JP7251568B2 - Three-dimensional model forming sheet and three-dimensional model manufacturing method - Google Patents

Three-dimensional model forming sheet and three-dimensional model manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、立体造形物形成シートおよび立体造形物の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional object forming sheet and a three-dimensional object manufacturing method.

熱によって膨張する発泡性のマイクロカプセルを含有する熱膨張層を基材上にパターン形成して、全体を加熱して熱膨張層のパターンを膨張させて装飾シートを形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。さらに、前記の熱膨張層を基材の一面側の全面に設けた熱膨張性シート（または熱発泡性シートという）を用いて、この一面側の所望の領域に限定して凸状とした立体造形物を形成する技術が知られている。詳しくは、熱膨張性シートの凸状にしようとする領域のパターンを、熱膨張性シートの熱膨張層側の表面または基材側の表面（以下、裏面）に光吸収性の高い黒色インクで印刷する。この印刷面に近赤外線等の光を照射することによって、黒色インクが発熱して熱膨張層を黒色インクの濃淡に応じた厚さに膨張させて、容易に立体造形物を形成することができる。さらに熱膨張性シートの表面に、光吸収性の実質的にないシアン、マゼンタ、イエローの色インクで所望の色彩の画像パターンを印刷して、画像パターンと凹凸を組み合わせた立体画像を形成することができる（例えば、特許文献２参照）。このような立体画像は、画像パターンに対応した凹凸を有する、また、画像パターンの色彩の濃淡によって視覚的に凹凸を強調されたものとすることができる。 A technique is known in which a thermal expansion layer containing expandable microcapsules that expands with heat is patterned on a base material, and the whole is heated to expand the pattern of the thermal expansion layer to form a decorative sheet. (See Patent Document 1, for example). Furthermore, using a thermally expandable sheet (or referred to as a thermally expandable sheet) in which the thermally expandable layer is provided on the entire surface of one side of the base material, a three-dimensional shape is formed limited to a desired region on this one side. Techniques for forming shaped objects are known. Specifically, the pattern of the area to be convex on the thermally expandable sheet is printed on the surface of the thermally expandable sheet on the side of the thermal expansion layer or on the surface of the base material (hereinafter referred to as the back surface) with a black ink with high light absorption. Print. By irradiating the printed surface with light such as near-infrared rays, the black ink generates heat to expand the thermal expansion layer to a thickness corresponding to the shade of the black ink, and a three-dimensional object can be easily formed. . Furthermore, an image pattern of desired colors is printed on the surface of the thermally expansible sheet with color inks of cyan, magenta, and yellow that do not substantially absorb light, thereby forming a three-dimensional image combining the image pattern and unevenness. (see, for example, Patent Document 2). Such a stereoscopic image can have unevenness corresponding to the image pattern, and the unevenness can be visually emphasized by the color gradation of the image pattern.

立体造形物は、触地図のような視覚障碍者のための情報媒体、あるいは画像パターンと凹凸を組み合わせた絵画やより強く視覚情報を伝達したい広告媒体等に利用され得る。また、布、皮革、木材等の凹凸を含む模様を有するシート状の素材を模した見本、さらにはこれらの素材の代替物として装飾シート（化粧シート、化粧材）のような装飾材料への利用が期待されている。 Three-dimensional objects can be used as information media for the visually impaired, such as tactile maps, paintings combining image patterns and projections and depressions, and advertising media that want to convey visual information more strongly. In addition, it can be used as a sample that imitates a sheet-shaped material with a pattern including unevenness such as cloth, leather, wood, etc., and as a substitute for these materials, it can be used as a decorative material such as a decorative sheet (decorative sheet, decorative material). is expected.

特許第３９５４１５７号公報Japanese Patent No. 3954157 特開平１－２８６６０号公報JP-A-1-28660

熱膨張性シートは、熱膨張層を膨張させたときに皺が生じたり波打つこと等のないように、かつ印刷機の被印刷物として搬送可能なように、厚口の紙等のある程度の強度を有する伸縮性のない基材を備える。そのため、立体造形物は、曲げたり折ったりしてある程度変形させることはできるが、曲率の高い変形は困難であり、特に、凹面に変形させると表面に皺を生じ易く、また、球面のような三次元曲面（非可展面）にすることができない。そのため、立体造形物を皮革等の代替物として、このような曲面を有する椅子のような家具等の表面を装飾することは困難である。また、立体造形物が基材として紙を含んでいる場合、家具等がこのような立体造形物を貼り付けられると、吸湿により劣化する虞がある。 The thermally expansible sheet is made of thick paper or the like with a certain degree of strength so that it does not wrinkle or wrinkle when the thermally expansible layer is expanded, and so that it can be transported as a printed material for a printing press. It has a non-stretchable base material. Therefore, although a three-dimensional object can be deformed to some extent by bending or folding, it is difficult to deform with a high curvature. It cannot be a three-dimensional curved surface (non-developable surface). Therefore, it is difficult to decorate the surface of furniture such as a chair having such a curved surface by using a three-dimensional object as a substitute for leather or the like. Moreover, when the three-dimensional object contains paper as a base material, there is a possibility that furniture or the like may deteriorate due to moisture absorption when such a three-dimensional object is attached.

本発明の課題は、シートが備える基材を原因として劣化することが抑制される立体造形物形成シート、および、シートが備える基材を原因として劣化することが抑制される立体造形物の製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a three-dimensional object forming sheet that is suppressed from being deteriorated due to the base material included in the sheet, and a method for manufacturing a three-dimensional object that is suppressed from being deteriorated due to the base material included in the sheet. is to provide

上記課題を解決するため、本発明に係る立体造形物形成シートは、加熱されると膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を一方の面上に積層する基材と、を備え、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を少なくとも一方の面に形成される立体造形物形成シートであって、前記熱膨張層は耐水性を有し、前記基材は、前記一方の面側に水溶性材料を含有している、ことを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る立体造形物形成シートは、加熱されると膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を一方の面上に積層する基材と、を備え、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を少なくとも一方の面に形成される立体造形物形成シートであって、前記熱膨張層は、前記基材に含有される薬品に対する耐薬品性を有し、前記基材は、前記一方の面側に前記薬品で分解される材料を含有している、ことを特徴とする。
上記課題を解決するため、本発明に係る立体造形物形成シートは、加熱されると膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を一方の面上に積層する基材と、を備え、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を少なくとも一方の面に形成される立体造形物形成シートであって、前記基材は、前記一方の面側に紫外線硬化樹脂を含有する層が形成されている、ことを特徴とする。

In order to solve the above problems, a three-dimensional object forming sheet according to the present invention includes a thermally expandable layer that expands when heated, and a substrate on which the thermally expandable layer is laminated on one side, and absorbs A three-dimensional object forming sheet having a light-to-heat conversion layer formed on at least one surface for converting light into heat and emitting heat, wherein the thermal expansion layer has water resistance, and the substrate comprises the one surface. It is characterized by containing a water-soluble material on the side.
In order to solve the above problems, a three-dimensional object forming sheet according to the present invention includes a thermally expandable layer that expands when heated, and a substrate on which the thermally expandable layer is laminated on one side, and absorbs A three-dimensional object forming sheet having a photothermal conversion layer that converts light into heat and emits heat is formed on at least one surface, wherein the thermal expansion layer has chemical resistance to chemicals contained in the base material. and the base material contains a material that is decomposed by the chemical on the one surface side.
In order to solve the above problems, a three-dimensional object forming sheet according to the present invention includes a thermally expandable layer that expands when heated, and a substrate on which the thermally expandable layer is laminated on one side, and absorbs A three-dimensional object forming sheet on which a photothermal conversion layer that converts light into heat and emits heat is formed on at least one surface, wherein the substrate has a layer containing an ultraviolet curable resin formed on the one surface side. characterized in that

また、本発明に係る立体造形物の製造方法は、表面に凹凸を有する立体造形物の製造方法であって、水溶性材料を含有する基材の表面に、耐水性を有し加熱されると膨張する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を、前記基材の裏面または前記熱膨張層の表面の少なくとも一方に形成する光熱変換層印刷工程と、光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、水を用いて、前記基材を前記熱膨張層の裏面から除去する除去工程と、を順に行う、ことを特徴とする。
本発明に係る立体造形物の製造方法は、表面に凹凸を有する立体造形物の製造方法であって、熱膨張層を積層される一方の面側に薬品で分解される材料を含有する基材の前記一方の面に、前記薬品に対する耐薬品性を有し加熱されると膨張する前記熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を、前記基材の裏面または前記熱膨張層の表面の少なくとも一方に形成する光熱変換層印刷工程と、光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、前記薬品を使用することで、前記基材を前記熱膨張層の裏面から除去する除去工程と、を順に行う、ことを特徴とする。
本発明に係る立体造形物の製造方法は、表面に凹凸を有する立体造形物の製造方法であって、熱膨張層を積層される一方の面側に紫外線硬化樹脂を含有する層が形成されている基材の表面に、加熱されると膨張する前記熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を、前記基材の裏面または前記熱膨張層の表面の少なくとも一方に形成する光熱変換層印刷工程と、光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、紫外線を照射されることに伴い前記紫外線硬化樹脂を含有する層の粘着性を低下させることで、前記基材を前記熱膨張層の裏面から除去する除去工程と、を順に行う、ことを特徴とする。 In addition, a method for producing a three-dimensional object according to the present invention is a method for producing a three-dimensional object having unevenness on the surface, wherein the surface of a base material containing a water-soluble material has water resistance and is heated. a thermal expansion layer forming step of forming a thermal expansion layer that expands; and a photothermal conversion layer that converts absorbed light into heat and emits heat, forming a photothermal conversion layer on at least one of the back surface of the base material and the surface of the thermal expansion layer. a conversion layer printing step; a light irradiation step of irradiating light to reach the photothermal conversion layer to expand the thermal expansion layer in the region where the photothermal conversion layer is formed ; from the rear surface of the thermal expansion layer, and a removing step of removing from the back surface of the thermal expansion layer.
A method for producing a three-dimensional object according to the present invention is a method for producing a three-dimensional object having unevenness on the surface, and a substrate containing a material that can be decomposed by chemicals on one side on which a thermal expansion layer is laminated. a thermal expansion layer forming step of forming the thermal expansion layer that has chemical resistance to the chemical and expands when heated, on the one surface of the above; and a photothermal conversion layer that converts absorbed light into heat and emits it. is formed on at least one of the back surface of the base material or the surface of the thermal expansion layer, and a region where the photothermal conversion layer is formed by irradiating light to reach the photothermal conversion layer. a light irradiation step of expanding the thermal expansion layer, and a removal step of removing the base material from the back surface of the thermal expansion layer by using the chemical.
A method for producing a three-dimensional object according to the present invention is a method for producing a three-dimensional object having unevenness on the surface, and a layer containing an ultraviolet curable resin is formed on one side on which a thermal expansion layer is laminated. A thermal expansion layer forming step of forming the thermal expansion layer that expands when heated, and a photothermal conversion layer that converts absorbed light into heat and emits heat is formed on the surface of the substrate on which the a step of printing a photothermal conversion layer to form on at least one of the surfaces of the thermal expansion layer; and irradiating light to reach the photothermal conversion layer and expand the thermal expansion layer in the region where the photothermal conversion layer is formed. An irradiation step and a removal step of removing the base material from the back surface of the thermal expansion layer by reducing the adhesiveness of the layer containing the ultraviolet curable resin as a result of being irradiated with ultraviolet rays. It is characterized by

本発明に係る立体造形物形成シートによれば、シートが備える基材を原因として劣化することが抑制される立体造形物形成シート、および、シートが備える基材を原因として劣化することが抑制される立体造形物を形成することができる。

According to the three-dimensional object forming sheet according to the present invention, the three-dimensional object forming sheet that is suppressed from being deteriorated due to the base material included in the sheet, and the deterioration due to the base material included in the sheet is suppressed. It is possible to form a three- dimensional molded object .

本発明に係る立体造形物の外観図である。1 is an external view of a three-dimensional object according to the present invention; FIG. 本発明に係る立体造形物の構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施形態およびその変形例の断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the structure of the three-dimensional molded article which concerns on this invention, (a) is a top view, (b), (c) is each sectional drawing of embodiment and its modification. 本発明の実施形態に係る立体造形物形成シートの構成を示す模式図であり、（ａ）、（ｂ）は断面図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows the structure of the three-dimensional molded article formation sheet which concerns on embodiment of this invention, (a), (b) is sectional drawing. 本発明に係る立体造形物の製造方法の流れを示すフローチャートである。It is a flow chart which shows a flow of a manufacturing method of a three-dimensional model concerning the present invention. 本発明に係る立体造形物の製造方法における工程を説明する模式図であり、（ａ）は熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は光照射工程のそれぞれにおける断面図を示す。It is a schematic diagram illustrating the steps in the method for producing a three-dimensional object according to the present invention, (a) is a thermal expansion layer forming step, (b) is a photothermal conversion layer printing step, (c) is an image printing step, (d) ) shows a cross-sectional view in each of the light irradiation steps. 本発明に係る立体造形物の使用例を説明する外観図である。It is an external view explaining the usage example of the three-dimensional molded article which concerns on this invention. 本発明の変形例に係る立体造形物の製造方法における工程を説明する模式図であり、（ａ）は光熱変換層印刷工程、（ｂ）は画像印刷工程、（ｃ）は光照射工程のそれぞれにおける断面図を示す。It is a schematic diagram explaining the process in the manufacturing method of the three-dimensional object according to the modification of the present invention, (a) is a photothermal conversion layer printing process, (b) is an image printing process, and (c) is a light irradiation process. shows a cross-sectional view in

以下、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。ただし、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための立体造形物を例示するものであって、以下に限定するものではない。図面に示す部材は、説明を明確にするために、大きさや位置関係等を誇張していることがあり、また、形状を単純化していることがある。また、以下の説明において、同一のまたは同質の部材や工程については、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。 EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated in detail with reference to each figure. However, the form shown below is an example of a three-dimensional molded article for embodying the technical idea of this embodiment, and is not limited to the following. The members shown in the drawings may have exaggerated sizes, positional relationships, etc., and may have simplified shapes for clarity of explanation. Moreover, in the following description, the same reference numerals are given to the same or homogeneous members and processes, and the description thereof will be omitted as appropriate.

〔立体造形物〕
本発明の実施形態に係る立体造形物の構成について、図１および図２を参照して説明する。図１は、本発明に係る立体造形物の外観図である。図２は、本発明に係る立体造形物の構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）、（ｃ）はそれぞれ実施形態およびその変形例の断面図である。本明細書において、立体造形物とは、部分的に厚いことにより一面側の表面に凹凸を有するシート状の印刷物であり、特に、前記一面側の表面に色彩を有する立体造形物を、適宜、立体画像と称する。 [Three-dimensional model]
A configuration of a three-dimensional object according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. FIG. 1 is an external view of a three-dimensional object according to the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of a three-dimensional object according to the present invention, where (a) is a plan view and (b) and (c) are cross-sectional views of an embodiment and a modification thereof, respectively. In this specification, the three-dimensional object is a sheet-like printed material having unevenness on the surface of one side due to its partial thickness. This is called a stereoscopic image.

図１に示すように、立体画像（立体造形物）１はシート状の可撓性部材であり、一方の面（表面）に画像とそれに付随する凹凸とを形成されている。ここでは、立体画像１は、図２に示すようにブドウの図柄が描画され、このブドウの房の粒が隆起して高く（厚さが大きく）、葉が粒よりも低く隆起し、背景が最も低く平坦である。また、立体画像１は、全体の形状が正方形であるが、形状や大きさ等を目的に応じて適宜選択することができる。立体画像１は、さらに伸縮性を有し、図１に示すように、球面や双曲放物面のような三次元曲面形状に変形させることができる。したがって、立体画像１は、裏面に接着剤を塗布して、任意の形状の物品の表面に弛みや破れ等なく貼り付けられる（詳細は後記製造方法にて説明する）。物品は、例えば家具等の日用品、また、飲料瓶等の容器や梱包材等であり、特に限定されない。このような立体画像１は、図２（ｂ）に示すように、上面（表面）に凹凸を有する熱膨張層３と、熱膨張層３の表面に形成された黒色パターンである光熱変換層４と、当該立体画像１の表面に形成されて画像を構成する色彩層５と、を備える。なお、本明細書においては、別途記載のない限り、図２（ｂ）およびその他の断面図における上下を同じく上下として説明する。これらの立体画像１は、図３に示す熱膨張性シート（立体造形物形成シート）１０を用いて製造される。 As shown in FIG. 1, a three-dimensional image (three-dimensional object) 1 is a sheet-like flexible member, and has an image and concavo-convex portions formed on one surface (surface) thereof. Here, in the stereoscopic image 1, a pattern of grapes is drawn as shown in FIG. Lowest and flat. Also, although the stereoscopic image 1 has a square shape as a whole, the shape, size, and the like can be appropriately selected according to the purpose. The stereoscopic image 1 is also elastic and can be deformed into a three-dimensional curved shape such as a spherical surface or a hyperbolic paraboloid, as shown in FIG. Therefore, the three-dimensional image 1 can be attached to the surface of an article having an arbitrary shape by applying an adhesive to the back surface without looseness or breakage (details will be described later in the manufacturing method). The articles are, for example, daily necessities such as furniture, containers such as beverage bottles, packing materials, and the like, and are not particularly limited. Such a three-dimensional image 1, as shown in FIG. and a color layer 5 that is formed on the surface of the stereoscopic image 1 to form an image. In this specification, unless otherwise specified, the top and bottom in FIG. 2(b) and other cross-sectional views are also described as top and bottom. These three-dimensional images 1 are produced using a thermally expandable sheet (three-dimensional object forming sheet) 10 shown in FIG.

（熱膨張層）
熱膨張層３は、立体画像１における主要部品で、一方の面（表面）に凹凸を形成するように厚さが領域毎に異なる膜であり、表面の高さが最も低い、すなわち最も薄い領域が厚さｔ0で均一である。熱膨張層３は、可撓性および伸縮性を有し、さらに、立体画像１が装飾材料や広告媒体等として好適に使用されるために、耐水性を有することが好ましい。熱膨張層３の詳細な構成については、後記の熱膨張性シート１０の構成にて説明する。 (thermal expansion layer)
The thermal expansion layer 3 is a main component in the stereoscopic image 1, and is a film having a different thickness for each region so as to form unevenness on one side (surface), and the surface height is the lowest, that is, the thinnest region. is uniform at thickness t 0 . The thermal expansion layer 3 preferably has flexibility and stretchability, and further has water resistance so that the three-dimensional image 1 can be suitably used as a decorative material, an advertising medium, or the like. A detailed configuration of the thermally expandable layer 3 will be described in the configuration of the thermally expandable sheet 10 described later.

（光熱変換層）
光熱変換層４は、図２（ｂ）に示す立体画像１の、最も厚さの小さい（厚さｔ0の）領域を除いて、熱膨張層３の表面に形成されている。光熱変換層４は、特定の波長域の光、例えば近赤外線光（波長７８０ｎｍ～２．５μｍ）を吸収して、熱に変換して放出する層であり、具体的にはカーボンブラックを含有する一般的な印刷用の黒色（Ｋ）インクからなる。さらに、光熱変換層４は、熱膨張層３と同様に耐水性を有することが好ましい。光熱変換層４は、濃淡、すなわちカーボンブラックの濃度に応じて光を照射されたときの発熱温度が変化し、この温度に応じて膨張前の熱膨張層３を膨張させて、立体画像１の表面に凹凸を形成する。したがって、光熱変換層４は、立体画像１のより高く凸状にしたい領域へより濃く、グレースケール印刷で印刷されている。なお、本明細書において、「光」とは、別途記載のない限り、光熱変換層４のカーボンブラックによって熱に変換される近赤外線光とする。 (Photothermal conversion layer)
The light-to-heat conversion layer 4 is formed on the surface of the thermal expansion layer 3 except for the thinnest region (thickness t 0 ) of the three-dimensional image 1 shown in FIG. 2(b). The photothermal conversion layer 4 is a layer that absorbs light in a specific wavelength range, for example near-infrared light (wavelength 780 nm to 2.5 μm), converts it into heat and emits it, and specifically contains carbon black. Consists of black (K) ink for general printing. Furthermore, the photothermal conversion layer 4 preferably has water resistance like the thermal expansion layer 3 . The light-to-heat conversion layer 4 changes its heat generation temperature when it is irradiated with light according to the density of the carbon black. Form unevenness on the surface. Therefore, the light-to-heat conversion layer 4 is printed in grayscale printing in a darker area on the area of the stereoscopic image 1 that is desired to have a higher convex shape. In this specification, “light” means near-infrared light that is converted into heat by the carbon black of the photothermal conversion layer 4, unless otherwise specified.

（色彩層）
色彩層５は、一般的な印刷用のシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色インクからなり、例えばフルカラー印刷によって、所望の画像パターンを立体画像１の表面、すなわち熱膨張層３の表面やその上の光熱変換層４上に形成されている。色彩層５は、印刷方式によってはさらに白色インクを含んでもよい。なお、色彩層５における黒色は、前記３色の色インクの混色で表現し、カーボンブラックを含有する黒色インクは使用しない。色彩層５は、熱膨張層３と同様に耐水性を有することが好ましく、例えば顔料系インクを適用される。 (color layer)
The color layer 5 is made of cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) color inks for general printing. It is formed on the surface of the layer 3 and the photothermal conversion layer 4 thereon. The color layer 5 may further contain white ink depending on the printing method. The black color in the color layer 5 is represented by a mixture of the three color inks, and the black ink containing carbon black is not used. The color layer 5 preferably has water resistance like the thermal expansion layer 3, and is applied with, for example, a pigment-based ink.

立体画像１は、さらに熱膨張層３の表面に、光熱変換層４および色彩層５を構成するインクに対応したインク受容層を備えていてもよい（図示せず）。この場合、光熱変換層４および色彩層５は、インク受容層の表面に印刷される。インク受容層は、例えばインクジェットプリンタ印刷用紙に使用される、多孔質シリカ等からなる。また、立体画像１は、色彩層５の下に、光熱変換層４を被覆するように隠蔽層を備えてもよい（図示せず）。隠蔽層は、例えば白色インクからなり、少なくとも光熱変換層４を形成した領域に設けられることが好ましい。隠蔽層が設けられることで、色彩層５がより鮮明な外観を呈し、特に色彩層５の色の淡い領域がある場合や、色彩層５を設けない領域に光熱変換層４が設けられる場合に好ましい。 The three-dimensional image 1 may further include an ink-receiving layer (not shown) on the surface of the thermal expansion layer 3 corresponding to the inks forming the light-to-heat conversion layer 4 and the color layer 5 . In this case, the photothermal conversion layer 4 and the color layer 5 are printed on the surface of the ink receiving layer. The ink-receiving layer is made of porous silica or the like, which is used, for example, in printing paper for inkjet printers. Moreover, the stereoscopic image 1 may be provided with a masking layer (not shown) under the color layer 5 so as to cover the photothermal conversion layer 4 . The masking layer is made of white ink, for example, and is preferably provided at least in the region where the photothermal conversion layer 4 is formed. By providing the concealing layer, the color layer 5 has a clearer appearance, especially when the color layer 5 has a light-colored region or when the light-to-heat conversion layer 4 is provided in a region where the color layer 5 is not provided. preferable.

〔熱膨張性シート〕
立体画像１に用いられる熱膨張性シート１０の構成について、図３を参照して以下に説明する。図３は、本発明の実施形態に係る立体造形物形成シートの構成を示す模式図であり、（ａ）、（ｂ）は断面図である。図３（ａ）に示すように、本実施形態に係る熱膨張性シート１０は、基材２と、基材２上の全面に均一な厚さに設けられた熱膨張層３と、を備える。熱膨張性シート１０は、さらに、最表面すなわち熱膨張層３の表面に、インク受容層を備えていてもよい（図示せず）。熱膨張性シート１０は、表面（上面）、あるいはさらに裏面に光熱変換層４や色彩層５を構成するインクを印刷されるための被印刷物である。 [Thermal expansion sheet]
The configuration of the thermally expandable sheet 10 used for the stereoscopic image 1 will be described below with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the three-dimensional molded article forming sheet according to the embodiment of the present invention, and (a) and (b) are cross-sectional views. As shown in FIG. 3( a ), the thermally expandable sheet 10 according to this embodiment includes a substrate 2 and a thermally expandable layer 3 provided with a uniform thickness over the entire surface of the substrate 2 . . The thermally expandable sheet 10 may further have an ink-receiving layer on the outermost surface, that is, the surface of the thermally expandable layer 3 (not shown). The thermally expandable sheet 10 is a printing material on which inks forming the photothermal conversion layer 4 and the color layer 5 are printed on the surface (upper surface) or the back surface thereof.

（基材）
基材２は、軟質な熱膨張層３を表面で支持して、熱膨張性シート１０を被印刷物として十分な、また、熱膨張層３が部分的に膨張したときに、皺を生じたり大きく波打ったりしない程度の強度を有し、また、耐熱性を有する。なお、本明細書において、耐熱性とは、立体画像の製造における温度、特に熱膨張層３を膨張させるための加熱温度に対する耐熱性を指す。さらに、基材２は、特定の方法によって熱膨張層３から除去可能で、かつ前記方法による除去前においては、熱膨張層３との密着性のよい構成とする。基材２の熱膨張層３からの除去とは、熱膨張層３を変形、破損させたり、表面の色彩層５や光熱変換層４を色落ち等させることなく、熱膨張層３の裏面から基材２を離脱させることを指し、基材２はその形状等を維持しなくてもよい。すなわち、基材２は、熱膨張層３から界面で剥離されてもよいし、全体または熱膨張層３との界面を含む部分が溶解されてもよい。 (Base material)
The base material 2 supports the soft thermal expansion layer 3 on the surface, and the thermal expansion sheet 10 is sufficient as a printed material. It is strong enough not to wrinkle and has heat resistance. In this specification, heat resistance refers to heat resistance to the temperature in the production of a stereoscopic image, particularly to the heating temperature for expanding the thermal expansion layer 3 . Further, the base material 2 is removable from the thermal expansion layer 3 by a specific method, and has good adhesion to the thermal expansion layer 3 before removal by the above method. The removal of the base material 2 from the thermal expansion layer 3 means removing from the back surface of the thermal expansion layer 3 without deforming or damaging the thermal expansion layer 3 or discoloring the color layer 5 or the photothermal conversion layer 4 on the surface. It refers to removing the base material 2, and the base material 2 does not have to maintain its shape or the like. That is, the base material 2 may be peeled off from the thermal expansion layer 3 at the interface, or the entirety or a portion including the interface with the thermal expansion layer 3 may be dissolved.

熱膨張性シート１０（立体画像１）に対しては、色彩層５等のインク、さらには熱膨張層３を溶解させる有機溶剤は使用することができない。また、加熱は、高温では熱膨張層３が膨張、変形し、それよりも低い温度で離脱される基材では、熱膨張層３を膨張させて凹凸を形成する工程で部分的に離脱される。そこで、基材２を除去する方法としては、例えば水洗が挙げられる。熱膨張層３、光熱変換層４および色彩層５がいずれも耐水性を有することで、これらを破損等させることなく、基材２が除去される。このような除去方法に対応した構成として、基材２は、機密文書の印刷用紙等に使用される水溶紙を適用することができる。水溶紙は、パルプおよびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の水溶性材料からなり、水に浸漬されるとＣＭＣが溶解してゲル状になる。ＣＭＣは、水溶性であると共にアルコール等の有機溶媒に不溶であり、さらに耐熱性も有するので、水溶紙は有機溶媒を含有するインクを印刷機で印刷することができる。同様の水溶性材料として、耐熱化されたポリビニルアルコール（ＰＶＡ）が挙げられる。 For the thermally expandable sheet 10 (three-dimensional image 1), the ink of the color layer 5, etc., and the organic solvent that dissolves the thermally expandable layer 3 cannot be used. Heating expands and deforms the thermal expansion layer 3 at a high temperature, and in the case of a substrate that is detached at a lower temperature, the thermal expansion layer 3 is expanded and partially detached in the step of forming unevenness. . Therefore, as a method for removing the base material 2, for example, washing with water can be mentioned. Since the thermal expansion layer 3, the photothermal conversion layer 4, and the color layer 5 all have water resistance, the substrate 2 can be removed without damaging them. As a configuration corresponding to such a removal method, the substrate 2 can be made of water-soluble paper used for printing paper for confidential documents. Water-soluble paper consists of water-soluble materials such as pulp and carboxymethyl cellulose (CMC), and when immersed in water, the CMC dissolves into a gel. CMC is water-soluble, insoluble in organic solvents such as alcohol, and has heat resistance, so water-soluble paper can be printed with inks containing organic solvents using a printer. A similar water-soluble material is heat-resistant polyvinyl alcohol (PVA).

基材２は、少なくとも熱膨張層３が積層される側の面に、水溶性材料を含有していればよい。したがって、基材２は、図３（ａ）に示すように、全体を水溶紙（水溶性材料を含有する層）２１で構成されていてもよく、あるいは、片面（表側）にのみ水溶紙２１を備えてもよい。具体的には、基材２は、図３（ｂ）に示すように、一般的な印刷用紙やＯＨＰシート等に用いられるポリエステル等からなる耐熱性の樹脂フィルム等の非水溶性材料からなる主基材２２を備え、その表面に比較的厚さの小さい水溶紙２１を、公知の接着剤等（図示省略）で貼り合わせた積層構造として、全体で必要な強度を確保する。または、基材２は、前記主基材２２の表面に、ＣＭＣ等からなる水溶層（水溶性材料を含有する層）２１を設けた構造としてもよい。基材２をこれらのような積層構造とすることで、除去した際に主基材２２を回収し易く、特に主基材２２が水を含浸させない樹脂フィルム等であれば、水洗等のみで再利用することができる。一方、主基材２２に水を含浸させる紙等の材料を適用することにより、水溶層２１まで水が浸入し易く、基材２が効率的に除去される。 The base material 2 may contain a water-soluble material at least on the surface on which the thermal expansion layer 3 is laminated. Therefore, as shown in FIG. 3(a), the base material 2 may be entirely composed of the water-soluble paper (layer containing the water-soluble material) 21, or the water-soluble paper 21 may be formed only on one side (front side). may be provided. Specifically, as shown in FIG. 3B, the base material 2 is mainly made of a water-insoluble material such as a heat-resistant resin film made of polyester or the like, which is used for general printing paper, OHP sheets, and the like. A base material 22 is provided, and water-soluble paper 21 having a relatively small thickness is adhered to the surface of the base material 22 by a known adhesive or the like (not shown) to form a laminated structure, thereby securing the necessary strength as a whole. Alternatively, the substrate 2 may have a structure in which a water layer (a layer containing a water-soluble material) 21 made of CMC or the like is provided on the surface of the main substrate 22 . When the base material 2 has such a laminated structure, it is easy to recover the main base material 22 when it is removed. can be used. On the other hand, by applying a material such as paper that impregnates water to the main base material 22, water easily penetrates to the water-soluble layer 21, and the base material 2 is efficiently removed.

（熱膨張層）
熱膨張層３は、部分的に膨張することにより、立体画像１において表面に凹凸を形成する。このような熱膨張層３は、公知の熱膨張性シートに適用される、熱膨張性のマイクロカプセルを含有し、熱可塑性樹脂をバインダとして基材２上に均一な厚さｔ0に形成された膜である。マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂で形成され、揮発性溶媒を内包し、前記熱可塑性樹脂や揮発性溶媒の種類にもよるが、約８０℃以上に加熱されると、加熱温度、さらには加熱時間に応じた大きさに膨張する。すなわち、立体画像１は、熱膨張性シート１０の熱膨張層３が加熱された領域で限定的に発泡して、加熱温度等に応じて気泡によって膨張して厚さが増大し、その結果、基材２に固定されていない表面が隆起して凹凸が形成される。熱膨張層３へのこのような部分的な加熱は、熱膨張層３の表面に形成された黒色インクからなる光熱変換層４（図２（ｂ）参照）、または後記の変形例のように、熱膨張性シート１０の裏面（基材２の裏面）に形成された同じく黒色インクからなる光熱変換層４Ａ（図２（ｃ）参照）が、光を変換して熱を放出することによって行われる。熱膨張層３は、さらに必要に応じて酸化チタン等の白色顔料を含有して、表面に形成される色彩層５が鮮明な外観を呈するように地色を白くすることが好ましい。あるいは、熱膨張層３は、立体画像１の外観に応じて、黒色以外の（カーボンブラックを含有しない）顔料で所望の色に着色されていてもよい。熱膨張層３は、最大で膨張前の１０倍程度の厚さに膨張し、所望の最大凹凸差に応じて、膨張前の熱膨張性シート１０における、すなわち膨張させない領域（背景等）における厚さｔ0が設計される。さらに、熱膨張層３は、基材２または基材２の表層を損傷、変質等させないように基材２上に成膜することができ、かつ、立体画像１の製造過程で基材２が除去される際に変形等しない材料で形成される。例えば基材２が水洗により除去される場合には、熱膨張層３は耐水性に加え、メタノール等の有機溶媒で溶液またはエマルジョンに調製して塗布法で成膜することのできる材料で形成される。このような熱可塑性樹脂材料として、エチレン－酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）やポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）等が挙げられる。 (thermal expansion layer)
The thermal expansion layer 3 forms irregularities on the surface of the stereoscopic image 1 by partially expanding. Such a thermally expandable layer 3 contains thermally expandable microcapsules applied to a known thermally expandable sheet, and is formed on the substrate 2 with a uniform thickness t 0 using a thermoplastic resin as a binder. It is a thin film. The microcapsules are formed of a thermoplastic resin and contain a volatile solvent. expands to a size that corresponds to That is, the three-dimensional image 1 expands in the area where the thermally expandable layer 3 of the thermally expandable sheet 10 is heated to a limited extent, expands due to the bubbles according to the heating temperature, etc., and increases in thickness. The surface that is not fixed to the base material 2 rises to form unevenness. Such partial heating of the thermal expansion layer 3 can be applied to the light-to-heat conversion layer 4 (see FIG. 2(b)) made of black ink formed on the surface of the thermal expansion layer 3, or as in a modification described later. , the photothermal conversion layer 4A (see FIG. 2(c)) formed on the back surface of the thermally expandable sheet 10 (the back surface of the substrate 2) and also made of black ink converts light and emits heat. will be The thermal expansion layer 3 preferably further contains a white pigment such as titanium oxide as necessary to whiten the background color so that the color layer 5 formed on the surface exhibits a clear appearance. Alternatively, the thermal expansion layer 3 may be colored in a desired color with a pigment other than black (not containing carbon black) according to the appearance of the stereoscopic image 1 . The thermal expansion layer 3 expands to a maximum thickness of about 10 times the thickness before expansion, and the thickness of the thermal expansion sheet 10 before expansion, i. t 0 is designed. Furthermore, the thermal expansion layer 3 can be formed on the base material 2 without damaging or deteriorating the base material 2 or the surface layer of the base material 2, and the base material 2 is It is made of a material that does not deform or the like when removed. For example, when the base material 2 is removed by washing with water, the thermal expansion layer 3 is made of a material that is water resistant and can be formed into a film by a coating method after being prepared into a solution or emulsion with an organic solvent such as methanol. be. Examples of such thermoplastic resin materials include ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA) and polyvinyl chloride (PVC).

〔立体画像の製造方法〕
（立体画像の製造装置）
本発明に係る熱膨張性シートおよび立体画像の製造に使用する装置について簡潔に説明する。熱膨張性シート１０の製造には、膨張前の熱膨張層３を基材２上に形成する塗布装置、さらに必要に応じて、熱膨張性シート１０を所望の寸法に加工するために、紙等を断裁する公知の断裁機が使用される。立体画像１の製造には、熱膨張性シート１０に光熱変換層４および色彩層５を印刷する印刷機と、熱膨張性シート１０に近赤外線光を照射することにより光熱変換層４を加熱して熱膨張層３を膨張させる光照射装置と、が使用される。 [Method for producing stereoscopic image]
(Stereoscopic image manufacturing device)
A brief description will be given of the apparatus used to manufacture the thermally expandable sheet and the stereoscopic image according to the present invention. In the production of the thermally expandable sheet 10, a coating device for forming the thermally expandable layer 3 on the base material 2 before expansion, and if necessary, a sheet of paper to process the thermally expandable sheet 10 into desired dimensions A known cutting machine for cutting, etc. is used. In order to manufacture the three-dimensional image 1, a printing machine for printing the photothermal conversion layer 4 and the color layer 5 on the thermally expandable sheet 10 is used, and the photothermal conversion layer 4 is heated by irradiating the thermally expandable sheet 10 with near-infrared light. and a light irradiation device that expands the thermal expansion layer 3 with a light irradiation device.

塗布装置は、塗料を紙等のシート状の基材に塗布して均一な厚さの塗膜を形成する装置であり、バーコーター、ローラー、スプレー等の方式による公知の装置を適用することができ、特に、均一な厚塗りに好適なバーコーター方式のものが好ましい。 The coating device is a device that applies a coating material to a sheet-like substrate such as paper to form a coating film of uniform thickness, and known devices such as bar coaters, rollers, and sprayers can be applied. In particular, a bar coater method suitable for uniform thick coating is preferred.

印刷機は、光熱変換層４、色彩層５を印刷する印刷機であり、オフセット、インクジェット等の公知のものを、印刷品質や生産形態（大量生産、少量生産）等に応じて適用する。また、印刷機は、被印刷物である熱膨張性シート１０の寸法および厚さに対応可能な仕様とし、さらに、被印刷物が熱膨張層３の熱膨張開始温度以上（例えば８０℃程度以上）に加熱されない方式とする。印刷機は、同じ１台でインクを使い分けて光熱変換層４、色彩層５を印刷することができ、あるいは、光熱変換層４を印刷する印刷機と色彩層５を印刷する印刷機とが異なる方式の印刷機でもよい。 The printer is a printer for printing the light-to-heat conversion layer 4 and the color layer 5, and a known printer such as offset or inkjet is applied according to the printing quality, production form (mass production, small volume production), and the like. In addition, the printing machine has specifications that can correspond to the size and thickness of the thermally expandable sheet 10, which is the material to be printed. Use a non-heating method. The same printer can print the light-to-heat conversion layer 4 and the color layer 5 by using different inks, or the printer for printing the light-to-heat conversion layer 4 and the printer for printing the color layer 5 are different. It may be a printing machine of the system.

光照射装置は、熱膨張性シート１０の光熱変換層４を形成した表面に光を照射して、熱膨張層３を加熱させる装置であり、熱膨張性シートで立体造形物を形成するための公知の装置を適用することができ、被照射物として、立体画像１の厚さに対応可能な仕様とする。詳しくは、光照射装置は、印刷機のようにシート状の被照射物を一方向に搬送する搬送機構と、光熱変換層４によって熱に変換される近赤外線光を含む光を放射する光源と、反射板と、当該光照射装置を冷却する冷却器と、を主に備える。光源は、例えばハロゲンランプであり、被照射物へその全幅にわたって設けられる。反射板は、光源から被照射物へ光を効率的に照射するために、略半円柱の柱面形状の曲面に形成されて内側に鏡面を有し、光源の被照射物と対向する側の反対側を覆う。冷却器は、空冷方式のファンや水冷方式のラジエータ等であり、反射板の近傍に設けられる。 The light irradiation device is a device for irradiating the surface of the thermally expandable sheet 10 on which the photothermal conversion layer 4 is formed with light to heat the thermally expandable layer 3. A known device can be applied, and the thickness of the stereoscopic image 1 can be accommodated as an object to be irradiated. More specifically, the light irradiation device includes a transport mechanism for transporting a sheet-shaped object to be irradiated in one direction, like a printing machine, and a light source for emitting light containing near-infrared light that is converted into heat by the photothermal conversion layer 4. , a reflector, and a cooler for cooling the light irradiation device. The light source is, for example, a halogen lamp, and is provided over the entire width of the object to be irradiated. In order to efficiently irradiate the light from the light source to the object to be irradiated, the reflector is formed into a cylindrical curved surface of a substantially semi-cylindrical shape and has a mirror surface on the inside. cover the other side. The cooler is an air-cooling fan, a water-cooling radiator, or the like, and is provided near the reflector.

（立体画像の製造方法）
実施形態に係る立体画像の製造方法について、図４、図５、ならびに適宜図２および図３を参照して説明する。図４は、実施形態に係る立体画像の製造方法の流れを示すフローチャートである。図５は、本発明に係る立体造形物の製造方法における工程を説明する模式図であり、（ａ）は熱膨張層形成工程、（ｂ）は光熱変換層印刷工程、（ｃ）は画像印刷工程、（ｄ）は光照射工程のそれぞれにおける断面図を示す。図４に示すように、本実施形態に係る立体画像の製造方法は、熱膨張層形成工程Ｓ１２を行って熱膨張性シート１０を製造する熱膨張性シート製造工程Ｓ１０と、光熱変換層印刷工程Ｓ２１と、画像印刷工程Ｓ２２と、光照射工程Ｓ２３と、基材除去工程Ｓ４０と、を順に行う。さらに、熱膨張性シート製造工程Ｓ１０において、熱膨張層形成工程Ｓ１２の前後にそれぞれ必要に応じて、基材製造工程Ｓ１１と、断裁工程Ｓ１３を行う。また、必要に応じて、光照射工程Ｓ２３の後、基材除去工程Ｓ４０の前に、切断工程Ｓ３０を行う。 (Method for producing stereoscopic image)
A method for producing a stereoscopic image according to an embodiment will be described with reference to FIGS. 4 and 5, and optionally FIGS. FIG. 4 is a flowchart showing the flow of the stereoscopic image manufacturing method according to the embodiment. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the steps in the method for producing a three-dimensional object according to the present invention, in which (a) is a thermal expansion layer forming step, (b) is a photothermal conversion layer printing step, and (c) is image printing. Step (d) shows a cross-sectional view in each of the light irradiation steps. As shown in FIG. 4, the method for producing a stereoscopic image according to the present embodiment includes a thermally expandable sheet manufacturing step S10 for manufacturing the thermally expandable sheet 10 by performing a thermally expandable layer forming step S12, and a photothermal conversion layer printing step. S21, image printing step S22, light irradiation step S23, and substrate removing step S40 are performed in order. Further, in the thermally expandable sheet manufacturing process S10, the base material manufacturing process S11 and the cutting process S13 are performed before and after the thermally expandable layer forming process S12, respectively, as required. Moreover, if necessary, the cutting step S30 is performed after the light irradiation step S23 and before the substrate removing step S40.

基材製造工程Ｓ１１において、基材２の原紙２０を製造する。原紙２０は、断裁前の基材２であり、後続の熱膨張層形成工程Ｓ１２で使用する塗布装置に対応した大きさ、例えば巻取り紙である。例えば公知の方法にて基材２の厚さの水溶紙を製造してもよいし、それよりも薄い水溶紙と厚口の紙等の主基材２２とを合紙加工してもよい。あるいは、主基材２２の表面に、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の水溶性材料の水溶液を塗布して乾燥させてもよい。 In the base material manufacturing step S11, the base paper 20 of the base material 2 is manufactured. The base paper 20 is the base material 2 before being cut, and has a size corresponding to the coating device used in the subsequent thermal expansion layer forming step S12, such as roll paper. For example, a water-soluble paper having the thickness of the base material 2 may be produced by a known method, or thinner water-soluble paper and a main base material 22 such as thick paper may be interleaved. Alternatively, an aqueous solution of a water-soluble material such as carboxymethyl cellulose (CMC) may be applied to the surface of the main substrate 22 and dried.

熱膨張層形成工程Ｓ１２において、図５（ａ）に示すように、原紙２０の表面に熱膨張層３を形成する。熱膨張性のマイクロカプセル、白色顔料、および熱可塑性樹脂溶液を混合してスラリーを調製し、塗布装置でスラリーを原紙２０に塗布し、乾燥させ、さらに必要に応じて重ね塗りを行って、一定の所望の厚さｔ0の熱膨張層３を形成する。なお、熱可塑性樹脂溶液は、基材２（原紙２０）の表面を溶解させないように、水溶液ではなく、メタノール溶液等とすることが好ましい。 In the thermal expansion layer forming step S12, the thermal expansion layer 3 is formed on the surface of the base paper 20 as shown in FIG. 5(a). A thermally expandable microcapsule, a white pigment, and a thermoplastic resin solution are mixed to prepare a slurry. to form a thermal expansion layer 3 with a desired thickness t 0 of . The thermoplastic resin solution is preferably a methanol solution or the like instead of an aqueous solution so as not to dissolve the surface of the base material 2 (base paper 20).

断裁工程Ｓ１３において、原紙２０およびその上の熱膨張層３を切断して、後続の光熱変換層印刷工程Ｓ２１および画像印刷工程Ｓ２２で使用する印刷機に対応した寸法の熱膨張性シート１０（図３参照）を得る。 In the cutting step S13, the base paper 20 and the thermal expansion layer 3 thereon are cut to form a thermally expandable sheet 10 (Fig. 3) is obtained.

光熱変換層印刷工程Ｓ２１において、図５（ｂ）に示すように、熱膨張性シート１０の表面（熱膨張層３を形成した側の面）に黒色インクで光熱変換層４を印刷する。さらに、画像印刷工程Ｓ２２において、図５（ｃ）に示すように、熱膨張性シート１０の表面に色インクで色彩層５を印刷する。なお、白色インク等で隠蔽層を設ける場合は、光熱変換層印刷工程Ｓ２１の後、画像印刷工程Ｓ２２の前に形成する。 In the photothermal conversion layer printing step S21, as shown in FIG. 5B, the photothermal conversion layer 4 is printed with black ink on the surface of the thermally expandable sheet 10 (the side on which the thermal expansion layer 3 is formed). Further, in the image printing step S22, as shown in FIG. 5(c), a color layer 5 is printed on the surface of the thermally expandable sheet 10 with color ink. When the masking layer is provided with white ink or the like, it is formed after the photothermal conversion layer printing step S21 and before the image printing step S22.

光照射工程Ｓ２３において、熱膨張性シート１０の光熱変換層４を印刷した側の面（表面）に光を照射する。光が光熱変換層４に入射、吸収されると熱に変換され、図５（ｄ）に示すように、熱膨張層３が、光熱変換層４の濃淡に対応した温度に加熱されて膨張して、表面が隆起して凹凸を形成される。熱膨張層３の加熱温度は当該熱膨張層３の材料にもよるが、約８０℃以上とし、光熱変換層４の濃淡に対応して１００～１２０℃の範囲に分布することが好ましい。このような温度に変換される量の光が光熱変換層４に入射するように、光照射装置の光源の出力や搬送速度を設定する。 In the light irradiation step S23, light is irradiated to the side (surface) of the thermally expandable sheet 10 on which the photothermal conversion layer 4 is printed. When light enters the photothermal conversion layer 4 and is absorbed, it is converted into heat, and as shown in FIG. As a result, the surface rises to form irregularities. Although the heating temperature of the thermal expansion layer 3 depends on the material of the thermal expansion layer 3, it is preferably about 80.degree. The output of the light source of the light irradiation device and the transport speed are set so that the amount of light converted into such a temperature is incident on the photothermal conversion layer 4 .

切断工程Ｓ３０において、図５（ｄ）に示す熱膨張層３が膨張した熱膨張性シート１０を、所望の形状に切り出す。例えば、印刷機による印刷可能領域外の色彩層５が形成されていない縁を切り落としたり、印刷機や光照射装置に不適な形状とすることができ、形状に応じて、断裁機による切断や打抜き加工、あるいははさみ等を使用した手作業等で加工する。 In the cutting step S30, the thermally expandable sheet 10 with the expanded thermally expandable layer 3 shown in FIG. 5(d) is cut into a desired shape. For example, the edge where the color layer 5 is not formed outside the printable area by the printer can be cut off, or the shape can be made unsuitable for the printer or the light irradiation device. Processing, or manual processing using scissors or the like.

基材除去工程Ｓ４０において、熱膨張層３が膨張した熱膨張性シート１０から、基材２を除去して、図２（ａ）、（ｂ）に示す立体画像１を得る。一例として、熱膨張性シート１０を水または温水に浸漬し、必要に応じて撹拌する。すると、水溶紙２１からなる基材２であれば、水溶紙２１に含有されるＣＭＣが水に溶解して水溶紙２１のパルプが分散され、水溶紙２１（基材２）が分解される。また、主基材２２に水溶紙（水溶層）２１が積層されてなる基材２であれば、水が、主基材２２を浸透して、または熱膨張性シート１０の端面から、水溶層２１に浸入してこれを溶解させ、その結果、主基材２２が熱膨張層３から離脱（剥離）する。基材２の水溶層２１が溶解した水から熱膨張層３（立体画像１）を引き揚げて、別の水で濯いで乾燥させると、立体画像１が得られる。また、基材２が水溶紙２１からなる、または主基材２２が水を含浸させる場合は、熱膨張性シート１０の裏面を水面に接触させたり、裏面に水を噴霧することによって、基材２を除去してもよい。 In the substrate removing step S40, the substrate 2 is removed from the thermally expandable sheet 10 with the thermally expandable layer 3 expanded to obtain the three-dimensional image 1 shown in FIGS. 2(a) and 2(b). As an example, the thermally expandable sheet 10 is immersed in water or warm water and stirred as necessary. Then, if the base material 2 is made of the water-soluble paper 21, the CMC contained in the water-soluble paper 21 is dissolved in water, the pulp of the water-soluble paper 21 is dispersed, and the water-soluble paper 21 (base material 2) is decomposed. Further, in the case of the base material 2 in which the water-soluble paper (water-soluble layer) 21 is laminated on the main base material 22, water permeates the main base material 22 or from the end surface of the thermally expandable sheet 10 to the water-soluble layer. 21 and dissolves it, and as a result, the main substrate 22 separates (separates) from the thermal expansion layer 3 . When the thermal expansion layer 3 (three-dimensional image 1) is pulled out of the water in which the water-soluble layer 21 of the base material 2 is dissolved, rinsed with another water and dried, the three-dimensional image 1 is obtained. When the base material 2 is made of water-soluble paper 21 or the main base material 22 is impregnated with water, the back surface of the thermally expandable sheet 10 is brought into contact with a water surface, or the back surface is sprayed with water. 2 may be removed.

得られた立体画像１は、所望の物品の表面に貼り付けて（貼付工程）使用される。図６を参照して、本発明に係る立体造形物の製造方法における貼付工程について説明する。図６は、本発明に係る立体造形物の使用例を説明する外観図である。図６（ａ）に示すように、物品Ｂは一般的な形状のワインボトルであり、立体画像１は、物品Ｂの球面形状の肩部から柱面形状の胴部にかけて貼り付けられて、物品Ｂを装飾するラベルとして使用される。詳しくは、立体画像１の裏面（熱膨張層３の裏面）および物品Ｂの表面の立体画像１を貼り付けられる領域の一方または両方に接着剤を塗布し、互いを貼り合わせる。このとき、立体画像１を、物品Ｂの表面の形状に沿うように、部分的にまたは全体に伸張させながら貼り付けることによって、間に気泡のないように、また、立体画像１に弛みや破れ等が生じないようにすることができる。接着剤は、物品Ｂと熱膨張層３の各材料に対応し、物品Ｂの用途に応じた粘着力や耐水性等の特性を有するものであればよく、公知の材料を選択することができる。なお、立体画像１は、このような物品の表面の一部に貼り付けられる小さなものに限られない。例えば、図６（ｂ）に示すように、立体画像１Ｂ（図中、網掛けを付した領域）は、座面が緩やかな双曲放物面を有する背座一体の椅子である物品Ｃに、その表側（座面および背もたれ前面）全体に貼り付けられる。このような物品への貼付けは、革張り加工等の、物品に公知の化粧シートを貼り付ける方法で行うことができる。 The obtained stereoscopic image 1 is used by attaching it to the surface of a desired article (attaching step). With reference to FIG. 6, the sticking process in the manufacturing method of the three-dimensional molded article according to the present invention will be described. FIG. 6 is an external view for explaining a usage example of the three-dimensional object according to the present invention. As shown in FIG. 6A, the article B is a wine bottle having a general shape, and the three-dimensional image 1 is attached to the article B from the spherical shoulder portion to the cylindrical body portion of the article B. Used as a label to decorate B. Specifically, an adhesive is applied to one or both of the back surface of the three-dimensional image 1 (the back surface of the thermal expansion layer 3) and the area where the three-dimensional image 1 is attached on the surface of the article B, and the two are attached to each other. At this time, the three-dimensional image 1 is attached while being stretched partially or entirely along the shape of the surface of the article B so that there are no air bubbles between them and the three-dimensional image 1 is not loosened or torn. etc. can be prevented from occurring. The adhesive is compatible with each material of the article B and the thermal expansion layer 3 and has properties such as adhesive strength and water resistance according to the application of the article B, and known materials can be selected. . Note that the stereoscopic image 1 is not limited to such a small object that is attached to a part of the surface of the article. For example, as shown in FIG. 6(b), a stereoscopic image 1B (shaded area in the figure) is an article C, which is a chair with an integrated backrest having a seat surface with a gentle hyperbolic paraboloid. , is applied to its entire front side (seat surface and backrest front surface). Such attachment to an article can be carried out by a method of attaching a known decorative sheet to an article, such as leather finishing.

（変形例）
基材２が、水溶紙２１と主基材２２の積層構造の場合は、水溶紙２１に対して熱膨張層形成工程Ｓ１２を行って、その表面に熱膨張層３を形成した後に、基材製造工程Ｓ１１を行って、水溶紙２１の裏面に主基材２２を貼り合わせてもよい。また、外観で光熱変換層４が色彩層５に隠れるように印刷することが可能であれば、光熱変換層印刷工程Ｓ２１と画像印刷工程Ｓ２２を、１回の印刷で同時に行ってもよい。あるいは、凹凸を有する面への印刷が可能な印刷機を使用して、画像印刷工程Ｓ２２を光照射工程Ｓ２３の後に行うこともでき、この場合には色彩層５に黒色インクを使用することができるので、黒色が鮮明に表された画像が得られる。また、断裁工程Ｓ１３は、熱膨張性シート１０を、工程Ｓ２１，Ｓ２２，Ｓ２３のそれぞれで使用する装置（印刷機、光照射装置）に対応している被印刷物等の寸法にするべく、いずれの段階で行ってもよい。切断工程Ｓ３０は、伸縮性を有する熱膨張層３（立体画像１）に対する加工が可能であれば、基材除去工程Ｓ４０の後に行ってもよい。 (Modification)
When the substrate 2 has a laminated structure of the water-soluble paper 21 and the main substrate 22, the thermal expansion layer forming step S12 is performed on the water-soluble paper 21 to form the thermal expansion layer 3 on the surface thereof, and then the substrate The manufacturing step S11 may be performed to bond the main substrate 22 to the back surface of the water-soluble paper 21 . Further, if it is possible to print so that the photothermal conversion layer 4 is hidden behind the color layer 5 in appearance, the photothermal conversion layer printing step S21 and the image printing step S22 may be performed simultaneously in one printing. Alternatively, the image printing step S22 can be performed after the light irradiation step S23 using a printing machine capable of printing on an uneven surface. In this case, black ink can be used for the color layer 5. Therefore, an image in which black is clearly expressed can be obtained. In addition, in the cutting step S13, the thermally expandable sheet 10 is cut into the size of the printed material corresponding to the device (printing machine, light irradiation device) used in each of the steps S21, S22, and S23. You can go step by step. The cutting step S30 may be performed after the base material removing step S40 if the stretchable thermal expansion layer 3 (three-dimensional image 1) can be processed.

立体画像１は、接着剤を裏面（熱膨張層３の裏面）に塗布されて、この接着剤の層を挟んで剥離紙を貼り合わされたシールとされてもよい（図示せず）。シールとすることで、立体画像１は、市販のカッティングシートのように剥離紙を剥がしながら、簡便に所望の物品Ｂ，Ｃ（図６参照）に貼り付けることができる。接着剤は、前記したように、物品Ｂ等に対応した公知の材料を選択することができる。また、接着剤および剥離紙として両面テープを立体画像１に貼り付けてもよく、両面テープは、芯のない（接着剤のみの層を２枚の剥離紙で挟んだ）構造か、芯が熱膨張層３と同等以上の伸縮性を有するものを適用する。また、切断工程Ｓ３０を、シールとした立体画像１に行ってもよい。立体画像１が、伸縮性のない剥離紙に積層されているので、基材除去工程Ｓ４０の前と同様に加工が容易である。 The three-dimensional image 1 may be a seal (not shown) in which an adhesive is applied to the back surface (the back surface of the thermal expansion layer 3) and a release paper is attached with the adhesive layer sandwiched therebetween. By using a sticker, the stereoscopic image 1 can be easily attached to desired articles B and C (see FIG. 6) while peeling off the release paper like a commercially available cutting sheet. As the adhesive, as described above, a known material corresponding to the article B or the like can be selected. Alternatively, a double-sided tape may be attached to the three-dimensional image 1 as an adhesive and a release paper. A material having elasticity equal to or greater than that of the expansion layer 3 is applied. Further, the cutting step S30 may be performed on the stereoscopic image 1 as a sticker. Since the stereoscopic image 1 is laminated on the non-stretchable release paper, processing is easy as before the substrate removal step S40.

前記実施形態に係る立体画像１は、表面の色彩層５の下に光熱変換層４が設けられているが、光熱変換層４のない構造とすることもできる。以下、実施形態の変形例に係る立体画像の構成について、図２を参照して説明する。図２（ｃ）に示すように、変形例に係る立体画像１Ａは、上面（表面）に凹凸を有する熱膨張層３と、当該立体画像１の表面、すなわち熱膨張層３の表面に形成されて画像を構成する色彩層５と、を備える。したがって、立体画像１Ａは、図２（ｂ）に示す立体画像１から光熱変換層４を除いた構造である。このような立体画像１Ａは、色彩層５の下に黒色パターンである光熱変換層４がないので、白色インク等からなる隠蔽層を設けなくても、色彩層５が鮮明な外観を呈し、また色彩層５を設けない領域において熱膨張層３を凸状に形成することができる。 Although the stereoscopic image 1 according to the embodiment has the photothermal conversion layer 4 under the color layer 5 on the surface, a structure without the photothermal conversion layer 4 is also possible. A configuration of a stereoscopic image according to a modification of the embodiment will be described below with reference to FIG. As shown in FIG. 2C, a stereoscopic image 1A according to the modification includes a thermal expansion layer 3 having unevenness on the upper surface (surface), and the surface of the stereoscopic image 1, that is, formed on the surface of the thermal expansion layer 3. and a color layer 5 forming an image. Therefore, the stereoscopic image 1A has a structure in which the photothermal conversion layer 4 is removed from the stereoscopic image 1 shown in FIG. 2(b). Since such a three-dimensional image 1A does not have the photothermal conversion layer 4, which is a black pattern, under the color layer 5, the color layer 5 exhibits a clear appearance without providing a concealing layer made of white ink or the like. The thermal expansion layer 3 can be formed in a convex shape in the region where the color layer 5 is not provided.

立体画像１Ａは、立体画像１に用いたものと同じ熱膨張性シート１０を用いて製造される。ただし、熱膨張性シート１０は、裏面側に、すなわち基材２が裏面に黒色インクを印刷することが可能な構造とする。また、基材２は、厚さ方向において熱伝導性ができるだけ高いことが好ましい。そのために、基材２は、必要な強度を確保できる程度に厚さが小さいことが好ましい。さらに基材２は、例えば、紙よりも熱伝導性が高く、かつ厚さが小さくても強度が得られる樹脂等を主基材２２に適用した積層構造としてもよい。 The three-dimensional image 1A is manufactured using the same heat-expandable sheet 10 as that used for the three-dimensional image 1. FIG. However, the thermally expandable sheet 10 has a structure in which black ink can be printed on the back side, that is, the back side of the substrate 2 . Moreover, it is preferable that the substrate 2 has as high thermal conductivity as possible in the thickness direction. Therefore, it is preferable that the thickness of the base material 2 is small enough to ensure the required strength. Furthermore, the base material 2 may have a laminated structure in which a resin or the like, which has a higher thermal conductivity than paper and provides strength even with a small thickness, is applied to the main base material 22, for example.

（立体画像の製造方法）
変形例に係る立体画像を製造する製造方法について、図４～７、ならびに適宜図２および図３を参照して説明する。図７は、本発明の変形例に係る立体画像の製造方法における工程を説明する模式図であり、（ａ）は光熱変換層印刷工程、（ｂ）は画像印刷工程、（ｃ）は光照射工程のそれぞれにおける断面図を示す。また、変形例に係る立体画像の製造に使用する装置は、前記実施形態にて説明した通りである。図４に示すように、変形例に係る立体画像の製造方法は、前記実施形態と同様に、熱膨張性シート製造工程Ｓ１０と、光熱変換層印刷工程Ｓ２１と、画像印刷工程Ｓ２２と、光照射工程Ｓ２３と、基材除去工程Ｓ４０と、を順に行い、また、必要に応じて、切断工程Ｓ３０を行う。以下、変形例に係る立体画像１Ａを製造する各工程について、特に前記実施形態に係る立体画像１を製造する工程と相違する工程を詳細に説明する。 (Method for producing stereoscopic image)
A manufacturing method for manufacturing a stereoscopic image according to a modification will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is a schematic diagram illustrating steps in a method for producing a stereoscopic image according to a modification of the present invention. Cross-sectional views in each of the steps are shown. Also, the apparatus used for producing a stereoscopic image according to the modification is as described in the above embodiment. As shown in FIG. 4, the method for producing a stereoscopic image according to the modification includes a thermally expandable sheet producing step S10, a photothermal conversion layer printing step S21, an image printing step S22, and light irradiation, as in the above-described embodiment. A step S23 and a substrate removing step S40 are performed in order, and a cutting step S30 is performed as necessary. Hereinafter, each step of manufacturing the stereoscopic image 1A according to the modified example will be described in detail, particularly the steps that are different from the steps of manufacturing the stereoscopic image 1 according to the embodiment.

熱膨張性シート製造工程Ｓ１０は、前記実施形態にて説明した通りである（図５（ａ）参照）。
光熱変換層印刷工程Ｓ２１においては、図７（ａ）に示すように、熱膨張性シート１０の裏面（基材２の側の面）に黒色インクで光熱変換層４Ａを印刷する。光熱変換層４Ａは、立体画像１の光熱変換層４と同様に、光を吸収して熱に変換して放出する層であり、発熱温度に応じて熱膨張層３を膨張させて、立体画像１Ａの表面に凹凸を形成する。そのため、光熱変換層４Ａは、光熱変換層４と同様の、カーボンブラックを含有する一般的な印刷用の黒色インクを適用され、ただし、耐水性を有していなくてもよい。また、光熱変換層４Ａのパターンは、光熱変換層４に対して鏡像である。また、光熱変換層４Ａが放出した熱は、基材２を伝播して熱膨張層３に到達するので、熱膨張層３において熱が減衰される。そのため、光熱変換層４Ａは、熱膨張層３の表面に直接に形成される立体画像１の光熱変換層４と比較して、外部（光照射装置）から照射される光の量に対して、濃度を高く（黒っぽく）形成される。さらに、光熱変換層４Ａの熱は、熱膨張層３に到達するまでに基材２の面内方向にも伝播、拡散されるため、光熱変換層４Ａの濃淡（黒白）の境界上において、熱膨張層３の凸状の立ち上がりが緩慢になる傾向がある。したがって、光熱変換層４Ａにおいては、熱膨張層３の表面に傾斜面を形成するためのグラデーションが不要な場合がある。 The thermally expandable sheet manufacturing step S10 is as described in the above embodiment (see FIG. 5(a)).
In the photothermal conversion layer printing step S21, as shown in FIG. 7A, the photothermal conversion layer 4A is printed with black ink on the back surface of the thermally expandable sheet 10 (the surface on the substrate 2 side). The photothermal conversion layer 4A is a layer that absorbs light, converts it into heat, and emits it, similarly to the photothermal conversion layer 4 of the stereoscopic image 1. Concavities and convexities are formed on the surface of 1A. Therefore, the light-to-heat conversion layer 4A is applied with a general printing black ink containing carbon black, like the light-to-heat conversion layer 4, but does not have to be water resistant. Also, the pattern of the photothermal conversion layer 4A is a mirror image of the photothermal conversion layer 4. FIG. Further, the heat emitted from the photothermal conversion layer 4A propagates through the substrate 2 and reaches the thermal expansion layer 3, so that the heat is attenuated in the thermal expansion layer 3. Therefore, compared with the photothermal conversion layer 4 of the three-dimensional image 1 directly formed on the surface of the thermal expansion layer 3, the photothermal conversion layer 4A has a Formed with high density (blackish). Furthermore, since the heat of the photothermal conversion layer 4A is also propagated and diffused in the in-plane direction of the substrate 2 before reaching the thermal expansion layer 3, the heat is The expansion layer 3 tends to rise slowly. Therefore, in the photothermal conversion layer 4A, gradation for forming an inclined surface on the surface of the thermal expansion layer 3 may be unnecessary.

画像印刷工程Ｓ２２は、前記実施形態にて説明した通りである。本変形例では、図７（ｂ）に示すように、熱膨張層３の表面に光熱変換層４がないので、色彩層５の全体が熱膨張層３に直接に形成される。また、光熱変換層印刷工程Ｓ２１の前に画像印刷工程Ｓ２２を行ってもよい。 The image printing step S22 is as described in the above embodiment. In this modification, as shown in FIG. 7B, since the photothermal conversion layer 4 is not provided on the surface of the thermal expansion layer 3, the entire color layer 5 is directly formed on the thermal expansion layer 3. FIG. Also, the image printing step S22 may be performed before the photothermal conversion layer printing step S21.

光照射工程Ｓ２３において、熱膨張性シート１０の光熱変換層４Ａを印刷した側の面（裏面）に光を照射する。光を照射する面以外は、前記実施形態にて説明した通りである。これにより、図７（ｃ）に示すように、熱膨張層３が、光熱変換層４Ａの濃淡に対応した温度に加熱されて膨張して、表面が隆起して凹凸を形成される。 In the light irradiation step S23, the surface (rear surface) of the thermally expandable sheet 10 on which the photothermal conversion layer 4A is printed is irradiated with light. It is as having explained in the said embodiment except the surface which irradiates light. As a result, as shown in FIG. 7(c), the thermal expansion layer 3 is heated to a temperature corresponding to the gradation of the photothermal conversion layer 4A and expands, and the surface rises to form unevenness.

切断工程Ｓ３０および基材除去工程Ｓ４０は、前記実施形態にて説明した通りである。基材除去工程Ｓ４０により、基材２と共に光熱変換層４Ａが除去されて、立体画像１Ａが得られる。なお、光熱変換層４Ａが非耐水性である場合は、水に溶解した黒色インクが立体画像１Ａに付着しないようにする、または黒色インクを洗い流す。 The cutting step S30 and the substrate removing step S40 are as described in the above embodiment. By the substrate removing step S40, the photothermal conversion layer 4A is removed together with the substrate 2 to obtain the stereoscopic image 1A. When the photothermal conversion layer 4A is non-water-resistant, the black ink dissolved in water is prevented from adhering to the three-dimensional image 1A, or the black ink is washed away.

得られた立体画像１Ａは、立体画像１と同様に伸縮性を有し、図６に示すように、任意の形状の物品Ｂ，Ｃの表面に貼り付けて使用される（貼付工程）。また、立体画像１Ａは、裏面に接着剤の層および剥離紙を設けられてもよい。 The obtained three-dimensional image 1A has stretchability like the three-dimensional image 1, and as shown in FIG. 6, is used by attaching it to the surfaces of articles B and C having arbitrary shapes (attaching step). Also, the stereoscopic image 1A may be provided with an adhesive layer and a release paper on the back side.

本変形例に係るに立体画像１Ａは、前記したように、表面の側に黒色パターンである光熱変換層４がないので、白色インク等の隠蔽層なしで鮮明な外観を呈する一方、表面を、幅の狭い線等の微細な形状に凸状としたり、急峻な段差に形成し難い。そこで、このような急峻な段差や微細な凸状とする領域に限定して、熱膨張性シート１０の表面側（熱膨張層３の表面）に光熱変換層４を形成し、その他の、特に広い面積で凸状とする領域や色彩層５を設けない領域には、熱膨張性シート１０の裏面（基材２）に光熱変換層４Ａを形成してもよい。すなわち、光熱変換層印刷工程Ｓ２１を、熱膨張性シート１０の両面のそれぞれに２回行う（順不同）。また、光照射工程Ｓ２３も２回行うが、表面、裏面の順序で行うことが好ましい。このような方法で得られた立体画像１は、最も厚さの小さい（厚さｔ0の）領域以外における一部に光熱変換層４が形成され（図示せず）、鮮明な外観を呈し、凹凸形状による表現が豊かなものとなる。 As described above, the stereoscopic image 1A according to this modification does not have the photothermal conversion layer 4, which is a black pattern, on the surface side. It is difficult to form a convex shape in a fine shape such as a narrow line or form a steep step. Therefore, the light-to-heat conversion layer 4 is formed on the surface side of the thermal expansion sheet 10 (the surface of the thermal expansion layer 3), limited to such steep steps and fine convex regions, and other regions, particularly A light-to-heat conversion layer 4A may be formed on the rear surface (substrate 2) of the thermally expansive sheet 10 in the region where the large area is convex or the region where the color layer 5 is not provided. That is, the photothermal conversion layer printing step S21 is performed twice on each of both sides of the thermally expandable sheet 10 (in no particular order). Moreover, although the light irradiation step S23 is also performed twice, it is preferable to perform the front surface and the back surface in this order. The stereoscopic image 1 obtained by such a method has a light-to-heat conversion layer 4 (not shown) formed in a part other than the thinnest region (thickness t 0 ), and exhibits a clear appearance. The expression by the uneven shape is rich.

また、光熱変換層４を非耐水性（水溶性）の黒色インクで形成することによって、立体画像１Ａを製造することもできる。詳しくは、光熱変換層印刷工程Ｓ２１を、画像印刷工程Ｓ２２の次に行って、色彩層５の上、すなわち熱膨張性シート１０の最表面に光熱変換層４を形成する。その後、光照射工程Ｓ２３を経て、基材除去工程Ｓ４０において、水を使用して、基材２を除去すると共に光熱変換層４を洗い流す。このような方法により、光熱変換層印刷工程Ｓ２１および光照射工程Ｓ２３を熱膨張性シート１０の表面側へのみ各１回行って、鮮明な外観を呈し、凹凸形状による表現が豊かな立体画像１Ａとなる。 The three-dimensional image 1A can also be produced by forming the light-to-heat conversion layer 4 with non-water-resistant (water-soluble) black ink. Specifically, the photothermal conversion layer printing step S21 is performed after the image printing step S22 to form the photothermal conversion layer 4 on the color layer 5, that is, on the outermost surface of the thermally expandable sheet 10. FIG. Thereafter, through the light irradiation step S23, water is used to remove the substrate 2 and wash away the photothermal conversion layer 4 in the substrate removal step S40. By such a method, the photothermal conversion layer printing step S21 and the light irradiation step S23 are performed once each only on the surface side of the thermally expandable sheet 10, so that a three-dimensional image 1A with a clear appearance and rich expression due to the uneven shape is obtained. becomes.

基材２を除去する方法は、水洗に限られず、基材２の材料に応じて選択される。例えば、熱膨張層３および色彩層５に耐薬品性を有する材料を適用し、基材２（図３（ｂ）参照）は、水溶層２１に代えてこの薬品で分解される（溶解する）材料を適用することによって、基材除去工程Ｓ４０で前記薬品を使用して基材２を除去することができる。また、水溶層２１に代えて紫外線硬化樹脂の層を主基材２２上に形成して、基材除去工程Ｓ４０で熱膨張性シート１０に紫外線を照射することによって基材２を剥離することもできる。紫外線硬化樹脂は、紫外線を照射されて硬化するに伴い粘着性が低下するものを適用する。また、紫外線を、主基材２２と熱膨張層３の層間に到達させるために、熱膨張性シート１０の光熱変換層４，４Ａの形成されていない側から照射することが好ましく、あるいは、熱膨張層３が膨張した熱膨張性シート１０（図７（ｃ）参照）の裏面を研削して、光熱変換層４Ａを印刷した主基材２２の裏面側の表層ごと光熱変換層４Ａを除去した後、この裏面側から紫外線を照射してもよい。 The method for removing the base material 2 is not limited to washing with water, and is selected according to the material of the base material 2 . For example, a material having chemical resistance is applied to the thermal expansion layer 3 and the color layer 5, and the base material 2 (see FIG. 3(b)) is decomposed (dissolved) by this chemical instead of the water-soluble layer 21. By applying the material, the substrate 2 can be removed using said chemicals in the substrate removal step S40. Alternatively, a UV curable resin layer may be formed on the main substrate 22 instead of the water-soluble layer 21, and the substrate 2 may be peeled off by irradiating the thermally expandable sheet 10 with UV rays in the substrate removing step S40. can. As the UV-curing resin, a resin whose stickiness decreases as it is cured by being irradiated with UV rays is applied. In order to allow the ultraviolet rays to reach between the main substrate 22 and the thermal expansion layer 3, it is preferable to irradiate the thermal expansion sheet 10 from the side where the light-to-heat conversion layers 4 and 4A are not formed. The back surface of the thermally expandable sheet 10 (see FIG. 7(c)) with the expansion layer 3 expanded was ground to remove the photothermal conversion layer 4A together with the surface layer on the back side of the main substrate 22 printed with the photothermal conversion layer 4A. After that, ultraviolet rays may be irradiated from this back surface side.

以上のように、本発明によれば、可撓性と伸縮性を有し、所望の形状の曲面に貼り付けることのできる立体造形物が容易に得られる。また、厚口の紙等の基材がないので、吸湿し難く、細く丸められる等、保管や運搬が容易である。 As described above, according to the present invention, it is possible to easily obtain a three-dimensional object that has flexibility and stretchability and can be attached to a curved surface having a desired shape. In addition, since there is no base material such as thick paper, it does not easily absorb moisture and can be rolled into a thin ball, making storage and transportation easy.

本発明に係る立体造形物は、用途が装飾材料に限られない。立体造形物は、特に熱膨張層３の発泡して膨張した部分が弾性を有することから、発泡シートやエアクッションのようなシート状の緩衝材に適用することができる。例えば、膨張させる部分を所望の図形や文字等の形状として規則的に繰り返し配置し、前記形状に合わせて色彩層５を印刷した立体画像１（１Ａ）は、包装紙のような梱包材を兼ねることができる。また、熱膨張層３は膨張させた際の温度以上で溶融するので、立体画像１（１Ａ）を重ねて熱圧着して袋状等に加工して使用することもできる。また、立体造形物は、容易に所望の凹凸形状を形成することができることから、例えば、微小かつ複雑な凹凸を有するマザーボード等の電子回路基板の緩衝材に適用することができる。このような立体造形物は、電子回路基板の型番毎に、搭載された各種電子部品の大きさや位置に対応して嵌合するように凹凸を形成される。なお、熱膨張性シート１０の裏面に光熱変換層４Ａを形成して、完成後に光熱変換層４Ａのない立体画像１Ａ（図２（ｃ）参照）としてもよいし、表面に光熱変換層４を形成した立体画像１（図２（ｂ）参照）とすることで、黒色インクのカーボンによる導電性を付与してもよい。このような緩衝材とする立体造形物は、色彩層５を形成されなくてもよく、あるいは、保護の対象である電子回路基板の型番、または電子回路基板に重ねる際の位置合わせ用の目印等を印刷されてもよい。また、立体造形物は、発泡して膨張した熱膨張層３を断熱材として、壁や窓等の建築資材に貼り付けて使用することもできる。このような立体造形物は、窓枠等の段差に合わせて凹凸を形成されることによって、建築資材に隙間なく貼り付けることが容易となり、また、凹凸により色彩層５と組み合わせて木目調やタイル調等に形成されて、壁紙のように装飾を兼ねることもできる。 The use of the three-dimensionally shaped article according to the present invention is not limited to decorative materials. Since the foamed and expanded portion of the thermal expansion layer 3 has elasticity, the three-dimensional object can be applied to a sheet-like cushioning material such as a foam sheet or an air cushion. For example, a three-dimensional image 1 (1A) in which a portion to be inflated is arranged repeatedly in a desired shape such as a figure or a character, and a color layer 5 is printed according to the shape, also serves as a packing material such as wrapping paper. be able to. Moreover, since the thermally expandable layer 3 melts at a temperature equal to or higher than the temperature at which it is expanded, the three-dimensional image 1 (1A) can be superimposed and thermocompressed to be processed into a bag shape or the like for use. In addition, since the three-dimensionally shaped article can easily form a desired concave-convex shape, it can be applied, for example, as a cushioning material for an electronic circuit board such as a mother board having minute and complicated concaves and convexes. Such a three-dimensional object is formed with unevenness so as to be fitted in accordance with the size and position of various mounted electronic components for each model number of the electronic circuit board. Note that the photothermal conversion layer 4A may be formed on the back surface of the thermally expandable sheet 10 to form a three-dimensional image 1A without the photothermal conversion layer 4A after completion (see FIG. 2(c)), or the photothermal conversion layer 4 may be formed on the surface. Conductivity may be imparted by the carbon of the black ink by forming the formed three-dimensional image 1 (see FIG. 2B). The three-dimensional object used as such a cushioning material may not be formed with the color layer 5, or the model number of the electronic circuit board to be protected, or a mark for alignment when superimposed on the electronic circuit board. may be printed. In addition, the three-dimensional object can also be used by sticking it to a building material such as a wall or a window using the thermal expansion layer 3 expanded by foaming as a heat insulating material. Such a three-dimensional object can be easily attached to building materials without gaps by forming unevenness in accordance with steps such as window frames. It can also be formed into a tone or the like and serve as a decoration like wallpaper.

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更実施が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
《請求項１》
可撓性および伸縮性を有して所定の温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を一面上に積層する基材と、を備え、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を少なくとも一方の面に形成される立体造形物形成シートであって、
前記基材は、前記熱膨張層から除去することが可能であることを特徴とする立体造形物形成シート。
《請求項２》
前記熱膨張層は、耐水性を有し、
前記基材は、少なくとも前記一面側に水溶性材料を含有することを特徴とする請求項１に記載の立体造形物形成シート。
《請求項３》
前記熱膨張層は、エチレン－酢酸ビニル共重合体およびポリ塩化ビニルの少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体造形物形成シート。
《請求項４》
所定の温度以上に加熱されることにより膨張する熱膨張層を備え、一面側の表面に凹凸を形成された立体造形物であって、
可撓性および伸縮性を有することを特徴とする立体造形物。
《請求項５》
他面側に接着層を備えることを特徴とする請求項４に記載の立体造形物。
《請求項６》
表面に凹凸を有する立体造形物の製造方法であって、
基材の表面に、所定の温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を、前記基材の裏面または前記熱膨張層の表面の少なくとも一方に形成する光熱変換層印刷工程と、
光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、
前記基材を前記熱膨張層の裏面から除去する基材除去工程と、を順に行うことを特徴とする立体造形物の製造方法。
《請求項７》
表面に凹凸を有する立体造形物の製造方法であって、
基材の表面に、所定の温度以上に加熱されると膨張する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を、前記基材の裏面または前記熱膨張層の表面の少なくとも一方に形成する光熱変換層印刷工程と、
光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、
前記基材を前記熱膨張層の裏面から除去する基材除去工程と、
前記熱膨張層の裏面を物品の表面に貼付する貼付工程と、を順に行うことを特徴とする立体造形物の製造方法。
《請求項８》
前記熱膨張層形成工程よりも後に、前記熱膨張層の表面に画像を形成する画像印刷工程をさらに行う請求項６または請求項７に記載の立体造形物の製造方法。 The invention described in the scope of claims originally attached to the application form of this application is additionally described below. The claim numbers in the appendix are as in the claims originally attached to the filing of this application.
[Appendix]
<<Claim 1>>
A thermal expansion layer that is flexible and stretchable and expands when heated to a predetermined temperature or higher; A three-dimensional object forming sheet formed on at least one surface with a photothermal conversion layer that emits light as
A three-dimensional object forming sheet, wherein the base material can be removed from the thermal expansion layer.
<<Claim 2>>
The thermal expansion layer has water resistance,
2. The three-dimensional object forming sheet according to claim 1, wherein the base material contains a water-soluble material on at least one side thereof.
<<Claim 3>>
3. The three-dimensional object forming sheet according to claim 1, wherein the thermal expansion layer contains at least one of ethylene-vinyl acetate copolymer and polyvinyl chloride.
<<Claim 4>>
A three-dimensional object having a thermal expansion layer that expands when heated to a predetermined temperature or higher, and having an uneven surface on one side,
A three-dimensional object characterized by having flexibility and stretchability.
<<Claim 5>>
5. The three-dimensional object according to claim 4, further comprising an adhesive layer on the other surface side.
<<Claim 6>>
A method for manufacturing a three-dimensional object having unevenness on the surface,
a thermal expansion layer forming step of forming a thermal expansion layer that expands when heated to a predetermined temperature or higher on the surface of the substrate;
a photothermal conversion layer printing step of forming a photothermal conversion layer that converts absorbed light into heat and emits it on at least one of the back surface of the substrate and the surface of the thermal expansion layer;
a light irradiation step of irradiating light to reach the photothermal conversion layer and expanding the thermal expansion layer in the region where the photothermal conversion layer is formed;
and a substrate removing step of removing the substrate from the back surface of the thermal expansion layer.
<<Claim 7>>
A method for manufacturing a three-dimensional object having unevenness on the surface,
a thermal expansion layer forming step of forming a thermal expansion layer that expands when heated to a predetermined temperature or higher on the surface of the substrate;
a photothermal conversion layer printing step of forming a photothermal conversion layer that converts absorbed light into heat and emits it on at least one of the back surface of the substrate and the surface of the thermal expansion layer;
a light irradiation step of irradiating light to reach the photothermal conversion layer and expanding the thermal expansion layer in the region where the photothermal conversion layer is formed;
a substrate removing step of removing the substrate from the back surface of the thermal expansion layer;
and an attaching step of attaching the back surface of the thermal expansion layer to the surface of the article.
<<Claim 8>>
The method of manufacturing a three-dimensional molded object according to claim 6 or 7, further comprising an image printing step of forming an image on the surface of the thermal expansion layer after the thermal expansion layer forming step.

１０ 熱膨張性シート（立体造形物形成シート）
１，１Ａ，１Ｂ 立体画像（立体造形物）
２ 基材
２１ 水溶紙、水溶層（水溶性材料を含有する層）
２２ 主基材
３ 熱膨張層
４，４Ａ 光熱変換層
５ 色彩層
Ｓ１２ 熱膨張層形成工程
Ｓ２１ 光熱変換層印刷工程
Ｓ２２ 画像印刷工程
Ｓ２３ 光照射工程
Ｓ４０ 基材除去工程 10 Thermally expandable sheet (three-dimensional object forming sheet)
1, 1A, 1B 3D image (3D object)
2 base material 21 water-soluble paper, water-soluble layer (layer containing water-soluble material)
22 main substrate 3 thermal expansion layer 4, 4A photothermal conversion layer 5 color layer S12 thermal expansion layer forming step S21 photothermal conversion layer printing step S22 image printing step S23 light irradiation step S40 substrate removing step

Claims (11)

加熱されると膨張する熱膨張層と、前記熱膨張層を一方の面上に積層する基材と、を備え、吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を少なくとも一方の面に形成される立体造形物形成シートであって、
前記熱膨張層は耐水性を有し、
前記基材は、前記一方の面側に水溶性材料を含有している、
ことを特徴とする立体造形物形成シート。 A thermal expansion layer that expands when heated; A three-dimensional object forming sheet to be formed,
The thermal expansion layer has water resistance,
The base material contains a water-soluble material on the one surface side,
A three-dimensional object forming sheet characterized by: 前記熱膨張層は、エチレン－酢酸ビニル共重合体およびポリ塩化ビニルの少なくとも一種を含有する、ことを特徴とする請求項１に記載の立体造形物形成シート。 2. The three-dimensional object forming sheet according to claim 1 , wherein the thermal expansion layer contains at least one of ethylene-vinyl acetate copolymer and polyvinyl chloride. 前記基材は、前記熱膨張層よりも伸縮性が低い、ことを特徴とする請求項１または２に記載の立体造形物形成シート。 3. The three-dimensional object forming sheet according to claim 1 , wherein the base material has lower stretchability than the thermal expansion layer. 前記熱膨張層は、可撓性および伸縮性を有する、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の立体造形物形成シート。 The three-dimensional object forming sheet according to any one of claims 1 to 3 , wherein the thermal expansion layer has flexibility and stretchability. 表面に凹凸を有する立体造形物の製造方法であって、
水溶性材料を含有する基材の表面に、耐水性を有し加熱されると膨張する熱膨張層を形成する熱膨張層形成工程と、
吸収した光を熱に変換して放出する光熱変換層を、前記基材の裏面または前記熱膨張層の表面の少なくとも一方に形成する光熱変換層印刷工程と、
光を照射して前記光熱変換層に到達させて、前記光熱変換層を形成された領域において前記熱膨張層を膨張させる光照射工程と、
水を用いて、前記基材を前記熱膨張層の裏面から除去する除去工程と、を順に行う、
ことを特徴とする立体造形物の製造方法。 A method for manufacturing a three-dimensional object having unevenness on the surface,
a thermal expansion layer forming step of forming a thermal expansion layer that is water resistant and expands when heated on the surface of a substrate containing a water-soluble material;
a photothermal conversion layer printing step of forming a photothermal conversion layer that converts absorbed light into heat and emits it on at least one of the back surface of the substrate and the surface of the thermal expansion layer;
a light irradiation step of irradiating light to reach the photothermal conversion layer and expanding the thermal expansion layer in the region where the photothermal conversion layer is formed;
and a removing step of removing the base material from the back surface of the thermal expansion layer using water.
A method of manufacturing a three-dimensional object, characterized by: 前記除去工程の後に、前記熱膨張層の裏面を物品の表面に貼付する貼付工程、をさらに行う、
ことを特徴とする請求項５に記載の立体造形物の製造方法。 After the removing step, an attaching step of attaching the back surface of the thermal expansion layer to the surface of the article is further performed.
The method for manufacturing a three-dimensional molded article according to claim 5 , characterized in that: 前記熱膨張層形成工程よりも後に、前記熱膨張層の表面に画像を形成する画像印刷工程をさらに行う、ことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の立体造形物の製造方法。 7. The method of manufacturing a three-dimensional molded object according to claim 5 , further comprising an image printing step of forming an image on the surface of the thermal expansion layer after the thermal expansion layer forming step. 前記光熱変換層は水溶性であり、
前記除去工程において、前記基材を除去すると共に前記光熱変換層を除去する、ことを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれか一項に記載の立体造形物の製造方法。 the photothermal conversion layer is water-soluble,
8. The method of manufacturing a three-dimensional object according to any one of claims 5 to 7 , wherein in the removing step, the base material is removed and the photothermal conversion layer is removed. 前記除去工程は、水を用いて除去する、ことを特徴とする請求項５乃至請求項８のいずれか一項に記載の立体造形物の製造方法。 9. The method of manufacturing a three-dimensional molded object according to any one of claims 5 to 8 , wherein the removing step uses water. 前記基材は、前記熱膨張層よりも伸縮性が低い、ことを特徴とする請求項５乃至請求項９のいずれか一項に記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional object according to any one of claims 5 to 9 , wherein the base material has lower stretchability than the thermal expansion layer. 前記熱膨張層は、可撓性および伸縮性を有する、ことを特徴とする請求項５乃至請求項１０のいずれか一項に記載の立体造形物の製造方法。 The method for manufacturing a three-dimensional object according to any one of claims 5 to 10 , wherein the thermal expansion layer has flexibility and stretchability.
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