JP6748800B1 - Decorative body, decorative body manufacturing apparatus, and decorative body manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】立体文字装飾体の提供。【課題を解決するための手段】複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、前記複数の層が透過性を有する層を含み、前記透過性を有する層が前記溝部を有し、前記溝部が前記透過性を有する層における前記透過性を有する層とは異なる層に接する側の少なくとも一方を貫通することを特徴とする装飾体。【選択図】図9PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional character decorative body. A decorative body having a plurality of layers and a groove portion, wherein the plurality of layers include a layer having a permeability, and the layer having the permeability has the groove portion. A decorative body, characterized in that the groove portion penetrates at least one of the transparent layers that are in contact with a layer different from the transparent layer. [Selection diagram] Fig. 9
Description
本発明は、サイン等に用いられる装飾体並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造方法に関する。 The present invention relates to a decorative body used for a sign or the like, a decorative body manufacturing apparatus and a decorative body manufacturing method for manufacturing the decorative body.
特許文献1に記載の発明のように、透明の基材部に複数の溝部が形成された装飾体や装飾体製造方法が知られている。 As in the invention described in Patent Document 1, a decorative body in which a plurality of groove portions are formed in a transparent base material portion and a decorative body manufacturing method are known.
特許文献1は、段落0021・0041等において、溝部Gの先端部分が凹凸状であり、溝部Gの深さが一定でない造形物3を記載している。このような加工結果は、レーザ加工に付随して発生することが多い。特に、溝部の始点や終点でレーザ出力の変動が大きいため、このような凹凸が顕著となることが多い。また、特許文献1は記載していないが、溝部が複雑な形状であると、角の部分や曲率の大きい曲線部分で大きな凹凸が発生する。 Patent Literature 1 describes, in paragraphs 0021 and 0041, a modeled article 3 in which the tip portion of the groove portion G is uneven and the depth of the groove portion G is not constant. Such processing results often occur in association with laser processing. In particular, since the fluctuation of the laser output is large at the start point and the end point of the groove, such unevenness is often remarkable. Although not described in Patent Document 1, if the groove has a complicated shape, large unevenness is generated at a corner portion or a curved portion having a large curvature.
このような凹凸は、特に立体文字において、立体的な装飾効果を低下させるため、排除又は抑制されたほうがよい。しかし、特許文献1は、段落0041において「溝部Gの一部に凹凸があればさらに細かく光って見える。」と記載し、これを解決すべき課題とするのではなく、むしろ積極的な装飾効果を呈する特徴と認めている。したがって、特許文献1は、この問題に対する解決手段も記載していない。 Since such unevenness lowers the three-dimensional decoration effect especially in three-dimensional characters, it is better to eliminate or suppress it. However, Patent Document 1 describes in paragraph 0041 that "if a part of the groove portion G has unevenness, it appears to shine more finely", and this is not a problem to be solved, but rather a positive decorative effect. Is recognized as a feature that presents. Therefore, Patent Document 1 does not describe any solution to this problem.
本発明は、上記等の問題の解決を課題とする。すなわちその課題とは、透過性を有する基材部に形成された溝部が略一定の深さに見える装飾体、並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造工程の提供である。なお、本明細書では装飾体・表示体を造形物と記載する。 The present invention aims to solve the above problems. That is, the problem is to provide a decorative body in which a groove formed in a base material having transparency is seen to have a substantially constant depth, and a decorative body manufacturing apparatus and a decorative body manufacturing process for manufacturing the decorative body. In the present specification, the decorative body/display body is referred to as a molded article.
本発明の一つの態様は、複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、前記複数の層が透過性を有する層を含み、前記透過性を有する層が前記溝部を有し、前記溝部が前記透過性を有する層における前記透過性を有する層とは異なる層に接する側の少なくとも一方を貫通することを特徴とする装飾体である(段落0050−0056等参照)。 One embodiment of the present invention is a decorative body having a plurality of layers and a groove portion, wherein the plurality of layers include a layer having permeability, and the layer having permeability has the groove portion, The decorative body is characterized in that the groove portion penetrates at least one of the sides of the transparent layer that are in contact with a layer different from the transparent layer (see paragraphs 0050-0056 and the like).
段落0007に記載の装飾体において、前記複数の層が互いに透過性の異なる複数の層を含んでもよく、前記溝部が、前記透過性を有する層と、前記複数の層のうち前記透過性を有する層より透過性が低い層との両方に連続して形成されてもよい。そのような装飾体は、2層の境界部分の分離によって容易に特定可能である。 In the ornamental body according to paragraph 0007, the plurality of layers may include a plurality of layers having different transmissivities, and the groove has the transmissive layer and the transmissive layer among the plurality of layers. It may be continuously formed on both the layer having lower permeability than the layer. Such a decorative body can be easily identified by separating the boundary portion of the two layers.
本発明の別の態様は、材料を加工し、段落0007又は0008に記載の装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造装置である。また別の態様は、材料を加工し、段落0007又は0008に記載の装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造方法である。前記装飾体製造方法が、材料に溝部を加工する溝加工工程と、前記溝部に材料を充填する充填加工工程を具え、それらにより前記装飾体を製造してもよく、前記溝加工工程が、レーザ加工を用いてもよく、Co2レーザ加工を用いてもよい。さらに別の態様は、段落0007又は0008に記載の装飾体を具える建築物・什器・構造物・乗り物及び電子機器である。 Another embodiment of the present invention is a decoration manufacturing apparatus, which is characterized by processing a material to manufacture the decoration described in paragraph 0007 or 0008. Yet another aspect is a method for producing a decorative body, which comprises processing a material to produce the decorative body according to paragraph 0007 or 0008. The decorative body manufacturing method comprises a groove processing step of processing a groove portion in a material and a filling processing step of filling the groove portion with a material, and the decorative body may be manufactured by them, and the groove processing step is a laser Processing may be used, and Co 2 laser processing may be used. Yet another aspect is a building, furniture, structure, vehicle, and electronic device including the decorative body according to paragraph 0007 or 0008.
本発明による装飾体は、特許文献1に記載の造形物と異なり、立体的効果を奏するが、さらに、溝部の深さに乱れがないため優れた立体感をもたらす。この装飾体は、従来の切り文字と異なり、レーザ加工等によって1枚の板上に製造できるので、壁等へ容易に取り付け可能である。レーザ加工においては、側面Fの凹凸も、先端部分の側の方が顕著であるが、この問題も解消される。このような装飾体では、溝部が、屈折作用により、装飾体の表面部だけでなく側面からも見えるので、従来の切り文字とは異なる装飾効果を呈する。従来の切り文字は外形に凹凸の突起を有するため、汚れやすく、清掃も面倒であり、破損しやすい。本発明はこれらの問題も解決する。 The decorative body according to the present invention has a three-dimensional effect unlike the molded article described in Patent Document 1, but further provides an excellent three-dimensional effect because the depth of the groove portion is not disturbed. Unlike the conventional cut characters, this decorative body can be manufactured on a single plate by laser processing or the like, and thus can be easily attached to a wall or the like. In the laser processing, the unevenness of the side face F is more prominent on the side of the tip portion, but this problem is also solved. In such a decorative body, the groove portion can be seen not only from the surface portion of the decorative body but also from the side surface due to the refraction action, so that a decorative effect different from that of the conventional cut letters is exhibited. Since the conventional cut characters have uneven projections on the outer shape, they are easily soiled, cumbersome to clean, and easily damaged. The present invention also solves these problems.
《第1の実施形態》
図1は第1の実施形態に係る造形物製造装置10の構成例を示す図である。図2は第1の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャートの例である。以下、図1及び図2を参照して、造形物製造装置10の構成及び動作の例を説明する。造形物製造装置10は、例えば溝加工部11・充填材料調合部12・充填加工部13・被覆加工部14を具える。前記各加工部の全体を加工部15とする。第1の実施形態に係る造形物製造方法は、例えば溝加工工程S11・充填材料調合工程S12・充填加工工程S13・被覆加工工程S14を含む。各部又は各工程の順序が変更されてもよい。各部又は各工程が他の各部又は各工程を含んでもよい。各部又は各工程の一部が繰り返されてもよく、省略されてもよい。洗浄・研磨等の既知の他の部工程が適宜追加されてもよい。
<<First Embodiment>>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a molded
溝加工部11は材料板20等を取得し、レーザ加工部111又は切削加工・金型加工・射出成形・3Dプリンティング等既知の加工装置により溝部Gを形成する(S11)。溝部Gは、材料板20の表面部F又はそれと対向する裏面部Rの少なくとも一方に開口部Pを有してもよい。充填材料調合部12は充填材料21を計量・混合攪拌する(S12)。充填材料21は既製品でもよい。充填加工部13は材料板20の溝部Gに充填材料21を充填する(S13)。充填加工部13は、例えば材料板20の溝部G以外の部分に付着した不要な充填材料21を拭き取ったり、溝部G以外の部分を覆ったりすることで、充填材料21が開口部Pからはみ出さないようにすることができる。溝部G内の充填材料21が硬化し充填部Lとなる。被覆加工部14は、別の材料板20を溝部Gの開口部P側に図3bのように接着して被覆部Tとし、溝部Gを密封してもよい(S14)。被覆部Tを有する造形物Zの表面部F及び裏面部Rは、被覆部T接着後の外側の露出面である。
The
上記の工程で製造された造形物Zの充填部L以外の部分が基材部Mである。その材料板20には、ABS・AS・CA・EP・MF・PA・PBS・PC・PCL・PF・PE・PES・PET・PHA・PI・PLA・PMMA・PO・PP・PS・PU・PUR・PVC・SI・UF・UP・VE等の各種樹脂やガラス等が主として用いられる。本発明に係る造形物は屋外等での設置を主要な用途の一つとするので、自立でき、たわみにくく、傷がつきにくいことが望ましい。ゆえに、材料20が樹脂である場合には硬質樹脂が望ましい。硬質樹脂とは、JIS K 7171等に記載のように、曲げ弾性率が700MPaを超える樹脂である。基材部Mはさらに変形しにくくてもよく、その曲げ弾性率は、好ましくは1000以上、より好ましくは1500以上、さらに好ましくは2000以上、一層好ましくは2500ないし3000以上であり、割れにくさと加工適性から好ましくは20000以下、より好ましくは10000以下、さらに好ましくは5000以下である。曲げ弾性率の数値は、単位をMPaとし、基本的にはJIS K 7171:2001又はISO178:2001に記載の方法により測定される。測定の試験片は、本来は上記規格が定める形状及び寸法通りに作製されるべきである。しかし、実際の造形物Zの各部から、上記規格の定め通りの試験片を作成することは困難な場合がある。そのようなやむを得ない事情がある場合には、測定値は、近似的な測定方法による測定値でもよく、当該材料20と同じ又は同様の製品について製造元が公表している測定値ないし公称値でもよい。また、当該JIS等の規定に適合しない事項については本発明出願時の技術常識に準拠する。以下同様である。一般に基材部Mは、大きい曲げ弾性率であるほど、低可撓性であって、衝撃等により充填部Lと剥離しやすいので、本発明の適用をより必要とする。また、基材部Mの引張強さ(JIS K 7161−1:2014・JIS K 7162:1994・JIS K 7127:1999、又はISO527−1・2・3)は、好ましくは30MPa以上、より好ましくは40MPa以上、さらに好ましくは50MPa以上、一層好ましくは60MPa以上である。基材部Mの曲げ強さ(JIS K 7171)及び圧縮強さ(JIS K 7181:2011)は、好ましくは50MPa以上、より好ましくは60MPa以上、さらに好ましくは70MPa以上、一層好ましくは80MPa以上であり、好ましくは200Mpa以下、より好ましくは170Mpa以下、さらに好ましくは150Mpa以下である。測定には、株式会社島津製作所製のAG−100kNXplus等の測定装置が用いられる。
The portion other than the filling portion L of the molded article Z manufactured in the above process is the base material portion M. The
本発明に係る造形物Zでは、溝部Gの両側又は片側の側面Sが透過して見える必要があることが多いので、基材部Mは透過性を有するほうがよい。透過性とは光学的な透過性であり、無色透明(略全域の可視光線に対して透過性を有する)と有色透明(一部の帯域の可視光線のみに対して透過性を有する)の両方を含む。基材部M及び側面Sの全光線透過率(JIS K 7375:2008、一部はISO 13468−1に準拠する。)は、好ましくは70%以上、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは85%以上、一層好ましくは90%以上である。基材部M又は充填部Lが蛍光色を含む場合には、100%を超えることがあるので、上限は特に定めない。なお、本明細書において、数値範囲の上限ないし下限は、より高性能の材料及び加工方法が開発される可能性があるので、特に定めないことがある。造形物Zでは拡散性が低い方がいいので、基材部M及び側面Sのヘーズ(JIS K 7136:2000又はISO 14782)は、好ましくは0〜5%(0%以上5%以下を示す。以下同様である。)、より好ましくは0〜2%、さらに好ましくは0〜1%である。ただし本発明は、基材部Mが不透明又は略不透明な場合にも適用可能である。なお、本明細書において色とは、色相・彩度・明度・透過率・ヘーズ・屈折率・反射率等の視覚的要素を含む。 In the molded article Z according to the present invention, since it is often necessary to see the side surfaces S on both sides or one side of the groove portion G, it is preferable that the base material portion M be transparent. Transparency is an optical transmission, both colorless and transparent (transparent to visible light in almost all areas) and colored transparent (transparent to visible light in only some bands). including. The total light transmittance of the base material portion M and the side surface S (JIS K 7375:2008, part of which conforms to ISO 13468-1) is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, still more preferably 85. % Or more, more preferably 90% or more. When the base material portion M or the filling portion L contains a fluorescent color, the content may exceed 100%, and therefore the upper limit is not specified. In the present specification, the upper limit and the lower limit of the numerical range may not be particularly defined because higher performance materials and processing methods may be developed. Since the molded article Z is preferably low in diffusibility, the haze (JIS K 7136:2000 or ISO 14782) of the base material portion M and the side surface S is preferably 0 to 5% (0% to 5%). The same applies hereinafter), more preferably 0 to 2%, further preferably 0 to 1%. However, the present invention is also applicable when the base material portion M is opaque or substantially opaque. In the present specification, the term “color” includes visual elements such as hue, saturation, brightness, transmittance, haze, refractive index and reflectance.
造形物Zの厚さは特に制限されないが、例えば1mmから30mmでもよく、さらに薄いフィルムも含めて0.5mm以上・0.2mm以上でもよく、100mm以下でもよい。溝部Gの深さdGは、造形物Zの厚さの50%から90%程度が、強度・費用対効果等から一般に好適である。微細な場合には深さdGが0.4mm又は0.1mm以上でもよい。それ未満であると、温度変化等による剥離が生じにくいので、必ずしも本発明が適用されなくてもよい。溝部Gの幅wは、0.2mm以上、0.1mm以上、0.01mm以上でもよい。造形物Zが厚さ10mmであれば、深さdGが8mm、幅wが0.4mmでもよい。複数の溝部Gが互いに平行である場合、そのピッチpは、0.1mm以上でもよく、0.5mm以上でもよい。レーザ加工、特にCo2レーザ加工の場合には、加工限界から、深さ及びピッチは1mm以上・2mm以上・3mm以上・4mm以上・6mm以上でもよい。なお、溝部Gの深さは表面部Fに垂直な方向の長さであり、溝部Gの幅は表面部Fに平行かつ溝部Gの長さ方向に垂直な方向の長さである。また、造形物Zは平面的板状物に限られず、曲面状・球状・立方体状・円柱状・多角柱状等様々な形状でもよい。材料板20が楔状で、表面部Fが裏面部Rに平行でなくてもよい。
The thickness of the modeled object Z is not particularly limited, but may be, for example, 1 mm to 30 mm, and may be 0.5 mm or more/0.2 mm or more, including a thin film, or 100 mm or less. The depth dG of the groove portion G is preferably about 50% to 90% of the thickness of the modeled article Z, from the viewpoint of strength and cost efficiency. When it is fine, the depth dG may be 0.4 mm or 0.1 mm or more. If it is less than this range, peeling due to temperature change or the like is less likely to occur, so that the present invention is not necessarily applied. The width w of the groove G may be 0.2 mm or more, 0.1 mm or more, and 0.01 mm or more. If the modeled object Z has a thickness of 10 mm, the depth dG may be 8 mm and the width w may be 0.4 mm. When the plurality of groove portions G are parallel to each other, the pitch p thereof may be 0.1 mm or more, or 0.5 mm or more. In the case of laser processing, particularly Co 2 laser processing, the depth and pitch may be 1 mm or more, 2 mm or more, 3 mm or more, 4 mm or more, and 6 mm or more due to the processing limit. The depth of the groove portion G is the length in the direction perpendicular to the surface portion F, and the width of the groove portion G is the length in the direction parallel to the surface portion F and perpendicular to the length direction of the groove portion G. Further, the modeled object Z is not limited to a flat plate-shaped object, and may have various shapes such as a curved surface shape, a spherical shape, a cubic shape, a cylindrical shape, and a polygonal pillar shape. The
溝加工部11は、文字・ロゴ・図形・模様等の画像30のデータに基づいて溝部Gを加工してもよい。溝部Gの両側の側面Sがなす溝部側の角度を溝部楔角θGとする。溝部Gがレーザ加工部111によってなる場合には、図3aのように楔状になることが多い。溝部Gの幅wは、幅が最大の部分の幅であり、楔状の溝部Gでは開口部Pの幅であることが多い。楔状の溝部Gの底面部Bの幅は溝部Gの幅に対して無視できるほどに狭い。図3bのように、θGが略0で、両側の側面Sが略平行でもよく、その場合には溝部Gは底面部Bを有してもよい。複数の溝部Gの長さ方向が互いに平行でもよく、さらに、前記複数の溝部Gの間の部分の屈折率をnとすると、図5のように、前記複数の溝部Gの少なくとも一部の各々の片側の複数の側面Sである複数の第1の側面101・該複数の第1の側面にそれぞれ対応する前記間の部分を挟んでそれぞれ最も近くで向かい合う複数の第2の側面102・前記複数の第1の側面101における裏面部Rの側の複数の端部ごとの複数の第1の点111・該複数の第1の点111から表面部Fを含む面に下ろした垂線又は法線100・前記複数の第2の側面102の前記表面部Fの側の複数の端部におけるそれぞれ対応する前記垂線又は法線100にそれぞれ最も近い複数の第2の点112に関し、前記複数の溝部Gの少なくとも一部の深さdが、それぞれ対応する前記垂線又は法線100とそれぞれ対応する前記複数の第2の点112との最短距離diのcot[arcsin(1/n)]倍より大きくてもよく、これにより、複数の溝部Gが隙間なく接して見え、奥が隠れて見えないような視点Eが存在する。なお図5の溝部Gは充填部Lを有さないが、有する場合も同様である。楔状の溝部Gの両側の側面Sがなす二分角を二等分するか、互いに平行な溝部Gの両側の側面Sと互いに平行で、それらから等距離にある面を二分面とする。二分面は平面でも曲面でもよい。二分面の各部が表面部F(ないし裏面部R)に垂直であることを溝部Gが表面部F(ないし裏面部R)に垂直であると記載する。溝部Gは表面部Fに垂直でもそうでなくてもよい。それらのなす角度が造形物Zの各部で一定でもよく、複数でもよい。二分面は仮想上の面であるため図示されない。本発明では、幅と長さが互いに異なり、溝状に長い溝部Gを中心に記載するが、幅と長さが略同一で、溝部Gが円錐・楕円錐・円柱・円錐台・角錐状等多様な形状でもよい。
The
充填材料調合部12は展色剤V・着色剤C・分散剤D等を混合攪拌して充填材料21とする。展色剤Vは着色剤Cを兼ねてもよい。すなわち、展色剤V自体の色が黒や褐色等で、それが求められる色と一致していれば、展色剤Vが着色なしで充填材料21となる。そうでない場合には、展色剤Vの色は、着色の容易さ及び発色の良好さから無色透明又は白色がよい。白色樹脂が展色剤Vであれば、ヘーズが高いため、有機顔料やコバルトヴァイオレット等の低屈折率の無機顔料が混合された場合でも、ほぼ完全な不透明性が得られる。なお、有機顔料とは有機化合物からなる顔料であり、無機顔料とは無機化合物からなる顔料である。それらの多くはSDC及びAATTCが管理運営するColour Index Internationalに登録されている。展色剤Vが透明な場合と不透明な白の場合とでは、同じ着色剤Cを混合しても、発色傾向が相違する。透明な発色が求められる場合、展色剤Vが上記基材部Mの全光線透過率及びヘーズの条件を満たしてもよい。
The filling
展色剤Vは、上記樹脂等の1つ以上からなってもよいが、溝部Gへの充填加工の容易さから、熱硬化性樹脂が特に好適である。熱可塑性樹脂は、加工済の溝部Gへの充填工程で厳密な温度管理を要し、基材部Mに熱影響を与え、また硬化に伴い収縮して即剥離することがある。展色剤Vが、熱硬化性樹脂とともに、その硬化を妨げない程度の比率で熱可塑性樹脂を含んでもよい。溶媒の揮発により硬化する塗料等の樹脂は、狭い溝部楔角の溝部Gへの均一な充填が一般に難しい。基材部MがPMMAのように紫外線の透過率が低い材料20によってなる場合には、展色剤Vは、紫外線以外により硬化開始する樹脂が好ましい。基材部Mが硬質樹脂である場合、充填部Lが基材部Mから剥離しやすい。とりわけ充填部Lと基材部Mの線膨張率が異なると、温度変化の繰り返しにより剥離が発生する。充填部Lと基材部Mが同じ樹脂であっても、界面がある限り、衝撃や振動で剥離する可能性がある。充填部Lと基材部Mとがガラス転移点以上の温度で加熱加圧処理されれば、それらの境界が一体化するので剥離しにくい。しかし、充填部Lか基材部Mが熱硬化性樹脂であると、加熱では融解せず、熱分解温度を超えれば分解して元に戻らないので、熱圧着加工は通常困難である。また、充填部Lと基材部Mとが熱圧着されるためには、溝部Gの幅方向(図3のx方向)に加圧される必要があり、板状の材料20では無理がある。さらに、基材部Mの透過性が保たれるためには材料20の表面が平滑でなければならない(表面部F及び裏面部Rの平滑性の条件は、後述の側面Sに関する算術平均粗さR等の条件と同様である)。しかし、表面が平滑に熱圧着されるには、大がかりな加工設備と時間が必要となるから、大型の造形物3においては現実的ではない。
The color-developing agent V may be made of one or more of the above-mentioned resins and the like, but a thermosetting resin is particularly preferable because of the ease of filling the groove portion G. The thermoplastic resin requires strict temperature control in the step of filling the processed groove portion G, exerts a thermal influence on the base material portion M, and may shrink due to curing and immediately peel off. The color-developing agent V may contain a thermoplastic resin together with the thermosetting resin in a ratio that does not prevent the curing. It is generally difficult for a resin such as a paint that cures due to the volatilization of the solvent to uniformly fill the groove G having a narrow groove wedge angle. When the base material M is made of a material 20 having a low ultraviolet ray transmissivity such as PMMA, the color developing agent V is preferably a resin that starts to cure by other than ultraviolet rays. When the base material part M is a hard resin, the filling part L is easily separated from the base material part M. In particular, if the linear expansion coefficient of the filling portion L is different from that of the base material portion M, peeling occurs due to repeated temperature changes. Even if the filling portion L and the base material portion M are the same resin, as long as there is an interface, they may be peeled off by impact or vibration. If the filling portion L and the base material portion M are heated and pressed at a temperature equal to or higher than the glass transition point, their boundaries are integrated and are not easily separated. However, if the filling portion L or the base material portion M is a thermosetting resin, it does not melt by heating and decomposes beyond the thermal decomposition temperature and does not return to the original state, so thermocompression bonding is usually difficult. Further, in order for the filling portion L and the base material portion M to be thermocompression bonded, it is necessary to apply pressure in the width direction of the groove portion G (x direction in FIG. 3), which is not possible with the plate-shaped
そこで本発明は、充填部Lが基材部Mの伸縮や衝撃に追従できるようにすることで、剥離の問題を解決する。そのためには、充填部Lの引張破壊ひずみ(tensile strain at break)(降伏がある場合には引張強さ時ひずみ(tensile strain at tensile strength)・引張破壊時呼びひずみ(nominal tensile strain at break)・引張強さ時呼びひずみ(nominal tensile strain at tensile strength)のいずれかであり、これらの選択はJIS K 7161−1:2014等の記載に基づく。場合により引張降伏ひずみ(tensile strain at yield)・引張呼びひずみ(nominal tensile strain)となる。以下これらを併せて「引張破壊ひずみ等」と略記する。)が好ましくは20%以上、より好ましくは30%以上、さらに好ましくは40%以上、一層好ましくは50%以上であればよい。数値が大きいほど、充填部Lが変形しやすいので、充填部Lと基材部Mとの線膨張率の差による剥離を防止する効果が向上する。なお、引張破壊ひずみ等は、試験片が破壊に至った時の、試験片の伸びの試験片の長さに対する比である。試験片が一定速度で引っ張られ、応力の増加を伴わずにひずみの増加を示した時には引張強さ時ひずみ等として、そうでない時には引張破壊ひずみとして測定される。測定方法等は上記規格に準拠するが、個々の造形物Zの充填部Lに対しては、上記規格の規定通りの測定は困難であることが多い。その場合には、剥離されるか削ぎ落された充填部Lにより測定される。充填部Lの試験片は、JIS K 7127:1999の試験片タイプ2に基づくが、長さ方向に垂直な断面の形状が楔状でもよく、幅方向に平行に近い方がよく、幅は10mm未満の可能な最大の幅でもよく、長さは150mm未満でチャッキング可能な長さでもよく、チャック間の初期距離は95mm未満でもよい。楔状の試験片をチャックできるよう、つかみ具に適切な治具が装着されてもよい。つかみ部分が略均一な厚さとなるよう、楔状の試験片2枚が互い違いにチャックされ、測定値は1/2とされてもよい。試験片の表面及び端部がなめらかでない場合には研磨・成形されるのが望ましい。ただし、側面S部分にレーザ加工による凹凸があり、各部の凹凸の深さが対応する幅の略1/8以下の場合にはそのままでもよい。50mm間隔の平行な2本の標線が伸びを示す基準となるが、標線の間隔は試験片の長さ及びチャックのつかみ幅に応じて50mm未満でもよい。楔状の試験片の幅ごとに、あるいは各部で引張破壊ひずみ等が異なる場合には、その平均を測定値とする。試験片の数は5以上が望ましいが、可能な最大数でもよい。このように、造形物Zの事情により、規格に定められた条件を満たさずに測定する必要がある場合には、本来の値より低い測定値となる可能性が大きいことに留意されるべきである。つまり、充填部Lが凹部から破断することで、引張破壊ひずみ等が、本来よりも小さい値で測定されるといった可能性である。そのため、なるべく試験回数を増やし、平均から極端に離れた外れ値は除外する等の対応が必要である。すなわち、複数の測定値を数値順に並べた分布図のうち第1四分位点から第3四分位点までに属する複数の測定値から暫定平均値が導かれ、暫定平均値の75〜125%の範囲の測定値のみからさらに平均値が算出される。なお、充填部Lは着色剤C等を含むので、展色剤Vのみの場合より小さい引張破壊ひずみを示す傾向にある。また、充填部Lの引張破壊ひずみ等は、基材部Mの引張破壊ひずみ等の好ましくは3倍以上、より好ましくは5倍以上、さらに好ましくは6倍以上・8倍以上、一層好ましくは10倍以上・15倍以上・20倍以上でもよい。この数値が大きいほど、衝撃が加わった際の基材部Mの伸びに対して、充填部Lが余裕をもって追従可能となり、また衝撃を吸収可能となるので、境界面の耐衝撃性・難剥離性が向上する。あるいは、充填部Lの引張破壊ひずみ等から基材部Mの引張破壊ひずみ等を減じた差が、好ましくは15%以上、より好ましくは20%以上、さらに好ましくは30%以上、一層好ましくは40%以上でもよい。充填部Lの圧縮強さが基材部Mより低くてもよい。さらに、充填部Lのポアソン比は小さい方がよいので、好ましくは0.35〜0、より好ましくは0.32〜0、さらに好ましくは0.30以下がよい。
Therefore, the present invention solves the problem of peeling by allowing the filling portion L to follow expansion and contraction and impact of the base material portion M. For that purpose, the tensile fracture strain (tensile strain at break) of the filling part L (tensile strain at tensile strength when there is a yield), the nominal strain at break (break), It is one of the nominal strain at tensile strength (nominal strain at tension strength), and these selections are based on the description of JIS K 7161-1:2014 etc. Tensile strain at yield/tensile A nominal strain (hereinafter referred to as "tensile fracture strain") is preferably 20% or more, more preferably 30% or more, still more preferably 40% or more, and further preferably. It may be 50% or more. The larger the value is, the more easily the filling portion L is deformed, and therefore the effect of preventing peeling due to the difference in linear expansion coefficient between the filling portion L and the base material portion M is improved. The tensile fracture strain is the ratio of the elongation of the test piece to the length of the test piece when the test piece is broken. When the test piece is pulled at a constant speed and shows an increase in strain without an increase in stress, it is measured as tensile strength strain, etc., otherwise it is measured as tensile fracture strain. Although the measuring method and the like comply with the above standards, it is often difficult to measure the filling portion L of each of the three-dimensional objects Z according to the standards. In that case, it is measured by the filling portion L that has been peeled off or scraped off. The test piece of the filling part L is based on the
通常の熱硬化性樹脂は硬質樹脂で脆性が大きく、伸びしろが少ないため、上記の条件を満たすことができない。例えば注型用の不飽和ポリエステルUPは、透過率には優れるものの、引張破壊ひずみ等は5%以下である。一方PMMAの引張破壊ひずみ等も5%程度である。従って、通常のUP等によってなる充填部Lは、PMMAによってなる基材部Mの伸縮や衝撃に追従できず、やがて界面応力や内部破壊の蓄積により剥離する。可塑剤は熱可塑性樹脂には有効であるが、一般の熱硬化性樹脂には添加できない。しかし、伸縮性が求められる防水工事用のコーキング材やシーリング材、例えばTPC(TPEE)等のエラストマーや、UP・ビニルエステルVE・エポキシアクリレート・エポキシEPといった熱硬化性樹脂のうち一部の特殊なものは、50から200%ときわめて大きな引張破壊ひずみ等を示す。本発明の発明者は、このような樹脂が展色剤であれば、充填部Lが剥離しにくくなることを見出した。これらが他の樹脂と混合されてもよいが、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合は硬化に注意を要する。なお、赤外分光光度計・近赤外分析計(具体的な機材名としては、日本分光株式会社製FT/IR−6100又はFT/IR−670Plus等・Thermo Scientific社製Nicolet 6700・ブラン・ルーベ製450LR等が挙げられる。)等により、充填部Lの赤外吸収スペクトル等が測定可能である。その測定データと既知の物質のデータとの対照から、充填部Lの展色剤Vの樹脂の種類が特定可能である。充填部Lの組成は、ガラス転移温度からも特定可能である。また、上記熱硬化性樹脂は概して有機溶剤・アルカリ・酸に難溶であり、ケトン類・エステル類・炭化水素等にほとんど溶解しないので、それらへの影響により判別可能である。UPはEPよりも取扱が容易であり、VE・EPより安価なので本用途に好適である。EPは黄変の少なさから好適である。 Ordinary thermosetting resins are hard resins, have high brittleness, and have a small amount of elongation, so that the above conditions cannot be satisfied. For example, the unsaturated polyester UP for casting has an excellent transmittance, but the tensile breaking strain or the like is 5% or less. On the other hand, the tensile fracture strain of PMMA is also about 5%. Therefore, the filling portion L made of normal UP or the like cannot follow the expansion and contraction and impact of the base material portion M made of PMMA, and eventually peels off due to the accumulation of interfacial stress and internal fracture. Plasticizers are effective for thermoplastic resins, but cannot be added to general thermosetting resins. However, caulking and sealing materials for waterproofing work that require stretchability, elastomers such as TPC (TPEE), and some special thermosetting resins such as UP, vinyl ester VE, epoxy acrylate, and epoxy EP. Those exhibiting extremely large tensile fracture strain of 50 to 200%. The inventor of the present invention has found that if such a resin is a color-developing agent, the filled portion L is less likely to peel off. These may be mixed with other resins, but the mixing of the thermosetting resin and the thermoplastic resin requires careful curing. An infrared spectrophotometer and a near-infrared analyzer (specific equipment names include FT/IR-6100 or FT/IR-670Plus manufactured by JASCO Corporation, Nicolet 6700 manufactured by Thermo Scientific, and Blanc Roube Manufactured by K.K., etc.), etc., and the infrared absorption spectrum of the filling portion L can be measured. From the comparison between the measured data and the data of known substances, the type of resin of the color developing agent V in the filling portion L can be specified. The composition of the filling part L can also be specified from the glass transition temperature. In addition, the thermosetting resin is generally sparingly soluble in organic solvents, alkalis and acids, and hardly dissolved in ketones, esters, hydrocarbons, etc., so that it is possible to determine by its influence. UP is easier to handle than EP and cheaper than VE/EP, and is suitable for this application. EP is preferable because it has less yellowing.
シリコーン・ポリウレタン・フッ素系等の熱硬化性エラストマー(又は樹脂)は、特に大きい引張破壊ひずみ等を呈する。しかしこれらは、通常では低屈折率であり、後述のように基材部Mの屈折率と視線角度によっては全反射を発生させるため、展色剤Vには適さないことがある。またこれらでは線膨張率やタックが大きい傾向にある。充填部Lの線膨張率が基材部Mの線膨張率より極端に大きくない方が、高温時に充填部Lが基材部Mに応力をかけにくい。よって、充填部Lの引張破壊ひずみ等は、好ましくは5000%以下、より好ましくは1000%以下、さらに好ましくは500%以下、一層好ましくは300%以下・250%以下・200%以下でもよい。充填部Lの引張破壊ひずみ等は基材部Mの引張破壊ひずみ等の好ましくは1000倍以下、より好ましくは200倍以下、さらに好ましくは100倍以下、一層好ましくは50倍以下でもよい。また、ポリウレタンには熱可塑性と熱硬化性とがあるが、一般に、熱可塑性ポリウレタンは流動点が100から200℃であり、熱硬化性ポリウレタンは硬化のために100℃以上の加熱を要する。揮発成分が多い常温硬化型ポリウレタンは、硬化時に収縮のため剥離する。なお、ポリウレタンでは、引張破壊ひずみ等が大きいものほどタックが残り、加水分解・熱や短波長光による黄変等の経時劣化が激しいため適さないことがある。その硬化剤のMBOCAには有害性の指摘もある。また、シリコーンを主体とする一般のシーリング材は粘度が高いので、溝部楔角が小さい溝部Gへの充填には適さないことが多い。これらの理由から、充填部Lはシリコーン・ポリウレタン・フッ素系以外の熱硬化性樹脂によってなってもよい。ただし、シリコーン・ポリウレタン・フッ素系樹脂とUP等との混合樹脂は、屈折率及び引張破壊ひずみ等の可変性により有用である。UPは不純物が多くても硬化しやすい。なお、充填部Lの硬化前後の体積収縮率は、好ましくは10%以下、より好ましくは7%以下、さらに好ましくは5%以下、一層好ましくは3%以下である。充填材料21の動粘度は、好ましくは500以下、より好ましくは0〜200、さらに好ましくは0〜100、一層好ましくは0〜50である(単位はmm2/s、測定方法は、展色剤Vが石油製品であればJIS K 2283:2000、一部ISO2909及びISO3104に、それ以外の液体であればJIS Z 8803:2011に準拠する。)。
Thermosetting elastomers (or resins) such as silicone/polyurethane/fluorine exhibit particularly large tensile fracture strain. However, these usually have a low refractive index, and generate total reflection depending on the refractive index of the base material M and the line-of-sight angle as described later, and thus may not be suitable for the color developing agent V. Further, in these, the coefficient of linear expansion and the tack tend to be large. If the linear expansion coefficient of the filling portion L is not significantly larger than the linear expansion coefficient of the base material portion M, the filling portion L is less likely to apply stress to the base material portion M at high temperature. Therefore, the tensile fracture strain or the like of the filled portion L may be preferably 5000% or less, more preferably 1000% or less, still more preferably 500% or less, still more preferably 300% or less, 250% or less, 200% or less. The tensile breaking strain or the like of the filled portion L may be 1000 times or less, preferably 200 times or less, more preferably 100 times or less, still more preferably 50 times or less, that of the base material portion M. Polyurethane has thermoplasticity and thermosetting property. Generally, thermoplastic polyurethane has a pour point of 100 to 200° C., and thermosetting polyurethane requires heating at 100° C. or higher for curing. Room-temperature-curable polyurethane, which contains a large amount of volatile components, peels off due to shrinkage during curing. In addition, in the case of polyurethane, the larger the tensile strain at break, the more the tack remains, and the deterioration over time such as hydrolysis/yellowing due to heat or short-wavelength light is severe, which may not be suitable. There is some indication that the curing agent, MBOCA, is harmful. Further, since a general sealing material mainly composed of silicone has a high viscosity, it is often not suitable for filling the groove G having a small groove wedge angle. For these reasons, the filling portion L may be made of thermosetting resin other than silicone/polyurethane/fluorine. However, a mixed resin of silicone/polyurethane/fluorine resin and UP or the like is useful because of the variability of the refractive index and the tensile strain at break. UP is easy to cure even if there are many impurities. The volumetric shrinkage rate of the filled portion L before and after curing is preferably 10% or less, more preferably 7% or less, further preferably 5% or less, and further preferably 3% or less. The kinematic viscosity of the filling
本発明が解決すべき境界面の剥離現象の原因を考察する。(1)屋外等で温度変化により造形物Z各部が伸縮する際、基材部Mと充填部Lとで線膨張率が異なるために、伸縮のたびに残留応力が蓄積し、あるいは境界面にせん断力が働き、やがて剥離する。これは溝部Gの両端近くでよく見られる。(2)基材部Mの吸水性が比較的高いと、基材部Mの表面部Fや裏面部Rが雨水等を吸って膨張するが、内部は膨張しないので、造形部3全体にゆがみが生じたり、反ったりする。気温上昇時及び下降時の造形物Z表面と内部との温度差によっても、同様の現象が発生する。これにより、主として溝の深さ方向にせん断力がかかって、境界面が耐えきれなくなり、各部で剥離する。(3)図3aのように開口部P側が露出している場合、温度や湿度の変化により、基材部Mの開口部側が開いたり閉じたりする。すなわち基材部Mの溝部楔角が変化する。充填部L及び境界面には幅方向に軸力がかかるが、幅方向の伸縮には限界があるので剥離する。(4)造形物3は商業施設等の屋内の公共空間に設置されることもあるが、その場合も含めて人や荷物等の往来が多い場所では、振動や衝突の衝撃も多い。衝撃により、曲げモーメントやねじりモーメント等を含む多様な方向の内力が各部の境界面にかかった際、境界面が剥離してその衝撃を吸収する。このように、造形物3が受ける界面応力は、図3の溝部Gの(1)長さ(y)方向(2)深さ(z)方向(3)幅(x)方向(4)多方向とさまざまであり、それらが複合して界面剥離をもらたらすと考えられる。充填部Lの引張破壊ひずみ等を大きくすることは、(1)から(4)の界面応力への耐性向上に有効であるが、とりわけ(4)の耐衝撃性の改善に大きな効果をもたらす。 The cause of the delamination phenomenon of the boundary surface to be solved by the present invention will be considered. (1) When each part of the molded article Z expands/contracts due to temperature changes outdoors, etc., since the base material part M and the filling part L have different linear expansion coefficients, residual stress accumulates at each expansion/contraction, or on the boundary surface. The shearing force works and eventually peels off. This is often seen near the ends of the groove G. (2) When the water absorbency of the base material portion M is relatively high, the front surface portion F and the back surface portion R of the base material portion M absorb the rainwater and expand, but the interior does not expand, so the entire modeling portion 3 is distorted. May occur or warp. A similar phenomenon occurs due to the temperature difference between the surface of the modeled object Z and the inside thereof when the temperature rises and falls. As a result, a shearing force is applied mainly in the depth direction of the groove, and the boundary surface becomes unbearable and peels off at each part. (3) When the opening P side is exposed as shown in FIG. 3A, the opening side of the base material portion M opens or closes due to changes in temperature and humidity. That is, the wedge angle of the groove of the base material portion M changes. An axial force is applied to the filling portion L and the boundary surface in the width direction, but peeling occurs because expansion and contraction in the width direction is limited. (4) The modeled object 3 may be installed in an indoor public space such as a commercial facility, but in a place where many people, luggage, and the like come and go, including the case, there are many vibrations and collisions. When an internal force in various directions including a bending moment and a torsion moment is applied to the boundary surface of each part due to the shock, the boundary surface separates and absorbs the shock. As described above, the interfacial stress received by the molded article 3 is (1) length (y) direction (2) depth (z) direction (3) width (x) direction (4) multi-direction of the groove portion G in FIG. It is considered that they are combined and cause interfacial peeling. Increasing the tensile fracture strain or the like of the filled portion L is effective in improving the resistance to the interfacial stress of (1) to (4), but particularly brings about a great effect in improving the impact resistance of (4).
充填部Lは、それ自体を基材部Mに接着する接着剤と考えることができる。その境界面の結合力が充填部Lの引張強さを上回ってもよい。つまり、充填部Lの剥離は広い範囲での溝部Gの色の消失をもたらし、その上、その部分は光を全反射するので、白く見えて目障りである。一方、充填部Lの破断(溝の長さ方向又は深さ方向に垂直な面が断面である)は、通常ごく細い筋状であり、その亀裂部分には光が届かず暗いので、ほとんど目につかない。ゆえに、剥離よりは破断の方が、造形物3の装飾性に及ぼす悪影響が少ないと言える。また、基材部Mが溝の幅方向に膨張した時、充填部Lが、二分面で2つの部分に破断して、2つの部分それぞれが両側の側面Sに接合したままであれば、剥離を避けられる。それゆえ、場合によっては、充填部Lが、基材部Mの変形に追従できない時に、破断することで剥離しないですむことが望ましい。そのためには、充填部Lの接着強さが、充填部Lの引張強さ以上であればよい。これは充填部Lの剥離にかかる応力(N)と充填部Lの引っ張り切断にかかる応力(N)との比較に相当する。具体的には、この測定は次のように行われる。造形物3が固定され、側面Sを境界として両側に分離するように、底面部B側と、必要があれば開口部P側の基材部Mが切断される。加工時の応力が充填部Lに極力かからないように加工される必要がある。次に、基材部Mが両側に分離されるが、ここで両側の基材部Mに充填部Lが引き裂かれたら、接着強さが引張強さより大きい。充填部Lが、片側のみ露出し、もう片側は基材部Mに残ったら、残った部分の先端部分の両側が10mm以上のつかみ部分として露出される。ここで、つかみ部分が測定装置のチャックに固定され、90°はく離接着強さ(JIS K 6854−1 1999)に準じる方法で剥離にかかる応力が測定され、同等の断面形状の充填部Lの引っ張り切断時の応力に比較される。あるいは、試験者が指でつかみ部分を挟んで略90°の角度で引っ張り、充填部Lの終端まで切れずに剥がせるか途中で切れるかを調べることで代替することもできる。充填部Lの引張破壊ひずみ等が基材部Mの引張破壊ひずみ等より大きいほど、充填部Lの伸び率が大きい。一方、充填部Lの接着強さが引張強さより大きいほど、接着された充填部Lが引っ張りに対して弱く切れやすい。よってこれらは全く異なるが、一部の伸びやすくかつ切れやすい樹脂で、接着力が強い場合には、これらが両立する。 The filling part L can be considered as an adhesive that adheres itself to the base material part M. The bond strength of the boundary surface may exceed the tensile strength of the filling portion L. That is, the peeling of the filling portion L causes the color of the groove portion G to disappear in a wide range, and moreover, that portion totally reflects light, so that it looks white and is annoying. On the other hand, the rupture of the filling portion L (the plane perpendicular to the lengthwise direction or the depthwise direction of the groove is the cross section) is usually a very thin streak, and the cracked portion does not reach the light and is dark. I don't care. Therefore, it can be said that the fracture has less adverse effect on the decorative property of the molded article 3 than the peeling. Further, when the base material portion M expands in the width direction of the groove, the filling portion L is broken into two portions at the bisecting surface, and if the two portions are still joined to the side surfaces S on both sides, peeling occurs. Can be avoided. Therefore, in some cases, when the filling portion L cannot follow the deformation of the base material portion M, it is desirable that the filling portion L does not separate due to breakage. For that purpose, the adhesive strength of the filling portion L may be equal to or higher than the tensile strength of the filling portion L. This corresponds to a comparison between the stress (N) applied to the peeling of the filling portion L and the stress (N) applied to the tensile cutting of the filling portion L. Specifically, this measurement is performed as follows. The molded article 3 is fixed, and the base material portion M on the side of the bottom surface portion B and, if necessary, on the side of the opening portion P is cut so as to be separated into both sides with the side surface S as a boundary. It is necessary to perform processing so that the stress during processing is not applied to the filling portion L as much as possible. Next, the base material portion M is separated into both sides. If the filling portion L is torn into the base material portions M on both sides, the adhesive strength is greater than the tensile strength. When the filling portion L is exposed only on one side and the other side remains on the base material portion M, both sides of the tip portion of the remaining portion are exposed as grip portions of 10 mm or more. Here, the gripping portion is fixed to the chuck of the measuring device, the stress applied to the peeling is measured by a method according to 90° peeling adhesive strength (JIS K 6854-1 1999), and the pulling of the filling portion L having the same cross-sectional shape is performed. Compared to the stress at the time of cutting. Alternatively, the tester can grasp the gripped portion with his/her finger and pull the gripped portion at an angle of about 90° to examine whether the end of the filling portion L can be peeled off without being cut or cut in the middle. The larger the tensile breaking strain of the filling portion L or the like is, the larger the elongation rate of the filling portion L is. On the other hand, as the adhesive strength of the filled portion L is larger than the tensile strength, the adhered filled portion L is weaker against pulling and easily cut. Therefore, although they are completely different, some of the resins are easily stretched and easily broken, and both are compatible when the adhesive strength is strong.
造形物Zの長期的な耐久性のためには、展色剤V及び着色剤C等は化学的に安定し、耐光性が高いことが望ましい。着色剤Cが酸化鉄・カーボンブラック・酸化チタン等の無機顔料であれば不透明な発色となり、フタロシアニン・キナクリドン等の有機顔料であれば透明な発色が得られる。着色剤Cの種類と充填部Lに占める着色剤Cの比率によって、溝部Gの濃度・透過率・発色度合が変化する。充填作業前の充填材料21に対する着色剤Cの重量比は、通常は0.1から20%、好ましくは0.5から10%であるが、溝部Gの幅・着色剤Cの種類・展色剤Vに対する着色剤Cの比重・求める視覚的効果によってはそれ以外でもよい。充填材料調合部12は、凝集した着色剤Cをロールミル・ボールミル・ビーズミル等により粉砕してより微細な粒子とし、さらに攪拌や分散剤Dの混合等により、展色剤V中に充分に分散させることができる。ただし、粒子サイズが大きい着色剤Cによるざらざらした質感等、なめらかで透明感のある発色とは別の効果が求められる場合にはその限りではない。分散剤Dは、亜鉛・アルミニウム・カリウム・カルシウム・ナトリウム・バリウム・マグネシウム・リチウム等の金属石鹸、例えばステアリン酸石鹸・ヒドロキシステアリン酸石鹸・ベヘン酸石鹸・モンタン酸石鹸・ラウリン酸石鹸を含む既知の群から、展色剤V及び着色剤Cとの適性に応じて適宜選択され、配合率等を決められてよい。通常の顔料等と分散剤Dの組み合わせに代えて、易分散加工済の着色剤Cや分散済の塗料等が用いられてもよい。また、充填材料調合部12と充填加工部13が連携し、1つの造形物3の加工中に着色剤Cの調合を漸次変更していくことで、複数の溝部Gの色をグラデーション状に徐々に変化させてもよく、それぞれの溝部G内の一部から別の一部にかけて、色をグラデーション状に変化させてもよい。
For long-term durability of the molded article Z, it is desirable that the color-developing agent V, the colorant C, and the like be chemically stable and have high light resistance. If the colorant C is an inorganic pigment such as iron oxide, carbon black or titanium oxide, an opaque color is produced, and if it is an organic pigment such as phthalocyanine or quinacridone, a transparent color is obtained. Depending on the type of the colorant C and the ratio of the colorant C occupying the filling portion L, the density, transmittance, and degree of color development of the groove portion G change. The weight ratio of the colorant C to the filling
被覆部Tのための材料板20は、無色透明で、全光線透過率又は可視光線透過率が高いほうがよいが、用途によっては有色透明でもよい。簡易的には、被覆部Tは厚さ0.5mm以下のPET等の薄い粘着性軟質フィルムでもよい。長期用途には、図3bのように板状の被覆部Tが固定されるのがよい。板状の被覆部Tは造形物3を割れにくくするだけでなく、基材部3が溝部Gの幅方向に伸縮することを抑制し、上記(3)が原因の剥離を防止する。板状の被覆部Tが、基材部Mと同一・同種・類似の材質でより薄ければ、溝部Gを有する側の材料板20と物性が近いので好ましい。例えばPMMAのキャスト板と押出し板とは同一の材質ではないが、いずれもPMMAであり、上記の各種樹脂のうちの同じ分類に属するので、同種である。また、硬質PVCとPMMAとが、近似した線膨張率であり、同じ溶剤により溶着可能であれば、その点でこれらは類似である。さらに、被覆部Tと基材部Mとで色が同等であれば、それらの境界部分は肉眼では図3bのようには識別できず、視覚的にそれらが一体化する。そして、透明樹脂の塊中に溝部Gが封じ込められ浮いているように見える。しかし、エリプソメータ・アッベ式他の屈折率計等による屈折率・結晶方向・分子量の差の測定結果等から、基材部Mと被覆部Tとの区分が時に可能である。
The
充填部Lは、着色剤Cの含有により、基材部M及び被覆部Tとは異なる色となる。造形物Zの複数の部分の色において、色相・彩度・明度・全光線透過率・可視光線透過率のいずれかが明らかに異なってもよい。色相では、複数の色を比較した際、マンセル色相環において近い側が25〜50歩度分離れていれば明らかに別の色と識別でき、35〜50なら主要原色のいずれかの色の色相の差に相当し、45〜50なら補色どうしに近いので、いずれも明らかに色が異なる。又は複数の色がHSV色空間のH値において離れている小さい側の角度が、90〜180°なら明らかに別の色と識別でき、120〜180°ならRGB系又はCMY系の一方の原色系等のいずれかの色の色相の差に相当し、150〜180°なら補色どうしに近いので同様に異なる。彩度では、色相にもよるが、複数の色の差が概してマンセル表色系における彩度で4以上であれば明らかに色が異なり、6以上、8以上であればより明確に異なる。明度では、複数の色の差が3以上であれば明らかに色が異なり、4以上・5以上でより明確に異なる。それらが組合わさればさらに判然と異なる。これらの測色には例えばコニカミノルタ株式会社製CM−5等の分光測色計やCR−5等の色彩色差計が用いられるが、測色範囲が狭い等の理由で測定が困難な場合には、目視比較が併用されてもよい。全光線透過率又は可視光線透過率では、複数の色の差が40%以上で明らかに色が異なり、60%以上・80%以上でより明確に異なる。求める効果によっては、造形物Zの一部と他の一部とが、上記の範囲より狭い測定値で異なってもよい。なお、異なる色の上限は、技術の進歩により、出願時に可能な範囲より拡張される可能性があるので、特に限定しない。 The filling portion L has a color different from that of the base material portion M and the covering portion T due to the inclusion of the colorant C. In the colors of a plurality of parts of the molded article Z, any one of hue, saturation, brightness, total light transmittance, and visible light transmittance may be obviously different. In terms of hue, when a plurality of colors are compared, if the closer side in the Munsell hue circle is separated by 25 to 50 steps, it can be clearly distinguished from another color, and if it is 35 to 50, the difference in hue between any of the main primary colors , 45 to 50 are close to complementary colors, so that the colors are obviously different. Or, if the angle on the small side where a plurality of colors are separated in the H value of the HSV color space is 90 to 180°, it can be clearly distinguished from another color, and if it is 120 to 180°, one of the RGB or CMY primary colors. And the like, which corresponds to the difference in hue of any one of the colors, and is between 150 and 180°, which is similar to the complementary colors, and thus similarly differs. In terms of saturation, although it depends on the hue, if the difference between a plurality of colors is generally 4 or more in the Munsell color system, the color is obviously different, and if it is 6 or more and 8 or more, it is more clearly different. Regarding the lightness, if the difference between the plurality of colors is 3 or more, the color is clearly different, and if it is 4 or more and 5 or more, the difference is more distinct. It is even more obvious if they are combined. For these color measurements, for example, a spectrocolorimeter such as CM-5 manufactured by Konica Minolta Co., Ltd. or a color difference meter such as CR-5 is used, but when the measurement is difficult due to a narrow colorimetric range or the like. May be combined with visual comparison. In the total light transmittance or the visible light transmittance, the difference between the plurality of colors is 40% or more, and the color is clearly different, and the difference is more clearly 60% or more and 80% or more. Depending on the effect to be obtained, a part of the molded article Z and another part thereof may differ by a measurement value narrower than the above range. The upper limit of different colors is not particularly limited because it may be expanded beyond the range possible at the time of application due to technological progress.
ここで、上記以外の、本発明が導入されるべき造形物の条件を述べる。本発明の課題は、環境要因を度外視すれば、難接着材の樹脂等が充填部Lを有する場合に特有の問題ということができる。具体的には、基材部Mのぬれ張力が充填部Lのぬれ張力に近い又はそれ以下である場合に、充填部Lが基材部Mと良好に接着されないという問題である。基材部がぬれ張力の高い固体であれば、界面剥離は起こりにくい。さらに基材部の表面が粗面なら、より強固に接着される。溝部Gが浅く、その幅が狭ければ、温度変化に伴う充填部Lと基材部Mとの伸縮量の差が小さいので、剥離が発生しにくい。溝部Gの溝部楔角が充分に大きければ、溝部の両側の複数の側面に塗料がそれぞれ片側ずつ付着し、その間に空隙があるので、双方からの引っ張りによる剥離がない。よって必ずしも本発明が適用されなくてもよい。溝部楔角が小さくても、溝部Gの側面Sのみに展色剤V等が塗布され、溝部Gの中央が空隙であれば、基材部Mが溝の幅方向に伸縮した時に、空隙がクッションとなって剥離に至らずにすむことがある。しかし、図3のように溝部Gに空隙がなく、溝部Gのほぼ全体が充填部Lであると、基材部Mが膨張し、溝部楔角が幅方向に開いた時に、その伸びが充填部Lの伸びを超えていれば剥離する。本発明が特に必要となるのは、基材部Mのぬれ張力が比較的小さく、側面Sが平滑で、溝部Gが深く、その溝部楔角が小さい場合である。さらに、側面Sが基材部Mを透過して見える程度に基材部Mの透過率が高いことも条件の一つである。 Here, other than the above, the conditions of the shaped article to which the present invention is to be introduced will be described. The problem of the present invention can be said to be a problem peculiar to the case where the resin or the like of the difficult-to-bond material has the filling portion L, if the environmental factors are taken into consideration. Specifically, when the wetting tension of the base material portion M is close to or lower than the wetting tension of the filling portion L, the filling portion L is not well adhered to the base material portion M. If the base material is a solid with high wet tension, interfacial peeling is unlikely to occur. Furthermore, if the surface of the base material portion is rough, it is more firmly bonded. If the groove portion G is shallow and its width is narrow, the difference in expansion/contraction amount between the filling portion L and the base material portion M due to the temperature change is small, and thus peeling is unlikely to occur. If the groove wedge angle of the groove G is sufficiently large, the paint adheres to a plurality of side surfaces on both sides of the groove, one side on each side, and there is a gap therebetween, so that peeling from both sides does not occur. Therefore, the present invention does not necessarily have to be applied. Even if the groove wedge angle is small, if the color developing agent V or the like is applied only to the side surface S of the groove G and the center of the groove G is a void, when the base material portion M expands and contracts in the width direction of the groove, the void is formed. It may become a cushion and not come off. However, as shown in FIG. 3, when there is no void in the groove portion G and almost the entire groove portion G is the filling portion L, when the base material portion M expands and the groove wedge angle opens in the width direction, the expansion thereof is filled. If it exceeds the elongation of the part L, it is peeled off. The present invention is particularly required when the base material portion M has a relatively low wetting tension, the side surface S is smooth, the groove portion G is deep, and the groove wedge angle is small. Further, one of the conditions is that the transmittance of the base material portion M is so high that the side surface S can be seen through the base material portion M.
より具体的には、次のような場合に充填部Lが剥離しやすく、又は剥離が目立ちやすく、本発明が顕著な効果を発揮する。1、溝部Gが空隙を有さない。2、基材部Mと充填部Lの線膨脹率(JIS K 7197−1991等)が、大きい方の10%以上、又は5%以上異なる。3、基材部MがPE・PMMA・PP・PS等の難接着材、基材部Mのぬれ張力が45mN/m以下、基材部Mのぬれ張力(JIS K 6768:1999又はISO8296−1987)から充填部Lのぬれ張力を減じた差が10mN/m以下、の少なくともいずれかである。なお、ぬれ張力は、試験片との接触角が0°になるぬれ張力が既知でのぬれ張力等から得られる。4、側面Sの算術平均粗さRaが好ましくは4以下、より好ましくは1以下、さらに好ましくは0.5以下、最大高さ粗さRzが好ましくは8以下、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1以下、算術平均うねりWaが好ましくは8以下、より好ましくは2以下、さらに好ましくは1以下、最大高さうねりWzが好ましくは16以下、より好ましくは4以下、さらに好ましくは2以下である(JIS B 0601:2013又はISO 4287:1997)側面Sの平滑性は、上記の全光線透過率及びヘーズの値によっても定義可能である。5、深さdGがmmオーダー以上、例えば5mm以上である。溝部Gが深いほど、開口部P側とその反対側とで温度変化等による変位量が大きくなり、界面応力も増大する。溝部Gが深い造形物Zは概してx及びy方向のサイズも大きいので、溝の長さ方向の界面応力も大きくなり、結果として、浅く短い溝部の造形物では発生しなかった問題が顕在化する。6、基材部Mの側面Sに熱影響がある。7、側面Sが造形物Zの表面部F又は裏面部Rへの垂線又は法線となす溝部G側の角度が90−2arcsin(1/nM)以下である(nMは基材部Mの屈折率)。 More specifically, in the following cases, the filling portion L is easily peeled off or peeled off is conspicuous, and the present invention exerts a remarkable effect. 1. The groove portion G has no void. 2. The linear expansion coefficient (JIS K 7197-1991 etc.) of the base material portion M and the filling portion L is different by 10% or more, or 5% or more from the larger one. 3, the base material M is a difficult-to-adhere material such as PE/PMMA/PP/PS, the base material M has a wetting tension of 45 mN/m or less, and the base material M has a wetting tension (JIS K 6768:1999 or ISO 8296-1987). The difference obtained by subtracting the wetting tension of the filling portion L from 10) is 10 mN/m or less. The wetting tension is obtained from the wetting tension at which the contact angle with the test piece is 0° and the wetting tension is known. 4, the arithmetic average roughness Ra of the side surface S is preferably 4 or less, more preferably 1 or less, still more preferably 0.5 or less, and the maximum height roughness Rz is preferably 8 or less, more preferably 2 or less, further preferably Is 1 or less, the arithmetic mean waviness Wa is preferably 8 or less, more preferably 2 or less, still more preferably 1 or less, and the maximum height waviness Wz is preferably 16 or less, more preferably 4 or less, still more preferably 2 or less. (JIS B 0601:2013 or ISO 4287:1997) The smoothness of the side surface S can be defined by the total light transmittance and the value of haze. 5. The depth dG is on the order of mm or more, for example, 5 mm or more. The deeper the groove G, the greater the amount of displacement between the opening P side and the opposite side due to temperature changes and the like, and the interface stress also increases. Since the model Z having the deep groove G also generally has a large size in the x and y directions, the interfacial stress in the groove length direction also becomes large, and as a result, a problem that does not occur in the model having the shallow and short groove becomes apparent. .. 6. The side surface S of the base material portion M is affected by heat. 7. The angle on the side of the groove portion G where the side surface S forms a perpendicular or normal to the front surface portion F or the back surface portion R of the molded article Z is 90-2 arcsin (1/n M ) or less (n M is the base material portion M). Index of refraction).
上記3・4は基材部Mと充填部Lとの接着性に関連する。4・5・6・7は、レーザ加工による溝部Gで見られる特徴である。特に、Co2レーザによる切断加工では、切断面は赤外線で加熱されて融解し、冷却後に硬化する。これにより切断面が、4のように平滑となるが、6の熱影響のため、押出成形・キャスト成形・機械加工の表面よりも接着性に劣る。また、この切断面は、レーザのパルスを反映した略25〜3000μm・あるいは50〜1000μm・時に100〜400μmピッチで深さ略0.05〜20μm・あるいは0.1〜5μm・時に0.2〜2μmの、溝の深さ方向に略平行な複数の凹凸が形成され、融解した樹脂の流れによるとみられる略1〜4mmピッチで同程度の深さの、溝の長さ方向に略平行な複数の凹凸が形成されることが多い。この凹凸は、溝部Gの幅wの略1/20〜10倍・あるいは1/10〜3倍・時に1/4〜1倍のピッチで、略1/8000〜1/20倍・あるいは1/4000〜1/100倍・時に1/2000〜1/200倍の深さでもよい。この凹凸は、側面Sに発生する加工誤差由来の凹凸で最大である。ここで、「溝の深さ方向に略平行な複数の凹凸」とは、楔状の溝部Gでは、側面Sは溝の深さ方向に対しθG/2の傾きがあるが、それについては考えず、前記複数の凹凸が、溝の深さ方向及び幅方向に平行な平面と側面Sとの交線に平行、という意味である。6について次に説明する。 The above 3 and 4 relate to the adhesiveness between the base material portion M and the filling portion L. Features 4, 5, 6, and 7 are features of the groove G formed by laser processing. In particular, in the cutting process using a Co 2 laser, the cut surface is heated by infrared rays to be melted and hardened after cooling. As a result, the cut surface becomes smooth as in 4, but due to the heat effect of 6, the adhesiveness is inferior to the surface of extrusion molding/cast molding/machining. Further, this cut surface has a depth of approximately 0.05 to 20 μm or 0.1 to 5 μm, and a depth of approximately 0.05 to 20 μm, or 0.1 to 5 μm, which reflects a laser pulse, at a pitch of 100 to 400 μm at approximately 25 to 3000 μm or at 50 to 1000 μm. A plurality of irregularities of 2 μm, which are substantially parallel to the depth direction of the groove, are formed, and are approximately parallel to the length direction of the groove at the same depth at a pitch of about 1 to 4 mm which is considered to be due to the flow of the molten resin. The unevenness is often formed. The unevenness is approximately 1/20 to 10 times, or 1/10 to 3 times, or 1/4 to 1 times the pitch of the width w of the groove portion G, and is approximately 1/800 to 1/20 times or 1/ The depth may be 4000 to 1/100 times and sometimes 1/2000 to 1/200 times. This unevenness is the largest unevenness caused on the side surface S due to a processing error. Here, "a plurality of irregularities substantially parallel to the depth direction of the groove" means that in the wedge-shaped groove portion G, the side surface S has an inclination of θG/2 with respect to the groove depth direction, but this is not considered. It means that the plurality of concavities and convexities are parallel to the line of intersection between the plane S parallel to the depth direction and the width direction of the groove and the side surface S. 6 will be described below.
基材部Mと充填部Lとが剥離し、それらの界面が密着していない状態であっても、側面Sが全反射を起こして充填部Lの色が見えない場合だけでなく、充填部Lの色が側面Sを透過して見える場合がある。以下にそれら両者の臨界となる条件を示す。
図4は楔状の溝部Gの長さ方向に垂直な断面の図である。図4では、入射角θI(θI<0)で側面Sに入射した光が、反射角−θIで反射し、この反射光が裏面部Rで屈折して視点Eに届いている。ただし、充填部Lが側面Sで剥離していなければ、側面Sでの反射光は入射光の一部であり、残りは充填部Lに吸収されるか、充填部Lを透過するか、側面Sで拡散する。図4において、視点Eからの視線が表面部Rへの垂線又は法線となす角度(以下視線角度又はθEと記載する。)は裏面部Rからの光の出射角に等しい。側面Sが表面部Fへの垂線又は法線となす角度をθS、基材部Mの屈折率をnM、充填部Lの屈折率をnG、空気の屈折率を1とする。右回りを正方向とするので、θS>0であれば図4aの右側の側面S又は図4bの左側の側面S、θS<0であれば図4bの右側の側面S又は図4aの左側の側面Sに対応する。被覆部T・着色剤C等は図4では省略される。被覆部Tが平面状かつその両面が互いに平行で、被覆部Tの屈折率がnMであれば、被覆部Tの有無は屈折角等に影響しない。nG<nM又は充填部Lが側面Sで剥離している場合、反射角θIが臨界角arcsin(nG/nM)以上であれば、側面Sでの反射が全反射となり、充填部Lの色は視点Eに届かない。この状態を式で示すと、スネルの法則より、
(1)図4a(θS≧0)の場合
θS≦90−2arcsin(1/nM)…(i)
θE=0(°)、すなわち視点Eが溝部Gを表面部Fの正面から見た時に、充填部Lの色が見えなくなるθSの範囲は、数3より
θS≦90−arcsin(1/nM)…(ii)
(2)図4b(θS<0)の場合
側面Sでの反射が基材部M側から見える最大のθEとなる(図4bの最も左寄りである)視点Eは、
arcsin[(sinθE)/nM]=θS
となる位置であるから、
arcsin[(sinθE)/nM]≦θS
側面Sでの全反射が視点Eで観察される最大のθSでは、θE=−90(°)の時のみ反射が観察可能となるので、
θS≧arcsin(−1/nM)…(iii)
図4aにおけるθS<0の場合及び図4bにおけるθS≧0の場合、すなわち図4a・bの溝部Gのそれぞれ左側の側面Sに関する場合は、上記の場合に対し左右対称の関係であり、上記各数式において各項の正負及び不等号の向きが逆になる。ゆえに、(iii)から、図4bのように溝部Gの開口部P側のみから観察される場合には、
|θS|≦arcsin(1/nM)
であれば、溝部Gの手前に側面Sが見えるようなθEのすべての範囲において、側面Sで全反射が発生して充填部Lの色が見えなくなるので、本発明が適用される必要がある。本明細書等では、arcsin(1/nM)を最大全反射可視側面角と記載する。例えばnM=1.5とすると、θSの絶対値が約41.8°以下ならば、剥離した充填部Lの色は側面Sを通しては見えない。
次に、開口部P側からだけでなく、図4aのように溝部Gの開口部Pの反対側からも観察される場合には、(i)から、
|θS|≦90−2arcsin(1/nM)
であれば、溝部Gの手前に側面Sが見えるようなθEのすべての範囲において、側面Sで全反射が発生して充填部Lの色がまったく見えなくなるので、本発明が適用される必要がある。本明細書等では、90−2arcsin(1/nM)を最大全部全反射側面角と記載する。例えばnM=1.5とすると、θSが約6.38°以下ならば、表面部F及び裏面部R側のすべてのθEに対し、剥離した充填部Lの色は側面Sを通しては見えない。二分面が表面部Fに垂直な溝部Gでは、θGが約12.76°以下ならば同様である。基材部MがPMMAで、nM=1.49ならば、θSの絶対値が約5.69°以下、又は二分面が表面部Fに垂直な溝部GでθGが約11.38°以下の場合、本発明により充填部Lの剥離が生じないことで、どこから見ても充填部Lの色が鮮明に見える効果が得られる。また、(ii)から、
|θS|≦90−arcsin(1/nM)
であれば、少なくとも一部のθEにおいて、側面Sで全反射が発生して充填部Lの色が見えなくなるので、本発明が適用された方がよい。本明細書では、90−arcsin(1/nM)を一部全反射側面角と記載する。nM=1.5とすると、θSが約48.19°以下ならば、剥離した充填部Lの色は正面からは見えない。二分面が表面部Fに垂直な溝部Gでは、θGが約96.38°以下ならば同様である。なお、数3より、充填部Lの色が見えないθEの範囲は、
FIG. 4 is a view of a cross section perpendicular to the length direction of the wedge-shaped groove portion G. In FIG. 4, the light incident on the side surface S at the incident angle θI (θI<0) is reflected at the reflection angle −θI, and the reflected light is refracted at the back surface portion R and reaches the viewpoint E. However, if the filling portion L is not separated on the side surface S, the reflected light on the side surface S is a part of the incident light, and the rest is absorbed by the filling portion L, transmits through the filling portion L, or the side surface. Spread with S. In FIG. 4, the angle formed by the line of sight from the viewpoint E and the normal or normal to the front surface R (hereinafter referred to as the line of sight angle or θE) is equal to the emission angle of light from the back surface R. It is assumed that an angle formed by the side surface S and a normal line or a normal line to the surface portion F is θS, a refractive index of the base material portion M is n M , a refractive index of the filling portion L is n G , and a refractive index of air is 1. Since the clockwise direction is the forward direction, if θS>0, the right side surface S of FIG. 4a or the left side surface S of FIG. 4b, and if θS<0, the right side surface S of FIG. 4b or the left side surface of FIG. 4a. Corresponds to the side surface S. The covering portion T and the colorant C are omitted in FIG. If the covering portion T is planar and both surfaces thereof are parallel to each other and the refractive index of the covering portion T is n M , the presence or absence of the covering portion T does not affect the refraction angle or the like. When n G <n M or the filled portion L is separated on the side surface S, if the reflection angle θI is equal to or greater than the critical angle arcsin(n G /n M ), the reflection on the side surface S is total reflection, and the filled portion is The color of L does not reach the viewpoint E. If this state is shown by an equation, from Snell's law,
(1) In the case of FIG. 4a (θS≧0)
θE=0 (°), that is, when the viewpoint E looks at the groove G from the front of the surface F, the range of θS in which the color of the filled portion L is not visible is θS≦90−arcsin(1/n M )…(Ii)
(2) In the case of FIG. 4b (θS<0) The viewpoint E at which the reflection on the side surface S is the maximum θE seen from the base material part M side (the leftmost side in FIG. 4b) is
arcsin[(sin θE)/n M ]=θS
Because it is the position
arcsin [(sin θE)/n M ]≦θS
At the maximum θS at which the total reflection on the side surface S is observed from the viewpoint E, the reflection can be observed only when θE=−90(°),
θS≧arcsin(−1/n M )...(iii)
In the case of θS<0 in FIG. 4a and the case of θS≧0 in FIG. 4b, that is, in the case of the left side surfaces S of the groove portions G of FIGS. 4a and 4b, the relationship is bilaterally symmetric with respect to the above case. In the mathematical expression, the directions of positive and negative signs and inequality signs of each term are reversed. Therefore, from (iii), when observed only from the opening P side of the groove G as shown in FIG. 4b,
│θS│≦arcsin (1/n M ).
In this case, in the entire range of θE where the side surface S can be seen in front of the groove portion G, total reflection occurs on the side surface S and the color of the filling portion L becomes invisible, so that the present invention needs to be applied. .. In this specification and the like, arcsin the (1 / n M) is described as the maximum total reflection visible side angle. For example, when n M =1.5, if the absolute value of θS is about 41.8° or less, the color of the separated filling portion L cannot be seen through the side surface S.
Next, in the case of being observed not only from the side of the opening P but also from the side of the groove G opposite to the opening P as shown in FIG. 4a, from (i),
|θS|≦90-2 arcsin (1/n M )
In that case, in the entire range of θE where the side surface S is visible in front of the groove portion G, total reflection occurs on the side surface S and the color of the filling portion L is completely invisible, so that the present invention needs to be applied. is there. In this specification and the like, 90-2 arcsin (1/n M ) is described as the maximum total internal reflection side angle. For example, when n M =1.5, if θS is about 6.38° or less, the color of the peeled filled portion L is not visible through the side surface S for all θE on the front surface F and back surface R side. .. The same applies to the groove portion G whose bisector is perpendicular to the surface portion F if θG is approximately 12.76° or less. If the base material M is PMMA and n M =1.49, the absolute value of θS is about 5.69° or less, or θG is about 11.38° or less in the groove G where the bisecting surface is perpendicular to the surface F. In this case, since the peeling of the filled portion L does not occur according to the present invention, the effect that the color of the filled portion L can be seen clearly from any direction can be obtained. Also, from (ii),
|θS|≦90-arcsin (1/n M ).
In that case, at least a part of θE, total reflection occurs on the side surface S and the color of the filling portion L becomes invisible, so that the present invention is preferably applied. In the present specification, 90-arcsin (1/n M ) is described as a partial total reflection side surface angle. Assuming that n M =1.5, the color of the peeled filled portion L cannot be seen from the front if θS is about 48.19° or less. The same applies to the groove portion G whose bisector is perpendicular to the surface portion F if θG is about 96.38° or less. From Equation 3, the range of θE in which the color of the filling portion L is invisible is
溝部Gの幅wが深さdGに対して充分に大きければ、正面から開口部Pの充填部Lの色が見えるので、側面Sが剥離していてもさしたる支障はない。それゆえ本発明は必ずしも適用されなくてもよい。これは、溝部Gが底面部Bを有し、台形状であれば、θGが小さくてもあてはまる。深さdの幅wに対する比率を考えると、5倍以上であれば、視線Eが斜め方向から側面Sを見た時、屈折により見かけの深さが浅くなるものの幅の約2・5倍以上に見えるので、本発明が適用された場合に一定の効果を呈する。10倍以上であれば、見かけの深さが幅の約5倍以上に見えるので、本発明が明確な効果を奏する。15倍以上なら充分な効果を示し、20倍以上なら本発明が不可欠である。また、本発明が適用されるべき溝部Gの幅方向の断面は、U字状のようにθSが複数又は変化する形状でもよい。その場合、両側の側面S・底面部B・開口部Pの長さの合計のうち、表面部Fへの垂線又は法線となす角度が最大全部全反射側面角(又は一部全反射側面角)以下である範囲の長さの合計が、好ましくは1/2以上であれば本発明が明確な効果を奏し、より好ましくは4/5以上、さらに好ましくは9/10以上、一層好ましくは19/20以上であれば、溝部Gの大部分が上記条件を満たしていると見なすことができ、本発明が不可欠である。 If the width w of the groove portion G is sufficiently larger than the depth dG, the color of the filling portion L of the opening P can be seen from the front side, so that there is no problem even if the side surface S is peeled off. Therefore, the present invention does not necessarily have to be applied. This is true even if θG is small if the groove G has the bottom surface B and is trapezoidal. Considering the ratio of the depth d to the width w, if it is 5 times or more, when the line of sight E looks at the side surface S from an oblique direction, the apparent depth becomes shallow due to refraction, but it is about 2.5 times or more the width. As such, it has a certain effect when the present invention is applied. If it is 10 times or more, the apparent depth is about 5 times or more the width, so that the present invention has a clear effect. If it is 15 times or more, a sufficient effect is exhibited, and if it is 20 times or more, the present invention is essential. Further, the cross section in the width direction of the groove G to which the present invention is applied may have a shape in which θS is plural or changed like a U shape. In that case, among the total lengths of the side surface S, the bottom surface portion B, and the opening portion P on both sides, an angle formed by a normal line or a normal line to the surface portion F is the maximum total reflection side angle (or partial total reflection side angle). ) The present invention exerts a definite effect when the total length in the range below is preferably 1/2 or more, more preferably 4/5 or more, further preferably 9/10 or more, and further preferably 19 If it is /20 or more, it can be considered that most of the groove portion G satisfies the above conditions, and the present invention is essential.
ただし、nM<21/2であると、θEが−90°に近い時、数3からθS<0となることがあるが、数3は(1)すなわちθS≧0の場合の式であるから、成立しない。θS<0の場合も同様に成立しない。つまり、屈折率が約1.41未満の材料板20、例えばPFA・FEP等の透明なフッ素樹脂によってなる造形物Zでは、図4aのように開口部Pの反対側の視点からは、θS=0を含むすべてのθSの溝部Gにおいて、充填部Lと基材部Mとが剥離していても、基材部Mの側面Sを透過して充填部Lの色が見えることがある。θSが大きいほど、θEの絶対値が小さくてもこれが成立するので、充填部Lの色が見える範囲が拡がる。よって、本発明が必須であるのは、前段落の条件に加えて、nM≧21/2の場合である。とはいえ、nM<21/2の場合でも、剥離した充填部Lの色が見えなくなることがあるので、本発明が適用されてもよい。
However, when n M <2 1/2 , when θE is close to −90°, the expression 3 may be θS<0. However, the expression 3 is (1), that is, the expression when θS≧0. Because it is, it does not hold. The same is not true when θS<0. That is, in the
次に、充填部Lが剥離していない溝部Gにおける、充填部Lの屈折率と基材部Mの屈折率との関係について検討する。
(1)nG≧nMの場合
基材部Mの屈折率が充填部Lの屈折率以下であれば、臨界角の作用による全反射は起こらない。この逆も真であり、表面部F及び裏面部R側のすべての視線角度において、基材部Mから側面Sへの入射光に対し側面Sで全反射が起こらず、反射があっても部分反射であり、その側の側面Sが見えるどの視点からも側面Sを通して充填部Lの色が見えていれば、基材部Mの屈折率は充填部Lの屈折率以下である。屈折率は、アッベ屈折計(例えば株式会社アタゴNAR‐1T SOLID、ナトリウムD線、本機による測定以外の詳細はJIS K 7142:2014・一部はISO489:1999又は出願時の技術常識に準拠する。)等により測定可能である。アッベ屈折計は、臨界角法を用いて試験片表面の屈折率を測定するので、この用途に適する。その測定値は、充填部Lに含まれる着色剤C等の屈折率には基本的に影響されず、展色剤Vの屈折率を示す。一般に、SIやシリコーンゴムの屈折率は1.43以下、PETE等のフッ素樹脂やフッ素ゴムの屈折率は1.3台である。一般にPMMAの屈折率は1.49以上であり、硬質樹脂の屈折率はSIの屈折率より高い。よって、すべての視線角度で溝部の色が鮮明に見えるためには、SI・フッ素樹脂等ではなく、基材部M以上の屈折率の展色剤Vがよい。各部の屈折率を比較すると、着色剤C≧展色剤V≧基材部Mであれば、すべての視線角度で全反射が起こらず、色が常に鮮明に見える。また、真空蒸着・スパッタリング等により金属が側面Sの界面に密着していれば、屈折率の大小にかかわらず、金属光沢が生じ、臨界角による全反射とは異なる反射効果が得られる。反射防止のため、溝部Gはこのような金属膜を有さなくてもよい。これと異なり、金属パウダーを混入させた塗料等では、側面Sに密着しているのは透明樹脂等の展色剤Vであるため、その展色剤Vの屈折率が影響する。金属パウダーは拡散反射であるため、反射効果は弱い。
Next, the relationship between the refractive index of the filling portion L and the refractive index of the base material portion M in the groove portion G where the filling portion L is not separated will be examined.
(1) In the case of n G ≧n M If the refractive index of the base material portion M is not more than the refractive index of the filling portion L, total reflection due to the action of the critical angle does not occur. The reverse is also true. At all line-of-sight angles on the front surface F and back surface R sides, incident light from the base material M to the side surface S does not undergo total reflection on the side surface S, and even if there is reflection If the color of the filling portion L is visible through the side surface S from any viewpoint where the side surface S on the side is visible, the refractive index of the base material portion M is less than or equal to the refractive index of the filling portion L. Refractive index is based on Abbe refractometer (eg, Atago NAR-1T SOLID, sodium D line, details other than measurement by this machine are JIS K 7142:2014, part of ISO 489:1999 or standard common sense at the time of application) .) and the like. The Abbe refractometer is suitable for this application because it measures the refractive index of the surface of the test piece using the critical angle method. The measured value is basically unaffected by the refractive index of the colorant C and the like contained in the filling portion L, and indicates the refractive index of the color developing agent V. Generally, SI or silicone rubber has a refractive index of 1.43 or less, and fluororesin such as PETE or fluororubber has a refractive index of 1.3 or less. Generally, the refractive index of PMMA is 1.49 or more, and the refractive index of hard resin is higher than the refractive index of SI. Therefore, in order that the color of the groove portion can be clearly seen at all line-of-sight angles, the color-developing agent V having a refractive index higher than that of the base material portion M is preferable rather than SI/fluorine resin or the like. Comparing the refractive indices of the respective parts, if the colorant C≧the color-developing agent V≧the base material part M, total reflection does not occur at all line-of-sight angles, and the color always looks clear. Further, if the metal is in close contact with the interface of the side surface S by vacuum deposition, sputtering, etc., metallic luster is generated regardless of the magnitude of the refractive index, and a reflection effect different from total reflection due to the critical angle is obtained. To prevent reflection, the groove portion G does not have to have such a metal film. In contrast to this, in a paint or the like mixed with metal powder, it is the color spreader V such as a transparent resin that is in close contact with the side surface S, and therefore the refractive index of the color spreader V has an effect. Since the metal powder is diffuse reflection, the reflection effect is weak.
(2)nG<nMの場合
充填部Lの屈折率が基材部Mの屈折率より小さいと、θEが小さい時には全反射が起こり、充填部Lの色が見えないことがある。θS=0ならば、そのようなθEの絶対値の範囲は
b 充填部Lの屈折率と基材部Mの屈折率との差が大きいほど、側面Sでの反射が起きやすくなる。基材部Mの屈折率が1.4ならば、数5よりθEの絶対値が0から約32.6°までの範囲で側面Sでの全反射が見え、それ以外の範囲では充填部Lの色が見える。基材部Mの屈折率が1.3ならば、θEの絶対値が0から約48.4°までの範囲で側面Sでの全反射が見える。これらの場合、正面からある程度のθEまでは、光源の位置によっては、側面Sが背景を反射して充填部Lの色が見えず、側面Sが平滑で背景が近ければ背景が映って見え、背景が遠ければぼんやりと映るか光って見える。光源がしかるべき位置になければ、側面Sは暗く落ち込んで見える。θEが数5の範囲を超えると、充填部Lの色が見えるようになる。ただし、界面での反射は多少残る。全反射から充填部Lの色への転換は、臨界角の作用により、中間段階がなく急激に起こる。それは、常に充填部Lの色が見えているのとは異なる意外さを観察者に感じさせ、用途によっては有用な効果をもたらす。正面に近い視線角度では充填部Lの色が見えず、視線角度が大きくなると充填部Lの色が見える、という効果が意図される場合には、充填部Lと基材部Mの屈折率の差は0.3以下・0.2以下・0.1以下でもよく、0.05以上でもよい。
(2) When n G <n M When the refractive index of the filling portion L is smaller than that of the base material portion M, total reflection occurs when θE is small, and the color of the filling portion L may not be visible. If θS=0, the range of the absolute value of θE is
b The greater the difference between the refractive index of the filling portion L and the refractive index of the base material portion M, the easier the reflection on the side surface S. If the refractive index of the base material portion M is 1.4, total reflection on the side surface S can be seen in the range of the absolute value of θE from 0 to about 32.6° from the expression 5, and in the other range, the filling portion L can be seen. Can see the color. If the base material M has a refractive index of 1.3, total reflection on the side surface S can be seen in the range of the absolute value of θE from 0 to about 48.4°. In these cases, depending on the position of the light source, the side surface S reflects the background and the color of the filling portion L cannot be seen up to a certain θE from the front surface, and if the side surface S is smooth and the background is close, the background appears. If the background is distant, it will appear vague or shiny. If the light source is not in place, the side S will appear dark and depressed. When θE exceeds the range of Expression 5, the color of the filling portion L becomes visible. However, some reflection remains at the interface. The conversion from the total reflection to the color of the filling part L occurs rapidly without an intermediate stage due to the action of the critical angle. This makes the observer feel a strangeness that the color of the filling portion L is always visible, and brings a useful effect depending on the application. When the effect of not seeing the color of the filling portion L at a line-of-sight angle close to the front and seeing the color of the filling portion L at a large line-of-sight angle is used, the refractive index of the filling portion L and the base material portion M The difference may be 0.3 or less, 0.2 or less, 0.1 or less, or 0.05 or more.
θSが、わずかではあっても一部全反射側面角以下だと、θEの絶対値が小さい時に剥離した側面Sでの全反射が発生するので、全反射が目につきやすい。つまり、図4aの場合には正面付近からの観察時に全反射が見える。全反射可視側面角でも同様に、θEの絶対値が大きい(90°に近い)時よりも小さい時に全反射が見える。図4bの場合には少なくともθEがarcsin(nMsinθS)にきわめて近い時だけは全反射が見える。つまり、θSが一部全反射側面角や全反射可視側面角を下回った時の変化は、一瞬ではあれ明確に現れる。しかもそれは、表面部Fへの正対に近い、最も高頻度の観察状態で起こるから、直ちに視認される。ゆえに、この事態が望ましくない場合、側面Sが一部全反射側面角以下又は全反射可視側面角以下であるかどうかは大いに臨界的意義を有するといえる。また、剥離していない充填部Lで充填部Lの屈折率が基材部Mの屈折率をごくわずかに下回る場合でも、少なくとも正面付近から見た時だけは全反射が発生するので、同様に臨界的意義が大きい。 If θS is a little less than a partial total reflection side surface angle, the total reflection is likely to occur on the separated side S when the absolute value of θE is small. That is, in the case of FIG. 4a, total reflection is visible when observed from near the front. Similarly, with respect to the total reflection visible lateral angle, total reflection is visible when the absolute value of θE is smaller than when it is large (close to 90°). In the case of FIG. 4b, total internal reflection is visible at least only when θE is very close to arcsin(n M sin θS). In other words, the change when θS is less than the partial total reflection side angle or the total reflection visible side angle becomes apparent even in an instant. Moreover, since it occurs in the most frequently observed state, which is close to the front face F, it is immediately visible. Therefore, if this situation is not desired, it can be said that whether the side surface S is less than or equal to the partial total reflection side angle or the total reflection visible side angle has a great significance. Further, even when the refractive index of the filled portion L in the non-peeled filled portion L is slightly lower than the refractive index of the base material portion M, total reflection occurs at least only when viewed from the front side. It has great critical significance.
カドミウムレッド・ビリジアン・二酸化チタン・酸化第二鉄等の無機顔料の屈折率は高いので、使用可能な展色剤Vの選択の幅が広いが、青・紫系無機顔料や有機顔料の屈折率は概して低いので、隠蔽力等の点からは、比較的低屈折率の展色剤Vが適合することが多い。一方、透過性のある発色が求められるなら、低屈折率の着色剤Cの方が有利である。造形物Zの用途・加工方法・所望の色・実現すべき装飾効果等により、適する充填材料40はそれぞれ異なる。各条件に応じて基材部Mと着色剤Cが決定されたのちに、それらの屈折率等から展色剤Vが選定されてもよい。 Since the refractive index of inorganic pigments such as cadmium red, viridian, titanium dioxide, and ferric oxide is high, there is a wide range of choices for the color developing agent V that can be used, but the refractive index of blue/purple inorganic pigments and organic pigments. Is generally low, the color developing agent V having a relatively low refractive index is often suitable from the viewpoint of hiding power and the like. On the other hand, the colorant C having a low refractive index is more advantageous if the color development having transparency is required. The suitable filling material 40 differs depending on the use of the molded article Z, the processing method, the desired color, the decorative effect to be realized, and the like. After the base material portion M and the colorant C are determined according to each condition, the color developing agent V may be selected based on their refractive index and the like.
Co2レーザ装置(ULS社製VLS6.60)により、ベクター画像データから、厚さ10mmのPMMA板(株式会社クラレ製)に深さ約8mm幅約0.5mm長さ約210mmの溝部Gが形成された。ユピカ2035(日本ユピカ株式会社製)50%・シリコンシーラントクリア(株式会社MonotaRO製)30%・粉末状の酸化チタン10%・紫外線吸収剤8%・ステアリン酸アルミニウム1%が混合攪拌後に3本ロールミル機で粉砕され、パーメックM1%(以上重量比)の添加後さらに攪拌された。この充填材料21が溝部Gに充填され、溝部Gからはみ出した分が拭き取られた。充填材料21の硬化により造形物Zが完成した。展色剤Vが高透過率であるから良好な発色が得られた。AG−100kNXplusにより測定された同じPMMA板の引張破壊ひずみは4.4%であった(10回測定値の上記方法による平均)。造形物Zから取り出された充填部Lの引張破壊ひずみは45.2%であった(同上)。この造形物Zは、約1mの高さからコンクリート床に2回落下しても充填部Lと基材部Mとの剥離を起こさず、良好な難剥離性を示した。3回目の落下により造形物Zが割れた。
A groove portion G having a depth of about 8 mm, a width of about 0.5 mm and a length of about 210 mm is formed on a PMMA plate having a thickness of 10 mm (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) from vector image data by a Co 2 laser device (VLS 6.60 manufactured by ULS). Was done. Yupica 2035 (manufactured by Nippon Yupica Co., Ltd.) 50%, silicone sealant clear (manufactured by MonotaRO Co., Ltd.) 30%,
《第2の実施形態》
従来、例えば実全昭51−140085号公報に記載のような立体文字が知られている。この立体文字は、発泡性の樹脂製の発泡層9に表面板8が接合され、これらが文字の形状に切り抜かれたものである。これにより、厚みを持ち、表面と側面の色が異なる、看板用途等の立体文字が得られる。この発泡層が発泡性でない透明のPMMA等であり、側面が鏡面状に研磨され、光の反射を示すものも多く知られている。しかし、これらの立体文字は、複数の文字が独立しているために、施工者は看板等の基板上の所定位置にそれぞれの文字要素を別個に取り付ける必要があり、煩雑な作業を強いられた。また、表面板8が露出しているために屋外環境では劣化しやすかった。さらに、雨水等が、表面板とその下の層との境界部分に浸入することで、表面板が剥離しやすかった。表面板が塗装された塗料であっても、同様に褪色や剥離が起きやすかった。
<<Second Embodiment>>
Conventionally, three-dimensional characters such as those described in Japanese Utility Model Publication No. 51-140085 are known. In this three-dimensional character, the surface plate 8 is joined to the foam layer 9 made of a foaming resin, and these are cut out in the shape of the character. This makes it possible to obtain a three-dimensional character having a thickness and having different colors on the front surface and the side surface, such as a signboard. It is also known that the foam layer is a transparent PMMA or the like that is not foamable, the side surfaces of which are mirror-polished to show light reflection. However, since these three-dimensional characters are independent of each other, it is necessary for the builder to separately attach each character element at a predetermined position on the board such as a signboard, which complicates the work. .. Further, since the surface plate 8 is exposed, it is easily deteriorated in an outdoor environment. Further, rainwater and the like penetrated into the boundary portion between the surface plate and the layer below it, so that the surface plate was easily peeled off. Even with the paint with the surface plate painted, fading and peeling were likely to occur similarly.
一方、特開2019−025860号公報に記載の発明のうち、同公報図面の図3eに基づき透明樹脂板等に溝部Gによって文字等が形成された造形物3は、複数の文字等を1枚の板に表示することができる。そのため、この発明では、バラバラの文字をそれぞれ取り付けなければならない問題は解決される。しかし、同公報は、文字部分の表面部Sが基材部Mと異なる色である立体文字を開示していない。また、同公報は、同図4aのように充填部Fiを有さない溝部Gを開示し、さらに、明細書段落0027において、造形物3の表面に保護用の板を接着することを記載している。しかし、溝部Gが充填部Fiを有さない場合、溝部Gの開口部側が接着剤等によって接着されると、接着剤が溝部G内部に流れ込んでしまい、充填部がない溝部Gの全反射の効果が失われる。あるいは、溝部Gから空気が逃げ、接着剤の部分に気泡が入り、品質を低下させる。同公報はこれらの問題を記載も示唆もしていない。粘着剤付きの保護シート等が用いられればこれらの問題は起こらないが、保護シート自体の劣化や剥離のため、保護の目的には不充分である。保護板が接着されずに造形物3の前面に位置する場合には、それらを係合する外枠等が必要である。また保護板と造形物3の間に2面の反射面が介在する。そのため全体の全光線透過率が約10%低下し、文字等が暗く見え、不要な反射が増えるので不利である。 On the other hand, among the inventions disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2019-025860, the modeled article 3 in which characters or the like are formed by the groove portion G in the transparent resin plate or the like based on FIG. Can be displayed on the board. Therefore, the present invention solves the problem of having to attach different characters to each other. However, the publication does not disclose a three-dimensional character in which the surface portion S of the character portion has a color different from that of the base material portion M. Further, the publication discloses a groove portion G having no filling portion Fi as shown in FIG. 4A, and further describes in paragraph 0027 of the specification that a protective plate is bonded to the surface of the modeled article 3. ing. However, in the case where the groove portion G does not have the filling portion Fi, when the opening side of the groove portion G is adhered by an adhesive agent or the like, the adhesive agent flows into the inside of the groove portion G, and the total reflection of the groove portion G having no filling portion occurs. The effect is lost. Alternatively, air escapes from the groove portion G and air bubbles enter the adhesive portion, which deteriorates the quality. The publication does not describe or suggest these problems. These problems do not occur if a protective sheet with an adhesive is used, but it is insufficient for the purpose of protection because the protective sheet itself deteriorates or peels off. When the protective plate is positioned on the front surface of the modeled article 3 without being adhered, an outer frame or the like for engaging them is necessary. Further, two reflecting surfaces are interposed between the protective plate and the modeled object 3. Therefore, the total light transmittance of the whole is reduced by about 10%, characters and the like appear dark, and unnecessary reflection increases, which is disadvantageous.
本実施形態は上記等の問題の解決を課題とする。すなわちその課題とは、立体文字等に利用可能であり、壁面等への取り付け作業が容易で、高い装飾効果等を示す装飾体、並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造工程の提供である。図6は第2の実施形態に係る造形物製造装置50の構成例を示す図である。図7は第2の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャートの例である。以下、図6及び図7を参照して、造形物製造装置50の構成及び動作の例を説明する。造形物製造装置50は、例えば溝加工部11・上面部切断部52・上面部接合部53・被覆加工部14を具える。前記各加工部の全体を加工部55とする。第2の実施形態に係る造形物製造方法は、例えば溝加工工程S11・上面部切断工程S52・上面部接合工程S53・被覆加工工程S14を含む。
The present embodiment aims to solve the above problems. That is, the problem is a decorative body that can be used for three-dimensional characters and the like, can be easily attached to a wall surface, etc., and exhibits a high decorative effect, and a decorative body manufacturing apparatus and a decorative body manufacturing process for manufacturing the decorative body. Is provided. FIG. 6 is a diagram showing a configuration example of a modeled
溝加工部11(S11)は第1の実施形態でのそれと基本的に同様である。溝加工部11は画像30に基づいて材料板20に溝部Gを加工してもよい。溝部Gの断面形状は特に制限されず、楔状以外でもよい。溝部Gは空隙でも充填されてもよい。第1の実施形態では、溝部G(の二分面)の方向と表面部F又は裏面部Rの方向との関係は制限されない。本実施形態では、溝部Gが表面部Fに、垂直でもよく、平行でなくてもよい。z方向に平行な造形物Zの複数の断面における溝部Gと表面部F等とがなす角度を考えた際、前記複数の断面が互いに平行であって、前記角度が断面の一方の側で一定でもよい。つまり、溝部Gによってなる文字等のz方向に平行な断面形状が平行四辺形でもよい。また、前記複数の断面が1つの直線を通り、前記角度が断面の一方の側で一定でもよい。つまり、溝部Gによってなる文字等のz方向に平行な断面形状が等脚台形等でもよい。
The grooved portion 11 (S11) is basically the same as that in the first embodiment. The
上面部切断部52は、例えば画像30に基づき、上面部材料22を溝部Gと近似した形状に切断し、上面部Uとする(S52)。その際、上面部切断部52は、画像30に含まれる文字等の輪郭を拡張して、文字等の各構成要素の幅を太く加工してもよい。反対に、溝加工部11が画像30の文字等を細くして加工してもよい。上面部材料22は、桜井株式会社・3M Company・トーヨーケム株式会社・株式会社中川ケミカル・リンテック株式会社等製のマーキングフィルムでもよく、より厚い樹脂板や、金属板・金属箔、紙等でもよい。上面部材料22の色は制限されない。上面部切断部52は、PVC等のフィルムをカッティングプロッタで切断してもよく、オレフィン系等のフィルムをレーザ加工機で切断してもよい。Co2レーザ等の熱加工レーザによる切断では、端部の接着剤が熱で変質し、フィルムの切断面の厚さが増すことがあるので、非熱加工レーザの方がよい。
The upper
上面部接合部53は、上面部Uを、溝加工された材料10の表面部Fの溝部Gの位置に応じて接合する(S53)。この際、図8bのように、上面部Uが溝部Gの開口部Pを塞ぐことが望ましい。この際、上面部Uは、溝部Gによってなる文字部分の外側の側面Sの肩部から、さらに外側の外周部にかけての表面部Fとの接合部分Jを有する。接合部分Jの接合幅jは各部で略均等であることが望ましい。接合幅jは、上面部Uの厚さt以上が好ましく、溝部Gの幅wの1/4以上が好ましく、幅wの1/2倍以上がより好ましく、w以上がさらに好ましく、2ないし2.5倍以上が一層好ましい。また、接合幅jは、0.1mm以上が好ましく、0.2mm以上がより好ましく、0.5mm以上がさらに好ましく、1mm以上が一層好ましい。接合幅jが大きいほど、被覆部Tがない場合、接合部分Jが剥がれにくく、上面部Uによる溝部Gの保護効果が向上する。ただし、接合幅jが大きいほど上面部Uのはみ出し量が大きくなり、立体文字の効果が失われる。接合幅jは、これら2つの相反する効果の兼ね合いで決定されてもよい。また、造形物Z各部での接合幅jのばらつきの接合幅jの平均に対する割合は、1/2以下が好ましく、1/3以下がより好ましく、1/4以下がさらに好ましい。このばらつきが大きいと、接合幅jが狭い部分に穴が開いてしまう。また立体文字の効果が損なわれる。上面部接合部53は、上面部Uに転写シート(アプリケーションシート)を併用し、さらに温度管理により作業中の伸縮を抑えることで、精密かつ効率的に位置決めを行える。溝部Gに水がたまらないよう、上面部接合部53は上面部Uを水貼りしないほうがよく、水貼りする場合は極力水を減らす方がよい。なお、接合は接着剤だけでなく、粘着剤等による貼付等も含み、上面部Uが接した状態で固定されていれば接合されている。図5のように充填部Lのない溝部Gの表面部Fのみにマーキングフィルムが貼付された場合、側面Sが外気に対して露出する。そのため、特に屋外用途では、埃等が溝部Gに入り込んで汚れやすい。レーザ加工等による楔状の溝部Gでは、先端部分の幅が狭いため、清掃によってこの汚れを除去することも難しい。一方、上面部Uが開口部Pを塞いでいれば、この問題は解消する。上面部Uの最も広い面が溝部G(の二分面)となす角度は様々でよい。しかし、上面部Uが溝部Gに平行であると、上面部Uは開口部Pを塞げないので、上面部Uの最も広い面は溝部Gに平行でなくてもよい。なお、実際には造形物Zの内部は屈折して見えるので、図8aのようには見えない。図8aは屈折現象を無視し、造形物Zの内部の溝部Gを点線により透過図として図示してある。また、説明の便宜上、図8bの各部で拡大率が異なる。
The upper
被覆加工部14は、溝加工済の材料板20に別の材料板20を接着剤A等で接着し、被覆部Tとする(S14)。被覆部Tは厚さが一定の板状物でもよく、その場合上面部Uの最も広い面は表面部Fに略平行である。被覆部Tの表面部F側が例えば凸状で、上面部Uの最も広い面が表面部Fに平行でなくてもよい。被覆部Tは、厚いほど保護性能が向上する。ただし、短期用途や屋内用途であれば被覆部Tがなくてもよい。接着は、材料板20がPMMA・ABS等であれば、例えば2塩化メチレン・2塩化エチレン・クロロホルム・氷酢酸等による溶剤接着でもよく、重合接着でもよい。被覆加工が行われる場合、上面部Uが溝部Gを塞いでいるので、接着剤A・MMAシラップ等が溝部Gに流れ込むことがない。そのため、溝部Gが充填されずに空隙のまま密封されるので、臨界角の作用により、溝部Gが光を反射して輝く。段落0031に記載の条件の場合、この反射効果がより高い。溝部Gは、空隙を保ったまま、側面Sの表面部分のみが着色されてもよい。これにより、第1の実施形態と異なり、溝部Gが着色された色の光を全反射して輝く。この場合、上面部Uは無色透明ないし基材部M等と略同じ色で、開口部Pの蓋の役割だけを果たしてもよい。また、上面部Uが溝部Gを塞がない場合、被覆加工時に、溝部Gから漏れ出た空気が基材部Mと被覆部Tとの間に気泡として残る。本実施形態はこのトラブルを回避する効果を奏する。造形物Zが被覆部Tを有する場合、上面部Uのうち開口部Pから外側にオーバーハングした張り出し部Hは、被覆加工時だけ表面部Fと密着していればよい。よって、被覆部Tがない場合より、その接合力は弱くてもよく、接合幅jは小さくてもよい。被覆部Tがない場合、及び被覆部Tがあってその厚さが略均等である場合には、上面部Uにおいて溝部Gを挟んだ両側の接合部分jのうち、それぞれ最も裏面部Rから遠い部分を結ぶ直線は、表面部Fに略平行である。また、上面部Uのうち対応する溝部Gの幅方向で外側の部分が、溝部Gのうち開口部Pにおける幅方向に最も外側の部分に対し幅方向で同位置かより外側にあるならば、上面部Uは溝部Gを塞いでいるといえることが、図8bから理解される。上面部Uの端部と開口部Pの端部とが幅方向において同位置であっても、接合方法によっては開口部Pを密閉することができる。なお、造形物Zが被覆部Tを有さない場合、表面部Fは上面部Uの側の露出部分であって、上面部U以外の部分である。
The
溝部Gは閉領域状でもよい。すなわち、始点と終点が略一致し、円・多角形やさらに複雑な図形のように閉じた図形でもよい。さらに、図8aの文字Aにおける上面部Uの部分とその中の上面部Uがない部分との関係のように、複数の閉領域が複合してもよい。また、溝部Gは図8aのG0のように、始点と終点とが離れた開領域状でもよい。すなわち、上面部Uが両側の接合部分J及びそれらの間のみで、表面部Fとの接合部分を間に挟まなくてもよい。上面部Uが連続している箇所で、溝部Gが途切れて開領域状であってもよい。溝部Gの幅wは1mm以下が好ましく、0.8mm以下がより好ましく、0.5mm以下がさらに好ましい。幅wが狭い方が密封性が高いからである。また、造形物Zが被覆部Tを有する場合は特に、図8bのように、被覆加工時の加圧等により、張り出し部Hのうち開口部Pを架橋する部分は弧状に凹みがちである。上面部U表面が平滑で正反射成分が多い場合、凹凸が特に目立つので、この凹みが小さい方が装飾効果が高い。張り出し部Hの凹みの深さdHは上面部Uの厚さt以下が好ましく、又は幅wの1/2以下が好ましく、幅wの1/4以下がより好ましく、幅wの1/8以下がさらに好ましい。 The groove portion G may have a closed region shape. That is, it may be a closed figure such as a circle/polygon or a more complicated figure whose start point and end point are substantially the same. Furthermore, a plurality of closed regions may be compounded, such as the relationship between the portion of the upper surface U in the letter A of FIG. 8a and the portion in which the upper surface U does not exist. Further, the groove portion G may have an open region shape in which the start point and the end point are separated, as in G0 of FIG. 8a. That is, it is not necessary to sandwich the joint portion with the surface portion F between the joint portions J on both sides of the upper surface portion U and between them. The groove portion G may be interrupted at an area where the upper surface portion U is continuous to form an open region. The width w of the groove portion G is preferably 1 mm or less, more preferably 0.8 mm or less, and further preferably 0.5 mm or less. This is because the narrower the width w, the higher the sealing performance. Further, particularly when the molded article Z has the covering portion T, as shown in FIG. 8B, the portion of the overhanging portion H that bridges the opening P tends to be recessed in an arc shape due to pressure or the like during the covering process. When the surface of the upper surface U is smooth and has a large number of specular reflection components, irregularities are particularly conspicuous. Therefore, the smaller the depression, the higher the decorative effect. The depth dH of the recess of the projecting portion H is preferably equal to or less than the thickness t of the upper surface portion U, or preferably 1/2 or less of the width w, more preferably 1/4 or less of the width w, and 1/8 or less of the width w. Is more preferable.
第1の実施形態のように溝部Gが充填部Lを有する場合でも、充填材料21の硬化時の収縮や表面張力により、充填部Lの上部は図3aのように凹状となることが多いので、上面部Uもそれに伴い凹状となりがちである。充填加工部14が、溝部Gに充填時に充填材料21を高く盛り上げて、硬化後に表面部Fごと研磨すれば、図3b・4のように溝部Gと表面部Fとが面一になる。しかし、この作業は手間がかかるだけでなく、表面部Fに傷が残り、充填部L及び表面部Fの開口部Pの角が研磨時に欠けやすいので好ましくない。しかし、充填加工部14が充填材料21の不要部分を拭き取るないしかき落とす場合、充填部Lの開口部P側が凹状にならないようにすることは難しい。よってこの場合にも、幅wが小さい方が、凹部の深さが小さく抑えられるので好ましい。充填部Lの開口部P側が凹状であり、かつ上面部Uに張り出し部Hがないか、張り出し部Hが隣の側面Sまで届いていないと、観察者が正面から見た場合にも、溝部Gの色が上面部Uに隠れずにはみ出して見えるので、立体文字の効果が低減する。さらに後者であれば、被覆部Tがなければ張り出し部Hがひらひら浮いている状態で見苦しく、また剥離の原因となり、被覆部Tがあれば、被覆工程において加圧により張り出し部Hが溝部Gの側に湾曲し、上面部Uの平坦性が失われる。さらに、充填部Lがない場合と同様、被覆加工時に凹部の空気が気泡となる。いずれの場合であっても、本発明の効果に対する損失である。一方、充填部Lの開口部P側が凹状であって、その部分を塞ぐ上面部Uが略平坦であれば、それらの隙間に空気が残る。この空気がクッションとなり、充填部Lと基材部Mとの膨張率の差を吸収するので、充填部Lが剥離しにくくなる。それゆえ、上面部Uが溝部Gの両側の側面Sに接合することは、溝部Gに充填部Lが充填された造形物Zにおいても有効である。上面部Uの色は充填部Lの色と異なってもよく、略同じでもよい。
Even when the groove portion G has the filling portion L as in the first embodiment, the upper portion of the filling portion L is often recessed as shown in FIG. 3A due to shrinkage and surface tension of the filling
上面部Uが、両側を溝部Gに挟まれた表面部Fを複数またいでもよい。また、溝部Gが開口部P側が開いたテーパー状である場合、自然な立体感のためには、立体文字の各部の側面Sが互いに略平行であればよく、テーパーの角度が小さい方がよい。一方、テーパーの角度が大きければ立体的効果が強調される。溝部Gが開領域状であるより閉領域状である方が立体文字の効果が高い。溝加工部14は、画像30を左右反転し、裏面部R側から見た場合に文字等が正像となるように加工してもよい。これにより、観察者が正面から造形物Zを見た場合のみに文字等の内部に上面部Uが見え、斜めからは上面部Uがほとんど見えない効果が得らえる。溝部Gが充填部Lを有し、その色が透過性を有するなら、表面部F及び裏面部Rの両側の対応する位置に、文字等の形状のマーキングフィルム等が接合されれば、手前と奥の両側の文字等の形状の色が見える。裏面部R側のみから観察される場合、被覆部Tは低透過率や高ヘーズでもよい。同様に、表面部F側のみから観察される場合、裏面部R側に濃色で不透明に近い板等が装着・接合されてもよい。
The upper surface portion U may straddle a plurality of surface portions F sandwiched by the groove portions G on both sides. Further, when the groove portion G has a tapered shape with the opening P side open, the side surfaces S of the respective portions of the three-dimensional character may be substantially parallel to each other for a natural three-dimensional effect, and the taper angle is preferably small. .. On the other hand, if the taper angle is large, the three-dimensional effect is emphasized. The effect of three-dimensional characters is higher when the groove portion G has a closed region shape than when it has an open region shape. The
本発明の一つの態様は、表面部と、裏面部と、溝部と、上面部と、を有する装飾体であって、前記裏面部が前記表面部に対向し、前記上面部と前記溝部とが一部で互いに略接し(溝部Gが充填部Lを有する場合や、溝部Gが充填部Lと上面部Uとの間に空気層等を有する場合を含む。また、「略接する」とは、上面部と溝部とが間に接着剤等を挟む場合でも、実質的にそれらが接することを示す。)、前記上面部が前記溝部より前記表面部の側にあり(つまり、上面部Uが溝部Gよりz正方向にあり)、前記溝部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方に平行でなく、前記上面部のうち最も広い面が前記溝部に平行でなく、前記上面部の色が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方の色と異なり、前記溝部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方を透過して観察可能であり、前記上面部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方の側から観察可能であり、前記溝部の両側の側面において、前記上面部のうち前記溝部の幅方向で最も外側の部分が、前記溝部のうち前記表面部の側であって前記幅方向に最も外側の部分に対し前記幅方向で同位置かより外側にあることを特徴とする装飾体である(段落0042−0048、0013−0017、0026等参照)。前記上面部が前記溝部の形状に沿う形状でもよく、前記上面部の最も広い面の少なくとも一部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方に略平行でもよく、前記上面部の外周と前記溝部の開口部の外周との前記幅方向の距離が略一定でもよく、前記溝部が空隙でもよく、前記溝部が充填部を有してもよく、前記溝部の色が前記上面部以外の部分の色と異なってもよく、前記上面部が前記表面部及び前記裏面部に露出しなくてもよく、前記溝部及び前記上面部が、閉領域をなしてもよく、画像・文字・ロゴ・図形・模様の少なくともいずれかを表示してもよい。本発明の別の態様は、材料を加工して(前記溝部を形成する溝部加工部と、前記溝部に上面部を接合させる上面部接合部と、をそなえ、それらにより)前記装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造装置である。本発明の別の態様は、材料を加工して(前記溝部を形成する溝部加工工程と、前記溝部に上面部を接合させる上面部接合工程と、をそなえ、それらにより)前記装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造方法である(段落0041参照)。 One aspect of the present invention is a decorative body having a front surface portion, a back surface portion, a groove portion, and an upper surface portion, wherein the back surface portion faces the front surface portion, and the upper surface portion and the groove portion are Some of them are substantially in contact with each other (including the case where the groove portion G has the filling portion L and the case where the groove portion G has an air layer or the like between the filling portion L and the upper surface portion U. In addition, “substantially contact” means Even when an adhesive or the like is sandwiched between the upper surface portion and the groove portion, they substantially contact each other.), and the upper surface portion is closer to the surface portion than the groove portion (that is, the upper surface portion U is the groove portion). Is in the z positive direction from G), the groove is not parallel to at least one of the front surface and the back surface, the widest surface of the upper surface is not parallel to the groove, and the color of the upper surface is Unlike the color of at least one of the front surface portion or the back surface portion, the groove portion is observable through at least one of the front surface portion or the back surface portion, and the top surface portion is at least one of the front surface portion or the back surface portion. Can be observed from the side, on the side surfaces on both sides of the groove portion, the outermost portion of the upper surface portion in the width direction of the groove portion is the surface portion side of the groove portion and the most in the width direction. The ornamental body is characterized by being located outside the same portion in the width direction with respect to the outer portion (see paragraphs 0042-0048, 0013-0017, 0026, etc.). The upper surface portion may have a shape along the shape of the groove portion, at least a part of the widest surface of the upper surface portion may be substantially parallel to at least one of the front surface portion or the back surface portion, and the outer periphery of the upper surface portion and the groove portion. The distance in the width direction from the outer circumference of the opening may be substantially constant, the groove may be a void, the groove may have a filling portion, and the color of the groove may be the color of a portion other than the upper surface. , The upper surface portion may not be exposed to the front surface portion and the rear surface portion, and the groove portion and the upper surface portion may form a closed region, and an image, a character, a logo, a figure, or a pattern. At least one of the above may be displayed. Another aspect of the present invention is to manufacture the ornamental body by processing a material (providing a grooved portion for forming the grooved portion and an upper surface joint portion for bonding an upper surface portion to the grooved portion). It is a decorative body manufacturing apparatus characterized by the above. Another aspect of the present invention is to manufacture the decorative body by processing a material (including a groove portion processing step of forming the groove portion and an upper surface joining step of joining an upper surface portion to the groove portion). This is a method for producing a decorative body, which is characterized by the above (see paragraph 0041).
《第3の実施形態》
特開2019−025860号公報は、段落0021・0041等において、溝部Gの先端部分が凹凸状であり、溝部Gの深さが一定でない造形物3を記載している。このような加工結果は、レーザ加工に付随して発生することが多い。特に、溝部の始点や終点でレーザ出力の変動が大きいため、このような凹凸が顕著となることが多い。また、溝部が複雑な形状であると、角の部分や曲率の大きい曲線部分で大きな凹凸が発生する。このような凹凸は、造形物の装飾効果を低下させるため、排除又は抑制されたほうがよい。しかし、特開2019−025860号公報はこの問題に対する解決手段を記載していない。
<<Third Embodiment>>
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2019-025860 describes, in paragraphs 0021 and 0041, a shaped article 3 in which the tip of the groove portion G is uneven and the depth of the groove portion G is not constant. Such processing results often occur in association with laser processing. In particular, since the fluctuation of the laser output is large at the start point and the end point of the groove, such unevenness is often remarkable. Further, if the groove has a complicated shape, large unevenness is generated at a corner portion or a curved portion having a large curvature. Since such unevenness reduces the decorative effect of the molded article, it is better to eliminate or suppress it. However, Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-025860 does not describe a solution to this problem.
本実施形態は、上記等の問題の解決を課題とする。すなわちその課題とは、透過性を有する基材部に形成された溝部が略一定の深さに見える装飾体、並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造工程の提供である。第3の実施形態に係る造形物製造装置は、造形物製造装置10又は50と同じ構成あるいはそれらを合わせた構成を有してもよく、それらのうち溝加工部11を含む一部の構成を有してもよい。第3の実施形態に係る造形物製造方法は、第1又は第2の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャートと少なくとも一部が同じ工程を有してもよい。
The present embodiment aims to solve the above problems. That is, the problem is to provide a decorative body in which a groove formed in a base material having transparency is viewed at a substantially constant depth, and a decorative body manufacturing apparatus and a decorative body manufacturing process for manufacturing the decorative body. The molded article manufacturing apparatus according to the third embodiment may have the same configuration as the modeled
本実施形態において、溝加工部11は、複数の互いに異なる色の材料板を取得する。そのうち1つの材料板20は透過性を有する。別の低透過材料板201は材料板20より透過性が低く、全光線透過率が低かったり、ヘーズが多かったりする。低透過材料板201は例えば白・乳半・フロスト・ラメ入り・不透明又は透明な黒・青・緑等の色のPMMA板でもよい。低透過材料板201は、材料板20との接合の容易さから、材料板20と同一・同種・類似の材質でもよいが、金属板等の異なる材質でもよい。溝加工部11は、レーザ加工を用いる場合、溶融した材料板20の排出のため、垂直に立てた材料板20に水平にレーザを照射する等、レーザ照射方向を傾けて溝加工してもよい。低透過材料板201の厚さは、レーザ加工部111が形成する溝部Gの凹凸以上が望ましいが、それよりやや小さくてもよい。低透過材料板201の厚さは、材料板20の厚さより小さくてもよく、1−5mmでもよく、2−4mmでもよく、2−3mmでもよい。この厚さの許容範囲は、JIS等に規定された板厚許容差である。
In the present embodiment, the
図9は溝部Gの長さ方向に平行な断面図である。溝加工部11は、材料板20と低透過材料板201とを接着・熱圧着等により接合後、図9aのように、レーザ加工部111によって溝部Gを形成する(S10)。材料板20がメーカにより接合済でもよい。レーザ加工部111は、溝部Gの各部の深さdGの平均を、材料板20の厚さより大きくしてもよい。あるいはレーザ加工部111は、溝部Gの最小の深さを材料板20と同等にしてもよい。レーザ加工部111は、溝部Gの最大の深さを、材料板20と低透過材料板201との接合後の全体の厚さより小さくしてもよい。
FIG. 9 is a cross-sectional view parallel to the length direction of the groove portion G. The
製造後の造形物Zは、互いに透過性の異なる複数の層を含む(複数の層が2つの層であり、その2つの層の透過性が互いに異なる場合を含む)。溝部Gのうち、先端の凹凸状部分は、図9bのように、基材部Mのうち透過性が低い不透過層M2の範囲に収まるので隠れている。観察者には、基材部Mのうち透過性が高い透過層M1を貫通する(すなわち透過層M1の下まで突き抜け、不透過層M2ないし接着剤の層との境界面まで達する)、深さが揃った部分のみが見える。溝部Gの凹凸状部分は、一部が透過層M1に現れてもよいが、その割合は少ないほどよい。溝部Gの延べ長さのうち透過層M1に凹凸が見える部分の長さの割合は、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましく、5%以下がさらに好ましい。また、透過層M1における溝部Gの深さのうち凹凸が見える部分の深さの割合は、30%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましい。いずれも下限は0%である。また、この凹凸が小さく、深さdGが一定に見える場合、本実施形態の適用はあまり必要ではない。溝部Gの深さ方向の凹凸の高さ(又は凹凸のうち不透過層M2内の部分の高さ)が、1mm以上・2mm以上・3mm以上、又は幅w以上・wの2倍以上・wの5倍以上・wの10倍以上、あるいは深さdGの1/10以上・1/8以上・1/6以上の場合、本実施形態が特に必要となる。上限は深さdG又はその1/2である。 The manufactured modeled article Z includes a plurality of layers having different permeability (including a case where the plurality of layers are two layers and the two layers have different permeability). The concave-convex portion at the tip of the groove portion G is hidden because it is included in the range of the impermeable layer M2 having low permeability in the base material portion M as shown in FIG. 9B. For the observer, the depth of penetrating the transparent layer M1 having a high transparency in the base material portion M (that is, penetrating to the bottom of the transparent layer M1 and reaching the boundary surface with the impermeable layer M2 or the adhesive layer). You can see only the part where A part of the uneven portion of the groove portion G may appear in the transmission layer M1, but the smaller the ratio, the better. 20% or less is preferable, 10% or less is more preferable, and 5% or less is still more preferable in the ratio of the length of the part where the concavities and convexities are seen in the transmission layer M1 in the total length of the groove portion G. Further, the ratio of the depth of the portion where the unevenness is visible in the depth of the groove G in the transmission layer M1 is preferably 30% or less, more preferably 20% or less, and further preferably 10% or less. In each case, the lower limit is 0%. Further, when the unevenness is small and the depth dG seems to be constant, the application of the present embodiment is not necessary so much. The height of the unevenness in the depth direction of the groove portion G (or the height of the unevenness in the impermeable layer M2) is 1 mm or more, 2 mm or more, 3 mm or more, or the width w or more, twice the w or more, w This embodiment is particularly necessary in the case of 5 times or more, 10 times or more of w, or 1/10 or more, 1/8 or more, or 1/6 or more of the depth dG. The upper limit is the depth dG or 1/2 thereof.
溝部Gが裏面部Rを貫通すると、屋外等においてその穴から浸水して破損の原因となるので、貫通しないほうがよい。ただし、貫通孔がφ0.5mm以下・0.3mm以下・0.1mm以下といった微小なものであれば、浸水が少ないので、許容範囲内である。また、溝部Gのこのように細い部分では、充填加工時に、充填材料21が突起状に深い部分の先端まで届かないことがある。このような突起状部分の先端は、空気を残すため、光を全反射して目立つ。よって、前記のφの突起状部分は特に深いほうがよい。溝加工部11は、充填時の空気の残留を避けるため、図9bのように突起状部分を貫通させてもよい。被覆加工部14は、充填加工部13による充填後に、裏面部R側にさらに材料板20を接合する等により、低透過材料板201に開いた貫通孔を密封してもよい。
If the groove portion G penetrates the back surface portion R, water may leak from the hole in the outdoors or the like, which may cause damage. Therefore, it is better not to penetrate the groove portion G. However, if the through holes are minute, such as φ0.5 mm or less, 0.3 mm or less, and 0.1 mm or less, the amount of water intrusion is small, and therefore, it is within the allowable range. Further, in such a thin portion of the groove portion G, the filling
低透過材料板201の透過性が材料板20の透過性と略同じでもよい。例えば、低透過材料板201が、赤外線を透過するZnSe等のように、使用するレーザに対する反応が材料板20とは異なる材質でもよい。その場合、レーザ加工部111は、材料板20のみ加工し、低透過材料板201を加工しない。そのように加工された造形物Zの溝部Gは、表面部F又は裏面部Rと平行かつ平坦な底面部Bを有する。溝加工部11がレーザ加工部111によって加工する場合、底面部Bの幅wBは開口部Pの幅wより狭いことが多い。底面部Bの幅wBは幅wに対する割合は、側面Sの滑らかさと幅wの狭さ・加工時間の短さとの兼ね合いから、1/16−3/4が好ましく、1/12−1/2が好ましく、1/8−1/4がさらに好ましい。底面部Bが平滑であるほど、別の材料板202の精度が高く、材料板20との接合が良好である。底面部Bの算術平均粗さRa又は最大高さ粗さRzは2以下が好ましく、0.5以下がより好ましく、0.25以下がさらに好ましく、0.1以下が一層好ましい。底面部Bの凹凸の高さは、深さdGの1/500以下が好ましく、1/1000以下がより好ましく、1/2000以下がさらに好ましく、1/5000・1/10000・1/20000以下が一層好ましい。表面部F及び裏面部Rの両側に被覆加工されていれば、両側の底面部Bが上記と同様である。また、接合が接着剤Aによる場合、接着剤Aの部分、すなわち底面部Bを含む面を片側の境界面とする部分の屈折率がそれ以外の基材部Mの屈折率と異なる。その差は、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.3以上、さらに好ましくは0.4又は0.5以上である。それらの間では、屈折率以外にも赤外吸収スペクトル・結晶方向等さまざまなパラメータが異なる。また、レーザ加工部111が溝加工した材料板20は、各部で異なる屈折率を示し、特に側面Sの近くほど大きな複屈折を示すことがある。一方、溝加工されない部分は複屈折をほとんど示さず、各部で屈折率が略一定である。押出成型時の応力により各部で屈折率の変化がある場合でも、変化はなだらかである。被覆加工部14が、溝加工済の材料板20に別の材料板20を接合してもよい。それらは同一・同種の材質でもよく、略同じ色でもよい。略同じ色とは、マンセル表色系において色相・彩度・明度がいずれも1ステップ以下、特記時には0.5ステップ以下である。造形物Zが複数の層によってなることが、上記各特徴等から特定可能である。
The permeability of the low-
本発明の一つの態様は、複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、前記複数の層が透過性を有する層を含み、前記透過性を有する層が前記溝部を有し、前記溝部が前記透過性を有する層における前記透過性を有する層とは異なる層に接する側の少なくとも一方を貫通することを特徴とする装飾体である(段落0050−0056等参照)。前記複数の層が互いに透過性の異なる複数の層を含んでもよく、前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性を有する層と、前記複数の層のうち前記透過性を有する層より透過性が低い層との両方に連続して形成されてもよい。そのような装飾体は、2層の境界部分の分離によって容易に特定可能である。この装飾体は、従来の切り文字と異なり、レーザ加工等によって1枚の板上に製造できるので、壁等へ容易に取り付け可能である。この装飾体は、溝部の深さに乱れがないため優れた立体感をもたらす。レーザ加工においては、側面Fの凹凸も、先端部分の側の方が顕著であるが、この問題も解消される。このような造形物では、溝部が、屈折作用により、装飾体の表面部だけでなく側面からも見えるので、従来の切り文字とは異なる装飾効果を呈する。 One embodiment of the present invention is a decorative body having a plurality of layers and a groove portion, wherein the plurality of layers include a layer having permeability, and the layer having permeability has the groove portion, The decorative body is characterized in that the groove portion penetrates at least one side of the transparent layer that is in contact with a layer different from the transparent layer (see paragraphs 0050-0056 and the like). The plurality of layers may include a plurality of layers having different permeability, and at least a part of the groove is more transparent than the transparent layer and the transparent layer of the plurality of layers. It may be formed continuously on both the lower layer. Such a decorative body can be easily identified by separating the boundary portion of the two layers. Unlike the conventional cut characters, this decorative body can be manufactured on a single plate by laser processing or the like, and thus can be easily attached to a wall or the like. This decorative body provides an excellent three-dimensional effect because the depth of the groove is not disturbed. In the laser processing, the unevenness of the side face F is more prominent on the side of the tip portion, but this problem is also solved. In such a molded article, the groove portion can be seen not only from the surface portion of the decorative body but also from the side surface thereof due to the refraction action, and thus exhibits a decorative effect different from that of the conventional cut letters.
本発明の技術的範囲は上記の範囲には限定されない。当業者にとって、上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、各実施形態は、特記されない事項を含む多くの点において互いに共通する。各実施形態は組み合わせて実施されてもよい。 The technical scope of the present invention is not limited to the above range. For those skilled in the art, various changes or improvements can be added to each of the above-described embodiments. It is apparent from the scope of the claims that the embodiment added with such changes or improvements can be included in the technical scope of the present invention. In addition, the respective embodiments are common to each other in many points including matters not specified. Each embodiment may be implemented in combination.
以上説明のように、本発明が提供する造形物Zでは、着色された充填部Lの剥離が起こらないので、屋外等でも長期にわたり鮮明な発色を維持できる。それゆえ、この造形物Zは、例えば看板・店舗サイン・社名表示板・表札・案内板・広告表示板等の各種サイン、店舗等のディスプレイ、窓・壁面・オブジェといった建築構造物の装飾等に有用である。 As described above, in the molded article Z provided by the present invention, peeling of the colored filling portion L does not occur, so that clear color development can be maintained for a long time even outdoors. Therefore, this molded article Z is used for various signs such as signboards, store signs, company name display boards, nameplates, information boards, advertisement display boards, displays for shops, decoration of building structures such as windows, wall surfaces, and objects. It is useful.
10・50 造形物製造装置、 11 溝加工部、 111 レーザ加工部、 12 充填材料調合部、 13 充填加工部、 14 被覆加工部、 20 材料板、 201 低透過材料板、 21 充填材料、 22 上面部材料、 30 画像、 52 上面部切断部、 53 上面部接合部、 B 底面部、 C 着色剤、 D 分散剤、 E 視点・観察者、 F 表面部、 G 溝部、 L 充填部、 M 基材部、 M1 透過層、 M2 不透過層、 R 裏面部、 S 側面、 T 被覆部、U 上面部、 V 展色剤、 Z 造形物 10/50 modeling object manufacturing apparatus, 11 groove processing section, 111 laser processing section, 12 filling material mixing section, 13 filling processing section, 14 coating processing section, 20 material plate, 201 low transmission material plate, 21 filling material, 22 upper surface Part material, 30 image, 52 upper surface cutting part, 53 upper surface joining part, B bottom part, C colorant, D dispersant, E viewpoint/observer, F surface part, G groove part, L filling part, M base material Part, M1 transparent layer, M2 impermeable layer, R back surface part, S side surface, T coating part, U upper surface part, V color developing agent, Z molded article
Claims (5)
前記複数の層が透過性を有する層及び該透過性を有する層より透過性が低い層を含み、
前記透過性を有する層が前記溝部を有し、
前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層に連続し、
前記透過性が低い層に連続する前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層において深さ方向の凹凸を有する
ことを特徴とする装飾体 A decorative body having a plurality of layers and a groove portion,
The plurality of layers includes a layer having permeability and a layer having lower permeability than the layer having permeability ,
The transparent layer has the groove,
At least a portion of the groove portion is continuous with the low permeability layer,
Ornamental bodies the permeability at least a portion of the groove to be continuous to a lower layer, characterized in that it have a depth of irregularities in the less permeable layer
請求項1に記載の装飾体。 The decorative body according to claim 1, wherein a difference in depth of at least a part of the unevenness in the groove portion having unevenness in the depth direction is invisible from the side of the transparent layer .
請求項1又は2に記載の装飾体。 The depth of at least a part of the groove is 1 mm or more ,
The decorative body according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれかに記載の装飾体。 Display at least one of image, character, logo, figure, pattern,
The decorative body according to any one of claims 1 to 3.
複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、
前記複数の層が透過性を有する層及び該透過性を有する層より透過性が低い層を含み、
前記透過性を有する層が前記溝部を有し、
前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層に連続し、
前記透過性が低い層に連続する前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層において深さ方向の凹凸を有する装飾体を製造する
ことを特徴とする装飾体製造方法。 It has a groove processing step to form grooves in the material,
A decorative body having a plurality of layers and a groove portion,
The plurality of layers includes a layer having permeability and a layer having lower permeability than the layer having permeability ,
The transparent layer has the groove,
At least a portion of the groove portion is continuous with the low permeability layer,
Decorative body manufacturing method at least a part of the groove, characterized in that to produce a decorative body to have a depth of irregularities in the low permeability layer where the permeability is continuous to the lower layer.
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