CN113874220A - 丝网印刷、特别是织物材料的轮转丝网印刷 - Google Patents

Abstract

公开了一种在基底(14)上丝网印刷例如轮转丝网印刷图像的方法，该方法使用在其印刷面(40)具有表面结构的印刷丝网(22)和所附接的具有限定要印刷的图像的开口区域的成像漆层(48)，其中，所述图像包括基于像素的设计元素，印刷丝网(22)具有丝网开口(46)的平行四边形图案，优选地为正交图案，并且成像漆层(48)的表示基于像素的设计元素的开口区域被布置在正交格栅中。

Description

丝网印刷、特别是织物材料的轮转丝网印刷

本发明涉及在基底上丝网印刷图像的方法、特别是在基底上轮转丝网印刷(rotary screen printing)图像的方法、印刷丝网和成像漆层的组合件、印刷丝网以及印刷装置。

织物材料的轮转丝网印刷早已为人所知。在轮转丝网印刷中，在具有由互连的堤部(dyke)界定的丝网开口的图案的圆筒形印刷丝网(例如电铸的金属丝网)的圆周处设置有成像漆层，该成像漆层具有针对一种颜色来表示待印刷图像的开口区域(open area)。在印刷期间，沿着旋转的印刷丝网传送要印刷重复图像的基底，并且通过刮墨装置(squeegee)或辊筒(roller)迫使相应颜色的墨膏穿过与成像漆层中的开口区域连通的丝网开口。可以例如通过经由膜进行适当曝光或直接曝光于激光以及随后的洗涤和干燥步骤来由照相乳胶(photoemulsion)制备具有开口区域的成像漆层。轮转丝网印刷装置可以具有多个例如至多12至24个轮转印刷丝网，每个轮转印刷丝网用于待印刷的不同颜色中的每个颜色，并且总图像由这些待印刷的不同颜色构成。无接缝轮转印刷丝网可以通过电铸例如由镍或镍合金制造。通常，对于织物印刷，这些丝网具有六边形取向的丝网开口。

丝网印刷装置遇到的问题之一是：一旦经过印刷就会在完整图像中观察到莫尔效应(Moire effect)。莫尔干涉是至少两个彼此至少部分交叠的规则图案的干涉，这种干涉会影响所印刷的图像的外观。考虑到印刷丝网的目(mesh)大小和开口区域，如果将要印刷的整个图像针对每种工艺颜色分成经规则图案化的漆层，则很可能出现莫尔干涉，存在丝网开口的图案与表示要针对相应工艺颜色印刷的图像元素的开口区域之间交叠的风险。此外，也可能发生不同工艺颜色的所印刷的图像元素之间的干涉。通常相对于印刷丝网的丝网开口的六边形图案成一定角度地定向包括开口区域的规则图案的成像漆层。然而，选择角度的自由度受到限制，并且在成像漆层中的某些图像元素与印刷丝网中的丝网开口的图案的取向之间发生干涉，这导致莫尔瑕疵并且使图像质量降低。在织物材料的印刷中，织物材料自身通常也具有规则图案，例如由经线和纬线构成的规则图案，同样，也可能发生印刷丝网图案和/或成像漆层格栅(raster)与基底图案的干涉，从而导致不期望的莫尔效应。

本发明旨在降低莫尔瑕疵的可能性，从而提高图像质量。更具体地，本发明的目的是减少织物材料的轮转丝网印刷中的莫尔瑕疵并提高印刷图像的质量尤其是边缘锐度，从而得到高的印刷清晰度。

在第一方面，本发明提供一种在基底上丝网印刷图像的方法，包括以下步骤：

提供印刷丝网，所述印刷丝网具有由桥和交叉点界定的丝网开口的图案；

提供成像漆层，所述成像漆层具有限定要在印刷丝网的印刷面印刷的图像的开口区域；以及

迫使墨膏从印刷丝网的刮墨面穿过印刷丝网和成像漆层到达印刷丝网的印刷面以到达基底上；

其中：

图像包括基于像素的设计元素；

印刷丝网具有被布置在平行四边形格栅中的丝网开口的图案；并且

成像漆层的表示基于像素的元素的开口区域被布置在正交格栅中。

在本发明中，使用具有交叉点和桥的网络的印刷丝网，该印刷丝网的印刷面支承成像漆层。丝网开口以规则图案布置并且根据平行四边形格栅定向。例如菱形网格，有利地是正交网格例如矩形图案，优选地是正方形格栅。在刮墨面，印刷丝网的内表面足够光滑以使得刮墨装置能够在该表面上移动。交叉点和桥的网络限定丝网开口的图案。换句话说，交叉点连接四个桥，优选地所述四个桥相对于相邻的桥成90°角。要印刷的图像包括基于像素的设计元素。基于像素的设计元素由被布置在规则网格(通常为正方形网格)中的像素组成。因此，成像漆层还具有表示这些基于像素的设计元素的开口区域，这些开口区域被相应地布置在正交格栅中。这样的基于像素的元素的典型示例是几何结构例如网格、斜线的半色调(halftone)印刷和设计。如果漆层中的开口区域是通过激光成像形成的，例如，将移动的激光束聚焦在已经被涂覆在印刷丝网的印刷面的激光敏感涂层上，从而制备成像漆层，则由于激光沿旋转的印刷丝网在印刷丝网的纵向方向上移动的分辨率，这些开口区域也将被布置在正交格栅中。

本发明基于丝网开口的图案与成像漆层的格栅之间的较好配合。与丝网开口的作为目前织物轮转丝网印刷中的标准的具有以60°角间隔开的3个主轴的常用六边形图案相比，根据本发明的印刷丝网的丝网开口的平行四边形图案仅具有优选地成90°角的2个对称轴。假设为了避免莫尔瑕疵，成像漆层的正交格栅的轴线需要偏离印刷丝网的平行四边形图案的轴线，对于根据本发明的印刷丝网，特别是具有正交或接近正交图案轴线的印刷丝网，用于适当地定向成像漆层格栅的可用角度范围较宽。关于要印刷的图像的这种较宽范围使得能够避免可能发生不期望的干涉的角度。特别是在基底也是具有正交取向的织物材料的情况下。通过相对于彼此适当地布置印刷丝网图案和成像漆层的格栅，可以防止莫尔瑕疵并提高图像质量。因此，本发明使得平行四边形印刷丝网图案与成像漆层的正交格栅之间能够更好地匹配。

优选地，印刷丝网在印刷丝网的印刷面具有桥和交叉点的表面结构，其中，交叉点的厚度高于桥的厚度。这种3D结构使得能够提高所印刷的图像的边缘锐度特别是以与丝网开口图案的轴线(几乎)重合的角度布置的线条元素的边缘锐度。当成像漆层中的开口区域的边缘与丝网的桥重合时，允许来自邻近的打开的丝网开口的墨膏流到该桥上直至该成像漆层中相应开口区域的边缘，这提高了所印刷的图像元素的边缘锐度。在没有较低的桥的情况下，将会产生所印刷的图像元素的锯齿状边缘形状。发明人已经示出了图像质量的改善，特别是在45°或接近45°的线角度处的改善。

当印刷较大的图像部分时，较低的桥还使得桥下方的墨膏能够更好地迁移。因此，可以减小刮墨装置压力，这提供了较低的机械负荷、印刷丝网的较少变形，从而引起不同工艺颜色的较好配准。此外，可以减小墨膏的印刷压力，这致使墨膏消耗减少、使颜色外观更艳丽并且使织物材料基底的图案的压印减少，从而在宏观层面上改善均匀性。

此处注意到，WO2011/046432已经公开了一种使用在其印刷面具有3D结构的印刷丝网的丝网印刷方法，特别地用于高分辨率印刷和固态区域及凸起图像的印刷。该现有技术文件未提及莫尔瑕疵以及丝网开口的图案与所应用的成像漆层的图案之间的任何关系。

在优选实施方式中，根据本发明的方法是轮转丝网方法，其中，丝网是用于轮转丝网印刷的圆筒形丝网。根据本发明的方法特别有益于印刷还包括正交结构的基底，尤其是织物材料。

可以通过多种方式生产具有开口区域的成像漆层。一种方式是根据从要印刷的整个图像中针对单个颜色分离的数字图像数据来激光雕刻激光敏感材料(例如合适的聚合物乳液)的涂层。将激光敏感材料涂覆到印刷丝网的印刷面，并根据该图像数据将激光束聚焦在该激光敏感材料上。通常，激光头沿自身在旋转的轮转印刷丝网的纵向方向移动。

优选地，将丝网开口的平行四边形图案的轴线布置成相对于轮转印刷丝网的纵向轴线成一定角度，从而避免与织物材料的典型图案交叠。由此，使丝网开口的图案相对于织物材料基底的典型取向偏移。

丝网开口的优选正交图案的轴线相对于轮转印刷丝网的纵向轴线的优选角度取向分别在+10°至+20°和+100°至+110°的范围内，例如约+15°和约+105°，更优选地分别在-10°至-20°和+70°至+80°的范围内，最优选地分别为约-15°和+75°，余量为±1°。实验表明，丝网开口图案的后一组正交轴线与成像漆层的正交格栅相结合，给出了最大程度改善的图像质量。

在又一实施方式中，将成像漆层的正交格栅的轴线布置成与丝网开口的正交图案的轴线成一定角度，优选地为至少15°。

与圆形开口的普通六边形丝网图案相比，具有相同直径的丝网开口的正交丝网图案在每个表面单元包括较少的孔并因此使丝网的开口区域减小。为了实现相同的开口区域，将孔大小略微增加。例如，为了实现相同的开口区域，将六边形丝网的约52微米的孔尺寸增加至其正交图案中丝网开口的约55.5微米。开口的形状不受限制。优选地，丝网开口是矩形的，特别地为正方形开口，由于电铸中的金属生长过程而具有圆角。丝网厚度通常在50μm至800μm的范围内。丝网开口尺寸通常在30μm至200μm的范围内或甚至高达500μm。通常，织物轮转印刷丝网的厚度在80μm至400μm范围内，并且丝网开口的最大尺寸在80μm至150μm范围内。

可以通过多种方式制造印刷丝网，例如激光雕刻、蚀刻或电化学加工。有利地，印刷丝网是电铸的金属印刷丝网，例如由镍或镍合金制成，其中，在适当槽(bath)中，在圆筒形模具(die)上电沉积基础丝网骨架，该骨架在槽液(bath liquid)通过骨架中的开口的强制流动条件下进一步生长。电铸使得能够制造具有适当强度的薄的无接缝的轮转印刷丝网。

在优选实施方式中，丝网开口的大小朝向印刷面增大，从而有助于在容易性和扩散性方面促进墨膏流动并且防止丝网开口堵塞。

在第二方面，本发明还在于一种印刷丝网和成像漆层的组合件，所述印刷丝网具有由桥和交叉点界定的丝网开口的平行四边形图案(优选地为正交图案)，优选地在丝网的印刷面具有包括桥和交叉点的表面结构，其中，交叉点的厚度高于桥的厚度；以及所述成像漆层具有限定要印刷的图像的开口区域，其中，要印刷的图像包括基于像素的设计元素，并且成像漆层的表示基于像素的设计元素的开口区域被布置在正交格栅中。该组合件明显旨在用于根据本发明的(轮转)丝网印刷，提供了与上文针对根据本发明的方法所说明的优点和效果相同的优点和效果。与印刷丝网和/或成像漆层相关的上述优选实施方式也适用于该组合件。

此外，本发明涉及一种印刷丝网，明显地旨在用于根据本发明的方法或用于根据本发明的组合件，所述印刷丝网具有由桥和交叉点界定的丝网开口的正交图案，在丝网的印刷面具有桥和交叉点的表面结构，其中，交叉点的厚度高于桥的厚度。在有意使用根据本发明的印刷丝网时可以实现上述优点和效果。

最后，本发明涉及一种丝网印刷装置，特别是一种轮转丝网印刷装置，其具有用于传送待印刷的基底的传送机、具有墨膏供应装置和刮墨装置的至少一个印刷站、典型的用于将待印刷的基底供应至传送机的供应单元以及用于排出经印刷的基底的排出单元，其中，印刷站包括如上概述的印刷丝网和成像漆层的组合件。

通过附图对本发明进行说明，在附图中：

图1是轮转丝网印刷装置的实施方式的示意性表示；

图2是根据本发明的具有丝网开口的正交图案的印刷丝网的实施方式；

图3是本发明中使用的成像漆层的实施方式；

图4表示示出本发明(图4a)相比于现有技术(图4b)的效果的图；

图5和图6示出了根据本发明(图5a；图6a)和根据现有技术(图5b；图6b)印刷了图像的织物上的印刷图像的示例；以及

图7和图8示出了根据本发明和根据现有技术印刷的织物上的印刷图像的另外的示例。

图1示意性地示出了织物轮转丝网印刷装置的实施方式，织物轮转丝网印刷装置整体由附图标记10指示。在该实施方式中，印刷装置10包括进料部段12，在这种情况下，进料部段12是用于展开待印刷的织物基底14的受控卷轴(reel)，织物基底14通常被支承在垫带16上传送通过印刷部段20的印刷站18，在印刷站18处，借助于刮墨装置或辊筒24从轮转印刷丝网22的内侧通过丝网开口(参见图2)将工艺颜色涂覆到基底14上。印刷膏由印刷膏进料装置26供应至轮转印刷丝网22的内部，并且与印刷丝网22的刮墨面接触的刮墨装置24迫使墨膏穿过丝网开口。在该图示中仅示出了四个印刷站18。然而，可以针对附加的工艺颜色增加更多的印刷站。在相应的干燥站28中干燥之后，经印刷的织物基底14在排出部段30处离开印刷装置10，例如被卷绕在卷轴32上。

图2以俯视图示出了根据本发明的印刷丝网的实施方式。印刷丝网22的印刷面40具有3D表面结构，其由各自连接四个桥44的交叉点42组成，从而限定丝网开口46。与印刷面相对的刮墨面被构造成用于与刮墨装置平滑地滑动接触。如所指示的，交叉点42的厚度高于桥44的厚度。

图3是示出圆形开口区域50的正交格栅的半色调成像漆层的实施方式。

图4a示出了织物基底、印刷丝网和成像漆层的叠加。表示织物基底的正交取向的轴线14被绘制为实线，表示印刷丝网的正交图案的那些轴线22被以点线示出，并且成像漆层的正交图案的轴线48被以断线示出。类似地，图4b示出了相同的叠加，但是是针对具有丝网开口的六边形图案的印刷丝网22'的，并且因此存在3个轴22'。如针对图4a所示的印刷丝网中的丝网开口的正交图案明显看出的，用于相对于印刷丝网的图案布置成像漆层取向的角度的可用范围(由箭头指示)大于针对六边形图案的范围(图4b)。

图5a示出了几何设计的一部分，在这种情况下，所述几何设计是用根据本发明的具有丝网开口的正交图案的195目轮转印刷丝网进行丝网印刷的细线条的之字形结构，并且图5b示出了用具有相同目和开口区域但具有丝网开口的六边形图案的专用轮转印刷丝网(Novascreen^TM)进行丝网印刷的相同设计。

图6a表示使用根据本发明的具有丝网开口的正交图案的195目轮转印刷丝网的印刷线图像，而图6b示出了使用具有丝网开口的六边形图案的专用印刷丝网的相同印刷线图像。

明显看出，在根据本发明进行印刷的情况下，图像的正交图像元素具有明显较高的印刷质量。图5a的印刷图像示出了具有高的边缘清晰度的精细实线，而在图5b中这些线有时断开并且示出了锯齿状边缘。比较图6a和图6b的印刷图像，特别是左下角的部分，可以看出根据本发明的示例使得能够以高精度印刷极精细的线，而现有技术的丝网根本无法印刷。

与图5和图6的示例中相同，图7和图8是使用根据本发明的丝网(上半部分)和根据现有技术的丝网(下半部分)印刷的印刷图像的照片。可以看出根据本发明的印刷图像没有示出任何莫尔瑕疵，而在下半部分中用肉眼可以清楚地看到莫尔干涉。

Claims (24)

1.一种在基底(14)上丝网印刷图像的方法，包括以下步骤：

提供印刷丝网(22)，所述印刷丝网(22)具有由桥(44)和交叉点(42)界定的丝网开口(46)的图案；

提供成像漆层(48)，所述成像漆层(48)具有限定要在所述印刷丝网(22)的印刷面(40)印刷的图像的开口区域；以及

迫使墨膏从所述印刷丝网(22)的刮墨面穿过所述印刷丝网(22)和所述成像漆层(48)到达所述印刷丝网(22)的印刷面(40)以到达所述基底(14)上；

其中：

所述要印刷的图像包括基于像素的设计元素；

所述印刷丝网(22)具有定向在平行四边形格栅中的丝网开口(46)的图案；并且

所述成像漆层(48)的表示所述基于像素的设计元素的开口区域被布置在正交格栅中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述丝网开口(46)的图案为正交图案。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述印刷丝网(22)是用于轮转丝网印刷的圆筒形丝网。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述丝网开口(46)的正交图案的轴线被布置成相对于所述轮转印刷丝网(22)的纵向轴线成一定角度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基底(14)是织物材料，特别是具有正交取向的织物材料。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述基于像素的设计元素包括半色调格栅和/或几何设计。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述成像漆层(48)的正交格栅被布置成相对于所述丝网开口(46)的图案的轴线成一定角度。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述印刷丝网(22)是电铸的印刷丝网。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述印刷丝网(22)在所述印刷丝网(22)的印刷面(40)具有所述桥(44)和所述交叉点(42)的表面结构，其中，所述交叉点(42)的厚度高于所述桥(44)的厚度。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述丝网开口(46)具有带圆角的正方形截面。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述丝网开口(46)的大小从所述刮墨面向所述印刷面增加。

12.一种印刷丝网(22)和成像漆层(48)的组合件，所述印刷丝网(22)具有由桥(44)和交叉点(42)界定的丝网开口(46)的图案，所述丝网开口(46)以平行四边形图案进行定向，所述成像漆层(48)具有限定要印刷的图像的开口区域，其中，所述要印刷的图像包括基于像素的设计元素，并且所述成像漆层(48)的表示所述基于像素的设计元素的开口区域被布置在正交格栅中。

13.根据权利要求12所述的组合件，其中，所述丝网开口(46)的图案为正交图案。

14.根据权利要求12或13所述的组合件，其中，所述印刷丝网(22)是用于轮转丝网印刷的圆筒形印刷丝网。

15.根据前述权利要求12至14中任一项所述的组合件，其中，所述丝网开口(46)的正交图案的轴线被布置成相对于所述轮转印刷丝网(22)的纵向轴线成一定角度。

16.根据前述权利要求12至15中任一项所述的组合件，其中，所述成像漆层(48)的正交格栅被布置成相对于所述丝网开口(46)的正交图案成一定角度。

17.根据前述权利要求12至16中任一项所述的组合件，其中，所述印刷丝网(22)是电铸的丝网。

18.根据前述权利要求12至17中任一项所述的组合件，其中，所述印刷丝网(22)在所述印刷丝网(22)的印刷面具有所述桥(44)和所述交叉点(42)的表面结构，其中，所述交叉点(42)的厚度高于所述桥(44)的厚度。

19.根据前述权利要求12至18中任一项所述的组合件，其中，所述丝网开口(46)具有带圆角的正方形横截面。

20.根据前述权利要求12至19中任一项所述的组合件，其中，所述丝网开口(46)的大小从所述印刷丝网(22)的刮墨面向所述印刷面(40)增加。

21.根据前述权利要求12至20中任一项所述的组合件，其中，所述基于像素的设计元素包括半色调格栅和/或几何设计。

22.一种印刷丝网(22)，明显旨在用于根据权利要求1至11中任一项所述的方法或根据权利要求12至21中任一项所述的组合件，所述印刷丝网(22)具有由桥(44)和交叉点(42)界定的丝网开口(46)的图案，所述丝网开口(46)以平行四边形图案进行定向。

23.根据权利要求22所述的印刷丝网，在所述印刷丝网(22)的印刷面(40)具有所述桥(44)和所述交叉点(42)的表面结构，其中，所述交叉点(42)的厚度高于所述桥(44)的厚度。

24.一种丝网印刷装置(10)，特别是轮转丝网印刷装置，具有用于传送要印刷的基底(14)的传送机(16)、具有墨膏供应装置(26)和刮墨装置(24)的至少一个印刷站(18)、典型的用于将要印刷的基底供应至所述传送机的供应单元(12)以及用于排出经印刷的基底的排出单元(32)，其中，所述印刷站设置有根据权利要求12至21中任一项所述的印刷丝网(22)和成像漆层(48)的组合件。

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