CH675558A5 - Mfg. screen mesh for screen printing - Google Patents

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CH675558A5
CH675558A5 CH478/88A CH47888A CH675558A5 CH 675558 A5 CH675558 A5 CH 675558A5 CH 478/88 A CH478/88 A CH 478/88A CH 47888 A CH47888 A CH 47888A CH 675558 A5 CH675558 A5 CH 675558A5
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CH
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screen
mesh
polyester
printing
energy
Prior art date
Application number
CH478/88A
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German (de)
Inventor
Nakanishi Toru
Ueno Susumu
Original Assignee
Shinetsu Chemical Co
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Abstract

Mfg. method is characterised by low temp. plasma treatment of polyester mesh on the condition of (a) using inorganic gas of which ionisation energy is at least 15 eV, (b) pressure 0.001-10 Torr, (c) high freq. electric power for input electrode being at most 150 KW/m2 and (d) applied discharge energy 10-1000 KW.S/m2. Screen mesh is 10-500 mesh size made of polyester filament with semidia. 10-200 microns. Inorganic gas is, e.g., He, Ne, Ar, H2, N2, etc. (most pref. He, Ne of which ionisation energy are 20 eV respectively). Input electrode is, e.g., Cu, Fe, Al, etc. pref. coated with porcelain enamel or ceramics.

Description

       

  
 



  Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der Oberflächeneigenschaften eines aus Polyester hergestellten Siebnetzes für den Siebdruck. Dabei sollen die Oberflächeneigenschaften von Polyesterfilamenten, die zum Einsatz mit dem Siebdruck verwendet werden, derart verbessert werden, dass ein verbessertes Anhaften der lichtempfindlichen Harzzusammensetzung erreicht wird, die bei der fotolithographischen Mustergebung eingesetzt wird, ohne dass die mechanische Stärke des Siebnetzes spürbar vermindert wird. 



  Bekanntlich ist der Vorgang des Siebdruckens eine Art eines Druckens mittels einer Schablone, wobei das Drucksieb vorbereitet wird, indem ein Siebnetz, welches über einem Rahmen gespannt ist und darauf festgehalten wird, gleichförmig mit einer lichtempfindlichen Harzzusammensetzung überdeckt wird, darauf die lichtempfindliche Ueberzugsschicht musterförmig  üblicherweise Licht ausgesetzt wird, so dass die Harzzusammensetzung in den Bereichen, die dem Licht ausgesetzt werden, gehärtet wird und das latente Muster entwickelt wird, indem die Harzzusammensetzung in denjenigen Bereichen, die nicht dem Licht ausgesetzt wurden, auf- und weggelöst wird.

  Mit einem derart gemusterten Drucksiebnetz wird das Siebdrucken durchgeführt, indem eine Drucktinte durch Verwendung eines zweckdienlichen gummiförmigen Auftragskissens oder ähnlichen Gegenständen zwangsweise bei denjenigen Bereichen durch das Drucksieb hindurch auf die zu bedruckende Oberfläche gedrückt wird, bei denen die Harzzusammensetzung entfernt worden ist. 



  Die Filamente, aus denen das Siebnetz hergestellt wird, können aus verschiedenen Stoffen gebildet sein, einschliesslich Seide, Nylon, Polyester, rostfreiem Stahl und ähnlichen Stoffen, wobei in den letzten Jahren Polyesterfilamente mehr und mehr bevorzugt werden, weil sie billig erhältlich sind und eine ausgezeichnete elastische Wiederherstellungseigenschaft aufweisen. 



  Ein Nachteil der Polyesterfilamente ist jedoch, dass zwischen ihnen und den lichtempfindlichen Harzzusammensetzungen eine kleine Adhäsion bzw. kleine  Haftfähigkeit vorhanden ist. Der Grund dazu ist, dass die Oberfläche eines Polysterfilamentes relativ ebenflächig ist und eine kleine Affinität zu Wasser aufweist, so dass die lichtempfindliche Harzschicht nach dem Aushärten möglicherweise von den Filamenten wegfallen kann, insbesondere bei sehr fein gemusterten Bereichen, wobei dieses Wegfallen nicht nur während der Entwicklungsbehandlung zur Mustergebung erfolgen kann, so dass ein nicht genau gemustertes Drucksieb erhalten ist, sondern auch während des Druckens selbst, während welchem das Drucksieb wiederholt durch Einwirkung des aus Gummi hergestellten Durchdrückgegenstandes einem Druck ausgesetzt wird, so dass die Dauerhaftigkeit des Drucksiebes vermindert wird. 



  Um die oben erwähnten Nachteile der aus Polyester hergestellten Siebnetze für den Siebdruck zu beheben, sind verschiedene Verfahren vorgeschlagen und versucht worden, einschliesslich chemischer Behandlungsverfahren und Flammbehandlungsverfahren. Die Wirksamkeit dieser Verfahren sind in bezug auf die Verbesserung der Adhäsion zwischen der Oberfläche der Filamente und der lichtempfindlichen Harzzusammensetzung nicht immer zufriedenstellend, und es tritt eher ein Nachteil auf, indem die mechanische Festigkeit des Siebnetzes  vermindert wird, so dass während des Herstellungsverfahrens und während des Druckverfahrens bei Verwendung eines solchen Siebnetzes Schwierigkeiten auftreten, beispielsweise dass das Siebnetz bricht, wenn es in Berührung mit einem scharfkantigen Körper gebracht wird.

  Somit besteht ein dringendes Bedürfnis nach der Entwicklung eines Verfahrens, welches eine Verbesserung des Haftens zwischen der Oberfläche der Filamente und der lichtempfindlichen Harzzusammensetzung eines aus Polyester hergestellten Siebnetzes bewirkt, ohne dass die mechanische Festigkeit desselben vermindert wird. 



  Die vorliegende Erfindung ist das Ergebnis von Untersuchungen mit dem Ziel, die oben erwähnten Bedürfnisse zu erfüllen, nämlich die Oberflächeneigenschaften eines aus Polyesterfilamenten hergestellten Siebnetzes zu verbessern. 



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Siebnetz aus Polyesterfilamenten, bevor es mit einer lichtempfindlichen Harzzusammensetzung überzogen wird, bei einem Druck von 0,133322 Pa bis 0,13332 x 10<3> Pa einem Plasma mit tiefer Temperatur ausgesetzt wird, das in einer Umgebung eines unorganischen Gases erzeugt wird, dessen Moleküle eine Ionisierungsenergie  von mindestens 15 eV (Elektronenvolt) aufweisen, wobei weitgehend kein Gas vorhanden ist, dessen Moleküle eine Ionisierungsenergie kleiner als 15 eV aufweisen, wobei die Zufuhr einer hochfrequenten elektrischen Energie zur elektrischen Entladung nicht mehr als 150 kW beträgt, so dass sich eine insgesamte Energie elektrischer Entladung im Bereich von 10 bis 1000 kW x s (Kilowatt x Sekunden) pro Quadratmeter des Oberflächenbereiches der positiven Elektrode ergibt. 



  Wie oben beschrieben, wird zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens eine bei tiefer Temperatur erfolgende Plasmabehandlung eines aus Polyester gemachten Siebnetzes in einer vorgegebenen Umgebung des Plasmas und bei vorgegebenen Zuständen der elektrischen Entladung zur Erzeugung des Plasmas durchgeführt. 



  Die Bauform der Vorrichtung zur bei tiefer Temperatur erfolgender Plasmabehandlung des Siebnetzes ist grundsätzlich keinen Begrenzungen unterworfen, es ist jedoch zu bevorzugen, wenigstens die positive Elektrode oder die nicht geerdete Elektrode aus einem Metall herzustellen und mit einem wärmefesten isolierenden unorganischen Stoff, beispielsweise Glas, Keramik oder ähnlichem zu überziehen. Die geerdete Elektrode sollte  ebenfalls aus einem Metall hergestellt sein, muss jedoch nicht notwendigerweise mit einem solchen isolierenden Stoff überzogen sein. Zu bevorzugen ist auch, den beiden Elektroden eine solche Ausbildung zu geben, dass sie zwangsgekühlt werden können. 



  Das Siebnetz, welches der bei tiefer Temperatur erfolgenden Plasmabehandlung gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ausgesetzt wird, ist aus eben gewobenen Polyesterfilamenten mit einem Durchmesser von 10 bis 200  mu m mit einer Feinheit von 10 bis 500 Maschen pro 25,4 mm aufgebaut, wobei das hergestellte Siebnetz gereinigt, heiss fixiert und ähnlichen Behandlungen unterworfen wird. 



   Die bei tiefer Temperatur erfolgende Plasmabehandlung des erwähnten Siebnetzes aus Polyester wird in einer Plasmakammer durchgeführt, welche evakuiert werden kann und, währenddem die Umgebung in der Plasmakammer bei einem vorgegebenen Unterdruck gehalten wird, indem ein vorgegebenes unorganisches Gas mit einem gesteuerten Mengenstrom hindurchgeführt wird, wird eine hochfrequente elektrische Energie mit einer Frequenz von mehreren kHz bis mehreren Hundert MHz den Elektroden zugeführt. Das Frequenzband der elektrischen Energie ist  nicht ausschliesslich auf die oben erwähnten hohen Frequenzen beschränkt, es können auch Bereiche kleiner Frequenz, Mikrowellen und auch Gleichstrom verwendet werden. 



  Die Elektroden sollten bevorzugterweise innerhalb der Plasmakammer angeordnet sein, obwohl in dieser Hinsicht keine Begrenzung besteht. Elektroden, die ausserhalb der Plasmakammer angeordnet sind, oder eine einzelne hochfrequente Arbeitsspule, welche die Plasmakammer umringt, können ebenfalls zufriedenstellend arbeiten. Die Elektroden können entweder durch eine kapazitive Verbindung oder induktive Verbindung mit der Energieerzeugungsquelle verbunden sein. Jedoch sollte beachtet werden, dass das Siebnetz nicht durch die Hitze der elektrischen Entladung zu sehr thermisch beansprucht wird. 



  Die Form der Elektroden, die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden können, ist auch keiner besonderen Begrenzung unterworfen. Die geerdeten und die ungeerdeten Elektroden können jeweils dieselbe Ausbildungsform oder unterschiedliche Ausbildungsformen aufweisen, einschliesslich plattenförmige, ringförmige, stangenförmige und zylindrische  Formen. Die Wände der Plasmakammer sind bevorzugterweise aus einem Metall hergestellt, so dass sie als die geerdete Elektrode dienen können, wobei die positive Elektrode bzw. positiven Elektroden innerhalb der Kammer angeordnet sein können.

  Die positive Elektrode ist aus einem Metall, beispielsweise Kupfer, Eisen, Aluminium oder ähnlichem hergestellt und sollte bevorzugterweise mit einem isolierenden Ueberzug ausgerüstet sein, beispielsweise Glas, Porzellan, Email, emailliertes Porzellan, Keramik und ähnliche Stoffe, die Spannungen von 10 000 Volt oder mehr aushalten können. Um ein örtliches Plasma wirksam erzeugen zu können, sind insbesondere mit einem elektrisch isolierenden Stoff überzogene, stangenförmige Elektroden zu bevorzugen. Die Elektroden sollten bevorzugterweise eine Ausbildungsform aufweisen, die eine Zwangskühlung zulässt, damit Beschädigungen und ein Versetzen aufgrund der Tatsache, dass Hochspannung  angelegt  wird,  verhindert  werden  können. 



  Die an den Elektroden angelegte elektrische Energie sollte 150 Kilowatt pro Quadratmeter Oberflächenbereich der positiven Elektrode nicht übersteigen. Wenn eine zu hohe elektrische Energie angelegt wird, kann das der Behandlung ausgesetzte Siebnetz einem Zersetzen  oder Zerfall des Polyesters aufgrund der Hitze der elektrischen Entladung ausgesetzt sein, so dass eine unerwünschte Abnahme der mechanischen Stärke des Siebnetzes nach der Behandlung auftreten würde. 



  Das Gas, das in die Plasmakammer eingefüllt wird und das Plasma trägt, sollte ein unorganisches Gas sein, dessen Moleküle eine Ionisierungsenergie von mindestens 15 eV aufweisen, wie dies beispielsweise bei Helium, Neon, Argon, Wasserstoff, Stickstoff und ähnlichem Gas der Fall ist. Diese Gase, von denen Helium und Neon, die eine Ionisierungsenergie von 20 eV oder mehr aufweisen, besonders zu bevorzugen sind, werden entweder einzeln oder als Gemisch zweier oder mehr verschiedener Gase, je nach Bedarf, angewendet.

  Die Plasmaumgebung sollte weitgehend keine unorganischen Gase enthalten, deren Moleküle eine Ionisierungsenergie aufweisen, die kleiner als 15 eV beträgt, beispielsweise Sauerstoff, Luft, Kohlenmonoxide, Kohlendioxide und ähnliche Gase, weil diese Gase ein übermässiges grosses Anätzen bzw. übergrosse Korrosion an der Oberfläche der Polyesterfilamente bewirken, womit eine Verminderung der mechanischen Stärke des Siebnetzes nach der Plasmabehandlung entstehen würde.

  Der Druck des unorganischen  Gases in der Plasmakammer sollte derart gesteuert sein, dass er im Bereich von 0,133322 bis 0,133322 x 10<3> Pa oder, bevorzugterweise,  von 1,33322 bis 1,33322 x 10<3> Pa liegt , weil kein stabiles Plasma erzeugt werden kann, wenn der Gasdruck ausserhalb des genannten Bereiches liegt, oder es könnte eine abnormale elektrische Entladung oder eine übermässig grosse Erzeugung von Entladungshitze entstehen, welche ein Austrocknen der Oberfläche der Filamente und folgliche Abnahme der mechanischen Stärke des Siebnetzes zur Folge hätte. 



  Die bei tiefer Temperatur erfolgende Plasmabehandlung des aus Polyester hergestellten Siebnetzes wird in einem solchen Masse durchgeführt, dass die Energie des Plasmas im Bereich von 10 bis 1000 kW . s/m<2> liegt. Wenn die Energie zu klein ist, kann die erwünschte Verbesserung der Eigenschaften des aus Polyester hergestellten Siebnetzes kaum erhalten werden. Wenn die Energie des Plasmas zu gross ist, könnte die mechanische Stärke bzw. Festigkeit des Siebnetzes möglicherweise vermindert werden. 



  Das aus Polyester hergestellte Siebnetz, das gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren nach der mit tiefer Temperatur verlaufenden Plasmabehandlung unter den  oben beschriebenen Bedingungen hergestellt worden ist, zeigt eine ausgezeichnete Adhäsion bzw. Haftkraft mit einer darauf angeordneten lichtempfindlichen Harzzusammensetzung, ohne dass die mechanischen Eigenschaften desselben negativ beeinflusst sind. 



  Zur Herstellung eines Drucksiebes wird ein Siebnetz, das gemäss des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt worden ist, über einen Rahmen gespannt und mit diesem verbunden, und darauf wird ein Ueberzug aus einer Ueberzugsflüssigkeit aus einer lichtempfindlichen Harzzusammensetzung aufgebracht, oder alternativ wird ein vorgeformter Film aus einer vorgeformten dünnen Schicht einer lichtempfindlichen Harzzusammensetzung auf das Sieb aufgebracht und damit verbunden.

  Wenn das gemäss der Erfindung ausgebildete Siebnetz mit einer lichtempfindlichen Harzüberzugszusammensetzung überzogen worden ist, weist die in dieser Weise gebildete Ueberzugsschicht eine sehr kleine Anzahl Gasporen auf, dies aufgrund der stark erhöhten Affinität zu und Aufnahmefähigkeit der harzhaltigen Ueberzugszusammensetzung, dies in Kontrast zu herkömmlichen Siebnetzen, bei denen eine grosse Anzahl Gasporen oft unvermeidlich ist. Aufgrund der erhöhten Hydrophilität der Oberfläche der Filamente und einer  guten Wasserzurückhalteeigenschaft des Siebnetzes kann die vorgeformte Schicht einer lichtempfindlichen Harzzusammensetzung sehr ebenflächig auf das Siebnetz aufgebracht und damit verbunden werden.

   Danach wird das gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren ausgebildete Siebnetz, welches eine Ueberzugsschicht aus einer lichtempfindlichen Zusammensetzung aufweist, welche darauf in der oben beschriebenen Weise angeordnet worden ist, mit Licht, das von einer zweckdienlichen Lichtquelle stammt, musterförmig belichtet und entwickelt, so dass ein Drucksieb erhalten wird, auf welchem die musterförmige Harzschicht angeordnet ist. 



  Das Drucksieb, welches mit dem erfindungsgemäss hergestellten Siebnetz gebildet worden ist, weist einen stark erhöhten Widerstand gegen Lösungsmittel auf und ist sehr dauerhaft während des Druckens, welche Eigenschaften aus der stark verbesserten Adhäsion bzw. dem verbesserten Haften zwischen den Filamenten des Netzes und der gemusterten Ueberzugsschicht aus lichtempfindlicher Harzzusammensetzung erreicht ist. Zusätzlich ist die Benetzbarkeit der Polyesterfilamente mit der Drucktinte erhöht, so dass die Durchtrittsfähigkeit der Drucktinte in den Bereichen, bei  denen die harzhaltige Ueberzugsschicht durch das Entwickeln entfernt worden ist, ebenfalls verbessert ist.

  Entsprechend ist das Siebnetz, das mittels des erfindungsgemässen Verfahrens hergestellt worden ist, sehr zweckdienlich zur Verwendung für das Halbtondrucken von graphischen Erzeugnissen und sogenannten Pastendruckverfahren, bei denen eine hochviskose Drucktinte verwendet wird, ohne dass die nachteiligen Gasporenstellen beim Bedrucken von grösseren Flächenbereichen auftreten. 



  Nachfolgend wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise näher erläutert. 


 Beispiel 1: 
 



  Ein aus Polyester hergestelltes Siebnetz mit einer Feinheit von 305 Maschen (SRT No. 305M Yellow, ein Erzeugnis der NBC Industry Co.) wurde in einer Plasmakammer zur Tieftemperatur - Plasmabehandlung eingesetzt, in welcher Kammer aus Metall hergestellte geerdete und positive Elektroden angeordnet waren, wobei die positive Elektrode einen isolierenden Keramiküberzug aufwies, wobei die Kammer derart evakuiert wurde, dass  sie einen Druck von 0,066661 Pa aufwies. Es wurde Heliumgas mit einem gesteuerten Mengenfluss in die Kammer eingebracht, wobei die Saugpumpe zum Evakuieren in Betrieb gehalten wurde, so dass der Druck innerhalb der Kammer derart gesteuert war, dass er bei einem  Wert  von 0,66661 Pa blieb, wozu das fortdauernde Absaugen und Eindringen des Heliumgases ausgeglichen gesteuert wurde.

  Die Umgebungszustände, die oben beschrieben sind, wurden aufrechterhalten und das aus Polyester hergestellte Siebnetz einer bei einer tiefen Temperatur verlaufenden Plasmabehandlung ausgesetzt, indem eine hochfrequente elektrische Energie in einem Mass von 5 kW pro Quadratmeter Oberflächenbereich der positiven Elektrode den Elektroden mit einer Frequenz von 110 kHz zugeführt wurde, so dass eine insgesamte Plasmaenergie von 25 kW x s/m<2> erzeugt wurde. Die Ionisierungsenergie des Helium betrug ungefähr 24,6 eV, welcher Wert aus der Erscheinungsspanne von He<+> Ionen im Massenspektrum des Helium abgeschätzt wurde, als die Beschleunigungsspannung der Elektronenstrahlen allmählich erhöht wurden. Das plasmabehandelte Siebnetz zeigte eine Zugfestigkeit von 27,5 kgf auf und eine Dehnung von 23,0%, gemessen gemäss des Vorganges, der in den JIS L 1096 festgehalten ist. 



  Vor der Plasmabehandlung zeigte dasselbe Siebnetz Zugwerte von ungefähr 27,0 kgf und 23,0%. 



  Das in dieser Weise plasmabehandelte Siebnetz wurde auf einen Rahmen gespannt und damit verbunden, welcher Rahmen Aussenabmessungen von 56 cm x 56 cm aufwies, wobei das Netz einer Spannung von 1,2 bis 1,3 mm ausgesetzt wurde, welche mit einem Messinstrument (STG 75B, hergestellt von Sun Giken Co.) gemessen wurde, und darauf wurde es mit einer emulsionsförmigen lichtempfindlichen Harzzusammensetzung überzogen (One Pot Sol 50M, ein Erzeugnis der Murakami Screen Co.), wobei die Dicke der Ueberzugsschicht 12  mu m betrug und in einer herkömmlichen Weise getrocknet wurde.

  Die lichtempfindliche Ueberzugsschicht, die auf dem Siebnetz entstand, wurde musterförmig Licht ausgesetzt, wobei das Muster schachbrettförmig war mit ungefähr 1600 Quadraten, wovon jedes 0,25 mm x 0,25 mm breit war, wobei eine Dosis von 500 mJ/cm<2> erreicht wurde, wozu eine Hochdruckquecksilberlampe mit einer Leistung von 4 kW verwendet wurde (hergestellt durch Oak Seisakusho Co.), worauf dann die Entwicklung erfolgte.

  Ein druckempfindliches Klebband (Paclon Tape Y683, ein Erzeugnis der Sumitomo MMM Co.) wurde auf die entsprechend schachbrettmusterförmige  Überzugsschicht auf dem Siebnetz angeordnet und damit verklebt, indem mit einer Fingerspitze unter Ausübung von Druck gerieben wurde, worauf das Band abgezogen wurde, um danach die Anzahl der offenen Maschen zu zählen, die nach dem Abziehen der Quadrate des schachbrettmusterförmig gemusterten Harzfilmes durch das Klebband entstanden waren. Diese Klebband-Abziehprüfung wurde 3-mal wiederholt, um festzustellen, dass jedesmal keine offenen Maschen geformt worden waren. Auch zeigte das Drucksieb einen zufriedenstellenden Widerstand gegen ein Wegreissen mittels eines Fingernagels. 



  Zum Vergleich wurde derselbe Versuch wie oben wiederholt mit der Ausnahme, dass die bei einer tiefen Temperatur erfolgende Plasmabehandlung des aus Polyester hergestellten Siebnetzes weggelassen wurde. Die Ergebnisse waren, dass die Anzahl der offenen Maschen im Siebnetz, welche nach der ersten, zweiten und dritten Bandabziehprüfung entstanden, ungefähr 400, ungefähr 100 bzw. ungefähr 200 betrugen, obwohl das Siebdrucknetz einen zufriedenstellenden Widerstand gegen ein Reissen zeigte. 


 Vergleichsbeispiel 1 
 



  Dasselbe aus Polyester hergestellte Siebnetz wurde unter den ungefähr gleichen Zuständen wie im Beispiel 1 einer bei tiefer Temperatur erfolgenden Plasmabehandlung ausgesetzt, mit der Ausnahme, dass das Gas, welches die bei tiefer Temperatur erfolgende Plasmaentladung unterstützte Luft war, der Druck in der Plasmakammer bei 1,33322 x 10<3> Pa gehalten wurde, und die elektrische Energie, die den Elektroden zugeführt wurde, 200 kW pro Quadratmeter Oberflächenbereich der positiven Elektrode betrug, und die insgesamt die Energie des Plasmas 200 kW x s/m<2> betrug. Die Ionisierungsenergie von Sauerstoff betrug ungefähr 12,1 eV, welcher Wert massenspektrometrisch in derselben Weise wie beim Helium geschätzt wurde. Das in dieser Weise plasmabehandelte Siebnetz zeigte eine Zugfestigkeit von 20 kgf und eine Dehnung von 15,2%.

   Im Vergleich mit dem Beispiel 1 zeigte das Drucksieb, das mit diesem Siebnetz hergestellt wurde, einen kleinen Widerstand gegen ein Reissen auf. 


 Beispiel 2 
 



  Ein Siebnetz aus Polyester mit einer Feinheit von 270 Maschen (Super Strong T No. 270T Yellow,  ein Erzeugnis der Nippon Tokushu Orimono Co.) wurde in eine Plasmakammer derselben Vorrichtung eingegeben, die beim Beispiel 1 verwendet wurde und einer bei tiefer Temperatur erfolgenden Plasmabehandlung ausgesetzt, wobei in derselben Weise vorgegangen wurde, wie beim Beispiel 1 der Fall ist, mit der Ausnahme, dass das das Plasma unterstützende Gas Neon war, der Druck innerhalb der Plasmakammer 6,66661 Pa betrug und die hochfrequente elektrische Energie 50 kW pro Quadratmeter Oberflächenbereich der positiven Elektrode und die insgesamte Energie des Plasmas 250 kW x s/m<2> betrug. Die Ionisierungsenergie von Neon betrug ungefähr 21,6 eV, welcher Wert massenspektrometrisch bestimmt wurde.

   Das in dieser Weise plasmabehandelte Siebnetz wurde in derselben Weise zu einem Drucksieb verarbeitet, wie im Beispiel 1 beschrieben ist, so dass 10 offenmaschige Bereiche mit Abmessungen von jeweils 1 cm x 1 cm entstanden. Das in dieser Weise gemusterte Drucksieb wurde für ein Drucken mittels einer Silberpaste verwendet (5007, ein Erzeugnis der DuPont Japan Ltd.) und die Tintendurchlässigkeit des Drucksiebes wurde aus der Gewichtszunahme des bedruckten Stoffes pro Quadratzentimeter der bedruckten Bereiche  bestimmt, wobei sich ein Wert von 5,20 mg/cm<2> aus einem Mittel von 100 Blättern bedruckten Materials ergab. 



  Zum Vergleich wurde derselbe Versuch wie oben wiederholt, wobei jedoch die bei tiefer Temperatur erfolgende Plasmabehandlung des aus Polyester hergestellten Siebnetzes weggelassen wurde. Das Ergebnis war eine Tintendurchlässigkeit von 3,85 mg/cm<2>. 



  
 



  The present invention relates to a method for improving the surface properties of a screen mesh made of polyester for screen printing. The surface properties of polyester filaments used for screen printing are to be improved in such a way that improved adhesion of the photosensitive resin composition is achieved, which is used in photolithographic patterning, without the mechanical strength of the screen mesh being noticeably reduced.



  As is known, the process of screen printing is a type of stencil printing, the printing screen being prepared by uniformly covering a screen mesh, which is stretched over a frame and is held thereon, with a photosensitive resin composition, on which the photosensitive coating layer is usually patterned light is exposed so that the resin composition in the areas exposed to the light is cured and the latent pattern is developed by dissolving and dissolving the resin composition in the areas not exposed to the light.

  With such a printing screen mesh thus patterned, the screen printing is carried out by forcing a printing ink by using a suitable rubber-shaped application pad or similar objects in the areas through the printing screen onto the surface to be printed on, from which the resin composition has been removed.



  The filaments from which the screen mesh is made can be made of various materials including silk, nylon, polyester, stainless steel and the like, with polyester filaments being more and more preferred in recent years because they are inexpensive and excellent have elastic recovery properties.



  A disadvantage of the polyester filaments, however, is that there is little adhesion between them and the photosensitive resin compositions. The reason for this is that the surface of a polyester filament is relatively flat and has a small affinity for water, so that the photosensitive resin layer can possibly fall away from the filaments after curing, particularly in the case of very finely patterned areas, this dropout not only during the Development treatment for patterning can be carried out so that a not exactly patterned printing screen is obtained, but also during printing itself, during which the printing screen is repeatedly subjected to pressure by the action of the push-through article made of rubber, so that the durability of the printing screen is reduced.



  Various methods have been proposed and attempted to overcome the above-mentioned disadvantages of screen meshes made of polyester for screen printing, including chemical treatment methods and flame treatment methods. The effectiveness of these methods is not always satisfactory in improving the adhesion between the surface of the filaments and the photosensitive resin composition, and a disadvantage arises in that the mechanical strength of the mesh is reduced, so that during the manufacturing process and during the process Difficulties arise in the printing process when using such a screen mesh, for example that the screen mesh breaks when it is brought into contact with a sharp-edged body.

  Thus, there is an urgent need to develop a method which improves the adhesion between the surface of the filaments and the photosensitive resin composition of a mesh made of polyester without lowering the mechanical strength thereof.



  The present invention is the result of tests aimed at meeting the needs mentioned above, namely to improve the surface properties of a screen mesh made of polyester filaments.



  The process according to the invention is characterized in that a screen mesh made of polyester filaments, before being coated with a photosensitive resin composition, is exposed to a low-temperature plasma at a pressure of 0.133322 Pa to 0.13332 x 10 3 Pa an environment of an inorganic gas is generated, the molecules of which have an ionization energy of at least 15 eV (electron volts), there being largely no gas, the molecules of which have an ionization energy of less than 15 eV, the supply of a high-frequency electrical energy for electrical discharge no longer than 150 kW, so that there is an overall electrical discharge energy in the range from 10 to 1000 kW xs (kilowatt x seconds) per square meter of the surface area of the positive electrode.



  As described above, in order to carry out the method according to the invention, a plasma treatment of a sieve mesh made of polyester is carried out at a low temperature in a predetermined environment of the plasma and under predetermined conditions of the electrical discharge in order to generate the plasma.



  The design of the device for plasma treatment of the screen mesh at low temperature is in principle not subject to any restrictions, but it is preferable to produce at least the positive electrode or the ungrounded electrode from a metal and with a heat-resistant insulating inorganic material, for example glass, ceramic or similar to cover. The grounded electrode should also be made of a metal, but need not necessarily be covered with such an insulating material. It is also preferable to give the two electrodes such that they can be forced-cooled.



  The screen mesh, which is exposed to the plasma treatment carried out at low temperature in accordance with the method according to the invention, is made up of just woven polyester filaments with a diameter of 10 to 200 μm with a fineness of 10 to 500 meshes per 25.4 mm, the screen mesh produced cleaned, hot fixed and subjected to similar treatments.



   The low-temperature plasma treatment of the polyester screen mesh mentioned is carried out in a plasma chamber which can be evacuated and, while the environment in the plasma chamber is kept at a predetermined negative pressure by passing a predetermined inorganic gas with a controlled flow rate, one high-frequency electrical energy with a frequency of several kHz to several hundred MHz is fed to the electrodes. The frequency band of the electrical energy is not exclusively limited to the high frequencies mentioned above, ranges of low frequency, microwaves and also direct current can also be used.



  The electrodes should preferably be located within the plasma chamber, although there is no limitation in this regard. Electrodes that are located outside the plasma chamber or a single high-frequency work coil that surrounds the plasma chamber can also work satisfactorily. The electrodes can be connected to the power generation source either by a capacitive connection or inductive connection. However, it should be noted that the screen mesh is not overly thermally stressed by the heat of the electrical discharge.



  The shape of the electrodes that can be used to carry out the method according to the invention is also not subject to any particular limitation. The grounded and unearthed electrodes may each have the same design or different designs, including plate, ring, bar, and cylindrical shapes. The walls of the plasma chamber are preferably made of a metal so that they can serve as the grounded electrode, wherein the positive electrode or positive electrodes can be arranged within the chamber.

  The positive electrode is made of a metal, for example copper, iron, aluminum or the like and should preferably be equipped with an insulating coating, for example glass, porcelain, enamel, enameled porcelain, ceramics and similar substances, the voltages of 10,000 volts or more can endure. In order to be able to effectively generate a local plasma, rod-shaped electrodes coated with an electrically insulating material are particularly preferred. The electrodes should preferably have a configuration that allows forced cooling so that damage and displacement due to the fact that high voltage is applied can be prevented.



  The electrical energy applied to the electrodes should not exceed 150 kilowatts per square meter of surface area of the positive electrode. If too much electrical energy is applied, the mesh screen exposed to the treatment may be subject to decomposition or decomposition of the polyester due to the heat of the electrical discharge, so that an undesirable decrease in the mechanical strength of the mesh screen would occur after the treatment.



  The gas that is filled into the plasma chamber and carries the plasma should be an inorganic gas, the molecules of which have an ionization energy of at least 15 eV, as is the case for example with helium, neon, argon, hydrogen, nitrogen and similar gas. These gases, of which helium and neon, which have an ionization energy of 20 eV or more, are particularly preferred, are used either individually or as a mixture of two or more different gases, as required.

  The plasma environment should largely not contain any inorganic gases whose molecules have an ionization energy which is less than 15 eV, for example oxygen, air, carbon monoxides, carbon dioxide and similar gases, because these gases have an excessively large etching or excessive corrosion on the surface of the polyester filaments cause, which would result in a reduction in the mechanical strength of the mesh after the plasma treatment.

  The pressure of the inorganic gas in the plasma chamber should be controlled to be in the range of 0.133322 to 0.133322 x 10 3 Pa or, preferably, from 1.33322 to 1.33322 x 10 3 Pa , because a stable plasma cannot be generated if the gas pressure is outside the specified range, or there could be an abnormal electrical discharge or an excessive generation of discharge heat, which could dry out the surface of the filaments and consequently decrease the mechanical strength of the mesh Episode.



  The plasma treatment of the mesh made of polyester is carried out at a low temperature to such an extent that the energy of the plasma is in the range from 10 to 1000 kW. s / m <2> lies. If the energy is too small, the desired improvement in the properties of the mesh made of polyester can hardly be obtained. If the energy of the plasma is too high, the mechanical strength or strength of the screen mesh could possibly be reduced.



  The screen mesh made of polyester, which was produced according to the inventive method after the low-temperature plasma treatment under the conditions described above, shows an excellent adhesion or adhesive force with a photosensitive resin composition arranged thereon, without the mechanical properties of the same being adversely affected .



  To produce a printing screen, a screen mesh which has been produced in accordance with the method according to the invention is stretched over a frame and connected to it, and a coating of a coating liquid made of a photosensitive resin composition is applied to it, or alternatively a preformed film is made of a preformed thin one Layer of a photosensitive resin composition applied to the screen and connected.

  If the sieve mesh according to the invention has been coated with a photosensitive resin coating composition, the coating layer formed in this way has a very small number of gas pores, due to the greatly increased affinity and receptivity of the resinous coating composition, in contrast to conventional sieve meshes where a large number of gas pores is often unavoidable. Due to the increased hydrophilicity of the surface of the filaments and a good water retention property of the screen mesh, the preformed layer of a photosensitive resin composition can be applied to the screen mesh very evenly and connected to it.

   Thereafter, the screen mesh formed according to the method according to the invention, which has a coating layer of a light-sensitive composition which has been arranged thereon in the manner described above, is exposed to light in a pattern and developed with light originating from a suitable light source so that a printing screen is obtained on which the patterned resin layer is disposed.



  The printing screen which has been formed with the screen mesh produced according to the invention has a greatly increased resistance to solvents and is very durable during printing, which properties result from the greatly improved adhesion or the improved adhesion between the filaments of the mesh and the patterned coating layer is achieved from photosensitive resin composition. In addition, the wettability of the polyester filaments with the printing ink is increased, so that the permeability of the printing ink is also improved in the areas in which the resin-containing coating layer has been removed by the development.

  Accordingly, the screen mesh, which has been produced by means of the process according to the invention, is very useful for use in the halftone printing of graphic products and so-called paste printing processes, in which a highly viscous printing ink is used, without the disadvantageous gas pore spots occurring when printing large areas.



  The method according to the invention is explained in more detail below, for example.


 Example 1:
 



  A screen mesh made of polyester with a fineness of 305 mesh (SRT No. 305M Yellow, a product of NBC Industry Co.) was used in a plasma chamber for low-temperature plasma treatment, in which chamber grounded and positive electrodes made of metal were arranged, whereby the positive electrode had an insulating ceramic coating, the chamber being evacuated to have a pressure of 0.066661 Pa. Helium gas was introduced into the chamber at a controlled rate, keeping the suction pump in operation for evacuation so that the pressure inside the chamber was controlled to remain at a value of 0.66661 Pa, including continued suction and Penetration of the helium gas was controlled balanced.

  The environmental conditions described above were maintained and the mesh made of polyester was subjected to a low temperature plasma treatment by applying a high frequency electrical energy of 5 kW per square meter surface area of the positive electrode to the electrodes at a frequency of 110 kHz was supplied so that a total plasma energy of 25 kW xs / m <2> was generated. The ionization energy of the helium was approximately 24.6 eV, which was estimated from the appearance of He + ions in the mass spectrum of the helium as the accelerating voltage of the electron beams was gradually increased. The plasma-treated mesh showed a tensile strength of 27.5 kgf and an elongation of 23.0%, measured according to the procedure that is recorded in JIS L 1096.



  Before the plasma treatment, the same mesh showed tensile values of approximately 27.0 kgf and 23.0%.



  The screen mesh treated in this way was tensioned on a frame and connected to which frame had external dimensions of 56 cm x 56 cm, the mesh being exposed to a tension of 1.2 to 1.3 mm, which was measured with a measuring instrument (STG 75B , manufactured by Sun Giken Co.), and then coated with an emulsion photosensitive resin composition (One Pot Sol 50M, a product of Murakami Screen Co.), wherein the thickness of the coating layer was 12 µm and in a conventional manner was dried.

  The photosensitive coating layer that formed on the screen mesh was exposed to light in a pattern, the pattern being checkered with approximately 1600 squares, each 0.25 mm x 0.25 mm wide, with a dose of 500 mJ / cm 2 was achieved using a high pressure mercury lamp with an output of 4 kW (manufactured by Oak Seisakusho Co.), and then the development was carried out.

  A pressure-sensitive adhesive tape (Paclon Tape Y683, a product of Sumitomo MMM Co.) was placed on the corresponding checkerboard-shaped coating layer on the mesh screen and glued to it by rubbing with a fingertip while exerting pressure, after which the tape was peeled off and then the Count the number of open stitches that had been created after the squares of the checkerboard patterned resin film had been peeled off by the adhesive tape. This tape peel test was repeated 3 times to determine that no open stitches had been formed each time. The printing screen also showed a satisfactory resistance to tearing away with a fingernail.



  For comparison, the same experiment as above was repeated except that the low temperature plasma treatment of the mesh made of polyester was omitted. The results were that the number of open stitches in the screen mesh resulting from the first, second and third tape peeling tests were about 400, about 100 and about 200, respectively, although the screen printing mesh showed satisfactory resistance to tearing.


 Comparative Example 1
 



  The same screen mesh made of polyester was subjected to a low temperature plasma treatment in approximately the same conditions as in Example 1, except that the gas, which was the assisted air discharge at low temperature, the pressure in the plasma chamber at 1, 33322 x 10 3 Pa, and the electrical energy supplied to the electrodes was 200 kW per square meter surface area of the positive electrode, and the total energy of the plasma was 200 kW xs / m 2. The ionization energy of oxygen was approximately 12.1 eV, which value was estimated by mass spectrometry in the same way as for helium. The screen mesh treated in this way showed a tensile strength of 20 kgf and an elongation of 15.2%.

   In comparison with Example 1, the printing screen produced with this screen mesh showed a small resistance to tearing.


 Example 2
 



  A 270 mesh polyester mesh (Super Strong T No. 270T Yellow, a product of Nippon Tokushu Orimono Co.) was placed in a plasma chamber of the same device used in Example 1 and subjected to a low temperature plasma treatment The same procedure was followed as in Example 1, except that the plasma supporting gas was neon, the pressure inside the plasma chamber was 6.66661 Pa and the high frequency electrical energy was 50 kW per square meter surface area positive electrode and the total energy of the plasma was 250 kW xs / m 2. The ionization energy of neon was approximately 21.6 eV, which value was determined by mass spectrometry.

   The screen mesh treated in this way was processed into a printing screen in the same way as described in Example 1, so that 10 open-meshed areas each having dimensions of 1 cm × 1 cm were produced. The printing screen patterned in this way was used for silver paste printing (5007, a product of DuPont Japan Ltd.) and the ink permeability of the printing screen was determined from the weight increase of the printed fabric per square centimeter of the printed areas, a value of 5 , 20 mg / cm 2 from an average of 100 sheets of printed material.



  For comparison, the same experiment as above was repeated, but the low-temperature plasma treatment of the mesh made of polyester was omitted. The result was an ink permeability of 3.85 mg / cm 2.


    

Claims (2)

1. Verfahren zum Verbessern der Oberflächeneigenschaften eines aus Polyester hergestellten Siebnetzes für den Siebdruck, dadurch gekennzeichnet, dass ein Siebnetz aus Polyesterfilamenten, bevor es mit einer lichtempfindlichen Harzzusammensetzung überzogen wird, bei einem Druck von 0,133322 Pa bis 1,33322 x 10<3> Pa einem Plasma mit tiefen Temperaturen ausgesetzt wird, das in einer Umgebung eines unorganischen Gases erzeugt wird, dessen Moleküle eine Ionisierungsenergie von mindestens 15 eV (Elektronenvolt) aufweisen, wobei weitgehend kein Gas vorhanden ist, dessen Moleküle eine Ionisierungsenergie kleiner als 15 eV aufweisen, wobei die Zufuhr einer hochfrequenten elektrischen Energie zur elektrischen Entladung nicht mehr als 150 kW beträgt,       1. A method for improving the surface properties of a screen mesh made of polyester for screen printing, characterized in that a screen mesh made of polyester filaments, before being coated with a photosensitive resin composition, at a pressure of 0.133322 Pa to 1.33322 x 10 <3 > Pa is exposed to a plasma at low temperatures, which is generated in an environment of an inorganic gas, the molecules of which have an ionization energy of at least 15 eV (electron volts), there being largely no gas, the molecules of which have an ionization energy of less than 15 eV, the supply of high-frequency electrical energy for electrical discharge is not more than 150 kW, so dass sich eine insgesamte Energie elektrischer Entladung im Bereich von 10 bis 1000 kW x s pro Quadratmeter des Oberflächenbereiches der positiven Elektrode ergibt.  so that there is an overall electrical discharge energy in the range of 10 to 1000 kW x s per square meter of the surface area of the positive electrode. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das unorganische Gas, dessen Moleküle eine Ionisierungsenergie von mindestens 15 eV aufweisen, Helium oder Neon ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the inorganic gas, the molecules of which have an ionization energy of at least 15 eV, is helium or neon.  
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