JP4117770B2 - 装飾部材、時計及び製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、時計ケース、バンド、指輪、ネックレス、眼鏡、ライター、ブレスレット、ドアノブ、取手、筆記用具などの装飾部材及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
立体形状を有する装飾部材の表面にエッチング処理を施すエッチング工程には、スプレー法とディピング法がある。スプレー法によるエッチング処理を図３に示す。装飾部材１の凹状の文字もしくは模様を形成したい部分は、装飾部材１の表面を露呈させておき、それ以外の部分は、マスクで覆って装飾部材１の表面を隠しておく。スプレーノズル１０から、エッチング液１１を装飾部材１に噴霧する。エッチング液が、マスクされていない部分を浸食することで、所定の文字もしくは模様を形成する。また、ディピング法もスプレー法と同様に、装飾部材１の凹状の文字もしくは模様を形成したい部分は、装飾部材１の表面を露呈させておき、それ以外の部分は、マスクで覆って装飾部材１の表面を隠しておく。エッチング液中に装飾部材を浸漬することにより、マスクで覆っていない部分が浸食され、所定の凹状の文字もしくは模様を形成する。従来の装飾部材は、これらの方法を用いていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の加工方法では、やや複雑な形状や多種多様な形状を有する装飾部材においては、凹状の文字もしくは模様をきれいに形成することができない。スプレー法では、スプレーノズル１０と装飾部材１が有する面の幾何学的な位置関係により、スプレーノズルと正対する面（正面部）は、エッチング液を十分に受けることができるが、正面部以外ではエッチング液を十分に受けることができない。つまり、エッチングむらが生じてしまう。これを防ぐには、エッチングすべき全ての面が正面部となるように、スプレーノズルを設置しなければならない。 したがって、エッチングしたい形状が複雑になればなる程、いくつもの正面部が必要になり、それぞれの正面部に対してスプレーノズルを配置しなければならない、という問題点があった。つまり、スプレー法は、比較的複雑な形状では多品種少量生産には向かない。
【０００４】
ここで、エッチングの程度を表すのに、エッチングファクターを用いる。エッチングファクター（ＥＦ）は次の式で定義する。
【０００５】
ＥＦ＝２ｄ/（ｗ２−ｗ１）
ｄはエッチング深さ、ｗ１はエッチングすべき幅（レジスト材で覆われない部分の幅）、ｗ２は実際にエッチングされた幅を表す。
【０００６】
エッチングファクターが小さいと、狙い値に対して線幅が太くなり、上から見たときに角が丸くなる、断面が半円に近く形状となる。エッチングファクターを大きい程、得られた形状が理想形状に近くなる。
【０００７】
例えば、深さ２０μｍをエッチングしようとするとき、図３において、装飾部材１のスプレーノズル１０と正対する面（正面部）１２では所定のエッチング深さである２０μｍとなる。また、エッチングファクター、エッチング部の表面粗さも、所望する値が得ることができエッチング部の外形形状も所定の形状となる。しかし、装飾部材１の側面部１３では、エッチング深さが１０μｍと浅くなり、また、スプレーに暴露されやすい部分と異なる部分でエッチング部の壁面の形状に相違が出る。さらに、装飾部材１の裏面部１４ではエッチング深さが５μｍと更に浅くなり、エッチングファクターが低くなり、エッチングむらが生じやすい。
【０００８】
また、ディッピング法では、エッチング時に生じた気泡およびスラッジがエッチング液と装飾部材との接触を部分的に遮断するため、エッチングむらが生じ、ひいては非常に粗雑なエッチング部の表面粗さ、および、エッチング部の輪郭形状となってしまうという問題点があった。ディッピング法で処理した装飾部材を図４に示す。このような装飾部材は、装飾部材としての価値を著しく損なうものである。
【０００９】
しがたって、本発明は、装飾部材としてふさわしい美麗な外観を付与でき、装飾的価値の高い装飾部材を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、エッチング液に試料を浸漬させ装飾部材の表面にエッチング処理を施すステップと、前記装飾部材が前記エッチング液に浸漬している間に、前記エッチング液に対して超音波の振動を所定の時間照射するステップと、を有する装飾部材の製造方法である。
【００１１】
立体形状を有する装飾部材の表面にエッチング処理を施すエッチング工程において、前記エッチング工程が超音波の照射を伴って行われることを特徴とする装飾部材の製造方法により、良好な装飾部材を得ることができる。
【００１２】
本発明は、前記装飾部材が、ステンレス、真鍮、金、金合金、銀、銀合金、チタン、チタン合金、アルミあるいはアルミ合金から選択される少なくとも１つの金属からなる装飾部材の製造方法である。
【００１３】
本発明は、前記装飾部材が、前記エッチング液中に全ての部分を浸漬させる装飾部材の製造方法である。
【００１４】
本発明は、これらの製造方法により形成された装飾部材である。
【００１５】
そして、本発明は、これらの製造方法により形成された装飾部材を備えた時計である。
【００１６】
【実施例】
本発明を図面に基づいて説明する。図１は、本発明によるエッチング装置を示す。超音波槽８は、水７を入れる凹部と超音波振動子を取り付ける取り付け部を有する。前記凹部と前記取り付け部は、前記凹部の底面を境に分かれている。超音波槽８は、ステンレス鋼などの金属を材質に使用する。なお、水７以外の液体を入れても構わない。超音波振動子９は、前記凹部の底面を振動させるように、前記取り付け部に取り付ける。エッチング槽６は、中にエッチング液５を入れる。そのエッチング液５に、引掛け治具４に取り付けた試料（装飾部材）３を入れる。そして、エッチング槽６を水７に入れる。超音波振動子９を振動させると水７が振動し、水の振動がエッチング液５を振動させる。
【００１７】
なお、この図においては、超音波槽８に水７を入れて超音波振動子９が水を振動させたが、エッチング槽６を使用せずに、超音波槽８に直接エッチング液５を入れ、超音波振動子９がエッチング液５を振動させるようにしても良い。
【００１８】
次に、製造方法を説明する。まず、ステンレス材を装飾部材として形成する。これを試料３とした。試料３を有機溶剤及び電解脱脂による洗浄を施す。この試料３に、パッド印刷法によりエッチングパターンを装飾部材の全周にわたって印刷し、続いて電着塗装を施してレジスト皮膜を形成する。この後、有機溶剤に浸漬して、エッチングパターン印刷部を溶解除去する。この試料３を引掛け治具４に固定して、これをエッチング液５中に浸漬する。浸漬中に、超音波振動子９から発生した超音波を超音波槽８、水７及びエッチング槽６を介してエッチング液５に照射する。このとき、下記の値に基づいてエッチング処理を施した。エッチング液組成は、硫酸銅（II）飽和水溶液３００ｍｌ／ｌに対して、塩酸（１．１９）６００ｍｌ／ｌとした。これに界面活性剤を１ｍｌ／ｌを加えた。処理条件は、エッチング液温度を５０℃に設定し、超音波発振周波数が４０ｋＨｚの超音波を１２０ｓｅｃ与える。浸漬時間も１２０ｓｅｃとする。
【００１９】
このようにして得られた試料３を、水洗した後に乾燥させる。乾燥後、電着塗装剥離液に浸漬して、電着塗装によるレジスト皮膜を除去する。
【００２０】
上記の方法によれば、エッチング液が装飾部材の全周にわたって接触するために、装飾部材の幾何学的な面の方向によるエッチングの相違が生じにくい。また、超音波のキャビティーションによりエッチング中に発生した気泡やスラッジが速やかに装飾部材から離脱するためにエッチングむらが防止でき、さらにはエッチング部の表面粗さを低く抑えることができる。このため、立体形状を有する装飾部材の全周にわたって均一なエッチング深さ、エッチングファクター、エッチング部の表面粗さ、および、エッチング部の外形形状が得られる。
【００２１】
図２は、このように加工した装飾部材を示す。このように加工することで、装飾部材の正面部１におけるエッチング部２は、所定の形状を有する。具体的には、装飾部材は、以下の特性を有するエッチングパターンが装飾部材の全周にわたって形成された。
（エッチング部の特性）
エッチング深さ １００μｍ
エッチングファクター １．３
表面粗さ Ｒａ＝２．０μｍ
輪郭線形状 滑らか
レジスト皮膜の形成方法は、ここで用いた電着塗装の他に、スプレーにより塗料を塗布してもよいし、金属めっき皮膜を用いてもよい。また、エッチング液組成及びエッチング条件についても、必要とするエッチング深さ、エッチング時間等により適時変更できる。さらに、エッチング液として、硫酸銅と塩酸の水溶液以外に、塩化第二鉄の水溶液や王水等を用いることも可能である。さらには、本実施例ではステンレスを用いたが、エッチング液の系、エッチング条件を適時選択することにより、真鍮、金、金合金、銀、銀合金、チタン、チタン合金、アルミあるいはアルミ合金を用いてもよい。特に、２０μｍ以上の深さをエッチングしても、エッチングファクターが小さくならず、所望する形状を得ることができる。
【００２２】
＜比較例１＞
本実施例で加工した装飾部材を、従来の方法であるスプレー法により加工した装飾部材と比較してみる。実施例１と同様の、試料、エッチング液組成、エッチング液温度及び処理時間にて、スプレー法によりエッチング処理を施した。この結果、以下の特性を有するエッチングパターンが装飾部材表面に形成された。
（エッチング部の特性）
正面部側面部裏面部エッチング深さ１２０μｍ６０μｍ３０μｍエッチングファクター２．５１．０及び０．８１．０表面粗さ１．５μｍ２．０μｍ３．０μｍ輪郭線形状滑らか滑らかやや凹凸有り 側面部と裏面部のエッチング深さは、正面部のエッチング深さの半分以下でり、どの面も一様の深さとはならない。また、裏面部の輪郭線形状が、他の面の輪郭線形状に比べて滑らかさが異なる。本実施例の装飾部材と比べると、本実施例による装飾品は、面により効果が異なることがなく、どの面も滑らかでエッチング深さが均一である。
【００２３】
ここで、正面部とは、装飾部材を構成する面のうちスプレーの噴射口に正対する面をいう。側面部とは、前記正面に対し９０°の角度を持つ面を、裏面部とは、前記正面に対し１８０°の角度を持つ面をそれぞれいう。また、側面部のエッチングファクターが、「１．０及び０．８」となっているが、これは、スプレーの噴射口に近い部分と遠い部分とで、エッチング部の壁面形状が相違していることを示すものである。
【００２４】
＜比較例２＞
次に、本実施例で加工した装飾部材を、従来の方法であるディピング法により加工した装飾部材と比較してみる。実施例１と同様の、装飾部材、エッチング液組成、エッチング液温度及び処理時間にて、ディピング法によりエッチング処理を施した。この結果、以下の特性を有するエッチングパターンが装飾部材表面に形成された。
（エッチング部の特性）
エッチング深さ ７０μｍ
エッチングファクター １．０
表面粗さ Ｒａ＝１０．０μｍ
輪郭線形状 凹凸が大きい
本実施例の装飾部材と比べると、本実施例の装飾部材は表面粗さが小さく、輪郭線形状も滑らかとなっている。エッチング部の深さも深いものがでた。
【００２５】
本実施例の装飾部材は、時計ケース、時計バンド、指輪、ネックレス、眼鏡、ライター、ブレスレット、ドアノブ、取手、筆記用具などの様々な物に使用することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により、立体形状を有する装飾部材の全周にわたって均一な外観を有する絵、文字、図形等の装飾を施した、美麗な外観を有する装飾部材を得ることができる。
特に、２０μｍ以上の深さをエッチングしても、所望する形状を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例で用いた、エッチング装置の断面図である。
【図２】本実施例で作製した、装飾部材断面の斜視図である。
【図３】スプレー法によるエッチング方法を示した図である。
【図４】ディピング法により作成した装飾部材断面の斜視図である。
【符号の説明】
１ 装飾部材
２ エッチング部
３ 試料
４ 引掛け治具
５ エッチング液
６ エッチング槽
７ 水
８ 超音波槽
９ 超音波振動子
１０ スプレーノズル
１１ 噴霧されたエッチング液
１２ 正面部
１３ 側面部
１４ 裏面部

Claims (5)

1. エッチング槽の中のエッチング液に試料を浸漬させ装飾部材の表面にエッチング処理を施すステップと、
   前記装飾部材が前記エッチング液に浸漬している間に、超音波振動子の取り付けられた超音波槽の中の液体に前記エッチング槽が配置された状態で、前記エッチング液に対して前記超音波振動子から発生した超音波の振動を所定の時間照射するステップと、
   を有する装飾部材の製造方法。
2. 前記装飾部材が、ステンレス、真鍮、金、金合金、銀、銀合金、チタン、チタン合金、アルミあるいはアルミ合金から選択される少なくとも１つの金属からなる請求項１記載の装飾部材の製造方法。
3. 前記装飾部材は、前記エッチング液中に全ての部分を浸漬させる請求項１又は２記載の装飾部材の製造方法。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載された製造方法により形成された装飾部材。
5. 請求項４に記載された前記装飾部材を備えた時計。

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