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Die Erfindung betrifft ein Siebmaterial mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1 und ein Sieb mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 11.
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Stand der Technik
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Die industrielle Anwendung von Sieben und Geweben ist aus verschiedenen Fachgebieten bekannt. Bei der Anwendung im Bereich der Filtration ist die quadratische Maschenform die übliche Ausführungsform. Für die Druckanwendung hat man diese Maschenform übernommen. Mit den verfügbaren Fotoschichten und den bekannten Auftragsverfahren lasst sich eine vernünftige Bildauflösung nur mit einer großen Zahl von „Abstützungen” erreichen. Deshalb werden zunehmend Gewebe mit hohen Maschenzahlen verwendet.
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Beim Elektronikdruck werden möglichst dünne Siebe bzw. Gewebe mit möglichst dünnem Draht eingesetzt um einen guten Durchfluss der Pasten zu gewährleisten und um allerfeinste Bildmotive zu ermöglichen. Bei der Solarzellenbeschichtung werden ein hoher Pastenauftrag und eine präzise und feine Bildauflösung gefordert. Z. B. zum Auftragen von Leiterbahnen als Stromfinger mit möglichst geringer Abdeckung der Solarzellen, um so einen hohen Wirkungsgrad der Solarzellen sicherzustellen. Die für den Elektronikdruck verwendeten Siebe bzw. Gewebesorten sind sehr teuer und empfindlich in der Verarbeitung, so dass sie für die Herstellung von Siebdruckplatten für den rotativen Siebdruck ungeeignet sind. Die fehlende Eignung wird auch dadurch bedingt, dass die Siebgewebe beim Rotationssieb nur in einer Richtung, nämlich der Zylinderlängsachse gespannt werden können, im Flachsiebdruck hingegen jedoch in zwei Dimensionen.
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Beim Rotationssiebdruck wird die Farbe durch den hydrodynamischen Druck, welcher bei der Rotation des Siebes und bei angestellter Rakel vor der Rakelbrust entsteht, durch das Sieb transportiert. Konstruktionsbedingt lassen sich nur offene oder halboffen Rakelsysteme einsetzen, so dass der dynamische Druck von vielen Faktoren beeinflusst wird wie Viskosität, Füllmenge und Rotationsgeschwindigkeit. Durch eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit oder der Farbmenge kann der hydrodynamische Druck einfach verstärkt werden. Ein solches Rotationssiebdruckwerk ist beispielsweise in der
WO 99/19146 A1 beschrieben.
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Als Grundstrukturen für Siebmaterialien werden nach dem Stand der Technik Edelstahlgewebe mit Leinenbindung verwendet. Das Verhältnis von Sieböffnung, Kontaktfläche und Gewebedicke hat sich als geeignet erwiesen. Die Dicke der Struktur, also die Gewebedicke (Ausgangsmaß vor Kalandrieren) entspricht in etwa der zweifachen Drahtstärke. Die Grundstruktur wird einem weiteren Schritt in einem Kalandrierprozess, auch als Kalanderprozess bezeichnet, bearbeitet und so auf die gewünschte Rohgewebedicke gebracht. Auch wird so eine höhere Glätte des Siebes und damit ein geringerer Sieb- und Rakelverschleiß erreicht. Im sich anschließenden Vernickelungsvorgang wird das Gewebe zwecks einer höheren Verschleißfestigkeit in der Regel gleichmäßig, also symmetrisch zur Achse der Gewebefäden, verstärkt und die Abstützungspunkte im Bereich der Kreuzungspunkte vergrößert. Es sind jedoch auch Verfahren zum gezielten Abscheiden nur in einer Richtung, senkrecht zur Fläche des Gewebes bekannt. So wird gemäß der
EP 0049022 A1 durch Anpassung der Durchströmungsgeschwindigkeit und die Beigabe von chemischen Zusätzen eine gezielte Metallablagerung erreicht. Ein Komplettverfahren zur Herstellung solcher Siebmaterialien ist beispielsweise in der
EP 0 182 195 A2 beschrieben.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass rostfreie Stahlgewebe, z. B. für den Rotationssiebdruck mittels galvanischer Verfahren metallisiert werden. Stand der Technik für die Vernickelung ist, dass dabei vorzugsweise Sulphamat-Nickelbäder oder Chemisch-Nickel Verfahren (außenstromlos) eingesetzt werden. Der Vorteil dieser Verfahren ist eine gleichmäßige geometrische Schichtverteilung in allen räumlichen Ebenen. Der Nachteil dieser Verfahren liegt darin, dass im Kreuzungspunkt eine sogenannte Winkelschwäche, nachfolgend auch als Hinterschnitt bezeichnet, entsteht. Der Hinterschnitt hat die Eigenschaft, dass das Strömungsverhalten, z. B. bei Reinigungsprozessen und von Farbe im Druck, und auch die Stabilität des metallisierten Gewebes nachteilig beeinflusst werden.
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Weiter bekannt ist, dass Mehrfachnickelschichten als Korrosionsschutz und/oder zu dekorativen Zwecken mit Wattschen Nickelsulphatelektrolyten abgeschieden werden. Diese Verfahren können in einem breiten Anwendungsspektrum zum veredeln diversester Bauteile in unterschiedlichen Branchen angewandt werden.
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Den Wattschen Nickelsulphatbädern werden verschiedenartigste, bevorzugt organische Zusätze beigegeben. Die Zusätze werden unterteilt in Glanzzusätze (sog. Glanzträger) erster (primäre) und zweiter (sekundäre) Klasse. Primäre Glanzträger, welche nebenbei auch Eigenschaften von Glanzträgern zweiter Klasse haben können, werden eingesetzt um eine homogene Metallabscheidung mit einem spezifischen Grundglanz über einen möglichst großen Stromdichtebereich zu erzielen. Sekundäre Glanzträger beeinflussen im großen Maß Einebnungsverhalten und Glanzgrad.
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Desweiteren haben die Glanzträger erster und zweiter Klasse in Kombination noch andere Auswirkungen auf die abgeschiedene Nickelschicht: Glanz, Duktilität, Härte, Einebnungsverhalten und elektrochemisches Potential der abgeschiedenen Schichten untereinander.
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Auf dem Markt erhältliche Mixturen organischer Zusätze müssen eine Vielzahl von technischen Anforderungen erfüllen. Diese Mixturen und Nickelbäder sind im Wesentlichen auf die Metallisierung von Stückgut in Trommelanlagen abgestimmt.
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Für die Vernicklung von Gewebe können diese Bäder in Reel to Reel Anlagen (Rolle-zu-Rolle) nur beschränkt eingesetzt werden. Üblich bei der Metallisierung ist, dass die zu veredelnde Oberfläche während dem Metallisierungsprozess der Anode zugewandt wird (z. B. in Trommelanlagen durch Drehen). Dies ermöglicht in Kombination mit der Beigabe von Zusätzen eine gleichmäßige Schichtverteilung.
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In einer Reel to Reel Anlage könnte dies theoretisch durch eine Bandführung zwischen zwei Anoden erzielt werden. Gewebe, insbesondere Feinstgewebe, hat jedoch die Eigenschaft, sich auf Grund von Stromeinspeisung und seiner geringen Masse extrem schnell auszudehnen, was zu Wellenbildung und inneren Spannungen führt. Zudem sind die oben aufgeführten Mixturen so abgestimmt, dass entweder ein Hinterschnitt im Kreuzungspunkt bestehen bleibt oder die Maschenöffnungen zu stark Verschließen.
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Um die Stabilität des Siebmaterials sicherzustellen wird eine engmaschige Struktur mit vielen Abstützpunkten gewählt. Diese aus dem Stand der Technik bekannten Siebmaterialien und Siebe weisen folgende Nachteile auf:
In den Kreuzungspunkten der Gewebefäden liegen Winkelschwächen, also Hinterschnitte vor. In anderen Worten: Die Stabilität von gewebten Sieben wird durch die Kerbwirkung im Bereich der Kreuzungspunkte der Gewebefäden beschränkt. Ein verstärktes Beschichten durch den allgemein bekannten galvanischen Beschichtungsprozess ist keine Lösung, da die Öffnungen des Gewebes dabei zuwachsen und es beim Einsatz im Siebdruck zum Verstopfen der Öffnungen durch Farbpartikel kommen kann. Dies beeinträchtigt dann die Druckqualität.
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Aufgabenstellung
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Siebmaterial und ein Sieb zu schaffen, welche die Nachteile der aus dem Stand der Technik bekannten Siebmaterialien und Siebe nicht aufweisen und besonders für den rotativen Siebdruck geeignet sind. Die Siebmaterialien, insbesondere Stahlgewebe, sollten für die Anwendung im rotativen Siebdruck eine höhere Stabilität und eine größere Lebensdauer aufweisen.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Siebmaterial mit den Merkmalen von Anspruch 1 und durch ein Sieb mit den Merkmalen von Anspruch 11. Diese sind besonders vorteilhaft, da sie den spezifischen Anforderungen des rotativen Siebdrucks Rechnung tragen und eine größere Stabilität im Vergleich zu herkömmlichen Siebmaterialien und Sieben aufweisen. Das erfindungsgemäße flächige Siebmaterial dient der Anwendung im Siebdruck, insbesondere im Rotationssiebdruck. Das Siebmaterial besitzt winklig zueinander angeordnete und sich in Kreuzungspunkten kreuzende Stränge, welche eine gewebte Siebstruktur bilden, wobei die Erfindung unabhängig ist von der Webart und der Maschenform. In den Kreuzungspunkten bilden die Stränge Hinterschnitte, wobei unter Hinterschnitten die Innenkanten von angrenzenden Oberflächen der sich kreuzenden Stränge verstanden werden, beispielsweise von Kettfäden und Schussfäden. Diese weisen somit eine Winkelschwäche auf, welche auch als Innenkantenschwäche bezeichnet wird. Die Stränge sind dabei so angeordnet, dass eine Siebstruktur mit Öffnungen gebildet wird. Zumindest an ihren Oberflächen bestehen die Stränge aus Metall, insbesondere aus Nickel, welches in einem Galvanisierungsprozess auf den Strängen abgeschieden wurde. Erfindungsgemäß ist das flächige Siebmaterial derart ausgeführt, dass im Bereich von Kreuzungspunkten der Stränge deren Hinterschnitte zumindest teilweise eine in einem Galvanisierungsprozess aufgebrachte Auffüllung aus dem Metall besitzen. In anderen Worten: durch den Galvanisierungsprozess wurden die Hinterschnitte reduziert, bzw. beseitigt, indem zusätzliches Metall gezielt im Bereich der Hinterschnitte abgeschieden wurde.
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Ein derartiges flächiges Siebmaterial hat den Vorteil, dass durch die metallischen Auffüllungen beim Einsatz des Siebmaterials für den Siebdruck Strömungswiderstände und Turbulenzen reduziert werden, was zu einem besseren Fließverhalten der Farbe führt. Weiterhin kann keine Druckfarbe in dem Hinterschnitt eintrocknen. Auch wird er Reinigungsprozess weiter vereinfacht, da eine direkte Anströmung mit Reinigungsflüssigkeit ermöglicht wird, was zu einer kürzeren Reinigungszeit und einem geringeren Verbrauch an Reinigungsflüssigkeit beiträgt. Ein weiterer Vorteil ist die vergrößerte Stabilität des flächigen Siebmaterials, da die Kerbwirkung der Hinterschnitte durch die metallische Auffüllung reduziert wird.
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In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Siebmaterials bildet eine jeweilige Auffüllung einen Innenkanten-Übergang mit Rundung. Die Metallauffüllung ist also derart ausgeführt, dass im Bereich der Hinterschnitte keine scharfen Kanten oder Fasen vorliegen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Auffüllungen einen Radius von mindestens 1 μm oder von mindestens einem Zehntel des mittleren Radius der Stränge (Mittelwert aus Radius Kettfaden und Radius Schussfaden) aufweisen. Dadurch wird sichergestellt, dass bei den Anwendungen im Siebdruck die Farbe das Siebmaterial problemlos durchfließen kann und es keine wesentlichen Ablagerungen im Bereich der Hinterschnitte gibt, das Siebmaterial gut zu reinigen ist und dabei eine hohe Stabilität aufweist.
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In einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen flächigen Siebmaterials beschreibt eine Kurve entlang der Oberfläche des Siebmaterials – in einer Schnittebene senkrecht zum Siebmaterial und durch einen der Stränge betrachtet – eine glatte Kurve. Unter einer glatten Kurve wird dabei eine glatte Kurve im mathematischen Sinn verstanden, d. h. eine Kurve, welche stetig ist und differenzierbar, also eine Kurve ohne Ecken oder abrupte Wendungen.
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In einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen flächigen Siebmaterials beschreibt eine Kurve entlang der Oberfläche des Siebmaterials – in einer Schnittebene parallel zum Siebmaterial und durch alle Stränge betrachtet – eine glatte Kurve. Unter einer glatten Kurve wird dabei eine glatte Kurve im mathematischen Sinn verstanden, d. h. eine Kurve, welche stetig und differenzierbar ist, d. h. eine Kurve ohne Ecken oder abrupte Wendungen. Für die erste Variante besitzen die Hinterschnitte an der Oberseite und/oder an der Unterseite des Siebmaterials jeweils eine metallische Auffüllung. Für die zweite Variante hingegen besitzen die Hinterschnitte in der Ebene des Siebmaterials jeweils eine metallische Auffüllung. In einer vorteilhaften Weiterbildung werden beide Ausführungsvarianten miteinander kombiniert, so dass ein besonders stabiles und durchflussoptimiertes flächiges Siebmaterial gebildet wird.
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In vorteilhafter Weiterbildung des flächigen Siebmaterials mit glatten Kurven zwischen zwei Kreuzungspunkten weist die Kurve entlang der Oberfläche des Siebmaterials zwei Wendepunkte auf, wobei die Wendepunkte die Auffüllung begrenzen. Unter einem Wendepunkt wird dabei ein Wendepunkt im mathematischen Sinn verstanden, d. h. ein Punkt auf der Oberflächenkurve, in welchem ein Vorzeichenwechsel der ersten Ableitung stattfindet. Die Wendepunkte können dabei insbesondere einen Abstand voneinander von mindestens 1 μm und maximal einen Abstand aufweisen, welcher der Teilung entspricht. Mit Teilung wird der Abstand der Mittelachsen zweier benachbarter, zueinander paralleler Stränge bezeichnet. Insbesondere sind die Wendepunkte jedoch 10 bis 20 μm voneinander beabstandet. Auffüllungen, welche in diesen Bereich fallen, sind einerseits fertigungstechnisch gut herstellbar und erfüllen andererseits die Erwartungen an eine höhere Stabilität und an bessere Durchflusseigenschaften des flächigen Siebmaterials.
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In einer alternativen Ausführungsform zur Auffüllung mit Rundung wird eine parabelförmige Auffüllung vorgesehen, welche jeweils selbst einen Hinterschnitt aufweist. Bei der parabelförmigen Auffüllung wird das Siebmaterial im Bereich eines jeweiligen Hinterschnitts besonders stark aufgefüllt und verstärkt.
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In einer weiteren alternativen Ausführungsform sind die Auffüllungen derart ausgestaltet, dass die Oberflächen der Auffüllungen an der Oberfläche und/an der Unterseite des Siebmaterials jeweils nahezu in einer Ebene liegen. In anderen Worten: die metallische Auffüllung bewirkt, dass die Stränge komplett in die metallische Auffüllung eingebettet sind.
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In Weiterbildung dieses oder der zuvor beschriebenen Siebmaterialien weist das Siebmaterial eine in einem Kalandrierprozess verdünnte Siebstruktur mit kalandrierten Flächen auf. Unter einem Kalandrierprozess, auch als Kalanderprozess bezeichnet, wird dabei ein in der Regel walzender Vorgang verstanden, welcher eine Abplattung der Siebstruktur bewirkt. Ein solcher Kalandrierprozess wird beispielsweise in der
DE 691 08 040 T2 beschrieben.
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Das flächige Siebmaterial wird durch ein Gewebe gebildet, z. B. durch ein Kunststoffgewebe oder ein Metalldrahtgewebe. Die Struktur hat die Form von sogenannten Maschen, z. B. von Rechteckmaschen oder Quadratmaschen.
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Die Stränge bestehen an ihren Oberflächen aus Metall, wobei Nickel besonders vorteilhaft und daher bevorzugt ist. Das Metall wurde in einem Galvanisierungsprozess auf den Strängen abgeschieden.
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Zur Herstellung des obenstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Siebmaterials wird bevorzugt eine Gewebestruktur mit einer oder mehreren insbesondere nickelhaltigen Schichten aus nur einem Elektrolytbad metallisiert, wobei dem Elektrolytbad zur Verstärkung der Kreuzungspunkte gezielt organische Zusätze beigegeben werden können. Die Ausbildung der Nickelschicht wird weiter beeinflusst indem das Gewebe an der anodenabgewandten Gewebeseite an nichtleitenden Körpern, also Isolatoren, vorbeibewegt wird, welche das Feld verändern und damit die Nickelabscheidung beeinflussen. Während der Vorbeibewegung liegt die Gewebestruktur auf dem Isolator auf. Auch können die Anoden so angeordnet sein, dass diese über ihre Erstreckung einen unterschiedlichen Abstand zum Gewebe haben. Damit kann die Nickelschichtverteilung in den Kreuzungspunkten auf Vorder- und Rückseite des Gewebes optimiert werden. Als Anoden können dabei depolarisierte Reinnickelplatten oder Nickelpellets in Körben eingesetzt werden.
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Mittels einem derartigen Verfahren und der Kombination von aufliegenden Vernicklungsprozess, spezifische Dosierung von Glanzbildnern erster und zweiter Klasse sowie gezielter Anströmung durch das Elektrolyt können die Stromlinien des elektrischen Feldes so beeinflusst werden, dass auf der anodenabgewandten Gewebeseite in den Kreuzungspunkten gezielt mehr Nickel abgeschieden werden kann.
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Dadurch kann weiterhin erreicht werden, dass ein einzelner Strang des Gewebes exzentrisch vernickelt wird, wobei auch hier auf der anodenabgewandten Seite eine stärkere Beschichtung erfolgt.
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Bei idealer Abstimmung aller Komponenten kann die Beschichtung in einem einzigen Prozessschritt erfolgen. Dies ist insbesondere beim Aufbringen von dünnen Nickelschichten von wenigen Mikrometern vorteilhaft. Müssen dickere Schichten über 2 μm abgeschieden werden, so ist es von Vorteil den Schichtauftrag in mehrere Prozessschritte zu unterteilen, wobei jedoch auf unterschiedliche Elektrolytbäder verzichtet werden kann. Zwischen der Abscheidung der einzelnen Nickelschichten kann das Gewebe zwischengereinigt werden.
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Die Erfindung betrifft auch ein Sieb für den Rotationssiebdruck, welches aus einem flächigen Siebmaterial, wie oben beschrieben, hergestellt ist und wobei das Sieb die Form einer zylindrischen Hülse besitzt. In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Siebs ist das flächige Siebmaterial einseitig mit einer Polymerschicht, insbesondere mit einer Fotopolymerschicht, versehen, sodass eine Bebilderung nach dem Fachmann bekannten Verfahren ermöglicht wird.
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Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen verwiesen.
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Ausführungsbeispiel
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Die Erfindung soll an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher erläutert werden. Es zeigen in schematischer Darstellung
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1 ein erfindungsgemäße Sieb
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2a ein Siebmaterial vor Vernickelung
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2b ein Siebmaterial nach Vernickelung
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3a eine Schnittdarstellung mit einem Schnitt senkrecht zum Siebmaterial
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3b eine Detaildarstellung der 3a
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3c eine Detaildarstellung der 3a vor Auffüllung
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4a Alternative Auffüllungen der Hinterschnitte
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4b Auffüllungen der Hinterschnitte eines kalandrierten Gewebes
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5 eine Schnittdarstellung mit einem Schnitt in der Ebene des Siebmaterials
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6 ein Sieb für den Rotationssiebdruck
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Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Nachfolgend wird beispielhaft ein Verfahren zu Herstellung des erfindungsgemäßen Siebmaterials 1 und beispielhaft eine erforderlichen Badzusammensetzung beschrieben. Es wird dabei davon ausgegangen, dass bei der Galvanisierung Nickel 3 auf die Gewebestruktur 5 aufgebracht werden soll.
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Als Basis zur Vernicklung kann ein Wattsches Nickelelektrolytbad dienen, welchem vorzugsweise primäre und sekundäre Glanzmittel zugegeben werden:
Nickel 60–90 g/l
Chlorid 12–45 g/l
Borsäure 30–50 g/l
Badtemperatur 45–70°C,
pH Wert 3.5 bis 4.8,
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Zur Abscheidung werden vorzugsweise Glanzzusätze zugegeben, sogenannte Sekundärglanzbildner, wie z. B. Butindiolderivate, quarternäre Pyridiniumderivate, Propargylalkohol, Propynolpropoxylate, insbesondere Butindiol, sowie Primärglanzbildner wie z. B. Benzolsulfonsäuren, Alkylsulfonsäuren, Alylsulfonsäuren, Sulfonimide, Sulfonamide oder Benzoesäuresulfimid.
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Sekundäre Glanzmittel werden bei dieser Anwendung zur definierten Verstärkung der Kreuzungspunkte 10 eingesetzt, wobei diese je nach gewünschter Verstärkung in einem Gehalt von 0 bis 0.15 g/l, primäre Glanzmittel zwischen 0 und 8 g/l zugegeben werden.
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Die wie in der Galvanotechnik üblich vorbehandelte Gewebestruktur 5 wird mit dem oben beschriebenen Bad vernickelt. Das Gewebe 5 wird im Nickelbad über eine elektrische nichtleitende Auflagefläche transportiert. Die elektrisch nichtleitende Auflagefläche kann quer zur Transportrichtung des Gewebes 5 mit Segmenten versehen werden, welche im Betrieb ebenfalls mit Elektrolyt befüllt sind und einen permanenten Elektrolytaustausch sicherstellen. Auf der aufliegenden Fläche wird durch nichtvorhandenen Elektrolyt die Nickelabscheidung 3 behindert. Durch entsprechende Zugabe von Sekundärem Glanzträger konzentriert sich die Metallabscheidung 3 zusätzlich gezielt in die Kreuzungspunkte 10. In der mit Segmenten versehenen Zone findet eine Abscheidung auch auf der Geweberückseite statt. Durch eine geschickte Verteilung der Segmente zur aufliegenden Fläche, kombiniert mit der entsprechenden Menge an Sekundärem Glanzträger kann die Nickelabscheidung 3 auf die Kreuzungspunkte oder die gesamte Rückseite verteilt erfolgen.
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Durch eine ideale Elektrolytströmung zwischen Anode und der Gewebestruktur als Katode wird anodenseitig die Abscheidungsgeschwindigkeit auf dem Gewebe reduziert. Es hat sich bei dieser Anordnung gezeigt, dass eine verstärkte Abscheidung auf der anodenabgewandten Seite erfolgen kann.
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Ein idealer Anodenabstand liegt zwischen 1 cm und 40 cm zur Katode. Dieser Abstand ist insofern von Vorteil, da das Gewebe 5 noch genügend stark mit frischem Elektrolyt angeströmt werden kann, die elektrischen Spannungsverluste durch den erhöhten Anodenabstand jedoch auf einem erträglichen Niveau bleiben.
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Die Vernicklung kann grundsätzlich in einer einzigen Nickelzelle erfolgen. Es ist jedoch auch denkbar mehrere Nickelzellen, hintereinander anzuordnen.
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1 zeigt ein erfindungsgemäßes flächiges Siebmaterial 1, welches einseitig mit einer Foto-Polymerbeschichtung 2 versehen ist (Direktschablone). In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann eine bereits bebilderte Folie auf die Siebstruktur 1 aufgebracht werden (Indirektschablone). Das vernickelte flächige Siebmaterial 1 ist dabei aus einem Gewebe aufgebaut.
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In 2a ist ein flächiges Siebmaterial 1 dargestellt, welches aus miteinander verwobenen Strängen 5 gebildet wird. Die Stränge 5 sind dabei rechtwinklig zueinander und beabstandet angeordnet, so dass Öffnungen 6 in dem flächigen Siebmaterial 1 entstehen. Der Bereich, in welchem die rechtwinklig zueinander angeordnete Stränge 5 sich treffen bzw. aneinander schieben, wird als Kreuzungspunkt 10 bezeichnet. Durch eine Metallbeschichtung 3, z. B. Nickel, welche in einem galvanischen Prozess auf die Stränge 5 aufgebracht wird, werden die Stränge 5 in den Kreuzungspunkten 10 miteinander verbunden. Da die Metallbeschichtung 3 im Wesentlichen gleichmäßig auf die Oberfläche der Stränge 5 aufgebracht wird, entstehen dort, wo die Oberflächen der Stränge 5 aufeinander treffen, sogenannte Hinterschnitte 11. In anderen Worten: die aneinander angrenzenden Oberflächen der Stränge 5, beispielsweise von Kettfaden 5.1 und Schussfaden 5.2, bilden in ihren Berührungslinien Innenkanten. Dies hat eine Innenkantenschwäche, auch als Winkelschwäche bezeichnet, zur Folge, was sich negativ auf Stabilität, Durchflusseigenschaften und Reinigungsfähigkeit des flächigen Siebmaterials 1 auswirkt.
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In 2a ist ein kartesisches Koordinatensystem xyz angegeben, wobei das flächige Siebmaterial 1 in der xy-Ebene liegt. Die z-Achse ist orthogonal zu dieser Ebene ausgerichtet.
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2b zeigt das flächige Siebmaterial 1 aus 2a. Dabei wurden die Hinterschnitte 11 in den Kreuzungspunkten 10 erfindungsgemäß durch gezielte Abscheidung jeweils mit einer Auffüllung 12 versehen. Die gezielte Abscheidung kann dabei insbesondere im Rahmen der galvanischen Herstellung der Metallbeschichtung 3 erfolgen. Durch das Auffüllen 12 der Hinterschnitte 11 werden die Eigenschaften des flächigen Siebmaterials 1 insbesondere bezüglich Stabilität, Farbdurchfluss und Reinigungsmöglichkeit wesentlich verbessert.
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In 3a ist ein Schnitt durch das flächige Siebmaterial 1 in der xz-Ebene bzw. in der yz-Ebene dargestellt: die Kettfäden 5.1 und Schussfäden 5.2 sind jeweils mit einer Metallbeschichtung 3 versehen. Wie in 3c angedeutet, kann die Schichtdicke der Metallbeschichtung a, b, c an der oberen Oberfläche (Oberseite 28) und der unteren Oberfläche (Unterseite 29) von Kettfäden 5.1 und Schussfäden 5.2 einheitlich oder unterschiedlich sein. Durch unterschiedliche Schichtdicken a, b, c der Metallbeschichtung 3 können die Eigenschaften des flächigen Siebmaterials 1 beeinflusst werden. Auch können die Durchmesser 26, 27 von Kettfäden 5.1 bzw. Schussfäden 5.2 entweder von gleicher Größe oder von unterschiedlicher Größe sein. Auch hierüber kann Einfluss genommen werden auf die Webestruktur und somit auf die Eigenschaften des flächigen Siebmaterials 1. Als weitere geometrische Größen sind in 3a die neutrale Faser 20 durch den Drahtlängsschnitt und die Teilung 21, welche den Abstand zwischen zwei Mittelachsen von Strängen 5 (hier 5.1) beschreibt, dargestellt. In den Kreuzungspunkten 10 wurden die Hinterschnitte 11, welche in 3c noch zu erkennen sind, gemäß 3a durch gezielte Abscheidung mit einer Auffüllung 12 versehen. Dadurch ergibt sich ein Innenkantenübergang mit Rundung 12.1, wobei die Rundung einen Radius 25 aufweist. Innenkanten, Fasen, Einschnitte bzw. Hinterschnitte wurden so beseitigt und die Oberfläche weist einen fließenden Übergang zwischen den Strängen 5 auf.
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In der Detaildarstellung von 3b sind die Auffüllungen 12 der Hinterschnitte 11 deutlicher zu erkennen: betrachtet man in der Ausführungsform gemäß 3b die Kurve entlang der Oberfläche des Siebmaterials 1, so sind im Bereich einer jeweiligen Auffüllung 12 je zwei Wendepunkte 22 zu erkennen, wobei es sich dabei um Wendepunkte im mathematischen Verständnis handelt. Diese Wendepunkte 22 sind mit dem Abstand 23 voneinander beabstandet und begrenzen die Auffüllung 12. Anders formuliert: zwischen den Wendepunkten 22 liegt eine Auffüllung 12 des Hinterschnitts 11 vor, außerhalb der Wendepunkte 22 hingegen ist der Kettfaden 5.1 bzw. der Schussfaden 5.2 mit der üblichen Metallbeschichtung 3 von Schichtdicke a, b, c versehen. Die durch gezielte Abscheidung erzeugte Auffüllung 12 besitzt – in etwa mittig zwischen den beiden Wendepunkten 22 – die größte Auffüllstärke 24, welche zwischen der Oberfläche der Auffüllung 12 und dem theoretischen Scheitelpunkt des Hinterschnitts 11 gemessen wird.
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In 4a sind alternative galvanische Beschichtungen i, ii, iii, iv dargestellt. Gemäß der Alternative i ist die Auffüllung 12 parabelförmig ausgeführt. So ist die Auffüllstärke der Auffüllung 12 im Bereich des ursprünglichen Hinterschnitts 11 besonders groß. Die Auffüllung 12 ist jedoch derart ausgeführt, dass durch die Auffüllung weiterhin einen Hinterschnitt besitzt, das durch die Auffüllung eine Innenkante gebildet wird.
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Gemäß der Alternative ii wurde eine besonders starke galvanische Beschichtung aufgebracht zur Auffüllung 12 des Hinterschnitts 11. Die Auffüllung 12 ist dabei so umfangreich, dass die Oberfläche der Auffüllung 12 in einer Ebene 30 liegt und die Kettfäden 5.1 und die Schussfäden 5.2 komplett in die Metallbeschichtung 3, 12 eingebettet sind. Dadurch wird ein flächiges Siebmaterial 1 geschaffen, welches eine ebene Oberfläche besitzt, welche in der Ebene 30 liegt.
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Auch gemäß der Variante iii wurde der Hinterschnitt 11 mit einer besonders starken Auffüllung 12 versehen. Wie auch bereits anhand von 3a beschrieben, besitzt die Auffüllung 12 einen Innenkantenübergang mit Rundung 12.1. Im Gegensatz zur Ausführungsform gemäß 3a besitzt die Rundung dabei jedoch einen besonders großen Radius.
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Die Beschichtungsalternative iv kann alternativ oder in Kombination mit den zuvor beschriebenen Beschichtungsalternativen genutzt werden. Dabei erfolgt im Bereich eines jeweiligen Kettfadens 5.1 bzw. Schussfadens 5.2 eine verstärkte Metallbeschichtung 3, so dass die Metallbeschichtung 3 einseitig eine besonders hohe Schichtdicke aufweist, d. h., dass die Beschichtung exzentrisch aufgetragen wird.
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In 4b ist ein stark kalandriertes flächiges Siebmaterial 1 dargestellt. Vor dem Versehen des Gewebes aus Kettfäden 5.1 und Schussfäden 5.2 mit der Metallbeschichtung 3 wurde das Gewebe gewalzt und somit geplättet. Dabei wurden kalandrierte Flächen 5.3, also abgeplattete Flächen geschaffen. Da sich auch bei einem kalandrierten Gewebe nach der Metallbeschichtung 3 Hinterschnitte 11 im Bereich der Kreuzungspunkte 10 ergeben, können die zuvor beschriebenen Alternativen zur galvanischen Beschichtung hier gleichermaßen eingesetzt werden. Wie dargestellt, wurden die Hinterschnitte 11 an der Unterseite 29 des flächigen Siebmaterials 1 in ihrem Ursprungszustand belassen, während an der Oberseite 28 des flächigen Siebmaterials 1 die Hinterschnitte 11 jeweils mit einer Auffüllung 12 versehen wurden.
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5 zeigt einen Schnitt durch das flächige Siebmaterial 1 in der xy-Ebene, d. h. in der Ebene des flächigen Siebmaterials 1. Wie in der oberen Hälfte der 5 dargestellt, besitzt das flächige Siebmaterial 1 im Bereich der Kreuzungspunkte 10 von Kettfäden 5.1 und Schussfäden 5.2 auch hier Hinterschnitte 11. Diese Hinterschnitte 11 können, wie obenstehend beschrieben, und im unteren Bereich der 5 dargestellt, ebenfalls mit Auffüllungen 12, d. h. gezielten Abscheidungen, versehen werden. Auch hier können die Auffüllungen 12 einen Innenkantenübergang mit Rundung 12.1 aufweisen, wobei die Auffüllung 12 durch zwei Wendepunkte 22 begrenzt sein und einen Radius 25 aufweisen kann.
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In 6 ist ein Sieb 4 mit einem flächigen Siebmaterial 1 in zylindrischer Hülsenform für den rotativen Siebdruck angedeutet. Das Siebmaterial 1 wird dabei durch nicht näher bezeichnete Endstücke in seiner zylindrischen Form gehalten. Im Innern des Siebs 4 befindet sich ein – hier nicht sichtbares – Rakel, um Farbe durch das Siebmaterial zu pressen. Die Ausrichtung des Rakels kann parallel zur Rotationsachse des Siebes 4 sein. Die Rotation U des Siebes 4 während dem Drucken ist dabei mit einem Doppelpfeil angedeutet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Flächiges Siebmaterial
- 2
- Polymerbeschichtung
- 3
- Metallbeschichtung (z. B. Nickel)
- 4
- Sieb in zylindrischer Hülsenform
- 5
- Strang
- 5.1
- Kettfaden
- 5.2
- Schussfaden
- 5.3
- kalandrierte Fläche
- 6
- Öffnung
- 10
- Kreuzungspunkt
- 11
- Hinterschnitt
- 12
- Auffüllung (gezielte Abscheidung)
- 12.1
- Innenkantenübergang mit Rundung
- 20
- neutrale Faser durch Drahtlängsschnitt
- 21
- Teilung
- 22
- Wendepunkt
- 23
- Abstand Wendepunkte
- 24
- Auffüllstärke
- 25
- Radius
- 26
- Radius Kettfaden
- 27
- Radius Schussfaden
- 28
- Oberseite
- 29
- Unterseite
- 30
- Ebene
- i, ii, iii, iv
- Alternative galvanische Beschichtungen
- x, y, z
- Achsen eines Koordinatensystems
- a, b, c
- Schichtdicken der Metallbeschichtung
- U
- Rotation des Siebs
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- WO 99/19146 A1 [0004]
- EP 0049022 A1 [0005]
- EP 0182195 A2 [0005]
- DE 69108040 T2 [0023]
