JP6558386B2 - 熱膨張性シート、熱膨張性シートの製造方法および造形物の製造方法 - Google Patents
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Description
また、本発明に係る他の態様の熱膨張性シートは、基材と当該基材の一方の面上に形成された熱膨張層とを有し、前記熱膨張層の表面に対して部分的に加えられた熱で、前記表面に凹凸が形成される熱膨張性シートであって、前記熱膨張層は、多層に形成されているとともに、前記基材から近い側の層よりも遠い側の層の方が、熱膨張性材料に対しての所定の白色顔料の含有比率が大きくなるように構成されている、ことを特徴とする。
また、本発明に係る他の態様の熱膨張性シートの製造方法は、基材と、当該基材の一方の面上に形成された熱膨張層と、を備え、前記熱膨張層に重畳するように形成された光熱変換層により光熱変換された熱で、当該光熱変換層に重畳している部分の前記熱膨張層が熱膨張されて、表面に凹凸が形成されるための熱膨張性シートの製造方法であって、前記基材の一方の面上に、熱膨張性材料を含有する前記熱膨張層を多層に形成する形成ステップ、を有し、前記形成ステップは、前記基材から近い側の層よりも遠い側の層の方が、前記熱膨張性材料に対しての所定の白色顔料の含有比率が大きくなるように前記所定の白色顔料を含有させて前記熱膨張層を多層に形成する、ことを特徴とする。
また、本発明に係る造形物の製造方法は、基材の一方の面上に、第1の熱膨張性材料を含有する第1の熱膨張層を形成する第1の形成ステップと、前記第1の形成ステップにより形成された前記第1の熱膨張層上に、第2の熱膨張性材料を含有する第2の熱膨張層を形成する第2の形成ステップと、前記第2の形成ステップにより形成された前記第2の熱膨張層上に、光を熱に変換する光熱変換層を形成する第3の形成ステップと、前記第3の形成ステップにより形成された前記光熱変換層に光を照射することによって、前記光熱変換層において熱を生じさせ、前記光熱変換層に重畳している部分の前記第1の熱膨張層と前記第2の熱膨張層とを熱膨張させて、表面に凹凸を形成させる第4の形成ステップと、を有し、前記第2の形成ステップは、所定の白色顔料を含有させて前記第2の熱膨張層を形成し、前記第1の形成ステップは、前記所定の白色顔料を含有させず前記第1の熱膨張層を形成する、ことを特徴とする。
また、本発明に係る他の態様の造形物の製造方法は、基材の一方の面上に、熱膨張性材料を含有する熱膨張層を多層に形成する第1の形成ステップと、前記第1の形成ステップにより形成された前記熱膨張層に重畳するように、光を熱に変換する光熱変換層を形成する第2の形成ステップと、前記第2の形成ステップにより形成された前記光熱変換層に光を照射することによって、前記光熱変換層において熱を生じさせ、前記光熱変換層に重畳している部分の前記熱膨張層を熱膨張させて、表面に凹凸を形成させる第3の形成ステップと、を有し、前記第1の形成ステップは、前記基材から近い側の層よりも遠い側の層の方が、前記熱膨張性材料に対しての所定の白色顔料の含有比率が大きくなるように前記所定の白色顔料を含有させて前記熱膨張層を多層に形成する、ことを特徴とする。
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。第1の熱膨張層12と第2の熱膨張層13とは、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、その表面に凹凸を有する造形物(立体画像)が形成される。
次に、熱膨張性シート10の製造方法について、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、紙等を用意する。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。
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。
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。
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10と異なる点は、第1の熱膨張層12と基材11との間に、第3の熱膨張層21を備える点にある。換言すれば、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21が、熱膨張層を構成する。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。
まず、基材11を用意する。次に、第3の熱膨張層21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を用いて分散させ、第3の熱膨張層21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に用いられる材料と同じものを用いると好ましい。この際、第3の熱膨張層21におけるバインダに対する熱膨張性材料の含有率は、第1の熱膨張層12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、続いて塗膜を乾燥させる。塗布及び乾燥は複数回に分けて行ってもよく、基材11の上に目標とする厚さの第3の熱膨張層21を形成する。
これにより、実施形態2に係る熱膨張性シート20が製造される。
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。
基材の一方の面上に形成され、第1の熱膨張性材料を含有する第1の熱膨張層と、
前記第1の熱膨張層上に形成され、第2の熱膨張性材料を含有する第2の熱膨張層と、を備え、
前記第2の熱膨張層は、白色顔料を更に含む、
ことを特徴とする熱膨張性シート。
[付記2]
基材の一方の面上に形成され、第1の熱膨張性材料を含有する第1の熱膨張層と、
前記第1の熱膨張層上に形成され、第2の熱膨張性材料を含有する第2の熱膨張層と、を備え、
前記第2の熱膨張層は、酸化チタンを含む、
ことを特徴とする熱膨張性シート。
[付記3]
前記第2の熱膨張層上に、インクを受容するインク受容層を備える、
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]
前記インク受容層は多孔質シリカを含む、
ことを特徴とする付記3に記載の熱膨張性シート。
[付記5]
前記第2の熱膨張層の厚みは、前記第1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乃至5のいずれか1つに記載の熱膨張性シート。
[付記7]
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2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6のいずれか1つ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の熱膨張性材料を含有する第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の熱膨張性材料を含有する第2の熱膨張層を形成する工程と、を備え、
前記第2の熱膨張層を形成する工程では、白色顔料を含ませる、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。
[付記9]
基材の一方の面上に、第1の熱膨張性材料を含有する第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の熱膨張性材料を含有する第2の熱膨張層を形成する工程と、を備え、
前記第2の熱膨張層を形成する工程では、酸化チタンを含ませる、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。
[付記10]
前記第2の熱膨張層の厚みを前記第1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2の熱膨張層上に、インクを受容するインク受容層を形成する工程を更に備える、
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。
Claims (12)
- 基材と当該基材の一方の面上に形成された熱膨張層とを有し、前記熱膨張層の表面に対して部分的に加えられた熱で、前記表面に凹凸が形成される熱膨張性シートであって、
前記熱膨張層は、
第1の熱膨張層と、当該第1の熱膨張層上に形成された第2の熱膨張層と、を備え、
前記第1の熱膨張層と前記第2の熱膨張層とのうち前記第2の熱膨張層のみに、所定の白色顔料が含有されている、
ことを特徴とする熱膨張性シート。 - 前記第2の熱膨張層の厚みは、前記第1の熱膨張層の厚みと比較して薄く形成されている、
ことを特徴とする請求項1に記載の熱膨張性シート。 - 前記第1の熱膨張層に含有されている第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張層に含有されている第2の熱膨張性材料とは、同じ材料である、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の熱膨張性シート。 - 前記第1の熱膨張層に含有されている第1の熱膨張性材料と前記第2の熱膨張層に含有されている第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り、
前記第2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。 - 基材と当該基材の一方の面上に形成された熱膨張層とを有し、前記熱膨張層の表面に対して部分的に加えられた熱で、前記表面に凹凸が形成される熱膨張性シートであって、
前記熱膨張層は、多層に形成されているとともに、前記基材から近い側の層よりも遠い側の層の方が、熱膨張性材料に対しての所定の白色顔料の含有比率が大きくなるように構成されている、
ことを特徴とする熱膨張性シート。 - 前記所定の白色顔料は、酸化チタン、硫酸バリウムまたは酸化亜鉛である、
ことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の熱膨張性シート。 - 前記熱膨張層上に、インクを受容するインク受容層を備える、
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の熱膨張性シート。 - 前記インク受容層は多孔質シリカを含む、
ことを特徴とする請求項7に記載の熱膨張性シート。 - 基材と、当該基材の一方の面上に形成された熱膨張層と、を備え、前記熱膨張層に重畳するように形成された光熱変換層により光熱変換された熱で、当該光熱変換層に重畳している部分の前記熱膨張層が熱膨張されて、表面に凹凸が形成されるための熱膨張性シートの製造方法であって、
前記基材の一方の面上に、熱膨張性材料を含有する前記熱膨張層を形成する形成ステップ、
を有し、
前記形成ステップにより形成される前記熱膨張層は、第1の熱膨張層と、当該第1の熱膨張層上に形成される第2の熱膨張層と、から構成され、
前記第1の熱膨張層と前記第2の熱膨張層とのうち前記第2の熱膨張層のみに、所定の白色顔料が含有される、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。 - 基材と、当該基材の一方の面上に形成された熱膨張層と、を備え、前記熱膨張層に重畳するように形成された光熱変換層により光熱変換された熱で、当該光熱変換層に重畳している部分の前記熱膨張層が熱膨張されて、表面に凹凸が形成されるための熱膨張性シートの製造方法であって、
前記基材の一方の面上に、熱膨張性材料を含有する前記熱膨張層を多層に形成する形成ステップ、
を有し、
前記形成ステップは、前記基材から近い側の層よりも遠い側の層の方が、前記熱膨張性材料に対しての所定の白色顔料の含有比率が大きくなるように前記所定の白色顔料を含有させて前記熱膨張層を多層に形成する、
ことを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。 - 基材の一方の面上に、第1の熱膨張性材料を含有する第1の熱膨張層を形成する第1の形成ステップと、
前記第1の形成ステップにより形成された前記第1の熱膨張層上に、第2の熱膨張性材料を含有する第2の熱膨張層を形成する第2の形成ステップと、
前記第2の形成ステップにより形成された前記第2の熱膨張層上に、光を熱に変換する光熱変換層を形成する第3の形成ステップと、
前記第3の形成ステップにより形成された前記光熱変換層に光を照射することによって、前記光熱変換層において熱を生じさせ、前記光熱変換層に重畳している部分の前記第1の熱膨張層と前記第2の熱膨張層とを熱膨張させて、表面に凹凸を形成させる第4の形成ステップと、
を有し、
前記第2の形成ステップは、所定の白色顔料を含有させて前記第2の熱膨張層を形成し、
前記第1の形成ステップは、前記所定の白色顔料を含有させず前記第1の熱膨張層を形成する、
ことを特徴とする造形物の製造方法。 - 基材の一方の面上に、熱膨張性材料を含有する熱膨張層を多層に形成する第1の形成ステップと、
前記第1の形成ステップにより形成された前記熱膨張層に重畳するように、光を熱に変換する光熱変換層を形成する第2の形成ステップと、
前記第2の形成ステップにより形成された前記光熱変換層に光を照射することによって、前記光熱変換層において熱を生じさせ、前記光熱変換層に重畳している部分の前記熱膨張層を熱膨張させて、表面に凹凸を形成させる第3の形成ステップと、
を有し、
前記第1の形成ステップは、前記基材から近い側の層よりも遠い側の層の方が、前記熱膨張性材料に対しての所定の白色顔料の含有比率が大きくなるように前記所定の白色顔料を含有させて前記熱膨張層を多層に形成する、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
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