JPH02124270A

JPH02124270A - サンドブラスト法による被加工物表面の彫り加工方法

Info

Publication number: JPH02124270A
Application number: JP27399988A
Authority: JP
Inventors: Shiyuuji Kondou; 近藤　周氏
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-10-29
Filing date: 1988-10-29
Publication date: 1990-05-11

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、サンドプラス１−法によりガラス、セラミ
ックス、プラスチックス、金属、木材等の各種基材の表
面に彫り加工する方法に関し。

このサンドブラスト法による彫り加工方法は、デイスプ
レィ、看板、模様板ガラス、ガラス容器、照明器具、銘
板などの製作に際して利用されるものである。

〔従来の技術〕

サンドブラスト法は、古くから存在する加工技術である
が、ガラス、セラミックス、プラスチックス、金属、木
材など、様々なｙｌ（材の表＋ｌ。

に彫り加工を施すことができることから、今［」でも多
くの分野で利用され、ここ数年におい°Ｃは特に注目を
集めている。このサンドブラスト法により被加工物の表
面に絵柄や文字などを彫り加工するときは、まず、ゴム
シート、合成樹脂フィルムやシート等を使用しで、彫り
加工しようとする絵柄や文字などの輪郭線通りに透孔が
形成されたマスク材を作成し、そのマスタ月を被加工物
の表面に貼り付けて加工不要部分を被覆した後、噴射機
を使用し、圧縮空気流或いは加圧水流によってそのノズ
ルからアランダム、カーボンランダム、エメリー、ガラ
スピーズ。

鉄粉、くるみ粉等の研磨粒材を被加工物の表面の露出部
分に連続的に噴き付けることにより、その表面を研磨し
、絵柄を深彫り加工したり文字を彫刻加工したりする。

尚、マスク材は、場合によってはブラスト加工後に加工
面に吹き付は着色してから、最後に被加工物の表面から
剥離する。

このサンドブラスト法においては、上記したようにマス
ク材を使用することにより、不要部分は研磨されないよ
うにし必要部分のみ研磨されるようにして、絵柄、文字
等を被加工物の表面に現出させるようにしている。この
場合、サンドブラスト法による通常の加工方法では、研
磨部分の彫り深さは一様となり、研磨部分における彫り
深さを連続的に変化させたりすることはできなかった。

研磨部分における彫り深さを変化させようとすると、従
来は、複数パターンの複数枚のマスク材を手作りで製作
しておき、それらのマスク材を用い、被加工物表面への
研磨粒材の局部噴射を繰り返し、その彫り深さを作業者
が眼で確認しながら研磨作業を進めてゆくしかなかった
。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記したような方法では、マスク材の製
作や研磨作業に相当の熟練を必要とし、加エバターンが
複雑になればなる程、非常に高度な技術が要求されるこ
とになり、また作業者の勘に頼らざるを得ない場合もあ
る。しかも、作業には長時間が費やされることになり、
同一形状の製品を大量に作り出すことは中々羅しい。

従って、従来の方法では、研磨部分における彫り深さが
連続的に変化した製品を工業的に量産することは殆ど無
理であり、そのような製品は手工芸品として一部で製作
される程度に過ぎなかった。

この発明は、以上のような事情に鑑みてなされたもので
あり、熟練を要することなく、比較的速やかに、被加工
物の表面に所望の深浅の彫り加工を施すことができ、そ
のような製品を画一的に製作することができる、サンド
ブラスト法による改良された彫り加工方法を提供するこ
とを技術課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上記課題を達成するための手段として、ま
ず、写真製版法を利用し、被加工物の表面に彫り加工し
ようとする深浅パターンに応じた凹凸を感光性樹脂層の
片面に形成して薄肉・厚内パターンを形成し、次いでそ
の感光性樹脂層を被加工物の表面に、感光性樹脂層の平
坦ｒｆ＋ｊ側が被加工物表面に接合するように被着した
後、その感光性樹脂層の側へ研磨機のノズルから研磨粒
材を連続的に噴き付けて被加工物の表面を研磨すること
により、被加工物の表面に彫り加工を施すようにしたこ
とを要旨とする。

研磨工程に先立ち、被加工物の表面に被着された感光性
樹脂層の表面に、開口部及び非開口部からなる所要パタ
ーンのマスク材を被着し。

そのマスク材の表面に研磨粒材を噴き付けるようにする
こともできる。

〔作　　用〕

上記加工方法によると、研磨工程においては、最初に感
光性樹脂層が、研磨粒材の噴射流に対して成る程度の抵
抗を示しながら研磨粒材によって研磨され、全体的に薄
くなってゆく。そして、感光性樹脂の薄肉部分の被加工
物表面が先ず露呈し、その部分から被加工物表面が研磨
され始める。続いて、感光性樹脂層の厚肉部分の被加工
物表面も露呈することになるが、その時点では、先に露
呈している被加工物表面は成る程度の深さまで研磨され
た状態となっている。

被加工物の全表面（マスク材を使用したときは、マスク
材で被覆されていない部分の全表面、以下同じ。）が露
呈した後は、同一速度で全体の研磨が進行する。従って
、研磨が終了した時点では、被加工物の全表面が露呈し
た時点における凹凸が、その状態のまま深さを変えて被
加工物の表面に形成されることになる６そして、結果と
してみれば、感光性樹脂層の薄肉部分はど被加工物表面
の研磨が促進され、厚内部分はどその研磨が抑えられた
ことになり、被加工物の表面には、感光性樹脂層の厚さ
に対応し５深さが連続的に変化した彫り加工が施される
。

また、被加工物の表面に被着された感光性樹脂層の表面
にマスク材を被着して研磨工程を行なうときは、マスク
材で被覆された部分の被加工物表面が研磨されることな
く元の状態のまま残される。

〔実施例〕

以下、この発明の好適な実施例を図面を参照しながら説
明する。

第１−１図及び第１−２図は、この発明の１実施例であ
る彫り加工方法を各工程ごとに示す一部拡大縦断面図で
あり、それらの各工程について順を追−りて−通り説明
する。

まず、製版写真工程によりグラビアフィルム等の銀塩フ
ィルムに、被加工物の表面に彫り加工しようとする深浅
パターンの深浅比に相応した′ａ淡階調をもつ連続調ポ
ジを形成する。別に感光性樹脂フィルムを用意し、第１
−１図（Ａ）に示すように、その感光性樹脂フィルム１
の感光性樹脂層２の表面に、一定ピツチの１１１行な黒
線群が互いに直交し、それら交差した黒線によって囲ま
れた各正方形部分が透明に形成された黒線スクリーン３
を重ね合わせ、さらにその黒線スクリーン３の表面に上
記連続調ポジフィルム４を重ね合わせて、水銀灯、カー
ボンアーク灯、キセノンランプ、メタルハライドランプ
、ケミカル蛍光灯などの光源により、ポジフィルム４を
介して感光性樹脂フィルム１に、露光焼付けを行なう。

次に、同図（Ｂ）に示すように、ポジフィルム４及び黒
線スクリーン３を取り去った感光性樹脂フィルム１の感
光性樹脂層２を現像液６によって現像することにより、
同図＜Ｃ＞に示すように、上記連続調ポジフィルム４の
ａ淡Ｍ調に相応した深浅比をもった薄肉・厚肉パターン
が感光性樹脂層２′に形成される。

この際、黒線スクリーン３の直交平行黒線群に相当する
部分が残されて網目状の土手７も形成される。

尚、感光性樹脂層２への焼付けは、黒線スクリーン３と
ポジフィルム４とを別々に行ない、例えばまずネガタイ
プの感光性樹脂層２にネガタイプの黒縁スクリーン３を
焼付けした後、引き続いてその感光性樹脂層にポジフィ
ルムの連続調ポジを焼付けするようにしてもよい。

また、この例では、感光性樹脂として光溶解型のポジタ
イプのものを使用したが、光硬化型のネガタイプのもの
を使用するようにしてもよい。ポジ型の感光性樹脂とし
ては、例えば、ナフトキノン−（１，２）−ジアジド−
（２）−スルホン酸エステルやナフトキノン−（１＋２
）−ジアジドスルホン酸アミドのようなキノンジアジド
化合物とフェノール樹脂（例えばノボラック樹脂）のよ
うな少なくとも一部がアルカリ可溶性の樹脂との混合物
、ナフトギノンジアジドスルホン酸クロライドとフェノ
ール樹脂（例えばノボラック樹脂）との混合物、ビス−
（３−アルデヒド−４−二トロフェニール）−アタレー
トや３−アルデヒド−４−二トロフェニールカーボ木−
トのような０−ニトロベンツアルデヒド基を有する化合
物とフェノール樹脂（例えばノボラック樹脂）のような
少なくとも一部がアルカリ可溶性の樹脂との混合物、２
　ｇ　’１−ジメチル−１−ベントン−３−オンの重合
物のようなポリケトンやメチルビニルケトン４フエニル
ビニルケトンのようなビニルケＩ・ン酸とスチレン、メ
チルメタクリレート等の七ツマ−との共重合体のような
光分解性ポリマーなどが使用され、また市販の感光性樹
脂液では、東ノ；（応化工業■製のオートゾールＲ（Ｍ
品名）やヘキスト社製のＡＺ−１，１９（ｖＪ、品名）
などが使用される。また、以上のようなポジ型感光性樹
脂に、トリクレシルホスフーート、トリフェニルホスフ
エート、ジブチルフタレート、グリセロールトリアセテ
ート、アルキルフェノール等の可塑剤や、ポリスチレン
、ポリアクリル酸エステル、ポリ酢酸ビニル等の熱可塑
性樹脂を混合することにより、感光性樹脂層の熱可塑性
を増大させて、後記する熱及び圧力による感光性樹脂層
の被加工物表面への転写を促進させることができる。さ
らにまた、感光性樹脂に染料や顔料などの色剤を添加す
るようにしてもよい。

一方、ネガ型の感光性樹脂としては、市販のコダック社
製のＫＰＲ（［品名）（ポリ桂皮酸ビニル系）、東京応
化工業■製のＯＭＲ（製品名）（環化ゴム系）、コダッ
ク社製のＫ　ＴＦＲ（製品名）などが使用される。

工程の説明に戻って、感光性樹脂フィルム１′の感光性
樹脂層２′に薄肉・厚肉パターンが形成されると、その
感光性樹脂層２′を基材フィルム層８から剥離して（第
］、−１図（Ｄ））、同図（Ｅ）に示すように、被加工
物、例えガラス板９の表面に感光性樹脂層２′を加熱及
び加圧して転写する６次に、同図（Ｐｏ）に示すように
、所要パターンに従って開口部が形成された塩化ビニル
シート等からなるマスク材１０を、その片面側に塗布さ
れた接着剤層１１を介し、感光性樹脂層２′の表面に被
着する。この際、感光性樹脂層２′に網目状の土手７が
残されていることにより、感光性樹脂層２′の表面が凹
凸面になっていても、マスク材１０は、ガラス板９の表
面に対し平行状態で貼り付けられる。

次に、サンドブラスト機を使用して、第１−２図（Ｇ）
に示すように、マスク材１０の側ヘアランダム、くるみ
粉等の研磨粒材】２を所定時間、連続的に噴き付ける。

この場合、マスク材１０で被覆されている部分のガラス
板９の表面は全く研磨されず、まず、マスク材１０の開
口部の感光性樹脂層２′が、その感光性樹脂の硬度に応
じて成る程度の抵抗を示しながら研磨され、全体的に次
第に薄くなってゆく。そして、感光性樹脂層２′の薄肉
部分のガラス板９の表面が先ず露呈し、同図（Ｈ）に示
すように、その露呈部分のガラス板９の表面から研磨さ
れ始め、他方、感光性樹脂層２′の厚肉部分に対応する
部分のガラス板９の表面は、その研磨初期の時点では未
だ残留樹脂層２″によって被覆されていて。

研磨されない。やがて、感光性樹脂層２″の厚肉部分に
対応する部分のガラス板９の表面も露呈し、以後、マス
ク材１０の開口部のガラス板９の表面が全体的に研磨さ
れてゆく、尚、マスク材１０の開口部に位置した土手７
は、研磨粒材１２のサイトエッチによって完全に消失す
る。そして、研磨が終了した時点において、同図（Ｉ）
に示すように、ガラス板９の表面に、感光性樹脂層２′
の薄肉・厚肉パターンに対応し、かつその深浅差が拡大
された凹み１３が形成される。最後に、ガラス板９の表
面からマスク材１０及びその下部の樹脂層２″′を剥離
することにより、同図（Ｊ）に示すように、最初に作成
した連続調ポジフィルム４の濃淡Ｍ調が深浅比として転
じた彫り加工の施されたガラス板９が得られる。

第２図（Ａ）は、コンベンショナルグラビア法における
技法を応用して、連続調ポジから、直交・平行スクリー
ン線に対応する網目状の土手２１で区画された各セル２
２の深浅度が変化した感光性樹脂層２０を作製し、その
感光性樹脂層２０をガラス板２４の表面に被着した状態
（第１−１図（Ｅ）の工程に対応）の一部拡大縦断面図
である。

そして、同図（Ｂ）が、それをサンドブラスト法により
研磨加工した後のガラス板２４′の一部拡大縦断面図で
あり、ガラス板２４′　には連続的に変化する表面加工
が施される。

次に、実際に行なった加工例について説明する。

まず、ナフトキノン−（１，２）−ジアジド−（２）　
−５−スルホン酸エステル３０ｇと、アルノポールＰＮ
３２０　（ライヒホールド、アルバ・−トヘミー社製の
ノボラック樹脂の製品名）６０ｇと、トリクレジルホス
フェート２０ｇと。

ブチルアセテート１１０ｇと、メチルイソブチルケトン
２００ｇとを混合し、その混合溶液にオイルブルーＢＯ
５（オリエント化学工業噛製の油溶性染料の製品名）を
添加して感光液を調製した。次に、１００μｍの厚さに
二軸延伸したポリプロピレンフィルムの片面にシリコン
樹脂加工を施して剥離層を形成し、その剥ｆ４ｊＮの上
面に前記感光液を塗布し乾燥させて感光性樹脂層を形成
し、感光シートを作製した。

次に、上記感光シートを真空焼枠（大日本スクリーン製
造■製Ｐ−８０４−Ｇ型）のゴムシート上に載置し、そ
の感光シートの上面にグラビア二ピースクリーン（人日
本スクリーン製造■製のピッチ２本／　ｌ　ｍ　ｍ　、
線幅３０μｍの黒色スクリーン）を載せ、さらにその上
面に連続調ポジフィルムを、そのＩＩＩ而を下にして重
ね合わせ、それらを真空密着させた後、メタルハライド
ランプで露光焼付けした。そして、露光焼付は後、第３
燐酸ソーダ・１２水塩５ｇと苛性ソーダ１ｇとを９４．
　ｇの水に溶解した水溶液により現像し、感光性樹脂層
の光照射部分を除去した後、水洗、乾燥させ、ポリプロ
ピレンフィルムの表面から感光性樹脂層を剥離して、そ
の感光性樹脂Ｒ１を中間受像シートへ常温加圧ローラを
使用Ｌ・て加圧転写した。さらに、それを、彫り加工を
施そうとする厚さ８ｍｍのガラス板へ、１１０℃に加熱
した耐熱ロールを使用して加圧転写した。続いて、粘着
剤付塩化ビニルシート（積水化学工業■製のセキスキハ
ルカラ〜）を所望のパターン通りにカッティングするこ
とにより、マスクフィルムを作製し、そのマスクフィル
ムを、ガラス板に転写した前記感光性樹脂層の上面に位
置合せして粘着剤層の粘着力で接合した。このマスクフ
ィルムによって、研磨する必要がないガラス而の部分は
完全に保護されることになる。

そして、感光性樹脂層が転写されたガラス板をサンドブ
ラスト機（■不二製作所製のニューマ・プラスタ５ＧＫ
−３型を使用）にセットし、アランダム、くるみ粉等を
混合した研磨粒剤をマスクフィルム面側に噴き付けて研
磨加工を施した。約１分間の研磨粒材の連続噴射によっ
て、マスクフィルムで被覆されていない部分の樹脂ｆｆ
’７は全面にわたって取り除かれる。そして、さらに研
磨作業を続行し、ガラス板の表面が所望の深さまで研磨
された時点で研磨作業を終了する。以上の工程を経るこ
とにより、ガラス板の表面には、最初の連続調ポジフィ
ルムのＪ淡階μｊに相応した深浅比の彫り加工が施され
た。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したように構成されかつ作用するの
で、４：の発明に係るサンドブラスト法による彫り加工
方法によれば、熟練者でなくても、比較的短い作業時間
で、被加工物の表面に深さが連続的に変化したような彫
り加工を画一的に施すことができ、そのような製品の駄
産化を実現することができ、この発明は、サンドブラス
ト法の加工技術の利用分野を大いに拡大することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１−１図及び第１−２図は、この発明の１実施例に係
るサンドブラスト法による被加工物表面の彫り加工方法
を各工程ごとに示す一部拡大縦断１６１図、第２１ｇ（
Ａ）は、グラビア法を応用して製作された感光性樹脂層
を被加工物であるガラス板の表面に被着した状態の一部
拡大縦断面図、同図（Ｉ３）は、それをサンドブラスト
法により研ｍ加工した後のガラス板の一部拡大縦断面図
である。１・・・感光性樹脂フィルム、２’、２０・・・感光性樹脂層、３・・・黒線スクリーン、４・・・連続調ポジフィルム、９．２４・・・ガラス板（被加工物）、１０・・・マス
ク材２１２・・・研ｒ４等粒材９第（Ａ）と５（Ｃ）ゝ６（Ｅ）図（Ｂ）１１：：Ｇ：：：：：　　岬６ＶＶｖｖＶＶ　　ｖ　ＶＶ　　マ　ＶＶ（Ｄ）第１−２図 ’Ｇ）（）ｌ）第図（Ａ）（Ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】１、被加工物の表面に彫り加工しようとする深浅パター
ンに応じ感光性樹脂膜の片面に写真製版法により凹凸を
形成して薄肉・厚肉パターンが形成された感光性樹脂層
を、感光性樹脂層の平坦面側を被加工物表面に接合して
被着し、前記感光性樹脂層側へ、研磨粒材を連続的に噴
き付けて被加工物の表面を研磨することを特徴とする、
サンドブラスト法による被加工物表面の彫り加工方法。２、被加工物の表面に被着された感光性樹脂層の表面に
、開口部及び非開口部からなる所要パターンのマスク材
を被着し、そのマスク材の表面に研磨粒材を噴き付ける
ようにする請求項１記載の、サンドブラスト法による被
加工物表面の彫り加工方法。