JP6464532B2 - 通気性シート - Google Patents

Description

本発明は、プリンテッドエレクトロニクスで真空吸着装置の吸着ステージに吸引固定された基材の表面へ印刷を施す際に、前記吸着ステージと前記基材の間に介在させて使用する通気性シートに関するものであり、特に、フィルム等の非通気性基材の表面に電子部品を印刷形成する際、好適に使用できる通気性シートに関する。

電気機器の小型化に伴い、小型で軽量な、或いは厚さの薄い、例えば集積回路や配線材あるいは電子基板などの電子部品（以降、包括的に電子部品と称することがある）の開発が進められている。このような要請に応える技術として、近年、プリンテッドエレクトロニクスが注目を浴びている。
プリンテッドエレクトロニクスとは、導電性成分或いは半導体成分などを配合した各種インク（以降、プリンテッドエレクトロニクスに使用される各種インクを単にインクと称することがある）を、フィルムや布帛（例えば、不織布、織物、編物など）などの基材の表面に印刷し、前記基材の表面に種々の電子部品を形成する技術分野である。
プリンテッドエレクトロニクスを用いることで、例えば、フィルムや布帛などの軽くて薄い基材や、柔軟性を有する基材の表面に電子部品を形成し、小型・軽量化された、或いはフレキシブルな電気機器を提供することができる。

プリンテッドエレクトロニクス関連技術として、特開２００９−１１７５５２号公報（以降、特許文献１と称する）では、例えば１ｍ角程度のフィルム基板に太陽電池素子を加工する場合を例示した吸着ステージが開示されている。この技術は空気を吸引して基材を固定するための吸着ステージに関するものであって、表面と裏面との間を連通する複数の粗孔を有する平板と、不織布などの細孔が形成されたシート部材の積層体を介在させた状態で、ステージベースに基材を吸引固定することが開示されている。
この特許文献１の技術では、基材の吸引固定を行う真空吸着装置の吸着ステージに、非多孔質金属材料を切削等で機械的に加工して表面と裏面とを連通する粗孔を有する平板を備え、基材を吸引固定する面側に通気性を有する細孔が形成されたシート部材を取り付けたものである（同文献の図１等参照）。この技術では、細孔を有するシート部材の好適態様としてフッ素樹脂などからなる不織布が開示されている。

他の背景技術として、特開２０１２−６１５５６号公報（以降、特許文献２と称する）には、真空吸引によって紙、フィルム、ウエハ、ガラス板、金属板等を搬送あるいは固定する真空吸着装置の吸着面（吸気口が設けられた吸着ステージ）に用いられる不織布製の吸着プレートが提案されている。この特許文献２の技術は、被吸着物の表面への影響に着目し、耐摩耗性に劣るスポンジ、或いは一般に通気性に劣り、かつ基材との密着力に劣る多孔質シート、燒結金属及び多孔質セラミックスに比べ、所定の通気量等を満たす熱接着性不織布からなる不織布製吸着プレートを開示している。詳細には、当該プレートは低融点繊維を主成分とする熱接着性不織布Ａ（目付：５０〜２００ｇ／ｍ^２、嵩密度：０．６０〜１．２０ｇ／ｍ^３）と、この低融点繊維よりも融点が７０℃以上高い繊維を主成分とする不織布Ｂ（目付：３００〜８００ｇ／ｍ^２、嵩密度：０．１０〜０．５０ｇ／ｍ^３）とを積層し、この積層物の外周を熱プレスで融着する。このプレートの非融着部の通気量を５０〜１５０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃとし、しかも融着部の通気量を５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓｅｃとすることによって、外周に設けられた融着部は真空吸着装置への装着を容易とし、非融着部以外からエアーが漏れることによる吸着力低下を防止し得る。このような構成によって、通気量並びに目視等による平坦性を指標として評価し、ワークを強固に把持、固定し、移動を可能とし、ロボットの手部分など、真空吸着装置の吸着面に適用し得る吸着プレートを提供することができると記載されている。

さらに、この特許文献２の技術では各不織布に熱接着繊維を用いている。このため、ワークと接する不織布Ａの好適態様としてカーディングの後に交絡と熱処理が可能な繊維で構成され、変性ポリエステル繊維、変性ナイロン繊維、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの芯鞘構造又は繊維断面の半分がポリプロピレンなどのポリオレフィン繊維、あるいはポリエステル／ナイロンなどの芯鞘構造又は繊維断面の半分がポリプロピレン、他の半分がポリエチレンの２成分系繊維などの複合繊維を開示している。係る使用繊維はカーディングの機械通過性を考慮して、１〜７０デシテックスの繊度を有し、且つ繊維長は１〜１００ｍｍであって、繊維間を接着する低融点繊維の熱接着成分は１０〜２００℃の融点範囲が好ましいと記載されている。

また、これら２つの文献技術は、所謂、枚葉式と称され、１枚の基材に対して印刷を行う。これに対して、特開２００４−３５１４１３号公報（特許文献３）には、液体の塗布及び乾燥方法と題され、スクリーンベルトやスクリーンドラム等の多孔質循環移動体にウェブ等の被塗物をバキュームにより吸着させて被塗物に液体を塗布し、液体を少なくとも接触乾燥させる技術が開示されている。この技術では、循環移動体に被塗物を吸着させ安定的に保持した被塗物面に液体を塗布し、それによって被塗物が変形することなく循環移動体と共に移動し更に伝熱が循環移動体よりなされることにより熱風乾燥炉のように表面が皮張りすることなく、また、加熱技術による温度コントロールの不均一さの影響を受けにくいために高品質の塗膜及び製品を提供し得ると開示されている。さらに、当該循環移動体の態様として、４０メッシュ以上のスクリーンベルトやスクリーンドラム（以下、本願では包括的にスクリーンドラムと称する）を使用することができ、必要に応じて、その上に、通気性のある天然あるいは化石に由来する織布、不織布、あるいは和紙、合成紙、プラスチックフィルムなどを単層又は多層にした下敷きウェブを介して、被塗物を吸着させ得るとの開示がある。この下敷きウェブの使用目的は、移動循環体の表面を汚さず、飛散した液体（塗布物）の回収が可能であり、別の効果として、大径のスクリーンドラムに繋ぎ目を設けた場合であっても、被塗物を間接的に処理するため、僅少の段差問題を解決し得ると記載されている。

上述した特許文献１及び特許文献２の背景技術から理解できるとおり、真空吸着装置はワークの固定、搬送に幅広く用いられている。中でも、プリンテッドエレクトロニクスの基材（以下、本願では実質的に通気性がないフィルムを包括的に「非通気性基材」と称する）への電子部品等の作り込みでは、真空吸引装置の基材との接触面を構成する吸着ステージ表面には、非通気性基材が動かないことに加え、インクの印刷に際して被印刷面の平坦性が極めて高精度で要求される。このような非通気性基材として、現在では厚さ５０μｍ前後のポリイミドフィルムやポリエステルフィルムなどが実用化されつつあるが、薄膜化は日々進んでおり、前述した特許文献１にも開示されるとおり、固定するフィルム基板自体の大型化もあいまって、吸着ステージに吸着された状態でフィルム自体に平坦性の維持を望むことが難しく、吸着ステージと基材との間に介在させる通気性シートにも、高精度な印刷時の平坦性が求められていた。

特開２００９−１１７５５２号公報（特許請求の範囲、［０００１］、［０００８］、図１など） 特開２０１２−６１５５６号公報（特許請求の範囲、［０００５］、［０００９］、［００１３］〜［００１６］、［００３０］〜［００３３］、［図１］〜［図３］） 特開２００４−３５１４１３号公報（特許請求の範囲、［０００１］、［００１０］〜［００１３］、［００４１］〜［００４４］、［００５８］など）

係る背景の中、本出願に係る発明者らは枚葉式のプリンテッドエレクトロニクスで用いられる真空吸着装置の吸着ステージと基材との間に介在させる通気性シートとして不織布を使用し、得られる印刷パターンの高精度化を種々検討した。本出願の発明者の検証によれば、特許文献１および特許文献２のように非多孔質体の吸着ステージ上に不織布のみからなる通気性シートを直接設置してフィルム基材を吸引固定した場合、吸引口の形状がフィルム基材表面に印刷形成されることを防ぐには、吸引口から垂直に発生する吸引圧力を分散させる必要があり、この不織布の厚さを数ｍｍ以上とする必要がある。これがため、この様に厚い不織布のみを吸着ステージとフィルム基材との間に介在させる構成では生産性が悪く、高コストとなり得るため現実的ではない。また、印刷パターンを明瞭にするためには使用する不織布の表面、即ちフィルム基材と接する面の平坦性が重要であり、特許文献２のように比較的繊度の大きな乾式不織布ではフィルム基材に繊維の凹凸が転写され、明瞭な印刷が困難であった。

また、上述した枚葉式の場合、吸着ステージ上に載置した通気性シートに較べて大きなフィルム基材を重ね、このフィルム基材と直接接触する吸着ステージの吸引口の作用によって、吸着ステージ、通気性シート並びにフィルム基材が密着した状態で印刷が行われる。このため、印刷前にフィルム基材の位置合せを通気性シート上でする際、或いは印刷後のフィルム基材を取り外す際に、フィルム基材と通気性シートとの摩擦帯電又は剥離帯電（以下、包括的に帯電と称する場合がある）を生じる傾向がある。通常は絶縁性を期待されるフィルム基材に帯電防止を図ることが難しいことから、結果として、フィルム基材が薄くなると機械的強度が低くなることもあいまって、取り外し時にシワが混入したり、破損を生じる傾向にあるという課題が残されていた。

さらに、特許文献３に記載される技術では、循環移動体の表面に吸着固定された被塗物を一時的に停止させ、例えばスプレーガンなどの塗布装置を間欠移動し得るとの開示（［００１３］）も認められる。しかし、例えば多層配線においては複数回の印刷工程を経る必要があり、高精度の位置あわせを要するため、枚葉式のプリンテッドエレクトロニクスと同程度の精度を連続処理技術で実現するには未だ課題が多い。従って、当該技術に言う「下敷きウェブ」の具体的な繊維径構成並びに効果検証も開示されておらず、特許文献１並びに特許文献２と同様に、薄膜化が進む非通気性基材に明瞭な印刷を実現することが難しいという問題点が有った。

本発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたものであり、真空吸着装置の吸着ステージに吸引固定された基材の表面へ印刷を施す際、前記吸着ステージと前記基材の間に介在させて使用する通気性シートであって、基材表面に所望の印刷パターンを高精度で印刷付与でき、しかも、帯電の抑制によりフィルム基材の取り扱い性に優れた通気性シートの提供を目的とするものである。

この目的の達成を図るため、本発明に係る通気性シートは、
平坦な吸着ステージ上に吸引固定された非通気性基材の表面へ印刷を施す際に、前述した吸着ステージと前述の非通気性基材の間に介在させて使用する通気性シートであって、この通気性シートが、前述した非通気性基材に接する不織布層と、前述の吸着ステージに接する織物又は編物からなる支持層とを備えていることを特徴とする。

また、上述した支持層は、目開きの間隔が７０〜４００メッシュとして構成されるのが好ましい。

さらに、前述した非通気性基材に接する不織布層の構成繊維が繊維径１０．５μｍ以下を主体とするのが好ましい。尚、ここに言う所定繊維径以下の構成繊維は、非通気性基材に直接接する構成成分であり、「主体とする」とは当該不織布層の構成繊維が実質的に全て当該繊維径の条件を満たすことが好ましい。

本発明に言う不織布層の厚さとは、後段で述べる測定器具によってｍｍ単位で測定した値であり、目開きの間隔とは、線径とメッシュ数から特定できるｍｍ単位の公称値に一致し、後段で述べる計算式によって算出することができる。

枚葉式のプリンテッドエレクトロニクスを実施するに当たって、上述した構成の通気性シートを用いることにより、実質的に吸着ステージの吸引口の大きさや数、配置に影響されず、高精度のパターンをフィルム等の非通気性基材に印刷することができ、ひいては優れた電子部品を高い再現性を以て提供することが可能となる。

本発明の通気性シートの使用時における、模式的断面図である。 実施例１〜実施例１６で印刷した非通気性基材表面の印刷パターンの拡大写真である。 比較例１で印刷した非通気性基材表面の印刷パターンの拡大写真である。 比較例２で印刷した非通気性基材表面の印刷パターンの拡大写真である。 参考例１で印刷した非通気性基材表面の印刷パターンの拡大写真である。 参考例２で印刷した非通気性基材表面の印刷パターンの拡大写真である。 参考例３で印刷した非通気性基材表面の印刷パターンの拡大写真である。

本発明の通気性シートは、従来知られているプリンテッドエレクトロニクス技術と同様に、真空吸引装置に組み込まれた吸引ステージ上に載置された状態で、当該シートに接してフィルム等からなる非通気性基材を置き、装置を稼働させることで印刷が実施される。以下、本発明の通気性シートの使用時における、模式的断面図である図１を用いて説明する。本発明の通気性シート（３）は、少なくとも一層の不織布層（３ｂ）と、少なくとも一層の支持層（３ａ）とを含み、所望により他の通気性部材を更に含むことができ、それらを積層構成したものである。通気性シート（３）は、吸引口（２）が設けられた吸着ステージ（１）に、支持層（３ａ）が接した状態で用いられ、不織布層（３ｂ）に接して非通気性基材（４）が載置された状態で真空吸引装置を稼働し、固定される。この際、通気性シート（３）の層間に他の通気性素材を介在させても良いが、不織布層（３ｂ）の吸着ステージ（１）側に支持層（３ａ）があることが必要である。つまり、本発明の通気性シート（３）の作用効果として、吸引口（２）から非通気性基材（４）と吸着ステージ（１）との間の空気が吸引される際、これらの間に介在する通気性シート（３）のうち、まず、支持層（３ａ）によって吸引口（２）のパターンによる吸引力の局在化が緩和される。次いで、この支持層（３ａ）を貫く装置側の吸引力は不織布層（３ｂ）を介して更に分散し、吸引力の直接対象物である非通気性基材（４）を吸着ステージ（１）側に引きつけ、当該基材（４）の平面性を保った状態で、インク付与部材（５）による印刷が高精度で実施し得る。この間、真空吸引装置の吸引口パターン間隔等の装置側条件による影響は、不織布層（３ｂ）を構成する繊維が、織物又は編物の目開き（図示せず）よりも小さい繊維径とすることで更に緩和される。さらに、本出願に言う「非通気性基材」とは、例えば極めて微細な開口を持つフィルムの表裏にわたる多層配線（ビアホール、コンタクトホール）形成を行うような場合であっても、真空吸着装置に固定可能であれば、明瞭なインクパターンの形成を行うことが可能である。

また、通気性シートの支持層（３ａ）を構成する織物又は編物は、厚さ方向とその直交方向にも通気性を有している。このため、吸着ステージによる吸引力を支持層のしめる容積内の多方向に分散できる。従って、支持層となる織物又は編物の構成材料として、種々の合成樹脂または金属を選択し得るが、吸引力の作用時に比較的堅牢な構造を保持し得る金属製のメッシュを採用するのが好ましく、特に防錆性並びに剛性に優れたステンレス鋼（ＳＵＳ）製の材料が最も好ましい。即ち、プリンテッドエレクトロニクスでは、印刷するパターンを明瞭に印刷するために吸着ステージの吸引口の直径を小さくし、吸引口の直上での非通気性基材の変形を抑制することが行われているが、吸引口の直径が小さくなると、前述した特許文献１にも開示されるように、吸着ステージ自体の加工コストが上がり、非通気性基材の吸着効率は低下する傾向にある。本発明を適用した通気性シートは吸着ステージによる吸引力を支持層のしめる容積内の多方向に分散でき、かつ不織布層の広い表面積により吸着力の低下を抑制でき、さらに、非通気性基材に平坦な面を提供できるため、一般的な真空吸着装置の吸着ステージ上に簡便に設置することで、著しいコストダウンと作業効率の改善を図り得る。

上述した支持層（３ａ）の構成として好適な織物または編物は、平織り、綾織り、平畳織りなどを選択し得るが、比較的安価で構造が簡素な平織りを選択するのが好適である。特に、後段で述べる不織布層（３ｂ）の構成繊維の繊維径との関係で、平織りに換算して７０メッシュ以上４００メッシュ以下、より好ましくは１００メッシュ以上４００メッシュ以下とするのが良い。即ち、支持層（３ａ）をＳＵＳ製とした形態では、その目開きの間隔が０．２ｍｍ程度の７０メッシュ（線径０．１５ｍｍ）よりも小さな目開きとすることで、通気性シート全体の曲げ剛性を確保し、かつ、不織布層（３ｂ）の構成繊維によって支持層（３ａ）自体が有する織編み構造の凹凸を緩和させ、吸着固定された非通気性基材（４）に、平坦な表面を提供することができる。また、支持層（３ａ）として目開きの間隔が０．０３４ｍｍ程度の４００メッシュ（線径０．０２８ｍｍ）よりも小さな目開きでは当該層自体に柔軟性がある反面、支持層と不織布層との積層による効果は極めて小さく、しかも、支持層自体に剛性が不足する。このため、取り扱いが難しく、例えば折り曲がった際に局部的に隆起するなど変形により印刷を実施することが難しくなる。

次いで、本発明の通気性シートを構成する不織布層（３ｂ）に用いる繊維は特に限定するものではないが、具体的には、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、炭化水素の一部をシアノ基またはフッ素或いは塩素といったハロゲンで置換した構造のポリオレフィン系樹脂など）、スチレン系樹脂、ポリエーテル系樹脂（ポリエーテルエーテルケトン、ポリアセタール、フェノール系樹脂、メラミン系樹脂、ユリア系樹脂、エポキシ系樹脂、変性ポリフェニレンエーテル、芳香族ポリエーテルケトンなど）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンナフタレート、ポリカーボネート、ポリアリレート、全芳香族ポリエステル樹脂、不飽和ポリエステル樹脂など）、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアミド系樹脂（例えば、芳香族ポリアミド樹脂、芳香族ポリエーテルアミド樹脂、ナイロン樹脂など）、二トリル基を有する樹脂（例えば、ポリアクリロニトリルなど）、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリスルホン系樹脂（ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなど）、フッ素系樹脂（ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデンなど）、セルロース系樹脂、ポリベンゾイミダゾール樹脂、アクリル系樹脂（例えば、アクリル酸エステルあるいはメタクリル酸エステルなどを共重合したポリアクリロニトリル系樹脂、アクリロニトリルと塩化ビニルまたは塩化ビニリデンを共重合したモダアクリル系樹脂など）、ビニロン系樹脂（酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなど）、導電性高分子（ポリピロール系、ポリアニリン系、ポリアセチレン系、ポリチオフェン系など）などの合成樹脂からなる繊維で構成するのが好ましい。これらの構成繊維は、一種類あるいは複数種類の樹脂成分から構成されてなるものでも構わず、一般的に複合繊維と称される、例えば、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型、オレンジ型などの複合繊維を使用することができる。

このシート状の不織布層（３ｂ）を構成する繊維の繊維径を小さく調製するため、例えば、溶融紡糸法、乾式紡糸法、湿式紡糸法、直接紡糸法（メルトブロー法、スパンボンド法、静電紡糸法など）、複合繊維から一種類以上の樹脂成分を吸着することで繊維径が細い繊維を除去する方法、繊維を叩解して分割された繊維を得る方法など公知の技術を適用することができる。これら公知の不織布製造技術のうち、通気性シート（３）からの発塵を防止し、かつ不織布層（３ｂ）の非通気性基材（４）側表面の毛羽立ちを防止する観点から上述した直接紡糸で得られる長繊維であることが好ましい。

また、不織布層（３ｂ）の構成繊維の繊維径を小さく採ることによって、同程度の目付であれば、非通気性基材（４）との接触平面における単位面積あたりの繊維本数が増えることで、不織布層の表面平坦性が向上する。これにより、非通気性基材（４）の吸着固定をする際に非通気性基材（４）をより平坦に固定することが可能になる。このため、不織布層（３ｂ）の繊維径は１０．５μｍ以下、より好ましくは１μｍ以下とするのが良い。本発明の通気性シートは、単一の不織布層を設けた場合に限定されるものではなく、複数の不織布層を設ける場合には、上述した繊維径１０．５μｍ以下の構成繊維を主体とする層は非通気性基材と直接に接触する構成成分とすることが好適である。この場合、比較的細径の合成繊維で構成された不織布層は、真空装置の吸引等によってフィルム基材との間で帯電し易い傾向にあるため、不織布層（３ｂ）に帯電防止を目的とした導電性繊維を配合するのが好適である。この導電性繊維を配合する代わりに、不織布層（３ｂ）の表面に界面活性剤を塗布添加するなど、種々の形態とすることができる。この際、界面活性剤の最終的な不織布層への被着量は、使用する界面活性剤の種類により任意好適に設計することができる。

通気性シートの不織布層と支持層、並びに、不織布層が複数の不織布を有する場合は、これら構成成分を重ねた後、無端ベルト間で熱圧着することが可能な「リライアントプレス機」（アサヒ繊維機械（株）：商品名）にかけて一体化し、通気性シートの取り扱い性を高めるのが好ましい。また、熱圧着をする代わりに、不織布と不織布の層間に接着剤を塗布し、接着することができる。

以下に、本発明の実施例として、本発明の好適態様を含む種々の通気性シート（以下、包括的に評価サンプルと称する）を調製し、評価した結果を記載するが、本発明は以下の実施例にのみ限定されるものではなく、形状、配置関係、数値的条件などは、この発明の目的の範囲内で任意好適に設計し得る。まず、実施例として、不織布層となる各種不織布の調製について説明する。

（不織布Ａの調製方法）
不織布Ａの調製方法として、公知の静電紡糸技術による不織布層を作製した。始めに、重量平均分子量２０万のポリアクリロニトリルである「ボンネル Ｄ１２２」（三菱レイヨン株式会社製：商品名）を、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドに濃度１６ｗｔ％になるように溶解させ、ポリマー溶液（粘度：２０００ｍＰａ・ｓ）とした。次いで、ケースに周囲を囲われた空間（縦：１０００ｍｍ、横：１０００ｍｍ、高：１０００ｍｍ）内に、ポリマー溶液を吐出できる内径０．４１ｍｍの金属製ノズルを直流高電圧装置に接続した状態で配置し、吐出されたポリマー溶液を捕集するための無端ベルトをアースし、ケース内に配置した。この金属製ノズルに１７ｋＶの電圧を印加することで、ポリマー溶液を３ｇ／ｈの速度で吐出させて繊維化し、後段で詳述する目付並びに厚さを有する不織布を得た。ここで、各評価サンプルの構成成分の厚さは、「デジマチック標準外側マイクロメータ ＭＤＣ−ＭＪ／ＰＪ １／１０００ｍｍ」（株式会社ミツトヨ製：商品名）により５００ｇ荷重時の測定を５点行い、算術平均値で記録した。このようにして得られた不織布（以下、包括的に不織布Ａと称する）の主体となる構成繊維の平均繊維径を電子顕微鏡によって測定したところ、０．４μｍ（４００ｎｍ）であった。この不織布Ａは、後段で述べる支持層との積層を行う際、複数の不織布Ａを重ねることで、目付及び厚さが種々に異なる不織布層を構成し、評価サンプルとした。詳細は、他の不織布を備えた評価サンプルの評価結果とともに後段に示す表１に記載する。

（不織布Ｂの調製方法）
次に、不織布Ａと同様な静電紡糸技術を適用するため、ポリアクリロニトリルに代えて、ポリビニルアルコール（和光純薬株式会社製，重合度１０００の完全けん化品）を純水に１２ｗｔ％になるように溶解し、これに無水マレイン酸コポリマー「ＧＡＮＴＲＥＺ ＡＮ−１１９」（アシュランド社製：商品名）を１２ｗｔ％になるように予め水に溶解した不溶化溶液を加え、これら２つの溶液の固形分重量比が４／１の割合になるよう混合し、ポリビニルアルコール１モルに対して無水マレイン酸コポリマー０．０７モルの比率でポリマー溶液とした。このポリマー溶液（粘度：３００ｍＰａ・ｓ）を用い、内径０．３３ｍｍの金属製ノズルを用いて、前述と同様に２２ｋＶの電圧を印加することで、ポリマー溶液の吐出速度を０．５ｇ／ｈにて繊維化し、オーブンで１６０℃、３０分間熱処理して不溶化された不織布Ｂを得た。電子顕微鏡による観察から、当該不織布Ｂの繊維径は０．１μｍ（１００ｎｍ）であった。尚、厚さ等の測定条件は、不織布Ａと同一の方法により実施した。

（不織布Ｃの調製方法）
不織布Ｃとして、市販されているポリエーテルスルホン「スミカエクセル ５２００Ｐ」（住友化学株式会社製：商品名）を、ジメチルアセトアミドに２５ｗｔ％になるように溶解させ、このポリマー溶液（粘度：１５００ｍＰａ・ｓ）を内径０．３３ｍｍの金属製ノズルに２２ｋＶの印加電圧をかけ、吐出速度１ｇ／ｈで繊維化した。得られた不織布Ｃの繊維径は１μｍ（１０００ｎｍ）であった。尚、厚さ等の測定条件は、不織布Ａと同一の方法により実施した。

（不織布Ｄの調製方法）
次に、不織布Ｄの調製方法として、湿式技術による不織布層を準備した。市販されている芯鞘型複合繊維（芯成分：ポリプロピレン樹脂（融点：１６０℃）、鞘成分：高密度ポリエチレン樹脂（融点：１２０℃）、見掛け繊度：０．８ｄｔｅｘ［繊維径：１０．５μｍ］、繊維長：５ｍｍ）と、極細繊維（成分：ポリプロピレン樹脂（融点：１６０℃）、繊維径：２μｍ、繊維長：３ｍｍ）とを用い、芯鞘型複合繊維：極細繊維＝８０ｗｔ％：２０ｗｔ％の質量比率でスラリーを形成した後、傾斜棚網方式で抄紙し、温度１４０℃に設定した熱風乾燥機により乾燥した後、熱カレンダーロールにて厚みを調整し、高密度ポリエチレン樹脂成分により繊維同士が融着してなる湿式不織布を得た。尚、厚さ等の測定条件は、不織布Ａと同一の方法により実施した。

（不織布Ｅの調製方法）
続いて、不織布Ｄで用いた市販の芯鞘型複合繊維（芯成分：ポリプロピレン樹脂（融点：１６０℃）、鞘成分：高密度ポリエチレン樹脂（融点：１２０℃）、見掛け繊度：０．８ｄｔｅｘ［繊維径：１０．５μｍ］、繊維長：５ｍｍ）と、他の芯鞘型複合繊維（芯成分：ポリプロピレン樹脂（融点：１６０℃）、鞘成分：高密度ポリエチレン樹脂（融点：１２０℃）、見掛け繊度：１．７ｄｔｅｘ［繊維径：１５．３μｍ］、繊維長：５ｍｍ）とを用い、前記芯鞘型複合繊維：他の芯鞘型複合繊維＝２０ｗｔ％：８０ｗｔ％の質量比率で湿式抄造し、不織布Ｅを調整した。尚、厚さ等の測定条件は、不織布Ａと同一の方法により実施した。

（不織布Ｆの調製方法）
次に、不織布Ｆとして、公知の乾式技術による不織布を準備した。市販されている第１の短繊維（成分：ポリエチレンテレフタレート樹脂（融点：２６０℃）、繊度：５．６ｄｔｅｘ［繊維径：２３μｍ］、繊維長：３８ｍｍ）と、第２の短繊維（成分：ポリエチレンテレフタレート樹脂（融点：２６０℃）、繊度：１．２５ｄｔｅｘ［繊維径：１１μｍ］、繊維長：３８ｍｍ）を、第１の短繊維：第２の短繊維＝４０ｗｔ％：６０ｗｔ％の比率で混綿し、カード機でウェブとした後、フラットロールを備えたカレンダーで厚さ調整を行い、ポリエチレンテレフタレート繊維同士が融着した乾式の不織布Ｆを得た。尚、厚さ等の測定条件は、不織布Ａと同一の方法により実施した。

（支持層）
支持層として、以下の４種類のステンレス鋼製の金属メッシュ（何れも関西金網株式会社製）を用意した。
７０メッシュ：平織り、線径０．１５ｍｍ、目開きの間隔０．２０ｍｍ
１００メッシュ：平織り、線径０．１０ｍｍ、目開きの間隔０．１５ｍｍ
２００メッシュ：平織り、線径０．０５０ｍｍ、目開きの間隔０．０７７ｍｍ
４００メッシュ：平織り、線径０．０２８ｍｍ、目開きの間隔０．０３４ｍｍ
ここで表記した目開きの間隔とは平織りにおけるワイヤー同士で形成される網目状の開口の一辺の長さに相当する公称値であり、通常、メッシュ数とミリ単位とした線径ｄにより、以下の式で算出することができる。この計算式は広く知られた算出手法であるが、実際に顕微鏡で観察した結果と極めて高い相関が有ることを確認した。
目開きの間隔＝（２５．４／メッシュ数）−線径ｄ

（評価用の通気性シートの作製）
上述した各不織布、並びに、支持層を組み合わせ、各実施例及び各比較例の通気性シートを作製した。参考例１として不織布層を設けずに金属メッシュのみで構成した評価サンプル、参考例２として支持層を設けずに不織布のみで構成した評価サンプル、参考例３として実施例２の通気性シートの表裏を逆に用いる評価サンプルを準備した。

（各評価サンプルを用いた非通気性基材への印刷評価）
非通気性基材として、市販のポリエチレンテレフタレート製フィルム「テトロンフィルムＮＳ」（帝人デュポン株式会社製：商品名，厚さ１２μｍ）を一辺１６０ｍｍの正方形に裁断、用意し、各評価サンプルで当該非通気性基材を覆った。市販の真空吸着装置として、直径１．５ｍｍの円形の吸引口が２０ｍｍ間隔で格子状（縦８個、横８個）に合計６４個開口され、開口領域の一辺が１４０ｍｍの矩形平板形状の吸着ステージを装着した。この吸着ステージの開口領域を全て覆うように各評価サンプルを載置し、四方をテープ止めすることによって吸引力の損失を回避し、その上に非通気性基材を載せた。この状態で、真空吸着装置の真空ポンプを動作させた。この際の真空吸着圧力は−４０〜−４８ｋＰａの範囲で統一した。
また、評価用の印刷パターンとなるスクリーン製版として、３２０ｍｍ×３２０ｍｍのメッシュスクリーン中央部７８ｍｍ角の領域に、０．３ｍｍ×１ｍｍの矩形パターンを０．２ｍｍの間隔で複数画成したものを用いた。このスクリーン製版に導電性成分を含んだインク「ＨＩＭＥＣ Ｘ７１０９」（ナミックス株式会社製：商品名）を載せ、ブレード状のスキージにより印刷を実施することで、当該インクを非通気性基材の表面に転写した。尚、この際、クリアランス（非通気性基材を吸着固定し、かつ、スキージを作用させていない状態における非通気性基材の表面とスクリーン版との距離）は１．５ｍｍで統一した。前記スクリーン製版を用いてインクを基材へ印刷する際には、スクリーン印刷機のスキージがスライドする方向と、スクリーン製版におけるインク付与部分の長辺方向が平行を成すように実施した。

このような手法で各評価サンプルを用いた印刷を行い、得られたインクパターンを光学顕微鏡「ＭＺ１２５」（ＬＥＩＣＡ社製：商品名）で倍率１．６倍にて識別観察した。その結果、図２〜図７に示す５つの印刷精度に細分した上で、識別できる場合「○」、識別できない場合「×」、並びに識別できても不適当な状態「△」の３つの水準に当てはめ、評価した。即ち、
「○」：顕微鏡観察上、インクパターンは明瞭に印刷された
「△（網目）」：顕微鏡観察上、インクパターンが、使用メッシュの網目に沿って規則的に歪み、線幅が不均一。
「△（歪み）」：顕微鏡観察上、インクパターンは、不織布層の構成繊維で生じたと考えられる不規則な歪みがあり、線幅が不均一。
「△（吸引口）」：顕微鏡観察上、インクパターンは概ね明瞭に印刷されるが、吸引口に相当する位置にのみ異常な線幅が認められる。
「×」：顕微鏡観察上、インクパターンは隣接したパターンと重なり線幅を識別できない。
とし、その結果は以下の表１に記載した。

（評価結果）
表１並びに図２に示すとおり、本発明を適用した実施例１〜実施例１１の評価サンプルでは、極めて明瞭なインクパターンを印刷付与することができ、水準「○」に分類することができた。これら実施例に係る評価サンプルは、不織布層の主体となる構成繊維の繊維径が０．１μｍ〜１０．５μｍの範囲にあり、支持層が７０〜４００メッシュの範囲内にある。これら実施例の評価サンプルのうちで、実施例３，実施例４、実施例１０並びに実施例１１では支持層を２００メッシュとし、所定の繊維径範囲とすることによって良好な印刷パターンが得られた。これら実施例と同一の支持層で構成した比較例１（図３参照）並びに比較例２（図４参照）では、何れも印刷パターンの歪みが認められた。この評価結果の比較から、本発明が適用される不織布層の主たる構成繊維の繊維径には、印刷時の平坦性を期待するため、特に実施例１０の不織布Ｄに選択した１０．５μｍ以下の細さが必要であると考えられた。
また、２００メッシュの支持層のみからなる参考例１の評価サンプルでは、図５に示すとおり、不織布層の繊維径に係る上記条件を満たしていない比較例１並びに比較例２よりも規則的な歪みを生じ、「網目」として結果を分類した。参考例２として示す不織布層のみからなる評価サンプルでは、吸着プレートの吸引口自体のパターンが転写されていた（図６参照）。これらの結果から、上述した繊維径を所定の細さとした場合であっても明瞭な印刷パターンを得ることはできず、支持層と、所定の繊維径範囲を満たす不織布層との組み合わせによってのみ、実施例１〜１１の効果を奏することが理解できる。
さらに、参考例３の結果（図７参照）からは、吸引口の吸引力が不織布層で分散された後に支持層に及ぶ条件で印刷した場合、薄いフィルムに支持層自体のパターンが転写されている。このことから、実施例２と、同一構成の通気性シートを表裏逆転させた参考例３では、本発明の効果を期待することができなかった。
また、実施例４並びに実施例５の結果から、２００ないし４００メッシュの比較的目開きが小さい支持層であって、しかも繊維径を０．４μｍ程度とすることによって、不織布層の目付は５ｇ／ｍ^２でも有効であることが理解できる。

（不織布ａ、不織布ａ’の調製方法）
次いで、本発明の外延に係る実施例として、各不織布層の帯電防止を図った形態について説明する。また、以下の説明の理解のため、例えば前述した実施例１等に用いた「不織布Ａ」の場合、当該不織布に界面活性剤を添加したサンプルで有ることを明確にするため、不織布名称のアルファベットを小文字に変更し、当該サンプルを不織布ａと表記する。
本発明の通気性シートは不織布層と支持層とが積層構成された状態で使用されるが、正確な帯電防止効果の測定を行うため、以下の測定では不織布層のみを被検体として試験実施した。まず、帯電防止は、市販の帯電防止剤であるアニオン系の界面活性剤「ペレックス ＳＳ−Ｈ」（花王株式会社製：商品名；以下、単に界面活性剤と略記）を用い、２つの手段で添加した。始めに、前述の静電紡糸技術による不織布Ａとして説明した実施例６と同一の組成配合に対して、当該界面活性剤の重量固形分がポリマー溶液のポリアクリロニトリルの重量固形分に対し２．０ｗｔ％となるように配合したポリマー溶液で紡糸を行い、実施例６とは不織布層への界面活性剤添加の有無のみ異なる実施例１２のサンプルを得た。尚、この実施例１２は不織布Ａのサンプルに対して界面活性剤を所定量添加したものであるが、実質的に目付は同等であった。次いで、第２の界面活性剤の添加手段として、前述した不織布Ａを調製後、界面活性剤水溶液を当該不織布に含浸付着させ、０．２ＭＰａの圧力で絞った後、１００℃のオーブンで１０分間乾燥することで、最終的な界面活性剤の添加量が不織布重量に対して０．２５ｗｔ％となる実施例１３のサンプルを得た。このように界面活性剤を含浸添加したサンプルを不織布ａ’と表記する。

（不織布ｂ、不織布ｂ’の調製方法）
次いで、同様な帯電防止加工を実施例７に施した実施例１４（紡糸時添加による不織布ｂ）及び実施例１５（含浸添加した不織布ｂ’）を調製した。さらに、不織布Ｆと不織布Ａとを積層構成した実施例１１との対比のため、通気性シートとした場合に表面に露出する不織布Ａの代わりに不織布ａ’を備えた実施例１６を調製した。

（界面活性剤の有無による帯電評価及び印刷評価）
これら界面活性剤の添加の有無による帯電評価サンプルの測定評価手段として、「摩擦帯電圧試験機 ＥＳＴ−７」（カネボウエンジニアリング株式会社製：商品名）を用いた。非通気性基材として、前述の「テトロンフィルムＮＳ」を一辺１２０ｍｍの正方形に裁断し、試験に供する一辺１００ｍｍの不織布層を当該非通気性基材で両面を覆って被検体を調製し、予め、除電ブラシで除電した。この状態で、幅２００ｍｍ、重さ１．５ｋｇの円柱状の金属棒を沿わせながら被検体の全面を３回、等速で転がすことによって帯電を行った。測定は、被検体から非通気性基材を剥離した後、前述の試験機によって不織布層或いは非通気性基材をそれぞれ測定した。この際、サンプルテーブルと帯電圧センサとの離間距離が５０ｍｍとして行った。その測定結果について、下記表２に示す。尚、この表２においては、前述した表１における不織布層の構成、界面活性剤の有無（添加手段と最終的な固形分重量とにより表記）、帯電圧の測定結果のみを記載する。
また、実施例１２〜１６の各不織布と、先述の支持層（金属メッシュ）とを組み合わせて、通気性シートを作製し、先述の評価手段に基づいて、非通気性基材への印刷評価を行った。

（評価結果）
この表２からも理解できるように、界面活性剤を添加した実施例１２〜実施例１６の評価サンプル５種では、不織布層の帯電圧が０ｋＶを示し、各々の比較対象となる実施例６、実施例７に較べて、明らかな帯電抑制が確認された。また、非通気性基材での帯電測定結果は表２の表記を省略するが、実際の使用時に非通気性基材と接触する上記各不織布層の帯電圧が０ｋＶの場合、当該基材側でも実質的に０ｋＶであった。さらに、一連のサンプルにおいて、界面活性剤の紡糸時若しくは含浸乾燥後の添加付着量を５ｗｔ％にまで増やした場合であっても、帯電防止効果は上記試験結果と同等であった。加えて、湿式法で調製した不織布Ｄ（実施例９相当）で試験を行ったところ、不織布層の帯電圧は実質的に０ｋＶであった。この不織布Ｄの結果から、湿式法で繊維分散に用いられる界面活性剤が帯電防止に効果があるためと考えられる。
さらに、実施例１２〜実施例１６のいずれに関しても、図２に示す印刷パターン、すなわち、顕微鏡観察上、明瞭なインクパターンが印刷された。

平坦な吸着ステージに吸引固定された非通気性基材の表面へ印刷を施す際に、前記吸着ステージと前記非通気性基材との間に介在させて使用する通気性シートであって、基材の表面へ望む態様で印刷パターンを形成できる。
以上、本発明を特定の態様に沿って説明したが、当業者に自明の変形や改良は本発明の範囲に含まれる。

１・・・吸着ステージ、２・・・吸引口、
３・・・通気性シート、３ａ・・・支持層、３ｂ・・・不織布層、
４・・・非通気性基材、５・・・インク付与部材。

Claims (3)

1. 平坦な吸着ステージ上に吸引固定された非通気性基材の表面へ印刷を施す際に、前記吸着ステージと前記非通気性基材の間に介在させて使用する通気性シートであって、
   該通気性シートが、前記非通気性基材に接する不織布層と、前記吸着ステージに接する織物または編物からなる支持層とを備えることを特徴とする通気性シート。
2. 前記支持層が７０〜４００メッシュの目開きを有することを特徴とする請求項１に記載の通気性シート。
3. 前記非通気性基材に接する不織布層の構成繊維が繊維径１０．５μｍ以下を主体としてなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の通気性シート。