CN109304981A - 立体造型物形成片、立体造型物及其制造方法、以及加饰立体物及其制造方法 - Google Patents

立体造型物形成片、立体造型物及其制造方法、以及加饰立体物及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及形成立体造型物的立体造型物形成片、立体造型物及其制造方法、以及加饰立体物及其制造方法。立体造型物形成片，具备：热膨胀层，若加热至给定的温度以上则膨胀；以及基材，在一面上层叠所述热膨胀层，所述立体造型物形成片在至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层，所述立体造型物形成片的特征在于，所述基材层叠第一基材和第二基材而成，所述第一基材的伸缩性比所述第二基材高。

Description

立体造型物形成片、立体造型物及其制造方法、以及加饰立体 物及其制造方法
技术领域
本发明涉及形成立体造型物的立体造型物形成片、立体造型物及其制造方法、以及加饰立体物及其制造方法。
背景技术
已知有如下技术，即，在基材上对含有通过热进行膨胀的发泡性的微囊的热膨胀层进行图案形成，对整体进行加热而使热膨胀层的图案膨胀来形成装饰片(例如，参照日本专利第3954157号公报)。进而，已知有如下技术，即，使用将所述的热膨胀层设置在基材的一面侧的整个面的热膨胀性片材(或者称为热发泡性片材)来形成限定于该一面侧的所希望的区域设为凸状的立体造型物。详细地，用光吸收性高的黑色墨水在热膨胀性片材的热膨胀层侧的表面或基材侧的表面(以下，背面)印刷热膨胀性片材的要设为凸状的区域的图案。通过对该印刷面照射近红外线等的光，从而黑色墨水发热而使热膨胀层膨胀为与黑色墨水的浓淡相应的厚度，能够容易地形成立体造型物。进而，在热膨胀性片材的表面用实质上没有光吸收性的青色、洋红色、黄色的彩色墨水印刷所希望的色彩的图像图案，从而能够形成组合了图像图案和凹凸的立体图像(例如，参照日本特开平1-28660号公报)。这样的立体图像能够做成为具有与图像图案对应的凹凸的立体图案，此外，能够做成为通过图像图案的色彩的浓淡在视觉上强调了凹凸的立体图案。
立体造型物能够利用于像触摸地图那样的视觉障碍者用的信息媒介、或者组合了图像图案和凹凸的绘画、想要更强烈地传递视觉信息的广告媒介等。此外，期待利用于仿造了布、皮革、木材等具有包含凹凸的花样的片状的素材的样品，进而，期待作为这些素材的替代品而利用于像装饰片(化妆片、化妆材料)那样的装饰构件。
热膨胀性片材具备厚的纸等具有某种程度的强度的、没有伸缩性的基材，使得在使热膨胀层膨胀时不会产生褶皱或产生起伏等，并且能够作为印刷机的被印刷物进行搬运。因此，立体造型物虽然能够弯曲或折叠而使其进行某种程度的变形，但是难以进行曲率高的变形，特别是，若使其变形为凹面，则容易在表面产生褶皱，此外，不能成为球面那样的三维曲面(非可展曲面)。因此，难以将立体造型物作为皮革等具有微观的表面凹凸的素材的替代品而对包含三维曲面的具有宏观的起伏表面的物品，例如，椅子那样的家具等的表面进行装饰。
本发明的课题在于，提供一种在物品的曲面形状部分等的宏观的起伏表面被覆膜状的立体造型物而实施了微观的表面凹凸的装饰的加饰立体物及其制造方法、容易变形为所希望的形状的曲面的立体造型物及其制造方法、以及能够形成所述立体造型物的立体造型物形成片。
发明内容
为了解决上述课题，本发明涉及的立体造型物形成片设为如下结构，即，具备：热膨胀层，若加热至给定的温度以上则膨胀；以及基材，在一面上层叠所述热膨胀层，所述立体造型物形成片在至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层，其中，所述基材层叠第一基材和第二基材而成，所述第一基材的伸缩性比所述第二基材高。
本发明涉及的立体造型物设为如下结构，即，具备：热膨胀层，通过加热至给定的温度以上而膨胀；以及基材，在一面上层叠所述热膨胀层，所述立体造型物在所述热膨胀层侧的表面形成有由所述热膨胀层的膨胀量之差造成的凹凸，所述立体造型物具有伸缩性。本发明涉及的另一种立体造型物设为如下结构，即，具备：热膨胀层，通过加热至给定的温度以上而膨胀；以及基材，在一面上层叠所述热膨胀层，所述立体造型物在所述热膨胀层侧的表面形成有由所述热膨胀层的膨胀量之差造成的凹凸，其中，所述基材层叠第一基材和第二基材而成，所述第一基材的伸缩性比所述第二基材高。
本发明涉及的立体造型物的制造方法是在表面具有凹凸的立体造型物的制造方法，其中，依次进行：基材层叠工序，层叠第二基材和伸缩性比所述第二基材高的第一基材来制造基材；热膨胀层形成工序，在所述基材的一面上形成若加热至给定的温度以上则膨胀的热膨胀层；光热变换层印刷工序，在所述基材侧或所述热膨胀层侧的至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层；以及光照射工序，照射光并使其到达所述光热变换层，在形成了所述光热变换层的区域使所述热膨胀层膨胀。
本发明涉及的加饰立体物的制造方法是在表面的至少一部分具有凹凸的加饰立体物的制造方法，其中，依次进行：基材层叠工序，层叠第二基材和伸缩性比所述第二基材高的第一基材来制造基材；热膨胀层形成工序，在所述基材的一面上形成若加热至给定的温度以上则膨胀的热膨胀层；光热变换层印刷工序，在所述基材侧或所述热膨胀层侧的至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层；光照射工序，照射光并使其到达所述光热变换层，在形成了所述光热变换层的区域使所述热膨胀层膨胀；以及粘贴工序，将所述基材的另一面粘贴到物品的表面。
本发明涉及的加饰立体物设为如下结构，即，具备：物品；以及膜状的立体造型物，被覆所述物品的表面的至少一部分而对所述表面赋予凹凸，并具有伸缩性，其中，所述立体造型物从所述物品侧起依次层叠并具备：基材；以及热膨胀层，通过加热至给定的温度以上而膨胀，所述加饰立体物在所述热膨胀层侧的表面通过所述热膨胀层的膨胀量之差而形成有所述凹凸。
发明效果
根据本发明涉及的立体造型物形成片，能够形成能变形为所希望的曲面的立体造型物。根据本发明涉及的立体造型物，能够对所希望的物品的表面进行装饰。根据本发明涉及的立体造型物的制造方法，能够生产率良好地制造所述立体造型物。根据本发明涉及的加饰立体物，可得到将具有宏观的起伏表面的物品的所述表面装饰为微观的表面凹凸的所希望的物品。根据本发明涉及的加饰立体物的制造方法，能够生产率良好地制造加饰立体物。
附图说明
图1是本发明涉及的立体造型物的外观图。
图2是示出本发明涉及的立体造型物的结构的示意图，图2A是俯视图，图2B是第一实施方式的剖视图，图2C是第二实施方式的剖视图。
图3是说明本发明涉及的加饰立体物的外观图。
图4是示意性地示出本发明的第一实施方式涉及的立体造型物形成片的结构的剖视图。
图5是示出本发明涉及的立体造型物以及加饰立体物的制造方法的流程的流程图。
图6是说明本发明的第一实施方式涉及的立体造型物的制造方法中的工序的示意图，图6A示出基材层叠工序中的剖视图，图6B示出热膨胀层形成工序以及墨水容纳层形成工序中的剖视图，图6C示出光热变换层印刷工序以及图像印刷工序中的剖视图，图6D示出光照射工序中的剖视图。
图7是说明本发明的第二实施方式涉及的立体造型物形成片的结构以及立体造型物的制造方法中的工序的示意图，图7A是立体造型物形成片的剖视图，图7B示出基材层叠工序中的剖视图，图7C示出热膨胀层形成工序以及墨水容纳层形成工序中的剖视图，图7D示出光热变换层印刷工序中的剖视图，图7E示出图像印刷工序中的剖视图。
具体实施方式
以下，参照各图对用于实施本发明的方式进行详细说明。但是，以下所示的方式是对用于将本实施方式的技术思想具体化的立体造型物的例示，并不限定于以下方式。关于附图所示的构件，为了使说明清楚，有时会对大小、位置关系等进行夸大，此外，有时会简化形状。此外，在以下的说明中，对于相同的或同质的构件、工序，将标注相同的附图标记，并适当省略说明。
(第一实施方式：立体造型物)
参照图1、图2、以及图3对本发明的第一实施方式涉及的立体造型物的结构进行说明。图1是本发明涉及的立体造型物的外观图。图2是示出本发明涉及的立体造型物的结构的示意图，图2A是俯视图，图2B是第一实施方式的剖视图，图2C是第二实施方式的剖视图。图3是说明本发明涉及的立体造型物的使用例的图，是本发明涉及的加饰立体物的外观图。在本说明书中，所谓立体造型物，是通过使一部分较厚而在一面侧的表面具有凹凸的片状的印刷物，特别是，将在所述一面侧的表面具有色彩的立体造型物适当地称为立体图像。
如图1所示，本发明的第一实施方式涉及的立体图像(立体造型物)1是片状的可挠性构件，在一个面(表面)形成有图像和附随于该图像的凹凸。在此，立体图像1，如图2A、图2B所示，描绘有葡萄的图案，该葡萄的果实颗粒隆起而变高(厚度大)，叶子比颗粒隆起得低，背景最低且平坦。此外，虽然立体图像1的整体的形状为正方形，但是能够根据目的而适当地选择形状、大小等。立体图像1还具有伸缩性，如图1所示，能够变形为球面、双曲抛物面那样的三维曲面形状，粘贴到具有所述曲面的如图3A所示的物品B来制造加饰立体物8。因此，立体图像1能够没有松弛、破裂地粘贴于任意的形状的物品的表面(在后述的制造方法中将详细说明)。物品例如是家具等日用品，此外，例如是饮料瓶等容器、包装材料等，没有特别限定。
如图2B所示，本实施方式涉及的立体图像1具备：第一基材21；在上表面(表面)具有凹凸的热膨胀层3；以大致一样的厚度设置在热膨胀层3上的整个面的墨水容纳层4；以及形成在墨水容纳层4的表面、即该立体图像1的表面而构成图像的色彩层6。立体图像1进一步在背面整体、即第一基材21的下表面具备粘接层23。另外，在本说明书中，只要没有另外记载，就将图2B及其它剖视图中的上下同样作为上下而进行说明。立体图像1使用图4所示的热膨胀性片材(立体造型物形成片)10来制造。
(第一实施方式：热膨胀性片材)
以下参照图4对用于立体图像1的热膨胀性片材10的结构进行说明。图4是示意性地示出本发明的第一实施方式涉及的立体造型物形成片的结构的剖视图。如图4所示，本实施方式涉及的热膨胀性片材10具备：层叠第一基材21以及第二基材22而成的基材2；以均匀的厚度设置在基材2的第一基材21侧的整个面的热膨胀层3；以及以均匀的厚度设置在热膨胀层3上的整个面的墨水容纳层4。进而，基材2在第一基材21与第二基材22之间具备粘接层23。热膨胀性片材10是用于分别在表面(上表面)印刷构成色彩层6的彩色墨水并在背面印刷构成光热变换层5(参照图6C)的黑色墨水的被印刷物。热膨胀性片材10只要是立体图像1以上的尺寸即可，设为与用于形成光热变换层5以及色彩层6的印刷机对应的尺寸，例如为A3纸尺寸。
(基材)
基材2用表面对软质的热膨胀层3进行支承，使热膨胀性片材10作为被印刷物具有充分的强度(刚性)，此外，具有在热膨胀层3部分地膨胀时不会产生褶皱或较大地起伏的程度的强度(刚性)，此外，具有与形成热膨胀层3时的涂敷装置、印刷机的搬运机构对应的可挠性。此外，基材2具有耐热性。在本说明书中，所谓耐热性，是指对立体图像的制造时的温度的耐热性，特别是，对用于使热膨胀层3膨胀的加热温度的耐热性。基材2具有从表面(形成热膨胀层3的面)侧起依次层叠了第一基材21、第二基材22的层叠构造，进而，使粘接层23介于第一基材21与第二基材22之间并设为能够剥离的结构。即，第一基材21、第二基材22、粘接层23分别具有耐热性，另一方面，只要在层叠构造的基材2的状態下具有所述强度即可。此外，如后所述，热膨胀性片材10在背面、即基材2的第二基材22侧的面印刷释放热的光热变换层5。基材2优选整体的厚度小至可确保所述强度的程度，使得该热容易传播到热膨胀层3，进而，优选第一基材21、第二基材22、粘接层23各自的导热性高。
第一基材21的伸缩性比第二基材22高，在立体图像1中，第一基材21进行加固使得软质的热膨胀层3不会破损等，同时能够与热膨胀层3一起通过外力而伸长。为此，第一基材21优选拉伸率为与热膨胀前的热膨胀层3相同程度或比热膨胀前的热膨胀层3低，更优选为立体图像1的伸缩性最低的区域(厚度最大的区域)以上。进而，第一基材21优选能够与热膨胀层3一起伸缩。根据能够伸缩的第一基材21，立体图像1不仅会由于外力而伸长，还会收缩而恢复为伸长前的形状，因此向物品的粘贴变得容易，此外，能够用于椅子的座面那样的具有缓冲性的物品。此外，第一基材21优选具有与热膨胀层3同等以上的耐久性，进而，根据立体图像1的用途而具有耐水性。此外，第一基材21设为表面与热膨胀层3的密接性好且背面与粘接层23的密接性好的构造。具体地，第一基材21为树脂膜，包含从聚乙烯类、聚丙烯类、聚乙烯醇类、聚氯乙烯类、聚氨酯类、或它们的共聚物等中选择的树脂，配合树脂的种类而形成为可得到所需的强度、拉伸率等的厚度。
第二基材22是主要确保基材2的强度(刚性)的构件，抑制基材2的伸缩性，进而抑制热膨胀性片材10的伸缩性，使得在印刷机、光照射装置的搬运辊等搬运机构中保持形状。因此，第二基材22优选实质上没有伸缩性。此外，第二基材22设为能够在背面印刷墨水的材料，或者在背面具备与后述的墨水容纳层4同样的墨水容纳层(未图示)。此外，虽然第二基材22在热膨胀性片材10(基材2)中隔着粘接层23层叠第一基材21，但是在制造立体图像1时，最终会被除去，粘接层23会残留在立体图像1的背面(参照图2B)。因此，第二基材22设为比第一基材21容易从粘接层23剥离的表面。具体地，第二基材22能够应用对优质纸、牛皮纸等实施了硅酮树脂加工的材料、包含聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等的没有伸缩性的树脂膜。
粘接层23是在基材2中使第一基材21与第二基材22粘合的粘接剂，并且是在立体图像1中将该立体图像1粘贴到物品的粘接剂。为此，粘接层23优选为具有与第一基材21和物品及其用途对应的粘着力、耐水性等特性的公知的材料，此外，优选为在热膨胀层3部分地膨胀时不会由于第一基材21欲追随其进行变形而从第二基材22剥离的具有强的粘着性和充分的耐热性的材料。
作为包含上述的第一基材21、第二基材22、以及粘接层23的基材2，能够沿用市售的、若剥掉剥离纸则能够拉伸的用于密封件的贴纸(Tack paper)。
(热膨胀层)
热膨胀层3通过部分地膨胀而在立体图像1中在表面形成凹凸。这样的热膨胀层3是应用于公知的热膨胀性片材的、含有热膨胀性的微囊且将热可塑性树脂作为粘合剂而以均匀的厚度t0形成在基材2上的膜。微囊由热可塑性树脂形成，内含挥发性溶剂，虽然也取决于所述热可塑性树脂、挥发性溶剂的种类，但是若加热至大约80℃以上，则膨胀为与加热温度进而与加热时间相应的大小。即，立体图像1在热膨胀性片材10的热膨胀层3被加热的区域中限定性地发泡，根据加热温度等通过气泡而膨胀且厚度增大，其结果是，未固定于基材2的表面隆起而形成凹凸。对热膨胀层3进行的这样的部分的加热通过形成在热膨胀性片材10的背面的包含黑色墨水的光热变换层5(参照图6C)、或者像后述的变形例那样形成在热膨胀性片材10A的表面的同样包含黑色墨水的光热变换层5A(参照图2C)对光进行变换而释放热来进行。进而，热膨胀层3优选根据需要而含有氧化钛等白色颜料使底色变白，使得形成在表面的色彩层6呈现鲜明的外观。或者，热膨胀层3也可以根据立体图像1的外观而用黑色以外(不含有碳黑)的颜料着色为所希望的颜色。此外，根据立体图像1的用途而具有耐水性。
热膨胀层3最大膨胀为膨胀前的10倍程度的厚度，根据所希望的最大凹凸差对在膨胀前的热膨胀性片材10中的厚度t0进行设计，即，对在不使其膨胀的区域(图案的背景等)中的厚度t0进行设计。此外，热膨胀层3在膨胀前具有伸缩性，而且在作为立体图像1而膨胀后的至少厚度t0处具有伸缩性。另外，膨胀后的热膨胀层3具有如下倾向，即，相对于厚度t0越厚，即，膨胀量越多，该区域的伸缩性越下降。
(墨水容纳层)
因为热膨胀层3一般为疏水性且在膨胀前难以使墨水附着，所以为了使构成色彩层6的墨水附着，在热膨胀性片材10的最表面设置墨水容纳层4。关于墨水容纳层4，应用用于一般的喷墨打印机印刷纸张的墨水容纳层，包含在空隙吸收墨水的多孔质的二氧化硅、氧化铝、溶胀而吸收墨水的高吸水性聚合物等，根据材料等而形成为10～几十μm程度的厚度。
(光热变换层)
光热变换层5是在制造立体图像1时除了该立体图像1的厚度成为最小的(图2B所示的厚度为t0的)区域以外如图6C所示地形成在热膨胀性片材10的背面的黑色图案。因此，在立体图像1中，光热变换层5与基材2的第二基材22一同被除去而未设置。光热变换层5是吸收特定的波长区域的光、例如近红外线光(波长为780nm～2.5μm)并变换为热而释放的层，具体地，包含含有碳黑的一般的印刷用的黑色(K)墨水。光热变换层5根据浓淡、即碳黑的浓度使照射了光时的发热温度变化，并根据该温度使膨胀前的热膨胀层3膨胀，在立体图像1的表面形成凹凸。因此，从表面侧观察，光热变换层5通过灰度印刷(gray scaleprinting)向立体图像1的想要设为更高的凸状的区域印刷得更浓，此外，由于印刷在热膨胀性片材10的背面，因此设为镜像。另外，只要能变换为热，则不限于光，还能够应用包含电波等的电磁波。在本说明书中，所谓“光”，只要没有另外记载，就设为通过光热变换层5的碳黑变换为热的近红外线光。
返回到立体图像1的结构，关于各要素，对热膨胀性片材10没有的、不同的要素进行说明。第一基材21除平面的形状以外与热膨胀性片材10相同。墨水容纳层4追随热膨胀层3的上表面的变形而进行被覆。
(热膨胀层)
热膨胀层3是立体图像1中的主要部件，是厚度按每个区域而不同使得在一个面(表面)形成凹凸的膜，表面的高度最低的、即最薄的区域的厚度为t0，是均匀的。热膨胀层3在立体图像1中也具有可挠性以及伸缩性，如上所述，存在更厚的区域的可挠性以及伸缩性下降的倾向。因此，立体图像1优选将表面的凹凸形状，特别是，凸部的膨胀高度以及最大长度等设计为，能够在加饰立体物8根据粘贴该立体图像1的物品B的表面形状而进行变形。
(色彩层)
色彩层6包含一般的印刷用的青色(C)、洋红色(M)、黄色(Y)的彩色墨水，例如通过全色印刷而在立体图像1的表面、即墨水容纳层4上形成所希望的图像图案。根据印刷方式，色彩层6也可以还包含白色墨水。另外，色彩层6中的黑色通过所述三色的彩色墨水的混色来表现，不使用含有碳黑的黑色墨水。色彩层6根据立体图像1的用途例如应用颜料类墨水，使得具有耐水性。
(加饰立体物)
参照图3对本发明的实施方式涉及的加饰立体物的结构进行说明。如图3A所示，物品B是一般的形状的酒瓶，立体图像1从物品B的球面形状的肩部起粘贴至柱面形状的瓶体部，用作对物品B进行装饰的标签。另外，立体图像1并不限于粘贴于这样的物品的表面的一部分的小的立体图像。例如，如图3B所示，立体图像1C(图中，附上了网格的区域)在座面具有平缓的双曲抛物面的背座一体的椅子即物品C上粘贴到其表面侧(座面以及靠背前表面)整体。
(立体图像以及加饰立体物的制造方法)
(立体图像的制造装置)
对在本发明涉及的热膨胀性片材以及立体图像的制造中使用的装置简洁地进行说明。在热膨胀性片材10的制造中，使用在基材2上形成膨胀前的热膨胀层3的涂敷装置，进而，根据需要，为了将热膨胀性片材10加工为所希望的尺寸而使用对纸等进行裁切的公知的裁切机。在立体图像1的制造中，使用：在热膨胀性片材10印刷光热变换层5以及色彩层6的印刷机；以及通过对热膨胀性片材10照射近红外线光，从而对光热变换层5进行加热，使热膨胀层3膨胀的光照射装置。
涂敷装置是将涂料涂敷到纸等片状的基材而形成均匀的厚度的涂膜的装置，能够应用基于棒涂(bar coater)、辊涂(roll coater)、喷涂(spray)等方式的公知的装置，特别是，优选适合于均匀的厚涂的棒涂方式。
印刷机是印刷光热变换层5、色彩层6的印刷机，根据印刷品质、生产方式(大量生产、少量生产)等而应用胶印(offset)、喷墨等公知的印刷机。此外，印刷机设为能够应对作为被印刷物的热膨胀性片材10的尺寸以及厚度的规格，进而，设为被印刷物不会被加热至热膨胀层3的热膨胀开始温度以上(例如，80℃程度以上)的方式。印刷机能够用相同的一台来分开使用墨水而对光热变换层5、色彩层6进行印刷，或者印刷光热变换层5的印刷机和印刷色彩层6的印刷机也可以是不同的方式的印刷机。
光照射装置是对热膨胀性片材10的形成了光热变换层5的表面照射光而对热膨胀层3进行加热的装置，能够应用用于由热膨胀性片材来形成立体造型物的公知的装置，设为能够应对作为被照射物的立体图像1的厚度的规格。详细地，光照射装置主要具备：像印刷机那样将片状的被照射物向一个方向进行搬运的搬运机构；对包含被光热变换层5变换为热的近红外线光的光进行辐射的光源；反射板；以及对该光照射装置进行冷却的冷却器。光源例如是卤素灯，遍及被照射物的整个宽度而设置。反射板为了从光源向被照射物高效地照射光，形成为大致半圆柱的柱面形状的曲面，在内侧具有镜面，覆盖光源的与被照射物对置侧的相反侧。冷却器是空冷方式的风扇、水冷方式的散热器等，设置在反射板的附近。
(立体图像的制造方法)
参照图5、图6并适当地参照图2以及图4对第一实施方式涉及的立体图像的制造方法进行说明。图5是示出实施方式涉及的立体图像的制造方法的流程的流程图。图6是说明本发明的第一实施方式涉及的立体造型物的制造方法中的工序的示意图，图6A示出基材层叠工序中的剖视图，图6B示出热膨胀层形成工序以及墨水容纳层形成工序中的剖视图，图6C示出光热变换层印刷工序以及图像印刷工序中的剖视图，图6D示出光照射工序中的剖视图。如图5所示，本实施方式涉及的立体图像的制造方法依次进行制造热膨胀性片材10的热膨胀性片材制造工序S10、光热变换层印刷工序S20、图像印刷工序S30、以及光照射工序S40。此后，进一步依次进行基材剥离工序S52和粘贴工序S53而制造加饰立体物8，并根据需要在粘贴工序S53之前进行切断工序S51。此外，在热膨胀性片材制造工序S10中，依次进行基材层叠工序S11、热膨胀层形成工序S12、以及墨水容纳层形成工序S13，进而，此后根据需要进行裁切工序S14。
在基材层叠工序S11中，如图6A所示，制造基材2的原纸(base paper)20。原纸20是裁切前的基材2，是与在后续的热膨胀层形成工序S12以及墨水容纳层形成工序S13中使用的涂敷装置对应的大小的例如卷绕纸。在基材层叠工序S11中，用粘接层23使分别为原纸20的尺寸的第一基材21和第二基材22粘合。
在热膨胀层形成工序S12中，在原纸20的第一基材21侧的面(表面)上形成热膨胀层3(参照图6B)。将热膨胀性的微囊、白色颜料、以及热可塑性树脂溶液混合而调制浆料，用涂敷装置将浆料涂敷到原纸20并使其干燥，进而，根据需要进行多重涂敷，形成一定的所希望的厚度t0的热膨胀层3。
在墨水容纳层形成工序S13中，如图6B所示，在热膨胀层3上形成墨水容纳层4。与热膨胀层形成工序S12同样地，调制墨水容纳层4的材料的浆料，用涂敷装置将浆料涂敷到原纸20上的热膨胀层3并使其干燥，形成给定的厚度的墨水容纳层4。
在裁切工序S14中，切断原纸20及其上的热膨胀层3、墨水容纳层4，得到与在后续的光热变换层印刷工序S20以及图像印刷工序S30中使用的印刷机对应的尺寸的热膨胀性片材10(参照图4)。
在光热变换层印刷工序S20中，如图6C所示，在热膨胀性片材10的背面(基材2侧的面)用黑色墨水印刷光热变换层5。进而，在图像印刷工序S30中，如图6C所示，在热膨胀性片材10的表面的墨水容纳层4上用彩色墨水印刷色彩层6。
在光照射工序S40中，对热膨胀性片材10的印刷了光热变换层5的一侧的面(背面)照射光。若光入射到光热变换层5并被吸收，则会变换为热，热从基材2的背面向表面传播，如图6D所示，热膨胀层3被加热至与光热变换层5的浓淡对应的温度而膨胀，表面隆起而形成凹凸。虽然热膨胀层3的加热温度也取决于该热膨胀层3的材料，但是优选设为大约80℃以上，并与光热变换层5的浓淡对应地分布在100～120℃的范围内。设定光照射装置的光源的输出、搬运速度，使得被变换为这样的温度的量的光入射到光热变换层5。
在切断工序S51中，将图6D所示的热膨胀层3膨胀了的热膨胀性片材10(称为带剥离纸的立体图像1B)切成所希望的形状。例如，能够切掉能够由印刷机进行印刷的区域外的未形成色彩层6的边缘，或者能够做成为不适合印刷机、光照射装置的形状，并根据形状通过利用了裁切机的切断、冲裁加工、或者使用了剪刀等的手工作业等进行加工。
在基材剥离工序S52中，从带剥离纸的立体图像1B的背面剥掉第二基材22，得到图2A、图2B所示的立体图像1。
在粘贴工序S53中，将立体图像1用背面的粘接层23粘贴到所希望的物品的表面，得到图3A所示的加饰立体物8。此时，在使立体图像1沿着物品B的表面的形状部分地或整体地拉伸的同时进行粘贴，由此能够使得中间没有气泡，此外，能够使得不在立体图像1产生松弛、破裂等。此外，如图3B所示的向物品C的粘贴能够通过皮革覆盖加工等对物品粘贴公知的装饰片的方法来进行。
(变形例)
为了将热膨胀性片材10设为与在工序S20、S30、S40中分别使用的装置(印刷机、光照射装置)对应的被印刷物等的尺寸，裁切工序S14可以在任一阶段进行，此外，可以进行多次。光热变换层印刷工序S20和图像印刷工序S30也可以调换顺序。关于切断工序S51，只要能够进行对具有伸缩性的立体图像1的加工，则也可以在基材剥离工序S52之后进行。
立体图像1不具备作为黑色图案的光热变换层5，因此呈现色彩层6鲜明的外观，此外，能够在未设置色彩层6的区域中，将热膨胀层3形成为凸状。进而，立体图像1也可以设为如下结构，即，完全不具备色彩层6，将热膨胀层3的底色作为外观。用于制造这样的立体图像1的热膨胀性片材10也可以在表面不具备墨水容纳层4。
如图2所示，在热膨胀层3的膨胀了的全部区域设置了色彩层6的立体图像1中，光热变换层5也可以印刷在热膨胀性片材10的表面。因此，在光照射工序S40中，对热膨胀性片材10的表面照射光，基材2也可以不是容易传播热的构造。像这样制造的立体图像1在色彩层6下具备光热变换层5(5A)(参照图2C)。关于这样的立体造型物的结构，将在后述的第二实施方式中说明。
(第二实施方式：立体造型物)
虽然第一实施方式涉及的立体图像(立体造型物)1设为在使用前(粘贴到物品前)剥掉背面的第二基材22且均具有伸缩性的热膨胀层3和第一基材21几乎占据整体的结构，但是也能够设为以具备了伸缩性不同的两层构造的基材的状態来使用的结构。以下，参照图2A、图2C并适当地参照图1、图3对本发明的第二实施方式涉及的立体造型物进行说明。对于与上述实施方式(参照图1～6)相同的要素，标注相同的附图标记，并省略说明。
如图1所示，本发明的第二实施方式涉及的立体图像(立体造型物)1A与第一实施方式涉及的立体图像1同样地是片状的可挠性构件，如图2A、图2C所示，在表面形成有图像和附随于该图像的凹凸，表面侧的外观与立体图像1相同。而且，立体图像1A在背面涂敷粘接剂，并如图3所示，与立体图像1同样地粘贴到物品B、C而制造加饰立体物8、8A。
如图2A、图2C所示，本实施方式涉及的立体图像1A具备：基材2A；在上表面(表面)具有凹凸的热膨胀层3；以大致一样的厚度设置在热膨胀层3上的整个面的墨水容纳层4；形成在墨水容纳层4的表面的作为黑色图案的光热变换层5A；以及形成在该立体图像1A的表面而构成图像的色彩层6。基材2A从下起依次层叠第一基材21A、第二基材22A而成，第一基材21A的伸缩性比第二基材22A高。因此，立体图像1A是如下构造，即，代替图2B所示的立体图像1的第一基材21而具备基材2A，并在色彩层6下追加了光热变换层5A。在这样的立体图像1A中，释放热的光热变换层5A仅隔着薄的墨水容纳层4形成在热膨胀层3上，因此在制造时热容易从光热变换层5A传播到热膨胀层3，光热变换层5A中的黑色墨水的浓淡容易反映到膨胀高度，能够将表面形成为高低差清楚的且微小的凹凸形状。
(第二实施方式：热膨胀性片材)
以下参照图7A对用于立体图像1A的热膨胀性片材10A的结构进行说明。图7A是示意性地示出本发明的第二实施方式涉及的立体造型物形成片的结构的剖视图。如图7A所示，本实施方式涉及的热膨胀性片材10A具备：层叠第一基材21A以及第二基材22A而成的基材2A；以均匀的厚度设置在基材2A的第二基材22A侧的整个面的热膨胀层3；以及以均匀的厚度设置在热膨胀层3上的整个面的墨水容纳层4。热膨胀性片材10A是用于在表面(上表面)印刷构成光热变换层5A的黑色墨水和构成色彩层6的彩色墨水的被印刷物。热膨胀性片材10A与第一实施方式的热膨胀性片材10同样地是立体图像1A以上的尺寸即可，设为与用于形成立体图像1A的光热变换层5A以及色彩层6的印刷机对应的尺寸。
基材2A具有从表面(形成热膨胀层3的面)侧起依次层叠了第二基材22A、伸缩性比第二基材22A高的第一基材21A的层叠构造，层叠顺序与第一实施方式的基材2相反。此外，在基材2A中，第一基材21A与第二基材22A密接性良好地层叠，可以不是能够剥离的构造。此外，基材2A可以不是容易使热传播的构造，因此，热膨胀性片材10A能够厚膜化至能够与印刷机、光照射装置对应的厚度。而且，基材2A在能够与涂敷装置、印刷机对应的范围内具有可挠性和伸缩性，像在第一实施方式的基材2中说明的那样，具有与热膨胀性片材10A以及立体图像1A的制造对应的强度(刚性)。因此，具备这样的基材2A的热膨胀性片材10A虽然整体具有伸缩性，但是例如能够通过厚膜化来确保必要的强度确保。
第一基材21A以及第二基材22A均优选具有与热膨胀层3同等以上的耐久性，此外，根据立体图像1A的用途而具有耐水性。第一基材21A的伸缩性比第二基材22A高，第一基材21A设置在立体图像1A的背面，容易将立体图像1A粘贴于具有曲面、棱的形状的物品。第一基材21A与第一实施方式的第一基材21同样地，优选能够通过外力而伸长，进而优选能够伸缩。另一方面，在本实施方式中，难以仅通过第二基材22A来得到立体图像1A的制造所需的强度(刚性)，因此第一基材21A也设计为具有某种程度的强度。第一基材21A为树脂膜，利用在第一基材21的材料中列举的树脂形成为可得到所需的强度、拉伸率等的厚度。
第二基材22A在热膨胀性片材10A中、进而在立体图像1A中作为被第一基材21A和热膨胀层3夹着的芯材进行加固，使得热膨胀层3不会破损等。为此，第二基材22A的伸缩性比第一基材21A以及热膨胀前的热膨胀层3低。另一方面，第二基材22A优选能够通过一定以上的外力而伸长。具体地，第二基材22A设为使热膨胀性片材10A不会由于印刷机、光照射装置的搬运机构而变形的程度。此外，第二基材22A设为表面与热膨胀层3密接性良好的构造。第二基材22A为虽然拉伸率比第一基材21A低但是具有某种程度的拉伸率的树脂膜，从在第一基材21的材料中列举的树脂选择可得到所希望的机械特性的材料。此外，第二基材22A优选与第一基材21A合起来薄至可得到所需的强度的程度，使得立体图像1A容易变形，并优选比第一基材21A薄。
热膨胀层3以及墨水容纳层4是与第一实施方式涉及的热膨胀性片材10的要素同样的结构。以下，返回到立体图像1A的结构，关于各要素，对热膨胀性片材10A没有的、不同的要素进行说明。基材2A除了平面的形状以外与热膨胀性片材10A相同。热膨胀层3、墨水容纳层4、以及色彩层6是与第一实施方式涉及的立体图像1的要素同样的结构。
(光热变换层)
光热变换层5A与第一实施方式的光热变换层5同样地，是吸收光而变换为热并释放的层，包含黑色墨水。相对于以镜像形成在热膨胀性片材10的背面的光热变换层5，形成在表面的光热变换层5A是正像。此外，如上所述，因为在立体图像1A的制造时释放的热容易传播到热膨胀层3，所以与光热变换层5相比较，光热变换层5A形成为，相对于被照射的光，黑色墨水的浓度低(淡)。此外，光热变换层5A优选设计为浓度低(淡)，使得不会透过被覆在上方并形成在立体图像1A的表面的色彩层6而对外观造成影响。
(立体图像以及加饰立体物的制造方法)
(立体图像的制造方法)
参照图5、图7以及适当地参照图2对第二实施方式涉及的立体图像的制造方法进行说明。图7B～图7E是说明本发明的第二实施方式涉及的立体造型物的制造方法中的工序的示意图，图7B示出基材层叠工序中的剖视图，图7C示出热膨胀层形成工序以及墨水容纳层形成工序中的剖视图，图7D示出光热变换层印刷工序中的剖视图，图7E示出图像印刷工序中的剖视图。此外，在本实施方式涉及的立体图像的制造中使用的装置像在第一实施方式中说明的那样。如图5所示，本实施方式涉及的立体图像的制造方法与第一实施方式同样地，依次进行热膨胀性片材制造工序S10、光热变换层印刷工序S20、图像印刷工序S30、以及光照射工序S40。此后，根据需要，在进行了切断工序S51之后进行粘贴工序S53。另外，与第一实施方式不同，不进行基材剥离工序S52。像在第一实施方式中说明的那样，在热膨胀性片材制造工序S10中，依次进行基材层叠工序S11、热膨胀层形成工序S12、以及墨水容纳层形成工序S13，进而，此后根据需要进行裁切工序S14。以下，对制造第二实施方式涉及的立体图像1A的各工序，特别是，与制造第一实施方式涉及的立体图像1的工序不同的工序进行详细说明。
在基材层叠工序S11中，如图7B所示，制造基材2A的原纸20A。原纸20A是裁切前的基材2A，是与在后续的热膨胀层形成工序S12以及墨水容纳层形成工序S13中使用的涂敷装置对应的大小的例如卷绕纸。在基材层叠工序S11中，例如将分别为原纸20A的尺寸的第一基材21A和第二基材22A进行热压接而粘合。
在热膨胀层形成工序S12以及墨水容纳层形成工序S13中，如图7C所示，在原纸20A的第二基材22A侧的面(表面)上依次形成热膨胀层3、墨水容纳层4。接着，通过裁切工序S14得到热膨胀性片材10A(参照图7A)。这些工序S12、S13、S14能够分别与第一实施方式同样地进行。
在光热变换层印刷工序S20中，如图7D所示，在热膨胀性片材10A的表面的墨水容纳层4上用黑色墨水印刷光热变换层5A。接着，在图像印刷工序S30中，如图7E所示，在热膨胀性片材10A的表面的墨水容纳层4上以及光热变换层5A上用彩色墨水印刷色彩层6。
在光照射工序S40中，对热膨胀性片材10A的印刷了光热变换层5A的一侧的面(表面)照射光。除了照射光的面以外，像在第一实施方式中说明的那样。由此，如图2C所示，热膨胀层3被加热至与光热变换层5A的浓淡对应的温度并膨胀，表面隆起而形成凹凸。接着，与第一实施方式同样地进行切断工序S51，得到图2A、图2C所示的立体图像1A。
在粘贴工序S53中，在立体图像1A的背面(第一基材21A的背面)以及物品B的表面的粘贴立体图像1A的区域的一方或双方涂敷粘接剂而使彼此粘合，得到图3A所示的加饰立体物8。粘接剂只要与物品B和第一基材21A的各材料对应并具有与物品B的用途相应的粘着力、耐水性等特性即可，能够选择公知的材料。在本实施方式涉及的立体图像1A中，层叠构造中的中间的第二基材22A的伸缩性相对低，因此优选以该第二基材22A为芯(轴)，沿着物品B的表面形状，使热膨胀层3以及第一基材21A中的一方拉伸并使另一方收缩地进行变形。此外，立体图像1A与第一实施方式涉及的立体图像1同样地，还能够粘贴到如图3B所示的物品C。
(变形例)
立体图像1A也可以在光热变换层5A上且在色彩层6下用白色墨水等形成隐藏层(未图示)。隐藏层至少设置在形成了光热变换层5A的区域，且也可以设置在形成色彩层6的区域整体、立体图像1A的整个面。通过隐藏层，色彩层6呈现更加鲜明的外观，特别是，在存在色彩层6的颜色淡的区域的情况下、在未设置色彩层6的区域设置了光热变换层5A的情况下，是优选的。为此，在立体图像1A的制造中，在光热变换层印刷工序S20之后，且在图像印刷工序S30之前进行利用了白色墨水等的印刷。
虽然在本实施方式中，基材2A设为在某种程度上抑制了伸缩性、拉伸率的构造，使得热膨胀性片材10A具有立体图像1A的制造所需的强度(刚性)，但是通过做成为更加容易伸长的热膨胀性片材10A，从而可得到容易粘贴到具有曲率高的曲面的物品的立体图像1A。关于这样的热膨胀性片材10A，对印刷机以及光照射装置应用不具备被处理物的搬运机构的印刷机以及光照射装置。例如像丝网印刷机那样，设为如下样式，即，将被印刷物固定在平板状的载置台，按每个载置台使被印刷物移动，或者使印刷头移动。为此，热膨胀性片材10A通过对置的两个边或四个边的边缘固定于载置台，只要中央部不从载置台浮起即可。此外，在光照射装置中，例如在载置台具备静电吸附机构，对热膨胀性片材10A的背面整体进行固定。
像以上那样，根据本发明，可容易地得到具有可挠性和伸缩性且能够粘贴到所希望的形状的曲面的立体造型物。即，根据本发明，相互独立地制造了作为被装饰构件而具有宏观的立体形状(例如宏观的起伏表面)的物品、和作为装饰构件具有微观的表面凹凸的片状的立体造型物，并将作为装饰构件的片状的立体造型物粘贴到作为被装饰构件的物品，因此对于比较大的物品，也能够容易地实施比较细致的装饰。而且，因为此时利用形成了热膨胀层的片材来制造装饰构件，即，因为对层叠于热膨胀层的光热变换层(电磁波热变换层)照射给定的波长的光(电磁波)而形成了成为装饰的微观的表面凹凸，所以尽管是微观的表面凹凸，仍能够对比较宽的区域高精度地、统一地形成该微观的表面凹凸，能够使制造生产能力提高。进而，因为提高了装饰构件的伸缩性，所以能够将该装饰构件沿着具有宏观的立体形状的物品的表面进行粘贴。
本发明涉及的立体造型物的用途不限于装饰构件。立体造型物，特别是，热膨胀层3的发泡而膨胀的部分具有弹性，因此能够应用于发泡片材、气垫那样的片状的缓冲材料。例如，将膨胀的部分规则地重复配置为所希望的图形、文字等的形状并配合所述形状印刷了色彩层6的立体图像1(1A)，能够兼作包装纸那样的包装材料。此外，热膨胀层3会在使其膨胀时的温度以上熔融，因此还能够将立体图像1(1A)重叠并热压接而加工成袋状等来进行使用。此外，立体造型物能够容易地形成所希望的凹凸形状，因此，例如能够应用于具有微小且复杂的凹凸的母板等电子电路基板的缓冲材料。这样的立体造型物按每个电子电路基板的型号形成凹凸，使得与搭载的各种电子部件的大小、位置对应地嵌合。另外，可以设为在完成后没有光热变换层5的立体图像1(参照图2B)，也可以像立体图像1A(参照图2C)那样通过在表面形成光热变换层5A，从而赋予基于黑色墨水的碳的导电性。这样的作为缓冲材料的立体造型物可以不形成色彩层6，或者，也可以印刷作为保护的对象的电子电路基板的型号或与电子电路基板重叠时的位置对齐用的标记等。此外，立体造型物还能够将发泡而膨胀的热膨胀层3作为绝热材料，粘贴到墙壁、窗户等建筑材料而进行使用。这样的立体造型物通过配合窗框等的台阶而形成凹凸，从而容易无间隙地粘贴于建筑材料，此外，通过凹凸与色彩层6组合而形成为木纹风格、花砖风格等，从而还能够像壁纸那样兼作装饰。
本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内进行变更实施。

Claims (17)

1.一种立体造型物形成片，具备：热膨胀层，若加热至给定的温度以上则膨胀；以及基材，在一面上层叠所述热膨胀层，所述立体造型物形成片在至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层，所述立体造型物形成片的特征在于，
所述基材层叠第一基材和第二基材而成，所述第一基材的伸缩性比所述第二基材高。
2.根据权利要求1所述的立体造型物形成片，其特征在于，
所述热膨胀层层叠在所述基材的所述第一基材侧，所述第二基材能够从所述第一基材剥离。
3.根据权利要求2所述的立体造型物形成片，其特征在于，
所述基材在所述第一基材与所述第二基材之间具备粘接层。
4.根据权利要求1所述的立体造型物形成片，其特征在于，
所述热膨胀层层叠在所述基材的所述第二基材侧，所述第二基材层叠于所述第一基材。
5.根据权利要求1所述的立体造型物形成片，其特征在于，
所述第一基材是树脂膜，是包含聚乙烯类、聚丙烯类、聚乙烯醇类、聚氯乙烯类、聚氨酯类的树脂。
6.一种立体造型物，具备：热膨胀层，通过加热至给定的温度以上而膨胀；以及基材，在一面上层叠所述热膨胀层，所述立体造型物在所述热膨胀层侧的表面形成有由所述热膨胀层的膨胀量之差造成的凹凸，所述立体造型物的特征在于，
所述基材层叠第一基材和第二基材而成，所述第一基材的伸缩性比所述第二基材高。
7.根据权利要求6所述的立体造型物，其特征在于，
所述热膨胀层层叠在所述基材的所述第一基材侧，所述第二基材能够从所述第一基材剥离。
8.根据权利要求7所述的立体造型物，其特征在于，
所述基材在所述第一基材与所述第二基材之间具备粘接层。
9.根据权利要求6所述的立体造型物，其特征在于，
所述热膨胀层层叠在所述基材的所述第二基材侧，所述第二基材层叠于所述第一基材。
10.根据权利要求6所述的立体造型物，其特征在于，
所述第一基材是树脂膜，是包含聚乙烯类、聚丙烯类、聚乙烯醇类、聚氯乙烯类、聚氨酯类的树脂。
11.一种立体造型物的制造方法，其特征在于，具备：
在片材的至少一个面设置电磁波热变换层的工序，其中，所述片材在基材上设置了热膨胀层；以及
凹凸形成工序，通过对所述电磁波热变换层照射给定的波长的电磁波，从而使与所述电磁波热变换层对应的区域的热膨胀层进行热膨胀，在所述片材的表面形成凹凸，
所述基材形成为至少两层构造，在所述两层间，伸缩性不同。
12.根据权利要求11所述的立体造型物的制造方法，其特征在于，
所述基材的两层中的一层的伸缩性比另一层的基材高，该一层为树脂膜，是包含聚乙烯类、聚丙烯类、聚乙烯醇类、聚氯乙烯类、聚氨酯类的树脂。
13.一种立体造型物的制造方法，所述立体造型物在表面具有凹凸，所述立体造型物的制造方法的特征在于，依次进行：
基材层叠工序，层叠第二基材和伸缩性比所述第二基材高的第一基材来制造基材；
热膨胀层形成工序，在所述基材的一面上形成若加热至给定的温度以上则膨胀的热膨胀层；
光热变换层印刷工序，在所述基材侧或所述热膨胀层侧的至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层；以及
光照射工序，照射光并使其到达所述光热变换层，在形成了所述光热变换层的区域使所述热膨胀层膨胀。
14.一种加饰立体物的制造方法，所述加饰立体物在表面的至少一部分具有凹凸，所述加饰立体物的制造方法的特征在于，依次进行：
基材层叠工序，层叠第二基材和伸缩性比所述第二基材高的第一基材来制造基材；
热膨胀层形成工序，在所述基材的一面上形成若加热至给定的温度以上则膨胀的热膨胀层；
光热变换层印刷工序，在所述基材侧或所述热膨胀层侧的至少一个面形成将吸收的光变换为热并释放的光热变换层；
光照射工序，照射光并使其到达所述光热变换层，在形成了所述光热变换层的区域使所述热膨胀层膨胀；以及
粘贴工序，将所述基材的另一面粘贴到物品的表面。
15.根据权利要求14所述的加饰立体物的制造方法，其特征在于，
在所述热膨胀层形成工序中，在所述第一基材侧的面形成所述热膨胀层，
在所述粘贴工序之前，还进行将所述第二基材从所述第一基材剥离而除去的基材剥离工序，
在所述粘贴工序中，将所述第一基材的背面粘贴到物品的表面。
16.根据权利要求15所述的加饰立体物的制造方法，其特征在于，
所述第一基材是树脂膜，是包含聚乙烯类、聚丙烯类、聚乙烯醇类、聚氯乙烯类、聚氨酯类的树脂。
17.一种加饰立体物的制造方法，其特征在于，
具有：将在表面形成了凹凸的片状的装饰构件粘贴到具有比所述凹凸宏观的起伏表面的物品的表面的工序，
在所述装饰构件中，至少粘贴到所述物品的粘贴面具有伸缩性，并且通过对层叠于热膨胀层的电磁波热变换层照射给定的波长的电磁波，从而形成有成为装饰的所述凹凸。
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