JP7131125B2 - 造形物及び造形物の製造方法 - Google Patents
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基材の少なくとも一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、を有する熱膨張性シートと、
前記カラーインク層の前記基材側とは反対側に、前記カラーインク層に重なるように設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層と、を備え、
前記熱変換層が設けられた領域における前記熱膨張層が膨張されている、
ことを特徴とする。
基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、を有する熱膨張性シートを用い、
電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層を、前記カラーインク層の前記基材側とは反対側に前記カラーインク層に重なるように形成し、
前記熱変換層に電磁波を照射することにより生じた熱によって前記熱変換層が形成された領域において、前記熱膨張層を膨張させる、
ことを特徴とする。
実施形態1に係る熱膨張性シート、熱膨張性シートの製造方法、造形物及び造形物の製造方法について、以下図面を用いて説明する。
熱膨張性シート11は、図1に示すように、基材31と、カラーインク層(第1のカラーインク層)32と、熱膨張層33と、を備える。本実施形態では熱膨張性シート11は、熱膨張層33が膨張されていない状態である。詳細に後述するように、熱膨張性シート11では、熱膨張性シート11の表側の面と裏側の面との少なくともいずれか一方に設けられた熱変換層を用い、熱膨張層33を膨張させる。これにより、熱膨張層33に凸もしくは凹凸を形成し、図3に示す造形物21を形成する。
また、本実施形態の熱膨張性シート11は、以下に示すようにして製造される。
まず、図2(a)に示すように、基材31としてシート状の材料、例えば紙からなるシートを用意する。基材31としてはPET等であってもよい。また、基材31は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
これにより、熱膨張性シート11が製造される。
次に、造形物21について図3を用いて説明する。
造形物21は、熱膨張性シート11の熱膨張層33を膨張させたものである。具体的に図3に示すように、熱膨張層33は、上面に凸部33aを備える。また、熱膨張層33上には熱変換層81が形成される。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層33との間に延びるように設けられる。
次に、上述した熱膨張性シート11を用いた造形物の製造方法(造形物製造処理)の流れを説明する。以下の造形物の製造方法では、ロール状に巻かれた熱膨張性シート11を使用する場合(ロール式)を例に挙げて説明するが、枚葉式であってもよい。
温度センサ53は、熱電対、サーミスタ等であって、反射板52の温度を測定する測定手段として機能する。反射板52の温度を測定することで、照射部51が照射している電磁波の強さ、すなわち電磁波のエネルギーの大きさの指標とすることができる。
冷却部54は、反射板52の上側に設けられる。冷却部54は、少なくとも1つの給気ファンを備え、膨張装置50の内部を冷却する冷却手段として機能する。
以下、実施形態2に係る熱膨張性シート、熱膨張性シートの製造方法、造形物及び造形物の製造方法について、図を用いて説明する。本実施形態の熱膨張性シート及び造形物が実施形態1に係る熱膨張性シート及び造形物と異なるのは、熱膨張層33上に第2のカラーインク層34を備える点にある。実施形態1と共通する部分については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
熱膨張性シート12は、図9に示すように、基材31と、カラーインク層32と、熱膨張層33と、第2のカラーインク層34とを備える。
次に、本実施形態の熱膨張性シート12の製造方法について図を用いて説明する。まず、実施形態1と同様の手順で、図10(a)~図10(c)に示すように、基材31上に、カラーインク層32と熱膨張層33とを形成する。続いて、カラーインク層32と同様にオフセット印刷装置等を利用して、図10(d)に示すように、第2のカラーインク層34を熱膨張層33上に形成する。なお、第2のカラーインク層34はオフセット印刷装置以外の印刷装置を用いてもよい。これにより、熱膨張性シート12が形成される。
造形物22は、熱膨張性シート12の熱膨張層33の少なくとも一部を膨張させたシートである。造形物22の基材31、カラーインク層32及び熱膨張層33については、実施形態1と同様である。具体的には、図11に示すように、熱膨張層33は、上面に周囲の領域から突出する凸部33aを備える。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層33との間に延びるように設けられる。特に本実施形態では、第2のカラーインク層34が熱膨張層33の1つの凸部33a上に設けられる。また、凸部33a上には熱変換層81が設けられる。なお、第2のカラーインク層34が設けられる領域は、上記のように図示した例に限られず任意である。
次に、熱膨張性シート12を用いた造形物22の製造方法について説明する。造形物22の製造方法は、実施形態1と同様にして行われるため、実施形態1のフローチャート(図5)等を用いて説明する。
以下、実施形態3に係る熱膨張性シート13及び造形物23について、図を用いて説明する。本実施形態の熱膨張性シート13及び造形物23が実施形態1に係る熱膨張性シート11及び造形物21と異なるのは、熱膨張層36がパターニングされており、熱膨張性シート13の全体に形成されていない点にある。実施形態1と共通する部分については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
熱膨張性シート13は、図13に示すように、基材31と、カラーインク層32と、熱膨張層36とを備える。
次に、本実施形態の熱膨張性シート13の製造方法を、図14(a)~図14(c)を参照して説明する。
造形物23は、熱膨張性シート13の熱膨張層36を膨張させたものである。具体的には、図15に示すように熱膨張層36は、上面に凸部36aを備える。また、熱膨張層36の凸部36a上には熱変換層81が設けられる。カラーインク層32の少なくとも一部は、基材31と熱膨張層36との間に設けられる。また、カラーインク層32は、図13に示すように、熱膨張層36に覆われず、露出している領域を有していてもよく、図13とは異なり、全てが熱膨張層36下に形成されていてもよい。
次に、熱膨張性シート13を用いた造形物を製造する処理は、実施形態1と同様にして行われるため、実施形態1のフローチャート(図5)を用いて説明する。
以下、実施形態4に係る熱膨張性シート14及び造形物24について、図を用いて説明する。本実施形態の熱膨張性シート14及び造形物24が、上述した各実施形態に係る熱膨張性シート及び造形物と異なるのは、熱膨張層36が実施形態3と同様にパターニングされており、更に熱膨張層36上に実施形態2と同様の第2のカラーインク層34を備える点にある。上述した実施形態と共通する部分については、同じ符号を付し、詳細な説明は省略する。
熱膨張性シート14は、図16に示すように、基材31と、カラーインク層32と、熱膨張層36と、第2のカラーインク層34とを備える。
本実施形態の熱膨張性シート14のカラーインク層32及び熱膨張層36は、図17(a)~図17(c)に示すように、実施形態3と同様の方法によって基材31上に形成される。本実施形態では、熱膨張層36を形成した後、基材31とカラーインク層32と熱膨張層36との少なくともいずれか1つの上に、図17(d)に示すように、第2のカラーインク層34を形成する。具体的に、第2のカラーインク層34は、フレキソ印刷等の任意の印刷装置を用いて形成される。
造形物24は、熱膨張性シート14の熱膨張層36を膨張させたシートである。具体的には、図18に示すように基材31、カラーインク層32及び熱膨張層36は、実施形態3の造形物23と同様である。熱膨張層36は、上面に凸部36aを備える。カラーインク層32は、基材31と熱膨張層36との間に延びるように設けられる。特に本実施形態では、第2のカラーインク層34が熱膨張層36の凸部36a上に設けられる。また、熱変換層は凸部36aが設けられる領域に形成され、図18に示す例では、第2のカラーインク層34上に設けられている。なお、第2のカラーインク層34が設けられる領域は、上記のように図示した例に限られず任意である。また、熱膨張層36は、形成された領域の全てで膨張されている必要はなく、図18に示すように膨張されていない領域を有してもよい。膨張されていない熱膨張層36では、熱膨張層36を介して、カラーインク層32を視認することもできる。
次に、熱膨張性シート14を用いた造形物を製造する処理は、実施形態1と同様にして行われるため、実施形態1のフローチャート(図5)を用いて説明する。
[付記1]
基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、
を備えることを特徴とする熱膨張性シート。
前記熱膨張層上に設けられた第2のカラーインク層を更に備える、
ことを特徴とする付記1に記載の熱膨張性シート。
前記基材の他方の面上に設けられた第3のカラーインク層を更に備える、
ことを特徴とする付記1又は2に記載の熱膨張性シート。
前記熱膨張層は、パターニングされている、
ことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1つに記載の熱膨張性シート。
前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする付記1乃至4のいずれか1つに記載の熱膨張性シート。
付記1乃至5のいずれか1つに記載の熱膨張性シートを備え、
前記熱膨張性シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層と、を備え、
前記熱変換層が設けられた領域における前記熱膨張層が膨張されている、
ことを特徴とする造形物。
付記1乃至5のいずれか1つに記載の熱膨張性シートを用い、
前記熱膨張性シートの一方の面と他方の面との少なくともいずれか一方の面に、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層を形成し、
前記熱変換層に電磁波を照射することにより生じた熱によって前記熱変換層が形成された領域において、前記熱膨張層を膨張させる、
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カラーインク層を形成する工程と、
前記カラーインク層の少なくとも一部上に、熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
を備えることを特徴とする熱膨張性シートの製造方法。
前記熱膨張層上に第2のカラーインク層を形成する工程を更に備える、
ことを特徴とする付記8に記載の熱膨張性シート。
前記基材の他方の面上に設けられた第3のカラーインク層を更に備える、
ことを特徴とする付記8又は9に記載の熱膨張性シートの製造方法。
前記熱膨張層形成工程では、パターニングにより前記熱膨張層を形成する、
ことを特徴とする付記8乃至10のいずれか1つに記載の熱膨張性シートの製造方法。
前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする付記8乃至11のいずれか1つに記載の熱膨張性シートの製造方法。
Claims (10)
- 基材の少なくとも一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、を有する熱膨張性シートと、
前記カラーインク層の前記基材側とは反対側に、前記カラーインク層に重なるように設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層と、を備え、
前記熱変換層が設けられた領域における前記熱膨張層が膨張されている、
ことを特徴とする造形物。 - 前記熱膨張性シートは、前記熱膨張層上に設けられた第2のカラーインク層を更に有する、
ことを特徴とする請求項1に記載の造形物。 - 前記熱膨張性シートは、前記基材の他方の面上に設けられた第3のカラーインク層を更に有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の造形物。 - 前記熱膨張性シートの前記熱膨張層は、パターニングされている、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の造形物。 - 前記熱膨張性シートの前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の造形物。 - 基材の一方の面上に設けられたカラーインク層と、前記カラーインク層の少なくとも一部上に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、を有する熱膨張性シートを用い、
電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換層を、前記カラーインク層の前記基材側とは反対側に前記カラーインク層に重なるように形成し、
前記熱変換層に電磁波を照射することにより生じた熱によって前記熱変換層が形成された領域において、前記熱膨張層を膨張させる、
ことを特徴とする造形物の製造方法。 - 前記熱膨張性シートは、前記熱膨張層上に設けられた第2のカラーインク層を更に有する、
ことを特徴とする請求項6に記載の造形物の製造方法。 - 前記熱膨張性シートは、前記基材の他方の面上に設けられた第3のカラーインク層を更に有する、
ことを特徴とする請求項6又は7に記載の造形物の製造方法。 - 前記熱膨張性シートの前記熱膨張層は、パターニングされている、
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれか1項に記載の造形物の製造方法。 - 前記熱膨張性シートの前記基材は、透明又は半透明である、
ことを特徴とする請求項6乃至9のいずれか1項に記載の造形物の製造方法。
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