CN110614764A - 树脂成形片、树脂成形片的制造方法及造形物的制造方法 - Google Patents

树脂成形片、树脂成形片的制造方法及造形物的制造方法 Download PDF

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Abstract

一种树脂成形片、树脂成形片的制造方法及造形物的制造方法，树脂成形片(10)具备形成在基材(11)的一个面上且包含热膨胀性材料的热膨胀层(12)。热膨胀层(12)的断裂强度比热膨胀层(12)从基材(11)的剥离强度高，热膨胀层(12)能从基材(11)剥离。在树脂成形片(10)中，利用热转换层使热膨胀层(12)膨胀，使基材(11)追随热膨胀层(12)而变形，从而能简易地成形。另外，在基材(11)成形后能将热膨胀层(12)除去。

Description

树脂成形片、树脂成形片的制造方法及造形物的制造方法
技术领域
本发明涉及利用了包含根据所吸收的热量发泡而膨胀的热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形片和树脂成形片的制造方法以及使用了树脂成形片的造形物的制造方法。
背景技术
以往，作为电子设备的数字等的输入部，使用薄膜开关等开关。在薄膜开关中，例如使用实施了压花加工的树脂制成的片。另外，在压花加工中，使用凹状的模具和凸状的模具向期望的形状进行成形(例如，专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平6-8254号公报
发明内容
发明要解决的问题
在这种方法中，在树脂制成的片的成形之前，需要准备与要加工的形状相应的模具。因此，存在需要制造模具的成本和时间的问题。
特别是在试制品的制造阶段，加工模具使得开发所需的时间增多，因此已要求无需模具而容易地使树脂制成的片成形。
本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供能简易地成形的树脂成形片、树脂成形片的制造方法以及造形物的制造方法。
用于解决问题的方案
本发明的第1方面的树脂成形片在包括树脂的基材的一个面上设置有包含热膨胀性材料的热膨胀层，其特征在于，
上述热膨胀层的断裂强度比上述热膨胀层从上述基材的剥离强度高，上述热膨胀层能从上述基材剥离。
本发明的第2方面的树脂成形片在包括树脂的基材的一个面上设置有包含热膨胀性材料的热膨胀层，其特征在于，
还具备设置在上述基材与上述热膨胀层之间的中间层，
上述热膨胀层与上述基材之间的剥离强度比上述热膨胀层与上述中间层之间的剥离强度低，上述中间层和上述热膨胀层能从上述基材剥离。
本发明的第3方面的树脂成形片的制造方法的特征在于，
具备在包括树脂的基材的一个面上形成包含热膨胀性材料的热膨胀层的工序，
通过使上述热膨胀层的断裂强度比上述热膨胀层从上述基材的剥离强度高，使得上述热膨胀层能从上述基材剥离。
本发明的第4方面的树脂成形片的制造方法的特征在于，具备：
在包括树脂的基材的一个面上形成中间层的工序；以及
在上述中间层上形成包含热膨胀性材料的热膨胀层的工序，
通过使上述热膨胀层与上述基材的剥离强度比上述热膨胀层与上述中间层之间的剥离强度低，使得上述中间层和上述热膨胀层能从上述基材剥离。
本发明的第5方面的造形物的制造方法是使用了在基材的一个面上形成有包含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形片的造形物的制造方法，其特征在于，
上述热膨胀层的断裂强度比上述热膨胀层从上述基材的剥离强度高，上述热膨胀层能从上述基材剥离，
上述造形物的制造方法具备：
在上述热膨胀层和上述基材中的至少任意一方之上形成将电磁波转换为热的热转换层的工序；
将电磁波照射到上述热转换层，使上述热膨胀层膨胀，使上述基材追随上述热膨胀层的膨胀而变形的工序；以及
将上述热膨胀层从上述基材剥离的工序。
本发明的第6方面的造形物的制造方法是使用了在基材的一个面上形成有包含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形片的造形物的制造方法，其特征在于，
在上述热膨胀层与上述基材之间设置有中间层，上述热膨胀层与上述基材之间的剥离强度比上述热膨胀层与上述中间层之间的剥离强度低，从而上述中间层和上述热膨胀层能从上述基材剥离，
上述造形物的制造方法具备：
在上述热膨胀层和上述基材中的至少任意一方之上形成将电磁波转换为热的热转换层的工序；
将电磁波照射到上述热转换层，使上述热膨胀层膨胀，使上述基材追随上述热膨胀层的膨胀而变形的工序；以及
将上述热膨胀层从上述基材剥离的工序。
发明效果
根据本发明，能提供能简易地成形的树脂成形片和树脂成形片的制造方法以及使用了树脂成形片的造形物的制造方法。
附图说明
图1是示出实施方式1的树脂成形片的概要的截面图。
图2的(a)和图2的(b)是示出实施方式1的树脂成形片的制造方法的截面图。
图3的(a)是示出使实施方式1的树脂成形片的热膨胀层膨胀后的状态的图，图3的(b)是示出实施方式1的造形物的概要的图。
图4是示出造形物的一例的俯视图。
图5是示出实施方式1的造形物的制造方法中使用的造形系统的构成的图。
图6是示出实施方式1的造形物的制造方法的流程图。
图7的(a)～图7的(c)是示意性地示出实施方式1的造形物的制造方法的截面图。
图8是示出实施方式2的树脂成形片的概要的截面图。
图9的(a)～图9的(c)是示出实施方式2的树脂成形片的制造方法的截面图。
图10的(a)是示出使实施方式2的树脂成形片的热膨胀层膨胀后的状态的图，图10的(b)是示出实施方式2的造形物的概要的图。
图11的(a)～图11的(c)是示意性地示出实施方式1的造形物的制造方法的截面图。
图12是示出实施方式3的造形物的制造方法的流程图。
图13的(a)～图13的(d)是示意性地示出实施方式3的造形物的制造方法的截面图。
具体实施方式
以下，使用附图详细说明本发明的实施方式的树脂成形片、树脂成形片的制造方法以及造形物的制造方法。
在本说明书中，“造形物”是指将凸部(凸)、凹部(凹)等单纯的形状、几何学形状、文字、花纹、装饰等形状造型(形成)在规定的面的树脂成形片。在此，“装饰”是指通过视觉和/或触觉而唤起美感之物。“造形(或造型)”意味着创建有形之物，也包含添加装饰的加饰、形成装饰的造饰这样的概念。另外，本实施方式的造形物是在规定的面具有凹凸、几何学形状、装饰等的立体物，但是为了与通过所谓的3D打印机制造的立体物区别开来，将本实施方式的造形物也称为2.5维(2.5D)对象物或伪三维(pseudo-3D)对象物。制造本实施方式的造形物的技术也被称为2.5D印刷技术或pseudo-3D印刷技术。
另外，在本说明书中，为了便于说明，在树脂成形片中，将设置有热膨胀层的面称为表侧(表面)或上表面，将基材侧称为背侧(背面)或下表面。在此，“表”、“背”、“上”或“下”的用语并不限定树脂成形片的使用方法，根据成形后的树脂成形片的利用方法，有时也将树脂成形片的背面作为表来使用。造形物也是同样的。
＜实施方式1＞
(树脂成形片10)
如图1所示，树脂成形片10具备基材11和设置在基材11的第1面(图1所示的上表面)上的热膨胀层12。详细如后所述，在树脂成形片10中，利用热膨胀层12膨胀的力，以追随热膨胀层12膨胀的方向的方式使基材11变形。基材11维持变形后的形状。由此，使树脂成形片10的基材11变形，实施造形。
基材11是支撑热膨胀层12的片状的构件，在基材11的一个面上(图1所示的上表面)设置有热膨胀层12。基材11是包括热可塑性树脂的片。作为热可塑性树脂，可举出聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酯系树脂、尼龙等聚酰胺系树脂、聚氯乙烯(PVC)系树脂、聚苯乙烯(PS)、聚酰亚胺系树脂等，但是不限定于这些。另外，作为基材11，优选使用容易变形的无拉伸PET膜等无拉伸膜。
膨胀层12与透明或半透明的基材11相比可见光透射性低，特别是在膨胀的部分中膨胀层12的可见光透射性低。因此，当在透明或半透明的基材11之上存在膨胀层12时，可见光透射性会由于膨胀层12而降低。但是，在本实施方式中，如后所述能将膨胀层12剥离。因此，尤其适于特别是透明或半透明的基材的成形。
另外，由于要求基材11因热而容易变形，因此用作基材11的材料、基材11的厚度等被决定为因热而容易变形。另外，基材11需要维持变形后的形状，因此用作基材11的材料、基材11的厚度等被决定为能维持变形后的形状。另外，基材11根据加工后的造形物20的用途而设计为合适的材料、厚度等。例如，根据造形物20的用途，有时不仅要求维持变形后的形状，而且要求具有在通过按压而变形后能恢复到原来的形状的弹性力。在这种情况下，以使变形后的基材11具有所要求的弹性力的方式决定基材11的材料。
热膨胀层12设置在基材11的一个面(图1中为上表面)上。热膨胀层12是膨胀为与加热的程度(例如，加热温度、加热时间)相应的大小的层，在粘合剂(binder)中分散配置有热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊、微粉)。此外，热膨胀层12并不局限于具有1个层的情况，也可以具有多个层。作为热膨胀层12的粘合剂，使用乙烯-乙酸乙烯酯系聚合物、丙烯酸系聚合物等任意的热可塑性树脂。如后所述，本实施方式的热膨胀层12在使基材11变形后从基材11剥离而除去。因此，优选热膨胀层12含有包括热可塑性弹性体的粘合剂，以使得在将热膨胀层12剥离时，热膨胀层12不易断裂。另外，热可塑性弹性体选自聚氯乙烯、乙烯丙烯橡胶(EPR)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯系热可塑性弹性体、烯烃系热可塑性弹性体、氨基甲酸酯(urethane)系热可塑性弹性体、或聚酯系热可塑性弹性体等，但不限于此。作为粘合剂，优选使用苯乙烯系弹性体。
另外，热膨胀性微胶囊是将丙烷、丁烷、其它低沸点气化性物质包含在热可塑性树脂的壳内而成的微胶囊。壳例如由聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚丁二烯、或它们的共聚物等热可塑性树脂形成。例如，热膨胀性微胶囊的平均粒径为约5～50μm。当将该微胶囊加热到热膨胀开始温度以上时，包括树脂的壳会软化，内包的低沸点气化性物质会气化，由于其压力而壳膨胀为气球状。微胶囊的粒径膨胀为膨胀前的粒径的5倍程度，虽然也这取决于所使用的微胶囊的特性。此外，微胶囊的粒径有差异，并非所有的微胶囊都具有相同的粒径。
特别是在本实施方式中，热膨胀层12在使基材11变形后被剥离。因此，要求被剥离时热膨胀层12不断裂。此外，若在使热膨胀层12膨胀时热膨胀层12从基材11剥离，则有时不能使基材11良好地变形。因此，热膨胀层12与基材11之间的粘附力需要具有基材11能追随热膨胀层12而变形的程度以上。另外，热膨胀层的断裂强度比热膨胀层12与基材11之间的剥离强度大，优选为2倍以上。
另外，在本实施方式中，热膨胀层12用于使基材11变形为期望的形状。因此，只要热膨胀层12具备至少能使基材11变形为期望的形状的程度的厚度即可。因此，热膨胀层12能形成得与基材11的厚度相同或比其薄。结果是，能减少用于形成热膨胀层12的材料，能实现成本削减。不过，在例如基材11是不易变形的材料、需要根据造形物的形状使热膨胀层12较高地发泡等需要将热膨胀层12形成得较厚的情况下，热膨胀层12也可以形成得比基材11厚。
(树脂成形片的制造方法)
另外，以下所示制造本实施方式的树脂成形片10。
首先，如图2的(a)所示，准备片状的材料，例如包括无拉伸PET的片作为基材11。基材11可以是辊状，也可以预先被裁断。
接下来，使包括热可塑性树脂等的粘合剂和热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊)混合，调制用于形成热膨胀层12的涂敷液。在本实施方式中，优选粘合剂包含热可塑性弹性体。热可塑性弹性体选自聚氯乙烯、乙烯丙烯橡胶(EPR)、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、苯乙烯系热可塑性弹性体、烯烃系热可塑性弹性体、氨基甲酸酯系热可塑性弹性体、或聚酯系热可塑性弹性体等，但不限于此。
另外，由于热膨胀层12在膨胀后被剥离，因此热膨胀层12与基材11之间的粘附力需要具有基材11能追随热膨胀层12而变形的程度以上。另外，热膨胀层的断裂强度比热膨胀层12与基材11之间的粘附力大，优选为2倍以上。热膨胀层12所含有的粘合剂的材料和涂敷液中的粘合剂的混合率等以满足这种条件的方式决定。另外，优选使用苯乙烯系弹性体作为粘合剂。
接下来，使用棒涂机、辊涂机、喷涂机等公知的涂敷装置将涂敷液涂敷在基材11上。接下来，使涂膜干燥，如图2的(b)所示形成热膨胀层12。此外，为了得到作为目标的热膨胀层12的厚度，也可以多次进行涂敷液的涂敷和干燥。此外，热膨胀层12也可以使用涂敷装置以外的丝网印刷装置等印刷装置来形成。另外，在使用了辊状的基材11的情况下，若是需要则进行裁断。由此，制造树脂成形片10。
(造形物20)
接下来，使用附图说明造形物20。造形物20是通过使树脂成形片10的热膨胀层12膨胀而使基材11变形所得到的。另外，如后所述在本实施方式的造形物20中，热膨胀层12是通过在膨胀后剥离而被除去的。
图3的(a)中示出使热膨胀层12膨胀后的状态的树脂成形片10，图3的(b)中示出将热膨胀层12除去后的造形物20。在使热膨胀层12膨胀后的树脂成形片10中，如图3的(a)所示，热膨胀层12在上表面具备凸部12a。另外，基材11追随热膨胀层12的膨胀而变形。因此，基材11在上表面具备凸部11a，在下表面具备具有与凸部11a对应的形状的凹部11b。基材11的凸部11a和热膨胀层12的凸部12a从周围的区域突出。另外，在凸部12a之上设置有为了使热膨胀层12膨胀而将电磁波转换为热的电磁波热转换层(以下，称为热转换层)81。
在本实施方式中，详细如后所述，在树脂成形片10的表侧的面，形成包含将电磁波转换为热的电磁波热转换材料的热转换层81，并照射电磁波，从而使热转换层81发热。作为电磁波热转换材料，可举出铯氧化钨、六硼化镧这样的红外线吸收剂、炭黑等。热转换层81通过电磁波的照射而带有热，因此也称为带热层。由设置在树脂成形片10的表侧的面的热转换层81产生的热向基材11传递，使基材11软化。另外，由热转换层81产生的热向热膨胀层12传递，从而热膨胀层12中的热膨胀性材料发泡，其结果是，热膨胀层12膨胀。热转换层81与未设置有热转换层81的其它区域相比，将电磁波迅速地向热转换。因此能选择性地仅将热转换层81的附近的区域加热，能选择性地仅使热膨胀层12的特定的区域膨胀。另外，基材11在使热膨胀层12发泡、膨胀时以追随热膨胀层12膨胀的方向的形式变形，在变形后维持其形状。
由于热膨胀层12膨胀，从而在热膨胀层12形成图3的(a)所示的凸部12a。在该凸部12a被形成时，热膨胀层12膨胀的力向与基材11相反的方向(图3的(a)所示的上侧)起作用。基材11被该膨胀的力拉动而在图3的(a)所示的向上方向变形。并且，以从周围的区域突出的方式在基材11的上表面形成凸部11a。另外，在基材11的背面，形成与形成于表面的凸部11a的形状对应的凹部11b。凹部11b的形状为与凸部11a大致相同的形状，是使凸部11a缩小了基材11的厚度的量的形状。在本说明书中，将这种热膨胀层12的凸部12a、基材11的凸部11a以及凹部11b的形状表述为压花形状。
在所谓的压花加工的一个方法中，形成与上下的模具对应的凹凸的形状，将片夹在上下的模具之间并进行冲压，从而在片的表面形成凹凸的形状。相比于此，在本实施方式中，由于基材11被热膨胀层12膨胀的力拉动而变形，因此不使用模具。但是，变形后的形状与使用压花加工形成的形状类似，因此在本说明书中，将热膨胀层12的凸部12a、基材11的凸部11a以及凹部11b这样的形状表述为压花形状。
另外，在本实施方式的树脂成形片10中，特别是利用热膨胀层12使基材11变形，因此如图3的(a)所示，也可以使基材11的变形量Δh1比热膨胀层12的发泡高度Δh2大。此外，变形量Δh1是与基材11的未变形的区域的表面比较时的凸部11a的高度。另外，热膨胀层12的发泡高度(差值)Δh2是从热膨胀层12的膨胀后的高度减去热膨胀层12的膨胀前的高度而得到的。另外，差值Δh2也可以说是通过热膨胀性材料的膨胀而产生的热膨胀层12的高度的增加量。
接下来，如图3的(b)所示，不具有热膨胀层12的造形物20是从图3的(a)所示的树脂成形片10除去热膨胀层12而得到的。如图3的(b)所示，造形物20在上表面具有凸部11a，在下表面具备具有与凸部11a对应的形状的凹部11b。造形物20的凸部11a从周围的区域突出。在造形物20中，能将凸部11a和凹部11b的形状任意地变更，而不限于图示的形状。
例如，如图4所示，造形物20也可以为点字。在该情况下，根据所表现的点字，造形物20如图4所示具有多个凸部11a。在本实施方式的造形物20中，热膨胀层12被除去。因此，通过选择具有可见光透射性的片作为基材11，此外在造形物20之下配置LED(LightEmitting Diode：发光二极管)等光源，从而能使点字部分发光。由此，对于视力降低的人，能表示出点字的位置。
此外，造形物20的使用方法是任意的，而不限于图4所示的例子。例如，也可以活用图3的(b)所示的凸部11a的形状而将其用作薄膜开关的圆顶。另外，也可以用作电子设备的键顶、装饰板等。另外，造形物20也可以用作密封物等。在该情况下，造形物20也可以在上表面或下表面上还具备粘附层。粘附层的剥离强度是任意的，可以是造形物20不容易从对象物剥离的强度，也可以是在贴附后能容易地剥离的强度。
另外，造形物20也可以在造形物20的表侧的面和背侧的面中的至少任意一方之上具备彩墨(color ink)层(未图示)。彩墨层是包括在胶版印刷、柔版印刷等任意的印刷装置中使用的墨的层。彩墨层也可以由水性墨、油性墨、紫外线固化型墨等之中的任何一种来形成。另外，彩墨层是表现文字、数字、照片、花纹等任意的图像的层。特别是，例如在由水性喷墨打印机形成彩墨层的情况下，优选在基材11的背面设置接受墨的墨接受层(未图示)，形成彩墨层。
(造形物的制造方法)
接下来，参照图5的(a)～图5的(c)、图6以及图7说明使用造形系统70将树脂成形片10成形，制造造形物的方法的流程。在以下的造形物的制造方法中，举例说明单片式，但是也可以使用卷绕成辊状的树脂成形片10。
(造形系统)
接下来，参照图5的(a)～图5的(c)说明用于在树脂成形片10制造造形物的造形系统70。图5的(a)是造形系统70的正视图。图5的(b)是将顶板72关闭的状态下的造形系统70的俯视图。图5的(c)是将顶板72打开的状态下的造形系统70的俯视图。在图5的(a)～图5的(c)中，X方向相当于印刷单元40与膨胀单元50并排的方向，Y方向相当于印刷单元40和膨胀单元50中的树脂成形片10的搬运方向，Z方向相当于竖直方向。X方向、Y方向以及Z方向相互正交。
造形系统70具备控制单元30、印刷单元40、膨胀单元50以及显示单元60。控制单元30、印刷单元40、膨胀单元50分别如图5的(a)所示被载置在框架71内。具体地，框架71具备一对大致矩形状的侧面板71a、以及设置在侧面板71a之间的连结梁71b，顶板72架设在侧面板71a的上方。另外，在架设于侧面板71a之间的连结梁71b之上在X方向上并排设置有印刷单元40和膨胀单元50，在连结梁71b之下固定有控制单元30。显示单元60以高度与顶板72的上表面一致的方式埋设在顶板72内。
(控制单元)
控制单元30控制印刷单元40、膨胀单元50以及显示单元60。另外，控制单元30向印刷单元40、膨胀单元50以及显示单元60供应电源。控制单元30具备：具有CPU(CentralProcessing Unit：中央处理单元)等的控制部；具备闪存、硬盘等的存储部；作为用于与外部的装置进行通信的接口的通信部；以及读出记录在便携式记录介质中的程序或数据的记录介质驱动部(均未图示)。该各部由用于传递信号的总线连接。另外，记录介质驱动部从便携式记录介质读出而取得要由印刷单元40印刷的表面发泡数据等。表面发泡数据是表示在树脂成形片10的表面中要发泡和膨胀的部分的数据。
(印刷单元)
印刷单元40从控制单元30取得图像数据，基于所取得的图像数据，在树脂成形片10的表面和/或背面进行印刷。在本实施方式中印刷单元是以将墨微滴化并直接喷射到被印刷介质的方式印刷图像的喷墨打印机。在印刷单元40中，能使用任意的墨，例如能使用水性墨、溶剂墨、紫外线固化墨等。此外，印刷单元40并不局限于喷墨打印机，能使用任意的印刷装置。
另外，在印刷单元40中，在墨盒中具备包含电磁波热转换材料(热转换材料)的墨。电磁波热转换材料(热转换材料)是能将电磁波转换为热的材料。作为热转换材料的一例，可举出作为碳分子的炭黑(石墨)，但是不限于此。通过照射电磁波，石墨吸收电磁波而进行热振动，并产生热。此外，热转换材料不限于石墨，例如，也能使用铯氧化钨、六硼化镧等红外线吸收材料等无机材料。
如图5的(c)所示，印刷单元40具备：用于将树脂成形片10搬入的搬入部40a；以及用于将树脂成形片10搬出的搬出部40b。印刷单元40在从搬入部40a搬入的树脂成形片10的表面和/或背面印刷被指示的图像，从搬出部40b将印刷有图像的树脂成形片10搬出。
(膨胀单元)
膨胀单元50对树脂成形片10的表面和/或背面照射电磁波，使热膨胀层的至少一部分膨胀。膨胀单元50具备：灯加热器；反射板，其将从灯加热器照射的电磁波朝向树脂成形片10反射；温度传感器，其测定反射板的温度；冷却部，其冷却膨胀单元50的内部；搬运辊对，其夹持树脂成形片10而沿着搬运引导件搬运树脂成形片10；以及搬运电机等，其用于使搬运辊对旋转(均未图示)。
灯加热器例如具备卤素灯，将近红外区域(波长750nm～1400nm)、可见光区域(波长380nm～750nm)或中红外区域(波长1400～4000nm)的电磁波(光)照射到树脂成形片10。当将电磁波照射到印刷有由包含热转换材料的热转换墨(发热墨)所致的浓淡图像的树脂成形片10时，在印刷有浓淡图像的部分，与未印刷有浓淡图像的部分相比，电磁波会效率更良好地被转换为热。因此，树脂成形片10中的印刷有浓淡图像的部分被主要加热，当到达开始膨胀的温度时热膨胀性材料会膨胀。此外，照射部不限于卤素灯，只要能照射电磁波即可，也能采用其它构成。另外，电磁波的波长也不限于上述的范围。
膨胀单元50对树脂成形片10的表面和/或背面照射电磁波，使热膨胀层的至少一部分膨胀。如图5的(c)所示，膨胀单元50具备：用于将树脂成形片10搬入的搬入部50a；以及用于将树脂成形片10搬出的搬出部50b。膨胀单元50对从搬入部50a搬入的树脂成形片10的表面和/或背面照射电磁波，使热膨胀层的至少一部分膨胀，从搬出部50b将热膨胀层发生了膨胀后的树脂成形片10搬出。
在膨胀单元50中，树脂成形片10一边被从搬入部50a向单元内部搬入，并由搬运辊对进行搬运，一边接受由照射部照射的电磁波。其结果是，树脂成形片10中的印刷有作为浓淡图像的热转换层81的部分带有热。该热向热膨胀层13传递，热膨胀层13的至少一部分膨胀。这样被加热而发生了膨胀的树脂成形片10被从搬出部50b搬出。
(显示单元)
显示单元60具备液晶显示器、有机EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器等显示装置、以及使显示装置显示图像的显示驱动电路。例如，如图5的(b)所示，显示单元60显示由印刷单元40印刷到树脂成形片10的图像(例如，图5的(b)所示的星)。另外，显示单元60根据需要对表示印刷单元40或膨胀单元50的当前的状态的信息进行显示。
此外，虽然未图示，但是造形系统70也可以具备由用户操作的操作单元。操作单元具备按钮、开关、拨盘等，接受对印刷单元40或膨胀单元50的操作。或者，显示单元60也可以具备显示装置与操作装置重叠而成的触摸面板或触摸屏。
根据本实施方式的造形系统70，通过浓淡图像(表面发泡数据、背面发泡数据)的浓淡的控制、电磁波的控制等，能控制热膨胀性材料的膨胀量，控制热膨胀层13隆起的高度，在树脂成形片10的表面形成期望的凸形状或凹凸形状。
在此，电磁波的控制是指，在造形系统70中将电磁波照射到树脂成形片10而使其膨胀时，为了使树脂成形片10膨胀为期望的高度，控制树脂成形片10每单位面积所接受的能量。具体地，树脂成形片10每单位面积所接受的能量根据照射部的照射强度、移动速度、照射时间、照射距离、温度、湿度、冷却等参数而变化。电磁波的控制通过控制这样的参数中的至少1个来执行。
(造形物的制造方法)
接下来，参照图6所示的流程图和图7的(a)～图7的(c)所示的树脂成形片10的截面图说明使树脂成形片10成形，得到造形物20的处理的流程。
第一，准备树脂成形片10。表示在树脂成形片10的表面中要发泡和膨胀的部分的发泡数据(用于形成热转换层81的数据)被预先决定。将树脂成形片10在其表面朝上的状态下向印刷单元40搬运，在树脂成形片10的表面印刷热转换层81(步骤S1)。热转换层81是由包含电磁波热转换材料的墨、例如包含炭黑的发泡墨形成的层。印刷单元40按照被指定的发泡数据，在树脂成形片10的表面印刷包含热转换材料的发泡墨。其结果是，如图7的(a)所示，在树脂成形片10的表面形成热转换层81。此外，当将热转换层81印刷得浓时发热量会增加，因此热膨胀层12膨胀得高。因此，能得到基材11的高的变形量。通过利用这一点来控制热转换层81的浓淡，也能控制变形高度。
第二，将印刷有热转换层81的树脂成形片10以表面朝向上侧的方式向膨胀装置50搬运。在膨胀装置50中，通过照射部51向被搬运的树脂成形片10照射电磁波(步骤S2)。具体地说明，在膨胀装置50中，利用照射部51将电磁波照射到树脂成形片10的表面。印刷在树脂成形片10的表面上的热转换层81所包含的热转换材料通过吸收被照射的电磁波而发热。其结果是，热转换层81发热，基材11软化。此外，由热转换层81产生的热传递到热膨胀层12，热膨胀性材料发泡、膨胀。其结果是，如图7的(b)所示，树脂成形片10的热膨胀层12中的印刷有热转换层81的区域膨胀、隆起。由来自热转换层81的热软化后的基材11被热膨胀层12膨胀的力拉动而变形。
第三，使热膨胀层12从基材11剥离、除去(步骤S3)。具体地说，在树脂成形片10的端缘，使热膨胀层12的一部分从基材11剥离，一边拉拽热膨胀层12一边使其从基材11剥离。剥离可以通过手工作业进行，也可以使用器具、机械等。其结果是，如图7的(c)所示，得到热膨胀层12被剥离的造形物20。
按照以上的顺序，树脂成形片10的基材11变形，制造造形物20。
此外，上述举出了在热膨胀层12上设置热转换层81的构成的例子。当这样将热转换层81形成在热膨胀层12上时，在将热膨胀层12剥离而除去时热转换层81也被除去，热转换层81不残存于造形物20，因此是优选的。此外，根据树脂成形片20的用途，也能将热转换层81设置在基材11的背面。另外，也能在热膨胀层12上和基材11的背面上这两方设置热转换层81。
这样在本实施方式中，通过利用印刷形成热转换层81，向热转换层81照射电磁波，从而能使树脂成形片10容易地变形为期望的形状。特别是，通过使热膨胀层12膨胀而能使基材11变形，因此不需要用于成形的模具等，能降低树脂成形片10的成形所需要的时间和费用。
另外，在本实施方式中，通过使用热转换层81(发泡数据)的浓淡的控制、电磁波的控制等，能任意地控制使热膨胀层12隆起的位置、高度等，容易地使树脂成形片10成形，并形成造形物。另外，在本实施方式中，由于不需要模具，因此在产品的开发阶段的试制品制造中发挥特别优异的效果。
＜实施方式2＞
以下，使用附图说明实施方式2的树脂成形片15。本实施方式的树脂成形片15与实施方式1的树脂成形片10的不同之处在于，在基材11与热膨胀层12之间具备中间层16。对于与实施方式1共同的特征标注同一附图标记而省略详细的说明。
(树脂成形片15)
如图8所示，树脂成形片15具备基材11、中间层16以及热膨胀层17。基材11与实施方式1的树脂成形片10的基材11是同样的。
中间层16设置在基材11的一个面(图8所示的上表面)上。中间层16可剥离地粘附于基材11。另外，在中间层16之上设置热膨胀层17。在本实施方式中，通过将中间层16设置在基材11与热膨胀层17之间，而且使中间层16与基材11之间的剥离强度比中间层16与热膨胀层17之间的剥离强度弱，从而能将热膨胀层17从基材11剥离而除去。作为中间层16，为了在使热膨胀层17膨胀前不致剥离，要求其不会由于用户的一般动作(用户搬运树脂成形片15等)而从基材11剥离。而且，优选其具有追随基材11的变形的伸缩性。另外，优选中间层16具有在将热膨胀层17剥离时在内部不发生断裂的程度的断裂强度。作为这种中间层16，能使用在树脂膜的一个面设置有丙烯酸系粘接剂、硅酮系粘接剂等微粘接力的粘接剂的微粘接膜。树脂膜例如包括从聚酯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的共聚合体中选择的树脂。作为中间层16，能使用包括乙烯-乙烯醇共聚物的膜。另外，作为粘接剂的粘接力，在以180°剥离强度试验来测定的情况下，如果是0.06N/20mm以上，则能实质上防止中间层16由于用户的一般动作而从基材11剥离。
热膨胀层17设置在中间层16上。热膨胀层17与实施方式1所示的热膨胀层12同样，是膨胀为与加热的程度(例如，加热温度、加热时间)相应的大小的层，在粘合剂中分散配置有热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊、微粉)。热膨胀性材料和粘合剂的材料与实施方式1是同样的。此外，在本实施方式中，热膨胀层17由于使用中间层16从基材11剥离，因此与实施方式1的热膨胀层12相比，断裂强度也可以较低。热膨胀层17并不局限于具有1个层的情况，也可以具有多个层。
(树脂成形片的制造方法)
另外，本实施方式的树脂成形片15如下制造。
首先，如图9的(a)所示，准备片状的材料、例如包括无拉伸PET的片作为基材11。基材11可以是辊状，也可以预先被裁断。
接下来，通过具备输入辊、加热辊、辊以及输出辊的层压装置，在基材11之上贴附中间层16。作为中间层16，使用在与基材11相对的面设置有粘接剂的树脂膜。例如，基材11在被卷取的状态下置于层压装置的卷出位置。基材11还经过一对输入辊之间被向加热辊和辊搬运。用作中间层16的膜被向加热辊供应。膜被加热辊加热，并且在经过加热辊与辊之间时被施加压力而可剥离地粘附到基材11。在膜粘附后，基材11经过一对输出辊之间，被搬出且卷取。由此，如图9的(b)所示，中间层16贴附到基材11上。
接下来，与实施方式1同样，使包括热可塑性树脂等的粘合剂和热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊)混合，调制用于形成热膨胀层17的涂敷液。此外，为了得到作为目标的热膨胀层12的厚度，也可以多次进行涂敷液的涂敷和干燥。在本实施方式中，由于利用中间层16将热膨胀层17剥离，因此热膨胀层17也可以不具有实施方式1那样的断裂强度。
接下来，使用棒涂机、辊涂机、喷涂机等公知的涂敷装置或丝网印刷装置等印刷装置，将涂敷液涂敷在基材11上。接下来，使涂膜干燥，如图9的(c)所示，形成热膨胀层12。另外，在使用了辊状的基材11的情况下，若是需要则进行裁断。由此，制造树脂成形片15。
(造形物20)
接下来，使用附图说明造形物21。造形物21是通过使树脂成形片15的热膨胀层12膨胀而使基材11变形所得到的。另外，如后所述，在本实施方式的造形物21中，热膨胀层17在膨胀后剥离而被除去。
图10的(a)中示出使热膨胀层17膨胀后的状态的树脂成形片15，图10的(b)中示出将热膨胀层17除去后的造形物21。在使热膨胀层17膨胀后的树脂成形片15中，如图10的(a)所示，与实施方式1同样，热膨胀层17在上表面具备凸部17a。另外，基材11追随热膨胀层17的膨胀而变形。另外，在凸部17a之上设置有用于使热膨胀层17膨胀的热转换层82。
接下来，如图10的(b)所示，热膨胀层17被除去后的造形物21在上表面具备凸部11a，在下表面具备具有与凸部11a对应的形状的凹部11b。在造形物21中，与实施方式1同样，能任意地变更凸部11a和凹部11b的形状，使用方法也是任意的。另外，在造形物21中，也可以在造形物21的表侧的面和背侧的面中的至少任意一方之上具备彩墨层(未图示)。
(造形物的制造方法)
接下来，参照图6所示的流程图和图11的(a)～图11的(c)所示的树脂成形片15的截面图，说明使树脂成形片15成形，得到造形物21的处理的流程。处理的流程与实施方式1是同样的，因此使用实施方式1所示的流程图。
首先，与实施方式1同样，如图11的(a)所示，在树脂成形片15的表面印刷热转换层82(步骤S1)。接下来，第二，将印刷有热转换层82的树脂成形片15以表面朝向上侧的方式向膨胀装置50搬运，利用照射部51向树脂成形片15照射电磁波(步骤S2)。其结果是，热转换层82发热，基材11软化。而且，由热转换层82产生的热向热膨胀层17传递，热膨胀性材料发泡、膨胀。由来自热转换层82的热软化后的基材11如图11的(b)所示被热膨胀层17膨胀的力拉动而变形。
第三，使热膨胀层17从基材11剥离、除去(步骤S3)。具体地说，在本实施方式中，在树脂成形片10的端缘，使中间层16的一部分从基材11剥离，一边拉拽中间层16和设置在其上的热膨胀层17一边使其从基材11剥离。剥离可以通过手工作业进行，也可以使用器具、机械等。其结果是，如图11的(c)所示，得到热膨胀层17被剥离的造形物20。
按照以上的顺序，树脂成形片15的基材11变形，制造造形物21。
此外，在本实施方式中将热转换层82形成在热膨胀层17上时，热转换层82也不会残存在造形物21上，因此是优选的。此外，在本实施方式中，同样也能根据树脂成形片21的用途，将热转换层82设置在基材11的背面。另外，也能在热膨胀层12上和基材11的背面上这两方设置热转换层82。
这样在本实施方式的树脂成形片、造形物的制造方法中，与实施方式1同样，通过利用印刷形成热转换层82，向热转换层82照射电磁波，从而也能使树脂成形片15容易地变形为期望的形状。
＜实施方式3＞
下面使用图12和图13的(a)～图13的(d)说明实施方式3的造形物的制造方法。在本实施方式中，在使用实施方式2记载的树脂成形片15，在基材11的背面设置彩墨层83这一点上具有特征。对于与上述的实施方式重复的部分，省略详细的说明。
第一，准备实施方式2所示的树脂成形片15。用于在树脂成形片15的背面形成彩墨层83的彩色图像数据被预先决定。将树脂成形片15以其背面朝上的状态向印刷单元40搬运，如图13的(a)所示，在树脂成形片15的背面印刷彩墨层83(步骤S21)。印刷单元40具备青色、品红色以及黄色的墨的墨盒，通过这些墨来表现彩色图像。彩墨层83能使用水性、油性、UV固化等的任意的墨来形成。此外，在使用水性墨的情况下，优选在基材11的背面设置用于接受墨的墨接受层(未图示)。另外，在基材11透明的情况下，也可以使用具有透光性的墨形成彩墨层83。此外，形成彩墨层83的位置是任意的。例如，不仅可以设置在形成凹部的区域，还可以设置在设置凹部的区域以外的区域。
第二，在树脂成形片15的表面形成热转换层84。表示在树脂成形片15中要发泡和膨胀的部分的发泡数据(用于形成热转换层84的数据)被预先决定。将树脂成形片15以其表面朝上的状态向印刷单元40搬运，在树脂成形片15的表面印刷热转换层84(步骤S22)。其结果是，如图13的(b)所示，在树脂成形片15的表面形成热转换层84。此外，步骤S21和步骤S22也能按相反的顺序进行。
第三，将印刷有热转换层84的树脂成形片15以表面朝向上侧的方式向膨胀装置50搬运。在膨胀装置50中，利用照射部向被搬运的树脂成形片15照射电磁波(步骤S23)。其结果是，热转换层84发热，基材11软化。而且，由热转换层84产生的热向热膨胀层17传递，热膨胀性材料发泡、膨胀。其结果是，树脂成形片15的热膨胀层17中的印刷有热转换层84的区域膨胀、隆起。如图13的(c)所示，由来自热转换层84的热软化后的基材11被热膨胀层12膨胀的力拉动而变形。
第四，使热膨胀层12从基材11剥离、除去(步骤S24)。在树脂成形片15的端缘，使中间层16的一部分从基材11剥离，一边拉拽中间层16和设置在其上的热膨胀层17一边使其从基材11剥离。从而得到具备彩墨层83的造形物22。
这样在本实施方式中，与实施方式1同样，能使树脂成形片15容易地变形为期望的形状。另外，在本实施方式中，通过在基材11变形前在树脂成形片15的背面形成彩墨层83，在热膨胀层17的剥离后也能使彩墨层83残存。一般而言，在基材11变形后在基材11的背面、特别是在凹部11b内形成彩墨层83是困难的。但是，在本实施方式中，通过在基材11变形前形成彩墨层83，特别是在基材11的凹部11b内也能良好地设置彩墨层83。
本实施方式不限于上述的实施方式，能进行各种变形和应用。
例如，在实施方式3中，举例说明了使用实施方式2所示的树脂成形片15的情况，但是也能使用实施方式1所示的树脂成形片10形成造形物。
另外，在上述的各实施方式中，举例说明了在树脂成形片的表面形成热转换层的情况下，从表面向热转换层照射电磁波的构成，但是不限于此。例如，也能将热转换层形成在树脂成形片的表面，从树脂成形片的背面进行电磁波的照射。
在上述的实施方式中，举例说明了利用印刷单元40、膨胀单元50等收纳在框架中的造形系统70的构成，但是并不局限于此，印刷单元40、膨胀单元50等也可以分离开设置。另外，印刷单元40不限于上述的喷墨打印机，能使用胶版印刷装置、柔版印刷装置、凹版印刷装置等任意的印刷装置。
另外，在各实施方式中使用的图均是用于说明各实施方式的。因此，不应解释为树脂成形片的各层的厚度限于以图中所示的比率来形成。另外，在各实施方式所使用的图中，设置在树脂成形片的表面和/或背面的热转换层等也为了进行说明而强调性地进行了图示。因此，也不应解释为热转换层等的厚度限于以图中示出的比率来形成。
以上说明了本发明的一些实施方式，本发明包含权利要求记载的发明及其等同的范围。

Claims (17)

1.一种树脂成形片，其特征在于，具备：
基材，其包括树脂；以及
热膨胀层，其设置在上述基材的一个面上，包含热膨胀性材料，
上述热膨胀层的断裂强度比上述热膨胀层从上述基材的剥离强度高，上述热膨胀层能从上述基材剥离。
2.根据权利要求1所述的树脂成形片，其特征在于，
上述热膨胀层的断裂强度是上述热膨胀层从上述基材的剥离强度的2倍以上。
3.根据权利要求1所述的树脂成形片，其特征在于，
上述基材包括热可塑性树脂，上述热膨胀层所含有的粘合剂是苯乙烯系弹性体。
4.根据权利要求1所述的树脂成形片，其特征在于，
上述基材能伴随上述热膨胀层的膨胀而变形，
上述基材变形时的上述基材的高度的变形量比上述热膨胀层膨胀时的该热膨胀层的膨胀高度大。
5.根据权利要求4所述的树脂成形片，其特征在于，
上述变形量是上述基材的非变形区域的表面与上述基材变形的区域的表面的高度之差，
上述热膨胀层的膨胀高度是从上述热膨胀层的膨胀后的高度减去上述热膨胀层的膨胀前的高度所得的高度。
6.一种树脂成形片，其特征在于，具备：
树脂制成的基材；
热膨胀层，其设置在上述基材的一个面上，包含热膨胀性材料；以及
中间层，其设置在上述基材与上述热膨胀层之间，
上述中间层与上述基材之间的剥离强度比上述热膨胀层与上述中间层之间的剥离强度低，上述中间层和上述热膨胀层能从上述基材剥离。
7.根据权利要求6所述的树脂成形片，其特征在于，
上述中间层是在树脂膜的一个面设置有粘接剂的粘接膜。
8.根据权利要求7所述的树脂成形片，其特征在于，
上述粘接剂的粘接力为0.06N/20mm以上。
9.根据权利要求6所述的树脂成形片，其特征在于，
在上述基材的另一个面设置有彩墨层。
10.一种树脂成形片的制造方法，其特征在于，
具备在包括树脂的基材的一个面上形成包含热膨胀性材料的热膨胀层的工序，
通过使上述热膨胀层的断裂强度比上述热膨胀层从上述基材的剥离强度高，使得上述热膨胀层能从上述基材剥离。
11.一种树脂成形片的制造方法，其特征在于，具备：
在包括树脂的基材的一个面上形成中间层的工序；以及
在上述中间层上形成包含热膨胀性材料的热膨胀层的工序，
通过使上述中间层与上述基材之间的剥离强度比上述热膨胀层与上述中间层之间的剥离强度低，使得上述中间层和上述热膨胀层能从上述基材剥离。
12.一种造形物的制造方法，是使用了在基材的一个面上形成有包含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形片的造形物的制造方法，其特征在于，
上述热膨胀层的断裂强度比上述热膨胀层从上述基材的剥离强度高，上述热膨胀层能从上述基材剥离，
上述造形物的制造方法具备：
在上述热膨胀层和上述基材中的至少任意一方之上形成将电磁波转换为热的热转换层的工序；
将电磁波照射到上述热转换层，使上述热膨胀层膨胀，使上述基材追随上述热膨胀层的膨胀而变形的工序；以及
将上述热膨胀层从上述基材剥离的工序。
13.根据权利要求12所述的造形物的制造方法，其特征在于，
上述基材是热可塑性树脂，上述热转换层所含有的粘合剂是苯乙烯系弹性体。
14.一种造形物的制造方法，是使用了在基材的一个面上形成有包含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形片的造形物的制造方法，其特征在于，
在上述热膨胀层与上述基材之间设置有中间层，上述中间层与上述基材之间的剥离强度比上述热膨胀层与上述中间层之间的剥离强度低，从而上述中间层和上述热膨胀层能从上述基材剥离，
上述造形物的制造方法具备：
在上述热膨胀层和上述基材中的至少任意一方之上形成将电磁波转换为热的热转换层的工序；
将电磁波照射到上述热转换层，使上述热膨胀层膨胀，使上述基材追随上述热膨胀层的膨胀而变形的工序；以及
将上述热膨胀层从上述基材剥离的工序。
15.根据权利要求14所述的造形物的制造方法，其特征在于，
上述中间层是在树脂膜的一个面设置有粘接剂的粘接膜。
16.根据权利要求15所述的造形物的制造方法，其特征在于，
上述粘接剂的粘接力为0.06N/20mm以上。
17.根据权利要求14所述的造形物的制造方法，其特征在于，
还具备在上述基材的另一个面形成彩墨层的工序，
形成上述彩墨层的工序在使上述基材追随上述热膨胀层的膨胀而变形的工序之前进行。
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