CH684527A5 - A process for producing a flexible and dimensionally stable carrier for silk screen printing stencils. - Google Patents
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Description
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Beschreibung description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flexiblen und dimensionsstabilen Schablonenträgers für den Siebdruck. Eine Dimensionsstabilität wird dabei vor allem gegenüber Zugbelastungen gefordert. The invention relates to a method for producing a flexible and dimensionally stable stencil support for screen printing. Dimensional stability is required above all against tensile loads.
Bisher sind Schablonenträger für den Siebdruck im allgemeinen Gewebe aus Metalldraht oder Kunststoffäden. Gewebe haben bekanntlich an den «Knotenstellen», an denen Kettfäden und Schussfäden einander überlagern, Verdickungen, die sich auch durch eine Kalandrierung nicht vollständig ausgleichen lassen. Es ist daher nicht möglich, aus Geweben vollständig ebene oder plane Schablonenträger herzustellen. Besonders bei Sieben aus feinen Drähten oder Fäden fallen die Dickenänderungen relativ stark ins Gewicht. Die vorliegende Erfindung ist daher vor allem für Siebe bzw. Gewebe vorgesehen, bei denen die Zahl der Fäden pro Zentimeter Länge 10 Fäden übersteigt, insbesondere mehr als 20 Fäden beträgt. So far, stencil carriers for screen printing have generally been woven from metal wire or plastic threads. As is well known, fabrics have thickened areas at the “knots” where warp threads and weft threads overlap, which cannot be completely compensated for even by calendering. It is therefore not possible to make completely flat or flat stencil carriers from fabrics. In the case of screens made of fine wires or threads in particular, the changes in thickness are relatively significant. The present invention is therefore primarily intended for sieves or fabrics in which the number of threads per centimeter length exceeds 10 threads, in particular is more than 20 threads.
Darüberhinaus kann man, zumindest bei Kunststoffgeweben, die Maschen nicht fixieren, wodurch die Fäden unter Beanspruchung relativ zueinander verschieben. Derartige Fäden werden nur durch das Aufspannen unter hohen Zugkräften, 20 N/cm und mehr auf einem stabilen Trägerrahmen und das Rundumfixieren des Gewebes auf diesem Rahmen zu einem brauchbaren, einigermassen dimensionsstabilen Schablonenträger. In addition, at least in the case of plastic fabrics, the stitches cannot be fixed, as a result of which the threads move relative to one another under stress. Such threads become a usable, somewhat dimensionally stable stencil support only by stretching them under high tensile forces, 20 N / cm and more on a stable support frame and fixing the fabric all around on this frame.
Ferner sind Schablonenträger bekannt, bei denen die Nachteile von Geweben vermieden sind. Bei diesen Sieben sind die «Maschen» Löcher mit Sechskant-Querschnitt, zwischen denen von Verdik-kungen freie Metallstege, beispielsweise aus Nickel, vorhanden sind, um die notwendige Stabilität zu erreichen. Da diese Stege durch, beispielsweise galvanische, Abscheidung einzelner Nickel-Partikeln aufgebaut werden, ist die Herstellung dieser Schablonenträger mit sehr hohen Ausschussanteilen belastet und daher sehr aufwendig und dementsprechend teuer. Template carriers are also known in which the disadvantages of fabrics are avoided. In these sieves, the “meshes” are holes with a hexagonal cross section, between which there are metal bars free of thickening, for example made of nickel, in order to achieve the necessary stability. Since these webs are built up by, for example, galvanic deposition of individual nickel particles, the manufacture of these stencil carriers is burdened with very high rejects and is therefore very complex and accordingly expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schablonenträger für den Siebdruck zu schaffen, der die geschilderten Nachteile der Gewebe nicht aufweist und darüberhinaus ohne grosse Ausschussquoten mit relativ geringem Aufwand hergestellt werden kann. The object of the invention is to provide a stencil support for screen printing which does not have the disadvantages of the fabrics described and, moreover, can be produced without large reject rates with relatively little effort.
Diese Aufgabe wird mit dem neuen Verfahren durch die nachstehenden Merkmale gelöst: This task is solved with the new method by the following features:
- eine Basisform aus formbeständigem Material wird auf ihrer Oberfläche mit sich kreuzenden Nuten versehen, deren Abstände der geforderten «Maschenweite» und deren maximale Breiten den geforderten maximalen Stegbreiten des Schablonenträgers entsprechen; - A basic shape made of dimensionally stable material is provided on its surface with intersecting grooves, the spacing of which corresponds to the required «mesh size» and the maximum widths of which correspond to the required maximum web widths of the template carrier;
- die Nuten dieser Basisform werden mit einem härtbaren, flüssigen Kunststoff mindestens teilweise gefüllt; - The grooves of this basic shape are at least partially filled with a hardenable, liquid plastic;
- der Kunststoff wird noch in den Nuten gehärtet und von der Basisform getrennt. - The plastic is hardened in the grooves and separated from the basic shape.
Bei dem neuen Verfahren erfordert nur die Herstellung einer genauen Basisform einen grösseren Aufwand, wobei die Nuten vorzugsweise in eine With the new method, only the production of an exact basic shape requires a greater effort, the grooves preferably being in one
Metalloberfläche, beispielsweise elektrisch, z.B. durch Einbrennen mit einem Laserstrahl, mechanisch oder chemisch, z.B. durch Ätzen, eingearbeitet werden. Die Metalloberfläche kann beispielsweise aus Messing oder Kupfer bestehen, die gegebenenfalls oberflächenvergütet, z.B. chemisch vernickelt oder hartverchromt, sein kann. Mit einer solchen Basisform werden dann eine Vielzahl von Schablonenträgern hergestellt. Metal surface, e.g. electrical, e.g. by baking with a laser beam, mechanically or chemically, e.g. by etching. The metal surface can be made of brass or copper, for example, which may be surface-treated, e.g. chemically nickel-plated or hard chrome-plated. A large number of stencil carriers are then produced with such a basic shape.
An den Kreuzungspunkten verbindet sich der Kunststoff aus zwei sich kreuzenden Nuten beim Aushärten, das thermisch, chemisch oder durch Strahlung erfolgen kann, ohne dass dabei «dickere» Knoten entstehen. At the points of intersection, the plastic is bonded from two intersecting grooves during curing, which can be done thermally, chemically or by radiation, without creating “thicker” knots.
Das Trennen des Kunststoffes von der Basisform kann erleichtert werden, wenn man die Basisform mit einem Trennmittel, bespielsweise einem Silikon-öl, benetzt oder dem Kunststoff ein Trennmittel beimischt. The separation of the plastic from the base mold can be facilitated if the base mold is wetted with a release agent, for example a silicone oil, or a release agent is added to the plastic.
Die Stabilität des Schablonenträgers gegen Zugbelastungen lässt sich erhöhen, wenn mindestens die Nuten einer Richtung mit einer Armierung aus in Längsrichtung möglichst dehnungsinvarianten Fäden oder Drähten versehen werden, wobei die Armierung mit Vorteil nach dem Füllen der Nuten mit Kunststoff eingelegt werden. The stability of the template carrier against tensile loads can be increased if at least the grooves in one direction are provided with a reinforcement made of threads or wires that are as invariable in the longitudinal direction as possible, the reinforcement advantageously being inserted after the grooves have been filled with plastic.
Als Querschnittsformen für die Nuten haben sich V-förmige, ovale oder kreissegmentförmige Querschnitte, die sich zusätzlich konisch erweitern und/ oder auch unsymmetrisch ausgebildet sein können, als günstig erwiesen. Weiterhin können die sich kreuzenden Nuten eines Schablonenträgers in der einen der beiden Richtungen von denjenigen der anderen Richtung in Teilung, d.h. in ihrer Anzahl pro Längeneinheit, Form und Tiefe verschieden sein. As cross-sectional shapes for the grooves, V-shaped, oval or circular segment-shaped cross sections, which additionally expand conically and / or can also be asymmetrical, have proven to be favorable. Furthermore, the intersecting grooves of a template support in one of the two directions may be divided from those of the other direction, i.e. be different in number per unit length, shape and depth.
Für eine kontinuierliche Herstellung siebartiger Schablonenträger ist es zweckmässig, wenn als Basisform ein drehbarer Zylinder verwendet wird, bei dem die Nuten in Umfangsrichtung und entlang Mantellinien verlaufen. For a continuous production of sieve-like stencil carriers, it is expedient if a rotatable cylinder is used as the basic shape, in which the grooves run in the circumferential direction and along surface lines.
Verstärkte, gegen Zugbelastung widerstandsfähige Randbereiche der Schablonenträger lassen sich auf einfache Weise herstellen, wenn die Randbereiche einer Basisform mindestens an zwei einander gegenüberliegenden Seiten eine stufenförmige Vertiefung aufweisen, in die gegebenenfalls eine Armierung eingelegt werden kann. Reinforced edge areas of the stencil carriers that are resistant to tensile stress can be produced in a simple manner if the edge areas of a basic shape have a step-shaped depression on at least two opposite sides, into which reinforcement can optionally be inserted.
Die Dicke des Schablonenträgers lässt sich in gewissem Umfang durch Variation des Feststoffanteils in dem flüssigen Kunststoff verändern. The thickness of the template carrier can be changed to a certain extent by varying the solids content in the liquid plastic.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments in conjunction with the drawing.
Fig. 1 zeigt schematisch eine ebene Platte, die als Basisform für die Herstellung einzelner Schablonenträger einer bestimmten Grösse verwendet werden kann; Fig. 1 shows schematically a flat plate that can be used as a basic shape for the production of individual stencil carriers of a certain size;
Fig. 2 gibt, ebenfalls schematisch, einen drehbaren Zylinder als Basisform für die kontinuierliche Herstellung von Schablonenträgern wieder; in Fig. 2 shows, also schematically, a rotatable cylinder as a basic shape for the continuous production of template carriers; in
Fig. 3a-e, sind mehrere Beispiele unterschiedlicher Nutenquerschnitte gezeigt; 3a-e, several examples of different groove cross sections are shown;
Fig. 4 ist eine Aufsicht auf die Oberfläche einer Fig. 4 is a top view of the surface of a
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Basisform in gegenüber Fig. 1 oder 2 vergrösser-tem Massstab; Basic shape on a larger scale than in FIG. 1 or 2;
Fig. 5 ist ein Querschnitt durch den Randbereich eines nach dem neuen Verfahren hergestellten Schablonenträgers mit einer Armierung; FIG. 5 is a cross section through the edge region of a template carrier with a reinforcement produced according to the new method;
Fig. 6 schliesslich gibt schematisch eine Anordnung zur kontinuierlichen Herstellung von Schablonenträgern wieder. 6 finally schematically shows an arrangement for the continuous production of template carriers.
Die Basisform nach Fig. 1 ist eine ebene Platte 1 is a flat plate
1, bei der zumindest die mit Längs- und Quernuten 2 und 3 zu versehene Oberfläche aus Metall besteht. In diese Oberfläche sind die Nuten 2, 3, die in den meisten Fällen zweckmässigerweise senkrecht zueinander verlaufen, mit einem der genannten Verfahren eingearbeitet, zum Beispiel also eingeätzt. Die Platte 1 ist umschlossen von einem erhöhten Rand 4; in den nutenfreien End- oder Randbereichen 5 in Längsrichtung sind je eine Reihe Zapfen 6 angeordnet. Sie dienen dazu an den längsseitigen Rändern eines Schablonenträgers 11 (Fig. 5) Löcher auszusparen, mit denen der fertige Schablonenträger 11 in einem Selbstspann-Rah-men, z.B. dem Screenfix Handling System oder dem Platefix-System der Firma PRSS-Maschinen AG, Winterthur, Schweiz, eingehängt und ausgespannt werden kann. 1, in which at least the surface to be provided with longitudinal and transverse grooves 2 and 3 consists of metal. The grooves 2, 3, which in most cases expediently run perpendicular to one another, are incorporated into this surface using one of the methods mentioned, for example etched. The plate 1 is enclosed by a raised edge 4; In the groove-free end or edge areas 5 in the longitudinal direction a row of pins 6 are arranged. They serve to cut out holes on the longitudinal edges of a template carrier 11 (FIG. 5), with which the finished template carrier 11 can be used in a self-clamping frame, e.g. the Screenfix Handling System or the Platefix system from PRSS-Maschinen AG, Winterthur, Switzerland, can be hooked in and stretched out.
Durch den Abstand der Nuten 2, 3 voneinander wird die Maschenweite a (Fig. 5) des Schablonenträgers oder Siebes 11 festgelegt und variiert. Die maximale Breite £ (Fig. 5) der Stege 12 ist dagegen durch die Maximalbreite £ (Fig. 3a) der Nuten The mesh size a (FIG. 5) of the template carrier or screen 11 is determined and varied by the spacing of the grooves 2, 3 from one another. The maximum width £ (FIG. 5) of the webs 12, on the other hand, is due to the maximum width £ (FIG. 3a) of the grooves
2, 3 bestimmt. 2, 3 determined.
Mit ebenen Platten 1 werden vorzugsweise Schablonenträger 11 hergestellt, bei denen eine Armierung 9 (Fig. 2) nicht erforderlich ist. Template plates 11 are preferably produced with flat plates 1, in which reinforcement 9 (FIG. 2) is not required.
Für eine kontinuierliche Fertigung - die später noch beschrieben wird - wird als Basisform ein drehbarer Zylinder 7 (Fig. 2) verwendet; bei ihm sind die «Längs»-Nuten 2 als periphere Nuten eingearbeitet, während die dazu senkrechten Nuten 3 sich entlang Mantellinien erstrecken. In die peripheren Nuten 2 werden bei der Drehung des Zylinders 7 möglichst dehnungsinvariante Armierungsfäden oder -drähte 9 eingelegt, die beim Füllen der Nuten 2, 3 mit flüssigem Kunststoff in diesen eingebettet werden. Diese Armierung 9 hat die Aufgabe die Dimensionsstabilität des Schablonenträgers 11, besonders bei Zugbelastungen zu verbessern. Selbstverständlich ist es, falls erwünscht, auch möglich, statt der Nuten 2 oder zusätzlich, auch die Nuten 3 mit einer Armierungseinlage zu versehen. For continuous production - which will be described later - a rotatable cylinder 7 (FIG. 2) is used as the basic shape; the "longitudinal" grooves 2 are incorporated as peripheral grooves, while the perpendicular grooves 3 extend along surface lines. When the cylinder 7 rotates, reinforcement threads or wires 9 are inserted into the peripheral grooves 2 as far as possible, which are embedded in the grooves 2, 3 when the grooves 2, 3 are filled with liquid plastic. This reinforcement 9 has the task of improving the dimensional stability of the template carrier 11, particularly in the case of tensile loads. Of course, if desired, it is also possible to provide the grooves 3 with a reinforcing insert instead of the grooves 2 or additionally.
Wie in Fig. 2 zu erkennen ist, erstrecken sich die Nuten 3 lediglich über einen mittleren Bereich 8 des Zylindermantels, während die Ränder 10 stufenförmig mindestens annähernd auf Nutentiefe vertieft sind. Über einen Teil der Breite der Ränder 10 verlaufen ebenfalls Armierungsfäden 9, um eine Randverstärkung bei dem Sieb oder Schablonenträger 11 zu erzielen. As can be seen in FIG. 2, the grooves 3 only extend over a central region 8 of the cylinder jacket, while the edges 10 are recessed in a step-like manner at least approximately to the groove depth. Reinforcement threads 9 also run over part of the width of the edges 10 in order to achieve edge reinforcement in the sieve or template support 11.
Als Querschnitte für die Nuten 2, 3 haben sich Halbkreise (Fig. 3a) oder Kreissegmente bewährt, an die sich gegebenenfalls noch rechteckige Querschnitte zur Vertiefung der Nuten 2, 3 anschliessen (Fig. 3b). Selbstverständlich sind auch sich aus einem Kreissegment heraus konisch erweiternde Querschnitte (Fig. 3c) anwendbar. Weiterhin ist es auch möglich, für die Nuten 2, 3 V-förmige (Fig. 3e) und/oder unsymmetrische Querschnitte (Fig. 3d) einzusetzen. Wie bereits erwähnt, sind Teilung, Form und Tiefe bei den Nuten 2 oder 3 einer Richtung zwar gleich, können aber für die beiden verschiedenen Richtungen unterschiedlich sein. Semicircles (FIG. 3a) or circular segments, to which rectangular cross-sections for deepening the grooves 2, 3 are connected (FIG. 3b) have proven useful as cross sections for the grooves 2, 3. Of course, cross-sections that widen conically from a segment of a circle (FIG. 3 c) can also be used. Furthermore, it is also possible to use 2, 3 V-shaped (FIG. 3e) and / or asymmetrical cross sections (FIG. 3d) for the grooves. As already mentioned, the pitch, shape and depth of the grooves 2 or 3 in one direction are the same, but can be different for the two different directions.
Fig. 4 zeigt vergrössert die Oberfläche des Zylinders 7 der Fig. 2, der die Negativform für den Schablonenträger 11 von Fig. 5 darstellt. Die mit Armierungsdrähten 9 versehenen peripheren Nuten 2 verlaufen in Fig. 4 vertikal; weiterhin sind die erhabenen Teile 13 der Oberfläche, die im Positiv die Maschenöffnungen des Schablonenträgers 11 ergeben, in Fig. 4 durch eine Tönung hervorgehoben. FIG. 4 shows an enlarged view of the surface of the cylinder 7 of FIG. 2, which represents the negative shape for the template holder 11 of FIG. 5. The peripheral grooves 2 provided with reinforcing wires 9 run vertically in FIG. 4; furthermore, the raised parts 13 of the surface, which give the mesh openings of the stencil carrier 11 in the positive, are highlighted in FIG. 4 by a tint.
Wie aus der Form der Stege 12 in Fig. 5 ersichtlich, sind die Querschnitte der Längsnuten 2 des Zylinders 7, in die eine Armierung 9 eingelegt worden ist, - wie in Fig. 3c gezeigt - am Boden 14 Kreissegmente, die sich zur Oberfläche 15 des Zylinders 7 hin konisch erweitern. Am linken Ende von Fig. 5 erkennt man einen, durch eine stufenförmige Vertiefung 10 (Fig. 2) erzeugten, Rand 16, der ebenfalls durch eine Armierung 9 verstärkt ist. As can be seen from the shape of the webs 12 in FIG. 5, the cross sections of the longitudinal grooves 2 of the cylinder 7, into which a reinforcement 9 has been inserted, are - as shown in FIG. 3c - 14 circular segments on the bottom, which face the surface 15 of the cylinder 7 expand conically. At the left end of FIG. 5 one can see an edge 16 produced by a step-shaped depression 10 (FIG. 2), which is also reinforced by a reinforcement 9.
In der in Fig. 6 schematisch gezeigten Anlage für eine kontinuierliche Herstellung von Schablonenträgern 11 ist ein Kettbaum 21 mit einer Bremse 22 vorgesehen, von dem die Armierungsfäden 9 abgezogen und in die Nuten 2 (Fig. 2) des drehbaren Zylinders 7 eingelegt werden. Zwischen beiden Zylindern 21 und 7 ist ein Riet 23 vorgesehen, durch das die Fäden der Armierung 9 geordnet und geführt werden. In the system shown schematically in FIG. 6 for a continuous production of template carriers 11, a warp beam 21 with a brake 22 is provided, from which the reinforcing threads 9 are drawn off and inserted into the grooves 2 (FIG. 2) of the rotatable cylinder 7. A reed 23 is provided between the two cylinders 21 and 7, through which the threads of the reinforcement 9 are arranged and guided.
Der nicht gezeigte Antrieb der Anlage, die eine gewisse Ähnlichkeit mit einer Webmaschine aufweist, erfolgt durch einen Schaltbaum 24, der dem Zylinder 7 nachgeordnet ist. Dem Schaltbaum 24, über den der bereits teilausgehärtete Schablonenträger 11 läuft, sind zwei Anpressbäume 25 zugeordnet, die den Schablonenträger 11 gegen den Schaltbaum 24 pressen. The drive, not shown, of the system, which bears a certain similarity to a weaving machine, is carried out by a switching tree 24, which is arranged downstream of the cylinder 7. The switch tree 24, over which the already partially hardened template holder 11 runs, is assigned two pressure trees 25 which press the template holder 11 against the switch tree 24.
Bei der als Beispiel gezeigten Anlage ist dem Einlauf 27 der Armierungsfäden in Drehrichtung des Zylinders 7 eine Beschichtungsrinne 26 vorgelagert, durch die flüssiger Kunststoff in die Nuten 2, 3, über die ganze Länge des Zylinders 7 verteilt, eingebracht wird. Wie bereits erwähnt, lässt sich die Dicke d (Fig. 5) des Schablonenträgers 11, ausser durch die Nutentiefe, in gewissem Umfang auch durch eine Variation des Feststoffanteils in dem flüssigen Kunststoff verändern. In the system shown as an example, the inlet 27 of the reinforcing threads in the direction of rotation of the cylinder 7 is preceded by a coating channel 26 through which liquid plastic is introduced into the grooves 2, 3, distributed over the entire length of the cylinder 7. As already mentioned, the thickness d (FIG. 5) of the template carrier 11 can be changed to a certain extent, in addition to the groove depth, by varying the proportion of solids in the liquid plastic.
Selbstverständlich ist es auch möglich die Beschichtungsrinne 26 in Drehrichtung nach dem Einlauf 27 für die Fäden anzuordnen. Of course, it is also possible to arrange the coating channel 26 in the direction of rotation after the inlet 27 for the threads.
Für das Abstreifen überschüssigen Kunststoffes ist dem Einlauf 27 ein Abstreifmesser 28 nachgeordnet, das zur Rückführung dieses Kunststoffes über eine Leitung 29 mit der Rinne 26 verbunden ist. For stripping excess plastic, a scraper knife 28 is arranged downstream of the inlet 27, which is connected to the channel 26 via a line 29 for returning this plastic.
Bei seiner Drehung gelangt der Zylinder 7, dessen Nuten 2, 3 mit flüssigem Kunststoff gefüllt sind, nach Passieren des Abstreifmessers 28 in den Wirkungsbereich einer Aushärteinrichtung 30, die beispielsweise aus einer Wärme- oder einer Strah5 During its rotation, the cylinder 7, the grooves 2, 3 of which are filled with liquid plastic, after passing the stripping knife 28, comes into the effective range of a curing device 30, which consists, for example, of heat or radiation 5
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lungsquelle besteht. Am Austritt der Einrichtung 30 ist der Schablonenträger 11 mindestens so weit ausgehärtet, dass er dimensionsstabil ist. source of supply exists. At the outlet of the device 30, the template support 11 is cured at least to the extent that it is dimensionally stable.
Über den Schaltbaum 24 und die Anpressbäume 25 gelangt der Schablonenträger 11 dann zur Endhärtung in eine Aushärtkammer 31, die ebenfalls wieder eine Wärme- oder Strahlungsquelle enthält. Über einen Umlenkbaum 32 wird der fertige Schablonenträger 11 schliesslich auf einen Warenbaum 33 aufgewickelt, der durch einen kraftschlüssigen, beispielsweise einen mit Schlupf versehenen, nicht gezeigten Antrieb angetrieben wird. Via the switching tree 24 and the pressure trees 25, the template carrier 11 then arrives in a curing chamber 31 for final curing, which also contains a heat or radiation source. The finished stencil carrier 11 is finally wound onto a goods tree 33 via a deflecting tree 32, which is driven by a non-positive drive, for example a slip, not shown.
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