JP2005224383A

JP2005224383A - ゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法

Info

Publication number: JP2005224383A
Application number: JP2004035640A
Authority: JP
Inventors: Junhatsu Yo; 順發楊; Kendo Chin; 建同陳
Original assignee: Nelson Precision Casting Co Ltd
Current assignee: Nelson Precision Casting Co Ltd
Priority date: 2004-02-12
Filing date: 2004-02-12
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【解決手段】ゴルフクラブヘッドの金属表面に遮蔽層を塗布する段階と、レーザービームを利用して上記遮蔽層を照射することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成する段階と、化学エッチングを利用して露出窓口に対応した金属表面を処理することにより、予定されたパターンをエッチングする段階と、上記遮蔽層を除去する段階とを含む方法で構成されている。
【効果】クラブヘッドのいかなる金属表面において直接絶縁層またはフォトレジスト層を塗布し、低パワーのレーザービームを利用して上記絶縁層またはフォトレジスト層を照射することにより、予定されたパターンに対応した露出ゾーンを形成し、後続の化学エッチングにおいて予定されたパターンを形成することができるため、エッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにコストを低く抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明はゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法に関するもので、特に遮蔽層の塗布、レーザーによる穿鑿および化学エッチングを利用してヘッドの表面に予定されたパターンを形成するエッチング方法に係るものである。

従来のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法としては、通常として需要性に応じて例えばＣＮＣ彫刻、スクリーン印刷、フォトマスクエッチング、ショットピーニング（shot peening）およびレーザー彫刻など各種の製造工程を使用することにより、ゴルフクラブヘッドのヘッド本体、フェース板またはネックなどの部位の金属表面に対して彫刻またはエッチングを行う。その内によく見られる情況として上記製造工程を利用してフェース板に対して彫刻、エッチングを行うことにより、フェース板の正面において複数本のグルーブを形成することにより、打球の摩擦力と正確度を増やすことができ、或いはフェース板の背面において複雑な図案のパターンを形成することにより、ヘッドの完成品の視覚効果または功能を増やすことができるようにとしたものがある。

また、従来のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法としては、レーザー加工機を用いてゴルフクラブヘッドの表面に凹部としてフェースライン、番手表示、ロゴマークを形成した。製品や番手毎の刻印や受型が不要となり、刻印や受型の製作や修正に要する費用と手間を省くことができる。また、ゴルフクラブヘッドの形状や材料に影響されずにフェースライン、番手表示、ロゴマークを形成することができるようにとしたものがある（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００３−３３４５４号公報

上記のような従来のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法においては、上記彫刻またはエッチングの製造工程では実際にフェース板を加工する時、やはり沢山の問題点を有している。例えば、ＣＮＣ彫刻の製造工程において使用する刀具のサイズに制限があるため、彫刻の切削強度を精密に制御し難く、そして深さが0.1mmより大きいグルーブしか彫刻することができない。また、フェース板が精密に水平に位置決めしていない時、刀具切削加工の深さと幅には偏差が生じてしまうことにより、予定された規格とは不一致になるため、完成品の一致性が低くなる。また、ＣＮＣの加工過程において、刀具が段々と摩損したり突然に断裂したりすることにより、不良品や廃品が生じたりするため、量産の歩留りのアップに影響を及ぼしてしまう。また、刀具による加工過程において切削により生じた刀の痕跡は外観に影響を及ぼし、そしてパターンの周縁の荒さも高くなることにより、打球時の応力がパターンの位置に集中してしまうため、フェース板の予定された構造の強度を減らしてしまう。さらに、ＣＮＣの製造工程においては比較的深いグルーブしか形成することができないため、フェース板の肉厚が薄過ぎると、抗応力の構造の強度に影響を及ぼしてしまうため、肉厚が比較的薄いフェース板を有した超大型ゴルフクラブヘッドの製造には不適であるという問題点があった。

また、スクリーン印刷の製造工程は下記の段階を含む。予定されたパターンの相補図案を有したスクリーン板を製造する段階と、スクリーン板の相補図案をフェース板に印刷する段階と、フェース板に対して一般の化学エッチングを行うことによって予定されたパターンを形成する段階と、フェース板上の印刷図案を除去して表面洗浄を行う段階とを含む。スクリーン印刷ではコストを低く抑える利点を有しているが、印刷の圧力、スクレーパーの角度、スクリーンの高さなどの各種の制御や操作のパラメーターは全て人工によって操作を行うことにより、実際の正確度はよくないため、精密なパターンを製造するのに不利であり、さらに完成品の一致性を高めることができないという問題点があった。

また、フォトマスクエッチングの製造工程は一般としてただＩＣ回路の製造工程において使用するもので、下記の段階を含む。予定されたパターン（または相補図案）のフォトマスクを製造する段階と、基板においてネガ型レジスト（またはポジ型レジスト）を塗布する段階と、フォトマスクを基板の上方に設置して露光を行うことによって予定されたパターン（または相補図案）に対応したフォトレジストに光反応を生じさせる段階と、現像液を利用して一部分のフォトレジストを溶解することによってフォトレジストを予定されたパターンに形成させる段階と、基板に対して一般の化学エッチングを行うことによって予定されたパターンを形成させる段階と、基板上のフォトレジストを除去して表面洗浄を行う段階とを含む。フォトマスクエッチングの製造工程は精細なパターンを生成することができると共に、比較的高い完成品の一致性を有することができる。しかし、その製造工程は比較的複雑でコストが極めて高いため、製造工程を速めることができず、さらに量産性が低くなるという問題点があった。

また、ショットピーニングの製造工程では数回の重複性の彫刻を行うことにより、深さが0.1mmより大きいまたは小さいグルーブを形成することができるため、各種の肉厚を有したフェース板の彫刻に適用する。しかし、ショットピーニングの製造工程は極めて時間が掛かり、しかも比較的精密なパターンを形成することができない。同時に、連続してショットピーニングを行うと、不当に残留の圧応力を導入してしまうため、フェース板の永久変形が生じてしまう恐れも出てくるという問題点があった。

また、レーザー彫刻の製造工程では数回の重複性の彫刻を行うことにより、深さが0.1mmより大きいまたは小さいグルーブを形成することができ、しかもレーザー彫刻の製造工程では比較的精密なパターンを形成することができる。しかし、その製造工程は極めて時間が掛かり、特に比較的大きい深さを彫刻する時、製造工程においては高パワーのレーザービームを使用するが、高パワーのレーザービームにより彫刻位置の金属基材が拡散熱の高温の影響を受けることにより、物理性質と金相の組成を変えてしまうため、フェース板の構造の強度と弾性の係数を低く下げてしまうという問題点があった。

このように、上記のような従来のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法をさらに改良しなければならない。

本発明はこのような問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、クラブヘッドのいかなる金属表面において直接絶縁層またはフォトレジスト層を塗布し、さらに低パワーのレーザービームを利用して上記絶縁層またはフォトレジスト層を照射することにより、予定されたパターンに対応した露出ゾーンを形成し、後続の化学エッチングにおいて予定されたパターンを形成することができるため、レーザーの穿鑿または化学エッチングによりエッチングの精密度を確実に増やすことができ、そしてエッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにエッチングのコストを低く抑えることができるゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法を提供しようとするものである。

本発明の第一の目的は、順序良く絶縁層の塗布、レーザーによる絶縁層の除去および化学エッチングの段階を利用し、クラブヘッドの金属表面において直接予定されたパターンを形成することにより、エッチングの精密度を増やし、エッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにエッチングのコストを低く抑えることができるゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法を提供しようとするものである。

本発明の第二の目的は、順序良くフォトレジスト層の塗布、レーザーによるフォトレジスト層の除去、現像および化学エッチングの段階を利用し、クラブヘッドの金属表面において直接予定されたパターンを形成することにより、エッチングの精密度を増やし、エッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにエッチングのコストを低く抑えることができるゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法を提供しようとするものである。

上記目的を達成するために、本発明によるゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法は、下記のようになるものである。すなわち、
ゴルフクラブヘッドの金属表面に遮蔽層を塗布する段階と、レーザービームを利用して上記遮蔽層を照射することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成する段階と、化学エッチングを利用して露出窓口に対応した金属表面を処理することにより、予定されたパターンをエッチングする段階と、上記遮蔽層を除去する段階とを含む。

本発明によるゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法は、上記ゴルフクラブヘッドの金属表面はヘッド本体、フェース板およびネックの正面、背面を含むこともできる。また、上記遮蔽層は絶縁層であることもできる。また、絶縁層はエッチングに耐える絶縁材料を塗布してなるもので、例えば絶縁ペンキ、ワックス、高分子化合塗料であることもできる。また、絶縁層の塗布方法は回転塗布、噴射塗布、液浸、印刷の方式から選ぶこともできる。また、上記遮蔽層はフォトレジスト層であることもできる。また、上記フォトレジスト層はフォトレジストを塗布してなるもので、例えばポジ型レジスト、ネガ型レジストであることもできる。また、上記遮蔽層はポジ型レジストから形成されたフォトレジスト層である場合、レーザービームを利用して上記フォトレジスト層を照射することにより、上記フォトレジスト層に予定されたパターンに対応した光反応ゾーンを先に形成させ、それから現像液を利用して上記光反応ゾーンを除去することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成することもできる。また、上記遮蔽層はネガ型レジストから形成されたフォトレジスト層である場合、レーザービームを利用して上記フォトレジスト層を照射することにより、上記フォトレジスト層に予定されたパターンに相補した光反応ゾーンを先に形成させ、それから現像液を利用して上記光反応ゾーン以外のフォトレジスト層を除去することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成することもできる。また、上記レーザービームのパワーは１Ｗから２００Ｗの間に介在することもできる。また、上記レーザービームの出所は液体レーザー、固体レーザー、気体レーザーから選ぶことができ、例えば二酸化炭素レーザーであることもできる。また、上記遮蔽層を除去してから、引き続きゴルフクラブヘッドの金属表面を洗浄することもできる。

本発明のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によれば、順序良く絶縁層の塗布、レーザーによる絶縁層の除去および化学エッチングの段階を利用し、クラブヘッドの金属表面において直接予定されたパターンを形成することにより、エッチングの精密度を増やし、エッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにエッチングのコストを低く抑えることができるという利点がある。

本発明のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によれば、順序良くフォトレジスト層の塗布、レーザーによるフォトレジスト層の除去、現像および化学エッチングの段階を利用し、クラブヘッドの金属表面において直接予定されたパターンを形成することにより、エッチングの精密度を増やし、エッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにエッチングのコストを低く抑えることができるゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法を提供しようとするものである。

本発明の実施の形態について、以下、図面を参照して説明する。

図１から図３と図４の（Ａ）を参照すると、本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法の第一段階は、ゴルフクラブヘッドのいかなる金属表面においても遮蔽層を塗布する。本発明においてはゴルフクラブヘッドのいかなる金属表面においても、例えばヘッド本体１、フェース板２またはネック３の正面或いは背面において予定されたパターン１１、２１、３１を形成することができる。上記金属表面は好ましくは炭素鋼、特殊鋼、チタン合金、ステンレスなどの金属または合金により製成することができる。図２、３と図４の（Ａ）を参照し、フェース板２を例に挙げると、フェース板２の正面または背面において予定されたパターン２１を形成しようとすると、先ずフェース板２の正面または背面において絶縁層４を塗布することにより、遮蔽層を形成する。絶縁層４は好ましくはエッチングに耐える絶縁材料またはエッチング液と反応しない絶縁材料を塗布してなるもので、例えば絶縁ペンキ、ワックスと高分子化合塗料などである。上記絶縁材料の塗布方法として例えば回転塗布、噴射塗布、液浸、印刷の方式から選ぶことができる。塗布した後、絶縁材料を火であぶって乾燥してから、フェース板２の予定された位置の金属表面において絶縁層４（遮蔽層）を形成することができる。

図１と図４の（Ｂ）を参照すると、本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法の第二段階は、レーザービーム５を利用して遮蔽層（絶縁層４）を照射することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口４１を形成する。本発明においては好ましくは１Ｗから２００Ｗの低パワーのレーザービーム５を使用し、その出所は液体レーザー、固体レーザーおよび気体レーザーから選ぶことができ、例えば二酸化炭素レーザー（CO₂ laser）である。上記二酸化炭素レーザーの特性は絶縁層４に対して迅速に穿鑿穿孔を行うことができることであるが、その波長の範囲は金属表面によって吸収されないため、金属表面を損傷することがない。レーザービーム５はパルスまたは連続波の模式を選択することができ、さらにそのピント合わせの光点の精細度は0.01mmに達することができる。レーザービーム５のパワーが極めて低いため、絶縁層４（遮蔽層）を穿鑿するだけであって、迅速に穿鑿の段階を完成するだけではなく、金属表面を過度に損傷することがない。さらに、製品の需要性に応じてレーザービーム５の移動径路を設定することにより、絶縁層４（遮蔽層）において予定されたパターンに対応した露出窓口４１を形成する。光点が極めて小さいレーザービーム５を使用することにより、露出窓口４１の正確度、精細度を大幅に増やすことができるため、製品の歩留りと一致性を高めることができる。

図１と図４の（Ｃ）を参照すると、本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法の第三段階は、化学エッチングを利用して露出窓口４１に対応した金属表面を処理することにより、予定されたパターン２１をエッチングする。フェース板２の金属材質に従って適当なエッチング液を選択する。これにより、フェース板２にエッチング液が侵入した時、エッチング液は露出窓口４１からフェース板２の金属表面をエッチングするため、対応の予定されたパターン２１を形成する。エッチング液の濃度、エッチング時間と温度を適当に制御することにより、パターン２１のエッチングの深さを予定された数値に符合させる。また、パターン２１のグルーブの間隔は好ましくはエッチングの深さより大きくなるように形成されるため、パターン２１のグルーブのエッチングの品質を相対的に高めることができる。他に、パターン２１もエッチングした面積とエッチングしていない面積の百分比を適当に制御することにより、漸層の効果と明るさの変化を有した外観に形成することができる。

図１と図４の（Ｄ）を参照すると、本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法の第四段階は、遮蔽層（絶縁層４）を除去して金属表面を洗浄する。最後に、適当な有機溶剤を利用してフェース板２に残留された絶縁層４を除去し、それから再び水と清潔液でフェース板２の金属表面を洗浄することにより、フェース板２の正面または背面には予定されたパターン２１がスムースに形成される。同様に、本発明においても同じ方法を用いてヘッド本体１またはネック３のいかなる金属表面においても予定されたパターン１１、３１を形成することができる。

上記段階を使用すると、本発明においては多数の利点を兼ねることができ、例えば絶縁層４（遮蔽層）には最初から予めパターンを設ける必要がないため、塗布を迅速に完成して製造工程を速めることができる。また、低パワーのレーザービーム５を使用して穿鑿を行うため、高精密度、高精細度を有すると共に、製造工程を速めることができ、さらに径路の設定が簡単であるため、予定されたパターンの様式の変更を迅速に調整することができる。さらに、一般の化学エッチングを使用するため、エッチングの条件、エッチングの深さの一致性を簡単に制御することができると共に、コストを低く抑えることができる。

図１と図５の（Ａ）から（Ｅ）を参照すると、本発明の実施例２のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法が掲示される。実施例１と比較して、実施例２においてはフォトレジスト（photo resist）を選択して使用することにより、遮蔽層を塗布して形成する。上記フォトレジストは好ましくはポジ型レジスト（positive resist）を選び、上記ポジ型レジストがレーザービーム５により照射されてから、光反応が生じ、そして分解されて一般の現像液に溶解される。そのため、実施例２においては下記の段階が含まれる。ゴルフクラブヘッドの金属表面にフォトレジスト層６（遮蔽層）を塗布する段階と、レーザービーム５を利用してフォトレジスト層６（遮蔽層）を照射することにより、予定されたパターンに対応した光反応ゾーン６１を形成する段階と、適当な現像液を利用して光反応ゾーン６１を除去することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口６２を形成する段階と、化学エッチングを利用して露出窓口６２に対応した金属表面を処理することにより、予定されたパターン２１をエッチングする段階と、フォトレジスト層６（遮蔽層）を除去して金属表面を洗浄する段階とを含む。上記ポジ型レジストと現像液は一般の回路板とシリコンチップの製造工程における従来の技術に属するため、ここでは再び詳述しない。

図１と図６の（Ａ）から（Ｅ）を参照すると、本発明の実施例３のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法が掲示される。実施例２と比較して、実施例３においても同様にフォトレジスト（photo resist）を選択して使用することにより、遮蔽層を塗布して形成する。上記フォトレジストは好ましくはネガ型レジスト（negative resist）を選び、上記ネガ型レジストがレーザービーム５により照射されてから、光反応が生じることにより、重合が生じたりまたは架橋が形成したりするため、一般の現像液には溶けなかったり或いは溶け難かったりする。そのため、実施例３においては下記の段階が含まれる。ゴルフクラブヘッドの金属表面にフォトレジスト層７（遮蔽層）を塗布する段階と、レーザービーム５を利用してフォトレジスト層７（遮蔽層）を照射することにより、予定されたパターンに対応した光反応ゾーン７１を形成する段階と、適当な現像液を利用して光反応ゾーン７１を除去することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口７２を形成する段階と、化学エッチングを利用して露出窓口７２に対応した金属表面を処理することにより、予定されたパターン２１をエッチングする段階と、フォトレジスト層７（遮蔽層）を除去して金属表面を洗浄する段階とを含む。上記ネガ型レジストと現像液は一般の回路板とシリコンチップの製造工程における従来の技術に属するため、ここでは再び詳述しない。

上述の如く、従来の各種の従来の彫刻、エッチングの製造工程によれば、精密度に欠けていると共に、コストが高いという問題点があったが、図１に示す本発明のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によれば、遮蔽層の塗布、レーザーの穿鑿および化学エッチングによりエッチングの精密度を確実に増やすことができ、そしてエッチングの製造工程を速め、エッチングの歩留りを高め、さらにエッチングのコストを低く抑えることができる。

本発明は、その精神及び必須の特徴事項から逸脱することなく他のやり方で実施することができる。従って、本明細書に記載した好ましい実施例は例示的なものであり、限定的なものではない。

本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によるブロック図である。本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法による正面の分解斜視図である。本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法による背面の分解斜視図である。本発明の実施例１のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によるａ段階からｄ段階の断面図である。本発明の実施例２のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によるａ段階からｅ段階の断面図である。本発明の実施例２のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法によるａ段階からｅ段階の断面図である。

符号の説明

１ヘッド本体１１パターン
２フェース板２１パターン
３ネック３１パターン
４絶縁層４１露出窓口
５レーザービーム６フォトレジスト層
６１光反応ゾーン６２露出窓口
７フォトレジスト層７１光反応ゾーン
７２露出窓口

Claims

ａ）ゴルフクラブヘッドの金属表面に遮蔽層を塗布する段階と、
ｂ）レーザービームを利用して上記遮蔽層を照射することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成する段階と、
ｃ）化学エッチングを利用して露出窓口に対応した金属表面を処理することにより、予定されたパターンをエッチングする段階と、
ｄ）上記遮蔽層を除去する段階と、
を含む、ゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記ゴルフクラブヘッドの金属表面はヘッド本体（１）、フェース板（２）およびネック（３）の正面、背面を含むことを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記遮蔽層は絶縁層（４）であることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
絶縁層（４）はエッチングに耐える絶縁材料を塗布してなるもので、例えば絶縁ペンキ、ワックス、高分子化合塗料であることを特徴とする請求項３記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
絶縁層（４）の塗布方法は回転塗布、噴射塗布、液浸、印刷の方式から選ぶことを特徴とする請求項３記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記遮蔽層はフォトレジスト層であることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記フォトレジスト層はフォトレジストを塗布してなるもので、例えばポジ型レジスト、ネガ型レジストであることを特徴とする請求項６記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記遮蔽層はポジ型レジストから形成されたフォトレジスト層である場合、レーザービームを利用して上記フォトレジスト層を照射することにより、上記フォトレジスト層に予定されたパターンに対応した光反応ゾーンを先に形成させ、それから現像液を利用して上記光反応ゾーンを除去することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成することを特徴とする請求項７記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記遮蔽層はネガ型レジストから形成されたフォトレジスト層である場合、レーザービームを利用して上記フォトレジスト層を照射することにより、上記フォトレジスト層に予定されたパターンに相補した光反応ゾーンを先に形成させ、それから現像液を利用して上記光反応ゾーン以外のフォトレジスト層を除去することにより、予定されたパターンに対応した露出窓口を形成することを特徴とする請求項７記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記レーザービームのパワーは１Ｗから２００Ｗの間に介在することを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記レーザービームの出所は液体レーザー、固体レーザー、気体レーザーから選ぶことができ、例えば二酸化炭素レーザーであることを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。
上記遮蔽層を除去してから、引き続きゴルフクラブヘッドの金属表面を洗浄することを特徴とする請求項１記載のゴルフクラブヘッドの表面のエッチング方法。