JP2012140735A - 金属メッシュ織物及びスクリーン印刷用版 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】金属線材からなる縦糸及び横糸が互いに交差するように製織された構造をなす金属メッシュ織物であって、縦糸及び横糸のそれぞれが、オーステナイト系ステンレス鋼からなるコア部51と、このコア部51を囲むように設けられ、オーステナイト系ステンレス鋼を母材とし、この母材に炭素が拡散浸透した硬化層52と、この硬化層52を囲み、炭化物及び化学式AB2O4で示される酸化物とを含む黒色クラッド層53とを備える。(ここでA,BはFe,Cr,Niのいずれかである)
【選択図】図3
Description
本発明の実施の形態に係るスクリーン印刷用版は、図示を省略した型枠と、この型枠の内部に紗張りされた低伸度メッシュ織物からなる金属製スクリーンとを備える。本発明の実施の形態に係るスクリーン印刷用版に用いられる型枠としては、強度並びに耐蝕性の観点から、一般にアルミニウム製のパイプ接合タイプやダイキャストタイプ、或いは、ステンレス製の型枠を挙げることができる。「発明が解決しようとする課題」の欄で述べた通り、塑性領域の狭い低伸度金属線材をメッシュ織物状に織製することは極めて困難であるが、本発明の実施の形態に係るスクリーン印刷用版に用いる低伸度メッシュ織物においては、この型枠に、直張り方式、コンビネーション方式等の軟質の金属メッシュ織物を紗張りする手法として公知の方法を用いて、図1(a)及び図1(b)に示したように、直径が、例えば、10〜160μmで、母材としてのオーステナイト系ステンレス鋼からなる低伸度金属線材が、平織、綾織等のメッシュ織物状に織製され、紗張りされた状態が容易に実現されている。
図19に示すAES分析データにおいて図19から、500メッシュの低伸度メッシュ織物においては、低伸度メッシュ織物を構成する低伸度金属線材の黒色クラッド層53の厚さ0.8μm程度と読め、(ただし分解能0.2μm)るが、この値は図4に示したSEM断面観察による値(=約0.3〜0.8μm)と、ほぼ良く対応している。図19から黒色クラッド層53の炭素濃度は、約5質量%であり、黒色クラッド層53の酸素濃度は30〜45at%と読める。そして、図19の黒色クラッド層53の酸素とFe、Niの量比から、化学式AB2O4で示される酸化物の存在が推測できる(上述した通り、化学式AB2O4の元素Aと元素Bとの組み合わせは、Fe,Cr,Niのいずれかから選択される組み合わせである。)。又、炭素はFe3CやCr7C3の炭化物として存在すると思われるが、金属原子との量比からみると金属原子の数が少ないのでグラファイトが存在する可能性も否定できない。表1に、500メッシュの本発明の実施の形態に係る低伸度メッシュ織物について、AES分析、燃焼法、SEM断面観察、光学顕微鏡断面観察により求めた黒色クラッド層53の炭素濃度Cks(質量%)、硬化層52の表面の炭素濃度CS(質量%)、黒色クラッド層53の厚さK(μm)、硬化層52の厚さD(μm)及び、これらの測定値から合理的に推定される黒色クラッド層53の炭素濃度Cks(質量%)、硬化層52の表面の炭素濃度CS(質量%)、黒色クラッド層53の厚さK(μm)、硬化層52の厚さD(μm)を示した。表1に示す燃焼法よる分析は、JIS G 1211に従うものであり、本発明の実施の形態に係る500メッシュの低伸度メッシュ織物をサンプル重量1gに対し分析したが、分析精度は0.0002%、分析範囲は0.6ppm〜6.0質量%Cである。
(イ)本発明の実施の形態に係る低伸度メッシュ織物は、先ず、製織前の線材の材料物性として軟質とし、軟質の線材を用いて、メッシュ織物に製織することが行われる。即ち、製織前の線材は、例えば、伸線後の仕上げ処理として固溶化処理を行う調質区分「軟質1号(W1)」の状態とするか、伸線後の仕上げ処理として固溶化処理を行ったのち軽度の伸線処理を行う調質区分「軟質2号(W2)」の状態とすることが行われる。「軟質1号(W1)」及び「軟質2号(W2)」における材料物性値は、それぞれ、例えば下記の表3及び表4に示す値に相当するものとされるが、線径10〜50μmの場合、引っ張り強度は600〜1300N/mm2程度、伸びは8〜25%程度に設定される。
図8に示すように、本発明の実施の形態に係る低伸度メッシュ織物の製造方法に用いるに好適なマッフル炉1は、外殻2と、内部が処理室に形成された内容器4と、内容器4と外殻2の間に設けられたヒータ3とを備えている。内容器4内には、ガス導入管5及び排気管6が連通している。ガス導入管5には、浸炭ガスであるH2,COが充填されたボンベ15、及びフッ化処理ガスであるN2+NF3,CO2が充填されたボンベ16が連通している。17は流量計、18はバルブである。排気管6には、排ガス処理装置14及び真空ポンプ13が接続され、内容器4内の処理室内に処理ガスを導入して排出するようになっている。処理室内には処理ガスを攪拌するモーター7付きのファン8が設けられている。ワークである軟質のオーステナイト系ステンレス鋼からなる軟質の金属メッシュ織物11は、緩めた状態のコイル、即ちルーズコイル状で内容器4内に装入して熱処理することができる。
図3に模式的に示した通り、本発明の実施の形態に係る低伸度メッシュ織物は、軟質のオーステナイト系ステンレス鋼線を製織して得られた軟質の金属メッシュ織物に対し、浸炭処理を施し、母材が未処理領域として残留したコア部51が低伸度金属線材の中央部に位置し、このコア部51を囲む低伸度金属線材の表層部側に母材のオーステナイト相に炭素を固溶させた硬化層52が位置し、硬化層52の更に表層部側に、硬化層52を囲むように黒色クラッド層53が位置している。
(a)縦方向における低伸度メッシュ織物としての破断強度が1000MPa以上2600MPa以下、破断伸びが1%以上8%以下、1%耐力が900MPa以上2400MPa以下であり、横方向における低伸度メッシュ織物としての破断強度が1200MPa以上3400MPa以下、破断伸びが0.8%以上6%以下、1%耐力が900MPa以上2800MPa以下である;
(b)縦方向における低伸度メッシュ織物としての弾性限度が500MPa以上1800MPa以下であり、横方向における低伸度メッシュ織物としての弾性限度が600MPa以上2400MPa以下である;
(c)縦方向における低伸度メッシュ織物としての弾性係数が40GPa以上120GPa以下であり、横方向における低伸度メッシュ織物としての弾性係数が80GPa以上240GPa以下である;
(d)縦方向における低伸度メッシュ織物としての弾性伸びが0.8%以上3%以下であり、横方向における低伸度メッシュ織物としての弾性伸びが0.6%以上1.8%以下である。
下記の表5に示す条件により実施例1〜5の低伸度メッシュ織物を得た。なお、フッ化処理の雰囲気は、フッ素系ガスの濃度30000ppm(残りN2ガス)、浸炭処理の雰囲気は、10容量%CO+90容量%H2で行った。
図10及び図11は、250メッシュ、400メッシュ、640メッシュの低伸度メッシュ織物の引っ張り試験結果を示す。本発明の実施の形態に係る実施例に対し、比較例としてフッ化処理及び浸炭処理を行っていない未処理の軟質の金属メッシュ織物の引っ張り試験結果を同時に示す。図10の縦方向の測定結果、図11の横方向の測定結果に示すように、処理前の軟質の金属メッシュ織物に対し、1%耐力は、下記の表6に示す通り、250メッシュもので1.6〜1.7倍、400メッシュのもので1.7〜1.9倍、640メッシュのもので1.9〜2.0倍となっている。又、弾性係数は、250メッシュのもので1.2〜1.5倍、400メッシュのもので1.1〜1.2倍、640メッシュのもので1.3〜1.4倍となっている。又、弾性限度は、250メッシュのもので1.3〜1.6倍、400メッシュのもので1.5〜1.9倍、640メッシュのもので1.9〜2.0倍となっている。
実施例と比較例の金属メッシュ織物について、同じ仕様のスクリーン印刷用版とし、印刷精度の経時変化を評価した。
比較例(未処理) SUS304製500メッシュ、φ16μm、カレンダー加工
実施例 金属メッシュ織物にフッ化処理及び浸炭処理
フッ化処理条件 3容量%NF3+残部N2雰囲気、240℃×90分
浸炭処理条件 10容量%CO+残部H2雰囲気、420℃×2時間
○スクリーンサイズ: 320mm×320mm
○感光乳剤膜厚:15μm
○印刷機:LS−150
印刷速度:60mm/sec
○評価方法
規定のショット数のときに、ガラス基板に印刷を行い、印刷物の所定の9点の座標を測定し、1ショット目の印刷物とのずれ(方向、距離)を測定してプロットした。
超微小硬度測定装置((株)エリオニクス製 型式ENT−1100a)を用い、電磁アクチュエータを荷重負荷装置として微小荷重の制御をして、三角錐(バーコビッチ型)の圧子を試料へ押し込んだときの圧子への負荷荷重と押込み深さを、静電容量変位計を圧子変位測定装置として、負荷時、除荷時にわたり連続的に測定することにより、図14及び15に示すような負荷荷重−押込み深さ曲線が得られる。図14及び15に示した負荷荷重−押込み深さ曲線は、共に、負荷荷重を5mNとし、分割数を500、ステップインターバルを20msecとして、保持時間1000msecで測定した結果である。
図16は、400メッシュの場合の紗張りエアー圧(MPa)とテンション(mm)との関係を、従来のフッ化処理/浸炭処理していない軟質の金属メッシュ織物の紗張りエアー圧(MPa)とテンション(mm)との関係と比較しながら示す図である。本発明の実施の形態に係る低伸度メッシュ織物は、高強度で低伸度であるので、図16に示したように、スクリーン印刷用版の紗張りを、0.65mm以下の沈み込み距離となる極めて高いテンションで行うことが可能となる。
既に、図1(b),図1(c),図2(b)及び図2(c)のSEM表面写真に示した通り、本発明の実施の形態に係る低伸度メッシュ織物を構成する低伸度金属線材の最表面に位置する黒色クラッド層53の表面にはミクロな凹凸があるので、図18に示す通り、低伸度メッシュ織物をスクリーン印刷用版に用いた場合には、従来の軟質の金属メッシュ織物を用いたスクリーン印刷用版に比し、反射率を低くすることができ、感光樹脂の解像度を向上させることができる。
以上のように、本発明は上記の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面は本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
2…外殻
3…ヒータ
4…内容器
5…ガス導入管
6…排気管
7…モーター
8…ファン
11…金属メッシュ織物
13…真空ポンプ
14…排ガス処理装置
15、16…ボンベ
17…流量計
18…バルブ
51…コア部
52…硬化層
53…黒色クラッド層
Claims (9)
- 金属線材からなる縦糸及び横糸が互いに交差するように製織された構造をなす金属メッシュ織物であって、前記縦糸及び前記横糸のそれぞれが、
オーステナイト系ステンレス鋼からなるコア部と、
該コア部を囲むように設けられ、前記オーステナイト系ステンレス鋼を母材とし、該母材に炭素が拡散浸透した硬化層と、
該硬化層を囲み、元素A及び元素Aとは異なる元素Bとの組み合わせを、Fe,Cr,Niのいずれかから選択される組み合わせとして、炭化物及び化学式AB2O4で示される酸化物とを含む黒色クラッド層と
を備えることを特徴とする金属メッシュ織物。 - 前記硬化層の厚さの前記金属線材の半径に対する比が、10%〜60%の範囲内の値であることを特徴とする請求項1に記載の金属メッシュ織物。
- 前記黒色クラッド層の厚さが0.1μm〜1.1μmの範囲内の値であることを特徴とする請求項1又は2に記載の金属メッシュ織物。
- 前記黒色クラッド層の表面が、前記金属線材の長さ方向に沿って、幅0.3〜1.5μm、長さ0.5〜2.5μmの凸部がランダムに連続して配列された凹凸を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の金属メッシュ織物。
- 前記縦糸と前記横糸とのそれぞれの交差部において、前記縦糸と前記横糸とが接触した交点部にも前記硬化層、及び前記硬化層を囲む前記黒色クラッド層が形成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の金属メッシュ織物。
- 型枠と、
金属線材からなる縦糸及び横糸が互いに交差するように製織された構造をなし、前記型枠の内部に紗張りされた金属メッシュ織物
とを備え、前記縦糸及び前記横糸のそれぞれが、
オーステナイト系ステンレス鋼からなるコア部と、該コア部を囲むように設けられ、前記オーステナイト系ステンレス鋼を母材とし、該母材に炭素が拡散浸透した硬化層と、該硬化層を囲み、元素A及び元素Aとは異なる元素Bとの組み合わせを、Fe,Cr,Niのいずれかから選択される組み合わせとして、炭化物及び化学式AB2O4で示される酸化物とを含む黒色クラッド層とを有することを特徴とするスクリーン印刷用版。 - 前記硬化層の厚さの前記金属線材の半径に対する比が、10%〜60%の範囲内の値であることを特徴とする請求項6に記載のスクリーン印刷用版。
- 前記黒色クラッド層の厚さが0.1μm〜1.1μmの範囲内の値であることを特徴とする請求項6又は7に記載のスクリーン印刷用版。
- 前記黒色クラッド層の表面が、前記金属線材の長さ方向に沿って、幅0.3〜1.5μm、長さ0.5〜2.5μmの凸部がランダムに連続して配列された凹凸を有することを特徴とする請求項6〜8のいずれか1項に記載のスクリーン印刷用版。
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