スクリーン印刷

メッシュのステンシルを通してインクを押し出す

スクリーン印刷は、絵柄が現れる場所以外をふさいだ細かいメッシュを通して、インクを押し出す印刷です。多くの T シャツのグラフィック、回路基板の白い文字、太陽電池の銀色の線は、この方法で印刷されます。平らでも曲がっていても、ほぼどんな表面にも、厚くて不透明なインクをのせられます。

写真：Ahmad Ali Karim, CC0, 提供： Wikimedia Commons

スクリーン印刷・印刷ストロークの断面、ステンシルづくり、乾燥丸数字は下のステップに対応しています。スキージは左から右へ動くので、左側はすでに印刷されています。

しくみ

ステンシルをつくる。 ポリエステルや鋼の糸でできた細かいメッシュを枠に張り、乳剤(感光性の液体)を塗ります。絵柄を黒で印刷したフィルムを通して UV 光を当てます。光は、絵柄の下以外の乳剤をすべて硬化させ、絵柄の部分は水で洗い流されて、開いたメッシュが残ります。
スクリーンをセットする。 スクリーンを、被印刷物(印刷する部品)の数ミリ上にクランプします。このオフコンタクトの隙間が、印刷後にメッシュを跳ね返らせます。部品は、ストッパーに突き当てて位置決め(正確に位置合わせ)するか、真空ベッドで保持します。
スクリーンにインクを広げる。 インクをスクリーンに注ぎ、軽いパスで絵柄の上に広げます。まだ印刷はせず、開いたメッシュを満たします。
印刷ストロークを行う。 スキージ(しなやかなゴムのブレード)がメッシュを部品に押しつけ、掃くように動きます。インクは開いたメッシュを通って押し出され、ステンシルがそれ以外の場所をふさぎます。
版離れ。 ブレードのすぐ後ろで、張力のかかったメッシュが跳ね上がり、濡れたインクから離れます。きれいでシャープなインクの層が残り、厚さは通常、数マイクロメートルから数十マイクロメートルです。
乾燥または硬化させる。 部品は乾燥機を通ります。プラスチゾルインクは、熱風や赤外線で約 160 °C で硬化し、UV インクは UV ランプの下で数秒で硬化します。色を増やすたびに、専用のスクリーンと専用のパスが必要です。

2 つの仲間が、同じ仕組みで動きます。ロータリースクリーン印刷は、スキージを内側に入れた円筒形のスクリーンを使い、布地やラベルを高速で印刷します。ステンシル印刷は、メッシュをレーザーカットの金属箔に置き換えて、回路基板にはんだペーストをのせます。

主なポイント

材料: プラスチゾル、水性、溶剤系、UV 硬化のインクと、機能性ペースト(銀、カーボン、絶縁体)。布、紙、プラスチック、ガラス、金属、セラミックスに印刷
代表的な部品: T シャツ、ポスター、ボトル、操作パネルとネームプレート、メンブレンスイッチ、回路基板、太陽電池
部品サイズ: 小さなラベルから、幅 1 m を超えるシートまで。ボトルなどの曲面の製品は、専用の印刷機で
精度: グラフィックスではおよそ 0.1 mm までの線、太陽電池用の印刷機では数十 µm。色ごとの見当精度は約 ±0.1 mm
表面仕上げ: 盛り上がったインクの層で、インクによってつや消しから光沢まで。布に刷ったプラスチゾルは、少しゴムのような感触
向いているロット数: 数十枚から数百万枚まで。スクリーンは安いが、色ごとに段取りが必要
金型・設備コスト: スクリーンは数十ドル、手動の印刷機は数百から数千ドル、自動印刷機や電子部品用の印刷機は数万から数十万ドル
速度: 手動の印刷機は毎時数十枚。自動機は数百枚から千枚超。太陽電池のラインは毎時数千セル