JPH11172466A - エッチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 細かい形状を簡易な設備によって鮮明に
形成することができ、作業工数及びコストが低いエッチ
ング方法を提供する。 【解決手段】 物体の表面に所定形状の凹凸を形成する
ためのエッチング方法であって、形成すべき凸部の形状
に対応した形状のカッティングシートを用意し、該カッ
ティングシートを該凸部が形成される位置に貼着し、該
カッティングシートが貼着された凹凸形成部分をエッチ
ング液と接触させ、そして該カッティングシートを該凹
凸形成部分から除去すること、を含むものである、方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エッチング方法に
関し、より詳細には物体表面に所定形状の凹凸を形成す
るエッチング方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】物体表面にエッチングによって所定形状
の凹凸を形成する方法としては、いわゆるフォトエッチ
ング法とシルク印刷法とが知られている。フォトエッチ
ング法は、物体表面に感光乳剤を塗布した後、エッチン
グしない部分（凸部）に紫外線を照射し該部分に塗布さ
れた感光乳剤を硬化させ（保護膜形成）、硬化していな
い感光乳剤を除去（水洗）し、その後エッチングするこ
とによって、紫外線照射によって硬化した感光乳剤部分
はエッチングされず、その他の部分はエッチングされる
ことで所定の凹凸を形成する。一方、シルク印刷法は、
酸性溶液には溶解せずアルカリ性溶液には溶解するイン
クを、物体表面の凸部となるべき部分に塗布（印刷）し
た後、エッチングする。エッチング液は酸性溶液なの
で、インクが塗布された部分はエッチングされず凸部と
なり、他の部分はエッチングされて凹部となる。その
後、アルカリ性溶液によって洗浄することでインクを洗
浄除去して完成される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このフォトエッチング
法は微細な凹凸を十分形成することができるが、以下に
示す問題点がある。第一に、水溶性の感光乳剤がはじか
れず物体表面にうまく塗布されるためには、感光乳剤を
塗布する前に物体表面を高いレベルで十分脱脂する必要
があり、この脱脂作業が作業時間及び作業工数を多く要
していた。第二に、十分に脱脂された表面であっても、
感光乳剤を均一に塗布することは困難であり、特に塗布
面積が大きいものではその傾向が大きい。第三に、紫外
線による感光乳剤の硬化は、感光乳剤中の気泡除去等の
ため真空状態で行うことが好ましいことから、真空焼枠
と呼ばれる真空容器中で行われるため、大型の物体に適
用することが困難であったり、装置の大型化及び複雑化
といった問題があった。第四に、物体表面に塗布された
感光乳剤中に異物が存在すると、該異物によって紫外線
が遮られ硬化すべき部分が硬化せずピンホールとなるの
で、このピンホールを手作業で埋める必要がある。第五
に、紫外線照射によって硬化した感光乳剤の膜を更に硬
化させるために温度を上昇させるいわゆるバーニング工
程において、ステンレス鋼では歪みが生じるという問題
があった。第六に、凹凸を形成する面が平面ではない場
合（意図的に曲面としている場合のみならず、そり等に
よって曲がっている場合を含む。）、紫外線照射におい
てぼけが生じてシャープな形状の凹凸が得られないこと
や、真空焼枠への収納が困難になる場合がある。

【０００４】一方、シルク印刷法は、多数の微細穴を有
するメッシュ状の版を使用して、これら微細穴からイン
クを押し出して凹凸形成面にインクを塗布するため、細
かい形状を形成することが困難であった。また、インク
塗布部分の縁部が、細かなギザギザ状となって鮮明性を
欠くこともあった。

【０００５】そこで、本発明においては、細かい形状を
鮮明に形成することができ、かつフォトエッチング法に
おける第一乃至第六の問題を有さないエッチング方法を
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、エッチングによって形成する凹凸のうち凸部の形状
に対応した形状のカッティングシートを該凸部が形成さ
れる位置に貼着した後、凹凸形成部分をエッチングす
る。こうすることで凸部が形成される部分がカッティン
グシートによって保護されエッチングされないのに対
し、カッティングシートが貼着されていない部分がエッ
チングされることで凹部となり、その結果、所定の凹凸
を形成することができる。

【０００７】即ち、本発明は、物体の表面に所定形状の
凹凸を形成するためのエッチング方法であって、形成す
べき凸部の形状に対応した形状のカッティングシートを
用意し、該カッティングシートを該凸部が形成される位
置に貼着し、該カッティングシートが貼着された凹凸形
成部分をエッチング液と接触させ、そして該カッティン
グシートを該凹凸形成部分から除去すること、を含むも
のである、方法である。

【０００８】本発明は、物体の表面に所定形状の凹凸を
形成するためのエッチング方法である。該物体はいかな
る形状を有するものであってもよく、例えば、板状（平
面及び曲面の両方を含む）、棒状（角柱、円柱、楕円柱
等の全てを含む。）、パイプ状（外形が角柱、円柱、楕
円柱等の全てを含む。）、球状等いずれのものであって
もよい。特に、角柱状又は円柱状のパイプ又は棒材につ
いては、フォトエッチング法の適用が困難である場合が
あり、これに対して本方法はこれらのものについても容
易に所定凹凸を形成することができることから極めて利
用価値が高い。なお、パイプ又は棒材についてのフォト
エッチング法の適用を困難にする理由としては、感光乳
剤を均一に塗布することが困難であること、真空焼枠に
収納することが困難であること、そして特に円柱状のも
のについては紫外線照射時の焦点調節が困難であること
等による。即ち、本方法は、カッティングシートが、凹
凸が形成される部分（以下、「凹凸形成部分」とい
う。）に確実に貼着することができるものであれば特に
限定なく適用されることができる。また、該物体を形成
する材料は、その表面をエッチングすることができる金
属であればいかなるものでもよく、エッチングの容易性
や表面の美観性及び耐久性からはとりわけ真鍮、銅、ス
テンレス、チタン及び鉄よりなる群より選ばれる金属で
あることが好ましい。形成される凹凸は、カッティング
シートを貼着することによって形成することができるも
のであればいかなるものであってもよい。

【０００９】本方法は第一に、形成すべき凸部の形状に
対応した形状のカッティングシートを用意する。カッテ
ィングシートは、該物体に確実かつ液密的に貼着される
ことができ、エッチングに十分耐え、さらにエッチング
完了後該物体から容易に除去できるものであればいかな
るものを使用してもよい。エッチングは、通常酸性溶液
（エッチング液）による化学腐食によって金属表面を削
除することで行われるので、耐酸性を有するカッティン
グシートを用いる必要があり、例えば、塩化ビニルによ
って基材が形成されたカッティングシートを用いること
ができる。剥離によってカッティングシートを除去する
際の剥離性からは、短期使用型のカッティングシートを
用いるほうが貼着面にカッティングシートの粘着のりが
残留しにくいことから好ましい。また、形成すべき凸部
の形状に対応した形状のカッティングシートとするには
いかなる方法によってもよく、例えば、鋏等を使用した
人手による切断、コンピューターによって制御された切
断機を使用した切断、型による打ち抜き、そしてカッテ
ィングシート成形工程において形成すべき凸部の形状に
対応した形状のものを成形すること等を例示することが
できる。

【００１０】本方法は第二に、該カッティングシートを
該凸部が形成される位置（以下、「凸部形成位置」とい
う。）に貼着する。カッティングシートを貼着する際
に、カッティングシートとエッチングされる物体との間
に気泡が入らないよう、そしてカッティングシートの縁
部が物体から浮き上がらないよう、カッティングシート
の全面が物体と密接し粘着するようにカッティングシー
トは物体に貼着される。カッティングシートと物体との
間に気泡が入ると、カッティングシートによって覆われ
る領域が歪む問題やカッティングシートが破れる問題が
生じる場合があり、カッティングシートの縁部が物体か
ら浮き上がると、その部分からエッチング液がカッティ
ングシートと物体との間に侵入し、凸部となるべき部分
がエッチングされる問題が生じる。カッティングシート
の全面を物体と密接させ粘着させるには、例えば、カッ
ティングシートの片側から少しづつ物体に貼付しつつ、
へら等によってカッティングシート表面をしごいて物体
に密接させればよい。なお、凸部形成位置が油等によっ
て汚染されカッティングシートを確実に貼着することが
できない場合には、凸部形成位置をアルコール又はシン
ナーで脱脂等によって清浄化した後、カッティングシー
トを貼着すればよい。

【００１１】本方法は第三に、カッティングシートが貼
着された凹凸形成部分をエッチング液と接触させる。こ
うすることで、凹凸形成部分のうちカッティングシート
が貼着された部分（即ち、凸部となるべき部分）はエッ
チング液と接触しないのでエッチングされないのに対
し、カッティングシートが貼着されていない部分（即
ち、凹部となるべき部分）はエッチング液と接触してエ
ッチングされ、その結果、所定の凹凸が形成される。使
用するエッチング液は、凹凸形成部分をエッチングする
ことができるものであってカッティングシートを溶解又
は変質させないものであればいかなるものを使用しても
よい。例えば、ステンレス鋼によって形成された物体に
凹凸を形成する場合であれば、塩化第二鉄溶液等を使用
することができる。また、エッチング反応を促進するた
めに、エッチング液の温度を上昇（例えば、３５℃程
度）させて凹凸形成部分と接触させてもよい。エッチン
グ液と凹凸形成部分とを接触させるには、凹凸形成部分
をエッチング液中に浸漬することやエッチング液を凹凸
形成部分に噴霧したり流下させることによって行うこと
ができるが、他のいかなる方法によって行ってもよい。

【００１２】本方法は第四に、カッティングシートを凹
凸形成部分から除去する。カッティングシートの除去は
いかなる方法によって行っても良く、人手又は機械によ
って剥離することや、有機溶剤等によって溶解すること
を例示することができる。なお、凹凸形成部分に付着し
たエッチング液をカッティングシートを除去する前又は
後に洗浄等によって除去してもよい。洗浄液は、酸性の
エッチング液を中和除去するためにアルカリ性の溶液
（例えば、水酸化ナトリウム水溶液）を使用することが
好ましい。洗浄は、洗浄効果を高めるために６０〜８０
℃に加熱された洗浄液を用いてもよい。

【００１３】本方法を実施する場合、凹凸を形成される
物体の表面のうちエッチングを防止すべき部分（例え
ば、凹凸形成部分の裏側）に、エッチング前に被覆剤を
塗布したり、粘着テープを貼着することによって、該部
分とエッチング液との接触を防止し該部分のエッチング
を回避してもよい。この場合使用する被覆剤及び粘着テ
ープはエッチング液によって溶解又は変質されないもの
であって該部分を液密的に覆うことができるものであれ
ばいかなるものを用いてもよい。これらの被覆剤及び粘
着テープはエッチング後に除去すればよい。特に、被覆
剤として、酸性溶液には溶解せずかつアルカリ性溶液に
溶解するものを使用すれば、被覆が酸性のエッチング液
には溶解されないが、エッチング後のアルカリ性溶液
（例えば、水酸化ナトリウム水溶液）による洗浄工程に
おいて容易に溶解除去されるので、別個の被覆除去工程
を設ける必要がなく工数削減等の観点から好ましい。こ
のような被覆剤としては、例えば、シケラックを挙げる
ことができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を実施例に基
づき図面を参照して詳述するが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。

【００１５】図１は、本発明の、一実施例の方法によっ
て表面に凹凸が形成される角柱状パイプを示す斜視図で
ある。図１を参照して、角柱状パイプ１はステンレス鋼
によって形成されており、側面部１ａと端部１ｂとそし
て内部空間１ｃとを有している。なお、角柱状パイプ１
の側面部１ａは、カッティングシートを確実に貼着する
ことができるように、清浄化されている。

【００１６】図２は、図１に示された角柱状パイプ１を
上方から見たところを示す上面図である。角柱状パイプ
１の側面部１ａが見られる。側面部１ａは、凹部となる
べき部分３と凸部となるべき部分（本実施例では星形を
形成している。）５とによって形成される凹凸形成部分
と、凹凸形成部分以外の部分７と、を有している。

【００１７】図３は、帯状のカッティングシート９か
ら、形成すべき凸部（即ち、図２においては凸部となる
べき部分５）の形状に対応した形状のカッティングシー
ト１１を打ち抜きによって形成したところを示してい
る。形成すべき凸部の形状に対応した形状のカッティン
グシート１１は、鋏等による切断やコンピューター制御
された切断機による切断によって形成されてもよい。

【００１８】図４は、形成すべき凸部の形状に対応した
形状のカッティングシート１１を、凸部が形成される位
置である、図２における凸部となるべき部分５に貼着し
たところを示す上面図である。さらに、図５は、図４に
示される状態のものに、角柱状パイプ１の表面のうちエ
ッチングを防止すべき部分にシケラックの被覆剤１３を
塗布したところを示す上面図である。図５においては被
覆剤１３の状態が理解しやすいように被覆剤１３が塗布
された部分を斜線によって示している。図５を参照し
て、角柱状パイプ１の側面部１ａのうち凹部となるべき
部分３は露出されているが、他の部分は覆われた状態に
なっている（図２において凸部となるべき部分５はカッ
ティングシート１１によって、また凹凸形成部分以外の
部分７は被覆剤１３によって覆われている）。図６は、
図５のＸ−Ｘ断面を示す部分断面図である。図６を参照
して、角柱状パイプ１の側面部１ａには、所定位置にカ
ッティングシート１１が貼着され、エッチングを防止す
べき部分には被覆剤１３が塗布されている。即ち、側面
部１ａのうち露出されている部分は、凹部となるべき部
分のみである。

【００１９】図５及び図６に示された状態でエッチング
液と側面部１ａとを接触させ、エッチングする。本実施
例においてはエッチング液として３５°Ｃに昇温した塩
化第二鉄溶液を用い、これを側面部１ａに噴霧すること
によってエッチングした。なお、用いるエッチング液の
種類、温度及び接触方法は適宜変更されてよい。ここに
エッチング液は、側面部１ａのうち凹部となるべき部分
のみとしか接触しないので、凹部となるべき部分のみが
エッチングされ、他の部分はエッチングされない。図７
は、エッチングが完了した状態の、図６と同じ断面を示
す部分断面図である。図７を参照して、側面部１ａのう
ち露出されていた部分のみがエッチングされ、該部分に
凹部１５が形成されている。

【００２０】図８は、図７に示されたものを水酸化ナト
リウム水溶液によって洗浄した後の状態を示している。
水酸化ナトリウム水溶液によって洗浄することで、酸性
のエッチング液を中和除去すると共に、アルカリ性溶液
に可溶のシケラック被覆剤（図７における被覆剤１３）
が溶解除去されている。この後、カッティングシート１
１を剥離除去することによって、図９に示される、所定
形状の凹凸が完成される。

【００２１】本発明は上記した実施例に限定されるもの
でないことは言うまでもなく、さらに、特許請求の範囲
と実質的に均等の範囲のものまで含む。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成されている
ので、以下に記載されるような効果を奏する。即ち、本
方法は、形成すべき凸部の形状に対応した形状のカッテ
ィングシートを該凸部が形成される位置に貼着した状態
でエッチング液と接触させた後、該カッティングシート
を除去するので、凸部が形成される部分がカッティング
シートによって保護されエッチングされないのに対し、
カッティングシートが貼着されていない部分がエッチン
グされることで凹部となり、所定の凹凸を形成すること
ができる。凸部の形状は、貼着するカッティングシート
の形状によって自由に決定することができる。

【００２３】本方法によれば、フォトエッチング法を適
用する際の既述の問題を回避することができる。即ち、
第一の問題である物体表面の脱脂作業については、カッ
ティングシートが確実に貼着できれば、本方法において
は必ずしも必要ない。即ち、カッティングシートが貼着
可能な油分レベル（凹凸が形成される表面に付着してい
る油量をいう。）は、フォトエッチング法の感光乳剤が
塗布可能な油分レベルに比して高く、本方法を適用する
場合に脱脂作業は必要ないか、又は必要であっても達成
すべき油分レベルが高いので脱脂作業を簡単に行うこと
ができる。第二の問題である感光乳剤を均一に塗布する
困難性については、本方法では感光乳剤を用いずカッテ
ィングシートを用いるので生じない。第三の問題である
真空焼枠による装置の大型化及び複雑化や真空焼枠中へ
の大型物体の収容の困難性の問題については、本方法で
は真空焼枠を使用しないことから生じ得ない。第四の問
題である感光乳剤中の異物、真空焼枠のガラス面の汚れ
又はフィルム欠陥によって形成されるピンホールについ
ては、本方法ではカッティングシートを使用するため生
じない。第五の問題であるバーニング工程によって生じ
る歪みの問題については、本方法ではバーニング工程を
要さないので生じ得ない。第六の問題である凹凸を形成
する面が平面でない場合の紫外線照射におけるぼけや真
空焼枠への収納困難性の問題については、本方法では紫
外線照射や真空焼枠を使用しないので生じない。さら
に、本方法はフォトエッチング法に比して、簡易な設備
によって実施することができ、低い作業工数及びコスト
によって所望の凹凸を形成することができる。

【００２４】さらに、シルク印刷法において問題とな
る、細かい形状を形成することの困難性や縁部が細かな
ギザギザ状となって鮮明性を欠く問題についても、本方
法はメッシュ状の版を通じてインクを押し出すものでは
ないので生じない。以上のように、本発明は、細かい形
状を鮮明に形成することができ、かつフォトエッチング
法における第一乃至第六の問題を有さない、作業工数及
びコストの低いエッチング方法を提供する。特に、本方
法は少量多品種生産においても作業工数及びコストを効
果的に低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の、一実施例の方法によって表面に凹凸
が形成される角柱状パイプを示す斜視図である。

【図２】図１に示された角柱状パイプを上方から見たと
ころを示す上面図である。

【図３】形成すべき凸部の形状に対応した形状のカッテ
ィングシートを打ち抜きによって形成したところを示す
上面図である。

【図４】形成すべき凸部の形状に対応したカッティング
シートを凸部となるべき部分に貼着したところを示す上
面図である。

【図５】図４に示される状態のものに、被覆剤を塗布し
たところを示す上面図である。

【図６】図５のＸ−Ｘ断面を示す部分断面図である。

【図７】エッチングが完了した状態の、図６と同じ断面
を示す部分断面図である。

【図８】水酸化ナトリウム水溶液によって洗浄した後
の、図７と同じ断面を示す部分断面図である。

【図９】所定形状の凹凸が完成された、図８と同じ断面
を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ 角柱状パイプ １ａ 側面図 １ｂ 端部 １ｃ 内部空間 ３ 凹部となるべき部分 ５ 凸部となるべき部分 ７ 凹凸形成部分以外の部分 ９ 帯状のカッティングシート １１ 形成すべき凸部の形状に対応した形状のカッ
ティングシート １３ 被覆剤 １５ 凹部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】物体の表面に所定形状の凹凸を形成するた
   めのエッチング方法であって、 形成すべき凸部の形状に対応した形状のカッティングシ
   ートを用意し、 該カッティングシートを該凸部が形成される位置に貼着
   し、 該カッティングシートが貼着された凹凸形成部分をエッ
   チング液と接触させ、そして該カッティングシートを該
   凹凸形成部分から除去すること、を含むものである、方
   法。
2. 【請求項２】該物体が、角柱形又は円柱形のパイプ又は
   棒材である、請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】該物体が、真鍮、銅、ステンレス、チタン
   及び鉄よりなる群より選ばれる金属によって形成されて
   いるものである、請求項１又は２に記載の方法。
4. 【請求項４】該物体の表面のうち、エッチングを防止す
   べき部分に、被覆剤を塗布すること又は粘着テープを貼
   着することを更に含むものである、請求項１乃至３のい
   ずれかに記載の方法。
5. 【請求項５】該被覆剤が、酸性溶液には溶解せずかつア
   ルカリ性溶液に溶解するものである、請求項４に記載の
   方法。
6. 【請求項６】該凹凸形成部分をエッチング液と接触させ
   た後、該物体をアルカリ性溶液によって洗浄することを
   更に含むものである、請求項１乃至５のいずれかに記載
   の方法。