EP0714766B1 - Vorrichtung zur Herstellung von Druckschablonen - Google Patents

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EP0714766B1
EP0714766B1 EP95119508A EP95119508A EP0714766B1 EP 0714766 B1 EP0714766 B1 EP 0714766B1 EP 95119508 A EP95119508 A EP 95119508A EP 95119508 A EP95119508 A EP 95119508A EP 0714766 B1 EP0714766 B1 EP 0714766B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
nozzle
liquid
screen
nozzles
processing table
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP95119508A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP0714766A3 (de
EP0714766A2 (de
Inventor
Hannes Fischer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schablonentechnik Kufstein GmbH
Original Assignee
Schablonentechnik Kufstein GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Schablonentechnik Kufstein GmbH filed Critical Schablonentechnik Kufstein GmbH
Priority to EP95119508A priority Critical patent/EP0714766B1/de
Publication of EP0714766A2 publication Critical patent/EP0714766A2/de
Publication of EP0714766A3 publication Critical patent/EP0714766A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0714766B1 publication Critical patent/EP0714766B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41C—PROCESSES FOR THE MANUFACTURE OR REPRODUCTION OF PRINTING SURFACES
    • B41C1/00—Forme preparation
    • B41C1/14—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing
    • B41C1/147—Forme preparation for stencil-printing or silk-screen printing by imagewise deposition of a liquid, e.g. from an ink jet; Chemical perforation by the hardening or solubilizing of the ink impervious coating or sheet

Definitions

  • the invention relates to a device for producing printing stencils according to the preamble of claim 1.
  • Such a device is already known from EP-A-0 427 004 known.
  • This known device contains two rotatable end heads for frontal storage of a hollow cylindrical screen, one Drive device for rotating the screen around its cylinder axis, a processing table movable parallel to the cylinder axis and a control device for controlling the drive device, the transport of the processing table and a tool station.
  • at the Wall of the hollow cylindrical sieve supporting from the outside Roll-off elements are arranged to, among other things, in the area to provide the engraving site with a print run.
  • the invention has for its object the device of the beginning mentioned type so that they are a simpler and cheaper Has structure, so that it is cheaper to use stencils have it made.
  • a device is characterized in that the Tool station is arranged on the processing table, the tool station from at least one suitable for ejecting liquid Nozzle exists, and only the end heads act on the sieve becomes.
  • the nozzle receives electrical ejection signals from the control device, in accordance with a given pattern as well depending on the rotary position of the screen cylinder and the position of the Machining table.
  • the pattern or print pattern can be electronic Pre-stored form in an electronic memory of the control device be.
  • Each saved sample point is a pair of values assigned to the rotary position of the screen cylinder (angular position) and contains the axial position of the machining table. Once this pair of values is supplied to the control device by sensors, the assigned one Value of the print pattern from the named electronic memory read out and used to form an injection signal, which for Nozzle is transferred.
  • the control device gives the electrical ejection signals for the respective transport direction of the processing table nozzle located further back with a time delay, such that one and the same place on the screen surface through the respective nozzles is sprayed in succession.
  • epoxy resin components act which are only converted into a gel state after they have been mixed together and the crosslinking reaction started Has.
  • the individual epoxy resin components are relatively thin, so that rapid droplet separation takes place within the nozzles and so that the nozzles can have a relatively short jet length.
  • these components hit the screen surface are converted into a gel state as a result of the crosslinking reaction, there is no danger that it will be thrown off the surface again become.
  • the use of several components is also advantageous in that it gives the pattern a better edge sharpness becomes.
  • the cover layer can also be applied by spraying on a viscous liquid are formed, for example, an aqueous emulsion of a Is synthetic resin paint or an aqueous suspension of pigments can. It has proven advantageous to spray the liquid accompanied by a laminar gas stream surrounding it carry out, for example using an air or inert gas stream, to accelerate the drying process of the sprayed liquid.
  • the gas flow also prevents small secondary droplets Store inside the nozzles and otherwise contaminate them would.
  • the speed of the laminar gas flow leaves further choose so that liquid drops once formed can no longer approach each other on their way to the sieve surface, whereby the formation of larger drops can be avoided.
  • the laminar gas flow also increased compared to the ambient temperature Have temperature, whereby the drying of the sprayed Fluid can accelerate even further.
  • Heat the sieve at least also at the point of impact of the liquid, for example through a radiant heater to get a fixed one as quickly as possible Obtain cover layer on the screen surface. It can also be warm air be blown axially inside the sieve. Irradiation of the Drops of liquid sprayed onto the sieve with ultraviolet (UV) radiation is possible to start the crosslinking reaction earlier let or accelerate, resulting in even better edge sharpness of the pattern leads (UV curing). The short phase of lowering the viscosity, How it occurs during heating is therefore only with UV curing avoided.
  • UV ultraviolet
  • FIG. 1 shows a rotating sieve in the shape of a cylinder referred to, on which through one or more nozzles 2 color or paint is applied as a covering liquid.
  • This is one of the Jet 3 of the covering liquid sprayed out by means of a computer 4 controlled so that the cover liquid only in those places on the Sieve 1 is applied, on which the sieve 1 covered due to the pattern must be and those parts of the sieve 1 remain uncovered where this should remain permeable.
  • the sieve 1 is between two synchronously driven end heads 5 added and rotating Movement (direction of rotation D) offset.
  • the sieve 1 is between the right and the left End head 5 placed and the right end head 5 moved up to the sieve 1.
  • the sieve 1 which is usually very thin and light, can be placed under Perhaps due to the axially acting clamping force and the friction rotated between sieve 1 and the left driven end head 5 become. Also, the rigidity of the sieve 1 is always sufficient to the right end head 5, the rotational movement via the acting frictional forces notify if only the speed of the sieve 1 is increased so slowly, that the required acceleration torque is transferability the round screen 1 is not overwhelmed.
  • Both end heads 5 are on pedestals 6 rotatably mounted, the bearing blocks 6 on a machine bed 7 are arranged. To guide the right bearing block 6 in Figure 1 there are guide rods 8 which, for. B. attached to the machine bed 7 could be.
  • the left end head 5 is driven by a motor 9 and a belt 10.
  • This belt 10 spans a drive wheel 11 which is fixed on an axis 12 which carries the left end head 5.
  • an incremental pulse generator 13 which determines the rotational position of the axis 12 or the sieve 1 and outputs corresponding signals S D to the computer 4.
  • the nozzles 2, which are fastened on a processing table 14, are slowly advanced in the direction of the cylinder axis 1b of the sieve 1, so that a thin jet, which is dissolved in drops and consists of covering liquid and emerges from the nozzles 2, along a helical line is very low Slope hits the sieve 1.
  • the feed table is impressed on the processing table 14 via a spindle 15, this spindle 15 being driven for this purpose via a stepper motor 16, which also receives its step signals S T from the computer 4.
  • step signals S T are converted into power pulses P T by a driver stage 17.
  • the rotation of the motor axis of the stepping motor 16 is transmitted to the spindle 15 via a belt 18 and a pulley 19. This extends through the processing table 14, which in turn is guided on guide rails 20 on the machine bed 7.
  • the nozzles 2 must be suitable for the subsequent printing process
  • Masking liquid can be supplied.
  • the covering liquid is under a slight excess pressure of about 1 to 5 bar.
  • pressure vessel 21 as there are differences in the line resistances and the need to separate the application amount per nozzle 2 to be able to adjust, different outlet pressures of the covering liquid condition.
  • Every nozzle 2 also has a not inconsiderable one Amount of unused masking liquid that is continuously sucked off and has to be transported back.
  • vacuum tanks 23 provided, in which the unused covering liquid via return lines 24 transported back by the negative pressure prevailing in these tanks becomes.
  • the recirculated cover liquid which due to the process has lost diluent, after a Processing in turn fed the application process as a covering liquid become.
  • the nozzles 2 are arranged several times, in the present case Case twice. They are in the direction of the cylinder axis 1b or Stencil axis spaced from each other in front of the covering liquid give the second job time to dry at least slightly. This drying can be supported by blowing warm air or by generating appropriate heat radiation. You can do this on the processing table 14 a correspondingly trained heating device H mounted.
  • the liquid can also cure on its own or additionally by UV radiation, as already mentioned, so that in this case there is also a UV light source (e.g. a mercury vapor lamp) located on the processing table 14.
  • a UV light source e.g. a mercury vapor lamp
  • the nozzles 2 can also be arranged in the circumferential direction of the cylinder 1 or sieve, but this leads to difficult handling of the coating process if successive circular screens 1 different diameter to be coated.
  • the nozzles 2 are preferably designed as electrostatic nozzles, each of which is supplied with a control signal S 1 , S 2 from the computer 4 in order to spray out the covering liquid when a control signal is received.
  • FIG. 2 shows a device that is basically the same as in FIG. 1, wherein Identical elements are provided with the same reference symbols.
  • Deviating of Figure 1 is the processing table 14 but on a rear Carrier wall 25 on guide rails 26 in the axial direction of cylinder 1 slidably mounted.
  • On this rear guide wall 25 are also the spindle 15 and the stepper motor 16 with spindle drive 18 and 19 attached.
  • the covering liquid is at its finest Drops are applied to a sufficiently high resolution in creating the print pattern on the surface of the screen 1 to achieve.
  • the liquid can have a high viscosity, by a sufficient proportion of solid matter with a relatively small To be able to carry drop size.
  • several liquid components can also be used sprayed separately through different nozzles be united at one point on the surface of the screen 1.
  • the procedure is only useful if a very high one Drop frequency can be achieved.
  • the invention therefore comes with modified electrostatic nozzles Construction for use.
  • FIG. 3 shows the structure of such an electrostatic nozzle 2.
  • a small pressure chamber 29 In a small pressure chamber 29 is the covering liquid, which from the pressure vessels 21 shown in Figure 1 is brought under excess pressure. From there it exits continuously through a bore 30.
  • the Bore 30 provides a thin needle 31 which is too high-frequency by ultrasound Vibration in the longitudinal direction is excited for regular Disturbances in that annular flow channel through the needle 31 and the bore 30 is formed. It also prevents the vibration movement the needle 31 also clogging the bore 30 z. B. through small particles.
  • the masking liquid is due to its toughness carried along with the needle wall and thus additionally accelerated and at Every oppositely directed vibration movement will affect the same way delayed.
  • the movement of the end face 32 of the needle 31 produces an effect with the same effect.
  • This face movement the needle 31 is in the viscous liquids present here of particular advantage, since with correspondingly high acceleration values the end face 32, the solids are thrown off, resulting in particularly strong support of the constriction process.
  • a ring electrode 33 is provided, which is kept small in diameter because then Sufficient charging of the drops even at low voltages can be achieved. It is aimed at with a tension of 100 - To be able to work at 200 V. This tension must be at the moment the drop breaks off rest on the ring electrode 33. Tensions of this magnitude can still be conveniently switched at high frequencies using transistors. At the time of the drop of the drop from the still connected Beam must face this at a 0 voltage potential the ring electrode 33 are held so that on the tear-off drop a negative charge remains, and the demolition must also be in the area the ring electrode 33.
  • the ring electrode 33 is kept small in diameter, whereby high field strengths can be achieved even at lower switching voltages. So that the liquid jet emerging from the bore 30 Center of the ring electrode 33 hits with the greatest possible security this ring electrode 33 as close as possible to the exit of the bore 30 introduced. The beam must just start at this point, in drops to disintegrate.
  • the accuracy of the ring electrode center is through vertical beam guidance, as already in connection with the figure 2 mentioned, significantly enlarged, with the necessary rapid Beam decay correspondingly pronounced initial constrictions of the liquid jet emerging from the bore 30, the be forced by a correspondingly strong vibration of the needle 31.
  • the charged liquid drops which here have the reference number 34, are then activated by the action of an electrode 35 applied DC voltage field on a curved railway line 36 passed into a catcher 37. From there they arrive via the ones mentioned in FIG. 1 Return lines 24 in the vacuum tanks also shown there 23.
  • the uncharged liquid drops 38 are through this DC field not deflected and accordingly set their Way almost straight along the railway line 39 to finally apply to sieve 1.
  • the screen 1 here has one to the web 39 on this impinging, uncharged drops 38 vertical position. It can but be useful, this screen 1 compared to such a location to tend to what is shown in connection with the next figure 4 becomes.
  • the covering liquid must transport solids to a sufficient extent, after drying on the sieve 1 a good covering Form film, which causes a high viscosity.
  • the high toughness but helps that after the application of the covering liquid on the Sieve 1 remains at the impact point despite the centrifugal force and not even because of the high impact speed through the perforation shoots through or while hitting the sieve 1 sprinkled into even smaller droplets.
  • a combined liquid and air or inert gas supply performed in the area of the ring electrode 33.
  • liquid is first introduced through holes 40, to clean the ring electrode 33.
  • this is through the same holes 40 blown dry, such as by dry, heated Air or an inert gas.
  • the same configuration of the nozzle is additional used to dry out the thin bore 30 during extended periods To prevent work breaks.
  • the holes 40 the subsequent air space 41 in front of the bore 30 and within the Ring electrode 33 filled with rinsing liquid.
  • This rinsing liquid will kept under a very low excess pressure (about 10 to 20 mm water column), whereby a liquid meniscus still forms within the nozzle channel 42 43 trains, which can last for a long time, and the prevents leakage of liquid from the nozzle channel 42.
  • This Filling protects the thin bore 30 from drying out.
  • a conical countersink 44 To the Liquid to allow the best possible access to the bore 30, can be provided a conical countersink 44. Through it opens the bore 30 in the nozzle channel 42 in the direction of the ring electrode 33. However, it may also be appropriate not to put the rinsing liquid in Las come into contact with the covering liquid within the bore 30 so as not to dilute the latter.
  • the conical is omitted Countersink 44, and there is only one corresponding at this point small cylindrical drill shoulder.
  • the rinsing liquid will then also form a meniscus in this hole, similar to meniscus 43.
  • There is a small air space between the two menisci which thanks to its small volume quickly with vaporous molecules the easily evaporable components of the top coat and the rinsing liquid is saturated. Another evaporation of these components the masking lacquer is then no longer possible, so that it dries up is prevented without the risk that the cover liquid by rinsing liquid is thinned.
  • the nozzle 2 is also on during the application of masking liquid air flows through the sieve 1. This keeps it out of the holes 40 emerging dry air small secondary droplets from the ring electrode 33 from and this clean. Such secondary droplets arise at the same time as the main drops in the decay of the borehole 30 emerging liquid jet. Because of the smallness and the small Mass of these secondary droplets can this through the pinching process the main drops are thrown onto the ring electrode 33. If drops of droplets were to form there, the flawlessness could develop over time Function of the electrode can be questioned. Another The effect results from the flow through the diffuser-like channel 42. Here the flight speed of the drops should be something but not too be greatly delayed, since these only appear after hitting the May touch sieve 1.
  • a touch of the liquid drop is still inside of the nozzle channel 42 would result in the immediate formation of large Lead drops, which in turn because of the specifically lower air resistance Catch more normal drops and add them together Processes to falsify the electrically imprinted pattern image. This phenomenon can then be prevented if the drops on its trajectory within the nozzle channel 42 by a laminar Air flow are encased, the flow velocity suitable for this having. Such an air flow can also cause a Predrying of the individual drops can be achieved. This has advantages when the drop hits the sieve 1. By pre-drying increase the drop viscosity and also reduce the size of the drops. This will cause the drop to burst into many small individual drops when hitting the sieve 1 and training one accordingly blurred paint contours avoided. For adequate predrying is, however, a relatively large length of the nozzle channel 42 required, which is particularly the case when parallel to the gravitational field extending axis of the nozzle channel 30 is possible, that is, with vertical Nozzle axis.
  • FIG. 4 shows the overall structure of the nozzle according to FIG. 3.
  • the direction of impact of the drops 38 on the screen 1 is no longer vertical here, but is below one Angle 45. This helps keep the drops from passing through the strainer 1 because then before each drop in the direction of its Trajectory is always a material wall. In addition, there is a reduced relative speed between the droplet and sieve, whereby the risk of the drops bursting is also reduced.
  • the needle 31 is held in a needle holder 46 which is designed as a step horn is, d. H. the diameter of the needle holder 46 increases to the top of the Needle 31 down.
  • the needle holder 46 is firmly contained in a membrane 47 and this is by a Piezo element 48 excited to the high-frequency vibration.
  • a pressure piece 49 transmits this vibration to the membrane 47, whereby the in liquid in the pressure chamber 29 also through the membrane 47 itself is pressurized.
  • the supply lines be designed to be correspondingly thin to the pressure chamber 29.
  • the piezo element 48 is no longer shown by Supply lines with the natural frequency of the nozzle arrangement corresponding high-frequency sine or square wave voltage.
  • the piezo element 48 Since the piezo element 48 is sandwiched from a large number of thin ones Layers are composed, even low electrical Tensions around violent contractions or elongations in particular generate in the range of the natural frequency of the overall arrangement.
  • the piezo element 48 becomes static in its longitudinal direction by a pressure screw 50 biased and a lock nut 51 secures this screw setting.
  • a housing 52 statically and dynamically closes the Force flow of all individual components.
  • the bore 30 of the nozzle 2 is in a sapphire plate 53 carried out by a screw 54 in a holder 55 pressed and fixed there in this way.
  • the Sapphire drilling material becomes the one caused by the needle vibration Risk of rubbing or welding the needle 31, which from a metallic material is largely reduced with the bore wall.
  • the ring electrode 33 with a lead 56 is connected to the former via an electrical potential to be able to supply the supply line 56.
  • FIG. Another embodiment of an electrostatic nozzle for performing of the method according to the invention is shown in FIG. Also here are the same elements as in Figures 3 and 4 with the same Reference numerals and are not explained again.
  • the hole 30 is so small in this embodiment, for example in Final diameter 17 microns that they are no longer from the needle 31 in its entirety Length can be enforced.
  • the needle 31 therefore only extends into the Close to the closest hole.
  • the effect of the needle 31 is similar the effect described earlier.
  • a vibration movement the needle 31 in the direction of the nozzle outlet both increases Because of the wall shear forces as well as the displacement effect the needle end face 32 the pressure in the nozzle interior 57.
  • the corresponding Return movement of the needle 31 causes a pressure reduction.
  • FIGS. 6, 7 and 8 show the overall structure of the nozzle according to FIG. 5.
  • Figure 6 shows the section through an elevation of the nozzle
  • the figure 7 shows the cross-section
  • FIG. 8 shows a cross section through the nozzle. It are again the same elements as in Figures 3 to 5 with the same Reference numerals and are not described again.
  • a holder 60 presses a mouthpiece 61 into which the deflection electrode 35 is poured against the nozzle body 62.
  • the nozzle channel 42 extends through the mouthpiece 61 and is on the input side with the Ring electrode 33 surrounded. It is also carried by the mouthpiece 61.
  • the oscillating membrane 47 is located between the housing 52 and the nozzle body 62.
  • the vibrating membrane 47 clamped between housing 52 and nozzle body 62, wherein it is formed by an approximately 0.5 to 1.0 mm thick steel plate, which due to the special type of clamping only in an area around it the needle 31 can execute bending vibrations. In the outstanding Area this membrane 47 is used as a clamping element for a microsieve 63 is used.
  • the relatively large thickness of the membrane determines Natural frequencies between 200 and 300 kHz.
  • the microsieve 63 is clamped between the membrane 47 and the nozzle body 62 and prevents particles larger than 5 ⁇ m from being accidentally be carried along with the covering liquid into the one leading to the nozzle Enter the duct system. This helps here via the microsieve 63 in the entrance area the liquid guided membrane 47 and the membrane introduced into it Ultrasonic vibration a blockage of the microsieve 63 by itself to avoid interlocking pigments. To have the largest possible filter area exploiting the microsieve 63, this becomes very small by a system finely milled support channels 64 held.
  • the masking liquid will fed through the supply line 22 of the nozzle 2. This supply line 22 is by means of a union nut 65 on a clamping piece 66 tightly fitted.
  • An air-water supply line 67 is used for cleaning and the drying of the nozzle 2 required liquid or the necessary Air supplied to the nozzle 2 if necessary.
  • This line 67 is also with a union nut 68 pressed against a screw 69.
  • the line 67 leads to a changeover valve 70, which is symbolic here is shown and is located at a greater distance from the nozzle 2.
  • the electrostatic nozzles described in FIGS. 3 to 8 are suitable in special way to carry out the process because a highly viscous or viscous masking liquid also drips with them can be sprayed onto the sieve without reducing the overall length of the Nozzle and thus the dimensions of the device for performing the Process must take extremely large values.
  • the covering liquid is resistant to abrasion and chemical influences of the printing chemicals.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Druckschablonen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Vorrichtung ist bereits aus der EP-A-0 427 004 bekannt. Diese bekannte Vorrichtung enthält zwei drehbare Endköpfe zur stirnseitigen Lagerung eines hohlzylinderförmigen Siebes, eine Antriebseinrichtung zur Drehung des Siebes um seine Zylinderachse, einen parallel zur Zylinderachse bewegbaren Bearbeitungstisch und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Antriebseinrichtung, des Transports des Bearbeitungstisches sowie einer Werkzeugstation. Bei der bekannten Vorrichtung ist ferner vorgesehen, daß an der Wandung des hohlzylinderförmigen Siebes von außen stützende Abrollelemente angeordnet sind, um unter anderem im Bereich um die Gravurstelle eine Auflage bereitzustellen.
Aus der EP-A-0 492 351 ist es bereits bekannt, auf ein mit einer fotoempfindlichen Lackschicht beschichtetes ebenes Sieb eine Abdeckflüssigkeit aufzuspritzen, um auf diese Weise die Lackschicht mit einem Muster zu versehen. Das ebene Sieb wird dabei in einem geeigneten Rahmen gespannt gehalten.
Ferner ist es aus der FR-A-23 88 063 bzw. aus der zugehörigen DE-PS-28 15 988 bekannt, auf einen Metallzylinder Rasterpunkte oder Rasterpunktgruppen mit Hilfe einer Spritzdüse aufzuspritzen. Nach Verfestigung der Rasterpunkte oder Rasterpunktgruppen wird der Metallzylinder in ein Galvanobad getaucht, um in den erhaltenen Zwischenräumen ein Metall galvanisch abzulagern. Auf diese Weise entsteht ein Zylindersieb, das anschließend vom Metallzylinder abgenommen wird, um als Druckschablone verwendet zu werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß sie einen einfacheren und kostengünstigeren Aufbau aufweist, so daß sich mit ihr Druckschablonen preiswerter herstellen lassen.
Die Lösung der gestellten Aufgabe ist im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Eine Vorrichtung nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Werkzeugstation auf dem Bearbeitungstisch angeordnet ist, die Werkzeugstation aus wenigstens einer zur Ausspritzung von Flüssigkeit geeigneten Düse besteht, und das Sieb nur von den Endköpfen beaufschlagt wird.
Die Düse empfängt elektrische Ausspritzsignale von der Steuereinrichtung, und zwar in Übereinstimmung mit einem gegegebenen Muster sowie in Abhängigkeit der Drehstellung des Siebzylinders und der Position des Bearbeitungstisches. Das Muster bzw. Druckmuster kann dabei in elektronischer Form in einem Elektronikspeicher der Steuereinrichtung vorgespeichert sein. Dabei ist jedem gespeicherten Musterpunkt ein Wertepaar zugeordnet, das die Drehstellung des Siebzylinders (Winkelstellung) und die Axialposition des Bearbeitungstisches enthält. Sobald dieses Wertepaar durch Sensoren zur Steuereinrichtung geliefert wird, wird der zugeordnete Wert des Druckmusters aus dem genannten Elektronikspeicher ausgelesen und zur Bildung eines Ausspritzsignals herangezogen, das zur Düse übertragen wird.
Kommen elektrostatische Düsen zum Einsatz, so wird ein teilweise elektrostatisch aufgeladener Tropfnebel erzeugt, wobei die elektrisch aufgeladenen Tropfen aus ihrer Flugbahn abgelenkt und von den nicht geladenen Tropfen auf diese Weise separiert werden. Die Tropfen unterliegen hierbei den Einflüssen der Schwerkraft und des Luftwiderstandes und beschreiben daher parabolische Bahnkurven während ihrer Bewegung durch die Düse. Wenn die Anfangsgeschwindigkeit des Flüssigkeitsstrahles, aus welchem die Tropfen entstehen, immer auf einem konstanten und gleichen Wert gehalten werden kann, dann ist eine parabolische Flugbahn nicht nachteilig. Muß aber mit Rücksicht z. B. auf rheologische Parameter der Abdeckflüssigkeit oder die einwandfreie Bedeckung des Siebes eine andere Anfangsgeschwindigkeit vorgegeben werden, so resultiert hieraus auch eine andere Bahnparabel und die Selektion der unterschiedlich geladenen Tropfen wird schwieriger. Diese Verhältnisse können einheitlicher gestaltet werden, wenn die Bahnrichtung der Tropfen senkrecht gewählt wird, also die Düsenachse vertikal steht und die Düse z. B. von oben nach unten die Abdeckflüssigkeit auf das Sieb aufbringt. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Bahn der Tropfen zunächst unbeeinflußt von der Schwerkraft bleibt und die Tropfen daher genau durch das Zentrum einer vor dem Ausspritzkanal liegenden Ringelektrode zur elektrostatischen Aufladung hindurchlaufen können, bevor sie schließlich durch eine nachfolgende Ablenkelektrode abgelenkt werden. Im Gegensatz dazu wird bei horizontaler Düse die Tropfenbahn schon unmittelbar hinter dem Ausspritzkanal durch Schwerkraft beeinflußt, so daß es schwieriger ist, das Zentrum der Ringelektrode zu treffen.
Befinden sich mehrere Düsen in Zylinderlängsrichtung nebeneinanderliegend auf dem Bearbeitungstisch und beaufschlagen diese Düsen unterschiedliche Bereiche des Siebzylinders, so gibt die Steuereinrichtung die elektrischen Ausspritzsignale zur jeweiligen in Transportrichtung des Bearbeitungstisches weiter hinten liegenden Düse zeitverzögert aus, derart, daß ein und dieselbe Stelle auf der Sieboberfläche durch die jeweiligen Düsen nacheinander bespritzt wird.
Für den Fall, daß alle Düsen denselben Bereich auf der Oberfläche des Siebzylinders beaufschlagen, also entsprechend zueinander geneigt sind, werden alle elektrischen Ausspritzsignale zu allen Düsen gleichzeitig übertragen.
Bei zeitversetztem Betrieb läßt sich somit in einfacher Weise eine dickere Abdeckschicht erzeugen, da ein und dieselbe Stelle auf der Sieboberfläche mehrmals beschichtet wird, entsprechend der Anzahl der Düsen. Dagegen können bei zeitgleichem Betrieb mehrere Flüssigkeiten zur Bildung der Abdeckschicht gleichzeitig an der genannten Stelle auf die Sieboberfläche aufgebracht werden, die dann miteinander reagieren können, um die Abdeckschicht zu erzeugen.
Im zuletzt genannten Fall kann es sich z. B. um Epoxydharz-Komponenten handeln, die erst dann in einen Gel-Zustand überführt werden, nachdem sie miteinander vermischt worden sind und die Vernetzungsreaktion begonnen hat. Die einzelnen Epoxydharz-Komponenten sind relativ dünnflüssig, so daß innerhalb der Düsen eine rasche Tropfenabscheidung erfolgt und damit die Düsen eine relativ kurze Strahllänge aufweisen können. Da diese Komponenten nach Auftreffen auf die Sieboberfläche jedoch infolge der Vernetzungsreaktion in einen Gel-Zustand überführt werden, besteht keine Gefahr, daß sie von der Oberfläche wieder abgeschleudert werden. Vorteilhaft Ist die Verwendung der mehreren Komponenten auch in der Hinsicht, daß dadurch eine bessere Kantenschärfe des Musters erhalten wird. Insbesondere bei langen Schablonen und damit langen Bearbeitungszeiten treten häufig Fließbewegungen auf, die zu einer Verschlechterung der Kantenstruktur führen können, wenn die Abdeckschicht aus nur einem einkomponentigen Material hergestellt wird, das eine relativ lange Trocknungszeit aufweist. Dagegen kann die Verfestigungszeit bei Wahl mehrerer geeigneter Komponenten erheblich verkürzt werden, was zu einer verbesserten Konturenschärfe führt.
Die Abdeckschicht kann auch durch Aufspritzen einer zähviskosen Flüssigkeit gebildet werden, die beispielsweise eine wässrige Emulsion eines Kunstharzlacks ist oder eine wässrige Suspension von Pigmenten sein kann. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, das Aufspritzen der Flüssigkeit unter Begleitung eines sie umgebenden, laminaren Gasstromes vorzunehmen, beispielsweise unter Verwendung eines Luft- oder Inertgasstromes, um den Trockenvorgang der aufgespritzten Flüssigkeit zu beschleunigen. Der Gasstrom verhindert darüber hinaus, daß sich kleine Sekundärtröpfchen im Innern der Düsen anlagern und diese ansonsten verschmutzen würden. Die Geschwindigkeit des laminaren Gasstromes läßt sich ferner so wählen, daß sich einmal gebildete Flüssigkeitstropfen auf ihrem Weg zur Sieboberfläche nicht mehr einander nähern können, wodurch sich die Bildung größerer Tropfen vermeiden läßt. Ferner kann der laminare Gasstrom auch gegenüber der Umgebungstemperatur eine erhöhte Temperatur aufweisen, wodurch sich das Trocknen der ausgespritzten Flüssigkeit noch weiter beschleunigen läßt. Nicht zuletzt läßt sich das Sieb wenigstens auch im Auftreffpunkt der Flüssigkeit beheizen, beispielsweise durch einen Wärmestrahler, um möglichst schnell eine feste Abdeckschicht auf der Sieboberfläche zu erhalten. Es kann auch Warmluft axial ins Innere des Siebes eingeblasen werden. Auch eine Bestrahlung der auf das Sieb aufgespritzten Flüssigkeitstropfen mit Ultraviolett(UV)-Strahlung ist möglich, um die Vernetzungsreaktion früher beginnen zu lassen bzw. zu beschleunigen, was zu einer noch besseren Kantenschärfe des Musters führt (UV-Härtung). Die kurze Phase der Viskositätserniedrigung, wie sie bei der Erhitzung auftritt, wird daher bei einer reinen UV-Härtung vermieden.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • Figur 1 eine Vorrichtung zum Beschichten eines feinmaschigen Rundsiebes mit einer Abdeckschicht nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Figur 2 eine Vorrichtung zum Beschichten eines feinmaschigen Rundsiebes mit einer Abdeckschicht nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • Figur 3 Aufbau und Anordnung einer ersten Düse zum Beschichten des Rundsiebes mit Abdeckmaterial,
  • Figur 4 den Gesamtaufbau der ersten Düse,
  • Figur 5 Aufbau und Anordnung einer zweiten Düse zum Beschichten des Rundsiebes mit Abdeckmaterial, und
  • Figuren 6 - 8 den Gesamtaufbau der zweiten Düse.
    • Nachfolgend werden verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben.
    Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt die Figur 1. Mit dem Bezugszeichen 1 ist ein rotierendes Sieb in Zylinderform bezeichnet, auf welches durch eine oder mehrere Düsen 2 Farbe oder Lack als Abdeckflüssigkeit aufgebracht wird. Hierbei wird ein aus den Düsen 2 ausgespritzter Strahl 3 der Abdeckflüssigkeit mittels eines Rechners 4 so gesteuert, daß die Abdeckflüssigkeit nur anjenen Stellen auf das Sieb 1 aufgebracht wird, an welchem das Sieb 1 musterbedingt abgedeckt werden muß und jene Stellen des Siebes 1 unbedeckt bleiben, an welchen dieses durchlässig bleiben soll. Das Sieb 1 wird zu diesem Zweck zwischen zwei synchron angetriebenen Endköpfen 5 aufgenommen und in drehende Bewegung (Drehrichtung D) versetzt. Um verschiedene Schablonenlängen bzw. Sieblängen zwischen den Endköpfen 5 aufnehmen zu können, ist beispielsweise der rechte Endkopf 5 in Richtung der Zylinderachse des Rundsiebes 1 verschiebbar. Das Sieb 1 wird zwischen den rechten und den linken Endkopf 5 gelegt und der rechte Endkopf 5 an das Sieb 1 herangefahren. Das üblicherweise sehr dünn und leicht gestaltete Sieb 1 kann unter Umständen schon durch die axial wirkende Spannkraft und die Reibung zwischen Sieb 1 und dem linken angetriebenen Endkopf 5 in Drehung versetzt werden. Auch reicht die Steifigkeit des Siebes 1 immer aus, um auch dem rechten Endkopf 5 über die wirkenden Reibkräfte die Drehbewegung mitzuteilen, wenn nur die Drehzahl des Siebes 1 so langsam erhöht wird, daß das erforderliche Beschleunigungsmoment die Übertragungsfähigkeit des Rundsiebes 1 nicht überfordert. Beide Endköpfe 5 sind an Lagerböcken 6 drehbar montiert, wobei die Lagerböcke 6 auf einem Maschinenbett 7 angeordnet sind. Zur Führung des rechten Lagerbockes 6 in Figur 1 sind Führungsstangen 8 vorhanden, die z. B. auf dem Maschinenbett 7 befestigt sein können.
    Der linke Endkopf 5 wird durch einen Motor 9 und einen Riemen 10 angetrieben. Dieser Riemen 10 umspannt ein Antriebsrad 11, das fest auf einer Achse 12 liegt, welche den linken Endkopf 5 trägt. Am anderen Ende der Achse 12 befindet sich ein inkrementaler Impulsgeber 13, der die Drehlage der Achse 12 bzw. des Siebes 1 bestimmt und entsprechende Signale SD an den Rechner 4 abgibt. Gleichzeitig werden die Düsen 2, die auf einem Bearbeitungstisch 14 befestigt sind, in Richtung der Zylinderachse 1b des Siebes 1 langsam vorgeschoben, so daß ein dünner in Tropfen aufgelöster und aus Abdeckflüssigkeit bestehender Strahl, der aus den Düsen 2 austritt, entlang einer Schraubenlinie sehr geringer Steigung auf dem Sieb 1 auftrifft. Dem Bearbeitungstisch 14 wird seine Vorschubbewegung über eine Spindel 15 aufgeprägt, wobei diese Spindel 15 hierzu über einen Schrittmotor 16 angetrieben wird, der seine Schritt-Signale ST ebenfalls vom Rechner 4 empfängt. Diese Schritt-Signale ST werden durch eine Treiberstufe 17 in Leistungsimpulse PT umgesetzt. Die Drehung der Motorachse des Schrittmotors 16 wird über einen Riemen 18 und eine Riemenscheibe 19 auf die Spindel 15 übertragen. Diese durchragt den Bearbeitungstisch 14, der seinerseits auf Führungsschienen 20 am Maschinenbett 7 geführt ist.
    Die Düsen 2 müssen mit einer für den späteren Druckvorgang geeigneten Abdeckflüssigkeit versorgt werden. Hierzu sind sie mit kleinen Druckbehältern 21 über Versorgungsleitungen 22 verbunden. In den Druckbehältern 21 steht die Abdeckflüssigkeit unter einem geringen Überdruck von etwa 1 bis 5 bar. Zweckmäßigerweise wird man für Jede Düse 2 einen getrennten Druckbehälter 21 vorsehen, da Unterschiede in den Leitungswiderständen und die Notwendigkeit, die Auftragsmenge je Düse 2 getrennt einregeln zu können, unterschiedliche Ausgangsdrucke der Abdeckflüssigkeit bedingen. Es fällt bei jeder Düse 2 auch eine nicht unbeträchtliche Menge unverbrauchter Abdeckflüssigkeit an, die kontinuierlich abgesaugt und zurückbefördert werden muß. Hierzu sind Unterdrucktanks 23 vorgesehen, in welche über Rückleitungen 24 die unverbrauchte Abdeckflüssigkeit durch den in diesen Tanks herrschenden Unterdruck zurückbefördert wird. Die rezirkulierte Abdeckflüssigkeit, welche auf Grund des durchlaufenen Prozesses Verdünnungsmittel verloren hat, kann nach einer Aufbereitung wiederum dem Auftragsprozeß als Abdeckflüssigkeit zugeführt werden. Um eine entsprechende Dicke der Abdeckschicht 1a auf dem Sieb 1 zu erzielen, sind die Düsen 2 mehrfach angeordnet, im vorliegenden Fall zweifach. Sie sind in Richtung der Zylinderachse 1b bzw. Schablonenachse voneinander beabstandet, um der Abdeckflüssigkeit vor dem zweiten Auftrag Zeit zu einem zumindest leichten Trocknen zu geben. Diese Trocknung kann durch Aufblasen von Warmluft unterstützt werden, oder durch Erzeugung entsprechender Wärmestrahlung. Hierzu kann auf dem Bearbeitungstisch 14 eine entsprechend ausgebildete Heizeinrichtung H montiert sein. Die Aushärtung der Flüssigkeit kann auch allein oder zusätzlich durch UV-Bestrahlung erfolgen, wie bereits erwähnt, so daß sich für diesen Fall auch eine UV-Lichtquelle (z. B. eine Quecksilberdampflampe) auf dem Bearbeitungstisch 14 befindet.
    Im Prinzip kann man die Düsen 2 auch in Umfangsrichtung des Zylinders 1 bzw. Siebes versetzen, jedoch führt dies zu einer erschwerten Handhabung des Beschichtungsvorganges, wenn aufeinanderfolgende Rundsiebe 1 unterschiedlichen Durchmessers beschichtet werden sollen.
    Die Düsen 2 sind vorzugsweise als Elektrostatikdüsen ausgebildet, denen jeweils ein Steuersignal S1, S2 vom Rechner 4 zugeführt wird, um bei Empfang eines Steuersignals die Abdeckflüssigkeit auszuspritzen.
    Die Figur 2 zeigt eine im Prinzip gleiche Vorrichtung wie in Figur 1, wobei gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Abweichend von Figur 1 ist hier der Bearbeitungstisch 14 aber an einer hinteren Trägerwand 25 auf Führungsschienen 26 in Axialrichtung des Zylinders 1 verschiebbar gelagert. An dieser hinteren Führungswand 25 sind ebenfalls die Spindel 15 und der Schrittmotor 16 mit Spindelantrieb 18 und 19 befestigt. An der dem Sieb 1 zugwandten Vorderseite des Bearbeitungstisches 14 befindet sich eine Halteeinrichtung 27, die zum Festklemmen zweier Düsen 2 dient, welche nunmehr mit ihren Düsenachsen vertikal stehen, also senkrecht zur ebenen Oberfläche des Maschinenbettes 7. Die Düsenöffnungen 28 weisen dabei nach unten.
    Auf diese Weise ist es möglich, die Tropfen des Abdeckmaterials zunächst parallel zur und in Gravitationsrichtung auszuspritzen, bevor sie auf die Oberfläche des Siebes 1 auftreffen.
    Bei dem Verfahren wird die Abdeckflüssigkeit in feinsten Tropfen aufgebracht werden, um ein hinreichend hohes Auflösungsvermögen bei der Erzeugung des Druckmusters auf der Oberfläche des Siebes 1 zu erzielen. Dabei kann die Flüssigkeit eine hohe Viskosität aufweisen, um einen ausreichenden Anteil von Festsubstanz bei relativ kleiner Tropfengröße mitführen zu können. Es können aber auch mehrere Flüssigkeitskomponenten getrennt durch verschiedene Düsen aufgespritzt werden, die in einem Punkt auf der Oberfläche des Siebes 1 vereinigt werden. Es kann sich hier um unterschiedliche Epoxydharzkomponenten handeln, die erst dann in einen Gel-Zustand überführt werden, wenn nach ihrem Zusammentreffen eine Vernetzungsreaktion angesprungen ist. Sinnvoll ist das Verfahren darüber hinaus auch nur, wenn eine sehr hohe Tropfenfrequenz erreicht werden kann.
    Dies alles ist möglich durch den Einsatz sogenannter elektrostatisch wirkender Düsen, bei welchen ein Flüssigkeitsstrahl durch eine sehr hochfrequente Schwingung, beispielsweise einer Rohrwand, regelmäßig in Tropfen zerfallen gelassen wird und bei welchen die Tropfen anschließend elektrisch geladen werden und in einem Elektrostatikfeld je nach Ladungszustand abgelenkt oder nicht abgelenkt werden. Herkömmliche Düsen dieser Art sind jedoch nicht geeignet, die für das Beschichten von Sieben erforderlichen hochviskosen Abdeckflüssigkeiten zu verarbeiten. Während bei niederviskosen Flüssigkeiten bereits geringe Anfangsstörungen genügen, um den Flüssigkeitsstrahl durch die Wirkung der Oberflächenspannung der Flüssigkeit unmittelbar hinter dem Düsenaustritt rasch in Einzeltropfen zerfallen zu lassen, würden bei den für die Schablonenabdeckung notwendigen hohen Viskositäten Strahllängen von 0,5 - 1,0 m entstehen, bevor der erste Tropfen durch Strahleinschnürung entsteht. An der Stelle der ersten Tropfenbildung muß eine ringförmige Ladeelektrode mit sehr kleinem Durchmesser angeordnet werden. Auf Grund der unvermeidlichen Luftwirbel ist bei solchen Abständen weder der Ort der ersten Tropfenbildung genau festlegbar noch der Verlauf des Strahles, so daß durch eine so kleine ringförmige Ladeelektrode nicht mehr hindurchgetroffen werden kann. Bei der Erfindung kommen daher Elektrostatikdüsen mit geänderter Bauweise zum Einsatz.
    Die Figur 3 zeigt den Aufbau einer derartigen Elektrostatikdüse 2.
    In einer kleinen Druckkammer 29 steht die Abdeckflüssigkeit, die aus den in Figur 1 gezeigten Druckbehältern 21 herangeführt wird, unter Überdruck. Von dort tritt sie kontinuierlich durch eine Bohrung 30 aus. In der Bohrung 30 sorgt eine dünne Nadel 31, die durch Ultraschall zu hochfrequenter Schwingung in Nadellängsrichtung angeregt wird, für regelmäßige Störungen in jenem ringförmigen Strömungskanal, der durch die Nadel 31 und die Bohrung 30 gebildet wird. Außerdem verhindert die Schwingungsbewegung der Nadel 31 auch ein Verstopfen der Bohrung 30 z. B. durch kleine Partikel. Bei jeder Schwingungsbewegung der Nadel 31 in Richtung des Austritts, zu welchem die Abdeckflüssigkeit auf Grund des Druckgefälles strömt, wird die Abdeckflüssigkeit zufolge ihrer Zähigkeit mit der Nadelwand mitgenommen und so zusätzlich beschleunigt und bei Jeder entgegengesetzt gerichteten Schwingungsbewegung wird sie auf die gleiche Weise verzögert. Auch die Bewegung der Stirnfläche 32 der Nadel 31 erbringt einen in der Wirkung gleichgerichteten Effekt. Diese Stirnflächenbewegung der Nadel 31 ist bei den hier vorliegenden zähen Flüssigkeiten von besonderem Vorteil, da bei entsprechend hohen Beschleunigungswerten der Stirnfläche 32 die Festkörper abgeschleudert werden, was zu einer besonders starken Unterstützung des Einschnürvorgangs führt. Man hat es durch Dimensionierung des Durchmessers der Nadel 31 und der Bohrung 30 in der Hand, die Beschleunigungs- bzw. die Verzögerungseffekte ausreichend groß zu gestalten. Je größer der Durchmesser der Nadel 31 und je kleiner der Durchmesser der Bohrung 30 sind, desto stärker sind die Beschleunigungs- und damit die Störungseffekte. Aus den so herbeigeführten starken Störungen ergeben sich ausgeprägte, der Schwingungsfrequenz entsprechende regelmäßige Einschnürungen des die Bohrung 30 verlassenden Flüssigkeitsstrahls, die außerhalb der Bohrung 30 zufolge der Oberflächenspannung der Flüssigkeit weiter fortgebildet werden und so zu einer raschen Tropfenbildung führen. Damit die entstandenen Tropfen elektrostatisch aufgeladen werden können, ist eine Ringelektrode 33 vorgesehen, die im Durchmesser kleingehalten wird, weil dann schon bei niedrigen Spannungen eine ausreichende Aufladung der Tropfen erreicht werden kann. Es wird angestrebt, mit einer Spannung von 100 - 200 V arbeiten zu können. Diese Spannung muß im Augenblick des Tropfenabrisses an der Ringelektrode 33 anliegen. Spannungen dieser Größe lassen sich noch bequem mit hohen Frequenzen durch Transistoren schalten. Zum Zeitpunkt des Abrisses des Tropfens vom noch zusammenhängenden Strahl muß dieser auf einem 0 - Spannungspotential gegenüber der Ringelektrode 33 gehalten werden, damit auf dem abreißenden Tropfen eine negative Ladung verbleibt, und außerdem muß der Abriß im Bereich der Ringelektrode 33 erfolgen. Für die elektrische Verbindung mit der Druckkammer 29, die dauernd auf Erdpotential (= 0 V) gehalten wird, muß die innere Leitfähigkeit der Abdeckflüssigkeit sorgen. Daher ist es äußerst zweckmäßig, für die Abdeckflüssigkeit eine wässrige Emulsion von Kunstharzlacken oder eine wässrige Suspension von Pigmenten zu wählen. Die Ringelektrode 33 wird im Durchmesser kleingehalten, wodurch hohe Feldstärken bereits bei niedrigeren Schaltspannungen erreicht werden. Damit der aus der Bohrung 30 austretende Flüssigkeitsstrahl das Zentrum der Ringelektrode 33 mit möglichst großer Sicherheit trifft, wird diese Ringelektrode 33 so nahe wie möglich an den Austritt der Bohrung 30 herangeführt. Der Strahl muß an dieser Stelle gerade beginnen, in Tropfen zu zerfallen. Die Treffsicherheit des Ringelektrodenzentrums wird durch eine vertikale Strahlführung, wie bereits im Zusammenhang mit der Figur 2 erwähnt, wesentlich vergrößert, wobei für den notwendigen raschen Strahlzerfall entsprechend stark ausgeprägte Anfangseinschnürungen des aus der Bohrung 30 austretenden Flüssigkeitsstrahles sorgen, die durch eine entsprechend starke Schwingung der Nadel 31 erzwungen werden.
    Die aufgeladenen Flüssigkeitstropfen, die hier das Bezugszeichen 34 tragen, werden anschließend durch die Wirkung eines über eine Elektrode 35 aufgebrachten Gleichspannungsfeldes auf einer gekrümmten Bahnlinie 36 in einen Fänger 37 geleitet. Von dort gelangen sie über die in Figur 1 erwähnten Rückleitungen 24 in die ebenfalls dort gezeigten Unterdrucktanks 23. Die nichtgeladenen Flüssigkeitstropfen 38 werden durch dieses Gleichspannungsfeld nicht abgelenkt und entsprechend setzen diese ihren Weg nahezu geradlinig entlang der Bahnlinie 39 fort, um schließlich auf das Sieb 1 zutreffen. Das Sieb 1 weist hier eine zur Bahn 39 der auf dieses auftreffenden, ungeladenen Tropfen 38 senkrechte Lage auf. Es kann aber durchaus zweckmäßig sein, dieses Sieb 1 gegenüber einer solchen Lage zu neigen, was im Zusammenhang mit der nächsten Figur 4 gezeigt wird. Die Abdeckflüssigkeit muß In ausreichendem Maße Feststoffe transportieren, um nach Eintrocknen auf dem Sieb 1 einen gut abdeckenden Film zu bilden, wodurch eine hohe Viskosität bedingt wird. Die hohe Zähigkeit hilft aber, daß nach der Aufbringung der Abdeckflüssigkeit auf das Sieb 1 diese trotz der wirkenden Fliehkraft am Auftreffort verbleibt und auch nicht auf Grund der hohen Auftreffgeschwindigkeit durch die Siebperforation hindurchschießt oder während des Auftreffens auf dem Sieb 1 in noch kleinere Tröpfchen zerspritzt.
    Damit die Ringelektrode 33 auch während langer Betriebszeiten sauber bleibt, wird eine kombinierte Flüssigkeits- und Luft- oder Inertgaszufuhr in den Bereich der Ringelektrode 33 durchgeführt. Knapp vor Beginn des Spritzbetriebs wird durch Bohrungen 40 zunächst Flüssigkeit eingeleitet, um die Ringelektrode 33 zu reinigen. Anschließend wird diese durch die gleichen Bohrungen 40 trocken geblasen, etwa durch trockene, enwärmte Luft oder ein Inertgas. Die gleiche Ausgestaltung der Düse wird zusätzlich genutzt, um ein Eintrocknen der dünnen Bohrung 30 während längerer Arbeitspausen zu verhindern. In diesem Fall wird durch die Bohrungen 40 der anschließende Luftraum 41 vor der Bohrung 30 und innerhalb der Ringelektrode 33 mit Spülflüssigkeit gefüllt. Diese Spülflüssigkeit wird unter einem sehr geringen Überdruck gehalten (etwa 10 bis 20 mm Wassersäule), wodurch sich noch innerhalb des Düsenkanals 42 ein Flüssigkeitsmeniskus 43 ausbildet, der über längere Zeit bestehen kann, und der ein Austreten von Flüssigkeit aus dem Düsenkanal 42 verhindert. Diese Befüllung schützt die dünne Bohrung 30 vor dem Eintrocknen. Um der Flüssigkeit einen möglichst guten Zutritt zu der Bohrung 30 zu ermöglichen, kann eine kegelförmige Ansenkung 44 vorgesehen ein. Durch sie öffnet sich die Bohrung 30 in den Düsenkanal 42 in Richtung der Ringelektrode 33. Es kann aber auch zweckmäßig sein, die Spülflüssigkeit nicht in Kontakt mit der Abdeckflüssigkeit innerhalb der Bohrung 30 treten zu las sen, um letztere nicht zu verdünnen. In diesem Fall entfällt die konische Ansenkung 44, und es findet sich an dieser Stelle nur ein entsprechend klein gehaltener zylindrischer Bohransatz. Die Spülflüssigkeit wird dann auch in dieser Bohrung einen Meniskus bilden, ähnlich dem Meniskus 43. Einen ebensolchen bildet die Abdeckflüssigkeit am Ausgang der Bohrung 30. Zwischen beiden Menisken befindet sich dann ein kleiner Luftraum, der dank seines kleinen Volumens rasch mit dampfförmigen Molekülen der leicht abdampfbaren Komponenten des Abdecklackes und der Spülflüssigkeit gesättigt wird. Eine weitere Abdunstung dieser Komponenten aus dem Abdecklack ist dann nicht mehr möglich, so daß ein Eintrocknen verhindert wird, ohne die Gefahr, daß die Abdeckflüssigkeit durch Spülflüssigkeit vedünnt wird.
    Die Düse 2 wird auch während der Ausbringung von Abdeckflüssigkeit auf das Sieb 1 von Luft durchströmt. Dadurch hält die aus den Bohrungen 40 austretende Trockenluft kleine Sekundärtröpfchen von der Ringelektrode 33 ab und diese somit sauber. Solche Sekundärtröpfchen entstehen gleichzeitig mit den Haupttropfen bei dem Zerfall des aus der Bohrung 30 austretenden Flüssigkeitsstrahls. Wegen der Kleinheit und der geringen Masse dieser Sekundärtröpfchen können diese durch den Abschnürungsvorgang der Haupttropfen an die Ringelektrode 33 geschleudert werden. Würden sich dort Tropfenansätze bilden, dann könnte mit der Zeit die einwandfreie Funktion der Elektrode in Frage gestellt werden. Ein weiterer Effekt ergibt sich bei der Durchströmung des diffusorartigen Kanals 42. Hier sollte die Fluggeschwindigkeit der Tropfen zwar etwas aber nicht zu stark verzögert werden, da sich diese erst nach dem Auftreffen auf dem Sieb 1 berühren dürfen. Eine Berührung der Flüssigkeitstropfen noch innerhalb des Düsenkanals 42 würde zur sofortigen Bildung von großen Tropfen führen, die wiederum wegen des spezifisch geringeren Luftwiderstandes weitere Normal-Tropfen einfangen und in Summe führen diese Vorgänge zu einer Verfälschung des elektrisch aufgeprägten Musterbildes. Diese Erscheinung kann dann verhindert werden, wenn die Tropfen auf ihrer Flugbahn innerhalb des Düsenkanals 42 von einer laminaren Luftströmung eingehüllt werden, die eine hierzu geeignete Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Durch eine solche Luftströmung kann auch eine Vortrocknung der Einzeltropfen erreicht werden. Dies bringt Vorteile, wenn der Tropfen am Sieb 1 aufschlägt. Durch eine Vortrocknung läßt sich die Tropfenviskosität erhöhen und außerdem die Größe der Tropfen verringern. Dadurch wird ein Zerplatzen des Tropfens in viele kleine Einzeltropfen beim Auftreffen auf das Sieb 1 und die Ausbildung einer entsprechend unscharfen Lackkontur vermieden. Für eine ausreichende Vortrocknung ist allerdings eine verhältnismäßig große Länge des Düsenkanals 42 erforderlich, was insbesondere bei parallel zum Gravitationsfeld verlaufender Achse des Düsenkanals 30 möglich ist, also bei vertikaler Düsenachse.
    Die Figur 4 zeigt den Gesamtaufbau der Düse nach Figur 3. Es gelten dabei die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 3. Die Auftreffrichtung der Tropfen 38 auf das Sieb 1 ist hier nicht mehr senkrecht, sondern liegt unter einem Winkel 45. Dies hilft, die Tropfen an einem Hindurchtreten durch das Sieb 1 zu hindern, weil sich dann vor jedem Tropfen in der Richtung seiner Flugbahn stets eine Materialwand befindet. Darüber hinaus ergibt sich eine verminderte Relativgeschwindigkeit zwischen Tropfen und Sieb, wodurch ebenfalls die Gefahr des Zerplatzens der Tropfen verringert wird. Die Nadel 31 ist in einem Nadelhalter 46 gefaßt, der als Stufenhorn ausgebildet ist, d. h. der Durchmesser des Nadelhalters 46 nimmt zur Spitze der Nadel 31 hin ab. Dies verstärkt die in den Nadelhalter 46 eingeleitete Amplitude der hochfrequenten mechanischen Schwingung, so daß die Nadel 31 im Bereich der Bohrung 30 mit maximaler Amplitude schwingt. Der Nadelhalter 46 ist fest in einer Membran 47 gefaßt und diese wird durch ein Piezoelement 48 zu der hochfrequenten Schwingung angeregt. Ein Druckstück 49 leitet diese Schwingung an die Membran 47 weiter, wodurch die in der Druckkammer 29 befindliche Flüssigkeit auch durch die Membran 47 selbst druckbeaufschlagt wird. Um dies zu gewährleisten, müssen die Zuleitungen zur Druckkammer 29 entsprechend dünn ausgelegt sein. Bei entsprechender Ausbildung des Druckstückes 49 kann bereits hier eine Vorverstärkung der Schwingungsamplitude auf mechanischem Weg erreicht werden. Das Piezoelement 48 wird durch nicht mehr dargestellte Versorgungsleitungen mit einer der Eigenfrequenz der Düsenanordnung entsprechenden hochfrequenten Sinus- oder Rechteckspannung angeregt. Da das Piezoelement 48 sandwichartig aus sehr vielen dünnen Schichten zusammengesetzt ist, genügen bereits geringe elektrische Spannungen, um heftige Kontraktionen bzw. Elongationen insbesondere im Bereich der Eigenfrequenz der Gesamtanordnung zu erzeugen. Das Piezoelement 48 wird statisch in seiner Längsrichtung durch eine Druckschraube 50 vorgespannt, und eine Kontramutter 51 sichert diese Schraubeneinstellung. Ein Gehäuse 52 schließt statisch und dynamisch den Kraftfluß aller Einzelbauteile. Die Bohrung 30 der Düse 2 ist in einem Saphirplättchen 53 ausgeführt, welches von einer Schraube 54 in eine Halterung 55 gepreßt und auf diese Weise dort fixiert wird. Durch die Wahl des Bohrungsmaterials Saphir wird die durch die Nadelschwingung bedingte Gefahr des Verreibens oder Verschweißens der Nadel 31, die aus einem metallischen Material besteht, mit der Bohrungswandung weitgehend gemindert.
    Es sei noch darauf hingewiesen, daß die Ringelektrode 33 mit einer Zuleitung 56 verbunden ist, um erstere mit einem elektrischen Potential über die Zuleitung 56 versorgen zu können.
    Eine weitere Ausführungsform einer elektrostatischen Düse zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Figur 5 gezeigt. Auch hier sind die gleichen Elemente wie in den Figuren 3 und 4 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals erläutert. Die Bohrung 30 ist bei diesem Ausführungsbeispiel so klein, beispielsweise im Enddurchmesser 17 µm, daß sie nicht mehr von der Nadel 31 in ihrer ganzen Länge durchsetzt werden kann. Die Nadel 31 reicht daher nur bis in die Nähe der engsten Bohrungsstelle. Die Wirkung der Nadel 31 ist aber ähnlich der Wirkung, die früher beschrieben wurde. Eine Schwingungsbewegung der Nadel 31 in Richtung zum Düsenaustritt steigert sowohl auf Grund der Wandschubkräfte als auch auf Grund der Verdrängungswirkung der Nadelstirnfläche 32 den Druck im Düseninnenraum 57. Die entsprechende Rücklaufbewegung der Nadel 31 bewirkt eine Druckminderung. Hierdurch werden wiederum starke Störungen dem austretenden Flüssigkeitsstrahl aufgeprägt und dieser zeigt eine starke Neigung zum geregelten und raschen Zerfall. Die Bildung der Einzeltropfen findet im Bereich der Ringelektrode 33 statt, die auch hier mit einer geeigneten Zuleitung zum Anlegen eines elektrostatischen Potentials versehen ist. Der Düseninnenraum 57, in welchem sich die Nadel 31 bewegt, wird durch einen Düsenkörper 58 erhalten, der aus Hartmetall oder Keramik hergestellt ist. Dieser Düsenkörper 58 ist in eine Bohrung 59 der Halterung 55 eingesetzt, wobei der Nadelhalter 46 noch teilweise in die Bohrung 59 hineinragen kann.
    In den Figuren 6, 7 und 8 ist der Gesamtaufbau der Düse nach Fig. 5 dargestellt. Die Figur 6 zeigt den Schnitt durch einen Aufriß der Düse, die Figur 7 den Kreuzriß und die Figur 8 einen Querschnitt durch die Düse. Es sind wiederum gleiche Elemente wie in den Figuren 3 bis 5 mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nicht nochmals beschrieben.
    Ein Halter 60 preßt ein Mundstück 61, in welches die Ablenkelektrode 35 eingegossen ist, gegen den Düsengrundkörper 62. Der Düsenkanal 42 verläuft durch das Mundstück 61 hindurch und ist eingangsseitig mit der Ringelektrode 33 umgeben. Sie wird ebenfalls durch das Mundstück 61 getragen. Die schwingende Membran 47 befindet sich zwischen dem Gehäuse 52 und dem Düsengrundkörper 62. Dabei ist die schwingende Membran 47 zwischen Gehäuse 52 und Düsengrundkörper 62 eingespannt, wobei sie durch ein etwa 0,5 bis 1,0 mm dickes Stahlplättchen gebildet wird, welches wegen der besonderen Art der Einspannung nur in einem Umgebungsbereich der Nadel 31 Biegeschwingungen ausführen kann. Im darüberhinausragenden Bereich wird diese Membran 47 als Klemmelement für ein Mikrosieb 63 verwendet. Die relativ große Dicke der Membran bedingt Eigenfrequenzen, die zwischen 200 und 300 kHz liegen. Das Mikrosieb 63 ist zwischen der Membran 47 und dem Düsengrundkörper 62 eingespannt und verhindert, daß Partikel, die größer als 5 µm sind, und die unbeabsichtigt mit der Abdeckflüssigkeit mitgeführt werden, in das zur Düse führende Kanalsystem eintreten. Hier hilft die über das Mikrosieb 63 im Eintrittsbereich der Flüssigkeit geführte Membran 47 und die in diese eingeleitete Ultraschallschwingung eine Blockade des Mikrosiebs 63 durch sich verhakende Pigmente zu vermeiden. Um eine möglichst große Filterfläche des Mikrosiebes 63 auszunutzen, wird dieses von einem System sehr kleiner feingefräster Stützkanäle 64 gehalten. Die Abdeckflüssigkeit wird durch die Versorgungsleitung 22 der Düse 2 zugeleitet. Diese Versorgungsleitung 22 ist mittels einer Überwurfmutter 65 auf ein Klemmstück 66 dicht aufgesetzt.
    Über eine Luft- Wasserversorgungsleitung 67 wird die für die Reinigung und die Trocknung der Düse 2 erforderliche Flüssigkeit bzw. die notwendige Luft der Düse 2 im Bedarfsfall zugeführt. Auch diese Leitung 67 wird mit einer Überwurfmutter 68 gegen ein Einschraubklemmstück 69 gepreßt. Die Leitung 67 führt zu einem Umschaltventil 70, welches hier symbolisch dargestellt ist und sich in einer größeren Entfernung von der Düse 2 befindet.
    In Figur 8 ist zu erkennen, daß das Piezoelement 48 innerhalb des Gehäuses 52 durch zwei kurze Gewindestifte 71 in einer Symmetrielage relativ zum Gehäuse 52 gehalten wird.
    Die in den Figuren 3 bis 8 beschriebenen Elektrostatikdüsen eignen sich in besonderer Weise dazu, das Verfahren durchzuführen, da sich mit ihnen auch eine hochviskose bzw. zähe Abdeckflüssigkeit tropfenweise auf das Sieb aufspritzen läßt, ohne daß dazu die Baulänge der Düse und damit die Abmessungen der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens extrem große Werte annehmen müssen. Die Abdeckflüssigkeit ist resistent gegen Abrasion und gegen chemische Einflüsse der Druckchemikalien.

    Claims (18)

    1. Vorrichtung zur Herstellung von Druckschablonen, mit zwei drehbaren Endköpfen (5) zur stirnseitigen Lagerung eines hohlzylinderförmigen Siebes (1), einer Antriebseinrichtung (9, 10, 11) zur Drehung des Siebs (1) um seine Zylinderachse (1b), einem parallel zur Zylinderachse (1b) bewegbaren Bearbeitungstisch (14) und einer Steuereinrichtung (4) zur Steuerung der Antriebseinrichtung (9, 10, 11), des Transports des Bearbeitungstisches (14) sowie einer Werkzeugstation (2), dadurch gekennzeichnet, daß
      die Werkzeugstation (2) auf dem Bearbeitungstisch (14) angeordnet ist,
      die Werkzeugstation (2) aus wenigstens einer zur Ausspritzung von Flüssigkeit geeigneten Düse besteht, und
      das Sieb (1) nur von den Endköpfen (5) beaufschlagt wird.
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugstation mehrere in Längsrichtung des hohlzylinderförmigen Siebes (1) nebeneinander angeordnete Düsen (2, 2) aufweist.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (2) mit einem Überdruckbehälter (21) für aufzuspritzende Flüssigkeit in Verbindung steht.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Düse (2) mit einem Unterdruckbehälter (23) in Verbindung steht, in den von der Düse (2) ausgespritzte, unverbrauchte Flüssigkeit zurückgeführt wird.
    5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düsenlängsachse (39) im wesentlichen parallel und außerhalb einer die Zylinderachse (1b) aufnehmenden Horizontalebene liegt.
    6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenlängsachse (39) im wesentlichen in Vertikalrichtung verläuft.
    7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) elektrische Ausspritzsignale (S1, S2) von der Steuereinrichtung (4) in Übereinstimmung mit einem vorgegebenen Muster sowie in Abhängigkeit der Drehstellung des Siebzylinders (1) und der Position des Bearbeitungstisches (14) empfängt.
    8. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (2, 2) unterschiedliche Bereiche des Siebzylinders (1) beaufschlagen und die Steuereinrichtung (4) die elektrischen Ausspritzsignale (S1, S2) zur jeweiligen in Transportrichtung des Bearbeitungstisches (14) weiter hinten liegenden Düse (2) zeitverzögert ausgibt.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß alle Düsen (2, 2) denselben Bereich des Siebzylinders (1) beaufschlagen und die Steuereinrichtung (4) die elektrischen Ausspritzsignale (S1, S2) zu allen Düsen gleichzeitig überträgt.
    10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich in Drehrichtung des Siebzylinders (1) gesehen hinter dem jeweiligen Flüssigkeitsauftreffpunkt eine Heizeinrichtung (H) und/oder Bestrahlungseinrichtung zur Erhitzung und/oder UV-Bestrahlung der auf dem Siebzylinder (1) aufgespritzten Flüssigkeit befindet.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung (H) und/oder die UV-Bestrahlungseinrichtung auf dem Bearbeitungstisch (14) montiert sind.
    12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß Warmluft ins Innere des Siebes (1) einblasbar ist.
    13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) zur Ausspritzung einer hochviskosen bzw. zähen Abdeckflüssigkeit ausgebildet ist.
    14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) so ausgebildet ist, daß durch sie die Flüssigkeit in feinsten Tröpfchen auf das Sieb (1) aufbringbar ist.
    15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) eine Elektrostatikdüse ist.
    16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (2) zusätzlich zur Abdeckflüssigkeit einen laminaren Gasstrom ausstößt.
    17. Vorrichtung nach Anspruch 14 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des laminaren Gasstromes so gewählt ist, daß sich einmal gebildete Flüssigkeitströpfchen auf ihrem Weg zur Sieboberfläche nicht mehr einander nähern können.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der laminare Gasstrom gegenüber der Umgebungstemperatur eine erhöhte Temperatur aufweist.
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