JP2014237316A - スクリーン構造を製造する方法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、特に高い安定性を有し、スクリーン印刷で使用したときに比較的大きなインキ塗布体積を有するスクリーン構造を製造する方法を提供することである。
【解決手段】第１のロール１に第１の布帛層１１を用意し、第２のロール１に第２の布帛層１２を用意し、第１及び第２の布帛層１１，１２を合流させて互いに接触させ、第１及び第２の布帛層１１，１２を一緒に金属被覆し、被着された金属１５により両布帛層１１，１２を互いに固く結合し、１つの布帛結合体１３を形成するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくとも２つの布帛層を有するスクリーン構造を製造する方法に関する。さらに本発明は、スクリーン構造、特にスクリーン印刷用のスクリーン構造であって、互いに略平行に配置される少なくとも２つの布帛層を備え、特に本発明に係る方法により製造されるスクリーン構造に関する。

スクリーン及び布帛の産業上の利用は、様々な専門分野において公知である。ろ過の分野における使用では、正方形の網目形状が一般的な態様である。印刷における使用では、この網目形状が引き継がれる。利用可能な感光層及び公知の塗布方法によっては、妥当な画像解像度は、多数の「支持点（Ａｂｓｔｕｅｔｚｕｎｇ）」をもってしてのみ達成される。それゆえ、ますます大きな網目番手を有する布帛が使用される。

電子回路印刷（Ｅｌｅｋｔｒｏｎｉｋｄｒｕｃｋ）では、ペーストの良好な透過を保証するとともに、最精細の画像モチーフを可能とするために、できる限り細い線材を有するできる限り薄いスクリーンあるいは布帛が使用される。太陽電池のコーティングでは、例えば太陽電池の高い効率を保証するために、太陽電池の遮光面積ができる限り小さなフィンガーラインとしての導電路を塗布により形成すべく、高いペースト塗布量及び精緻かつ精細な画像解像度が要求される。電子回路印刷のために使用されるスクリーンあるいは布帛種は、極めて高価であり、加工に際し極めて敏感であるので、ロータリスクリーン印刷用のスクリーン印刷版の製造には不適である。適格性の欠如は、スクリーン布帛が、ロータリスクリーン印刷の場合、一方向でのみ、すなわち胴長手方向軸線の方向でのみ張設可能である一方、平面スクリーン印刷の場合、２次元で張設可能である点にも起因する。ロータリスクリーン印刷の場合、インキは、スクリーンが回転し、スクイージが当て付けられたときに、スクイージの胸部前方に発生する流体力学的な圧力により、スクリーンを通して搬送される。構造に起因して、開放型又は半開放型のスクイージシステムしか使用されないので、動圧は、粘性、充填量及び回転速度等の多数の要因に影響される。回転速度又はインキ量の上昇により、流体力学的な圧力は、簡単に増大可能である。このようなロータリスクリーン印刷装置は、例えば下記特許文献１に記載されている。

スクリーン材料のための基本構造として、従来技術では、平織りを有する特殊鋼製の布帛が使用される。スクリーン開口の割合、接触面積及び布帛厚さは、好適であることが証明されている。構造の厚さ、つまり布帛厚さ（カレンダがけ前の初期寸法）は、線径の約２倍に相当する。この基本構造は、カレンダがけプロセスにおける別のステップで加工され、こうして所望の粗布帛厚さにもたらされる。また、こうしてスクリーンのより高い平滑性、ひいては低いスクリーン摩耗及びスクイージ摩耗が達成される。続いてのニッケルめっき工程において、布帛は、より高い耐摩耗性の目的で補強され、交差点の領域に設けられた支持点は、拡大される。

このようなスクリーン材料を製造する方法は、例えば下記特許文献２に記載されている。

択一的には、金属不織布、プラスチック布帛、穴あき金属薄板又は金属シートもしくはこれらの組み合わせの使用も公知である。

スクリーン材料の安定性を保証するために、一般に、多数の支持点を有する細目のスクリーン構造が選択される。細目のスクリーン構造において不都合であるのは、スクリーン構造の布帛厚さと開口率とにより規定される理論上のインキ塗布体積（Ｆａｒｂａｕｆｔｒａｇｓｖｏｌｕｍｅｎ）あるいはインク透過容積が著しく制限されてしまうことである。特に、例えば太陽電池を製造する際に必要となるような、幅が狭く、同時に高さのある線を印刷するには、限界がある。

国際公開第９９／１９１４６号パンフレット 欧州特許出願公開第０１８２１９５号明細書

本発明の課題は、特に高い安定性を有するスクリーン構造を提供するとともに、このようなスクリーン構造を製造する方法を提供することである。本発明のさらなる課題は、スクリーン印刷で使用したときに比較的大きなインキ塗布体積を有するスクリーン構造を提供するとともに、このようなスクリーン構造を製造する方法を提供することである。

上記課題を解決するために、本発明に係る少なくとも２つの布帛層を有するスクリーン構造を製造する方法では、第１のロールに第１の布帛層を用意し、第２のロールに第２の布帛層を用意し、第１及び第２の布帛層を合流させて互いに接触させ、第１及び第２の布帛層を一緒に金属被覆し、被着された金属により両布帛層を互いに固く結合し、１つの布帛結合体を形成するようにした。

本発明に係るスクリーン構造を製造する方法の好ましい態様は、従属請求項に係る発明である。

好ましい態様において、布帛結合体を第３のロールに巻き取る前に、布帛結合体の後続の洗浄及び乾燥並びに場合によっては光に反応する感光層又は局所的に除去可能なポリマー層の被着を実施する。

好ましい態様において、金属被覆を、外部電源を用いない金属析出を伴う化学的な金属被覆として実施する。

好ましい態様において、金属被覆を、電気化学的なめっき、特にニッケル浴内での電気化学的なめっきとして実施する。

また、上記課題を解決するために、本発明に係るスクリーン構造、特にスクリーン印刷用のスクリーン構造では、互いに略平行に配置される少なくとも２つの布帛層を備え、特に上述の方法により製造されるスクリーン構造において、布帛層には、めっきにより被着された金属層が設けられており、布帛層は、金属層により互いに結合されており、かつ特に金属層は、主としてニッケルからなるようにした。

本発明に係るスクリーン構造の好ましい態様は、従属請求項に係る発明である。

好ましい態様において、それぞれの布帛層は鋼製の布帛である。

好ましい態様において、布帛層は、それぞれ異なる布帛形式の布帛層である。

また、上記課題を解決するために、本発明に係る少なくとも２つの布帛層を有するスクリーン構造を製造する方法では、第１のロールに第１の布帛層を用意し、第２のロールに第２の布帛層を用意し、第１及び／又は第２の布帛層に、両布帛層を結合するために、エマルションを設け、第１及び第２の布帛層を変向ロールを介して合流させ、エマルションにより結合し、１つの布帛結合体を形成するようにした。

本発明に係るスクリーン構造を製造する方法の好ましい態様は、従属請求項に係る発明である。

好ましい態様において、エマルションとして光に反応する感光層を使用するようにした。

さらに、上記課題を解決するために、本発明に係るスクリーン構造、特にスクリーン印刷用のスクリーン構造では、互いに略平行に配置される少なくとも２つの布帛層を備え、特に上述の方法により製造されるスクリーン構造において、布帛層は、貼り合わされて、１つの結合体を形成しているようにした。

本発明に係る方法は、少なくとも２つのスクリーン状の布帛層を有するスクリーン構造を製造するために用いられる。第１のロールには、第１のウェブ状の布帛層が用意され、第２のロールには、第２のウェブ状の布帛層が用意される。本発明において、布帛層とは、織られた面構造（織物）の他、穴あき金属薄板、不織布、エレクトロフォーミングされたステンシル及びシートを含む面状の構造と解される。本発明により、第１及び第２の布帛層は、特に変向ロールを介して合流させられる。その結果、第１及び第２の布帛層は、互いに接触する。好ましくは、第１及び第２の布帛層は、一緒に金属被覆され、被着された金属は、両布帛層を互いに固く結合し、１つの布帛結合体を形成する。第３の布帛層あるいはそれ以上の布帛層が、さらに厚い布帛結合体を形成するために、同様に結合されてもよい。

本発明に係る方法の好ましい態様において、スクリーン構造がスクリーン印刷のために使用される場合は、続いて、布帛結合体を第３のロールに巻き取る前に、布帛結合体の洗浄及び乾燥並びに場合によっては光に反応する感光層又は局所的に除去可能なポリマー層の被着を実施する。

第１の変化態様において、両布帛層を結合する金属被覆を、外部電源を用いない金属析出を伴う化学的な金属被覆、いわゆる還元作用による金属析出あるいは無電解めっきとして実施する。

択一的な特に好ましい第２の変化態様において、両布帛層を互いに結合する金属被覆を、特にニッケル浴内で実施される電気化学的なめっきあるいは電気めっきとして実施する。

ニッケル浴に対して択一的に、例えば銅浴又はスズ浴が使用されてもよい。また、浴は、それぞれ異なる金属、例えばニッケル及び銀の組み合わせを含んでいてもよい。

本発明は、特にスクリーン印刷に好適なスクリーン構造であって、互いに略平行に配置される少なくとも２つのスクリーン状の布帛層を備え、特に上述の方法により製造されるスクリーン構造にも関する。本発明では、布帛層に、めっきにより被着された金属層が設けられており、布帛層は、金属層により互いに結合されている。好ましい態様において、金属層は、主としてニッケルからなる。択一的には、他の金属、例えば銅又はスズが使用されてもよい。また、それぞれ異なる金属、例えばニッケル及び銀の組み合わせが使用されてもよい。このスクリーン構造の択一的な利用分野は、ろ過である。

本発明に係るスクリーン構造の好ましい態様において、それぞれの布帛層は、細い線材からなる鋼製の布帛である。鋼製の布帛は、高い安定性を有しており、特に簡単に電気化学的にめっき可能である。しかし、択一的には、前処理されて導電性を付与されたプラスチック製の布帛、例えばポリエステル製の布帛が使用されてもよい。その際、布帛層は、それぞれ異なる布帛形式の布帛層であってもよい。この場合、布帛形式は、正方形の網目又は長方形の網目として形成されていてもよい網目形状を介して規定されても、織り方を介して規定されてもよい。ただし、布帛形式は、当該スクリーン構造の利用計画に基づいて選択されねばならない。

本発明は、少なくとも２つの布帛層を有するスクリーン構造を製造する別の方法であって、第１のロールに第１の布帛層を用意し、第２のロールに第２の布帛層を用意し、第１及び／又は第２の布帛層に、両布帛層を結合するために、エマルションを設ける、少なくとも２つの布帛層を有するスクリーン構造を製造する別の方法にも関する。その後、第１及び第２の布帛層を変向ロールを介して合流させ、互いに接触させるか、又は互いに小さな間隔を残し、かつエマルションにより互いに結合し、１つの布帛結合体を形成する。その際、エマルションは、特に、光に反応する感光層として形成されていても、択一的には、ホットメルトとして形成されていてもよい。エマルションの加工は、簡単にレーザにより実施可能である。

さらに本発明は、スクリーン構造、特にスクリーン印刷用のスクリーン構造であって、互いに略平行に配置される少なくとも２つの布帛層を備え、特に上述の方法により製造されるスクリーン構造において、布帛層は、本発明により、貼り合わされて、１つの結合体を形成しているスクリーン構造にも関する。

本発明に係るスクリーン構造は、特に大きなインキ塗布体積を有し、これにより、印刷される線の線幅に対する線高の特に大きな比を可能にするという利点を有している。別の利点は、スクリーン構造が特に高い安定性を示すことにある。このことは、微細な線の、特に正確に見当合わせされた印刷を可能にするとともに、スクリーン構造のより長い寿命も生じる。

上述の発明及び本発明の上述の好ましい態様は、互いに任意に組み合わされても、本発明の好ましい態様をなす。

本発明のその他の利点並びに構造及び機能についての有利な態様については、従属請求項、及び添付図面を参照しながら言及する実施の形態の説明を参照されたい。

以下、本発明について添付図面を参照しながら詳説する。図中、互いに対応する要素及び構成部分には、同一の符号を付した。なお、図面の見易さを正しい縮尺での図示に優先させた。

スクリーン構造を製造する本発明に係る第１の方法を示す概略図である。 当該方法により製造された様々なスクリーン構造を示す概略図ａ〜ｃである。 スクリーン構造を製造する択一的な方法を示す概略図である。 当該方法により製造されたスクリーン構造を示す概略図である。 従来技術によるスクリーン構造を示す概略図である。 ロータリスクリーン印刷用のスクリーンとして使用されるスクリーン構造を示す概略図である。

図４は、従来技術における布帛層１１を有する面状のスクリーン材料１０を示している。スクリーン材料１０の片面には、感光性ポリマーコーティング１４が施されている（ダイレクトステンシル）。図示しない択一的な態様では、既に製版されたシートがスクリーン構造１０上に被着されてもよい（インダイレクトステンシル）。ニッケルめっきされた面状のスクリーン材料１０は、１つの布帛１１から一体的に形成されている。布帛形式とも云う種々異なる布帛形状が可能である。

この種のスクリーン材料１０は、ロータリスクリーン印刷で使用される。図５は、面状のスクリーン材料１０を有するスクリーン１７を、ロータリスクリーン印刷のための円柱状のスリーブ形状で概略的に示している。この場合、スクリーン材料１０は、詳細は示さないエンドピースによりその円柱状の形状に保持される。スクリーン１７の内部には、スクリーン材料１０を通してインキを押し出すために、スクリーン印刷装置の不可視のスクイージが存在する。スクイージの向きは、スクリーン１７の回転軸線に対して平行であってよい。スクリーン１７を印刷時に回転させるスクリーン１７の周方向Ｕは、図５に双方向矢印で概略的に示してある。

図１は、スクリーン構造１０を製造する本発明に係る第１の方法を示している。第１の供給ロール１には、第１の布帛層１１が用意され、第２の供給ロール１には、第２の布帛層１２が用意される。布帛層１１，１２には、既にプレコンディショニング、例えばニッケルめっきが実施されていてもよい。両布帛層１１，１２は、変向ロールを介して搬送方向Ｔで、第１の布帛層１１と第２の布帛層１２とが接触するように合流させられる。その際、両布帛層１１，１２の接触は、遅くとも浸漬ロール１８の領域で形成されていなければならない。両布帛層１１，１２は、カソード１９及び浸漬ロール１８に巻き掛かるようにして、めっき浴３、例えばアノード４を有するニッケル浴を通して案内され、その際に電気化学的にめっきされる。ニッケル浴３の使用時、第１の布帛層１１と第２の布帛層１２とは、両布帛層１１，１２が互いに固く結合されており、これにより１つの布帛結合体１３が形成されるように、ニッケルめっきされる。布帛結合体１３は、後続の洗浄ステーション５において洗浄され、後続の乾燥ステーション６において乾燥され、巻取りロール９に巻き取られる。図１には、１つのめっき浴３しか示していないが、めっきプロセスは、連続する複数のステップで、例えば複数のめっき浴３の使用下で実施されてもよい。本方法により製造された種々異なるスクリーン構造１０は、図２ａ〜図２ｃに示してある。その際、スクリーン構造１０は、スクリーン印刷でのスクリーン構造１０の使用を可能にする感光層１４を有していることができる。スクリーン構造１０は、第１の布帛層１１と第２の布帛層１２とから構成される布帛結合体１３を有している。第１の布帛層１１と第２の布帛層１２とは、金属層１５により互いに結合されている。第１の布帛層１１の上面及び第２の布帛層１２の下面にも、金属層１５が被着される。この場合、金属層１５は、例えばニッケルめっき浴内でのニッケルめっきにより被着されたニッケル層であってよい。その際、布帛結合体１３の厚さは、第１の布帛層１１の厚さＤ１と、第２の布帛層１２の厚さＤ２とからなっている。付加的に、被着された金属層１５の厚さの２倍も、総厚さに寄与する。第１の布帛層１１の厚さＤ１あるいは第２の布帛層１２の厚さＤ２より厚い布帛結合体１３の厚さＤ１＋Ｄ２に基づいて、より高い安定性を有するスクリーン構造が形成されることが看取可能である。スクリーン構造１０は、スクリーン印刷のために使用される場合、高められたインキ塗布体積を提供する。これは、インキ塗布体積が、スクリーン構造１０の厚さＤ１＋Ｄ２に直接的に関連しているからである。図２Ｃは、２つの異なる布帛層１１，１２からなるスクリーン構造１０を示している。図示しない択一的な実施の形態では、第１の布帛層１１及び第２の布帛層１２には、それぞれ、先行するステップで予め個別に金属層１５が施されてもよい。その後、こうして金属被覆（メタライジング）された布帛層１１，１２は、上述のように、付加的な金属層１５により互いに結合可能である。換言すれば、まず、それぞれの布帛層のめっきが通常のように実施され、次に、めっきされた布帛層が本発明により互いに結合される。

図３ａは、スクリーン構造１０を製造する択一的な方法を示している。第１の供給ロール１には、コーティングされていなくても、予めコーティングされていてもよい第１の布帛層１１が用意され、第２の供給ロール１には、第２の布帛層１２が用意される。その際、第１の布帛層１１には、塗工装置７によりエマルション１４が塗布される。次に、装置８において、キャピラリフィルムがエマルション層１４に被着可能である。こうして準備された第１の布帛層１１は、変向ロール２を介して第２の布帛層１２と合流させられ、両布帛層１１，１２は、互いに圧着される。その結果、布帛結合体１３が生じる。両布帛層１１，１２の安定な結合を保証するために、エマルションは、乾燥ステーション６において乾燥され、布帛結合体１３は、巻取りロール９に巻き取られる。本方法により製造されたスクリーン構造１０は、図３ｂに示してある。第１の布帛層１１と第２の布帛層１２とは、２層のエマルション１４により貼り合わされており、１つの布帛結合体１３を形成している。両布帛層１１，１２間の間隔Ｓは、布帛結合体１３の厚さを制御するために、変更可能である。布帛結合体１３の片面には、付加的に、キャリアシート１６が設けられていてもよい。

１ 供給ロール、 ２ 変向ロール、 ３ めっき浴、例えばニッケル浴、 ４ アノード、 ５ 洗浄ステーション、 ６ 乾燥ステーション、 ７ 塗工装置、 ８ キャピラリフィルムを被着する装置、 ９ 巻取りロール、 １０ スクリーン構造、 １１ 第１の布帛層、 １２ 第２の布帛層、 １３ 布帛結合体、 １４ エマルション／感光層／ホットメルト接着剤、 １５ 金属層、 １６ キャリアシート、 １７ ロータリスクリーン印刷用スクリーン、 １８ 浸漬ロール、 １９ カソード、 Ｄ１ 第１の布帛層の厚さ、 Ｄ２ 第２の布帛層の厚さ、 Ｓ 布帛層の間隔、 Ｔ 搬送方向、 Ｕ 周方向

Claims (10)

1. 少なくとも２つの布帛層（１１，１２）を有するスクリーン構造（１０）を製造する方法であって、
   第１のロール（１）に第１の布帛層（１１）を用意し、第２のロール（１）に第２の布帛層（１２）を用意し、
   前記第１及び第２の布帛層（１１，１２）を合流させて互いに接触させ、
   前記第１及び第２の布帛層（１１，１２）を一緒に金属被覆し、被着された金属（１５）により両布帛層（１１，１２）を互いに固く結合し、１つの布帛結合体（１３）を形成する、
   ことを特徴とする、スクリーン構造を製造する方法。
2. 前記布帛結合体（１３）を第３のロール（９）に巻き取る前に、前記布帛結合体（１３）の後続の洗浄（５）及び乾燥（６）並びに場合によっては光に反応する感光層（１４）又は局所的に除去可能なポリマー層の被着を実施する、請求項１記載のスクリーン構造を製造する方法。
3. 前記金属被覆を、外部電源を用いない金属析出（１５）を伴う化学的な金属被覆として実施する、請求項１又は２記載のスクリーン構造を製造する方法。
4. 前記金属被覆を、電気化学的なめっき、特にニッケル浴（３）内での電気化学的なめっきとして実施する、請求項１又は２記載のスクリーン構造を製造する方法。
5. スクリーン構造（１０）、特にスクリーン印刷用のスクリーン構造（１０）であって、互いに略平行に配置される少なくとも２つの布帛層（１１，１２）を備え、特に請求項１記載の方法により製造されるスクリーン構造（１０）において、
   前記布帛層（１１，１２）には、めっきにより被着された金属層（１５）が設けられており、前記布帛層（１１，１２）は、前記金属層（１５）により互いに結合されており、かつ
   特に前記金属層（１５）は、主としてニッケルからなる、
   ことを特徴とするスクリーン構造。
6. それぞれの布帛層（１１，１２）は鋼製の布帛である、請求項５記載のスクリーン構造。
7. 前記布帛層（１１，１２）は、それぞれ異なる布帛形式の布帛層である、請求項５又は６記載のスクリーン構造。
8. 少なくとも２つの布帛層（１１，１２）を有するスクリーン構造（１０）を製造する方法であって、
   第１のロール（１）に第１の布帛層（１１）を用意し、第２のロール（１）に第２の布帛層（１２）を用意し、
   前記第１及び／又は第２の布帛層（１１，１２）に、両布帛層（１１，１２）を結合するために、エマルション（１４）を設け、
   前記第１及び第２の布帛層（１１，１２）を変向ロール（２）を介して合流させ、前記エマルション（１４）により結合し、１つの布帛結合体（１３）を形成する、
   ことを特徴とする、スクリーン構造を製造する方法。
9. 前記エマルション（１４）として光に反応する感光層を使用する、請求項８記載の方法。
10. スクリーン構造（１０）、特にスクリーン印刷用のスクリーン構造（１０）であって、互いに略平行に配置される少なくとも２つの布帛層（１１，１２）を備え、特に請求項９記載の方法により製造されるスクリーン構造（１０）において、
    前記布帛層（１１，１２）は、貼り合わされて、１つの結合体（１３）を形成していることを特徴とするスクリーン構造。

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