JP2020001177A - 樹脂成形シート、樹脂成形シートの製造方法、造形物及び造形物の製造方法 - Google Patents
樹脂成形シート、樹脂成形シートの製造方法、造形物及び造形物の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
Description
樹脂からなる基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層とを備える樹脂成形シートを用い、
前記樹脂成形シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層を形成し、
前記熱変換層に電磁波を照射することにより生じた熱によって、前記熱膨張層を膨張させ、前記熱膨張層の膨張に追従させて前記基材を変形させる、
ことを特徴とする。
樹脂からなる基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、
を備えることを特徴とする。
第2の観点に係る樹脂成形シートを備え、
前記樹脂成形シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層が設けられており、
前記熱変換層が形成された領域の前記熱膨張層が膨張されており、
前記基材は、前記熱膨張層の膨張に追従して変形されている、
ことを特徴とする。
樹脂からなる基材の一方の面上にカラーインク層を形成する工程と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に、熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
を備えることを特徴とする。
実施形態1に係る樹脂成形シート、樹脂成形シートの製造方法、造形物及び造形物の製造方法について、以下図面を用いて説明する。
樹脂成形シート11は、図1に示すように、基材31と、カラーインク層(第1のカラーインク層)32と、熱膨張層33と、を備える。本実施形態では樹脂成形シート11は、熱膨張層33が膨張されていない状態である。詳細に後述するように、樹脂成形シート11では、熱膨張層33が膨張する力を利用して、基材31を変形させる。具体的には、熱膨張層33の膨張する方向に追従するように基材31を変形させ、基材31に変形後の形状を維持させる。これにより、樹脂成形シート11上に造形物を形成する。
また、本実施形態の樹脂成形シート11は、以下に示すようにして製造される。
まず、図2(a)に示すように、基材31としてシート状の材料、例えばポリエチレンレフタレート(PET)からなるシートを用意する。基材31は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
これにより、樹脂成形シート11が製造される。
次に、造形物21について図3(a)及び図3(b)を用いて説明する。
造形物21は、樹脂成形シート11を成形加工したシートである。具体的に図3(a)に示すように、基材31は、上面に凸部31aを備え、下面に凸部31aに対応する形状を有する凹部31bを備える。熱膨張層33は、上面に凸部33aを備える。基材31の凸部31a及び熱膨張層33の凸部33aは、周囲の領域から突出している。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層33との間に延びるように設けられる。
次に、上述した樹脂成形シート11を成形することによる造形物の製造方法(造形物製造処理、樹脂成形処理)の流れを説明する。以下の造形物の製造方法では、ロール状に巻かれた樹脂成形シート11を使用する場合(ロール式)を例に挙げて説明するが、枚葉式であってもよい。
温度センサ53は、熱電対、サーミスタ等であって、反射板52の温度を測定する測定手段として機能する。反射板52の温度を測定することで、照射部51が照射している電磁波の強さ、すなわち電磁波のエネルギーの大きさの指標とすることができる。
冷却部54は、反射板52の上側に設けられる。冷却部54は、少なくとも1つの給気ファンを備え、膨張装置50の内部を冷却する冷却手段として機能する。
以下、実施形態2に係る樹脂成形シート、樹脂成形シートの製造方法、造形物及び造形物の製造方法について、図を用いて説明する。本実施形態の樹脂成形シート及び造形物が実施形態1に係る樹脂成形シート及び造形物と異なるのは、熱膨張層33上に第2のカラーインク層34を備える点にある。実施形態1と共通する部分については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
樹脂成形シート12は、図9に示すように、基材31と、カラーインク層32と、熱膨張層33と、第2のカラーインク層34とを備える。
次に、本実施形態の樹脂成形シート12の製造方法について図を用いて説明する。まず、実施形態1と同様の手順で、図10(a)〜図10(c)に示すように、基材31上に、カラーインク層32と熱膨張層33とを形成する。続いて、カラーインク層32と同様にオフセット印刷装置等を利用して、図10(d)に示すように、第2のカラーインク層34を熱膨張層33上に形成する。なお、第2のカラーインク層34は、オフセット印刷装置以外の印刷装置を用いて形成してもよい。これにより、樹脂成形シート12が形成される。
造形物22は、樹脂成形シート12を成形加工したシートである。造形物22の基材31、カラーインク層32及び熱膨張層33については、実施形態1と同様である。具体的には、図11に示すように、基材31は、凸部31aに対応する形状を有する凹部31bを備える。熱膨張層33は、上面に凸部33aを備える。基材31の凸部31a及び熱膨張層33の凸部33aは、周囲の領域から突出している。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層33との間に延びるように設けられる。特に本実施形態では、第2のカラーインク層34が熱膨張層33の凸部33a上に設けられる。また、第2のカラーインク層34上には熱変換層81が設けられる。なお、第2のカラーインク層34が設けられる領域は、上記のように図示した例に限られず任意である。
次に、樹脂成形シート12を成形することによる、造形物22の製造方法について説明する。造形物22の製造方法は、実施形態1と同様にして行われるため、実施形態1のフローチャート等を用いて説明する。
以下、実施形態3に係る樹脂成形シート13及び造形物23について、図を用いて説明する。本実施形態の樹脂成形シート13及び造形物23が実施形態1に係る樹脂成形シート11及び造形物21と異なるのは、熱膨張層36がパターニングされており、樹脂成形シート13の全体に形成されていない点にある。実施形態1と共通する部分については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
樹脂成形シート13は、図13に示すように、基材31と、カラーインク層32と、熱膨張層36とを備える。
次に、本実施形態の樹脂成形シート13の製造方法を、図14(a)〜図14(c)を参照して説明する。
まず、実施形態1と同様に、図14(a)に示すように、基材31を準備する。続いて、図14(b)に示すように、オフセット印刷装置等を使用し、基材31上にカラーインク層32を形成する。続いて、図14(c)に示すように、カラーインク層32上に、熱膨張層36を形成する。本実施形態では、熱膨張層36は、スクリーン印刷、オフセット印刷等の印刷方式によって形成する。具体的にはバインダ中に熱膨張性材料を含むインクを調製し、スクリーン印刷装置を用いて、カラーインク層32上に印刷を施す。これにより、樹脂成形シート13の表側の面において特定の領域のみに熱膨張層36を設けることができる。
造形物23は、樹脂成形シート13を成形加工したシートである。具体的には、図15に示すように基材31は、凸部31aに対応する形状を有する凹部31bを備える。熱膨張層36は、上面に凸部36aを備える。基材31の凸部31a及び熱膨張層36の凸部36aは、周囲の領域から突出している。また、熱膨張層36の凸部36a上には熱変換層81が設けられる。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層33との間に設けられる。また、カラーインク層32は、図13に示すように、熱膨張層36に覆われず、露出している領域を有していてもよく、図13とは異なり、全てが熱膨張層36下に形成されていてもよい。
次に、樹脂成形シート13を成形し、造形物を製造する処理は、実施形態1と同様にして行われるため、実施形態1に示すフローチャート(図5)を用いて説明する。
以下、実施形態4に係る樹脂成形シート14及び造形物24について、図を用いて説明する。本実施形態の樹脂成形シート14及び造形物24が、上述した各実施形態に係る樹脂成形シート及び造形物と異なるのは、熱膨張層36が実施形態3と同様にパターニングされており、更に熱膨張層36上に実施形態2と同様の第2のカラーインク層34を備える点にある。上述した実施形態と共通する部分については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
樹脂成形シート14は、図16に示すように、基材31と、カラーインク層32と、熱膨張層36と、第2のカラーインク層34とを備える。
本実施形態の樹脂成形シート14のカラーインク層32及び熱膨張層36は、図17(a)〜図17(c)に示すように、実施形態3と同様の方法によって基材31上に形成される。本実施形態では、熱膨張層36を形成した後、基材31とカラーインク層32と熱膨張層36との少なくともいずれか1つの上に、図17(d)に示すように、第2のカラーインク層34を形成する。なお、第2のカラーインク層34は、フレキソ印刷等の任意の印刷装置を用いて形成される。
造形物24は、樹脂成形シート14を成形加工したシートである。具体的には、図18に示すように基材31、カラーインク層32及び熱膨張層36は、実施形態3の造形物23と同様である。基材31は、凸部31aに対応する形状を有する凹部31bを備える。熱膨張層36は、上面に凸部36aを備える。基材31の凸部31a及び熱膨張層36の凸部36aは、周囲の領域から突出している。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層36との間に延びるように設けられる。特に本実施形態では、第2のカラーインク層34が熱膨張層36の凸部36a上に設けられる。また、熱変換層81は凸部36aが設けられる領域に形成され、図18に示す例では、第2のカラーインク層34上に設けられている。なお、第2のカラーインク層34が設けられる領域は、上記のように図示した例に限られず任意である。
次に、樹脂成形シート14を成形し、造形物を製造する処理は、実施形態1と同様にして行われるため、実施形態1に示すフローチャート(図5)を用いて説明する。
[付記1]
樹脂からなる基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層とを備える樹脂成形シートを用い、
前記樹脂成形シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層を形成し、
前記熱変換層に電磁波を照射することにより生じた熱によって、前記熱膨張層を膨張させ、前記熱膨張層の膨張に追従させて前記基材を変形させる、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
前記カラーインク層は、前記基材が前記熱膨張層の膨張に追従して変形する領域に設けられる、
ことを特徴とする付記1に記載の造形物の製造方法。
樹脂からなる基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、
を備えることを特徴とする樹脂成形シート。
前記カラーインク層は、前記熱膨張層が電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層によって膨張される領域下に設けられる、
ことを特徴とする付記3に記載の樹脂成形シート。
前記熱膨張層上に設けられた第2のカラーインク層と、前記基材の他方の面上に設けられた第3のカラーインク層との少なくともいずれか一方を更に備える、
ことを特徴とする付記3又は4に記載の樹脂成形シート。
前記熱膨張層は、パターニングされている、
ことを特徴とする付記3乃至5のいずれか1つに記載の樹脂成形シート。
前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする付記3乃至6のいずれか1つに記載の樹脂成形シート。
付記3乃至6のいずれか1つに記載の樹脂成形シートを備え、
前記樹脂成形シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層が設けられており、
前記熱変換層が形成された領域の前記熱膨張層が膨張されており、
前記基材は、前記熱膨張層の膨張に追従して変形されている、
ことを特徴とする造形物。
前記カラーインク層は、前記基材が前記熱膨張層の膨張に追従して変形する領域に設けられる、
ことを特徴とする付記8に記載の造形物。
樹脂からなる基材の一方の面上にカラーインク層を形成する工程と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に、熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
を備えることを特徴とする樹脂成形シートの製造方法。
前記カラーインク層を、前記熱膨張層が電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層によって膨張される領域下に形成する、
ことを特徴とする付記10に記載の樹脂成形シートの製造方法。
前記熱膨張層上に第2のカラーインク層を形成する工程と、
前記基材の他方の面上に第3のカラーインク層を形成する第3のカラーインク層を形成する工程と、の少なくとも一方を更に備える、
ことを特徴とする付記10又は11に記載の樹脂成形シートの製造方法。
前記熱膨張層形成工程では、パターニングにより前記熱膨張層を形成する、
ことを特徴とする付記10乃至12のいずれか1つに記載の樹脂成形シートの製造方法。
前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする付記10乃至13のいずれか1つに記載の樹脂成形シートの製造方法。
Claims (14)
- 樹脂からなる基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層とを備える樹脂成形シートを用い、
前記樹脂成形シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層を形成し、
前記熱変換層に電磁波を照射することにより生じた熱によって、前記熱膨張層を膨張させ、前記熱膨張層の膨張に追従させて前記基材を変形させる、
ことを特徴とする造形物の製造方法。 - 前記カラーインク層は、前記基材が前記熱膨張層の膨張に追従して変形する領域に設けられる、
ことを特徴とする請求項1に記載の造形物の製造方法。 - 樹脂からなる基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、
を備えることを特徴とする樹脂成形シート。 - 前記カラーインク層は、前記熱膨張層が電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層によって膨張される領域下に設けられる、
ことを特徴とする請求項3に記載の樹脂成形シート。 - 前記熱膨張層上に設けられた第2のカラーインク層と、前記基材の他方の面上に設けられた第3のカラーインク層との少なくともいずれか一方を更に備える、
ことを特徴とする請求項3又は4に記載の樹脂成形シート。 - 前記熱膨張層は、パターニングされている、
ことを特徴とする請求項3乃至5のいずれか1項に記載の樹脂成形シート。 - 前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする請求項3乃至6のいずれか1項に記載の樹脂成形シート。 - 請求項3乃至6のいずれか1項に記載の樹脂成形シートを備え、
前記樹脂成形シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層が設けられており、
前記熱変換層が形成された領域の前記熱膨張層が膨張されており、
前記基材は、前記熱膨張層の膨張に追従して変形されている、
ことを特徴とする造形物。 - 前記カラーインク層は、前記基材が前記熱膨張層の膨張に追従して変形する領域に設けられる、
ことを特徴とする請求項8に記載の造形物。 - 樹脂からなる基材の一方の面上にカラーインク層を形成する工程と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に、熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
を備えることを特徴とする樹脂成形シートの製造方法。 - 前記カラーインク層を、前記熱膨張層が電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層によって膨張される領域下に形成する、
ことを特徴とする請求項10に記載の樹脂成形シートの製造方法。 - 前記熱膨張層上に第2のカラーインク層を形成する工程と、
前記基材の他方の面上に第3のカラーインク層を形成する第3のカラーインク層を形成する工程と、の少なくとも一方を更に備える、
ことを特徴とする請求項10又は11に記載の樹脂成形シートの製造方法。 - 前記熱膨張層形成工程では、パターニングにより前記熱膨張層を形成する、
ことを特徴とする請求項10乃至12のいずれか1項に記載の樹脂成形シートの製造方法。 - 前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする請求項10乃至13のいずれか1項に記載の樹脂成形シートの製造方法。
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