(57)【要約】【課題】緻密な意匠パターンを絞押しロール上に迅速にかつ低廉に彫刻することができる絞押しロールの製造方法を提供すること。【解決手段】少なくとも外周表面層がシリコーンゴムからなり、かつ実質的に平滑なロール外周表面に対して長波長の第１のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻する第１の工程の後に、第１のレーザービームよりも短波長で、かつ該第１のレーザービームのスポット径よりも小さいスポット径の第２のレーザービームを前記ロール外周表面に照射して彫刻する第２の工程と、を有することを特徴とする絞押しロールの製造方法。【選択図】          なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも外周表面層がシリコーンゴムからなり、かつ実質的に平滑なロール外周表面に対して長波長の第１のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻する第１の工程の後に、第１のレーザービームよりも短波長で、かつ該第１のレーザービームのスポット径よりも小さいスポット径の第２のレーザービームを前記ロール外周表面に照射して彫刻する第２の工程と、を有することを特徴とする絞押しロールの製造方法。
【請求項２】
第１の工程で原稿デザインの粗い表面構造を彫刻し、第２の工程で毛穴等の微細構造を彫刻することを特徴とする請求項１に記載の絞押しロールの製造方法。
【請求項３】
第２の工程が、既に第１の工程で彫刻されたロール外周表面に対し、コンピュータグラフィックス上に予め計算されたデータに基づいてスポット径を設定しながら第２のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絞押しロールの製造方法。
【請求項４】
第２の工程が、既に第１の工程で彫刻されたロール外周表面とレーザービームの照射ヘッドとの距離を測定しながら、順次スポット径を設定して第２のレーザービームを照射しロール外周表面を彫刻することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の絞押しロールの製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の方法で作製された絞押しロール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は絞押しロール及びその製造方法に関して、詳しくは車両内装用表皮材、家具用表皮材、合成皮革、壁紙、鋼板・合板用フィルム等を加工するための加工用の絞押しロール及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
不連続（柄と柄のつなぎ目）模様の目立たない絞押しロールとして、現在も最も多く使用されている絞押しロール製造方法として、電鋳方式が挙げられる。まずは本皮等の原稿からシリコーンゴムで反転型を取り、シリコーンゴム型上に銅や鉄のメッキをする。そのため電鋳方式と言われているが、シリコーンゴムを剥がし絞模様の付いた面に直径約５０ｍｍ程度、長さ約１００ｍｍ程度の小さなミルロールと言う金属ロールを何度も転がし絞模様を転写する。このミルロールをＡとすると、ミルロールＡを最終熱可塑性シートに反転した時に原稿と同じ絞模様になるようにここでさらに別のミルロールＢに反転刻する。このミルロールＢはマザーロールと呼ばれる。大型本機用絞押しロール表面上に強酸をふりかけながらこのマザーロールを強く何度も押し付け転刻していく。マザーロールの転刻が終わると隣接する位置に再度転刻していく。その間は目立たないように工夫されるが、一般にミル跡と呼ばれる不連続部（つなぎ目）が確認できる。得られた大型本機用絞押しロールを用いて加熱・加圧下で熱可塑性シートを絞押しすると、原稿の凸凹構造が熱可塑性シート表面に転写される。
【０００３】
しかしながら、この方法は何度も硬い金属に転刻するため原稿がたとえ微細な表面凸凹構造を持ったものであっても、比較的単純かつ規則的な凸凹構造の表現になってしまい、緻密さが損なわれる。例えば、細かい毛穴と細かい皺の有る天然皮革の表面から写し取った微細構造を圧刻するには、このような方法で製造された金属製絞押しロールは適さない。  また、マザーロールというのは使用を重ねると摩耗し、凸凹構造が浅くなり、大型本機用絞押しロール１本目２本目と順番に浅い模様になってしまい、希望している意匠からかけ離れて行く。
金属製の絞押しロールを製造する方法は他にも有るが、全般に微細模様の表現は困難である。唯一、一本彫りといわれる方法が比較的原稿の凸凹構造再現性は良いが、大きな皮が必要であり皮の不要な部分までロールに取り込まれる。
【０００４】
以上の様に金属ロールを使用して微細な凸凹構造を絞押しロール上へ再現することは難しい為、金属ロール表面にシリコーンゴム層を設けて、そこに凸凹構造を精度良く彫刻する方法が提案されている。その一つの方法は、本皮等の凸凹模様面上に先ず２液硬化型シリコーンゴムを流し込み硬化後にシリコーンゴムを剥し、シリコーンゴム型を得る。そのシリコーンゴム型を熱可塑性シートにプレス機等で絞押しする。この絞押し加工された熱可塑性シートは、対向して位置する両縁部を互いに突合わせることによって円筒状のものに成形される。この場合のつなぎにおいてもやはり突合せ部の不連続部は回避できないものの、公知の方法として、熱可塑性シートの互いに突合わされた縁部の領域が、加熱・加圧下で樹脂母型によってもう一度絞押し加工され、ひいては不連続部の目立たない雄型が形成される方法がある。
【０００５】
次いでこの円筒状の雄型に２液硬化型シリコーンゴムを流し込ませるかまたは塗布する。この層が硬化して雌型が形成される。シリコーンゴム雌型が熱可塑性シート雄型から離型され、凸凹構造面を外向きにして、金属で出来た絞押しロールの外周表面に接着される。こうして、突合せ縁部を有さないシリコーンゴム表面を備えた絞押しロールが得られる。この公知の方法に基づいて製造された絞押しロールによって、平滑な熱可塑性シートを加熱・加圧下で絞押し加工することができる。絞押し加工された熱可塑性シートの表面構造は連続的であり、突合せ縁部の不連続部を有することは無いかあるいは目立たない。しかし、この方法は、こうした多くの工程を経るので手間がかかることが問題である。
また、この方法は、一本の絞押しロールを作成するのに２週間以上必要であり職人芸的な熟練を要し賃金を含めた加工費が膨大となる，大きな装置が必要で非常に高価となる，さらにつなぎが目立ち易い場合もあると言う欠点も有る。シリコーンゴムの表面を直接彫るのは、刃物状やドリル状のものでは彫刻したい部分が変形し、押し付けると逃げて行き精密な彫刻が難しい。
【０００６】
そこで最近の技術の進歩により、レーザービームを使用した絞押しロール製造方法が挙げられる。（例えば、特許文献１参照））
この絞押しロール製造方法は、光学的又は機械的にパターン原型表面を検出して得られた制御信号でレーザービームを制御しながらシリコーンゴム表面を加工することにより絞押しロールを得る方法である。この方法の最大の利点は、いかなる中間工程もなしに直接的に製造されることである。
【０００７】
しかしながら、上記したレーザービームを使用した絞ロール製造方法では、天然皮革等のパターンに相当する微細な表面構造を持つ絞押しロールを製造することは現実に困難であった。
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２２４６７８号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、微細な模様を持った天然皮革等から凹凸を模写したり、コンピュータグラフィックスを使用して極めて緻密な意匠パターンを絞押しロール上に迅速にかつ低廉に彫刻することができる絞押しロールの製造方法とこの製造方法で得られた絞押しロールを提供することにある。本発明の目的は、具体的には、熱可塑性シートの表面を連続的に微細絞付け加工するための外周表面層がシリコーンゴムの絞押しロールを簡単かつ低廉に製造することができ、例えば、天然皮革のパターンに相当する極めて微細な表面構造を持つ絞押しロールを製造する方法とこの製造方法で得られた絞押しロールを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した課題を解決するために本発明の絞押しロールの製造方法は、
（１）少なくとも外周表面層がシリコーンゴムからなり、かつ実質的に平滑なロール外周表面に対して長波長の第１のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻する第１の工程の後に、第１のレーザービームよりも短波長で、かつ該第１のレーザービームのスポット径よりも小さいスポット径の第２のレーザービームを前記ロール外周表面に照射して彫刻する第２の工程と、を有することを特徴とする絞押しロールの製造方法。
（２）  第１の工程で原稿デザインの粗い表面構造を彫刻し、第２の工程で毛穴等の微細構造を彫刻することを特徴とする（１）に記載の絞押しロールの製造方法。
（３）  第２の工程が、既に第１の工程で彫刻されたロール外周表面に対し、コンピュータグラフィックス上に予め計算されたデータに基づいてスポット径を設定しながら第２のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻することを特徴とする（１）又は（２）に記載の絞押しロールの製造方法。
（４）  第２の工程が、既に第１の工程で彫刻されたロール外周表面とレーザービームの照射ヘッドとの距離を測定しながら、順次スポット径を設定して第２のレーザービームを照射しロール外周表面を彫刻することを特徴とする（１）又は（２）に記載の絞押しロールの製造方法。
上記した課題を解決するために本発明の絞押しロールは、
前記（１）に記載の方法で作製された絞押しロール。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明する。
本発明の絞押しロールの製造方法は、少なくとも第１の工程と第２の工程を有する。第１の工程は、少なくとも外周表面層がシリコーンゴムからなり、かつ実質的に平滑なロール外周表面に対して長波長の第１のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻する工程である。
【００１２】
レーザービームが照射されるロールは、通常、金属ロールの表面にシリコーンゴムを被覆してなるロールが使用される。このロールは、少なくとも外周表面層がシリコーンゴムからなり、かつ外周表面が実質的に平滑である。
【００１３】
第１の工程において、ロール外周表面に照射される第１のレーザービームは、長波長のレーザービームが使用される。ここにいう長波長のレーザービームとは、その後（第２工程において）に使用される第２のレーザービームよりも波長が長いレーザービームを意味するが、好ましくは波長が７００〜１２０００ｎｍ、より好ましくは１０６００ｎｍを使用するのが望ましい。第１の工程で使用可能なレーザーとしては、炭酸ガスレーザー、ＣＯガスレーザー、ヨウ素レーザー、ＹＡＧレーザー等が挙げられるが、炭酸ガスレーザーが高出力が可能であり、経済的に有利である点から特に好ましい。
【００１４】
また、第１のレーザービームは、発振出力が、０．０１〜５ｋＷが好ましく、より好ましくは０．０２〜２ｋＷである。
【００１５】
第１のレーザービームは、炭酸ガスレーザー等の長波長のレーザービームを照射する場合、レーザービームによってシリコーンゴムの表面を燃焼して彫刻する方式である。しかし、長波長のレーザービームでは、例えば、１０６００ｎｍの波長では、レンズで絞りこんでも焦点光の直径が１００μｍ程度である。したがって、第１の工程では、大柄の粗い表面構造が彫刻される。
【００１６】
第２の工程では、第１の工程で粗い表面構造が彫刻されたロール外周表面に短波長の第２のレーザービームが照射される。ここにいう短波長のレーザービームとは、第１のレーザービームよりも波長が短いレーザービームを意味するが、好ましくは１００〜１２００ｎｍ、より好ましくは２００〜６００ｎｍを使用するのが望ましい。第２の工程で使用可能なレーザーとしては、波長変換ＹＡＧレーザー、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザー等が挙げられるが、波長変換ＹＡＧレーザーがスポット径と発振出力のバランスが良い点から特に好ましい。
【００１７】
また、第２のレーザービームは、発振出力は、０．００１〜２０Ｗが好ましく、より好ましくは０．５〜１０Ｗである。
【００１８】
第２の工程では、例えば、ＹＡＧレーザーから出力される波長１０６４ｎｍのレーザービームを波長変換して得られる波長２６６ｎｍの紫外線レーザービームを使用することができ、また、ＫｒＦエキシマレーザーから出力される波長２４７ｎｍのレーザービームを使用することができる。また、ＡｒＦエキシマレーザーから発振される波長１９２ｎｍのレーザービームを使用することもできる。
これらのレーザービームを使用する場合、約１５μｍのスポット径が得られるため、第１の工程で粗い表面構造が彫刻されたロール表面にレーザービームを照射することによって粗い表面構造にさらに毛穴等の微細構造を彫刻することができ、ロール表面全体として天然皮革等のパターンに相当する極めて微細な表面構造を持つ絞押しロールを製造することができる。
【００１９】
第２の工程では、既に第１の工程で彫刻されたロール外周表面に対し、コンピュータグラフィックス上に予め計算されたデータに基づいてスポット径を設定しながら第２のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻することができる。この場合、特に第１の工程で彫刻されたロール外周表面の粗い表面構造に対して極めて微細な表面構造を彫刻できる点で好ましい。
【００２０】
また、第２の工程では、既に第１の工程で彫刻されたロール外周表面とレーザービームの照射ヘッドとの距離を測定しながら、順次スポット径を設定して第２のレーザービームを照射してロール外周表面を彫刻することができる。この場合、特に距離を測定しながら、順次スポット径を設定していくので、デザイナーの意図する意匠パターンの表現が可能となる点で好ましい。
【００２１】
上記した実施の形態では、第１の工程で第１のレーザービームをロール外周表面に照射し、第２の工程において第２のレーザービームをロール外周表面に照射する態様を説明したが、ロール外周表面に彫刻するためのパターンの構造が複雑であって、第１の工程で得られる粗い表面構造と第２の工程で得られる微細構造の他に前記粗い表面構造と前記した微細構造の中間に相当する構造を有する場合、第１の工程と第２の工程の他に第１のレーザービームの波長と第２のレーザービームの波長の中間の波長からなる第３のレーザービームをロール外周表面に照射する第３の工程を有してもよい。
【００２２】
本発明において、ロール外周表面にレーザービームを照射するに際しては、レーザービームをロール外周表面に向け、レーザービームの照射機構とロールとを相対移動させればよく、例えば、ロールを回転させながら、レーザービームをロールの軸方向に走査させ、レーザービームをロール外周表面を照射できるようにすることが望ましい。
また、本発明において、第１のレーザービームと第２のレーザービームとの関係は、第２のレーザービームのスポット径が第１のスポット径よりも小さいことを特徴とするが、このようなスポット径の関係を維持しながら、その他に出力，照射位置、加工速度等を任意に制御することもできる。
【００２３】
また、本発明は、ロール外周表面に天然皮革等やその他の意匠デザインに対応した粗い表面構造と微細な表面構造を合わせ持つ絞押しロールを製造することができる。また、この絞押しロールは、従来のように複雑な中間処理工程を経ることなく、また、職人芸的な熟練技を要することなく、短時間で得ることができる。
【００２４】
得られた絞押しロールは、車両内装用表皮材、家具用表皮材、合成皮革、壁紙、鋼板・合板用フィルム等を加工するための加工用ロールとして使用される。例えば、熱可塑性シートを加熱軟化した後、該絞押しロールを熱可塑性シートに押し付けて絞押しロール表面に形成された模様等が連続的に熱可塑性シートに転写される。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
実施例１
直径２５０ｍｍの鉄からなる金属ロールの表面に厚さ５ｍｍのシリコーンゴムが被覆されたシリコーンゴムロールを製造した。このシリコーンゴムロールの軸芯部を回転自在に支持し、シリコーンゴムロールの表面に向けて、ロールの軸方向に走査しながら、順次ロール外周表面にレーザービームを照射した。このときのレーザービームは、炭酸ガスレーザーを用いて波長１０６００ｎｍのレーザービームを用い、天然皮革の粗い表面構造に対応するように制御信号で制御してレーザービームをロール外周表面に照射した。（第１の工程）
次に第１の工程で彫刻されたロール外周表面とレーザービーム照射ヘッドとの距離を測定しながら、ＹＡＧレーザーを用いて波長変換した波長２６６ｎｍレーザービームのスポット径を制御しながら、レーザービームをロール外周表面に照射した。（第２の工程）天然皮革の粗い表面構造上にさらに毛穴等の微細構造を合わせ持つ表面構造を有するシリコーンゴムロールを製造した。このときシリコーンゴムロールの外周表面を彫刻する時間は、２０時間程度であった。
このシリコーンゴムロールを用いて、加熱軟化されたオレフィン系熱可塑性樹脂組成物からなる熱可塑性シートに絞押しした結果、熱可塑性シート上にシリコーンゴムロールの表面構造に対応する表面構造を有する熱可塑性シートを得ることができた。
【００２６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、熱可塑性シートの表面を連続的に微細絞付け加工するための外周表面層がシリコーンゴムの絞押しロールを簡単かつ低廉に製造することができ、例えば、天然皮革のパターンに相当する極めて微細な表面構造を持つ絞押しロールを製造することができる。