DE2324372A1

DE2324372A1 - Screen-printing template - combining photo-lack and metal coated patterns

Info

Publication number: DE2324372A1
Application number: DE19732324372
Authority: DE
Inventors: Hans Albert Staps
Original assignee: TEXTILKUNST HERBERT STAPS KG
Current assignee: TEXTILKUNST HERBERT STAPS KG
Priority date: 1973-05-14
Filing date: 1973-05-14
Publication date: 1974-12-05

Abstract

Screen printing template with a pre-fabricated sieve type base, partly surface coated e.g. by a photo-lac, in which the surface including the coating is covered by a metal layer applied non-electrolytically of such thickness that the sieve apertures are not closed off at positions free from the surface coating. The base material may be a woven sieve or a continuous metal sheet with perforations.

Description

Schablone für Siebdruckverfahren Die Erfindung betrifft eine Schablone für Siebdruckverfahren, insbesondere für Rotations- oder Flachdruck. Stencil for screen printing processes The invention relates to a stencil for screen printing processes, especially for rotary or flat printing.

Es sind Schablonen nach dem 'tFotolack-Dessinierungs-Verfahren" bekannt, bei denen auf ein vorgefertigtes Sieb ein lichtempfindlicher Lack so aufgetragen wird, daß die Oberfläche einschließlich aller Sieböffnungen verschlossen ist. Zur Übertragung des Druckmusters wird die Sieboberfläche durch die Vorlage mit Licht bestrahlt, wobei das auf den Fotolack auftreffende Licht den Lack aushärtet. Die lichtundurchlässigen Stellen der Vorlage schützen den Lack vor der Aushärtung. Bei der anschliessenden Entwicklung lassen sich die unbelichteten, nicht ausgehärteten Stellen des Fotolacks herausspülen, so daß an diesen Stellen das Sieb unverschlossen wirksam ist. Infolge der Materialbeanspruchung beim Druckvorgang ist die Lebensdauer solcher Schablonen relativ gering. Die die Sieböffnungen verschließende, nach dem Entwickeln katalytisch oder thermisch ausgehärtete Lackschicht verfügt naturgeiäs nur über eine begrenzte Haftung auf dem Grundmaterial. Diese wird durch den beis Druckprozeß unvermeidlichen chemischen Angriff der Druckfarben sowie der Chemikalien für die Reinigung der Schablonen nach dem Druckprozeß und durch den mechanischen Abrieb durch die Rakelreibung noch weiter vermindert, Dadurch entstehen schon nach kurzer Zeit Löcher in der Lackschicht, was zu erheblicher Minderung der Druckqualität führt. Da die Haftung der Lackschicht in den Maschen des Siebgewebes nur begrenzt ist, kann sich der Fotolack nur in den vollen Maschen halten. Dadurch verläuft der Ubergang zwischen offener und geschlossener Siebfläche nicht geradlinig, sondern es entsteht der sogenannte "Sägezahn-Effekt".There are stencils according to the "photoresist design process" known, where a light-sensitive varnish is applied to a pre-fabricated sieve is that the surface including all sieve openings is closed. To the The screen surface is transmitted through the template with light irradiated, whereby the light hitting the photoresist hardens the lacquer. the opaque areas of the template protect the paint from hardening. at the subsequent development can be the unexposed, uncured Rinse out parts of the photoresist so that the sieve is unlocked at these places is effective. The service life is due to the stress on the material during the printing process such templates are relatively small. The closing of the sieve openings, after Develop catalytically or thermally cured paint layer has natural geiäs only have limited adhesion to the base material. This is through the beis Printing process unavoidable chemical attack of the printing inks as well as the chemicals for cleaning the stencils after the printing process and by the mechanical one Abrasion further reduced by the squeegee friction Time holes in the lacquer layer, which leads to a considerable reduction in print quality. Since the adhesion of the lacquer layer in the mesh of the screen fabric is only limited, the photoresist can only hold in the full mesh. This is how the transition takes place between the open and closed sieve surface is not a straight line, but it arises the so-called "sawtooth effect".

Eine bessere Haltbarkeit als die bekannten Fotolack-Schablonen haben Schablonen nach den galvanoplastischen Dessinierungsverfahren. Bei einem solchen Verfahren -wird das Druckmuster in Form eines elektroisolierenden Kunststoffes so auf eine Metallnatritze aufgebracht, daß sich beln galvanischen Abscheidungsprozeß an den die Matritzenoberfläche isolierenden Punkten kein Metall niederschlägt. Die nach dem JLbscheidungsprozeß von der Matritze abgezogene Schablone weist dann an diesen Stellen das erwUnschte Siebmuster auf. Die so erzeugte bekannte, wegen ihrer Haltbarkeit vorteilhafte Schablone läßt hinsichtlich ihrer Druckeigenschaften bei Nalltstellen (z.B. Rotationsdruck) Wünsche offen.Have a better durability than the well-known photoresist stencils Stencils according to the galvanoplastic design process. With such a Method - the print pattern is in the form of an electrically insulating plastic like this applied to a metal nipple that agate galvanic deposition process no metal precipitates at the points isolating the die surface. the Stencil peeled from the die after the decision process then instructs place the desired screen pattern on these. The well-known created in this way, because of her Durability of the stencil is advantageous in terms of its printing properties Nalltstellen (e.g. rotary printing) wishes open.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrun# eine Schablone zu schaffen, die die Haltbarkeit der galvanoplastisch erzeugten Schablonen und die Vielseitigkeit der nach dem Fotolackverfahren gewonnenen Schablonen aufweist.The object of the invention is to create a template the durability of the electroformed stencils and the versatility the stencils obtained by the photoresist process.

Die Erfindung geht aus von einer Schablone für Siebdruckverfahren mit einen vorgefertigten siebförmigen Grundkörper und einer die Oberfläche des Grundkörpers teilweise (nach vorgegebenden Muster) abdeckenden Überzug, z.B. aus eine Fotolack.The invention is based on a stencil for screen printing processes with a prefabricated sieve-shaped base body and one the surface of the base body partially (according to a given sample) covering coating, e.g. made of a photoresist.

Die Erfindung besteht darin, daß die Oberfläche des Grundkörpers einschließlich des Überzugs mit einer durch stromlose Metallabscheidung aufgebrachten Metallschicht solcher Dicke abgedeckt ist, daß die Sieböffnungen an den Uberzugsfreien Stellen zwar mit einer Metallschicht ummantelt, nicht aber verschlossen werden.The invention consists in that the surface of the base body including of the coating with an electroless metal deposition angry Metal layer of such a thickness is covered that the sieve openings on the coating free Places are coated with a metal layer, but not sealed.

Durch diese Metallschicht werden ctie mit Fotolack verschlossenen Siebflächen vor dem beim Druckprozeß unvermeidlichen Angriff der Druckfarben geschützt. Auch wird der Überzug aus Fotolack vor der mechanischen Beanspruchung, insbesondere der Rakelreibung geschützt. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Schablone setzt den Ausschuß der bedruckten Stoffe wesentlich herab.Through this metal layer, ctie are sealed with photoresist Screen surfaces protected from the inevitable attack of the printing inks during the printing process. The coating of photoresist is also protected from mechanical stress, in particular the squeegee friction protected. The application of the template according to the invention continues the scrap of the printed materials is significantly reduced.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden ein Ausführungsbeispiel und ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schablone an Hand der Zeichnungen beschrieben.For a more detailed explanation of the invention, an exemplary embodiment will be given below and a method for producing the template according to the invention with reference to the drawings described.

Fig. 1 zeigt eine flache Schablone gemäß der Erfindung in Form eines Gewebes mit einem Überzug aus Fotolack Fig. 2 zeigt eine Rotationsschablone aus einem vorgefertigten nahtlosen Metall-Lochsieb Fig. 3 zeigt ein Verfahren zur Herstellung der in Fig. 2 dargestellten Schablone.Fig. 1 shows a flat template according to the invention in the form of a Fabric with a coating of photoresist. FIG. 2 shows a rotary stencil a prefabricated seamless metal perforated screen. Fig. 3 shows a method of manufacture the template shown in FIG.

In Fig. 1 ist eine Schablone mit einem Gewebe 1 dargestellt, welches aus Stoff, Kunststoff und/oder Metall besteht. Das Gewebe 1 ist mit einem Überzug 2 so überzogen, daß die in dem Gewebe vorhandenen Öffnungen 3 zum Teil verschlossen und zum Teil unverschlossen sind. Durch die unverschlossenen Öffnungen tritt beim Drucken der Farbstoff hindurch. Die Verteilung von verschlossenen und unverschlossenen Öffnungen gibt daher das Druckmuster an, die Größe der Öffnungen und ihr gegenseitiger Abstand die Feinheit des Musters. Der Überzug 2 kann durch direkten Auftrag in Form des fertigen Musters geschehen oder durch lichttechnische Aushärtung eines Teiles des vollständigen Überzugs und anschließende Herauslösung des nicht ausgehärteten Teils durch Waschung. Das mit dem ausgehärteten Überzug 2 überzogene Gewebe 1 ist allseitig mit einer Metallschicht 4, insbesondere einer Nickelschicht bedeckt, wobei die Metallschichten auf beiden Seiten des Gewebes 1 miteinander verbunden sind und somit die Gefahr einer Ablösung der Metallschicht verringert ist. Es hat sich gezeigt, daß bereits dünnste Schichten ausreichen, den Überzug 2 vor chemischen und mechanischen Angriffen zu schützen.In Fig. 1, a template is shown with a fabric 1, which made of fabric, plastic and / or metal. The fabric 1 is covered with a cover 2 covered in such a way that the openings 3 present in the tissue are partially closed and are partly unlocked. Through the unsealed openings, the Print the dye through it. The distribution of locked and unlocked Openings therefore indicates the printing pattern, the size of the openings and their mutual Distance the fineness of the pattern. The coating 2 can by direct application in the form of the finished sample or by curing a part using light technology of the complete coating and subsequent dissolution of the uncured Partly by washing. The fabric 1 covered with the cured coating 2 is with a metal layer 4 on all sides, in particular a nickel layer covered, the metal layers on both sides of the fabric 1 connected to one another and thus the risk of the metal layer becoming detached is reduced. It has it has been shown that even the thinnest layers are sufficient, the coating 2 before chemical and to protect against mechanical attacks.

In Fig. 2 ist eine Rotationsschablone mit einem geschlossenen siebförmigen Grundkörper s dargestellt, dessen Sieblöcher 6 von einem Überzug 2 aus einem Fotolack oder einem anderen Überzug aus deckendem Material abgedeckt sind, soweit nicht das Druckmuster einen freien Durchtritt des Farbstoffes durch die Sieblöcher 6 erfordert. Die innere und äußere Oberfläche des Grundkörpers 5 einschließlich des Überzugs 2 ist durch eine Metallschicht 4 bedeckt. Diese Metallschicht 4 greift durch die unbedeckten Sieblöcher 6 hindurch, so daß die Metallschicht 4 der inneren und äußeren Oberflächen miteinander verbunden sind.In Fig. 2 is a rotary template with a closed screen-shaped Basic body s shown, the sieve holes 6 of which are covered by a coating 2 made of a photoresist or another covering made of opaque material, unless that Printing pattern requires a free passage of the dye through the screen holes 6. The inner and outer surface of the base body 5 including the cover 2 is covered by a metal layer 4. This metal layer 4 engages through the uncovered sieve holes 6 through it, so that the metal layer 4 of the inner and outer Surfaces are connected to each other.

Die Oberfläche des Überzugs 2 ist durch Vorbehandlung so ausgebildet, daß auch zwischen Überzug 2 und Metallschicht 4 eine innige Verbindung besteht. Durch die Metallschicht 4 ist es möglich, den Überzug 2 wesentlich dünner zu bemessen als bisher.The surface of the coating 2 is formed by pretreatment so that that there is also an intimate connection between coating 2 and metal layer 4. The metal layer 4 makes it possible to make the coating 2 much thinner as before.

Dadurch wird die Konturenschärfe an den Übergängen von bedeckten und unbedeckten Oberflächen verbessert. Die Metallschicht 4 vermindert sowohl Abnutzungserscheinungen und Beschädigungen an der Außenseite als auch eine Ablösung des Überzugs 2 durch den von der Innenseite beim Druckvorgang durch die Sieblöcher auf den Überzug ausgeübten Druck (Rakelreibung etc.) Fig. 3 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Schablone nach Fig. 2. Ein vorgefertigter Grundkörper mit den für den jeweiligen Anwendungszweck bemessenen Sieblöchern (Größe und Dichte der Sieblöcher) wird bei A mit einem Überzug 2 versehen, z.B. aus einem Fotolack, Dies kann durch das angedeutete Tauchbad geschehen. Der Auftrag kann aber auch in anderer Weise durchgeführt werden, z.B. durch Sprühen, Streichen, Rakeln oder dgl.. Die Dicke des Überzugs 2 wird so gewählt, daß die erforderliche Bedeckung der Oberfläche (Verschließung der Sieblöcher) erreicht wird. Eine Erhöhung der Schichtdicke aus Festigkeitsgründen ist nicht unbedingt erforderlich. Nach Trocknung des Überzugs wird die Schablone entsprechend einer Vorlage belichtet. Dieser Vorgang ist bei B im Prinzip angedeutet.This increases the sharpness of the contours at the transitions between covered and uncovered surfaces improved. The metal layer 4 reduces both signs of wear and damage to the outside as well as a peeling of the coating 2 through that exerted on the cover from the inside during the printing process through the screen holes Pressure (squeegee friction, etc.) FIG. 3 shows a method for producing one according to the invention Template according to Fig. 2. A prefabricated base body with the for the respective The intended use of dimensioned sieve holes (size and density of the sieve holes) is given in A with a cover 2 provided, e.g. from a photoresist, this can done by the indicated immersion bath. The order can also be in another Wise carried out, for example by spraying, brushing, knife coating or the like .. The The thickness of the coating 2 is chosen so that the required coverage of the surface (Closure of the sieve holes) is achieved. An increase in the layer thickness Strength reasons is not absolutely necessary. After the coating has dried the stencil is exposed according to a template. This process is at B indicated in principle.

Durch die Belichtung härtet der Fotolack aus. Sobald dieser Aushärtungsvorgang abgeschlossen ist, wird die Schablone so gewaschen oder gespült, daß die nicht ausgehärteten Stellen des Überzugs sich vom Grundkörper lösen und den nicht belichteten Bereich freigeben. Die so teilweise mit einem Überzug bedeckte und teilweise unbedeckte Schablone wird nach entsprechender Vorbehandlung und Aktivierung der nichtleitenden Oberflächen in einer Nicrelsalzlösung reduktiv allseitig vernickelt, wobei die in die Nickelsalzlösung eingebrachte Schablone als Katalysator die chenische Reduktion auslöst. Da der Niederschlag an allen Stellen der Schablone gleichnäßig erfolgt, genügen schon düzinste Schichten, um den Fotolack zuverlässig vor jeden chemischen und mechanischen Angriff zu schützen. Auf diese Weise entsteht eine Metall-Kunststoff-Verbund-Schablone, die sich durch Konturenschärfe an den Übergangsstellen und eine bisher nicht erreichte Lebensdauer auszeichnet. Die Metallschicht kann wesentlich dünner ausgebildet werden, als die Differenz zwischen der ohne Metallschicht aus Festigkeitsgründen gebräuchlichen Überzüge und der jetzt ausreichenden Dicke des Überzuges.The exposure hardens the photoresist. Once this curing process is completed, the stencil is washed or rinsed so that the not cured Places of the coating detach from the base body and the unexposed area release. The one partially covered with a coating and partially uncovered After appropriate pretreatment and activation of the non-conductive stencil Surfaces are nickel-plated reductively on all sides in a Nicell salt solution, whereby the in the nickel salt solution introduced a template as a catalyst the chemical reduction triggers. Since the precipitation occurs evenly at all points on the template, Even the darkest layers are enough to reliably protect the photoresist from any chemical and protect mechanical attack. This creates a metal-plastic composite stencil, which is characterized by the sharpness of the contours at the transition points and one that has not yet been achieved Service life. The metal layer can be made much thinner, than the difference between that used without a metal layer for reasons of strength Coatings and the now sufficient thickness of the coating.

Bei einem erprobten Verfahren wird die Schablone nach Belichtung und Auswaschung der nicht durch die Belichtung gehärteten Stellen durch Hitze gehartet, beispielsweise 1 Stunde bei 1800.In a tried and tested procedure, the stencil is exposed to and Washing out of the areas not hardened by the exposure hardened by heat, for example 1 hour at 1800.

Danach wird die Schablone in eine Beizlösung bestehend aus Chrom- und Schwefelsäure getaucht, wodurch die Oberfläche (sowohl der ausgehärtete Fotolack, als auch die freiliegenden Siebstellen) aufgerauht werden. Dies geschieht, um bei den nachfolgenden Behandlungsstufen den jeweiligen Chemikalien und schließlich dann dem chemisch abgeschiedenen Metallüberzug gute Haftung auf der Schablone zu ermöglichen.Then the stencil is immersed in a pickling solution consisting of chrome and sulfuric acid, whereby the surface (both the hardened photoresist, as well as the exposed screen areas) are roughened. This is done in order to the subsequent treatment stages the respective chemicals and finally then to enable the chemically deposited metal coating to adhere well to the stencil.

Nach der Beizung wird die Schablone in einer Lösung von Zinn II Clorit sensibilisiert. Ziinin II Clorit wirkt katalytisch fUr die nachfolgende Akivierung, bei der die Schablone in einer Palladiumlösung mit Palladium-Keimen geimpft wird. Die mit Palladium-Keimen vollständig überzogene Schablone löst aufgrund der katalytischen Eigenschaft des Palladiums in der Metallsalzlösung die Metallabscheidung aus. Sobald die Oberfläche der Schablonemollständig mit Nickel bedeckt ist, setzt ein autokatalytischer Prozeß ein, dadurch gekennzeichnet, daß das abgeschiedene Nickel nun selbst katalytisch der Nickelsalzlösung gegenüber wirkt, wodurch ein ununterbrochener Abscheidungsprozeß einsetzt. Der Abscheidungsprozeß wird praktisch nur durch Herausnehmen der Schablone aus der Flüssigkeit oder durch die schließlich einsetzende Verarmung der Metallsalze in der Flüssigkeit beendet.After pickling, the stencil is placed in a solution of tin II chlorite sensitized. Tinine II chlorite acts catalytically for the subsequent activation, in which the stencil is inoculated with palladium seeds in a palladium solution. The stencil, which is completely covered with palladium seeds, dissolves due to the catalytic Property of the palladium in the metal salt solution, the metal deposition. As soon the surface of the template is completely covered with nickel, sets an autocatalytic A process, characterized in that the deposited nickel is now itself catalytic acts against the nickel salt solution, whereby an uninterrupted deposition process begins. The deposition process becomes practical just by removing the stencil from the liquid or from the subsequent depletion of the metal salts ended in the liquid.

Claims

1. Stencil for screen printing with a pre-made screen-shaped Base body and a cover partially covering the surface, e.g. from a Photoresist, characterized in that the surface of the base body including of the coating with a metal layer applied by electroless metal deposition such a thickness is covered that the sieve openings at the coating free places not be locked.

2. Template according to claim 1, characterized in that the sieve-shaped The basic body is a fabric.

3. Template according to claim 1 characterized in that the sieve-shaped The base body is a continuous metal layer with sieve holes.

4. A method for producing a stencil according to claim 1 - 3, characterized in that a) the base body (1,5) is provided with a coating (2) at the points where no printing ink can pass through during printing allowed to cover the sieve holes (3).

b) the surface is pretreated so that it creates an intimate connection the metal layer (4) to be applied enables c) the non-conductive surfaces of the coating (2) are activated so that metals can precipitate.

d) the surface of the stencil is metallized by chemical reduction will.

5. The method according to claim 4, characterized in that the template is introduced into a nickel salt solution, in which it acts as a catalyst a chemical Reduction triggers.

L e r s e i t e