JP2015530281A - インキを塗布するスクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

インキを塗布するスクリーン印刷装置は、ａ．コンベヤベルト（３）と、ｂ．該コンベヤベルト（３）の上に配置されていて環状のスクリーン（１３）を備えた回転する中空円筒形のスクリーンステンシル（１）と、該スクリーンステンシル（１）に隣接配置された回転するインキ除去ローラ（２）と、ｃ．前記スクリーンステンシル（１）の内部において、インキ供給装置（８）と、コンベヤベルト（３）に隣接配置された第１のスキージ（４）と、インキ除去ローラ（２）に隣接配置された第２のスキージ（５）と、第３のスキージ（７）と、を少なくとも有しており、第３のスキージ（７）は、コンベヤベルト（３）の移動方向及び／又はスクリーンステンシル（１）の回転方向において、第１のスキージ（４）の前に配置されている。

Description

本発明は、インキを塗布するスクリーン印刷装置、インキ、特にエナメル塗料をガラスに塗布する方法、並びにスクリーン印刷装置の使用に関する。

スクリーン印刷では、インキはゴムスキージを用いて、スクリーンを通して、印刷される対象物に塗布される。このとき印刷プロセスの実施に関しては種々様々な可能性が存在する。平床式のスクリーン印刷では、印刷される対象物は、フラットな支持部に、例えばテーブルに載置される。次のステップにおいて、フレームに取り付けられたスクリーンステンシルがフラットに対象物の上に下ろされる。次いで、スキージを用いてインキがスクリーンのメッシュを通して押圧される。対象物に連続的に印刷したい場合には、印刷は、回転するスクリーン印刷中空胴又はスクリーン印刷ドラムを用いて行うことができる。ドラムの外装は、この構成では少なくとも部分的に印刷スクリーンによって形成される。この印刷スクリーンは、印刷される表面との接触時に、スクリーン印刷ドラム内に位置するスキージを用いてインキを移動させる。スクリーン印刷ドラムは、コンベヤベルトとの組合せにおいて、例えばガラスに連続的に印刷するために使用することができる。メッシュにおいて堆積する残留インキは、スクリーン印刷ドラムの内部における第２のスキージによって除去することができ、かつ例えばスクリーン印刷ドラムに接触しているローラに移動させることができる。特に、印刷される対象物のジオメトリ又は寸法の変化時に、スクリーンメッシュに残留インキが容易に引っ掛かったままになり、場合によっては増加すること、又は不都合な場合にはそれどころか硬化し凝固することがある。このような残留インキによって、容易にゴーストが形成されること、又はぼやけた印像又は絵柄が生じることがある。

特に自動車のウインドウガラスの領域では、スクリーン印刷は大きな意味がある。種々様々な多くのガラスの縁部領域では、例えば接着箇所は視覚的に隠されねばならない。特にウインドシールドガラスは、明らかに見える広範囲にわたる縁部印刷を有している。しかしながらまた接触箇所又は接着箇所を隠すのみならず、ウインドシールドガラス縁部の外観及びデザインは益々大きな意味を持つようになっている。

完成した印刷された自動車ガラスの製造時における１つの重要なコスト要因は、プロセスのサイクル時間と安定性である。これは、エナメル塗料でガラス縁部を印刷する際にも大きな意味がある。エナメル塗料はしばしば、セラミックグレーズ又はエナメル上に、例えばケイ酸塩及び酸化物であるインキ顔料を含んでいる。このようなエナメル塗料は、加熱によって「硬化」され、化学的に安定した耐性のあるガラス状のコーティングを形成する。多くの場合この加熱過程は、予荷重プロセス内に組み込むことも可能である。確立されたプロセスは、例えば３ｍ〜４ｍ／分の印刷速度を可能にする。しかしながらしばしば、このような印刷速度は、自動車ウインドウガラスの製造のようなプロセスをコスト効果的に可能にするには、十分な速さではない。このプロセスは、さらに速いサイクル時間の場合に初めて、安価なものとなる。

独国特許出願公開第２２４７５７０号明細書には、シルクスクリーン法による印刷機が開示されている。

英国特許出願公開第１５２６２１３号明細書には、カードボードボックスに印刷する印刷機が開示されている。この印刷機は、中空円筒形の構造を有している。

独国特許発明第４１０９７０７号明細書には、ガラス板に装飾層を印刷するスクリーン印刷法が開示されている。装飾層の塗布時に印刷スクリーンが使用され、この印刷スクリーンの表面は、ガラス板の周面を越えて延びている。

独国特許出願公開第１９８３２４１４号明細書には、例えばガラス板である面状で平らな対象物に印刷するスクリーン印刷法が開示されている。スクリーン印刷装置は、中空円筒形のスクリーンステンシル及びインキ除去ローラを有している。

本発明の課題は、種々様々に寸法設定されたガラスに、高くかつより速いクロック周波数で、再現可能にかつ正確に印刷することができる、スクリーン印刷装置を提供することである。

本発明の課題は、本発明によれば、独立請求項である請求項１に係る装置によって解決される。好適な態様は、従属請求項に記載されている。

本発明に係る、スクリーン印刷装置を用いてガラスに印刷する方法、並びにスクリーン印刷装置の使用は、別の独立請求項に記載されている。

本発明に係る、インキを塗布するスクリーン印刷装置は、少なくとも１つのコンベヤベルト又は流れ作業ラインをも有する。印刷面としての環状のスクリーンを備えた回転する中空円筒形のスクリーンステンシルが、隣接配置された回転するインキ除去ローラと一緒にコンベヤベルトの上に配置されている。「上」という表現は、本発明では、コンベヤベルトの上方であって、環状のスクリーンと印刷される対象物とが押圧接触している状態を意味する。好ましい態様では、回転する中空円筒形のスクリーンステンシル及びインキ除去ローラは、コンベヤベルトの上において高さ方向及び長手方向に移動可能に配置されている。スクリーンステンシルの内部には、インキ供給装置が、例えば管路を介してインキ蓄え容器に接続された弁又はホースが、配置されている。さらにスクリーンステンシルは、コンベヤベルトに隣接配置された第１のスキージと、インキ除去ローラに隣接配置された第２のスキージとを有している。また第３のスキージが、コンベヤベルトの移動方向及び／又はスクリーンステンシルの回転方向において第１のスキージの前に配置されている。「回転方向において」という表現は、本発明では、コンベヤベルトの移動方向に関して第１のスキージの前における第３のスキージの位置決めを含む。第３のスキージは、環状のスクリーンのメッシュをインキで満たし、第１のスキージは、インキを、印刷されるガラス又は対象物に押し付け、粘着によるガラス表面におけるインキの固着を可能にする。第３のスキージと第１のスキージとの組合せは、本発明に係る装置のプロセス速度を改善しかつ高める。これによって回転する中空円筒形のスクリーンステンシルは、より高い回転でより速く運動することができる。ガラスは好ましくはガラス板、特に好ましくは、種々異なったサイズ又は寸法のガラス板を含む。過剰なインキ又はガラスのジオメトリに基づいて使用されなかったインキは、第２のスキージを介してインキ除去ローラに引き渡される。スクリーンステンシルとインキ除去ローラとの間の間隔は、両部材が互いに無関係に独立して回転することができ、かつ同時に残留インキを引き渡すことができるように調節されている。

好適な態様では、第３のスキージと第２のスキージとの間に、供給溝が配置されている。供給溝は、過剰インキの搬送を可能にし、この過剰インキは、スクリーンからスクリーンステンシルの内部において第２のスキージを介して戻り、インキ除去ローラには引き渡され得ない。第２のスキージは、特に、スクリーンメッシュ内におけるインキをインキ除去ローラに伝達する。スクリーンのウェブに位置するインキは、大部分、第２のスキージを介して再び、回転する中空円筒形のスクリーンステンシルの内室に戻る。供給溝を介して過剰インキは再び第３のスキージに達し、そこから再びスクリーン内にもたらされる。

好適な態様では、インキ除去ローラはインキ捕集容器を有している。インキ捕集容器は、インキ除去ローラによって集められたインキを集める。任意に追加可能な態様では、インキ除去ローラにおいて集められたインキは、ホースを介して再び回転する中空円筒形のスクリーンステンシル内に戻すことができる。

インキ除去ローラは、好ましくはインキスクレーパを有している。インキスクレーパは、インキ捕集容器への、インキ除去ローラにおけるインキの引渡しを可能にする。

インキ供給装置は、好ましくはホース又はノズルを有している。インキ供給装置は、新たなインキを、回転する中空円筒形のスクリーンステンシル内にもたらす。インキ供給装置は、また追加的にインキ捕集容器に連結されていてもよく、既に使用されたインキの新たな使用を可能にする。このインキ戻しによって、製造コストは低減する。

スクリーンステンシルは、好ましくは４０μｍ〜７０μｍの孔直径を有している。このとき個々のメッシュ幅は、印刷されるモチーフ、インキの組成、粘性及び湿潤に基づいて調整される。

インキは、好ましくはエナメル塗料を含む。エナメル塗料は、好ましくは、インキ塗布に続く、ガラスにおける曲げ過程時に硬化させることができる。択一的に、加熱過程を、好ましくは５００℃〜８００℃で、別個に行うことも可能である。

本発明は、さらに、本発明に係るスクリーン印刷装置を用いてガラスに印刷する方法を含む。第１のステップにおいて、ガラスが、コンベヤベルト又は流れ作業ライン上に配置される。コンベヤベルト上に位置するガラスは、環状のスクリーンを備えた、回転する中空円筒形のスクリーンステンシルを介して印刷される。同時に、中空円筒形のスクリーンステンシルの内部に、連続的に又は必要に応じて、インキがインキ供給装置を介して満たされる。インキは、第３のスキージを介して、部分的に、環状のスクリーンにもたらされる。これによって第３のスキージは、インキによるスクリーンの確定された（予備）充填を可能にする。ガラスは、コンベヤベルト上において、回転する中空円筒形のスクリーンステンシルの下に位置決めされる。インキは、第１のスキージを介してスクリーンを通してガラスに塗布される。先行するステップにおいて行われた、第３のスキージによるインキによるスクリーンの（予備）充填は、第１のスキージの領域に存在するインキ量を減じる。第１のスキージの領域におけるより多くのインキ量は、しばしば、印刷されるガラスにおける凝固又は目詰まりを引き起こす。ガラスは次のステップで、コンベヤベルト上において、中空円筒形のスクリーンステンシルから離れる。スクリーンの内部に残っているインキは、第２のスキージを介して、隣接配置された回転するインキ除去ローラに引き渡される。

ガラス上におけるインキは、好ましくはベーキングされる。このベーキング過程は、インキの安定性と耐久性を改善する。

ガラスは、好ましくは予荷重をかけられるか又は部分予荷重をかけられる。ガラスの予荷重プロセスは、好ましくは、インキのベーキングのために使用される。予荷重プロセスにベーキング過程を組み込むことは、別個のベーキング過程を余剰にし、ひいてはプロセスエネルギを節約する。

コンベヤベルトは、好ましくは５ｍ／分〜２０ｍ／分、特に好ましくは１０ｍ／分〜１７ｍ／分、特に３０ｍ／分を上回る速度で移動させられる。この速度は、従来技術における速度に比べて、コスト効率的な印刷プロセス及び著しく高いサイクル時間を可能にする。

中空円筒形のスクリーンステンシルとインキ除去ローラとは、好ましくは、逆方向に回転する。

本発明は、さらにまた、インキ、好ましくはエナメル塗料を塗布するための、スクリーン印刷装置の使用をも含む。

次に図面を参照しながら、本発明を詳説する。図面は、純然たる概略図であり、縮尺を忠実に再現するものではない。図示の実施形態は、本発明を制限するものではない。

従来技術によるスクリーン印刷装置を示す横断面図である。 本発明に係るスクリーン印刷装置を示す横断面図である。 回転する中空円筒形のスクリーンステンシルを示す横断面図である。 本発明に係る、ガラスに印刷する方法を示すフローチャートである。

図１には、従来技術によるスクリーン印刷装置Ｉが横断面図で示されている。インキ１２を塗布するスクリーン印刷装置は、方向Ｃで移動する少なくとも１つのコンベヤベルト３を、又は流れ作業ラインをも有する。図示されていない環状のスクリーン１３を印刷面として有する、方向Ａにおいて回転する中空円筒形のスクリーンステンシル１は、隣接配置されていて方向Ｂにおいて回転するインキ除去ローラ２と一緒に、コンベヤベルト３の上に配置されている。スクリーンステンシル１の内部には、インキ供給装置８が、例えば管路を介してインキ蓄え容器に接続された弁又はホースが、配置されている。スクリーンステンシル１はさらに、コンベヤベルト３に隣接配置された第１のスキージ４と、インキ除去ローラ２に隣接配置された第２のスキージ５とを有している。第１のスキージ４は、図示されていない環状のスクリーン１３のメッシュをインキ１２で満たし、インキ１２を、印刷されるガラス１０又は対象物に押圧し、粘着力によるガラス１０の表面におけるインキ１２の固着を可能にする。ガラス１０は、好ましくは、ガラス板、特に好ましくは種々様々なサイズ又は寸法のガラス板を含む。過剰なインキ１２又はガラス１０のジオメトリに基づいて使用されなかったインキ１２は、第２のスキージ５を介して、インキ除去ローラ２に引き渡される。インキ除去ローラ２は、インキ捕集容器１１を有している。このインキ捕集容器１１は、インキスクレーパ６を用いて、インキ除去ローラ２によって集められたインキ１２を集める。しかしながら従来技術による図示の構造では、印刷時において比較的遅いサイクル時間しか可能でない。得ることのできる印刷速度、つまり１分当たり印刷することができるガラスの走行距離（ｍ）は、３ｍ〜４ｍ／分の範囲である。

図２には、本発明に係るスクリーン印刷装置ＩＩが横断面図で示されている。このスクリーン印刷装置ＩＩの基本構造は、図１に示した公知のスクリーン印刷装置Ｉの基本構造に相当している。インキ１２は、第３のスキージ７を介して部分的に、図示されていない環状のスクリーン１３にもたらされる。これによって第３のスキージ７は、スクリーン１３へのインキ１２の確定された予備充填を可能にする。ガラス１０は、回転する中空円筒形のスクリーンステンシル１の下において、コンベヤベルト３上に位置決めされる。インキ１２は次いで、第１のスキージ４を介してスクリーン１３を通してガラス１０に塗布される。第３のスキージ７と第２のスキージ５との間には、供給溝９が配置されている。この供給溝９は、過剰なインキ１２の搬出を可能にし、この過剰なインキ１２は、スクリーン１３から第２のスキージ５を介して戻され、インキ除去ローラ２には引き渡され得ない。第２のスキージ５は、特に、スクリーンメッシュに存在するインキ１２をインキ除去ローラ２に引き渡す。スクリーン１３の、スクリーンメッシュを形成するウェブ上に位置するインキ１２は大部分が、第２のスキージ５を介して再び、回転する中空円筒形のスクリーンステンシル１の内室に戻る。もし供給溝９が存在しないと、このインキ１２は、第１のスキージ４の領域において集まり、そこで印刷プロセスを妨害することになる。このことによって、インキ量が大量の場合には、印像が不鮮明になることがある。これに対して供給溝９が設けられていると、供給溝９を介して、過剰なインキ１２は大部分が、再び第３のスキージ７に達し、そこから再びスクリーン１３内にもたらされる。本発明に係る装置によって得ることができる印刷速度は、最低でも１５ｍ〜２０ｍ／分の範囲、好ましくは３０ｍ／分を超える値である。従って本発明に係る装置は、係数３〜４だけサイクルを加速することができる。さらに、大幅に速いサイクルによって、印刷されるガラス１０一枚当たりのコストは著しく減じられる。

図３には、回転する中空円筒形のスクリーンステンシル１のスクリーン１３が横断面図で示されている。スクリーンステンシル１もしくはそのスクリーン１３の構造は、図２に示したスクリーンステンシル１もしくはそのスクリーン１３の構造に相当している。第３のスキージ７は、インキ１２によるスクリーン１３の確定された予備充填を可能にし、かつ第１のスキージ４は、方向Ｃにおいて移動するガラス１０における、スクリーン１３を通したインキ１２の塗布を可能にする。供給溝９は、過剰なインキ１２を再び第３のスキージ７に搬送し、そこから再びスクリーン１３内にもたらす。

図４には、ガラス１０を印刷する、本発明に係る方法がフローチャートで示されている。第１のステップにおいてガラス１０は、コンベヤベルト３又は流れ作業ライン上に配置される。中空円筒形のスクリーンステンシル１の内部において、連続的に又は必要な場合に、インキ１２がインキ供給装置８を介して満たされる。インキ１２は、第３のスキージ７を介して部分的に、環状のスクリーン１３にもたらされる。ガラス１０は、回転する中空円筒形のスクリーンステンシル１の下においてコンベヤベルト３の上に位置決めされる。インキ１２は、第１のスキージ４を介して、スクリーン１３を通してガラス１０に塗布される。先行するステップにおいて行われた、第３のスキージ７を用いたスクリーン１３へのインキ１２の（予備）充填によって、第１のスキージ４の領域に存在するインキ量が減じられる。第１のスキージ４の領域における多くのインキ量は、しばしば、印刷されるガラス１０における凝固（Verklumpungen）又は目詰まり（Verschmierungen）を引き起こす。ガラス１０は、次のステップにおいてコンベヤベルト３の上において、中空円筒形のスクリーンステンシル１から離れる。スクリーン１３の内部における余剰のインキ１２は、第２のスキージ５を介して、隣接配置された回転するインキ除去ローラ２に引き渡される。

Ａ，Ｂ，Ｃ 移動方向
Ｉ 従来技術によるスクリーン印刷装置
ＩＩ 本発明に係るスクリーン印刷装置
１ 回転する中空円筒形のスクリーンステンシル
２ インキ除去ローラ
３ コンベヤベルト
４ 第１のスキージ
５ 第２のスキージ
６ インキスクレーパ
７ 第３のスキージ
８ インキ供給装置
９ 供給溝
１０ ガラス板
１１ インキ捕集容器
１２ インキ
１３ スクリーン

Claims (14)

1. インキを塗布するスクリーン印刷装置であって、
   ａ．コンベヤベルト（３）と、
   ｂ．該コンベヤベルト（３）の上に配置されていて環状のスクリーン（１３）を備えた回転する中空円筒形のスクリーンステンシル（１）と、該スクリーンステンシル（１）に隣接配置された回転するインキ除去ローラ（２）と、
   ｃ．前記スクリーンステンシル（１）の内部において、インキ供給装置（８）と、前記コンベヤベルト（３）に隣接配置された第１のスキージ（４）と、前記インキ除去ローラ（２）に隣接配置された第２のスキージ（５）と、第３のスキージ（７）と、を少なくとも有しており、
   第３のスキージ（７）が、前記コンベヤベルト（３）の移動方向及び／又は前記スクリーンステンシル（１）の回転方向において、第１のスキージ（４）の前に配置されていることを特徴とする、インキを塗布するスクリーン印刷装置。
2. 第３のスキージ（７）と第２のスキージ（５）との間に、供給溝（９）が配置されている、請求項１記載のスクリーン印刷装置。
3. ガラス（１０）が前記コンベヤベルト（３）上に配置されている、請求項１又は２記載のスクリーン印刷装置。
4. 前記インキ除去ローラ（２）はインキ捕集容器（１１）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置。
5. 前記インキ除去ローラ（２）はインキスクレーパ（６）を有している、請求項１から４までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置。
6. 前記インキ供給装置（８）はホース又はノズルを有している、請求項１から５までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置。
7. 前記スクリーンステンシル（１）は、４０μｍ〜７０μｍの孔直径を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置。
8. インキ（１２）は、エナメル塗料を含む、請求項１から７までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置。
9. 請求項１から８までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置を用いてガラスに印刷する方法であって、コンベヤベルト（３）上におけるガラス（１０）に、環状のスクリーン（１３）を備えた回転する中空円筒形のスクリーンステンシル（１）を介して印刷し、
   ａ．前記中空円筒形のスクリーンステンシル（１）の内部に、インキ（１２）を、インキ供給装置（８）を介して満たし、
   ｂ．前記インキ（１２）を、第３のスキージ（７）を介して、環状のスクリーン（１３）にもたらし、
   ｃ．前記ガラス（１０）を、前記コンベヤベルト（３）上において、回転する中空円筒形の前記スクリーンステンシル（１）の下に位置決めし、
   ｄ．インキ（１２）を、第１のスキージ（４）を介して前記スクリーン（１３）を通して前記ガラス（１０）に塗布し、該ガラス（１０）を前記コンベヤベルト（３）上において、前記中空円筒形のスクリーンステンシル（１）から離し、前記スクリーン（１３）の内部に残っているインキ（１２）を、第２のスキージを介して、隣接配置された回転する前記インキ除去ローラ（２）に引き渡す
   ことを特徴とする、ガラスに印刷する方法。
10. 前記ガラス（１０）上に位置する前記インキ（１２）をベーキングする、請求項９記載の方法。
11. 前記ガラス（１０）に予荷重をかける又は部分的に予荷重をかける、請求項９又は１０記載の方法。
12. 前記コンベヤベルト（３）を、５ｍ／分〜２０ｍ／分の速度で、好ましくは１０ｍ／分〜１７ｍ／分の速度で、特に好ましくは３０ｍ／分を超える速度で移動させる、請求項９から１１までのいずれか１項記載の方法。
13. 前記中空円筒形のスクリーンステンシル（１）と前記インキ除去ローラ（２）とを、逆方向に回転させる、請求項９から１２までのいずれか１項記載の方法。
14. インキ、好ましくはエナメル塗料を塗布するための、請求項１から８までのいずれか１項記載のスクリーン印刷装置の使用。

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