Siebdruck

Der Siebdruck oder die Serigrafie ist ein direktes Druckverfahren oder auch Durchdruckverfahren. Simplifiziert besteht das Druckprinzip darin, dass Farbe auf ein Sieb geschüttet und mit einem Rakel verteilt wird. Das Motiv entsteht, da das Sieb nicht überall die Farbe hindurchläßt, sondern beispielsweise durch Siebdruckschablonen oder lichtempfindliche Lacke an bestimmten Stellen undurchlässig ist.

Das Druckprinzip

Schema des Druckprinzipes

Der handwerklich-industrielle Siebdruck, der (textile) Filmdruck und die (künstlerische) Serigraphie gehören zur 4. Gruppe der Druckverfahren, dem so genannten Durchdruckverfahren. Die Druckform des Siebdrucks besteht aus einem Rahmen und einem Gewebe, welches auf den Rahmen aufgespannt ist. Über die Gewebegeometrie (Gewebedicke) und das theoretische Farbdurchlassvolumen des aufgespannten Gewebes und der Beschichtungsdicke des Gewebes wird eine definierte Schichtdicke erzielt und wiederholgenau gewährleistet. Teile des Gewebes sind abgedeckt (Sperrschicht besteht aus einer belichteten, fotosensiblen Schicht). Die druckenden Teile sind offen, sie bilden so den Durchlasskanal. Dies wird dann als Schablone, Drucksieb oder Druckform bezeichnet.

Die Druckform ist in einer Vorrichtung über dem Bedruckstoff fixiert. Das Druckmedium wird auf dem Siebgewebe auf einer Nichtmotivstelle aufgetragen. Während des Druckvorganges wird das Druckmedium (z.B. eine Farbe) in das Druckform-Gewebe eingestrichen ("Vorrakeln"). Das geschieht mit der Flutrakel.

Die Übertragung des Druckmediums auf das zu bedruckende Substrat erfolgt dann mit der Druckrakel, welches linienförmig mit einem definierten Anpressdruck über das Sieb geführt wird. Über Druck nach unten wird der Absprung überwunden (Abstand zwischen zu bedruckendem Substrat und Siebgewebe). Die Druckrakel erzeugt eine Scherkraft, unter der sich das Druckmedium an der Druckrakelkante eine niedrigere Viskosität erhält. Das rheologische Verhalten des Druckmediums -- es wird durch eine Scherkraft flüssig und erstarrt wieder, wenn die Scherkraft nachlässt -- spielt im Siebdruck eine wichtige Rolle. Baut sich die Viskosität nach dem entfernen der Scherkraft sofort wieder auf, so spricht man von Strukturviskosität. Ist die Zunahme der Viskosität hingegen zeitlich verzögert (Hysterese), so spricht man von Thixotropie.

Das Druckmedium fließt nun durch die Siebmaschen und wird vom Druckgut aufgenommen. Unmittelbar hinter der Andruckkante der Druckrakel löst sich das Drucksieb wieder vom Untergrund durch Absprung des Siebes. Die Viskosität des übertragenen Druckmediums nimmt nach dem Transfer durch das Ausbleiben der Scherkraft wieder zu. Das höherviskose Druckmedium verläuft daher nicht auf dem bedruckten Substrat und tropft auch nicht im vorgerakelten Zustand vom Sieb. Das Druckbild ist sauber und klar.

Dies ist nur durch diese speziellen rheologischen Eigenschaften der Siebdruckmedien möglich. Mit chemischen Zusätzen kann der Siebdrucker die rheologischen Eigenschaften beeinflussen.

Das Siebdruckgewebe

Bei diesem Druckverfahren wird ein Siebdruckgewebe (Gaze) eingesetzt, das je nach der Druckaufgabe und dem verwendeten Farbsystemen (Textildruckfarben auf Wasserbasis, Textildruckfarben auf Plastisolbasis, lösemittelbasierte Druckfarben, UV-Härtende Druckfarben) unterschiedliche Gewebemaschenöffnungen hat. Das Herstellen dieser Siebdruckgewebe wird auf Präzisionswebmaschinen durchgeführt.

Folgende Siebgewebematerialien werden heute verwendet:

1. Polyestergewebe
2. Polyestergewebe mit eingewebten Carbonfäden (gegen statische Aufladungen)
3. Polyestergewebe mit Carbon ummantelt ( gegen statische Aufladung )
4. Nylongewebe ( sehr dehnbar nicht Dimensionsstabil, für Passerarbeiten nicht geeignet)
5. Stahlgewebe ( für aggressive Druckfarben und Atzpasten, geeignet,hoher Schichtauftrag)
6. Sondergewebe
   

Seide; siehe Geschichte des Siebdrucks in dieser Abhandlung

Die Siebgewebefäden sind in der Regel „monofil“, „multifile“ Fäden werden kaum noch verwandt.

Der multifile Faden ist ein Faden der aus vielen dünneren Fäden hergestellt wird und dann versponnen wird bis die erforderliche Fadenstärke oder Fadendicke erreicht ist.

Der monofile Faden ist ein einzelner Faden der schon in der gewünschten Stärke oder Dicke hergestellt wird.

Neu sind monofile Spezialfäden die einen Polyesterkern und eine Ummantelung haben. Durch die Ummantelung werden die Eigenschaften von verschiedenen Siebgewebematerialien wie Dimensionsstabilität, Farbdurchlass, Reißfestigkeit, Beständigkeit, usw. verbessert lt. Herstellerangaben

Standardgewebe

In der heutigen Zeit wird zu 90% ein monofiler Polyesterfaden, zum Weben des Siebgewebes verwendet. Dieser Polyesterfaden ist hoch reißfest, abriebfest, dimensionsstabil und hat Aufgrund seiner Oberflächenbeschaffenheit einen sehr guten farbabweisenden Charakter was für einen sauberen und exakten Druck (Farbdurchlässigkeit des Siebgewebes) sehr wichtig ist. Eine Vielzahl von Nachbehandlungen des gewebten Gewebes erhöhen zusätzlich die Eigenschaften des Siebdruckgewebes.

Anwendungsbeispiele

Früher wurde die Siebgewebedicke mit dem Kürzel S, T, HD. bezeichnet. Diese Kürzel bezeichneten den Siebgewebefaden mit dem das Gewebe gewebt wurde. In der Regel wurden T-Gewebe verwendet. S- und HD-Gewebe kamen nur für bestimmte Druckaufgaben in Frage.

Beispiel für das Einsatzgebiet:

• S Gewebe sehr feiner Rasterdruck
• T Standardgewebe
• HD für robuste Anwendungen z. B. Glasdruck

Zum Beispiel:

• 120 S war ein Gewebe mit 120 Fäden pro cm und sehr dünn
• 120 T war ein Gewebe mit 120 Fäden pro cm und Standarddicke
• 120 HD war ein Gewebe mit 120 Fäden pro cm und sehr dick

Durch den immer stärkeren Einsatz des Siebdruckes im technischen Bereich wurde eine genauere Klassifizierung des Siebgewebes erforderlich und man ging dazu über die Siebgewebe genauer zu bezeichnen:

Zum Beispiel:
Für das Bedrucken einer Musik-CD (unter der Verwendung einer UV-härtenden Siebdruckfarbe) mit einem Bild oder Text setzt man in der Regel ein Siebgewebe mit der Bezeichnung 150.31 ein. Was bedeutet nun 150.31 ? „150“ bezeichnet die Anzahl der Siebdruckfäden (Anzahl der Schuss- und Kettfäden beim Siebgewebe) pro cm Siebgewebe. „31“ bezeichnet die Siebfadendicke in µm. (1 µm entspricht einem tausendstel Millimeter)

Nehmen wir ein zweites Beispiel:
Ein Plakat soll im Vierfarbsatz mit Lösemittelfarben gedruckt werden. Hier verwendet man in der Regel ein Siebgewebe 120.34.„120“ bezeichnet die Anzahl der Siebdruckfäden (Anzahl der Schuss- und Kettfäden beim Siebgewebe) pro cm Siebgewebe. „34“ bezeichnet die Siebfadendicke in µm. (1 µm entspricht einem tausendstel Millimeter)

Die Siebdruckrahmen

Die Siebgewebe werden in der Regel mit so genannten Multispannern, Spannkluppen (Pneumatische Spanngeräte) oder Selbstspannrahmen auf die Siebdruckrahmen aufgespannt.

Die Siebdruckrahmen sind auf die Größe der Druckfläche abgestimmt und sind in der Regel quadratisch oder rechteckig. (sehr kleine Druckrahmen für die Kugelschreiberbedruckung, sehr große Siebrahmen, z. B. 6 x 4 Meter, für das Drucken von Möbelholzimitaten und Holzmaserungen)

Je nach der Größe der Druckrahmen und der Druckaufgabe sind die Siebrahmenprofile (Siebrahmenquerschnitte) unterschiedlich ausgelegt. Dieses ist notwendig, damit die hohe Siebspannung (Tension) des Siebdruckgewebes den Siebrahmen nicht verformt. Eine Verformung des Siebdruckrahmens hätte folgende Folgen für das Druckmotiv:

1. Ungenauer Druck (maßliche Abweichungen zur Druckvorlage)
2. Schlechter Ausdruck der Druckfarbe (verwaschener unsauberer Druck)
3. Materialermüdung des Druckrahmens während der Druckauflage (Passerprobleme)

Die Siebbespannung

Polyestersiebgewebe werden in der Regel mit ca. 20 Newton für den Standarddruck vorgespannt. Hier bei wird das Gewebestück in die Spannvorrichtung eingelegt und festgeklemmt. Der Siebrahmen befindet sich unter dem Siebgewebe. Mittels Luft wird nun über Pneumatikzylinder, das Siebgewebe langsam gestreckt und zwar gleichmäßig in alle vier Richtungen. Kurz vor dem Erreichen der geforderten Endspannung von ca. 20 Newton wird in der Mitte des Gewebes in Fadenverlaufsrichtung ein Messgerät (Tensitometer) aufgesetzt und der Luftdruck so reguliert, dass auf dem Tensitometer (Spannungsmessgerät) 20 Newton erreicht wird. Der erreichte Spannwert von 20 Newton sollt sich nun ca. 15 Minuten stabilisieren.

Das Siebgewebe ist nun straff über den Siebdruckrahmen gespannt mit einer konstanten Spannung von 20 Newton und berührt den Siebdruckrahmen. Um eine besonders gute Gewebeauflage auf die Klebefläche des Siebdruckrahmens zu erzielen werden nun Vierkantstahlstücke 30 x 30 x 200 mm nebeneinander auf das Siebgewebe an der gesamten Innenseite des Siebdruckrahmens gelegt. Nun wird ein zweikomponenten Siebgewebekleber mittels eines Pinsels auf das Gewebe oberhalb des Siebrahmens aufgestrichen. Der Kleber diffundiert durch die offenen Siebgewebemaschen und verklebt das Siebgewebe mit dem Druckrahmen.

Nach einer Trocknungs- und Ablüftzeit von ca. 30 Minuten ist der Rahmen fest und unlöslich mit dem Druckgewebe verbunden. Die Spannung wird nochmals überprüft. Nun können die Siebgewebebefestigungsklammern der Spannkluppen gelöst und der Siebrahmen aus dem Spanngerät oder vom Spanntisch genommen werden.

Der Siebruckrahmen wird nun versäubert, das heißt das überstehende Siebgewebe, dass zum Einspannen des Siebgewebes in die Spannklammern erforderlich war wird nun mittel eines Messers sauber entfernt.

Nun benötigt der fertige Siebrahmen eine Ruhezeit (Relaxionszeit - Ruhephase) von 24 Std. In dieser Zeit egalisieren sich die Spannungen im Siebgewebe (eventuelle Verschiebungen der Siebmaschen, Spannungsausgleich des Siebrahmens). Diese Relaxionszeit sollte wenn möglich immer eingehalten werden. Während dieser Zeit fällt die Siebspannung um circa 1,5 Newton ab, was völlig normal ist. Ein Standarddrucksieb sollte in dieser Phase circa 18 - 17 Newton Grundspannung haben.

Die Siebvorbereitung

Die Siebvorbereitung ist der Arbeitsgang der zum Erstellen der eigentlichen Siebdruckform erforderlich ist.
Folgende Arbeitsgänge sind erforderlich:

1. Siebreinigung
Der mit dem Siebgewebe bespannte Siebdruckrahmen und das aufgespannte Siebgewebe wird sorgfältig mit einem tensidhaltigen Reiniger (mittels Naturschwamm) gewaschen. Beim Waschvorgang werden Schmutz - aber vor allem - fettige, ölige Rückstände oder Fingerschweiß entfernt. (Diese Verunreinigungen würden die Haftung der Kopierschicht und die Beständigkeit der Druckschablone deutlich negativ beeinflussen). Nach diesem Waschvorgang wird das Drucksieb mit lauwarmem Wasser ausgespült bis alle Tenside (Bestandteile der Waschlösung) vom Gewebe abgespült sind. Sinnvoll ist es dann das Gewebe mit einem Neutralisator einzusprühen damit der PH-Wert der durch die Tensidreinigung (alkalisch) oberhalb von 7 PH liegt wieder auf PH-Neutral gesenkt wird. Nun wird das Siebgewebe zum letzten Male ausgespült. Mit einem fusselfreien Tuch wird der Rahmen abgewischt und das Siebgewebe mit einer breiten Fächerdüse abgesaugt, hier bei wird mittels eines Wassersaugers die Siebmaschen und das Gewebe von Wasser befreit. Diese führt zu einer deutlichen Reduzierung der Siebtrockenzeit und einer geringeren Luftfeuchtigkeit in der Trockenkammer oder Trockenofen. Nun wird der Siebrahmen in einem Trockenofen bei ca. 35 C° Celsius getrocknet. Hierbei ist es sehr wichtig, dass für eine gute Durchlüftung (aber bitte keinen starken Luftstrom, da dieser Luftstrom durch Reibung in den Siebgewebemaschen zu einer hohen statischen, elektrischen Aufladung des Siebgewebes führt) des Trockenofens gesorgt wird, um die feuchte Luft (die bei der Trocknung entsteht) abzuleiten.

Besondere Aufmerksamkeit bitte auf folgenden Punkt richten:
Die Abluft sollte nicht in den Waschraum sondern ins Freie abgeleitet werden. Wird die Temperatur höher als 35 C° im Trockenofen so kann es zum Verzug des Gewebes kommen, dieses wirkt sich besonders nach der Siebkopie aus und die Drucke sind nicht mehr passgenau.
Staubfreiheit im Trockenofen sollte selbstverständlich sein.

Nach ca. 30 Minuten ist das Drucksieb durchgetrocknet und kann zur Abkühlung auf Raumtemperatur an einem staubfreien Platz gelagert werden bis es dann zur eigentlichen Druckformherstellung benötigt wird.

Die Druckformherstellung-Beschichten, Belichten, Entwickeln, Trocknen

Das Beschichten des Siebgewebes mit einer lichtempfindlichen Fotoemulsion (Kopierschicht) oder einem lichtempfindlichen Film (Kopierfilm) sind die Grundlage für die Herstellung der Druckform. Hier ist in besonderer Weise auf die sorgfältige Beschichtung des Drucksiebes zu achten. Die Vorgehensweisen wie in den nachfolgenden Kapiteln beschrieben sollten möglichst eingehalten werden um ein gutes reproduzierbares Druckergebnis zu erzielen. Die Auswahl der Beschichtungsmittel, die Art und Weise der Aufbringung auf das Siebdruckgewebe und die weitere Behandlung bis zur fertigen, getrockneten und für die Belichtung vorbereiteten Druckform (Drucksieb) ist von besonderer Wichtigkeit. Fehler, die bei der Beschichtung gemacht werden, wirken sich direkt auf das Druckergebnis aus und reproduzieren sich mit der Höhe der Druckauflage.

Übersicht über die verschiedenen Kopierschichtsysteme

1. Die Bi-Chromat sensibilisierte Fotoemulsion (Kopierschicht)

Diese Kopierschichten dürfen in Deutschland wegen ihres umweltgefährdenden Potenzials nicht mehr eingesetzt werden und sind verboten. Chromate gefährden die Umwelt!

2. Die Diazo-sensibilisierte Fotoemulsion (Kopierschicht)

Diese Fotoemulsion ist der Ersatz für die Bi-Chromat sensibilisierten Schichten und zeichnet sich durch einen hohen Belichtungsspielraum und guter Detailzeichnung des Druckmotivs aus. Die Belichtungszeit ist jedoch deutlich länger. Die Beständigkeit (gegen Lösemittel, Abrieb usw.) der Fotoschicht ist je nach Hersteller gut bis befriedigend.

3. Die Diazo - Polymer sensibilisierte Fotoemulsion (Kopierschicht)

Sie besteht aus einer Mischung einer Diazo- und Polymerfotoemulsion. Hier bewirkt der Diazo einen grösseren Belichtungsspielraum und der Polymeranteil erhöht die Beständigkeit. Diese Schicht zeichnet sich aus durch einen aurreichenden Belichtungsspielraum und einer vertretbar schnellen Belichtungszeit. Bei ca. 85% - 90% aller Druckformen wird dieses Fotoemulsionssystem verwendet. Die Detailzeichnung und Wiedergabe ist sehr gut und die Beständigkeit ist ausgezeichnet.

4. Die Polymer - sensibilisierte Fotoemulsion (Kopierschicht)

Diese Fotoemulsion ist sehr schnell in der Belichtung, hat einen sehr geringen Belichtungsspielraum und erfordert eine ausgefeilte und auf das Produkt genau abgestimmte Belichtungs- und Entwicklungstechnik. Diese Emulsionen werden sinnvoller Weise in computergesteuerten Belichtungsautomaten eingesetzt. Da diese sehr teuer in der Anschaffung sind werden diese Automaten vornehmlich wenn überhaupt in der industriellen Fertigung (Laserbelichtung) eingesetzt.

5. Der Diazo - lichtsensibilisierte Film

Dieser Film besteht aus einem Polyesterträger auf dem in einer definierten Schichtdicke, eine Fotoemulsion aufgetragen und getrocknet worden ist. Die Schichtdicken können 15µm, 20µm, 25µm bis zum Dickschichtbereich > 100µm je nach dem Aufgabengebiet gestaffelt sein. Eine besondere Eigenschaft dieser Filme ist die hohe Oberflächenqualität der dem Druckgut zugewandten Siebgewebeseite. Die Oberflächenrauhigkeit mit dem Perdometer gemessen geht gegen > 3µm Rautiefe ( RZ Wert ). Die Detailzeichnung, die Wiedergabe, die Konturenschärfe und Maßhaltigkeit ist exzellent. Jedoch ist die Beständigkeit geringer als bei den Fotoemulsionen, da die Gewebeverankerung des Fotofilmes je nach der Art des Aufbringens auf das Siebgewebe unterschiedlich sein kann. (Siehe Beschichtungstechnik)

6. Der Diazo- Polymer - lichtsensibilisierte Film (Kopierfilm)

Der Filmaufbau:     siehe Punkt 5
Die Eigenschaften:  siehe Punkt 5 und Punkt 2

7. Der Polymer - lichtsensibilisierte Film (Kopierfilm)

Der Filmaufbau:     siehe Punkt 5
Die Eigenschaften:  siehe Punkt 5 und Punkt 3

Die Beschichtungstechniken

Grundbegriffe:
D -Druckseite ist die Seite des aufgespannten Siebgewebes, dass dem Druckgut zugewandt ist und dieses beim Druck berührt.
R-Rakelseite ist die Innenseite des Siebrahmens wo die Druckfarbe aufgegeben wird und die Rakel läuft.
Beschichtungsrinne dient der Aufnahme der Kopierschicht somit als Beschichtungshilfsmittel zum gleichmäßigen Auftragen der Beschichtungsemulsion wie in den folgenden Kapiteln beschrieben und besteht in der Regel aus Edelstahl oder Aluminium.

Die manuelle Beschichtung von Hand

Die Nass-in-nass-Beschichtung

Zuerst wird eine Beschichtungsrinne aus VA-Stahl mit der Kopierschicht gefüllt. Das Drucksieb wird schräg gegen eine Wand gelehnt oder von einem Mitarbeiter fest gehalten. Nahe des unteren Siebrahmens wird nun die Beschichtungsrinne auf das Siebgewebe aufgesetzt und leicht angekippt. Die Kopierschicht läuft aus der Beschichtungsrinne gegen das Siebgewebe. Jetzt wird die Beschichtungsrinne langsam und gleichmäßig in dieser Kippstellung nach oben gleitend über das Siebgewebe gezogen. Die Siebgewebemaschen verfüllen sich mit der Kopierschicht. Es wird zuerst immer die dem Druckgut zugewandte Seite, (Siebrahmenunterseite - Druckseite 'D') des Siebdruckgewebes beschichtet. Dieser Beschichtungsvorgang wird, je nach der erforderlichen Schichtdicke der Beschichtung, ein oder mehrmals durchgeführt. Nun wird das Drucksieb gedreht und von der Innenseite (Rakel(lauf)seite, 'R') her auf gleiche Weise beschichtet. Auch hier gilt: je nach der Schichtdicke die erzielt werden soll wird ein- oder mehrmals das Siebgewebe beschichtet. Mit steigender Anzahl an Beschichtungsgängen wird dank des wachsenden Schichtaufbaus die Siebgewebestruktur besser von der Kopierschicht ausgeglichen. Die Zählweise der unterschiedlichen Beschichtungsvarianten lautet dann z.B. 1:1, 1:2, 2:2, 2:4 usf. (jeweils in der Reihenfolge D:R). Abhängig von der gewählten Gewebefeinheit sorgt die richtige Beschichtung für einen brauchbaren Gewebestrukturausgleich und damit verbunden für eine glatte Schablonenunterseite, deren Güte durch die Messung des RZ-Wertes genau bestimmt werden kann. Der RZ-Wert ('Rauhigkeitszahl') steht für die Oberflächenglätte der Druckschablone. Für einen sägezahnfreien Druck sollte der RZ-Wert unter 10 µm betragen (z.Vgl.: Flachglas hat einen RZ- Wert unter 1 µm).

Die Trocknung

Nun wird das beschichtete Drucksieb mit der Druckseite D nach unten in einen Trockenschrank geschoben und getrocknet. Druckseite nach unten ist sehr wichtig um ein gleichmäßiges Durchsacken der Schicht zur Druckseite hin zu gewährleisten und somit den Schichtaufbau auf der Druckseite zu optimieren. Hierbei sinkt die Kopierschicht durch das Gewebe und bildet unter dem Druckgewebe eine glatte Oberfläche mit gutem RZ-Wert. So ist ein sauberer Druck (klare, scharfe Konturen) des Druckmotivs möglich.

Die Nachbeschichtung

Nach vollständiger Trocknung des beschichteten Siebes kann eine weitere Verringerung des RZ-Wertes durch erneute, einzeln auszuführende Beschichtungsgänge von der Druckseite her erreicht werden. Allerdings muß nach jedem Nachbeschichtungsvorgang das Sieb erneut in den Trockenschrank, was die Herstellungszeit merklich verlängert. Mithilfe dieser Technik kann, wenn der Einsatzzweck dies erforderlich macht, bei geringer Schichtaufbaudicke, z.B. durch eine einfache 1:1- Beschichtung, trotzdem noch ein niedriger RZ- Wert erzielt werden. Ein optimaler Schichtaufbau auf der Druckseite ist für einen „sägezahnfreien“ Druck sehr wichtig. Der Sägezahneffekt erscheint störend an den Rändern des gedruckten Motivs, wenn, bedingt durch ungenügenden Ausgleich der Siebgewebestruktur, anstatt sauberer Kanten ein typisches Treppenstufen- oder Sägezahnmuster erscheint. Ein gedruckter Strich sieht dann aus wie eine Sägezahnung oder ein „O“ hat eine gezahnte Außenkontur.

Die Maschinenbeschichtung

Hierbei wird eine Beschichtungsmaschine eingesetzt, die genau wie beider Beschichtung mit der Hand eine oder zwei Beschichtungsrinnen verwendet. Die Beschichtung ist sehr gleichmäßig und alle wichtigen Parameter (Beschichtungsgeschwindigkeit, Anzahl der Beschichtungen auf der Druck und Rakelseite mit oder ohne Zwischentrocknung) sind einstellbar. Die Maschinenbeschichtung, garantiert ein reproduzierbarer genaues Beschichtungsergebnis und somit einen reproduzierbaren Druck. In dieser Maschine kann dann auch die Kopierschicht mittels Infrarotheizung getrocknet werden.

Die Filmbeschichtung

Hierbei wird eine feste Kopierschicht oder Beschichtungsemulsion (Film), die auf einem Polyesterträger mit definierter Dicke gegossen worden ist, auf das Drucksieb mit Wasser oder Beschichtungsemulsion übertragen. Der Film befindet sich immer auf der D -Druckseite. Nach der vollkommenen Durchtrocknung wird der Polyesterträger des Filmes abgezogen und man erhält eine Oberfläche mit einem RZ - Wert > 3µm. Die nicht beschichteten Teile des Siebgewebes werden mit einer Kopier - oder Abdeckschicht zugezogen.

Die Übertragung des Filmes mit Wasser

Vor der Übertragung mit Wasser wird das Drucksieb gleichmäßig mit Wasser benetzt und dann der Beschichtungsfilm von Hand mit dem Drucksieb in Verbindung gebracht. Vorher wird das gereinigte und vorbehandelte Drucksieb mit einer Flüssigkeit benetzt die die Oberflächenspannung des Gewebes verändert. Dadurch wird das aufgesprühte Wasser in den Siebmaschen gehalten und es entsteht ein stabiler Wasserfilm auf der Drucksieboberfläche. Nun wird der zugeschnittene Film mit der Wasserschicht in Verbindung gebracht sofort saugt sich der Film gleichmäßig in das Siebdruckgewebe hinein. Mit einer Gummiflitsche wird das überflüssige Wasser abgestreift und der Film leicht abgestrichen. ( sehr wichtig ) Der Siebrahmen wird dann mit einem Lederlappen abgetrocknet damit nicht abfallende Wassertropfen auf die Filmschicht tropfen und dort Schaden anrichten. ( Tropfnasenbildung). Das restliche Wasser wird mit einem Wasserstaubsauger mittels einer Spezialdüse abgesaugt. Diese Art der Beschichtung garantiert nach der Trocknung und dem Ablösen des Polyesterträgers einen RZ-Wert > 3 µm, das Druckergebnis mit diesem Film ist brillant. Diese Methode ist jedoch deutlich teurer als die Beschichtung mit der Kopier- oder Beschichtungsemulsion. Die Standzeit des Drucksiebes ist bei der Filmbeschichtung etwas geringer.

Die Übertragung des Filmes mit Kopierschicht oder Beschichtungsemulsion

Hier bei dürfen nur vom Hersteller vorgeschriebene Filme und Beschichtungsemulsionen verwendet werden, da der Film und die Beschichtungs- oder Überträgeremulsion die gleichen Belichtungseigenschaften haben muß und somit mit einander harmonieren. In der Regel werden diese Beschichtungen mittels eines Aufziehgerätes an einer Beschichtungsmaschine automatisch ausgeführt. Hier bei werden Kopierschicht und Film mittel Applikationsrolle und Beschichtungsrakel zusammengeführt und verbinden sich. Es entsteht ein Sandwich in dem das Siebgewebe eingebetet ist.

Die Trocknung der Beschichtungen

Die beschichteten Siebe sollten in einem Trockenschrank bei waagerechter Lage und max. 40 Grad getrocknet werden. Emulsionsbeschichtete Siebe mit der Druckfläche nach unten wie schon vorher beschrieben. Bei guter Durchlüftung und je nach der Beschichtungsdicke oder Gewebeart ist ein Drucksieb in ca. 30 Minuten durchgetrocknet und es kann belichtet werden. In diesem Zustand sind die beschichteten Drucksiebe lichtempfindlich und dürfen nur im „Gelblicht“ Bereich verarbeitet werden. Eine längere Lagerung der Siebe vor dem Belichten sollte nur in einem staubfreien, absolut dunklen Raum erfolgen.

Das Kopieren des beschichteten Drucksiebes

Zum Kopieren verwendet man heute in der Regel so genannte Metallhalogenit-Lampen mit Schnellstarter-Funktion. Diese Lampen enthalten genau den Anteil des UV-Lichtspektrums, der für die Aushärtung der Kopierschicht erforderlich ist. Vor der Belichtung, wird auf das Drucksieb (Druckseite) ein Positivfilm aufgelegt und positioniert. Zu beachten ist hier, daß die Schicht des Positivfilms auf der Schichtseite des Siebes liegt (Schicht auf Schicht). Nun wird das Drucksieb mit dem Positivfilm auf den Glasbelichtungstisch aufgelegt. Glasplatte, Positivfilm, Drucksieb liegen nun direkt auf einander. Mittels einer Gummidecke die sich in einem Rahmen befindet wird dieser Verbund abgedeckt und vakumminisiert. Hier bei wird das Drucksieb und der Positivfilm auf der Glasplatte fest mit einander ohne Lufteinschlüsse verpresst. Nun wird das Drucksieb belichtet. Hierzu verwendet man in der Regel eine Metall-Hallogenitlampe von 3000 bis 5000 Watt Lichtleistung. Die von dieser Lampe ausgehenden UV-Strahlen 200 bis 600 Nanometer härten nun die nicht durch das Druckdia (Fotofilm) abgedeckten Flächen aus (fotochemische Reaktion). Die Belichtungszeit ist hierbei von der Gewebeart, der Gewebestärke, der Detailwidergabe, der Kopierschicht und der Belichtungslampenleistung abhängig. Die Parameter werden einmalig ermittelt und sollten jeden Monat überprüft werden. Eine Stufenbelichtung mittels eines Stufenbelichtungskeils leistet hierbei gute Dienste. Die Kopierschicht (je nach der Type) wird bedingt oder absolut wasserfest. Nach dem Belichten wird das Drucksieb aus dem Kopierrahmen entnommen und das Dia entfernt. Danach wird das Drucksieb von Hand mit der Handbrause oder automatisch im Entwicklerbecken mit Wasser benetzt. Hier durch wird der Belichtungsvorgang sofort gestoppt. Nun wird das belichtete Drucksieb mit lauwarmem Wasser ausgewaschen. Dabei werden alle nicht belichteten Bereiche des Drucksiebes (die durch das Druckdia vor UV-Licht geschützt waren bei der Belichtung) freigewaschen. Die nicht belichtete Kopierschicht wird aufgeweicht und lässt sich mit einem scharfen Wasserstrahl (Hochdruck) aus den Siebmaschen entfernen. Bei Verwendeung eines Hochdruck Wasserstrahls (zB. mit einem Hochdruckreiniger), ist darauf zu achten, daß die belichtete Schicht nicht beschädigt und somit ebenfalls ausgewaschen wird. Mittels eines Wassersaugers wird das restliche Wasser und der Wasserschleier von der Sieboberfläche und aus den Siebgewebemaschen gesaugt, der Siebrahmen abgewischt und das Drucksieb im Trockenschrank bei einer Temperatur kleiner als 35 °C ca. 15 bis 30 Minuten getrocknet. Nach dem Trocknen kann das Drucksieb kontrolliert werden und eventuelle Fehlstellen können mittels einer lösemittelhaltigen Abdeckschicht ausgebessert werden oder sie werden an einigen nicht druckenden Stellen mit einem Pinsel „zugezogen“.

Einbau des Drucksiebes und Druckfarbenaufgabe

Die fertige Druckform (Sieb) wird nun in eine Druckvorrichtung eingespannt. Hierbei wird unterschieden in Handsiebdrucktisch, Halbautomaten- und Dreiviertelautomaten als Winkel oder Parallel öffnend sowie die vollautomatischen Siebdrucktische oder die Zylindersiebdruckautomaten (Stop- oder Schwingzylinder) Es existieren verschiedene Maschinenkonzepte:

1. Der Handdrucktisch: Alle Arbeitsschritte erfolgen manuell
2. Der 1/2-Automat: Zu- und Abführung des Bedruckstoffes erfolgt manuell, der Druckvorgang erfolgt automatisiert.
3. Der 3/4-Automat: Es muss manuell zugeführt werden. Die Abführung und der Druckvorgang erfolgt automatisch.
4. Der Vollautomat: Alle Arbeitsschritte erfolgen automatisiert: Bedruckstoffe werden automatisch (z.B. aus einem Magazin) zugeführt, der Druckvorgang erfolgt automatisch, ebenso der Weitertransport des bedruckten Produkts (zur Trocknung)

Alle Drucktische haben eine Vorrichtungen, zur konstante Positionierung der Druckform. Die Planparallelität der Druckform zur Druckebene (nicht beim Körperdruck) ist exakt einstellbar genau so wie der Siebabsprung und den Sieblift. Nach dem die Druckform mit dem Druckmotiv auf das Druckgut ausgerichtet worden ist wird der Absprung eingestellt. Der Absprung bezeichnet man den Spalt zwischen der Druckformunterseite und der Druckgutoberseite. Durch den Absprung und der Siebliftung wird das Siebgewebe direkt aus dem gedruckten Motiv heraus gehoben und es kann sich keine Siebstruktur (Siebgewebe klebt in der Farbe und nimmt die Farbe wieder mit zurück von Druckgut) ausbilden die im Druckbild negativ wirkt. (christbaumeffekt)

Nun wird der Flutrakel und Druckrakel eingebaut und die Druckfarbe auf die Druckform (Drucksieb) gegeben Die Farbe wird mittels der Flutrakel über das ganze Sieb gleichmäßig verteilt.Jenach dem Druckauftrag liegt die Druckfarbe einige Zehntelmillimeter dick au dem Drucksieb auf. (Das Drucksieb ist geflutet) Unter der Druckform befindet sich der Bedruckstoff. Jetzt wird mit Hilfe der Druckrakel die Farbe durch die offenen Siebstellen auf den Bedruckstoff übertragen.

Das Sieb darf nicht direkt auf dem Bedruckstoff aufliegen, da sonst eine Übertragung nicht ordentlich möglich wäre, deshalb wird der Rahmen auch leicht angehoben, (Aushub) so dass der Absprung entstehen kann. Einfach ausgedrückt wird die Farbe durch eine „Schablone“ in Form eines Druckrahmens auf den Bedruckstoff übertragen.

Siebdruckmedium (Farbe)

Im Siebdruck sollten nur Siebdruckfarben verwendet werden. Es gibt das UV-härtende Farbsystem, das wasserbasierte Farbsystem, Farben auf Dispersionsbasis, lösungsmittelbasierte Druckfarben, Zweikomponenten-Farben, Glaskeramik-Farben, die bei einer Temperatur von 600 Grad eingebrannt werden (z.B. in der Automobilglasherstellung). Selbst in der Lebensmittelindustrie wird der Siebdruck angewendet: Dekorationen und Bebildern von Süßigkeiten, Belegen von Broten, Brötchen und Knäckebrot in Großküchen mit Schokolade, Kakao, Butter, Marmelade, Wurst, Verzieren von Torten und Kuchen mit Zuckergussdekor, Tortenbeläge, Verpackungsmaterialien jeglicher Art vom Papier bis zum Karton, von der PVC-Folie bis zur Metallverpackung sowie Wurstdärme und Wursthüllen usw. Wichtig ist dabei, dass das Drucksubstrat die entsprechenden rheologischen (Rheologie) sowie thixotropen (Thixotropie) Eigenschaften für die Verdruckbarkeit besitzt und die Druckfarben für den Lebensmittelbereich auch von der Gesundheitsbehörde zugelassen sind. Für den technischen und den Werbungssiebdruck finden Sie ein großes Spektrum an Druckfarben und deren Verwendung unter der Internetadresse www.Coates.de . Dort werden auch verschiedene Siebdruckkurse und fundierte Informationen angeboten rund um das Thema Siebdruck.

Als Siebdruckmedien kommen dabei u.a. zum Einsatz:

• Lötstopplacke für Leiterplatten
• Metallisierungspasten für Folientastaturen
• Galvanomasken für Leiterplatten
• Metallisierungspasten für Hybridschaltkreise, Solarzellen u.v.a.m
• Ätz- und Dotierpasten für Silizium-Solarzellen
• Ätzpasten für Siliziumdioxid und Siliziumnitrid
• Reflexmindernde Schichten für LCD's
• Verkapselung der Glasscheiben von LCD's mit siebdruckfähigen Klebstoffen

Geschichte und die Perspektiven des Siebdrucks

Zur Geschichte des Siebdrucks fehlen - im Vergleich zu anderen Druckverfahren - genauere Angaben. Wesentliche Aspekte zur Siebdruckgeschichte, die in Fachartikeln oder Firmenprospekten in der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts veröffentlicht wurden, gingen leider wieder vergessen. Der Versuch einer Rekonstruktion ist in der WWW-Site "silkscreenhistory.com" zu finden.

Grundsätzlich sollte zwischen mittelalterlichen Schablonentechniken, wie sie beispielsweise in Japan zum Bedrucken von Textilien verwendet wurden, und der Entwicklung, die zum heutigen Siebdruck führte, unterschieden werden. Die einzelnen Elemente solcher aus Papier gefertigten japanischen Schablonen wurden teilweise durch ein Netz aus Seidenfäden miteinander "verbunden". Das Bedrucken der Kimonos erfolgte mit Hilfe einer Bürste, mit der die Druckpaste auf das Textil gerieben wurde. Im 19. Jahrhundert gelangte diese Technik nach Europa und den USA, wo sie auf grosses Interesse stiess.

Im gleichen Zeitraum wurde in Europa und den USA aber im Bereich der Beschriftung (Schilderherstellung) mit einem Schablonengewebe aus Seidengaze experimentiert. Es ist belegt, dass solche Seidengazeschablonen zu Beginn des 20. Jahrhunderts in den USA zum Bedrucken von Schildern und Filzwimpeln eingesetzt wurden. Man darf vermuten, dass die technischen Impulse zum heutigen Siebdruck nicht aus Asien, sondern aus dem Bereich der "Schriftenmaler" in den USA und Europa kamen.

Die Seidengaze wurde in Webereien verarbeitet, die sich in Landschaften befanden, wo von Natur aus eine hohe relative Luftfeuchtigkeit herrschte. Diese Luftfeuchtigkeit war erforderlich, um ein gutes Webergebnis zu erzielen. In Europa waren England, die Bodenseeregion der Schweiz und Krefeld Deutschland sowie Lyon Frankreich die Standorte solcher Webereien. Vor allem in der Schweiz wurde ein grosser Teil dieser Seidengaze in Handarbeit gewoben.

Bis zum Zweiten Weltkrieg wurde diese neue Drucktechnik vor allem in den USA vorwärts entwickelt. Bedruckt wurden Schilder, Plakate, Textilien und vieles Andere mehr (künstlerische Grafik ab ca. 1937), während des Zweiten Weltkriegs dann auch Produkte für die US-Armee (Schilder, gedruckte elektronische Schaltungen etc.). In den 20er-Jahren des 20. Jahrhunderts gelangte das Siebdruckverfahren von den USA nach England und von dort dann nach Kontinentaleuropa. In Deutschland wurde das Siebdruckverfahren in den 20er-Jahren im Bereich der Schilderherstellung angewendet, im Zweiten Weltkrieg dann auch für Beschriftungen von Rüstungsgütern der Wehrmacht und der Luftwaffe.

Mit dem Beginn der Erfindung des Nylonfadens und dem technischen Fortschritt nach dem Zweiten Weltkrieg wurde die Seide immer mehr verdrängt und spielte seit den 60er-Jahren des 20. Jahrhunderts keine Rolle mehr im Siebdruck. Mit dem technischen Fortschritt in den Bereichen Schablonengewebe, Druckfarben, Schablonenherstellung und schnell laufenden Druckmaschinen erlebte der Siebdruck seine bisherige Blütezeit als Dekorations-, Funktional- und Kennzeichnungsdruck.

Unsere heutige Computerwelt wäre ohne den Siebdruck nicht möglich, Datenleitungen, Leiterplatten, Schaltkreise wurden nun gedruckt und immer weiter verkleinert. In ihrer Präzision und im räumlichen Platzbedarf waren diese den Verkabelungen weit überlegen. Autoheckscheibenheizungen, Tachoscheiben, Herdvorsatzgläser, Reklameaufdrucke, Holzpanelen, Schrankdekore, Stoffdrucke, Handyschalen, CD-Bedruckungen, Verkehrs- und Hinweisschilder, keramischer Siebdruck, Etiketten für alle Arten von Reinigungsmittelflaschen und die Bedruckung von Glas, auf Drucken von Klebstoff, Direktdruck auf alle nur erdenklichen Körperformen, Rubbelsilberflächen auf Lotterielosen, Feuerzeugen, Kisten und Bierkästen usw. Diese Anwendungen sind noch nahezu endlos fortsetzbar und sind ohne den Siebdruck nicht herstellbar.

Eine Revolution auf dem Beleuchtungssektor, im Auto, aber auch im täglichen Leben wird die neueste Entwicklung sein, eine im Siebdruckverfahren bedruckte Folie, die - angeschlossen an eine Niedervoltspannung - so hell wie eine Glühbirne leuchtet, nur einen Bruchteil an Stromkosten benötigt und dünner als ein Millimeter ist.

Beispiel; Die Rundumbeleuchtung einer Tankstelle geschieht mit Neonröhren, hinter bedrucktem Plexiglas, dieses kostet im Jahr den Betreiber Unsummen. Diese Kosten können, wenn man den Erfindern Glauben schenken darf, um 90% reduziert werden.

Die Flexibilität, die unbegrenzte Einsatzmöglichkeit, die Vielseitigkeit, die hohe Farbschichtdicke, die Wetterbeständigkeit, die UV-Beständigkeit, die Abriebfestigkeit sind auch heute noch die Vorteile des Siebdrucks. Somit ist der Siebdruck auch heute noch trotz starker Konkurrenz aus dem Bereich der Digitaldrucke in der technischen Anwendung nicht wegzudenken. Digitaldrucke können mit ihren Druckfarben diese hohen technischen Ansprüche nicht erfüllen.

In der Plakatwerbung hat der Siebdruck in der nahen Zukunft weniger große Chancen mehr gegen den Digital- und Offsetdruck. Für kurz- und mittelfristige Beständigkeiten, bei Kleinauflagen und aus Kostengründen ist hier der Digitaldruck teilweise im Vorteil. Dennoch werden oft noch Siebdruckplakate hergestellt. Gründe dafür sind die Farbkraft der Siebdruckfarben oder deren Deckkraft und Beständigkeiten. Zudem können im Siebdruck problemlos Effektfarben (Metallic, Tagesleucht, Nachleucht etc.) oder Sonderfarbtöne (z. B. "Coca-Cola-Rot") sowohl deckend als auch lasierend verdruckt werden.

Die Verwendung des Siebdrucks in der Kunst

Für die künstlerische Druckgrafik wurde der Siebdruck in den USA bereits in den 30er Jahren des 20. Jahrhunderts verwendet, in Europa verbreitete er sich vor allem ab den 50er Jahren.

Verwendet wurde der Siebdruck von Künstlern, die der Optical Art zugerechnet werden (wie beispielsweise Victor Vasarely sowie später von den Vertretern der Pop Art. Bekannte Pop Art Künstler wie Roy Lichtenstein, Andy Warhol, Jim Dine, Tom Wesselmann sowie auch Keith Haring bedienten sich früh der Siebdrucktechnik, da sie ihre Einzigartigkeit und Vielseitigkeit erkannten. Warhols „Campbell Soup“ und Lichtensteins „taca taca taca“ sind beide im Siebdruck entstanden.

Siehe auch: Risographie