JPWO2016190076A1 - エンボスロールの製造方法及びエンボスロール - Google Patents
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Abstract
多品種少量生産を行うことが可能であり、ムラなく均一且つ精密に凹凸模様が形成されたエンボスロールの製造方法及びエンボスロールを提供する。円筒状母材を準備する工程と、３次元加工データに基づいて、３次元プリンタによって円筒状母材表面にエンボス加工を造形する造形工程と、を含むエンボスロールの製造方法とした。前記３次元加工データが、エンボスロールモデルを３次元スキャンすることにより作製されてなるのが好適である。
Description
本発明は、エンボスロールに関し、より具体的には、その表面に微細な凹凸模様を形成したエンボスロールの製造方法及びかかる製造方法によって得られたエンボスロールに関する。
従来、表面に微細な凹凸模様を形成したロールとしてエンボスロールが知られている。エンボスロールは、様々なシート状の物品にエンボス加工を施すために用いられており、建築材料や日用品の他、電気・電子製品の製造にあたっても用いられる。例えば、熱可塑性樹脂フィルムにエンボス加工を施し、ＬＣＤ用バックライトやリヤプロジェクションスクリーン等に用いられるプリズムシート、レンチキュラーシート、フレネルシート、反射防止フィルムなどの電子部品を作製したり、金属プレートにエンボス加工を施して意匠性を高めたり、滑り防止機能を持たせたりすることが行われている。本願出願人は、例えば、特許文献１に記載されたエンボスロールを提案している。
エンボスロールを製造するにあたって、円筒状母材の表面に微細な凹凸模様を形成するには、彫刻、電鋳、サンドブラスト処理、放電加工処理、エッチング処理などが行われている。
エンボスロールは、同じ凹凸模様のものを大量に製造することがある一方で、様々な凹凸模様のエンボスロールや少量ずつ多品種の凹凸模様のエンボスロールを製造する必要がある場合がある。上記した従来のエンボスロールの製造方法では、大量生産には向いているものの、品種少量生産には不向きであった。
また、凹凸模様を構成する凹凸形状は、ムラなく均一で精密に形成される必要がある。電気・電子製品の製造においては、特に、精密さが要求される。
本発明は、多品種少量生産を行うことが可能であり、ムラなく均一且つ精密に凹凸模様が形成されたエンボスロールの製造方法及びエンボスロールを提供することを目的とする。
上記課題を解決するため、本発明のエンボスロールの製造方法は、円筒状母材を準備する工程と、３次元加工データに基づいて、３次元プリンタによって円筒状母材表面にエンボス加工を造形する造形工程と、を含む製造方法である。
前記３次元加工データが、エンボスロールモデルを３次元スキャンすることにより作製されてなるのが好適である。エンボスロールモデルとは、合成樹脂や金属並びに木材や石膏などで作製した模型であり、製造するエンボスロールよりも小型に作製したものを用いることができる。
円筒状母材としては、金属製又は合成樹脂製の円筒状母材のいずれも適用可能である。
金属製円筒状母材の材質としては、公知の金属はいずれも適用可能であるが、Ｎｉ、ステンレス鋼、真鍮、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるのが好適である。なお、少なくとも一種の材料であるから、合金であってもよいことは勿論である。
金属製円筒状母材の場合、前記造形工程が、前記円筒状母材表面に敷いた被焼結粉末を焼結してなるのが好適である。前記被焼結粉末としては、焼結可能な材料であれば適用可能であるが、金属又はセラミックスが好適である。より具体的には、例えば、Ｎｉ、ステンレス鋼、真鍮、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｔｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｐｔ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｗ、Ｃｏ、セラミックスからなる群から選ばれた少なくとも一種の材料からなるのが好適である。なお、少なくとも一種の材料であるから、合金であってもよいことは勿論である。また、セラミックスとしては、焼結により焼結体となる無機物であればいずれも含まれ、例えば、ＷＣ（炭化タングステン）やＳｉＣ（炭化珪素）といった炭化物、窒化タングステンや窒化珪素といった窒化物も含まれる。
前記被焼結粉末の焼結が、レーザによって行われるのが好ましい。レーザとしては、公知のレーザを適用可能である。
合成樹脂製円筒状母材の材質としては、公知の合成樹脂はいずれも適用可能であるが、例えば、硬質プラスチック、エンジニアリングプラスチック、ＡＢＳ樹脂、エポキシ樹脂、ＦＲＰ（繊維強化プラスチック）、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）からなる群から選ばれた少なくとも一種の合成樹脂材料からなることが好ましい。
合成樹脂製円筒状母材の場合、前記造形工程が、熱溶解積層方式、光造形方式、インクジェット方式などで行われるのが好適である。
前記熱溶解積層方式は、ＡＢＳ樹脂やポリ乳酸樹脂などの熱可塑性合成樹脂を、母材表面にプリンターヘッドで吐出しながら積層を繰り返すことにより造形する方法である。
前記光造形方式は、紫外線硬化性樹脂に紫外線レーザを照射し、積層を繰り返すことにより造形する方法である。
前記インクジェット方式は、細かい粒子状の紫外線硬化性合成樹脂をインクジェットヘッドで噴射し、紫外線照射で固めながら、積層を繰り返すことにより造形する方法である。
前記光造形方式は、紫外線硬化性樹脂に紫外線レーザを照射し、積層を繰り返すことにより造形する方法である。
前記インクジェット方式は、細かい粒子状の紫外線硬化性合成樹脂をインクジェットヘッドで噴射し、紫外線照射で固めながら、積層を繰り返すことにより造形する方法である。
前記円筒状母材を準備する工程及び前記造形工程が、全自動レーザ製版システムによって行われるのが好適である。全自動レーザ製版システムとしては、例えば特許文献２又は特許文献３に記載の全自動グラビア製版用処理システムに、３次元プリンタ処理ユニットを組み込んだ全自動レーザ製版システムを使用可能である。また、かかる全自動レーザ製版システムには、３次元スキャン可能な３次元スキャナ処理ユニットをさらに組み込むことが好適である。
本発明のエンボスロールは、前記エンボスロールの製造方法によって製造されてなる。
本発明によれば、多品種少量生産を行うことが可能であり、ムラなく均一且つ精密に凹凸模様が形成されたエンボスロールの製造方法及びエンボスロールを提供することができるという著大な効果を有する。
以下に本発明の実施の形態を説明するが、これら実施の形態は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。なお、同一部材は同一符号で表される。
図１（ａ）に示すように、まず、金属製又は合成樹脂製の円筒状母材１２を準備する。そして、３次元加工データに基づいて３次元プリンタによって円筒状母材表面にエンボス加工を造形する（造形工程）。
３次元加工データは、エンボスロールモデルを３次元スキャンすることによって作製する。また、予め入手しておいた３次元加工データを使用してもよい。
そして、図１（ｂ）に示すように、凹凸模様の第一層目１４ａを形成する。金属製円筒状母材の場合、前記円筒状母材表面に敷いた被焼結粉末を焼結して形成する。また、合成樹脂製円筒状母材の場合には、熱溶解積層方式、光造形方式、インクジェット方式などで形成する。
そして、図１（ｂ）に示した層の形成を繰り返して、図１（ｃ）に示すように、複数の層１４ａ〜１４ｅを積層した状態とする。このようにして、その表面に微細な凹凸模様１６を形成したエンボスロール１８が製造される。
前記造形工程は、図２に示すように、円筒状母材１２の開口部２０にチャックコーン（図示は省略）を挿入し、円筒状母材１２を回転させながら、造形工程を行うようにすればよい。符号２２は、公知の３次元プリンタを示す。このようにすれば、公知の３次元プリンタ２２を用いて造形工程を行うことができる。また、このように円筒状母材１２を回転させながら公知の３次元プリンタ２２を用いて造形工程を行う構成の処理ユニットとすることもできる。
３次元プリンタ処理ユニットとすれば、全自動レーザ製版システムに組込んで使用することができる。
このようにして製造されたエンボスロール１８を図３に示す。本発明のエンボスロール１８の製造方法では、一辺が１０μｍ程度のサイズの凹凸模様１６まで形成することが可能である。
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
（実施例１）
円筒状母材として、円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍであり、厚さ１０ｍｍの鉄製の中空ロールを準備し、ＮｅｗＦＸ（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザ製版システム）を用いて、エンボスロールの製造 を行った。全自動レーザ製版システムには、被焼結粉末焼結方式タイプの３次元プリンタ処理ユニットを処理ユニットとして組み込んでおいた。３次元加工データは、エンボスロールモデルを予め３次元スキャンしておいたものを使用した。
円筒状母材として、円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍであり、厚さ１０ｍｍの鉄製の中空ロールを準備し、ＮｅｗＦＸ（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザ製版システム）を用いて、エンボスロールの製造 を行った。全自動レーザ製版システムには、被焼結粉末焼結方式タイプの３次元プリンタ処理ユニットを処理ユニットとして組み込んでおいた。３次元加工データは、エンボスロールモデルを予め３次元スキャンしておいたものを使用した。
前記中空ロール表面に敷いた被焼結粉末（焼結させるとダイス鋼ＳＫＤ１１相当となる金属粉末）をファイバレーザで焼結して層を形成した。そして、層の形成を繰り返して、複数の層を積層した。このようにして、その表面に微細な凹凸模様を形成したエンボスロールを得た。
（実施例２）
円筒状母材として、円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍであり、厚さ１０ｍｍのＣＦＲＰ製の中空ロールを準備し、ＮｅｗＦＸ（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザ製版システム）を用いて、エンボスロールの製造を行った。全自動レーザ製版システムには、熱溶解積層方式タイプの３次元プリンタ処理ユニットを処理ユニットとして組み込んでおいた。３次元加工データは、エンボスロールモデルを予め３次元スキャンしておいたものを使用した。
円筒状母材として、円周６００ｍｍ、面長１１００ｍｍであり、厚さ１０ｍｍのＣＦＲＰ製の中空ロールを準備し、ＮｅｗＦＸ（株式会社シンク・ラボラトリー製全自動レーザ製版システム）を用いて、エンボスロールの製造を行った。全自動レーザ製版システムには、熱溶解積層方式タイプの３次元プリンタ処理ユニットを処理ユニットとして組み込んでおいた。３次元加工データは、エンボスロールモデルを予め３次元スキャンしておいたものを使用した。
前記中空ロール表面に、熱可塑性合成樹脂（ＡＢＳ樹脂）を、プリンターヘッドで吐出して層を形成した。そして、層の形成を繰り返して、複数の層を積層した。このようにして、その表面に微細な凹凸模様を形成したエンボスロールを得た。
１２：円筒状母材、１４ａ〜１４ｅ：層、１６：凹凸模様、１８：エンボスロール、２０：開口部、２２：３次元プリンタ。
Claims (6)
- 円筒状母材を準備する工程と、
３次元加工データに基づいて、３次元プリンタによって円筒状母材表面にエンボス加工を造形する造形工程と、
を含むエンボスロールの製造方法。 - 前記３次元加工データが、エンボスロールモデルを３次元スキャンすることにより作製されてなる請求項１記載のエンボスロールの製造方法。
- 前記造形工程が、前記円筒状母材表面に敷いた被焼結粉末を焼結してなる請求項１又は２記載のエンボスロールの製造方法。
- 前記被焼結粉末の焼結が、レーザによって行われる請求項３記載のエンボスロールの製造方法。
- 前記円筒状母材を準備する工程及び前記造形工程が、全自動レーザ製版システムによって行われる請求項１〜４いずれか１項記載のエンボスロールの製造方法。
- 請求項１〜５いずれか１項記載のエンボスロールの製造方法によって製造されてなるエンボスロール。
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