CN109501437A - 丝网印版用网纱及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种丝网印版用网纱的制备方法。主要包括如下步骤：(1)采用电驱动流体打印技术在承印物上用紫外感光打印油墨打印出网纱结构；(2)溶解所述承印物，溶解后的剩余物为打印的网纱。本发明制得的网纱能够实现极细网线和极小网孔的制备，该网纱为丝网印刷工艺在高精密领域的应用开拓新的应用空间。

Description

丝网印版用网纱及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种丝网印刷制版用网纱制备领域，具体涉及丝网印版用网纱及其制备方法。
背景技术
丝网印刷是一种材料图案化技术，由五大要素构成，包括丝网印版、刮板、油墨、印刷台以及承印物。利用丝网印版图文部分网孔可透过油墨，非图文部分网孔不能透过油墨的基本原理进行印刷。印刷时在丝网印版的一侧倒入油墨，用刮板对丝网印版上的油墨部位施加一定压力，同时向丝网印版另一侧匀速移动，油墨在移动中被刮板从图文部分的网孔中挤压到承印物上。
丝网印刷有着工艺简单、投资低、兼容性高的特点，在越来越多的行业中得到应用，包括电路板、触摸屏、纺织印花、包装、广告、紫外上光以及玻璃、陶瓷和皮革印刷等领域，在工业领域应用非常广泛。
丝网印版由网框和网纱构成，网纱是丝网印版的核心组成部分，网纱的线宽和密度显著影响印刷的精度。目前网纱的制作方式主要采用机械编织而成，通过选用不同直径的网纱和编织各种孔径结构满足不同工业领域的应用，当前工业领域应用的高精密丝印网版用网纱密度约500目/英寸，网纱线宽最低也只能得到约13μm，且普遍采用的金属丝制备的网纱。制作更高目数和更细线宽的丝网印版用网纱遇到了技术挑战，同时由于机械编织方法制备的网纱由网线上下交叠编织而成，因此编织过程中形成了不平整的网结。
发明内容
本发明的目的是为了解决编织制备出的网纱的不平整问题以及更细线经的丝网印版用网纱的技术挑战，提出丝网印版用网纱及其制备方法。
本发明的发明人在对丝网印刷方法的研究和实践过程中发现：采用电驱动流体打印技术可以可控地制备出精细的丝，配合紫外固化材料，可以采用该方法打印出高精密的网纱，线宽可以低于1μm，网纱间距可以低至1μm，网纱目数甚至超过10000目/英寸。由此提出本发明。
本发明第一方面提供了一种制备丝网印版用网纱的方法该方法包括如下步骤：
(1)采用电驱动流体打印技术在承印物上打印出网纱结构，并固化；
(2)溶解所述承印物，得到的剩余物为打印的网纱。
本发明第二方面提供了本发明第一方面所述方法制备的网纱，所述网纱的网线线宽为0.5μm-20μm，网线间距为1μm-100μm。
本发明所述方法制备的网纱为整体成型，不会出现机械编织方法制备的网纱出现的不平整的网结。采用电驱动流体打印技术可以制备出极细的网线，从而制备出高精密的网纱，因此制备的高精密网纱将为丝网印刷工艺在高精密领域，特别是在电子和半导体领域的应用开拓新的空间。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。
附图1示出了本发明所述方法制得的网纱的高倍显微镜图。
附图2示出了使用本发明所述方法制得的网纱制造的触摸屏窄边框电极。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明第一方面提供了一种制备丝网印版用网纱的方法，该方法包括如下步骤：
(1)采用电驱动流体打印技术在承印物上用紫外感光打印油墨打印出网纱结构，并UV固化；
(2)用溶剂溶解所述承印物，得到的剩余物为打印的网纱。
更具体地，可以采用如下步骤：
a.制备紫外感光打印油墨，打印固化后成为网纱组成材料；
b.制备可溶性承印物；
c.采用电驱动流体打印技术在承印物上用紫外感光打印油墨打印出网纱结构，且边打印边UV固化；
d.溶解可溶性承印物，溶解后的剩余物为打印的网纱；
e.对网纱进行清洗和干燥，得到网纱。
在本发明所述方法的一种优选的实施方式中，采用电驱动流体打印技术时调整电压为100-2000V，优选为100-1000V；喷嘴孔径为0.1μm-100μm，优选为1μm-20μm。
在本发明所述方法的一种优选的实施方式中，所述紫外感光打印油墨的动力粘度为10-10000cp，优选为20-2000cp。在本发明中所述动力粘度为通过Brookfield数显旋转粘度计测试的数据。
在一种实施方式中，步骤(1)所述的紫外感光打印油墨包括如下组分：
所述紫外单体优选地选自三丙烯酸丙烷三甲醇酯(TMPTA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、4-羟基丁基丙烯酸、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)、异冰片基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、十四烷甲基丙烯酸酯、十六烷甲基丙烯酸酯、十八烷甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
所述紫外预聚物优选地选自脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、端羧基聚醚改性环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯甲基丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化双季戊四醇六丙烯酸酯、乙氧基聚丙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种。
所述紫外引发剂优选地选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(TOP-L)、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯(EDB)、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、1-羟基环已基苯基甲酮(184)，二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐(810)中的一种或多种。
所述助剂可以为本领域适用的各种助剂，优选地选自成膜剂、附着力促进剂和分散剂等添加剂中的一种或多种。
所述颜料旨在赋予所得网纱一定的颜色，可以根据实际需要选择，优选地所述颜料为酞菁绿和/或酞菁蓝。
根据本发明所述方法，步骤(1)中，所述电驱动流体打印技术为通过协同调节施加电压、喷嘴孔径实现极细网线的制备，在一种优选的实施方式中，采用电驱动流体打印技术时调整电压为100-2000V，优选为100-1000V；喷嘴孔径为0.1μm-100μm，优选为1μm-20μm。更优选地，在打印的过程中使用边打印边固化的方式。使用上述方法制得的网线线宽为0.5μm-20μm，网线间距1μm-100μm。在本发明中，“网线的线宽”应理解为构成丝网网纱线的宽度。“网线的间距”应理解为丝网孔宽，网孔内对边的距离。
在本发明所述方法的一种优选的实施方式中，使用电驱动流体打印时，打印速度为1cm/min-5m/min，优选为0.2m/min-2m/min。
在本发明所述方法的一种优选的实施方式中，步骤(2)中，所述溶剂为水和/或碱的水溶液。优选地，所述承印物为可溶于水和/或碱的水溶液的高分子材料，更优选地选自水溶性丙烯酸树脂、水溶性丙烯酸酯树脂、乙氧化双酚A丙烯酸酯树脂、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯树脂、丙氧化双酚A丙烯酸酯树脂、聚乙二醇丙烯酸酯树脂、聚乙二醇甲基丙烯酸酯树脂、和聚乙二醇二丙烯酸酯树脂中的一种或多种。上述承印物的实例可以通过商购获得。所述碱的水溶液可以是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、有机胺和醇胺类物质中一种或多种的溶液，所述碱的浓度可以根据需要来调整只要能够溶解所述承印物即可，例如可以为2-20wt％。
在本发明所述方法的一种优选的实施方式中，在步骤(2)中溶解所述承印物的方式包括：将步骤(1)得到的材料浸泡在所述溶剂中，在室温下超声10-30min。在此所使用的超声波的频率可以为30-100kHz。
在本发明所述方法中，在承印物上打印出的网纱结构经UV辐射后完全固化从而形成网纱，固化后的网纱不溶于上述溶剂。
在本发明所述方法中，用溶剂溶解所述承印物，得到的剩余物为打印的网纱。在一种实施方式中，所述方法还包括对步骤(2)得到的网纱依次进行清洗和干燥，所述清洗的方式为用水清洗，所述干燥的条件包括：温度为50-100℃，时间为10-30min。
本发明第二方面提供了由本发明第一方面所述方法制备的网纱，所得网纱如附图1所示。使用本发明所述方法，通过调节至最优的参数范围，可以使得到的网纱的线宽低于1μm，网纱间距低至1μm，网纱目数超过10000目/英寸。
如附图2所示，本发明所述网纱用于印刷制造触摸屏窄边框电极时，可实现线宽线距都极细的效果。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。
以下实施例中，打印机采用深圳通力微纳科技有限公司电流体动力打印机TL-EHDP；佛山轻子精密测控技术有限公司电驱动流体打印机M08。
以下实施例中使用的原料均通过商购获得。
实施例1
制备紫外感光油墨，所述紫外感光油墨包含二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)30重量份，乙氧基聚丙二醇二甲基丙烯酸酯45重量份，4-二甲胺基-苯甲酸乙酯(EDB)2重量份，酞菁绿3重量份。该油墨的动力粘度为500cp。
将水溶性丙烯酸树脂制成承印物。
采用电流体动力打印机TL-EHDP，设定电压为100V，喷嘴孔径为15μm，在承印物上使用上述油墨打印出网纱结构，紫外感光油墨边打印边固化，固化后形成网纱组成材料；
将固化后的网纱和承印物浸泡于水中，并进行超声，超声频率为40kHz，浸泡时间为30min，承印物溶解，溶解后剩余为打印的网纱。取出网纱，用水清洗，100℃下烘干10min，制备得到网纱。所得网纱的网线线宽为5μm，网线间距为20μm，网纱目数约为1000目/英寸(目数＝25.4mm/(网线线宽+网线间距))。
实施例2
制备紫外感光油墨，所述紫外感光油墨包含异冰片基丙烯酸酯50重量份，丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯15重量份，异丙基硫杂蒽酮(ITX)10重量份，1重量份成膜剂丙二醇苯醚。该油墨的动力粘度为20cp。
将丙氧化双酚A丙烯酸酯树脂制成承印物。
采用电驱动流体打印机TL-EHDP，设定电压为800V，喷嘴孔径为1μm，在承印物上使用上述油墨打印出网纱结构，紫外感光油墨边打印边固化，固化后形成网纱组成材料；将固化后的网纱和承印物浸泡于质量分数为20％的氢氧化钾水溶液中，并超声(超声频率为40kHz)10min，承印物溶解，溶解后剩余为打印的网纱。取出网纱，用水清洗，80℃下烘干20min，制备得到网纱。所得网纱的网线线宽为0.5μm，网线间距为1.5μm，网纱目数约为12700目/英寸(目数＝25.4mm/(网线线宽+网线间距))。
实施例3
制备紫外感光油墨，所述紫外感光油墨包含十八烷甲基丙烯酸酯80重量份，端羧基聚醚改性环氧丙烯酸酯65重量份，二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐8重量份，分散剂DISPERBYK-2013 1重量份，附着力促进剂：BYK4510 1重量份，酞菁蓝10重量份。该油墨的动力粘度为100cp。
将聚乙二醇甲基丙烯酸酯树脂制成承印物。
采用电驱动流体打印机M08，设定电压为1000V，喷嘴孔径为5μm，在承印物上使用上述油墨打印出网纱结构，紫外感光油墨边打印边固化，固化后形成网纱组成材料；将固化后的网纱和承印物浸泡于质量分数为2％的氢氧化钠水溶液中，并超声(超声频率为40kHz)20min，承印物溶解，溶解后剩余为打印的网纱。取出网纱，用水清洗，50℃下烘干30min，制备得到网纱。所得网纱的网线线宽为1μm，网线间距为5μm，网纱目数约为4200目/英寸(目数＝25.4mm/(网线线宽+网线间距))。
由以上实施例可知，本发明所述方法可以制得高精密的网纱，网纱线宽可以为0.5-20μm，网线间距可以为1-100μm，网纱目数约为1000-12700目/英寸。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种丝网印版用网纱的制备方法，其特征在于，该制备方法包括：
(1)采用电驱动流体打印技术在承印物上用紫外感光打印油墨打印出网纱结构，并UV固化；
(2)用溶剂溶解所述承印物，得到的剩余物为打印的网纱。
2.根据权利要求1所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，采用电驱动流体打印技术时调整电压为100-2000V，优选为100-1000V；喷嘴孔径为0.1μm-100μm，优选为1μm-20μm。
3.根据权利要求1或2所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，所述紫外感光打印油墨的动力粘度为10-10000cp，优选为20-2000cp。
4.根据权利要求1或2所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，所述紫外感光打印油墨包括以下组分：
5.根据权利要求4所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，所述紫外单体选自三丙烯酸丙烷三甲醇酯(TMPTA)、二缩三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)、4-羟基丁基丙烯酸、环三羟甲基丙烷甲缩醛丙烯酸酯(CTFA)、异冰片基丙烯酸酯、异癸基丙烯酸酯、十四烷甲基丙烯酸酯、十六烷甲基丙烯酸酯和十八烷甲基丙烯酸酯中的一种或多种；
所述紫外预聚物选自脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、端羧基聚醚改性环氧丙烯酸酯、聚酯丙烯酸酯、芳香族聚氨酯丙烯酸酯、聚丁二烯甲基丙烯酸酯、丙氧基化新戊二醇二丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化双季戊四醇六丙烯酸酯和乙氧基聚丙二醇二甲基丙烯酸酯中的一种或多种；
所述紫外引发剂选自2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦(TPO)、2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯(TOP-L)、4-二甲胺基-苯甲酸乙酯(EDB)、异丙基硫杂蒽酮(ITX)、1-羟基环已基苯基甲酮和二苯基碘鎓盐六氟磷酸盐中的至少一种；
所述助剂选自成膜剂、附着力促进剂和分散剂中的一种或多种；
所述颜料为酞菁绿和/或酞菁蓝。
6.根据权利要求1所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，步骤(2)所述溶剂为水和/或碱的水溶液；优选地，
所述承印物为可溶于水和/或碱的水溶液的高分子材料，优选地选自水溶性丙烯酸树脂、水溶性丙烯酸酯树脂、乙氧化双酚A丙烯酸酯树脂、乙氧化双酚A二甲基丙烯酸酯树脂、丙氧化双酚A丙烯酸酯树脂、聚乙二醇丙烯酸酯树脂、聚乙二醇甲基丙烯酸酯树脂和聚乙二醇二丙烯酸酯树脂中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，步骤(2)中，碱的水溶液中的碱性物质是氢氧化钠、氢氧化钾、氨水、有机胺和醇胺中的至少一种，优选地，碱的水溶液的浓度为2-20wt％。
8.根据权利要求1、6和7中任意一项所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，步骤(2)中溶解所述承印物的方式包括：将步骤(1)得到的材料浸泡于所述溶剂中，在室温下超声10-30min。
9.根据权利要求1所述的丝网印版用网纱的制备方法，其中，所述方法还包括对步骤(2)得到的网纱进行清洗和干燥，所述清洗的方式为用水清洗，所述干燥的条件包括：温度为50-100℃，时间为10-30min。
10.一种由权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的网纱，其中，所述网纱的网线线宽为0.5μm-20μm，网线间距为1μm-100μm。
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