EP0694088A1 - Process for producing a base mould for electrolycally producing seamless rotary screen printing stencils, in particular of nickel - Google Patents
Process for producing a base mould for electrolycally producing seamless rotary screen printing stencils, in particular of nickelInfo
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- EP0694088A1 EP0694088A1 EP95908917A EP95908917A EP0694088A1 EP 0694088 A1 EP0694088 A1 EP 0694088A1 EP 95908917 A EP95908917 A EP 95908917A EP 95908917 A EP95908917 A EP 95908917A EP 0694088 A1 EP0694088 A1 EP 0694088A1
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Abstract
The invention relates to a process for producing a base mould (1') for electrolytically producing seamless rotary screen printing stencils, in particular of nickel. The process of the invention is characterized by the following steps: a) the generated surface (10) of the mould base member (1) is coated with a photo, thermo or electro-sensitive coating (2); b) the coating (2) is exposed with the positive or negative image of the desired depression grid by a beam (3) controlled according to electronically stored data, and then removed by a chemical and/or physical removal process, either immediately after exposure or after a development process in the areas (21) in which the depressions (11) are provided; c) the depressions (11) are formed by corrosive attack or electrolytic metal removal in the areas of the generated surface (10) of the moud base member (1), from which areas the coating (2) has been removed; d) the remaining parts (20) of the coating (2) are completely removed; and e) the depressions (11) are filled with the electrically non-conductive filling compound (4).
Description
Beschreibung:Description:
Verfahren zur Herstellung einer Muttermatrize für die galvanische Erzeugung von nahtlosen Rotations-Siebdruck- schablonen, insbesonder aus NickelProcess for producing a mother die for the galvanic production of seamless rotary screen printing stencils, in particular made of nickel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung ei¬ ner Muttermatrize für die galvanische Erzeugung von naht¬ losen Rotations-Siebdruckschablonen, insbesondere aus Nickel, wobei ein metallischer Muttermatrizen-Grundkör¬ per mit zylindrischer Mantelfläche auf seinem Außenum¬ fang mit in einem regelmäßigen Raster verteilten Vertie¬ fungen versehen wird, die einen runden oder mehreckigen Umriß aufweisen und zwischen denen ein regelmäßiges Netz bildende Rasterstege verbleiben, und wobei die Vertiefun¬ gen anschließend mit einer elektrisch nichtleitenden Füllmasse bündig bis zur Höhe der Rasterstege verfüllt werden, wonach dann wiederholt durch galvanisches Auftra¬ gen von Metall und axiales Abziehen der so entstandenen Hülse Siebdruckschablonen erzeugbar sind.The invention relates to a method for producing a mother die for the galvanic production of seamless rotary screen printing stencils, in particular made of nickel, wherein a metallic mother die base body with a cylindrical lateral surface on its outer circumference with a vertically distributed vertical pattern ¬ is provided which have a round or polygonal outline and between which remain a regular network grid bars, and the recesses are then filled flush with an electrically non-conductive filler up to the height of the grid bars, after which then repeated by galvanic application gene of metal and axial peeling of the resulting sleeve screen printing stencils can be generated.
In der Praxis werden Muttermatrizen für den genannten Verwendungszweck bisher durch das sogenannte Molettieren hergestellt. Dabei wird mittels einer Molette das ge¬ wünschte Vertiefungsraster in die Mantelfläche des Mut¬ termatrizen-Grundkörpers eingedrückt. Die Molette ist eine relativ kleine Walze, die auf dem Umfang des Mutter¬ matrizen-Grundkörpers entlang einer Schraubenlinie unter starker Andruckkraft abgerollt wird. Die Molette trägt auf ihrer Umfangsflache in dem gewünschten Raster ange-
ordnete Vorsprünge, die ein Negativbild der gewünschten Vertiefungen für die Muttermatrize darstellen.In practice, mother matrices for the stated purpose have so far been produced by so-called moletting. The desired recess grid is pressed into the outer surface of the mother matrix base body by means of a molette. The molette is a relatively small roller which is rolled on the circumference of the mother matrix base body along a helical line under strong pressure. The molette is marked on the circumferential surface in the desired grid. arranged projections, which represent a negative image of the desired recesses for the mother matrix.
Nachteilig erfordert dieses bekannte Verfahren einen hohen maschinellen, personellen und zeitlichen Aufwand. Insbesondere ist es sehr schwierig und nur mit großer Er¬ fahrung möglich, die Molette so auf dem Außenumfang des Muttermatrizen-Grundkörpers abzurollen, daß die über den Außenumfang des Muttermatrizen-Grundkörpers verlaufende Schraubenlinie in Längs- und Umfangsrichtung des Mutter¬ matrizen-Grundkörpers gesehen keinen Versatz im Raster¬ bild aufweist. Außerdem ist die Herstellung von Moletten sehr aufwendig, da hierfür umfangreiche mechanische Be¬ arbeitungsschritte erforderlich sind. Jede Rasterände¬ rung macht auch die Fertigung einer geänderten Molette nötig. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß das Material des Muttermatrizen-Grundkörpers relativ weich sein muß, damit durch die Molette überhaupt die gewünsch¬ ten Vertiefungen eingedrückt oder eingewalzt werden kön¬ nen. Aus diesem Grund kann bisher praktisch nur Kupfer für den Muttermatrizen-Grundkörper verwendet werden, der oberflächlich mit einer dünnen Verchromung versehen ist. Zur Stabilitätserhöhung, die wegen des Abrollens der Molette mit hoher Andruckkraft benötigt wird, muß der Muttermatrizen-Grundkörper zudem einen stabilen Stahl¬ kern aufweisen, was die Muttermatrize insgesamt sehr schwer und damit schwierig handhabbar und transportier¬ bar macht.Disadvantageously, this known method requires a high level of machine, personnel and time. In particular, it is very difficult and only possible with great experience to roll the molette over the outer circumference of the mother matrix base body in such a way that the screw line extending over the outer circumference of the mother matrix base body does not have any seen in the longitudinal and circumferential directions of the mother matrix base body Has offset in the raster image. In addition, the production of molettes is very complex since extensive mechanical processing steps are required for this. Every change in the grid also makes it necessary to produce a modified molette. A further disadvantage is the fact that the material of the mother matrix base body must be relatively soft so that the desired depressions can be pressed or rolled in at all by the molette. For this reason, until now practically only copper can be used for the mother matrix base body, which is provided with a thin chrome plating on the surface. In order to increase the stability, which is required due to the rolling off of the molette with a high pressure force, the mother matrix base body must also have a stable steel core, which makes the mother matrix overall very heavy and thus difficult to handle and transport.
Die durch das Molettieren erzeugbaren Vertiefungen kön¬ nen nur pyramidenstumpf- oder kegelstumpfför ig mit rela¬ tiv flach geneigten Flanken sein. Dies führt zu dem Nach¬ teil, daß die in den Vertiefungen liegende elektrisch nichtleitende Füllmasse an den Rändern der Vertiefungen sehr dünn wird und dort leicht ausbricht. Beim späteren galvanischen Auftragen von Metall auf die Muttermatrize
zur Bildung der Siebdruckschablone kommt es dann beim Ab¬ ziehen der fertig galvanisierten Schablone zu einem Be¬ schädigen der Oberfläche der Muttermatrize durch von der Schablone nach innen vorragende Metallnasen, die sich in den Ausbruchstellen der Füllmasse bilden konnten. Da zu¬ dem die Muttermatrize aus relativ weichem Kupfer be¬ steht, gegenüber welchem beispielsweise Nickel als bevor¬ zugtes Siebdruckschablonenmaterial relativ hart ist, bil¬ den sich trotz der Verchromung, die aber nur sehr dünn sein kann, leicht Riefen in Längsrichtung der Mutterma¬ trize, die deren Verwendbarkeit auf relativ wenige Pro¬ duktionsdurchgänge für die Erzeugung von Siebdruckscha¬ blonen begrenzen.The depressions that can be produced by the mettling can only be truncated pyramids or truncated cones with relatively flat inclined flanks. This leads to the disadvantage that the electrically non-conductive filling compound lying in the recesses becomes very thin at the edges of the recesses and breaks out easily there. During the subsequent galvanic application of metal to the mother matrix The screen printing stencil is then formed when the completely galvanized stencil is pulled off, and the surface of the mother die is damaged by metal noses protruding inwards from the stencil, which could form in the breakout points of the filling compound. In addition, since the mother die is made of relatively soft copper, against which, for example, nickel as a preferred screen printing stencil material is relatively hard, despite the chrome plating, which can only be very thin, grooves are easily formed in the longitudinal direction of the mother die trize, which limit their usability to relatively few production runs for the production of screen printing templates.
Außer dem zuvor beschriebenen mechanischen Molettieren sind aus EP 0 030 774 AI weitere Verfahren der eingangs genannten Art bekannt. Als erstes bekanntes Verfahren zur Herstellung einer Muttermatrize ist dort beschrie¬ ben, daß die Vertiefungen, die mit nicht leitendem Ma¬ terial gefüllt werden sollen, durch Ätzung hergestellt werden. Wie diese Ätzung vorgenommen werden soll, ist in der Schrift nicht beschrieben, jedoch ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß hierzu eine Ätzmaske verwendet werden muß. Zur Herstellung, Art und Behand¬ lung der Ätzmaske gibt die Schrift aber ebenfalls keiner¬ lei Hinweise. Als zweites Herstellungsverfahren zur Her¬ stellung einer Muttermatrize ist der Schrift zu entneh¬ men, mit einem gesteuerten Energiestrahl durch thermi¬ sche Einwirkung direkt näpfchenartige Bereiche des Mut¬ termatrizen-Grundkörpers in einen nichtleitenden Zustand zu versetzen. Beispielsweise wird bei einem aus elek¬ trisch leitendem Aluminium bestehenden Muttermatrizen- Grundkörper durch den Energiestrahl Aluminium oberfläch¬ lich in Aluminiumoxyd umgewandelt, das nicht elektrisch leitend ist.
Als nachteilig wird bei dem aus EP 0 030 774 AI bekann¬ ten Stand der Technik angesehen, daß die erreichbare Ge¬ nauigkeit der Konturen der nichtleitenden Bereiche auf der Oberfläche der Muttermatrize begrenzt ist und daß da¬ durch die Qualität der auf dieser Muttermatrize erzeug¬ ten Siebdruckschablonen nicht optimal ist.In addition to the mechanical mettling described above, EP 0 030 774 A1 discloses further processes of the type mentioned at the outset. As the first known method for producing a mother die, it is described there that the depressions which are to be filled with non-conductive material are produced by etching. The document does not describe how this etching is to be carried out, but it is obvious to the person skilled in the art that an etching mask must be used for this. However, the document also gives no information on the manufacture, type and treatment of the etching mask. As a second manufacturing method for manufacturing a mother die, it can be seen from the document that a well-controlled energy beam is brought into a non-conductive state directly in the well-like regions of the mother die body by thermal action. For example, in the case of a mother matrix base body consisting of electrically conductive aluminum, aluminum is converted on the surface by the energy beam into aluminum oxide which is not electrically conductive. A disadvantage of the prior art known from EP 0 030 774 A1 is that the achievable accuracy of the contours of the non-conductive areas on the surface of the mother die is limited and that the quality of the work done on this mother die is thereby limited screen printing stencils is not optimal.
Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren der ein¬ gangs genannten Art anzugeben, welches die Herstellung einer Muttermatrize für die galvanische Erzeugung von nahtlosen Rotations-Siebdruckschablonen, insbesondere aus Nickel, mit einem geringen maschinellen, personellen und zeitlichen Aufwand erlaubt und mittels welchem Mut¬ termatrizen mit hoher Qualität und langer Standzeit her¬ stellbar sind.It is therefore the task of specifying a method of the type mentioned at the outset which permits the production of a mother die for the galvanic production of seamless rotary screen printing stencils, in particular made of nickel, with little mechanical, personnel and time expenditure and by means of which courage ¬ Termatrices with high quality and long service life can be manufactured.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, welches gekenn¬ zeichnet ist durch folgende Verfahrensschritte: a) die Mantelfläche des Muttermatrizen-Grundkörpers wird mit einer photo- oder thermo- oder elektrosensitiven Beschichtung überzogen, b) die Beschichtung wird mittels eines nach Maßgabe elek¬ tronisch gespeicherter Daten gesteuerten Strahls mit dem Positiv- oder Negativbild des gewünschten Vertie¬ fungsrasters belichtet und danach unmittelbar oder nach Durchlaufen eines Entwicklungsprozesses in den Bereichen, in denen die Vertiefungen vorgesehen sind, mittels eines chemischen und/oder physikalischen Ent¬ fernungsprozesses abgetragen, c) in den von der Beschichtung befreiten Bereichen der Mantelfläche des Muttermatrizen-Grundkörpers werden durch Ätzen oder elektrolytischen Metallabtrag die Vertiefungen gebildet, d) die verbliebenen Teile der Beschichtung werden voll¬ ständig entfernt und
e) die Vertiefungen werden mit der elektrisch nichtlei¬ tenden Füllmasse verfüllt.This object is achieved according to the invention by a method of the type mentioned at the outset, which is characterized by the following method steps: a) the outer surface of the mother matrix base body is coated with a photo- or thermosensitive or electro-sensitive coating, b) the coating is applied by means of a beam controlled in accordance with electronically stored data is exposed to the positive or negative image of the desired deepening grid and then immediately or after going through a development process in the areas in which the depressions are provided, by means of a chemical and / or physical ent Removal process removed, c) in the areas of the outer surface of the mother matrix base body freed from the coating, the depressions are formed by etching or electrolytic metal removal, d) the remaining parts of the coating are completely removed and e) the depressions are filled with the electrically non-conductive filling compound.
Eine alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver¬ fahrens schlägt gemäß Anspruch 2 vor, daß der Verfahrens¬ schritt b) wie folgt ausgeführt wird: b) die Beschichtung wird mittels eines nach Maßgabe elek¬ tronisch gespeicherter Daten gesteuerten Strahls in den Bereichen, in denen die Vertiefungen vorgesehen sind, unmittelbar abgetragen.An alternative embodiment of the method according to the invention proposes, according to claim 2, that method step b) is carried out as follows: b) the coating is controlled by means of a beam controlled according to electronically stored data in the areas in which the depressions are located are provided, immediately removed.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß alle Molettierwerk- zeuge und die hierfür benötigten Vorrichtungen nicht mehr erforderlich sind. Dadurch wird eine große Einspa¬ rung hinsichtlich des technischen, personellen und zeit¬ lichen Aufwandes erreicht. Da die Umrißform der Vertie¬ fungen und das Raster, in dem diese Vertiefungen angeord¬ net sind, nun elektronisch gespeichert sind, können die Umrißform der Vertiefungen und deren Verteilung inner¬ halb des Rasters sehr genau hergestellt und mit geringem Aufwand verändert und an die jeweiligen Bedürfnisse ange¬ paßt werden, ohne daß, wie dies zuvor erforderlich war, neue Molettierwerkzeuge herzustellen wären.The invention offers the advantage that all of the mettling tools and the devices required for this are no longer required. This saves a great deal in terms of technical, personnel and time expenditure. Since the outline shape of the depressions and the grid in which these depressions are arranged are now stored electronically, the outline shape of the depressions and their distribution within the grid can be produced very precisely and changed with little effort and sent to the respective person Needs to be adapted without, as previously required, new mouldering tools having to be manufactured.
Durch das Ätzen oder den elektrolytischen Metallabtrag erhalten die Vertiefungen eine Kontur, die einen verbes¬ serten Halt der elektrisch nichtleitenden Füllmasse bie¬ tet. Dies beruht darauf, daß die Vertiefungen nun nicht mehr mit flachen Flanken ausgebildete Kegelstümpfe oder Pyramidenstümpfe sind, sondern im Querschnitt betrachtet eher die Form von ovalen Näpfen erhalten. Hierdurch be¬ hält die Füllmasse innerhalb der Vertiefungen auch in deren Randbereichen eine vergleichsweise große Dicke, so daß Ausbrüche der Füllmasse vermieden werden. Hierdurch können sich auch keine vorspringenden Metallnasen bei der späteren Aufgalvanisierung der Siebdruckschablone
bilden, was eine bessere Qualität der Siebdruckschablo¬ nen ergibt und Beschädigungen der Muttermatrize beim axialen Abziehen der Schablone vermeidet. Hierdurch er¬ hält die Muttermatrize eine höhere Standzeit, die in der Praxis zwei- bis dreimal so lang sein kann, wie dies bei bisher verwendeten Muttermatrizen erreichbar war.As a result of the etching or the electrolytic removal of metal, the depressions are given a contour which offers an improved hold of the electrically non-conductive filling compound. This is due to the fact that the depressions are no longer truncated cones or truncated pyramids, but viewed in cross-section rather have the shape of oval cups. As a result, the filling compound also has a comparatively large thickness within the depressions in its edge regions, so that breakouts of the filling compound are avoided. As a result, no protruding metal lugs can form during the later electroplating of the screen printing stencil form, which results in a better quality of the screen printing stencils and avoids damage to the mother die when the stencil is pulled off axially. As a result, the mother die has a longer service life, which in practice can be two to three times as long as was achievable with mother dies previously used.
Bevorzugt ist weiter vorgesehen, daß als Strahl ein Ul- traviolett-Laserstrahl oder ein thermisch wirkender La¬ serstrahl oder ein Elektronenstrahl verwendet wird. Die genannten Strahlen lassen sich vergleichsweise einfach erzeugen und fokussieren, so daß, im Zusammenwirken mit einer entsprechend ausgewählten Beschichtung mit passen¬ der Sensitivität, Vertiefungen und Raster mit einer ho¬ hen Auflösung und Genauigkeit sowie großen MESH-Zahlen erzeugen lassen.It is further preferably provided that an ultraviolet laser beam or a thermally acting laser beam or an electron beam is used as the beam. The beams mentioned can be generated and focused comparatively easily, so that, in cooperation with an appropriately selected coating with suitable sensitivity, indentations and grids can be produced with a high resolution and accuracy as well as large MESH numbers.
Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kein mechanisches Eindrücken der Vertiefungen in den Muttermatrizen-Grund¬ körper mehr erfolgt, muß dieser nicht mehr aus dem rela¬ tiv weichen Kupfer bestehen, sondern kann auch aus einem härteren Metall bestehen, wobei dieses bevorzugt Nickel ist. Das Metall Nickel bietet den Vorteil einer hohen Härte, einer hohen Festigkeit und einer hohen Gefügedich¬ te. Weiterhin weist es eine gute elektrische Leitfähig¬ keit auf und ist gut galvaniεierbar. Hierdurch kann eine Verchromung der Oberfläche der Muttermatrize entfallen, was das Recyceln von nicht mehr einsetzbaren Muttermatri¬ zen erleichtert. Ein weiterer durch die Verwendung von Nickel als Material für die Muttermatrize erreichbarer Vorteil besteht darin, daß sich die Nickeloberfläche der Muttermatrize selbsttätig durch die Bildung einer Nickel¬ oxydschicht schützt, die aber elektrisch leitend bleibt. Zugleich sorgt diese Nickeloxydschicht aber dafür, daß sich die auf die Muttermatrize aufgalvanisierte Sieb¬ druckschablone leicht von der Muttermatrize abziehen
läßt, da die Nickeloxydschicht auf der Muttermatrize als Trennmittel wirkt.Since, in the method according to the invention, the depressions are no longer pressed mechanically into the mother matrix base body, the base body no longer has to consist of the relatively soft copper, but can also consist of a harder metal, which is preferably nickel. The metal nickel offers the advantage of high hardness, high strength and high structural density. Furthermore, it has good electrical conductivity and is easy to galvanize. In this way, chromium plating of the surface of the mother die can be omitted, which facilitates the recycling of mother dies that can no longer be used. Another advantage that can be achieved by using nickel as the material for the mother die is that the nickel surface of the mother die is automatically protected by the formation of a nickel oxide layer, which, however, remains electrically conductive. At the same time, however, this nickel oxide layer ensures that the screen printing stencil that is electroplated onto the mother die is easily pulled off the mother die leaves, since the nickel oxide layer on the mother matrix acts as a release agent.
Um Material und insbesondere Gewicht einzusparen, kann als Muttermatrizen-Grundkörper auch eine hohlzylindri- sche Nickelhülse eingesetzt werden. Dies ist ohne weite¬ res möglich, weil wegen des Wegfalls der mechanischen Andruckkräfte zwischen Molette und Muttermatrizen-Grund¬ körper letzterer keine besonders hohe mechanische Stabi¬ lität mehr aufweisen muß. Zudem erlaubt die Verwendung einer hohlzylindrischen Nickelhülse eine leichtere Hand¬ habung und einen erleichterten und kostengünstigeren Transport oder Versand zwischen dem Hersteller der Mut¬ termatrize und dem im allgemeinen damit nicht identi¬ schen Hersteller von Siebdruckschablonen.In order to save material and in particular weight, a hollow cylindrical nickel sleeve can also be used as the mother matrix base body. This is possible without further ado because, owing to the elimination of the mechanical pressure forces between the molette and the mother matrix base body, the latter no longer has to have a particularly high mechanical stability. In addition, the use of a hollow cylindrical nickel sleeve allows easier handling and easier and cheaper transport or shipping between the manufacturer of the mother die and the generally non-identical manufacturer of screen printing stencils.
Als elektrisch nichtleitende Füllmasse wird bevorzugt ein aushärtbares Kunstharz oder eine aushärtbare kerami¬ sche Masse eingesetzt. Diese Materialien bieten den Vor¬ teil, daß sie einerseits zunächst als noch viskose Masse in die Vertiefungen einbringbar sind und daß sie anderer- seit nach dem Aushärten sehr fest in den Vertiefungen haften und eine hohe Festigkeit und Oberflächengüte auf¬ weisen. Insbesondere sind diese Materialien nach dem Aus¬ härten auch durch mechanische Verfahren, z.B. Drehen oder Schleifen, bearbeitbar, ohne daß sie sich aus den Vertiefungen lösen oder am Rand der Vertiefungen ausbre¬ chen.A curable synthetic resin or a curable ceramic mass is preferably used as the electrically non-conductive filling compound. These materials have the advantage that, on the one hand, they can be introduced into the depressions as a still viscous mass and, on the other hand, they adhere very firmly to the depressions after curing and have high strength and surface quality. In particular, after hardening, these materials can also be obtained by mechanical processes, e.g. Turning or grinding, workable, without loosening from the recesses or breaking out at the edge of the recesses.
Die Vertiefungen werden vorzugsweise mit einem regelmäßi¬ gen sechseckigen Umriß erzeugt; weiterhin werden die Ver¬ tiefungen bevorzugt wabenförmig in einem Hexagonalraster verteilt angeordnet. Dies bietet den Vorteil, daß die auf dieser Muttermatrize erzeugten Siebdruckschablonen eine hohe Festigkeit und Stabilität bei geringem Gewicht sowie ein gutes Steg-Durchlaß-Verhältnis aufweisen. Auf-
grund der elektronischen Speicherbarkeit der Umrißform der Vertiefungen und deren Verteilung im Raster ist aber selbstverständlich jede Freiheit bei der Gestaltung die¬ ser Parameter gegeben.The depressions are preferably produced with a regular hexagonal outline; furthermore, the depressions are preferably distributed in a honeycomb pattern in a hexagonal grid. This offers the advantage that the screen printing stencils produced on this mother die have high strength and stability with low weight and a good web-passage ratio. On- However, due to the electronic storage of the outline shape of the depressions and their distribution in the grid, there is of course every freedom in the design of these parameters.
Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ablaufbei¬ spiel des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben. Die Figuren 1 bis 5 der Zeichnung zeigen einen Ausschnitt aus dem Umfangsbereich eines Muttermatrizen-Grundkörpers während verschiedener Verfahrensschritte; die Figur 6 der Zeichnung zeigt einen Ausschnitt aus dem Umfangsbe¬ reich einer fertigen Muttermatrize.A sequence example of the method according to the invention is described below with reference to a drawing. Figures 1 to 5 of the drawing show a section of the circumferential area of a mother matrix base body during various process steps; FIG. 6 of the drawing shows a section of the circumferential area of a finished mother die.
Gemäß Figur 1 der Zeichnung besteht der Muttermatrizen- Grundkörper 1 aus Metall und weist eine zylindrische Man¬ telfläche 10 auf. Der Grundkörper 1 kann als Zylinder oder hohlzylindrische Hülse ausgeführt sein.According to FIG. 1 of the drawing, the mother matrix base body 1 is made of metal and has a cylindrical jacket surface 10. The base body 1 can be designed as a cylinder or hollow cylindrical sleeve.
Auf die Mantelfläche 10 des Grundkörpers 1 ist eine sen¬ sitive Beschichtung 2 in Form einer vergleichsweise dün¬ nen Schicht aufgetragen, die in der Zeichnung übertrie¬ ben dick dargestellt ist. Bei dieser Beschichtung 2 kann es sich um ein photo-, thermo- oder elektrosensitives Ma¬ terial handeln, wie dies an sich bekannt ist. Auch Auf¬ tragverfahren für derartige Beschichtungen zur Erzielung einer gleichmäßigen Schichtdicke sind bekannt und brau¬ chen hier nicht näher erläutert zu werden.On the lateral surface 10 of the base body 1, a sensitive coating 2 is applied in the form of a comparatively thin layer, which is shown exaggeratedly thick in the drawing. This coating 2 can be a photo-, thermosensitive or electrosensitive material, as is known per se. Application methods for such coatings to achieve a uniform layer thickness are also known and need not be explained in more detail here.
Figur 2 der Zeichnung zeigt den Muttermatrizen-Grundkör¬ per 1 während eines Verfahrensschrittes, in welchem mit¬ tels eines Lasers 30, der einen Laserstrahl 3 gesteuert aussendet, eine Belichtung der sensitiven Beschichtung 2, hier mit dem Negativ-Bild der gewünschten Vertiefun¬ gen erfolgt. Dabei werden der Muttermatrizen-Grundkörper 1 und der Laser 30 relativ zueinander in zwei Richtun¬ gen, vorzugsweise die Axialrichtung und die Umfangsrich-
tung bewegt, so daß nach und nach die gesamte Umfangsfla¬ che des Muttermatrizen-Grundkörpers 1 überstrichen wird. Während dieser relativen Bewegung zueinander wird der Strahl 3 nach Maßgabe elektronisch gespeicherter Daten ein- und ausgeschaltet, um das Positiv- oder Negativbild eines gewünschten Rasters auf die Beschichtung 2 aufzube- lichten, je nachdem, ob diese photopositiv oder photone¬ gativ reagiert. Im vorliegenden Fall, der in der Zeich¬ nung dargestellt ist, wird die Beschichtung 2 durch die Belichtung in den Bereichen 20 so verändert, daß sie für einen nachfolgenden chemischen und/oder physikalischen Abtragprozeß unlöslich wird. Zwischen den belichteten Be¬ reichen 20 verbleiben unbelichtete Bereiche 21, die den Bereichen entsprechen, in denen später Vertiefungen in dem Grundkörper 1 erzeugt werden sollen.FIG. 2 of the drawing shows the mother matrix base body 1 during a method step in which, by means of a laser 30, which emits a laser beam 3 in a controlled manner, an exposure of the sensitive coating 2, here with the negative image of the desired recesses he follows. The mother matrix base body 1 and the laser 30 are relative to one another in two directions, preferably the axial direction and the circumferential direction. movement so that the entire circumferential surface of the mother matrix base body 1 is gradually covered. During this relative movement to one another, the beam 3 is switched on and off in accordance with electronically stored data in order to expose the positive or negative image of a desired raster on the coating 2, depending on whether the latter reacts photopositively or photonegatively. In the present case, which is shown in the drawing, the coating 2 is changed by the exposure in the areas 20 such that it becomes insoluble for a subsequent chemical and / or physical removal process. Between the exposed areas 20 there remain unexposed areas 21 which correspond to the areas in which depressions are later to be produced in the base body 1.
Figur 3 der Zeichnung zeigt den Muttermatrizen-Grundkör¬ per 1 nach Durchlaufen des Abtragprozesses, in welchem die unbelichteten Bereiche 21 der Beschichtung 2 abge¬ tragen worden sind. Nunmehr verbleiben von der Beschich¬ tung 2 auf der Mantelfläche 10 lediglich noch die belich¬ teten Bereiche 20, die ein netzförmiges Raster von nach außen vorragenden Stegen bilden, die jeweils regelmäßige Sechsecke einschließen.FIG. 3 of the drawing shows the mother matrix base body 1 after going through the removal process in which the unexposed areas 21 of the coating 2 have been removed. From the coating 2, only the exposed areas 20 remain, which form a reticulated grid of outwardly projecting webs, each of which includes regular hexagons.
In der Figur 4 der Zeichnung ist der Muttermatrizen- Grundkörper nach Durchlaufen eines Ätzbades oder eines elektrolytischen Abtragvorganges gezeigt. Durch dieses Ätzen oder elektrolytische Abtragen wird Metall des Mut¬ termatrizen-Grundkörpers 1 dort abgetragen, wo die ätzen¬ de Säure oder die Elektrolytflüssigkeit Zugang zur Man¬ telfläche 10 hat. Unterhalb der Bereiche 20 der Beschich¬ tung 2 hat die Säure oder die Elektrolytflüssigkeit kei¬ nen Zugang zur Mantelfläche 10 des Grundkörperε 1, so daß hier ein Metallabtrag nicht erfolgen kann.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird durch ein geeig¬ netes Abtragverfahren der verbleibende Teil 20 der Be¬ schichtung 2 ebenfalls abgetragen, wonach der Mutter¬ matrizen-Grundkörper die in Figur 5 gezeigte Oberflächen¬ form aufweist. Diese ist charakterisiert durch ein Ra¬ ster von im Umriß sechseckigen Vertiefungen 11, zwischen denen netzförmig verteilt Stege 12 liegen. Die äußere Oberfläche der Stege 12 entspricht dabei der Mantelflä¬ che 10 des Grundkörpers 1.FIG. 4 of the drawing shows the mother matrix base body after it has passed through an etching bath or an electrolytic removal process. Through this etching or electrolytic removal, metal of the mother matrix base body 1 is removed where the etching acid or the electrolyte liquid has access to the jacket surface 10. Below the areas 20 of the coating 2, the acid or the electrolyte liquid has no access to the outer surface 10 of the base body 1, so that metal removal cannot take place here. In a further process step, the remaining part 20 of the coating 2 is also removed by a suitable removal process, after which the mother matrix base body has the surface shape shown in FIG. 5. This is characterized by a grid of depressions 11 with a hexagonal outline, between which webs 12 are distributed in a network. The outer surface of the webs 12 corresponds to the lateral surface 10 of the base body 1.
Figur 6 der Zeichnung schließlich zeigt die fertige Mut¬ termatrize 1', bei welcher nun die Vertiefungen 11 voll¬ ständig mit einer Füllmasse 4 bis in Höhe der Oberkante der Stege 12 und damit bis zur ursprünglichen Mantelflä¬ che 10 des Muttermatrizen-Grundkörpers 1 ausgefüllt sind. Hierdurch werden auf der Mantelfläche 10 der Mut¬ termatrize 1' in der gewünschten Verteilung Bereiche mit unterschiedlichen elektrischen Eigenschaften gebildet, nämlich im Bereich der Oberfläche der Füllmasse 4 elek¬ trisch nichtleitende Bereiche und im Bereich der Ober¬ fläche der Stege 12 elektrisch leitfähige Bereiche.FIG. 6 of the drawing finally shows the finished mother die 1 ', in which the recesses 11 are now completely filled with a filling compound 4 up to the level of the upper edge of the webs 12 and thus up to the original lateral surface 10 of the mother die base body 1 are. As a result, areas with different electrical properties are formed on the lateral surface 10 of the mother die 1 'in the desired distribution, namely in the area of the surface of the filling compound 4 electrically non-conductive areas and in the area of the surface of the webs 12 electrically conductive areas.
Die fertige Muttermatrize 1' kann dann in bekannter Wei¬ se mehrmals zur galvanischen Erzeugung von nahtlosen Ro- tations-Siebdruckschablonen verwendet werden, wobei sich dann im Bereich der elektrisch leitfähigen Stege 12 an der Mantelfläche 10 der Muttermatrize 1' Metall galva¬ nisch ablagert, bis eine gewünschte Schichtdicke er¬ reicht ist. Diese so gebildete Siebdruckhülse kann dann in Axialrichtung der Muttermatrize 1', d.h. parallel zur Mantelfläche 10, von der Muttermatrize 1' abgezogen werden.
The finished mother die 1 'can then be used in a known manner several times for the galvanic production of seamless rotary screen printing stencils, metal then being deposited galvanically in the region of the electrically conductive webs 12 on the outer surface 10 of the mother die 1', until a desired layer thickness is reached. This screen printing sleeve thus formed can then in the axial direction of the mother die 1 ', i.e. parallel to the lateral surface 10, are withdrawn from the mother die 1 '.
Claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Muttermatrize (1') für die galvanische Erzeugung von nahtlosen Rota- tions-Siebdruckschablonen, insbesondere aus Nickel, wobei ein metallischer Muttermatrizen-Grundkörper (1) mit zylindrischer Mantelfläche (10) auf seinem Außenumfang mit in einem regelmäßigen Raster ver¬ teilten Vertiefungen (11) versehen wird, die einen runden oder mehreckigen Umriß aufweisen und zwischen denen ein regelmäßiges Netz bildende Rasterstege (12) verbleiben, und wobei die Vertiefungen (11) an¬ schließend mit einer elektrisch nichtleitenden Füll¬ masse (4) bündig bis zur Höhe der Rasterstege (12) verfüllt werden, wonach dann wiederholt durch galva¬ nisches Auftragen von Metall und axiales Abziehen der so entstandenen Hülse Siebdruckschablonen erzeug¬ bar sind, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h folgende Verfahrensschritte : a) die Mantelfläche (10) des Muttermatrizen-Grund¬ körpers (1) wird mit einer photo- oder thermo- oder elektrosensitiven Beschichtung (2) überzo¬ gen, b) die Beschichtung (2) wird mittels eines nach Ma߬ gabe elektronisch gespeicherter Daten gesteuerten Strahls (3) mit dem Positiv- oder Negativbild des gewünschten Vertiefungsrasters belichtet und da¬ nach unmittelbar oder nach Durchlaufen eines Ent¬ wicklungsprozesses in den Bereichen (21), in denen die Vertiefungen (11) vorgesehen sind, mit¬ tels eines chemischen und/oder physikalischen Ent¬ fernungsprozesses abgetragen, c) in den von der Beschichtung (2) befreiten Berei¬ chen der Mantelfläche (10) des Muttermatrizen- Grundkörpers (1) werden durch Ätzen oder elektro¬ lytischen Metallabtrag die Vertiefungen (11) ge¬ bildet, d) die verbliebenen Teile (20) der Beschichtung (2) werden vollständig entfernt und e) die Vertiefungen (11) werden mit der elektrisch nichtleitenden Füllmasse (4) verfüllt.1. A method for producing a mother die (1 ') for the galvanic production of seamless rotary screen printing stencils, in particular made of nickel, wherein a metallic mother die base body (1) with a cylindrical outer surface (10) on its outer circumference with a regular grid distributed depressions (11) are provided, which have a round or polygonal outline and between which remain a regular network grid webs (12), and the depressions (11) then with an electrically non-conductive filling compound (4) are filled flush to the height of the grid webs (12), after which screen printing stencils can then be produced repeatedly by galvanic application of metal and axial removal of the sleeve thus formed, characterized by the following process steps: a) the lateral surface (10) of the mother matrix base ¬ body (1) with a photo- or thermosensitive or electrosensitive coating (2) zo¬ gen, b) the coating (2) is exposed by means of a beam (3) controlled electronically according to the data with the positive or negative image of the desired deepening grid and then immediately or after going through a development process in the Areas (21), in to which the depressions (11) are provided, removed by means of a chemical and / or physical removal process, c) in the areas of the lateral surface (10) of the mother matrix base body (1) which are freed from the coating (2) the depressions (11) are formed by etching or electro-lytic metal removal, d) the remaining parts (20) of the coating (2) are completely removed and e) the depressions (11) are filled with the electrically non-conductive filling compound (4) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verfahrensschritt b) wie folgt ausgeführt wird: b) die Beschichtung (2) wird mittels eines nach Ma߬ gabe elektronisch gespeicherter Daten gesteuerten Strahls (3) in den Bereichen (21), in denen die Vertiefungen (11) vorgesehen sind, unmittelbar abgetragen.2. The method according to claim 1, characterized in that the method step b) is carried out as follows: b) the coating (2) is controlled by means of a electronically stored data controlled beam (3) in the areas (21) in which the recesses (11) are provided, removed immediately.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als Strahl (3) ein Ultraviolett-Laser- strahl oder ein thermisch wirkender Laserstrahl oder ein Elektronenstrahl verwendet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that an ultraviolet laser beam or a thermally acting laser beam or an electron beam is used as the beam (3).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Muttermatrizen-Grundkörper (1) ein Nickelzylinder eingesetzt wird.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a nickel cylinder is used as the mother matrix base body (1).
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Muttermatrizen-Grundkörper (1) eine hohlzylindrische Nickelhülse eingesetzt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that a hollow cylindrical nickel sleeve is used as the mother matrix base body (1).
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als elektrisch nicht¬ leitende Füllmasse (4) ein aushärtbares Kunstharz oder eine aushärtbare keramische Masse eingesetzt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a curable synthetic resin or a curable ceramic mass is used as the electrically non-conductive filler (4).
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) mit einem regelmäßigen sechseckigen Umriß erzeugt werden.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the depressions (11) are produced with a regular hexagonal outline.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (11) wabenförmig in einem Hexagonalraster verteilt angeordnet werden. 8. The method according to claim 7, characterized in that the depressions (11) are arranged in a honeycomb pattern in a hexagonal grid.
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