Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufdrucken von z. B. Leuchtstoff- oder Schwarzmatrixstreifen auf einen ebenen oder zylindrischen Druckmusterträger, insbesondere die Frontscheibe eines Displays.
Ein gattungsmäßiges Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus DE 3709206 bekannt. Es wird ein ebenes Klischee verwendet mit Vertiefungen, deren Verlauf der zu druckenden Struktur entspricht. Die Vertiefungen werden mit Druckfarbe, d. h. einer Mischung von Heißkleber mit den jeweils zu druckenden Leuchtstoff- oder Schwarzmatrixpartikeln, gefüllt. Das Übertragen von ebenen Klischees auf die ebene Frontscheibe erfolgt im Tampondruckverfahren, indem die Druckfarbe vom Klischee von einer Druckwalze abgenommen wird und von dieser auf die Frontscheibe aufgedruckt wird.
Für Tampondruckverfahren liegt die Härte des Walzenbelages allgemein zwischen 40 und 80 Shore A, jedoch wird in DE 3709206 darauf hingewiesen, daß ein besonders weicher Walzenbelag mit einem Härtewert zwischen 2 und 20 Shore A eingesetzt wird. Aus welchem Material dieser sehr weiche Walzenbelag gebildet ist, ist nicht offenbart. Das Druckbild im Klischee ist so gegenüber dem eigentlichen Druckbild für die Frontscheibe vorverzerrt, daß Verzerrungen, die durch Temperaturunterschiede zwischen dem Klischee und Frontscheibe sowie durch Verformung der Druckwalze beim Übertragen bedingt sind, so ausgeglichen werden, daß auf der Frontscheibe das tatsächlich gewünschte Muster hergestellt wird.
Wenn eine Frontscheibe für ein Farbdisplay bedruckt wird, werden nacheinander Streifen oder Punktstrukturen mit drei unterschiedlichen Leuchtstoffen gedruckt, von denen jeder bei Elektronenstrahlanregung in einer anderen Farbe leuchtet. Häufig werden auch noch Schwarzmatrixstreifen oder -flächen gedruckt, und zwar so, daß zwischen jeweils zwei benachbarten Leuchtstoffstreifen ein Schwarzmatrixstreifen liegt. Um dieses Muster herzustellen, wird z. B. die zu bedruckende Frontscheibe auf einem Band an vier Klischees vorbeibewegt, die sich im wesentlichen in gleicher Höhe befinden wie die Frontscheibe. Durch jeweils eine hin- und hergehende Druckwalze für jedes Klischee wird das jeweilige Druckmuster dann übertragen, wenn die Frontscheibe beim jeweiligen Klischee steht.
Druckmuster von Farb- oder Schwarzmatrix- oder anderen Materialien (z. B. Klebermuster, Photoresistmuster) werden nicht nur auf Frontscheiben für Displays mit Elektronenstrahlanregung erzeugt, sondern auch z. B. auf dem Front- oder Rücksubstrat eines LCD oder eines Elektrolumineszenzdisplays. Die Druckmusterträger können eben oder zylindrisch, scheiben- oder folienförmig sein.
Daneben ist es etwa aus DE 2227485 oder US 3255695 bekannt, Beläge von Druckzylindern oder Druckplatten aus Silikonkautschuk zu bilden, um durch die niedrige Oberflächenenergie dieser Materialien ein verbessertes Ablöseverhalten der Druckfarbe von Druckzylinder zu erhalten. Die Härtewerte von handelsüblichem Silikonkautschuk liegt entsprechend der umfangreichen Untersuchung gemäß EP 0106543 zwischen 23 und 63 Shore A, wobei die Mehrzahl der untersuchten Materialien im Bereich um 45 Shore A liegt.
Aus EP 0106543 ist weiter bekannt, daß zur Verbesserung des Ablöseverhaltens von Walzenbelägen aus Silikonkautschuk diesem Material Silikonöle zugesetzt werden können. Diese Zusätze im Walzenbelag vermindern aber gemäß den Ausführungen der letztbenannten Schrift die Härte des Walzenbelags, was die Ausübung des erforderlichen Walzendrucks auf den Druckträger erschwert.
Wird bei dem in DE 3709206 erörterten Verfahren ein Walzen- oder Tamponbelag aus Silikonkautschuk mit der angegebenen Härte verwendet, so hat sich herausgestellt, daß die zu übertragende Druckfarbe auf dem Druckmusterträger um so schlechter haftet, je mehr Drucke bereits erfolgt sind. Beim ersten Druck haftet also die Farbe ganz erheblich besser als beim letzten Druck. Es bestand dementsprechend das Problem, ein Verfahren für den genannten Zweck anzugeben, mit welchem Verfahren es möglich ist, alle Druckfarben zuverlässig auf einen Display-Druckmusterträger zu übertragen.
Erfindungsgemäß wird zum Übertragen von Heißkleber-Druckmaterial von einem Druckklischee auf einen Display-Druckmusterträger eine Druckwalze verwendet, deren Belag aus silikonölfreiem Silikonkautschuk besteht. Vorteilhafterweise ist der Belag aus dem genannten Material gegossen.
Bei Tampondruckverfahren wurden bisher grundsätzlich Tampons aus silikonölhaltigem Silikonkautschuk verwendet.Das Silikonöl dient hierbei als Trennmittel, das gewährleistet, daß vom Tampon aufgenommene Farbe gut auf das zu bedruckende Medium übertragen werden kann. Trotz des Trennmittels nimmt der Tampon Farbe an, wenn diese in ausreichend großer Menge vom Klischee zur Verfügung gestellt wird. Es hat sich nun herausgestellt, daß winzige Mengen an Silikonöl beim Bedrucken des Träger auf noch nicht be druckte Flächen gelangen. An derartigen, mit Silikonöl benetzten Flächen haftet Druckfarbe bei einem folgenden Druck sehr schlecht.
Dadurch, daß bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Walzenbelag aus silikonölfreiem Silikonkautschuk besteht, fällt der eben genannte Effekt beim Bedrucken weg. Für alle aufeinanderfolgenden Drucke steht dadurch eine gleich gut haftende Trägerfläche zur Verfügung.
Es ist offensichtlich, daß das Weglassen von Silikonöl aus dem Silikonkauzschukwalzenbelag nicht nur mittelbar zu verbesserter Haftung von in Folgedrucken aufgebrachten Farben auf einen Träger führt, sondern daß auch unmittelbar die Haftung der Druckfarbe auf dem Walzenbelag verbessert wird. Bei ungünstig ausgewähltem Kleber und ungünstig gewählten Verfahrensbedingungen kann dieser Effekt dazu führen, daß die Druckfarbe wiederum, wie beim bekannten Verfahren, schlecht von der Druckwalze auf den Träger übertragen wird, nun jedoch nicht mehr wegen verschlechterter Haftung an letzterem, sondern wegen verbesserter Haftung an der Druckwalze. Es ist daher von Vorteil, einen Heißkleber mit besonders guter Haftung zum Trägermaterial zu verwenden. Weiterhin ist es wesentlich, das Klischee mit dem Heißkleber auf deutlich höherer Temperatur zu halten als die Druckwalze, und diese wiederum auf höherer Temperatur zu halten als die Frontscheibe. Der erstgenannte Temperaturunterschied liegt bei einigen 10 °C, während der zweitgenannte bei einigen Grad Celsius liegt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist es außerdem vorteilhaft, wenn der Walzenbelag aus silikonölfreiem Silikonkautschuk gegossen ist. Eine derartige Druckwalze weist eine sehr glatte Oberfläche auf, die aus dem Klischee ausreichend Farbe annimmt und diese sehr gut auf einen Druckmusterträger überträgt.
Silikonkautschuk, auch silikonölfreier, kann innerhalb einem breiten Band unterschiedlicher Härten hergestellt werden. Es hat sich herausgestellt, daß es für strukturgenaues Drucken günstig ist, den Walzenbelag um so weicher auszubilden, je feiner die zu druckende Struktur ist. Beim Drucken sehr feiner Matrixstreifen wurden beste Ergebnisse bei einer Belaghärte von etwa 40 - 50 Shore A erzielt. Für gröbere Strukturen kann die Belaghärte bis auf etwa 80 Shore A steigen.
Zu hoher Strukturtreue trägt es auch bei, wenn die Druckwalze sehr leichtlaufend gelagert wird, also nicht angetrieben wird.
Beste Ergebnisse wurden mit einer nicht angetriebenen Druckwalze mit einem gegossenen Belag aus silikonölfreiem Silikonkautschuk einer Härte von etwa 40 - 45 Shore A erzielt.
Die in Fig. 1 dargestellte Druckwalze 10 besteht aus einem metallischen Hohlzylinder 11 mit einer Lagerachse 12 und einem Walzenbelag 13. Die Lagerachse 12 ist leichtläufig in zwei Wälzlagern 14.1 und 14.2 gelagert. An den Wälzlagern greift eine (nicht dargestellte) Einrichtung zum Hin- und Herbewegen der Druckwalze 10 an. Die Walzenoberfläche ist durch eine elektrische, temperaturgeregelte Heizeinrichtung 15 beheizbar.
Der Hohlzylinder 11 ist auf seiner Oberfläche aufgerauht, um ein gutes Haften des Walzenbelags 13 an ihm zu gewährleisten. Der Walzenbelag ist aus silikonölfreiem Silikonkautschuk gegossen. Eine Walze mit einem derartigen Belag wurde nach Anweisung der Erfinder von der Firma Tampo Print GmbH in Alertshausen, Bundesrepublik Deutschland hergestellt und kann von dort bezogen werden.
Die anhand von Fig. 1 beschriebene Druckwalze wurde bei einem Verfahren eingesetzt, wie es nun anhand von Fig. 2 erläutert wird.
Gemäß dem Ablauf von Fig. 2 wird zunächst ein Klischee mit Heißkleber auf eine vorgegebene Temperatur aufgeheizt und auf dieser Temperatur gehalten. Als Heißkleber wurde beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ein Kleber verwendet, der unter der Bezeichnung 64/5211 von der Firma Blythe, Holland bezogen werden kann. Diesem Kleber wurden übliche Schwarzmatrix- oder Leuchtstoffpartikel in solcher Menge zugesetzt, daß deren Anteil bei etwa 80 Gewichtsprozent lag. Die so gebildeten Heißkleber-Druckmaterialien sind bei etwa 60 °C Klischeetemperatur flüssig.
Die Druckwalze 10 wurde auf etwa 30 °C aufgeheizt, also auf eine Temperatur einige Grad unterhalb der Klischeetemperatur. Diese Walzentemperatur wurde, ebenso wie die Klischeetemperatur, mit einer Genauigkeit von einigen wenigen °C auf Dauer gehalten.
Die verwendeten Frontscheiben wurden der Druckvorrichtung bei Umgebungstemperatur zugeführt, also im Bereich um etwa 20 °C, und damit um einige Grad Celsius kühler, als es der Walzentemperatur entspricht.
Unter Einhalten der genannten Temperaturbereiche wurde die Druckwalze über ein jeweiliges Klischee und dann auf die in gleicher Höhe befindliche Frontscheibe gerollt. Vor dem Aufsetzen auf das Klischee und vor dem Aufsetzen auf die Frontscheibe wurde jeweils der Drehwinkel der Druckwalze auf einen jeweils vorgegebenen Wert eingestellt, um ortsgenauen Druck zu ermöglichen.
Bei Verwenden eines Walzenbelags der genannten Art mit einer Härte von 40 Shore A konnten Matrixstreifen einer Breite von 40 »m mit einer Genauigkeit von einigen um gedruckt werden.