WO1992007303A1 - Method of engraving with image mask and photosensitive laminate film for said image mask - Google Patents

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Tsutomu Suzuki
Ikuo Suzuki
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Aicello Chemical Co., Ltd.
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    • Y10S430/106Binder containing
    • Y10S430/11Vinyl alcohol polymer or derivative

Definitions

  • the present invention is a method of engraving or engraving a chemical, such as glass, stone, porcelain, metal, plastic, wood, and leather, on the surface of an additive material such as a photographic image, a pattern, or a character through a sandblast through an image mask. And a photosensitive laminated film for an image mask.
  • a chemical such as glass, stone, porcelain, metal, plastic, wood, and leather
  • the conventional surface processing method for engraving an image on the surface of a processing material such as glass, metal, plastic, etc. is to first form an image resist film on the surface of the processing material, including the resist film surface. If the entire surface is sandblasted, the part without the resist film will be polished and engraved, and the image will appear.
  • the processing material is glass, the portion without the resist film is corroded and engraved by hydrofluoric acid processing instead of the sandplast processing, and an image appears.
  • the processing material is copper, the part without the resist film is corroded and engraved by the aqueous treatment of ferric chloride, and an image appears.
  • a method of printing a resist ink on a surface of a processing material by a screen printing method to form a resist film of a target image there is also a method of forming a resist film by bonding an image mask, on which an image is similarly printed by screen printing, to a nonwoven fabric surface made of glass fiber to the surface of a processing material.
  • a rubber frame is made on a processing material such as a glass plate, a photosensitive resin is poured directly into the frame, covered with cellophane paper, a negative film with a design is exposed, and then the cellophane paper is peeled off, developed, and developed.
  • a method of forming a mask Japanese Patent Publication No. 46-35681.
  • a liquid photosensitive resin composition is sandwiched between two transparent films, a photomask of a design is closely adhered to the film, and exposure is performed. After the transparent film on the photomask side is peeled off, an uncured portion is removed.
  • These photosensitive resin compositions are used for washing and development after exposure to organic solvents such as acetone and benzene, alkaline aqueous solutions such as sodium carbonate and sodium borate, calcium chloride alcohol solutions, and surface active agents such as neutral detergents. Aqueous solution must be used.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has been described in detail in connection with the production of a mask used when carving a surface of a processing material such as glass, metal, and blast, by using a fine and detailed image. It can be easily and accurately formed by the method; it can be handled in the form of a film, and the handling of exposure and development is simple; it uses only water for development, and it is safe and economical.
  • the sculpture engraving method of the present invention for achieving the above object has the following steps (a) to (e).
  • the steps (a) to (e) include: (a) a support sheet, an image mask holding layer detachably bonded to the support sheet, and photocrosslinking formed on the image mask holding layer. Irradiating a pattern light to a photosensitive laminated film comprising a water-soluble resin composition layer having a property to form a cross-linked portion corresponding to the pattern in the water-soluble resin composition layer; (b) cross-linking as described above
  • the water-soluble resin composition layer in which the portion is formed is treated with water.
  • the photosensitive laminated film irradiated with the pattern light is immersed in water to swell the non-crosslinked portion of the water-soluble resin composition layer, and then washed. By doing so, the non-crosslinked portion can be completely removed, and a clear image can be developed.
  • the bonding step (c) it is preferable to bond the photosensitive laminated film to the processing material by applying pressure and heat.
  • sodium periodate, lithium chloride, lithium bromide, lithium nitrate, calcium chloride or ammonium cyanate is applied to the water-soluble resin composition layer and crosslinked. After solubilizing or swelling the water-soluble resin composition, the photosensitive laminated film can be bonded to the processing material by applying pressure.
  • step (e) of sculpting the processed material sculpting with a sandblast is preferred.
  • step (e) of edging the processed material edging with chemical agents is also possible.
  • the photosensitive laminated film for an image mask used in the above-described engraving method is a support sheet, an image mask holding layer releasably adhered to the support sheet, and formed on the image mask holding layer. And a water-soluble resin composition layer having photocrosslinkability.
  • the photo-crosslinkable water-soluble resin composition in the photosensitive laminated film for an image mask is a composition comprising a water-soluble polymer and a photo-crosslinking agent, and comprises polyvinyl alcohol and 1-diazophenylamine.
  • Sulfate, hydrochloride, nitrate of paraformaldehyde condensate A composition comprising polyvinyl pyrrolidone and sodium 4,4'-bisazidostilbene-2,2'-disulfonate; a composition comprising polyvinyl pyrrolidone and sodium 4,4'-bisazidostilbene-2,2'-disulfonate; and a composition comprising polyvinyl methyl ether and mono (di) acryloxy.
  • the composition contains any composition selected from the composition consisting of shetyl phosphate.
  • the water-soluble resin composition having photocrosslinkability is a water-soluble resin having a photocrosslinkable group in a molecule selected from polyvinyl alcohol having a stilbazolym group introduced by acetalization and polyvinyl alcohol having N-methylolacrylamide added thereto. It may be one containing a polymer.
  • the thickness of the water-soluble resin composition layer having photocrosslinkability is preferably from 0.04 to 2 mm. By limiting the thickness of the water-soluble resin composition layer in this manner, the developed image mask exhibits sufficient resistance to erosion by sandblast or a chemical agent during the process of eroding the processing material. Will be.
  • the image mask holding layer in the photosensitive laminated film for an image mask is preferably one selected from polyvinyl alcohol, a polyvinyl alcohol derivative, polyvinyl butyral, ethyl cellulose, cellulose acetate and cellulose nitrate.
  • the image mask holding layer may be made of a material different from that of the support sheet, and may be one selected from polyvinyl chloride, polystyrene and polyamide. By limiting the material of the image mask holding layer in this way, the image mask holding layer is barely adhered to the support sheet during development, but is easily peeled off. It is relatively firmly adhered to the layer or image mask.
  • the thickness of the image mask holding layer is preferably from 1 ⁇ to 30 ⁇ m. By setting the thickness in this range, the image mask can be held without breaking and the resistance to erosion in the process of eroding the processing material. Removed without showing.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a photosensitive laminated film for an image mask of the present invention
  • FIGS. 2 to 10 are diagrams for sequentially explaining each step of the sculpture method using the image mask of the present invention.
  • FIG. 1 shows the structure of a photosensitive laminated film for an image mask used in the engraving method using the image mask of the present invention.
  • Photosensitive laminated film for image mask 10 An image mask holding layer 12 is adhered to a support sheet 11 made of a polyester film having a thickness of 75 ⁇ .
  • the image mask holding layer 12 is a layer of about 5 tun ethyl cellulose formed by painting.
  • a solution containing a mixture of polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, diazo resin, water-dispersible pigment, and polyoxyshethylene lauryl phenyl ether non-ionic activator is formed on the image mask holding layer 12.
  • a water-soluble resin composition layer 13 having photocrosslinkability, which is obtained by coating and drying, is formed with a thickness of 80.
  • the engraving method using the image mask of the present invention is carried out by the steps shown in FIGS. 2 to 10.
  • an original positive film 15 having a fine pattern is brought into close contact with the surface of the water-soluble resin composition layer 13 having photocrosslinkability of the photosensitive laminated film 10, and the light 16 is irradiated with a metal halide lamp. Is irradiated.
  • the original positive film 15 is peeled from the photosensitive laminated film 10.
  • FIG. 4 when the exposed photosensitive laminated film 10 is immersed in water 17, the exposed portion 13a does not swell because it is crosslinked, but the unexposed portion 13b is not crosslinked.
  • sand blasting agent 23 is sprayed from above the image mask retaining layer 12 with a sand plastos bray 22 to perform erosion. Then, as shown in FIG. 9, the portion where the image mask 13 a is bonded to the glass plate 20 is not carved, and the portion where the image mask 13 a is not bonded to the glass plate 20, that is, In the portion covered with only the image mask holding layer 12, the surface of the glass plate 20 is eroded while the image mask holding layer 12 is completely removed. When the sandblasting operation is completed, the remaining abrasive 23 and the image mask 13a are washed away, and as shown in FIG. 10, a glass plate 20 engraved with an image is completed.
  • the following modifications are possible in the above example.
  • a polypropylene film, a polyethylene film, a polystyrene film, a polyvinyl chloride film, a polycarbonate film, a synthetic paper or a paper coated with a synthetic resin can be used in addition to the polyester film.
  • the thickness of the support sheet 11 can be set between 50 ⁇ and 500 jim.
  • the water-soluble resin composition layer 13 having photocrosslinkability is formed with a thickness of 80 ⁇ , but by changing the thickness from 0.0 0ra to 2 ⁇ , the image mask after development can be engraved with a sandblast or a chemical agent. It is preferable to show moderate resistance to food and to adjust its thickness appropriately depending on the depth of the sculpture. In the case of deep engraving, the thickness should be 0.1mm ⁇ 2mm to withstand long-time processing. 20-80 ⁇ is sufficient for shallow carving.
  • the exposure shown in FIG. 2 was performed by irradiating light 16 with a metal halide lamp, but a light source that generates active light having a wavelength of 300 nm to 500 nm, such as an arc lamp, a xenon lamp, or a high-pressure mercury lamp, can be used.
  • a light source that generates active light having a wavelength of 300 nm to 500 nm such as an arc lamp, a xenon lamp, or a high-pressure mercury lamp, can be used.
  • water 19 is sprayed with the spray 18, but at the same time, it is also effective to lightly rub with a brush sponge to wash out and develop.
  • sandblasting agent 23 is sprayed by sand plastos bray 22 to perform erosion, but erosion by treatment with a chemical agent is also possible.
  • Chemicals used for sculpting with chemical agents include aqueous solutions of hydrofluoric acid when the material to be processed is glass or stone, aqueous ferric chloride when the material to be processed is copper or copper alloy, and the material to be processed is In the case of other metals, they are aqueous solutions such as hydrochloric acid and sulfuric acid.
  • the mixed solution for the photosensitive resin composition prepared above was applied and dried to obtain a photosensitive laminated film having a photosensitive resin composition layer thickness of 80.
  • An image mask was prepared from the photosensitive laminated film.
  • An original positive film having a fine pattern was brought into close contact with the surface of the photosensitive resin composition layer of the photosensitive laminated film, and exposed from a distance of lm with a 3-kilometre metal halide lamp. The exposed area was then immersed in water at room temperature for about 3 minutes to absorb water and swell, and then gently rubbed with a sponge to wash out, leaving only the exposed area and developing. This was dried with hot air of 50 ° C, and an image mask with a fine pattern was formed on the image mask holding layer overlapping the support sheet.
  • An image mask is adhered to the glass plate obtained as described above, and an image mask holding layer on it is placed in a sandblasting machine, and an abrasive of Alundum # 80 is compressed with a compressed air pressure of 4 kg. Polishing engraving was performed by spraying from a nozzle of 3.6 mm diameter at a distance of about 10 cm at a pressure of / cm 2 .
  • the part where the image mask was adhered to the glass plate did not peel or break even when sprayed for 30 seconds, and the surface of the glass plate was not damaged at all.
  • the part where the image mask is not adhered to the glass plate that is, the part that is covered only with the image mask holding layer, is sprayed for about 10 seconds to completely remove the image mask holding layer.
  • the surface was polished to a depth of about 1 kn. After the sandblasting operation was completed, the remaining image mask was sufficiently swollen with water and then washed off. In this way, a fine pattern image faithful to the original was engraved on the glass plate.
  • Polyvinyl alcohol with an average degree of polymerization of 1700 and a saponification degree of 88 mol% (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Stilbazolyme-added polyvinyl alcohol obtained by adding 1.4 mol% of N-methyl- ⁇ - ( ⁇ -formylstyryl) -pyridinummethosulfate to PA-18) manufactured by Kogyo Co., Ltd. in an acetalization reaction It was dissolved in water to obtain a 15% by weight solution.
  • An image mask was prepared from this photosensitive laminated film in the same manner as in Example 1. During the development step, no peeling occurred between the support sheet and the image mask holding layer and between the image mask holding layer and the photosensitive resin composition layer, that is, the image mask.
  • the thus obtained image mask on the image mask holding layer overlapping the support sheet is attached to a glass plate having a thickness of 8 ⁇ coated with a 1% aqueous solution of sodium periodate. Pressed and glued.
  • the support sheet was peeled from the image mask holding layer. Although the support sheet and the image mask holding layer were easily peeled off, the adhesion between the support sheet and the image mask was strong, and there was no displacement between the image mask and the glass plate.
  • the image mask is adhered to the glass plate, and a 50% by weight aqueous solution of hydrofluoric acid is applied to the surface where the image mask holding layer is placed, and after about 2 minutes, it is thoroughly washed with water, and the aqueous solution of hydrofluoric acid flows and remains. I also washed away the image mask.
  • the portion where the image mask was adhered to the glass plate was not corroded even when the hydrofluoric acid aqueous solution was applied as described above.
  • the image mask holding layer is eroded with almost no resistance, and the surface of the glass plate is corroded to a depth of about 50. Eluted. In this way, a fine pattern image faithful to the original was etched on the glass plate.
  • the sculpture engraving method using the image mask of the present invention glass, metal, plastic Fine and elaborate images can be carved on the surface of processed materials such as.
  • the photosensitive laminated film for an image mask used in the sculpture method can be handled in the form of a film when manufacturing an image mask, and the handling of exposure and development is simple.
  • the development uses only water and is safe and economical.
  • the developed image mask has an adhesive surface and can be adhered to the processing material without an adhesive.Because of the image mask holding layer, there is no misalignment even for fine patterns, and it can be used during sandblasting. Precise sculpture can be performed by preventing the detachment of fine points.

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Description

明 細 書 画像マスクによる彫食刻方法とその画像マスク用感光性積層フィルム 技 術 分 野
本発明は、 ガラス、 石材、 陶磁器、 金属、 ブラスチック、 木質材、 皮革等の加 ェ材料の表面に写真画、 模様、 文字などの画像マスクを介してサンドブラストに より彫刻、 または薬液により食刻して画像を現出させる方法、 およびその画像マ スク用感光性積層フィルムに関するものである。
背 景 技 術
ガラス、 金属、 ブラスチック等の加工材料表面に画像を彫刻出現させる表面加 工法として従来からおこなわれている方法は、 加工材料表面に先ず画像のレジス 卜膜を形成し、 そのレジスト膜面も含めた全面にサンドプラス卜加工を施すと、 レジスト膜のない部分が研磨、 彫刻されて、 画像が現出する。 加工材料がガラス の場合は、 前記サンドプラスト加工の代りにフッ酸処理によってもレジス卜膜の ない部分が、 腐食、 彫刻されて画像が現出する。 また加工材料が銅の場合は、 塩 化第二鉄の水溶液処理によってもレジスト膜のない部分が、 腐食、 彫刻されて画 像が現出する。
レジス卜膜を形成するには、 加工材料の表面にスクリーン印刷方式によって、 レジス卜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がある。 また ガラス繊維による不織布面に、 スクリーン印刷によって同様に画像を印刷した画 像マスク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る。
従来から、 液状感光性樹脂を用いて、 画像マスクを作製する方法が種々提案さ れている。 例えば、 ガラス板などの加工材料上にゴム枠を作り、 そこに直接感光 性樹脂を流し込んでセロファン紙で覆い、 図柄のネガフィルムを置いて露光し、 ついでセロファン紙をはぎとり、 現像をして画像マスクを形成する方法 (特公昭 46-35681 号) がある。 透明な二枚のフィルムの間に、 液状感光性樹脂組成物を 挟み込み、 これに図柄のフォトマスクを密着させて露光し、 フォ トマスク側の透 明フィルムを剥離の後、 非硬化部を除去して画像を形成し、 この面を加工材料に 貼り合わせ、 反対側のフィルムを剥離して画像マスクを形成する方法 (特開昭 53 -99258号) がある。 サンドブラスト可能な支持体層 (例えば厚さ lOOiiniのボリエ ステルフィルム) にスぺーサ一によつて構成された型枠に、 液状感光性樹脂 (光 硬化液の 100¾モジュラスが 500Kg/cm2)を注入して露光、 現像し、 図柄に対応した 貫通透孔を有する光硬化した感光性樹脂層より成る画像マスクを形成して、 この 支持体側にゴム糊を塗り、 加工材料に接着する方法 (特開昭 55-96270号) があ る。 分子構造と成分性能の特定された液状感光性樹脂組成物から成るマスクパ ターン層、 これを保持するための支持体層、 およびマスクパターン層と支持体層 の間に位置し、 該マスクパターン層とはよく接着するが、 該支持体とは剥離状態 であり、 かつサンドプラストにより破壊される性質を有する支持層から成るサン ドプラス卜用マスク転写剤 (特開昭 60-104939号) 等が提案されている。 これら の感光性樹脂組成物は、 露光後の洗い出し現像に、 アセトン、 ベンゼン、 などの 有機溶剤、 カセイソ一ダ、 ホウ酸ナトリウムなどのアルカリ水溶液、 塩化カルシ ユウムアルコール溶液、 中性洗剤などの界面活性剤水溶液を使用しなければなら ない。
本発明は、 上記の状況に鑑みなされたものであって、 ガラス、 金属、 ブラスチ ック等の加工材料の表面に彫食する際に用いられるマスクの制作において、 徵細 で精巧な画像を写真法で容易に精度よく形成できること;フィルム状で取り扱う ことができ、 露光、 現像の取り扱いが簡便であること ;現像は水のみを用い、 安 全で経済的であり、 現像後の画像マスク表面は強力な接着性を示し、 接着剤なし で加工材料に粘着、 転写ができること ;徵細な図柄の転写の際、 支持体の剥離を 容易にし位置ズレをなくし、 サンドプラス卜加工時に徴細な個所の離脱を防止し て正確な彫刻ができることを目的とする画像マスクによる彫食刻方法とその画像 マスク用感光性積層フィルムを得ることを目的とする。
発明の開示
上記の目的を達成するための本発明の彫食刻方法は、 以下(a) 〜 (e)の工程を 有する。 (a) 〜 (e)の工程とは、 (a) 支持体シート、 該支持体シートに剥離可能 に接合されている画像マスク保持層、 および該画像マスク保持層の上に形成され た光架橋性を有する水溶性樹脂組成物層からなる感光性積層フィルムにパターン 光を照射して、 該水溶性樹脂組成物層に該パターンに対応する架橋部分を形成す る工程、 (b) 前記により架橋部分が形成されている水溶性樹脂組成物層を水で処 理して非架橋部分を溶出し、 該画像マスク保持層の上に残存する架橋部分からな る画像マスクを現像する工程、 (c) 該画像マスクが形成されている感光性積層フ イルムを加工材料に接着する工程、 (d) 該感光性積層フィルムから支持体シート を剥離する工程、 及び (e) 該加工材料に接着している該画像マスクおよび該画像 マスクを介して加工材料を彫食する工程である。 これらの工程によれば、 徴細で 精巧な画像を写真法で容易に精度よく形成できる。 感光材がフィルム状であるた め、 露光、 現像の取り扱いが簡便である。 現像は水のみを用いるので、 安全で経 済的である。 現像後の画像マスク表面は強力な接着性を示し、 接着剤なしで加工 材料に接着することができる。 徴細な図柄の転写の際、 支持体シートの剥離を容 易にし位置ズレをなく し、 サンドブラスト加工時に徴細な個所の離脱を防止で き、 正確な彫刻ができる。
現像工程(b) における水処理は、 パターン光を照射済の感光性積層フィルムを 水に浸漬して水溶性樹脂組成物層の非架橋部分を膨潤させてから洗浄するのが好 ましい。 このようにすることにより非架橋部分を完全に除去することができ、 鲜 明な画像を現像できる。
接着工程(c) は、 加圧および加熱により感光性積層フィルムを加工材料に接着 するのが好ましい。 また同じく接着工程(c) は、 過ヨウ素酸ソーダ、 塩化リチウ ム、 臭化リチウム、 硝酸リチウム、 塩化カルシウムまたはチ才シアン酸アンモニ ゥムを水溶性樹脂組成物層に塗布して架橋している水溶性樹脂組成物を可溶化ま たは膨潤させてから加圧して感光性積層フィルムを加工材料に接着することもで きる。
加工材料を彫食する工程(e) は、 サンドブラス卜による彫食が好ましい。 同じ く加工材料を彫食する工程 (e) は、 化学薬剤による彫食も可能である。
上記の彫食刻方法に使用される画像マスク用感光性積層フィルムは、 支持体 シート、 該支持体シートに剥離可能に接着されている画像マスク保持層、 および 該画像マスク保持層の上に形成された光架橋性を有する水溶性樹脂組成物層から なっている。
画像マスク用感光性積層フィルムにおける前記光架橋性を有する水溶性樹脂組 成物は、 水溶性高分子と光架橋剤からなる組成物であり、 ポリビニルアルコール と 1-ジァゾフヱニルァミンのパラホルムアルデヒド縮合物の硫酸塩、 塩酸塩、 硝 酸塩または燐酸塩からなる組成物、 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 ' -ジスルホン酸ナ卜リゥ厶からなる組成物、 およびポリビニルメチ ルエーテルとモノ (ジ) ァクリロキシェチルホスフエ一卜からなる組成物より選 ばれるいずれかの組成物を含んでいることが好ましい。 同じく光架橋性を有する 水溶性樹脂組成物は、 スチルバゾリゥム基をァセタール化により導入したポリビ ニルアルコール、 および 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 コールより選ばれる分子内に光架橋性基を有する水溶性高分子を含むものでもよ い。 さらにまた光架橋性を有する水溶性樹脂組成物層は、 厚さが 0. 04删から 2 瞧 が好ましい。 水溶性樹脂組成物層の厚さをこのように限定することにより、 現像 後の画像マスクが、 加工材料を彫食する工程でサンドプラス卜や化学薬剤による 彫食に対して十分な抵抗を示すことになる。
画像マスク用感光性積層フィルムにおける該画像マスク保持層は、 ポリビニル アルコール、 ポリビニルアルコール誘導体、 ポリビニルブチラ一ル、 ェチルセル ロース、 酢酸セルロースおよび硝酸セルロースから選ばれる一種が好ましい。 ま た該画像マスク保持層は、 支持体シー卜とは異種の材質であってポリ塩化ビニ ル、 ポリスチレンおよびポリアミドから選ばれる一種であってもよい。 画像マス ク保持層をこのように材料を限定することにより、 画像マスク保持層は支持体 シー卜との間では現像時にはかろうじて接着しているが容易に剥離しやすい一方 で、 水溶性樹脂組成物層すなわち画像マスクとは比較的強固に接着している。 画 像マスク保持層の厚さは 1 μπιから 30umにすることが好ましく、 この範囲にするこ とにより、 画像マスクを壊さずに保持できるとともに、 加工材料を彫食する工程 で彫食に抵抗を示すことなく除去される。
図面の簡単な説明
第 1図は本発明の画像マスク用感光性積層フィルムの断面図、 第 2図から第 10 図は本発明の画像マスクによる彫食刻方法の各工程を順に説明する図である。
発明を実施するための最良の形態
本発明の好ましい実施例を以下に詳細に説明するが、 この実施例に限定される ものではない。
本発明の画像マスクによる彫食刻方法に使用する画像マスク用感光性積層フィ ルムの構成が第 1図に示してある。 画像マスク用感光性積層フィルム 1 0は、 厚 新たな用紙 さ 75μπιのボリエステルフィルムからなる支持体シー卜 1 1に画像マスク保持層 1 2が接着されている。 画像マスク保持層 1 2は、 塗装により形成した約 5 tunの ェチルセルロースの層である。 画像マスク保持層 1 2の上には、 ポリビニルアル コール、 エチレン一酢酸ビニル共重合樹脂、 ジァゾ樹脂、 水分散性顔料およびポ リォキシェチレンラウリルフェニールエーテル非ィォン活性剤を混合してある溶 液を塗装し、 乾燥して得た光架橋性を有する水溶性樹脂組成物層 1 3が 80 の厚 さで形成されている。
この画像マスク用感光性積層フィルム 1 0を用いて、 本発明の画像マスクによ る彫食刻方法は、 第 2図から第 1 0図に示す工程により実施される。 第 2図に示 すように感光性積層フィルム 1 0の光架橋性を有する水溶性樹脂組成物層 1 3の 表面に微細な図柄の原画ポジフィルム 1 5を密着させ、 メタルハライドランブで 光 1 6を照射する。 次いで第 3図に示すように感光性積層フィルム 1 0から原画 ポジフィルム 1 5を剥す。 第 4図に示すように、 露光済の感光性積層フィルム 10 を水 1 7に浸漬すると、 露光部分 1 3 aは架橋しているので膨潤しないが、 未露 光部分 1 3 bは架橋していないので水に可溶であり膨潤する。 これを第 5図に示 すように、 スブレイ 1 8で水 1 9を吹き付けて洗い出すと露光部分 1 3 aだけが 画像マスクとして残り、 現像される。 これを熱風で乾燥すれば、 支持体シート 11 に重なっている画像マスク保持層 1 2の上に画像マスク 1 3 aができあがる。 第 6図に示すように、 画像マスク 1 3 aを支持体シート 1 1および画像マスク 保持層 1 2が着いたままでガラス板 2 0に貼り合わせ、 支持体シート 1 1のうえ からアイロン 2 1で熱しながら圧着する。 次いで第 7図に示すように、 支持体 シート 1 1を画像マスク保持層 1 2から剥離する。 第 8図に示すように、 画像マ スク保持層 1 2の上からサンドプラストスブレイ 2 2で砂粒研磨剤 2 3を吹き付 けて彫食をする。 すると第 9図に示すように、 ガラス板 2 0に画像マスク 1 3 a が接着されている部分は彫食されず、 ガラス板 2 0に画像マスク 1 3 aが接着さ れていない部分、 すなわち画像マスク保持層 1 2のみで覆われている部分は画像 マスク保持層 1 2が完全に削り取られたうえにガラス板 2 0の表面が彫食され る。 サンドブラストの作業が終了したら、 残存している研磨剤 2 3および画像マ スク 1 3 aを洗い流して、 第 1 0図に示すように、 画像が彫刻されているガラス 板 2 0が完成する。 上記の例で以下のような変形が可能である。
支持体シ一卜 1 1は、 ボリエステルフィルム以外にボリプロピレンフィルム、 ポリエチレンフィルム、 ポリスチレンフィルム、 ポリ塩化ビニルフィルム、 ボリ カーボネー卜フィルム、 合成紙または合成樹脂をコーティングした紙が使用でき る。 また支持体シート 1 1の厚さは 50{πηから 500jimの間に設定できる。
光架橋性を有する水溶性樹脂組成物層 1 3は 80μπιの厚さで形成されているが、 0. 0½raから 2 πιπιにすることにより、 現像後の画像マスクがサンドプラス卜や化学 薬剤による彫食に対して適度な抵抗を示し、 彫食の深さによつてその厚さを適宜 調整しておくことが好ましい。 深彫りの場合は長時間の処理に耐えられるよう厚 さを 0. 1mm~2mm にする。 浅彫りの場合は 20〜80μπιで足りる。
上記の例では第 2図に示す露光はメタルハライ ドランプで光 1 6を照射した が、 アークランプ、 キセノンランプ、 高圧水銀灯などの波長 300nm~500nmの活性 光線を発生する光源を使用できる。
第 5図に示す現像ではスブレイ 1 8で水 1 9を吹き付けているが、 同時にブラ シゃスポンジで軽くこすって洗い出し、 現像することも有効である。
第 8図に示す例では、 サンドプラストスブレイ 22で砂粒研磨剤 2 3を吹き付け て彫食しているが、 化学薬剤で処理する彫食も可能である。 化学薬剤による彫食 加工に使用される薬剤は、 被加工材料がガラスまたは石材の場合はフツ酸水溶 液、 被加工材料が銅または銅合金の場合は塩化第二鉄水溶液、 被加工材料がその 他の金属類の場合には塩酸、 硫酸などの水溶液である。
以下、 実験にもとずくさらに具体的な実施例を詳細に説明する。
実施例 1
平均重合度が 1700、 ケン化度が 88モル%のポリビニルアルコール (信越化学ェ 業㈱製 PA-18) 15重量部を水 85重量部に溶解した。 この溶液に固形濃度が 50重量 %のエチレン一酢酸ビニル共重合体ェマルジヨン (昭和高分子㈱製 EVA AD-50)
120重量部、 ジァゾ樹脂 5重量部、 水分散性青色顔料 Q. 2重量部、 ポリオキシェ チレンラウリルフヱニールエーテル非イオン活性剤 1重量部を添加混合して、 感 光性樹脂組成物用の混合溶液を調整した。 支持体シートとして 75wmのポリエステ ルフィルムを用意する。 画像マスク保持層を形成するには、 エチルアルコールと トルエンを 1 : 1に混合した溶媒にェチルセルロース (ダウケミカル社製 「エト セル STD-10 」 ) を 10重量%で溶かした溶液を支持体シートに塗布した。 これを 乾燥すると約 5 tunのェチルセルロースの画像マスク保持層が形成された。 この画 像マスク保持層の上に、 前記で調整した感光性樹脂組成物用の混合溶液を塗布 し、 乾燥して感光性樹脂組成物層の厚さが 80 の感光性積層フィルムを得た。 この感光性積層フィルムから画像マスクを作成した。 感光積層フィルムの感光 性樹脂組成物層の表面に微細な図柄の原画ポジフィルムを密着させ、 3キロヮッ 卜のメタルハライドランブにより lmの距離から露光した。 次いで常温の水に約 3 分間浸漬して被露光部分を吸水膨潤させてからスポンジで軽くこすって洗い出す と露光部分だけが残り、 現像がされた。 これを 50°Cの熱風で乾燥し、 支持体シー 卜に重なっている画像マスク保持層の上に微細な図柄の画像マスクができ上がつ た。 現像工程中、 支持体シートと画像マスク保持層の間、 および画像マスク保持 層と感光性樹脂組成物層すなわち画像マスクの間で、 剥離は発生しなかった。 この画像マスクを厚さ 8 nunのガラス板に貼り合わせ、 支持体シ一卜のうえから アイロンで圧着した。 次いで支持体シートを画像マスク保持層から剥離した。 支 持体シー卜と画像マスク保持層とは容易に剥離したが、 支持体シートと画像マス クの接着は強固なものであり、 画像マスクとガラス板の間では位置ずれがなかつ た。
上記のようにして得られたガラス板に画像マスクが接着し、 その上に画像マス ク保持層があるものをサンドプラス卜機内に設置し、 アランダム # 8 0の研磨剤 を圧縮空気圧 4 Kg/cm2で、 口径 3. 6mmのノズルから約 10cmの距離から噴射して研 磨彫刻を行なった。 ガラス板に画像マスクが接着されている部分は、 30秒間噴射 しても画像マスクが剥離することもなければ破損することもなく、 ガラス板の表 面は全く傷つかなかった。 ガラス板に画像マスクが接着されていない部分、 すな わち画像マスク保持層のみで覆われている部分は、 約 10秒間の噴射で画像マスク 保持層が完全に削り取られたうえにガラス板の表面が約 1 關の深さで研磨され た。 サンドブラス卜の作業が終了してから、 残存している画像マスクに水を十分 に膨潤させてから洗い流した。 このようにして原画に忠実な微細な図柄の画像が ガラス板に彫刻された。
実施例 2
平均重合度が 1700、 ケン化度が 88モル%のポリビニルアルコール (信越化学ェ 業㈱製 PA- 18) にァセタール化反応で N-メチル -τ- (Ρ-ホルミルスチリル) -ピリジ 二ゥムメトサルフェートを 1. 4モル%を付加させて得たスチルバゾリゥム付加ポ リビニルアルコールを水に溶かして 1 5重量%の溶液を得た。 この溶液にァクリ レートオリゴマー (東亜合成化学㈱製 ァロニックス Μ- 8030) を 1 5重量部と、 ペンタエタスリ トール卜リアクリレ一卜を 1 5重量部と、 光重合開始剤として 2- クロ口チ才キサンソン (日本化薬㈱製 カャキュア一 CTX)を 3重量部とを添加し ながら分散させた。 この分散液に 50重量%のボリ酢酸ビニルェマルジヨンを 5 5 重量部と、 水分散性紫色顔料を Q. 2重量部とを添加混合して、 感光性樹脂組成物 用の混合溶液を調整した。 この感光性樹脂組成物用の混合溶液を、 実施例 1で使 用したのと同様な支持体シートの画像マスク保持層の表面に塗布、 乾燥して、 感 光性樹脂組成物層の厚さが ΙΟΟίπηの感光性積層フィ Jレムを得た。
この感光性積層フィルムから実施例 1と同様な操作により画像マスクを作成し た。 現像工程中、 支持体シートと画像マスク保持層の間、 および画像マスク保持 層と感光性樹脂組成物層すなわち画像マスクの間で、 剥離は発生しなかった。 このようにして得られた支持体シ一卜に重なった画像マスク保持層の上の画像 マスクを、 過ョゥ素酸ソーダの 1 %水溶液を塗布した厚さ 8 πππのガラス板に貼り 合わせて加圧し、 接着した。 次いで支持体シートを画像マスク保持層から剥離し た。 支持体シートと画像マスク保持層とは容易に剥離したが、 支持体シ一卜と画 像マスクの接着は強固なものであり、 画像マスクとガラス板の間では位置ずれが なかった。
ガラス板に画像マスクが接着し、 その上に画像マスク保持層がある面に 50重量 %のフッ酸水溶液を塗布して約 2分経過後に十分水洗し、 フッ酸水溶液を流すと ともに残存している画像マスクも洗い流した。 ガラス板に画像マスクが接着され ている部分は、 前記によりフッ酸水溶液を塗布されても腐食されなかった。 ガラ ス板に画像マスクが接着されていない部分、 すなわち画像マスク保持層のみで覆 われている部分は、 画像マスク保持層が殆ど抵抗なく侵され、 ガラス板の表面が 約 50 の深さで腐食溶出した。 このようにして原画に忠実な微細な図柄の画像が ガラス板に食刻された。
産業上の利用性
本発明の画像マスクによる彫食刻方法によれば、 ガラス、 金属、 ブラスチック 等の加工材料の表面に徴細で精巧な画像を彫食することができる。 その彫食刻方 法に使用する画像マスク用感光性積層フィルムは、 画像マスクを製造する際にフ イルム状で取り扱うことができ、 露光、 現像の取り扱いが簡便である。 また現像 は水のみを用い、 安全で経済的である。 現像後の画像マスクは、 表面が接着性を 示し、 接着剤なしで加工材料に接着できるし、 画像マスク保持層があるため徴細 な図柄であっても位置ズレがなく、 サンドブラス卜加工時に徴細な個所の離脱を 防止して正確な彫刻ができる。

Claims

請 求 の 範 囲
1.以下(a) 〜 (e)の工程を有する彫食刻方法
(a) 支持体シート、 該支持体シートに剥離可能に接着されている画像マスク保 持層、 および該画像マスク保持層の上に形成された光架橋性を有する水溶性樹脂 組成物層からなる感光性積層フィルムにパターン光を照射して、 該水溶性樹脂組 成物層に該パターンに対応する架橋部分を形成する工程、
(b) 前記により架橋部分が形成されている水溶性樹脂組成物層を水で処理して 非架橋部分を溶出し、 該画像マスク保持層の上に残存する架橋部分からなる画像 マスクを現像する工程、
(c) 該画像マスクが形成されている感光性積層フィルムを加工材料に接着する 工程、
(d) 該感光性積層フィルムから支持体シー卜を剥離する工程、
(e) 該加工材料に接着している該画像マスクおよび該画像マスクを介して加工 材料を彫食する工程。
2.請求項第 1項の彫食刻方法の現像工程 (b) における水処理は、 該感光性積層 フィルムを水に浸漬して該水溶性樹脂組成物層を膨潤させてから洗浄する。
3.請求項第 1項の彫食刻方法における接着工程(c) は、 加圧および加熱により 感光性積層フィルムを加工材料に接着する。
4.請求項第 1項の彫食刻方法における接着工程(c) は、 過ヨウ素酸ソーダ、 塩 化リチウム、 臭化リチウム、 硝酸リチウム、 塩化カルシウムおよびチォシアン酸 アンモニゥムから選ばれる少なくとも一の物質を水溶性樹脂組成物層に塗布し、 架橋している水溶性樹脂組成物を可溶化または膨潤させてから加圧して感光性積 層フィルムを加工材料に接着する。
5.請求項第 1項の彫食刻方法における加工材料を彫食する工程(e) は、 サンド ブラストによる彫食である。
6.請求項第 1項の彫食刻方法における加工材料を彫食する工程(e) は、 化学薬 剤による彫食である。
7.支持体シート、 該支持体シートに剥離可能に接着されている画像マスク保持 層、 および該画像マスク保持層の上に形成された光架橋性を有する水溶性樹脂組 成物層からなる画像マスク用感光性積層フィルム。
8.請求項第 7項の画像マスク用感光性積層フィルムにおける前記光架橋性を有 する水溶性樹脂組成物は、 水溶性高分子と光架橋剤からなる組成物であり、 ポリ ビニルアルコールと 1-ジァゾフヱニルァミンのパラホルムアルデヒド縮合物の硫 酸塩、 塩酸塩、 硝酸塩または燐酸塩からなる組成物、 ボリビニルピロリ ドンと 4,4 ' -ビスアジドスチルベン- 2,2 ' -ジスルホン酸ナ卜リゥム らなる組成物、 お よびポリビニルメチルエーテルとモノ (ジ) ァクリロキシェチルホスフヱ一卜か らなる組成物より選ばれるいずれかの組成物を含む。
9.請求項第 7項の画像マスク用感光性積層フィルムにおける光架橋性を有する 水溶性樹脂組成物は、 スチルバゾリゥ厶基をァセタール化により導入したポリビ ニルアルコール、 および 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 コールより選ばれる分子内に光架橋性基を有する水溶性高分子を含む。
10-請求項第 7項の画像マスク用感光性積層フィルムにおける光架橋性を有する 水溶性樹脂組成物層は、 厚さが 0. 04mmから 2關である。
11.請求項第 7項の画像マスク用感光性積層フィルムにおける該画像マスク保持 層は、 ボリビニルアルコール、 ボリビニルアルコール誘導体、 ボリビニルブチ ラール、 ェチルセルロース、 酢酸セルロースおよび硝酸セルロースから選ばれる —種であり、 層の厚さが 1から 30μιηである。
12.請求項第 7項の画像マスク用感光性積層フィルムにおける該画像マスク保持 層は、 支持体シートとは異種の材質であってポリ塩化ビニル、 ポリスチレンおよ びポリアミドから選ばれる一種であり、 層の厚さが 1から 30ιπηである。
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