CN118019646A - 模板创建方法和系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种用于制作一丝网模板的直至网格(DtM)丝网印刷机。该DtM丝网印刷机包括一个固定装置用以固定一框架，该框架在施用一可喷射乳剂时将一预拉伸网格固定到位，一块压板，其有一腔并在该压板一顶面上有一孔阵列，该压板被置于抵靠该预拉伸网格的一侧，一个印刷机滑架，其支撑着一个印刷头，用于在该预拉伸网格相对于该压板的一侧印刷该可喷射乳剂，以及从该网格和该压板之间的孔阵列中分配出的释放流体，该释放流体可使该可喷射乳剂包裹住该网格的股线。

Description

模板创建方法和系统

背景

丝网印刷是一种印刷技术，使用网格将油墨转移到承印物上，除了在油墨无法渗透的区域会使用丝网印刷模板(也称阻挡模板)。刀片或刮刀在丝网上移动，使油墨充满打开的网孔，然后反向移动，使丝网沿一条接触线瞬间接触承印物。这将使油墨润湿承印物，并在刀片通过后丝网回弹时从网孔中被拉出。

制作丝网印刷模板是一项繁琐的劳动密集型工作。它需要许多工艺步骤、化学产品和大量的水，而且主要是手工操作。它是目前丝网印刷业务中自动化程度最低的部分。

图纸简述

参考以下详细描述和附图，本公开实施例的特征将变得显而易见，其中，相同的参考数字对应于相似但可能不完全相同的组件。为简洁起见，参考数字或具有先前描述功能的特征可以结合或不结合其中出现的其他附图进行描述。

图1A展示了根据本公开的一个示例设计的直至网格丝网印刷机。

图1B展示了环氧乙烷化合物的一般形式。

图2A展示了压板、框架和固定装置的俯视平面图。

图2B-2C展示了图2A所示压板、框架和固定装置的截面图。

图3展示了压板以及压板顶板和底板的俯视平面图。

图4A-4H描述了使用直至网格丝网印刷机进行丝网印刷的工艺要素。

图5A-5F展示了沉积和固化可喷射乳剂以制作公共汽车模板的平面图。

图6A-6F展示了沉积和固化可喷射乳剂以制作公共汽车模板的平面图。

图7展示了释放里流体的毛细管行为截面图，以帮助乳剂包裹网格的丝(或线)。

图8展示了根据本公开的一个示例设计的释放流体控制系统。

图9展示了根据本公开的一个示例设计的释放流体控制系统。

图10展示了根据本公开的一个示例的释放流体控制系统。

图11是根据本公开的一个示例绘制的丝网印刷流程图。

详细说明

以前有几种直接涂布网格以形成用于丝网印刷的模板的解决方案。现将其介绍如下。

网格准备和涂层

直接涂抹乳剂：可使用机器或手工涂抹。丝网的两面都必须涂上乳剂，以确保适当的覆盖率。机器或自动化版本严格来说是用机器代替人工。机器能更精确地涂上适量的乳剂，并获得均匀的覆盖。机器一般浪费较少。

毛细管薄膜：这是一种预先涂有乳剂的薄膜。网格用水过饱和后，将薄膜(乳剂面朝下)放置在过饱和的网格上。毛细作用将乳剂吸入网格。这样，乳剂涂层的厚度和覆盖面都更加精确。一旦乳剂扩散到网格中，薄膜就会被剥离。

丝网网格乳化后，必须进行干燥。干燥后，就可以进行图像转移或制作模板了。当乳剂干燥时，它会收缩并与网格贴合，造成粗糙不平的表面。(这种粗糙的表面会导致刮刀在印刷过程中加速老化)。

如今，大多数乳剂都是通过紫外线(UV)辐射激活的(即UV激活型)，但也可能是可见光激活型。一旦涂上，模板必须受到保护，不能暴露在任何光线下(即使是普通可见光也有足够的紫外线来启动固化过程)。以下假定乳剂是紫外线激活/固化的。

正片油墨：在透明塑料板上印刷一层完全黑色的紫外线吸收层。印刷通常由激光或喷墨印刷机使用特殊的正片油墨完成(正片油墨是指一种高不透明度的黑色油墨，能完全阻挡所有可见光和紫外线)。然后将薄膜固定到预先涂好的网格上，并暴露在紫外线下。通常使用可拆卸的胶带(如遮蔽胶带)进行固定。曝光后，取下薄膜，洗去未固化的乳剂。

然而，这种方法在各个阶段都非常耗费人力，而且许多步骤无法实现自动化。此外，它还容易出错，例如在安装薄膜、使用正确的薄膜、在印刷前调整最终模板等过程中。需要使用大量的化学品和清洗剂，以及大量的耗材(油墨、薄膜)。

热丝网：在这种方法中，丝网预先涂上热激活乳剂。通常情况下，将网格(不带框架)放入热敏印刷机中，乳剂在印刷机中直接固化/激活。完成后，洗掉未曝光的乳剂，将网格安装在框架上，然后进行印刷。

然而，这种方法受到网格数量的限制。此外，乳剂通常不那么坚固。预处理网格的成本较高。模板对准的工作量更大。最后，模板在安装时可能会被损坏。

计算机至丝网(CtS)：

CtS-印刷：在这种方法中，图像直接用高不透明度的黑色油墨印在乳化丝网上。这类似于没有薄膜的正片油墨。所有工艺都是一样的。

不过，这些机器需要高不透明度油墨，而高不透明度油墨比普通喷墨油墨更贵。

CtS-蜡：这种方法与CtS-印刷法近似，但使用蜡来阻挡紫外线。其他方法相同。不过，由于使用熔蜡，这些机器的性能可能不太稳定。此外，它们还需要加热蜡才能将其应用到网格上。

CtS-直接曝光：该技术使用紫外线激光直接曝光乳剂。

然而，这种技术所使用的机器通常非常昂贵。此外，这种工艺对粗粒级网格的处理效果不佳。最后，紫外线激光器在需要更换时非常昂贵。

上述每种方法都需要一些后处理/后续工作。除热激活和CtS直接曝光外，所有模板都必须在使用图像遮挡(薄膜或CtS印刷和蜡)后进行曝光。例如，使用高强度显影剂时，这个过程中每个丝网至少需要1到2分钟。

必须洗掉所有丝网上多余的乳剂。必须注意不要让乳剂进入排水系统。丝网在清洗后必须彻底晾干。

对于薄膜和热激活法，在将完成的模板放在旋转台上时必须进行微调，以确保正确套准。

当前发明：

从上述对现有技术的描述中可以清楚地看出，我们需要一种更简单的方法，使用更少的化学品和更少的水。

图1A描述了直至网格(DtM)印刷机100的方框图。DtM印刷机100包括一个网格支撑系统110，其中包括由框架114固定的预拉伸网格112。框架114又由固定装置116固定。在使用可喷射乳剂的过程中，固定装置116将框架114与预拉伸网格112安全牢固地固定到位。

如本文所用，网格112是由纺织品、绞线、金属或其他柔性/韧性材料的连接股制成，在这里，编织成十字形图案。构成网格的材料可以是多种纺织品中的任何一种，包括丝绸；聚酯；金属，如不锈钢；塑料，如聚丙烯、聚乙烯、尼龙、聚氯乙烯(PVC)或聚四氟乙烯(PTFE)；或玻璃纤维股。股线的直径可以是丝网印刷中常见的任何直径，网格尺寸也可以是丝网印刷中常见的任何尺寸。较粗的网格通常是用较大直径(规格)的股编织而成，这就需要涂抹较厚的乳剂。

DtM印刷机100还包括一个压板支撑系统120，其中包括通过压板124抵住预拉伸网格112底部的释放流体122。压板124提供了一个光滑的平面，用于将释放流体122牢固、均匀地固定在预拉伸网格112的底部。压板124包括一个表面穿孔、光滑、不易凹陷和开裂的表面。压板124包括一个用于储存释放流体122的腔，释放流体122通过孔被强制涂覆在位于网格下方的压板124表面上。压板124还可以起到消散紫外线固化源208(图1A中未展示，但在图2D中展示)的能量的作用。

压板124使释放流体122保持在网格112下方并与网格112接触。多孔顶面上的小孔阵列可确保网格112被释放流体122均匀覆盖。释放流体控制系统用于控制释放流体122向网格122的渗透，并可用于在将乳剂印刷到网格112上的整个过程中保持网格112基本恒定的释放流体湿度。

在施用可喷射乳剂之前，一旦网格112位于压板124上，就可将释放流体122施用到网格112上。例如，释放流体控制系统126可控制从腔注入压板124表面的释放流体122的液位。特别是，释放流体控制系统126可控制置于压板124表面上的释放流体的液位，使释放流体的液面弯曲和释放流体的毛细作用能够使乳剂缠绕在网格的股线上。

释放流体122不会与固化乳剂发生反应，从而抑制网点扩大，即印刷液体扩散到印刷介质中的一种效果。由于乳剂喷射到网孔112上后很快就会固化，因此只需在短时间内抑制网点扩大。

最后，DtM印刷机100包括一台喷墨印刷机130，其中包括安装在印刷机滑架134上的印刷头132。印刷头132在预拉伸网格112与压板124相对的一侧印刷可喷射乳剂。印刷机滑架134是高精度印刷机滑架，在X和Y笛卡尔方向上都很精确，可支持在一次或多次通过中精确放置液滴，同时形成可喷射乳剂。事实上，乳剂可以"堆积"，以适应从极细到超粗的各种网格尺寸。分层可用于在建立乳剂时保持高分辨率。

印刷头132可以是喷墨印刷头，例如热喷墨、压电喷墨、按需喷墨或其他能够喷射流体(包括本文公开的可喷射乳剂)的合适喷射印刷头。

丝网网格112(可以是任何类型)被拉伸到框架114上。将框架114放入喷墨印刷机130，喷墨印刷机130中的释放流体122已分配到网格112下方的压板124表面。然后，喷墨印刷机130将可喷射乳剂施用到掩蔽区，并基本上同时用高强度紫外线灯或其他合适的紫外源(如紫外线发光二极管(LED))曝光。紫外线灯(或LED)的波长可根据可喷射乳剂的反应范围进行调整，以获得最佳性能。对于本文公开的可喷射乳剂，乳剂的反应波长为395纳米(nm)。其他可喷射乳剂可能具有其他反应波长，包括低于395纳米的波长。对于粗网格，可采用多道操作，以建立必要的乳剂厚度。所谓"粗网格"，是指编织松散的网格，因此网股之间的间隙比细网格大。网格目数以tpi(每英寸线数)或T(每厘米线数)表示。例如，335tpi(130T)的网格目数被认为是细网格，而110tpi(43T)的网格目数被认为是粗网格。110tpi(43T)最常用于普通纺织品印花。

由于最近开发出了低粘度的可喷射乳剂，因此本文中公开的直至网格工艺成为可能。所谓"低粘度"是指从约4厘泊(cP)到约15厘泊(约4毫帕秒到约15毫帕秒)的范围。这些可喷射乳剂被用于用紫外印刷机在各种材料上产生压花效果。这些新型可喷射乳剂的弹性也更强，因此可以更方便地替代以前的乳剂。可喷射乳剂可以使用任何颜色，包括透明或清透，但也可以使用淡青色、淡品红色或紫色来提供轻微的对比度，以便验证模板。

在本文公开的工艺中，可适当使用的可喷射乳剂的一个例子是固化后具有弹性的紫外线活化丙烯酸酯单体。可喷射乳剂是一种特殊的压花"清漆"聚合物，可快速固化成高度耐久/耐磨层，并在基材上快速形成。固化后的聚合物还具有耐久性和柔韧性/弹性(如果是硬质聚合物，在使用过程中很容易开裂，导致模板失效)。

释放流体122可在网格112下方提供光滑、无反应的印刷表面。当喷射的液滴(或乳剂点)在暴露于紫外源(即下文所述的紫外线固化)之前在水平方向上膨胀或扩散，就会出现网点扩大。这一点在使用半色调时尤为重要，半色调是指乳剂填充的面积小于网格的全部面积。网点增大使得施用在网格112上的乳剂表面积超出既定的表面积。释放流体122的配方如下所述，以限制印刷乳剂的网点扩大，并使网格112的股线被包裹。

释放流体122的配方可限制网点扩大，便于湿乳剂包覆网格112的股线，并且与固化乳剂不发生反应，因此释放流体122不会使乳剂从网格112上脱落或分离。换句话说，释放流体122可以防止乳剂在施用后过度扩散，也不会与乳剂发生反应生成其他化合物或溶解乳剂。释放流体122由水128和润湿剂130组成。水128是脱盐水或冷凝水，其电导率小于约30μS(微西门子)。换句话说，水128在与润湿剂130混合之前基本上不含矿物质和盐分。将润湿剂130加入到水128中，可以产生释放流体122。润湿剂130能使湿乳剂在紫外线照射前包覆网格112的股或线。

在一种实施方案中，润湿剂130由2,4,7,9-四甲基-5-癸炔-4,7-二醇("四甲基癸烷")组成。在另一种实施方案中，润湿剂130由四甲基癸烷与醇和/或环氧乙烷化合物组合而成。例如，润湿剂130可以是单独的四甲基癸烷，四甲基癸烷与醇的组合，四甲基癸烷与环氧乙烷化合物的组合，或四甲基癸烷、醇和环氧乙烷化合物的组合。

润湿剂130的醇可以是甲醇、乙醇、丙醇、丁醇或戊醇，其中包括丙醇、丁醇或戊醇的异构体。例如，丙醇可以是1-丙醇和2-丙醇(异丙醇)。丁醇可以是1-丁醇、2-丁醇、叔丁醇和异丁醇。戊醇可以是1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、2-甲基-1-丁醇、3-甲基-1-丁醇、2-甲基-2-丁醇、2-甲基-3-丁醇和2,2-二甲基丙醇。润湿剂130的醇可以由不同醇类组合而成。例如，润湿剂130的醇可以由丙醇和丁醇组成。或者，润湿剂130的醇可以由乙醇、丙醇和丁醇组合而成。或者，润湿剂130的醇可以由甲醇、乙醇、丙醇和戊醇组合而成。

润湿剂130的环氧乙烷(即环氧化物)化合物可以是环氧乙烷(C₂H₄O)或另一种环氧乙烷化合物。环氧乙烷化合物由一个氧原子和两个碳原子组成的三元环构成，这两个碳原子构成了环氧乙烷化合物的官能团。官能团的两个碳原子可以是代表化合物其余部分的键合原子团。图1B展示了一般环氧乙烷化合物的官能团，其中R1、R2、R3和R4代表与官能团碳原子键合的原子团。例如，环氧乙烷(C₂H₄O)的R1、R2、R3和R4代表四个氢原子。或者，R1、R2和R3代表三个氢原子，R4代表一条烃链。或者，R1、R2和R3可以代表与官能团碳原子键合的不同取代基。

在另一种实施方案中，润湿剂130是一种不含酒精的化合物。例如，润湿剂可以是WE 3650，它是一种低泡润湿剂，含有脂肪醇烷氧基化物取代基。润湿剂WE3650与水128的比例(升)从约1/400到约3/2000。例如，将约20-30mL的润湿剂WE 3650加入到约20L的水128中。

在另一种实施方案中，润湿剂130是聚硅氧烷或聚二甲基硅氧烷。聚硅氧烷的例子包括BYK-347、BYK-333、BYK-375、BYK-346和BYK-345。共溶剂二丙二醇单甲醚可与聚硅氧烷BYK-345一起使用。润湿剂130与水128的比例(升)约为1/4000至1/200。例如，在约20升的水128中加入约5-10毫升的润湿剂BYK-346。

注意，可喷射乳剂还可包括润湿剂130作为添加剂，以增加对股线的包裹。在一种实施方案中，可喷射乳剂和释放流体122包含相同的润湿剂130。例如，可将润湿剂130以大致相等的量添加到释放流体122和乳剂中。

在现有技术的大多数制剂中，乳剂可能相当粗糙；这通常是由于在干燥过程中乳剂与网格的贴合所造成的。这种粗糙的乳剂表面会磨损刮刀，需要重新打磨或更换刮刀刀片。然而，在直至网格工艺中，当可喷射乳剂在网格中形成时，释放流体122可确保对网格股线的包裹，例如，见图7和下面的相关讨论。

由于施用在网格112上的乳剂仅在遮挡区域内，因此紫外光反射到遮挡区域而导致过度拍摄或过度曝光的风险基本上很小。这样就能获得更平滑、更干净的图像。(这些过度拍摄和过度曝光区域会在图像内部，尤其是边缘处产生斑点或水滴。这些是针孔的"反向"现象)。

图2A-3描述了压板的示例。

在图2A中，压板124位于固定装置116上，并被框架114包围。固定装置114可包括夹具(未展示)，用于在印刷过程中将框架114和压板124固定到位。虚线202和204标示出将压板124的四个内腔206-209分隔开来的内壁。一般来说，壁(如壁202和204)用于控制压板124内部释放流体的流动。图2B展示了压板124、固定装置116和框架114沿A-A线所示方向的横截面图。横截面图展示了被壁204隔开的腔206和207。横截面图还展示，压板124的顶面210上有通向腔206和207的孔212。可在腔中添加插件，以减小腔的体积，并有助于释放流体在每个腔中的均匀分布。图2C展示了压板124、固定装置116和框架114在A-A线所示方向上的横截面视图，其中插件214和216分别位于内腔206和207内。插件214和216可以由无纺布(如)、开芯泡沫、塑料或木材制成。插件214和216可减少释放流体的体积，平衡腔内的流体压力。在其他实施方案中，压板124的间隔腔少于四个。例如，压板124可能只有一个间隔腔。

压板124的每个腔都有一个输入端口且可具有一个输出端口。在某些实施方案中，压板124可能只有输入端口而没有输出端口。可包含输出端口用于控制释放流体的流动，并在压板124不再使用时排出释放流体。当不包括输出端口时，输入端口是双向的，以便快速降低释放流体的液位。压板124还包括一个顶板和一个底板。

在图3中，压板124分为顶板302和底板304。图3展示了位于底板304长边的输入端口306a-306d，以及位于底板304短边的输出端口308a-308d。方向箭头310a-310d表示释放流体通过输入端口306a-306d流入腔206-209。方向箭头312a-312d表示释放流体通过输出端口308a-308d从腔206-209流出。放大视图314展示了位于底板304长边的输入端口306c。在其他实施方式中，输出端口可沿底板304的长边设置，输入端口可沿底板304的短边设置。在其他实施方案中，输入端口306a-306d和/或输出端口308a-308d可以位于底板304的底部。放大视图316展示了输入端口306c位于底板304的腔208下方的一个示例。

输入和输出端口可以是金属或塑料制成的倒钩接头。例如，位于底板304长边和短边或边缘的输入和输出端口可以使用直的倒钩接头。另外，L形倒钩接头也可用于底部安装。

应该注意的是，底板304并不限于四个腔。在其他实施方案中，底板304可以包括具有多个输入和输出端口的单个腔(例如，可以省略壁202和204)。在其他实施方案中，底板304可以有两个腔，每个腔有至少一个输入端口和至少一个输出端口。在其他实施方案中，底板204可具有六个或更多腔，每个腔具有至少一个输入端口和至少一个输出端口。

在图3中，顶板302穿孔，孔阵列延伸至顶板的厚度。放大视图318展示了顶板302的上表面。顶板302上的孔212允许释放流体通过。压板124的顶板302提供了一个光滑、坚硬的平面。当释放流体注入腔206-209并从孔阵列212中流出时，顶板302上的孔212的分布可使释放流体均匀地涂抹在压板124的顶面，并轻轻地将网格112压紧，以确保有一个均匀、平整的表面来施用乳剂。所谓"光滑"，是指顶板302的表面是抛光/亮光或磨砂/哑光，只要表面规则即可。

图4A-4H描述了使用压板124的直至网格(DtM)工艺的示例步骤，其中包括DtM设备和压板124的横截面图。

在图4A中，框架114环绕压板124。本图和图4B-4H中省略了用于支撑框架114的固定装置116。框架固定装置116与现有技术中使用的类似。释放流体122填充压板124的腔并通过孔212喷出，在压板124的顶面124a上形成释放流体层402。用于将释放流体分配到压板124的腔和压板124的顶面124a上的释放流体控制系统示例将在下文中参照图6和图7进行描述。

在图4B中，网格112位于框架114的顶部。压板124位于网格112的下方，一层薄而均匀的由释放流体122形成的释放流体层402支撑在压板124的表面124a。在某些实施例中，释放流体122的厚度约为20微米(μm)，但在任何情况下都小于网格的规格，平面度在±0.5微米范围内。释放流体122支撑网格112，使可喷射乳剂在施用时得到良好的覆盖。释放流体122的配方以避免可喷射乳剂附着在压板124上。释放流体122的配方防止乳剂粘合、反应或以其他方式粘在压板124上。在某些情况下，乳剂可能会与释放流体122发生反应，但这种相互作用/反应通常不会使乳剂粘附到压板124上。如果与压板124的粘附力大于与网格112的粘附力，乳剂就可能从网格脱粘/脱层。这可能会造成针孔或裸露斑块。在最坏的情况下，可能会导致网格损坏或撕裂。

在图4C中，带有释放流体层402的压板124被上移到网格112上，收紧网格112并将网格112的底部压入释放流体层402。这就提供了一个光滑、有张力、水平的表面来印刷乳剂。压板124的移动用箭头404表示。另一种方法是，连接有网格112的框架114可能被向下移动，将网格112的底面压入释放流体层402。

在图4D中，印刷头132可由印刷机滑架134(图4D中未展示，但在图1A中展示)平移，将遮挡图像或模板406直接印刷(即，沉积可喷射的乳剂)到网格112上，其中遮挡图像是要印刷或加网到合适的印刷介质上的实际图像的反面或负片。印刷头132沿箭头408所指示的方向横向移动，在网格112上形成丝网模板406。印刷头132施加上述紫外线固化的可喷射乳剂。当印刷头132在第一方向408上沉积可喷射乳剂时，紫外源410可以"打开"或"关闭"。在图4D的示例中，紫外源410处于"关闭"状态。在紫外源410先于印刷头132的另一个实施方案中，紫外源410可以保持"开启"状态，而印刷头132则跟在紫外源410后面沉积可喷射乳剂。

印刷头132和紫外源410在网格122上方以光栅扫描图案沉积和固化可喷射乳剂。当在第一方向408上沿一路径完成可喷射乳剂的沉积后，印刷头132被关闭，以停止可喷射乳剂的沉积。当印刷头132关闭时，紫外源410在印刷头132的后面沿着印刷头132先前走过的相同路径重新移动，并发出紫外线，使先前湿喷的乳剂固化。换句话说，下文所述的光栅扫描技术会将光栅扫描的每条路径遍历两次。在路径的第一次遍历过程中，印刷头132在路径上移动时将可喷射乳剂施用到网格112上。完成第一次遍历后，在印刷头132"关闭"(即不沉积可喷射乳剂)和紫外源410"打开"的情况下，对路径进行第二次遍历，从而在紫外源410遍历路径时，用紫外光照射涂在网格112上的湿乳剂，使乳剂固化。

在一种实施方式中，紫外源410沿着印刷头132先前走过的相同路径反方向移动，以固化可喷射乳剂。在图4E中，紫外源410沿着箭头414所示的相反方向，穿过印刷头132在沉积可喷射乳剂时先前走过的相同路径。当紫外源410沿414方向移动时，紫外源410发出的紫外光固化印刷头132之前沿该路径沉积的可喷射乳剂。印刷头132光栅扫描的每条路径都要重复这一过程，从而创建模板406。

图4F展示了网格112的俯视图，以及印刷头132和紫外源410为创建模板而遍历的光栅扫描路径，如上文参考图4D和4E所述。实线(如线416)表示印刷机滑架134的位置以及印刷头132和紫外源410遍历的光栅扫描路径。注意，将印刷头132和紫外源410复位到光栅扫描下一路径的返回路径被省略。长破折号箭头，如长破折号箭头418，表示在印刷头132"打开"的情况下，沿路径沉积湿可喷射乳剂的过程。如果紫外源410在印刷头132之前，而印刷头132沿着路径在418方向上沉积可喷射乳剂，则紫外源可以"打开"或"关闭"。如果紫外源410在印刷头132沿路径在418方向上沉积可喷射乳剂时落后于印刷头132，则将紫外源"关闭"，以避免可喷射乳剂立即固化。短破折号箭头，如短破折号箭头420，表示在印刷头132"关闭"和紫外源410"打开"的情况下，通过沿相反方向穿过相同路径来固化湿可喷射乳剂。

在另一种实施方式中，紫外源410沿着印刷头132先前走过的相同路径和相同方向固化湿可喷射乳剂。在图4G中，如参考图4D所述，在紫外源410"关闭"的情况下，可喷射乳剂已沉积在网格122上。在此实施过程中，当紫外源410和印刷头132到达刚刚走过的路径的终点时，印刷头132被"关闭"，紫外源410和印刷头132被复位到路径的起点。打开紫外源410，紫外源410和印刷头132沿着408方向移动，穿过之前在沉积湿可喷射乳剂过程中走过的相同路径，如上文参照图4D所述。当紫外源410沿408方向移动时，紫外源410发出的紫外光固化先前由印刷头132沉积的可喷射乳剂，从而形成模板406。

图4H展示了网格112的俯视图，以及印刷头132和紫外源410在创建模板时遍历的光栅扫描路径，如上文参考图4D和4G所述。实线(如线416)表示印刷机滑架134的位置，以及印刷头132和紫外源410光栅扫描的路径。注意，将印刷头132和紫外源410复位到光栅扫描下一路径的返回路径被省略。长破折号箭头，如长破折号箭头418，表示在印刷头132"打开"和紫外源"关闭"的情况下，沿路径沉积可喷射湿乳剂的过程。在本实施方案中，短破折号箭头(如短破折号箭头422)表示通过重置紫外源410和印刷头132来固化湿可喷射乳剂，使其沿着印刷头132先前穿过的相同方向穿过相同路径，但印刷头132处于"关闭"状态，而紫外源410处于"打开"状态。图5A-5F展示了沉积和固化可喷射乳剂的平面图，以创建如上文参考图4D-4F所述的公共汽车模板示例。在图5A-5E中，印刷头132用正方形表示，紫外源410用圆形表示。支撑印刷头132和紫外源410并引导印刷头132和紫外源410穿过网格112的印刷机滑架134未展示。黑色用于标识印刷头132或紫外源410处于"开启"状态。白色用于标识印刷头132或紫外源处于"关闭"状态。在图5A中，印刷头132处于"开启"状态，紫外源410处于"关闭"状态。当紫外源410和印刷头132沿着第一路径在408方向上移动时，印刷头132将可喷射乳剂502沉积(即印刷)在网格112上。湿可喷射乳剂由深色阴影区域502表示。在图5B中，紫外源410和印刷头132已沿第一路径在网格112上完成了湿可喷射乳剂502的沉积。在此实施过程中，完成沿第一路径的沉积后，紫外源410被"打开"，印刷头132被"关闭"，以停止可喷射乳剂的沉积。在图5C中，紫外源410和印刷头132扭转方向，沿第一路径以相反方向414返回。当紫外源410沿方向414移动时，紫外源410发出的紫外光会固化乳剂，如浅色阴影区域504所示。在图5D中，当紫外源410到达第一路径的终点时，沿第一路径的可喷射乳剂504的固化完成。在图5E中，印刷机滑架134被移动到第二路径506。紫外源410被关闭。印刷头132被打开，印刷头132和紫外源410沿着第二路径沉积湿可喷射乳剂508。在印刷头132"打开"和紫外源"关闭"的情况下，沿着一条路径沉积湿可喷射乳剂，然后在印刷头132"关闭"和紫外源410"打开"的情况下，沿着相反的方向穿过相同的路径，以固化可喷射乳剂。图5F展示了一辆公交车的成品模板510。

注意，在图5A-5F中，由于紫外源410在印刷头132之前，紫外源410也可以在将可喷射乳剂沉积到网格112的整个过程中被"打开"。在另一个实施方案中，当印刷头132沉积可喷射乳剂时，紫外源410通过定位跟随在印刷头132的后面。在这个实施方案中，当印刷头132沉积可喷射乳剂时，紫外源410将被"关闭"，以避免可喷射乳剂立即固化。当紫外源410和印刷头132到达路径末端并以相反方向穿过相同路径时，紫外源410将被打开。

图6A-6F展示了沉积和固化可喷射乳剂的平面图，以创建如上文参考图4D、4G和4H所述的公共汽车模板示例。在图6A-6E中，印刷头132用正方形表示，紫外源410用圆形表示。支撑印刷头132和紫外源410并引导印刷头132和紫外源410穿过网格112的印刷机滑架134没有展示。黑色用于标识印刷头132或紫外源410处于"开启"状态。白色用于标识印刷头132或紫外源处于"关闭"状态。在图6A中，印刷头132处于"开启"状态，紫外源410处于"关闭"状态。当紫外源410和印刷头132沿着第一路径在方向408上移动时，印刷头132将可喷射乳剂602沉积(即印刷)在网格112上。湿可喷射乳剂由深色阴影区域602表示。在图6B中，紫外源410和印刷头132已沿第一路径在网格112上完成了湿可喷射乳剂502的沉积。在此实施方案中，在完成沿第一条路径的沉积后，印刷头132被"关闭"，以停止可喷射乳剂的沉积，印刷头132和紫外源410被返回到第一条路径的起点。在图5C中，紫外源410被打开，印刷头132和紫外源410沿着第一路径以相同的方向408移动。当紫外源410沿着方向408移动时，紫外源410发出的紫外光固化乳剂，如浅色阴影区域604所示。在图6D中，当紫外源410到达第一路径的终点时，沿第一路径的可喷射乳剂604固化完成。在图6E中，印刷机滑架134被移动606到第二路径。紫外源410被关闭。印刷头132被打开，沿第二路径沉积湿可喷射乳剂608。如上文参考图4H所述，对于每一路径，重复进行如下过程，即在印刷头132"打开"和紫外源"关闭"的情况下，沿着一条路径沉积湿可喷射乳剂，然后将印刷头132和紫外源重置到路径的起点，并在印刷头132"关闭"和紫外源410"打开"的情况下沿着相同的方向穿过路径，以固化可喷射乳剂，直到完成模板的成型。图6F展示了一辆公交车的成品模板610。

如上所述创建的模板406具有创建后可立即使用的优点。例如，传统的做法是在模板创建之前使用传统的脱脂技术对网格进行脱脂处理。相比之下，如上所述制作的模板406无需事先对网格进行脱脂处理，模板406可以从印刷机上取下并立即使用，无需任何进一步的准备或处理。对于较厚的乳剂覆盖率(例如乳剂覆盖率大于20％)，可以使用后处理固化来完成模板的固化。

在典型的模板制作工艺中，当印刷头将乳剂施用到网格112上时，紫外源被"打开"并跟随在印刷头后面。因此，乳剂会立即被紫外线照射，而紫外线通常会在乳剂有机会包覆网格之前就固化乳剂。相比之下，本文所述的释放流体122和/或乳剂沉积和固化前延迟工艺(见图4D-4F和图4D、4G和4G的讨论)使乳剂有更多时间在乳剂被照明固化前实现对网格112股线的更多的裹覆，这是与典型沉积工艺相比的优势。注意，如上文参考图4D-4F、图4D、4G和4G所述，通过将湿乳剂的照明延迟到印刷头132完成乳剂沿路径沉积之后，与立即发生在施用乳剂之后的典型照明工艺相比，湿乳剂有更多的时间覆盖更大表面积的网格112股线。在让可喷射乳剂有更多的时间覆盖更大面积的网格112的股线之后，再用紫外光照射湿乳剂，这样做的好处是，通过本文所述工艺形成的模板与传统的模板相比，能更好地抵御反复使用造成的磨损和撕裂，使用寿命也更长，而传统的模板是以相同的方式使用，但采用的是先沉积乳剂后固化的传统工艺。

润湿剂130有利于乳剂在固化前覆盖网格112股线的表面积。换句话说，与省略润湿剂的典型模板制作工艺相比，润湿剂130有助于乳剂覆盖更大的网格112股线的表面积。下表列出了润湿剂的各种示例、润湿剂浓度示例以及在网格股线上产生的乳剂厚度：

除了浓度约为1.5ml/L的BYK-346和单独使用蒸馏水(即不使用润湿剂)外，表中所列的润湿剂都能完全或几乎完全包覆网格股线。虽然浓度为1.5ml/L的BYK-346和单独使用蒸馏水(即无润湿剂)的乳剂厚度更大，但与表中列出的其他润湿剂相比，浓度为1.5ml/L的BYK-346和单独使用蒸馏水在包覆网格股线方面比较低效(即表面积覆盖率较低)，耐磨性也较低。换句话说，由于浓度为1.5毫升/升的BYK-346和蒸馏水本身对网格112股线的乳剂包覆促进作用很小，因此乳剂较厚。相比之下，表中列出的其他润湿剂产生的乳剂厚度更薄，覆盖的网格112股线的表面积更大，其中WE 3650产生的股线包覆效果最好。需要注意的是，表中所列的浓度是为测量乳剂在网格上的厚度和观察乳剂覆盖的表面积而测试的浓度示例。注意，本文所述的实施方法并不局限于表中所列的浓度。

在某些实施例中，压板顶板的上表面可以涂上紫外线反射材料，如镜子、透明玻璃、白色聚乙烯或其他材料，以产生紫外线向上反射到涂在网格112底部的乳剂上。

该工艺被称为直至网格(DtM)，以区别于CtS(计算机至丝网)，后者在使用前(即施加乳剂)和使用后(洗掉未曝光的乳剂和油墨)都需要额外的处理。在DtM工艺中，在施加可喷射乳剂之前和之后通常不需要进行额外的处理，从而简化了模板406的制作。

图7展示了释放流体层402的毛细管行为的横截面图，以帮助乳剂包裹网格112的股线(或线)。释放流体122填充压板124的腔，并从孔212中流出，在压板124的顶面124a上形成释放流体层402。放大视图702展示了图4C中所示的网格112的股线704和释放流体层402的放大截面图。释放流体具有液面弯曲和毛细作用，可使释放流体填充到网格112股之间的空隙中。释放流体的液面弯曲和毛细作用相结合，使释放流体能够在印刷过程中通过乳剂708促进对网格112的股线704包覆起来，详见图4D。放大视图706展示了被乳剂708包覆的网格112的股线704，以形成图5F和6F所示的模板406。

图8、图9和图10描述了释放流体控制系统126的示例。释放流体控制系统被用于保持释放流体层402中释放流体的量和液位。

在图8中，释放流体控制系统示例与压板124和固定装置116相连。在本示例中，释放流体控制系统包括一个流体液位槽802和一个流体分配系统，该流体分配系统由一根柔性软管804构成，软管804一端连接到流体液位槽802的底部，另一端连接到一个管道或软管806，管道或软管806又连接到压板124的腔122(例如，如上文参照图3所述，通过压板124的侧面或底部)。流体液位槽802、流体分配系统和压板124的腔中装有释放流体。流体液位入口槽804的垂直位置可以通过机械升降装置810来保持和控制。例如，机械升降装置810可以是棘轮千斤顶或螺旋千斤顶。可以使用测量装置812(例如线性编码器)监测流体液位入口槽804中释放流体的液位，该测量装置包括一个与点虚线808所表示的释放流体层402的理想液位相对应的标记814。机械升降装置810可用于提升或降低流体液位入口槽804。依靠大气压力和重力确保释放流体用以形成释放流体层402的分配量与流体液位入口槽802中释放流体的液位或高度相对应。释放流体层402中的释放流体量由提升或降低流体液位入口槽802来控制。当流体液位入口槽804中释放流体的液位升至标记814以上时，例如通过使用机械升降装置810升高流体液位入口槽804，大气压力和重力会迫使额外的释放流体进入释放流体层402。或者，当液位入口槽804中的释放流体液位降低到标记814以下时，例如通过使用机械升降装置810降低液位入口槽804，大气压力和重力迫使释放流体通过流体分配系统返回，以提高流体液位入口槽804中的释放流体液位，从而减少释放流体层402中的释放流体量或使释放流体层402消失。图8所示的释放流体控制系统提供的位置精度小于约1毫米，例如0.8毫米。

在图9中，释放流体控制系统示例与压板124和固定装置116相连。在本示例中，释放流体控制系统包括释放流体储存器902、流体液位入口槽904、液位传感器906和排空泵908。释放流体储存器902包含一定量的释放流体122。释放流体填充流体液位入口槽904的速率由控制阀912控制。释放流体控制系统还包括一个流体分配系统，其包含一个流体连接器网络914a-914d。流体连接器可以是泵、管道和/或软管的组合。方向箭头916a-916d表示释放流体在流体连接器网络中可能的流动方向。连接器914a将释放流体从流体液位槽904传输到压板124的腔(例如，如上文参照图3所述，通过压板124的底部或侧面)。连接器914b将释放流体从连接器914a输送到排空泵908。连接器914c将释放流体从排空泵908带回到释放流体储存器902。可包含连接器914d用以将多余的释放流体从压板124上输送回释放流体储存器902。或者，也可以省略连接器914d，并允许释放流体被排出。

流体液位入口槽904固定不动。液位传感器906测量流体液位入口槽904中释放流体的液位，以确保液位与释放流体层402中释放流体的理想量相对应。液位传感器906可以是超声波传感器或超声波测距传感器。液位传感器906的精度可达到约0.1毫米。控制阀912和排空泵908处流体体积计量被结合使用，以快速控制流体液位入口槽904中释放流体液位的变化以及释放流体层402中释放流体量的相应变化。大气压力和重力确保分配到压板124顶面上以形成释放流体层402的释放流体量与点虚线918所表示的流体液位入口槽904中释放流体的液位相对应。例如，如果通过向流体液位入口槽904中添加更多释放流体等方式将流体液位入口槽904中的释放流体液位升高到压板124的顶面以上，则大气压力和重力将迫使更多释放流体进入释放流体层402。或者，如果通过使用排空泵908等方式将流体液位入口槽904中的释放流体液位降至压板124的顶面以下，则大气压力和重力将迫使释放流体通过连接器914a返回，以提高流体液位入口槽904中的释放流体的液位，从而减少释放流体层402中的释放流体量或使释放流体层402消失。

在图10中，释放流体控制系统的示例与压板124和固定装置116相连，并且与图9中的释放流体控制系统类似。在本示例中，释放流体控制系统包括释放流体储存器1002、位于溢流槽1006(即集水池)内的流体液位入口槽1004、液位传感器1008和排空泵1010。释放流体控制系统还包括一个流体分配系统，该系统包括一个流体连接器1012a-1012d网络。流体连接器可以是泵、管道和/或软管的组合。方向箭头1014a-1014d代表释放流体在流体连接器网络中可能的流动方向。流体连接器1012a的末端穿过溢流槽1006底部的开口和流体液位入口槽1004底部的开口。密封环1016a位于流体液位入口槽1004的开口和连接器1012a之间，以防止释放流体122漏入溢流槽1006。密封环1016b位于连接器1012a和溢流槽1006的开口之间，以防止释放流体122从溢流槽1006中漏出。连接器1012a位于流体液位入口槽1004内的一端可包括开口或可穿孔，以允许释放流体自由流动。可以使用机械升降装置1018(如线性编码器或螺旋千斤顶)升高或降低流体液位入口槽1004。排空泵1010用于通过将释放流体泵回释放流体储存器1002来确保溢流槽1006中释放流体122的液位低于流体液位入口槽1004中释放流体122的液位。释放流体122通过控制阀1020被加入流体液位入口槽1004中。或者，也可以省略连接器1012d，并允许释放流体被排出。

液位传感器1008测量流体液位入口槽1004的位置，以确保液位与释放流体层402中所需的释放流体量相对应。与图9中的释放流体控制系统不同，释放流体层402中的释放流体量是通过升高或降低流体液位入口槽1004来控制的，这样任何多余的流体都会溢出流体液位入口槽1004的侧面，进入溢流槽1006。当流体液位入口槽1004升高，使释放流体的液位高于压板124顶面的液位时，大气压力和重力会迫使释放流体进入释放流体层402。或者，当流体液位入口槽1004降低到流体液位入口槽1004中释放流体的液位低于压板124顶表面的液位时，大气压力和重力迫使释放流体通过流体分配系统返回，以提高流体液位入口槽1004中释放流体的液位，从而减少释放流体层402中释放流体的量或使释放流体层402消失。

液位传感器1008和机械升降装置1018可以连接到计算机系统(未展示)，该系统从液位传感器1008接收有关流体液位入口槽1004液位的反馈信号。计算机系统可以电子方式控制机械升降装置1018，以升高或降低流体液位入口槽1004。

注意，图9所示的释放流体控制系统依靠高精度和高准确度来控制流体液位入口槽1004中释放流体的液位，以保持释放流体层402的液位。相比之下，图10所示的释放流体控制系统在定位流体液位入口槽1004以保持释放流体层402的液位时依赖于高精度和高准确度。

图11是根据本文公开的制备用于丝网印刷的模板的DtM工艺1100示例的流程图。在DtM流程1100中，提供了1101直至网格印刷机100。如上所述，DtM印刷机100包括用于固定框架114的固定装置116，框架在施用可喷射乳剂期间将预拉伸网格112固定到位。DtM印刷机100的压板124至少有一个腔，用于容纳释放流体122，并允许释放流体通过压板124顶面上的孔阵列进行分配，从而在预拉伸网格112的一侧形成释放流体层402。最后，DtM印刷机100包括支撑印刷头132的印刷机滑架134，用于在预拉伸网格112与压板124相对的一侧印刷可喷射乳剂。

DtM过程1100继续将框架114放置1102进入固定装置116中。固定装置116是DtM印刷机100的一部分，可接收各种尺寸的框架114。固定装置116准确地将框架114固定到位，以便印刷机滑架134准确地与网格112对准。

DtM工艺1100继续将释放流体122分配1103到压板124的腔中，使释放流体穿过压板穿孔顶面上的孔，在顶面上形成释放流体层406。这对于非常大的模板或非常高的网点密度(如5,000DPI)可能非常重要，在这种情况下，即使使用了良好的乳化剂，释放流体122也可能在印刷过程中消耗掉或有时间蒸发掉。

DTM工艺1100继续将网格112置于1104与释放流体122接触，以便将释放流体施用到网格112的底部。压板124的顶面与框架的顶面相平或高于框架的顶面。例如，压板124的顶面可能对网格施加很小的压力，甚至没有压力。

DtM工艺1100继续将可喷射乳剂沿光栅扫描路径施用1105到与压板124相对的网格112上，详见图4F和图4H。如上所述，通过喷墨印刷机130将可喷射乳剂施用到网格112上，其中喷墨印刷头132用于喷射可喷射乳剂。

DtM工艺1100的最后一步是，在沿光栅扫描的每条路径完成可喷射乳剂的沉积后，使用紫外源发出的紫外光固化1106可喷射乳剂。可使用紫外源来固化可喷射乳剂，如LED或卤素灯。

在DtM工艺1100结束时，模板形成并固化，可用于在适当的印刷表面(例如衣服)上丝网印刷颜色。特别是，固化后的可喷射乳剂形成丝网模板，其中丝网模板上的开口用于在印刷表面上印刷图像。

可以理解的是，在上述描述中，为了提供对示例的透彻理解，列出了许多具体细节。然而，可以理解的是，实施这些示例并不局限于这些具体细节。在其他情况下，可以不详细描述众所周知的方法和结构，以避免不必要地模糊对示例的描述。此外，这些示例可以相互结合使用。

虽然已公开的示例数量有限，但应该理解的是，在此基础上还有许多修改和变化。例如，印刷机床/台的"方向"可以从水平改为垂直，这是因为新的高速/超高速印刷头技术允许在垂直表面上进行喷射。

Claims (19)

1.一种用于制作丝网模板的直至网格印刷机，包括

一个框架，用以在施加可喷射乳剂时固定预拉伸网格；

一个固定装置，用以固定该框架；

一释放流体，其由水和一种润湿剂组成；

一块压板，其有一个腔和穿孔顶面，该腔容纳通过该顶面上的孔所分配的该释放流体，并抵靠该预拉伸网格的一侧形成一释放流体层；

一个释放流体控制系统，用于将该释放流体分配到该压板的该腔中并形成该释放流体层；以及

一个印刷机滑架，支撑着一个印刷头，用以在该预拉伸网格相对于该压板的一侧印刷该可喷射乳剂。

2.根据权利要求1所述的直至网格印刷机，其中该润湿剂包括四甲基癸和一种或多种醇和环氧乙烷化合物。

3.根据权利要求1所述的直至网格印刷机，其中润湿剂包括WE 3650、一聚硅氧烷和一聚二甲基硅氧烷其中的一种。

4.根据权利要求1所述的直至网格印刷机，其中该水的电导率小于30μS。

5.根据权利要求1所述的直至网格印刷机，其中该释放流体的pH值在8-10左右。

6.根据权利要求1所述的直至网格印刷机，其中该可喷射乳剂包含该释放流体的该润湿剂。

7.一种工艺，包括：

一种直至网格印刷机，其包括一个固定装置用以固定一框架，该框架在施加一可喷射乳剂时将一预拉伸网格固定到位，一块压板，其有一腔并在其一顶面有一孔阵列，该压板位于抵靠该预拉伸网格的一侧，一个印刷机滑架，其支撑着一个印刷头，该印刷头在该预拉伸网格与该压板相对的一侧分配该可喷射乳剂，以及一个紫外源，其发射紫外光以固化可喷射乳剂；

将该框架放入该固定装置中；

将由水、一种润湿剂和一种盐组成的一种释放流体分配入该压板的该腔中，使该释放流体穿过该孔，以在该压板的一顶面形成一释放流体层；

将该压板和该网格靠在一起，使该释放流体层中的该释放流体浸湿该网格的该底面；以及

对于该网格的一光栅扫描中的每条路径，在第一次穿越一路径时使用该印刷头将该可喷射乳剂沉积在该网格上，并在该可喷射乳剂沿该路径沉积在该网格上之后，在第二次穿越该路径时使用该紫外源来固化该可喷射乳剂。

8.根据权利要求7所述的工艺，其中，在第一次穿越该路径时使用该印刷头将该可喷射乳剂沉积在该网格上，并在第二次穿越该路径时使用该紫外源固化该可喷射乳剂包括：

在沿一第一方向穿越该路径时，使用该印刷头将该可喷射乳剂沉积在该网格上；以及

在沿该相反方向穿越该路径时，使用该紫外源以固化该可喷射乳剂。

9.根据权利要求7所述的工艺，其中，在第一次穿越该路径时使用该印刷头将该可喷射乳剂沉积在该网格上，并在第二次穿越该路径时使用该紫外源固化该可喷射乳剂包括：

在沿一第一方向穿越该路径时，使用该印刷头以将该可喷射乳剂沉积在该网格上；以及

在沿该第一方向穿越该路径时，使用该紫外源固化该可喷射乳剂。

10.根据权利要求7所述的工艺，其中在第一次穿越该路径时使用该印刷头将该可喷射乳剂沉积在该网格上，包括关闭该紫外源以防止该紫外光的发射。

11.根据权利要求7所述的工艺，其中在第二次穿越该路径时使用该紫外源以固化该可喷射乳剂，包括关闭该印刷头，以避免该可喷射乳剂在该紫外源发射该紫外光时沉积。

12.根据权利要求7所述的工艺，其中该润湿剂包括四甲基癸烷和一种或多种醇和环氧乙烷化合物。

13.根据权利要求7所述的工艺，其中该润湿剂包括WE 3650、一聚硅氧烷和一聚二甲基硅氧烷中的一种。

14.根据权利要求7所述的工艺，其中该水的电导率小于30μS。

15.根据权利要求7所述的工艺，其中该释放流体的pH值在8-10左右的范围内。

16.根据权利要求7所述的工艺，其中该可喷射乳剂固化后形成一丝网模板，该丝网模板上的开口用于在一表面上形成一图像。

17.根据权利要求7所述的工艺，其中该释放流体抑制网点扩大，并在可喷射乳剂固化后不附着在其上。

18.根据权利要求7所述的工艺，其中该可喷射乳剂是一种紫外线激活的丙烯酸酯单体，其固化后具有弹性。

19.根据权利要求7所述的工艺，其中该可喷射乳剂含有该释放流体的该润湿剂。