DE1671630A1

DE1671630A1 - Schablonentraeger fuer Siebdruck

Info

Publication number: DE1671630A1
Application number: DE1967K0064128
Authority: DE
Inventors: Moraw Roland Dipl-Phys Dr; Hans Dr Ruckert
Original assignee: Kalle GmbH and Co KG
Current assignee: Kalle GmbH and Co KG
Priority date: 1967-12-06
Filing date: 1967-12-06
Publication date: 1971-09-16
Also published as: NL6816889A; ZA6807994B; DE1671630B2; BE724859A; GB1231279A; FR1594101A; SE351732B

Description

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT 1671630

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K 1797 FP-Ku-eb 30. November 1967

Besehreibung
zur Anmeldung der

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT Wiesbaden-Biebrich

für ein Patent
betreffend

Schablonenträger für Siebdruck

Die Erfindung bezieht sich auf einen neuen Schablonenträger für Siebdruck:, aus dem ein lichtempfindliches Siebdruckmaterial hergestellt werden kann, mit dem ausgehend von positiven oder negativen photographischen Vorlagen mit Wasser- und -Lösungsmittel-Farbe sehr scharfe Drucke erhältlich sind.

Es ist bekannt und in den Siebdruckereien zur Herstellung einer Druckform nach dem am meisten angewendeten direkten Siebdruck-Verfahren üblich, ein Kunststoff- oder Metall-Gewebe auf. den Siebdruckrahmen zu spannen, mit einer negativ-arbeitenden lichtempfindlichen Bichromat-, Diazo- oder Azidoverbindungen enthaltenden Kopierlösung zu beschichten,

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zu trocknen, unter einer positiven Vorlage zu belichten und die durch Liehteinwirkung nicht vernetzten Schichtteile aus den Gewebemasehen mit Viasser oder einem.anderen passenden Entwickler zu entfernen. Die so hergestellte Photoschablone (vgl. DlN l66lO) kann zum Durchdruck von Siebdruckfarben auf den Bedruckstoff verwendet werden. Positiv arbeitende Siebdruck-Kopierschichten sind bis jetzt aus beschichtungs-technischen Gründen .nicht verwendet worden.

Die Wahl des Siebdruckschablonenträgers wird im wesentlichen bestimmt durch die Feinheit der wiederzugebenden Text- und/oder Bilddetails, durch die verlangte Druckauflage, durch die gewünschte Stärke des Farbantrags und durch die Rakel. Das verwendete Gewebe muß umso stärker und damit automatisch umso gröber sein, je mehr die Druckform mechanisch beansprucht wird. Umgekehrt sind Gewebe mit feinen Fäden und großer Haschenzahl zwar zur Wiedergabe feiner Linien und auch Raster geeignet und geben nicht so leicht oder überhaupt nicht Anlaß zum sogenannten Sägezahn-Effekt, sie sind aber empfindlicher und noch teurer. Außerdem zeigen alle Gewebe je nach Fadendicke und Maschenzahl eine mehr oder weniger stark gewellte Oberfläche auf beiden Seiten. Diese Welligkeit

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ist nur durch beidseitiges Beschichten mit Kopierlösung zufriedenstellend zu glätten. Bei stabilen dickeren Geweben sind zur Herstellung glatter Schablonen mehrere Besehichtungsvorgänge mit Zwischentrocknung und zur Belichtung der relativ dicken Kopiersehichten auch relativ lange Belichtungszeiten nötig.

Es wurde nun gefunden, daß Lochfolien als Siebdruckschablonenträger hervorragend geeignet sind, daß sie die Herstellung brauchbarer vorbeschichteter sowohl positiv als auch negativ arbeitender Siebdruckfolien ermöglichen und daß sie gegenüber den eben beschriebenen Geweben zahlreiche Vorteile besitzen. Gegenstand der Erfindung ist daher ein. Schablonenträger für Siebdruck, der dadurch gekennzeichnet istf, daß er aus einer Lochfolie aus Kunst-

stoff oder Metall besteht. .

Die Herstellung von perforierten Folien mittels Elektronenstrahlen ist bekannt. Nach dem heutigen Stand dieser Perforatxonstechriik können zahlreiche Materialien schnell, billig und genau.mit sehr vielen, in der Größe in weiten Grenzen variierbaren Löchern pro Flächeneinheit kontinuierlich durchbohrt werden. Das Verhältnis von Lochdurchmesser zur Lochlänge (Porenlänge) und Lochdicke ist in vielten Grenzen veränderlich, ohne die mechanischen Eigenschaften der Folie wesentlich zu verschlechtern. An den

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sehr reißfesten Polyesterfolien von z. B. 50 /U Dicke

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mit 8000 Loch pro cm bei einem Lochdurehmesser von 50 ^u beträgt die Reißfestigkeit der Lochfolie immer noch die Hälfte der nicht perforierten Folie. Vor allem sind im Vergleich zu Geweben auch mit relativ dickem Material feine scharfe Löcher in großer Dichte herstellbar und beide Folienseiten sind eben und glatt.

Die Lochfolien mit vielen Löchern sind besonders interessant, da diese im Vergleich zu feinen Geweben bessere Festigkeitseigenschaften haben und im Vergleich zu dickeren Geweben wesentlich schärfere Druckqualität ermöglichen.

Die genannten Vorteile gelten für Siebdruckschablonen sowohl aus Kunststoff-Folien wie Polyester, Polyolefinen, Polyamiden und Polycarbonaten als auch aus Metall-Folien wie Aluminium und Stahl, da mit Elektronenstrahlen ebenso Perforationen von Kunststoffen und Metallen möglich sind. Perforierte V2Ä-Stahl-Folien können also mit Vorteil Stahlgewebe ersetzen. Darüberhinaus ist es möglich, aus verschiedenen Kunststoff-Folien kaschierte, metallbedampfte und mit Metall kaschierte Kunststoff-Folien ebenfalls zu perforieren und diese für lichtempfindliches

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Siebdruckmaterial zu verwenden.. So erhält man Siebdruckformen, deren Oberflächeneigenschaften auf der Rakel- und der Druck-Seite verschieden sind. Je nach Abstimmung der mehr hydrophilen oder hydrophoben Eigenschaften der beiden Oberflächen dieses veredelten Siebmaterials mit den mehr hydrophoben (bei Lösungsmittelfarben) oder hydrophilen (bei Wasserfarben) Eigenschaften der Druckfarben können die Benetzungs- bzw. Abstoßungs-Eigenschaften zur Verbesserung des Druckablaufs ausgenützt werden.

Die Dimensionen der kontinuierlich perforierbaren und brauchbaren Lochfolien für Siebdruckmaterial bewegen sich etwa in folgenden Grenzen:

2 Foliendicke Lochdurchmesser Lochdichte (Loch/cm )

Kunststoffe 5 - 120 /_U 3 - 50 /u ca. 100 - 80000 Metalle 20 - 300 _/U- 10 - 100 _/U ca. 100 - 50000

Vorzugsweise werden Lochfolien aus gestreckten Kunststoff-Folien, im speziellen aus biaxial verstrecktem Polyester von 50 - 100 u Dicke verwendet, deren Lochdurchmesser nicht unter 20 ,u liegt.

Für geringere Ansprüche an das Druckergebnis können auch Lochfolien mit geringerer Lochzahl und größerem Lochdurchmesser verwendet werden, die nach einem Vert 0 9 8 3 8/0381

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fahren hergestellt werden, bei dem die Löcher durch eine Metallschablone mit offener Flamme in die Folie eingeschmolzen werden. Besonders geeignet als Folienmaterial dafür ist biaxial verstreckter Polyester, aber auch Polyolefine, Polystyrol und Polyvinylacetat; die günstigste Foliendicke ist etwa 50 .u.

Ein weiterer Vorteil der nach beiden Verfahren hergestellten Lochfolien sind deren Preise, die wesentlich niedriger als die des gewebten Materials liegen, da in großen Mengen hergestellte biaxial verstreckte Folien verwendet werden.

Eine dritte Möglichkeit, um zu für den Siebdruck brauchbaren Lochfolien zu kommen, ist ein Verfahren zur Herstellung von sogenannten Isoporenmembranen aus hochmolekularen Polyelektrolyten durch einen Vorgang tropfiger Entmischung (DAS 1 011 853) . '

Nach diesem Verfahren können Membranen in der Dicke von 50 - 2000 M. mit großer (Poren-)Lochzahl, sehr großer Gleichmäßigkeit mit 30 - k0 % freier Porenfläche hergestellt werden. Die möglichen Lochdurchmesser liegen zwischen 20 und 120 u entsprechend der Dichte von 50000 -

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3000 (Poren) Loch pro cm , Diese Membranfolien können kupfersalz-haltig, wie sie entstehen, oder durch Behändein mit Salzsäure entkupfert (entfärbt) eingesetzt werden. Nach diesem Verfahren hergestellte Alginat-Membranen werden durch Vernetzen mit Polyurethan und Einbau von Weichmachern in weiten Grenzen zu festen, etwas kautschukelastischen Lochfolien mechanisch stabilisiert. Solches Material ist wie die üblichen Folienkunststoffe in den meisten infrage kommenden Lösungsmitteln sowie gegen verdünnte Säuren und Laugen beständig.

Eine vierte, bei einigen Folienmaterialien mögliche Herstellungsart besteht im Ätzen der Löcher; die Ätzmasken können aufgedruckt oder aufkopiert sein. Am bekanntesten ist dieses Verfahren anstelle von Bohren, Prägen oder Fräsen bei Metallen, wobei rationell durch chemisches Auflösen exakt vorbestimmbare Formveränderungen des Metalls erreicht werden. Geätzt wird mit den für die Metalle jeweils bekannten sauren, meistens Mineralsäure enthaltenden Ätzmitteln. Wenn Metalle wie z. B. hochlegierte SpezialStähle, die ehemisch schwerer ätzbar sind und/oder bei denen zu hohe Anforderungen an den Ätzresist gestellt werden, bearbeitet werden sollen, kann auch mit Gleichstrom oder Wechselstrom elektrochemisch geätzt werden* Auch manche Kunststoffe können lokal chemisch

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geätzt oder abgebaut werden. Am bekanntesten ist die Säureätzung von Polyäcetal-Kunststoffen zu Klischees, die auf die Herstellung von Polyacetal-Lochfolien übertragen werden kann.

Das Aufbringen der lagerfähigen lichtempfindlichen Kopierlösungen auf Lochfolien der genannten Herstellungsarten kann durch Tauchen (Tränken) oder Aufrakeln geschehen j die Löcher (Poren) brauchen nur mit Kopierlösung gefüllt zu sein. Der beidseitig auf der glatten Folienoberfläche dabei entstehende, eventuell ungleichmäßige verlaufende Flüssigkeitsfilm wird bei der Beschichtung der Siebe zweckmäßigerweise abgestreift, denn er ist nicht notwendig. Der Feststoffgehalt der Kopierlösungen sollte möglichst hoch sein, um in möglichst nur einem Beschichtungs- und Trocknungs-Vorgang die Löcher ausreichend mit Kopierschicht zu füllen. Je kleiner der Lochdurchmesser ist und je höher die Loehdichte sein kann, umso geringer kann die Füllung der Löcher sein, die zum Verschließen der Nichtbildsteilen gegen den Durchdruek der Siebdruckfarbe völlig genügt. Der auf diese Weise mögliche zusätzlich geringe Kopierschicht-Antrag im Vergleich zu annähernd glatt beschichtetem Siebdruckgewebe bringt eine weitere Erhöhung der praktischen Lichtempfindlichkeit des beschichteten

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Materials bei gleichzeitiger Einsparung von Kopierlösung.

Die Lochfolien aus Kunststoff, Metall oder metallkaschiertem Kunststoff können als Siebdrucksehahlonen-Träger natürlich auch zur Selbstbeschichtung zu Photo-Direkt schablonen, ζ. B. mit Bichromat-Kopierlösung, und auch zur Herstellung von indirekten Photoschablonen nach den übertragungsverfahren, ζ. B. Pigmentpapier» und auch für mechanisch hergestellte Schablonen, ζ,.B. Lack- und Schnitt-Schablonen, verwendet werden. Ein weiterer großer Vorteil des neuen Siebdruck-Materials liegt aber darin, daß bei der möglichen großen Loehdichte, gleichzeitig der großen Festigkeit und Glätte die Vorbeschichtung mit nicht nur negativ sondern auch mit positiv arbeitenden Kopierlösungen möglich, zumindestens wesentlich besser als bei Geweben möglich ist. Der Grund dafür ist, daß die Siebdruckmaterialien aus bereits verstreckten Kunststoff-Folien oder aus Metall-Folien direkt mit hinreichender Spannung auf den Siebdruckrahmen aufgebracht werden können und nicht wie die relativ stark dehnbaren Gewebe noch nachgespannt werden müssen.

Zur Vorbeschichtung der Lochfolien können alle bekannten

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lagerfähigen Negativ- und Positiv-Kopierpräparate verwendet werden. Gute Ergebnisse wurden erzielt mit Negativ-Schichten, die als lichtempfindlichen Teil monomere und polymere Diazo-Verbindungen, Azido-Verbindungen oder Photopolymere enthielten und Positiv-Sehichten, deren lichtempfindliche Verbindungen Derivate der Orthochinondiazide sind.

Nach der Belichtung des Siebes mit UV-reichem Lieht unter einer positiven (bei negativ-arbeitenden Kopierschichten) bzw. negativen Vorlage (bei positiv-arbeitenden Kopierschichten) wird die Schicht an den Bildstellen aus den Löchern (Poren) mit dem dazugehörigen Entwickler entfernt. Die Entwicklerflüssigkeit kann je nach Kopierschicht kaltes oder warmes (fließendes) Wasser, eine wäßrige alkalische, eventuell Lösungsmittel enthaltene Salzlösung sein oder aus organischem Lösungsmittel oder auch Lösungsmittel-Gemischen bestehen.

Auch wenn der Entwickler die Kopierschicht nicht anquillt, ist es doch vorteilhaft, die Siebdruckschablone vor Druckbeginn ausreichend zu trocknen. Mit Ausnahme von Photopolymer-beschichteten Siebdrucklochfolien können alle bekannten Kopierschichten mit den dafür bekannten Entschichtungs-Mitteln und -Methoden wieder entfernt

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werden» Nach gründlicher Reinigung sind sie wieder für eine neue Beschichtung verwendbar.

Die folgenden Beispiele -beschreiben einige der vielen möglichen Ausführungsformen des neuen Siebdruckmaterials:

Beispiel 1

Eine 50 /U dicke biaxial verstreckte Polyesterfolie, die· mit Elektronenstrahlen zu einer Lochfolie mit 8OOO Loch

pro cm und 20 .u Lochdurchmesser perforiert worden war, wurde durch Tauchen mit dem eine Orthochinondiazid-Verbindung enthaltenden Positiv-Kopierlack SP 55 (Kalle AG) beschichtet, durch Abstreifen beidseitig vom Überschuß befreit und mit Warmluft getrocknet» Bei der Durchsicht im Gelblicht wurde festgestellt, daß fehlerlos alle Löcher mit der gefärbten Kopierschicht verschlossen waren und eine zweite Beschichtung und/oder Erhöhung des Feststoff gehalts der Kopierlösung nicht nötig war.

Dieses so vorbeschichtete lichtempfindliche lagerfähige Siebdruckmaterial wurde im Kopierrahmen unter einer negativen Vorlage 6 min mit UV-Licht einer 18 Amp<§re Kohlenbogenlampe im Abstand von 80 cm belichtet, wobei die Kopierschicht in den Löchern der beschichteten Stellen löslich im wäßrig-alkaliseheη Entwickler EP 11

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gemacht wurde. Zum Entwickeln genügte Eintauchen oder Übergießen der beschichteten Folie und nach ca. 2 min Abspülen oder Absprühen mit Wasser. Längere Einwirkung des Entwicklers und/oder Bewegen der Folie ist ohne negativen Einfluß auf die ausreichend elastische Kopierschicht an den unbelichteten Stellen. Falls nachträglich noch Ergänzungen angebracht werden sollen - auch nachdem schon gedruckt worden ist -, können diese noch einkopiert und entwickelt werden, sofern die Siebdruckfolie nicht inzwischen Lichteinwirkung ausgesetzt war.

Zum Drucken wurde die getrocknete Folie gleichmäßig auf den Siebdruckrahmen plan aufgebracht, befestigt und die Siebdruckfarbe Maratex Schwarz G 73 (Marabu Werke, Tamm) mit einer Kunststoffrakel durch die Löcher der Folie auf das Druckpapier gedrückt. Schließlich wurde die Druckform von der Druckfarbe gereinigt durch Abstreifen und Auswaschen mit warmem Wasser. Falls noch entschichtet werden soll, so kann diese Positiv-Kopierschicht durch Spülen mit Lösungsmitteln z. B. Aceton oder durch Nachbelichten und Spülen mit Entwickler entfernt werden.

Beispiel 2

Eine 50 /U dicke biaxial verstreckte, elektronisch ge-

2 lochte Polyesterfolie mit 8000 Loch/cm und 50 U Loch-

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durchmesser wurde mit der negativ-arbeitenden, eine polymere Diazo-Verbindung enthaltenden Siebdruck-Kopierlösung SN 11 (Kalle AG) durch Aufräkeln beschichtet und getrocknet. Dieses so vorbeschichtete lichtempfindliche lagerfähige Siebdruckmaterial wurde unter einer positiven Vorlage belichtet und an den unbelichtet gebliebenen Stellen mit Wasser aufentwickelt und wie in Beispiel 1 beschrieben zum Drucken verwendet. Mit der Lösungsmittelfarbe Maraplast Lasurrot wurde eine scharfe Wiedergabe der Vorlage auf dem Druckpapier erhalten. Mit Cyclohexanon kann das Sieb von der Farbe gereinigt und mit oxydierend wirkenden Mitteln sauer oder alkalisch wie üblich entschichtet werden.

Beispiel 3 '.- -

Eine auf den Siebdruckrahmen aufgespannte 120 yu dicke elektronisch perforierte Aluminiumfolie mit 3000 Loch

pro cm und 60 ^u Lochdurchmesser wurde mit der in Beispiel 2 beschriebenen Kopierlösung, sensibilisiert. Auch dieses Material kann zum Siebdruck verwendet werden*

Beispiel *l

Eine Polyurethan-vernetzte Alginat-Isoporenmembran als Lochfolie von 80 _/U Dicke, 45 /U Lochdurchmesser und 2500 Loch pro cm wurde mit der Cinnamat enthaltenden

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Photopolymer-Kopierlösung Copyrex von Agfa durch einige Minuten Tauchen beschichtet, getrocknet, belichtet und entwickelt durch einige Minuten Bewegen in einem 1 :" 1 Gemisch von Äthylacetat-Buthylacetat. Wenn die letzten Poren der Bildpartien geöffnet sind, wird mit Essigester nachgewaschen und getrocknet. Ein kleiner Siebdruckrahmen wurde mit diesem Material bespannt und zum Drucken Siebdruekfarben verwendet, die um die Hälfte verdünnt worden waren.

Beispiel 5

Eine 100 .u dicke elektronisch gelochte Stahlfolie mit

2
8000 Loch pro cm vom Lochdurchmesser 50 u wurde mit einer Siebdruck-Kopierlösung beschichtet, die als lichtempfindliche Verbindung Diphenylamin-Diazonium-Salz und

_Ä Formaldehyd enthält. Damit wird wie bei Beispiel 2 eine Siebdruckform hergestellt.

Beispiel 6

Eine nach dem Kendall-Verfahren hergestellte 20 ,u dicke biaxial ve rstreckte Polyester-Lochfolie mit 50 Loch pro

2
cm und 300 .u Lochdurchmesser wurde mit der gleichen Kopierlösung wie in Beispiel 2 doppelt beschichtet und getrocknet. Auch mit diesem Siebdruckmaterial können großflächige Motive gedruckt werdr-n.

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Beispiel 7

Eine 50 .u dicke biaxial verstreckte und einseitig mit Aluminium bedampfte elektronisch perforierte Polyester-

2 folie mit 50 .u Lochdurchmesser und 10000 Loch pro cm wurde ausreichend mit der Negativ-Kopierlösung SN 59 der Kalle AG beschichtet, die eine lichtempfindliche Azido-Verbindung enthält. Dieses Material wurde auf der Polyester-Seite unter einer positiven Vorlage belichtet, mit Methanol entwickelt und dann wie üblich druckfertig gemacht. Die fette, in Lösungsmittel gelöste Siebdruckfarbe wurde an der Polyester-Seite aufgeräkelt und druckte von der Aluminium-Seite dieser Siebdruckform.

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Claims

KALLE AKTIENGESELLSCHAFT - Unsere Zeichen Tag Blatt K 1797 PP-Ku-eb 30.11.1967 .*6 Patentansprüche

1.j Schablonenträger für Siebdruck,

dadurch gekennzeichnet,

daß er aus einer Lochfolie aus Kunststoff oder Metall besteht.

2. Schablonenträger gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Lochfolie aus biaxial verstreckter Polyester-Folie besteht, die durch Elektronenstrahlen perforiert ist.

3. Schablonenträger gemäß Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Lochfolie aus Stahl besteht.

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