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Druckgerät
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Die Erfindung betrifft ein Druckgerat mit einem farbdurchlassigen
Schablonenträger und einer Vorrichtung zum Durchdrücken von auf einer Seite des
Schablonenträgers befindlicher fließfähiger Farbe durch den Schablonenträger.
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Bei bekannten Geräten dieser Art wird die Farbe durch ein Drucksieb,
das durchlässige und undurchlässige Bereiche hat
und dadurch eine
Druckschablone bildet, mittels einer reAativ zum Drucksieb bewegten Rakel durchgequetscht,
wobei die Rakel dabei gleichzeitig das Drucksieb an das zu bedruckende Material
anpreßt. Von Nachteil bei den bekannten Geräten ist unter anderem, daß die Rakel
von Zeit zu Zeit eine sorgfältige Bearbeitung durch Abschleifen erfordert und daß
insbesondere bei automatisch arbeitenden Maschinen der Aufwand für die die Rakel
bewegende Mechanik sehr hoch ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile zu vermeiden.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf einer Seite des Schablonenträgers
ein abgedichteter Raum vorgesehen ist, daß der Schablonenträger von einem im Raum
angeordneten farbdurchlässigen Stützkörper im wesentlichen im gesamten druckenden
Bereich des Schablonenträgers unterstützt ist, und daß eine Vorrichtung zum Erzeugen
eines vorbestimmten hydrostatischen Drucks der im Raum enthaltenen Farbe vorgesehen
ist. Die erforderliche Abstützung des Schablonenträgers erfolgt hierbei also durch
den Stützkörper, wogegen das Durchpressen der Farbe durch Anwendung eines ausreichend
hohen hydrostatischen Drucks bewirkt wird.
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Die Erfindung weist folgende Vorteile auf: Im Vergleich zu Geräten
mit Rakeln ist eine wesentlich raschere Druckfolge möglich, weil der Zeitbedarf
für die Rakelbewegung während des Drucks entfällt. Ein großes Problem bei den bekannten
Geräten war bisher die Einstellung der Trocknungseigenschaften der Siebdruckfarben,
da diese
einerseits unter normalen Arbeitsplatzbedingungen nicht
in den nach dem jeweiligen Druckvorgang offenen Siebmaschen eintrocknen dürfen,
und andererseits die fertigen Drucke aus wirtschaftlichen Gründen rasch getrocknet
werden müssen.
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Eine Hitzebehandlung für die Trocknung ist meist nur begrenzt möglich,
da sich die meisten Bedruckstoffe bei Wärme ändern, zum Beispiel schrumpfen. Demgegenüber
bilden sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Verwendung eines Drucksiebs
keine offenen Maschen, weil im genannten Raum auch nach einem Druckvorgang noch
Farbe vorhanden ist, und zwar im Bereich der gesamten Fläche des Drucksiebs. Die
Druckfarben können daher wesentlich rascher trocknend eingestellt werden. Dadurch
sinkt der Energieaufwand für die Trocknung und es können Druckfarben mit geringerem
Lösungsmittelanteil verwendet werden, wodurch eine Rohstoffersparnis und eine geringere
Umweltbelastung durch Lösungsmitteldämpfe erreicht werden. Schließlich entfallen
die Arbeiten für Auswechsezn, Nachschleifen und Nachjustieren der verschleißanfälligen
Rakelblätter aus Gummi bei den bekannten Geräten.
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Bei einer Ausführungsform ist zur Erzeugung des hydrostatischen Drucks
eine Pumpe, insbesondere eine Dosierpumpe vorgesehen, die mit dem genannten Raum
in Verbindung ist.
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Diese Pumpe fördert aus einem Vorratsbehälter Farbe, vorzugsweise
jeweils eine genau einstellbare Menge von Farbe, und zwar dann, wenn der Schablonenträger
des Geräts an das zu bedruckende Material fest angepreßt ist, so daß sich ein sauberer
Druck ergibt. Ist das Gerät im Abstand von der zu bedruckenen Unterlage, so fördert
die Pumpe dagegen nicht,
der hydrostatische Druck im genannten Raum
entspricht dann im allgemeinen etwa dem umgebenden Luftdruck, und die Viskosität
der Druckfarbe und die Feinheit des Schablonenträgers sind so aufeinander abgestimmt,
daß dabei keine Druckfarbe durch den Schablonenträger hindurch nach außen dringt.
Die Menge der von der Dosierpumpe pro Druckvorgang zu fördernden Farbe hängt von
der Flächengröße der durch die Druckschablone gebildeten Abbildung ab, außerdem
von den Eigenschaften des zu bedruckenden Materials, beispielsweise davon, ob es
sich um eine glatte Metallplatte oder einen porösen textilen Stoff handelt.
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Bei einer anderen Ausführungsform ist dagegen ein Druckbehälter vorgesehen,
der über ein steuerbares Ventil mit dem genannten Raum in Verbindung ist. Hier kann
durch die Länge der Zeit, während der das Ventil offen ist, die Menge der aus dem
Druckbehälter nachfließenden Farbe bestimmt werden.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der genannte Raum ein
veränderbares Volumen auf. Hier dient also die Veränderung dieses Volumens, mindestens
zum Teil, dazu, aus diesem Raum Farbe durch den Schablonenträger auf die zu bedruckende
Unterlage zu bringen. Gemäß einer Ausführungsform kann in dem Raum ein Druckkolben
angeordnet sein, der ins Innere des Raums bewegbar ist. Diese Bewegung kann bei
jedem einzelnen Bedruckvorgang schrittweise erfolgen. Es kann eine ganze Wand, vorzugsweise
die parallel zum Schablonenträger verlaufende, diesem gegenüberliegende Wand bewegbar
sein und somit den Druckkolben bilden.
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Bei iner anderen Ausführungsform dagegen ist der Schablonentäger durch
den Stützkörper nachgiebig abgestützt, derart, daß beim Anpressen des Schablonenträgers
an eine zu bedriickende Fläche der Schablonenträger im Sinne einer Verkleinerung
des Volumens des Raums bewegt wird. Der Schablonenträger bildet somit sozusagen
einen Druckkolben, der Farbe aus dem Raum durch die offenen Bereiche des Schablonenträgers
nach aussen treten läßt.
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Bei den zuletzt geschilderten Ausführungsformen, bei denen das Volumen
des Raums veränderbar ist, kann man den Raum nach mehreren Bedruckvorgängen wieder
neu mit Farbe befüllen, oder aber es ist ein Vorratsbehälter an den Raum angeschlossen,
der in den Pausen zwischen den Bedruckvorgängen mit dem Raum in Verbindung steht
und Farbe in den Raum nachliefert. Dieses Nachliefern muß mit ausreichend geringem
Druck erfolgen, um ein Austreten von Farbe durch den Schablonenträger zu vermeiden.
Ein automatisches Sperren der Verbindungsleitung zwischen dem Vorratsbehälter und
dem Raum während des Druckvorgangs kann vorzugsweise durch ein Riickschlagventil,
das in der Verbindungsleitung angeordnet ist, erfolgen, oder durch ein gesteuertes
Ventil.
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In vielen Fallen wird es zweckmässig sein, den Stützkörper so auszubilden,
daß er insgesamt farbdurchlässig ist. In besonderen Fällen kann es jedoch ausreichen,
wie bei einer Ausfiihrungsform der Erfindung vorgesehen, wenn der Stützkörper in
seinem dem Schablonenträger benachbarten Bereich etwa parallel zur Ebene des Schablonenträgers
farbdurchlässig
ist. Dann kann Farbe von der Seite her in den
farbdurchlässigen Bereich des Stützkörpers gelangen und vom Stützkörper her zum
Schabionenträger gelangen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der Stützkörper im wesentlichen
starr,also inkompressibel. Dabei kann es zweckmässig sein, ihn an seiner am Schablonenträger
anliegenden Seite geringfügig elastisch auszubilden, um ein einwandfreies Anpressen
des Schablonenträgers an den zu bedruckenden Gegenstand zu erleichtern, insbesondere,
wenn dieser selbst starr ist.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Stützkörper eine
im wesentlichen parallel zum Schablonenträger verlaufende Lochplatte auf. Diese
dient dazu, die von der dem Schablonenträger abgewandten Seite her zugeführte Druckfarbe
zum Schablonenträger zu leiten. Um eine gleichmäßige Versorgung des Schablonenträgers
zu erreichen, ist es dabei je nach der Feinheit der Druckvorlage und der Feinheit
der Lochung der Lochplatte zweckmässig oder notwendig, zwischen dem Schablonenträger
und der Lochplatte noch eine Anordnung vorzusehen, die ein Verteilung der Farbe
in einer Richtung parallel zum Schablonenträger ermöglicht, beispielsweise ein oder
mehrere Lagen von feinen Gittern, die vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt sind.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist der genannte Raum mindestens
teilweise mit einem saugfähigen Polster ausgefüllt. Dieses Polster kann dazu dienen,
die Abgabe der Druckfarbe beim Druckvorgang zu vergleichmässigen. Als Polster kommt
jedes geeignete Material in Prage, es kann schwammähnlich sein oder aus Fasern geeigneten
Materials bestehen.
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Bei einer Ausführungsform der Erfindung liegt das Polster unmittelbar
am Schablonenträger an. Es bildet dann mindestens einen Teil des Stützkörpers. Das
Polster kann seinerseits durch eine innerhalb des Raums angeordnete starre Unterstiitzung
abgestützt sein oder auch den Raum vollständig ausfüllen. Diese Ausführungsform
mit am Schablonenträger anliegendem Polster bewirkt beim Anpressen des Schablonentragers
an den zu bedruckenden Gegenstand, daß Farbe aus dem Polster herausgequetscht wird
und durch den Schablonenträger hindurch auf die zu bedruckende Unterlage gelangt.
Es ist hierbei also nicht erforderlich, bei jedem Druckvorgang Farbe unter Druck
in den genannten Raum einzuführen, sondern die Farbzuführung kann entweder von Zeit
zu Zeit oder im Zwischenraum zwischen zwei jeweils aufeinander folgenden Druckvorgängen
erfolgen, wie dies oben für den in seinem Volumen veränderbaren Raum erläutert wurde.
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Insbesondere dann, wenn die Anordnung so getroffen ist, daß bei dem
Druckvorgang nur verhaltnismäßig wenig Farbe pro Flächeneinheit aus dem Polster
herausgedrückt wird, kann es vorkommen, daß bei Verwendung eines Drucksiebs als
Schablonentrager diese Farbe entlang den feinen Päden des Drucksiebs auf die zu
bedruckende Unterlage gelangt, wodurch sich ein rasterartiges Druckbild ergibt.
Um dies zu vermeiden, kann es gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zweckmässig
sein, wenn ein weitgehend strukturloser Schablonentrager, also ein maschenloser
Schablonenträger" verwendet wird; lls Material hierzu hat sich Zigarettenpapier
als geeigntt er'wiesen; dieses ist sehr glatt und gut fiir die
Farbe
durchlassig. An denjenigen Stellen, an denen die Druckmaske farbdurchlässig ist,
entsteht daher ein gleichmäßiger strukturloser Farbauftrag auf dem zlt bedruckenden
Gegenstand.
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Diejenigen Ausführungsformen der Erfindung, bei denen ein saugfähiges
Polster vorgesehen ist, erfordern es nicht unbedingt, daß der das saugfähige Polster
aufnehmende Raum nach außen abgedichtet ist. Es ist lediglich erforderlich, daß
das saugfähige Polster so viel Farbe aufnehmen und bii DruckvQrgang so viel Farbe
durch den Schablonentrazer hindurch nach außen s gegebenenfalls auch unterstützt
durch Kapillarwirkung abgeben kann, daß für den betreffenden Anwendungsfall ein
zufriedenstellender Bedruckvorgang erzielt wird. Von Zeit zu Zeit wird das Polster
mit Farbe versorgt, Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand
der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, und aus den Ansprüchen.
Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebiger
Kombination bei einer AusflihrurlgBform der Erfindung verwirklicht sein.
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Es zeigen Fig. 1 eine Explosionsdarstellung in perspektivischer Ansicht
eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Gerätes, jedoch ohne die Einrichtung
zur Zuführung von Druckfarbe,
Fig. 2 einen Schnitt durch das Gerät
von Fig. 1 im zusammengesetzten Zustand sowie schematisch die Darstellung einer
Einrichtung zur Zuführung von Farbe.
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Das in Fig. 1 gezeigte Gerät weist einen Rahmen 1 von im wesentlichen
quadratischer Gestalt auf, der ein bis auf die gerundeten Ecken quadratisches Fenster
2 aufweist. An der Unterseite des Rahmens 1 ist das Drucksieb 4 festgeklebt und
füllt das Fenster 2 aus. Das Drucksieb besteht in bekannter Weise aus einem äußerst
feinen Gewebe, das mit einer farbundurchlässigen diinnen Schicht versehen ist, die
Aussparungen entsprechend der durch das Druckverfahren herzustellenden Abbildung
oder Beschriftung hat. Diese Aussparungen können bekanntlich durch Fototechniken
hergestellt werden. Oberhalb des Drucksiebs 4 befinden sich drei feine Kunststoffgitter
5, 6 und 7, auf diesen liegt eine Lochplatte 8, die einen nicht gelochten, den gelochten
Bereich 9 begrtnzenden nach oben hochragenden Rand 10 aufweist. Die Lochplatte 8
ist an ihrer Unterseite eben. Ihre Außenkontur entspricht der Innenkontur des Fensters
2, so daß die Lochplatte mit einem zum Zusammenbau erforderlichen geringen Spiel
in das Fenster 2 eingesetzt werden kann. Dabei befinden sich zwischen dem Drucksieb
4 und der in Fig. 1 nicht sichtbaren ebenen Unterseite der Lochplatte 8 die drei
Kunststoffgitter 5, 6 und 7.
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Eine Deckplatte 12 trägt in ihrer Mitte einen Schraubanschluß 13 zum
Anschrauben einer Rohr-oder Schlauchleitung.
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Mit <chrauben 15, die durch Bohrungen 16 in der Deckplatte 12 hindurchgehen
und in mit diesen fluchtende Gewindelöcher
17 im Rahmen 1 eingreifen,
wird das in Fig. 1 gezeigte Gerät im zusammengesetzten Zustand zusammengehalten.
Dabei ist zweckmässigerweise, wie Fig. 2 zeigt, zwischen den einander zugewandten
Seiten des Rahmens 1 und der Deckplatte 12 ein Dichtring 18 aus Gummi oder einem
geeigneten Kunststoff angeordnet, der den Rahmen 10 der Lochplatte 8 umgibt und
dafür sorgt, daß die durch den Schraubanschluß 13 ins Innere des Geräts gelangende
Farbe das Gerät nur durch das Drucksieb 4 hindurch verlassen kann.
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In Fig. 2 ist angedeutet, daß am Schraubanschluß 13 eine Schlauchleitung
20 angeschlossen ist, die zur Druckseite einer Dosierpumpe 21 führt, deren Saugseite
über eine weitere Schlauchleitung 22 mit einem Vorratbehälter 23 für die zum Drucken
verwendete Farbe 24 verbunden ist. Die Schlauchleitung 20 ist ausreichend druckfest
für den von der Dosierpumpe 21 erzeugten Druck.
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Eine Steuereinrichtung 25 ist über eine elektrische Leitung 26 mit
einem mechanischen Taster 27 verbunden, dessen Taststift 28 etwas nach unten über
die Ebene des Drucksiebs 4 vorragt. Wird das Gerät auf eine zu bedruckende Unterlage
fest aufgesetzt, so wird der Taststift 28 soweit in den Taster 27 eingeschoben,
daß dieser ein elektrisches Signal an die Steuervorrichtung 25 abgibt, die daraufhin
über eine elektrische Leitung 30 an die Dosierpumpe 21 ein elektrisches Signal abgibt,
das diese veranlaßt, einen Hub auszuführen und dadurch eine einstellbare, genau
vorbestimmte Menge von Farbe durch die Schlauchleitung 20 zu fördern.
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Diese Menge an Druckfarbe wird dann auch durch das Drucksieb
4
nach unten herausgedrückt und auf die zu bedruckende Unterlage aufgebracht.
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Vom Inneren des Schraubanschlußes 13 gelangt die Druckfarbe in einen
Innenraum 35, der begrenzt ist durch die Oberseite des gelochten Bereichs 9, durch
die Innenseite des Rands 10 und durch die Unterseite der Deckplatte 12. In diesem
Innenraum 35 kann sich die Druckfarbe nahezu widerstandslos nach allen Seiten ausbreiten
und gelangt durch die in Fig. 1 angedeuteten Löcher 11 der Lochplatte 8 zur Unterseite
der Lochplatte, von wo aus sich die Farbe infolge des Vorhandenseins der Gitter
5, 6 und 7 jeweils wieder seitlich vertei-len kann, so daß das Drucksieb 4 gleichmässig
mit Druckfarbe versorgt wird. Nach derzeitiger Auffassung ist es ansjuf treben,
den Strömungswiderstand innerhalb des in Fig. 1 gezeigten Geräts vom Schraubanschluß
13 bis zu allen durchlässigen Bereichen des Drucksiebs 4 etwa annähernd gleich,
vorzugsweise jedoch relativ klein zu machen.
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Beim zusammengesetzten Gerät besteht zwischen der Unterseite der Deckplatte
12 und der Oberseite des Rahmens 1 noch ein gewisser Zwischenraum, der es gestattet,
je nach den Anforderungen die Deckplatte mehr oder weniger stark gegen den Rahmen
1 zu pressen, so daß infolge der von der Deckplatte 12 auf die Lochplatte 8 und
die Gitter 5, 6, 7 ausgeübten Anpreßkraft auch das Drucksieb 4 geringfügig aus der
Öffnung des Fensters 2 nach unten herausgedrückt werden kann. Dies kann vorteilhaft
sein, wenn mit dem in Fig. 1 gezeigten Gerät eine völlig starre ebene Fläche bedruckt
werden soll, weil dann jedenfalls der druckende Bereich des Drucksiebs 4
an
diese Pläche angepreßt werden kann und gleichzeitig infolge der vorhandenen Federeigenschaften
der Kunststoffgitter 5 bis 7 auch bei einem geringfügigen Verkanten des Geräts noch
eine gleichmässige Anlage des Drucksiebs 4 an der zu bedruckenden Oberfläche gewährleistet
ist.
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Das dargestellte Gerät kann im einfachsten Fall von Hand an eine zu
bedruckende Unterlage angepreßt werden, im allgemeinen wird man es jedoch in eine
Maschine einbauen, die den Anpreßvorgang und ggf. auch den Wechsel der zu bedruckenden
Vorlage automatisch durchführt. Es versteht sich, daß in diesem Fall die die Dosierpumpe
21 steuernden Signale auch auf andere Weise erzeugt werden können als in Fig. 2
dargestellt ist.
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Der bei dem Gerät oberhalb des Drucksiebs 4 vorgesehene abgedichtete
Raum wird durch die Innenwand des Pensters 2, den Dichtring 18 und die Unterseite
der Deckplatte 12 begrenzt.
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Der Rahmen 1 und die Deckplatte 12 sind aus einer 5 mm dicken Kunststoffplatte
mit einer Länge und Breite von jeweils 8 cm hergestellt. Die Lochpatte 8 ist auf
einer Kunststoffplatte mit einer gleichen Dicke hergestellt, wobei der gelochte
Bereich 9 eine Dicke von etwa 3,5 mm hat. Das Drucksieb 4 ist bedeutend feiner als
in der Zeichnung angedeutet ist, es weist etwa 140 yäden/cm auf. Dieses Drucksieb
ist erheblich feiner, als es beim üblichen Rakel-Siebdruck verwendet wird, und zwar
etwa 3 -4 mal feiner. Durch diese große Peinheit und den dadurch bewirkten relativ
großen
Strömungswiderstand des Drucksiebs (im Vergleich zu bekannten
Drucksieben) wird auch dazu beigetragen, daß dann, wenn die Dosierpumpe 21 nichts
fördert, keine Druckfarbe aus dem Drucksieb 4 nach unten ausfließen kann, obwohl
sich innerhalb des Geräts noch Farbe befindet. Die Kunststoffgitter 5 -7 haben eine
Maschenweite von etwa 20 Fäden/cm und eine Stärke von etwa 0,3 mm. Das Gerät eignet
sich besonders zum Bedrucken von Textilien.
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Die beschriebene Vorrichtung ist so dargestellt worden, daß das Drucksieb
4 nach unten weist und daß sich der abgedichtete Raum somit oberhalb des Drucksiebs
befindet. Die Vorrichtung kann aber auch in beliebigen anderen Stellungen zum Drucken
verwendet werden, beispielsweise kann beim Drucken das Drucksieb 4 sich in einer
senkrechten Ebene befinden, oder aber es kann während des Druckvorgangs nach oben
weisen.
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3eim beschriebenen Ausführungsbeispiel ändert sich der hydrostatische
Druck, unter dem die Farbe steht, und zwar ist er während des Druckvorgangs am größten.
Man kann jedoch auch den hydrostatischen Druck wenigstens annähernd konstant halten,
wenn dafür gesorgt ist, daß der Schablonenträger einen so großen Strömungswiderstand
hat, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Druckvorgängen nicht so viel Farbe durch
den Schablonenträger hindurch nach außen dringt, daß sich hierdurch ein unsauberer
Druck ergibt.
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