JPH0261400B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は新規な彫刻加工方法、特に石材、ガラ
ス等の被加工材表面に、任意の文字、模様等を切
抜いた粘着マスクを貼付してその上からサンドブ
ラスト加工を施して前記被加工材に前記文字、模
様等を彫刻する彫刻加工方法の改良に係り、より
詳細にはアンダーコート剤を用いて前記粘着マス
クの接着性とサンドブラスト加工性の改善をはか
り、それに適合した前記アンダーコート剤を提供
せんとするものである。

石材、ガラス、陶磁器、金属や木、竹等の材料
に彫刻加工を施し、墓石や記念碑、表示板や建
材、工芸品に使用することは広く行われ、その加
工法も提案されている。工業的には前記の如き粘
着マスクを用いたサンドブラスト（以下ブラスト
と言う）加工が注目されている。この方式によれ
ば精密な模様の加工を高速で大量に処理出来ると
言う特長がある。この粘着マスクとしてはゴムマ
スク、或はゴムマツト、感光性樹脂マスクやスチ
レン系樹脂マスク等各種の料料が用いられてい
る。

このブラスト加工用粘着マスクには通常粘着性
が与えられており、それ自体で基材に対して固着
出来、ブラスト加工に供することが期待されてい
た。しかしマスクの粘着力が充分に大きくないこ
と、材料表面の平滑性が一様でなく又材質極性の
関係でマスクの粘着力だけではブラスト加工時に
剥脱したり浮きを発生させて加工不良の原因とな
り商品価値を失う事故が多かつた。このためブラ
スト加工は実施上限定された表面状態を持つ材料
にしか適用出来ず、ブラスト加工法の実用化が制
限されていた。

ブラスト加工時のマスクの剥脱や浮きを防ぐ為
に従来はブラスト圧を下げて低い粘着力に対応さ
せる加工条件や、材質の加工面を充分に研摩、乾
燥する前処理条件或いはブラスト用マスク自体の
粘着性を上げるマスク条件を改良し対応する試み
が行われている。これらの諸条件の改良はブラス
ト加工性の改善にはある程度有効であるが充分で
なかつた。例えば加工条件では粘着性をカバーす
るために加工圧力を下げると加工時間が長くなり
又適用材料に制限が生じるので２Kg／cm²以下では
著しく加工性に障害が発生して対応性に限界があ
つた。基材の加工予定面を研摩乾燥することは作
業工数上採用出来ず、マスク自体の粘着性を改良
することはマスク材料特性上容易でなく、単に粘
着剤を容易に用いると耐熱性が下り、ブラスト加
工時の発熱でマスクがずれる欠陥を生じ逆効果に
なることもあつた。

本発明者等はブラストマスクの接着挙動とブラ
スト加工時の熱的挙動について電気的、機械的両
面から詳細な研究を行なつた結果、加工時の瞬間
温度は材質、加工条件で異るが、多くの場合50℃
以上に上ることが観測されている。又ガラス転移
点が室温以下にあるような材料はブラストバリヤ
ー的性質を示し段差が出来て好ましくないことを
見出した。

この加工時の材料挙動の解析とポリエチレンエ
クストルージヨンラミネートのアンカー剤の接着
性改良機構に係る知見をもとにブラストマスクの
接着性の改良とブラスト加工性の維持方法を検討
した結果特定の耐熱特性を持つアンダーコート剤
で材料面を処理した後粘着マスクを貼布してブラ
ストする方法が好ましいこと、そしてアンダーコ
ート剤としてセルローズ誘導体やケトン樹脂等の
樹脂の液状組成物でガラス転移点が室温以上の乾
燥皮膜を形成する組成物が適していることを見出
して本発明に至つた。

かくて、本発明は、被加工材表面に、任意の文
字、模様等を切抜いた粘着マスクを貼付し、その
上からサンドブラスト加工を施して前記被加工材
に前記文字、模様等を彫刻する彫刻加工法におい
て、前記被加工材表面を、サンドブラスト圧４
Kg／cm²以下でブラスト除去可能な乾燥塗膜を形成
するアンダーコート剤で処理した後、前記粘着マ
スクを貼付することを特徴とする彫刻加工方法を
提供するものである。

本発明について、更に詳しく説明すれば、本発
明者はエクストルージヨンラミネートのアンカー
剤やラミネート技法について、研究をし特許を得
て来ている。この熔融ポリエチレンのような粘着
力に乏しい材料を各種材料に接合する前処理材の
技術とブラスト加工条件の解析結果の両知見をも
とに粘着マスクを用いるブラスト加工法の改良方
法を検討した。この結果基材に対しては静電又は
吸着結合等で親和力を示す極性基と粘着マスク粘
着層を良く濡らし、親和力を示す有機基を持つ溶
液組成物で基材を前処理した後粘着マスクを貼る
方法がマスクの接着性改良等として有効であるこ
とが判つた。更にこの溶液組成物（アンダーコー
ト剤）を塗布して形成されたアンダーコート膜は
ブラスト加工精度の点よりみて４Kg／cm²のブラス
ト圧で除去出来る、物性を持つ必要があると認め
られる。４Kg／cm²以上の圧力でなければ除去出来
ないアンダーコート剤は、材質によつてはバリヤ
ー性を示し加工精度を落してしまうおそれが想定
され好ましくない。

かくて、本発明は粘着マスクを用いてブラスト
加工する時加工部に、４Kg／cm²以下のブラスト圧
で除去出来るアンダーコート剤を塗布した後粘着
マスクを貼り加工を行う新規な加工法を提案する
ものである。

本発明の方法に従えば、例えば40ｇ／25mm程度
の剥離力しかなく石材や磁器に貼つて３〜４Kg／
cm²の低い圧力で加工してもマスクが剥脱してしま
う粘着マスクが同じ材質で500〜600ｇ／25mmでマ
スク破断を起すようになり７Kg／cm²付近の高圧で
ブラスト処理し石材、磁器や竹等を加工出来るよ
うになる。従つて本方法を適用すれば従来加工が
実質上不可能か又は著しく制限されていた材料に
対し幅広く適用出来るようになる。

更に本発明ではこのような有効な新規な機能を
持つたアンダーコート剤について研究して得た組
成物を提案する。この組成物の乾燥した皮膜は加
工温度域では固体でありブラスト圧が高くても４
Kg／cm²以下の圧力でブラスト除去出来る皮膜であ
る。又材質表面と粘着マスク粘着層の双方に強い
親和力を示すために極性基と有機基を持つように
した化合物を単独又は２種以上の化合物を混合
（又は反応）させ、かつ水又は室温で乾燥する有
機溶剤を主として用いて調製した溶媒を含む液状
組成物である。

このような新規な機能を持つ組成物はニトロセ
ルローズ、ヒドロキシエチルセルローズ、ヒドロ
キシプロピルセルローズ、カルボキシメチルセル
ローズ（およびそのNa塩）、セルローズアセテー
トのような可溶性セルローズ誘導体、アセトン−
ホルマリン、フルフラール−アセトン等のケトン
樹脂、ポリエステル樹脂、アビエチン酸、アビエ
チン酸−無水マレイン酸、や各種ロジン等の塩又
はエステル、シヨウノウ、シトロネル酸、カンフ
アー、カンホレン等のテルペン化合物、水又はア
ルコール、トルエン、キシレン等の有機溶剤の何
れかに可溶なフエノール−ホルマリン樹脂、水又
は有機溶剤に可溶なナイロンやダイマー酸アミド
のようなアミド樹脂やエポキシ樹脂、メタクリル
酸を含むアクリル酸やその塩或いは低級アルキル
エステル等のアクリル樹脂およびABS，ASのよ
うなスチレン樹脂、天然乃至合成ゴム、石油樹
脂、クマロン−インデン樹脂やシエラツクやバル
サム等、の天然樹脂から選ばれた１種又は２種の
樹脂を含むものである。

これらの他に更に希望するならば可塑剤や造膜
助剤となる物質を併用することも出来る。アンダ
ーコート剤は、これらの樹脂や化合物を水溶液、
エマルジヨン、有機溶剤溶液の形に調製される。
この際有機溶剤としては実質的に室温で乾燥出来
るようメタノール、エタノール、イソプロパノー
ル、ブタノール等の低級アルコール、アセトン、
メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸メチル、酢
酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類、エチルエ
ーテル、ブチルエーテル、フルフラール、フラ
ン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ等のエ
ーテル、ｎ−ヘキサン、ベンゼン、トルエン、キ
シレン等の炭化水素、塩化メチレン、トリクロル
エチレン、１，１，１−トリクロロエタン、フロ
ンソルベント等のハロゲン化炭化水素の他ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルオキシド、ジエチ
ルアミン、トリエチルアミン等のアミン、アミ
ド、スルオキシド類等から選ばれたものを含むこ
とが望ましい。

水および／又はこれらの有機溶剤と溶媒として
調製される溶液又はエマルジヨンでは、塗布適性
から、その固形分は通常60％以上や２％以下では
表面の平滑化が計り難いので２〜60％通常５〜40
％程度で処理されるが表面状態によつては２以下
又は60％以上の濃度で処理することも出来るので
溶媒を含む液状組成物で均一に塗布出来るものな
らば特に制約はない。この液状組成物の塗布はハ
ケ、スプレー、ロール、トブ浸け、流延等通常の
方法で塗布出来る。

塗膜は材料表面状態や厚さおよび組成によつて
代るので３〜60分（30℃）で乾燥される、通常粘
着マスクは塗膜が乾燥した後に貼布される。材質
が溶媒を吸収揮散させ易い時は未乾燥時にマスク
を貼りその後乾燥させる方式でも作業することが
出来る。又貼布の際圧着ローラーや加熱のための
ドライヤー等を用いることも又同様に可能であ
る。

ブラスト作業は材質の種類や表示模様の状況、
作業面積等に応じ研磨材と圧力を選ぶが、本法の
場合も一般的な方法に従つて処理出来る。

かくして、本発明によれば、被加工材表面を予
め上記の如きアンダーコート剤で処理してその上
に粘着マスクを貼付してサンドブラスト加工を施
すことにより、石材、ガラス、磁器、金属或いは
木、竹等被加工材の種類、或いはゴムマスク、感
光樹脂マスク等粘着マスクの種類に関係なく幅広
く広範囲に適用して、かかる被加工材にこまかい
模様、文字等も精度よく作業性よく彫刻加工を行
なうことができるのである。

以下に本発明の実施例と比較例を示す。

実施例１ アンダーコート組成物(1) （アンダーコート No.−１） ニトロセルローズ（H1／４タイプ）５部、ア
ビエチン酸2.0部、ヒドロキシエチルセルローズ
２部、ボルネオール５部、水酸化ナトリウム５
部、水60部、メタノール40部を混合し40〜60℃で
３時間撹拌反応しPH＝4.1の淡黄色溶液を得た。

（性能） 上述のようにしてえられたアンダーコートNo.−
１をガラス板にハケ塗りしたところ65％RH、30
℃で35分で指触乾燥し固化塗膜を与えた。乾燥膜
は水で除去出来た。

このガラス板上のアンダーコート膜は120Meの
研磨材（モランダム 森田研磨材製）を用いたレ
ギユラー形ブラスト機で３Kg／cm²の圧力で５秒で
ブラスト除去出来バリヤーにならなかつた。

又引張り剪断強さ測定用軟鋼（SPCC−SB
JIS G3141）に上記アンダコート剤を塗布し乾燥
した塗膜に感光樹脂製ブラスト加工用粘着マスク
（旭化成(株)製ASAマスク）を貼りインストロン型
試験機で剥離強度を測定したところ250ｇ／25mm
であつた。アンダーコートを使用しない時は60
ｇ／25mmでありアンダーコートによる粘着マスク
の補強効果が認められた。

実施例２ アンダーコート組成物(2) アンダーコート No.−２ ロジン20部、ポリアクリル酸ナトリウム（日本
触媒化学アクリナール Ｄ−40）３部、ゼラチン
２部、トリエチルアミン５部、水80部、メタノー
ル20部を40〜60℃で４時間撹拌反応して淡黄色液
体を得た。

（性能） 実施例１と同様にして乾燥性を調べた結果60％
RH、28℃で20分乾燥し固化膜を与え乾燥膜は水
洗除去出来た。

又ガラス面の塗膜は５秒でブラスト除去出来、
バリヤーにならず、軟鋼板での粘着マスクの剥離
強さは280ｇ／25mmであり良好であつた。

実施例３ アンダーコート組成物(3) アンダーコート No.−３ ゼラチン10部、α−澱粉８部、ポリアクリル酸
ソーダ５部、ヒドロキシエチルセルローズ４部、
アビエチン酸ソーダ４部と水90部、メタノール10
部を40〜60℃にて撹拌して淡黄色溶液を得た。

（性能） 実施例１と同様にして乾燥時間を測定したとこ
ろ60％RH、28℃で45分で固化膜を与え、この皮
膜は水洗除去出来た。

又ガラス表面の塗膜は５秒で除去出来軟鋼板で
の粘着マスクの剥離の強さは240ｇ／25mmであり
良好であつた。

実施例４ アンダーコート組成物(4) アンダーコート No.−４ アセトン−フルフラール樹脂10部、ロジン10
部、ニトロセルロース５部、ヨノン３部、エポキ
シ樹脂（エピコート828）３部、カナダバルサム
２部をメタノール30部、酢酸エチル30部、アセト
ン20部、トルエン20部の混合物に溶解し淡黄色溶
液を得た。

（性能） 実施例−１と同様にして乾燥時間を測定したと
ころ60％RH、29℃で８分で固化膜を与えた。固
化膜は市販のマニキユア除光液で容易に除去出来
た。

又ガラス面の塗膜は５秒で除去出来、軟鋼板で
の粘着マスクの剥離強さは550ｇ／25mm以上（粘
着マスク破断）であり良好であつた。

実施例５ アンダーコート組成物(5) アンダーコート No.−５ ロジン10部、ダイマー酸アミド（ゲナミド樹
脂）５部、レゾール型フエノールホルマリン樹脂
イソプロパノール溶液（郡栄化学製）10部、シヨ
ウノウ５部、シエラツク３部、ABS樹脂５部を
メタノール20部、アセトン20部、塩化メチレン20
部、トルエン20部、フラン20部に溶解し淡黄色溶
液を得た。

（性能） 実施例−１と同様にして乾燥時間を測定したと
ころ60％RH、29℃で８分で乾燥した。固化膜は
市販のマニキユア除光液で容易に除去出来た。

又ガラス面の塗膜は５秒で除去出来軟鋼板での
粘着マスクの剥離の強さは560ｇ／25mm以上（粘
着マスク破断）であり良好であつた。

実施例６ ブラスト加工(1) ガラス板にアンダーコート（No.−１）、（No.−
２）、（No.−３）をスプレー塗布し充分に乾燥し
た。塗膜面は均一で平滑であつた。この塗膜にブ
ラスト加工用粘着マスク（感光樹脂製版シート）
を貼り合わせた。

このアンダーコート（No.−１）を塗布したガラ
ス板を120Meモランダム（商品名森田研磨材）を
用いて５Kg／cm²のブラスト圧でブラスト処理した
ところマスクの剥離や浮きはなく細線部分も精確
に加工出来た。アンダーコート（No.−２）、（No.−
３）も同様であつた。

加工後水中に浸漬したところアンダーコート
（No.−１）は20分、同（No.−２）は15分、同（No.
−３）は10分でマスクが浮き上りマスクの除去が
容易であつた。

（比較例） ガラスにブラスト加工用粘着マスクを直接貼り
合わせ同様に処理した。

この結果、大体良好な加工は出来るが細線部や
模様周辺の微細加工性を見ると線のボヤケが観察
された。又剥離は容易ではなく作業性に問題があ
つた。

実施例７ ブラスト加工(2) 磁器板（伊奈製陶建材用タイルPS−10／Ｍ−
４）にアンダーコート（No.−４）、（No.−５）をス
プレー塗布して乾燥した。乾燥塗膜面は平均で均
一であつた。

この塗面に感光樹脂製ブラスト加工用粘着マス
クを貼りホワイトカーボン100Meを研磨材として
７Kg／cm²でブラスト処理したところマスクの剥脱
や浮きはなく細線部分も精確な加工が出来良好で
あつた。

（No.−４）、（No.−５）共に同様に加工出来た。

（比較例） 同じタイル板に直接マスクを貼つてブラストを
試みたところ数秒でマスクの浮きが生じ加工は不
可能であつた。

実施例８ ブラスト加工(3) 白御影石板にアンダーコート（No.−４）、（No.−
５）を塗布し均一な乾燥塗膜を得た。

この塗布面に実施例６の感光樹脂製ブラスト加
工用粘着マスクとスリーエム社ゴム粘着マツト
＃507を貼合わせ（実施例−７）と同様にして加
工した。この結果両方の試料共にマスクの剥離や
浮きはなく精確な加工が出来た。（No.−４）、（No.
−５）同様であつた。

（比較例） アンダーコート剤を用いないで加工した時、感
光樹脂製ブラスト加工用粘着マスクは15秒で膜が
剥離し加工不能であつた。又ゴム粘着マツトは直
線部分の加工は出来るが曲線部分や角部分でマス
クのずれや微細な浮きが見られた。

実施例 ９ （アンダーコートNo.−６） ロジン25部、NBR（ニツポール1432J日本ゼオ
ン）15部、石油樹脂（ピコペール110SF、ピコ
社）10部、クマロン−インデン樹脂（クマロンレ
ジン、神戸油化）10部、トルエン500部を80℃に
加熱し均一溶解し淡黄色溶液を得た。

（性能） 黒御影石にハケ塗りして62％RH、24℃で乾燥
したところ15分で指触乾燥し固化膜を与えた。固
化膜はトルエンで容易に除去出来た。

この黒御影石のアンダーコート膜は実施例１と
同様な方法で処理したとき４Kg／cm²の圧力で５秒
で容易にブラスト除去出来た。

又（実施例１）と同様な方法でブラスト加工用
粘着マスク（感光性樹脂等）を貼り剥離強度を測
定したところ600ｇ／25mmでマスクが破断し、ブ
ラスト加工も容易に行えマスクの剥脱は認められ
ず良好であつた。

（比較） 黒御影石に粘着マスクを直接貼つただけのもの
は４Kg／cm²で20〜30秒でマスクの浮きが生じ加工
が出来なかつた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 被加工材表面に、任意の文字、模様等を切抜
   いた粘着マスクを貼付し、その上からサンドブラ
   スト加工を施して、前記被加工材に前記文字、模
   様等を彫刻する彫刻加工方法において、前記被加
   工材表面を、サンドブラスト圧４Kg／cm²以下でブ
   ラスト除去可能な乾燥塗膜を形成するアンダーコ
   ート剤で処理した後、前記粘着マスクを貼付する
   ことを特徴とする彫刻加工方法。 ２ アンダーコート剤が可溶性セルローズ誘導
   体、ケトン樹脂、テルペン化合物、フエノール樹
   脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステ
   ル樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、天然乃至
   合成ゴム、石油樹脂、クマロン−インデン樹脂、
   ツエラツク、バルサムからなる群から選ばれた少
   なくとも１種の樹脂と水および／又は有機溶剤と
   を含む溶液又はエマルジヨン組成物である特許請
   求の範囲第１項記載の彫刻加工法。