JP7103447B2 - 樹脂成形シート、樹脂成形シートの製造方法及び造形物の製造方法 - Google Patents
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Description
基材と、
前記基材の一方の面上に設けられた、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、
前記基材の他方の面上に設けられた、カラーインク層と、を備え、
前記基材は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン、または、ポリイミド系樹脂からなり、
熱膨張性材料が混合されかつ熱可塑性エラストマーを含むバインダの混合率が、前記熱膨張層を引っ張ることで前記基材からの前記熱膨張層の剥離が可能な状態として、前記熱膨張層の破断強度が前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度よりも高い状態となるように、設定されている、
ことを特徴とする。
基材の他方の面上に、カラーインク層を形成する第1工程と、
前記基材の一方の面上に、熱可塑性エラストマーを含むバインダに熱膨張性材料が混合された塗布液を塗布することにより熱膨張層を形成する第2工程と、を有し、
前記基材は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン、または、ポリイミド系樹脂からなり、
熱膨張性材料が混合されかつ熱可塑性エラストマーを含むバインダの混合率が、前記熱膨張層を引っ張ることで前記基材からの前記熱膨張層の剥離が可能な状態として、かつ、前記熱膨張層の破断強度が前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度よりも高い状態となるように、設定されている、
ことを特徴とする。
樹脂からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が設けられた樹脂成形シートを用いた造形物の製造方法であって、
前記樹脂成形シートの少なくともいずれか一方の面上に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記基材の他方の面上にカラーインク層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させ、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させる工程と、
前記基材上に前記カラーインク層を残存させたまま、前記熱膨張層を前記基材から剥離する工程と、
を有し、
前記熱膨張層は、熱可塑性エラストマーを含むバインダに前記熱膨張性材料が混合された塗布液が前記基材上に塗布されることにより形成され、
前記基材は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン、または、ポリイミド系樹脂からなり、
前記熱膨張層を引っ張ることで前記基材からの前記熱膨張層の剥離が可能な状態として前記熱膨張層の破断強度が前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度よりも高い状態となるように、前記塗布液は前記バインダの混合率が設定されている、
ことを特徴とする。
(樹脂成形シート10)
樹脂成形シート10は、図1に示すように、基材11と、基材11の第1の面(図1に示す上面)上に設けられた熱膨張層12と、を備える。詳細に後述するように、樹脂成形シート10では、熱膨張層12が膨張する力を利用し、熱膨張層12の膨張する方向に追従するように基材11を変形させる。基材11は、変形後の形状を維持する。これにより、樹脂成形シート10の基材11を変形させ、造形を施す。
また、本実施形態の樹脂成形シート10は、以下に示すようにして製造される。
まず、図2(a)に示すように、基材11としてシート状の材料、例えば無延伸PETからなるシートを用意する。基材11は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
次に、造形物20について、図面を用いて説明する。造形物20は、樹脂成形シート10の熱膨張層12を膨張させることにより、基材11を変形させたものである。また、後述するように本実施形態の造形物20では、熱膨張層12は、膨張後に剥離することで除去されている。
次に、図5(a)~図5(c)、図6及び図7を参照して、造形システム70を使用して樹脂成形シート10を成形し、造形物を製造する方法の流れを説明する。以下の造形物の製造方法では、枚葉式を例に挙げて説明するが、ロール状に巻かれた樹脂成形シート10を使用してもよい。
次に、図5(a)~図5(c)を参照して、樹脂成形シート10に造形物を製造するための造形システム70について説明する。図5(a)は、造形システム70の正面図である。図5(b)は、天板72を閉じた状態における造形システム70の平面図である。図5(c)は、天板72を開いた状態における造形システム70の平面図である。図5(a)~図5(c)において、X方向は、印刷ユニット40と膨張ユニット50とが並ぶ方向に相当し、Y方向は、印刷ユニット40及び膨張ユニット50における樹脂成形シート10の搬送方向に相当し、Z方向は、鉛直方向に相当する。X方向とY方向とZ方向とは、互いに直交する。
制御ユニット30は、印刷ユニット40、膨張ユニット50及び表示ユニット60を制御する。また、制御ユニット30は、印刷ユニット40、膨張ユニット50、及び表示ユニット60に電源を供給する。制御ユニット30は、CPU(Central Processing Unit)等を有する制御部と、フラッシュメモリ、ハードディスク等を備える記憶部と、外部の装置と通信するためのインタフェースである通信部と、可搬型の記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出す記録媒体駆動部と、を備える(いずれも図示せず)。これら各部は、信号を伝達するためのバスによって接続されている。また、記録媒体駆動部は、印刷ユニット40によって印刷される表面発泡データ等を、可搬型の記録媒体から読み出して取得する。表面発泡データは、樹脂成形シート10の表面において発泡及び膨張させる部分を示すデータである。
印刷ユニット40は、制御ユニット30から画像データを取得し、取得した画像データに基づいて、樹脂成形シート10の表面及び/又は裏面に印刷を行う。本実施形態では印刷ユニットは、インクを微滴化し、被印刷媒体に対して直接に吹き付ける方式で画像を印刷するインクジェットプリンタである。印刷ユニット40では、任意のインクを使用することができ、例えば水性インク、溶剤インク、紫外線硬化インク等を使用することができる。なお、印刷ユニット40は、インクジェットプリンタに限らず、任意の印刷装置を用いることができる。
膨張ユニット50は、樹脂成形シート10の表面及び/又は裏面に電磁波を照射し、熱膨張層の少なくとも一部を膨張させる。膨張ユニット50は、ランプヒータと、ランプヒータ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と、反射板の温度を測定する温度センサと、膨張ユニット50の内部を冷却する冷却部と、樹脂成形シート10を挟持して搬送ガイドに沿って搬送する搬送ローラ対と、搬送ローラ対を回転させるための搬送モータ等を備える(いずれも図示せず)。
表示ユニット60は、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイ等の表示装置と、表示装置に画像を表示させる表示駆動回路と、を備える。表示ユニット60は、例えば図5(b)に示すように、印刷ユニット40によって樹脂成形シート10に印刷される画像を表示する(例えば、図5(b)に示す星)。また、表示ユニット60は、必要に応じて、印刷ユニット40又は膨張ユニット50の現在の状態を示す情報を表示する。
次に、図6に示すフローチャート及び図7(a)~図7(c)に示す樹脂成形シート10の断面図を参照して、樹脂成形シート10を成形し、造形物20を得る処理の流れを説明する。
以下、実施形態2に係る樹脂成形シート15につき、図面を用いて説明する。本実施形態の樹脂成形シート15が、実施形態1に係る樹脂成形シート10と異なるのは、基材11と熱膨張層12との間に中間層16を備える点にある。実施形態1と共通する特徴については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
樹脂成形シート15は、図8に示すように、基材11と、中間層16と、熱膨張層17とを備える。基材11は、実施形態1の樹脂成形シート10の基材11と同様である。
また、本実施形態の樹脂成形シート15は、以下に示すようにして製造される。
まず、図9(a)に示すように、基材11としてシート状の材料、例えば無延伸PETからなるシートを用意する。基材11は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
次に、造形物21について、図面を用いて説明する。造形物21は、樹脂成形シート15の熱膨張層12を膨張させることにより、基材11を変形させたものである。また、後述するように本実施形態の造形物21では、熱膨張層17は、膨張後に剥離することで除去されている。
次に、図6に示すフローチャート及び図11(a)~図11(c)に示す樹脂成形シート15の断面図を参照して、樹脂成形シート15を成形し、造形物21を得る処理の流れを説明する。処理の流れは実施形態1と同様であるため、実施形態1に示すフローチャートを用いる。
次に実施形態3に係る造形物の製造方法を図12及び図13(a)~図13(d)を用いて説明する。本実施形態では、実施形態2に記載の樹脂成形シート15を用い、基材11の裏面にカラーインク層83を設ける点に特徴を有する。上述した実施形態と重複する部分については、詳細な説明は省略する。
例えば、実施形態3では、実施形態2に示す樹脂成形シート15を用いる場合を例に挙げて説明したが、実施形態1に示す樹脂成形シート10を用いて造形物を形成することが可能である。
[付記1]
樹脂からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が設けられた樹脂成形シートであって、
前記熱膨張層の破断強度は、前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度と比較して高くされ、前記熱膨張層は前記基材から剥離可能である、
ことを特徴とする樹脂成形シート。
樹脂からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が設けられた樹脂成形シートであって、
前記基材と前記熱膨張層との間に設けられた中間層を更に備え、
前記熱膨張層と前記基材との間の剥離強度は、前記熱膨張層と前記中間層との間の剥離強度より低くされ、前記中間層と前記熱膨張層とは前記基材から剥離可能である、
ことを特徴とする樹脂成形シート。
樹脂からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する工程を備え、
前記熱膨張層の破断強度を、前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度と比較して高くすることで、前記熱膨張層を前記基材から剥離可能とする、
ことを特徴とする樹脂成形シートの製造方法。
樹脂からなる基材の一方の面上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上に熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する工程と、を備え、
前記熱膨張層と前記基材との間の剥離強度を、前記熱膨張層と前記中間層との間の剥離強度より低くすることで、前記中間層と前記熱膨張層とを前記基材から剥離可能とする、
ことを特徴とする樹脂成形シートの製造方法。
基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が形成された樹脂成形シートを用いた造形物の製造方法であって、
前記熱膨張層の破断強度は、前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度と比較して高くさており、前記熱膨張層は、前記基材から剥離可能であり、
前記熱膨張層と前記基材との少なくともいずれか一方の上に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させ、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させる工程と、
前記熱膨張層を前記基材から剥離する工程と、を備える
ことを特徴とする造形物の製造方法。
基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が形成された樹脂成形シートを用いた造形物の製造方法であって、
前記熱膨張層と前記基材との間には中間層が設けられており、前記熱膨張層と前記基材との間の剥離強度は、前記熱膨張層と前記中間層との間の剥離強度より低くされることで、前記中間層と前記熱膨張層とは前記基材から剥離可能であり、
前記熱膨張層と前記基材との少なくともいずれか一方の上に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させ、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させる工程と、
前記熱膨張層を前記基材から剥離する工程と、を備える
ことを特徴とする造形物の製造方法。
Claims (3)
- 基材と、
前記基材の一方の面上に設けられた、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、
前記基材の他方の面上に設けられた、カラーインク層と、を備え、
前記基材は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン、または、ポリイミド系樹脂からなり、
熱膨張性材料が混合されかつ熱可塑性エラストマーを含むバインダの混合率が、前記熱膨張層を引っ張ることで前記基材からの前記熱膨張層の剥離が可能な状態として、前記熱膨張層の破断強度が前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度よりも高い状態となるように、設定されている、
ことを特徴とする樹脂成形シート。 - 基材の他方の面上に、カラーインク層を形成する第1工程と、
前記基材の一方の面上に、熱可塑性エラストマーを含むバインダに熱膨張性材料が混合された塗布液を塗布することにより熱膨張層を形成する第2工程と、を有し、
前記基材は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン、または、ポリイミド系樹脂からなり、
熱膨張性材料が混合されかつ熱可塑性エラストマーを含むバインダの混合率が、前記熱膨張層を引っ張ることで前記基材からの前記熱膨張層の剥離が可能な状態として、かつ、前記熱膨張層の破断強度が前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度よりも高い状態となるように、設定されている、
ことを特徴とする樹脂成形シートの製造方法。 - 樹脂からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が設けられた樹脂成形シートを用いた造形物の製造方法であって、
前記樹脂成形シートの少なくともいずれか一方の面上に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記基材の他方の面上にカラーインク層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させ、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させる工程と、
前記基材上に前記カラーインク層を残存させたまま、前記熱膨張層を前記基材から剥離する工程と、
を有し、
前記熱膨張層は、熱可塑性エラストマーを含むバインダに前記熱膨張性材料が混合された塗布液が前記基材上に塗布されることにより形成され、
前記基材は、ポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン、または、ポリイミド系樹脂からなり、
前記熱膨張層を引っ張ることで前記基材からの前記熱膨張層の剥離が可能な状態として前記熱膨張層の破断強度が前記熱膨張層の前記基材からの剥離強度よりも高い状態となるように、前記塗布液は前記バインダの混合率が設定されている、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
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