1. Verfahren zum Herstellen einer mit einem Perforationsmuster versehenen Metallfolie, vorzugsweise einer Schablone für den Rotationsschablonendruck, wobei das Perforationsmuster auf eine photoempfindliche Schicht übertragen und dann die Folie galvanisch aufgebaut wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Übertragung des Perforationsmusters auf die photoempfindliche Schicht zumindest die nach der Entwicklung der Schicht verbleibenden Teile dieser oder einer darunterliegenden Schicht aufgequollen oder aufgebläht werden und dass beim oder nach dem Quell- bzw. Blähvorgang die galvanische Ablagerung des Folienmetalles erfolgt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photoempfindliche belichtete Schicht entwickelt und der verbleibende Teil der Schicht aufgequollen wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht durch Einbringen von Feuchtigkeit gequollen wird.
- 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Einbringen der Feuchtigkeit die Porosität der verbleibenden Teile der Schicht erhöht wird.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht nach dem Entwickeln bedampft wird, und zwar vorzugsweise in Wasserdampf oder einem Lösungsmitteldampf.
- 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedampfen bei einer Temperatur zwischen 50-60°C während einer Zeit von vorzugsweise 5-7 Min. erfolgt.
- 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schicht nach dem Entwickeln in ein Lösungsmittel getaucht wird.
- 8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die photoempfindliche Schicht nach dem Entwickeln mit einer Feuchtigkeit enthaltenden Schicht, vorzugsweise einer Gelatineschicht, überzogen wird, die vor Einbringen in das Galvanisierbad wieder entfernt wird.
- 9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material der photoempfindlichen Schicht mit einem Treibmittel versetzt wird.
- 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf Feuchtigkeit ansprechendes Treibmittel, wie z.B. Phenylhydrazin, zugesetzt wird.
- 11. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufWärme ansprechendes Treibmittel, wie z.B. eine Harnstoffverbindung, zugesetzt wird.
- 12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entwickeln die verbleibenden Teile der photoempfindlichen Schicht belichtet werden, in diese Teile Feuchtigkeit eingebracht, die somit gequollen werden, und das Folienmaterial in dem zwischen den aufgequollenen Teilen der Schicht verbleibenden, schichtfreien Bereich galvanisch abgelagert wird.
- 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Feuchtigkeit und das Galvanisieren gleichzeitig erfolgen.
- 14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die nach dem Entwickeln durchgeführte Belichtung etwa halb so gross ist wie die Belichtung zum Aufbringen des Perforationsmusters.
- 15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Träger für die photoempfindliche Schicht vor deren Aufbringung eine Feuchtigkeit abgebende Schicht aufgebracht wird.
- 16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger für die photoempfindliche Schicht eine Gasbläschen abgebende Schicht vorgesehen ist.
- 17. Metallfolie mit einem Perforationsmuster, hergestellt gemäss dem Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen Perforationen über die gesamte Wanddicke der Folie im wesentlichen gleiche Querschnittsfläche haben.
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