JPH11502779A - 三次元的表面を有する物品の真空を用いた成形 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 真空を用いた成形装置及びプロセスが、熱可塑性プラスチックの薄肉シート（８８）を、オリジナル芸術作品の正確な三次元レリーフ複製の中に鋳込むために提供される。プラスチックシート（８８）の一方の側には、型に面する印刷された側の恒久的画像が印刷される。このプロセスでは、（ｉ）印刷されたプラスチックシートを真空成形用の雌型（７０）の近傍で、印刷面が該型に面するよう支持し、（ｉｉ）熱をプラスチックシート（８８）に加え、（ｉｉｉ）型（７０）と加熱されたシート（８８）とを接触させ、一方、シートは加熱されて画像（２６）の型（７０）に対する運動が最小化される第１の温度に到達し、シート（８８）が第１の温度に到達すると真空が直ちに型（７０）の中の孔（６８）に印加され、プラスチックシート（８８）が型（７０）の中に引込まれ、これによりシート（８８）が型に対して固定され、（ｉｖ）加熱が継続され、一方、真空の孔（６８）への印加が継続され、これによりシート（８８）の中に三次元レリーフを成形することが完成され、（ｖ）シートが第２の温度に到達すると加熱が停止され、一方、真空の型孔（６８）への印加は継続され、（ｖｉ）冷却が停止され、シート（８８）が型から取外され、更なる処理及び枠入れを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】 三次元的表面を有する物品の真空を用いた成形発明の分野 本発明は、プラスチックシートがオリジナル芸術作品の恒久的画像を担う、熱 可塑性プラスチックの薄肉シートを、オリジナル芸術作品の正確な三次元レリー フ複製へと成形する真空を用いた成形方法とそれに関連した装置に関する。発明の背景 社会的な芸術作品への関心は改めて高まりつつあり、オリジナルの安価な複製 への要求が起きている。多年にわたり人々は二次元複製で満足しなけらばならず 、二次元複製は大部分の場合には写真プロセスによる複製である。これらの二次 元複製は、作品の本質的特徴すなわちレリーフを再現することができないことが 多い。いくつかの絵画では例えば作品の天才性の一部は、製作された画像にある のみでなく、作品の質感にあり、質感とは例えば筆遣いであり、それによる特定 の光の反射の態様である。 この目的を達成することに対する最初の複数の障害のうちの１つは、芸術作品 の三次元を複製するやり方にある。種々の方法が、いくつかの方法が三次元を再 現するために提案されているが、これらの方法のうちのいくつかは、オリジナル 作品自身からマトリクス（母型）を作製することを含み、この場合、母材をオリ ジナル作品の表面に注いで、そのレリーフを複製する（米国特許第４２８５７４ ４号、米国特許第４９７１７４３号、フランス特許第１４９３５１６号、フラン ス特許第１５４８３３７号）。 残念ながらこの複製方法は、オリジナルを複製する場合に全く容認できない、 何故ならばこれは作品の物理的特性を危険に曝し、名作や大作はこのような方法 のためには入手できないからである。 マトリクスから雌型ダイと場合に応じて雄型ダイとが作製される。これらのダ イは型を形成し、これらの型に、画像を保持する基材がプレスされる。鋳込みは 、プレスや、圧力を基板に印加する真空装置、又はその他の装置により達成され る。 基材をプレスする際に遭遇する問題は、求められる形状寸法精度を適切に反映 することができる媒体を見つけることにある。ＰＶＣは、制御された状態で適切 に変形させることが可能な媒体であることが分かっている。残念ながらこの材料 は、プレスの前に加熱されなければならず、これによりしばしば、この材料の表 面に形成される画像のずれ及び歪みが発生する。 従来では、前述の問題を次のような方法で処理しようと試みられている。カナ ダ特許第２０２０２０６号及びこれに対応する米国特許第５１８２０６３号及び 米国特許第５２０１５４８号では、提案するマトリクス成形のための代替的方法 により、オリジナル作品を危険に曝すことなしに芸術作品の三次元特徴を反映さ せている。同様のアプローチが米国特許第４００１０６２号に開示されている。 オリジナル作品の２つの写真が撮影され、キャリアの上に横に並べて置かれる。 三次元要素を複製する透明基板がこれらの画像のうちの１つの上に置かれる。次 いで芸術家は、基板の下の画像を参照してレリーフ（例えば筆遣い）を再現する ことを開始する。画像がペーストにより被覆されていることに起因して基板の下 の画像を見るのが困難な場合には、芸術家は単にその横の他方の画像を参照する 。芸術家がオリジナル作品の三次元要素をマトリクス表面に複製し、次いでその 使い捨てできるマトリクスから型を成形することにより、オリジナルの芸術作品 は触れられない。他方、この複製の欠点のうちの１つは、芸術家が、基板の下の 画像ではなく基板の横の画像に頼ることを開始すると、レリーフの忠実な複製の 正確さは劣化する。 プレスプロセスにおいて適切な形状寸法精度を維持するための多数の従来のア プローチ（米国特許第４９７１７４３号、第５１１６５６２号、及び第４２８５ ７４４号）では、大部分の場合にはＰＶＣのシートである画像キャリアがエンボ ス工程の直前に軟化状態になるまで加熱される。ＰＶＣは通常は１１０〜１３０ ℃に加熱される。シートが軟化するとＰＶＣは雌型エンボスの上に広げられる。 しかし、このシートは雌型エンボスに接触しないようにする。次いでプレスが持 上げられ、これにより、軟化されたＰＶＣはダイのすべての溝及び凹部を充填し 、次いで圧力が所要時間にわたり印加される。残念ながらＰＶＣのシートを軟化 状態まで加熱することにより、不可避的に不均一な軟化が起こり、従ってＰＶＣ のいくつかのセクションはその他のセクションより急速に軟化し、早く軟化した セクションは、遅れて軟化するセクションより前にたわみ、これにより画像のず れが発生する。従って、鋳込まれたレリーフは画像に一致しない。米国特許第５ １８２０６３号に開示されているプロセスでは、カンバスが樹脂状材料により含 浸されて、基板が形成される。次いで、画像を有するＰＶＣシート材料は溶融さ れ基板にプレスされ、これによりＰＶＣシートは基板に結合される。プレス操作 の際にダイが使用され、ダイは所望のレリーフをＰＶＣと基板のサンドイッチの 中にプレスする。画像は基板の表面で安定しているように見えるにもかかわらず 、付加的プロセスが、このような安定性を保証するために必要である。 この理由から、例えば米国特許第４２８５７４４号等のいくつかの発明では、 ＰＶＣ基板を鋳込む手段が提供され、画像を急速に軟化状態まで加熱する一方、 次いで画像を急速に冷却することにより、画像の品質を維持する。すなわち、Ｐ ＶＣが軟化し下方にたわんでダイの上にかぶさる時間の長さを短縮すること試み ている。しかし、ＰＶＳの内部組織に鑑みて、ＰＶＣの軟化の挙動を予測するこ とは、熱が制御されているにもかかわらず不可能である。 真空成形プロセスは、地球儀の外皮のためのＢｒａｕｎｄの米国特許第３０１ ０１５２号明細書に開示されている。外皮はプラスチックシートを半球の中に真 空熱成形することにより形成され、外皮の中には凸部が形成され、これにより表 面レリーフは、プラスチックシート表面の画像により表されている地球の山岳地 域の印象を与えることができる。しかしＢｒａｕｎｄの方法では、シートが軟化 又は可塑化されてシートがひだ状にたれるか沈下するまで加熱されなければなら ない。Ｂｒａｕｎｄの方法における雄型は、軟化されたシートを押し上げ、これ により表面凸部及び雄型の全体的な半球形状がシートの中に真空成形される。 本発明の１つの態様では、従来の欠点を次のように克服する。オリジナル芸術 作品の三次元品質をマトリクスに再現する場合、本発明では基板表面の画像が常 に見えるので、芸術家は、特定のレリーフの配置に関して計算的推測を行う必要 がない。これは、標準的な写真レンズ又はそれに対応するものを使用して、画像 を基板に投影することで達成される。画像を投影することにより、芸術家は常に 、基板を被覆するペーストの量とは無関係に作品を見ることができ、これにより 二次元複製の信頼性が高まる。 更に本発明では、プレスプロセスの前に、シートが垂れ下がったり、下方にひ だ状に垂れたり、又は沈下してダイの上にかぶさる程度までＰＶＣを加熱する必 要がない。このような垂れ下がり、沈下等により、シートに成形されるレリーフ に対する画像の歪み又はずれの発生する確率が高くなる。代りにプラスチックシ ートを第１の温度に加熱し、真空鋳込みを行い、温度をさらに上昇させ、真空に よりシートを固定して画像を型表面に対して固定する。すなわち、プラスチック シートを成形するのに必要な最適な温度は達成されるが、この最終的な軟化状態 は、プラスチックシートが固定されるか又は雌型の中に収容される時点、すなわ 雌型のレリーフに対する画像の歪み又はずれの可能性が皆無である時点でのみ実 現される。 本発明は、従来の技術の互いに対向して位置するプレスと異なり真空を使用し て、ＰＶＣシートのための所要圧力を印加する。真空成形機械は、米国特許第４ ２８５７４４号明細書に開示されているような係合ダイの互いに対向して位置す るプレス押圧に比して効果的でないにもかかわらず、本発明は前述の従来の欠点 の大部分を、多数の細孔を雌型ダイの中に穿孔することにより克服し、これによ り、画像キャリア基板の表面に対する真空吸引の効率が高められ、これにより、 エンボスされたレリーフの形状寸法精度が高まる。米国特許第４３０８２２４号 明細書はダイ中において顕微鏡的な細い空気チャネルを使用することを開示して いるが、これらの空気チャネルは全く別の目的を有する。すなわち、ダイの微細 チャネルは、空気がフォイルの溶融の間に逃れられるようにするために用いられ る。溶融状態のフォイルは、型の中に流入すると、その下から空気チャネルをと おして空気を排出させるので、型にあった形状をとることができる。 本発明の方法は、別の方法によるほどの高品質は提供しないかもしれないが、 三次元的な複製物の製作時間が大幅に短縮される。発明の概要 本発明の１つの態様では、熱可塑性プラスチックの薄肉シートを、オリジナル 芸術作品の正確な三次元レリーフ複製へと成形する真空を用いた成形方法であっ て、プラスチックの前記シートの一方の側には前記オリジナル芸術作品の恒久的 画像が印刷される真空成形方法において、 ｉ）印刷された前記プラスチックシートを、真空成形雌型の近傍で、印刷面が 該型に面するように支持するステップと、ここで、前記雌型の中には表面レリー フが形成されており、該表面レリーフは前記オリジナル芸術作品の表面レリーフ の複製であり、前記画像は前記型の前記表面レリーフに整合し、多数の真空成形 孔が前記型の中に形成され、 ｉｉ）前記プラスチックシートを加熱するステップと、 ｉｉｉ）前記シートが通常の成形温度より低い第１の温度に加熱されるよう、 前記型を前記シートに接触させ、前記第１の温度においては前記画像の前記型に 対する前記シートの加熱に起因する移動が最小化され、真空を前記型の中に前記 孔に直ちに印加し、これにより前記プラスチックシートを前記型の中に引込むこ とを開始し、前記シートを前記型レリーフに対して固定し、これにより前記シー トの表面の画像の前記型に対する運動が更に最小化されるステップと、 ｉｖ）前記プラスチックシートの加熱を継続し、一方、真空を前記型の中の前 記孔に印加して維持し、これにより前記シートの中の前記三次元レリーフの成形 を完成するステップと、 ｖ）前記プラスチックシートが通常の成形温度の領域内の第２の温度に到達す ると前記プラスチックシートの加熱を停止し、一方、真空を前記型の前記孔に印 加することを継続し、前記シートを加熱停止後に冷却し、これにより前記シート は前記第１の温度より低く冷却されて第３の温度に到達し、これにより、前記シ ートの中に成形されている前記三次元レリーフを恒久的にするステップと、 ｖｉ）前記シートの冷却を停止し、前記シートを前記型から取外すステップと 、とを含んでなる方法が提供される。 本発明の別の１つの態様では、熱可塑性プラスチックシートの中に、オリジナ ル芸術作品の正確な三次元レリーフ複製を真空成形する装置であって、前記プラ スチックシートの一方の側に前記オリジナル芸術作品の恒久的画像が印刷される 真空成形装置において、 ｉ）その中に表面レリーフが形成された真空形成雌型と、ここで、前記表面レ リーフはオリジナル芸術作品の表面レリーフの複製であり、多数の真空成形孔が 前記型に形成されており、 ｉｉ）印刷されたプラスチックシートを前記型の近傍で、前記型に面する前記 印刷側により支持する支持手段と、ここで、前記支持手段は、前記型の表面の前 記表面レリーフに整合させて前記画像を支持し、 ｉｉｉ）前記プラスチックシートを加熱する加熱手段と、ここで、前記加熱手 段は、前記加熱手段を、前記型から離れている第１の位置から、前記プラスチッ クシートの印刷されていない側から間隔を置いて上方を覆っている第２の位置へ 動かす往復運動手段に取付けられており、 ｉｖ）前記プラスチックシート及び前記型を互いに対して動かす動かし手段と 、ここで、これにより前記プラスチックシートと前記型との接触が、前記第２の 位置の前記加熱手段が前記プラスチックシートを加熱して通常の熱成形温度より 低い第１の温度に到達させた後に可能となるようになっており、 ｖ）前記プラスチックシートの周辺部を前記型の相応する周辺部にシールする シール手段と、 ｖｉ）真空を前記を前記型の中の多数の前記孔の中に印加する真空印加手段と 、ここで、この真空印加は、前記シール手段がプラスチックシートをシールし前 記プラスチックシートが前記第１の温度にある場合に行われるものであり、 ｖｉｉ）前記往復運動手段が、前記プラスチックシートが第２の熱成形温度に ある場合に前記加熱手段を前記第２の位置へ戻すものであり、 ｖｉｉｉ）前記加熱手段が前記第２の位置にある状態で前記プラスチックシー トを冷却する冷却手段と、 ｉｘ）前記真空を多数の前記孔から除去する真空除去手段と、ここで、この真 空除去は、前記プラスチックシートが前記冷却手段により冷却されて第３の温度 に到達すると行われ、この真空除去により前記シール手段は、前記型と前記プラ スチックとの間のシール状態を解放し、これにより成形プラスチックシートが前 記型から取外されることが可能となる、 を含んでなる装置が提供される。 本発明の更に別の１つの態様では、オリジナル芸術作品の正確な三次元レリー フ複製を成形するために、熱可塑性プラスチックシートを真空成形するのに使用 される雌型を製作するのに使用される雄型を作製する方法において、 ｉ）基板シートを取付けるステップと、 ｉｉ）オリジナル芸術作品の画像を前記基板シートに投影するステップと、 ｉｉｉ）オリジナル画像の筆遣いを複製するための鋳込み可能なコンパウンド を前記基板に塗布するステップと、ここで、前記画像の前記基板への投影が前記 コンパウンドの塗布のガイドとなり、 ｉｖ）雌型を作るための雄型を製作するため前記コンパウンドを硬化させるス テップと、 を含んでなる方法が提供される。 本発明の更に別の１つの態様では、オリジナル芸術作品の正確な三次元レリー フ複製を成形するために、熱可塑性プラスチックシートを真空成形するのに使用 される雌型を製作するのに使用される雄型を作製する方法において、 ｉ）前記オリジナル芸術作品の画像が印刷されている熱可塑性プラスチックシ ートの中にカンバスレリーフを熱成形するステップと、 ｉｉ）前記画像の表面にわたり前記オリジナル芸術作品の筆遣いを複製するた めに、鋳込み可能なコンパウンドを前記シートの印刷された表面に塗布するステ ップと、ここで、前記印刷画像が前記コンパウンドの塗布のガイドとなり、 ｉｉｉ）雌型を作るための雄型を作製するために前記コンパウンドを硬化させ るステップと、 を含んでなる方法が提供される。図面の簡単な説明 本発明の有利な実施の形態が図面に関連して説明される。 図１は画像を基板に投影するための画像投影システムの斜視図、 図２はオリジナルの筆遣いを複製するために基板に鋳込み可能なコンパウンド を塗布する方法の斜視図、 図３は中実裏当てに取付けられる成形された雄型の斜視図、 図４は図３の切断線に沿って切断して示す断面図、 図５は雌型を作製するためのキュア（硬化）可能な材料の流込みを示す略図、 図６は鋳込みボックスの中に収容されている雄型又は雌型の断面図、 図７は雌型の断面図、図８は雌型の中の多数の孔の穿孔を示す略図、 図９は雌型の詳細を示すために雌型の一部を除去して示す斜視図、 図１０はレリーフ表面の中に形成されている比較的微細な寸法の孔を示す雌型 の拡大された断面図、 図１１は真空成形機械の真空ボックスの中に雌型を取付けることを示す斜視図 、 図１２は雌型の上の薄肉プラスチックシートの支持と加熱装置の相対的位置決 めとを示す断面図、 図１３はシートの中にレリーフを形成するための真空を印加することにより加 熱された熱可塑性シートに対してシールするために上方に向かって真空ボックス を動かすことを示す略図、 図１４は真空成形機械の斜視図、 図１５Ａ，１５Ｂ及び１５Ｃは真空成形機械の斜視図、 図１６は真空が図１５Ｃで印加される前にシートのシートの温度を示すシート の上面図、 図１７Ａ，１７Ｂ及び１７Ｃは熱が除去され真空が継続され冷却が熱成形され たシートに印加されるイベントシーケンスを示す略図、 図１８は図１７Ａに示されている加熱手段の除去の時点におけるシートの温度 を示す上面図、 図１９は画像が印刷されている薄肉プラスチックシートの略図、 図２０は図１９の印刷されたプラスチックシートに装着されているカンバスを 示す拡大された略図、 図２１は図１９のシートが図２０の真空成形機械の中に配置されている真空ボ ックスに装着されているカンバスを示す拡大された略図、 図２２はカンバスレリーフが熱成形されているプラスチックシートを示す略図 、 図２３はオリジナルの筆遣いを表面に複製するために鋳込み可能なコンパウン ドを図２２のシートに塗布することを示す略図、 図２４は図２３の雄型から雌型を成形するためのキュア可能なコンパウンドを 塗布することを示す略図、 図２５は図２３の雄型の上面に成形されている雌型を有する図２４の鋳込みボ ックスの断面図である。有利な実施の形態の詳細な説明 本発明の真空を用いた成形方法によれば、プラスチックシートに印刷画像を作 製する際の作製過程を促進して作製時間を大幅に減らし、プラスチックシートに オリジナルの芸術作品の正確な三次元レリーフ複製を成形し、レリーフがその画 像と整合するようにすることができる。本発明の方法及び装置は、いくつかの異 なる分野での使用のための種々の芸術作品複製を行うのに適用することが可能で ある。従来の使用法は、カンバス裏当て、メゾナイト裏当て又はボール紙裏当て を有する芸術作品複製を成形することにある、この場合、額縁に填められた複製 はオリジナルに対して実質的に同一であるように見える。 このような芸術作品複製はアパレル産業でも使用でき、この場合、本発明によ り作製されるような異なる形状又は寸法の芸術作品を、シート、ベスト、ジャケ ット、ジーンズ及びキャップの形の衣類に取付けることが可能である。真空を用 いて成形された材料を、スポーツバッグ、雑嚢、ベースボール、フットボール、 サッカーボール及びその他のスポーツ用品に積層することも可能である。包装産 業では、本発明の真空成形画像を、包装された食品、芳香、衣服及びアパレル包 装品等の包装製品に装着することができる。このような包装品は芸術作品の表面 質感を有し、これにより製品のマーケティングが促進される。本発明のその他の 使用分野には、例えば、パズル、トランプ類等の数字芸術作品における絵画、盤 面ゲーム、マップ等への真空成形芸術作品の装着がある。 前述のようにオリジナル芸術作品から雄型及び雌型を成形するための従来技術 が説明されたが、これはオリジナル芸術作品を損傷することがあり、これにより オリジナル芸術作品を廃棄しなければならなくなるか、又は芸術家による修正を 必要としなければならなくなる。図１〜７に示されている本発明の１つの態様で は、いかなる状態の成形材料もオリジナル芸術作品に接触させる必要がない、こ の真空を用いた成形方法及び装置のユニークな態様を実施するために、雌型が作 製される。図１に示されているように基板１０は、中実サポート１２に取付けら れている。本発明では基板１０はカンバスシート１４を有し、カンバスシート１ ４は中実裏当て１６に取付けられている。中実裏当てはメゾナイト、ボール紙、 チップボード又はその他の実質的に剛性の平面的材料である。投影システム１８ は、基板１０からある間隔をおいて配置される。画像投影システム１８はスライ ド２０を有し、スライド２０はオリジナル芸術作品の陰画の陽画である。このよ うな陽画は通常のフィルム処理技術で現像される。そのオリジナルは、カメラ、 通常は４インチ×５インチの標準フォーマットを使用するカメラにより撮影され る。スライド２０の上の画像は、基板１０へ向かって投影ランプ２２により投影 される。画像は、投影機１８に備わる集束レンズ２４により基板１０へと集束さ れる。一度集束された画像は、カンバス１４の上に山岳の地形図として描かれる 光景として現れる。画像の投影の方向は、鉛直な表面に向かって作業するために は水平であり、水平な表面において作業するためには垂直であることは自明であ る。この段階での目的は、画像の表面にわたりそしてカンバスの上面に、オリジ ナルの芸術家の筆遣いに類似の筆遣いを複製することにある。 図２に示されているように筆遣いは、カンバスに上に、画像２６をガイドとし て使用することにより複製されうる。鋳込み可能なコンパウンド（成形材料）が カンバスにブラシ及び／又はへら３０の使用により塗布される。コンパウンドを 塗布する人間は、芸術的才能を有し、画像により示されているオリジナル芸術作 品を解釈することができ、これによりカンバスの上に、オリジナルの芸術家の筆 遣い及び彫刻を複製する表面質感を形成することが可能となる。この目的を達成 するためにいくつかの鋳込み可能なコンパウンドが入手可能である。例えば容器 ３２の中に入れて供給されるものとして、アクリルポリマー成形ペースト及び／ 又はアクリルポリマーゲルのコンパウンドが使用できる。作業者は基板表面に鋳 込み可能なコンパウンドを徐々に盛り上げ、これにより筆遣い及び彫刻が複製さ れる。カンバス表面１４への画像の連続的投影により、作業者は、長い期間をか けて筆遣い複製を完成することができ、投影された画像は、筆遣いが適切に複製 され、これによりオリジナル芸術作品のレリーフの中の表面質感ができるだけ正 確に複製されるようにするためのガイドとしての役割を果たす。 芸術家が筆遣いを複製するのを援助するために鋳込み可能な材料を不透明かつ 白色にし、これにより、複製される作品を強調及び描写することも可能である。 白色材料を使用することにより投影画像は、コンパウンドにより被覆されている 領域の表面に明瞭に現れる。 図３に示されているように、完成された筆遣い複製３４は中実ベース３６に取 付けられる。中実ベースは３／４インチの厚さのベニヤ合板又はその他のの剛性 材料でよい。図４に示されているようにカンバス１４の表面には、硬化された成 形コンパウンド３８が付着している。断面図で見て、硬化されたコンパウンド３ ８のレリーフはオリジナル芸術作品の筆遣い及び彫刻を複製している。硬化され たコンパウンド３８は、ベニヤ合板３６に装着されているカンバス裏当て１６の 表面に雄型を形成し、この雄型から雌型が作製される。 図５に示されているようにフレーム４０はベース３６に固定され、これにより 起立側面４２及び端面４４が形成される。キュア可能な樹脂４６が容器４８から 流込まれ、これにより雄型３４が被覆される。キュアされない状態の樹脂４６は 、硬化されたコンパウンド３８により形成されている雄型の表面レリーフをただ ちに取入れる。充分な樹脂が容器４８から流込まれ、これにより雄型３４が完全 に被覆され、更に、枠により形成されている型の中に充分なレベルまで流込まれ 、これにより１／４〜３／４インチの領域内の厚さの雌型が作製される。図６の 断面図は、水平な背面壁５３を有し枠４０の中に収容されている雌型５０を示す 。枠４０の中に形成されている雄型は裏当て３６、中実基板１６及びカンバス層 １４を有する。有利には、硬化されたコンパウンド３８は適切な剥離剤によりコ ーティングされ、これにより雌型５０を枠４０から取外すことが容易になる。流 込まれた樹脂は、選択された樹脂のための標準の方法に従ってキュアされる。例 えば有利な樹脂は、熱伝導性フィラーとしてのアルミニウムを最大８０重量％ま で有するエポキシ樹脂である。樹脂は円筒形加熱装置を２０分にわたりオンにし 次いで２０分にわたりオフにすることによりキュアされる。有利なエポキシ樹脂 は、カナダのケベック州のＣｈｅｍｅｑｕｅ社から商品名Ｃｈｅｍｃａｓｔ４０ ２で販売されている。樹脂が適切なキュアされて硬化樹脂が形成されると、枠４ ０は除去され型５０は雄型３４から持上げられて離される。これにより断面図で 見て、雄型から解放された雌型５０が得られ、この雌型５０の表面にはレリーフ の凹凸形状５４が形成され、凹凸形状５４は本質的にオリジナル筆遣いの陽画で ある。 図８に示されているように、雌型５０は断面を貫通されて穿孔され、これによ り複数の細孔が形成される。これらの孔は、ドリルビット５８を有するドリル５ ６を使用して形成される。ドリルビットは有利には１／３２〜１／６４″又はそ れより短い直径を有する。雌型５０を貫通穿孔されて形成された孔の数は、雌型 の表面質感に依存して変化する。通常は孔は１／２インチ毎に穿孔され、これに より雌型表面の１平方インチ当り９つの孔のレンジで形成される。孔を穿孔する 際に慎重であるべき点は、孔の脆弱性を考慮して、型表面を切欠しないこと、更 に、図１０に関して示されている方法で表面の中の孔を慎重に位置決めすること にある。雌型４０の拡大断面図は、表面の中の多数のカット６０又は亀裂６２を 示す。従って孔は、より平面的な部分６４の中で穿孔されるだけでなく、細孔が カット６０又はリフト６２の中にも形成されるように慎重なステップの採用も行 われる。図１０に示されているように非常に微細な細孔が雌型のボディ６６を貫 通して延在して、雌型の背面５２に到達している。例としての１つの孔がボディ ６６を個所６８で貫通して示されている。 この段階で雌型は、複製される芸術作品の寸法に相応する寸法である。真空成 形ボックス７０は図９に示されているように冷却コイル７２を設けられている。 雌型５０は真空成形ボックス７０の中に挿入され、内側出張り７４の上に載置さ れ、これにより雌型５０の最上表面は、型ボックスの最も外側の周辺上面エッジ ７６の下方に位置する。冷却コイル７２は適切な冷却剤を有し、冷却剤は入口７ を介して導入され、冷却コイル７２から出口８０を介して排出される。冷却水、 ガス状冷媒等が、所要の冷却に依存して使用できる。冷却コイル７２は真空成形 ボックス７０の中に配置され、これにより冷却コイル７２は雌型５０の下面のす ぐ下に位置するか又はこの下面に接触する。これは、要求されるように型の最適 な冷却を保証し、なかんずく、型が連続的ベースで使用され真空成形で芸術作品 複製を行う場合にこの冷却を確実なものにする。真空を用いた成形を容易にする ために真空が導管８２を介して引込まれ、雌型５０の下方の内側分離壁により形 成されているプレナムの中に導入される。真空導管８２は、分離壁８４により形 成されているプレナムに、拡大されている入口８６を介して連通している。雌型 ５０が、出張り７２に載置されている真空ボックス７０の中に固定されるとシー ル（密封状態）が型５０の周辺に形成され、これにより、分離壁８４の上のプレ ナムの中に引込まれた真空は孔６８へ真空を印加して維持し、孔６８は雌型の表 面に連通している。 図１１に示されている真空ボックス７０は組立てられ、熱可塑性プラスチック シート８８を収容する準備を完了し、プラスチックシート８８には画像２６が印 刷されており、画像２６は、図１の基板１０に投影された画像２６と同一である 。この段階での目的はプラスチックシート８８の中に表面レリーフを熱成形し、 これによりオリジナルの筆遣いを複製することにある。当業者には明白なように 、真空熱成形に使用できる熱可塑性プラスチックは多数存在する。シートの有利 な厚さは１０〜１２ミリメータの領域内にある。有利なプラスチック材料には例 えばポリビニルクロライド（ＰＶＣ：ポリ塩化ビニル）のコポリマー（共重合体 ）があり、この場合、プラスチックシートの表面は、印刷画像を受取り印刷画像 が表面に恒久的に保持されるように処理される。二酸化チタン等もプラスチック 材料の中に含まれ、これにより材料はある程度の紙のような感触を獲得し、更に 、印刷を行うのに適切なベースが形成される。シートの印刷は、シートに印刷さ れた画像とオリジナルとの色彩及び形状寸法精度が本質的に同一であることを可 能にする任意の公知の印刷技術により行うことができる。 シート８８が真空ボックス７０の上に配置され、その際、画像２６は雌型５０ に向かって面する。シート８８を雌型にかぶせて配置し、その際、画像２６が、 雌型の表面の中のリセス、カット及び溝に整合することも可能であるにもかかわ らず、適切なガイドの使用により整合を保証することが最良である。図１１に示 されているようにコーナガイド９０がコーナに設けられ、印刷シート８８のコー ナ９２の寸法的相互間隔に相応する相互間隔を有する。これによりシート８８の 表面のカラー画像の形状寸法精度が雌型５０のリセスに整合することが保証され 、すなわちシートが熱成形されると、シート８８の表面に形成されているレリー フが画像と整合することが保証され、従って、シート８８の熱成形が完了すると 、オリジナル芸術作品の筆遣い及び彫刻の全体的印象はオリジナルのものと本質 的に同一である。 出願人は雌型が、プラスチックシートの中に表面レリーフを真空成形する際の 最良のアプローチであることを発見した。このアプローチは、レリーフとシート 表面の画像との整合が重要である場合に標準真空熱成形技術と反対である。例え ばＢｒａｕｎｄの前述の米国特許明細書は、印刷画像に整合するシートの中のレ リーフを真空成形するために容認されている雌型技術の使用を開示している。し かし出願人の雌型使用法は多数の重要な利点をもたらし、これは以下の説明から 明瞭になる。 シート８８の熱成形を行うためにシート８８は型ボックス７０の中の雌型５０ の僅か上で支持される。僅か上に配置することによりシート８８が比較的低温の 雌型５０の近傍に位置するが、しかし僅かに雌型５０から間隔を置いて位置し、 これによりシート表面の急速な加熱を容易にすることが意図される。型は、互い に対向して位置するクランプ部材９４及び９６により支持されている。クランプ 部材９６の周辺に隆起出張り部分９０が形成され、エッジ部分９０はプラスチッ クシート８８のエッジ寸法９２と同一である。これにより、クランプ部材９６が 適切に位置決めされている場合、シート８８の下面の画像が型５０のレリーフと 整合することが保証される。これによりクランプ部材９４はシート８８をクラン プして底部クランプ部材９６に押付ける。 加熱装置９８はシート８８の上面を覆うように配置されている。加熱装置９８ はローラ１００によりトラック１０２に取付けられ、これにより加熱装置９８が シート８８から離れてシート８８を覆うように往復運動をすることが可能となる 。加熱装置９８は加熱素子１０４を有し、加熱装置１０４は給電されて、シート ８８に赤外線を照射する。シート８８のこのような加熱は、図１５，１６，１７ 及び１８に関連して説明されるイベントのシーケンスに関して制御される。いず れにせよシート８８の加熱によりシート８８が垂れ下がったり、沈下したり、ひ だ状に垂れて雌型７０に接触することはなく、この加熱によりシート８８は、型 ５ ０へ向かって又はこれに接触するように垂れ下がる直前の点まで軟化する。シー ト８８のこのような制御された加熱により、シート８８に印刷されている画像が 動かず、従って型がシートに接触されても画像はなおも雌型のレリーフに整合し ていることが保証される。 図１３に示されているように、シート８８の加熱が継続されている間に型ボッ クス７０は矢印１０６の方向に持上げられ、型ボックス７０は、最も外側の周辺 隆起エッジ７６を有し、エッジ７６は、シート８８の相応する外側周辺エッジ８ ８Ａに接触する。この時点で真空は導管８２に導入され、これにより真空が孔６ ８の中に引込まれる。シート８８は僅かに軟化する温度にあり、従って真空はシ ート８８を下方へ引張って、雌型５０の表面１０８に接触させることができる。 真空ボックス周辺部７９の上面エッジと領域８８Ａの中のシートとの接触に起因 してシール（密封状態）が真空ボックスとシート８８との間に形成される。従っ て、孔６８を通過して引込まれた真空はシート８８を下方へ引張る、何故ならば 空気がシートと型面１０との間に流入しないからである。真空は依然として引張 られ続け、一方、加熱装置９８はシート８８の上を覆うように位置して、シート ８８を赤外線１１０により加熱し続け、従ってシートはその通常の熱成形温度に 到達する。図１７のイベントのサイクルに関連して説明されるように加熱は最終 的に引込められ、真空は維持され、シートの冷却が行われ、次いで、シート８８ はクランプ９４及び９６の開放により解放され、これによりシート８８は真空成 形ボックスから取外さされることが可能となる。 本発明の真空成形ボックスが利用できる種々の真空成形機械が市販さているに もかかわらず、１つの有利な装置が図１４に示されている。真空成形装置１１２ はサポートベース１１４を有し、サポートベース１１４のは中実テーブル１１６ が取付けられている。液圧シリンダ１１８の使用により中実テーブル１１６が持 上げられたり下降されたりし、その運動はガイド１２０により案内される。プラ スチックシートのためのサポートはクランプ９４及び９６の形で実現され、クラ ンプ９４及び９６は枢転可能にヒンジ機構に個所１２２で接続されている。ヒン ジ機構１２２はベース１１４に固定されている。クランプ９４及び９６は液圧シ リンダ１２４により互いに向かって又は互いから遠ざかるように動かされ、下部 クランプ９６はリップ領域９０を有し、これによりシート８８が雌型５０にかぶ さって整合され、雌型５０は型ボックス７０の中に収容されている。クランプ９ ６の内側周辺部は型ボックス７０の外側周辺部より大きく、これは図１３に示さ れている。型ボックス７０のエッジ７６により形成されている最も外側の周辺部 の間の間隔は、下部クランプ９６の内側９７の中に位置する。作動中は印刷画像 は下部クランプ９６と上部クランプ９４との中に配置され、上部クランプ９４は 下部クランプ９６に液圧シリンダ１２４の作動により押付けられる。線路０２の 上の加熱装置９８は、クランプ９６及び９４の中に固定されているシート８８の 上面を覆うように動かされる。シート８８は加熱されて所望の第１の温度領域に 到達し、型ボックス７０は、液圧シリンダ１１８の延長部によりクランプ９６の 中で上方へ向かって動かされる。これにより前述のように型ボックス７０とシー ト８８との間のシール（密封状態）が形成される。 シート８８の成型の終了後、加熱装置９７はその第１の位置に引込められ、こ れは図１４に示され、これにより当該領域が空になり、これにより、横材１２８ に取付けられている冷却ファン１２６が作動され、これにより冷却空気が下方へ 向かって導かれてシート８８に接触する。これによりシート８８は適切な温度に 冷却され、これによりシート８８の一体性が安定化され、これによりシート８８ は平らなままになり、本質的に歪みがなく、これにより、シートの中の鋳込まれ たレリーフが恒久的であることが保証される。この時点でクランプ９４及び９６ は開放され、これによりシートが型ボックス７０から取外されることが可能とな る。 雌型５０の冷却は有利には連続的ベースで行われる。冷却剤はコイル７２を貫 流して循環され、これにより型５０は連続的に冷却される。このような冷却は真 空成形機械１１２のサイクル時間を低減する、何故ならば型５０の表面温度は、 シート８８が型からの取外しの前に冷却された温度より低く維持されなければな らないからである。しかし、型５０の冷却は、機械のサイクル時間が大幅に増加 されている場合には要求されないことは自明である。これにより型はそれぞれの サイクルの後に充分に時間をかけて冷却され、充分な冷却の後に初めて熱が次の サイクルでシートに再び印加される。 機械のサイクル時間が図１５〜１８に関連して説明される。図１５Ａではシー ト８８は真空ボックス７０の上方でクランプされ、その際に加熱装置９８はその 第１の位置にある。シート８８が真空ボックス７０の僅か上に位置する状態で加 熱装置９８はその第２の位置に動き、これは図１５Ｂに示されている。加熱装置 ９８がその第２の位置に位置すると、これはサイクルの零時間を意味する。熱が シート８８に印加され、この印加は、シート８８が第１の温度に到達すると終了 し、第１の温度は、選択された熱可塑性プラスチックのための通常の熱成形温度 より低い。この第１の温度が到達される一方で、真空ボックス７０は矢印１０６ の方向に上方へ向かって動かされ、真空が導管８２を貫流して引張られる。これ によりシート８８は引張られて雌型に押付けられ、この際の動作は図１３関連し て説明された。シート８８の温度は図１６に示されている。熱電対がシート８８ に取付けられ、これによりシート８８の表面温度が、真空が引込まれた時点で検 出され、更に第１の温度の平均値が求められる。図１６に示されているようにシ ート８８の表面にわたる温度は極めて穏やかに変動し２０３〜１２０°Ｆ（９５ 〜１００℃）で変動する。従って有利な領域はＰＶＣポリマーであるこの特定の 等級のプラスチックシートにおいては約９０〜１００℃である。この温度ではＰ ＶＣのシート８８は、その熱可塑性温度にあるとは見なされない。しかしシート ８８は充分にたわみ可能である、すなわち真空が引込まれるとシートは下方へ動 いて型の表面に接触する。しかしシートは依然として充分な構造的一体性を有す る、すなわちシート８８は型に正確には適合しない、すなわち、シート８８は型 のすべてのカット及び亀裂の形状を取らない。前述のようにこの第１の温度領域 内ではシート８８は軟化しても目につくほどに垂れ下がったり、沈下したり、ひ だ状に垂れることはなく、まして、シート８８が型の広い部分に接触する程に垂 れ下がることは無い。第１の温度においてシート８８は中央において僅かに下方 へ湾曲し、これは、シートがその周辺において支持されていることに起因する。 このような僅かな湾曲によりシート８８の下面のレリーフが型表面のレリーフに 対して動くことはなく、従って画像は依然として、型表面のレリーフにアライメ ントされている。一般的に分かるようにプラスチックは加熱されると通常は動き 始め、これはシート断面にわたる物理的性質の不規則性に起因し、更に、ひずみ 及び応力に関するシートの記憶にも起因する。従って、画像がシートの上で動き 始める前にシートに真空を引込むことにより画像と型レリーフとの整合を維持で き、最終製品の画像における歪みを最小化するか又は実質的に除去できる。 真空が真空ボックス７０の上面導管８２を介して継続され、その際、シート８ ８は型表面に面に押付けられる。シート８８の加熱が継続するとシート８８の温 度は通常の熱成形温度に上昇し、これによりシート８８は雌型の中のすべてのカ ット、亀裂及びその他のレリーフ凹部の中に入込み、これにより、印刷される側 でシート表面の中の所望レリーフの形状が完成される。導管８２に印加された真 空は、１平方インチ当り１４．７ポンドの雰囲気圧力をシート８８に提供する１ つの真空計当りとして１平方インチ当り約２０ポンドの通常領域内にあることが 分かった。熱が、通常の熱成形温度領域内の第２の温度を達成すると、加熱装置 ９８は第１の位置に引込められ、一方、真空は真空ボックス７０の上面領域で維 持される。図１８に示されているように加熱装置９８の引込み時点におけるシー ト８８の温度はほぼ３１０〜３２３°Ｆ（1５５℃〜１６０℃）の領域内にある 。この場合にもシート断面にわたる温度の不均一性は、使用される加熱装置のタ イプと、加熱装置とシートと、シートの局所的冷却を発生する空気流との間の間 隔とに起因する。この特定のタイプのシートのための有利な第２の温度はこの場 合には１５０〜１７０℃の領域内にあり、これは、選択されたポリ塩化ビニルコ ポリマーシートのための通常の熱成形温度の上部領域内にあると見なされる。 雌型を使用することによる重要な利点は、シートの印刷される側が型表面面し ていることにある。これにより、シート表面に鋳込まれるレリーフが型レリーフ の鮮明な複製であることが保証される。これは雄型によっては達成されない、何 故ならば印刷された表面は雄型表面に対向してい位置し、従って型レリーフの鮮 明度はシートの厚さにより失われるからである。 加熱装置９８が第２の位置にある状態でシート８８の表面が、図１７Ｂに示さ れているように印加され続けている真空に曝される。図１７Ｃに示されているよ うに冷却ファン１２６が作動され、これにより冷却空気が矢印１２８の方向に導 かれてシート８８の表面に接触する。前述のように真空ボックス７０は冷却コイ ルを有し、これにより雌型の温度が、プラスチックシートの中に熱成形されたレ リーフが恒久的になる第３の所望の温度より低いことが保証される。選択された ポリ塩化ビニルコポリマーシートのための有利には第３の温度は１２０°Ｆ（５ ０℃）の領域内又はそれより低い。 真空成形機械のためのイベントのシーケンスを、シート８８の表面の温度を測 定することにより制御することは可能である。シート８８の物理的性質のむらの なさに起因して、真空成形機械１１２をサイクル時間を基礎にして作動すること が可能であることが分かった。選択されたポリ塩化ビニルコポリマーシートにお いて、使用される加熱装置のタイプのための理想的な処理時間とは、１０〜１２ 秒以内に第１の温度にシートを加熱することであることが分かった。更に、約１ ２〜２５秒にわたり真空を印加することであることが分かった。加熱装置は次い で引込められ、開始から２５秒後に第１の位置に動かされて到達する。真空は依 然として印加され続け、冷却がシートに更に２０〜２５秒にわたり印加され、こ の時点で全部で３２〜５０秒後にクランプが開放されてシートが取外される。約 １５秒のセットアップ時間を考慮し、シートを機械の中に配置し、約１５秒でシ ートを機械から取外し、従って約１〜１．５分の全サイクル時間が得られる。し かし、真空成形機械が自動化され、これにより更にサイクル時間が短縮されるこ とが可能であることは自明される。このサイクル時間は、芸術的複製を作製する 際のその他のプラスチック熱成形機械のサイクル時間に比して大幅に短い。大部 分の従来の機械のための通常のサイクル時間は５〜６分の領域内にある。従って 本発明の方法及び装置によりサイクル時間は大幅に低減され、これにより製作が 大幅に経済的になり、他方、種々の市場分野のための容認可能な製品の製作が依 然として可能である。 真空が、冷却の終了まで真空ボックスに印加されたままであることも可能であ るにもかかわらず、ＰＶＣシートにより大部分の用途では真空が真空ボックスか ら開始後約４５秒で除去されることが可能であることが分かった、何故ならば適 切な冷却装置によりシートは充分に低い温度に冷却され、これにより、シートの 中に熱成形されたレリーフはその定められたパターンのままであるからである。 しかし、この面に関して困難が存在する場合には真空は、冷却サイクルが終了し 、温度が１２０°Ｆ以下の容認可能なレベルに低下されるまで維持されることが 望ましい。 図１〜６に関連して説明された処理方法に対する１つの代替実施の形態として 図１９〜２５は、雄型を作製するための別の処理方法を示す。図１９に示されて いるように、ＰＶＣ材料から成ることもあるプラスチックシート１３０には画像 １３２が印刷されている。シートはほぼ平かつ滑らかであり、図１１に示されて いる熱成形プロセスに関して使用されるシート８と本質的に同一である。シート １３０を変更してオリジナル芸術作品に似せるためにカンバスレリーフが表面の 中に形成される。これはシート１３０を、真空ボックス７０の上でクランプ９６ 及び９８の中にクランプすることにより達成される。カンバス１３４は真空ボッ クス７０の上面を覆って配置され、真空ボックス７０の周辺エッジ７６はカンバ スシートのエッジ部分１３６を持上げる。真空ボックス７０が持上げられてプラ スチックシート１３０に接触した状態で加熱装置９８は熱をシート１３０に印加 する。真空が導管８２に印加され、これによりシート１３０が下方に引張られて カンバス１３４に接触し、これによりシール（密封状態）が、シートがエッジ７ ６に押付けられカンバス１３４がそれらの間に挟まれることにより領域１３８の 中に形成される。加熱及び真空は、カンバスのマトリクス（母型）がプラスチッ クシート１３０の上面のレリーフの中に形成されるまで継続される。加熱プロセ スは、画像１３２が歪められないように行われ、これにより、冷却され真空成形 型から取外されたシートは、図２２のシート１４０に類似し、図２２ではカンバ スマトリクス１４２が、画像１３２を有するシートの表面に形成されている。熱 成形されたシート１４０の表面に筆遣いを複製するために芸術家は成形コンパウ ンドを使用し、成形コンパウンドは画像に塗布され、これによりオリジナルの筆 遣いが複製される。有利には、シート１４０の表面に塗布される成型コンパウン ドは透明であり、これにより画像１３２は、成型コンパウンドの下に位置するが 依然として成形コンパウンドを通して見ることが可能である。この面で有益な適 切な成型コンパウンドは、ある特定のアクリル芸術作品のために芸術家により使 用される透明なアクリルポリマーゲルである。容器１４４の中に入れられて供給 される成形コンパウンドは、通常芸術家により使用されるブラシ１４６又はパレ ットナイフ、スポンジ、塗布用布又は織物により塗布される。透明な成形コンパ ウンドは硬化して、雌型を形成するための雄型を形成する。図５及び６の第１の 実施の形態の場合と同様にキュア可能な樹脂４６が容器４８から雄型表面１４８ に流込まれる。雄型１４８は、図３の実施の形態の場合と同様にベニヤ合板裏当 て等に載置されて支持され、適切な枠４０により包囲される。キュア可能な樹脂 ４６は成形ボックスの中に流込まれ、枠４０により図２５に示されているレベル まで包囲されて収容される。次いで樹脂４６は、次いで樹脂４６はキュアされ、 これにより型ボディ１５０が形成され、型ボディ１５０は滑らかな背面１５２と 三次元レリーフ面１５４とを有し、レリーフ面１５４は雄型表面１４８の雌型レ プリカである。第１の実施の形態と同様に雄型表面はシリコン等の剥離剤により 処理されることも可能である。樹脂がキュアされて、硬い雌型ボディ１５０が成 形された後、型は破砕されて開かれ、雌型が雄型１４８から取外される。この段 階で雌型は、図７及び８の実施の形態による処理のための準備が完了し、次いで 真空ボックス７０の中に装入される。雌型を成形するための第２の実施の形態で は、成形コンパウンドの使用により表面へ筆遣いを複製するための直接的アプロ ーチが達成される。シート１３０のための選択された材料が熱成形可能の準備が 完了していると仮定して、カンバスマトリクスはシートの中に容易に形成される 。しかし、雄型を成形するのに望まれる選択された材料又はより濃度の高い材料 においては第１の実施の形態が有利である、何故ならば芸術家が筆遣いを直接的 にカンバス材料に複製するからである。 本発明では、むらのない品質の製品が製作され、このような製品は、オリジナ ルの芸術作品の忠実な複製を実現する。本発明の方法及び装置により製作された 製品は、前述のように多数の可能なエンドユーザをを有し、額縁に入れられてい るオリジナル芸術作品の複製に制限されない。 本発明の有利な実施の形態が本明細書において詳細に説明されたにもかかわら ず、当業者には変更が本発明の精神及び添付の請求の範囲から逸脱することなし に可能であることは自明である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，Ｓ Ｚ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，Ｉ Ｓ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，Ｓ Ｄ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ (72)発明者 ハーディング，ウィリアム カナダ国、エル６ジー １エイ３ オンタ リオ、ユニオンヴィル、イースト・ドライ ヴ 15 (72)発明者 リドル，ウィリアム カナダ国、エル１ティー ２ヴイ９ オン タリオ、エイジャックス、ラーナー・ドラ イヴ 36 【要約の続き】 空の型孔（６８）への印加は継続され、（ｖｉ）冷却が 停止され、シート（８８）が型から取外され、更なる処 理及び枠入れを行うことができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．熱可塑性プラスチックの薄肉シートを、オリジナル芸術作品の正確な三次 元レリーフ複製の中に成形する真空を用いた成形方法であって、プラスチックの 前記シートの一方の側に前記オリジナル芸術作品の恒久的画像が印刷される真空 成形方法において、 ｉ）印刷された前記プラスチックシートを、真空成形用の雌型の近傍で、印刷 面が該型に面するように支持するステップと、ここで、前記型の中には表面レリ ーフが形成されており、該表面レリーフは前記オリジナル芸術作品の表面レリー フの複製であり、前記画像は前記型の前記表面レリーフに整合し、多数の真空成 形孔が前記型の中に形成され、 ｉｉ）前記プラスチックシートを加熱するステップと、 ｉｉｉ）前記シートが通常の成形温度より低い第１の温度に加熱されるよう、 前記型を前記シートに接触させ、前記第１の温度においては前記画像の前記型に 対する前記シートの加熱に起因する移動が最小化され、真空を前記型の中に前記 孔に直ちに印加し、これにより前記プラスチックシートを前記型の中に引込むこ とを開始し、前記シートを前記型レリーフに対して固定し、これにより前記シー トの表面の画像の前記型に対する運動が更に最小化されるステップと、 ｉｖ）前記プラスチックシートの加熱を継続し、一方、真空を前記型の中の前 記孔に印加して維持し、これにより前記シートの中の前記三次元レリーフの成形 を完成するステップと、 ｖ）前記プラスチックシートが通常の成形温度の領域内の第２の温度に到達す ると前記プラスチックシートの加熱を停止し、一方、真空を前記型の前記孔に印 加することを継続し、前記シートを加熱停止後に冷却し、これにより前記シート は前記第１の温度より低く冷却されて第３の温度に到達し、これにより、前記シ ートの中に成形されている前記三次元レリーフを恒久的にするステップと、 ｖｉ）前記シートの冷却を停止し、前記シートを前記型から取外すステップと 、とを含んでなる方法。 ２．前記型が冷却され、これにより前記型が第３の温度より低い温度に維持さ れ、これにより、シートが前記第３の温度に冷却されることが援助されることを 特徴とする請求項１に記載の方法。 ３．前記型が前記方法の間にわたり連続的に冷却されることを特徴とする請求 項２に記載の方法。 ４．多数の真空成形孔がそれぞれ微細寸法であり、これにより、真空がシート を前記孔の中に引込むことが阻止されることを特徴とする請求項１に記載の方法 。 ５．前記孔の配置位置を前記型の中に定めることが、前記孔を型レリーフの中 の比較的深い凹部の中に位置決めすることを含み、これにより、前記シートの中 に所望のレリーフを成形することが促進されることを特徴とする請求項４に記載 の方法。 ６．前記シートが前記型の上方１インチより短い距離内で支持され、これによ り前記シートが急速に加熱されることが可能となり、更に前記型の前記シートと の急速な接触が、前記シートが加熱されて第１の温度に到達した後に可能となる ことを特徴とする請求項１に記載の方法。 ７．前記シートと前記型とが、前記シートの印刷側への真空の印加を保証する ために接触されると、前記シートの前記型に載置されている周辺部が周りからク ランプされることを特徴とする請求項６に記載の方法。 ８．前記孔の断面の直径が１／３２インチ以下であることを特徴とする請求項 ４に記載の方法。 ９．前記プラスチックシートがポリ塩化ビニルから成り、第１の温度が８０〜 １００℃の領域内にあり、第２の温度が１５０〜１７０℃の領域内にあり、第３ の温度が５０℃より低いことを特徴とする請求項４に記載の方法。 １０．熱可塑性プラスチックシートの中に、オリジナル芸術作品の正確な三次 元レリーフ複製を真空を用いて成形する装置であって、前記プラスチックシート の一方の側に前記オリジナル芸術作品の恒久的画像が印刷される真空成形装置に おいて、 ｉ）その中に表面レリーフが形成された真空形成雌型と、ここで、前記表面レ リーフはオリジナル芸術作品の表面レリーフの複製であり、多数の真空成形孔が 前記型に形成されており、 ｉｉ）印刷されたプラスチックシートを前記型の近傍で、前記型に面する前記 印刷側により支持する支持手段と、ここで、前記支持手段は、前記型の表面の前 記表面レリーフに整合させて前記画像を支持し、 ｉｉｉ）前記プラスチックシートを加熱する加熱手段と、ここで、前記加熱手 段は、前記加熱手段を、前記型から離れている第１の位置から、前記プラスチッ クシートの印刷されていない側から間隔を置いて上方を覆っている第２の位置へ 動かす往復運動手段に取付けられており、 ｉｖ）前記プラスチックシート及び前記型を互いに対して動かす動かし手段と 、ここで、これにより前記プラスチックシートと前記型との接触が、前記第２の 位置の前記加熱手段が前記プラスチックシートを加熱して通常の熱成形温度より 低い第１の温度に到達させた後に可能となるようになっており、 ｖ）前記プラスチックシートの周辺部を前記型の相応する周辺部にシールする シール手段と、 ｖｉ）真空を前記を前記型の中の多数の前記孔の中に印加する真空印加手段と 、ここで、この真空印加は、前記シール手段がプラスチックシートをシールし前 記プラスチックシートが前記第１の温度にある場合に行われるものであり、 ｖｉｉ）前記往復運動手段が、前記プラスチックシートが第２の熱成形温度に ある場合に前記加熱手段を前記第２の位置へ戻すものであり、 ｖｉｉｉ）前記加熱手段が前記第２の位置にある状態で前記プラスチックシー トを冷却する冷却手段と、 ｉｘ）前記真空を多数の前記孔から除去する真空除去手段と、ここで、この真 空除去は、前記プラスチックシートが前記冷却手段により冷却されて第３の温度 に到達すると行われ、この真空除去により前記シール手段は、前記型と前記プラ スチックとの間の密封状態を解放し、これにより成形プラスチックシートが前記 型から取外されることが可能となる、 を含んでなる装置。 １１．前記型を冷却する型冷却手段が設けられ、これにより前記型が第３の温 度より低い温度に維持されることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １２．前記型と表面レリーフの下方で接触している冷却コイルが設けられてい ることを特徴とする請求項１１に記載の装置。 １３．多数の前記孔の直径がそれぞれ１／３２インチ以下であり、前記孔を包 囲する孔包囲手段が設けられ、これにより前記型の背後にプレナムが形成され、 真空が前記プレナムに連通していることを特徴とする請求項１２に記載の装置。 １４．前記支持手段が、プラスチックシートの周辺部をクランプするクランプ を有し、前記型の周辺部が寸法的に前記クランプの内側周辺部の中に位置するこ とを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １５．前記相対的運動手段が前記型を前記プラスチックシートへ向かって動か し、前記シール手段は、前記プラスチックシートのクランプの中の周辺部部分を 、前記型の相応する前記周辺部に密封することを特徴とする請求項１４に記載の 真空成形装置。 １６．前記加熱手段が、プラスチックシートを輻射加熱する加熱素子を有する ことを特徴とする請求項１０に記載の真空成形装置。 １７．前記冷却手段が冷却ファンを有し、前記冷却ファンは、前記往復運動手 段が前記加熱手段を第１の位置へ戻すと冷却空気を案内して前記プラスチックシ ートに接触させることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １８．コントローラが前記往復運動手段、前記相対運動手段、前記シール手段 、前記真空印加手段、及び前記真空除去手段の作動のタイミングを真空成形の間 にわたり制御し、これにより前記プラスチックシートの中にレリーフが鋳込まれ ることを特徴とする請求項１０に記載の装置。 １９．画像を前記型の表面レリーフに整合する画像整合手段が設けられている ことを特徴とする請求項１０に記載の装置。 ２０．オリジナル芸術作品の正確な三次元レリーフ複製を成形するために、熱 可塑性プラスチックシートを真空を用いて成形するのに使用される雌型を製作す るのに使用される雄型を作製する方法において、 ｉ）基板シートを取付けるステップと、 ｉｉ）オリジナル芸術作品の画像を前記基板シートに投影するステップと、 ｉｉｉ）オリジナル画像の筆遣いを複製するための鋳込み可能なコンパウンド を前記基板に塗布するステップと、ここで、前記画像の前記基板への投影が前記 コンパウンドの塗布のガイドとなり、 ｉｖ）雌型を作るための雄型を製作するため前記コンパウンドを硬化させるス テップと、 を含んでなる方法。 ２１．前記コンパウンドが、アクリルポリマー鋳込みペースト、アクリルポリ マーゲル及びこれらの混合物から成る群から選択されることを特徴とする請求項 ２０に記載の方法。 ２２．前記基板が、中実サポートの表面に被着されているカンバスシートであ ることを特徴とする請求項２０に記載の方法。 ２３．オリジナル芸術作品の正確な三次元レリーフ複製を成形するために、熱 可塑性プラスチックシートを真空を用いて成形するのに使用される雌型を製作す るのに使用される雄型を作製する方法において、 ｉ）前記オリジナル芸術作品の画像が印刷されている熱可塑性プラスチックシ ートの中にカンバスレリーフを熱成形するステップと、 ｉｉ）前記画像の表面にわたり前記オリジナル芸術作品の筆遣いを複製するた めに、鋳込み可能なコンパウンドを前記シートの印刷された表面に塗布するステ ップと、ここで、前記印刷画像が前記コンパウンドの塗布のガイドとなり、 ｉｉｉ）雌型を作るための雄型を作製するために前記コンパウンドを硬化させ るステップと、 を含んでなる方法。 ２４．前記鋳込みコンパウンドが透明であることを特徴とする請求項２３に記 載の方法。 ２５．前記鋳込みコンパウンドが透明なアクリルゲルであることを特徴とする 請求項２４に記載の方法。 ２６．前記プラスチックシートがポリ塩化ビニルから成ることを特徴とする請 求項２３に記載の方法。