JPH01295900A - 画像を彫刻現出させるための加工材料の表面加工法 - Google Patents

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】 童栗上■肌■分国 本発明は、ガラス、石材、陶磁器、金属、プラスチック
、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、プラスチッ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
よって、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
クリーン印刷によっ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ッ酸、銅の場合は塩・化第
二鉄の水溶液によって、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って図柄画像を印刷
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　ｘ　５０ｃ
１ｍ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、以上の状況に鑑みなされたものであって、ガ
ラス、金属、プラスチッ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、特に数量的に小ロフトのもの、
加工面積の大きなものを簡単で短時間に、がっ経済的に
彫刻加工できる方法を提供することを課題とする。

課　を　°するための 本発明においては、ガラス、金属、プラスチック、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って、予め作製した図柄マス
クを接着する方法によらず、合成樹脂フィルムのごとき
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
成した積層フィ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、または積層フィ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
って達成される。

本発明において用いられる積層フィ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、例えばポリビニルアルコールとジ
アゾ樹脂（１−ジアゾジフェ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ェ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−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ェノンを添加し、撹拌に
よりエマルジョ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ョン、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って得られる感光
性組成物液を、ポリエステルフィルムやポリプロピレン
フィルムのごとき合成樹脂フィルム支持体に塗布、乾燥
して感光層を形成した積層フィ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、プラスチック
、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ィルムの感光層面
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。積層フィ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、イソプロパツールのよう
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を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ィルムを接
着した後、暫時放置すると接着力が増強し、支持体フィ
ルムとの接着力よりも大になるから、支持体フィルムを
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、支持体フィルムとの接着力も
大となり、支持体フィルムの剥離が困難となるので注意
しなければならない、支持体フィルムの剥離除去後、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ィルムを剥離することなく、支持
体フィルム面に直接原図を密着して露光し、その後支持
体フィルムを剥離除去してもよい。この場合は、支持体
フィ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、シャワー水を撒布
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、水洗現像によっても剥離す
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、
感光性積層フィルムの感光層面に原画を密着して露光し
た後、接着剤によって加工材料表面に接着し、その後支
持体フィ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
加工するに当っては、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
っ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って研磨彫刻
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って異な
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、研磨材の粒度によっておこなわれる。

一方、薬液によるエツチング加工は、主としてガラス、
石材の場合はフン酸水溶液を用い、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の詳細な説明する実施例１ 平均重合度１７００、けん化度８８モル％ポリビニルア
ルコール（信越化学工業型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ョン（昭和高分
子型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
チレンラウリルフェニ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のポリエステルフィルム支持体に塗布
乾燥して、感光層の厚さが６０μｍの積層フィルムを作
製した。

表面加工材料として厚さ８ｍｍ、大きさ９０ｃｍ　Ｘ　
１００ｃｍのガラス板の全面に積層フィルムを接着する
に当り、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ィルムをガラス板の一端
より圧着しながら巻はどして貼り付けをおこなうと均一
な接着が得られた。貼り付は後数分間放置した後、支持
体フィルムを：Ｍ雌除去し、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。

次ニ、＆ｉ巾１〜５ｍ１ＩＩの画線で構成されるポジテ
ィブフィ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の距離がら３分間露光し、水洗
現像を行ったところ、非露光部は水に溶出し、ガラス板
上にはポジティ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の研摩剤を圧縮空気圧４ｋｇ／ｃＩｌｌにて
、口径３．６ｍｏ＋のノズルから約１０ｃｎｌの距離よ
り噴射して研に彫刻を行ったところ、レジスト膜部は３
０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った。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）１ｍ１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ｌ７００、けん化度８８モル％ポリビニルア
ルコール（信越化学工業型Ｐ＾−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ェートを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ックスト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（日本化薬製カヤキュアー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５０Ｍ１）ｔ％４度のポリ酢酸ビニル水性エマルジ
ョン（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のポリエステルフィルム支持
体に塗布、乾燥して、感光層の厚さが３０μｍの積層フ
ィルムを作製した。

表面加工材料として厚さ５ｍ−のガラス板を用い実施例
１と同様に積層フィルムの貼り付け、原画の密着露光、
水洗現像乾燥を行って、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、３
０重量％のフッ酸水溶液を塗布して約３分経過後水洗し
、腐食深度が３５μｌ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２ｍｎ＋の銅板を用いて、実施
例２で作製した感光性積層フィ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、乾燥を行っ
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分間漫消したところ、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 (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィ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ィルムの感光層面を、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ッチング加工を施す
   ことを特徴とする上記加工材料の表面加工法。
2. （２）フィ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ィ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ッチング加工
   を施すことを特徴とする上記加工材料の表面加工法。
3. （３）フィ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ィ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ッ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。