JPH0478479B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ガラス、石材、陶磁器、金属、プラ
スチツク、木質材等の加工材料の表面に、写真
画、模様、文字などの画像を彫刻現出させるため
の表面加工法に関する。

従来の技術 ガラス、金属、プラスチツク等の加工材料表面
に画像を彫刻現出させる表面加工法として従来か
らおこなわれている方法は、加工材料表面に直接
スクリーン印刷方式によつて、レジストインキを
印刷して目的の画像のレジスト膜を形成する方法
やガラス繊維による不織布面に、スクリーン印刷
によつて同様に画像を印刷したものをマスクと呼
称して、これを加工材料表面に接着してレジスト
膜を形成する方法があり、いずれの場合もにも、
そのレジスト膜面をサンドブラスト加工を施し、
レジスト膜のない部分を研磨、彫刻して画像を現
出させるか、または加工材料がガラスの場合はフ
ツ酸、銅の場合は塩化第二鉄の水溶液によつて、
レジスト膜のない部分を腐食、彫刻して画像を現
出させる方法である。

しかしながら、以上述べたような従来法におい
ては、いずれの場合にもスクリーン印刷によつて
図柄画像を印刷するため、同一図柄の加工数量が
多い場合には、能率的で有利であるが、例えば10
個以下のように加工数量が少ない場合には、刷版
の作製（製版）工程に多くの費用と時間を要し、
経済的にも能率的にも不利となる。さらに、これ
らの従来法では加工面積（印刷面積）が小さいも
のに限られ、例えば印刷面積が50cm×50cm以上の
大きなものについては、技術的にも難しく、きわ
めて高価になるために殆んど実施されていないの
が現状である。

発明が解決しようとする課題 本発明は、叙上の状況に鑑みなされたものであ
つて、ガラス、金属、プラスチツク等の加工材料
の表面に彫刻加工する方法において、精密微細な
図柄を写真法でレジスト膜を形成できる上に、特
に数量的に小ロツトのもの、加工面積の大きなも
のを簡単で短時間に、かつ経済的に彫刻加工でき
る方法を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段 本発明においては、ガラス、金属、プラスチツ
ク、木質材、さらには石材、陶磁器等の画像を表
面に彫刻現出させるのに用いる加工材料表面に、
図柄のレジスト膜画像を形成する手段として直接
スクリーン印刷を施したり、またはスクリーン印
刷によつて、予め作製した図柄マスクを接着する
方法によらず、合成樹脂フイルムのごとき支持体
上に水溶性または水分散性の感光性組成物層を形
成した積層フイルムの感光層面を加工材料表面に
接着し、支持体を剥離除去して原画を密着して露
光するか、または上記支持体に原画を密着して露
光後、支持体を剥離除去して感光膜を水洗現像、
乾燥によりレジスト画像膜を形成する方法、また
は積層フイルムに原画を密着して露光後、加工材
料表面に接着し、水洗現像、乾燥によりレジスト
膜を形成し、その加工材料面をサンドブラスト加
工、または薬液によるエツチング加工を施すこと
によつて達成される。

本発明において用いられる積層フイルムの水溶
性または水分散性の感光性組成物層の感光成分と
しては、水溶性高分子と光架橋剤、例えばボリ
ビニルアルコールとジアゾ樹脂（１−ジアゾジフ
エニルアミンのパラホルムアルデヒド縮合物の硫
酸塩）、ポリビニルピロリドンと４，4′−ビスア
ジドスチルベン−２，2′−ジスルホン酸ナトリウ
ム、ポリビニルメチルエーテルとモノ（ジ）アク
リロキシエチルホスフエートなどが挙げられる。
分子内に光架橋性基を有する水溶性高分子、例
えば、スチルバゾリウム基をアセタール化により
導入したポリビニルアルコール、Ｎ−メチロール
アクリルアミドを付加したポリビニルアルコール
などが挙げられる。はまたはの感光液に光
重合性の不飽和化合物と光重合開始剤を相溶もし
くは分散させたもの、例えば、ポリビニルアルコ
ールとジアゾ樹脂の水溶液に、２−ヒドロキシエ
チルアクリレートとアンスラキノン−２−スルホ
ン酸ナトリウムを相溶させたもの、スチルバゾリ
ウム基を導入したポリビニルアルコール水溶液に
ペンタエリスリトールトリアクリレートとベンゾ
フエノンを添加し、撹拌によりエマルジヨン化し
て分散させたものなどが挙げられる。さらに、こ
れらの感光成分に対し、ポリ酢酸ビニル、エチレ
ン−酢酸ビニル共重合体、ポリスチレン、ポリ塩
化ビニルなどの高分子エマルジヨン、シリカ、ア
ルミナなどの微粉末、染料、顔料などの着色剤や
界面活性剤など各種の添加剤を混合することによ
つて得られる感光性組成物液を、ポリエステルフ
イルムやポリプロピレンフイルムのごとき合成樹
脂フイルム支持体に塗布、乾燥して感光層を形成
した積層フイルムを予め作製して使用する。

すなわち、ガラス、石材、陶磁器、金属、プラ
スチツク、木質材などの加工材料の表面に、写真
画、模様、文字などの画像を画像を彫刻現出させ
るための表面加工を施すために、まず加工材料表
面に積層フイルムの感光層面を接着する。接着法
としては種々の方法が適用することができる。積
層フイルムの感光層は水溶性または部分水溶性で
あるから、加工材料表面に水を塗布して、そこに
感光層面を圧着して貼り付ければよい。加工材料
表面の濡れを均一にしたり、感光層に対する水の
溶解速度を抑えて、接着操作をやり易くし、均一
な接着を得るため、水にメタノール、エタノー
ル、イソプロパノールのような水と混合できる有
機溶剤を添加した水を使用することが望ましい。
サンドブラストにより研磨彫刻を施す場合には、
感光層と全く異質の接着剤層10μｍ以下の薄層で
介在させてもよく、この場合には各種の接着剤、
粘着剤などを薄く塗布して接着させればよい。こ
のような薄い層は、水洗現像後に全面に残存して
いても、サンドブラストのレジスト膜としての抵
抗性を有していないからである。

このようにして加工材料表面に感光性積層フイ
ルムを接着した後、暫次放置すると接着力が増強
し、支持体フイルムとの接着力よりも大になるか
ら、支持体フイルムを容易に剥離することができ
る。但し、水による接着の場合で、余り過剰の水
を塗布したため、感光層の含水率が20重量％以上
になると、支持体フイルムとの接着力も大とな
り、支持体フイルムの剥離が困難となるので注意
しなければならない。支持体フイルムの剥離除去
後、感光層の解像性や光硬化性を向上させるた
め、適宜乾燥して含水率を低くすることはきわめ
て有効である。次に、この感光層面に透明基材に
画かれた原図を密着して太陽光をはじめとして、
紫外線などの活性光線を照射して露光する。あま
り微細な解像性を必要としない場合には、前述の
ように支持体フイルムを剥離することなく、支持
体フイルム面に直接原図を密着して露光し、その
後支持体フイルムを剥離除去してもよい。この場
合は、支持体フイルム厚み断面で光が散乱するた
め、幾分解像性が低下することになる。

現像に際しては、水中に浸漬したり、シヤワー
水を撒布したりして十分に水を吸収させた後、ス
ポンジやブラシ等でこすり、未露光部を洗い出し
すればよい。この際、露光部は光架橋により水に
不溶性となり、かつ加工材料表面に強固に接着す
るから、水洗現像によつても剥離することはな
い。次に、これを乾燥すれば、強固なレジスト画
像膜が形成される。

また、本発明では、他のレジスト膜形成の方法
として、感光性積層フイルムの感光層面に原画を
密着して露光した後、接着剤によつて加工材料表
面に接着し、その後支持体フイルムを剥離除去し
て、水洗現像、乾燥することによりレジスト画像
膜を形成させることもできる。

このようにして、レジスト画像膜を形成した加
工材料を加工するに当つては、機械的な彫刻とし
てサンドブラスト加工、化学的な食刻として薬液
によるエツチング加工があり、いずれも通常おこ
なわれている方法が適用される。すなわち、サン
ドブラスト加工は、種々の粒度をもつた金剛砂の
ような研磨材をノズルから噴射し、レジスト膜の
ない部分は研磨材との衝突摩擦によつて研磨彫刻
され、レジスト膜の部分は研磨材の衝撃を吸収す
るため研磨されない。レジスト膜厚は彫刻の深さ
によつて異なり、深彫りの場合は長時間の噴射に
耐えられるように膜厚を厚くする。（例えば60〜
100μｍ）また、反対に浅彫りの場合は膜厚は薄
くともよい。（例えば20〜50μｍ） 彫刻の深さの調整は噴射圧、噴射時間、加工材
料と噴射ノズルの距離、研磨材の粒度によつてお
こなわれる。

一方、薬液によるエツチング加工は、主として
ガラス、石材の場合はフツ酸水溶液を用い、銅お
よび銅合金の加工材料の場合は塩化第二鉄水溶
液、その他の金属類では塩酸、硝酸、硫酸などの
水溶液を用いて塗布、浸漬して腐食彫刻をおこな
う。

以下、実施例を挙げて本発明を詳しく説明す
る。

実施例 １ 平均重合度1700、けん化度88モル％ポリビニル
アルコール（信越化学工業製PA−18）15重量部
を水85重量部に溶解した溶液に固形分濃度50重量
％のエチレン−酢酸ビニル共重合体エマルジヨン
（昭和高分子製EVA AD−50）120重量部、ジア
ゾ樹脂５重量部、水分散性青色顔料0.2重量部、
ポリオキシエチレンラウリルフエニルエーテ非イ
オン活性剤１重量部を添加混合して感光性組成物
液を調製し、この感光液を厚さが75μｍのポリエ
ステルフイルム支持体に塗布乾燥して、感光層の
厚さが60μｍの積層フイルムを作製した。

表面加工材料として厚さ８mm、大きさ90cm×
100cmのガラス板の全面に積層フイルムを接着す
るな当り、ガラス板表面に10容量％のイソプロピ
ルアルコールを含む水をスポンジで均一に塗布
し、感光層を外側にしてロール巻きした積層フイ
ルムをガラス板の一端より圧着しながら巻ほどし
て貼り付けをおこなうと均一な接着が得られた。
貼り付け後数分間放置した後、支持体フイルムを
剥離除去し、40℃の熱風を吹きつけて約10分間乾
燥してガラス板上に感光層を形成した。

次に、綿巾１〜５mmの画線で構成されるポジテ
イブフイルムを感光層面に密着し、3KWメタル
ハライドランプにより1.5ｍの距離から３分間露
光し、水洗現像を行つたところ、非露光部は水に
溶出し、ガラス板上にはポジテイブとは反対のレ
ジスト画像膜が形成した。このガラス板をサンド
ブラスト機内に設置し、アランダム＃80の研磨剤
を圧縮空気圧41Kg／cm²にて、口径3.6mmのノズル
から約10cmの距離より噴射して研磨彫刻を行つた
ところ、レジスト膜部は30秒間噴射しても、レジ
スト膜が破損することがなく、ガラス板は全く研
磨されることがなかつた。反対にレジスト膜がな
くガラス面がむき出している部分は10秒間で約１
mmの深さで研磨彫刻が進行し、原画に忠実な画像
が彫刻された。彫刻終了後には、加工材料を水で
濡らして、レジスト膜を吸水させてブラシでこす
り、膜を剥離除去した。

実施例 ２ 平均重合度1700、けん化度88モル％ポリビニル
アルコール（信越化学工業製 PA−18）にアセ
タール化反応により、Ｎ−メチル−γ−（ｐ−ホ
ルミルスチリル）−ピリジニウムメトサルフエー
トを1.4モル％付加させて得たスチルバゾリウム
付加ポリビニルアルコール15重量部を水85重量部
に溶かした溶液にアクリレートオリゴマー（東亜
合成化学製アロニツクス Ｍ−8030）15重量部、
ペンタエリスリトールトリアクリレート15重量
部、光重合開始剤として、２−クロロチオキサン
ソン（日本化薬製カヤキユアーCTX）３重量部
を撹拌しながら添加して分散させた。さらに、こ
の分散液に50重量％濃度のポリ酢酸ビニル水性エ
マルジヨン（ヘキスト合成製MA−６）55重量部
と水分散性紫色顔料0.2重量部を添加混合して感
光性組成物溶液を調製した。この感光液を厚さ
50μｍのポリエステルフイルム支持体に塗布、乾
燥して、感光層の厚さが30μｍの積層フイルムを
作製した。

表面加工材料として厚さ５mmのガラス板を用い
実施例１と同様に積層フイルムの貼り付け、原画
の密着露光、水洗現像乾燥を行つて、ガラス板表
面に厚さ30μｍのレジスト画像膜を形成した。こ
れを腐食するに当り、30重量％のフツ酸水溶液を
塗布して約３分経過後水洗し、腐食深度が35μｍ
の画像を腐食彫刻することができた。最後にレジ
スト膜を除去するに当り、過沃素酸ナトリウム１
％水溶液を塗布することにより、レジスト膜を分
解し、水洗して完全に除去した。

実施例 ３ 表面加工材料として厚さ２mmの銅板を用いて、
実施例２で作製した感光性積層フイルムを同様に
して銅板に接着し、実施例２と同様に露光、水洗
現像、乾燥を行つて銅板表面に厚さ30μｍのレジ
スト画像膜を形成した。これを腐食するに当り、
比重1.3の塩化第二鉄水溶液中に15分間浸漬した
ところ、腐食深度が20μｍの画像を腐食彫刻する
ことができた。その後実施例２と同様にレジスト
膜を分解して除去した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ フイルム状支持体上に水溶性又は水分散性の
   感光性組成物層を形成した積層フイルムの感光層
   面を、加工材料表面に接着し、上記支持体を剥離
   除去して原画を密着して露光した後、得られた感
   光膜を水洗現像し、乾燥することによりレジスト
   画像膜を形成し、その加工材料面にサンドブラス
   ト加工もしくはエツチング加工を施すことを特徴
   とする上記加工材料の表面加工法。 ２ フイルム状支持体上に水溶性または水分散性
   の感光性組成物層を形成した積層フイルムの感光
   層面を加工材料表面に接着し、上記支持体に原画
   を密着して露光後、該支持体を剥離除去し、得ら
   れた感光膜を水洗現像し、乾燥することによりレ
   ジスト画像膜を形成し、その加工材料面にサンド
   ブラスト加工もしくはエツチング加工を施すこと
   を特徴とする上記加工材料の表面加工法。 ３ フイルム状支持体上に水溶性または水分散性
   の感光性組成物層を形成した積層フイルムの感光
   層面もしくは支持体面に原画を密着して露光後、
   加工材料表面に接着して水洗現像し、乾燥するこ
   とによりレジスト画像膜を形成し、次いでその加
   工材料面にサンドブラスト加工もしくは薬液によ
   るエツチング加工を施すことを特徴とする上記加
   工材料の表面加工法。