特開 2022-189630 サドルを低減したスクリーン印刷方法及びスクリーン版

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189630

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】サドルを低減したスクリーン印刷方法及びスクリーン版

(51)【国際特許分類】

   B41M 1/12 20060101AFI20221215BHJP

   B41N 1/24 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

B41M1/12

B41N1/24

【審査請求】有

【請求項の数】12

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021098308

(22)【出願日】2021-06-11

(11)【特許番号】

(45)【特許公報発行日】2021-09-01

(71)【出願人】

【識別番号】500473793

【氏名又は名称】株式会社エスピーソリューション

(74)【代理人】

【識別番号】100148851

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 和弘

(72)【発明者】

【氏名】佐野 康

【テーマコード（参考）】

2H113

2H114

【Ｆターム（参考）】

2H113AA01

2H113AA02

2H113BA10

2H113CA17

2H113CA25

2H113DA04

2H113DA57

2H113EA06

2H113EA07

2H113EA15

2H113FA10

2H113FA43

2H114AB04

2H114BA02

2H114DA04

2H114DA56

2H114EA04

(57)【要約】

【課題】いわゆるサドルを低減したスクリーン印刷をより高い品質で実現することを目的とする。
【解決手段】
基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程とを有するスクリーン印刷方法とする。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、
前記第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、
前記第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、前記所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、
前記第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程と、
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項2】

請求項１に記載のスクリーン印刷方法において、
前記網点は、格子状の同一形状を整然と並んで形成するグラビア網点である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷方法において、
前記網点は、１００％より小さなトーンを有する網点である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第二パターンはトーン１００％のベタ印刷である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第二パターンは、前記第一パターンよりも０．０５～０．８ｍｍだけインク塗布部分が拡大されているパターンである
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項6】

請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一パターンと前記第二パターンとは、同一のスクリーン版に設けられている
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一パターンまたは／及び前記第二パターンは、スクリーンメッシュ版であって、前記第二印刷工程におけるスクリーン版の乳剤厚は、１０μｍ～１００μｍである
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一印刷工程と前記第二印刷工程とで、印刷されるインクの種類が異なる
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一印刷工程は、グラビア網点のトーンは、８０％～９８％での印刷である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項10】

請求項１乃至請求項９いずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一印刷工程によるインク塗布部位は、前記第二印刷工程によるインク塗布によって完全に重畳して被覆される
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項11】

請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第二印刷工程におけるスクリーン版の乳剤厚は、前記第一乾燥工程で得られた乾燥後の網点ドットの印刷膜厚と同一である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項12】

請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法を遂行するためのスクリーン版であって、
前記第一パターンと前記第二パターンとを共に備える
ことを特徴とするスクリーン版。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ベタ印刷等における端部に形成されるいわゆるサドルが大幅に低減されて安定化されたスクリーン印刷方法及びスクリーン版に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下記特許文献１には、薄い層が簡単に作れ、印刷時に発生するサドル現象のパターン端部が盛り上がる現象をなくし、スクリーンの伸びによる印刷ずれ、テンション劣化によるにじみ、スクリーンを破いてしまうこと等がなく、しかも、スクリーン印刷による湿式積層を可能とした積層セラミックコンデンサの製造方法を提供することを目的とする発明が記載されている。

【0003】

当該特許文献１に開示されている構成によれば、積層体の形状を決定する誘電体セラミック層の印刷積層にあたって、２種類のパターンニングを行ったスクリーン４，５を用い、どちらか一方のスクリーンで印刷される誘電体セラミックは、もう一方の誘電体セラミック層の外枠を覆うように印刷され、内部電極７の印刷を途中で含みながら、交互に２種類のスクリーンの使用を繰り返しながら、誘電体セラミック層を印刷積層することを特徴とする。即ち、大、小異なる寸法の誘電体セラミック層を交互に印刷、形成することで、積層体端部の一定幅の印刷厚みを１／２に抑え、印刷時に発生するサドル現象のパターン端部の盛り上がり現象をなくすようするものとされる。

【0004】

また、下記特許文献２には、複数の印刷版でスクリーン印刷版を構成し、前記複数の印刷版のうち少なくとも一つの印刷版は、印刷すべき画像パターンのうち、ヌケ部近傍領域を印刷する印刷パターンを有し、前記複数の印刷版の他の印刷版はその余の領域を補完して印刷する印刷パターンを有して成ることを特徴とするスクリーン印刷版とし、好ましくは、単一の印刷版から成り、印刷すべき画像パターンのうちヌケ部近傍領域とその余の領域とを印刷する印刷パターンを有する印刷版であって、その面領域の間に塗膜の流動幅に相当する非画線部を形成するパターンを有して成ることを特徴とするスクリーン印刷板とする発明が記載されている。

【0005】

当該特許文献２の発明によれば、印刷すべき画像パターンのうち、ヌケ部近傍領域を一方のスクリーン印刷版で印刷する。次いでその余の領域を他方のスクリーン印刷版で印刷する。即ち、ヌケ部の近傍領域に線幅が小さく流動の少ない塗膜を形成してヌケ部の寸法精度又は安定性を確保し、次いでこれに隣接するその余の領域を印刷して、面積が大きく塗膜の流動が生じ易い塗膜を塗着することにより、ベタ部領域に塗着された塗膜のエッジに前記サドル効果による盛り上がり部が現れても、これがヌケ部へ流動するのをせき止め、実質的に微細な画像パターンの塗膜を形成することができる、と記載されている。

【0006】

さらに好ましくは、単一のスクリーン印刷版がヌケ部近傍領域とその余の領域を印刷する印刷パターンを有する印刷版であって、二足両領域の間に塗膜の流動幅に相当する非画線部を形成する印刷パターンを有する印刷版である。これで印刷すると、ヌケ部の近傍領域には線幅か小さく流動の少ない塗膜が形成され、ヌケ部の寸法精度又は安定性を確保する。また、これに隣接して塗膜の流動幅に相当する非画線部が形成される。従って、その非画線部に隣接して面積が大きく塗膜の流動が生じ易い塗膜が印刷され、ベタ部の塗膜のエッジに前記サドル効果による盛り上がり部か現れても、盛り上かり部か当該非画線部を埋めるに止まり、ヌケ部へ流動することはない。これにより、単一のスクリーン印刷版でも実質的に微細な画像パターンの塗膜を形成することができる、と記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平０８－２６４３７４号公報

【特許文献2】特開平０４－２０６９９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかし、上記特許文献１は、あくまでセラミックコンデンサに特化された特殊なニッチ領域におけるスクリーン印刷に関する発明であって、一般的なスクリーン印刷におけるサドルを低減する方法として知られているものではなく、またこれをそのまま一般に採用できるものでもない。いわゆるスクリーン印刷という文言に含まれる印刷対象物や方法は、極めて広範に亘って分化し多種多様化し、各々の適用分野においていまやそれぞれ最適化が進んでおり、専門化が極めて深化されているのである。

【0009】

このため、ことは当業者にとって長年の課題でもあった。これまでに、乳剤の特性や配置を工夫したり、重ね塗りをすることでサドルを低減させるアイデア等も公開されてきているが、いずれもスクリーン印刷によるベタ印刷時等のエッジ部分に盛り上がって形成されるサドルを充分に低減するには至っていない。

【0010】

ベタ印刷やある程度の幅や太さのあるラインパターンをスクリーン印刷した場合等に、エッジ部分に形成されるサドルは、当該サドル部分のインク厚さが盛り上がって厚く形成されていることから、当該印刷部分の端部において色が濃く見えてしまう。これは均一で美しい印刷物を作製する観点からは品質上の大きな課題となる。特に、高級乗用車の操作パネルなどの工業印刷や化粧品容器、嗜好品のパッケージなどの商業印刷物等においては、美しい印刷品質が求められる。また、見た目や外観が美しい印刷物はそれ故に経済的な価値も高くなることが多い。本発明は上述の問題点に鑑み為されたものであり、いわゆるサドルを低減したスクリーン印刷をより高い品質で実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明のスクリーン印刷方法は、基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程とを有することを特徴とする。

【0012】

本発明のスクリーン印刷方法は、好ましくは網点は、格子状の同一形状を整然と並んで形成するグラビア網点（または、スクエア２網点と称される場合もある）であり、さらに好ましくは網点は、１００％より小さなトーンを有する網点であり、さらに好ましくは第二パターンはトーン１００％のベタ印刷であり、さらに好ましくは第二パターンは、第一パターンよりも０．０５～０．８ｍｍ（典型的には０．２ｍｍ）だけインク塗布部分が拡大されているパターンである。

【発明の効果】

【0013】

いわゆるサドルを低減したスクリーン印刷をより高い品質で実現できる。またそのための最適なスクリーン版を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】ＵＶ硬化型インクをゴム製のスキージによって適正な印圧で印刷した際のポリエステル２５０メッシュ版でのライン幅と印刷膜厚の相関を示す図である。

【図2】０．１ｍｍから０．５ｍｍまでのスクリーン版開口部の残存インクと印刷膜形状のイメージ図を示す図である。

【図3】ライン幅１ｍｍの場合の印刷膜断面形状を示す図である

【図4】ライン幅１ｍｍと２ｍｍの場合の「サドル」形状を説明する印刷膜断面のイメージ概念図である。

【図5】ポリエステル２５０メッシュ、乳剤厚１５μｍ（フラット加工）の０．２ｍｍラインの版開口部とＩＪ（インクジェット）シート基材への印刷後の写真を説明する図である。

【図6】グラデーションの印刷検証で、８０線グラビア網点９０％での印刷で、高さが一定の密集したドット形状の印刷を説明する図面代用写真である。

【図7】本発明のサドル低減方法にかかる、グラビア網点９０％で印刷・乾燥した上から、少し大きめのパターンのトーン１００％のベタ印刷をする方法を説明する概念図である。

【図8】枠サイズ５５０×５５０ｍｍに対して２５０×１４０ｍｍサイズのパターンを上下に２面焼き付けた、本発明の検証・実証に用いた、スクリーン版を説明する図である。

【図9】外付けの２カメラ・モニターを取り付けたテーブルスライド型手動位置合わせスクリーン印刷機ＣＰIIのテーブル部位を説明する図である。

【図10】モニター画面上のＸ軸，Ｙ軸の４本のカーソルラインを動かし、印刷したベタパターンの十字の合わせマークを囲み、グラビア網点で印刷した十字マークに正確に位置合わせする状態のモニター画面を説明する図である。

【図11】（ａ）が通常の従来のスクリーン版での「サドル」のあるベタ印刷であり、（ｂ）が本発明のグラビア網点重ねベタ印刷での「サドル」無し印刷であり、両者の外観の違いを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

（ライン幅による印刷膜厚の違い）
スクリーン印刷での印刷厚さは、同じスクリーン版（ステンレス線材やポリエステル繊維等のスクリーンメッシュを使用する）、インク、印刷条件でも、ライン幅により異なるメカニズムで決定される。図１に、ＵＶ硬化型インクをゴム製のスキージによって適正な印圧で印刷した際のポリエステル２５０メッシュ版でのライン幅と印刷膜厚の相関を示す。図１を参照すると、０．３ｍｍ以下の比較的細いラインの印刷と、０．３ｍｍから０．８ｍｍ程度の少し太いラインの印刷、そして、約１ｍｍ以上での実質ベタ印刷の場合とでは、それぞれ印刷膜厚決定のメカニズムが異なることが理解できる。なお、ポリエステル２５０メッシュとは、１インチあたりポリエステル繊維が２５０本配置（縦２５０本と横２５０本）された構成であり、各ポリエステル繊維の太さは１インチあたりのメッシュ繊維の本数によって相対的に規定される。一般には、繊維本数がより多くメッシュ網目が細かな場合にはより細い繊維を利用するが、ポリエステル２５０メッシュ版の場合には太さ４０μｍの線径の繊維が利用されることが多い。

【0016】

図１において０．３ｍｍ以下のラインの場合には、ライン幅が小さくなるほど印刷膜厚が小さくなっている。このメカニズムは、ライン幅が小さくなるほど、スクリーン版開口部に残るインクの割合が多くなり、基材へのインク転移率が小さくなるからと考えられる。少し太いライン幅の０．３ｍｍから０．８ｍｍ程度の間では、２５０メッシュでの印刷の場合、ライン幅０．４ｍｍから０．５ｍｍが最も厚く印刷できるものとなっている。スクリーン印刷での印刷膜厚が、メッシュ厚（開口率も関係する）と乳剤（いわゆるマスキング材であって水と油等の混合物：典型的には感光性乳剤（いわゆるレジストに対応）が汎用されている）の厚さで決定されるとされるのは、現実には、この範囲におけるライン幅での印刷の場合だけに限定されるものとなる。

【0017】

また、図２に０．１ｍｍから０．５ｍｍまでのライン幅毎のスクリーン版開口部の残存インクと印刷膜厚形状のイメージ図を示している。図２において黒丸で示すのはスクリーン版のメッシュ構成繊維の一本一本の断面である。スクリーン版に塗布された感光性乳剤（レジスト）の開口部からインクが基材へと塗布される。乳剤厚は、メッシュ厚と乳剤厚を合わせたスクリーン版の総厚から、メッシュ厚を減じた値で規定される。すなわち、図２に示すように、メッシュから印刷側（基材側）に突出している高さが乳剤厚６００となる。インクは均一な流動体であるためこのライン幅の場合には、インク転移の際に基材に接触するライン幅と印刷膜厚の比率は、一定になる（図２では相似形として示している）。そして、基材に転移しないインクは、乳剤開口部に一定量が残存する。なお、インク粘度が低い場合、残存率は低くなるが、転移後のインクも水平方向に広がるので、印刷膜厚は薄くなってしまう。なお、図２に示す符号１００はスクリーン版のメッシュ繊維の断面であり、２００は残留インクであり、３００は感光性乳剤であり、４００は印刷されたインクであり、５００は基材、６００は乳剤膜厚部（乳剤厚）である。

【0018】

また、図１から理解できるように０．５ｍｍよりライン幅が太く０．８ｍｍ程度以上になると、スキージ印圧によりメッシュが下方に変形し、基材との距離が近くなるため印刷膜厚は低下する。そして、１．０ｍｍ以上では、ラインの中央部のメッシュが基材に接触するため、この部分の印刷膜厚（インク膜厚）は、スクリーンメッシュの厚みと開口率だけで決定されることになる。

【0019】

また、図３にライン幅１ｍｍの場合の印刷膜断面形状を示す。塗布インクの外周端エッジから約０．２ｍｍ内側の部分が、乳剤厚の影響で印刷膜厚が最も厚く形成されて、凸状になっていることが理解できる。一方、外周端エッジから離間した中央付近の印刷膜厚は、乳剤厚とは全く無関係であり、薄く平坦になる。すなわちライン幅が広い場合（典型的には図３に示す場合）や、ベタ印刷の場合には、乳剤厚さが印刷膜厚に影響があるのは、パターンの輪郭部の０．数ｍｍ幅（典型的には０．２ｍｍ～０．４ｍｍ）の部分だけであり、その内側部は、スクリーン版のメッシュ厚さとその開口率だけで印刷膜厚が決定されることが理解できる。

【0020】

（網点について）
網点は、小さな点の集合体（典型的にはビットマップ、ラスター画像と称される）によってグラデーションを表現したものであり、ハーフトーンとも呼ばれていて、色の濃淡（グラデーション）の表現に、例えば新聞等においても使われている。電子ディスプレイ上の濃淡画像をＲＩＰ（Raster Image Processor：ラスターイメージプロセッサ）で読み込み変換すれば、印刷用の網点データとして出力される。網点は黒１色でも濃淡を再現できるので表現の幅が広がり白黒雑誌・週刊誌等においても多用されている。

【0021】

１色ベタのデータを網点（ドット）で表現すると、色が薄くなったように見え、例えば白い紙に黒い細かい点をならべた時に、ある程度離れて見た場合に、肉眼では点が小さすぎて識別できないので、グレーに見えるのが網点の効果となる。濃淡は、網点が白い背景のどのくらいの割合を占めているかによって決まるので、黒い点の間隔の広さや、点の大きさのバランスによって濃淡の見え方はそれぞれ異なるものとなる。また、網点の密度を表すのに「スクリーン線数」という文言を使用するが、当該スクリーン線数とは印刷の細かさを表しており、“lpi”という単位で表される。スクリーン線数を高くすればするほど美しく、滑らかなグラデーションを表現できるものとなる。スクリーン線数は、単に「線数」とも称する。

【0022】

なお、ラスター画像に対して、ベクター画像では、パンフレット、フライヤー、名刺などの印刷によく使われており、文字やロゴ、デザイン、シンボルを使う製品を輪郭データだけの一曲線で描くことができ、細かな色合いを使う必要がないので多様な製品に使われる。ベクター画像のメリットは、サイズ変更のしやすさにありサイズを変えても、画像の品質は変わらず良い状態に保たれるので、仮に名刺や看板に印刷してもベクター画像であれば同じように見える。エレクトロニクス分野での電子回路配線等のスクリーン印刷には、ＣＡＤで製作したベクター画像パターンのスクリーン版が使用されている。

【0023】

本発明の実施に用いる網点のデータは、希望するパターンの輪郭サイズより若干小さい輪郭サイズ、すなわち希望するインク塗布の境界より若干内側のラインでＲＩＰ処理を行い網点データを取得し、その取得データに従ってポジフィルムを作成し、そのスクリーン版で網点の印刷を実行することで得ることができる。そして、その網点データのスクリーン版で基材上に印刷したインクを乾燥させてから、その上に本来の希望する印刷データでのスクリーン版で印刷を重畳させることで、エッジ部分のサドルによる影響が大きく低減された印刷が実現できる。なお、スクリーン印刷では従来は網点印刷は極めて不得意であることが知られていたが、本発明の方法で使用する矩形の網点形状であるグラビア網点の使用で、スクリーン印刷においてもグラデーションの安定した印刷ができるようになった。

【0024】

（ベタ印刷におけるサドル）
図３に示すような印刷膜の断面形状・現象のことを、中央部が凹んで外周端部が凸状態になっているため“馬の鞍”の形状という意味で、当業者の通称として、「サドル」又は「サドル現象」と称している。

【0025】

図４は、ライン幅１ｍｍ（図面左側）と２ｍｍ（図面右側）の場合の「サドル」形状を説明する印刷膜断面のイメージ概念図である。ライン幅１ｍｍでも、２ｍｍでも外周端の膜厚が大きい凸部分の形状は全く同一で、ライン幅が広くなると内側の膜厚が薄い領域が広がるだけであることが当該図４から理解できる。当然の事ながら、これよりも印刷面積が広いベタ印刷でも同じ傾向であり、乳剤厚さが印刷膜厚に影響するのは、パターン輪郭の部分だけであり、内側部の印刷膜厚には乳剤厚さは全く影響しない。すなわち、図４に示す印刷インク塗布境界端部の凸状部分のいわゆる「サドル」は、乳剤厚さの影響によるものであり、乳剤で規定されるインク塗布部分の境界において乳剤との関係・影響で、印刷膜が厚く形成されているものと理解できる。

【0026】

乳剤の役割は、中間ライン幅での印刷膜厚（塗布インクの厚さ）を決定する働きに加え、インクが基材に転移する際のインクの広がりをせき止める隔壁の働き・機能がある。スクリーンメッシュ版を使用したスクリーン印刷の場合、パターンエッジ部を高い印刷解像性で印刷するためには、一定厚の乳剤膜厚が必要となる。乳剤厚が薄いと、三次元的にメッシュの影響を受け、パターンエッジ部（塗布インクの境界線部分）がギザり美しい境界線が形成されない。

【0027】

このため、スクリーン版のメッシュ線径の１／３～１／２程度の乳剤厚が適正であると本発明者は考えている。例えば線径４０μｍのポリエステル２５０メッシュのスクリーン版であれば、典型的には乳剤厚１５μｍが適正である。乳剤厚が１５μｍより薄い場合には、乳剤の表面が凸凹になり、インク転移の際、基材との密着性が低下し、インクがパターン外に滲み漏れるため、エッジ部の印刷解像品質が低下する。この意味からも、製版工程での乳剤の「フラット加工」品質が重要となる。（直間法フィルムでも同様の効果があり、仕上がりの乳剤厚は１５μｍ程度が最も適正で好ましい）

【0028】

スクリーン印刷は、版にメッシュがあるから印刷したパターンエッジ部がギザると従来は考えられてきたが、隔壁である乳剤が印刷解像度品質を決定するため、乳剤厚と平坦性が適正であれば、印刷原版であるポジフィルムに準じたレベルでの高い解像度品質の印刷が可能となることを本願発明者は見出した。参考のため図５に、ポリエステル２５０メッシュ、乳剤厚１５μｍ（フラット加工）の０．２ｍｍラインの版開口部（乳剤開口部）とＩＪ（インクジェット）シート基材への印刷後の結果写真を示す。図５左側のより拡大された写真（ａ）は乳剤開口部の写真であり、図５右側の低倍率の印刷物の写真（ｂ）においても、ライン境界がギザることなく極めて美しい品質で印刷されている事が理解できる。

【0029】

これまで、ベタパターンのスクリーン印刷では、乳剤厚の影響を受ける輪郭部の印刷膜厚が内側エリアの印刷膜厚より厚くなる「サドル」を防ぐことは出来ないと考えられていた。「サドル」をできるだけ少なくするために乳剤厚を薄くすると印刷解像度品質が低下するため、高品質印刷が求められる場合には、この手法は採用することはできない。

【0030】

また、本発明者らは、過去に、スキージ印圧を極限まで低くすれば、メッシュが基材に接触しなくなり「サドル」が無くなるのではないかと考えてこれを検証したが、極低印圧のスキージ印圧であっても「サドル」は解消しないまま、極限を超えて過剰に低印圧とすれば、突如として「非接触印刷」状態となってしまい、印刷膜厚（塗布インクの膜厚）が極端に大きくなることを招来して、インク膜厚のバラつきが大きくなってしまうことを見出した。すなわち、乳剤厚１５μｍでの基材との隙間とは、ライン幅１ｍｍに対して僅か１０００分の１５であり、「サドル」を無くすには、印刷時に、この隙間を維持する必要がある。しかしながら現実的に、このようなメッシュの微小な変形を無くす事は、スクリーン印刷では不可能であることが分かった。

【0031】

（サドル無し印刷に関する事前考察）
当業者には、従来 抜き文字印刷の場合に、透過光で見ると、「サドル」の影響で文字の輪郭部とベタ部との色濃度で差が出てしまうため、「サドル」を無くす印刷を可能とする試行錯誤やアイデアがいろいろと試されて提案されていた。本発明者の各種の検証によれば、グラビア網点でのグラデーション印刷技術に関して、グラビア網点８０線のトーン９０％の印刷であれば、ドットの集合体であり、原理的に「サドル」はないことが判明しており、これをうまく利用すると「サドル」無しの印刷が可能になる可能性があることに着想を得た。なお、例えばトーン１００％とはインクが隙間なくベタ塗りされている状態で黒インクであれば真っ黒な印刷状態を意味し、トーン０％とはインクが全く塗布されていない状態で下地基材の色のままであり、トーン５０％とは各ドットの面積が半分であり、全体として印刷領域の半分の面積にインクが塗布されて外観上その色が薄まって見えている状態を意味する。

【0032】

過去のグラデーションの印刷検証で、８０線グラビア網点のトーン９０％（線数に合わせ、グラビア網点のトーンは、８０％～９８％の範囲で任意に設定することも可能）での印刷で、図６に示すように高さが一定の密集したドット形状の印刷が得られた時に、本発明者はなんとなく本発明に至る道筋が見えてきた。その後、図７に示すように「グラビア網点９０％で印刷、乾燥した上から、少し大きめのパターンのベタ印刷をすれば、原理的に「サドル」は起きないはずだ」と閃きが降りてきて本発明の完成に至ることとなった。図７は、本発明のサドル低減方法にかかる、グラビア網点重ねベタ印刷手順を説明する概念図である。なお、８０線とは１インチあたり８０個のドットがある８０ｄｐｉの意味であり、１００線の場合であれば１インチあたり１００個のドットとなって、１個のドットあたりのマス目が一辺２５０μｍ□程度となる。また、８０線の場合には２５．４ｍｍを８０で除算して１ドットあたりのマス目が約３１７μｍ四方の面積となり、トーン５０％の網点であればその半分の面積をインクで塗布するものとなる。なお、網点への変換ソフトであるＲＩＰを使用しない場合は、ベクター画像のまま、ＣＡＤにより同様の網点形状を作成してもよい。

【0033】

本発明の方法を実施する典型例として示す、グラビア網点１００線のトーン８９％のパターン（すなわち図７（ａ）を形成するためのパターン）と、インク塗布境界周囲を０．２ｍｍ大きくした１００％のベタパターンのポジフィルム（スクリーン版の原版でありこれに密着させてスクリーン版を製作することができる）と、ポリエステル２５０メッシュ・乳剤厚１５μｍのスクリーン版（図７（ｂ）に示すスクリーン版）と、を用いれば、本発明者においては理論的にも、「サドル」無しのベタ印刷が可能だと確信していた。本発明者の種々の実験と検証によれば、網点の線数やスクリーン版のメッシュ数の違いにより、グラビア網点の塗布インクのインク塗布境界周囲から０．０５ｍｍ～０．８ｍｍ大きくしたスクリーン版とすることで、本発明の効果がより明らかに得られるものとなる。また、第二印刷工程のスクリーン版の乳剤厚は、第一乾燥工程で得られたドットの印刷膜厚と同程度の厚さが好ましく、好ましくは１０μｍ～１００μｍの範囲で、本発明の効果がより明白に得られるものとなる。ここで、ドットの高さとは、盛り上がったドットインクの最高の高さ、（頂点の高さ）を意味し、印刷された直後のウエット状態のインクを乾燥すると５０％程度高さが低くなるが、第一乾燥後のドットの高さと第二印刷工程のスクリーン版の乳剤厚とが同程度（典型的には同一高さ）であることが好ましい。

【0034】

（「理論」を実証して「サドル」無しベタ印刷発明の完成）
本発明の検証・実証に用いたスクリーン版は、図８に示すように枠サイズ５５０×５５０ｍｍに対して２５０×１４０ｍｍサイズのパターンを上下に２面焼き付けたものを使用した。図８に示す写真では、上側にトーン１００％であるベタパターンを示し、下側に上側より周囲０．２ｍｍサイズを縮小した１００線のグラビア網点８９％を焼き付けたスクリーン版を示している。すなわち、一枚のスクリーン版にトーンと０．２ｍｍだけ印刷周囲サイズが異なる二つの版パターンを設けている。

【0035】

ポリエステル２５０メッシュ、バイアス２２．５°、テンション０．９５ｍｍの乳剤厚１５μｍ，フラット加工のスクリーン版とした。一枚のポジフィルム（スクリーン版の原版）に２種類のパターンを描画して、図８に示すように一つのスクリーン版に焼き付けたことで、この一枚のスクリーン版を用いて重ね印刷時の位置合わせ精度を高める事が出来る。インク塗布境界におけるエッジ端部０．２ｍｍのサイズ違いであるから、重ね印刷での位置合わせ精度は±０．１ｍｍ以下が必須となる。具体的には、例えば図８の下側のシュリンクさせた１００線のグラビア網点８９％を用いて図７（ａ）に例示するようなグラビア網点４００（１）を生成し、その後図８の上側のトーン１００％のベタパターン１００を用いて図７（ｂ）（ｃ）に示すようなベタ印刷４００（２）を生成することができる。

【0036】

１２５μｍ厚のＰＥＴフィルムを１００℃で３０分間加熱し、アニール処理を行い、最初に、グラビア網点８９％パターンの印刷を行った。インクは、比較的粘度が高いマゼンタ（赤色）を使用した。これにより、図６に示す図面代用写真と同様に高さが一定の密集したドット形状の印刷が得られた。

【0037】

ドットの集合体であるため色濃度（グラデーション）は少し低いが、「サドル」が全くなく、全体に均一な濃度での印刷結果が得られた。この印刷物を１００℃／１時間乾燥させた後、図９に示すように外付けの２カメラ・モニターを取り付けたテーブルスライド型スクリーン印刷機で、トーン１００％のベタパターンを図７のように正確に位置合わせして印刷した。

【0038】

図１０に示すようなモニター画面上のＸ軸，Ｙ軸の４本のカーソルラインを動かし、印刷したベタパターンの十字の合わせマークを囲み、グラビア網点で印刷した十字マークに正確に位置合わせをした。手動位置合わせ操作であっても、０．０２ｍｍ以内での合わせ精度で印刷が可能であることが判明した。

【0039】

図１１に通常の従来のベタ印刷（トーン１００％ベタパターン）（ａ）と、今回のグラビア網点重ねベタ印刷での「サドル」無し印刷（ｂ）との外観の違いを示す。本発明によるグラビア網点重ねベタ印刷では、パターン内側での印刷膜厚が薄くならずに輪郭部の凸部の膜厚と同じように厚くなるので全体として色濃度が高く、エッジ端部の「サドル」が無いため、クッキリとした美しいエッジでのベタ印刷結果が得られることとなった。抜き文字印刷でもシャープなエッジで、安定して印刷できるものとなった。本発明によるグラビア網点重ねベタ印刷で、従来、スクリーン印刷の宿命だと思われていたベタ印刷での「サドル」発生の問題を完全に解決することが出来るものとなる。

【0040】

今後は、インクの粘度を下げたり、メッシュ数を小さくしたりして印刷テスト及びさらなる改良を続けたいと本発明者は思っている。無溶剤であるＵＶ硬化型インクで印刷すれば、乾燥による印刷膜厚の減少が少ないため、より平坦な「サドル」無しのベタ印刷が可能になると思われる。また、今後の応用として、グラビア網点印刷とベタ印刷でのスクリーンメッシュ仕様を変える事や、異なる色のインクを印刷する事も考えられる。さらに、第二印刷工程のベタ印刷と第二乾燥工程を複数回繰り返すことで、更に膜厚が大きいサドル無しの印刷が可能になる。

【0041】

好ましくは乳剤厚を薄くすることなく（または乳剤の塗布設定条件やスクリーン印刷の従来条件を変更することなく）、網点印刷の上に従来のスクリーン印刷を重ねて印刷することで、サドルの発生を抑制して全体的にフラットで均一なインク厚さを有する印刷を実現することができる。本発明のスクリーン印刷方法は、美的外観や美的品質に極めて優れていることから、好ましくは用途的にはグラフィックや加飾に特に好適である。また、グラビア網点は、各ドットの形状が典型的には正方形の格子状に並んだ形状となるので、隙間部分を極めて小さくできるので網点１００％トーン（すなわちベタ）に限りなく近づけることが可能となり本発明の実施には極めて有利である。

【0042】

本発明のスクリーン印刷方法は、基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程とを有することを特徴とする。

【0043】

これにより、第一印刷工程で印刷された所望トーンの網点の上に、第二印刷工程で印刷されたインクが塗布されることから、いわゆるサドル現象が低減されたスクリーン印刷が可能となる。網点は好ましくは、典型的に９０％トーンとすることが最適ではあるが、これに限定されるものではない。２回の印刷に用いる各インクの粘度特性や基材の特性等によっては、その他の適切な網点印刷を利用することもできる。また、第二印刷工程では、典型的にはベタ印刷であることが本発明の作用効果を最大限得られる態様としては好ましいものではあるが、これに限定されるものではない。第二印刷においても任意のトーン（例えば９０％トーン等）印刷としても良い。さらに、網点はグラビア網点であることが本発明に最適なベストモードということができるが、必ずしもこれに限定されるものではなく任意の他の網点としても良い。また、第一パターンと第二パターンとは、好ましくは０．２ｍｍだけインク塗布部分の大きさが全周囲に亘って異なるものであるが、０．２ｍｍに限定されるものではなくインクの特性や乳剤厚やスクリーン版特性等に応じて、適宜調整しても良い。さらには、第一印刷工程と第二印刷工程とで、印刷されるインクの種類を変えて異なるインクを使用するようにしても良い。

【0044】

上述した実施形態で説明したスクリーン印刷方法等は、実施形態での個別説明に限定されるものではなく、本発明の範囲内かつ自明な範囲内で自由にその構成や材料、動作・方法を変更し、組み合わせ適用して実現することが可能である。

【産業上の利用可能性】

【0045】

本発明は、種々のスクリーン印刷方法に好適である。

【符号の説明】

【0046】

１００・・・スクリーン版メッシュ繊維の断面、２００・・・残留インク、３００・・・感光性乳剤、４００・・・印刷インク、５００・・・基材、６００・・感光性乳剤の膜厚。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【手続補正書】

【提出日】2021-07-14

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、
前記第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、
前記第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、前記所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、
前記第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程と、を有し、
前記第一印刷工程は、グラビア網点のトーンが、８０％～９８％での印刷である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項2】

請求項１に記載のスクリーン印刷方法において、
前記網点は、格子状の同一形状を整然と並んで形成するグラビア網点である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷方法において、
前記網点は、１００％より小さなトーンを有する網点である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第二パターンはトーン１００％のベタ印刷である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第二パターンは、前記第一パターンよりも０．０５～０．８ｍｍだけインク塗布部分が拡大されているパターンである
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項6】

基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、
前記第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、
前記第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、前記所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、
前記第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程と、を有するスクリーン印刷方法において、
前記第一パターンと前記第二パターンとは、同一のスクリーン版に設けられている
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項7】

請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一パターンまたは／及び前記第二パターンは、スクリーンメッシュ版であって、前記第二印刷工程におけるスクリーン版の乳剤厚は、１０μｍ～１００μｍである
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項8】

請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一印刷工程と前記第二印刷工程とで、印刷されるインクの種類が異なる
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項9】

請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
第二乾燥工程後においては、輪郭部の印刷膜厚が内側エリアの印刷膜厚より厚くなるサドルが、前記第一印刷工程を有さないでベタ印刷のみとした場合よりも、低減されている
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項10】

請求項１乃至請求項９いずれか一項に記載のスクリーン印刷方法において、
前記第一印刷工程によるインク塗布部位は、前記第二印刷工程によるインク塗布によって完全に重畳して被覆される
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項11】

基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、
前記第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、
前記第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、前記所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、
前記第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程と、を有するスクリーン印刷方法において、
前記第二印刷工程におけるスクリーン版の乳剤厚は、前記第一乾燥工程で得られた乾燥後の網点ドットの印刷膜厚と同一である
ことを特徴とするスクリーン印刷方法。

【請求項12】

基材に所定の第一パターンを網点でスクリーン印刷する第一印刷工程と、
前記第一印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第一乾燥工程と、
前記第一乾燥工程で乾燥されたインクの上に、前記所定の第一パターンより周囲が大きく形成された所定の第二パターンでスクリーン印刷する第二印刷工程と、
前記第二印刷工程で印刷されたインクを乾燥させる第二乾燥工程と、を有するスクリーン印刷方法、を遂行するためのスクリーン版であって、
前記第一パターンと前記第二パターンとを共に備える
ことを特徴とするスクリーン版。