JP2019194020A - Method for producing shaped article and heat-expandable sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、吸収した熱量に応じて発泡して膨張する熱膨張性シート及び熱膨張性シートを製造する方法に関する。 The present invention relates to a thermally expandable sheet that expands by expansion according to the amount of heat absorbed, and a method for producing the thermally expandable sheet.
従来、基材シートの一方の面上に、吸収した熱量に応じて発泡し膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成した熱膨張性シートが知られている。この熱膨張性シート上に光を熱に変換する光熱変換層を形成し、光熱変換層に光を照射することで、熱膨張層を部分的又は全体的に膨張させることができる。また、光熱変換層の形状を変化させることで、熱膨張性シート上に立体的な造形物(立体画像)を形成する方法も知られている(例えば、特許文献1、2参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a thermally expandable sheet is known in which a thermally expandable layer including a thermally expandable material that expands and expands according to the amount of heat absorbed is formed on one surface of a base sheet. By forming a light-to-heat conversion layer that converts light into heat on the thermally expandable sheet and irradiating the light-to-heat conversion layer with light, the heat-expandable layer can be partially or wholly expanded. Moreover, the method of forming a three-dimensional molded item (stereoscopic image) on a thermally expansible sheet | seat by changing the shape of a photothermal conversion layer is also known (for example, refer
ところで、熱膨張性シートでは、熱膨張層を加熱すると、熱膨張層は基材が設けられた面とは反対の方向へと膨張する。この際、熱膨張層の下面が基材から剥離することがある。基材と熱膨張層との間に剥離が生ずると、剥離が生じた部分では、熱膨張層がその形状や高さを維持できず、力がかかった際等に変形してしまう等の問題がある。 By the way, in a thermally expansible sheet, when a thermal expansion layer is heated, a thermal expansion layer expand | swells in the direction opposite to the surface in which the base material was provided. At this time, the lower surface of the thermal expansion layer may peel from the substrate. When peeling occurs between the base material and the thermal expansion layer, the thermal expansion layer cannot maintain its shape and height at the part where the peeling occurs, and deforms when force is applied. There is.
このため、熱膨張層を膨張させた際に、熱膨張層が基材から剥離することを抑制可能な熱膨張性シートが求められている。 For this reason, when a thermal expansion layer is expanded, the thermally expansible sheet which can suppress that a thermal expansion layer peels from a base material is calculated | required.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、熱膨張層を膨張させた際に、熱膨張層が基材から剥離することを抑制可能な熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and manufacture of a thermally expandable sheet and a thermally expandable sheet that can prevent the thermally expandable layer from peeling from the base material when the thermally expandable layer is expanded. It aims to provide a method.
上記目的を達成するため、本発明に係る熱膨張性シートは、
基材の一方の面上に形成され、第1の熱膨張性材料をバインダに対して第1の割合で含む第1の熱膨張層と、
前記第1の熱膨張層の上に形成され、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の熱膨張層と、を備え、
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、同じ材料であり、
前記第1の割合は、前記第2の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the thermally expandable sheet according to the present invention is:
A first thermal expansion layer formed on one side of the substrate and comprising a first thermal expansion material in a first ratio to the binder;
A second thermal expansion layer formed on the first thermal expansion layer and including a second thermal expansion material in a second ratio with respect to the binder;
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are the same material,
The first ratio is smaller than the second ratio;
It is characterized by that.
上記目的を達成するため、本発明に係る熱膨張性シートの製造方法は、
基材の一方の面上に、第1の熱膨張性材料をバインダに対して第1の割合で含む第1の熱膨張層を形成する工程と、
前記第1の熱膨張層上に、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の熱膨張層を形成する工程と、を備え、
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、同じ材料であり、
前記第1の割合を、前記第2の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for producing a thermally expandable sheet according to the present invention includes:
Forming on the one surface of the substrate a first thermal expansion layer containing the first thermal expansion material in a first ratio with respect to the binder;
Forming, on the first thermal expansion layer, a second thermal expansion layer containing a second thermal expansion material in a second ratio with respect to the binder,
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are the same material,
Reducing the first proportion compared to the second proportion;
It is characterized by that.
本発明によれば、熱膨張層を膨張させた際に、熱膨張層が基材から剥離することを抑制可能な熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when a thermal expansion layer is expanded, the manufacturing method of the thermal expansion sheet which can suppress that a thermal expansion layer peels from a base material, and a thermal expansion sheet can be provided.
以下、本発明の実施の形態に係る熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, a thermally expandable sheet and a method for producing a thermally expandable sheet according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(実施形態1)
本実施形態1に係る熱膨張性シート10は、図1に示すように、基材11、第1の熱膨張層12、第2の熱膨張層13及びインク受容層14を備える。本実施形態では、第1の熱膨張層12と第2の熱膨張層13とが、熱膨張性シート10の熱膨張層を構成する。また、詳細に後述するように、熱膨張性シート10は、図3(a)〜図3(c)に概要を示す立体画像形成システム50で、印刷が施され、凹凸を有する造形物(立体画像)が形成される。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the thermally
基材11は、熱膨張層を支持するシート状の部材である。基材11としては、上質紙、中質紙、合成紙等の紙、又はポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の通常使用されるプラスチックフィルムを用いることができる。また、基材11は、第1の熱膨張層12及び第2の熱膨張層13が全体的又は部分的に発泡により膨張した時に、基材11の反対側(図1に示す下側)に隆起せず、また、しわが生じたり、大きく波打ったりしない程度の強度を備える。加えて、熱膨張層を発泡させる際の加熱に耐える耐熱性を有する。
The
第1の熱膨張層12は、基材11の一方の面(図1に示す上面)上に形成される。第1の熱膨張層12は、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダB1中に複数の熱膨張性材料MC1(熱膨張性マイクロカプセル、マイクロカプセル)が分散配置されている。また、詳細に後述するように、本実施形態では、基材11の上面(表面)に設けられたインク受容層14上、及び/又は基材11の下面(裏面)に光熱変換層を形成し、光を照射することで、光熱変換層が設けられた領域を発熱させる。第1の熱膨張層12は、表面及び/又は裏面の光熱変換層で生じた熱を吸収して発泡し、膨張するため、特定の領域のみを選択的に膨張させることができる。
The first
バインダB1としては、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等から選択される熱可塑性樹脂を用いる。また、熱膨張性マイクロカプセルMC1は、プロパン、ブタン、その他の低沸点気化性物質を、熱可塑性樹脂の殻内に封入したものである。殻は、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、あるいは、それらの共重合体等から選択される熱可塑性樹脂から形成される。熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、約5〜50μmである。このマイクロカプセルを熱膨張開始温度以上に加熱すると、樹脂からなる高分子の殻が軟化し、内包されている低沸点気化性物質が気化し、その圧力によってカプセルが膨張する。用いるマイクロカプセルの特性にもよるが、マイクロカプセルは膨張前の粒径の5倍程度に膨張する。なお、図1では、便宜上マイクロカプセルMC1の粒径がほぼ同じに図示されているが、実際はマイクロカプセルMC1の粒径には、ばらつきがあり、全てのマイクロカプセルが同じ粒径を有しているわけではない。 As the binder B1, a thermoplastic resin selected from vinyl acetate polymers, acrylic polymers and the like is used. The thermally expandable microcapsule MC1 is obtained by encapsulating propane, butane, or other low boiling point vaporizable substance in a thermoplastic resin shell. The shell is formed of a thermoplastic resin selected from, for example, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyacrylic ester, polyacrylonitrile, polybutadiene, or a copolymer thereof. The average particle size of the thermally expandable microcapsule is about 5 to 50 μm. When this microcapsule is heated to a temperature higher than the thermal expansion start temperature, the polymer shell made of resin is softened, the encapsulated low-boiling vaporizable substance is vaporized, and the capsule expands due to the pressure. Although depending on the characteristics of the microcapsule used, the microcapsule expands to about 5 times the particle size before expansion. In FIG. 1, for convenience, the particle diameters of the microcapsules MC1 are shown to be approximately the same, but actually, the particle diameters of the microcapsules MC1 vary, and all the microcapsules have the same particle diameter. Do not mean.
第2の熱膨張層13は、第1の熱膨張層12の上に形成される。第2の熱膨張層13も、第1の熱膨張層12と同様に、加熱温度、加熱時間に応じた大きさに膨張する層であって、バインダB2中に熱膨張性材料MC2(熱膨張性マイクロカプセル)が分散配置されている。バインダB2及び熱膨張性マイクロカプセルMC2としては、第1の熱膨張層12のバインダB1及び熱膨張性マイクロカプセルMC1として挙げた材料が用いられる。また、バインダB2及び熱膨張性マイクロカプセルMC2は、それぞれ第1の熱膨張層12のバインダB1及び熱膨張性マイクロカプセルMC1と異なる材料を用いても、同じ材料を用いてもよい。第1の熱膨張層12と第2の熱膨張層13とで同じ材料を用いると、原料が共通化され、製造工程を簡易化でき、加えて製造コスト削減に寄与することができ好ましい。また、第2の熱膨張層13は、第1の熱膨張層12と同様に、熱膨張性シート10の上面及び/又は下面に形成された光熱変換層で生じた熱を吸収して発泡し、膨張する。
The second
本実施形態では、第1の熱膨張層12において、バインダB1に対して熱膨張性材料MC1が含有される割合(含有率とも称する)は、第2の熱膨張層13におけるバインダB2に対して熱膨張性材料MC2が含有される割合(含有率とも称する)と比較して低くされる。ここで、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、体積比、重量比などを用いて定義される。例えば、重量比を用いると、バインダB1に対する熱膨張性材料MC1の重量比(第1の割合)は、バインダB2に対する熱膨張性材料MC2の重量比(第2の割合)と比較して小さく、具体的には、1/3〜1/8程度である。換言すれば、例えば、100重量部のバインダB1に対して分散される熱膨張性材料MC1がX1重量部であり、100重量部のバインダB2に対して分散される熱膨張性材料MC2がX2重量部とすると、X1/X2は1より小さく、1/3〜1/8程度とされる。なお、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、密度によって定義されてもよい。この場合、第1の熱膨張層12は、第2の熱膨張層13と比較して低い密度で、熱膨張性材料を含有すると言える。
In the present embodiment, in the first
また、第1の熱膨張層12は、第2の熱膨張層13と比較して熱膨張性材料が含有される割合が少ないため、同じ条件で膨張させた場合、第2の熱膨張層13と比較して膨張後の高さは低くなる。このため、第1の熱膨張層12は、第2の熱膨張層13よりも薄く形成されることが好ましい。加えて、第1の熱膨張層12は、必要以上に厚く形成されないことが好ましい。このような観点から、第1の熱膨張層12の厚みは、熱膨張性材料MC2の数個分に相当する厚み、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個の厚みに形成されるのが好ましい。換言すれば、マイクロカプセルの平均粒径の1〜10倍、好ましくは1〜5倍の厚みに形成されることが好ましい。
In addition, since the first
インク受容層14は、基材11の一方の面上に形成された第2の熱膨張層13上に形成される。インク受容層14は、印刷工程で使用されるインク、例えば、インクジェットプリンタのインクを受容し、定着させる層である。インク受容層14は、印刷工程で使用されるインクに応じて、汎用されている材料を使用して形成される。例えば水性インクを利用する場合では、インク受容層14は、多孔質シリカ、ポリビニルアルコール(PVA)等から選択される材料を用いて形成される。なお、インクジェット方式で紫外線硬化タイプのインクを用いる場合等、インク受容層14は省略することも可能である。また、基材11としてプラスチックフィルム等、インクを受容しにくい材料を用い、更に基材11の裏側に光熱変換層を形成する場合は、基材11の他方の面(図1に示す下面)にもインク受容層を設けることが好ましい。
The
本実施形態の熱膨張性シート10は、基材11と第2の熱膨張層13との間に、第2の熱膨張層13と比較して低い割合で熱膨張性材料を含む第1の熱膨張層12を備えることにより、熱膨張性シート10を膨張させた際に、基材11から熱膨張層が剥離することを抑制することができる。
The heat-
(熱膨張性シートの製造方法)
次に、熱膨張性シート10の製造方法を図2(a)〜図2(c)を用いて説明する。
まず、基材11としてシート状の材料、例えば紙を用意する。基材11は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
(Method for producing thermally expandable sheet)
Next, the manufacturing method of the thermally
First, a sheet-like material such as paper is prepared as the
次に、熱可塑性樹脂等からなるバインダと熱膨張性材料(熱膨張性マイクロカプセル)とを混合させ、第1の熱膨張層12を形成するための塗布液を調製する。この際、バインダに対する熱膨張性材料の含有率は、この工程の次に行う第2の熱膨張層13を形成する工程におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と比較して低くし、例えば、重量比で1/3〜1/8程度とする。
Next, a binder made of a thermoplastic resin or the like and a thermally expandable material (thermally expandable microcapsule) are mixed to prepare a coating liquid for forming the first thermally
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材11上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図2(a)に示すように第1の熱膨張層12を形成する。なお、目標とする第1の熱膨張層12の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。また、第1の熱膨張層12は、第2の熱膨張層13と比較して薄く形成する。第1の熱膨張層12の厚みは、熱膨張性材料MC1の数個分に相当する厚み、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個の厚みに形成されるのが好ましい。
Subsequently, the coating liquid is applied onto the
次に、バインダと熱膨張性材料とを混合させ、第2の熱膨張層13を形成するための塗布液を調製する。バインダと熱膨張性材料とは、第1の熱膨張層12を形成するための塗布液と異なる材料を用いてもよいが、同じ材料を用いると好ましい。
Next, a coating liquid for forming the second
続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第2の熱膨張層13を形成するための塗布液を第1の熱膨張層12上に塗布する。次に、塗膜を乾燥させ、図2(b)に示すように第2の熱膨張層13を形成する。なお、目標とする第2の熱膨張層13の厚みを得るため、塗布及び乾燥は複数回行ってもよい。
Then, the coating liquid for forming the 2nd
次に、インク受容層14構成する材料、例えば多孔質シリカ、PVA等から選択される材料を溶剤中に分散させ、インク受容層14を形成するための塗布液を調製する。続いて、この塗布液を、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、第2の熱膨張層13上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図2(c)に示すように、インク受容層14を形成する。また、ロール状の基材11を用いた場合は、立体画像形成システム50に適合する大きさに裁断を行う。
Next, a material constituting the
以上の工程により、熱膨張性シート10が製造される。
The thermally
(立体画像形成システム)
次に、本実施形態の熱膨張性シート10に立体画像を形成する立体画像形成システム50について説明する。図3(a)〜図3(c)に示すように、立体画像形成システム50は、制御ユニット51と、印刷ユニット52と、膨張ユニット53と、表示ユニット54と、天板55と、フレーム60と、を備える。図3(a)は、立体画像形成システム50の正面図であり、図3(b)は、天板55を閉じた状態における立体画像形成システム50の平面図であり、図3(c)は、天板55を開いた状態における立体画像形成システム50の平面図である。なお、図3(a)〜図3(c)において、X方向は水平方向と同一であり、Y方向はシートが搬送される搬送方向Dと同一であり、更にZ方向は鉛直方向と同一である。X方向、Y方向及びZ方向は、互いに直交する。
(3D image forming system)
Next, the three-dimensional
制御ユニット51、印刷ユニット52、膨張ユニット53は、それぞれ図3(a)に示すようにフレーム60内に載置される。具体的に、フレーム60は、一対の略矩形状の側面板61と、側面板61の間に設けられた連結ビーム62とを備え、側面板61の上方に天板55が渡されている。また、側面板61の間に渡された連結ビーム62の上に印刷ユニット52及び膨張ユニット53がX方向に並んで設置され、連結ビーム62の下に制御ユニット51が固定されている。表示ユニット54は天板55内に、天板55の上面と高さが一致するように埋設されている。
The
制御ユニット51は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等を備え、印刷ユニット52、膨張ユニット53及び表示ユニット54を制御する。
The
印刷ユニット52は、インクジェット方式の印刷装置である。図3(c)に示すように、印刷ユニット52は、熱膨張性シート10を搬入するための搬入部52aと、熱膨張性シート10を排出するための排出部52bと、を備える。印刷ユニット52は、搬入部52aから搬入された熱膨張性シート10の表面又は裏面に指示された画像を印刷し、画像が印刷された熱膨張性シート10を排出部52bから排出する。また、印刷ユニット52には、後述するカラーインク層42を形成するためのカラーインク(シアン(C)、マゼンダ(M)、イエロー(Y))、と、表側光熱変換層41と裏側光熱変換層43とを形成するための黒色インク(カーボンブラックを含む)とが備えられている。なお、カラーインク層42において黒又はグレーの色を形成するため、カラーインクとして、カーボンブラックを含まない黒のカラーインクを更に備えてもよい。
The
印刷ユニット52は、熱膨張性シート10の表面に印刷するカラー画像(カラーインク層42)を示すカラー画像データを制御ユニットから取得し、カラー画像データに基づいて、カラーインク(シアン、マゼンタ、イエロー)を用いてカラー画像(カラーインク層42)を印刷する。カラーインク層の黒又はグレーの色は、CMYの3色を混色して形成する、もしくは、カーボンブラックを含まない黒のカラーインクを更に使用して形成する。
The
また、印刷ユニット52は、熱膨張性シート10の表面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである表面発泡データに基づき、黒色インクを用いて表側光熱変換層41を印刷する。同様に、熱膨張性シート10の裏面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである裏面発泡データに基づき、黒色インクを用いて裏側光熱変換層43を印刷する。また、カーボンブラックを含む黒色インクは、光を熱に変換する材料の一例である。黒色インクの濃度がより濃く形成された部分ほど、熱膨張層の膨張高さは高くなる。このため、黒色インクの濃度は、目標高さに対応するように濃淡が決定される。
Moreover, the
膨張ユニット53は、熱膨張性シート10に熱を加えて膨張させる膨張装置である。図3(c)に示すように、膨張ユニット53は、熱膨張性シート10を搬入するための搬入部53aと、熱膨張性シート10を排出するための排出部53bと、を備える。膨張ユニット53は、搬入部53aから搬入された熱膨張性シート10に熱を加えて膨張させ、膨張した熱膨張性シート10を排出部53bから排出する。膨張ユニット53は内部に照射部(図示せず)を備える。照射部は、例えば、ハロゲンランプであり、熱膨張性シート10に対して、近赤外領域(波長750〜1400nm)、可視光領域(波長380〜750nm)又は中赤外領域(波長1400〜4000nm)の光を照射する。カーボンブラックを含む黒色インクが印刷された熱膨張性シート10に光を照射すると、黒色インクが印刷された部分では、黒色インクが印刷されていない部分に比べて、より効率良く光が熱に変換される。そのため、熱膨張層(第1の熱膨張層及び第2の熱膨張層)のうち、黒色インクが印刷された領域が主に加熱されて、その結果、熱膨張層は、黒色インクが印刷された領域が膨張する。
The
表示ユニット54は、タッチパネル等から構成される。表示ユニット54は、例えば図3(b)に示すように、印刷ユニット52によって熱膨張性シート10に印刷される画像(図3(b)に示す星)を表示する。また、表示ユニット54は、操作ガイド等を表示し、ユーザは、表示ユニット54に触れることで、立体画像形成システム50を操作することが可能である。
The
(立体画像形成処理)
次に、図4に示すフローチャート及び図5(a)〜図5(e)に示す熱膨張性シート10の断面図を参照して、立体画像形成システム50によって熱膨張性シート10に立体画像を形成する処理の流れを説明する。
(Stereoscopic image formation processing)
Next, with reference to the flowchart shown in FIG. 4 and the cross-sectional views of the thermally
第1に、ユーザは、立体画像が形成される前の熱膨張性シート10を準備し、表示ユニット54を介して、カラー画像データ、表面発泡データ及び裏面発泡データを指定する。そして、熱膨張性シート10を、その表面を上側に向けて印刷ユニット52に挿入する。印刷ユニット52は、挿入された熱膨張性シート10の表面に光熱変換層(表側光熱変換層41)を印刷する(ステップS1)。表側光熱変換層41は、光を熱に変換する材料、具体的にはカーボンブラックを含む黒色インクで形成された層である。印刷ユニット52は、指定された表面発泡データに従って、熱膨張性シート10の表面に、カーボンブラックを含む黒色インクを吐出する。その結果、図5(a)に示すように、インク受容層14上に表側光熱変換層41が形成される。なお、理解を容易とするため、インク受容層14上に表側光熱変換層41が形成されているように図示しているが、より正確には黒色インクはインク受容層14中に受容されているため、インク受容層14中に光熱変換層が形成されている。
First, the user prepares the thermally
第2に、ユーザは、表側光熱変換層41が印刷された熱膨張性シート10を、その表面を上側に向けて膨張ユニット53に挿入する。膨張ユニット53は、挿入された熱膨張性シート10を表面から加熱する。具体的に説明すると、膨張ユニット53は、照射部によって熱膨張性シート10の表面に光を照射させる(ステップS2)。熱膨張性シート10の表面に印刷された表側光熱変換層41は、照射された光を吸収することによって発熱する。その結果、図5(b)に示すように、熱膨張性シート10のうちの光熱変換層41が印刷された領域が盛り上がって膨張する。また、図5(b)において、右に示す光熱変換層41の黒色インクの濃度を、左に示す光熱変換層41と比較して濃くすると、図示するように、濃く印刷された領域をより高く膨張させることが可能となる。
Secondly, the user inserts the thermally
第3に、ユーザは、表面が加熱されて膨張した熱膨張性シート10を、その表面を上側に向けて印刷ユニット52に挿入する。印刷ユニット52は、挿入された熱膨張性シート10の表面にカラー画像(カラーインク層42)を印刷する(ステップS3)。具体的には、印刷ユニット52は、指定されたカラー画像データに従って、熱膨張性シート10の表面に、シアンC、マゼンタM及びイエローYの各インクを吐出する。その結果、図5(c)に示すように、インク受容層14及び光熱変換層41の上にカラーインク層42が形成される。
Third, the user inserts the thermally
第4に、ユーザは、カラーインク層42が印刷された熱膨張性シート10を、その裏面を上側に向けて膨張ユニット53に挿入する。膨張ユニット53は、挿入された熱膨張性シート10を裏面から加熱し、熱膨張性シート10の表面に形成されたカラーインク層42を乾燥させる(ステップS4)。具体的に説明すると、膨張ユニット53は、照射部によって熱膨張性シート10の裏面に光を照射させ、カラーインク層42を加熱し、カラーインク層42中に含まれる溶媒を揮発させる。
Fourth, the user inserts the thermally
第5に、ユーザは、カラーインク層42が印刷された熱膨張性シート10を、その裏面を上側に向けて印刷ユニット52に挿入する。印刷ユニット52は、挿入された熱膨張性シート10の裏面に光熱変換層(裏側光熱変換層43)を印刷する(ステップS5)。裏側光熱変換層43は、熱膨張性シート10の表面に印刷された表側光熱変換層41と同様に、光を熱に変換する材料、具体的にはカーボンブラックを含む黒色インクで形成された層である。印刷ユニット52は、指定された裏面発泡データに従って、熱膨張性シート10の裏面に、カーボンブラックを含む黒色インクを吐出する。その結果、図5(d)に示すように、基材11の裏面に光熱変換層43が形成される。裏側光熱変換層43についても、左に示す光熱変換層43の黒色インクの濃度を、右に示す光熱変換層43と比較して濃くすると、図示するように濃く印刷された領域をより高く膨張させることが可能となる。
Fifth, the user inserts the thermally
第6に、ユーザは、裏側光熱変換層43が印刷された熱膨張性シート10を、その裏面を上側に向けて膨張ユニット53に挿入する。膨張ユニット53は、挿入された熱膨張性シート10を裏面から加熱する。具体的に説明すると、膨張ユニット53は、照射部(図示せず)によって熱膨張性シート10の裏面に光を照射させる(ステップS6)。熱膨張性シート10の裏面に印刷された光熱変換層43は、照射された光を吸収することによって発熱する。その結果、図5(e)に示すように、熱膨張性シート10のうちの光熱変換層43が印刷された領域が盛り上がって膨張する。
Sixth, the user inserts the thermally
以上のような手順によって、熱膨張性シート10に立体画像が形成される。
A three-dimensional image is formed on the thermally
一般に熱膨張性シートでは、基材上に設けられた熱膨張層は、基材が設けられた面とは反対の方向(例えば図1に示す上方向)へと膨張する。この膨張により、基材とその直上に設けられた熱膨張層との間に剥離が発生することがある。また、一般に熱膨張性材料の含有率が高くなるほど基材からの剥離も発生しやすくなる。これに対し、本実施形態の熱膨張性シート10では、基材11と第2の熱膨張層13の間に、熱膨張性材料の含有率が第2の熱膨張層13よりも低い第1の熱膨張層12が介在する。この第1の熱膨張層12は発泡、膨張する程度が第2の熱膨張層13と比較して抑制されているため、基材11から熱膨張層が剥離することを抑制することができる。加えて、第1の熱膨張層12自体も膨張するため、第1の熱膨張層12は熱膨張層全体の高さの増加に寄与するという効果も有している。
In general, in a thermally expandable sheet, a thermal expansion layer provided on a base material expands in a direction opposite to the surface on which the base material is provided (for example, an upward direction shown in FIG. 1). Due to this expansion, peeling may occur between the base material and the thermal expansion layer provided immediately above the base material. In general, the higher the content of the heat-expandable material, the easier it is to peel off from the substrate. On the other hand, in the thermally
このように本実施形態の熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法によれば、熱膨張層を膨張させた際に、熱膨張層が基材から剥離することを抑制可能な熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法を提供することができる。 As described above, according to the thermally expandable sheet and the method for producing a thermally expandable sheet of the present embodiment, when the thermally expandable layer is expanded, it is possible to suppress the thermally expandable layer from being peeled off from the base material. The manufacturing method of a sheet | seat and a thermally expansible sheet can be provided.
(実施形態2)
実施形態2に係る熱膨張性シート20について図面を用いて説明する。実施形態2に係る熱膨張性シート20が、実施形態1に係る熱膨張性シートと異なる点は、第2の熱膨張層13の上に更に第3の熱膨張層26を備える点にある。実施形態1と同様の構成を採る部分については、同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 2)
A thermally
実施形態2に係る熱膨張性シート20は、図6に示すように、基材11と、第1の熱膨張層12と、第2の熱膨張層13と、インク受容層14と、第3の熱膨張層26と、を備える。また、第1の熱膨張層12と第2の熱膨張層13と第3の熱膨張層26とが、熱膨張性シート20の熱膨張層を構成する。また、本実施形態ではインク受容層14は、第2の熱膨張層13の上に設けられた第3の熱膨張層26の上に形成されている。
As shown in FIG. 6, the thermally
第3の熱膨張層26は、第2の熱膨張層13とインク受容層14との間に形成される。第3の熱膨張層26は、第1の熱膨張層12と同様に、バインダB3中に熱膨張性材料MC3(熱膨張性マイクロカプセル)が分散配置されている。第3の熱膨張層26は、第1の熱膨張層12と同様に、熱膨張性シート20の上面及び/又は下面に形成される光熱変換層で生じた熱を吸収して発泡し、膨張する。また、バインダB3及び熱膨張性マイクロカプセルMC3としては、第1の熱膨張層12のバインダB1及び熱膨張性マイクロカプセルMC1として挙げた材料が用いられる。第3の熱膨張層26の熱膨張性材料MC3は、第1の熱膨張層12の熱膨張性材料MC1と、第2の熱膨張層15の熱膨張性材料MC2とは異なる材料を用いても、いずれか若しくは両方と同じ材料を用いてもよい。第3の熱膨張層26として、第1の熱膨張層12及び/又は第2の熱膨張層13と同じ材料を用いると、原料が共通化されるため好ましい。バインダB3についても、同様に、バインダB1とバインダB2と異なっていてもよいが、いずれか若しくは両方と同じ材料を使用することが好ましい。
The third
また、第3の熱膨張層26において、バインダB3に対して熱膨張性材料MC3が含有される割合は、第2の熱膨張層13におけるバインダB2に対して熱膨張性材料MC2が含有される割合と比較して低い。実施形態1と同様に、バインダB3に対して熱膨張性材料MC3が含有される割合は、体積比、重量比などを用いて定義される。例えば、重量比を用いると、バインダB3に対する熱膨張性材料MC3の重量比は、バインダB2に対する熱膨張性材料MC2の重量比と比較して小さく、具体的には、1/3〜1/8程度である。換言すれば、100重量部のバインダB3に対して分散されるMC3がX3重量部であり、100重量部のバインダB2に対して分散されるMC2がX2重量部とすると、X3/X2は、1より小さく、1/3〜1/8程度である。なお、バインダに対して熱膨張性材料が含有される割合は、密度によって定義されてもよく、この場合、第3の熱膨張層26は、第2の熱膨張層13と比較して低い密度で、熱膨張性材料を含有するとも言える。
Further, in the third
なお、第3の熱膨張層26は、第2の熱膨張層13と比較して熱膨張性材料の含有率が低く、膨張させた場合に高さを得られにくいため、第2の熱膨張層13より薄く形成されることが好ましい。また、第3の熱膨張層26は、必要以上に厚く形成されないことが好ましく、熱膨張性材料MC3の数個分に相当する厚み、例えば、1〜10個、好ましくは1〜5個の厚みに形成されるのが好ましい。換言すれば、マイクロカプセルの平均粒径の1〜10倍、好ましくは1〜5倍の厚みに形成されることが好ましい。
The third
次に、実施形態2に係る熱膨張性シート20の製造方法を説明する。
まず、基材11を用意し、実施形態1と同様に、基材11上に第1の熱膨張層12及び第2の熱膨張層13を形成する。
Next, a method for manufacturing the thermally
First, the
次に、第3の熱膨張層26を形成するための塗布液を調製する。バインダ中に、熱膨張性材料を公知の分散装置等を用いて分散させ、第3の熱膨張層26を形成するための塗布液を調製する。バインダと熱膨張性材料とは、第2の熱膨張層13を形成するための塗布液と同じ材料を用いるとよい。この際、バインダに対する熱膨張性材料の含有率は、第2の熱膨張層13におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率と比較して低くされる。例えば、重量比では、1/3〜1/8程度とする。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の方式による公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材上に塗布し、塗膜を形成する。次いで、塗膜を乾燥させる。塗布及び乾燥は複数回に分けて行ってもよく、第2の熱膨張層13の上に目標の厚さの第3の熱膨張層26を形成する。
Next, a coating solution for forming the third
続いて、実施形態1と同様にして第3の熱膨張層26の上にインク受容層14を形成し、必要に応じて裁断等を行う。
これにより、実施形態2の熱膨張性シート20が製造される。
Subsequently, the
Thereby, the thermally
本実施形態の熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法によれば、第2の熱膨張層13の上に、更に第2の熱膨張層13よりも低い含有率で熱膨張性材料を含む第3の熱膨張層26を形成することにより、熱膨張層を膨張させた際に熱膨張性シートの表面に生ずる凹凸の発生を緩和し、熱膨張性シートの表面を良好に平滑化させ、良好な耐擦過性を備えることが可能である。
According to the thermally expandable sheet and the method for producing the thermally expandable sheet of the present embodiment, the thermally expandable material is further formed on the second thermally
例えば、比較例として、図7(a)に第3の熱膨張層を備えない構成の熱膨張性シートを膨張させた場合のシート表面を模式的に示す。この構成では、図7(a)に示すように、熱膨張層の表面にマイクロカプセルが凝集し、表面に段差d1の凹凸が発生する。図示するように、熱膨張層の表面に位置するマイクロカプセルは、剥がれやすく、耐擦過性が劣る。これに対し、本実施形態と同様の構成を採る図7(b)に示す熱膨張性シートでは、第3の熱膨張層の表面で生ずる段差d2は、段差d1と比較して小さく抑えられる。第3の熱膨張層は上方向だけでなく下方向にも膨張するため、第3の熱膨張層の膨張によって第2の熱膨張層で生ずる凹凸内を埋めることが可能である。また、第3の熱膨張層ではマイクロカプセルが含有されている量が少ないため、第3の熱膨張層の表面でのマクロカプセルの凝集を抑制することができる。加えて、特に本実施形態の第3の熱膨張層26は、熱膨張性材料を含むため、第3の熱膨張層自体も膨張し、熱膨張層全体の高さの増加に寄与するという効果もある。また、インク受容層14は、熱膨張性シート20の表面にインクを受容、定着させるための層であるが、この層を第3の熱膨張層26上に備えることにより、熱膨張性シート20の表面は更に良好に平滑化され、耐擦過性も更に良好となる。
For example, as a comparative example, FIG. 7A schematically shows a sheet surface when a thermally expandable sheet having a configuration not including the third thermally expanded layer is expanded. In this configuration, as shown in FIG. 7A, the microcapsules aggregate on the surface of the thermal expansion layer, and the unevenness of the step d1 occurs on the surface. As shown in the figure, the microcapsules located on the surface of the thermal expansion layer are easily peeled off and have poor scratch resistance. On the other hand, in the thermally expandable sheet shown in FIG. 7B that has the same configuration as that of the present embodiment, the step d2 generated on the surface of the third thermal expansion layer is suppressed to be smaller than the step d1. Since the third thermal expansion layer expands not only in the upward direction but also in the downward direction, it is possible to fill the unevenness generated in the second thermal expansion layer by the expansion of the third thermal expansion layer. In addition, since the amount of microcapsules contained in the third thermal expansion layer is small, aggregation of macrocapsules on the surface of the third thermal expansion layer can be suppressed. In addition, in particular, since the third
(実施形態3)
実施形態3に係る熱膨張性シート30について図面を用いて説明する。実施形態3に係る熱膨張性シート30が、上記の実施形態の熱膨張性シート10又は20と異なる点は、図8に示すように第3の熱膨張層36を備え、第3の熱膨張層36が白色顔料Wを含む点にある。なお、本実施形態では、第1の熱膨張層12、第2の熱膨張層13及び第3の熱膨張層36が、熱膨張層を構成する。他の実施形態と同様の構成を採る部分については、同一の番号を付し、詳細な説明は省略する。
(Embodiment 3)
A thermally
実施形態3に係る熱膨張性シート30は、図8に示すように、基材11と、第1の熱膨張層12と、第2の熱膨張層13と、インク受容層14と、第3の熱膨張層36と、を備える。また、第1の熱膨張層12と第2の熱膨張層13と第3の熱膨張層36とが、熱膨張性シート20の熱膨張層を構成する。また、本実施形態ではインク受容層14は、第2の熱膨張層13の上に設けられた第3の熱膨張層36の上に形成されている。
As shown in FIG. 8, the thermally
第3の熱膨張層36は、基材11の一方の面上に設けられた第2の熱膨張層13の上に形成される。第3の熱膨張層36は、実施形態2と同様に、バインダB3中に熱膨張性材料MC3(熱膨張性マイクロカプセル)が分散配置されている。第3の熱膨張層36は、更に白色顔料Wを含む点に特徴を備える。白色顔料Wとしては、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛等から選択される材料を用いることができ、特に酸化チタンが好ましい。また、バインダB3に対する熱膨張性材料MC3の含有率は、実施形態2と同様に、第2の熱膨張層13におけるバインダB2に対する熱膨張性材料MC2の含有率と比較して低く設定されている。
The third
また、本実施形態では、インク受容層14として、多孔質シリカのような白色の材料を用いると、インク受容層14の白色度も向上する。従って、インク受容層14によっても熱膨張性シート30の表面の白色度が向上して好ましい。
In this embodiment, when a white material such as porous silica is used as the
本実施形態の熱膨張性シート30では、第2の熱膨張層が白色顔料を更に含むことにより、熱膨張性シートの表面の白色度を高めることができ、熱膨張性シート上に設けられるカラーインクの色の映えを良好とすることができる。
In the heat-
次に、実施形態3の熱膨張性シート30を製造する方法を説明する。
実施形態1と同様に、基材11を用意し、基材11上に第1の熱膨張層12及び第1の熱膨張層13を形成する。
Next, a method for manufacturing the thermally
As in the first embodiment, the
次に、バインダに対し熱膨張材料と白色顔料とを公知の分散装置を用いて分散させ、第3の熱膨張層を形成するための塗布液を調製する。この際、塗布液において、バインダに対して混入される熱膨張性材料の重量は、実施形態2と同様に第2の熱膨張層を形成するための塗布液と比較し、1/3〜1/8程度の量とする。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材上に塗布し、塗膜を形成する。次いで、塗膜を乾燥させる。目標とする厚さの第3の熱膨張層36を形成するために、塗布及び乾燥は複数回に分けて行ってもよい。
Next, a thermal expansion material and a white pigment are dispersed in the binder using a known dispersion device to prepare a coating liquid for forming a third thermal expansion layer. At this time, the weight of the thermally expansible material mixed into the binder in the coating liquid is 1/3 to 1 as compared with the coating liquid for forming the second thermal expansion layer as in the second embodiment. The amount is about / 8. Subsequently, using a known coating apparatus such as a bar coater, a roller coater, or a spray coater, the coating solution is coated on the substrate to form a coating film. Next, the coating film is dried. In order to form the third
続いて、実施形態1と同様にインク受容層14を形成し、必要により裁断を行う。
これにより、実施形態3に係る熱膨張性シート30が製造される。
Subsequently, the
Thereby, the thermally
本実施形態の熱膨張性シートでは、第3の熱膨張層36が白色顔料を更に含むことにより、熱膨張層の白色度を向上させることができ、熱膨張性シート30上に設けられるカラーインクの色の映えを良好とすることができる。更に、インク受容層14を多孔質シリカのような白色の材料を用いて形成すると、インク受容層14によっても熱膨張性シート30の白色度が向上して好ましい。加えて、本実施形態では、白色顔料Wが、第1の膨張層12、第2の膨張層13及びインク受容層14ではなく、第3の熱膨張層36に含まれる。このため、第1の膨張層12及び第2の膨張層13に白色顔料を混入させる必要がなく、第1の膨張層12及び第2の膨張層13の膨張可能な高さを減ずることが避けられる。更にインク受容層14にも白色顔料が混入されないため、インク受容層14がインクを受容する性能を下げることも避けられるという優れた効果も有する。
In the thermally expandable sheet of this embodiment, the third thermally
本発明は、上述した実施形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。
例えば上述した各実施形態は、適宜組み合わせることが可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and applications are possible.
For example, the above-described embodiments can be appropriately combined.
また、上述した実施形態では、図4に示すプロセスで印刷が施される構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。例えば、プロセスを行う順番は適宜変更することが可能である。例えば、基材の両方の面に光熱変換層を形成し、カラーインク層も形成した後に、基材の表側、裏側からそれぞれ光を照射し、熱膨張層を膨張させることも可能である。 In the above-described embodiment, the configuration in which printing is performed in the process illustrated in FIG. 4 has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. For example, the order in which processes are performed can be changed as appropriate. For example, after forming a photothermal conversion layer on both sides of the substrate and forming a color ink layer, it is also possible to irradiate light from the front side and the back side of the substrate to expand the thermal expansion layer.
また、上述した各実施形態では、表面、裏面ともに光熱変換層を形成する構成を例に挙げて説明したが、これに限られない。印刷物の用途、印刷方法に応じ、表面のみ又は裏面のみに光熱変換層を形成してもよい。なお、表面のみに印刷を施す場合は、インク受容層は、少なくとも表面に形成されていればよい。 Further, in each of the above-described embodiments, the configuration in which the photothermal conversion layer is formed on both the front surface and the back surface is described as an example, but the present invention is not limited to this. The photothermal conversion layer may be formed only on the front surface or only on the back surface according to the use of the printed matter and the printing method. In addition, when printing only on the surface, the ink receiving layer should just be formed in the surface at least.
また、例えばシールとして使用するといったように、印刷物の用途に応じて、基材の裏面に接着剤と剥離紙とを設けてもよい。この場合、基材の裏面上に接着剤からなる層を形成し、その上に剥離紙を設ける。なお、インク受容層は、剥離紙上に設けてもよい。 Moreover, you may provide an adhesive agent and a release paper in the back surface of a base material according to the use of printed matter, for example using it as a seal | sticker. In this case, a layer made of an adhesive is formed on the back surface of the substrate, and a release paper is provided thereon. The ink receiving layer may be provided on the release paper.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。 Although several embodiments of the present invention have been described, the present invention is included in the invention described in the claims and the equivalents thereof. Hereinafter, the invention described in the scope of claims of the present application will be appended.
[付記1]
基材の一方の面上に形成され、第1の熱膨張性材料をバインダに対して第1の割合で含む第1の熱膨張層と、
前記第1の熱膨張層の上に形成され、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の熱膨張層と、を備え、
前記第1の割合は、前記第2の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする熱膨張性シート。
[付記2]
前記第1の熱膨張層の厚みは、前記第2の熱膨張層の厚みと比較して薄く形成される、
ことを特徴とする付記1に記載の熱膨張性シート。
[付記3]
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、同じ材料である、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の熱膨張性シート。
[付記4]
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、殻の中に気化性物質を含むマイクロカプセルであって、
前記第1の熱膨張層の厚みは、前記マイクロカプセルの数個分に相当する厚みである、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の熱膨張性シート。
[付記5]
前記第2の熱膨張層の上に設けられ、第3の熱膨張性材料をバインダに対して第3の割合で含む第3の熱膨張層を更に備え、
前記第3の割合は、前記第2の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の熱膨張性シート。
[付記6]
前記第3の熱膨張層は、白色顔料を更に含む、
ことを特徴とする付記5に記載の熱膨張性シート。
[付記7]
前記第3の熱膨張層上に、インクを受容するインク受容層を更に備える、
ことを特徴とする付記5又は6に記載の熱膨張性シート。
[付記8]
基材の一方の面上に、第1の熱膨張性材料をバインダに対して第1の割合で含む第1の熱膨張層を形成する工程と、
前記第1の熱膨張層上に、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の熱膨張層を形成する工程と、を備え、
前記第1の割合を、前記第2の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。
[付記9]
前記第1の熱膨張層の厚みを、前記第2の熱膨張層の厚みと比較して薄く形成する、
ことを特徴とする付記8に記載の熱膨張性シートの製造方法。
[付記10]
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、同じ材料である、
ことを特徴とする付記8又は9に記載の熱膨張性シートの製造方法。
[付記11]
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、殻の中に気化性物質を含むマイクロカプセルであって、
前記第1の熱膨張層の厚みを、前記マイクロカプセルの数個分に相当する厚みとする、
ことを特徴とする付記8乃至10のいずれか1つに記載の熱膨張性シートの製造方法。
[付記12]
前記第2の熱膨張層の上に、第3の熱膨張性材料をバインダに対して第3の割合で含む第3の熱膨張層を形成する工程を更に備え、
前記第3の割合を、前記第2の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする付記8乃至11のいずれか1つに記載の熱膨張性シートの製造方法。
[Appendix 1]
A first thermal expansion layer formed on one side of the substrate and comprising a first thermal expansion material in a first ratio to the binder;
A second thermal expansion layer formed on the first thermal expansion layer and including a second thermal expansion material in a second ratio with respect to the binder;
The first ratio is smaller than the second ratio;
A thermally expandable sheet characterized by that.
[Appendix 2]
The thickness of the first thermal expansion layer is formed thinner than the thickness of the second thermal expansion layer.
The heat-expandable sheet according to
[Appendix 3]
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are the same material.
The heat-expandable sheet according to
[Appendix 4]
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are microcapsules containing a vaporizable substance in a shell,
The thickness of the first thermal expansion layer is a thickness corresponding to several of the microcapsules,
The heat-expandable sheet according to any one of
[Appendix 5]
A third thermal expansion layer provided on the second thermal expansion layer and further including a third thermal expansion material in a third ratio with respect to the binder;
The third ratio is smaller than the second ratio;
The heat-expandable sheet according to any one of
[Appendix 6]
The third thermal expansion layer further includes a white pigment.
The thermally expandable sheet according to
[Appendix 7]
An ink receiving layer for receiving ink is further provided on the third thermal expansion layer.
The heat-expandable sheet according to
[Appendix 8]
Forming on the one surface of the substrate a first thermal expansion layer containing the first thermal expansion material in a first ratio with respect to the binder;
Forming, on the first thermal expansion layer, a second thermal expansion layer containing a second thermal expansion material in a second ratio with respect to the binder,
Reducing the first proportion compared to the second proportion;
A method for producing a thermally expandable sheet, characterized in that
[Appendix 9]
Forming a thickness of the first thermal expansion layer thinner than a thickness of the second thermal expansion layer;
The method for producing a thermally expandable sheet according to Supplementary Note 8, wherein:
[Appendix 10]
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are the same material.
The method for producing a thermally expandable sheet according to Supplementary Note 8 or 9, wherein:
[Appendix 11]
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are microcapsules containing a vaporizable substance in a shell,
The thickness of the first thermal expansion layer is a thickness corresponding to several of the microcapsules,
The method for producing a thermally expandable sheet according to any one of appendices 8 to 10, wherein:
[Appendix 12]
Forming a third thermal expansion layer containing a third thermal expansion material in a third ratio with respect to the binder on the second thermal expansion layer;
Reducing the third proportion compared to the second proportion;
The method for producing a thermally expandable sheet according to any one of appendices 8 to 11, characterized in that:
本発明は、吸収した熱量に応じて膨張する熱膨張性シート及び熱膨張性シートの製造方法に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a thermally expandable sheet that expands according to the amount of heat absorbed and a method for producing the thermally expandable sheet.
10、20、30・・・熱膨張性シート、11・・・基材、12・・・第1の熱膨張層、13・・・第2の熱膨張層、14・・・インク受容層、26、36・・・第3の熱膨張層、41・・・表側光熱変換層、42・・・カラーインク層、43・・・裏側光熱変換層、50・・・立体画像形成システム、51・・・制御ユニット、52・・・印刷ユニット、52a,53a・・・搬入部、52b,53b・・・排出部、53・・・膨張ユニット、54・・・表示ユニット、55・・・天板、60・・・フレーム、61・・・側面板、62・・・連結ビーム、B1,B2,B3・・・バインダ、MC1,MC2,MC3・・・熱膨張性材料 10, 20, 30 ... thermally expandable sheet, 11 ... base material, 12 ... first thermal expansion layer, 13 ... second thermal expansion layer, 14 ... ink receiving layer, 26, 36 ... third thermal expansion layer, 41 ... front side photothermal conversion layer, 42 ... color ink layer, 43 ... back side photothermal conversion layer, 50 ... stereoscopic image forming system, 51. ..Control unit, 52... Printing unit, 52 a, 53 a .. carry-in part, 52 b, 53 b .. discharge part, 53... Expansion unit, 54 .. display unit, 55. , 60 ... Frame, 61 ... Side plate, 62 ... Connection beam, B1, B2, B3 ... Binder, MC1, MC2, MC3 ... Thermally expandable material
本発明は、造形物の製造方法及び熱膨張性シートに関する。 The present invention relates to a manufacturing method and thermal expansion sheet for the shaped object.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、熱膨張層を膨張させた際に、熱膨張層が基材から剥離することを抑制可能な造形物の製造方法及び熱膨張性シートを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above situation, when inflated thermal expansion layer, the manufacturing method of inhibiting capable shaped object that thermal expansion layer is peeled from the substrate and thermally expandable sheet The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、本発明に係る第1の態様の造形物の製造方法は、加熱により膨張する熱膨張層が基材上に形成された媒体を準備する第1工程と、所定のエネルギーが与えられた場合に前記熱膨張層が部分的に膨張するように、前記媒体上に所定の材料でパターン層を形成する第2工程と、前記パターン層が形成された前記媒体に前記所定のエネルギーを与えることにより、前記熱膨張層を部分的に膨張させて前記媒体の表面に凹凸を形成する第3工程と、を有し、前記熱膨張層は、前記基材上に形成され、第1の熱膨張性材料をバインダに対して第1の割合で含む第1の層と、前記第1の層上に形成され、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の層と、を備え、前記第1の割合が前記第2の割合と比較して小さく設定されることにより、前記第1の層が、前記第3工程で前記凹凸を形成する際の当該熱膨張層の前記基材からの剥離を抑制するための剥離抑制層として形成されている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る第2の態様の造形物の製造方法は、加熱により膨張する熱膨張層が基材上に形成された媒体を準備する第1工程と、前記熱膨張層が膨張可能な温度の熱を前記媒体に部分的に加えることにより、当該媒体における前記熱が加えられた部分に対応する表面を前記熱膨張層の膨張により隆起させて当該媒体の表面に凹凸を形成する第2工程と、を有し、前記熱膨張層は、前記基材上に形成され、第1の熱膨張性材料をバインダに対して第1の割合で含む第1の層と、前記第1の層上に形成され、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の層と、を備え、前記第1の割合が前記第2の割合と比較して小さく設定されることにより、前記第1の層が、前記第2工程で前記凹凸を形成する際の当該熱膨張層の前記基材からの剥離を抑制するための剥離抑制層として形成されている、ことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for producing a shaped article according to the first aspect of the present invention includes a first step of preparing a medium in which a thermal expansion layer that is expanded by heating is formed on a substrate, and a predetermined energy. A second step of forming a pattern layer with a predetermined material on the medium so that the thermal expansion layer partially expands, and the predetermined medium is formed on the medium on which the pattern layer is formed. A third step of partially expanding the thermal expansion layer by applying energy to form irregularities on the surface of the medium, and the thermal expansion layer is formed on the substrate, A first layer containing one thermally expandable material in a first ratio with respect to the binder; and a second layer formed on the first layer, the second thermally expandable material in a second ratio with respect to the binder. A second layer comprising, wherein the first proportion is compared to the second proportion By being set in advance, the first layer is formed as a delamination suppressing layer for suppressing delamination of the thermal expansion layer from the substrate when forming the irregularities in the third step. , characterized in that.
Moreover, the manufacturing method of the molded article of the 2nd aspect which concerns on this invention is the 1st process of preparing the medium in which the thermal expansion layer expanded by heating was formed on the base material, and the said thermal expansion layer is expandable. Secondly, the surface of the medium is bulged by expansion of the thermal expansion layer by partially applying heat at a temperature to the medium so that the surface corresponding to the portion of the medium to which the heat is applied is formed. The thermal expansion layer is formed on the substrate, and includes a first layer containing the first thermal expansion material in a first ratio with respect to the binder, and the first layer. And a second layer containing a second thermally expandable material in a second ratio with respect to the binder, wherein the first ratio is set smaller than the second ratio. The first layer is formed in front of the thermal expansion layer when the irregularities are formed in the second step. Is formed as a separation preventing layer for suppressing peeling from the substrate, wherein the.
また、本発明に係る第1の態様の熱膨張性シートは、基材における一方の面上に設けられ、バインダに対して熱膨張性材料を所定の割合で含む熱膨張層と、所定のエネルギーが与えられた場合に前記熱膨張層が部分的に膨張するように、前記熱膨張層上に設けられたパターン層と、を備え、前記熱膨張層は、前記割合が第2の割合に設定された第2の熱膨張層と前記パターン層との間に、前記割合が前記第2の割合よりも小さい第1の割合に設定された第1の熱膨張層が介在するように、且つ、前記第2の熱膨張層と前記基材との間に、前記第1の熱膨張層が介在するように、多層に設けられている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る第2の態様の熱膨張性シートは、基材における一方の面上に設けられ、バインダに対して熱膨張性材料を所定の割合で含む熱膨張層と、前記熱膨張層の一部を露出するように前記熱膨張層上に設けられ、所定の光が照射された場合に当該照射された光を熱に変換して前記熱膨張層を部分的に膨張させる光熱変換層と、を備え、前記熱膨張層は、前記割合が第2の割合に設定された第2の熱膨張層と前記光熱変換層との間に、前記割合が前記第2の割合よりも小さい第1の割合に設定された第1の熱膨張層が介在するように、且つ、前記第2の熱膨張層と前記基材との間に、前記第1の熱膨張層が介在するように、多層に設けられている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る第3の態様の熱膨張性シートは、基材における一方の面上に設けられ、バインダに対して熱膨張性材料を所定の割合で含む熱膨張層と、前記基材における他方の面の一部を露出するように当該他方の面上に設けられ、所定の光が照射された場合に当該照射された光を熱に変換して前記熱膨張層を部分的に膨張させる光熱変換層と、を備え、前記熱膨張層は、前記割合が第2の割合に設定された第2の熱膨張層と前記基材との間に、前記割合が前記第2の割合よりも小さい第1の割合に設定された第1の熱膨張層が介在するように、多層に形成されている、ことを特徴とする。
Also, thermally expandable sheet of the first aspect of the present invention is provided on one of the surfaces of the substrate, the thermal expansion layer containing thermally expandable material at a predetermined ratio with respect to the binder, a given A pattern layer provided on the thermal expansion layer so that the thermal expansion layer partially expands when energy is applied, and the thermal expansion layer has the ratio of the second ratio. Between the set second thermal expansion layer and the pattern layer, the first thermal expansion layer set to the first ratio smaller than the second ratio is interposed, and The multilayer structure is provided such that the first thermal expansion layer is interposed between the second thermal expansion layer and the base material .
The thermally expandable sheet according to the second aspect of the present invention is provided on one surface of a substrate, and includes a thermally expandable layer containing a thermally expandable material in a predetermined ratio with respect to the binder, and the thermally expandable sheet. Photothermal conversion is provided on the thermal expansion layer so as to expose a part of the layer, and when irradiated with predetermined light, the irradiated light is converted into heat to partially expand the thermal expansion layer And the thermal expansion layer is smaller than the second ratio between the second thermal expansion layer set to the second ratio and the photothermal conversion layer. The first thermal expansion layer set to the first ratio is interposed, and the first thermal expansion layer is interposed between the second thermal expansion layer and the base material. , Provided in multiple layers.
Moreover, the thermal expansion sheet according to the third aspect of the present invention is provided on one surface of a base material, and includes a thermal expansion layer containing a thermal expansion material in a predetermined ratio with respect to the binder, and the base material Is provided on the other surface so that a part of the other surface is exposed, and when the predetermined light is irradiated, the irradiated light is converted into heat to partially expand the thermal expansion layer. The thermal expansion layer, and the thermal expansion layer has a ratio between the second thermal expansion layer and the base material, the ratio of which is set to the second ratio, than the second ratio. The first thermal expansion layer set at a small first ratio is formed in multiple layers so as to be interposed.
本発明によれば、熱膨張層を膨張させた際に、熱膨張層が基材から剥離することを抑制可能な造形物の製造方法及び熱膨張性シートを提供することができる。 According to the present invention, when inflated thermal expansion layer, the thermal expansion layer can be provided a manufacturing method and a thermally expandable sheet for can suppress shaped object to be peeled from the substrate.
Claims (10)
前記第1の熱膨張層の上に形成され、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の熱膨張層と、を備え、
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、同じ材料であり、
前記第1の割合は、前記第2の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする熱膨張性シート。 A first thermal expansion layer formed on one side of the substrate and comprising a first thermal expansion material in a first ratio to the binder;
A second thermal expansion layer formed on the first thermal expansion layer and including a second thermal expansion material in a second ratio with respect to the binder;
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are the same material,
The first ratio is smaller than the second ratio;
A thermally expandable sheet characterized by that.
ことを特徴とする請求項1に記載の熱膨張性シート。 The thickness of the first thermal expansion layer is formed thinner than the thickness of the second thermal expansion layer.
The thermally expandable sheet according to claim 1.
前記第1の熱膨張層の厚みは、前記マイクロカプセルの1〜10個分に相当する厚みである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の熱膨張性シート。 The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are microcapsules containing a vaporizable substance in a shell,
The thickness of the first thermal expansion layer is a thickness corresponding to 1 to 10 microcapsules,
The thermally expandable sheet according to claim 1, wherein the sheet is thermally expandable.
前記第3の割合は、前記第2の割合と比較して小さい、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の熱膨張性シート。 A third thermal expansion layer provided on the second thermal expansion layer and further including a third thermal expansion material in a third ratio with respect to the binder;
The third ratio is smaller than the second ratio;
The thermally expandable sheet according to any one of claims 1 to 3, wherein the sheet is thermally expandable.
ことを特徴とする請求項4に記載の熱膨張性シート。 The third thermal expansion layer further includes a white pigment.
The thermally expandable sheet according to claim 4.
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の熱膨張性シート。 An ink receiving layer for receiving ink is further provided on the third thermal expansion layer.
The thermally expandable sheet according to claim 4, wherein the sheet is thermally expandable.
前記第1の熱膨張層上に、第2の熱膨張性材料をバインダに対して第2の割合で含む第2の熱膨張層を形成する工程と、を備え、
前記第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張性材料とは、同じ材料であり、
前記第1の割合を、前記第2の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。 Forming on the one surface of the substrate a first thermal expansion layer containing the first thermal expansion material in a first ratio with respect to the binder;
Forming, on the first thermal expansion layer, a second thermal expansion layer containing a second thermal expansion material in a second ratio with respect to the binder,
The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are the same material,
Reducing the first proportion compared to the second proportion;
A method for producing a thermally expandable sheet, characterized in that
ことを特徴とする請求項7に記載の熱膨張性シートの製造方法。 Forming a thickness of the first thermal expansion layer thinner than a thickness of the second thermal expansion layer;
The method for producing a thermally expandable sheet according to claim 7.
前記第1の熱膨張層の厚みを、前記マイクロカプセルの1〜10個分に相当する厚みとする、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の熱膨張性シートの製造方法。 The first thermally expandable material and the second thermally expandable material are microcapsules containing a vaporizable substance in a shell,
The thickness of the first thermal expansion layer is a thickness corresponding to 1 to 10 microcapsules,
The method for producing a thermally expandable sheet according to claim 7 or 8, wherein:
前記第3の割合を、前記第2の割合と比較して小さくする、
ことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の熱膨張性シートの製造方法。 Forming a third thermal expansion layer containing a third thermal expansion material in a third ratio with respect to the binder on the second thermal expansion layer;
Reducing the third proportion compared to the second proportion;
The method for producing a thermally expandable sheet according to any one of claims 7 to 9.
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Citations (6)
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---|---|---|---|---|
JPH02179789A (en) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Minolta Camera Co Ltd | Three-dimensional image forming sheet |
JPH09207428A (en) * | 1996-02-02 | 1997-08-12 | Canon Inc | Three-dimensional image forming medium and three-dimensional image forming method using the medium |
JP2001287435A (en) * | 2000-02-02 | 2001-10-16 | Dainippon Printing Co Ltd | Braille and protruded pattern recording medium |
JP2005088559A (en) * | 2003-08-11 | 2005-04-07 | Crk Kk | Thermal expansive fire prevention structural matter |
JP2009178898A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Sekisui Plastics Co Ltd | Polystyrene resin laminated foam sheet and its manufacturing method |
US20120218338A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Casio Computer Co., Ltd. | Three-dimensional printing device, three-dimensional printing system and three-dimensional printing method |
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Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02179789A (en) * | 1988-12-29 | 1990-07-12 | Minolta Camera Co Ltd | Three-dimensional image forming sheet |
JPH09207428A (en) * | 1996-02-02 | 1997-08-12 | Canon Inc | Three-dimensional image forming medium and three-dimensional image forming method using the medium |
JP2001287435A (en) * | 2000-02-02 | 2001-10-16 | Dainippon Printing Co Ltd | Braille and protruded pattern recording medium |
JP2005088559A (en) * | 2003-08-11 | 2005-04-07 | Crk Kk | Thermal expansive fire prevention structural matter |
JP2009178898A (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-13 | Sekisui Plastics Co Ltd | Polystyrene resin laminated foam sheet and its manufacturing method |
US20120218338A1 (en) * | 2011-02-24 | 2012-08-30 | Casio Computer Co., Ltd. | Three-dimensional printing device, three-dimensional printing system and three-dimensional printing method |
JP2012171317A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Casio Electronics Co Ltd | Three-dimensional printing device, three-dimensional printing system, and three-dimensional printing method |
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