JP3497844B2 - スクリーン印刷用金属メッシュ織物 - Google Patents
スクリーン印刷用金属メッシュ織物Info
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Description
金属メッシュ織物に関する。さらに詳しくは、エレクト
ロニクス関連の高精度・高密度スクリーン印刷を行うた
めのスクリーン印刷用金属メッシュ織物に関するもので
ある。
精度・高密度印刷を実現するためには、伸度が小さく強
度が大きくハイテンション(高張力)での紗張りが可能
であること、寸法精度に優れすなわち寸法変化が小さく
安定していること、弾性回復力が大きく耐久性に優れる
こと、線径が細くハイメッシュ(高密度メッシュ)であ
ることなどが要求される。また粘度の低いインキやペー
ストなどの印刷に関しては線径が細くオープニング(開
口)の大きなメッシュが要求される。
繊維を用いたスクリーン印刷用メッシュ織物が広く使用
されているが、上述のスクリーン印刷用メッシュ織物は
伸度が大きく、強度・弾性率が低いため、寸法精度に問
題がある。またこれら合成繊維は強度が低いため線径の
細い線を使用したハイメッシュやオープニングの大きい
メッシュを製織するのが困難である。
密な印刷においては軟質ステンレスメッシュ織物が使用
されている。しかし、軟質ステンレスは強度が十分でな
く、弾性回復力に劣るため、印刷回数が増加すると素線
のズレが進行し印刷精度が悪くなり、さらに降伏点を超
える力が加わると、素線が伸びて回復しないという問題
がある。印刷精度を向上させるために、軟質ステンレス
メッシュ織物を紗張りした後にメッキを施す方法もある
が、メッキ工程及び公害対策設備が必要なため価格が高
価になり、またメッキによりオープニングが狭くなつた
り、目詰りが発生する問題がある。
素材を改良して、強度が大で細線化が可能であり、寸法
精度がよく弾性回復力に優れた素線を使用したスクリー
ン印刷用メッシュ織物の検討が重ねられている。アモル
ファス合金線を使用したスクリーン印刷用メッシュ織物
は、強度はあるが靭性に乏しいため製織が困難で実用化
に至つていない。特開平6-166925号公報に開示される鉄
を主成分とするパーライト鋼をニッケルでメッキした素
線を使用したスクリーン印刷用メッシュ織物は、強度・
寸法精度・弾性回復力ともに優れているが、錆の発生に
よる素線の劣化という問題が解決されておらず実用化に
至つていない。
刷用メッシュ織物は寸法精度に優れているが、強度が十
分でなく、製織時や紗張り時、製版時、その後の保管時
及び印刷時に破断や破損しやすい問題がある。
に使用した場合に、従来の製織技術では縦線の屈曲度が
横線の屈曲度よりも極端に大きいため、メッシュ織物の
縦伸度と横伸度の差が大きくなり、印刷時の寸法精度も
縦方向と横方向で異なるという問題がある。特に、プラ
ズマ・ディスプレイ・パネルなどの広大な面積を印刷す
る場合、印刷時の寸法精度が縦方向と横方向で異なるこ
とは非常に大きな問題となる。さらに製織時の問題とし
て、縦線と横線の屈曲の差を織機上で荷重を掛けること
のみで調整を行わなくれはならないため、荷重の掛けす
ぎにより縦線切れや胴切れといつた縦線の欠点が多数発
生し、安定した品質のメッシュ織物を効率良く製織でき
ないという問題がある。
問題を鑑み、強度が大きく、伸度が小さく、寸法精度、
弾性回復力、耐久性に優れたハイメッシュ及びオープニ
ングの大きいスクリーン印刷用金属メッシュ織物を提供
することにある。
向と横方向の伸度差を小さくすることにより、縦方向と
横方向の印刷寸法精度を揃えた、安定した品質で効率良
く製織し得るスクリーン印刷用金属メッシュ織物を提供
することにある。
に、本発明の構成はスクリーン印刷用金属メッシュ織物
として、引張強度が2600〜3500N/mm2、破
断伸度が1〜5%であるオーステナイト系ステンレス極
細線の縦線と、引張強度が縦線の78〜97%(ただ
し、下限2600N/mm2)であって、破断伸度が1
〜5%であるオーステナイト系ステンレス極細線の横線
とからなり、引張強度を示す係数[引張荷重(N)÷測
定幅(mm)÷メッシュ織物の厚さ(mm)]が縦・横
方向ともに150〜230であることを特徴とする。ま
た、本発明の構成はスクリーン印刷用金属メッシュ織物
として、引張強度が2600〜3500N/mm2、破
断伸度が1〜5%であるオーステナイト系ステンレス極
細線の縦線と横線とからなるスクリーン印刷用金属メッ
シュ織物であって、横線の線径が縦線の90〜98%で
あり、引張強度を示す係数[引張荷重(N)÷測定幅
(mm)÷メッシュ織物の厚さ(mm)]が縦・横方向
ともに150〜230であることを特徴とする。
メッシュ織物を得るために、オーステナイト系ステンレ
ス鋼線(JIS規格SUS304)を使用する。オース
テナイト系ステンレス鋼線を伸線機にかけて伸線を行
い、次いで固溶化熱処理(焼鈍)を施し、再び伸線機に
かけ延伸を行う。以上の工程を何度か繰り返して所定の
線径のオーステナイト系ステンレス極細線を得る。固溶
化熱処理には不活性ガスを流した連続焼鈍炉を用いて鋼
線を温度1000〜1150℃に加熱した後、水素ガス
と窒素ガス中で急冷する。この工程は一般に光輝焼鈍と
呼ばれるものであり、ここで、水素を用いる理由は表面
の酸化を防止し、水素の高い熱伝導率を利用して急冷す
るためである。最終工程では固溶化熱処理(焼鈍)を施
さない。最後に得られた鋼線をキンクなどの線くせが発
生しない加工を施してステンレス極細線を得る。得られ
たステンレス極細線は、強度が2600〜3500N/
mm2、伸度が1〜5%、線径が10〜30μmの特性
を有する。
テナイト系ステンレス鋼線を使用し、70〜180本/
cm(180〜460本/inch)のメッシュ数になるよ
う製織し、スクリーン印刷用金属メッシュ織物を得る。
得られたスクリーン印刷用金属メッシュ織物は引張強度
を示す係数[引張荷重(N)÷測定幅(mm)÷メッシ
ュ織物の厚さ(mm)]が縦線と横線方向ともに150
〜230である特性を有する。
線引張強さの小さい横線を使用することにより、縦線の
屈曲と横線の屈曲度の差を小さくする。
る。製織する際、織機上で縦線は1本交互に上下運動を
繰り返す。縦線の上下に開いた開口部に横線が真直ぐに
挿入され、次いで縦線が上下逆になり、開口を閉じるこ
とによりメッシュが形成される。すなわち、縦線が上下
運動を繰り返し、真直ぐに挿入された横線を挟む構造に
なるので、縦線の屈曲度が大きくなるのである。この縦
線の屈曲はメッシュ数が大きくなるほど、また線径が大
きくなるほど、大きくなる。この現象は、硬質ステンレ
スからなるメッシュ織物に限るものでなく、ポリエステ
ルやナイロンなどの合成繊維からなるメッシュ織物や軟
質ステンレスからなる金属メッシュ織物でも同様であ
る。
熱可塑性を有するため、これら合成繊維からなるメッシ
ュ織物は、製織後に行う後加工にて伸張もしくは収縮さ
せることにより、縦線と横線の屈曲度の差を補正し、熱
セットで補正された屈曲構造を固定することが可能であ
る。また、軟質ステンレスからなる金属メッシュ織物の
場合は、素線が柔らかいため、横線が屈曲しやすく、そ
れほど大きな伸度差には至らない。
ーライト鋼線などからなる金属メッシュ織物の場合は、
素線が硬く、横線が屈曲しにくい。このため縦線と横線
の屈曲度の差が大きくなるのである。さらに金属には熱
可塑性がなく、製織後の熱セットによる補正は行えな
い。
伸ばすのではなく、横線に屈曲を与えることにより、縦
線と横線の屈曲度の差をなくし、縦線と横線の伸度差を
小さくする方法を鋭意研究し、下記の方法を見出した。
線の単線引張強さよりも小さい素線を使用することによ
り、縦線の屈曲と横線の屈曲の差を小さくする。この場
合、横線強度が縦線強度の78〜97%の素線を使用す
るか、横線の線径を縦線の線径の90〜98%の素線を
使用してもよい。このようにして製織されたメッシュ織
物は、線径が10μm以上21μm未満、メッシュ数が
70〜180本/cm(180〜460本/inch)の場
合、破断伸度が6.5%以下でかつ縦破断伸度から横破
断伸度を引いた値(伸度差)が3.5%以内である特徴
を有する。また、線径が21μm以上30μm以下、メ
ッシュ数が70〜130本/cm(180〜330本/
inch)の場合、破断伸度が8%以下でかつ縦破断伸度か
ら横破断伸度を引いた値(伸度差)が4.5%以内であ
る特徴を有する。
の差を小さくすることにより、メッシュ織物の縦方向と
横方向の強度差を小さくすることができる。硬質ステン
レス線、アモルファス線、パーライト鋼線などの硬質金
属線は、屈曲を与えることにより、強度が低下する特性
を持つている。つまり、素線としての硬質金属線からメ
ッシュ織物を構成する際、屈曲度が大きいほど強度が低
下するのである。
同じ強度の素線を使用した場合、縦線の屈曲度が大き
く、横線の屈曲度が小さいため、メッシュ織物の縦方向
の強度が横方向の強度に比べ明らかに小さいのが判る。
の単線引張強さよりも小さい素線を使用することによ
り、縦線の屈曲と横線の屈曲の差を小さくするメッシュ
織物は、本発明に使用のオーステナイト系ステンレス鋼
線に限るものではなく、アモルファス線、パーライト鋼
線をはじめとする、屈曲により強度低下を起こす硬質金
属線を使用したメッシュ織物についても適用可能であ
る。
に荷重を掛けることなく製織できるため、縦線切れや胴
切れといつた縦線の欠点が、従来の製造方法と比べ著し
く軽減できる。このため、安定した品質で効率良く製織
することが可能となる。
せと、織機上での荷重の調整と2種の方法で縦線の屈曲
と横線の屈曲を調整できるため、従来のように織機上で
の荷重のみで調整する製造方法よりも、容易に厚さの調
整が可能である。特に薄くする調整が容易である。
(インキの印刷膜厚が薄いこと)印刷の要求が大きくな
つており、それにともないメッシュ織物の厚さを薄くす
る要求が大きくなつている。メッシュ織物の厚さを容易
に調整できることは、薄膜印刷の要求に答えることにも
なる。また、厚さを薄くするためにメッシュ織物にカレ
ンダー加工(プレスし縦線と横線の交点部をつぶす加工
方法)を施す場合があるが、この加工によりメッシュ織
物の強度が低下する問題があり、この問題を解決するた
めに強度の大きいメッシュ織物が要求されている。
物は、スクリーン印刷用に紗張り工程に供されるが、紗
張りをするスクリーン枠は木製、金属製、樹脂製のいず
れでもよい。しかし、金属メッシュ織物はハイテンショ
ン(高張力)での紗張りが理想であるため、金属製のス
クリーン枠を使用するのが好ましい。
物は、強度が大きいため軟質ステンレスまたは硬質ステ
ンレスからなるメッシュ織物よりも、ハイテンション
(高張力)での紗張りが可能である。
物は、強度が大きいため軟質ステンレスまたは硬質ステ
ンレスからなるメッシュ織物よりも、紗張り時や製版時
その後の保管時及び印刷時の破断が著しく減少する。
らに脱脂工程を経て、感光性または感熱性樹脂乳剤の塗
布工程に供されるが、感光性または感熱性樹脂乳剤とし
ては一般に使用されるものがいずれも使用できる。例え
ば、重クロム酸アンモラニウム塩などの重クロム酸塩
類、各種のジアゾ化合物、S・B・Q系感光剤、アクリ
ルモノマ系感光剤などを、ゼラチン、アラビアゴム、ポ
リビニルアルコール、酢酸ビニル、アクリル系樹脂など
の樹脂組成物に添加混合したものが使用できる。なお、
これらの樹脂組成物には必要に応じて乳化剤や帯電防止
剤が含まれてもよい。
は、目的とする用途によつて異なる。塗り量によつて所
定の厚さになるように乳剤を塗布した後、乾燥された金
属メッシュ織物は露光または加熱して仕上げされる。
よつて異なるが、通常は高圧水銀ランプ、キセノンラン
プ、メタハライドなど(4kw程度)を光源に用い、1
〜1.5m程度の距離で1〜5分間露光する。未感光部
分を水スプレーにて除去し、乾燥工程の後、印刷工程に
供する。
は、伸度が小さく強度が大きく、寸法精度に優れ、弾性
回復力が大きく耐久性に優れ、さらに線径が細いハイメ
ッシュやオープニングの大きいメッシュ織物であり、高
精度・高密度な印刷を可能とする。
JIS L 1096に準じて下記の条件で実施した試験結果であ
る。
メッシュ織物を製織し、そのメッシュ織物の物性を測定
し、表1に測定結果を記載した。同じく表1に示すメッ
シュ数と素線条件の市販品メッシュ織物の物性を測定
し、比較例1〜6(C1〜C6)として、表1に測定結果を
記載した。実施例1,3〜6の素線伸度はおよそ2.5
%である。実施例2の素線伸度はおよそ3.0%であ
る。
定幅(mm)÷メッシュ織物の厚さ(mm)]が縦横方
向ともに150〜230の範囲内にあるものを〇とし、
範囲外のものを×とした。
耐久性に優れていることを示すものであり、製織から印
刷までの各工程における破断、破損を減少させることが
可能であることを示すものである。特に線径の細いハイ
メッシュやオープニングの大きいメッシュに必要な条件
である。
施例1〜6は引張強度を示す強度係数[引張荷重(N)
÷測定幅(mm)÷メッシュ織物の厚さ(mm)]が縦
横方向ともに150〜230の範囲にあり、比較例1
(C1)〜6(C6)よりも極めて強度が大きいのが判る。
本/インチ)のメッシュ織物を、横線の素線条件を変え
ながら製織し、得られたメッシュ織物の物性を測定した
結果である。実施例7〜10は、横線の強度条件を、実
施例11〜16は横線の線径条件を変えたものである。
なお、伸度差とは縦破断伸度から横破断伸度を引いた値
である。
係数[引張荷重(N)÷測定幅(mm)÷メッシュ織物
の厚さ(mm)]が縦横方向ともに150〜230の範
囲内にあるものを〇とし、範囲外のものを×とした。
以内でかつ伸度差が3.5%以内のものを〇とし、破断
伸度が6.5%よりも大きいものと、伸度差が3.5%
よりも大きいものを×とした。
ッシュ織物が伸びにくく印刷寸法精度に優れることを示
すものである。伸度差が3.5%以内であることは、伸
度差が小さく縦方向と横方向の印刷寸法精度が揃つてい
ることを示すものである。
向とも破断伸度が6.5%以内でかつ伸度差が3.5%
以内である。この時の横線の単線引張強さは、縦線の単
線引張強さの78〜97%である。
破断伸度が6.5%以内でかつ伸度差が3.5%以内で
ある。この時の横線の線径は縦線の線径の90〜98%
であり、また横線の単線引張強さは、縦線の単線引張強
さの80〜97%である。
/インチ)のメッシュ織物を、横線の素線条件を変えな
がら製織し、得られたメッシュ織物の物性を測定した結
果である。実施例17〜20は、横線の強度条件を、実
施例21〜26は横線の線径条件を変えたものである。
係数[引張荷重(N)÷測定幅(mm)÷メッシュ織物
の厚さ(mm)]が縦横方向ともに150〜230の範
囲内にあるものを〇とし、範囲外のものを×とした。
度が8%以内でかつ伸度差が4.5%以内のものを〇と
し、破断伸度が8%よりも大きいものと、伸度差が4.
5%よりも大きいものを×とした。
ュ織物が伸びにくく印刷寸法精度に優れることを示すも
のである。伸度差が4.5%以内であることは、伸度差
が小さく縦方向と横方向の印刷寸法精度が揃つているこ
とを示すものである。
向、横方向とも破断伸度が8%以内でかつ伸度差が4.
5%以内である。この時の横線の単線引張強さは、縦線
の単線引張強さの78〜97%である。
破断伸度が8%以内でかつ伸度差が4.5%以内であ
る。この時の横線の線径は縦線の線径の90〜98%で
あり、また横線の単線引張強さは、縦線の単線引張強さ
の80〜97%である。
る。製織したメッシュ織物は、メッシュ数114本/c
m(290本/インチ)である。製織荷重の数値は実施
例4に対しての百分率で表したもので、数値が小さいほ
ど織機荷重が軽く、数値が大きいほど織機荷重が重いこ
とを示すものである。縦線切れ回数及び胴切れ回数は、
製織した長さ(m)に対して各欠点の発生した回数を記
載したものであり、数値が小さいほど欠点が少なく製織
状態が良いことを示すものである。
の荷重のみで縦線の屈曲を調整する場合を比較するた
め、実施例4に無理に織機荷重を掛けた比較例7の4つ
の条件で製織状態を比較した。実施例4,8,13はそ
れぞれ200m製織し、その結果を示してある。比較例
7は製織が困難で30m製織した段階で製織を中止した
ため、30mでの結果を示してある。
織性に優れるものを〇、欠点はやや多いが品質・製織性
に特に影響しないものを△、欠点が多く品質・製織性に
劣るものを×とした。
線の単線引張強さが縦線の単線引張強さよりも小さい素
線を使用することにより、縦線の屈曲と横線の屈曲の差
を小さくした場合、織機上での縦線に掛ける荷重を少な
くすることが可能であり、縦線に掛かる負荷が小さくて
すむため、縦線切れや胴切れといつた欠点が著しく減少
する。
接掴みストレッチャーで引つ張りスクリーン枠に接着固
定する方法である直張りと呼ばれる方法で紗張りを行つ
た結果を示すものである。実施例3と比較例1,4のメ
ッシュ織物を使用し試験を行つた。ストレッチャーはミ
ノグループ製、テンションゲージは東京プロセスサービ
ス製、紗張り枠は12インチ・アルミダイキャスト枠を
使用した。設定値の数値が小さいほどハイテンション
(高張力)で紗張りできることを示すものである。ま
た、テンションの落ち(設定値と切り離し後の数値の
差)が小さいほど弾性回復力が大きいとともに、寸法変
化が小さく寸法精度に優れることを示すものである。
3は、比較例1,4よりも極めて高いテンションで直張
りの紗張りが可能であり、さらに切り離し後のテンショ
ンの変化が小さい。ハイテンション(高張力)での紗張
りが可能であるため、紗張り時のメッシュ織物の破断を
著しく減少させることが可能であり、さらにテンション
の落ちが小さいことと併せて、印刷時の寸法精度が著し
く向上させることが可能である。
を行つた結果を示すものである。印刷に使用したメッシ
ュ織物は、実施例3と比較例1のメッシュ織物である。
使用メッシュの物性及び版テンションは表6に示すとお
りである。
とドット径が100μm×25個のパターンの2種類の
パターンを使用し製版した版で印刷した。ドット印刷結
果の印刷径は、印刷されたドットの径を測定した結果で
ある。パターンの径と、印刷されたドットの径の値が等
しく、誤差が小さいほど再現性に優れ、高精度な印刷で
あることを示す。印刷数は、印刷されたドットがドット
の形を形成したものをカウントした結果である。パター
ンの個数に対し、印刷数が少ないほどドットを形成でき
ず、印刷再現性に劣り、精度の悪い印刷であることを示
すものである。
μm、スペース幅100μmのパターンを使用し製版し
た版で印刷した。印刷結果のライン印刷幅は、印刷され
たラインの幅を測定した結果である。スペース幅は、印
刷されたラインとラインの間隔を測定した結果である。
パターンの幅と、印刷されたライン幅及びスペースの幅
の値が等しく、誤差が小さいほど再現性に優れ、高精度
な印刷であることを示すものである。
明品である実施例3は比較例1よりも極めて再現性の高
い、高精度な印刷が可能である。
ある。印刷に使用したメッシュ織物は、実施例4と比較
例2のメッシュ織物である。使用メッシュの物性及び版
テンションは表7に示すとおりである。パターンの線幅
は40μmである。
2.5° 乳剤:ジアゾ樹脂系 高密度で高精度な印刷を行う場合、40μm幅という極
めて細いラインの印刷が可能なメッシュ織物が必要とな
つてくる。
明品である実施例4のメッシュ織物は40μmのライン
が安定して印刷でき、高精度・高密度な印刷が可能であ
る。
したメッシュ織物は実施例4,8のメッシュ織物と比較
例2,5のメッシュ織物である。使用したパターンは格
子パターンであり、交点は25点、サイズは縦×横=3
50mm×250mmである。
の格子交点25点のズレを、測長機にて測定し求めた。
最大伸びは25点の中で最も大きかつたズレの数値を、
最小伸びは25点の中で最も小さかつたズレの数値を、
平均値は25点のズレの平均値をそれぞれ示したもので
ある。版と印刷物とのズレの数値が小さいほど印刷寸法
精度に優れていることを示すものである。また、印刷回
数が増えても寸法変化が小さいほど、印刷寸法精度、弾
性回復力、耐久性に優れていることを示すものである。
明品である実施例4,8のメッシュ織物は、比較例2,
5のメッシュ織物よりも極めて寸法変化が小さく、印刷
回数が増えても寸法変化が小さい。つまり、極めて寸法
精度、弾性回復力、耐久性に優れているのが判る。また
実施例4のメッシュ織物と実施例8のメッシュ織物を比
較すると、縦方向と横方向の伸度差が小さい実施例8の
メッシュ織物の方が寸法精度に優れているのが判る。
く、寸法精度、弾性回復力、耐久性に優れるという、ス
クリーン印刷用メッシュ織物に要求される全ての条件を
持ち合わせているため、高精度・高密度な印刷を可能と
するものである。さらに、縦方向と横方向の伸度差を小
さくすることにより、縦方向と横方向の印刷寸法精度を
揃えたスクリーン印刷用メッシュ織物を安定した品質で
効率良く提供できる。
Claims (5)
- 【請求項1】引張強度が2600〜3500N/m
m2、破断伸度が1〜5%であるオーステナイト系ステ
ンレス極細線の縦線と、引張強度が縦線の78〜97%
(ただし、下限2600N/mm2)であって、破断伸
度が1〜5%であるオーステナイト系ステンレス極細線
の横線とからなり、引張強度を示す係数[引張荷重
(N)÷測定幅(mm)÷メッシュ織物の厚さ(m
m)]が縦・横方向ともに150〜230であることを
特徴とするスクリーン印刷用金属メッシュ織物。 - 【請求項2】引張強度が2600〜3500N/m
m2、破断伸度が1〜5%であるオーステナイト系ステ
ンレス極細線の縦線と横線とからなるスクリーン印刷用
金属メッシュ織物であって、横線の線径が縦線の90〜
98%であり、引張強度を示す係数[引張荷重(N)÷
測定幅(mm)÷メッシュ織物の厚さ(mm)]が縦・
横方向ともに150〜230であることを特徴とするス
クリーン印刷用金属メッシュ織物。 - 【請求項3】前記メッシュ織物の縦線と横線の線径が1
0〜30μm、メッシュ数が70〜180本/cm(1
80〜460本/inch)である、請求項1または2に記
載のスクリーン印刷用金属メッシュ織物。 - 【請求項4】線径が10〜21μm未満であるオーステ
ナイト系ステンレス極細線の縦線と横線からなり、メッ
シュ数が70〜180本/cm(180〜460本/in
ch)、破断伸度が6.5%以下でかつ縦破断伸度から横
破断伸度を引いた値が3.5%以下である、請求項1ま
たは2に記載のスクリーン印刷用金属メッシュ織物。 - 【請求項5】線径が21〜30μm未満であるオーステ
ナイト系ステンレス極細線の縦線と横線からなり、メッ
シュ数が70〜130本/cm(180〜330本/in
ch)、破断伸度が8%以下でかつ縦破断伸度から横破断
伸度を引いた値が4.5%以下である、請求項1または
2に記載のスクリーン印刷用金属メッシュ織物。
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