DE2051728C3 - Verfahren zum Herstellen eines Schablonensiebes - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines aus Metall bestehenden zylindrischen Schablonensiebes auf galvanischem Wege mit Hilfe einer zylindrischen Matrize mit einer elektrisch leitenden Oberfläche, die ein vertieftes, mit elektrisch isolierendem Material aufgefülltes Raster aufweist.

Schablonensiebe dieser Art sind allgemein bekannt und beispielsweise in dem der Fig. 1 zugeordneten Beschreibungsteil der NL-OA 67 10 444 erläutert. Beim galvanischen Abscheiden von Metall auf der Oberfläche der Matrize wird zwar auf dem elektrisch isolierenden Material des Rasters kein Metall abgelagert. Von den Rändern her wird jedoch allmählich Metall im Bereich der nichtleitenden Raslerpunkte abgeschieden, so daß der Durchmesser der Rasterpunkte immer kleiner wird, je mehr die Dicke der abgelagerten Metallschicht anwächst. Hat beispielsweise die Durchlaßöffnung jedes Rasterpunktes 250 μηι und das durch galvanische Abscheidung gebildete Schablonensicb eine Dicke von mindestens 80 μηι, so verringert sich der Durchmesser jeder Durchlaßöffnung auf: 250 minus (2 χ 80) = 90 μπι. Auf diese Weise sind nahtlose Schablonensicbc herstellbar, die je cm² Fläche etwa 1600 bis 2000 Perforationen aufweisen. Der Durchmesser der Löcher beträgt aber dann nur 40 bis 50 μηι bei einer Wandstärke des Schablonensiebes von 80 μιη. Mil solchen Schablonensieben sind aber keine sehr scharfen Druckerzeugnisse möglich. Hierzu müßten Siebdruckschablonen verwendet werden, die wesentlich dünner sind, wodurch jedoch ihre Lebensdauer stark herabgesetzt wird.

Die erläuterten Schubloncnsiebe dienen als Grundlage zur Herstellung von .Siebdruckschablonen. Das Dessinieren der Schablonensicbc kann in bekannter Weise durch Aufbringen eines lichtempfindlichen Lackes oder Auflegen eines Negatives, Belichten, Ätzen usw. geschehen. Es kann aber auch eine dünne Schicht einer lichtempfindlichen Emulsion aufgebracht werden (NL-OA 65 16 136), welche die Eigenschaft aufweist, daß die belichteten Teile nach geeigneter Behandlung besser an der Matrize haften als die unbelichteten und durch die Belichtung elektrisch leitend werden oder gemacht werden können.

Die Belichtung der Emulsion erfolgt über eine das Dessin im Positiv enthaltende Maske. Die nicht belichteten Teile werden dann ausgespült. Wird nun das Ganze in ein galvanisches Bad eingebracht, so wird auf der Matrize Metall mit Ausnahme auf den isolierten Rasterpunkten abgesetzt. Wo keine Emulsion vorhanden ist, wird das Raster des normalen Schablonensiebes abgebildet. Dagegen wird den mit Emulsion bedeckten Stellen eine ununterbrochene Metallschicht niedergeschlagen. Alsdann wird die Siebdruckschablone, ζ. Β. durch Verkleinern des Außendurchmessers, von der zylindrischen Matrize entfernt und ihrer weiteren Verwendung zugeführt.

Demgegenüber soll durch die Erfindung die Aufgabe gelöst werden, das bekannte, eingangs im ersten Absatz erläuterte Verfahren zum Herstellen eines aus Metall bestehenden zylindrischen Schablonensiebes so weiterzubilden, daß damit mittels einfacher, in wirtschaftlicher Weise durchführbarer Maßnahmen Schablonensiebc zwar mit sehr feinen Perforationslöchern aber trotzdem von hoher Lebensdauer hergestellt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß über dem in der Oberfläche der zylindrischen Matrize vorgesehenen Raster mit Abstand nebeneinander liegende Ringe bzw. Windungen aus wenigstens einem sehr dünnen Draht bzw. sehr dünnen Drähten angebracht werden, worauf auf galvanischem Wege Metall auf die Oberfläche der Matrize abgeschieden wird bis die Ringe bzw. Windungen des Drahtes bzw. der Drähte in der abgeschiedenen Metallschicht verankert sind.

Durch diese Maßnahmen wird ein Schablonensieb geschaffen, das gleichsam aus zwei unterschiedlichen Materialen besteht, nämlich aus der galvanisch abgeschiedenen, z. B. von Nickel gebildeten Metallschicht und aus der von den im gegenseitigen Abstand befindlichen Drähte bzw. Drahtwindungen mit vorzugsweise einer elektrisch leitenden Oberfläche gebildeten Drahtschicht. Wird beispielsweise ein sehr dünner Draht von 50 μιη Durchmesser verwende! und werden die Drahtwindungen in eine durch galvanische Abscheidung gebildete Metallschicht von 30 μηι Dicke eingebettet, so beträgt die Dicke des Schablonensiebes 80 μπι. Diese Dicke entspricht zwar den bisher bekannten Schablonensicben mit einer ausreichenden Festigkeit. Das gemäß der Erfindung hergestellte .Schablonensieb erfordert jedoch demgegenüber nicht nur einen wesentlich geringeren Aufwand an abzuscheidendem hochwertigen Metall sondern weist gegenüber den erläuterten normalen Schablonensieben auch eine größere Festigkeit und damit eine erheblich längere Lebensdauer auf. Insbesondere kann das erfindungsgemäß hergestellte Schablonensieb infolge seiner dünnen Metallschicht mit einer viel feineren Loch- bzw. Perforationsanordnung ausgebildet werden, wobei die Perforation auf der Innenseile des .Schablonensiebes dem Raster der Matrize und auf der Außenseite dem durch den Abstand der Drahtwindungen gebildeten

h Schlitzraster entspricht. Außerdem verringert sich jede Durchlaßöffnung bei 250 μηι Durchmesser im Schablonensieb durch Abscheiden von Metall auch an den Lochrändern nur auf 250 minus (2 χ 30) = 190 μηι.

Im übrigen beruht die Erfindung auf der Erkenntnis, daß zum Auffangen der Kräfte lotrecht zur Rakeleinrichtung eine Wanddicke der Siebdruckschablonen genügt, die nur 25 bis 33% von derjenigen Wanddicke beträgt, welche zur Aufnahme der in Querrichtung einwirkenden Reibungskräfte der Rakel erforderlich ist Diese Reibungskräfte einschließlich der von dem zu bedruckenden Material auf die Siebdruckschablone ausgeübten Kraft wird dann von den Drähten aufgefangfii.

Ein besonders wirtschaftliches Verfahren zur Herstellung eines Schablonensiebes wird dadurch gewährleistet, daß die Ringe bzw. Windungen auf der Oberfläche der Matrize durch schraubenförmiges Winden mindestens eines Drahtes gebildet werden. Der Draht bzw. die Drähte können hierbei von entsprechenden Rollen auf die sich um ihre Längsmittelachse drehende Matrize in einer Lage und im genauen Windungsabstand aufgewikkelt werden, so daß die Armierung der Matrize nicht nur einfach sondern auch schnell durchgeführt werden kann.

Weiterhin wird das Verfahren im einzelnen noch so weitergebildet, daß das in der Oberfläche der Matrize vorhandene Raster aus parallel zur Längsachse der Matrize verlaufenden Nuten besteht. Die Nuten werden von den Drahtringen bzw. Drahtwindungen überquert, so daß nach dem Metallniederschlag auf einfache Weise sehr feine schlitzartige Perforationslöcher im Schablonensieb entstehen, wobei die Breite der Nuten die eine Abmessung und der gegenseitige Abstand der nebeneinander liegenden Drähte die andere Abmessung bestimmt.

Allerdings ist es durch die US-PS 25 92 789 bekannt geworden, flache oder gewölbte Metallschablonen herzustellen, ohne daß hierzu eine zylindrische Matrize erforderlich ist. Die bekannte Metallschablone besteht aus einer perforierten ersten und aus einer aus Drähten zusammengesetzten zweiten Schicht, bei der die Drähte in einer Metallschicht verankert werden und zueinander parallel verlaufen. Die Metallschicht wird vorzugsweise von einer Platte aus verhältnismäßig weichem Material gebildet, durch welche das jeweils gewünschte Muster hindurchgeätzt wird, wobei jedoch die Drähte ungeätzt bleiben.

Die Verankerung der Drähte kann jedoch nicht auf galvanischem Wege erfolgen, da hierbei die Gefahr besteht, daß der lichte Abstand zwischen zwei metallischen Drähten durch das sich absetzende Metall immer kleiner wird und gegebenenfalls vollständig überbrückt wird. Das gewünschte Muster müßte mithin nicht nur durch die Metallplatten sondern auch durch die Überbrückungen hindurchgeätzt werden, was aber aufgrund der Materialbeschaffenheit nicht ohne weiteres möglich wäre, so daß der vorgenannte Stand der Technik für die Erfindung kein Vorbild sein kann.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Ausschnittvergrößerung eines auf einer Matrize befindlichen Schablonensiebes,

Fig. 2 und 3 je einen Längsschnitt durch die Ausschnittvergrößerung nach Fig. 1 nach der Linie 11—11 und MI-IIl,

F i g. 4 bis 6 je einen Querschnitt durch die Ausschnittvergrößerung nach F i g. 1 jeweils nach der Linie IV-IV, V-V und Vl-Vl,

F- i g. 7 einen Querschnitt durch ein in herkömmlicher Weise hergestelltes Schablonensieb und

Fig. 8 eine Draufsicht auf eine schematisch dargestellte Vorrichtung zum Aufwickeln von sehr dünnen Drähten auf die Zylinderfläche einer Matrize.

Auf der Zylinderfläche einer aus Metall gefertigen zylindrischen Matrize ! ist durch Ätzen oder auf mechanischem Wege, z. B. mittels einer Rändelwalze, ein Raster aus seichten Vertiefungen oder Nuten 2 angebracht, welche durch ein elektrisch isolierendes Material wie Email oder Kunstharz aufgefüllt sind. F i g. 1 zeigt hierbei eine besondere Ausführungsform eines solchen, aus Nuten 2 bestehenden Rasters, bei dem diese Nuten 2 eine Breite von 250 μηι und eine Länge von 1000 μπι haben. Zwischen den Nuten 2 sind Stege mit einer Breite von 30 μΐη stehen gelassen worden. Die Längsachse der Nuten 2 erstreckt sich parallel zur Längsachse 5 der Matrize (Fig. 8). Bei einer so vorbereiteten Matrize 1 wird die Metalloberfläche des Zylinders nach einem in der Galvanotechnik bekannten Verfahren derart passiviert, daß später darauf niedergeschlagenes Metall nicht an der Metalloberfläche haftet.

Anschließend wird auf der Matrize 1 eine einzige Reihe von in einigem Abstand voneinander liegenden Drahtringen vorgesehen, die aus mindestens einem sehr dünnen Draht 3 gebildet werden. Vorzugsweise wird dieser Draht 3 schraubenlinienförmig um die Oberfläche der Matrize gewunden und dabei mit Hilfe einer schematisch in Fig. 8 dargestellten Wickelvorrichtung 6 straff auf die Oberfläche aufgewickelt. In der in F i g. 1 dargestellten Ausschnittvergrößerung weist der Draht einen Durchmesser von 50 μΐη auf. Die einzelnen Drahtringe bzw. Drahtwindungen 3 liegen in einem Absland von etwa 100 μιη voneinander, so daß je cm der Matrizenlänge also 66 Windungen untergebracht werden können.

Der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erforderliche Draht oder die erforderlichen Drähte können nahezu eine beliebige Zusammensetzung aufweisen. Vorwiegend wird Draht mit einer elektrisch leitenden Oberfläche verwendet, wodurch die Einbettung und der Verlauf der galvanischen Abscheidung günstig beeinflußt wird. Ein nichtleitender Draht kommt vorzugsweise dann zur Anwendung, wenn die mechanische Belastung der herzustellenden Siebdruckschablone in Richtung der Rakel gering ist und wenn bei einer gegebenen Anzahl von Windungen je Einheit der Matrizenlänge auf einen möglichst großen Abstand zwischen den Drahtwindungen hoher Wert gelegt wird.

Nachdem der Anfang und das Ende des die Drahtwindungen bildenden Drahtes 3 an der Matrize 1 befestigt sind, wird letztere in ein galvanisches Bad, z. B. in ein Nickelbad, eingebracht. Auf der Matrize bildet sich jetzt auf galvanischem Wege eine Nirkelschicht 4 in einer Stärke von 30 μιη, welche die aufgewickelten Drahtwindungen ganz einschließt, wobei der Draht selbst mit einer Nickelschicht von etwa 30 μιη bedeckt wird. Dessen ungeachtet ist der Materialverbrauch beim erfindungsgemäßen Verfahren im Vergleich mit dem herkömmlichen galvanischen Verfahren zum Herstellen eines Schablonensiebes erheblich kleiner.

Die endgültige Form des Schablonensiebes ist in F i g. 1 und in den Längsschnitten der F i g. 2 und 3 sowie in dem Querschnitt der F i g. 4 ausschnittsweise dai gestellt. Die Gesamtwanddicke des dargestellten Schablonensiebes beträgt 80 μιη. Das Durchlaßverhähnis ist wesentlich günstiger im Vergleich mit einem Schablonensieb mit einer Wanddicke von 80 μΐη, das nach dem herkömmlichen galvanischen Verfahren gefertigt wird. Infolge des unvermeidlichen Nickelansat-

zes in seitlicher Richtung über die nichtleitenden Stellen der Matrize hinweg tritt bei einem erfindungsgemäß hergestellten Schablonensieb nur eine Verringerung einer Durchlaßöffnung im Basissieb von 250 μιη bis auf einen Wert v< i: 250 minus (2 χ 30) = 190 μηι auf, wogegen bei einem Schablonensieb der herkömmlichen Herstellungsart eine Durchlaßöffnung von 250 μσι auf 90 μπι verkleinert wird.

Das ist deutlich durch Vergleich von F i g. 7 mit F i g. 5 erkennbar. Infolge der Richtung der Nuten 2 parallel zui Längsachse der Matrize 1 wird außerdem noch erreicht daß das daraus hergestellte Schablonensieb be maximaler Größe der Durchlaßöffnung auch eine maximale Festigkeit in Richtung der Mittelachse S erhält, obwohl die Wandstärke gegenüber einerr Schablonensieb herkömmlicher Art äußerst gering gehalten worden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines aus Metall bestehenden zylindrischen Schablonensiebes auf galvanischem Wege mit Hilfe einer zylindrischen Matrize mit einer elektrisch leitenden Oberfläche, die ein vertieftes, mit elektrisch isolierendem Material aufgefülltes Raster aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß über dem in der Oberfläche der zylindrischen Matrize vorgesehenen Raster mit Abstand nebeneinander liegende Ringe bzw. Windungen aus wenigstens einem sehr dünnen Draht bzw. sehr dünnen Drähten angebracht werden, worauf auf galvanischem Wege Metall auf die Oberfläche der Matrize abgeschieden wird bis die Ringe bzw. Windungen des Drahtes bzw. Drähte in der abgeschiedenen Metallschicht verankert sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringe bzw. Windungen auf der Oberfläche der Matrize durch schraubenlinienförmiges Winden mindestens eines Drahtes gebildet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Oberfläche der Matrize (1) vorhandene Raster aus parallel zui Längsachse (5) der Matrize verlaufenden Nuten (2) besieht.