CN1275483A - 丝网印版及其制作工艺 - Google Patents

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间濑惠二
村上泰藏
长尾文隆
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
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Abstract

提供一种丝网印版,包括绷在网框上的丝网;由光固化树脂形成的、位于丝网表面的图像层,丝网包括带深度为0.05—20μm凹穴的金属丝网。还提供一种制作丝网印版的方法,包括下述步骤:在绷紧在网框上的金属丝网表面形成光敏树脂层;使光敏树脂层透过掩模曝光,形成潜影;使曝光后的树脂层显影,形成图像层,通过将大小为100—2000目的颗粒吹到金属丝网表面和/或抛光而对金属丝网的表面进行粗化。

Description

丝网印版及其制作工艺
本发明涉及一种使用金属丝网的丝网印版，以及制作该印版的工艺。具体地说，本发明涉及一种丝网印版，绷紧金属丝网可实现丝网早期的张力稳定和均匀的丝网厚度，在制版过程中可改善抵抗层和金属丝网之间的粘接性并改善其尺寸精度，在印刷过程中可改善油墨的渗透性，增加转印的染料量，减少无效印刷并改善印品的定位精度，印刷层的厚度的均匀度，减少印版磨损，并涉及制作该印版的工艺。
丝网印版中使用的传统金属丝网包括通过将例如，通常直径为13-160μm的不锈钢丝，编织为平织、斜纹织物或其它织物制备而成的金属纤维丝网；和通过电铸方法制备的带有很小开口的金属片层丝网。
这样的金属纤维丝网和电铸的金属片层丝网比传统的聚酯纤维丝网贵得多，被用于例如，需要高尺寸精度的情况下。
但是，金属纤维丝网和金属片层丝网对于作为图像层的光固化树脂层(抵抗层)的粘接性不好，在印刷过程中易于与光固化树脂层分离，另外绷紧金属丝网时张力的稳定性、丝网厚度的均匀度、及印刷层厚度的均匀度也存在问题。
因此本发明的目的是提供一种改善金属丝网和作为图像层的光固化树脂层之间的粘接性的丝网印版。
在上述情况下，本发明人进行了广泛而深入的研究，结果发现粗化金属丝网的表面以增加金属丝网的表面积可改善金属丝网与光固化树脂层的粘接性，并可消除现有技术中的各种缺陷。
根据本发明的一个方面，提供一种丝网印版，包括绷在网框上的丝网；由光固化树脂形成的、位于丝网表面的图像层，该丝网包括带有深度为0.05-20μm的凹穴的金属丝网。
根据本发明的另一个方面，还提供了一种制作丝网印版的方法，包括下述步骤：在绷紧在网框上的金属丝网表面形成一层光敏树脂层；使光敏树脂层透过一层掩模曝光，形成潜影；使曝光后的树脂层显影，形成图像层。
通过将大小为100-2000目的颗粒喷吹到金属丝网表面和/或抛光而对金属丝网的表面进行粗化。
本发明的丝网印版和制作该印版的工艺的优点在于，在绷紧金属丝网时，可实现丝网早期的张力稳定和均匀的丝网厚度，在制版过程中可改善抵抗层和丝网之间的粘接性并改善其尺寸精度，在印刷过程中可改善油墨的渗透性，增加转印的染料量，减少无效印刷并改善印品的定位精度，印刷层的厚度的均匀度，减少印版磨损。
本发明的详细描述
(I)丝网印版
(1)材料
(A)网框
从强度和耐腐蚀性的角度考虑，可用于本发明的丝网印版的网框通常为铝制管接型和模铸型网框及不锈钢网框。
在这些网框中，最好为铝制网框。
(B)金属丝网
(a)种类
可用于本发明的金属丝网包括通常开口尺寸为40-590目的金属纤维丝网，该金属纤维丝网是将直径为13-160μm的不锈钢、镍、黄铜、磷青铜、铜或其它金属丝编织为平织、斜纹纤维或其它纤维制备而成的，以及镍或其它金属丝网呈箔状或片层，并带有最好直径为大约37-160μm的小孔、厚度最好为17-44μm，以电铸方法制得。
在这些金属丝网中，开口尺寸最好为40-590目、由直径最好为13-160μm的不锈钢丝编织而成的丝网最好。
(b)凹穴
本发明所述的金属丝网表面上应带有深度为0.05-20μm，最好为0.1-10μm的凹穴。由于凹穴很小，所以丝网作为一个整体看起来象形成了一幅缎光或是发丝的图案。
凹穴深度的测量
可用市场有售的表面粗糙度测量设备(由Keyence公司制造的剖面测量显微镜VF-7500)测量凹穴的深度。
当凹穴的深度小于0.05μm时，将无法改善丝网和光固化树脂层(图像层)之间的粘合强度。另一方面，当深度大于20μm时，丝网的强度将会降低。
除了金属丝网的连结部分，通常深度为0.05-20μm的凹穴占金属丝网表面积的不少于10％，最好不少于40％，60-100％最佳。当凹穴的比例小于上述范围的下限，金属丝网与光固化树脂层的粘接将会变劣。
(c)图像层
由光敏树脂构成的光固化树脂层形成图像层，该图像层按照施加的丝网印版构成图像。
光敏树脂
光敏树脂可以是现有的任何一种。
光敏树脂的一个具体的例子是一种组成如日本专利公开No.19543/1992所述的光敏树脂，是将厌水的聚合物颗粒、光聚合引发剂和带有一个或多个烯烃的不饱和基团的、不溶于水或难溶于水且具有光活化性的化合物分散在包含水溶性聚合物的分散介质中制得的，皂化度用mole计算为70-99％，该水溶性聚合物是选自部分皂化的乙酸乙酯聚合物的水溶性聚合物，该分散介质包含水溶性的光交联剂和一部分皂化的乙酸乙酯聚合物，皂化度用mole计算为70-99％，带有在光照下可交联的光交联基团。
(II)丝网印版的制造
下面将描述本发明制作丝网印版的工艺的优选实施例。
(1)制作绷在网框上的金属丝网
(A)网框
从强度和耐腐蚀性的角度考虑，可用于制作本发明的丝网印版的网框通常为铝制管接型和模铸型网框及不锈钢网框。
在这些网框中，铝制网框最佳。
(B)金属丝网
可用于绷在网框上的金属丝网包括通常开口尺寸为40-590目的金属纤维丝网，该金属纤维丝网是将最好直径为13-160μm的不锈钢、镍、黄铜、磷青铜、铜或其它金属丝编织为平织、斜纹纤维或其它纤维制备而成的，镍或其它金属丝网呈箔状或片层，并带有最好直径为大约37-160μm的小孔、厚度最好为17-44μm，以电铸方法制得。
在这些金属丝网中，开口尺寸最好为40-590目、由直径最好为13-160μm的不锈钢丝编织而成的丝网最好。
(c)绷紧金属丝网
可以通过任何将现有金属丝网绷紧在网框上的传统方法将金属丝网绷紧在网框上。
绷网方法的具体例子包括直接绷网法和组合法。
从尺寸精度和经济的角度考虑，其中的组合法较好。在组合法中，由金属或热塑树脂纤维编织而成的金属或热塑树脂纤维丝网首先被绷在网框上，作为第一丝网。利用粘结剂在作为第一丝网的金属或热塑树脂丝网上再装上述金属丝网(B)，作为第二丝网。然后切去作为第一丝网的金属或热塑树脂丝网的重叠部分，来制备一个组合丝网，将其中的金属或热塑树脂丝网连结在作为第二丝网的金属丝网的圆周，使金属或热塑树脂丝网处于作为第二丝网的金属丝网的外侧。
(2)金属丝网表面的粗化
通过喷砂和/或抛光粗化金属丝网表面，从而在其表面上形成凹穴。
(A)喷砂
可通过一介质在金属丝网表面上气喷研磨颗粒而进行喷砂处理。
在喷砂中通常使用气流或水流作为介质。用气流较好。
(a)研磨颗粒
在金属丝网表面气喷的研磨颗粒包括塑料颗粒、玻璃颗粒、碳粒、金刚砂、矾土颗粒、二氧化硅颗粒和硅石-矾土。
该研磨颗粒通常尺寸为20-4000目，最好为100-2000目。
(b)处理条件
气喷压力
通常在0.05-0.7MPa的气压下气喷研磨颗粒，最好为0.1-0.5MPa。尽管通常在室温下喷砂，也可以在加热的条件下进行。
时间
喷砂面积为200mm×200mm时，喷砂时间通常为大约5-300秒，最好大约20-150秒。
(c)设备
可在处理中使用传统喷砂设备。可用的喷砂设备的具体例子包括Fuji制造有限公司出品的SG重力型和SC细颗粒研磨型的“Neuma”喷砂器。
(d)凹穴的形状
重要的是，处理的结果是在金属丝网的表面上形成了深度为0.05-20μm的许多凹穴。总的说，凹穴整体看起来象是形成在金属丝网整个表面上的缎光图案。
(B)抛光
可用的抛光方法包括：使植入钢丝或类似物的金属刷高速旋转，摩擦金属丝网表面的方法；使纤维抛光器高速旋转，摩擦金属丝网表面，纤维抛光器上涂有包括研磨材料，如裹有脂肪和油的烧过的矾土的研磨组分；及用磨具，如砂纸摩擦金属丝网表面的方法。这些抛光方法可粗化金属丝网的表面，形成凹穴。
可在商业范围内，使金属丝网缓慢通过旋转的金属刷或纤维抛光器，形成大量深度为0.05-20μm的凹穴的线性发丝图案。
这些凹穴构成的线性或弯曲的发丝图案不同于喷砂形成的缎光图案，并且可以清楚地区分开。
(3)形成光敏树脂层
(A)涂布光敏乳剂
绷紧在网框上并经过喷砂或抛光而形成有凹穴的金属丝网被涂布上一层光敏乳剂，并使涂层干燥，形成一层光敏树脂层。也可以先将光敏乳剂涂布在塑料基膜，例如聚酯膜上，制备一个叠层的膜。例如，通过先用水、再干燥的方法，将该叠层的膜粘附并固定在金属丝网上。再将该基膜层分离。从而制成用于丝网印刷的PS版。
涂布的光敏乳剂可以是上述与图像层相关联的光敏树脂的乳剂。
(B)曝光
一个用照相制版方法单独制备的正片或负片叠放在丝网印刷用的PS版上。使该装置曝露在灯光，例如紫外光下，灯光透过正片或负片，部分地使光敏树脂层固化，从而形成潜像。
(4)形成图像
(A)显影和干燥
可用水或类似物洗形成的带有潜像的光敏树脂层，进行显影，从而形成图像层。
当使用传统的水溶性光敏树脂，例如聚乙烯醇时，可以用水进行显影。
(B)图像层
通过显影洗去未固化的光敏树脂部分后，留下的光固化树脂层由于进入了金属丝网表面形成的凹穴中，因此该图像层牢固地固定在金属丝网上。这可改善印版的磨损。
下述例子和比较例进一步说明了本发明，但不用于限定本发明。
例1和比较例1
(1)绷网步骤
通过机械绷网机将一个325目、厚度为64.0μm的不锈钢纤维丝网绷在大小为320mm×320mm的铝制模铸网框上，以制备绷在铝制网框上的不锈钢丝网印版。制备两块这样的印版。
(2)喷砂步骤
两块中的一块印版在其印刷表面上用喷砂机(型号SC，喷砂材料No.800(矾土)，由Fuji制造有限公司出品)喷砂60秒。
另一块印版不喷砂。
结果，通过表面粗糙度材料设备(剖面测量显微镜VF-7500，由Keyence公司制造)发现，经过喷砂粗化、生成许多深度为大约3μm的凹穴(凹穴的百分比为60％)的不锈钢丝网在整个表面上形成了缎光图案(例1)。
另一方面，在没经过喷砂的不锈钢丝网表面未发现凹穴(比较例1)。
绷紧两块印版，用TOPRO TEC有限公司生产的MG500CT厚度测量设备测量它们的厚度和误差(3σ)范围。结果示于下表中。
                       表1
    是否喷砂   绷紧后印版的厚度μm
  中央部分     3σ
    比较例1     不喷砂     64.0     0.85
    例1     喷砂     63.7     0.55
(3)制作光敏树脂层
用丝棒涂布器将Murakami K.K.生产的苯乙烯基吡啶基one-pack型的光敏乳剂MSP-2涂布在一个75μm厚的聚酯薄膜上，使涂层干燥，形成一层25μm厚的光敏树脂膜。则制备出用于光敏树脂层的叠层。
(4)制作丝网印版
(A)生成光敏树脂层
先用水，再干燥，将用于生成的光敏树脂层的上述叠层粘贴在上述喷砂步骤(2)中生成的两块绷紧的印版上。再将聚酯膜从光敏树脂膜上撕下来。从而在不锈钢丝网上形成一层10μm厚的光敏树脂层。
(B)曝光，显影和干燥
接着制作一个30线、30％点图像的聚酯正片。使正片的表面与光敏树脂层的表面直接紧密接触，用3kw的金属卤素灯作为光源，在80cm的距离下，在紫外光下曝光60秒。
曝光后，用喷水枪使印版显影，再用热空气干燥，制成用于网点丝网印刷的印版。
(5)测评
将一玻璃纸条贴在丝网印版表面。用指甲往复10次摩擦粘贴的玻璃纸条。然后揪住玻璃纸条的两端，将纸条快速撕下，计数转移到玻璃纸条上的点的数量。结果示于下表2。
                           表2
  丝网和光固化树脂层之间粘接性的试验
  转移到玻璃纸条上的点的比例
    比较例1   30％
    例1   0％
例2和比较例2
(1)绷网步骤
通过机械绷网机将一个225目、厚度为73μm的聚酯纤维丝网绷在一个大小为320mm×320mm的铝制模铸网框上，以制备出绷在铝制网框上的聚酯丝网印版。制备两块这样的印版。
然后用粘结剂将一开口尺寸为360目(丝的直径为16μm)的高张力不锈钢纤维丝网叠放并粘贴在聚酯丝网的中心部分。除去聚酯丝网重叠的部分，将制成的组合丝网的印版绷在网框上。制备两块这样的印版。
(2)喷砂步骤
两块中的一块印版在其印刷表面上用喷砂机(型号SC，喷砂材料No.1000(矾土)，由Fuji制造有限公司出品)喷砂30秒。
另一块印版不喷砂。
结果发现，不锈钢丝网的表面经过喷砂粗化、生成许多深度为大约1μm的凹穴，形成缎光图案(例2)。
另一方面，没经过喷砂的不锈钢丝网表面很平滑，未发现凹穴(比较例2)。
绷紧两块印版，用TOPRO TEC有限公司生产的厚度测量设备MG500CT测量它们的厚度和误差(3σ)范围。结果如表3所示。
                       表3
    是否喷砂   绷紧后印版的厚度μm
  中央部分     3σ
    比较例2     不喷砂     37.1     0.63
    例2     喷砂     36.7     0.45
(3)涂布光敏乳剂的步骤
用刮板涂布Murakami K.K.生产的苯乙烯基吡啶基one-pack型的光敏乳剂MSP-2，使涂层干燥，重复上述操作以便形成一层10μm厚的光敏树脂膜。
再制备一个50μm线的银盐型正片。使光敏树脂层的表面与正片的表面紧密接触，用3kw的金属卤素灯作为光源，在80cm的距离下，在紫外光下曝光40秒。
经过曝光，用喷水枪使印版显影，再用热空气干燥，制成丝网印版。
测评的结果
得到的丝网印版可清晰地表现50μm的线。
接着，经过喷砂的丝网印版(例子2)和未经过喷砂的丝网印版(比较例2)这两块印版用于在陶瓷基底上打印导电贴片。
结果，从打印开始起，经过喷砂的丝网印版(例子2)打印出来的贴片稳定地被转印。经过喷砂的丝网印版(例子2)的印版磨损也好于未经过喷砂的丝网印版(比较例2)。
                               表4
    印版磨损的比较试验
在陶瓷基底上无效打印的数量 贴片的厚度μm 印版的磨损，印量
  比较例2     5     15     5,000
  例2     0     16.5     7,500
例3
重复例子1的操作，用抛光代替喷砂。
测评的结果如表5所示。
抛光
使绷紧的丝网从两个3M公司制造的旋转的无纺织物抛光器“CP wheel7 AVF”之间缓慢通过，形成包含大量深4μm的凹穴的直的发丝图案。
测评结果
                                    表5
粗化   绷紧后印版的厚度，μm 丝网和光固化树脂层之间粘接性的测试
  中心部分 3σ 转印到玻璃纸条上的点的比例，％
例3 抛光   63.7 0.6 0
例4
重复例1的操作，用下述“通过电铸方法制备金属丝网”代替例1中的“(1)绷网步骤”。
测评结果如表6所示。
用电铸方法制备金属丝网
材料：电铸镍丝网片层
厚度：20μm
开口的直径：37μm
测评的结果
                               表6
  金属丝网     丝网和光固化树脂层之间粘接性的试验
    转移到玻璃纸条上的点的比例，％
  例4   电铸金属丝网     0

Claims (5)

1.一种丝网印版，包括绷在网框上的丝网；由光固化树脂形成的、位于丝网表面的图像层，所述丝网包括带有深度为0.05-20μm的凹穴的金属丝网。
2.如权利要求1所述的印版，其特征在于，所述丝网包括：上述金属丝网；一个由金属或热塑树脂纤维编织而成的纤维丝网，所述纤维丝网连接金属丝网的周边，所述纤维丝网邻接金属丝网并在金属丝网外侧。
3.如权利要求1或2所述的印版，其特征在于，所述金属丝网是由金属丝编织而成的织物。
4.一种制作丝网印版的方法，包括下述步骤：在绷紧在网框上的金属丝网表面形成一层光敏树脂层；使光敏树脂层透过一层掩模曝光，形成潜影；使曝光后的树脂层显影，形成图像层，
通过将大小为100-2000目的颗粒吹到金属丝网表面和/或抛光而对金属丝网的表面进行粗化。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述颗粒是矾土。
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