Siebdruck
Der Siebdruck wird neben dem Hoch-, dem Tief- und dem Flachdruck auch als Durchdruck bezeichnet, da die druckenden Stellen der Siebdruckform farbdurchlässig sind. Dieses Druckverfahren gilt historisch gesehen als 4. Druckverfahren.
Beim Siebdruck wird mit einer Gummirakel die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Geweben hindurch auf das zu bedruckende Material gedruckt – somit Durchdruck.
Dieses Verfahren kommt vor allem bei ansonsten schwierig zu bedruckenden Druckobjekten zum Einsatz.
Das Siebdruckverfahren
Im Siebdruckverfahren ist es möglich, viele verschiedene Materialien zu bedrucken.
Man kann sowohl flache (Platten, Folien, etc.), als auch geformte (Flaschen, Gerätegehäuse, etc.) Materialien bedrucken. Aufgrund seiner vielen Einsatzgebiete variieren auch die eingesetzten Farben sehr stark. So werden mit dem Siebdruckverfahren z.B. Holz, Glas, Keramik, Stoffe, Metall und Papiererzeugnisse gedruckt. Dabei spielen die Haftungseigenschaften, sowie die Trocknungszeit, neben der Beständigkeit eine wichtige Rolle. Es gibt in diesem Bereich sehr viele Spezialfarben (je nach Anforderung). Das Druckformat reicht – je nach Anwendung – von wenigen Zentimetern bis zu mehreren Metern. Ein Vorteil des Siebdrucks besteht darin, dass durch verschiedene Gewebefeinheiten der Farbauftrag variiert werden kann, so dass auch hohe Farbschichtdicken erreicht werden können. Im Vergleich zu anderen Druckverfahren ist die Druckgeschwindigkeit jedoch relativ gering. Der Siebdruck wird hauptsächlich im Bereich der Werbung, Beschriftung, Textil- und Keramikdruck für industrielle Anwendungen eingesetzt.
Die Drucktechnik
Beim Siebdruck wird die Druckfarbe durch die Öffnungen in ein Sieb (Druckform – bestehend aus einem Rahmen, der mit Gewebe bespannt ist) auf das darunter befindliche Druckobjekt (durch)gedrückt. Diese geschieht mit dem so genannten Rakel (Wischer – meist aus Gummi).
Das Sieb (auch Gewebe mit feinen Öffnungen zwischen den Fäden sind möglich) wird dazu in einen Rahmen gespannt. Darauf wird manuell (bei künstlerischen Arbeiten) oder fotomechanisch die Schablone aufgebracht. Diese verhindert an jenen Stellen des Druckbildes, die nicht drucken sollen, den Farbauftrag. Diese Abdeckung erfolgt meist so, dass bereits die Aussparungen des Drucksiebes abgedeckt bzw. verschlossen werden.
Das Sieb selbst kann, je nach Einsatzzweck aus verschiedenen Materialien bestehen. Gängige Materialien hierfür sind, z.B. Polyester, Nylon, Stahl, Romatesh und (früher) auch Seide. Diese Materialien unterscheiden sich in Feinheit, Dehnbarkeit, Haltbarkeit, Verzugsfreiheit, Verformbarkeit, Öffnungsgeometrie sowie Fadenstruktur.
Foto: Rakel und Sieb
Die Druckform wird in einer Druckmaschine über dem zu druckenden Material (Bedruckstoff) befestigt. Nun wird Druckfarbe auf das Gewebe aufgetragen und mit einer Gummirakel durch die offenen Stellen der Schablone auf den Bedruckstoff gestrichen (gerakelt). Die Farbe wird dabei durch die Maschen des Gewebes gedruckt und auf die Bedruckstoffoberfläche aufgetragen. Nach dem Druck wird das bedruckende Material der Maschine entnommen und zum Trocknen ausgelegt.
Die Merkmale :
Da hier direkt gedruckt wird, und viele Einflüsse beim Druckvorgang selbst, sich auf den Druck auswirken, gibt es eine Reihe von Fehlern bzw. Problemen beim Siebdruck.
Löst sich das Gewebe oder Sieb nicht rechtzeitig nach dem Farbauftrag vom Druckobjekt, führt das zu sichtbaren Rückständen (s.g. Wolken). Das kann auf zu wenig Abstand zwischen Sieb und Bedruckstoff (Absprung), oder viel zu schnell trocknenden Farben zurückzuführen sein.
Unscharfe Kanten entstehen meist bei zu viel Abstand zwischen Sieb und Druckobjekt. Auch zu dünne oder zu langsam trocknende Farben haben einen ähnlichen Effekt.
Der Einsatzbereich
Das Siebdruckverfahren ist äußerst vielseitig einsetzbar.
Heute unterscheidet man drei wichtige Einsatzgebiete: Den grafischen und den industriellen Siebdruck sowie den Textildruck. Hinzu kommen weitere wichtige Anwendungsgebiete wie z.B. Glas- und Keramikdruck oder der Etikettendruck.
Da eine genaue Einteilung oft nicht möglich ist, nachstehend einige Druckbeispiele:
Voraussagen zur weiteren Perspektive des Siebdruckverfahrens im Umfeld der sich schnell entwickelnden grafischen Industrie sind äußerst schwierig. Neueste Entwicklungen im Digitaldruck ermöglichen das Bedrucken vieler Materialien (z.B. Textilien), die bisher nur im Siebdruck bedruckt wurden. Die im Siebdruck erreichbare hohe Farbschichtdicke, die Beständigkeit der Druckfarben und die hohe Flexibilität dieses Verfahrens sind auch in Zukunft Vorteile des Siebdrucks (sowohl im grafischen als auch im industriellen Bereich). Während die Anwendung des Siebdrucks im grafischen Bereich rückläufig ist, verbreitet sich das Verfahren im industriellen Bereich zunehmend.
Siebdruckgewebe
Im Siebdruck werden spezielle Gewebe in unterschiedlichen Feinheiten eingesetzt. Der Vorteil des Siebdrucks liegt darin, dass der Farbauftrag, je nach Gewebefeinheit variiert werden kann und dass viele, verschiedenartige Farbsysteme (Sorten) verdruckt werden können.
Gewebe mit geringer Siebfeinheit ergeben einen hohen Farbauftrag (z.B. Textildruck). Allerdings können damit keine feinen Linien oder Raster gedruckt werden, da grobes Gewebe feine Schablonenelemente kaum mehr verankern kann. Gegenteilig ist es bei sehr feinen Geweben – hier können sehr feine Details gedruckt werden. Die Herstellung von Geweben für den Siebdruck ist äußerst anspruchsvoll, da die Maschenöffnungen der Gewebe sehr gleichmäßig sein müssen. Es gibt weltweit nur wenige Hersteller, die sich auf das Weben von Siebdruckgeweben spezialisiert haben.
Heute werden folgende Siebgewebearten verwendet:
Mikroskopische Aufnahmen von Stahlgewebe und Rotamesh
Fadenstruktur
In der Textilindustrie unterscheidet man Gewebefäden, die „monofil“ oder „multifil“ beschaffen sein können. Monofile Fäden sind einfasrig (wie z.B. Draht), also nicht gesponnen. Multifile Fäden sind mehrfasrig – also aus mehreren dünneren Fäden versponnen.
Multifile Fäden werden im Siebdruck seit den 70er Jahren nicht mehr zur Gewebeherstellung verwendet, da solche Gewebe keine Druckpräzision bieten und schlecht zu reinigen sind.
Gewebefeinheiten
Die Wahl der Gewebefeinheit ist abhängig von :
Es gibt im Siebdruck also kein Standardgewebe, welches universell einsetzbar wäre. Die Feinheit wird entweder in „Faden pro Zentimeter“ oder „Maschen pro Inch“ gemessen. Letzteres wird beim industriellen Siebdruck meist verwendet und mit der s.g. Meshzahl abgekürzt.
Die meisten Gewebehersteller bieten Feinheiten von etwa 5 Fäden pro Zentimeter bis 200 Fäden pro Zentimeter an. Die Wahl der geeigneten Gewebefeinheit erfordert daher eine gewisse Erfahrung. Als ungefähre Richtlinien können die nachfolgenden Angaben dienen (Zahl = Anzahl der Fäden pro cm).
Druck von feinen Linien oder Rastern nicht möglich
Bei deckendem direkten Druck auf dunkle Textilien 30 – 40
Bei feinen Linien oder Rastern 50 – 60
mit glatter Oberfläche, feinpigmentierte Metallicfarben, Tagesleuchtfarben
Verschiedene Fadenstärken bei gleicher Gewebefeinheit
Fadendicke bei gleicher Gewebefeinheit
Druckergebnis bei verschiedenen Farbendicken
Für die meisten Siebdruckgewebe innerhalb einer bestimmten Feinheit (z.B. 120 Fäden/cm) Gewebe mit verschiedenen Fadendicken angeboten. Bei einem 120er Gewebe mit dicken Fäden ist die Reißfestigkeit höher und der Farbverbrauch etwas geringer als bei einem 120er Gewebe mit dünnen Fäden. Bei einem Gewebe mit dünnen Fäden sind hingegen die Maschenöffnungen größer, was den Druck von feinen Linien (sägezahnfrei = ohne störende Einflüsse der Gewebefäden / ohne Unterbrechung / nicht gezackt) und Rastern erleichtert.
Früher wurden die Fadendicken mit Kürzeln S (small = dünne Fäden), T (thick = mitteldicke Fäden / Standarddicke) und HD (heavy-duty = dicke Fäden – kleine Maschenöffnung – hohe Gewebedicke) bezeichnet.
Durch den immer stärker werdenden Einsatz des Siebdruckes im technisch--industriellen Bereich wurde eine genauere Beschreibung erforderlich. Die Bezeichnungen S, T und HD wurden durch Angabe der Fadendicken in Tausendstelmillimeter (Mikrometer) ersetzt.
Beispiel: 120-31 statt 120-S, 120-34 statt 120-T, 120-40 statt 120-HD
Im Vergleich zum Durchmesser eines menschlichen Haares sind die Fäden eines 120er Gewebes nur etwa halb so dick.
Gewebefarbe
Gewebe und Unterstrahlung
Gewebe und Unterstrahlung (Vergrößerung x2)
Die Gewebefarbe hat bei der Siebbelichtung einen Einfluss auf die Druckqualität der Schablone. Bei der Belichtung dringt das Licht in die Kopierschicht ein und wird an der Fadenoberfläche reflektiert. Dies kann bei ungefärbtem „weißen“ Gewebe eine Unterstrahlung der Kopiervorlage (Film) bewirken. Dünne Linien oder Rasterpunkte werden durch die Unterstrahlung noch dünner oder werden in der Schablone gar nicht mehr abgebildet. Bei gelb gefärbtem Gewebe wird nur gelbes Licht in die Kopierschicht reflektiert. Gelbes Licht bewirkt keine „Aushärtung“ der lichtempfindlichen Schablonenschicht. Gefärbte Gewebe ermöglichen so eine gute Detailwiedergabe. Gewebe mit geringer Siebfeinheit (z.B. 30er Gewebe) werden oft nicht eingefärbt. Der Grund dafür ist, dass die Maschenweite größer ist als bei hohen Siebfeinheiten und deshalb geringer unterstrahlt wird. Ebenso verkürzt sich die Belichtungszeit wesentlich. Zudem werden mit solch groben Geweben auch kaum feinste Motive gedruckt.
Gewebe mit geringer Siebfeinheit (z.B. 30er Stärke) werden nicht oft eingefärbt. Der Grund dafür ist, dass die Maschenweite größer ist als bei hohen Siebfeinheiten und deshalb geringer unterstrahlt wird. Ebenso verkürzt sich die Belichtungszeit wesentlich. Mit solch groben Geweben werden zudem meist keine feinen Motive gedruckt.
Bei Belichtung von Sieben mit weißem und mit gelb gefärbten Geweben, muss, bei gleicher Siebfeinheit, die Belichtungszeit des weißen (ungefärbtem Gewebe) um etwa die Hälfte verkürzt werden.
Siebdruckrahmen
Siebdruckrahmen
Siebdruckrahmen werden aus Aluminium, teilweise aber aus Stahl und selten aus Holz gefertigt. Sie werden straff mit dem Gewebe bespannt. Die Gewebespannung kann mit der, eines Tennisschlägers verglichen werden. Holzrahmen werden nur noch im Hobbybereich eingesetzt, da sie sich bei Feuchtigkeit verziehen und nur bedingt stabil sind. Aluminiumrahmen haben gegenüber Stahlrahmen den Vorteil, dass sie leichter und rostfrei sind. Stahlrahmen werden verwenden, wenn eine äußerst hohe Dimensionsstabilität gefordert ist (z.B. bei speziellen industriellen Anwendungen mit hohen Anforderungen an die Verzugsfreiheit des Druckbilds).
Die Rahmen müssen größer als das Druckbild sein. Es muss auf allen Seiten der Schablone genügend Raum sein um das Druckbild sauber auszudrucken. Je nach Größe der Rahmen und der Druckaufgabe sind Siebrahmenprofile (Rahmenquerschnitte) unterschiedlich dimensioniert. Je größer der Rahmen, desto dicker das Rahmenprofil. Die ist notwendig, damit die hohe Spannung des Siebdruckgewebes den Rahmen nicht verformt.
Eine Verformung des Siebdruckrahmens bewirkt einen Spannungsabfall des Gewebes, woraus sich nachfolgende Druckprobleme ergeben:
(„Wolkenbildung“ in der Farbfläche)
Siebbespannung
Siebbespannungsgerät
Siebdruckgewebe werden mit hoher Spannung auf den Rahmen aufgeklebt (Holzrahmen können für Hobby-Zwecke auch mit Heftklammern bespannt werden). Die Bespannung erfolgt in der Regel nicht in den Druckereien, da dies zu aufwendig ist. Die Zulieferindustrie bietet deshalb Spannungsdienste an.
Zur Bespannung wird das Gewebe in ein Spannungsgerät eingelegt und an allen vier Seiten mit Klammern festgeklemmt. Der Rahmen befindet sich unterhalb des Gewebes. Nun wird das Gewebe langsam gleichmäßig (in alle 4 Richtungen) gestreckt, bis die gewünschte Spannung erreicht ist. Die Gewebespannung wird in Newton / cm an der Außenkante des Rahmens gemessen.
Das gespannte Gewebe wird mit der Klebefläche des Rahmens zusammengebracht. Um einen einwandfreien Kontakt zu erreichen, werden an der Innenseite des Rahmens Stahlgewichte auf das Gewebe gelegt. Anschließend wir schnell aushärtender Zweikomponentenklebstoff durch das Gewebe auf den Rahmen gepinselt. Der Kleber diffundiert dabei durch die offenen Gewebemaschen und verklebt das Gewebe mit dem Rahmen.
Nach der Aushärtungszeit (ca. 30 min) ist das Gewebe fest und unlöslich mit dem Rahmen verbunden. Nun können die Spannungsklammern gelöst und der bespannte Rahmen aus dem Spannungsgerät genommen werden. Das noch überstehende Gewebe außerhalb der Rahmenkante wird nun abgeschnitten. Der bespannte Rahmen ist nach 24stündiger Ruhezeit (im Gewebe ergibt sich in dieser Zeit ein leichter Spannungsabfall) kann der Rahmen für die Produktion eingesetzt werden.
Siebvorbereitung (Gewebereinigung und –entfettung)
Siebreinigung und Entschichtung
Als Siebvorbereitung bezeichnet man das Entfernen nicht mehr benötigter Schablonen aus dem Siebdruckgewebe (Entschichtung), die Reinigung des Gewebes von Farbresten und das Entfetten des Gewebes. Die Entfettung ist wichtig,
damit neue Schablonen einwandfrei auf dem Gewebe haften.
Siebtrocknungsofen
Die nicht mehr benötigten Schablonen können mit speziellen, flüssigen „Entschichtern“ aus dem Gewebe entfernt werden. Zuvor muss die Schablone sauber von Farbresten gereinigt werden, damit die Entschichterflüssigkeit die Schablonenschicht einwandfrei benetzen kann. Nach dem Auftragen des Entschichters beginnt sich, nach kurzer Einwirkzeit, die Schablone aufzulösen.
Die Reste können nun mit einem Wasserstrahl (Hochdruckgerät) aus dem Gewebe entfernt werden. Zur Reinigung des Gewebes von Farbresten gibt es spezielle Gewebegeneratoren oder Lösungsmittel, die keine Abwasserbelastung (Umweltschutz) aufweisen.
Vor der neuerlichen Schablonenherstellung muss das Gewebe entfettet werden, damit die Schablonenhaftung einwandfrei ist. Dabei werden ölige Rückstände oder Fette vom Gewebe entfernt. Mit einem Pinsel oder einem Schwamm wird tensidhaltige Entfetterflüssigkeit auf getragen und, nach kurzer Einwirkzeit, mit Wasser weggespült.
Das entfettete Sieb muss anschließend in einem Trocknungsofen bei ca. 30 – 40 °C getrocknet werden. Die Entfernung des Wassers mit einem speziellen Sauger führt zu deutlich reduzierter Siebtrocknungszeit und einer geringeren Luftfeuchtigkeit im Trocknungsofen. Zu hohe Luftfeuchtigkeit kann, bei neu beschichteten Sieben, die sich im Trocknungsofen befinden, die spätere Schablonenherstellung beeinträchtigen, da die Belichtungszeit, in nicht zu berechnender Weise, verlängert werden müsste.
Druckformherstellung
Heute werden Siebdruckschablonen fas ausschließlich auf fotografischem Weg hergestellt. Es gibt jedoch auch die manuelle (nur im künstlerischen Bereich) Herstellung von Siebdruckschablonen bei der das Druckmotiv von Hand auf das
Gewebe aufgebracht wird. Hier gibt es nachstehende Möglichkeiten:
Im Vergleich zu anderen Druckverfahren sind die Möglichkeiten zur Druckformherstellung, aufgrund verschiedener Gewebefeinheiten und der Wahl zwischen drei verschiedenen Techniken, im Siebdruck sehr vielfältig. Innerhalb der Techniken gibt es wieder verschiedene Möglichkeiten bei der Schablonenherstellung das Druckresultat zu beeinflussen. Zudem muss berücksichtigt werden, dass die Schablone beständig gegenüber der zu verwendenden Druckfarbe sein muss.
Fotomechanische Siebdruckschablonen
Grundsätzlich unterscheidet man im Siebdruck zwei Arten zur Schablonenherstellung – Die Direkte und die Indirekte
Bei der Direktschablone wird das Gewebe mit einer lichtempfindlichen Schicht beschichtet, belichtet und entwickelt – somit direkt auf dem Gewebe hergestellt.
Hier gibt es zwei Möglichkeiten der Siebbeschichtung – das beidseitige Auftragen einer flüssigen Kopierschicht – oder das Übertragen einer mit Kopierschicht beschichteten Folie auf das Gewebe (Direktfilm).
Vor- und Nachteile der Direktschablone mit Flüssigschicht:
Flüssigschicht ist preisgünstig und hat eine sehr gute Verankerung im Gewebe (Druck von sehr hohen Auflagen bei guter Druckqualität). Die Schicht hat jedoch einen 50 – 60%igen Wasseranteil der zu einem entsprechenden Schwund der Beschichtung beim Trocknen führt. Dieser Schwund bewirkt eine gewisse Rauigkeit der Schablonenoberfläche, die jedoch auf der Unterseite möglichst glatt sein sollte, welcher zu leichtem Ausfließen der Farbe an den Schablonenkanten
führen kann.
Vor- und Nachteile der Direktfilme:
Die Schablone hat eine sehr glatte Oberfläche und ist für den Druck feinster Raster und Linien sehr gut geeignet. Im Gegensatz zu Indirektfilmen ist die Schablonenhaftung gut. Direktfilme werden in verschiedenen Dicken angeboten, die Schichtdicke ist definiert in Tausendstelmillimeter. Ebenso gibt es wasserbeständige Filme. Direktfilme sind, wie Indirektfilme teuer und die Übertragung auf das Gewebe erfordert Können.
Bei der Indirektschablone befindet sich die lichtempfindliche Schicht (wie bei Direktfilmen) auf einer transparenten Kunststofffolie. Der Indirektfilm wird erst nach dem Belichten und Entwickeln auf das Gewebe übertragen – indirekt.
Vor- und Nachteile der Indirektschablone:
Die Schablone hat eine äußerst glatte Oberfläche und eignet sich hervorragend für den Druck feinster Raster und Linien. Die Schablonenhaftung ist aber vergleichsweise gering – keine Eignung für hohe Druckauflagen. Zudem sind die teuren Schablonen empfindlich gegenüber Feuchtigkeit und für auf Wasser
basierende Farben nicht geeignet.
Versuche, die Beständigkeit der Direktschablone mit Flüssigschicht mit der Druckqualität der Indirektschablone zu kombinieren führten Anfang der 1980er Jahre zur Entwicklung der Direktfilme. Direktfilme werden meist mit Wasser (teilweise aber auch mit Hilfe von Flüssigschicht) auf die Unterseite der Druckform übertragen.
Die weltweiten Marktanteile der verschiedenen Schablonentechniken (grafischer und industrieller Sieb-, sowie Textildruck) verhalten sich in etwa so :
90% - Direktschablone mit Flüssigschicht
10% - Direkt- und Indirektfilme (wobei der höhere Anteil bei den Direktfilmen liegt)
Direktschablone – die verschiedenen Kopierschichtsysteme
Siebdruckschablone – Gewebe mit 43 Fäden /cm
Sowohl bei Flüssigschichten, als auch bei Direktfilmen sind mehrere Produktgruppen erhältlich, welche sich in ihrer Beständigkeit gegenüber Wasser- und Lösemittelfarben, Belichtungszeit und Entschichtbarkeit unterscheiden. Flüssigschichten müssen zudem teilweise vor dem Gebrauch mit einem Sensibilisator lichtempfindlich gemacht werden. Es gibt aber auch Kopierschichten, die bereits „vorsensibilisiert“ sind. Direktfilme gibt es nur lichtempfindlich in Bogen oder auf Rolle.
Erhältliche Kopierschichten:
Indirektschablone (Indirektfilme)
Herstellung einer Indirektschablone
Diese Filme bestehen aus Polyesterfolie (Trägerfolie), die mit einer lichtempfindlichen Gelatineschicht beschichtet sind. Sie werden – nach dem Belichten – dem chemischen Nachhärten mit Wasserstoffperoxid – und dem Auswaschen (Entwickeln) – des Druckbildes auf die Unterseite des Siebes übertragen. Die Folie wird nach dem Trocknen des Filmes entfernt. Da Indirektschablonen nur auf der Unterseite des Gewebes haften (geringe Verankerung im Gewebe – daher beschränkte Auflagenbeständigkeit) werden sie dennoch für Spezialarbeiten (Feinraster,…) eingesetzt, da die Qualität des Druckergebnisses sehr hoch ist.
Beschichtungstechniken
Grundbegriffe :
ist die Seite des Gewebes welche dem Druckgut zugewandt ist und dieses beim
Druck berührt (Druckformunterseite)
ist die Innenseite des Siebrahmens in dem die Druckfarbe aufgetragen und
gerakelt wird
diese dient der Aufnahme der Kopierschicht und zum gleichmäßigen Auftragen
der Schicht
Bei der Herstellung der Schablone ist auf sorgfältige Arbeitsweise zu achten, da Fehler später beim Druck kaum mehr korrigiert werden können und sich direkt auf das Druckergebnis auswirken.
Manuelle Beschichtung (Nass-in-Nass)
Beschichtung
Das Sieb wird auf beiden Seiten mit flüssiger Kopierschicht dünn und gleichmäßig beschichtet. Das Sieb wird in senkrecht (oder schräg) befestigt und die Kopierschicht in eine Beschichtungsrinne gefüllt. Diese wird nun, mit leichtem Druck, von unten auf das Siebgewebe aufgesetzt und in dieser Kippstellung gleichmäßig, nach oben gleitend über das Gewebe gezogen. Die Gewebemaschen füllen sich dabei mit der Kopierschicht. Zuerst wird immer die Druckseite des Gewebes und anschließend die
Rakelseite beschichtet.
Die Beschichtung der Rakelseite kann bis zur gewünschten Schichtdicke mehrmals wiederholt werden (Beschichtungsfolgen z.B. 1:1, 1:2, 1:3 Druckseite : Rakel). Die Druckseite muss eine glatte Oberfläche erreichen um die Struktur des Gewebes auszugleichen damit beim Druck die Farbe die Schablonenkante nicht unterfließen kann. Es gibt Messgeräte um die Schichtdicke zu messen, diese teuren Geräte haben jedoch die wenigsten Siebdruckereien. Die richtige Beschichtungstechnik ist daher abhängig von der Siebfeinheit – der Kopierschicht – der Beschichtungsrinne und der Erfahrung des Druckers.
Trocknung
Anschließend muss das beschichtete Sieb (mit der Druckseite nach unten) bei 30 bis 40° C in einem Trockenschrank ca. ¼ Stunde getrocknet werden. In trockenem Zustand sind die beschichteten Siebe lichtempfindlich und müssen vor starkem Licht (Sonnenlicht, Kopierlampe, ..) geschützt werden. Idealerweise werden Siebe bei gelbem Raumlicht weiterverarbeitet. Eine Lagerung von belichteten Sieben darf nur in einem dunklen Raum oder einem Schrank erfolgen.
Nachbeschichtung
Nach der Trocknung kann die Oberflächenglätte der Beschichtung – falls erforderlich – durch weitere Beschichtung der Druckseite verbessert werden. Bei mehreren Nachbeschichtungen muss das Sieb zwischen den Durchgängen immer getrocknet werden. Bei tiefen Siebfeinheiten kann ein Nachbeschichten sinnvoll für einen „sägezahnfreien“ (gezackte Schablonenränder durch ungenügenden Ausgleich der Gewebestruktur) Druck sein.
Maschinenbeschichtung
Beschichtungsmaschinen tragen die Kopierschicht von beiden Seiten (gleiche Vorgangsweise wie von Hand) automatisch auf das Gewebe auf. Bei diesen Maschinen lassen sich alle wichtigen Parameter wie – Beschichtungsgeschwindigkeit – Anpresspunkt der Beschichtungsrinne – Anzahl der Beschichtungsfolgen einstellen, daher sind, vor allem bei großformatigen Siebe, sehr gleichmäßige Beschichtungsresultate zu erzielen. Meist werden die Siebe unmittelbar nach der Beschichtung mittels Infrarotheizung getrocknet. Die Maschinenbeschichtung garantiert ein reproduzierbares, genaues Beschichtungsergebnis und somit auch ein reproduzierbares Druckresultat.
Übertragung von Direktfilmen
Direktfilme werden auf das nasse Siebgewebe aufgetragen. Der zugeschnittene Film wird auf das, zuvor mit Wasser (oder zusätzlich Netzmittel) benetzte Sieb abgerollt. Der Film haftet sofort auf dem Gewebe. Anschließend wird das überschüssige Wasser auf der Rakelseite abgestreift und der Rahmen abgetrocknet. Nach Trocknung kann die Trägerfolie des Films abgezogen und das Sieb belichtet werden. Direktschablonen (wesentlich teurer als Kopierschicht) weisen auf der Druckseite eine sehr hohe Oberflächenglätte auf, was einen hochwertigen Druck ergibt. Die Beständigkeit des Siebes bei hohen Druckauflagen ist in der Regel geringer als bei Schablonen mit Kopierschicht.
Übertragen des Films mit Kopierschicht
Hier wird der Film mit Flüssigschicht auf das trockene Gewebe aufgebracht. Der Film wird auf der Druckseite mit dem Gewebe in Kontakt gebracht und von der Rakelseite her wird mit einer Beschichtungsrinne Flüssigschicht übertragen. Dabei verbinden sich die flüssige Kopierschicht und die Schicht des Direktfilms. In der Regel wird diese Form der Beschichtung in Beschichtungsmaschinen automatisch ausgeführt. Nach dem Trocknen kann die Trägerfolie abgezogen und das Sieb belichtet werden. Flüssigschicht und Direktfilm müssen die gleiche Belichtungszeit aufweisen, daher sollten nur vom Hersteller hierfür empfohlene Produkte verwendet werden. Da das Risiko von Staubeinschlüssen bei dieser Methode sehr hoch ist, wird sie in der Praxis eher selten angewandt. Die Beständigkeit der Schablone im Druck ist bei dieser Methode jedoch ähnlich hoch wie bei einer Schablone mit Kopierschicht.
Belichtung
Lichtquellen
Belichtet wird mit einer starken Lichtquelle welche einen hohen UV-Anteil aufweist.
Heute verwendet man dazu Metallhalogenid-Lampen mit einer Leistung von 3000 bis 6000 Watt. Die Belichtungszeit ist abhängig von der Gewebefeinheit – Kopierschicht – Schichtdicke.
Kopiervorlage (Film)
Als Kopiervorlage wird ein transparenter Film mit guter Deckung des Bildmotives benötigt. Das Motiv muss seitenrichtig und positiv sein. Der Film darf nur transparente und schwarze (keine Graustufen) aufweisen. Druckfilme werden in Druckereien oder Reproanstalten hergestellt. Folien, die mit Laserdruckern oder Kopiergeräten ausgedruckt werden eignen sich nicht für den Druck.
Belichtung
Vor der Belichtung wird der Film auf die Druckseite des beschichteten Siebes aufgelegt. Die Schicht des Films muss in Kontakt zur Schichtseite des Siebes liegen, damit es nicht zu einer Unterstrahlung feiner Details kommt. Nur wird das Sieb in ein Belichtungsgerät gelegt, welches durch Vakuum das Sieb inkl. Film auf eine Glasscheibe presst. Durch diese Glasscheibe wird das Sieb nun belichtet. Durch die Belichtung wird die Kopierschicht wasserfest – die Stellen der Kopierschicht, die durch den deckenden Film vor Licht geschützt sind bleiben hingegen wasserlöslich.
Nach dem Belichten wird das Druckbild von beiden Seiten mit einer Handbrause mit lauwarmem Wasser ausgewaschen und somit alle nicht belichteten Stellen der Kopierschicht freigewaschen. Mit einem Wassersauger wird das Wasser entfernt und das Sieb getrocknet. Danach werden auffällige Fehlerstellen im Sieb mit einem „Siebfüller“ retuschiert.
Projektionsbelichtung
Siebdruckereien die häufig großformatig drucken, versuchen möglichst die Filmkosten auszuschließen, da diese bei solchen Druckarbeiten einen erheblichen Kostenanteil darstellen. Eine bewährte Methode dazu ist die Projektionsbelichtung. Bei dieser „kontaktlosen“ Siebbelichtung wird ein kleiner (ca. DIN A3) Film in einer Projektionskamera auf das lichtempfindlich beschichtete Sieb vergrößert. Da die Anschaffung einer solchen Projektionskamera eine große finanzielle Investition darstellt, macht sie sich nur bezahlt, wenn häufig großformatige Drucke angefertigt werden sollen. Als Lichtquelle dient eine spezielle UV-Lampe. Da lange Belichtungszeiten vermieden werden können, sollte die Siebbeschichtung möglichst dünn sein.
Digitale Schablonenbebilderung – CTS (Computer to Screen)
Bei dieser Methode wird kein Film mehr benötigt. Hier wird ab digitalen Daten das Druckbild mit Ink-Jet-Bebilderung oder Laserbelichtung direkt auf das lichtempfindlich beschichtete Sieb aufgespritzt (Ink-Jet) oder belichtet (Laser).
Beim Ink-Jet-Verfahren wird das Motiv mit UV-Licht-undurchlässiger Tinte oder Flüssigwachs auf die Schablonenschicht aufgespritzt. Nach der Bebilderung wird das Sieb belichtet und anschließend das Druckbild ausgewaschen.
Bei der DLP-Lasertechnik (Direct Light Processing) wird das Motiv hingegen direkt in die lichtempfindliche Schicht belichtet. Im Gegensatz zur Projektionsbelichtung sind CTS-Verfahren langsamer in der Schablonenherstellung (Schreibgeschwindigkeit in dpi). Hier können jedoch feinere Rasterbilder reproduziert werden als bei dem Projizieren und diese Technik eignet sich auch für dicke Beschichtungen auf geringen Siebfeinheiten.
Druckgeräte / Druckvorgang
Druckrakel
Handrakel / Maschinenrakel
Rakelhärten / Spezialrakel
Eine Siebdruckrakel besteht aus einem Gummi (Elastomer) der in eine Halterung eingespannt ist. Die Rakel stellt beim Drucken den Kontakt zwischen Sieb und Bedruckstoff her. Dabei wird die Druckfarbe aus den Maschenöffnungen auf den Bedruckstoff übertragen. Die Härte (Elastizität) der Rakel hat Einfluss auf das Druckergebnis. Weichere eignen sich für Flächen, Lasurfarben oder Textildrucke, härtere für Raster- oder Negativdrucke. Der Härtegrad wird dabei in „Shore“ angegeben (0 = sehr weich bis 100 = sehr hart).
Beim Druck von hohen Auflagen mit Lösemittel- oder UV-Farben kann sich der Rakel mit der Zeit verformen, daher gibt es spezielle Rakel, die bei hohen Auflagen formstabiler sind (RKS oder mehrschichtige Gummis). Beim Handdruck werden meist Rakel verwendet bei denen der Gummi mit einem Holzgriff verbunden ist.
Beim Maschinendruck werden zwei Rakel benötigt: Eine Vorrakel (Metallblech welches die Druckfarbe vor dem Drucken gleichmäßig auf dem Sieb verteilt) und die Druckrakel.
Druckmaschinen
Es gibt unterschiedliche Arten von Siebdruckmaschinen:
Das Einlegen der Bogen in die Maschine, das Drucken und Entnehmen der Drucke erfolgt von Hand. Handdrucktische werden für Spezialarbeiten oder
Kleinauflagen eingesetzt.
Das Einlegen der Bogen erfolgt von Hand, das Drucken automatisch und die Entnahme wieder von Hand. Die Druckgeschwindigkeit (je nach Format) liegt bei
etwa 300 - 600 Drucke pro Stunde.
Das Einlegen erfolgt per Hand, das Drucken und Ablegen der Drucke auf das Transportband eines Durchlauftrockners erfolgt automatisch. Die Druckgeschwindigkeit (je nach Format) beträgt etwa 600 – 100 Drucke pro
Stunde.
Das Einlegen – drucken – ablegen und stapeln erfolgt automatisch. Die Druckgeschwindigkeit (je nach Format) beträgt etwa 1000 – 3000 Drucke pro
Stunde.
Siebdruckmaschinen können so konstruiert sein, dass sich das Sieb nach dem Druckvorgang scharnierartig aufklappt oder sich parallel vom Bogen abhebt. Vollautomaten werden teilweise nach dem Zylinderdruckprinzip gebaut. Das Sieb befindet sich über einem Gegendruckzylinder und bewegt sich beim Druckvorgang vorwärts, während die Rakel auf den Scheitelpunkt des Gegendruckzylinders (welcher sich synchron zur Vorwärtsbewegung des Siebes) drückt. Zylinderdruckmaschinen haben eine hohe Druckgeschwindigkeit, können aber nur flexible Materialien bedrucken.
Der Druckvorgang / Druckverfahren
Schematische Darstellung des Siebdruckvorgangs:
A – Farbe B – Rakel C – Druckmuster D – Sieb E – Rahmen F - Bedruckstoff
Das Verfahren
1.) Über den Siebdruckrahmen werden Siebgewebe aus Chemie-, Naturfasern oder Metalldrähten gespannt.
2.) Auf das Siebgewebe wird eine Sperrschicht aufgetragen. Damit werden die Stellen Druckfarben-undurchlässig gemacht, welche nicht drucken sollen. Das eigentliche Druckmotiv bleibt also offen.
3.) Mit einer Rakel wird die Farbe über das Sieb gezogen und dabei an den offenen Stellen durch die Maschen des Gewebes auf das gewünschte Material gedruckt.
4.) Das Sieb wird abgehoben und der Druck ist fertig. Selbstverständlich vermittelt dieses vereinfachte Schema nur das Prinzip des Siebdrucks. Die einzelnen Vorgänge sind vielschichtiger, das Verfahren selbst vielseitiger.
Rastersiebdruck
Wie bei anderen Druckverfahren, ist es auch im Siebdruck möglich, Rasterbilder zu drucken. Hier gibt es jedoch verfahrenstechnische Eigenschaften zu beachten um ein einwandfreies Druckergebnis zu erreichen. Beispielsweise kann keine standardmäßige Rasterfeinheit gedruckt werden, da die Wahl einer geeigneten
Rasterfeinheit von mehreren Dingen abhängig ist.
Normalerweise werden farbige Bildvorlagen in das Farbsystem CMYK zerlegt, gerastert und lasierend übereinander gedruckt. Teilweise ist es im Siebdruck nicht nötig, eine Druckarbeit zu separieren und aufzurastern.
Beispiel: Druck eines einfarbig orangen Textes.
Hier macht es keinen Sinn, das Orange zweifarbig durch den
Übereinanderdruck eines hell gerasterten Magenta und Gelb zu bilden,
da im Siebdruck das Orange problemlos als Sonderfarbe gemischt und
einfarbig gedruckt werden kann.
Rasterarten / Rasterpunktformen
Man unterscheidet grundsätzlich zwischen AM- (amplitudenmodulierten) und FM-
(frequenzmodulierten)Rastern.
Moiré im Rasterdruck
Rasterpunktformen
Beim AM-Raster sind die Rasterpunkte streng geometrisch zueinander angeordnet und haben immer denselben Abstand zueinander. In hellen Bildpartien sind die Rasterpunkte kleiner, in Dunkleren entsprechend größer. Beim AM-Raster kann zwischen quadratischen – runden oder elliptisch geformten Punkten gewählt werden. Im Siebdruck wird meist dieser Raster mit elliptischen Punktformen gewählt, da hier Bildverläufe im Druck schöner wiedergegeben werden können und der AM-Raster eine bildberuhigende Wirkung hat.
Beim FM-Raster sind die Punkte zufällig zueinander angeordnet, dafür aber immer gleich groß. In hellen Bildpartien befinden sich weniger Punkte, in Dunkleren entsprechend mehr.
Rasterweite (Rasterfeinheit)
Der Begriff „Rasterweite“ bezeichnet die Anzahl der Rasterpunkte pro Zentimeter. Beim Druck mit hohen Gewebefeinheiten ist die Verwendung entsprechend feinerer Raster möglich. Hohe Rasterfeinheiten, wie sie im Offsetdruck verwendet werden können im Siebdruck kaum in der gleichen Qualität gedruckt werden.
Siebdruckfarben
Siebdruckfarben für gewerbliche und industrielle Anwendungen
Für den Siebdruck werden sehr viele Farbsorten angeboten.
Hauptunterscheidungsmerkmale sind hier die Haftungseigenschaften, die Beständigkeit auf verschiedenen Materialien / Bedruckstoffen und das Trocknungsverhalten.
Grundsätzlich unterscheidet man zwischen physikalisch (Verdunstung von Lösemittel) und chemisch-reaktiv (Aushärtung durch chemische Reaktion) trocknenden Siebdruckfarben.
Lösemittelfarben (physikalisch trocknend)
Durch das Verdunsten des in der Farbe enthaltenen Lösemittels trocknet diese Farben zu einem festen Farbfilm. Die meisten dieser Farben enthalten organische Lösemittel – es gibt mittlerweile jedoch auch wasserverdünnbare Siebdruckfarben.
Lösemittelfarben werden oft zum Bedrucken von Papier, Karton und div. Kunststoffe eingesetzt – belasten jedoch die Raumluft durch die Verdunstung. Wasserverdünnbare Farben werden häufig im Textil- oder Kunstdruck (Serigrafien) eingesetzt. Lösemittelfarben sind meist nicht druckfertig und müssen mit einem geeigneten Lösemittel verdünnt werden. Weiters gibt es spezielle „Verzögerer“, damit die Farbe beim Druck von feinen Linien, etc. nicht in den Sieböffnungen eintrocknet und diese verstopft. Es erfordert Erfahrung, die Druckfarbe mit Verdünner und/oder Verzögerer druckfertig zu machen, da zu dünne Farbe zum „Schmieren“ und zu dickflüssige Farbe „klebrig“ ist und das Druckergebnis deutlich verschlechtert.
Chemisch-reaktiv trocknende Farben
Zweikomponentenfarben härten durch die Beigabe eines Katalysators (Härter) zu einem festen Farbfilm mit hervorragender Beständigkeit aus. Diese Farben haben eine sehr lange Aushärtungszeit und werden für den Druck auf Metalle, Glas, synthetische Textilien, etc. eingesetzt.
Kunstharzfarben trocknen durch Luftsauerstoff und die Aushärtungszeit dauert bis zu mehreren Tagen. Diese Farben sind hoch glänzend und haften hervorragend auf Glas und Metall.
UV-Farben enthalten keine verdunstenden Lösemittel und die Aushärtung erfolgt durch Bestrahlung mit starkem UV-Licht. Ein Vorteil dieser Farben ist auch, dass während des Druckens die Maschenöffnungen der Schablonen nicht eintrocknen. Die jeweils geeigneten UV-Farben haften auf Papier, Glas, Metall, div. Kunststoffen, etc. und sind oft eine Alternative zu Lösemittelfarben.
Spezialfarben
Da die Anwendungsmöglichkeiten des Siebdrucks sehr groß sind, gibt es auf für jede spezielle Druckarbeit geeignete Druckfarben.
(müssen bei 600 bis 1200° C eingebrannt werden)
Serigrafie (Siebdruck und Kunstgrafik)
Der Begriff „Serigrafie“ bezeichnet den Druck von Kunstgrafik im Siebdruck. Serigrafien werden vom Künstler selbst angefertigt oder in enger Zusammenarbeit zwischen der Siebdruckerei und dem Künstler gedruckt.
Ab den 1950er Jahren wurde das Siebdruckverfahren in vielen Kunstrichtungen zum Druck von Grafik eingesetzt, beispielsweise von Künstlern, die der Optical Art zugerechnet werden (Victor Vasarely), sowie Vertretern der Pop Art (Roy Lichtenstein, Andy Warhol, Tom Wesselmann, Eduardo Poilozzi, Joe Tilson, Peter Phillips, etc.). Auch im Bereich der Konkreten Kunst (Max Bill, Richard Paul Lohse, etc.) wurde das Verfahren zur Herstellung von Druckgrafik bevorzugt eingesetzt.
Andy Warhol
Beim Druck von Serigrafien müssen vom Künstler einige Aspekte beachtet werden:
Experimente mit den großen Möglichkeiten des Siebdruckverfahrens (Lasuren, deckende Farben, Reliefdruck, Farbwechsel, Irisdruck, etc.) unterstützen oft die Ausdruckskraft einer Siebdruckgrafik.
Der Siebdruck in der Elektronikindustrie
Die Herstellung gedruckter Schaltungen (Leiterplatten) im Siebdruckverfahren wurde von Paul Eisler (1907 – 1992 – studierte an der TU Wien) entwickelt. Zur damaligen Zeit wurden Bauelemente in elektrischen Schaltungen durch Drähte miteinander verbunden. Eisler entwickelte das Verfahren indem er isolierende Platten an ihrer Oberfläche mit einer dünnen Kupferschicht versah, aus der die Verbindung der Bauteile herausgeätzt wurde. Auf die Kupferschicht wurden, mit säurefestem Lack im Siebdruck Bahnen aufgedruckt. Anschließend wurde die frei liegende Kupferschicht weggeätzt, so dass nur noch die Leiterbahnen übrig blieben und die Leiterplatte dann mit den Bauteilen bestückt werden konnte. Eislers Erfindung hatte den Vorteil, dass die Produktion elektrischer Geräte vereinfacht und somit rationalisiert werden konnte und zugleich die Geräte kompakter gebaut werden konnten. Gedruckte Schaltungen wurden zuerst in der Kriegsindustrie der Alliierten eingesetzt.
Nach dem Krieg wurde dieses Verfahren zunehmend in der Produktion von Unterhaltungselektronik angewandt. In den 1970er Jahren entwickelte sich die Produktion von Leiterplatten in Europa stark rückläufig. Heute werden Leiterplatten in hohen Auflagen für Computer, Unterhaltungselektronik, Mobiltelefone, etc. hergestellt. Die immer kleineren Geräte verlangen vom Siebdruck, die Grenze des drucktechnisch Möglichen zu erreichen. Oberflächenmontierte Bauteile (SMD – Surface Mounted Device) ermöglichen eine weitere Reduzierung der Gerätebauweise. Die elektronischen Teile werden nicht mehr in vorgebohrte Löcher in die Leiterplatine gesteckt, sondern auf, im Siebdruck aufgedruckte Lötpunkte gesetzt und verschmolzen.
Ein weiteres Einsatzgebiet in der Elektronikindustrie ist die Herstellung von Platinen in Dickschichttechnik. Hier werden elektrische Widerstände oder Leiter direkt mit stromleitenden Pasten in hoher Schichtdicke – teilweise unter Verwendung von Edelmetallen – aufgedruckt. Beispielsweise elektrische Regler oder aufheizbare Beschichtungen.
Trotz zunehmender Verbreitung berührungssicherer Monitore werden Tastaturfolien oft als Bedienoberfläche /-elemente für elektrische Geräte eingesetzt. Solche Folien werden als Eingabetastatur bei Getränkeautomaten, Kaffeemaschinen, Maschinen und auf vielen weiteren Geräten verwendet. Diese Tastaturen bestehen aus Folie, die auf ihrer Rückseite im Siebdruck mit dem grafischen Abbild der Tastatur gedruckt wurde. Hinter dieser grafisch gestalteten Benutzeroberfläche befinden sich Leiterbahnen und elektrische Kontaktpunkte, welche ebenfalls im Siebdruckverfahren aufgedruckt sind. Sie bewirken dass, bei Druck auf die Tasten die jeweiligen elektrischen Kontakte geschlossen und die gewünschte Funktion des Gerätes ausgelöst wird.
Abschließend noch einige Beispiele für Siebdruck :