JPH0688164A - 高精度印刷スクリーン用超長尺、高精度超極細鋼線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、印刷線の幅が５０μｍ以下、且つ
印刷線の線幅バラツキが２μｍ以下、に適した高精度ス
クリーンが安定して得られる高精度印刷スクリーン用の
線径バラツキがない超長尺、高精度超極細鋼を提供す
る。 【構成】 重量％で、Ｃ：０．７０〜０．９０，Ｓｉ：
０．１５〜０．２５，Ｍｎ：０．４０〜０．６０，Ｐ：
０．０１以下，Ｓ：０．０１以下，Ｎ：０．０００４以
下，Ｏ：０．０００４以下残部Ｆｅ及び不可避的不純物
からなり、線径が２０μｍ以下であって外径偏差が０．
２μｍ以下であり、引張り強さ３００〜４００kg／m
m² 、及び伸び２〜４％の特性を有し、オールパーライ
ト組織であることを特徴とする高精度印刷スクリーン用
超長尺、高精度超極細鋼線。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線、厚膜Ｉ
Ｃ、抵抗体等のエレクトロニックス関連分野において、
スクリーン印刷法で使用する高精度スクリーン用の超長
尺・高精度超極細鋼線に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高精度印刷を行うスクリーン印刷法にお
いて、印刷に使用するスクリーンは、一般に印刷線の幅
が１００μｍ以下であり、且つ印刷線の線幅バラツキが
±１０μｍ以下の特性を具えていなければならず、特に
最近では、プリント配線、厚膜ＩＣ、抵抗体等のエレク
トロニックス関連の分野では、印刷線の幅が５０μｍと
なるような極細線の印刷に適したスクリーンが要求され
ている。

【０００３】極細線の印刷に適したスクリーン（以下高
精度スクリーンという。）は、これに使用する超極細鋼
線の素材特性で決定され、高強度・低延性、超極細
線、超長尺・高寸法精度の物性を同時に満足すること
が必要である。

【０００４】従来の鋼線は、表１にその特性を示したよ
うに、機械的性質は高精度スクリーンの素材要求を満足
するものの、線径バラツキが大きく、この点で印刷線幅
５０μｍ以下の超極細線の印刷に適したスクリーンを製
造することができない。また、工業的にも外径精度の優
れた超長尺の超極細鋼線が得られず、大型高精度スクリ
ーンの商品製造が困難である。

【０００５】

【表１】

【０００６】一方、超極細鋼線として例えば特開平２−
１２９３４２号公報には高炭素鋼にＣｒを０．１〜０．
３％添加することにより、２次スケールの機械的剥離性
向上させることが開示され、また特開平３−９４０１３
号公報には、表面に加工歪を有するＮｉめっき被覆層が
形成された線径１００μｍ以下、引張り強さ３００kg／
mm² 以上の極細線が提示されている。前者はホースワイ
ヤー、タイヤコード等に用いられ線径０．２５mm程度の
ものであり、後者は高強度の超極細鋼線であるが、高い
外径精度が要求される印刷用スクリーンに関しての技術
開示はない。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記したようにスクリ
ーン印刷の紗等に使用される鋼線特性は厳しく、印刷線
の幅が１００μｍ以下、且つ印刷線の線幅バラツキが±
１０μｍ以下、さらに最近のエレクトロニックス関連に
おいては一層の高密度化が推進され、配線等の印刷では
線幅５０μｍの極細線印刷に適した高精度スクリーンが
安定して得られることが要望されている。

【０００８】本発明は、上記した要望に応えるものであ
り、高精度印刷スクリーン用の線径バラツキがない超長
尺、高精度超極細鋼を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、重量％でＣ ：０．７０〜０．９０％，Ｓ
ｉ：０．１５〜０．２５％，Ｍｎ：０．４０〜０．６０
％，Ｐ ：０．０１％以下，Ｓ ：０．０１％以下，Ｎ
：０．０００４％以下，Ｏ ：０．０００４％以下，
残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、線径が２０μｍ
以下であって、外径偏差が０．２μｍ以下であり、引張
り強さ３００〜４００kg／mm² 、及び伸び２〜４％の特
性を有し、オールパーライト組織であることを特徴とす
る高精度印刷スクリーン用超長尺、高精度超極細鋼線で
ある。

【００１０】以下に本発明を詳細に説明する。本発明は
高精度スクリーン用材料として、鋼成分を特定して必要
な適性強度、延性とし、オールパーライト鋼超極細線を
高精度印刷に適した２０μｍ以下の線径を有すると共に
外径偏差０．２μｍの精度とする。

【００１１】まず本発明の成分を特定した理由を説明す
る。Ｃは鋼線に強度を付与するために添加する。本発明
においては引張り強さ３００〜４００kg／mm² の範囲と
するが、０．７０％未満ではこの強度を得ることができ
ず、また０．９０％を超えると強度が大きくなり過ぎス
クリーン材料として適性の範囲から外れる。好ましくは
０．８０〜０．８８％とするのがよい。Ｓｉは脱酸剤と
して添加するものであり、また添加量が多くなると加工
性が劣化する。そのために０．１５〜０．２５％の範囲
とする。ＭｎもＳｉと同様に脱酸剤としての役割を果た
すと共に強度付与する元素であり、この目的のために
０．４０〜０．６０％、好ましくは０．４５〜０．５５
％の範囲で添加する。Ｐは不純物として含有するが粒界
に偏析し、加工性を劣化させる。そのためにその含有量
はできるだけ少量に抑えるべきであり、本発明では０．
０１％以下にする。Ｓも不純物として含まれるが硫化物
を形成し、加工性を劣化させるためにできるだけ少なく
する必要がある。そのために０．０１％以下にする。Ｎ
は、その含有量が高くなると疲労特性、すなわちスクリ
ーンとして繰り返し使用した場合にスクリーンを構成す
る「紗」用の超極細鋼線が劣化し、破断を起こす原因と
なる。これを防止するためにはできるだけ少なくするこ
とがよく、０．０００４％以下にする必要がある。Ｏは
鋼中に不可避的に含有するが、加工性や強度に悪影響を
及ぼすために、０．０００４％以下にする。また、Ａ
ｌ，Ｔｉ等の脱酸材を添加して無害化を図ってもよい。

【００１２】本発明鋼線は上記の成分からなり、長尺超
極細線を製造するには、通常熱間圧延で成形した数mmφ
の鋼線材を表面スケールを除去した後、さらに２次伸線
し１００〜３００μｍφにした細線素材を、多段ダイス
伸線法により伸線する。この多段ダイス伸線に当たって
は、細線素材を鉛浴中に浸漬し、或いは不活性雰囲気中
で熱処理（パテンティング）して均質なパーライト組織
とし、必要によってはＮｉ等で表面処理した後、潤滑油
を供給しながら多段ダイスで伸線する。これにより高精
度印刷に適する線径２０μｍ以下で引張り強さ３００〜
４００kg／mm²、伸び２〜４％の機械的性質を有する超
極細鋼線を得ることができる。

【００１３】印刷用スクリーンを構成する「紗」用の超
極細鋼線（素線）は、製造上或いは要求印刷精度などの
条件から、必要物性が異なるが、印刷線幅５０μｍ以
下、好ましくは３０μｍ以下の高精度極細線印刷とする
には「紗」の製織限界、印刷ズレ、寿命限界から図１に
真歪との関係で示すように適性範囲が存在する。すなわ
ち、素線引張り強さを３００kg／mm² 、好ましくは３３
０kg／mm² 以上にすることにより素線の真直性がよく、
且つ「紗」張りの際の張力を大きくできて、印刷スキー
ジー方向の素線ズレを防止しうるために印刷ズレを起さ
ないと共に、繰返し使用寿命を著しく延長できる。従っ
て、印刷幅５０μｍ以下の高精度印刷が容易に且つ安定
して達成できる。また４００kg／mm² を超えると高密度
「紗」の製網の際、線の剛性、硬さが強すぎて製網抵抗
が強くなり正確な織目の構成が困難となる。好ましくは
３９０kg／mm² 以下とするのがよい。

【００１４】現在使用されている高精度スクリーン印刷
用素線としてはポリエステルおよびステンレスが有るが
その材質特性はポリエステルで引張り強さ８０kg／mm²
・伸び２５％、ステンレスで引張り強さ１５０kg／mm²
・伸び１０％であり、高精度印刷に必要な紗張り強度に
耐え得る素線径としてはポリエステルで３０μｍφ、ス
テンレスで２３μｍφが現状である。この場合紗のオー
プニングおよびオープニング率はポリエステルで３０μ
ｍφ×３５０メッシュで４３μｍおよび３５％となり、
ステンレスの場合は２３μｍφ×４００メッシュで４０
μｍおよび４３％のスクリーン用紗が工業的に使用され
ている。本発明の場合は引張り強さでポリエステルの
４．５倍、ステンレスの２．５倍となるため、紗の線径
を細くでき２０μｍφ×２００メッシュの場合、オープ
ニングで１０７μｍ、オープニング率で７０％とインク
の通過性が良く精細線の印刷に適した紗を得ることがで
きる。

【００１５】また、伸びが４％を超えると、製網地の網
目のズレおよび印刷時のスキージ圧による線（ワイヤ）
のズレ、さらには紗の反力を利用したインク切れ（版離
れ）の良さが得られにくく、印刷精度は悪くなる。一
方、伸びが少ないとしなやかさが減少して製網加工性が
悪くなり、加工時の張力および筬による負荷で断線する
こともあるため、伸びは２〜４％が望ましい。

【００１６】一方、図２に３０μｍ線印刷時の素線外径
偏差と印刷ズレの関係を示すが印刷線幅を精細化するに
は、線径のバラツキを無くすることが重要であり、線径
偏差（外径精度）が０．２μｍを超えると、「紗」のオ
ープニングが均質にならず、押し出されるインクの通過
性およびインクとの濡れ性のバラツキとなり、精細線印
刷線幅のバラツキが大きくなって印刷精度を劣化させ
る。本発明は外径偏差を０．２μｍ以下とするものであ
るが、この様な高精度の外径を得るには、例えば以下の
ような方法を採用することにより達成させられる。

【００１７】すなわち、多段ダイス伸線法で超極細線を
伸線するのであるが、減面ダイスの負荷は大きく、ダイ
スの磨耗も必ずしも均一にはならない。特に、天然ダイ
ヤモンドをダイスに使用する場合には結晶方向に磨耗が
進行して偏磨耗となり、従って、長尺の超極細線を得よ
うとすればこれに伴って最終製品の外径精度が劣化す
る。この様なダイス偏磨耗による製品寸法精度は、減面
ダイスを使用する上で避けられない。そのため、本発明
は最終段減面ダイスの後に回転ダイスを使用し、この回
転ダイスを連続或いは間欠的に回転させることによって
前段の減面ダイスで不可避的に発生・成長する被減面線
材のダイスマーク凸部を回転の都度圧下すると共に回転
ダイス自体のダイス面の磨耗を均一化して偏磨耗を抑制
する。また、この際回転ダイスには、結晶方向が無いか
分散（不規則）していて偏磨耗が起こりにくい焼結ダイ
ヤモンドや人造単結晶ダイヤモンドを使用することが好
ましく、さらに伸線ラインにおいて、前段を高減面、後
段を軽減面とし、特に終段側では減面率を低下させてダ
イスの減面負荷を軽減させるようにすることが望まし
く、これによりダイスの偏磨耗をより一層抑制すること
ができる。

【００１８】さらに本発明には、回転ダイスに続いて最
終段にスキンパス・ダイスをタンデムに配置することが
効果的である。スキンパスダイスは減面処理された細線
に軽微な減面を与えて整径するものであり、回転ダイス
と組合わせて実施することにより、回転ダイスで発生す
る微小な線径バラツキを改善し、外径精度の高い製品が
得られる。

【００１９】

【実施例】表２に示す化学成分（wt%)の線径２０μｍ素
線を、図３に示す多段ダイス伸線ラインで１６０km連続
製造した。素線の機械的性質及び平均外径精度も表１に
併記した。試料Ｎｏ．１は本発明例、Ｎｏ．２は同一化
学成分（wt％）の比較例であり、これらの素線を２００
メッシュのスクリーン印刷の紗に製織したものである。
さらに、試料Ｎｏ．３は市販ステンレス紗スクリーンの
２３μｍ素線４００メッシュおよび試料Ｎｏ．４は市販
ポリエステル紗スクリーンの３０μｍ素線３５０メッシ
ュであり、表２注記の方法で印刷した。その結果を表２
に示したが、本発明によって得た超極細線を用いた紗で
のスクリーン印刷では比較例と対比すれば明らかのよう
に、印刷ズレが極めて少なく、極めて高精度の印刷を可
能としている。

【００２０】

【表２】

【００２１】図３は、本発明を実施するラインの一例を
模式的に示したものである。ペイオフリール２にコイル
状に巻かれた鋼線素材（０．２mmφ材を鉛パテンティン
グ後Ｎｉめっきし０．０４４mmφに伸線した中間寸法の
鋼線素材）は、ガイドロールで案内され、キャプスタン
４ａ〜４ｄに連続して送り出される。キャプスタンは一
端より他端に向かって連続して径が変化する外面を有す
る巻取ドラムであって、鋼線素材１はキャプスタン４ａ
−４ｂ間及び４ｃ−４ｄ間を巻回しながら引抜き力を与
えられ、小径部より大径部方向に複数段巻き回りながら
搬送される。５ａ〜５ｎは、キャプスタン４ａ−４ｂ間
及び４ｃ−４ｄ間の鋼線素材通過位置に多段に配置され
た減面ダイスであり、且つ各減面ダイス５ａ〜５ｎの前
部には潤滑油供給ノズル６を設けており、潤滑油が付与
された状態で鋼線素材１を所定の減面率で延伸縮径す
る。減面率は後段になるに従い線速が早くなりダイスの
負荷が大きくなるので、初期の減面率を大きくし（１３
％）、後段になるに従い軽減面率（５％）となるように
実施した。７は最終減面ダイス５ｎの後に設置した回転
ダイスであり、鋼線１に回転（連続）しながら前段の減
面ダイスで発生したダイスマーク凸部を圧下整径した。
減面率は０％とした。ダイスの回転は、回転機構と連結
せしめて連続的に１回転／２００ｍ伸線を行った。８は
回転ダイス７の後にタンデムに配置したスキンパス・ダ
イスであり、回転ダイスで発生する微小な線径バラツキ
や線癖を矯正・整径し、外径精度を向上させる。減面率
は実質的に付与する必要はなく、１％以下で十分であ
る。９は仕上げキャプスタン、９′はセパレートローラ
ー、１０は製品巻取ボビンである。

【００２２】以上のようなライン構成で本発明を実施す
ることにより、線径２０μｍ以下の優れた外径精度（偏
差０．２μｍ以下）を有する超極細線を、ダイス交換を
することなしに１６０kmの長さに亘って製造することが
できる。

【００２３】

【発明の効果】以上のように本発明は、高精度スクリー
ン用印刷の紗に最適であると共に、線幅５０μｍ、好ま
しくは３０μｍ以下の印刷をバラツキ無く可能ならしめ
る超高精度且つ超長尺の超極細鋼線を供給することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】高精度印刷スクリーンの適性強度特性を示す
図。

【図２】素線の外径偏差と印刷ズレの関係を示す図。

【図３】本発明の製造ラインを模式的に示した説明図。

【符号の説明】

１：鋼線素材 ２：ペイオフリール ３：ガイドロール ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ：キャプスタン ５ａ，５ｎ：減面ダイス ６：潤滑油供給ノズル ７：回転ダイス ８：スキンパス・ダイス ９：仕上げキャプスタン ９′：セパレートローラー １０：巻取ボビン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で Ｃ ：０．７０〜０．９０％， Ｓｉ：０．１５〜０．２５％， Ｍｎ：０．４０〜０．６０％， Ｐ ：０．０１％以下， Ｓ ：０．０１％以下， Ｎ ：０．０００４％以下， Ｏ ：０．０００４％以下， 残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなり、線径が２０μｍ
   以下であって、外径偏差が０．２μｍ以下であり、引張
   り強さ３００〜４００kg／mm² 、及び伸び２〜４％の特
   性を有し、オールパーライト組織であることを特徴とす
   る高精度印刷スクリーン用超長尺、高精度超極細鋼線。