DE1917304C

DE1917304C - Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone

Info

Publication number: DE1917304C
Application number: DE19691917304
Authority: DE
Inventors: David Charles Kokomo Ind Heilman (V St A )
Original assignee: Motors Liquidation Co
Current assignee: Motors Liquidation Co
Priority date: 1968-04-11
Filing date: 1969-04-03
Publication date: 1973-08-02

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone, die ein Metallsieb in haftfester Verbindung mit einem als Schablone dienenden Metallblech aufweist. Das Metallblech dient dabei als eine die Lebensdauer der Siebdruckschablone erhöhende Verstärkung.

Es ist bekannt für die Herstellung derartiger Siebdruckschablonen (deutsches Gebrauchsmuster 868 738) ein Metalbieb und eine Kupferfolie mit einer Bimetall-Legierung in einem Galvanobad zu überziehen. Danach wird das Metallsieb auf die kupferfolie geschweißt, gelötet oder unter Hitze aufgepreßt. Dann wird auf die glatte Seite, d. h., auf die von dem Sieb abgelegenen Seite der Kupferfolie ein Kopierlack aufgebracht, in den das Druckmotiv einkopiert wird. Die mit dem Kopierlack beschichtete Seite der Kupferfolie wird anschließend entwickelt, und die freigelegten Teile der Kupferfolie werden ausgeätzt.

Da bei der Herstellung der bekannten Siebdruckschablone einerseits ein Schweiß- oder Lötvorgang und andererseits eine Ausätzung der mit dem Metallsieb in Verbindung stehenden Kupferfolie erforderlich ist, wird das Sieb schon während des Herstellvorgangs erheblichen Beanspruchungen unterwerfen, die zu Verformungen und Oberflächenveränderungen bei dem Sieb führen können. Weiterhin ist das Druckmotiv lediglich in der Kupferfolie ausgeätzt, während das mit der Kupferfolie haftfest verbundene Metallsieb völlig frei ist, so daß einerseits die Ränder des Druckmotivs nur von geätzten Metallrändern gebildet werden und andererseits das frei liegende Metallsjeb bei den Druckvorgängen blank auf dem zu bedruckenden Grund aufliegt. Eine solche Siebdruckschablone ist für die Wiedergabe von Druckmotiven, bei denen es auf die genaue Wiedergabe von Feinheiten, wie beispielsweise bei der Herstellung von gedruckten Miniaturschaltungen ankommt, nicht geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer verstärkten Siebdruckschablone, deren Ränder gradliniger und schärfer bind als bei bekannten verstäikten Siebdruckschablonen.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß ein Metallsieb mit einer lichtempfindlichen KunststofTemulsion überzogen wird, daß eine Metallschablone auf einer Seite des Metallsiebes gleichmäßig in die noch feuchte Kunststoffemulsion gedruckt und während deren Trocknung unter Druck gehalten wird, ciaß eine positive Vorlage auf der gegenüberliegenden Seite des Metallsiebes in Ausrichtung mit den Aussparungen der Metallschablone belichtet wird und daß die nicht belichtete Kunststoffschicht ausgewaschen wird.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß die Ränder frei von treppenförmig ausgebrochenen Absätzen entsprechend der Maschengröße des Metallsiebes sind, da durch das Anliegen der lichtempfindlichen Schicht an der Metallschablone ein Ausbrechen bis zum nächsten Maschenrand verhindert wird.

Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die Metallschablone aus einem dünnen Blech aus rostfreiem Stahl in der Weise hergestellt wird, daß das Blech mit einer lichtempfindlichen Emulsion überzogen wird, daß durch die positive Vorlage die Emulsion belichtet wird, daß die nicht belichteten Stellen der Schicht ausgewaschen werden und daß das Blech mit einer Eisen(III)-chIorid-Lösung durchgeätzt wird. Bevorzugt weist dabei das Blech aus rostfreiem Stahl eine Dicke von 0,025 bis 0,1 mm auf und besteht das Metallsieb ebenfalls aus rostfreiem Stahl.

Vorteilhafterweise besteht die lichtempfindliche Kunststoffemulsion aus einem Gemisch aus Polyvinyl-Acetat, Polyvinyl-Alkohol und einem lichtempfindlichen Zusatz.

Bei einer bevorzugten Verfahrensform wird die lichtempfindliche KunststofTemulsion unter Druck durch Aufheizen des Metallsiebes und der Metallschablone auf etwa 50° C getrocknet.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung beispielsweise beschrieben; in dieser zeigt

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F i g. 1 in auseinandergezogener perspektivischer Darstellung ein mit einer Kunststoifemulsion überzogenes Mctallsieb und eine Metallschablone, wobei ein Schritt des Verfahrens dargestellt ist,

F i g. 2 eine geschnittene perspektivische Ansicht des Metallsiebes und der Metallschablone sowie eine Möglichkeit, die Teile zusammenzudrücken.

Fig. 3 eine geschnittene perspektivische Ansicht des Metalbiebes und der Metallschabione sowie einer positiven Vorlage, die belichtet wird,

Fig. 4 eine geschnittene perspektivische Ansicht des Metallsiebes und der Metallschablone wahrend des Entwickeins und

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß hergestellten Siebdruckschablone.

Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich zur Herrteilung von Siebdruckschablonen verwenden, die für alle möglichen Zwecke benutzt werden, jedoch ist es besonders zum Herstellen von Siebdruckschablonen geeignet, die für Jas Drucken von elektrischen Schaltungen vorgesehen sind

Beim ersten Verfahrensschritt wird eine Metallschablone 10, die mit einer oder mehreren Aussparungen 12 entsprechend dem zu druckenden Muster vorgesehen ist, aus einem massiven Metallblech hergestellt. Vorzugsweise wird dabei rostfreier Stahl verwendet, jedoch sind auch Messing, Kupfer oder andere Metalle geeignet. Die Dicke des Bleches sollte im Bereich von 0,025 bis 0,1 mm liegen. Das Schablonenmuster kann mit jedem geeigneten Verfahren hergestellt werden; bei der erläuterten Verfanrensform wird ein Fotoätzverfahren angewendet.

Nach Fig. 1 wird ein Metallsieb 14, das größer als die Metallschablone 10 ist, sorgfältig mit einer lichtempfindlichen Kunststoffemulsion 16 überzogen. Dann wird die Metallschablone 10 auf die Kunststoffemulsion aufgelegt, während¹ diese noch feucht ist. Bc'm nächsten Schritt wird auf die Metallschablone 10 und das Metallsieb 14 ein gleichmäßiger Druck ausgeübt und dabei die Kunststoffemulsion getrocknet. Eine Möglichkeit, wie der Druck auf die Metallschablone 10 und das Metallsieb 14 aufgebracht werden kann, ist in Fig. 2 gezeigt. Danach wird auf jede Seite der aus Metallschablone und Metallsieb bestehenden Einheit eine Folie 18 aus Polyäthylen-Terephthalat aufgelegt, worauf dann auf die obere Folie 18 ein ebenes Gewichtstück 20 aufgelegt wird, das größer als die Metallschablone ist. Der gesamte Stapel liegt dabei auf einer Glasscheibe 22 auf. Die Folie 18 schützen die Kunststoffemulsion 16 und verhindern ein Anhaften der Kunststoffemi'lsion am Gewicht 20 und an der Glasscheibe 22. Die Kunststoffemulsion trocknet anschließend bei Raumtemperatur oder in kürzerer Zeit bei erhöhter Temperatur aus. Wenn die Kunststoffemulsion getrocknet ist, werden Metallsieb und Metallschablone zwischen den Folien herausgenommen, und es wird, wie es Fig. 3 zeigt, eine positive Vorlage24 des Schablonenmusters auf der der Metallschablone gegenüberliegenden Seite gegen das überzogene Metallsieb belegt. Die Vorlage 24 ist in dem Teil 24 a, der der Aussparung 12 in der Metallschablone entspricht, undurchsichtig, während der Teil 24 b außerhalb der Aussparung 12 durchsichtig ist. Die Kunststoffemulsion 16 wird dann durch die Vorlage 24 hindurch Licht ausgesetzt, so daß sie im Bereich außerhalb der Aussparung 12 ausgehärtet wird. Nach dem Ab-. nehmen der Vorlage24 wird die Kunststoffemulsion 16, wie in Fig. 4 gezeigt ist, entwickelt, und zwar durch Auswaschen der nicht belichteten Kunststoifemnlsion mittels eines Lösungsmittels. Die hergestellte Siebdruckschablone ist in Fig. 5 dargestellt. Fig. 5 zeigt, daß das Metallsieb 14 abgesehen von dem durch die Aussparung 12 in der Metallschablone 10 festgelegten Bereich durchgehend mit der Kun-.tstoffemulsion 16 überzogen ist und daß die mit di-m Metallsieb haftfest verbundene Metallschablone 10

ίο das Muster in der Kunststolfemulsion versteift. Die Metallschablone 10 ist mit dem Metallsieb 14 durch die Kunststoffemulsioii 16 verbunden, jedoch kann eine Verstärkung noch dadurch erreicht werden, daß um die äußere Kante der Metallschablone 10 herum eine Raupe 26 aus der Kunststoffemulsion oder aus einem Kunstharzbindemittel gelegt wird.

Für eine Anwendung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind solche Kunststoffemulsionen, die ein:"n spröden, emailleartigen Zustand annehmen, als

ao Verbindungsmittel nicht ■ .mer geeignet, weil beim Gebrauch die Siebdruckschablone durchgebogen wird und dadurch erhebliche Spannungen im Verbindungsmittel auftreten, so daß die Metallschablone sich lösen kann. Deshalb sind die Kun,tstotfemuljionen besonders geeignet, die nach dem Aushärten flexibel sind, so daß eine biegsame Verbindung zwischen den flexiblen Teilen erhalten wird. Eint· solche Kunststoffemulsion ist ein im Handel erhältliches Gemisch aus Polyvinylacetat und Polyvinylalkohol, das durch einen Zusatz von 6 g einer 6". _u igen Lösung von Ammoniumdichromat je 100 g des Gemische lichtempfindlich gemacht wird.

Beispiel

In einem Blech 10 aus rostfreiem Stahl mit einer Abmessung von etwa 50 ^y 75 mm und einer Dicke von etwa 0,025 mm wurde durch Fotoätzung das gewünschte Muster hergestellt. Dazu wurde das Blech aus rostfreiem Stahl mit einer lichiempfindliehen Emulsion überzogen und nach dem Trocknen durch die positive Vorlage 24 hindurch Licht ausgesetzt, worauf dann die nicht belichtete Schicht ausgewaschen und das Blech in einer Eisen(IlI)-chlorid-Lösung geätzt wurde, um den ungeschützten Teil des

4.5 Bleches durchzuätzen und die Aussparung 12 herzustellen. Dann wurde ein Sieb 14 aus rostfreiem Stahl mit einer Seitenlänge von je mehreren Zentimetern sorgfältig mit der KunststofTemulsion überzogen und diese dann ausgetrocknet. Anschließend wurde ein mittlerer Bereich des Siebes, der etwas größer als die Schablone war, abgedeckt, das Sieb belichtet und danach durch Auswaschen in Wasser entwickelt, um die nicht belichtete Emulsion aus dem abgedeckten Teil des Siebes 14 zu entfernen. Dann wurde erneut eine Emulsion auf den mittleren Bereich des Siebes aufgebracht und sorgfältig in das Sieb eingedrückt, wobei der überschüssige Rest durch eine Quetschrolle entfernt wurde. Die Schablone 10 wurde anschließend auf die nasse Emulsion aufgelegt und, wie in F i g. 2 dargestellt ist, mittels eines etwa 1 kp schweren Gewichtstückes 20 mit zwischengelegten Folien 18 angedrückt und die Anordnung während einer Minute in einem Ofen bei etwa 50° C gehalten. Danach wurden das Gewichtstück 20 die Folien 18 abgenommen und die beschichtete Einheit noch für fünf Minuten im Ofen belassen. Anschließend wurden auf der der Schablone gegenüberliegenden Seite des Siebes zwei weitere Schichten der Emulsion auf-

gebracht, die je in der gleichen Weise getrocknet wurden. Vor dem Belichten der neu aufgebrachten Emulsionsschichten wurde auf der der Schablone gegenüberliegenden Seite des Siebes eine überlichtete positive Vorlage des Musters auf die Aussparung 12 in der Schablone ausgerichtet. Da die Vorlage überbelichtet war, war deren undurchsichtiger Teil etwa 0.025 bis 0,05 mm größer als die Aussparung 12. Dadurch wurde sichergestellt, daß bei der fertigen Siebdruckschablone die Emulsion nicht in den Bereich der Aussparung 12 hineinreicht. Auf der anderen Seite des Siebes wurde die Aussparung der Schablone mit einer Maske abgedeckt, worauf dann beide Siebseiten dem Licht ausgesetzt wurden, um die ungeschützte Emulsion auszuhärten. Die Vorlag? und die Maske wurden dann abgenommen und die Siebdruckschablone ausgewaschen, um die nicht belichtete Emulsion zu entfernen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Siebdruckschablone, die ein Metallsieb in haftfester Verbindung mit einem als Schablone dienenden Metallblech aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das MetaJlsieb(14) mit einer lichtempfindlichen Kunststoffemulsion (16) überzogen wird, daß die Metallschablone (10) auf einer Seite des Metallsiebes (14) gleichmäßig in die noch feuchte KunststofTemulsion (16) gedrückt und während deren Trocknung unter Druck gehalten wird, daß eine positive Vorlage (24) auf der gegenüberliegenden Seite des Metallsicbes (14) in Ausrichtui.2 mit den Aussparungen (12) der Metallschablone (10) belichtet wird und daß die nicht belichtete Kunststoffschicht (24a) ausgewaschen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschablone (10) aus einem dünnen Blech aus rostfreiem Stahl hergestellt, das Blech mit einer lichtempfindlichen Emulsion beschichtet, die Emulsion durch die positive Vorlage (24) belichtet sowie an den nicht belichteten Stellen ausgewaschen und das Blech an den von der Emulsion n^;cht mehr überdeckten Stellen mit einer Eisen(III)-chlorid-Lösung durch?eätzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blecn aus rostfreiem Stahl mit einer Dicke von Ü,025 b'S 0,1 mm verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Metallsieb (14) aus rostfreiem Stahl verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine lichtempfindliche Kunststoffemulsion (16) aus einem Gemisch aus Polyvinyl-Acetat, Polyvinyl-Alkohol und einem lichtempfindlichen Zusatz verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindliche KunststofTemulsion (16) unter Druck durch Aufheizen des Metallsiebes und der Metallschablone (10) auf etwa 50° C getrocknet wird.