JP2901129B2 - サンドブラストレジストインキ - Google Patents

サンドブラストレジストインキ

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    • B24C1/04Methods for use of abrasive blasting for producing particular effects; Use of auxiliary equipment in connection with such methods for treating only selected parts of a surface, e.g. for carving stone or glass
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/04Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サンドブラストレジス
トインキに関する。本発明のサンドブラストレジストイ
ンキによると、ガラス、石材、陶磁器、金属、プラスチ
ックス、木質材などの加工材料の表面により写真画、模
様、文字などの画像を彫刻現出させるサンドブラスト加
工において、レジストマスクの形成工程及びレジストマ
スクの剥離工程などのすべての加工工程で有機溶剤を必
要としないでレジストマスクが形成できる。
【0002】
【従来の技術】機械的あるいは科学的な表面加工によっ
てガラス、石材、陶磁器、金属、プラスチックス、水質
材などの表面に写真画、模様、文字などの画像を彫刻現
出させたものは表示板、装飾用品、芸術作品などの各種
分野で利用されている。
【0003】これらの材料の表面に画像を彫刻現出させ
る表面加工で従来行なわれている方法はレジストマスク
を使用しない方法と使用する方法に大別される。前者の
レジストマスクを使用しない方法は刃物による手彫り、
切削機による機械彫りする方法である。また、後者のレ
ジストマスクを使用する方法は被加工表面上にレジスト
マスクを形成した後、酸化アルミニウムのような金属粉
を空気の圧力で吹き付けでレジストマスクのない部分の
被加工材料表面を研磨、彫刻して画像を現出させる方法
である。この方法はプラスト装置を必要とするが処理方
法は簡便であり、比較的短時間で画像の彫刻が得られる
利点があるため近年盛んに行なわれている。
【0004】後者の方法におけるサンドブラストのため
のレジストマスクを形成する方法は従来からスクリーン
印刷法が主に行なわれている。スクリーン印刷法は被加
工表面に直接、サンドブラストレジストインキを用いて
スクリーン印刷して目的の画像レジストマスクを形成す
る方法や離型性のある基材上にスクリーン印刷したもの
をマスクと称して被加工表面に転写して画像レジストマ
スクを形成する方法である。このスクリーン印刷法は同
一画像のものを多量に加工する場合には能率的で経済的
である。
【0005】従来のサンドブラストレジストマスク作製
のためのスクリーン印刷用レジストインキの主成分は、
ポリ塩化ビニル樹脂をトルエン、酢酸ブチル、ブチルセ
ロソルブなどの有機溶剤に溶解したものであり、このレ
ジストインキは印刷した後、室温で乾燥するだけでは膜
強度が不十分なため、高温で熱処理する工程が必要であ
る。
【0006】また、さらに接着強度や膜強度を改良する
ために硬化剤を使用する反応型インクにしたり、感光性
インクで印刷して活性光線で架橋させる光架橋性インク
なども利用されている。
【0007】しかしながら、いずれのタイプのスクリー
ン印刷用レジストインクもトルエン、アセトン、酢酸ブ
チルなどの有機溶剤などに溶解したものであり、スクリ
ーン印刷版や使用器具の洗浄は専用の有機溶剤で処理し
なければならない。さらにはプラスト加工した後、被加
工材料表面からレジストマスクを取り除く時にもレジス
トマスクが強固に接着しているため簡単に剥がすことが
できず、有機溶剤を使用しなければならない。
【0008】したがって、経済的にも不利であるばかり
でなく、作業環境の問題も抱えている。このような問題
点を解決するためにアルカリ水溶液可溶タイプのものも
提唱されているが、硬化させた後はアルカリ水溶液に不
溶化してしまうため、レジストマスクを除去するために
はどうしても有機溶剤を使用する必要があり、満足でき
るものではなかった。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような状
況に鑑みなされたもので、ガラス、金属、プラスチック
スなどの適宜の被加工材料の表面にサンドブラストを施
す際に用いられるレデストマスクにおいて、被加工材料
との接着性が十分あり、サンドブラスト加工に耐える十
分な強度を有し、レジストマスクの形成から加工後のレ
ジストマスクの除去に至るまでのすべての加工工程で、
有機溶剤を使用する必要のないサンドブラストレジスト
マスク用水性インキ、特にスクリーン印刷に適するサン
ドブラストレジストインキを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の溶
剤使用のサンドブラスト加工におけるレジストマスク用
インキの欠点を解決すべく鋭意検討を重ね本発明をなす
に至った。本発明ではサンドブラストレジストマスクを
作製するための水性組成物において、(A)ポリ酢酸ビ
ニル系樹脂、エチレン・酢酸ビニル系共重合体、及び
リウレタン系重合体よりなる群から選ばれた少なくとも
1種の重合体の水分散体と、(B)アルギン酸ナトリウ
ム、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、メチルセ
ルロース、及びポリエチレンオキシドよりなる群から選
ばれる少なくとも1種の水溶性高分子、とよりなる水性
組成物に関する。さらに、(A)の重合体の最低造膜温
度は10℃以下であり、この重合体の水分散体を主成分
として、これに(B)の水溶性高分子を混合した水性組
成物が好ましい。そして、得られた水性組成物の乾燥被
膜の20℃水における膨潤度が0.1〜1.5の範囲で
あるものがよい。また、本発明はこのような水性組成物
にインキ成分を加えたスクリーン印刷に適するサンドブ
ラストレジストインキを提供するものである。
【0011】ここで最低造膜温度は『JIS K−68
28の酢酸ビニル樹脂エマルジョン試験方法』に記載さ
れている4.9項の造膜性温度測定方法により測定する
ことができる。
【0012】また本発明で用いる(A)の水分散性重合
体の最低造膜温度は次のように調整する。例えばポリ酢
酸ビニル系重合体であれば、ポリビニルアルコール(P
VA)系樹脂のような保護コロイドを使用して乳化重合
したり、界面活性剤を使用して乳化重合した後で、ジブ
チルフタレート、ジオクチルフタレート、ジメチルグリ
コールセバケート、ジメチルグリコールフタレートなど
の可塑剤を添加することにより最低造膜温度を調整する
ことができる。
【0013】このようなポリ酢酸ビニル系重合体とし
て、ヘキスト合成社製のモビニール116、モビニール
303、モビニール500など、昭和高分子社製の「ポ
リゾールS−5S、ポリゾールNS−2150、ポリゾ
ールLX−105」など、東亜ペイント社製の「トアボ
ンド#1005、トアボンド#6000、トアボンドX
B−6S、トアボンドXB−2131」などが挙げられ
る。
【0014】エチレン・酢酸ビニル共重合体の場合は、
エチレンの含有量を調整することで得られ、エチレンの
含有量は5重量%から30重量%の範囲が好ましい。こ
のようなエマルジョンとしてヘキスト合成社製の「モビ
ニール084E、モビニール180E、モビニール12
3E、モビニール191E」など、大日本インキ化学社
製の「エバディックSFC−80、エバディックEV−
15、エバディックEV−260」など、大同化成工業
社製の「ビニゾール420、ビニゾール1412」な
ど、昭和高分子社製の「ポリゾールEVAP−3、ポリ
ゾールEVA AD−2、ポリゾールEVA L−50
3、ポリゾールEVA AD−400、ポリゾールEV
A P−5E」などが挙げられる。
【0015】ポリウレタン系重合体の水分散体は、4−
4’−ジフェニルメタンジイソシアナート、2,4−ト
リレンジイソシアナート又はヘキサメチレンジイソシア
ナートなどのポリイソシアナート化合物とポリブチレン
アジペート、ポリエチレンブチレンアジペート、ポリカ
プロラクトン又はポリオキシテトラメチレングリコール
などのポリオールとの反応によって得られ、三洋化成社
製の「サンプレンUX−1120A、サンプレンUX
A」など、第一工業製薬社製の「スーパーフレックス1
90、スーパーフレックス300、スーパーフレッスク
460、スーパーフレックス750、スーパーフレック
スE−2000、スーパーフレッスクE−4500」な
ど、中央理化工業社製の「リカボンドBA−26N、リ
カボンドAR−51H」などが挙げられる。
【0016】このように前述の方法で(A)の重合体の
水分散体の最低造膜温度を調節することができ、これら
は市販の各種水分散性重合体から適宜選択すればよく、
それらの形状は単量体から乳化重合によって得られるエ
マルジョン、高分子量物の機械的乳化によって得られる
ディスバージョンやコロイダルディスバージョンなどの
形状のものが使用できる。これらの水分散性重合体は一
種類で用いても複数で用いてもよく、被加工材料との接
着性が良い配合を選択すれば良い。
【0017】また、他方の(B)成分の水溶性高分子
は、アルギン酸ナトリウム、ナトリウムカルボキシメチ
ルセルロース、メチルセルロース、及びポリエチレンオ
キシドの群から一種類以上より選択される。これらは、
自体水溶性高分子であってこの水溶性高分子を混合する
目的はレジストマスクを形成する際に粘性を付与させ、
造膜性を向上させ、水分散性を向上させ、被加工材料と
の接着を向上させ、且つ、レジストマスクの除去作業を
簡単にするなどのためである。
【0018】本発明の上記組成物より作製されたレジス
トインキは、水性組成物であり、乾燥する前は水に良く
分散するが、形成したマスクは乾燥して造膜し、水に不
溶化するが、水溶性高分子を含有しているので、容易に
水で膨潤するためレジストマスクの除去は簡単に行なえ
る。
【0019】また、除去したレジストマスクはフィルム
状になっているために排水中へ流出させることなく、フ
ィルターなどで容易に回収できるもの本発明の特徴で
ある。
【0020】本発明の組成物が上記の特性を発揮させる
ためには、レジストインキの乾燥被膜の20℃水におけ
る水膨潤度を0.1〜1.5の範囲、好ましくは0.2
〜1.3に調整することも必要である。水膨潤度が0.
1未満では、レジストマスクを被加工材料から剥離する
作業が困難になり、上限が1.5以上では被加工材料か
ら剥離する作業は簡単になるが、水で膨潤したレジスト
マスクは強度がないためにフィルムの形状を保持できず
細かく分散してしまい、排水中からレジストマスクをフ
ィルターなどで回収することが困難になる。
【0021】水膨潤度の測定方法は、常温で乾燥させた
レジストインキの被膜を20℃の水に48時間浸漬後、
濾紙を用いて被膜の付着水を取り除き、レジストインキ
の重量(W1)を測定して105℃で2時間乾燥する。
次に乾燥後の重量(W2)を測定し、(W1−W2)/
W2の式で算出することができる。
【0022】本発明によるサンドブラストレジストイン
キは、スクリーン印刷法により被加工材料表面に直接印
刷してレジストマスクを形成する方法や離型性のある基
材の上にスクリーン印刷したのを被加工材料に転写して
貼り付ける方法が有効である。転写して貼り付ける方法
で用いるときの接着剤は水でよく、被加工材表面に水を
塗りマスクを押し付けるだげでマスクが水で膨潤して被
加工材表面に密着し、密着状態で乾燥させた後は強い接
着性を示す。
【0023】スクリーン印刷法以外にもパッド印刷、筆
書、スプレーコート、はけ塗り、ロール塗りなどの方法
も可能である。本発明のレジストインキは室温乾燥で十
分な接着性と耐プラスト性が発現するため、加熱による
強制乾燥をしなくともよいが、作業効率の点で加熱によ
る強制乾燥をしてもかまわない。
【0024】本発明のサンドブラストレジストインキ用
組成物に増粘剤やチクソ剤のような粘弾性調製材、レベ
リング剤、消泡剤、顔料、染料なども必要に応じて添加
することもできる。
【0025】
【発明の効果】最低造膜温度10℃以下の、水分散性重
合体と特定の水溶性高分子の組成物を使用し、水温20
℃における水膨潤度が0.1〜1.5の範囲に調製した
水性組成物より作製される本発明のサンドブラストレジ
ストインキは、有機溶剤やアルカリ水溶液を使用するこ
となく水だけでできる上、形成されたレジストマスクは
十分な被加材料との接着性や耐プラスト性を有している
ので、有機溶剤などの使用による作業環境の悪化を招く
ことなく、熱処理工程、光硬化工程などの二次処理工程
も省略できる効果がある。
【0026】さらに乾燥したレジストマスクラは、水に
膨潤して加工材料からの剥離が容易になり、マスクは造
膜しているため細かく分散することがないので水で除去
されたレジストマスクは排水中に流出せずに金網などの
フィルターで回収処理できる。
【0027】
【発明の実施の形態】以下に実施例を示して本発明の効
果をさらに詳細に説明する。なお、実施例に示す部数は
すべて重量部を示す。また%もすべて重量%を示す。
【実施例1】エチレン・酢酸ビニル共重合体エマルジョ
ン(大日本インキ化学社製『EV−260』固形分濃度
50%、最低造膜性温度7℃)100部とメチルセルロ
ース(信越化学工業社製『メトローズ60SH−10
0』15%水溶液30部及びポリビニルメチルエーテル
(BASA社製『ルトナールM−40』50%水溶液)
10部を攪拌混合し、さらに消泡剤(サンノブコ社製
『SNデフォマー485』)0.1部、青顔料(山陽色
素工業社製『エマコールブルーHB』1部及び水10部
を添加して攪拌混合した。
【0028】得られたレジストインキの20℃水におけ
る膨潤度は0.4であった。このレジストインキをピッ
チ3mm間隔の画像を形成させた200メッシュのテト
ロン紗、膜厚30μのスクリーン版を使ってアクリル板
に印刷した。これを室温で乾燥したところガラス板上に
乾燥膜厚25μのレジストマスクが作製できた。次に空
気圧4kg/cmで金剛砂#180を20cmの距離
から3分間吹き付けてサンドブラスト加工した。
【0029】プラスト加工したアクリル板に水道水をか
けたところ30秒後に膜の状態が流れ落ちた。マスクの
密着性や耐プラスト性は問題なく、アクリル板は1.5
mm幅で0.2mmの深さに加工できた。さらに、使用
したスクリーン版、スキージは水できれいに洗浄するこ
とができ、アクリル版から剥がしたレジストマスクは2
0メッシュの金網で回収することができた。
【0030】
【実施例2】ポリウレタン系樹脂ディスバージョン(第
一工業製薬社製『スーパーフレックスE−4500』固
形分濃度45%、最低造膜温度0℃)90部とナトリウ
ムカルボキシメチルセルロース(第一工業製薬社製『セ
ロゲンEP』3%水溶液100部と増粘剤(サンノブコ
社製『SNシックナー612固形分濃度40%)20部
とを攪拌混合した。さらに白顔料(山陽色素工業社製
『サンダイスーパーホワイトU』3部、レベリング剤
(ダイキン工業社製『ダイフロンDS−102』)0.
5部、消泡剤(サンノブコ社製『SNデフォマー48
3』)0.5部を添加して攪拌混合した。
【0031】得られたレジストインキの20℃水におけ
る膨潤度は1.1であった。このレジストインキをピッ
チ1mm間隔の画像を形成させた250メッシュのテト
ロン紗、膜厚50μのスクリーン版を使って鏡面加工さ
れたステンレス版に印刷した。これを室温で乾燥したと
ころステンレス板上に乾燥膜厚40μのレジストマスク
が形成できた。次に空気圧4kg/cmで金剛紗#4
00を20cmの距離から3分間吹きつけてサンドブラ
スト加工した。プラスト加工したステンレス板に水道水
をかけたところ20秒後に膜の状態で流れ落ちた。マス
クの密着性や耐プラスト性にも問題なく、プラストした
ステンレス板は0.5mm幅で0.2mmの深さに加工
できた。一方、使用したスクリーン版、スキージは水で
きれいに洗浄することができ、ステンレスから剥がし
たレジストマスクは20メッシュの金網で回収すること
ができた。
【0032】
【実施例3】ポリ酢酸ビニル樹脂エマルジョン(東亜ペ
イント社製『ドアボンド#6000』固形分濃度42
%、最低造膜温度3℃)50部及びポリウレタン樹脂デ
ィスバージョン(第一工業製薬社製『スーパーフレック
スE−4500』固形分濃度45%、最低造膜温度0
℃)100部とアルキル変性ポリビニルアルコール(信
越化学工業社製『COTP−2000』)10%水溶液
65部を攪拌混合した。さらにレベリング剤(ネオス社
製『フタージェント250』)0.1部、消泡剤(サン
ノブコ社製『SNデフォマー483』)0.5部、青顔
料(山陽色素工業社製『エマコールブルーHB』)2部
を添加して攪拌混合した。得られたレジストインキの2
0℃水における膨潤度は0.6であった。
【0033】このレジストインキを用いて印刷、乾燥を
行なって、サンドブラスト加工した。その結果、マスク
の密着性や耐ブラスト性にも問題なく加工でき、マスク
の剥離も水でできた。同様に使用したスクリーン版、ス
キージは水できれいに洗浄することができ、ステンレス
版から剥がしたレジストマスクは20メッシュの金網で
回収することができた。
【0034】
【比較例1】酢酸ビニルエマルジョン(ヘキスト合成社
製『モビニール350』濃度45%、最低造膜温度18
℃)を用いてレジストインキを作成した。得られたレジ
ストインキの20℃水における膨潤度は0.6であっ
た。このレジストインキを実施例1と同条件で評価し
た。その結果、サンドブラスト加工中にマスクが削れて
しまい、1mm幅のラインを加工することができなかっ
た。
【0035】
【比較例2】酢酸ビニル・アクリル酸エステル共重合体
エマルジョン(昭和高分子社製『ポリゾールAT−10
00』固形分濃度50%、最低造膜温度45℃)を用
い、レジストインキを作成した。得られたレジストイン
キの20℃水における膨潤度を計るために乾燥被膜を水
に浸漬したところ、乾燥被膜を造膜してなかったために
細かく分散してしまった。
【0036】
【比較例3】ポリ酢酸ビニルエマルジョンを100部、
部分けん化PVAの20%水溶を60部、アルギン酸
ナトリウムの20%水溶液を30部の組成のレジストイ
ンキを作成した。ポリ酢酸ビニルエマルジョンを100
部、部分けん化PVAの20%水溶液を60部、アルギ
ン酸ナトリウムの20%水溶液を30部にしてレジスト
インキを作成した。得られたレジストインキの20℃水
における膨潤度は1.9であった。実施例1と同様にブ
ラスト加工した後、ガラス板に水道水をかけたところ3
0秒後に膜の状態で流れ落ちた。マスクの密着性や耐ブ
ラスト性にも問題なく、ガラス板は1mmの幅で1mm
の深さに加工できた。一方、使用したスクリーン版、ス
キージは水できれいに洗浄することができたが、ガラス
板から剥がしたレジストマスクは20メッシュの金網を
通り抜けてしまい回収することができなかった。この結
果、同じ材料で使用しても、水分散体(A)と水溶性高
分子(B)の組成比が異なれば、水膨潤度が本発明の範
囲から外れるので、本発明の所期の目的が達成できない
ことが認められた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C09D 11/00 - 13/00 B24C 1/00 - 1/10 H05K 1/09,3/04

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 サンドブラストレジストインキを作製す
    るための、(A)ポリ酢酸ビニル系樹脂、エチレン、酢
    酸ビニル系共重合体、及びポリウレタン系重合体よりな
    る群から選択される少なくとも1種の重合体の水分散体
    と、(B)アルギン酸ナトリウム、ナトリウムカルボキ
    シメチルセルロース、メチルセルロース、及びポリエチ
    レンオキシドよりなる群から選択される少なくとも1種
    の水溶性高分子とよりなるスクリーン印刷法に用いられ
    るサンドブラストレジストインキ。
  2. 【請求項2】 最低造膜温度が10℃以下である重合体
    の水分散体を主成分とし、これに水溶性高分子を造膜性
    改善剤として加えたものであることを特徴とする請求項
    1のスクリーン印刷法に用いられるサンドブラストレジ
    ストインキ。
  3. 【請求項3】 水性組成物より形成された乾燥被膜の2
    0℃水における膨潤度が0.1〜1.5の範囲であるこ
    とを特徴とする請求項1又は請求項2のスクリーン印刷
    法に用いられるサンドブラストレジストインキ。
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