JPH04249157A - 撥水撥油性スキージおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は回路基板，液晶表示装置
，サーマルヘッド等のファインパターンの要求される電
子部品において、誘電体（絶縁体，磁性体）や電導体（
配線，抵抗体），カラーフィルター，レジストパターン
の形成を凹版印刷によって行う際に使用するスキージお
よびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、回路基板，液晶表示装置，サ
ーマルヘッド等の電子部品の製造においては微細な導電
パターンの形成技術が用いられており、近年、従来のフ
ォトレジストを用いた製造方法に比べ、生産性，コスト
，大面積化等の面より、各種印刷方法を用いた微細パタ
ーンの製造方法が提案されている。この中でも特に凹版
オフセット印刷技術が、従来のスクリーン印刷技術に変
わるものとして注目されている［日経エレクトロニクス
別冊「フラットパネル・ディスプレイ’９０」（１９８
９）掲載］。

【０００３】上記凹版オフセット印刷の代表的な従来例
について、以下に図４（Ａ），（Ｂ）を用いて説明する
。図４（Ａ）は凹版を示す斜視図、図４（Ｂ）は凹版に
インキを充填する作業を示す断面図である。図４におい
て、１は凹版、２は凹部パターン、３はインキ、４はス
キージ、５はインキ汚れを示すものである。また矢印は
スキージ４の移動する方向を示し、スキージ４の移動に
より凹部パターン２にインキ３を充填するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成で実際に凹版オフセット印刷方法を用いて印刷し
てみると、特に印刷パターンのピッチ（線幅と線間幅の
合計）がファインパターン化（数十μｍ以下と狭くなる
）するほど、凹部パターンの単位長さ当りの凹溝本数が
増加することにつながり、結果的にスキージ４が細かく
振動（凹版１の凹凸でカチカチ鳴ってしまう現象で、凹
版１中のインキ３を物理的に飛ばしてしまうこともある
）し、スキージ４も汚れ、オープンやショート等の不良
発生の原因になり、印刷基板の歩留りを悪化させるとい
う課題を有していた。また、汚れたスキージ４は溶剤等
を用いて拭き取るが、インキ３はなかなか落ちにくく、
汚れにくいスキージ４が望まれており、従来より、スキ
ージ４の高性能化には、金属あるいはセラミック等の材
質，形状，研磨度，硬度等の最適条件を見出す研究が行
われてきたが、今日現在でこれらを満足する結果はまだ
得られていないのが実情である。

【０００５】本発明は上記従来例の課題を解決し、撥水
撥油性に優れたスキージを提供することにより、スキー
ジを行った後のスキージ表面のインキ残りを少なくし凹
版オフセット印刷を精度・歩留り面で大きく改善した撥
水撥油性スキージおよびその製造方法を提供することを
目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明による撥水撥油性スキージおよびその製造方法
はフッ素を含む化学吸着単分子膜をスキージ表面に形成
したものである。一般的にスキージは、ガラス，セラミ
ック、または金属製であり、表面に水酸基を含んでおり
、一端にクロルシラン基（ＳｉＣｌｎＸ３−ｎ基、ｎ＝
１，２，３、Ｘは官　能基）を有する直鎖状炭素鎖を含
む分子、例えばフッ化炭素基およびクロロシラン基を含
むクロロシラン系活性剤を混ぜた非水系溶媒に接触させ
て前記スキージ表面の水酸基と前記クロロシリル基を複
数個含む物質のクロロシリル基を反応させて前記物質よ
りなる単分子膜を前記スキージ表面に析出させる、ある
いはクロロシリル基を複数個含む物質を混ぜた非水系溶
媒に接触させて前記スキージの水酸基と前記クロロシリ
ル基を複数個含む物質のクロロシリル基を反応させて前
記物質を前記スキージ表面に析出させる工程と、非水系
有機溶媒を用い前記スキージ表面に残った余分なクロロ
シリル基を複数個含む物質よりなるシロキサン系単分子
膜を形成する工程と、一端にクロルシラン基を有する直
鎖状炭素鎖を含むシラン系界面活性剤をスキージ上に化
学吸着し単分子吸着膜を累積する工程とによりスキージ
表面にフッ化炭素系化学吸着単分子累積膜を形成するよ
うにしたものである。

【０００７】

【作用】このように構成される撥水撥油性スキージはき
わめて薄いナノメータレベルの膜厚のフッ化炭素系単分
子膜をスキージ表面に形成するため、スキージの精度を
損なうことがない。また、このフッ化炭素系単分子膜は
撥水撥油性に優れるため、粘着性の非常に高いインキを
用いて凹版印刷する際においても、スキージを行った後
のスキージ表面のインキ残りを少なくすることが可能と
なる。またスキージと凹版との摩擦を少なくすることが
でき、スキージおよび凹版の寿命を長くすることができ
る。従って、印刷歩留りの高いスキージを提供すること
ができる。

【０００８】

【実施例】（実施例１）以下、本発明の一実施例による
撥水撥油性スキージおよびその製造方法について図面を
用いて説明する。

【０００９】図１は本発明によるスキージ４の構成を示
す斜視図であり、図１において、スキージ４は、表面に
化学吸着単分子膜６を形成して構成されている。

【００１０】上記スキージ４は感光性樹脂を用いた凹版
印刷用に市販されているジルコニアセラミック製のもの
を用い、このスキージ４に化学吸着単分子膜６を用いて
撥水撥油性処理をしたものである。

【００１１】図２は上記撥水撥油性処理を示すための断
面概念図であり、まず前記ジルコニアセラミック製スキ
ージ４を有機溶媒で洗浄した後、フッ化炭素基およびク
ロロシラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えば
ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２　ＳｉＣｌ３を用い、
１％程度の濃度で溶かした溶液［８０％ｎ−ヘキサデカ
ン（トルエン，キシレン，ジシクロヘキシルでもよい）
，１０％四塩化炭素，８％クロロホルム］を調整し、前
記スキージ４を２時間程度浸漬するとスキージ４の膜に
は自然酸化膜が形成されているために、この酸化膜表面
には水酸基が多数含まれておりフッ化炭素基およびクロ
ロシラン基を含む物質のＳｉＣｌ基と前記水酸基が反応
し脱塩素反応が生じ、スキージ４全面に亘り、

【００１２】

【化１】

【００１３】の結合が生成され、フッ素を含む化学吸着
単分子膜６がスキージ４の表面と化学結合した状態でお
よそ１５オングストロームの膜厚で形成することができ
た。なお、化学吸着単分子膜６はきわめて強固に化学結
合しているので全く剥離することがなかった。また、ス
キージ４の材質は、セラミック，ガラス以外の銅，ニッ
ケル，亜鉛等の金属の場合でも、表面は自然酸化膜でお
おわれているので当然水酸基が含まれており、上述と同
様の化学吸着単分子膜６を吸着時間を調整するのみで同
様の方法を用いて形成できた。

【００１４】次に、このスキージ４を用いて凹版オフセ
ット印刷を試みた。先ず、従来の何も表面処理をしてい
ないスキージ（以下、未処理スキージと呼ぶ）と、未処
理スキージに上記本発明によるフッ素を含む化学吸着単
分子膜６を表面に形成することで作成した撥水撥油性ス
キージ（以下、処理スキージと呼ぶ）を用意した。また
、印刷機はコンピュータ制御のサーボモータで凹版およ
び被印刷体を載せたスキージを高精度に動かすようにな
ったものを用いた。凹版は、Ａ４版サイズのライン型サ
ーマルヘッドのパターン（ピッチ５０ミクロンのパター
ンが１枚の凹版に約２００００カ所あるもの）を準備し
、インキとしては、エッチングレジストインキおよび金
レジネートインキを用いた。

【００１５】スキージ４の性能評価方法は、この凹版を
用いてグレーズアルミナ基板上に前記エッチングレジス
トインキおよび金レジネートインキを用いて、各１０枚
，５００枚と連続して印刷した後のスキージ４の汚れ具
合、および汚れの拭き取りやすさを評価した。インキ汚
れの拭き取りには、汚れ拭き取り用ウエスからの繊維ゴ
ミの発生を避けるために、市販のクリーンウエスの中で
も特に発塵性の低いものを用い、さらにアセトンを併用
して行った。その結果、 エッチングレジストの場合 未処理スキージ　　　　１０枚目，５００枚目ともに汚
れ大および拭き取り難 処理スキージ　　　　　　１０枚目，５００枚目ともに
汚れ小および拭き取り軽 以上のように、処理スキージは未処理スキージに比較し
て、インキ３の汚れも付きにくく、付いた汚れも簡単に
除去できることがわかる。このように、スキージ４が汚
れにくい、汚れてもクリーニングしやすいのでスキージ
４各部分に汚れとして付着したインキ３が乾燥してでき
たかけら（インキかす）が発生しにくく、結果的に印刷
物の歩留りを上げることが可能になる。また、処理スキ
ージは未処理スキージに比較してスキージを行う際の動
きもより滑らかであり、印刷パターンもシャープなもの
が得られた。

【００１６】また、スキージ４全面に形成された化学吸
着単分子膜６の内、撥水撥油性を必要としない部分の化
学吸着単分子膜６は除去してもよく、その除去方法とし
ては、サンドブラスト等の物理的な方法以外にも化学吸
着単分子膜６を残したい部分に粘着性物質（ポリイソブ
チレン等の樹脂）を付着させた後、酸素プラズマ（フォ
トレジスト等の除去に用いる酸素アッシャー）等を用い
ることで不要部分を除去することができる。

【００１７】（実施例２）以下、本発明の第２の実施例
について図３を用いて説明する。スキージ４の材料とし
て親水性ではあるが水酸基を含む割合が少ない金属製ス
キージ７（アルミニウム，ステンレス，銀等の金属）の
場合、トリクロロシリル基を複数個含む物質［例えば、
ＳｉＣｌ４、またはＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，Ｃ
ｌ−（ＳｉＣｌ２Ｏ）ｎ−ＳｉＣｌ３（ｎは整数）。特
に、ＳｉＣｌ４を用いれば分子が小さく水酸基に対する
活性も大きいので、スキージ表面を均一に親水化する効
果が大きい］を混ぜた非水系溶媒、例えばクロロホルム
溶媒に１重量％溶解した溶液に３０分程度浸漬すると、
図３（Ａ）で示すように金属製スキージ７の表面には親
水性のＯＨ基８が多少とも存在するので表面で脱塩酸反
応が生じトリクロロシリル基を複数個含む物質のクロロ
シラン単分子膜が形成される。

【００１８】例えば、トリクロロシリル基を複数個含む
物質としてＳｉＣｌ４を用いれば、金属製スキージ７の
表面には少量の親水基のＯＨ基８が露出されているので
、表面で脱塩酸反応が生じ、

【００１９】

【化２】

【００２０】のように分子が−ＳｉＯ−結合を介して表
面に形成される。その後非水系の溶媒、例えばクロロホ
ルムで洗浄してさらに水で洗浄すると、金属製スキージ
７と反応していないＳｉＣｌ４分子は除去され、表面に
は

【００２１】

【化３】

【００２２】等のシロキサン単分子膜９が得られる。な
お、このときできたシロキサン単分子膜９は金属製スキ
ージ７とは−ＳｉＯ−の化学結合を介して完全に結合さ
れているので剥がれることが全くない。また、得られた
シロキサン単分子膜９は表面にＳｉＯＨ結合を数多く持
ち、図３（Ｂ）に示すように当初のＯＨ基８のおよそ３
倍程度の数が生成される。

【００２３】そこでさらに、フッ化炭素基およびクロロ
シラン基を含む物質を混ぜた非水系の溶媒、例えばフッ
化炭素系界面活性剤であるＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２
）２Ｓｉ　Ｃｌ３を用い、１％程度の濃度で溶かした溶
液［８０％ｎ−ヘキサデカン（トルエン，キシレン，ジ
シクロヘキシルでもよい），１０％四塩化炭素，８％ク
ロロホルム］を調整し、前記金属製スキージ７にＳｉＯ
Ｈ結合を数多く持つシロキサン単分子膜９の形成された
上記金属製スキージ７を１時間程度浸漬すると、表面に
は

【００２４】

【化４】

【００２５】の結合が生成され、図３（Ｃ）に示すよう
にフッ素を含む化学吸着単分子膜６が金属製スキージ７
の表面と化学結合した状態でおよそ１５オングストロー
ムの膜厚で形成することができた。なお、上記フッ素を
含む化学吸着単分子膜６はきわめて強固に化学結合して
いるので全く剥離することがなかった。

【００２６】さらにまた、上記実施例では、フッ化炭素
系界面活性剤として ＣＦ３（ＣＦ２）７（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３を用いたが
、アルキル鎖部分にＣ＝ＣやＣ≡Ｃ基を付加したり組み
込んでおけばフッ素を含む化学吸着単分子膜６形成後５
メガラド程度の電子線放射で架橋できるのでさらにフッ
素を含む化学吸着単分子膜６の硬度を向上させることも
可能である。

【００２７】なお、フッ化炭素系界面活性剤として上記
のもの以外にも ＣＦ３ＣＨ２Ｏ（ＣＨ２）１５ＳｉＣｌ３ＣＦ３（ＣＨ
２）２Ｓｉ（ＣＨ３）２（ＣＨ２）１５ＳｉＣｌ３Ｆ（
ＣＦ２）８（ＣＨ２）２Ｓｉ（ＣＨ３）２（Ｈ２）９Ｓ
ｉＣｌ３ ＣＦ３ＣＯＯ（ＣＨ２）１５ＳｉＣｌ３ＣＦ３（ＣＦ２
）５（ＣＨ２）２ＳｉＣｌ３等が利用できることを確認
した。

【００２８】次に、この金属製スキージ７を用いて凹版
オフセット印刷を試みた。先ず、従来のスキージとして
何も表面処理をしていない金属製スキージ（以下、未処
理金属製スキージと呼ぶ）と、未処理の金属製スキージ
に上記本発明によるフッ素を含む化学吸着単分子膜６を
表面に形成することで作成した撥水撥油性金属製スキー
ジ７（以下、処理金属製スキージと呼ぶ）を用意した。 また、印刷機はコンピュータ制御のサーボモータで凹版
および被印刷体を載せたスキージを高精度に動かすよう
になったものを用いた。凹版は、Ａ４版サイズのライン
型サーマルヘッドのパターン（ピッチ５０ミクロンのパ
ターンが１枚の凹版に約２００００カ所あるもの）を準
備し、インキ３としては、エッチングレジストインキお
よび金レジネートインキを用いた。

【００２９】金属製スキージ７の性能評価方法は、この
凹版を用いてグレーズアルミナ基板上に前記エッチング
レジストインキおよび金レジネートインキを用いて、各
１０枚，５００枚と連続して印刷した後の金属製スキー
ジ７の汚れ具合、および汚れの拭き取りやすさを評価し
た。インキ汚れの拭き取りには、汚れ拭き取り用ウエス
からの繊維ゴミの発生を避けるために、市販のクリーン
ウエスの中でも特に発塵性の低いものを用い、さらにア
セトンを併用して行った。

【００３０】エッチングレジストの場合未処理スキージ
　　　　１０枚目，５００枚目ともに汚れ大および拭き
取り難 処理スキージ　　　　　　１０枚目，５００枚目ともに
汚れ小および拭き取り軽 以上のように、金属製スキージ７は未処理スキージに比
較して、インキの汚れも付きにくく、付いた汚れも簡単
に除去できることがわかる。このように、金属製スキー
ジ７が汚れにくい、汚れてもクリーニングしやすいので
金属製スキージ７各部分に汚れとして付着したインキ３
が乾燥してできたかけら（インキかす）が発生しにくく
、結果的に印刷物の歩留りを上げることが可能になる。 また、金属製スキージ７は未処理スキージに比較して動
きもより滑らかであり、このため印刷枚数を５００枚と
増やしてもシャープな印刷パターンが得られた。

【００３１】また、金属製スキージ７は、実施例１で説
明したセラミック製スキージ４に比較して、加工のしや
すさ、価格等でメリットがあり、この金属製スキージ７
に撥水撥油性処理を施すことで、スキージの寿命を長く
することができる。

【００３２】また、金属製スキージ７全面に形成された
化学吸着単分子膜６の内、撥水撥油性を必要としない部
分の化学吸着単分子膜６は除去してもよく、その除去方
法としては、サンドブラスト等の物理的な方法以外にも
、化学吸着単分子膜６を残したい部分に粘着性物質（ポ
リイソブチレン等の樹脂）を付着させた後、酸素プラズ
マ（フォトレジスト等の除去に用いる酸素アッシャー）
等を用いることで不要部分を除去することができる。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明による撥水撥油性ス
キージは構成され、きわめて薄いナノメータレベルの膜
厚のフッ化炭素系単分子膜をスキージ表面に形成するた
め、スキージの精度を損なうことがない。また、このフ
ッ化炭素系単分子膜は撥水撥油性に優れるためスキージ
表面のインキ汚れが発生しにくいものであり、従って印
刷の歩留りを高める効果が大きく、工業的価値の大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例によるスキージの構成を示す
斜視図

【図２】本発明のスキージの表面を分子レベルまで拡大
した断面概念図

【図３】（Ａ）〜（Ｃ）本発明の第２の実施例を示すス
キージの表面を分子レベルまで拡大した工程順の断面概
念図

【図４】（Ａ）従来例によるスキージを示す斜視図（Ｂ
）従来例の凹版にインキを充填する作業を示す断面図

【符号の説明】 １　　凹版 ２　　凹部パターン ３　　インキ ４　　スキージ ５　　インキ汚れ ６　　化学吸着単分子膜 ７　　金属製スキージ ８　　ＯＨ基 ９　　シロキサン単分子膜

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フッ素を含む化学吸着単分子膜が表面に形
   成されていることを特徴とした撥水撥油性スキージ。
2. 【請求項２】フッ素を含む化学吸着単分子膜が部分的に
   形成されていることを特徴とした撥水撥油性スキージ。
3. 【請求項３】フッ素を含む化学吸着単分子膜が、少なく
   ともシロキサン系単分子膜を介して表面に形成されてい
   ることを特徴とした撥水撥油性スキージ。
4. 【請求項４】加工の終了したスキージをよく洗浄した後
   、一端にクロルシラン基（ＳｉＣｌｎＸ３−ｎ基、ｎ＝
   １，２，３、Ｘは官能基）を有し他の一端にフッ化　炭
   素基を有するクロロシラン系界面活性剤を溶かした有機
   溶媒中に浸漬し、前記クロロシラン系界面活性剤よりな
   る化学吸着単分子膜を前記スキージ表面に亘り形成する
   工程を含むことを特徴とする撥水撥油性スキージの製造
   方法。
5. 【請求項５】加工の終わったスキージをよく洗浄した後
   、クロロシリル基を複数個含む物質を混ぜた非水系溶媒
   に接触させて前記スキージの水酸基と前記クロロシリル
   基を複数個含む物質のクロロシリル基とを反応させて前
   記クロロシリル基を複数個含む物質を前記スキージ表面
   に析出させる工程と、非水系有機溶媒を用い前記スキー
   ジ上に残った余分なクロロシリル基を複数個含む物質を
   洗浄除去した後、水と反応させて前記スキージ上にシロ
   ール基を複数個含む物質よりなる単分子膜を形成する工
   程と、一端にクロルシラン基（ＳｉＣｌｎＸ３−ｎ基、
   ｎ＝１　，２，３、Ｘは官能基）を有し他の一端に直鎖
   状フッ化炭素基を含むクロロシラン系界面活性剤をスキ
   ージ上に化学吸着し単分子吸着膜を累積する工程とを含
   むことを特徴とする撥水撥油性スキージの製造方法。
6. 【請求項６】クロロシリル基を複数個含む物質としてＳ
   ｉＣｌ４、またはＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，Ｃｌ
   −（ＳｉＣｌ２Ｏ）ｎ−ＳｉＣｌ３（ｎは整数）を用い
   ることを特徴とした請求項５記載の撥水撥油性スキージ
   の製造方法。
7. 【請求項７】一端にクロルシラン基を有し他の一端に直
   鎖状フッ化炭素基を含むクロロシラン系界面活性剤とし
   てＣＦ３−（ＣＦ２）ｎ−Ｒ−ＳｉＸｐＣｌ３−ｐ（ｎ
   または０または整数、Ｒはアルキル基やＣ＝Ｃ，Ｃ≡Ｃ
   またはシリコンや酸素原子を含む官能基を表わすがなく
   ともよい、ＸはＨまたはアルキル基等の置換基、ｐは０
   または１または２）を用いることを特徴とした請求項５
   記載の撥水撥油性スキージの製造方法。