Stand der Technik Die industrielle Anwendung von Sieben und Geweben ist aus verschiedenen Fachgebieten bekannt.

Bei der Anwendung im Bereich der Filtration ist die quadratische Maschenform die übliche Ausführungsform. Für die Druckanwendung hat man diese Maschenform übernommen. Mit den verfügbaren Fotoschichten und den bekannten Auftragsverfahren lässt sich eine vernünftige Bildauflösung nur mit einer großen Zahl von„Ab Stützungen" erreichen. Deshalb werden zunehmend Gewebe mit hohen Maschenzahlen verwendet.

Beim Elektronikdruck werden möglichst dünne Siebe bzw. Gewebe mit möglichst dünnem Draht eingesetzt um einen guten Durchfluss der Pasten zu gewährleisten und um allerfeinste Bildmotive zu ermöglichen.

Bei der Solarzellenbeschichtung, d.h. der Solarzellenmetallisierung, werden ein hoher Pastenauftrag und eine präzise und feine Bildauflösung gefordert. Z.B. zum Auftragen von Leiterbahnen als Stromfinger mit möglichst geringer Abdeckung der Solarzellen, um so einen hohen Wirkungsgrad der Solarzellen sicherzustellen.

Die für den Elektronikdruck verwendeten Siebe bzw. Gewebesorten sind sehr teuer und empfindlich in der Verarbeitung, so dass sie für die Herstellung von Siebdruckplatten für den rotativen Siebdruck kaum geeignet sind. Die fehlende Eignung wird auch dadurch bedingt, dass die Siebgewebe beim Rotationssieb nur in einer Richtung, nämlich der Zylinderlängsachse gespannt werden können, im Flachsiebdruck hingegen jedoch in zwei Dimensionen. Beim Rotationssiebdruck wird die Farbe durch den hydrodynamischen Druck, welcher bei der Rotation des Siebes und bei angestellter Rakel vor der Rakelbrust entsteht, durch das Sieb transportiert. Konstruktionsbedingt lassen sich nur offene oder halboffene

Rakelsysteme einsetzen, so dass der dynamische Druck von vielen Faktoren beeinflusst wird wie Viskosität, Füllmenge und Rotationsgeschwindigkeit. Durch eine Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit oder der Farbmenge kann der hydrodynamische Druck einfach verstärkt werden.

Ein solches Rotationssiebdruckwerk ist beispielsweise in der WO 99/19146 AI beschrieben.

Als Grundstrukturen für Siebmaterialien werden nach dem Stand der Technik häufig Edelstahlgewebe mit Leinenbindung verwendet. Das Verhältnis von Sieböffnung, Kontaktfläche und Gewebedicke hat sich als geeignet erwiesen. Die Dicke der Struktur, also die Gewebedicke (Ausgangsmaß vor dem Kalandrieren) entspricht in etwa der zweifachen Drahtstärke. Die Grundstruktur wird einem weiteren Schritt in einem

Kalandrierprozess bearbeitet und so auf die gewünschte Rohgewebedicke gebracht. Auch wird so eine höhere Glätte des Siebes und damit ein geringerer Sieb- und Rakelverschleiß erreicht. Im sich anschließenden Vernickelungsvorgang wird das Gewebe zwecks einer höheren mechanischen Stabilität und Verschleißfestigkeit verstärkt und die

Abstützungspunkte im Bereich der Kreuzungspunkte vergrößert.

Ein Verfahren zur Herstellung solcher Siebmaterialien ist beispielsweise in der

EP 0 182 195 A2 beschrieben. Alternativ zu den gewebten Siebmaterialien werden elektrogeformte Schablonen verwendet.

Auch ist die Verwendung von Metallvliesen, Kunststoffgeweben, Lochblechen,

Metallfolien, auch in Kombination miteinander möglich. Um sicherzustellen, dass Farbpunkte und Farblinien genau gedruckt werden, muss beim Bebildern der Siebmaterialien sichergestellt werden, dass von der Rakelseite der

Siebmaterialien zur Bedruckstoffseite der Siebmaterialien linien- oder punktförmige Durchlässe, sog. Farbkanäle durchgehen. Die Farbkanäle dürfen nicht durch die

Gewebestränge unterbrochen bzw. blockiert werden. Deshalb werden die Farbkanäle gemäß dem Stand der Technik mit einer Breite ausgeführt, welche einem Mehrfachen des Durchmessers der Gewebestränge (mind. 2 bis 2,5 fach) entspricht. Ein solches

Siebmaterial ist in der DE 10 2011 016 453 AI beschrieben.

Sollen jedoch feine Linien (ca. 10 bis 100 Mikrometer) und Punkte gedruckt werden, wie dies z.B. für Elektronik und Solarzellen erforderlich ist, so dürfen die Farbkanäle nur eine geringe Breite aufweisen.

Um trotzdem einen Farbfluss von der Rakel- auf die Bedruckstoffseite der Siebmaterialien sicherzustellen werden Gewebe mit sehr feiner Webstruktur verwendet. Diese werden häufig aus Strängen mit weniger als 30 Mikrometer Durchmesser gewebt, sodass sich eine Maschenzahl von 300 Mesh (Anzahl Maschen pro 25,4 mm) und mehr realisieren lässt. Derartige feine Siebmaterialien sind teuer in der Herstellung und besitzen eine schlechte Stabilität.

Bei elektrogeformten Schablonen werden die Löcher in der bekannten Sechseck-, Viereck- und Rund-Lochgeometrie besonders fein ausgebildet. Aufgabenstellung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Siebdruckschablone zu schaffen welche eine ausreichende Stabilität aufweist und das Drucken von feinsten Linien bzw. Punkten ermöglicht. Weitere Aufgabe ist es, ein Verfahren zu beschreiben, wie eine solche

Siebdruckschablone bebildert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die Siebdruckschablone mit den Merkmalen von

Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 7. Die erfindungsgemäße Siebdruckschablone besitzt mindestens eine siebartige Gewebelage, insbesondere mit winklig zueinander angeordneten Gewebesträngen als Tragstruktur, wobei die Gewebestränge insbesondere rechtwinklig zueinander angeordnet sind, und eine bebilderte Schablonenschicht. Auch Elektrogeformte Schablonen, z.B. aus Nickel, und Lochbleche oder gelochte Folien, z.B. Edelstahlfolien werden in diesem Zusammenhang als siebartige Gewebelagen angesehen. Die Schablonenschicht und die Gewebelage sind miteinander verbunden, wobei die Gewebelage zumindest teilweise in die

Schablonenschicht eingebettet ist. Die Schablonenschicht ist mit Durchlässen versehen, um einen Farbfluss von einer Rakelseite der Siebdruckschablone auf eine Bedruckstoffseite der Siebdruckschablone zu ermöglichen. Erfindungsgemäß besitzt ein jeweiliger Durchlass auf der Bedruckstoffseite der Siebdruckschablone eine kleinere Öffnung, d.h. eine Öffnung kleinerer Breite, als auf der Rakelseite der Siebdruckschablone und bildet so einen von der Rakelseite zur Bedruckstoffseite durchgehenden Kanal als Durchlass für Farbe.

Erfindungsgemäß ist die Öffnung des Durchlasses auf der Rakelseite größer als der Durchmesser eines ggfs. beschichteten Gewebestranges. Die Öffnung des Durchlasses auf der Bedruckstoffseite entspricht maximal dem Durchmesser eines ggfs. beschichteten Gewebestranges. Dadurch lassen sich besonders feine Strukturen drucken. Die Öffnung des Durchlasses auf der Bedruckstoffseite kann auch deutlich kleiner sein als der

Durchmesser eines ggfs. beschichteten Gewebestranges. Ein jeweiliger Durchlass kann dabei linienförmig mit einer gewissen Erstreckung oder punktförmig sein, um entweder Farblinien oder nur einzelne Punkte drucken zu können. Je nach zu druckendem Bild kommen die Durchlässe dann parallel versetzt, positionsgleich mit oder in einem schrägen Winkel zu den Gewebesträngen zum liegen.

Durch eine derartige Siebdruckschablone wird in vorteilhafter Weise ermöglicht, besonders feine Linien und Punkte drucken zu können. Die kleine Öffnung des

Durchlasses auf der Bedruckstoffseite ermöglicht besonders feine Linienbreiten, während die größere Öffnung auf der Rakelseite einen kontinuierlichen Farbfluss sicherstellt, so dass Linien und Punkte mit kontinuierlicher Farbauftragsmenge, d.h. konstanter

Linienhöhe, gedruckt werden können.

Ein jeweils derart ausgestalteter Durchlass kann auch als Farbkanal bezeichnet werden.

In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Siebdruckschablone kann ein jeweiliger Durchlass unterschiedlich ausgestaltete Kanalwände aufweisen. So werden schräge und/oder stufenförmige und/oder konvexe und/oder konkave Kanalwände als vorteilhaft erachtet.

In einer besonders vorteilhaften und daher bevorzugten Ausführungsform ist die

Gewebelage der Siebdruckschablone als gewebtes Stahlgewebe ausgeführt, insbesondere aus Edelstahl. Alternativ können auch Polyestergewebe Verwendung finden. Weiter vorteilhaft ist es, wenn die Gewebelage mit einer stabilisierenden Metallbeschichtung versehen ist, wobei die Metallbeschichtung insbesondere Nickel enthält. Die Gewebelage kann ggfs. kalandriert sein. Auch eine sehr starke Kalandrierung bis max. der einfachen Drahtdicke kann vorteilhaft sein. Vorteilhafterweise wird die Schablonenschicht durch ein Polymer gebildet, insbesondere durch ein Fotopolymer, d.h. ein lichtsensitives Polymer, was eine besonders einfache Bebilderung ermöglicht.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Bebildern einer Siebdruckschablone mit mindestens einer siebartigen Gewebelage als Tragstruktur und einer bebilderbaren

Schablonenschicht, wobei die Schablonenschicht beim Bebildern mit Durchlässen versehen wird, welche als Farbkanäle bezeichnet werden können, um einen Farbfluss von einer Rakelseite auf eine Bedruckstoffseite der Siebdruckschablone zu ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird ein jeweiliger Durchlass so ausgebildet, dass dieser eine kleinere Öffnung auf der Bedruckstoffseite als auf der Rakelseite der Siebdruckschablone aufweist. Dadurch ergeben sich die obenstehend beschriebenen Vorteile.

In vorteilhafter Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die

Schablonenschicht mittels Laser bebildert. Der Laser wird dabei so angesteuert, dass er unterschiedliche Eindringtiefen hat, d.h. unterschiedlich weit unter der Oberfläche der Schablonenschicht wirkt. Durch Laser Bebildern umfasst dabei die zwei Alternativen Aushärten durch Polymerisation und Webrennen der Fotoschicht (ähnlich dem

Laserschneiden). Alternativ kann die Schablonenschicht in klassischer Belichtung mittels Verwendung von mehreren Filmmasken bei angepasster Belichtungszeit und -Intensität bebildert werden. In einer alternativen Verfahrensvariante wird die Schablonenschicht mit unterschiedlichen Lichtspektren, d.h. mit Licht in unterschiedlichem

Wellenlängenbereichen bebildert. Dazu kann die Schablonenschicht aus mehreren Emulsionsschichten unterschiedlicher Empfindlichkeit aufgebaut sein. Auch kann die Schablonenschicht mit speziell ausgestalteten Masken, z.B. einer Filmmaske mit lokal unterschiedlicher Lichtdurchlässigkeit, bebildert werden. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Bebildern von Siebdruckschablonen zur Ausführung des obenstehend beschriebenen Verfahrens zur Erzeugung von wie obenstehend beschriebenen Siebdruckschablonen.

Die beschriebene Erfindung und die beschriebenen vorteilhaften Weiterbildungen der Erfindung, nämlich die unterschiedlich ausgestalteten Kanalwände, stellen auch in Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.

Auch für die Filtration werden hochfeine Durchtritte benötigt. So können für

Polymermembranen in vorteilhafter Weise wie obenstehend beschriebene Siebschablonen verwendet werden. Deren Verwendung erleichtert das Reinigen und trägt zu einem geringeren Anhaften beim Rückspülen bei.

Hinsichtlich weiterer Vorteile und in konstruktiver und funktioneller Hinsicht vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die Unteransprüche sowie die Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren verwiesen.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll an Hand beigefügter Figuren noch näher erläutert werden. Einander entsprechende Elemente und Bauteile sind in den Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit der Figuren wurde auf eine maßstabsgetreue Darstellung verzichtet.

Es zeigen in schematischer Darstellung Figur 1 : eine erfindungsgemäße Siebdruckschablone in einer Schnittdarstellung

Figur 2: eine Siebdruckschablone in einer Schnittdarstellung gemäß dem Stand der

Technik Figur 3a-f: verschiedene Ausführungen von erfindungsgemäßen Siebdruckschablonen Figur 4: eine Draufsicht auf einen Farbkanal

Figur 5a, b: Draufsichten von beiden Seiten auf eine Siebdruckschablone mit

punktförmigem Durchlas s

Figur 6: eine Siebdruckschablone in einer Ansicht als Übersichtsdarstellung

Figur 7: die Anwendung der Siebdruckschablone als Rotationssiebdrucksieb

Figur 6 zeigt ein flächiges Siebmaterial 10 mit einer Gewebelage 1 gemäß dem Stand der Technik, welches einseitig mit einer Foto-Polymerbeschichtung 2 versehen ist

(Direktschablone). In einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann eine bereits bebilderte Folie auf die Siebstruktur 10 aufgebracht werden (Indirektschablone). Das vernickelte flächige Siebmaterial 10 ist dabei aus einem Gewebe 1 aufgebaut. Dabei sind verschiedene Gewebeformen möglich, welche auch als Gewebetyp bezeichnet werden.

Derartige Siebmaterialien 10 als auch die erfindungsgemäßen Siebdruckschablonen 10 finden Verwendung im Rotationssiebdruck: In Figur 7 ist ein Sieb 100 mit einem flächigen Siebmaterial 10 in zylindrischer Hülsenform für den rotativen Siebdruck angedeutet. Das Siebmaterial 10 wird dabei durch nicht näher bezeichnete Endstücke in seiner

zylindrischen Form gehalten. Im Innern des Siebes 100 befindet sich ein nicht sichtbares Rakel eines Siebdruckwerks, um Farbe durch das Siebmaterial 10 zu pressen. Die

Ausrichtung des Rakels kann parallel zur Rotationsachse des Siebes 100 sein. Die

Umfangsrichtung U des Siebes 100, in welche dieses beim Drucken rotiert wird, ist dabei mit einem Doppelpfeil angedeutet.

In Figur 1 ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone 10 in einem Querschnitt dargestellt. Die Siebdruckschablone 10 besteht aus einer Gewebelage 1, welche zumindest teilweise in einer Schablonenschicht 2 eingebettet ist. Die Gewebelage 1 ist dabei kalandriert. Genauso können gemäß der Erfindung unkalandrierte oder stärker kalandrierte Gewebelagen 1 verwendet werden. Bei der Schablonenschicht 2 kann es sich um ein Fotopolymer handeln. Die Gewebelage 1 wird gebildet durch eine Vielzahl von miteinander verwobenen Gewebesträngen 6. In Figur 1 sind drei Gewebestränge 6 im Querschnitt zu erkennen als auch zwei rechtwinklig dazu verlaufende Gewebestränge 6 in einer Ansicht.

Die Siebdruckschablone 10 besitzt eine Bedruckstoffseite 4 und eine Rakelseite 5. Auf der Rakelseite 5 befindet sich ein Farbvorrat, welcher mittels einer nicht dargestellten Rakel auf die Rakelseite 5 der Siebdruckschablone 10 aufgebracht wird. Durch Durchlässe 3, welche Farbkanäle bilden, gelangt Farbe 30 auf die Bedruckstoffseite 4 der

Siebdruckschablone 10 und gelangt dort in Kontakt mit einem Bedruckstoff 20. Um einen Bedruckstoff 20 in hoher Qualität mit Farbe 30 bedrucken zu können, ist ein guter Farbfluss F durch die Durchlässe 3 der Siebdruckschablone 10 erforderlich. Um besonders feine Punkte und Farblinien 30 auf einen Bedruckstoff 20 aufdrucken zu können, d.h., um eine besonders kleine druckbare Linienbreite a zu realisieren, muss die bedruckstoffseitige

4 Öffnung 9 der Siebdruckschablone 10 eine geringe Breite aufweisen. Dazu haben die Durchlässe 3 der Siebdruckschablone 10 die nachfolgend beschriebene Ausgestaltung: Die Öffnung 9 ist auf der Rakelseite 5 mit einer Breite 1 größer als auf der Bedruckstoffseite 4, wo die Öffnung eine Breite d aufweist. Es gilt also d < 1. Auch ist die Breite 1 der rakelseitigen Öffnung 9 größer als der Durchmesser D eines beschichteten Gewebestrangs 6. Die Breite d der bedruckstoffseitigen Öffnung ist hingegen kleiner als der Durchmesser D eines beschichteten Gewebestranges. Es gilt also 1 > D > d. Aufgrund dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, dass der Farbfluss von Farbe 30 von der Rakelseite

5 auf die Bedruckstoffseite 4 zwischen den Kanalwänden 8 und dem Gewebestrang 6 hindurch besonders sicher und kontinuierlich erfolgen kann. Um die Unterschiede zwischen einer erfindungsgemäßen Siebdruckschablone 10, wie in Figur 1 dargestellt, und einer Siebdruckschablone gemäß dem Stand der Technik herauszustellen, wird durch Figur 2 eine Siebdruckschablone 10 gemäß dem Stand der Technik veranschaulicht. Solche bekannten Siebdruckschablonen besitzen recht breite, über ihre Erstreckung konstant breite Durchlässe 3 als Farbkanal. Dadurch ist zwar sichergestellt, dass ein guter Farbfluss F vorliegt. Allerdings ist die druckbare Linienbreite a eingeschränkt, so dass nur relativ breite Farblinien 30 auf einen Bedruckstoff 20 aufgedruckt werden können. Die druckbare Linienbreite a ergibt sich dabei aus der bedruckstoffseitigen Breite d der Öffnung 9 des Durchlasses 3, welche in etwa der Breite 1 der rakelseitigen Öffnung 9 entspricht. Es gilt also d ~ 1. Die Breite 1 der rakelseitigen Öffnung 9 ist dabei ein Vielfaches des Durchmessers D eines beschichteten

Gewebestrangs. Es gilt also 1 » D.

Während in dem Ausführungsbeispiel der Siebdruckschablone 10 gemäß Figur 1 die Kanalwände 8 des Durchlasses 3 eine schräge Ausgestaltung aufweisen, sind in den Figuren 3a bis 3f alternative Geometrieformen der Kanalwände 8 dargestellt, welche ebenfalls als vorteilhaft erachtet werden. So sind die Kanalwände 8 in der Ausführung gemäß Figur 3 a konkav ausgestaltet. In der Ausführungsvariante gemäß Figur 3b sind die Kanalwände 8 konvex ausgestaltet. In der Variante gemäß Figur 3 c sind die Kanalwände 8 , wie auch in der Ausführung gemäß Figur 1, im Wesentlichen schräg ausgestaltet, besitzen jedoch im bedruckstoffseitigen Endbereich des Durchlasses 3 eine rechtwinklig zur Oberfläche der Siebdruckschablone 10 verlaufende Formgebung. Die Kanalwände 8 in der Ausgestaltung gemäß Figur 3d haben eine stufige bzw. stufenförmige Geometrie. Auch können die Kanalwände 8 mehr als die nur eine in Figur 3 dargestellte Stufe aufweisen. Wie in Figur 3e dargestellt, können die Kanalwände 8 auch die Form einer freien

Formlinie aufweisen, d.h. eine recht beliebige Geometrie. Wie in Figur 3f dargestellt, ist jedoch auch die Kombination unterschiedlicher Kanalwandausgestaltungen für die beiden Kanalwände 8 denkbar. So können insbesondere die in den Figuren 1 und 3a bis 3e dargestellten Geometrievarianten miteinander kombiniert werden.

Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf einen Durchlass 3 von der Rakelseite 5. Der Durchlass ist dabei als linienförmiger Farbkanal 3 ausgeführt, zum Drucken einer Linie.

In Figur 5 hingegen sind Draufsichten auf eine Siebdruckschablone 10 mit einem punktförmigen Durchlass 3 von beiden Seiten der Siebdruckschablone dargestellt: in Fig. 5a die bedruckstoffseitige 4 Sicht und in Fig. 5b die rakelseitige 5 Sicht. Dank

punktförmiger Durchlässe 3 mit bedruckstoffseitigem Durchmesser d lassen sich feine Punkte mit einem Durchmesser a drucken. Bezugszeichenliste

1 Gewebelage

2 Schablonenschicht

3 Durchlass als Farbkanal

4 Bedruckstoffseite

5 Rakelseite

6 Gewebestrang

7 Beschichtung

8 Kanalwand

9 Öffnung in Schablonenschicht

10 Siebdruckschablone

20 Bedruckstoff

30 Farbe (Farblinie, Farbpunkt)

100 Rotationssiebdrucksieb a Druckbare Linienbreite (Farblinienbreite bzw. Farbpunktdurchmesser) d Breite der bedruckstoffseitigen Öffnung

1 Breite der rakelseitigen Öffnung

D Durchmesser Gewebestrang

U Umfangsrichtung

F Farbfluss