WO2023067735A1

WO2023067735A1 - 生地の立体造形構造及び立体造形方法

Info

Publication number: WO2023067735A1
Application number: PCT/JP2021/038793
Authority: WO
Inventors: 剛司黒田
Original assignee: 株式会社プラスコーポレイション
Priority date: 2021-10-20
Filing date: 2021-10-20
Publication date: 2023-04-27

Abstract

本発明は、比較的手軽な方法で生地に立体造形できる生地の立体造形構造及び立体造形方法を提供する。本発明の生地の立体造形構造１２は、生地層１４の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有する芯材１６と、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に裏当て層１８を配置してなる生地であって、前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形されている。前記生地層、前記芯材及び前記裏当て層は、ホットメルト接着剤１５により貼着されている。

Description

生地の立体造形構造及び立体造形方法

　本発明は、衣類、バッグ、帽子などの素材となる布等の生地に図柄や文字などを立体的に付加した立体造形構造及び立体造形方法に関するものである。

　布等の生地に図柄や文字などを立体的に付加するために、エンブレム、アップリケ、ステッカー等の立体装飾片を生地に接着等している。立体装飾片は、特許文献１では、高周波誘電加熱によって製造される。

　また、テーブルの上に生地を載置し、図柄等に対応に応じた凹凸を有する加熱押型を生地に押し付け、生地に押型模様を出現させるエンボス加工も知られている。

特許第３２３５９４３号公報

　立体装飾片を作製するためには高周波誘電加熱装置や図柄等に応じた金型が必要になる。しかしながら、高周波誘電加熱装置は非常に高価な装置である。また、立体装飾片の図柄等に応じて、個々に金型を準備する必要があり、とくに多品種少量生産の場合コストが増大する。

　エンボス加工では、押型によって生地を凹ませることで、相対的に非押型部分が出っ張ったように見えるに過ぎないため、立体感に欠ける。また、図柄等に応じた押型が必要であるから、上記と同様、多品種少量生産の場合、コスト増に繋がる。

　本発明は、比較的手軽な方法で生地に立体造形できる生地の立体造形構造及び立体造形方法を提供することを目的とする。

　本発明の生地の立体造形構造は、
　生地層の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有する芯材と、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に裏当て層を配置してなる生地であって、
　前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形されている。

　前記生地層、前記芯材及び前記裏当て層は、ホットメルト接着剤により貼着されている。

　また、本発明の生地の立体造形方法は、
　生地層の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有し、前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された芯材と、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された裏当て層を配置してなる生地を準備し、
　前記生地の両面から熱プレスを行なうことで、前記ホットメルト接着剤が再溶融し、前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形される。

　さらに、本発明の生地の立体造形方法は、
　生地層の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有し、前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された芯材が貼着されたアプリケーションフィルムを配置して熱プレスし、前記ホットメルト接着剤を再溶融させて前記芯材を前記生地層に接着し、
　前記アプリケーションフィルムを剥がした後、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された裏当て層を配置してなる生地を準備し、
　前記生地の両面から熱プレスを行なうことで、前記裏当て層の前記ホットメルト接着剤が再溶融し、前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形される。

　前記熱プレスは、上下一対のプレス板を接近、離間可能な熱プレス機によって行なわれ、前記生地層の表側面が相対するプレス板と、裏当て層の裏側面が相対するプレス板には、それぞれシリコーンゴムシートが装着されている。

　前記生地層側の前記プレス板は、前記裏当て層側の前記プレス板よりも弾性があり、厚い素材である。

　前記生地層の表側面と前記生地層側の前記プレス板との間には、前記芯材と対応した位置に凹みが形成された治具が挿入される。

　本発明の生地の立体造形構造及び立体造形方法によれば、立体造形を所望する生地層の裏面に芯材と裏当て層を配置し、ホットプレスすることで生地層に立体造形を形成することができる。芯材は、容易に入手可能なポリウレタン板などを切断して作成することができるため、種々の図柄、文字に対応可能である。従って、立体装飾片やエンボス加工に比べて、多品種少量生産であってもコスト増を抑えることができる。

図１は、本発明の生地の立体造形構造を示す斜視図である。図２は、図１の線Ａ－Ａに沿う断面図である。図３は、生地の分解図斜視図である。図４は、生地層の裏面に芯材と裏当て層を重ねた状態を示す断面図である。図５は、立体造形を行なう熱プレスの説明図である。図６は、熱プレス中の生地の断面図である。図７は、本発明の異なる実施形態を示す説明図であって、（ａ）複数の芯材をアプリケーションフィルムに配置して生地層と重ねる工程、（ｂ）生地層と芯材を熱プレスする工程を示す。図８は、本発明のさらに異なる実施形態を示す説明図であって、治具を用いた熱プレスの説明図である。

　以下、本発明の生地１０の立体造形構造１２について、図面を参照しながら説明を行なう。なお、各図に示す生地１０の各構成や、熱プレス機２０の各構成の厚み、大きさ、凹凸、形状、図柄などは一例であり、種々の図柄等を採用することができる。また、説明のために厚みなどは誇張して示している。

　図１は、本発明の立体造形構造１２を有する生地１０の写真である。図を参照すると、生地１０の表面に「ＰＬＵＳ」の文字を示す立体造形構造１２が立体的に盛り上がった状態で造形されている。

　上記立体造形構造１２は、図１の線Ａ－Ａに沿う断面図２に示すように、上面側から生地層１４、芯材１６及び裏当て層１８を積層して構成され、裏当て層１８の上面に配置された芯材１６に沿って生地層１４が伸び、上面側に立体造形構造１２を出現させる。

　図３は、立体造形構造１２を有する生地１０を構成する生地層１４、芯材１６及び裏当て層１８を分解して示す斜視図である。

　生地層１４として、布帛（織物）、編地、レース、不織布などを挙げることができ、コットン、リネン、シルクなどの天然繊維、ポリエステル、レーヨン、アクリルなどの合成繊維を例示できる。生地層１４は、伸縮性を有する素材を採用することが好適である。生地層１４が伸縮性を有することで、後述する芯材１６と裏当て層１８に沿って生地層１４が伸びて、皺無く立体造形構造１２を実現できる。

　芯材１６は、所望の図柄等に形成され、所定の厚さを有する材料を使用する。芯材１６は、熱プレスの際に、後述するプレス板２１，２３によって押し潰され難く、軟化しない、ある程度硬さのある材料を使用する。その種の材料として、ポリウレタン板などの熱可塑性樹脂板、硬めのフェルト、硬めの厚手生地、耐熱ゴム、或いは、これら材料を重ねた複合層であってもよい。芯材１６が薄いと、立体造形構造１２の盛り上がりが小さくなる。一方、芯材１６が厚すぎると、芯材１６の周縁、とくに、周囲を芯材１６で囲まれる空隙が上手く立体造形されず、凹凸が形成できないことがある。このため、芯材１６の厚さは、１ｍｍ～５ｍｍ程度とすることが好適である。

　芯材１６は、生地層１４と対向する表側面にホットメルト接着剤等の接着剤１５が熱転写されている（図４参照）。たとえば、ホットメルト接着剤として、ナイロン系、ポリエステル系、ポリウレタン系の接着剤を例示できる。

　裏当て層１８は、生地層１４と接着して、生地層１４と裏当て層１８との間に配置された芯材１６を保持する。生地層１４により鮮明に立体造形構造１２を出現させるために、裏当て層１８はできるだけ変形させないことが望ましい。すなわち、裏当て層１８が芯材１６に倣って凸凹しないことが望ましい。このため、裏当て層１８は、生地層１４よりも伸縮性の低い、或いは、硬い生地、不織布、ポリエステルなどを採用する。なお、ユーザーが肌に直接装着する生地１０に本発明を採用する場合、生地層１４と裏当て層１８の硬さが大きく異なったり、裏当て層１８が厚すぎると、着心地や肌触りが悪くなる虞がある。従って、この場合には、裏当て層１８はできるだけ薄い素材を用いることが好適である。

　裏当て層１８は、生地層１４と対向する表側面にホットメルト接着剤等の接着剤１７が熱転写されている（図４参照）。ホットメルト接着剤は、芯材１６に熱転写されるものと同じ材料を採用できる。

　然して、図３及び図４に示すように、裏当て層１８の上に芯材１６を配置し、その上から生地層１４を被せる、或いは、生地層１４を裏向けて芯材１６を配置し、その上から裏当て層１８を被せて生地１０を準備する。

　そして、生地１０の両側から熱プレスを行なう。図５は、熱プレス機２０の一実施形態を示す図である。熱プレス機２０は、図示しない熱源により加熱された上下一対のプレス板２１，２３を接近、離間可能に配置している。

　生地層１４の表側面が相対するプレス板２１には、厚さ１ｍｍ～１０ｍｍ、望ましくは５ｍｍ程度までの伸縮性のシート２２を装着しておく。シート２２として、シリコーンゴムシートを例示できる。これにより、生地層１４を芯材１６に倣って好適に伸びさせると共に、生地層１４を裏当て層１８に押し当てて、生地層１４がより明確な立体造形構造１２を形成することができる。シート２２は、以下に示す裏当て層１８側のシート２４よりも弾性があり、柔らかい素材、厚い素材である。

　また、裏当て層１８の裏側面と相対するプレス板２３にも同様にシリコーンゴムシートなどのシート２４を配置しておくことが望ましい。これにより、接着剤等の焼き付きを防止することができ、生地層１４等に汚れが付着することを防止できる。ただし、裏当て層１８側のシート２４は、生地層１４側のシート２２よりも硬い素材を採用して、裏当て層１８が芯材１６に倣って伸びてしまうことを防止することが望ましい。なお、シート２４に代えて、アルミニウム板などの金属板、ベークライトのような耐熱性の樹脂板をプレス板２３に載せてもよい。もちろん、プレス板２３に直接裏当て層１８が接触するようにしてもよい。

　然して、加熱されたプレス板２１，２３を開き、図５に示すように、生地１０を下側のプレス板２３に載置する。プレス板２１，２３の何れか一方又は両方を、接着剤１５，１７の軟化点よりも２０～５０℃程度高い温度、具体的には、シート２４の表面が１３０℃～１８０℃に熱せられるように加熱しておく。接着剤１５，１７の軟化点よりも高い温度にプレス板２１，２３を加熱しているのは、接着剤１５，１７とプレス板２１，２３との間に、生地層１４、裏当て層１８、シート２２，２４が介在するためである。

　図示の実施形態では、下側のプレス板２３が裏当て層１８の裏側面と相対するプレス板であるから、裏当て層１８が下側となるように生地１０を配置する。

　そして、図５に示すように、プレス板２１を押し下げ、プレス板２１，２３間で生地１０を熱プレスする。プレス圧力は、使用する生地層１４、芯材１６、裏当て層１８の素材、厚さ、また、接着剤１５，１７の軟化点により異なるが、０．３ｋｇ／ｃｍ^２～３ｋｇ／ｃｍ^２程度、望ましくは０．７ｋｇ／ｃｍ^２～１．５ｋｇ／ｃｍ^２である。また、プレス時間もこれらによって異なるが、１０秒～２分、望ましくは３０秒～１分である。熱プレスは、１回の工程で実施してもよいし、２回以上の複数回に分けて実施しても構わない。

　プレス板２１，２３間で生地１０を熱プレスすることで、図５に示すように、生地層１４の表側面と相対するプレス板２１の弾性を有し、柔らかいシート２２が弾性変形する結果、生地層１４は、芯材１６に倣って伸び、また、接着剤１５，１７が軟化して接着性を発揮する。その結果、図１、図２に示すように、生地層１４に芯材１６に倣った立体造形構造１２が出現した生地１０を得ることができる。

　得られた生地１０は、図１に示すように、生地層１４に外観視すると、芯材１６に倣った立体造形構造１２が鮮明に出現していることがわかる。

　芯材１６は、入手容易なポリウレタン板等を抜き型、トムソン刃、レーザーカッター、カッターナイフなどで切断することで簡単に作成することができ、先行技術文献に挙げた立体装飾片やエンボス加工のように、図柄等に応じた金型は不要である。また、熱プレス機２０は、比較的入手が容易である。従って、本発明によれば、生地層１４に容易に立体造形構造１２を付与できる。

　上記説明は、本発明を説明するためのものであって、請求の範囲に記載の発明を限定し、或いは範囲を限縮するように解すべきではない。また、本発明の各部構成は、上記実施形態に限らず、特許請求の範囲に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは勿論である。

　図７は、本発明の異なる実施形態を示す説明図である。芯材１６が複数の部材から分離して構成される場合、芯材１６の位置ずれを防止するために、図７（ａ）に示すように、弱粘性のアプリケーションフィルム１９に個々の芯材１６を配置しておくことが望ましい。アプリケーションフィルム１９は、常温で粘着性を有し、加熱により粘着性が低下する熱剥離性を有するフィルムを採用することが好適である。

　そして、先に、図７（ａ）に示すように生地層１４と、芯材１６を上向きにしたアプリケーションフィルム１９とを重ねて熱プレス機に配置し、（ｂ）に示すように、熱プレスにより先に生地層１４と芯材１６を接着する。これにより、生地層１４に個々の芯材１６を位置ずれなく配置できる。アプリケーションフィルム１９は、熱剥離性を有するから、熱プレス後にアプリケーションフィルム１９を芯材１６から剥がせばよい（矢印Ｂ）。その後、生地層１４の裏側面に裏当て層１８を重ね、図４乃至図６と同様に熱プレスすることで、生地層１４を伸ばしつつ、生地層１４と芯材１６を裏当て層１８に接着することで、芯材１６の位置ずれがない生地１０を得ることができる。

　図８は、本発明のさらに異なる実施形態を示す熱プレス機２０を示している。図示の熱プレス機２０では、生地層１４の表側面が下向きになるように配置しており、芯材１６に合わせた凹み２７を有する治具２６を下側のプレス板２１に配置している。治具２６は、たとえばベークライトなどの耐熱性樹脂から作成できる。凹み２７は、生地層１４の厚みと芯材１６の厚みを考慮した大きさである。プレス板２１，２３には、シリコーンゴムシートなどのシート２２Ａ，２４Ａが装着されているが、これらシート２２Ａ，２４Ａは、硬め、薄めのものであって構わない。

　然して、下側のプレス板２１の上に治具２６を載せ、その上から生地層１４、芯材１６及び裏当て層１８を配置する。芯材１６は、対応する治具２６の凹み２７に嵌合可能となるよう位置合わせする。そして、上側のプレス板２３を押し下げることで、芯材１６は、生地層１４を押し込みながら治具２６の凹み２７に嵌まる。これにより、生地層１４は、凹み２７と芯材１６に押されて芯材１６に倣って伸びる。また、接着剤１５，１７が軟化して、生地層１４と芯材１６、生地層１４と裏当て層１８を接着する。

　上記により、立体造形構造１２を有する生地１０を得ることができる。本実施形態により得られた生地１０は、生地層１４が治具２６の凹み２７と芯材１６に押される結果、芯材１６にきっちりと倣う。従って、より鮮明な立体造形構造１２を出現させることができる。

１０　生地
１２　立体造形構造
１４　生地層
１５　接着剤
１６　芯材
１７　接着剤
１８　裏当て層
２０　熱プレス機

Claims

　生地層の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有する芯材と、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に裏当て層を配置してなる生地であって、
　前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形されている、
　生地の立体造形構造。
　前記生地層、前記芯材及び前記裏当て層は、ホットメルト接着剤により貼着されている、
　請求項１に記載の生地の立体造形構造。
　生地層の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有し、前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された芯材と、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された裏当て層を配置してなる生地を準備し、
　前記生地の両面から熱プレスを行なうことで、前記ホットメルト接着剤が再溶融し、前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形される、
　生地の立体造形方法。
　生地層の裏面に、所望図柄に形成され、所定の厚さを有し、前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された芯材が貼着されたアプリケーションフィルムを配置して熱プレスし、前記ホットメルト接着剤を再溶融させて前記芯材を前記生地層に接着し、
　前記アプリケーションフィルムを剥がした後、前記芯材を覆うように前記生地層の裏面に前記生地層側にホットメルト接着剤が熱転写された裏当て層を配置してなる生地を準備し、
　前記生地の両面から熱プレスを行なうことで、前記裏当て層の前記ホットメルト接着剤が再溶融し、前記生地層が前記芯材の形状に倣って立体造形される、
　生地の立体造形方法。
　前記熱プレスは、上下一対のプレス板を接近、離間可能な熱プレス機によって行なわれ、前記生地層の表側面が相対するプレス板と、裏当て層の裏側面が相対するプレス板には、それぞれシリコーンゴムシートが装着されている、
　請求項３又は請求項４に記載の生地の立体造形方法。
　前記生地層側の前記プレス板は、前記裏当て層側の前記プレス板よりも弾性があり、厚い素材である、
　請求項５に記載の生地の立体造形方法。
　前記生地層の表側面と前記生地層側の前記プレス板との間には、前記芯材と対応した位置に凹みが形成された治具が挿入される、
　請求項５に記載の生地の立体造形方法。