DE60035690T2

DE60035690T2 - Verfahren zur herstellung einer digitalbebilderten schablone für ein siebdruckverfahren

Info

Publication number: DE60035690T2
Application number: DE60035690T
Authority: DE
Inventors: Murray Figov
Original assignee: Kodak IL Ltd
Current assignee: Kodak IL Ltd
Priority date: 1999-06-14
Filing date: 2000-06-13
Publication date: 2008-04-30
Anticipated expiration: 2020-06-14
Also published as: US6927014B1; EP1194816B1; WO2000077576A1; DE60035690D1; EP1194816A1; IL130458A0; CA2376514A1; AU5243900A; IL130458A

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schablone unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung nach Anspruch 1, ein Verfahren zur Herstellung eines Siebdrucks unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung nach Anspruch 3, einen Siebdruckrohling, der in einem Siebdruckverfahren nutzbar ist, nach Anspruch 10.
Die vorliegende Erfindung betrifft Siebdruckverfahren und spezieller ein neues Verfahren zur digitalen Herstellung von Siebdrucksieben unter Verwendung von Tintenstrahldrucktechnologie.
Eines der weitverbreitetsten Druckverfahren verwendet ein Sieb. Grundlage des Siebs ist ein gewebter Faden mit einer netzartigen Lochstruktur. Frühe Siebe wurden aus Seide gefertigt, jedoch wurde Seide teilweise aufgrund der Kosten dieses Materials und teilweise vom Gesichtspunkt der Leistung her durch Nylon, Polyester oder sogar Metall ersetzt. Das Sieb wird selektiv blockiert, sodass Tinte nur in Bereichen, die gedruckt werden müssen, hindurchdringen wird. Siebe liegen in einer Vielfalt von Maschenöffnungen und Dicken vor, abhängig von der jeweiligen Anwendung. Das Sieb dient als Unterlage für das Blockiermaterial, indem es Teile des Blockiermaterials unterstützt, die nicht verbunden sind und ansonsten nicht unterstützt würden. Beispielsweise muss beim Drucken des Buchstabens „O", um zu gestatten, dass Tinte die Außenseite des Buchstabens druckt, ohne die Mitte auszufüllen, Blockiermaterial in der Mitte des Buchstabens vorhanden sein. Das Sieb dient zur Unterstützung dieses Mittenblockiermaterials, sodass es nicht aus der Schablone herausfallen kann. Das Sieb wird auf einem Rahmen aufgespannt und Tinte wird mit einem Rakel auf die Schablone gepresst, sodass sie an den Stellen, wo gedruckt werden muss, auf ein unter das Sieb plaziertes Substrat aufgebracht wird.
Das Siebdruckverfahren wird mit Tinten ausgeführt, die so rezepturiert sind, dass sie an einer großen Vielfalt von Oberflächen haften, und das Druckverfahren selbst kann eine große Formenvielfalt handhaben. Dies macht Siebdruck zum vielseitigsten Druckverfahren, und er wird zum Bedrucken von Textilien, Verpackungen, Porzellan, Glas, Kunststoffen, Holz und Metallen, Leiterplatten und Postern breit angewendet.
Zur Herstellung eines Siebs ist es notwendig, eine Druckvorlage herzustellen, sie dann zu fotografieren, um einen Positivfilm zu produzieren, der dann wiederum dazu verwendet werden kann, das belichtete Muster auf der photosensitiven Siebbeschichtung zu produzieren. Solche Originaldruckvorlagen können jetzt am leichtesten unter Verwendung eines Computers hergestellt werden. Die digitale Information in dem Computer wird dann in einem Gelichter verwendet, um den Positivfilm zu produzieren. Es besteht eine Vielzahl von fotografischen Verfahren des Standes der Technik zum Produzieren der Schablone.
Im Direktverfahren werden Lösungen photosensitiver Beschichtungen direkt auf die Siebschablone aufgebracht, dann durch Belichtung durch ultraviolettes (UV-)Licht durch einen Positivfilm, worin die Bildbereiche undurchlässig für UV-Licht sind, getrocknet und gehärtet. Nach dem Belichten wird die unbelichtete, ungehärtete Beschichtung weggewaschen, wodurch zugelassen wird, dass Tinte hindurchdringt.
Es gibt andere, indirekte Verfahren zur Produktion der Schablone. Die photosensitive Beschichtung kann als vorsensibilisierter Film auf einer Zwischenbasis hergestellt werden. Der Film kann dann entweder vor Belichtung und Entwicklung oder nach Beschichtung und Entwicklung auf das Sieb übertragen werden.
Auf vielen Märkten besteht ein wachsender Bedarf am Drucken niedriger Auflagen und Drucken auf Anfrage. Das ist so, weil es teuer ist, große Lager vorgedruckter Artikel zu haben, und weil eine steigende Nachfrage an der kundenspezifischen Produktanpassung an den Bedarf individueller Kunden oder an relativ kleine Kundengruppen anstelle von Massenproduktion vorliegt. Geschwindigkeit und Gestehungskosten von Siebherstellung werden wichtig, und jedes Mittel zur Vereinfachung und Kostensenkung ist von Vorteil. Es besteht auch ein Trend, Computer zur Herstellung von Druckvorlagen zum Drucken zu verwenden, und offensichtlich wäre es praktischer, wenn das Sieb direkt aus der Computerinformation hergestellt werden könnte, ohne Rückgriff auf die Herstellung einer Zwischen-Photomaske.
Erfinder haben versucht, Tintenstrahldruck zum Produzieren von Masken auf dem Sieb selbst zu verwenden, sodass die nicht mit einer Abbildung versehenen, ungeschützten Teile des Siebs durch UV-Strahlung flutlichtgehärtet werden können. Ein Beispiel davon ist in EP 0 492 351 B1 von Gerber Scientific Products Inc. beschrieben. Die Probleme der Tintenaufnahmefähigkeit des Siebs werden gewürdigt, und das bevorzugte Verfahren zur Überwindung dieser Probleme ist durch Einbringung von Talk auf die Oberfläche des Siebs, um die mittels Tintenstrahlverfahren aufgebrachte Tinte zu trocknen. Dies absorbiert das flüssige Medium der Tinte, um eine getrocknete Grafik zu ergeben. Die Grafik wird als bevorzugt aus einer wasserlöslichen Tinte gebildet beschrieben.
Anschließend sind gleichartige Tintenstrahl-Integralmasken auch zur Produktion von Flexoplatten verwendet worden. WO 97/25206 (Polyfibron) beschreibt ein solches Verfahren. Die verwendeten Tinten sind entweder auf Basis von Lösungsmittel oder „Phasenwechselmaterial". Nach Anbringung wird die Tinte durch Verdampfen des flüchtigen Lösungsmittels oder, im Fall von Phasenwechseltinten, durch Verfestigung getrocknet. Nachdem die Tintenmaske durch Flutbelichtung der Platte mit UV-Licht benutzt worden ist, werden die Abbildungsbereiche ausgewaschen. Es liegt keine Erwähnung von irgendwelchen Schwierigkeiten beim Entfernen der trockenen Maske nach der Flutbelichtung vor, außer, um darauf hinzuweisen, dass Tinten gebrauchsgeeignet sind, solange sie durch anschließendes Waschen entfernt werden können, ohne die Plattenoberfläche zu beschädigen.
Die folgenden späteren Patente erkennen das Problem des Auswaschens nach dem Flutlichtaushärten und versuchen, sich damit zu befassen. Die PCT-Anmeldung WO 98/51750 (Markem Corporation) beschreibt ein solches Verfahren. Die verwendeten Tinten sind „Phasenwechseltinten", auch als Heißschmelztinten bekannt. Die Tinte trocknet durch Verfestigung, wenn sie auf das Sieb auftrifft. Das Patent erkennt die Schwierigkeit des Entfernens der festen Tinte, nachdem sie ihren Zweck als Maske erfüllt hat, an, und die Tinten sind so rezepturiert, dass sie selbstdispergierbar in Wasser sind.
GB 2 315 076 (Sericol) erkennt das gleiche Problem, wenn Phasenwechseltinten als integrale Masken für Siebdruck verwendet werden. Ihre Lösung ist die Verwendung eines wasserlöslichen Materials mit einer wachsartigen Textur.
US 5,878,076 (McCue) versucht, das Problem der Maskenentfernung nach UV-Flutbelichtung durch Ablagerung nur des Siebs durch beispielsweise Tintenstrahl, sodass die Ablagerung sich in allen Gebieten außer denen der Abbildung befindet, zu umgehen. Die Ablagerung wird dann anschließend von beiden Seiten UV-ausgehärtet. Da eine Schicht Tintenstrahltinte relativ dünn ist, sieht das Patent die Möglichkeit mehrerer Durchgänge vor, um die gewünschte Siebdicke zu erzielen.
Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren für Siebdruck bereitzustellen, das nicht die Produktion eines positiven Zwischenfilms erfordern würde, gestatten würde, Siebdruckvorlagen direkt aus digitaler Information in dem Computer abzubilden, um den bekannten Arbeitsablauf des Druckverfahrens zu vereinfachen, eine leicht abwaschbare Tinte zur Bildung der Maske vorsehen würde und rascher und wirtschaftlicher in der Anwendung wäre.
Das Verfahren zur Herstellung einer Schablone unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung ist in Anspruch 1 definiert, das Verfahren zur Herstellung eines Siebdrucks unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung ist in Anspruch 3 definiert, der Siebdruckrohling, der in einem Siebdruckverfahren nutzbar ist, ist in Anspruch 10 definiert.
Dementsprechend ist es ein breiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die Probleme des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren zur Herstellung einer digitalen Schablone direkt von digitaler Information in dem Computer auf wirtschaftliche Weise bereitzustellen. Spezifisch strebt die Erfindung danach, die Probleme des Vorsehens optimaler Wechselwirkung zwischen Tinte und Sieboberfläche zu überwinden, um eine qualitativ hochwertige Tintenstrahlmaske zu produzieren, zusammen mit sehr leichtem Entfernen der Maske, nachdem sie ihre Maskierfunktion erfüllt hat, und Siebrezepturen vorzusehen, die dies ermöglichen.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Schablone unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung verschafft, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des:
Vorsehens digitaler Bildinformation von einem Computersystem;
Vorsehens eines bildfertigen Druckrohlings, bestehend aus einem Sieb, das mit einer photosensitiven Beschichtung beschichtet ist, die zulässt, dass Tintenstrahldruckertinte auf Wasserbasis gleichmäßig auf ihrer Oberfläche aufgebracht wird und in flüssigem Zustand bleibt;
Druckens der digitalen Bildinformation in UV-abblockender Tintenstrahldruckertinte auf Wasserbasis auf die photosensitive Beschichtung mit einem Tintenstrahldrucker, wodurch eine Bildstruktur gebildet wird, die belichtete und unbelichtete Gebiete der photosensitiven Beschichtung aufweist;
Flutlichtaushärtens der photosensitiven Beschichtung, die die geformte Bildstruktur aufweist, mit UV-Licht, sodass die belichteten Gebiete der photosensitiven Beschichtung ausgehärtet werden, während die unbelichteten Gebiete der photosensitiven Beschichtung durch die UV-Blockiertinte von der UV-Aushärtung blockiert werden; und
Waschens der photosensitiven Beschichtung, sodass die UV-Blockiertinte und die unbelichteten Bildstrukturgebiete entfernt werden,
sodass die verbleibenden ausgehärteten Gebiete der photosensitiven Beschichtung eine Maske auf dem Sieb zur Verwendung in dem Siebdruckverfahren bilden.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Siebdruckrohling, der in einem Siebdruckverfahren nutzbar ist, vorgesehen, wobei der Siebdruckrohling umfasst:
einen bildfertigen Druckrohling, bestehend aus einem Sieb, das mit einer photosensitiven Beschichtung beschichtet ist, die zulässt, dass Tintenstrahldruckertinte auf Wasserbasis gleichmäßig auf seiner Oberfläche aufgebracht wird und in flüssigem Zustand bleibt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein Sieb mit einer photosensitiven Beschichtung versehen und wird ein digital festgelegtes Bild von einem Computer mittels eines Tintenstrahldruckers auf das Sieb gedruckt. Es ist zu bevorzugen, ein Flachbett-Tintenstrahlbildbearbeitungssystem zu verwenden, sodass das Sieb in einem Rahmen gespannt und direkt unter den Tintenstrahldruckkopf plaziert werden kann. Die verwendete Tinte muss keinen starken Farbstoff haben, sondern fungiert als UV-Maske und muss daher ein UV-absorbierendes Pigment enthalten. Die Tinte wird nicht in die photosensitive Beschichtung absorbiert, sondern verbleibt als ungetrocknetes Bild an der Oberfläche. Die Tinte muss nass bleiben, sodass sie sich nicht ausbreitet und daher ein scharfes Bild ergibt, und sodass das UV-absorbierende Material konzentriert bleibt. Das Sieb wird dann mit UV bestrahlt, und die mit Tinte bedruckten Gebiete dienen dann zum Maskieren der photosensitiven Beschichtung vor dem UV-Licht, während die keine Tinte aufweisenden Gebiete belichtet werden, sodass die photosensitive Beschichtung durch das UV-Licht polymerisiert wird.
Nach der UV-Belichtungsstufe wird das Sieb gewaschen, um die Tinte und die unpolymerisierte photosensitive Beschichtung zu entfernen. Jede Flüssigkeit, die zum Auswaschen der unpolymerisierten photosensitiven Beschichtung geeignet ist, wird auch die Tinte wegwaschen. Dies hinterlässt das Sieb mit nur den polymerisierten Gebieten der photosensitiven Beschichtung, welche die blockierten Gebiete erzeugen, durch welche die Tinte nicht dringen wird.
Somit stellt das erfinderische Verfahren ein digital bildbearbeitetes Sieb zur Verfügung, direkt von einem digitalen Bild in dem Computer, das dann in gleich welchem herkömmlichen Siebdruckverfahren verwendet werden kann.
Andere Eigenschaften und Vorteile der Erfindung werden aus den nachfolgenden Zeichnungen und Beschreibungen deutlich.
Für ein besseres Verständnis der Erfindung in Hinsicht auf deren Ausführungsformen wird auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen, worin gleichartige Ziffern entsprechende Elemente oder Abschnitte bezeichnen, worin:
1 eine schematische Darstellung eines Verfahrens des Seidensiebdruckverfahrens des Standes der Technik zeigt; die
2a–c Querschnittsansichten der Stufen des Verfahrens des Standes der Technik des photografischen Herstellens einer Schablone abbilden, vorangehend als das Direktverfahren beschrieben; die
3a–e Querschnittsansichten der Stufen des Verfahrens des Standes der Technik des photografischen Herstellens einer Schablone abbilden, vorangehend als ein indirektes Verfahren beschrieben, wobei die Übertragung von einem Zwischenmaterial auf das Sieb nach Bildbearbeitung und Auswaschen vollzogen wird; die
4a–d Querschnittsansichten der Stufen des Verfahrens des Standes der Technik des photografischen Herstellens einer Schablone abbilden, vorangehend als ein indirektes Verfahren beschrieben, wobei die Übertragung von einem Zwischenmaterial auf das Sieb vor den Bildbearbeitungs- und Auswaschstufen vollzogen wird;
5 eine photosensitive Siebschablone zeigt, die gemäß einem der oben beschriebenen Verfahren des Standes der Technik bildbearbeitet und ausgewaschen wurde; und die
6a–e Querschnittsansichten der Schritte des Verfahrens zur Herstellung einer Schablone nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung zeigen.
Die folgende Beschreibung beginnt mit einer Übersicht von in den 1–5 gezeigten Verfahren des Standes der Technik.
Zum Drucken im Siebdruckverfahren, wie in der 1 zum Stand der Technik gezeigt, kann die Schablone 20 zum Drucken verwendet werden, nachdem sie in einem Metall- oder Holzrahmen 22 gespannt worden ist und das Substrat 24 unter sie gelegt worden ist. Die Schablone 20 muss selektiv blockiert sein, sodass Tinte 26 nur an den zu bedruckenden Gebieten auf das Printsubstrat 2 durchdringen kann. Für die einfachste Arbeitsweise kann dies erzielt werden, indem die Schablone 20 aus einem dünnen Schichtpressstoffmaterial ausgeschnitten und dann auf dem Sieb 28 angebracht wird. Tinte 26 wird mit dem Rakel 27 auf die Schablone 20 gepresst, sodass Tinte 26 durch die unblockierten Teile des Siebs 28 auf das Substrat 24 dringt, während Tinte 26 nicht durch die von der Schablone 20 blockierten Gebiete des Siebs 28 dringt.
Wie oben erwähnt, erfordert das Verfahren des Standes der Technik zur Herstellung von Druckvorlagen für Seidensiebdruck oft das Fotografieren des Materials. Es gibt eine Vielfalt fotografischer Verfahren zur Herstellung der Schablone 20. Ein als das Direktverfahren bekanntes Verfahren des Standes der Technik ist graphisch in den 2a–c zum Stand der Technik gezeigt. Diese Figuren zeigen Querschnittsansichten der Strukturen von Siebdruckschablonen.
Wie in 2a ersichtlich, wird die Schablone 20 von dem Sieb 28 gebildet, an dem Lösungen lichtempfindlicher Beschichtungen 30 angebracht werden. Das durch gekreuzte Linien dargestellte Sieb 28 wird mit photosensitiven Beschichtungen 30 gefüllt, die dann getrocknet werden. Der Positivfilm 32 wird auf die Schablone 20 gelegt. Der Positivfilm 32 besteht aus schwarzen, UV-undurchlässigen Bildgebieten und klaren, UV-durchlässigen Hintergrundgebieten oder Nicht-Bild-Gebieten, und fungiert in Kontakt mit der Schablone 20 als UV-Maske. Der Positivfilm 32 besteht aus schwarzen, UV-undurchlässigen Bildgebieten und klaren, UV-durchlässigen Hintergrundgebieten oder Nicht-Bild-Gebieten, und fungiert in Kontakt mit der Schablone 20 als UV-Maske.
2b zeigt die Belichtung der Kombination von Filmbild 32 und Schablone 20 durch UV-Flutlicht. Die Beschichtungen 30 werden durch Belichtung durch UV-Licht durch den Positivfilm 32, worin die Bildgebiete undurchlässig für das UV-Licht sind, selektiv zu einem Druckmuster gehärtet. UV-Licht durchdringt das Filmbild 32 in den Nicht-Bild- Gebieten und härtet die entsprechenden Gebiete der photosensitiven Beschichtung 30 aus, wodurch ausgehärtetes, vernetztes Polymermaterial 34 erzeugt wird.
Das Filmbild 32 wird dann physisch entfernt und das Sieb 28 wird mit einem Lösungsmittel, das Wasser sein kann, gewaschen. Wie in 2c ersichtlich, entfernt das Waschen die unausgehärteten Gebiete photosensitiver Beschichtung 30, wodurch an diesen Stellen nur das offene gewebte Siebgewebe 28 belassen wird, während vernetztes Polymermaterial 34 zurückbehalten wird. Die Schablone 20 kann dann zum Drucken verwendet werden, wie in 1 beschrieben.
Es gibt andere, indirekte Verfahren zur Herstellung der Schablone. Die lichtempfindliche Beschichtung kann als vorsensibilisierter Film auf einer Zwischenbasis hergestellt werden. Der Film kann dann entweder vor Belichtung und Entwicklung oder nach Belichtung und Entwicklung auf das Sieb übertragen werden.
Die 3a–e des Standes der Technik zeigen Querschnittsansichten eines indirekten Übertragungsverfahrens von einem Zwischenmaterial auf das Sieb nach den Bildbearbeitungs- und Waschstufen. 3a zeigt das Geberblatt, charakteristischerweise ein UV-durchlässiges Substrat 36, bestehend aus einem Material wie etwa Polyester, das mit einer photosensitiven Beschichtung 38 beschichtet ist. Ein Positivfilm dient als Photomaske 40 und wird in Kontakt mit der Beschichtung 38 aufgelegt. 3b bildet eine UV-Belichtung durch die Photomaske 40 auf die Beschichtung 38 ab. Wo das UV nicht durch die Photomaske 40 blockiert wird, wird die Beschichtung 38 durch Polymerisation gehärtet. Die Bereiche der Beschichtung 38, die sich direkt unter den UV-undurchlässigen Gebieten der Photomaske 40 befanden, bleiben unbeeinträchtigt. Die Photomaske 40 wird dann physisch entfernt und die Oberfläche der Beschichtung 38 wird gewaschen, üblicherweise entweder mit einem organischen Lösungsmittel oder einer schwachen Alkalilösung. Diese Lösung wäscht die unpolymerisierten Gebiete aus, wodurch die polymerisierten Gebiete der Beschichtung 38 belassen werden, wie in 3c abgebildet. Die Beschichtung 38 wird dann in Kontakt mit dem Sieb 28 gepresst, wie in 3d gezeigt, und wird entweder mittels Druck, Hitze oder Lösungsmittel auf das Sieb übertragen, wie in 3e gezeigt, wodurch Gebiete, in denen die Tinte blockiert ist, für das Siebdruckverfahren geschaffen werden.
Die 4a–d des Standes der Technik beschreiben ein indirektes Übertragungsverfahren, wobei die Übertragung von einem Zwischenmaterial auf das Sieb vor den Bildbearbeitungs- und Waschstufen vollzogen wird. 4a zeigt den mit photosensitiver Beschichtung 38 beschichteten Träger 42, der mit dem Sieb 28 zusammengepresst wird, um das photosensitive Material auf das Sieb 28 zu übertragen. Wie in 3 kann die Übertragung entweder durch Hitze oder Druck oder eine Kombination davon oder durch Lösungsmittel, eventuell mit Hitze und Druck kombiniert, durchgeführt werden. Der Träger 42 wird dann physisch abgeschält, und das resultierende Sieb ist in 4b gezeigt. UV-Flutbelichtung durch die Photomaske 40 ist in 4c gezeigt. Dies härtet die Gebiete aus, die nicht von der Photomaske 40 blockiert sind. Nach anschließendem Waschen, wie vorangehend beschrieben, ergibt sich ein druckfertiges Sieb, wie in 4d gezeigt.
5 zeigt eine photosensitive Siebschablone, die gemäß einer der vorangehend beschriebenen Verfahrensweisen bildbearbeitet und gewaschen worden ist. Die Bildgebiete zeigen das belichtete Sieb, durch das Tinte während des Druckens dringen kann.
Es wird nun Bezug auf die 6a–d genommen, die die vorliegende Erfindung beschreiben. 6a zeigt das Sieb 28 mit einer in dem Sieb aufgetragenen photosensitiven Beschichtung 38.
6b zeigt einen Tintenstrahldruckkopf 44, der wässrige Tintenstrahldrucktinte 46 auf die Oberfläche der photosensitiven Beschichtung 38 von Sieb 28 sprüht. Das gezeigte System ist als Beispiel ein generisches Impuls(Drop-on-Demand)-System, obwohl jede Art von Tintenstrahlsystem in dieser Erfindung anwendbar ist. In diesem System wird die Tintenzufuhr 48 auf atmosphärischem Druck abgegeben. Der piezoelektrische Kristall 50 produziert eine Druckwelle entlang Pfeil „A" bei Auslösung durch ein elektrisches Signal. Diese Druckwelle veranlasst das Ausstoßen eines Tröpfchens Tintenstrahldrucktinte 46 aus der Tintenstrahldüse 52. Eine Datenpulskette 54 produziert ein Muster aus Punkten, wenn der Tintenstrahldurcker 44 die Oberfläche des Siebs 28 überquert, wobei er das Bild 56 anbringt.
Somit wird Tintenstrahltinte 46 in einem Muster angebracht, das digital bestimmt ist, um die Information, die von dem Sieb durch ein herkömmliches Siebdruckverfahren gedruckt werden wird, direkt von einem Computer vorzusehen. Es ist essentiell für die Erfindung, dass die Tintenstrahldrucktinte 46 nicht in die photosensitive Beschichtung absorbiert wird, sondern als ungetrocknetes Bild an der Oberfläche bleibt. Dies hat verschiedene Vorteile, die nachstehend erläutert werden. Es ist auch essentiell, dass die Oberfläche der photosensitiven Beschichtung 38 geeignete Benetzungseigenschaften hat, sodass, wenn Tintentröpfchen 46 auf der Oberfläche auftreffen, sie für einen glatten, gleichmäßigen Kontakt ohne übermäßige Ausbreitung und ohne Verrunzeln sorgen.
6c zeigt das bildbearbeitete Sieb, das mit UV-Strahlung bestrahlt wird. In diesem Fall bildet die Tintenstrahltinte 46 eine Barriere für die Strahlung. Bevorzugt enthält sie Carbon Black als das UV-absorbierende Pigment, jedoch können auch Farben oder Pigmente mit starker Absorption im UV-Bereich verwendet werden. Die Tinte 46 muss sehr wenig eigentlichen Farbstoff aufweisen, der für das bloße Auge deutlich ist, nur eine Menge, die ausreicht, um sie zum Verfolgen des Bildbearbeitungsvorgangs sichtbar zu machen. Die UV-Absorptionsfunktion des Farbstoffs ist wichtiger. Da die Tinte feucht bleibt und nicht in die photosensitive Beschichtung 38 absorbiert wird, sondern an der Oberfläche bleibt, breitet die Tinte sich nicht in die Beschichtung 38 aus und ergibt daher ein scharfes Bild bei konzentriertem Pigment oder Farbstoff oder anderem UV-absorbierendem Material. Dort, wo kein Tintenstrahlbild 56 vorliegt, polymerisiert die Strahlung die photosensitive Beschichtung 38 und reduziert somit deren Löslichkeit in der Entwicklungsflüssigkeit.
Wie in 6d ersichtlich, ist die nächste Stufe des erfinderischen Verfahrens das Auswaschen der unpolymerisierten photosensitiven Beschichtung 38 zusammen mit dem Tintenstrahlbild. Da das Tintenstrahlbild feucht ist, kann es leicht mittels jeder Flüssigkeit, die zum Auswaschen der unausgehärteten Beschichtung geeignet ist, entfernt werden. Bevorzugte Flüssigkeiten sind schwache wässrige Alkalilösungen, wie etwa in Wasser gelöstes Natriumkarbonat oder Mischungen von Wasser mit oberflächenaktiven Mitteln und anderen Zusätzen, wie etwa organischen Lösungsmitteln (generell weniger als 20% des Entwicklers an Gewicht). Dies belässt das Sieb 28 mit nur denjenigen ausgehärteten Gebieten photosensitiver Beschichtung 38, welche die blockierten Gebiete erzeugen, durch welche keine Tinte dringen wird.
Wie in 6e ersichtlich, kann das Sieb nach dem Waschen einer weiteren UV-Aushärtestufe unterzogen werden, um die Widerstandsfähigkeit gegen Lösungsmittel, die in der Tintenstrahltinte 46 verwendet werden könnten, zu erhöhen.
Generell ist es zu bevorzugen, ein Flachbett-Tintenstrahlbildbearbeitungssystem zu haben, sodass das Sieb, das in einem Rahmen aufgespannt ist, direkt unter dem Tintenstrahldruckkopf plaziert werden kann. Das feuchte bildbearbeitete Sieb wird dann belichtet, indem der Rahmen so verschoben wird, dass er horizontal unter einer UV-Belichtungseinheit liegt, welche die Oberfläche des mit einem Bild versehenen Siebs von oben her bestrahlt. Das Waschen des belichteten Siebs kann mit den von dem Siebhersteller empfohlenen Lösungen vollzogen werden.
Der bevorzugte Zusammensetzungstyp der photosensitiven Beschichtung 38 weist die folgenden drei Komponenten auf:

1. Komponente (A) – zwischen 35% und 75 Gew.%: UV-aushärtbare Harze, d.h. Oligomere und Monomere, die, in Gegenwart eines Photoinitiators, mittels Bestrahlen mit ultraviolettem Licht vernetzt werden können.
2. Komponente (B) – bis zu 10% des Gewichts von Komponente (A): Photoinitiatoren und Synergisten, die für die Vernetzungsreaktion von Komponente (A) benötigte freie Radikale erzeugen und fördern.
3. Komponente (C) – 10% bis 50 Gew.%: Bindeharze, die in Wasser oder verdünntem Alkali, sowie in nicht-wässrigen (organischen) Lösungsmitteln löslich sein müssen. Es ist festgestellt worden, dass aufgrund des Vorhandenseins des Bindeharzes die Oberfläche des unvulkanisierten Films besonders zum Drucken mit wässrigen Tintenstrahltinten geeignet ist.

Zusätzlich liegen optionelle Inhaltsstoffe vor, wie etwa Füllstoffe und Netzmittel, sowie Farbstoffe oder Pigmente, um bei der visuellen Überprüfung der photosensitiven Beschichtung 38 zu helfen. Das gesamte Gemisch kann von einem nicht-wässrigen Lösungsmittel direkt auf das Sieb 28 aufgetragen werden. Bevorzugt wird es auf eine Trennbeschichtung enweder auf Papier oder Folie aufgetragen, und das Sieb 28 wird entweder in einem teilweise trockenen Zustand oder in einem heißen und klebrigen Zustand auf die Beschichtung gepresst, sodass nach dem Trocknen und Abkühlen die photosensitive Beschichtung 38 in die Oberfläche des Siebs 38 absorbiert und hineingebondet ist, wie in 4C gezeigt. Die Beschichtungsdicke beträgt vorzugsweise 20 Mikron, kann jedoch zwischen 10 Mikron und 60 Mikron betragen, um eine maximale Löslichkeitsdifferenz zwischen ausgehärteten und ungehärteten Bereichen zu erhalten und Druckqualität und Siebrobustheit zu optimieren.
Die drei Komponenten der photosensitiven Beschichtung 38 bestehen bevorzugt aus Materialien, die eine geeignete Dualität der Löslichkeit in sowohl wässrigen als auch nicht-wässrigen Lösungsmitteln zeigen. Das würde Harze wie etwa Polyvinylchloride, die in organischen Lösungsmitteln löslich sein können, jedoch nicht in Wasser, und Polyvinylalkohole, die in nicht-wässrigen Lösungsmitteln nicht löslich sind, ausschließen. Das für die Komponente (C) verwendete Harzsystem muss in organischen Lösungsmitteln löslich sein, sodass sowohl die Monomere und Oligomere von Komponente (A) als auch die Photoinitiatoren von Komponente (B) sich leicht auflösen und bei Anwendung einen kompatiblen trockenen Film ergeben. Die Harze müssen auch eine wässrige Löslichkeit aufweisen, sodass die ungehärtete Beschichtung eine geeignete Empfänglichkeit für den Tintenstrahl vorsieht und auch weggewaschen werden kann, wie nachstehend beschrieben.
Obwohl es möglich wäre, ein System herzustellen, worin die Schicht mit einem organischen Lösungsmittel weggewaschen wird, ist dies in Hinblick auf die Umwelt nicht wünschenswert. Beispiele von Typen von Harzen, die in dem System nützlich sind, sind Novolake (funktionell substituierte Phenol-Formaldehydharze), Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Polyvinylmethylether- Maleinsäureanhydrid-Copolymer und dessen Ester, Hydroxypropylcellulose und veresterte Harz-Maleinsäureester und Maleinsäureester mit Säurewerten von mindestens 50.
Das folgende ist ein Beispiel der bei der Fertigung, Bildbearbeitung und Behandlung von Druckrohlingen zur Herstellung eines fertigen Siebs verwendeten Komponenten.
BEISPIEL I
Die folgende Zusammensetzung wurde hergestellt (Gewichtsteile) und 2 Stunden lang in einer Kugelmühle gemahlen;

Methylethylketon 205 Teile

Kaolin 34 Teile

Ebecryl 150 20 Teile

Cab-O-Sil M5 8,6 Teile

Nach dem Mahlen wurden die folgenden Bestandteile (alles Gewichtsteile) jeder für sich zugesetzt und eingerührt.

Scripset 550	21 Teile
Ebecryl 1259	110 Teile
Alsynol RC 12	25 Teile
Irgacure 184	2,8 Teile
Irgacure 907	4,3 Teile
Speedcure ITX	1,14 Teile
BYK 307	1,32 Teile
Sudan Black B	0,17 Teile

Das Gemisch wurde auf ein silikonbeschichtetes Trennpapier aufgebracht. Das Gemisch wurde 30 Sekunden lang luftgetrocknet und ein kommerziell erhältliches gewebtes Polyestergewebe, das zum Drucken von Grafik geeignet war, wurde auf die Beschichtung gepresst. Da die Beschichtung noch Lösungsmittel zurückbehielt, durchdrang das Polyestergewebe die Oberfläche. Das Sandwich wurde dann 2 Minuten lang auf 140 °C getrocknet, um ein Trockengewicht der Beschichtung der obigen Rezeptur von 25 Gramm pro Quadratmeter zu ergeben. Durch dieses Verfahren wurde diese Beschichtung fest auf die Oberfläche des Polyestergewebes gebondet.
Das beschichtete Gewebe wurde dann in einem Rahmen gespannt und auf einem XY-Bett plaziert, wo es unter Verwendung des in dem Scitex zugeeigneten Patent EP640481 beschriebenen Tintenstrahldruckkopfs Bildbearbeitung unterzogen wurde. Die in diesem Kopf verwendete Tinte war Epson-Tinte mit der Codenummer SO20010.
Das bildbearbeitete Sieb wurde dann einer UV-Lichtquelle ausgesetzt und dann durch Waschen mit einer Lösung der folgenden Zusammensetzung entwickelt;

Entionisiertes Wasser 1050 g

Natriumkarbonat 6,6 g

Benzylalkohol 12,0 g

Natriumlaurylsulfat 5,4 g
Die Waschlösung entfernte sowohl die Tinte als auch die unausgehärtete Photopolymerbeschichtung. Das Sieb wurde dann weiter durch UV-Belichtung ausgehärtet und konnte dann für herkömmlichen Siebdruck verwendet werden.
QUELLEN FÜR ROHMATERIAL MIT MARKENNAMEN

Alsynol RC 12 Harz-Maleinsäureharz, verestert mit Pentaerithritol. Hergestellt von DSM 3150 AA Hoek van Holland.
BYK 307 Polyethermodifiziertes Polydimethylsiloxan. Hergestellt von BYK-Gardner GmbH, Geretsriet, Deutschland.
CAB-O-JET 200 Wässrige Dispersion von Carbon Black. Hergestellt von Cabot Corporation, Billerca, Massachusetts, USA.
Cab-O-Sil M5 Pyrogene Kieselsäure. Hergestellt von Cabot Corporation, Billerca, Massachusetts, USA.
Ebecryl 150 Bisphenol A-Derivat von Diacrylatoligomer. Hergestellt von UCB Chemicals, Basel, Schweiz.
Ebecryl 1259 Aliphatisches trifunktionelles Urethanacrylat, verdünnt mit 35% Hydroxypropylmethacrylat. Hergestellt von UCB Chemicals, Basel, Schweiz.
Irgacure 184 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-keton. Hergestellt von Ciba Geigy Corporation, CH-4002, Basel, Schweiz.
Irgacure 907 2-Methyl-1[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholino-propan-1-on. Hergestellt von Ciba Geigy Corporation, CH-4002, Basel, Schweiz.
Scripset 550 Sekundärer Butylester von Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymer. Hergestellt von Solution Europe NV/S.A. Louvain-La-Neuve (Süd), Belgien.
Speedcure ITX Isopropylthioxanthon. Hergestellt von Lambson, Castleford, UK.
Sudan Black B Farbstoff. Hergestellt von BDH Laborstories, Poole, Dorset, England.
Q2-5211 Super-Netzmittel. Hergestellt von Dow Corporation, Midland, MI, USA.

Nach Beschreibung der Erfindung in Hinsicht auf bestimmte spezifische Ausführungen davon, versteht es sich, dass die Beschreibung nicht als Einschränkung gedacht ist, da sich den Fachleuten in der Technik nun weitere Modifikationen anbieten werden, und es ist beabsichtigt, solche Modifikationen, die in den Rahmen der beigefügten Ansprüche fallen, abzudecken.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Schablone unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: Vorsehens digitaler Bildinformation von einem Computersystem; Vorsehens eines bildfertigen Druckrohlings, bestehend aus einem Sieb (28), das mit einer photosensitiven Beschichtung (38) beschichtet ist, die zulässt, dass Tintenstrahldruckertinte (46) auf Wasserbasis gleichmäßig auf ihrer Oberfläche aufgebracht wird und in flüssigem Zustand bleibt; Druckens der digitalen Bildinformation in UV-abblockender Tintenstrahldruckertinte (46) auf Wasserbasis auf die photosensitive Beschichtung (38) mit einem Tintenstrahldrucker (44), wodurch eine Bildstruktur gebildet wird, die belichtete und unbelichtete Gebiete der photosensitiven Beschichtung aufweist; Flutlichtaushärtung der photosensitiven Beschichtung (38), die die geformte Bildstruktur aufweist, mit UV-Licht, sodass die belichteten Gebiete der photosensitiven Beschichtung (38) ausgehärtet werden, während die unbelichteten Gebiete der photosensitiven Beschichtung (38) durch die UV-Blockiertinte (44) von der UV-Aushärtung blockiert werden; und Waschens der photosensitiven Beschichtung (38), sodass die UV-Blockiertinte (44) und die unbelichteten Bildstrukturgebiete entfernt werden, sodass die verbleibenden ausgehärteten Gebiete der photosensitiven Beschichtung (38) eine Maske auf dem Sieb (28) zur Verwendung in dem Siebdruckverfahren bilden.
Verfahren von Anspruch 1, weiter den Schritt des Flutlichtaushärtens der photosensitiven Beschichtung mit UV-Strahlung nach dem Waschschritt umfassend.
Verfahren zur Herstellung eines Siebdrucks unter Verwendung digitaler Bildverarbeitung, wobei das Verfahren die Schritte umfasst des: Herstellens einer digitalbebilderten Schablone nach dem Verfahren von Anspruch 1 und Anwendung der digitalbebilderten Schablone in einem Siebdruckverfahren.
Verfahren von Anspruch 1, wobei der Tintenstrahldrucker ein Flachbettbildverarbeitungssystem ist.
Verfahren von Anspruch 1, wobei der Tintenstrahldrucker Teil eines generischen Impulssystems ist.
Verfahren von Anspruch 1, wobei der Tintenstrahldrucker Teil eines kontinuierlichen Tintenstrahlsystems ist.
Verfahren von Anspruch 1, wobei die Waschlösung eine wässrige Alkalilösung ist.
Verfahren von Anspruch 7, wobei die Waschlösung wässriges Natriumkarbonat enthält.
Verfahren von Anspruch 7, wobei die Waschlösung weniger als etwa 20% organische Lösungsmittel enthält.
Siebdruckrohling, der in einem Siebdruckverfahren nutzbar ist, wobei der Siebdruckrohling umfasst: einen bildfertigen Druckrohling, bestehend aus einem Sieb (28), das mit einer photosensitiven Beschichtung (38) beschichtet ist, die zulässt, dass Tintenstrahldruckertinte (46) auf Wasserbasis gleichmäßig auf ihrer Oberfläche aufgebracht wird und in flüssigem Zustand bleibt.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die photosensitive Beschichtung Netzmittel enthält.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die photosensitive Beschichtung eine Dicke von zwischen etwa 10 und 60 Mikron aufweist.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die photosensitive Beschichtung eine Dicke von etwa 20 Mikron aufweist.
Druckrohling von Anspruch 1, wobei die photosensitive Beschichtung UV-aushärtbare Harze, Photoinitiatoren, Synergisten und Bindeharze umfasst.
Druckrohling von Anspruch 14, wobei die UV-aushärtbaren Harze als zwischen etwa 35–75 Gew.% der photosensitiven Beschichtung vorhanden sind.
Druckrohling von Anspruch 14, wobei die Photoinitiatoren und Synergisten als bis zu etwa 10 Gew.% der UV-aushärtbaren Harze vorhanden sind.
Druckrohling von Anspruch 14, wobei die Bindeharze als bis zu etwa 10–50 Gew.% der photosensitiven Beschichtung vorhanden sind.
Druckrohling von Anspruch 14, wobei die Bindeharze sowohl in wässrigen als auch nichtwässrigen Lösungsmitteln löslich sind.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die photosensitive Beschichtung mindestens eines von Farben und Pigmenten umfasst, die zugesetzt werden, um bei der visuellen Prüfung dieser Beschichtung zu helfen.
Druckrohling von Anspruch 14, wobei die Bindeharze mindestens einen von Novolak, Styrolmaleinsäureanhydrid-Copolymeren, Polyvinylmethylether-Maleinsäureanhydrid-Copolymer und dessen Estern, Hydroxypropylcellulose und veresterte Harz-Maleinsäureester und Maleinsäureharze mit Säurewerten von mindestens 50 beinhalten.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die Tinte während des Bildverarbeitungsvorgangs feucht bleibt und nicht in die photosensitive Beschichtung absorbiert wird.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die Tinte Carbon Black enthält.
Druckrohling von Anspruch 10, wobei die Tinte ein UV-absorbierendes Pigment oder Farbstoff enthält.