JP6897636B2 - 樹脂シートの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、加熱により膨張する熱膨張材料を利用した樹脂シートの製造方法に関する。
電子機器の入力部として、表面シートを備えたメンブレンスイッチが知られている。メンブレンスイッチの表面シートは、例えば、樹脂から形成され、エンボス加工を施されている。エンボス加工では、金型でプレスすることにより、種々の凹凸模様(造形物)が樹脂シートに形成される(例えば、特許文献1)。
特開平6−8254号公報
金型を使用するエンボス加工では、樹脂シートに形成する凹凸に応じた金型が必要となる。したがって、金型の製造に費用と時間が掛かるという課題がある。
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、造形物を有する樹脂シートを容易に製造できる、樹脂シートの製造方法を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る樹脂シートの製造方法は、
基材と、熱膨張材料を含み前記基材の一方の主面に形成された熱膨張層とを備える、樹脂成形シートを準備する準備工程と、
前記樹脂成形シートの第1主面と、前記第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に、電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する熱変換層形成工程と、
前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを、前記熱膨張材料が膨張を開始する膨張開始温度よりも低い温度に加熱する予備加熱工程と、
前記予備加熱工程において加熱された前記樹脂成形シートの前記熱変換層に、前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させることによって、前記基材を変形させて前記樹脂成形シートに造形物を形成する本加熱工程と、を含み、
前記予備加熱工程では、前記熱変換層が形成された前記樹脂成形シートを、前記基材を構成する材料のビカット軟化温度よりも25℃低い温度以上に加熱する。
上記目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る樹脂シートの製造方法は、
基材と、熱膨張材料を含み前記基材の一方の主面に形成された熱膨張層とを備える、樹脂成形シートを準備する準備工程と、
前記樹脂成形シートの第1主面と、前記第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に、電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する熱変換層形成工程と、
前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを、前記熱膨張材料が膨張を開始する膨張開始温度よりも低い温度に加熱すると共に、前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを搬送する第1搬送工程と、
前記第1搬送工程において加熱された前記樹脂成形シートの前記熱変換層に、前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させることによって、前記基材を変形させて前記樹脂成形シートに造形物を形成すると共に、前記第1搬送工程において加熱された前記樹脂成形シートを搬送する第2搬送工程と、を含み、
前記第1搬送工程では、前記熱変換層が形成された前記樹脂成形シートを、前記基材を構成する材料のビカット軟化温度よりも25℃低い温度以上に加熱する。
本発明によれば、金型を使用せず、電磁波の照射により造形物を形成するので、容易に、造形物を有する樹脂シートを製造できる。
本発明の実施形態1に係る樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態1に係る樹脂成形シートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態1に係る樹脂シートの模式図である。 図3に示す樹脂シートをA−A線で矢視した断面図である。 本発明の実施形態1に係る膨張装置を示す模式図である。 本発明の実施形態1に係る樹脂シートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態1に係る熱変換層を形成された樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態2に係る樹脂シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態2に係る樹脂シートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態2に係るカラーインク層を形成された樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態2に係る熱変換層を形成された樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態3に係る樹脂シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態3に係る樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態3に係る樹脂成形シートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態3に係る樹脂シートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態3に係る熱変換層を形成された樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態3に係る第1凸部を形成された樹脂成形シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態4に係る樹脂シートの断面を示す模式図である。 本発明の実施形態4に係る樹脂シートの製造方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態4に係る熱変換層を形成された樹脂成形シートの断面を示す模式図である。
以下、本発明の実施形態に係る樹脂シートの製造方法について、図面を参照して説明する。
<実施形態1>
本実施形態では、樹脂成形シート10から、造形物として第1凸部120を有する樹脂シート100を製造する。樹脂シート100は、点字印刷物、メンブレンスイッチの表面シート等として使用される。本明細書において、「造形物」は、第1凸部120のように凸形状を有するものに限らず、凹形状、幾何学形状等の形状を有するものを含む。また、造形物は、文字、模様、装飾等を構成してもよい。ここで、「装飾」とは、視覚及び/又は触覚を通じて美感を想起させるものである。「造形(又は造型)」は、単に造形物を形成することに限らず、装飾を加える加飾、装飾を形成する造飾のような概念をも含む。
(樹脂成形シート)
まず、図1、図2を参照して、樹脂シート100の製造に用いられる樹脂成形シート10を説明する。樹脂成形シート10は、図1に示すように、基材20と、基材20の一方の主面22に形成された熱膨張層30とを備える。
樹脂成形シート10の基材20は、熱膨張層30を形成される一方の主面22と、主面22と反対側の他方の主面24とを有する。基材20は熱膨張層30を支持する。基材20は、例えば、シート状に形成される。基材20を構成する材料は、例えば、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等)、ポリエステル系樹脂(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等)等の熱可塑性樹脂である。
基材20を構成する材料の種類と基材20の厚さは、樹脂シート100の製造において生じる基材20の変形の容易さ、変形後の基材20の強度等に応じて、設定される。また、基材20を構成する材料の種類と基材20の厚さは、樹脂シート100の用途に応じても選択される。例えば、樹脂シート100をメンブレンスイッチの表面シートに利用する場合、押圧により変形した後に元の形状に復元する弾性力を有するように、基材20を構成する材料の種類と基材20の厚さが選択される。
樹脂成形シート10の熱膨張層30は、基材20の主面22の上に設けられる。熱膨張層30は、加熱温度、加熱時間等に応じた大きさに膨張する層である。熱膨張層30は、図示しないバインダと、バインダ中に分散された図示しない熱膨張材料とを含む。熱膨張層30のバインダは、酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等の任意の熱可塑性樹脂である。熱膨張材料は、例えば、熱膨張性マイクロカプセルであり、所定の温度以上に加熱されることにより膨張する材料である。熱膨張材料は、例えば、80℃〜120℃以上に加熱されることによって膨張する。以下では、熱膨張材料が膨張を開始する所定の温度を膨張開始温度と記載する。
熱膨張性マイクロカプセルは、プロパン、ブタン、その他の低沸点物質から構成された発泡剤を、熱可塑性樹脂製の殻内に包み込んだマイクロカプセルである。熱膨張性マイクロカプセルの殻は、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、これらの共重合体等の熱可塑性樹脂から形成される。熱膨張性マイクロカプセルは、膨張開始温度以上に加熱されると、殻が軟化すると共に発泡剤が気化し、発泡剤が気化した圧力により、殻がバルーン状に膨張する。熱膨張性マイクロカプセルは、膨張前の粒径の5倍程度に膨張する。熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、例えば、5〜50μmである。
熱膨張層30を構成するバインダと熱膨張性マイクロカプセルと、熱膨張層30の厚さは、樹脂シート100の製造において基材20を所望の形に変形させるように、選択される。本実施の形態では、後述するように、膨張による熱膨張層30の厚さの変化量よりも、基材20の変形により形成される基材20の第2凸部26の高さが大きいことから、熱膨張層30の厚さは、基材20の厚さと同じ又は基材20の厚さより小さいことが好ましい。
本実施形態では、基材20の主面22の上に、熱膨張層30が形成されている。したがって、熱膨張層30の主面22に接している面の反対側の面32と、基材20の主面24の一方が、樹脂成形シート10の第1主面となり、他方が樹脂成形シート10の第1主面と反対側の第2主面となる。本実施形態では、理解を容易にするために、熱膨張層30の面32を樹脂成形シート10の第1主面32と、基材20の主面24を樹脂成形シート10の第2主面24とする。
次に、樹脂成形シート10の製造方法を説明する。図2は、樹脂成形シート10の製造方法を示すフローチャートである。樹脂成形シート10の製造方法は、基材20の一方の主面22の上に熱膨張層30を形成する工程(ステップS11)を含む。
まず、基材20と、熱膨張層30を形成するための塗布液とを準備する。基材20は、ロール状であっても、予めシート状に裁断されていてもよい。熱膨張層30を形成するための塗布液は、バインダと熱膨張性マイクロカプセルとを混合することにより、調製される。
熱膨張層30を形成する工程(ステップS11)では、塗布装置を用いて、基材20の一方の主面22に塗布液を塗布する(ステップS12)。塗布装置は、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等である。次に、基材20の主面22に塗布された塗布液を乾燥させる(ステップS13)。これにより、熱膨張層30が基材20の一方の主面22に形成される。以上により、樹脂成形シート10が製造される。なお、熱膨張層30の所定の厚みを得るために、塗布液の塗布(ステップS12)と塗布液の乾燥(ステップS13)とを、繰り返してもよい。また、ロール状の基材20に熱膨張層30を形成した場合、熱膨張層30を形成された基材20を、所望の大きさに裁断してもよい。
(樹脂シート)
次に、図3、図4を参照して、樹脂成形シート10から製造される樹脂シート100を説明する。樹脂シート100は、図3に示すように、複数の第1凸部120を有するシートである。樹脂シート100は、図4に示すように、基材20と、基材20の一方の主面22に形成された熱膨張層30と、基材20の他方の主面24に所定のパターンで形成された熱変換層110とを備える。
樹脂シート100は、造形物として、凸形状の第1凸部120を有する。第1凸部120は、熱変換層110の所定のパターンに応じて形成されている。また、第1凸部120は、基材20に形成されている第2凸部26と、熱膨張層30に形成されている第3凸部34とから構成されている。
樹脂シート100の熱変換層110は、照射された電磁波を熱に変換し、変換された熱を放出する。熱変換層110は、放出した熱により基材20と熱膨張層30とを加熱する。具体的には、熱変換層110は、基材20を膨張開始温度よりも低い温度に加熱し、軟化させる。次に、熱変換層110は、熱膨張層30を膨張開始温度以上に加熱する。そして、熱膨張層30は、加熱温度、加熱時間等に応じた大きさに膨張する。熱変換層110は、樹脂シート100の他の部分に比べて速やかに、電磁波を熱に変換するので、熱変換層110の近傍の領域のみを選択的に加熱できる。したがって、樹脂成形シート10の熱変換層110のパターンに対応する部分が、選択的に加熱される。
熱変換層110は、吸収した電磁波を熱に変換する熱変換材料から構成される。熱変換材料は、カーボン分子であるカーボンブラック、六ホウ化金属化合物、酸化タングステン系化合物等である。例えば、カーボンブラックは、可視光、赤外光等を吸収して熱に変換する。また、六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物は、近赤外光を吸収して熱に変換する。六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物の中では、近赤外光領域で吸収率が高く、かつ可視光領域の透過率が高いことから、六ホウ化ランタン(LaB)とセシウム酸化タングステン(CsWO)が好ましい。
樹脂シート100の基材20と熱膨張層30の構成は、樹脂成形シート10の基材20と熱膨張層30と同様である。基材20の第2凸部26と熱膨張層30の第3凸部34、すなわち樹脂シート100の第1凸部120は、後述する樹脂シート100の製造工程において、基材20を変形させることにより形成される。本実施形態では、変形による基材20の第2凸部26の高さHは、熱膨張層30の膨張した部分の厚さd1と膨張前の熱膨張層30の厚さd2との差より大きい。なお、熱膨張層30の膨張した部分の厚さd1と膨張前の熱膨張層30の厚さd2との差を、膨張による熱膨張層30の厚さの変化量ΔDとする。また、図4においては、変化量ΔDは、第3凸部34における熱膨張層30の厚さd1と、第3凸部34以外における熱膨張層30の厚さd2との差となる。
(樹脂シートの製造方法)
次に、樹脂シート100の製造方法を説明する。本実施形態では、シート状(例えば、A4用紙サイズ)の樹脂成形シート10から、造形物として第1凸部120を有する樹脂シート100を製造する。
まず、樹脂シート100の製造方法において使用される装置を説明する。後述する熱変換層形成工程(ステップS30)では、樹脂成形シート10に熱変換材料を含むインクを印刷するために図示しない印刷装置を使用する。印刷装置は、例えば、インクジェットプリンタである。
後述する予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)では、膨張装置300を使用する。膨張装置300は、図5に示すように、樹脂成形シート10を載置するトレイ310と、樹脂成形シート10に電磁波を照射する照射部320と、照射部320を移動させる図示しない移動機構とを備える。以下では、図5の上下方向を上下として説明する。
膨張装置300のトレイ310は、載置された樹脂成形シート10を膨張装置300における所定の位置に配置する。
膨張装置300の照射部320は、トレイ310に載置された樹脂成形シート10に電磁波を照射する。照射部320は、移動機構によって、樹脂成形シート10の上方を移動しつつ、樹脂成形シート10に電磁波を照射する。照射部320は、カバー321と、ランプヒータ322と、反射板323と、ファン324とを備える。
照射部320のカバー321は、ランプヒータ322と反射板323とファン324とを収納する。照射部320のランプヒータ322は、例えば、直管状のハロゲンランプから構成される。ランプヒータ322は、樹脂成形シート10に、近赤外領域(波長750nm〜1400nm)、可視光領域(波長380nm〜750nm)、中赤外領域(波長1400nm〜4000nm)等の電磁波を照射する。反射板323は、ランプヒータ322から照射された電磁波を樹脂成形シート10に向けて反射する反射板である。ファン324は、カバー321内に空気を送り込み、ランプヒータ322と反射板323とを冷却する。
図6、図7を参照して、樹脂シート100の製造方法を説明する。図6は、樹脂シート100の製造方法を示すフローチャートである。樹脂シート100の製造方法は、樹脂成形シート10を準備する準備工程(ステップS20)と、熱変換層110を形成する熱変換層形成工程(ステップS30)と、樹脂成形シート10を熱膨張材料の膨張開始温度よりも低い温度に加熱する予備加熱工程(ステップS40)と、電磁波を照射して熱膨張層30を膨張させることにより第1凸部120を形成する本加熱工程(ステップS50)とを含む。
準備工程(ステップS20)では、まず、樹脂成形シート10を準備する。樹脂成形シート10は、例えば、上述した樹脂成形シート10の製造方法(ステップS11〜ステップS13)により製造される。さらに、熱変換材料を含むインクを準備する。熱変換材料を含むインクは、例えば、カーボンブラックを含むインクである。
次に、印刷装置によって、基材20の主面24(すなわち、樹脂成形シート10の第2主面24)に、カーボンブラックを含むインクを、第1凸部120のパターンに対応する所定のパターンで印刷し、図7に示すように、樹脂成形シート10の第2主面24に熱変換層110を形成する(熱変換層形成工程:ステップS30)。ここで、熱変換層110から放出される熱の熱量は、カーボンブラックの濃度と熱変換層110に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量に依存するので、カーボンブラックを含むインクの濃淡と照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量によって、熱膨張層30の厚さの変化量ΔDと基材20の第2凸部26の高さHを制御できる。さらに、熱膨張層30の厚さの変化量ΔDと基材20の第2凸部26の高さHの制御により、樹脂シート100の第1凸部120の高さを制御できる。熱変換層110に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量については、後述する。
次に、図6に戻り、熱変換層110を形成された樹脂成形シート10(以下、熱変換層付き樹脂成形シート10と記載)を、膨張装置300のトレイ310にセットする。そして、膨張装置300の照射部320から、電磁波を熱変換層付き樹脂成形シート10に照射することによって、熱変換層付き樹脂成形シート10を膨張開始温度よりも低い温度に加熱する(予備加熱工程:ステップS40)。
具体的には、1回目の照射部320の移動として、照射部320を、熱変換層付き樹脂成形シート10に電磁波を照射している状態で移動させる。熱変換層付き樹脂成形シート10の温度は、照射部320の移動速度、電磁波の強度等を制御して、熱変換層付き樹脂成形シート10に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量を制御することによって、調整できる。
本実施形態では、熱変換層付き樹脂成形シート10が膨張開始温度よりも低い温度に加熱されているので、基材20は軟化している。したがって、本加熱工程(ステップS50)において、樹脂シート100の第1凸部120の高さをより高く形成できる。さらに、基材20の軟化より、より微細な第1凸部120を形成できる。
熱変換層付き樹脂成形シート10が膨張開始温度以上に加熱されると、本加熱工程(ステップS50)の前に熱膨張層30が膨張するので、熱変換層付き樹脂成形シート10は、膨張開始温度よりも低く加熱される。熱変換層付き樹脂成形シート10は、本加熱工程(ステップS50)において、熱変換層110から離れた領域の熱膨張層30が膨張することを防ぐために、膨張開始温度よりも5℃低い温度以下に加熱されることが好ましい。また、基材20を十分軟化させるために、熱変換層付き樹脂成形シート10は、基材20を構成する材料のビカット軟化温度よりも25℃低い温度以上に加熱されることが好ましい。さらに、基材20の熱変換層110が設けられた領域の温度が、熱変換層110が設けられていない領域の温度よりも高いことが好ましい。これにより、基材20の熱変換層110が設けられていない領域の軟化を抑制し、本加熱工程(ステップS50)において、さらに微細な第1凸部120を形成できる。なお、ビカット軟化温度は、例えば、JIS K 7206(B50法)に基づいて測定され、一般に、PEでは70℃〜80℃、PBTでは180℃〜190℃である。
最後に、予備加熱工程(ステップS40)において膨張開始温度よりも低い温度に加熱された熱変換層付き樹脂成形シート10の熱変換層110に、照射部320から電磁波を照射して熱膨張層30を膨張させることによって、基材20を変形させて、熱変換層付き樹脂成形シート10に第1凸部120を形成する(本加熱工程:ステップS50)。すなわち、本実施形態では、加熱が、予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)の2つの工程に分けられて、行われる。
具体的には、2回目の照射部320の移動として、照射部320を、熱変換層110に電磁波を照射している状態で移動させる。ここでは、熱膨張層30が、熱変換層110から放出される熱により、膨張開始温度以上に加熱されるように、熱変換層110に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量が制御される。これにより、熱膨張層30の熱変換層110のパターンに対応する部分が、選択的に膨張する。なお、熱膨張層30に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量は、照射部320の移動速度、照射部320から照射される電磁波の強度等により制御できる。
基材20の主面22に形成されている熱膨張層30が膨張すると、基材20に、主面24から主面22に向かって主面22と主面24に垂直な力が掛かる。基材20は、予備加熱工程(ステップ40)において軟化され、熱変換層110から放出される熱により更に軟化されるので、この熱膨張層30の膨張により掛かる垂直な力によって、熱膨張層30側に向かって変形する。基材20の変形により、第2凸部26が基材20に形成され、第3凸部34が熱膨張層30に形成される。そして、第1凸部120が熱変換層付き樹脂成形シート10に形成される。第1凸部120の高さは、上述したように、熱変換層110を構成するカーボンブラックを含むインクの濃淡と、熱変換層110に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量によって、制御できる。
本実施形態では、予備加熱工程(ステップS40)において、基材20を軟化させているので、樹脂シート100の第1凸部120の高さをより高くできる。さらに、より微細な第1凸部120を形成できる。
以上によって、造形物として第1凸部120を有する樹脂シート100を製造できる。本実施形態では、金型を使用せず、電磁波の照射により第1凸部120を形成するので、容易に樹脂シート100を製造できる。さらに、電磁波を照射することよって、熱膨張層30を膨張させて第1凸部120を形成する前に、熱変換層付き樹脂成形シート10を膨張開始温度よりも低い温度に加熱して、基材20を軟化させるので、第1凸部120の高さをより高く形成でき、さらに、より微細な第1凸部120を形成できる。
<実施形態2>
実施形態1の樹脂シート100の製造では、熱膨張層30と熱変換層110が基材20に形成されるが、樹脂シート100の製造では、他の層が形成されてもよい。
本実施形態において、樹脂シート100は、図8に示すように、基材20と熱膨張層30と熱変換層110とカラーインク層130とを備える。また、樹脂シート100は、造形物として、第1凸部120を有する。基材20と熱膨張層30と熱変換層110の構成は、実施形態1の基材20と熱膨張層30と熱変換層110と同様である。ここでは、カラーインク層130とカラーインク層130を備える樹脂シート100の製造方法を説明する。なお、実施形態1と同様に、熱膨張層30の面32を樹脂成形シート10の第1主面32と、基材20の主面24を樹脂成形シート10の第2主面24とする。
まず、カラーインク層130を説明する。カラーインク層130は熱膨張層30の面32上に設けられる。所定パターンにカラーインク層130を設けることにより、樹脂シート100上に、文字、図形、模様等のカラー画像を形成できる。
カラーインク層130は、シアンCとマゼンタMとイエローYとブラックKの4色のインクから構成される。ブラックKのインクは、電磁波を熱に変換し、変換された熱を放出しないように、カーボンを含まないことが好ましい。
次に、図9〜図11を参照して、本実施形態のカラーインク層130を備える樹脂シート100の製造方法を説明する。図9は、本実施形態の樹脂シート100の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の樹脂シート100の製造方法は、準備工程(ステップS20)と、カラーインク層130を形成するカラーインク層形成工程(ステップS25)と、熱変換層形成工程(ステップS30)と、予備加熱工程(ステップS40)と、本加熱工程(ステップS50)とを含む。
準備工程(ステップS20)では、実施形態1の樹脂シート100の製造方法と同様に、樹脂成形シート10を準備する。さらに、熱変換材料を含むインクとCMYKの4色のインクを準備する。
次に、印刷装置によって、熱膨張層30の上にCMYKの4色のインクを所定のパターンで印刷し、図10に示すように、熱膨張層30の面32(すなわち、樹脂成形シート10の第1主面32)上にカラーインク層130を所定のパターンで形成する(カラーインク層形成工程:ステップS25)。
次に、図9に戻り、カラーインク層130を形成された樹脂成形シート10の基材20の第2主面24(すなわち、樹脂成形シート10の第2主面24)に、熱変換材料を含むインクを所定のパターンで印刷し、図11に示すように、樹脂成形シート10の第2主面24に熱変換層110を形成する(熱変換層形成工程:ステップS30)。本実施形態の熱変換層形成工程(ステップS30)は、カラーインク層130が形成されていることを除き、実施形態1の熱変換層形成工程(ステップS30)と同様である。
次に、図9に戻り、予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)が行われる。本実施形態の予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)は、カラーインク層130が形成されていることを除き、実施形態1の予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)と同様である。
以上によって、造形物として第1凸部120を有し、カラーインク層130を備えた樹脂シート100を製造できる。本実施形態では、実施形態1と同様に、金型を使用せず、電磁波の照射により第1凸部120を形成するので、容易に樹脂シート100を製造できる。また、熱膨張層30を膨張させて第1凸部120を形成する前に、基材20を軟化させるので、第1凸部120の高さをより高く形成でき、さらに、より微細な第1凸部120を形成できる。なお、カラーインク層形成工程(ステップS25)は、実施形態1の熱変換層形成工程(ステップS30)の後に、行われてもよい。
<実施形態3>
実施形態1と実施形態2の樹脂シート100は、基材20の第2主面24に熱変換層110を備えるが、熱変換層110は除去されてもよい。
本実施形態の樹脂シート100は、図12に示すように、基材20と熱膨張層30とを備える。本実施形態の樹脂シート100は熱変換層110を備えない。また、樹脂シート100は、造形物として第1凸部120を有する。基材20と熱膨張層30の構成は、実施形態1の基材20と熱膨張層30と同様である。ここでは、本実施形態の樹脂シート100の製造に用いられる樹脂成形シート10と、本実施形態の樹脂シート100の製造方法とを説明する。
本実施形態の樹脂成形シート10は、図13に示すように、基材20と熱膨張層30と剥離層40とを備える。基材20と熱膨張層30は、実施形態1の基材20と熱膨張層30と同様であるので、剥離層40を説明する。
樹脂成形シート10の剥離層40は、熱膨張層30の面32の上に設けられる。剥離層40は、熱膨張層30の面32から剥離可能に設けられる。剥離層40は、例えば、市販されている剥離フィルムから構成される。剥離フィルムは、PET、PE等から構成された樹脂フィルムであり、剥離される面に剥離処理(例えば、シリコンコーティング処理)を施されている。なお、本実施形態の樹脂成形シート10では、剥離層40の熱膨張層30に接している面の反対側の面42を樹脂成形シート10の第1主面42と、基材20の主面24を樹脂成形シート10の第2主面24とする。
次に、図14を参照して、本実施形態の樹脂成形シート10の製造方法を説明する。本実施形態の樹脂成形シート10の製造方法は、基材20の一方の主面22の上に熱膨張層30を形成する工程(ステップS11)と、熱膨張層30の上に剥離層40を設ける工程(ステップS14)とを含む。
まず、基材20と、熱膨張層30を形成するための塗布液と、剥離フィルムとを準備する。熱膨張層30を形成するための塗布液は、実施形態1における樹脂成形シート10の製造方法の塗布液と同様である。剥離フィルムは、例えば、PETから構成され、剥離処理を施された樹脂フィルムである。
熱膨張層30を形成する工程(ステップS11)では、実施形態1の熱膨張層30を形成する工程(ステップS11)と同様に、基材20の一方の主面22の上に熱膨張層30を形成する。熱膨張層30の上に剥離層40を設ける工程(ステップS14)では、熱膨張層30の面32の上に剥離フィルム貼り付けて、剥離層40を設ける。以上により、本実施形態の樹脂成形シート10を製造できる。
最後に、図15〜図17を参照して、本実施形態の樹脂シート100の製造方法を説明する。図15は、本実施形態の樹脂シート100の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の樹脂シート100の製造方法は、樹脂成形シート10を準備する準備工程(ステップS20)と、熱変換層110を形成する熱変換層形成工程(ステップS30)と、予備加熱工程(ステップS40)と、本加熱工程(ステップS50)と、剥離層40を剥離する剥離工程(ステップS60)と、を含む。
まず、剥離層40を設けられた樹脂成形シート10を準備する(ステップS20)。剥離層40を設けられた樹脂成形シート10は、例えば、上述した本実施形態の製造方法(ステップS11〜ステップS14)により製造される。さらに、熱変換材料を含むインクを準備する。
次に、印刷装置によって、剥離層40の面42(すなわち、樹脂成形シート10の第1主面42)に、熱変換材料を含むインクを所定のパターンで印刷し、図16に示すように、樹脂成形シート10の第1主面42に熱変換層110を所定のパターンで形成する(熱変換層形成工程:ステップS30)。本実施形態の熱変換層形成工程(ステップS30)は、熱膨張層30が樹脂成形シート10の第1主面42に形成されていることを除き、実施形態1の熱変換層形成工程(ステップS30)と同様である。
次に、図15に戻り、予備加熱工程(ステップS40)が行われる。本実施形態の予備加熱工程(ステップS40)は、熱膨張層30が樹脂成形シート10の第1主面42に形成されていることを除き、実施形態1の予備加熱工程(ステップS40)と同様である。
次に、予備加熱工程(ステップS40)において膨張開始温度よりも低い温度に加熱された熱変換層付き樹脂成形シート10の熱変換層110に、照射部320から電磁波を照射することによって、図17に示すように、熱変換層付き樹脂成形シート10に第1凸部120を形成する(本加熱工程:ステップS50)。本実施形態の本加熱工程(ステップS50)は、熱膨張層30が樹脂成形シート10の第1主面42に形成されていることを除き、実施形態1の本加熱工程(ステップS50)と同様である。
最後に、樹脂成形シート10から剥離層40を剥離する(剥離工程:ステップS60)。これにより、剥離層40の面42の上に形成されている熱変換層110が、剥離層40と共に除去される。
以上により、熱変換層110を備えない樹脂シート100を製造できる。本実施形態では、剥離層40を剥離するのみで熱変換層を除去できるので、容易に、熱変換層110を備えない樹脂シート100を製造できる。本実施形態では、金型を使用せず、電磁波の照射により第1凸部120を形成するので、容易に樹脂シート100を製造できる。さらに、予備加熱工程(ステップS40)において基材20を軟化させるので、第1凸部120の高さをより高く形成でき、さらに、より微細な第1凸部120を形成できる。熱変換層110を備えない樹脂シート100では、ユーザに熱変換層110のパターンを認識されることを防止できる。
<実施形態4>
実施形態1と実施形態2の樹脂シート100の製造では、熱変換層110が樹脂成形シート10の第2主面24に形成され、実施形態3の樹脂シート100の製造では、熱変換層110が樹脂成形シート10の第1主面42に形成されたが、熱変換層110は、樹脂成形シート10の第1主面32と第2主面24に形成されてもよい。
本実施形態の樹脂シート100は、図18に示すように、基材20と、熱膨張層30と、基材20の主面24と熱膨張層30の面32に形成された熱変換層110とを備える。さらに、樹脂シート100は、造形物として、第1凸部120と第1凸部120に形成された第4凸部140とを有する。第1凸部120は、実施形態1と同様に、熱膨張層30の膨張により基材20を変形させて、形成される。一方、第4凸部140は、基材20の変形によらず、熱膨張層30の膨張により形成される。
本実施形態の基材20と熱膨張層30と熱変換層110の構成は、実施形態1の基材20と熱膨張層30と熱変換層110と同様である。また、本実施形態の樹脂シート100の製造に用いられる樹脂成形シート10も、実施形態1の樹脂成形シート10と同様である。ここでは、図19、図20を参照して、本実施形態の樹脂シート100の製造方法を説明する。なお、本実施形態では、実施形態1と同様に、熱膨張層30の面32を樹脂成形シート10の第1主面32と、基材20の主面24を樹脂成形シート10の第2主面24とする。
図19は、本実施形態の樹脂シート100の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の樹脂シート100の製造方法は、準備工程(ステップS20)と、熱変換層形成工程(ステップS30)と、予備加熱工程(ステップS40)と、本加熱工程(ステップS50)とを含む。
準備工程(ステップS20)では、実施形態1の準備工程(ステップS20)と同様に、樹脂成形シート10を準備する。さらに、熱変換材料を含むインクを準備する。
熱変換層形成工程(ステップS30)では、図20に示すように、樹脂成形シート10の第1主面32と第2主面24のそれぞれに、所定のパターンの熱変換層110を形成する(熱変換層形成工程:ステップS30)。具体的には、印刷装置によって、樹脂成形シート10の第2主面24に、熱変換材料を含むインクを所定のパターンで印刷する。さらに、樹脂成形シート10の第1主面32に、熱変換材料を含むインクを、樹脂成形シート10の第2主面24に印刷される所定のパターンと異なる所定のパターンで印刷する。
本実施形態では、樹脂成形シート10の第2主面24に形成された熱変換層110のパターンが、第1凸部120のパターンに対応し、樹脂成形シート10の第1主面32に形成された熱変換層110のパターンが、第4凸部140のパターンに対応する。また、樹脂成形シート10の第1主面32に印刷される熱変換材料を含むインクは、樹脂成形シート10の第2主面24に印刷される熱変換材料を含むインクよりも淡く印刷される。これにより、第4凸部140を、基材20の変形によらず熱膨張層30の膨張により形成できる。
次に、図19に戻り、予備加熱工程(ステップS40)では、電磁波を熱変換層付き樹脂成形シート10に照射することによって、熱変換層付き樹脂成形シート10を膨張開始温度よりも低い温度に加熱する。本実施形態の予備加熱工程(ステップS40)は、熱膨張層30が樹脂成形シート10の第1主面32と第2主面24に形成されていることを除き、実施形態1の予備加熱工程(ステップS40)と同様である。
最後に、本加熱工程(ステップS50)では、予備加熱工程(ステップS40)において加熱された熱変換層付き樹脂成形シート10の熱変換層110に、実施形態1の本加熱工程(ステップS50)と同様に電磁波を照射することによって、第1凸部120と第4凸部140とを形成する。第1凸部120は、実施形態1と同様に、熱膨張層30の膨張による基材の変形によって、形成される。第4凸部140は、対応する熱変換層110を構成するインクが淡く印刷されているので、基材20の変形によらず、熱膨張層30の膨張により形成される。
以上によって、造形物として、第1凸部120と第4凸部140とを有する樹脂シート100を製造できる。本実施形態では、金型を使用せず、電磁波の照射により第1凸部120と第4凸部140を形成するので、容易に樹脂シート100を製造できる。また、熱変換層110を、樹脂成形シート10の第1主面32と第2主面24に形成することにより、互いに異なるパターン有する第1凸部120と第4凸部140を容易に形成できる。さらに、予備加熱工程(ステップS40)において基材20を軟化させるので、第1凸部120の高さをより高く形成でき、さらに、より微細な第1凸部120を形成できる。
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、樹脂成形シート10はロール状に製造され、樹脂シート100はロール状の樹脂成形シート10からロール状に製造されてもよい。
基材20を構成する材料は、熱可塑性樹脂に限らず、紙、布等であってもよい。基材20を構成する熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂とポリエステル系樹脂に限らず、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル(PVC)系樹脂、ポリイミド系樹脂等であってもよい。
熱変換層110とカラーインク層130の形成に使用される印刷装置は、インクジェットプリンタに限られず、オフセット印刷機、スクリーン印刷機等であってもよい。また、膨張装置300のランプヒータ322は、ハロゲンランプに限られず、熱変換層110に吸収され熱に変換される電磁波を放射するものであればよい。電磁波は、可視光領域と赤外領域の電磁波に限られず、熱変換層110に吸収され熱に変換される電磁波であればよい。
予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)において使用される膨張装置300では、照射部320を移動させているが、照射部320を移動させず、熱変換層付き樹脂成形シート10を載置されたトレイ310を移動させて、熱変換層付き樹脂成形シート10を搬送してもよい。この場合、熱変換層付き樹脂成形シート10を加熱する温度は、熱変換層付き樹脂成形シート10の搬送速度、電磁波の強度等を制御して、熱変換層付き樹脂成形シート10に照射される電磁波の単位面積と単位時間当たりのエネルギー量を制御することによって、調整できる。例えば、予備加熱工程(ステップS40)では、1回目の搬送として、電磁波を熱変換層付き樹脂成形シート10に照射しつつ、熱変換層付き樹脂成形シート10を搬送する。これにより、熱変換層付き樹脂成形シート10は、膨張開始温度よりも低い温度に加熱される。また、本加熱工程(ステップS50)では、2回目の搬送として、膨張開始温度よりも低い温度に加熱された熱変換層付き樹脂成形シート10の熱変換層110に、電磁波を照射して熱膨張層30を膨張させつつ、膨張開始温度よりも低い温度に加熱された熱変換層付き樹脂成形シート10を搬送する。これにより、基材20が変形され、第1凸部120が熱変換層付き樹脂成形シート10に形成される。予備加熱工程(ステップS40)は第1搬送工程と、本加熱工程(ステップS50)は第2搬送工程とも表される。
また、ロール状の樹脂成形シート10から樹脂シート100を製造する場合、ロールから引き出された樹脂成形シート10を移動させてもよい。さらに、予備加熱工程(ステップS40)と本加熱工程(ステップS50)において、照射部320と熱変換層付き樹脂成形シート10は移動されなくともよい。
実施形態1〜実施形態4の予備加熱工程(ステップS40)では、膨張装置300の照射部320から電磁波を照射することにより、樹脂成形シート10を膨張開始温度よりも低い温度に加熱しているが、樹脂成形シート10を膨張開始温度よりも低い温度に加熱する手段は電磁波の照射に限られない。例えば、樹脂成形シート10を、膨張装置300のトレイ310に設けられた電熱ヒータによって、膨張開始温度よりも低い温度に加熱してもよい。
実施形態2では、カラーインク層130は、熱膨張層30の面32の上に形成されているが、熱変換層110と樹脂成形シート10の第2主面24(基材20の主面24)の少なくとも一方に形成されてもよい。また、カラーインク層形成工程(ステップS25)は、本加熱工程(ステップS50)の後に行われてもよい。
さらに、カラーインク層130は、実施形態3と実施形態4の樹脂シート100に設けられてもよい。例えば、実施形態3では、樹脂成形シート10の第1主面42(剥離層40の面42)に熱変換層110を形成する熱変換層形成工程(ステップS30)の前に、樹脂成形シート10の第2主面24(基材20の主面24)にカラーインク層130を形成してもよい。実施形態3の樹脂シート100は熱変換層110を備えないので、より鮮明なカラー画像が樹脂シート100に形成される。
実施形態3の剥離層40は、剥離処理された樹脂フィルムに限られず、例えば、粘着剤を介して貼り付けられる樹脂フィルムであってもよい。また、剥離層40は、基材20の他方の主面24の上に設けられ、熱変換層形成工程(ステップS30)において、他方の主面24に設けられた剥離層40の上に、熱変換層110を形成してもよい。さらに、剥離層40は、熱膨張層30と基材20の他方の主面24の上に設けられ、熱変換層形成工程(ステップS30)において、熱膨張層30と他方の主面24の上に設けられた剥離層40のそれぞれの上に、熱変換層110を形成してもよい。
実施形態4の樹脂シート100では、第4凸部140は、基材20の変形によらず熱膨張層30の膨張により形成されているが、第4凸部140は、第1凸部120と同様に、熱膨張層30の膨張により基材20を変形させて形成されてもよい。例えば、樹脂成形シート10の第1主面32に印刷される熱変換材料を含むインクを、樹脂成形シート10の第2主面24に印刷される熱変換材料を含むインクと同じ濃さで印刷することによって、基材20を変形させて、第4凸部140を形成できる。
実施形態1〜実施形態4の樹脂成形シート10と樹脂シート100は、各層の間に他の任意の材料による層を形成されてもよい。例えば、基材20と熱膨張層30との間に、基材20と熱膨張層30とをより密着させる密着層が形成されてもよい。密着層は、例えば、表面改質剤から構成される。また、カラーインク層130と熱膨張層30との間に、インクを定着させる定着層が形成されてもよい。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
(付記1)
基材と、熱膨張材料を含み前記基材の一方の主面に形成された熱膨張層とを備える、樹脂成形シートを準備する準備工程と、
前記樹脂成形シートの第1主面と、前記第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に、電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する熱変換層形成工程と、
前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを、前記熱膨張材料が膨張を開始する膨張開始温度よりも低い温度に加熱する予備加熱工程と、
前記予備加熱工程において加熱された前記樹脂成形シートの前記熱変換層に、前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させることによって、前記基材を変形させて前記樹脂成形シートに造形物を形成する本加熱工程と、を含む、
樹脂シートの製造方法。
(付記2)
前記予備加熱工程では、前記熱変換層が形成された前記樹脂成形シートを、前記基材を構成する材料のビカット軟化温度よりも25℃低い温度以上に加熱する、
付記1に記載の樹脂シートの製造方法。
(付記3)
前記予備加熱工程では、前記電磁波を照射することによって、前記樹脂成形シートを加熱する、
付記1又は2に記載の樹脂シートの製造方法。
(付記4)
前記本加熱工程では、膨張による前記熱膨張層の厚さの変化量よりも、変形による前記基材の凸部の高さが大きくなるように、前記基材を変形させる、
付記1乃至3のいずれか1つに記載の樹脂シートの製造方法。
(付記5)
前記準備工程では、前記基材の前記一方の主面に前記熱膨張層を形成する、
付記1乃至4のいずれか1つに記載の樹脂シートの製造方法。
(付記6)
前記準備工程では、前記熱膨張層と前記基材の他方の主面の少なくとも一方の上に、剥離可能な剥離層を設け、
前記熱変換層形成工程では、前記剥離層の上に前記熱変換層を形成し、
前記造形物を形成された前記樹脂成形シートから、前記剥離層を剥離する剥離工程を含む、
付記5に記載の樹脂シートの製造方法。
(付記7)
基材と、熱膨張材料を含み前記基材の一方の主面に形成された熱膨張層とを備える、樹脂成形シートを準備する準備工程と、
前記樹脂成形シートの第1主面と、前記第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に、電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する熱変換層形成工程と、
前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを、前記熱膨張材料が膨張を開始する膨張開始温度よりも低い温度に加熱すると共に、前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを搬送する第1搬送工程と、
前記第1搬送工程において加熱された前記樹脂成形シートの前記熱変換層に、前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させることによって、前記基材を変形させて前記樹脂成形シートに造形物を形成すると共に、前記第1搬送工程において加熱された前記樹脂成形シートを搬送する第2搬送工程と、を含む、
樹脂シートの製造方法。
10・・・樹脂成形シート、20・・・基材、22・・・基材の一方の主面、24・・・基材の他方の主面,樹脂成形シートの第2主面、26・・・第2凸部、30・・・熱膨張層、32・・・熱膨張層の面,樹脂成形シートの第1主面、34・・・第3凸部、40・・・剥離層、42・・・剥離層の面,樹脂成形シートの第1主面、100・・・樹脂シート、110・・・熱変換層、120・・・第1凸部、130・・・カラーインク層、140・・・第4凸部、300・・・膨張装置、310・・・トレイ、320・・・照射部、321・・・カバー、322・・・ランプヒータ、323・・・反射板、324・・・ファン、d1,d2・・・厚さ、ΔD・・・変化量、H・・・高さ

Claims (7)

  1. 基材と、熱膨張材料を含み前記基材の一方の主面に形成された熱膨張層とを備える、樹脂成形シートを準備する準備工程と、
    前記樹脂成形シートの第1主面と、前記第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に、電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する熱変換層形成工程と、
    前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを、前記熱膨張材料が膨張を開始する膨張開始温度よりも低い温度に加熱する予備加熱工程と、
    前記予備加熱工程において加熱された前記樹脂成形シートの前記熱変換層に、前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させることによって、前記基材を変形させて前記樹脂成形シートに造形物を形成する本加熱工程と、を含
    前記予備加熱工程では、前記熱変換層が形成された前記樹脂成形シートを、前記基材を構成する材料のビカット軟化温度よりも25℃低い温度以上に加熱する、
    樹脂シートの製造方法。
  2. 前記熱変換層形成工程では、前記本加熱工程で、前記熱膨張層の膨張に伴って前記基材における前記一方の主面に前記基材の盛り上がりによる凸部が形成されるように、前記凸部の平面形状に対応させたパターンで前記熱変換層を形成する、
    請求項1に記載の樹脂シートの製造方法。
  3. 前記本加熱工程では、前記凸部が形成される領域において、膨張による前記熱膨張層の厚さの変化量よりも前記基材の最大盛り上がり量の方が大きくなるように、前記基材を変形させる、
    請求項2に記載の樹脂シートの製造方法。
  4. 前記予備加熱工程では、前記電磁波を照射することによって、前記樹脂成形シートを加熱する、
    請求項1乃至3のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  5. 前記準備工程では、前記基材の前記一方の主面に前記熱膨張層を形成する、
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載の樹脂シートの製造方法。
  6. 前記準備工程では、前記熱膨張層と前記基材の他方の主面の少なくとも一方の上に、剥離可能な剥離層を設け、
    前記熱変換層形成工程では、前記剥離層の上に前記熱変換層を形成し、
    前記造形物を形成された前記樹脂成形シートから、前記剥離層を剥離する剥離工程を含む、
    請求項5に記載の樹脂シートの製造方法。
  7. 基材と、熱膨張材料を含み前記基材の一方の主面に形成された熱膨張層とを備える、樹脂成形シートを準備する準備工程と、
    前記樹脂成形シートの第1主面と、前記第1主面と反対側の第2主面の少なくとも一方に、電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する熱変換層形成工程と、
    前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを、前記熱膨張材料が膨張を開始する膨張開始温度よりも低い温度に加熱すると共に、前記熱変換層を形成された前記樹脂成形シートを搬送する第1搬送工程と、
    前記第1搬送工程において加熱された前記樹脂成形シートの前記熱変換層に、前記電磁波を照射して前記熱膨張層を膨張させることによって、前記基材を変形させて前記樹脂成形シートに造形物を形成すると共に、前記第1搬送工程において加熱された前記樹脂成形シートを搬送する第2搬送工程と、を含
    前記第1搬送工程では、前記熱変換層が形成された前記樹脂成形シートを、前記基材を構成する材料のビカット軟化温度よりも25℃低い温度以上に加熱する、
    樹脂シートの製造方法。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7200962B2 (ja) * 2020-03-19 2023-01-10 カシオ計算機株式会社 造形装置、造形物の製造方法及び搬送装置
US11691330B2 (en) * 2020-03-19 2023-07-04 Casio Computer Co., Ltd. Forming apparatus, shaped object manufacturing method, and conveyance apparatus

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6287826U (ja) * 1985-11-21 1987-06-04
JPS6428660A (en) 1987-07-24 1989-01-31 Minolta Camera Kk Stereoscopic image forming method
JPH02179789A (ja) * 1988-12-29 1990-07-12 Minolta Camera Co Ltd 立体画像形成用シート
JPH068254A (ja) 1992-06-29 1994-01-18 Dainippon Printing Co Ltd 賦型フィルム及びその製造方法
CA2113667A1 (en) * 1993-12-30 1995-07-01 Rudolf Frisch Multi-level, expanded resinous product
TW440519B (en) * 1999-04-23 2001-06-16 Dainippon Printing Co Ltd Shaped sheet and method for producing the same
JP2001150812A (ja) 1999-11-25 2001-06-05 Minolta Co Ltd 発泡造形システム、発泡造形方法、印刷済みの発泡シートおよび発泡造形物
CN100377240C (zh) * 2001-05-01 2008-03-26 Tdk株式会社 光信息媒体的制造方法
GB0111438D0 (en) * 2001-05-10 2001-07-04 Cole Polytechnique Federale De Polymer bonding by means of plasma activation
JP4441803B2 (ja) * 2002-12-12 2010-03-31 株式会社シーティーイー 熱可塑性合成樹脂製シート又はフイルムの製造方法およびその装置
JP3888302B2 (ja) * 2002-12-24 2007-02-28 カシオ計算機株式会社 半導体装置
CN100500427C (zh) * 2002-12-26 2009-06-17 三菱树脂株式会社 树脂覆盖金属板、树脂覆盖金属板用的图案设计薄板及树脂覆盖金属板的制造方法
JP2004299748A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Nippon Paper Industries Co Ltd 断熱性紙製成型物及びその製造方法
JP2005209920A (ja) * 2004-01-23 2005-08-04 Casio Micronics Co Ltd プリント配線基板、その製造方法および製造装置、配線回路パターン、ならびにプリント配線板
JP2009029061A (ja) * 2007-07-30 2009-02-12 Toray Ind Inc 微細形状転写シートの製造装置および微細形状転写シートの製造方法
US8606776B2 (en) 2011-02-18 2013-12-10 Google Inc. Affinity based ranked for search and display
JP2013067070A (ja) * 2011-09-22 2013-04-18 Mitsubishi Paper Mills Ltd 滑り止めシート
US9079351B2 (en) * 2012-06-22 2015-07-14 Wisconsin Alumni Research Foundation System for transfer of nanomembrane elements with improved preservation of spatial integrity
JP2016159476A (ja) * 2015-02-27 2016-09-05 セーレン株式会社 エンボス加工装置
JP6547682B2 (ja) * 2015-11-18 2019-07-24 カシオ計算機株式会社 構造物形成方法、構造物形成装置、構造物形成プログラム、及び、構造物形成用加工媒体
JP6414148B2 (ja) * 2016-06-24 2018-10-31 カシオ計算機株式会社 立体画像形成システム

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