(57)【要約】【課題】高アスペクト比を有する印刷物を形成することが可能なスキージ、およびこのようなスキージを備えたスクリーン印刷装置、ならびに印刷物の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の一の態様によれば、スクリーン印刷用のスキージ１０であって、板状のスキージ本体２０と、スキージ本体２０の一部が突出するようにスキージ本体２０をスキージ本体２０の基部２０Ａ側で保持するホルダー３０と、を備え、スキージ本体２０が、スキージ本体２０におけるホルダー３０から突出した部分２０Ｂのうちスキージ本体２０の先端部２０Ｃに位置し、かつ印刷時にインクの一部を加熱する加熱部２１と、ホルダー３０から突出した部分２０Ｂのうち加熱部２１よりもホルダー３０側に位置し、かつ印刷時にインクに接触する非加熱部２２とを備える、スキージ１０が提供される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷用のスキージであって、
板状のスキージ本体と、
前記スキージ本体の一部が突出するように前記スキージ本体を前記スキージ本体の基部側で保持するホルダーと、を備え、
前記スキージ本体が、前記スキージ本体における前記ホルダーから突出した部分のうち前記スキージ本体の先端部に位置し、かつ印刷時にインクの一部を加熱する加熱部と、前記ホルダーから突出した部分のうち前記加熱部よりも前記ホルダー側に位置し、かつ前記印刷時に前記インクに接触する非加熱部とを備える、スキージ。
【請求項２】
前記加熱部における前記インクに接触する部分の熱伝導率に対する前記非加熱部における前記インクに接触する部分の熱伝導率の比が、１．０未満である、請求項１に記載のスキージ。
【請求項３】
前記加熱部の幅に対する前記非加熱部の幅の比が、１以上１００以下である、請求項１または２に記載のスキージ。
【請求項４】
被印刷物上に配置され、かつ開口を有するスクリーン版と、
前記スクリーン版の前記開口を介してインクを前記被印刷物上に押出す請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスキージと、
を備える、スクリーン印刷装置。
【請求項５】
被印刷物上に開口を有するスクリーン版を配置する工程と、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスキージの前記加熱部および前記非加熱部にインクを接触させ、かつ前記加熱部で前記インクの一部を加熱した状態で、前記スクリーン版に前記スキージを押し当てながら、前記スクリーン版に対し前記スキージを相対的に移動させて、印刷を行う工程と、
を備える、印刷物の製造方法。
【請求項６】
印刷時において、前記加熱部における前記インクに接触する面の温度と前記非加熱部における前記インクに接触する面の温度の差が、４０℃以上である、請求項５に記載の印刷物の製造方法。
【請求項７】
２０℃での前記インクの粘度が、０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下である、請求項５または６に記載の印刷物の製造方法。
【請求項８】
前記スキージの移動速度が、１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下である、請求項５ないし７のいずれか一項に記載の印刷物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スキージ、スクリーン印刷装置、および印刷物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、被印刷物に印刷する手法として様々な印刷法が知られているが、その中の一つとして、スクリーン印刷が知られている。スクリーン印刷は、被印刷物に接触させた開口を有するスクリーン版上でスキージを摺動させることによってインクを開口に充填して、印刷物を形成する方法である。
【０００３】
スクリーン印刷で用いられるスキージは、板状のスキージ本体と、スキージ本体を保持するホルダーとを備えている。スキージは、通常、加熱機構を有していないが、加熱機構を有するものもある。加熱機構を有するスキージとしては、例えば、ホルダーを発熱体から形成し、ホルダーによってスキージ本体を加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１１９６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プリント配線板の配線をスクリーン印刷で形成する場合、高アスペクト比を有する配線を形成できれば、微細な線幅でも電気抵抗を小さくすることができるので、電子回路の小型化を図ることができる。また、燃料電池のセパレーターは、高アスペクト比を有するので、プレス加工によって作製されているが、スクリーン印刷によって高アスペクト比を有するセパレーターを形成できれば、プレス加工よりも低コストでセパレーターを作製することができる。このようなことから、現在、スクリーン印刷によって高アスペクト比を有する印刷物を形成したいというニーズが高まっている。
【０００６】
しかしながら、加熱機構を有さないスキージを用いて、スクリーン印刷により高アスペクト比を有する印刷物を形成しようとすると、スクリーン版の開口のアスペクト比も高くなるが、スクリーン版の開口にインクが充填されにくくなるので、開口に対するインクの充填率が低くなってしまい、高アスペクト比を有する印刷物を形成することが困難である。なお、粘度が低いインクを用いると、充填率は高くなるものの、スクリーン版を取り外すと、印刷物の形状が崩れてしまうおそれがある。
【０００７】
また、加熱機構を有するスキージであっても、ホルダーを発熱体から形成したスキージを用いる場合には、スキージ全体が加熱されるので、スキージのインク接触面とスクリーン版との間に存在するインク溜まり全体が加熱される。このため、インク溜まりを構成するインクの粘度が全体的に低下してしまうので、インクが流れてしまい、高アスペクト比を有する印刷物を形成することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記問題を解決するためになされたものである。すなわち、高アスペクト比を有する印刷物を形成することが可能なスキージ、およびこのようなスキージを備えたスクリーン印刷装置、ならびに高アスペクト比を有する印刷物を形成することが可能な印刷物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一の態様によれば、スクリーン印刷用のスキージであって、板状のスキージ本体と、前記スキージ本体の一部が突出するように前記スキージ本体を前記スキージ本体の基部側で保持するホルダーと、を備え、前記スキージ本体が、前記スキージ本体における前記ホルダーから突出した部分のうち前記スキージ本体の先端部に位置し、かつ印刷時にインクの一部を加熱する加熱部と、前記ホルダーから突出した部分のうち前記加熱部よりも前記ホルダー側に位置し、かつ前記印刷時に前記インクに接触する非加熱部とを備える、スキージが提供される。
【００１０】
上記スキージにおいて、前記加熱部における前記インクに接触する部分の熱伝導率に対する前記非加熱部における前記インクに接触する部分の熱伝導率の比が、１．０未満であってもよい。
【００１１】
上記スキージにおいて、前記加熱部の幅に対する前記非加熱部の幅の比が、１以上１００以下であってもよい。
【００１２】
本発明の他の態様によれば、被印刷物上に配置され、かつ開口を有するスクリーン版と、前記スクリーン版の前記開口を介してインクを前記被印刷物上に押出す請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスキージとを備える、スクリーン印刷装置が提供される。
【００１３】
本発明の他の態様によれば、被印刷物上に開口を有するスクリーン版を配置する工程と、上記スキージの前記加熱部および前記非加熱部にインクを接触させ、かつ前記加熱部で前記インクの一部を加熱した状態で、前記スクリーン版に前記スキージを押し当てながら、前記スクリーン版に対し前記スキージを相対的に移動させて、印刷を行う工程と、
を備える、印刷物の製造方法が提供される。
【００１４】
上記印刷物の製造方法において、印刷時において、前記加熱部における前記インクに接触する面の温度と前記非加熱部における前記インクに接触する面の温度の差が、４０℃以上であってもよい。
【００１５】
上記印刷物の製造方法において、２０℃での前記インクの粘度が、０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下であってもよい。
【００１６】
上記印刷物の製造方法において、前記スキージの移動速度が、１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下であってもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一の態様に係るスキージ、他の態様に係るスクリーン印刷装置、他の態様に係る印刷物の製造方法によれば、高アスペクト比を有する印刷物を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態に係るスキージの斜視図である。
【図２】図１のスキージの正面図である。
【図３】実施形態に係るスクリーン印刷装置の概略構成図である。
【図４】図３に示されるスクリーン版の平面図である。
【図５】実施形態に係る印刷物の製造工程を模式的に示した図である。
【図６】実施形態に係る印刷物の製造工程を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態に係るスキージ、スクリーン印刷装置、および印刷物の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図１は本実施形態に係るスキージの斜視図であり、図２は図１のスキージの正面図である。図３は本実施形態に係るスクリーン印刷装置の概略構成図であり、図４は図３に示されるスクリーン版の平面図である。図５および図６は本実施形態に係る印刷物の製造工程を模式的に示した図である。
【００２０】
＜＜＜スキージ＞＞＞
図１に示されるスキージ１０は、スクリーン印刷に用いられるものである。スキージ１０は、板状のスキージ本体２０と、スキージ本体２０をスキージ本体２０の基部２０Ａ側で保持するホルダー３０とを備えている。ホルダー３０は、スキージ本体２０の一部がホルダー３０から突出するようにスキージ本体２０を保持している。スキージ１０は、後述する加熱部２１の温度を測定するための温度センサー４０をさらに備えている。
【００２１】
＜＜スキージ本体＞＞
スキージ本体２０は、スキージ本体２０におけるホルダー３０から突出した部分（以下、この部分を「突出部」と称する。）２０Ｂのうちスキージ本体２０の先端部２０Ｃに位置し、かつ印刷時にインクの一部を加熱する加熱部２２と、突出部２０Ｂのうち加熱部２１よりもホルダー３０側に位置し、印刷時にインクの一部に接触するが、印刷時にインクを加熱しない非加熱部２２（図１における点線で挟まれる部分）とを備えている。スキージ本体２０は、さらに、加熱部２１におけるインクに接触するインク接触面２１Ａとは反対側に位置し、かつ加熱部２１を支持する支持部２３を備えている。
【００２２】
＜加熱部＞
印刷時にインクの一部を加熱するためのものである。加熱部２１は、少なくともヒーター２４を備えている。図１に示される加熱部２１は、ヒーター２４の他、ヒーター２４の周りを覆う熱伝導体２５とから構成されている。
【００２３】
加熱部２１におけるインクに接触する部分の熱伝導率λ１は、８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが好ましい。熱伝導率λ１が８０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であれば、ヒーター２４からの熱を損失が少ない状態でインクに与えることができる。熱伝導体２５はヒーター２４の周りを覆っているので、加熱部２１においては、熱伝導体２５がインクに接触する部分となっている。熱伝導率λ１は、熱伝導率測定装置（製品名「ＴＣｉ」、株式会社リガク製）によって測定することができる。熱伝導率λ１は、３回測定した値の平均値とする。熱伝導率λ１は測定してもよいが、加熱部２１におけるインクに接触する部分の材料の熱伝導率が既に知られている場合には、既知の熱伝導率を熱伝導率λ１としてもよい。熱伝導率λ１の下限は、２００Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることがより好ましい。
【００２４】
加熱部２１の幅Ｗ１（図２参照）は、０．１ｍｍ以上１０ｍｍ未満であることが好ましい。加熱部２１の幅Ｗ１が０．１ｍｍ以上であれば、加熱部２１によって加熱されるインクの量が増えるので、スクリーン版の開口に充填されるインクの量が増え、また１０ｍｍ未満であれば、スキージ本体２０に接するインクの一部のみを温めることができる。加熱部２１の幅Ｗ１の下限は、１ｍｍ以上であることがより好ましく、上限は、８ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００２５】
加熱部２１のインク接触面２１Ａの温度Ｔ１は、印刷時に４０℃以上１００℃以下となることが好ましい。温度Ｔ１が４０℃以上であれば、インクの粘度を低下させることができるので、インクがスクリーン版の開口に充填されやすくなり、また１００℃以下であれば、インクの粘度低下による充填圧力の減少を小さくすることができる。温度Ｔ１の下限は、５０℃以上であることがより好ましく、上限は、９０℃以下であることがより好ましい。
【００２６】
（ヒーター）
ヒーター２４は、少なくとも発熱体を備えている。ヒーター２４としては、特に限定されないが、例えば、メタルヒーターやセラミックヒーター等の抵抗加熱ヒーターが挙げられる。メタルヒーターに用いられる発熱体としては、例えば、鉄−クロム−アルミ系合金、ニッケル−クロム系合金等の合金、および白金、モリブデン、タンタル、タングステン等の金属を用いることができる。セラミックヒーターに用いられる発熱体としては、例えば、炭化ケイ素、モリブデン−シリサイト、カーボン等を用いることができる。
【００２７】
ヒーター２４は、棒状であることが好ましい。ヒーター２４が棒状であることにより、スキージ１０の長さ方向Ｄ１においてインクを均一に加熱することができる。図１に示されるヒーター２４は、熱伝導体２５に設けられた孔に挿入されたカートリッジヒーターである。カートリッジヒーターは、発熱体を金属管内に挿入したものである。金属管を構成する金属としては、ステンレス鋼、インコロイ、チタン、銅等が挙げられる。
【００２８】
（熱伝導体）
熱伝導体２５は、角筒状であることが好ましい。熱伝導体を角筒状とすることにより、インク接触面２１Ａを平面にすることができる。熱伝導体２５の幅は、加熱部２１の幅Ｗ１となっている。
【００２９】
熱伝導体２５を構成する材料としては、ヒーター２４からの熱をインクに伝えることができるものであれば、特に限定されず、熱伝導性の良好な銀、銅、アルミニウム、鉄、タングステン、ステンレス鋼等の金属、またはアルミナ、窒化アルミニウム、炭化ケイ素等のセラミックスが好ましい。これらの中でも、熱伝導率の高さとコストの低減の観点から、銅が好ましい。
【００３０】
＜非加熱部＞
非加熱部２２は、印刷時にインクに接触するが、インクを加熱しない部分である。非加熱部２２は、加熱部２１よりもホルダー３０側に存在する。非加熱部２２が加熱部２１よりもホルダー３０側に存在することによって、印刷時にスキージ本体とスクリーン版との間に形成されるインク溜まりにおいて加熱部２１の加熱によって粘度が低くなったインクの外側に粘度が高いインクを存在させることができる。
【００３１】
加熱部２１におけるインクに接触する部分の熱伝導率λ１に対する非加熱部２２におけるインクに接触する部分の熱伝導率λ２の比（λ２／λ１）は、１．０未満であることが好ましい。この比が１．０未満であれば、非加熱部２２に接触しているインクが加熱部２１によって加熱されることを抑制できる。熱伝導率λ１、λ２は、熱伝導率測定装置（製品名「ＴＣｉ」、株式会社リガク製）によって測定することができる。熱伝導率λ１、λ２は、それぞれ３回測定した値の平均値とする。熱伝導率λ１、λ２は測定してもよいが、加熱部２１におけるインクに接触する部分や非加熱部２２におけるインクに接触する部分の材料の熱伝導率が既に知られている場合には、既知の熱伝導率を熱伝導率λ１、λ２としてもよい。この比の上限は、０．１以下であることがより好ましい。
【００３２】
非加熱部２２の熱伝導率λ２は、１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることが好ましい。非加熱部２２の熱伝導率λ２が１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であれば、加熱部２１からの熱をより断熱できるので、非加熱部２２に接触するインクの粘度を加熱部２１に接触するインクの粘度よりも高めることができる。熱伝導率λ２の上限は、０．２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であることがより好ましい。
【００３３】
加熱部２１の幅Ｗ１に対する非加熱部２２の幅Ｗ２（図２参照）の比（Ｗ２／Ｗ１）は、１以上１００以下であることが好ましい。この比が１以上であれば、所望の量のインクを非加熱部２２に接触させることができるので、加熱部２１によって加熱されたインクに圧力をより加えることができ、スクリーン版の開口に充填されるインクの量を増やすことができる。また、この比が１００以下であれば、スキージ１０の大型化を防ぐことができる。この比の下限は、４以上であることが好ましく、この比の上限は、１０以下であることが好ましい。
【００３４】
非加熱部２２の幅Ｗ２は、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが好ましい。非加熱部２２の幅Ｗ２が１ｍｍ以上であれば、所望の量のインクを非加熱部２２に接触させることができるので、加熱部２１によって加熱されたインクに圧力をより加えることができ、スクリーン版の開口に充填されるインクの量を増やすことができる。また、非加熱部２２の幅Ｗ２が５０ｍｍ以下であれば、スキージ１０の大型化を防ぐことができる。非加熱部２２の幅Ｗ２の下限は、２０ｍｍ以上であることがより好ましく、上限は、４０ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００３５】
印刷時において、加熱部２１のインク接触面２１Ａの温度と非加熱部２２におけるインクが接触するインク接触面２２Ａの温度の差（インク接触面２１Ａの温度−インク接触面２２Ａの温度）は、４０℃以上であることが好ましい。この温度差が、４０℃以上であれば、加熱部２１によって加熱されて粘度が低下したインクに圧力をより加えることができるので、スクリーン版の開口に充填されるインクの量を増やすことができる。この温度差の上限は、インク物性への影響の観点から、１００℃以下であることが好ましい。
【００３６】
非加熱部２２は、ゴム等の弾性体から構成されていることが好ましい。ゴムとしては、ウレタンゴムやシリコンゴム等が挙げられる。
【００３７】
＜支持部＞
支持部２３は、非加熱部２２と一体的に形成されている。すなわち、非加熱部２２および支持部２３は、一枚の板状の弾性体から構成されている。
【００３８】
支持部２３の厚みは、１ｍｍ以上１０ｍｍ以下であることが好ましい。支持部２３の厚みが、１ｍｍ以上であれば、加熱部２１を確実に支持することができ、また１０ｍｍ以下であれば、スキージ１０やスクリーン印刷装置の大型化を防ぐことができる。
【００３９】
＜＜ホルダー＞＞
ホルダー３０は、スキージ本体２０を基部２０Ａ側で保持している。ホルダー３０は、先端部側に凹部３０Ａを有しており、スキージ本体２０の基部２０Ａを凹部３０Ａで挟み込むことによってスキージ本体２０を保持している。なお、ホルダー３０によるスキージ本体２０の固定方法は、特に限定されず、接着剤やボルトによる締結によってスキージ本体２０を固定してもよい。
【００４０】
＜＜温度センサー＞＞
温度センサー４０は、印刷時における加熱部２１の温度を検出するためのものであり、加熱部２１に設けられている。温度センサー４０としては、特に限定されないが、例えば、熱電対、サーミスタ等が挙げられる。
【００４１】
＜＜＜スクリーン印刷装置＞＞＞
スキージ１０は、例えば、図３に示されるスクリーン印刷装置５０に組み込まれて使用される。図３に示されるスクリーン印刷装置５０は、スキージ１０と、印刷台６０と、スクリーン版７０と、スキージ１０の温度を制御するための温度制御部８０とを備えている。ただし、スクリーン印刷装置５０は、印刷台６０および温度制御部８０を備えていなくともよい。また、スクリーン印刷装置５０は、所望の速度でスキージ１０を移動させるスキージ駆動部（図示せず）をさらに備えていてもよい。
【００４２】
＜＜印刷台＞＞
印刷台６０は、基板等の被印刷物Ｐを載置するためのものである。印刷台６０は、図３に示されるように、被印刷物Ｐを印刷台６０の表面に密着させるための吸引機構６１を有していることが好ましい。印刷台６０が吸引機構６１を有することにより、印刷時の被印刷物Ｐの位置ずれを抑制できる。吸引機構６１は、例えば、印刷台６０に設けられた吸引孔６０Ａと、この吸引孔６０Ａに接続された真空ポンプ６２とを備えている。
【００４３】
＜＜スクリーン版＞＞
スクリーン版７０は、図３および図４に示されるように、インクが通過する開口７１と、インクが通過しないマスク部７２とを有している。開口７１は、１以上存在していればよく、複数存在していてもよい。
【００４４】
開口７１の形状は、特に限定されず、所望の印刷物の形状に合わせて形成することが可能である。開口７１は、図４に示されるように、長孔状となっている。開口７１は、図３に示されるように、印刷物からスクリーン版７０を外しやすくするために、裏面側（被印刷物Ｐ側）よりも表面側（スキージ１０側）が狭くなるように形成されていることが好ましい。
【００４５】
開口７１のアスペクト比（深さ／幅）は、高アスペクト比を有する印刷物を得る観点から、０．５以上であることが好ましい。本明細書における「開口の幅」とは、開口の幅が表面側と裏面側で均一でない場合には、スクリーン版の裏面側の幅を意味するものとする。開口７１のアスペクト比の下限は、０．７以上であることが好ましく、また上限は、１．０以下であることが好ましい。
【００４６】
スクリーン版７０のマスク部７２の構成材料は、特に限定されないが、例えば、金属等から構成することが可能である。金属としては、ＳＵＳ３０４等のステンレス鋼が挙げられる。
【００４７】
＜＜温度制御部＞＞
温度制御部８０は、スキージ１０の加熱部２１の温度を制御するためのものであり、ヒーター２４および温度センサー４０と電気的に接続されている。温度センサー４０からの検出信号に基づいて加熱部２１の温度を制御するように構成されている。
【００４８】
＜＜＜スキージ駆動部＞＞＞
スクリーン印刷装置がスキージ駆動部を備えている場合、スキージ駆動部は、スキージを水平に移動させる機能を有する。スキージ駆動部は、１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下の移動速度でスキージを水平に移動させるように構成されていることが好ましい。スキージ駆動部の移動速度の下限は３０ｍｍ／ｓ以上であることがより好ましく、上限は１００ｍｍ／ｓ以下であることがより好ましい。スキージ駆動部は、スキージを水平に移動させる機能のみならず、スキージを昇降させる機能やスキージの角度を調節する機能を有していてもよい。
【００４９】
＜＜＜印刷物の製造方法＞＞＞
印刷物は、スクリーン印刷装置５０を用いて、以下のように製造することができる。まず、図５（Ａ）に示されるように、被印刷物Ｐを被印刷物Ｐの印刷する面が上側となるように印刷台６０に載置する。印刷台６０に被印刷物Ｐを載置する際には、印刷台６０に設けられた吸引機構６１を用いて印刷台６０に被印刷物Ｐを密着させることが好ましい。
【００５０】
次いで、図５（Ｂ）に示されるように、被印刷物Ｐ上に開口７１を有するスクリーン版７０を配置する。その後、図６（Ａ）に示されるように、スキージ１０の加熱部２１および非加熱部２２にインク１００を接触させ、かつ加熱部２１でインク１００の一部を加熱した状態で、スキージ１０をスクリーン版７０に押し付けながら、スクリーン版７０に対しスキージ１０を相対的に移動させて、印刷を行う。これにより、スクリーン版７０の開口７１にインク１００が充填される。
【００５１】
印刷時において、加熱部２１のインク接触面２１Ａの温度と非加熱部２２のインク接触面２２Ａの温度の差（インク接触面２１Ａの温度−インク接触面２２Ａの温度）は、上記した理由から、４０℃以上であることが好ましい。この温度差の上限は、インク物性への影響の観点から、１００℃以下であることが好ましい。
【００５２】
印刷時における加熱部２１のインク接触面２１Ａの温度は、上記した理由から、６０℃以上であることが好ましい。印刷時における加熱部２１のインク接触面２１Ａの温度の下限は、７０℃以上がさらに好ましい。また、印刷時における加熱部２１のインク接触面２１Ａの温度の上限は、インク物性への影響の観点から、１００℃以下であることが好ましい。
【００５３】
スキージ１０は、手動で移動させてもよく、またスキージ駆動部によって移動させてもよい。印刷時のスキージ１０の移動速度は、１ｍｍ／ｓ以上１０００ｍｍ／ｓ以下であることが好ましい。スキージ１０の移動速度が、１ｍｍ／ｓ以上であれば、インクの滲みを防ぐことができ、また１０００ｍｍ／ｓ以下であれば、インクの充填不足を防ぐことができる。スキージ１０の移動速度の測定方法は、特に限定されないが、例えば、スキージ１０の始点および終点に圧力センサーを配置し、圧力センサーの信号に基づいてアルデュイーノを用いて求めることができる。スキージ１０の移動速度の下限は、３０ｍｍ／ｓ以上であることがより好ましく、スキージ１０の移動速度の上限は、スキージ駆動部によるスキージ１０の移動速度の限界から、５００ｍｍ／ｓ以下であることがより好ましい。
【００５４】
スクリーン版７０に対するスキージ１０の角度α（図６参照）は、４５°以上９０°以下であることが好ましい。スキージ１０の角度αが、４５°以上であれば、スキージ１０の摺動中にインクがスキージ１０に掻き取られずにスクリーン版７０に残ることを防ぐことができ、また９０°以下であれば、インクに十分な充填圧力を加えることができる。
【００５５】
＜＜インク＞＞
インク１００は、溶質および溶媒、または分散質および分散媒を含んでいる。インク１００は、溶質および溶媒または分散質および分散媒の他、バインダーや添加剤を含んでいてもよい。
【００５６】
溶質や分散質としては、特に限定されないが、例えば、カーボン、金、銀、銅等が挙げられる。
【００５７】
溶媒や分散媒としては、特に限定されないが、例えば、水などの水溶液類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルセルソルブ、シクロペンタノンなどのケトン類；トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類；シクロヘキサン、シクロペンタンなどのシクロアルカン類；メタノール、エタノール、ｎ−ブチルアルコール、テルピネオール、ブチルカルビトールなどのアルコール類；酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルなどのエステル類；ジメチルホルムアミドなどのアミド類；プロピレングリコールモノメチルエーテル及びそのアセテートなどの有機系溶媒または分散媒が挙げられる。溶媒または分散媒は、１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。
【００５８】
インク１００は、２０℃での粘度が０．１Ｐａ・ｓ以上１０００Ｐａ・ｓ以下のものであることが好ましい。２０℃での粘度が、０．１Ｐａ・ｓ以上のインクであれば、印刷時にインク１００が流れてしまうことを抑制でき、スキージ１０とスクリーン版７０の間にインク溜まりを形成することができる。また、２０℃での粘度が、１０００Ｐａ・ｓ以下のインクであれば、スキージの摺動によってインク１００を流動させることができる。インクの粘度は、２０℃に維持された循環式低温恒温水槽（例えば、トーマス科学器械株式会社の製品名「ＴＲＬ−７５０Ｈ」）中で円錐型粘度計（例えば、東機産業株式会社の製品名「ＴＶＥ−２５Ｈ」）を用いて測定するものとする。インク１００の粘度は、３回測定した値の平均値とする。インク１００の２０℃での粘度の下限は１．０Ｐａ・ｓ以上であることがより好ましく、上限は１００Ｐａ・ｓ以下であることがより好ましい。
【００５９】
インク１００の２０℃での固形分濃度は、１０体積％以上６０体積％以下であることが好ましい。インク１００の２０℃での固形分濃度が、１０体積％以上であれば、印刷後にインク１００がパターン形状を維持することができ、また６０体積％以下であれば、インク１００の流動性を担保することができる。インク１００の２０℃での固形分濃度の下限は２０体積％以上であることがより好ましく、上限は４０体積％以下であることがより好ましい。
【００６０】
最後に、図６（Ｂ）に示されるように、スクリーン版７０から印刷物１１０を抜き、これにより、被印刷物Ｐに形成された印刷物１１０を得ることができる。
【００６１】
本実施形態によれば、スキージ本体２０がスキージ本体２０の先端部２０Ｃに加熱部２１を備えているので、印刷時に加熱部２１の加熱によってスキージ本体２０の先端部２０Ｃ付近のインク１００の粘度を低下させることができる。また、スキージ本体２０は加熱部２１よりもホルダー３０側にインク１００に接触する非加熱部２２を備えているので、印刷時に加熱部２１の加熱によって粘度が低下したインク１００の外側に、粘度が高いインク１００を存在させることができる。したがって、スキージ本体２０で粘度が低下したインク１００を押したときに、インク１００全体を加熱した場合よりもスキージ１０の進行方向にインク１００が流れにくくなるとともに、スキージ１０で押した力を粘度が低下したインク１００に伝えることができるので、スキージ１０によって押された粘度の低いインク１００は開口７１に入りやすくなり、インク１００の充填率を向上させることができる。これにより、高アスペクト比を有する印刷物１１０を得ることができる。
【００６２】
スキージ１０、スクリーン印刷装置５０、および印刷物１１０の製造方法は、例えば、プリント配線基板の配線形成、固体高分子形燃料電池のセパレータ形成、固体酸化物形燃料電池の電解質構造物や配線形成の際に用いることができる。
【実施例】
【００６３】
本発明を詳細に説明するために、以下に実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらの記載に限定されない。
【００６４】
＜実施例１＞
まず、スクリーン印刷装置、インク、被印刷物である基板を用意した。スクリーン印刷装置は、スキージと、ニューロング株式会社製のＨＰ−３２０とから構成された。
【００６５】
スキージは、板状のスキージ本体と、スキージ本体の一部が突出するようにスキージ本体をスキージ本体の基部側で保持するホルダーとを備えるものであった。スキージ本体を形成する際には、まず、熱伝導体としての奥行き５ｍｍ×幅５ｍｍ×長さ１００ｍｍの銅角筒に、ヒーターとしての直径３．１ｍｍのカートリッジヒーター（商品名「Ｃ１Ａ−７７７９」、坂口電熱株式会社）を挿入して、加熱ユニットを形成した。一方で、ゴム硬度が９０の厚さ９ｍｍ×幅４５ｍｍ×長さ１００ｍｍの板状のウレタンゴムを用意した。ゴム硬度は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３：２０１２に準拠して測定した値を意味する。そして、ウレタンゴムの先端部に奥行き５ｍｍ×幅５ｍｍ×長さ１００ｍｍの溝を形成し、この溝に加熱ユニットを１本埋め込み、クランプで固定した。そして、銅角筒の表面に温度センサとして熱電対を取り付けることによって、スキージ本体を得た。スキージ本体を得た後、スキージ本体をスキージ本体の基部側で先端部に凹部が形成されたアルミニウム合金（Ａ６０６３Ｓ）製のホルダーで保持し、スキージを得た。スキージ本体はホルダーで保持された状態においては、スキージ本体におけるホルダーから突出した部分のうちスキージ本体の先端部に位置し、加熱ユニットからなり、幅Ｗ１が５ｍｍの加熱部と、上記ウレタンゴムからなり、ホルダーから突出した部分のうち加熱部よりもホルダー側に位置した幅Ｗ２が２１ｍｍの非加熱部と、上記ウレタンゴムからなり、加熱部におけるインクに接触するインク接触面とは反対側に位置し、かつ加熱部を支持する厚さ４ｍｍの支持部とを有していた。なお、加熱部の銅角筒を構成する銅の熱伝導率は３９８Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、非加熱部および支持部を構成するウレタンゴムの熱伝導率は０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。また、幅Ｗ１および幅Ｗ２は、図２に示された部分の幅である。
【００６６】
スクリーン版は、厚さ０．３ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０４から形成されており、スクリーン版の中央には、１つの長孔状の開口が形成されていた。この開口は、スクリーン版の厚さ方向の断面が台形状であった。具体的には、スクリーン版の表面においては、開口径は幅０．３６ｍｍおよび長さ１．７６ｍｍであり、スクリーン版の裏面においては、開口径は幅０．４０ｍｍおよび長さ１．８０ｍｍとなっていた。この開口の体積は０．１９４ｍｍ３であり、アスペクト比は０．７５であった。また、スクリーン版の裏面および開口の内面には、フッ素コーティングがされていた。
【００６７】
上記インクは、主に、溶質としてのカーボンと、溶媒としてのキシレンとから構成されていた。インクの固形分濃度は、２４体積％であり、インクの密度は１２６０ｋｇ／ｍ３であった。インクの粘度は、２０℃で５６Ｐａ・ｓであった。インクの粘度は、２０℃に維持された循環式低温恒温水槽（製品名「ＴＲＬ−７５０Ｈ」、トーマス科学器械株式会社製）中で円錐型粘度計（製品名「ＴＶＥ−２５Ｈ」、東機産業株式会社製）を用いて測定した。インクの粘度は、３回測定した値の平均値とした。
【００６８】
基板は、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのアルミニウム板であった。
【００６９】
上記スクリーン印刷装置、インク、および基板を用意した後、スクリーン装置の印刷台に基板を載置した。そして、印刷台に設けられた吸引孔を介して真空ポンプで空気を吸引することによって、印刷台に基板を密着させた。
【００７０】
その状態で、基材上にスクリーン版を配置した。そして、スクリーン版上にインクを塗布量２５００ｍｍ３で供給するとともに、スキージの加熱部と非加熱部にインクが接触するように角度６０°、移動速度５５±１５ｍｍ／ｓでスキージをスクリーン版に押し付けながら、スキージを移動させて、インクをスクリーン版の開口に充填した。この際、加熱部におけるインク接触面の温度は８０℃とし、非加熱部におけるインク接触面の温度は２０℃であった。
【００７１】
＜実施例２＞
実施例２においては、印刷時における加熱部のインク接触面の温度を６０℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、基板に印刷した。
【００７２】
＜実施例３＞
実施例３においては、印刷時における加熱部のインク接触面の温度を１００℃としたこと以外は、実施例１と同様にして、基板に印刷した。
【００７３】
＜比較例１＞
比較例１においては、加熱部および非加熱部を有するスキージ本体の代わりに、非加熱部のみから構成されたスキージ本体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、基板に印刷した。比較例１で用いたスキージ本体は、ゴム硬度が９０の厚さ９ｍｍ×幅４５ｍｍ×長さ１００ｍｍのウレタンゴムのみから構成されていた。
【００７４】
＜比較例２＞
比較例２においては、加熱部および非加熱部を有するスキージ本体の代わりに、インクが加熱部のみに接触するように構成されたスキージ本体を用いたこと以外は、実施例１と同様にして、基板に印刷した。
【００７５】
比較例２で用いたスキージ本体は、以下のようにして得られた。まず、熱伝導体としての奥行き５ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの銅角筒に、ヒーターとしての直径３．１ｍｍのカートリッジヒーター（商品名「Ｃ１Ａ−７７７９」、坂口電熱株式会社）を挿入して、加熱ユニットを形成した。一方で、ゴム硬度が９０の厚さ９ｍｍ×幅４５ｍｍ×長さ１００ｍｍのウレタンゴムを用意した。そして、ウレタンゴムの先端部に奥行き５ｍｍ×幅１０ｍｍ×長さ１００ｍｍの溝を形成し、この溝にスキージ本体の幅方向に加熱ユニットを１本埋め込み、クランプで固定して、インクが加熱部のみに接触するスキージ本体を得た。スキージ本体はホルダーで保持された状態においては、スキージ本体におけるホルダーから突出した部分のうちスキージ本体の先端部に位置し、加熱ユニットからなり、幅Ｗ１が１０ｍｍの加熱部と、上記ウレタンゴムからなり、ホルダーから突出した部分のうち加熱部よりもホルダー側に位置した幅Ｗ２が１６ｍｍの非加熱部と、上記ウレタンゴムからなり、加熱部におけるインクに接触するインク接触面とは反対側に位置し、かつ加熱部を支持する厚さ４ｍｍの支持部とを有していた。ただし、比較例２に係るスキージにおける非加熱部は、インクに接触しない位置に存在していたので、印刷時にはインクは加熱部のみに接触していた。
【００７６】
＜印刷物の充填率＞
実施例および比較例で形成された印刷物の充填率を測定した。充填率は、開口の体積に対する開口に埋め込まれた印刷物の体積の割合（％）とした。
【００７７】
以下、結果を表１に示す。
【表１】
2020028996.tif 000003
【００７８】
以下、結果について述べる。比較例１、２においては、印刷物の充填率が低かった。これは、比較例１においては、スキージ本体に加熱部を設けなかったために、インクがスクリーン版の開口に充填されにくく、また、比較例２においては、スキージ本体のインクに接触する部分全体を加熱したために、スクリーン版上でインクが流れてしまい、インクがスクリーン版の開口に充填されにくくなったからであると考えられる。これに対し、実施例１〜３においては、スキージ本体にインクに接触する加熱部および非加熱部を設けたので、充填率が高い印刷物が得られた。したがって、実施例１〜３においては、高アスペクト比を有する印刷物を得ることができる。
【符号の説明】
【００７９】
１０…スキージ
２０…スキージ本体
２０Ａ…基部
２０Ｂ…突出部
２０Ｃ…先端部
２１…加熱部
２２…非加熱部
２４…ヒーター
２５…熱伝導体
３０…ホルダー
５０…スクリーン印刷装置
６０…印刷台
７０…スクリーン版
７１…開口
１００…インク
１１０…印刷物
Ｐ…被印刷物
【図１】
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【図２】
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【図３】
2020028996.tif 000006
【図４】
2020028996.tif 000007
【図５】
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【図６】
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