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スクリーン印刷-測定(メッシュ、乳剤、版厚)

参考とした製品

PosiTector 6000 FSは、メッシュ、エマルジョン、ステンシルの厚み、基材やドライインクデポジットの厚みを、正確かつ非破壊で測定します。 PosiTector 6000 FSは、磁気誘導の原理を利用して、非磁性体の厚みを素早く測定します。 

シルクスクリーン印刷の原点

現代のシルクスクリーン印刷は、1907年に特許を取得しました。 シルクを枠に張って、手描きの型紙を支えるものでした。 1914年、このプロセスはスクリーンプロセスによる多色印刷のために拡張されました。 この頃、シルクスクリーンの人気が高まり、旗やバナー、お店の広告看板などの産業用印刷工程が始まりました。 シルクスクリーン印刷に使用される機器や材料は品質が向上しましたが、実際の工程はほとんど変わりません。 現在では、スクリーン印刷はあらゆるところで使われています。 店舗ディスプレイ、ポスター、広告ボード、電子機器マーキング、テキスタイル、衣類、バンパーステッカーなど、その用途は多岐にわたります。  

スクリーン印刷の工程

まず、木やアルミの枠にナイロンの細かいメッシュを張ります。 メッシュには感光性の乳剤やフィルムが塗られ、乾燥するとメッシュの穴がふさがれる。 プリントしたい画像を透明なフィルムに出力する。 ポジフィルムとコーティングされたメッシュを重ね合わせ、紫外線を照射する。 紫外線で固まりきらなかった乳剤をジェット水流で洗い流し、フィルム上の画像に対応した版面を作る。スクリーンを印刷機に装着し、印刷する基板をスクリーンの下に置く。 スクリーンの上面にインクを置き、ゴムのスキージブレードをスクリーンの上面に引き、インクをステンシルから基材に押し出す。 複数枚を印刷する場合は、スキージが再びスクリーンに接触し、インクを押し出す。 その後、インクを定着させるために熱硬化させる。 この工程は、多色印刷の場合、何度でも繰り返される。

メッシュの厚み測定

PosiTector 6000 FS(スクリーン印刷)ゲージは、布地やステンシルの厚みを測定するために特別に設計されました。 プローブの表面は広く、メッシュの開口部を埋めるため、プローブはメッシュとステンシルのナックルからナックルまで一貫して測定することができます。 張力調整工程では、メッシュの厚みがメーカーが指定した厚みと異なるため、印刷テンションでストレッチされたスクリーン上のメッシュの厚みを測定することが重要です。 PosiTector 6000 FSプローブを付属の鉄製ベースプレート上でゼロ調整した後、ゲージはベースプレートに平らに置かれた基材やスクリーンメッシュの厚みを正確に測定する準備ができます。  

メッシュの厚みを正確に測定することは、メッシュのウェットインク付着量を予測するための公式で重要な要素です。 スクリーンメッシュの厚さにはばらつきがあるため、一部のモデルでは統計モードを使用して再現性を向上させることができます。 統計モードを有効にすると、ゲージは自動的に測定値の移動平均を計算します。 FSの測定範囲は、最大60mil(1.5mm)です。 ポジテクターFSは、1%の可変精度と0.05 mil(1ミクロン)の分解能を備えています。

ステンシルビルドアップの厚み測定

メッシュとステンシルの厚みを測定する能力によって、ユーザーはスクリーン印刷プロセスの重要な要素を予測し、制御することができます。プロセスコントロールのためには、メッシュと乳剤の厚さをステンシルの表面全体でコントロールすることが必要です。 また、特に手作業でスクリーンをコーティングしている工場では、ステンシルの厚さをPosiTector 6000 FSゲージで定期的に検査する必要があります。 

紫外線インクを使用しない一般的な印刷や、極端な細部を必要としない作業では、通常、メッシュ厚の約20パーセントの乳剤蓄積で優れた印刷解像度とエッジ精度を得ることができます。 EMR(emulsion over mesh ratio)が20%であれば、印刷面の乳剤が十分に蓄積され、印刷の肩の部分で基板表面から効果的に糸が浮き上がり、インクが画像領域全体を満たすことで印刷画像の損失が少なくなります。

細かい印刷や多色印刷、紫外線印刷などには、より薄い版厚が必要です。10%EMRは、基材側でメッシュから十分なレリーフが得られるため、より一般的ですが、非常に細かいディテールをにじませることなくリリースできるように、全体のスクリーン厚(メッシュ+乳剤)を減少させています。

メッシュが厚いほど、メッシュをカプセル化し、滑らかなステンシル表面(Rz値)を有するステンシルを形成するために必要なエマルジョンコーティングは厚くなります。メッシュが薄いほどコーティングが容易であり、一定の厚みでより滑らかな孔版を形成することができます。  

ステンシル厚さ

ステンシル上のビルドアップの厚さを決定するためには、まず、ストレッチメッシュ上でFSプローブをゼロにする必要があります。 付属の金属製ベースプレートをメッシュの下に置き、平均的なゼロ値を得ることで(メッシュのばらつきを考慮し)、メッシュがゼロ値となります。 これで、コーティングされたスクリーン上で測定を行った場合、ゲージはスクリーン上のEOM(エマルジョンオーバーメッシュ)の蓄積を表示します。 すべての粗い基材やコーティングと同様に、複数の測定値の平均を計算することによって、より良い再現性を得ることができます。

乳剤の厚みの測定

乳剤の塗布が薄すぎると、適切なガスケットシールが得られません。インキはステンシルの下ににじみます。その結果、印刷物のエッジが粗くなります(ノコギリ歯状)。乳剤の厚みが不十分な場合のその他の症状としては、画像の汚れ、ハイライト部のドット抜け、シャドー部のドット増しがあります。 乳剤の付着量が多すぎる場合、プリントの肩の部分に縦の壁や柱ができ、この部分にインクが完全に充填される場合とされない場合があります。この部分にインクが入りきらない場合、プリントには空洞が生じます。インクが充填された場合、印刷中にインクが適切に放出されないことがあります。インクが放出されたとしても、インクが多すぎて画像に沈着してしまうことがあります。

ドライインクデポジットの厚み測定

エマルジョン測定と同様の手順で、ドライインクの膜厚を測定することができます。 金属製のベースプレートの上に素地を置き、FSプローブをゼロにします。 平均的なゼロ値(基板のばらつきを考慮)を得た後、基板の厚さがゼロ値になります。 これで、印刷された基板を測定すると、ゲージはドライインクデポジットの厚さのみを表示するようになります。

基板上に付着したドライインクの測定は、ほとんどの機械的な厚み測定装置(ノギスやマイクロメーター)に対する電子ゲージの優位性を明確に示している。 電子ゲージの精度と簡便さに加え、測定器を設置するために基板を切断する必要がなく、印刷物のあらゆる部分を簡単に測定することができます。 

PosiTector 6000

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