JP7473324B2

JP7473324B2 - コンビネーションスクリーン版

Info

Publication number: JP7473324B2
Application number: JP2019200829A
Authority: JP
Inventors: 浩大高; 裕樹佐野
Original assignee: NBC Meshtec Inc
Current assignee: NBC Meshtec Inc
Priority date: 2019-11-05
Filing date: 2019-11-05
Publication date: 2024-04-23
Anticipated expiration: 2039-11-05
Also published as: JP2021074893A

Description

本発明は、スクリーン印刷用のコンビネーションスクリーン版に関するものである。

従来、スクリーン印刷装置においては、静電気を除去する機能は必ずしも十分ではなく、スキージングによって発生した静電気が完全に除去されずにマスクプレートに蓄積して、マスクプレートを高電位に帯電させてしまうことがある。そして、マスクプレートが帯電した状態のままスクリーン印刷が行われると、印刷対象の基板に既に電子部品が実装されている場合には、これらの電子部品にダメージを与えるおそれがある。また、印刷対象の基板に電子部品が実装されていない場合には、これらの基板がマスクプレートから導電した電荷によって帯電した状態のまま後工程に送られ、ここで実装される電子部品に対してダメージを与えるおそれがある。

例えば、メタルマスクの代わりに導電性を有するスクリーンとし、さらに導電性を有するスクリーン略全面に感光性樹脂を塗布し、所望の開口パターンを形成した、いわゆるコンビネーションスクリーン印刷版においても、スキージング時に発生した静電気が帯電する場合がある。その影響により、例えばスクリーン印刷時にインキやペースト等の印刷物が飛び散って被印刷物の不必要な部分に付着するといった現象（いわゆる「飛び散り」と呼ばれる現象）が発生したり、スクリーン印刷で被印刷物上にパターン形成したインキやペースト等の印刷物の周りにひげが生えたようになる現象（いわゆる「ひげ」や「糸引き」と呼ばれる現象）が発生したりして、それらが原因で印刷不具合をもたらす場合がある。よってコンビネーションスクリーン印刷版においても、静電気の帯電に起因する印刷不具合を防止することは必要不可欠となっている。

上述したような、静電気の帯電に起因する印刷不具合を解決したものとして、例えば、特許文献１に記載のコンビネーションスクリーン印刷版が開示されている。このコンビネーションスクリーン印刷版では、導電性材料（導電性テープ）の一端を、感光性樹脂層を介さずに導電性スクリーンに貼り付けるとともに、導電性材料（導電性テープ）の他端を導電性スクリーン枠に貼り付けている。

特開２０１９－０５１６６４号公報

しかしながら、特許文献１では、導電性材料（導電性テープ）を導電性スクリーン及び導電性スクリーン枠のそれぞれに貼り付けなければならないため、この貼り付け作業に手間がかかる。また、導電性材料（導電性テープ）を貼り付けた場合には、コンビネーションスクリーン印刷版を使用し続けている間に、導電性材料（導電性テープ）が剥がれてしまうことがある。特許文献１では、導電性材料（導電性テープ）の剥がれを防止するために、導電性材料（導電性テープ）を覆うように保護テープを貼るようにしているが、この場合には、保護テープを貼り付ける作業に手間がかかる。

本発明は、特許文献１のような貼り付け作業を行うことなく、印刷パターンの画像を形成する画像形成用スクリーンの帯電を防止することができるコンビネーションスクリーン版を提供することを目的とする。

本発明であるコンビネーションスクリーン版は、インクを保持し、画像を形成するための画像形成用スクリーンと、画像形成用スクリーン及び枠に固定されることにより、画像形成用スクリーンを支持する支持用スクリーンと、を有する。支持用スクリーンの表面抵抗率は、１×１０^１１［Ω／□］以下である。

支持用スクリーンの表面抵抗率を１×１０^２［Ω／□］以上、１×１０^１１［Ω／□］以下とすることができる。

画像形成用スクリーンは、金属で形成することができる。

画像形成用スクリーンの表面抵抗率Ｒｉ［Ω／□］と、支持用スクリーンの表面抵抗率Ｒо［Ω／□］とは、下記式（Ｉ）に示す条件を満たすことが好ましい。
１×１０^７≦Ｒｉ×Ｒо≦１×１０^１１・・・（Ｉ）

本発明によれば、画像形成用スクリーンの帯電を防止することができるコンビネーションスクリーン版を提供することができる。

コンビネーションスクリーン版の模式図である。

本発明の実施形態であるコンビネーションスクリーン版について、図１を用いて説明する。図１は、コンビネーションスクリーン版を示す模式図である。本実施形態のコンビネーションスクリーン版１００は、スクリーン印刷に用いられ、枠１０１と、画像形成用スクリーン１０２と、支持用スクリーン１０３とを有する。スクリーン印刷は、例えば、ＰＤＰ（Plasma Display Panel）製造時における蛍光体印刷、太陽電池の電極印刷、液晶シール印刷、基板の穴埋め印刷、コンデンサの電極と誘電体の印刷、ＴＡＢ（Tape Automated Bonding）やＣＯＦ（Chip On Film）等のレジスト印刷といったエレクトロニクス関連等の精密パターン形成の分野で利用される。

枠１０１は、画像形成用スクリーン１０２及び支持用スクリーン１０３に張力を与えるために用いられ、スクリーン印刷機に取り付けられる。枠１０１の構造は、中実構造であってもよいし、中空構造であってもよい。中空構造の枠１０１を用いる場合には、枠１０１の肉厚を厚くしたり、リブなどの補強部材を設けたりすることにより、枠１０１の強度を向上させることができる。

枠１０１の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、木材、樹脂、金属を用いることができ、金属としては、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄鋼、鉄合金が挙げられる。ここで、軽量化、高強度化、耐薬品性、加工の容易性を考慮すると、アルミニウム合金を用いることができる。後述するように、枠１０１には、画像形成用スクリーン１０２からの静電気が流れるようになっており、枠１０１は接地されている。枠１０１の材料が、木材や樹脂などのような電気が流れにくい材料である場合には、画像形成用スクリーン１０２からの静電気を逃がす経路を確保することが好ましい。

画像形成用スクリーン１０２は、コンビネーションスクリーン版１００の中央に配置され、画像の形成に用いられるインクを保持するための複数の孔を有する。画像形成用スクリーン１０２は、上述したインク保持用の孔を有していればよく、メッシュ織物やシートとして構成することができる。画像形成用スクリーン１０２の材料としては、金属や、導電材料を含む樹脂を用いることができ、印刷精度の観点から、金属が好ましい。本実施形態は、後述するように、画像形成用スクリーン１０２の帯電を防止することを目的としているため、画像形成用スクリーン１０２は、帯電する材料で形成される。

画像形成用スクリーン１０２をメッシュ織物として構成する場合には、金属製の線材を用いたり、樹脂繊維又はガラス繊維を用いたりすることができる。金属としては、例えば、ステンレス、タングステン、ニッケル、高強度鋼が挙げられる。また、樹脂としては、例えば、プラスチックを用いることができる。画像形成用スクリーン１０２をシートとして構成する場合には、このシートの基材に対して複数の孔を形成すればよい。例えば、金属製のシートを用いる場合には、エッチング処理、レーザ処理、電鋳法によって複数の孔を形成することができる。

支持用スクリーン１０３は、画像形成用スクリーン１０２を支持する。具体的には、支持用スクリーン１０３は、枠状に形成されており、支持用スクリーン１０３の内縁部が画像形成用スクリーン１０２の外縁部に固定されているとともに、支持用スクリーン１０３の外縁部が枠１０１に固定されている。コンビネーションスクリーン版１００を用いたスクリーン印刷を行うときには、支持用スクリーン１０３が伸縮することによって、画像形成用スクリーン１０２を印刷面に沿わせることができる。これにより、画像形成用スクリーン１０２を印刷面に沿わせながら、画像形成用スクリーン１０２に保持されたインクを印刷面に転写することができ、印刷精度を担保することができる。

支持用スクリーン１０３の表面抵抗率（シート抵抗ともいう）Ｒоは、画像形成用スクリーン１０２の表面抵抗率Ｒｉよりも高いとともに、１×１０^１１［Ω／□］以下である。支持用スクリーン１０３の表面抵抗率Ｒоを１×１０^１１［Ω／□］以下とすることにより、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気を画像形成用スクリーン１０２の外部に逃がしやすくすることができ、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制することができる。具体的には、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気が、支持用スクリーン１０３を介して枠１０１に流れることにより、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制することができる。

ここで、画像形成用スクリーン１０２からの静電気が流れ込む枠１０１は、接地しておけばよい。表面抵抗率Ｒоが高すぎると、言い換えれば、表面抵抗率Ｒоが１×１０^１１［Ω／□］よりも高いと、支持用スクリーン１０３は、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気を枠１０１に逃がしにくくなり、画像形成用スクリーン１０２が帯電したままとなってしまう。

ここで、支持用スクリーン１０３の表面抵抗率Ｒоは、１×１０^２［Ω／□］以上であることが好ましく、１×１０^６［Ω／□］以上であることがより好ましく、１×１０^８［Ω／□］以上であることがさらに好ましい。支持用スクリーン１０３の表面抵抗率Ｒоが低すぎると、言い換えれば、表面抵抗率Ｒоが１×１０^２［Ω／□］未満であると、画像形成用スクリーン１０２及び支持用スクリーン１０３の両方が帯電しやすくなり、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制しにくくなる。なお、表面抵抗率Ｒо，Ｒｉは、ＪＩＳＫ６９１１又はＪＩＳＫ７１９４の規定に準じて測定することができる。

画像形成用スクリーン１０２の表面抵抗率Ｒｉと、支持用スクリーン１０３の表面抵抗率Ｒоとは、下記式（１）に示す条件を満たすことが好ましく、下記式（２）に示す条件を満たすことがさらに好ましい。
１×１０^７≦Ｒｉ×Ｒо≦１×１０^１１・・・（１）
１×１０^８≦Ｒｉ×Ｒо≦１×１０^１１・・・（２）

表面抵抗率Ｒоが１×１０^２～１×１０^１１［Ω／□］であるとき、上記式（１）に示す条件を満たすためには、表面抵抗率Ｒｉが１×１０^－４～１×１０^９［Ω／□］であればよい。また、表面抵抗率Ｒоが１×１０^２～１×１０^１１［Ω／□］であるとき、上記式（２）に示す条件を満たすためには、表面抵抗率Ｒｉが１×１０^－４～１×１０^９［Ω／□］であればよい。ここで、表面抵抗率Ｒｉは、１×１０^０（＝１）以下であることが好ましい。

上記式（１）に示す条件を満たすことにより、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気を画像形成用スクリーン１０２の外部に逃がしやすくすることができ、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制することができる。具体的には、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気が、支持用スクリーン１０３を介して枠１０１に流れることにより、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制することができる。

一方、画像形成用スクリーン１０２の表面抵抗率Ｒｉと、支持用スクリーン１０３の表面抵抗率Ｒоとは、下記式（３）に示す条件を満たすことが好ましい。
１×１０^－７≦Ｒо／Ｒｉ≦１×１０^１５・・・（３）
なお、上記式（３）に示す表面抵抗率Ｒо，Ｒｉの比（Ｒо／Ｒｉ）は、０よりも大きい値である。

上記式（３）に示す条件を満たすことにより、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気を画像形成用スクリーン１０２の外部に逃がしやすくすることができ、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制することができる。具体的には、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気が、支持用スクリーン１０３を介して枠１０１に流れることにより、画像形成用スクリーン１０２の帯電を抑制することができる。

支持用スクリーン１０３は、画像形成用スクリーン１０２を支持してスクリーン印刷時に伸縮するとともに、上述した表面抵抗率Ｒоを有していればよく、支持用スクリーン１０３の具体的な構造は適宜決めることができる。例えば、支持用スクリーン１０３の構造体の表面に、表面抵抗率Ｒоが上述した値を示す被覆層を形成することができる。被覆層は、導電材料を含む溶液を支持用スクリーン１０３の構造体の表面に塗布することによって形成することができる。導電材料としては、例えば、金属微粒子やカーボンナノチューブを用いることができる。溶液には、樹脂を含めることができ、導電材料を分散させやすくするために界面活性剤を含めることができる。

また、支持用スクリーン１０３は、織物で構成したり、織物及びシートを一体的に構成した複合体で構成したりすることができる。この複合体においては、織物及びシートを積層することもできるし、織物及びシートを平面内で並べた状態で互いに接続することもできる。また、複合体においては、複数の織物を用いたり、複数のシートを用いたりすることができる。

ここで、織物を構成する糸としては、例えば、樹脂繊維や無機繊維を用いることができる。このような繊維を用いることにより、スクリーン印刷において、支持用スクリーン１０３の伸縮を許容して、画像形成用スクリーン１０２を印刷面に沿わせることができる。

樹脂繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、６－ナイロン、６，６－ナイロン、ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、変成ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）、アラミド、ポリアリレート、超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷ）、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリパラフェニレンベンゾビスチアゾール（ＰＢＴ）、ポリベンゾイミダゾール（ＰＢＩ）、液晶ポリマーといった樹脂で形成された繊維を用いることができる。無機繊維としては、例えば、炭素繊維やガラス繊維を用いることができる。

織物の構造については、特に制限は無く、平織り、綾織、朱子織り、斜子織りなどを用いることができる。支持用スクリーン１０３を構成する織物は、１枚の織物に限定されるものではなく、同じ織り構造を有する複数の織物や、互いに異なる織り構造を有する複数の織物を重ねて用いることができる。また、織物を構成する糸は、モノフィラメントであってもよいし、芯鞘構造を有するマルチフィラメントであってもよい。

支持用スクリーン１０３を構成するシートの材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、６－ナイロン、６，６－ナイロン、ポリエチレン、エチレン－酢酸ビニル共重合体、ポリカーボネート、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、変成ポリフェニレンエーテル（ＰＰＥ）を用いることができる。

次に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。

（実施例１）
枠１０１として、アルミニウム製の枠を用いた。この枠１０１について、外形寸法は３８０ｍｍ×３８０ｍｍであり、内形寸法は３２０ｍｍ×３２０ｍｍであり、厚さ（図１の紙面と直交する方向の長さ）は３０ｍｍである。また、枠１０１は、肉厚が２ｍｍであるアルミ板から形成された中空構造を有する。枠１０１は接地されている。

画像形成用スクリーン１０２の外形寸法は、２２０ｍｍ×２２０ｍｍである。画像形成用スクリーン１０２としては、線径が２３μｍであるステンレス製の線材によって製織され、メッシュ数（１インチ当たりにおける糸の本数）が３２５（本／ｉｎｃｈ）であるステンレススクリーンメッシュ（Ｍ１０３２５－０２３、株式会社ＮＢＣメタルメッシュ製）を用いた。

支持用スクリーン１０３としては、直径が３５μｍである合成繊維のポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸によって製織され、メッシュ数が２８０（本／ｉｎｃｈ）であるメッシュ織物を用い、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸の表面には、導電性の微粒子（金属微粒子）が混ぜられた樹脂溶液を塗布した。導電性の微粒子を含む樹脂溶液は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸の表面に噴射して乾燥させることにより、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸の表面に固定することができる。

支持用スクリーン１０３の経糸と、画像形成用スクリーン１０２の経糸とが同一方向に並ぶとともに、支持用スクリーン１０３の緯糸と、画像形成用スクリーン１０２の緯糸とが同一方向に並ぶように、支持用スクリーン１０３を画像形成用スクリーン１０２に固定した。また、支持用スクリーン１０３の経糸又は緯糸が、枠１０１に対して２３°だけ傾斜するように、支持用スクリーン１０３を枠１０１に固定した。これにより、画像形成用スクリーン１０２の経糸又は緯糸も、枠１０１に対して２３°だけ傾斜する。

上述したようにコンビネーションスクリーン版１００を製造した後、画像形成用スクリーン１０２に感光性乳剤を１０μｍの厚さで塗布し、１４０ｍｍ×１４０ｍｍの印刷パターンを形成した。テンションゲージＳＴＧ－７５Ｂ（サン技研社製）を用いて、画像形成用スクリーン１０２の中央部での張力を測定したところ、張力は１．０ｍｍであり、クリアランスは３．２ｍｍであった。

（比較例１）
支持用スクリーン１０３として、ＥＸ２８０－３５μ（株式会社ＮＢＣメッシュテック製）を用いた。ＥＸ２８０－３５μは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸で形成されたメッシュ織物である。このポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸の表面は外部に露出しており、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）の糸の表面には、実施例１のような表面処理が行われていない。支持用スクリーン１０３以外の構成は、実施例１と同じである。テンションゲージＳＴＧ－７５Ｂ（サン技研社製）を用いて、画像形成用スクリーン１０２の中央部での張力を測定したところ、張力は１．０ｍｍであり、クリアランスは３．４ｍｍであった。

（実施例２）
本実施例では、支持用スクリーン１０３として、以下に説明するメッシュ織物を用いた。支持用スクリーン１０３以外の構成は、実施例１と同じである。

まず、ポリエステル樹脂と、アクリル樹脂と、ノニオン系界面活性剤（エボニック社製：ＷＥＴ５１０）と、単層カーボンナノチューブ（長さ：１μｍ以上２０μｍ以下）を水に分散したカーボンナノチューブ分散液を、水と混合することにより、塗液を用意した。一方、直径が３５μｍであり、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）で形成された糸（経糸及び緯糸）を平織りに製織することにより、メッシュ数が２８０（本／ｉｎｃｈ）であるメッシュ織物を用意した。

上述したメッシュ織物に対してコロナ処理を行った後、メッシュ織物を上述した塗液に浸漬し、塗液をメッシュ織物に塗布した。メッシュ織物に塗布された塗液を熱風によって乾燥し、この塗液から構成される被覆層をメッシュ織物の表面に形成した。この被覆層が形成されたメッシュ織物を、本実施例の支持用スクリーン１０３として用いた。

上述した塗液の組成と被覆層の厚みを下記表１に示す。なお、下記表１に示す被覆層の厚みは、支持用スクリーン１０３の３箇所（任意）の断面において、被覆層の厚みを走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）でそれぞれ測定し、測定した被覆層の厚みを加算平均した値である。

実施例１，２および比較例１であるコンビネーションスクリーン版１００のそれぞれについて、表面抵抗率および摩擦帯電圧を測定した。摩擦帯電圧の測定については、ウエスを用いて画像形成スクリーン１０２の表面を３０回だけ摩擦し、この摩擦直後（０分）の摩擦帯電圧と、摩擦を終了してから５分が経過したときの摩擦帯電圧とを測定した。摩擦帯電圧の測定は、静電気測定器（ＹＣ－１０２，アズワン製）を用いた。

また、表面抵抗率の測定は、高抵抗領域の抵抗率計（ハイレスタ－ＵＸＭＣＰ－ＨＴ８００，定電圧印加／漏洩電流測定方式，株式会社三菱ケミカルアナリテック製）と、低抵抗領域の抵抗率計（ロレスタ－ＧＸＭＣＰ－Ｔ７００，定電流印加方式／四深針方式，株式会社三菱ケミカルアナリテック製）を用い、画像形成用スクリーン１０２と支持用スクリーン１０３にまたがるようにプローブを接触させて表面抵抗率を測定した。この測定結果を下記表２に示す。

実施例１，２では、比較例１と比べて、摩擦直後（０分）における摩擦帯電圧が低かった。また、比較例１では、摩擦を終了してから５分が経過しても、摩擦帯電圧は低下しにくかったが、実施例１，２では、摩擦を終了してから５分が経過したときには、摩擦帯電圧が０［ｋＶ］となった。このため、実施例１，２によれば、画像形成用スクリーン１０２に発生した静電気を効率良く除去できることが分かる。

１００：コンビネーションスクリーン版、１０１：枠、１０２：画像形成用スクリーン、
１０３：支持用スクリーン

Claims

インクを保持し、画像を形成するための画像形成用スクリーンと、
前記画像形成用スクリーン及び枠に固定されることにより、前記画像形成用スクリーンを支持する支持用スクリーンと、を有し、
前記支持用スクリーンの表面抵抗率が１×１０^１１［Ω／□］以下であり、
下記式（Ｉ）に示す条件を満たし、
前記支持用スクリーンの表面抵抗率が前記画像形成用スクリーンの表面抵抗率よりも高いことを特徴とするコンビネーションスクリーン版。
１×１０ ^７ ≦Ｒｉ×Ｒо≦１×１０ ^１１・・・（Ｉ）
ここで、Ｒｉは、前記画像形成用スクリーンの表面抵抗率［Ω／□］であり、Ｒоは、前記支持用スクリーンの表面抵抗率［Ω／□］である。
前記支持用スクリーンの表面抵抗率が１×１０^２［Ω／□］以上、１×１０^１１［Ω／□］以下であることを特徴とする請求項１に記載のコンビネーションスクリーン版。
前記画像形成用スクリーンは、金属で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコンビネーションスクリーン版。
前記画像形成用スクリーンの表面抵抗率が１Ω／□以下であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のコンビネーションスクリーン版。