經(jīng)過潤濕性改善表面改性的結構體和模版印刷板以及制造它們的方法
【技術領域】
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請基于并且要求來自日本專利申請序列號2013-106025(于2013年5月20日提交)的優(yōu)先權權益，將其內容通過引用以其整體結合于此。
[0003]本發(fā)明涉及結構體(structure)和印刷模版(printing stencil)以及制造它們方法，并且特別地涉及經(jīng)過用于更好潤濕性的表面改性處理的結構體和印刷模版以及制造其的方法。
[0004]背景
[0005]已常規(guī)地提出了通過將拒水劑(water repellent agent)如娃燒偶聯(lián)劑涂布至印刷模版的表面層而具有利用油墨(一種糊狀物)改進潤濕性的用于絲網(wǎng)印刷的篩網(wǎng)模版(參見，例如，日本專利號Hei 5-80522)。這些篩網(wǎng)模版通過用活性劑如氟系樹脂(fluorine-based resin)覆蓋設置在篩網(wǎng)上的乳液而被提供有拒油墨性，所述氟系樹脂降低所述乳液的表面張力，由此消除印刷中的滲出(bleeding)，而與增加的刮涂(squeegee)沖程(stroke)的次數(shù)無關。
[0006]概述
[0007]然而，許多拒水劑如硅烷偶聯(lián)劑是具有小表面張力的液體；因此，當將拒水劑涂布到印刷基底表面?zhèn)扔糜谝种朴∷⒅械挠湍珴B出時，所述拒水劑會非有意地附著至形成印刷圖案的開口的截面表面以及附著至基底(篩網(wǎng)(篩孔，screen mesh))和在所述開口處暴露的肋條(rib)，并且另外地，所述拒水劑會非有意地通過所述開口轉到經(jīng)刮涂表面(squeegeed surface)側上。作為結果，對一些部分非有意地提供了拒水性并因此降低印刷質量；例如，油墨沒有充分地填充到開口中，這導致模糊印刷，或者油墨在經(jīng)刮涂表面?zhèn)壬闲纬?腫塊(lump)"，這使得油墨很難均勻地放置。
[0008]有可能但很麻煩地擦掉非有意地涂布到這樣的部分上的拒水劑。特別地，當形成底漆層以將拒水劑牢固地固定在基底上時，液體底漆層也非有意地形成在這樣的部分上；因此，很難除去牢固固定的拒水劑如硅烷偶聯(lián)劑。另外地，許多印刷模版包括加熱過的不銹鋼；這樣的實例是乳液模版中的篩網(wǎng)和金屬掩模(metal mask)中的印刷圖案開口。這樣的加熱過的不銹鋼在其表面層具有減少的官能團(羥基基團)的數(shù)量，例如，使得很難在印刷基底表面?zhèn)壬侠喂痰匦纬删芩?拒油層。
[0009]本發(fā)明的實施方案的一個目的是改善用于絲網(wǎng)印刷的結構體的經(jīng)刮涂表面的潤濕性。本發(fā)明的實施方案的另一個目的是在用于絲網(wǎng)印刷的結構體中牢固地形成拒水/拒油層。本公開內容的其他實施方案的其他目的參考本說明書中的整體描述將變得明顯。
[0010]根據(jù)用于印刷的油墨類型如那些水性或油性油墨、包含諸如添加到油墨中的水或溶劑的稀釋劑、顏料和金屬粉末的聚集油墨(aggregate ink)的不同粘度和觸變性、以及在與用于轉錄的印刷薄板和用于輥壓填充用油墨的刮刀(squeegee)的界面處的油墨的親和性，印刷模版和模版中包括的構件如篩網(wǎng)應被設計成具有潤濕性。潤濕性應對于"印刷基底表面"(印刷薄板表面)、"經(jīng)刮涂表面"和"截面表面"中的每一個進行設計，所述"印刷基底表面"是模版的表面之一并且接觸所述印刷基底側，所述"經(jīng)刮涂表面"與所述"印刷基底表面"相對并且經(jīng)過刮涂，所述"截面表面"在構成印刷圖案開口的厚度的部分中(位于縫隙中并且構成篩網(wǎng)的厚度的纖維絲(fiber thread)的表面)。在一些情況下，這些表面應優(yōu)選具有不同的潤濕性。
[0011]例如，在印刷模版和包括在模版中的構件如篩網(wǎng)中，典型地，其經(jīng)刮涂表面可能要求具有與油墨的親和性以通過刮刀恰當?shù)剌亯河湍@得足夠的觸變性(用于輥壓油墨的摩擦阻力，和用于在沒有相斥性下均勻地布置油墨并且將油墨均勻地填充到模版中印刷圖案開口中的潤濕性(以使所述表面確保與油墨的親和性并鋪展油墨)。另外地，印刷基底表面可能要求具有與油墨的脫模性以正確地將油墨通過印刷圖案開口轉移到印刷基底上，和油墨的相斥性以防止油墨變模糊。為了滿足這樣的要求，印刷基底表面可以有意地經(jīng)過用于拒水性或拒水拒油性的表面處理。此外，印刷圖案開口的"截面表面"可能要求具有對于高粘度油墨的脫模性和對于低粘度油墨的親和性(促進油墨填充的能力)。
[0012]具有精細地紡織在一起的非常細的纖維絲的絲網(wǎng)(mesh)如#500、#640、#730和#840絲網(wǎng)(高目數(shù))已開始用作包括在用于印刷電子組件的模版中的篩網(wǎng)，以滿足對于細度和精度的印刷要求，以及較小的印刷厚度。由不銹鋼絲形成并且沒有經(jīng)過用于拒水性以及拒水拒油性的表面處理的高絲網(wǎng)#500-19-28的與水的接觸角為約106°，表明非常高的拒水性。正常未處理的不銹鋼(表面2B)的平板的與水的接觸角為約70至80° ;并且由不銹鋼制成的絲網(wǎng)具有紡織在一起的絲的三維結構(具有更接近于三的分形維數(shù)的結構)，其中開口(絲之間的縫隙)從一個表面延伸至另一個表面。因此，可以認為，這樣的絲網(wǎng)比不具有延伸通過其的開口的平板的表面具有更高的"結構拒水性"。
[0013]在具有大量的印刷圖案開口(其具有通過將激光束施加到薄不銹鋼板上制成的細直徑)的金屬印刷模版，和具有大量的印刷圖案開口(其具有由電形成箔制成的細直徑)的金屬印刷模版(金屬掩模)中，開口的孔徑小至約20 μπι，所述電形成箔通過在用于鍍膜的模具上形成鍍膜(通過光刻法形成)然后從所述模具上取下鍍膜而形成。已常見的是，一個模版具有多于一百萬個印刷圖案開口。因此，包括具有細纖維絲的細篩網(wǎng)的印刷模版和具有大量印刷圖案開口(具有細直徑)的金屬模版中的一些非有意地具有拒水表面潤濕性(結構拒水性)。
[0014]例如，當水性油墨用于利用以上提及的具有表現(xiàn)出結構拒水性的經(jīng)刮涂表面和具有與水的接觸角大于90°的表面的印刷模版或印刷篩網(wǎng)進行印刷時，反向毛細壓力出現(xiàn)在所述印刷模版的印刷圖案開口和所述篩網(wǎng)的縫隙中，使得油墨難以進入并填充所述開口和縫隙。此外，作為結果，空隙(空氣)會保留在所述開口和縫隙中的油墨下方。剩余的空隙在刮涂期間隨同油墨一起轉移至印刷介質(油墨轉移的目的地)，導致轉移的油墨的短缺或凹凸不平，這會導致模糊印刷或其他缺陷。此外，在其中油性油墨(包含粘合劑或具有接近于油的表面張力的稀釋劑的油墨)或溶劑用于利用包括拒油性表面(具有大于90°的與油的接觸角)的印刷模版或印刷篩網(wǎng)的情況下，會出現(xiàn)與在用于以上提及的水性油墨的情形中的相同問題。還進一步地，即使與油的接觸角小于90°，也當使用具有拒水性表面或拒油性表面并由此具有與水或油的低潤濕性的印刷模版或印刷篩網(wǎng)時，缺陷如由包含在刮涂期間出現(xiàn)的空隙導致的模糊印刷在增大刮涂速度時更顯著，或者減少了印刷花費時間以增加生產(chǎn)力。
[0015]當在印刷后，使用水性油墨清潔劑用于清潔具有表現(xiàn)出結構拒水性的經(jīng)刮涂表面和具有大于90 °的與水的接觸角的表面的印刷模版或印刷篩網(wǎng)時，反向毛細壓力在印刷圖案開口和縫隙中出現(xiàn)，使得所述油墨清潔劑難以進入并填充所述印刷圖案開口和縫隙。因此，保留在印刷圖案開口和縫隙中的油墨不能被良好清潔；并且保留和固化的油墨會導致印刷模版在印刷質量和耐久性方面的降低。在其中將油性油墨用于利用包括具有大于90°的與油的接觸角的拒油性表面的印刷模版或印刷篩網(wǎng)進行印刷的情況下發(fā)生相同問題。例如，當有機溶劑和醇難以清潔具有大約與將進入并填充模版的印刷圖案開口的油相同的表面張力時，發(fā)生與清潔油墨時相同的問題。
[0016]當印刷模版非有意地表現(xiàn)出結構拒水性時，以及在其中例如當用于拒水性或拒水拒油性的表面處理有意地施加至印刷膜版或篩網(wǎng)的印刷基底表面時的情況中，會發(fā)生這樣的問題:用于表面處理的材料(特別是具有非常低表面張力的液體材料)粘附至印刷圖案開口(截面表面)或縫隙(截面表面)并且通過其鋪展到經(jīng)刮涂表面上，導致在經(jīng)刮涂表面上的用于拒水性或拒水拒油性的非有意表面處理。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的結構體是具有多個通孔的用于絲網(wǎng)印刷的結構體，其中所述結構體的至少一部分經(jīng)過用于更好潤濕性的表面改性處理。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的印刷模版是包括上述結構的印刷模版，其中上述結構體由具有多個通孔的篩網(wǎng)和由在所述篩網(wǎng)上形成并且具有印刷圖案開口的乳液層構成，并且在其上形成有所述乳液層的篩網(wǎng)的至少一部分經(jīng)過用于更好潤濕性的表面改性處理。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種制造結構體的方法是一種制造用于絲網(wǎng)印刷的結構體的方法，所述方法包括以下步驟:(a)準備具有多個通孔的基底；和(b)在所述基底的至少一部分上提供用于更好潤濕性的表面改性處理。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個實施方案的一種制造印刷模版的方法是一種制造用于絲網(wǎng)印刷的印刷模版的方法，所述方法包括以下步驟:(a)準備具有多個通孔的篩網(wǎng)；(b)在所述篩網(wǎng)上形成具有多個印刷圖案開口的乳液層；和(c)對形成有所述乳液層的所述篩網(wǎng)的至少一部分提供用于更好潤濕性的表面改性處理。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的不同實施方案，用于絲網(wǎng)印刷的結構體的經(jīng)刮涂表面的潤濕性可以被增大，并且可以在用于絲網(wǎng)印刷的結構中牢固地形成拒水/拒油層。
[0022]附圖簡述
[0023]圖1是示意圖，其示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施方案的結構體10的截面。
[0024]圖2是實施例1的印刷基底表面的電子顯微鏡照片(400倍放大)。
[0025]圖3是實施例2的印刷基底表面的電子顯微鏡照片(400倍放大)。
[0026]圖4是比較例1的印刷基底表面的電子顯微鏡照片(400倍放大)。
[0027]圖5是實施例2的印刷基底表面的電子顯微鏡照片(1000倍放大)。
[0028]圖6是實施例2的經(jīng)刮涂表面的電子顯微鏡照片(1，000倍放大)。
[0029]圖7是比較例1的經(jīng)刮涂表面的電子顯微鏡照片(1，000倍放大)。
[0030]圖8是用比較例5的絲網(wǎng)印刷的印刷品的照片。
[0031]圖9是用實施例7的篩網(wǎng)模版印刷的印刷品的照片。
[0032]示例性實施方案描述
[0033]本公開內容的不同實施方案現(xiàn)在將參