(57)【要約】 【課題】熱膨張層を有する媒体を用いた造形物及び造形物の製造方法を提供する。【解決手段】布からなる基材１１の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層１２が形成された媒体を用い、基材１１の少なくとも一方の面上に電磁波を熱に変換する熱変換層８１を形成し、熱変換層８１に電磁波を照射し、熱膨張層１２を膨張させ、基材１１を熱膨張層１２の膨張に追従して変形させ、基材１１をエンボス状に変形させ、基材１１の変形量を熱膨張層１２の膨張高さより大きくする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
布からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が形成された媒体を用い、前記媒体の少なくとも一方の面に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させる工程と、を備え、
前記熱膨張層を膨張させる際、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させ、前記基材をエンボス状に変形させ、前記基材の変形量を前記熱膨張層の膨張高さより大きくする、
ことを特徴とする造形物の製造方法。 
【請求項２】
前記媒体は、前記熱膨張層と前記基材の他方の面との少なくともいずれか一方の少なくとも一部を覆うように剥離可能に設けられたフィルムを更に備え、
前記熱変換層を形成する工程では、前記フィルム上に前記熱変換層を形成する、
ことを特徴とする請求項１に記載の造形物の製造方法。 
【請求項３】
前記熱膨張層を膨張させる工程では、 
前記熱膨張層を膨張させた領域における当該熱膨張層の透光性と、前記熱膨張層を膨張させていない領域における当該熱膨張層の透光性とを異ならせる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の造形物の製造方法。
【請求項４】
布からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層を備え、
前記熱膨張層の少なくとも一部が膨張されており、 
前記熱膨張層が膨張された領域において、前記基材はエンボス状に成形されており、該領域における前記基材の変形量は、前記熱膨張層の膨張高さより大きい、
ことを特徴とする造形物。 
【請求項５】
前記基材の他方の面上に、接着層を更に備える、 
ことを特徴とする請求項４に記載の造形物。 
【請求項６】
前記熱膨張層が膨張された領域における当該熱膨張層の透光性と、前記熱膨張層が膨張されていない領域における当該熱膨張層の透光性とが異なる、
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の造形物。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸収した熱量に応じて発泡して膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を有する媒体を用いた造形物及び造形物の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、布などに凹凸形状を付与する方法として、エンボス加工等が知られている。エンボス加工では、凹状の型と凸状の型とを用いて所望の形状へ成形を行う（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−８２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、エンボス加工では、加工する形状に応じた金型を用意する必要がある。このため、金型を製造するコスト及び時間が必要となるという問題があった。
【０００５】
従って、布に容易に凹凸形状を付与することが求められている。
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、熱膨張層を有する媒体を用いた造形物及び造形物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、第１の観点に係る造形物の製造方法は、
布からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が形成された媒体を用い、前記媒体の少なくとも一方の面に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させる工程と、を備え、
前記熱膨張層を膨張させる際、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させ、前記基材をエンボス状に変形させ、前記基材の変形量を前記熱膨張層の膨張高さより大きくする、
ことを特徴とする。 
【０００８】
上記目的を達成するため、第２の観点に係る造形物の製造方法は、
布からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層を備え、
前記熱膨張層の少なくとも一部が膨張されており、 
前記熱膨張層が膨張された領域において、前記基材はエンボス状に成形されており、該領域における前記基材の変形量は、前記熱膨張層の膨張高さより大きい、
ことを特徴とする。 
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、熱膨張層を有する媒体を用いた造形物及び造形物の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る媒体の概要を示す断面図である。
【図２】図２（ａ）及び（ｂ）は実施形態１に係る媒体の製造方法を示す断面図である。
【図３】実施形態１に係る造形物の概要を示す断面図である。
【図４】その他の実施形態に係る造形物の概要を示す断面図である。
【図５】造形物の裏面の概要を示す斜視図である。
【図６】膨張装置の概要を示す図である。
【図７】実施形態１に係る造形物製造処理を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）及び（ｂ）は造形物製造処理の概要を示す断面図である。
【図９】その他の実施形態に係る造形物の概要を示す断面図である。
【図１０】実施形態２に係るシールの概要を示す断面図である。
【図１１】図１１（ａ）は実施形態３に係る照明器具の概要を示す図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）に示すＸＩｂ部分の概要を示す断面図であり、図１１（ｃ）はその他の実施形態に係る造形物の概要を示す断面図である。
【図１２】図１２（ａ）は実施形態４に係る媒体の概要を示す断面図であり、図１２（ｂ）は実施形態４に係る媒体の熱膨張層を膨張させた状態を示す断面図であり、図１１（ｃ）は第１のフィルムを除去した後の造形物を示す断面図であり、図１１（ｄ）はその他の実施形態に係る媒体の概要を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施の形態に係る熱膨張層を有する媒体を用いた造形物及び造形物の製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。
【００１２】
本実施形態では、熱膨張層を備える媒体を利用し、熱膨張層の隆起を利用して基材を変形させることで造形物を製造する。ここで、本明細書において、「造形物」は、単純な形状、幾何学形状、文字、装飾等、形状を広く含む。ここで、装飾とは、視覚及び／又は触覚を通じて美感を想起させるものである。また、「造形（又は造型）」は、単に造形物を形成することに限らず、装飾を加える加飾、装飾を形成する造飾のような概念をも含む。更に装飾性のある造形物とは、加飾又は造飾の結果として形成される造形物を示す。
【００１３】
本実施形態の造形物は、三次元空間内の特定の二次元面（例えば、ＸＹ平面）を基準とし、その面に対し垂直な方向（例えばＺ軸）に凹凸を有する。このような造形物は、立体（３Ｄ）画像の一例であるが、所謂３Ｄプリンタ技術によって製造される立体画像と区別するため、２．５次元（２．５Ｄ）画像又は疑似三次元（Pseudo-3D）画像と呼ぶ。また、このような造形物を製造する技術は、三次元画像印刷技術の一例であるが、所謂３Ｄプリンタと区別するため、２．５Ｄ印刷技術又は疑似三次元（Pseudo-3D）印刷技術と呼ぶ。 
【００１４】
＜実施形態１＞ 
（媒体１０） 
熱膨張層を備える媒体（以下、単純に媒体と称する）１０は、図１に示すように、基材１１と、基材１１の一方の面上に設けられた熱膨張層１２と、を備える。詳細に後述するように、媒体１０では、熱膨張層１２が膨張する力を利用し、熱膨張層１２の膨張する方向に追従するように基材１１を変形させ、基材１１に変形後の形状を維持させる。このようにして、本実施形態では媒体１０を用いて造形物２０を形成する。また、媒体１０は、成形シートと呼ぶこともできる。
【００１５】
基材１１は、熱膨張層１２を支持する部材であり、基材１１の一方の面（第１の面）上に熱膨張層１２が設けられる。本実施形態で、基材１１は布である。本実施形態において、「布」は、既知の布であり、平織り、綾織り、繻子織りの織物、ニット、ジャージ等の編物等を含む。また、布の素材は、綿、麻等の天然繊維であっても、ポリエステル、キュプラ、レーヨン、ナイロン、テトロン（登録商標）等の化学繊維であってもよい。基材１１の厚さは、これに限るものではないが、５０μｍ〜１ｍｍである。また、詳細に後述するように、基材１１は熱膨張層１２の膨張する力等に追従して変形する。基材１１は変形後の形状を維持することが必要であるため、基材１１として用いる布の種類、基材１１の厚さ等は、変形後の形状を維持可能なように決定される。また、生地の材質にもよるが、薄手の布は変形が容易に得られるという特徴があり、厚手の布はなだらかな変形が得られる傾向にある。造形物２０の形状によって、布の種類（素材等）、厚さ等は適宜選択する。また、布の一例としては、麻製の生地（平織り又は綾織り）が挙げられる。
【００１６】
熱膨張層１２は、基材１１の一方の面（図１では、上面）上に設けられる。熱膨張層１２は、加熱の程度（例えば、加熱温度、加熱時間）に応じた大きさに膨張する層であって、バインダ中に熱膨張性材料（熱膨張性マイクロカプセル、マイクロパウダー）が分散配置されている。熱膨張層１２において、これに限るものではないが、バインダに対し熱膨張性材料は１０重量％〜７０重量％で含まれる。なお、熱膨張層１２は、１つの層を有する場合に限らず、複数の層を有してもよい。熱膨張層１２のバインダとしては、エチレン−酢酸ビニル系ポリマー、アクリル系ポリマー等の任意の熱可塑性樹脂を用いる。また、熱膨張性マイクロカプセルは、プロパン、ブタン、その他の低沸点気化性物質（発泡剤）を、熱可塑性樹脂の殻内に含むものである。殻は、例えば、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリブタジエン、あるいは、それらの共重合体等の熱可塑性樹脂から形成される。例えば、熱膨張性マイクロカプセルの平均粒径は、約５〜５０μｍである。このマイクロカプセルを熱膨張開始温度以上に加熱すると、樹脂からなる殻が軟化し、内包されている低沸点気化性物質が気化し、その圧力によって殻がバルーン状に膨張する。用いるマイクロカプセルの特性にもよるが、マイクロカプセルの粒径は膨張前の粒径の５倍程度に膨張する。なお、マイクロカプセルの粒径には、ばらつきがあり、全てのマイクロカプセルが同じ粒径を有するものではない。
【００１７】
また、本実施形態では、後述するように、基材１１及び熱膨張層１２の厚み、材料等は、熱膨張層１２の発泡による高さの増加量よりも、基材１１の変形量が多くなるように設定されることが好適である。また、特に本実施形態では、基材１１を所望の形に変形させることを目的とする。このため、熱膨張層１２は、少なくとも基材１１を所望の形に変形可能な程度の厚みを備えればよい。従って、熱膨張層１２は、基材１１の厚みと同じ又は薄く形成されることが好適である。熱膨張層１２の厚みは、これに限るものではないが、例えば５μｍ〜２００μｍである。もっとも、例えば、基材１１が変形しにくい材料である、造形物の形状により熱膨張層１２を高く発泡させる必要がある等、熱膨張層１２を厚く形成する必要がある場合には、熱膨張層１２は基材１１よりも厚く形成されてもよい。
【００１８】
加えて、熱膨張層１２は、少なくとも基材１１を変形させる領域に設けられていればよく、熱膨張層１２は基材１１を少なくとも部分的に覆うように設けられる。
【００１９】
また、本実施形態の媒体１０では、熱膨張層１２の表面に基材１１の表面の凹凸に沿った凹凸が現れる程度の厚みに熱膨張層１２を形成することが好ましい。このため、例えば、熱膨張層１２の厚さを基材１１の厚さよりも薄く形成することが好適である。熱膨張層１２の表面に基材１１の表面と同様の凹凸が現れることで、膨張していない状態の熱膨張層１２の表面に基材１１の生地に類似する質感（例えば、触感、外観等）を持たせることが可能となる。
【００２０】
また、造形物２０では、熱膨張層１２の膨張された部分（膨張領域）の表面に膨張前に存在した凹凸が残存し、膨張領域にも基材１１の生地に類似する質感が残ることが好適である。具体的には、熱膨張層１２の表面に存在する凹凸、特に凹が失われず、熱膨張層１２の膨張された部分の表面は、膨張前の凹凸と類似する凹凸を有することが好適である。このため、熱膨張層１２の厚みを、熱膨張層１２の膨張後も基材１１の質感が残るような厚さとすることが好適である。
【００２１】
（媒体１０の製造方法） 
また、本実施形態の媒体１０は、以下に示すようにして製造される。
まず、図２（ａ）に示すように、基材１１として、布、例えば麻製の布（平織り又は綾織り）を用意する。基材１１は、ロール状であっても、予め裁断されていてもよい。
【００２２】
次に、熱可塑性樹脂等からなるバインダと熱膨張性材料（熱膨張性マイクロカプセル）とを混合させ、熱膨張層１２を形成するための塗布液を調製する。続いて、バーコータ、ローラーコータ、スプレーコータ等の公知の塗布装置を用いて、塗布液を基材１１上に塗布する。熱膨張層１２の形成は、塗布装置以外の装置（例えば印刷装置）を用いて形成してもよい。続いて、塗膜を乾燥させ、図２（ｂ）に示すように熱膨張層１２を形成する。なお、目標とする熱膨張層１２の厚みを得るため、塗布液の塗布及び乾燥を複数回行ってもよい。また、ロール状の基材１１を用いた場合は、必要であれば裁断を行う。
これにより、媒体１０が製造される。 
【００２３】
（造形物２０） 
次に、造形物２０について図３を用いて説明する。造形物２０は、媒体１０の熱膨張層１２を膨張させ、基材１１を変形させることによって形成される。具体的には、図３に示すように、基材１１は、上面に凸部１１ａを備え、下面に凸部１１ａに対応する形状を有する凹部１１ｂを備える。熱膨張層１２は、上面に凸部１２ａを備える。基材１１の凸部１１ａ及び熱膨張層１２の凸部１２ａは、周囲の領域から突出している。また、熱膨張層１２の凸部１２ａ上には、熱膨張層１２を膨張させるための熱変換層８１が形成されている。
【００２４】
本実施形態では、詳細に後述するように、媒体１０の上面（表面）に、電磁波を熱に変換する電磁波熱変換層（以下、単に熱変換層又は変換層と称する）を形成し、電磁波を照射することで、熱変換層８１を発熱させる。熱変換層８１は、電磁波の照射により、熱を帯びるため、帯熱層とも呼べる。媒体１０の表面に設けられた熱変換層８１で生じた熱は、熱膨張層１２へと伝達することにより、熱膨張層１２中の熱膨張性材料が発泡し、その結果、熱膨張層１２が膨張する。熱変換層８１は、熱変換層８１が設けられていない他の領域と比較し、電磁波を速やかに熱へと変換する。このため熱変換層８１の近傍の領域のみを選択的に加熱することができ、熱膨張層１２の特定の領域のみを選択的に膨張させることができる。また、基材１１は、熱膨張層１２を発泡、膨張させる際に熱膨張層１２の膨張する方向に追従する形で変形し、変形後はその形状を維持する。
【００２５】
熱膨張層１２が膨張することにより、熱膨張層１２には図３に示す凸部１２ａが形成される。この凸部１２ａが形成される際、熱膨張層１２が膨張する力は基材１１とは反対の方向（図３に示す上側）に働く。この膨張する力に引かれるようにして、基材１１は図３に示す上方向に変形する。そして、周囲の領域から突出するように、基材１１の上面に凸部１１ａが形成される。また、基材１１の裏面では、表面に形成される凸部１１ａの形状に対応する凹部１１ｂが形成される。凹部１１ｂの形状は、凸部１１ａとほぼ同じ形状であり、基材１１の厚み分だけ凸部１１ａを縮小させた形状である。本明細書では、このような熱膨張層１２の凸部１２ａ、基材１１の凸部１１ａ及び凹部１１ｂの形状をエンボス形状と表現する。
【００２６】
所謂エンボス加工の一つの手法では、上下の金型に対応する凹凸の形状を形成し、上下の金型の間にシートを挟み込み、プレスすることでシートの表面に凹凸の形状を形成する。これに対して本実施形態では、基材１１は、熱膨張層１２が膨張する力に引かれて変形するため、金型は用いない。しかし、変形後の形状は、エンボス加工を用いて形成される形状に類似するため、本明細書では、熱膨張層１２の凸部１２ａ、基材１１の凸部１１ａ及び凹部１１ｂのような形状をエンボス形状と表現する。
【００２７】
また、本実施形態の造形物２０では、特に熱膨張層１２を利用して基材１１を変形させるため、図３に示すように、基材１１の変形量Δｈ１は、熱膨張層１２の発泡高さΔｈ２と比較して大きいことが好適である。なお、変形量Δｈ１は、基材１１の変形していない領域の表面と比較した凸部１１ａの高さである。また、熱膨張層１２の発泡高さ（差分）Δｈ２は、熱膨張層１２の膨張後の高さから、熱膨張層１２の膨張前の高さを引いたものである。また、差分Δｈ２は、熱膨張性材料の膨張によって生じた熱膨張層１２の高さの増加量とも言える。
【００２８】
本実施形態において造形物２０は、着色されていることは必須ではない。もっとも、図４に示すように、造形物２０の表側にカラーインク層８２を、造形物２０の裏側にカラーインク層８３を設けることも可能である。カラーインク層８２、８３は両方形成されても、いずれか一方のみが設けられてもよい。また、カラーインク層８２は熱膨張層１２の少なくとも一部の上に設けられてもよい。カラーインク層８３も同様に、基材１１の少なくとも一部の上に設けられてもよい。特に、造形物２０の表側には熱膨張層１２が形成されているため、熱膨張層１２上に設けられたカラーインク層８１はマットな質感を呈する。一方、造形物２０の裏側は布である基材１１が位置するため、基材１１の裏側上に設けられるカラーインク層８３は、カラーインク層８１とは異なる質感を呈することもできる。このような材料の質感の違いを利用し、造形物２０の表側と裏側とで異なる質感を表現することも可能である。
【００２９】
また、造形物２０は、用途に応じ、表面を利用しても、裏面を利用してもよい。また、両面を利用することも可能である。
【００３０】
例えば、造形物２０の表側を主に利用する場合、本実施形態によれば、熱膨張層１２の凸部１２ａ下の基材１１を変形させることができる。熱膨張層１２の膨張で生じた凸部１２ａで得られるクッション性に、基材１１の変形によって形成される凸部１１ａによる感触、例えば弾力性、復元性等を加えることができる。従って、熱膨張層１２の膨張だけでは得られにくい感触を基材１１の変形によって加えることができ、好適である。また、この場合、一例ではあるが、基材１１として、麻製の布（平織り又は綾織り）を使用すると、基材１１の凸部１１ａの形状が良好に維持されて好適である。
【００３１】
また、造形物２０の裏側を主に利用する場合の例としては、布を成形するために熱膨張層１２を利用することが挙げられる。この場合、基材１１の裏面（図１に示す下側の面）に少なくとも１つの凹を形成することで、布を成形することができる。例えば、図５に示すように、成形を施す領域Ｒ内に複数の凹部１１ｂを形成する。複数の凹部１１ｂの形状、形成する位置、及び深さを組み合わせることによって、造形を施すことができる。また、凹部１１ｂの形状、深さ等の組み合わせによって、模様等を表現することができる。
【００３２】
加えて、造形物２０では、熱膨張層１２の膨張した部分の表面（図３に示す熱膨張層１２の凸部１２ａの表面）に、基材１１の質感が残るような厚さとすることが好適である。ここで、基材１１の質感が残るとは、熱膨張層１２の表面の凹凸が膨張前と同じではないものの、膨張後も熱膨張層１２の表面の凹凸が失われず、類似する質感が残ることを意味する。このようにすることによって、造形物２０では、凸状に変形された領域（凸部１２ａ）にも生地の質感を残すことが可能となる。
【００３３】
（造形物２０の製造方法） 
次に、造形物の製造方法を説明する。以下の造形物２０の製造方法では、ロール状に巻かれた媒体１０を使用する場合（いわゆるロール式）を例に挙げて説明するが、枚葉式であってもよい。
【００３４】
まず、本実施形態の造形物２０の製造方法では、熱変換層、カラーインク層の形成は印刷装置を用いて行うことができる。印刷装置としては、オフセット印刷装置、グラビア印刷、シルクスクリーン印刷、フレキソ印刷、インクジェット印刷、等任意の印刷装置を使用することができる。また、各印刷装置で用いるインクも水系インク、溶剤系インク、紫外線硬化インク等、公知のインクを使用することができる。
【００３５】
また、熱変換層８１を印刷する場合は、印刷装置において用いるインクを、電磁波熱変換材料を含むインク（以下、発泡インクと称する）とする。電磁波熱変換材料（熱変換材料）は、電磁波を熱に変換可能な材料である。熱変換材料の一例としては、カーボン分子であるカーボンブラック（グラファイト）が挙げられる。この場合、電磁波を照射することにより、グラファイトが電磁波を吸収して熱振動し、熱が発生する。なお、熱変換材料は、グラファイトに限られず、例えば、赤外線吸収材料などの無機材料も使用することができる。具体的には、六ホウ化金属化合物又は酸化タングステン系化合物が好ましく、特に近赤外領域で吸収率が高く（透過率が低く）、かつ可視光領域の透過率が高いことから六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）又はセシウム酸化タングステンが好ましい。なお、上記無機赤外線吸収剤はいずれかを単独で用いてもよく、又は２つ以上の異なる材料を併用してもよい。
【００３６】
また、発泡インクの色も任意である。例えば、発泡インクは、基材１１の色に応じた着色がなされてもよい。また、特に熱変換材料として六ホウ化ランタン（ＬａＢ６）又はセシウム酸化タングステンを使用すると、発泡インクの色味を抑えることができ好適である。この場合、発泡インクを透明（視認しにくい又は視認できない色）とすることもできる。
【００３７】
次に、熱膨張層１２を膨張させる膨張装置５０を図６に示す。膨張装置５０は、照射部５１、反射板５２、温度センサ５３、冷却部５４及び筐体５５を備え、照射部５１、反射板５２、温度センサ５３及び冷却部５４は筐体５５内に収められている。媒体１０は、膨張装置５０の下を搬送される。
【００３８】
照射部５１は、ランプヒータ、例えばハロゲンランプを備えており、媒体１０に対して、近赤外領域（波長７５０〜１４００ｎｍ）、可視光領域（波長３８０〜７５０ｎｍ）、又は、中赤外領域（波長１４００〜４０００ｎｍ）の電磁波（光）を照射する。熱変換材料を含む発泡インクによる熱変換層８１が印刷された媒体１０に電磁波を照射すると、熱変換層８１が印刷された部分では、熱変換層８１が印刷されていない部分に比べて、より効率良く電磁波が熱に変換される。そのため、媒体１０のうちの熱変換層８１が印刷された部分が主に加熱され、膨張を開始する温度に達すると熱膨張性材料が膨張する。なお、照射部５１はハロゲンランプに限られず、電磁波を照射可能であれば、他の構成を採ることも可能である。また、電磁波の波長も上記の範囲に限定されるものではない。
【００３９】
反射板５２は、照射部５１から照射された電磁波を受ける被照射体であって、ランプヒータから照射された電磁波を媒体１０に向けて反射する機構である。反射板５２は、照射部５１の上側を覆うように配置されており、照射部（ランプヒータ）５１から上側に向けて照射された電磁波を下側に向けて反射する。温度センサ５３は、熱電対、サーミスタ等であって、反射板５２の温度を測定する測定手段として機能する。冷却部５４は、反射板５２の上側に設けられており、少なくとも１つの給気ファンを備える。冷却部５４は、膨張装置５０の内部を冷却する冷却手段として機能する。
【００４０】
膨張装置５０において、媒体１０は、ロールから取り出され、図示しない搬送ローラーによって搬送されながら、照射部５１によって照射される電磁波を受ける。その結果、媒体１０に設けられた熱変換層８１が熱を帯びる。この熱が基材１１及び熱膨張層１２へと伝達する。熱膨張層１２の少なくとも一部は膨張する。熱膨張層１２が膨張する力に引かれ、結果として基材１１が変形する。熱膨張層１２の膨張後、媒体１０は巻き取られる。なお、基材１１の変形量によっては、媒体１０は巻き取られず、裁断されてもよい。
【００４１】
次に、図７に示すフローチャート及び図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す媒体１０の断面図を参照して、造形物２０を製造する処理の流れを説明する。
【００４２】
第１に、媒体１０を準備する。また、媒体１０の表面（図１に示す上側の面）において発泡及び膨張させる部分を示す発泡データ（熱変換層８１を形成するためのデータ）は、事前に決定しておいてもよい。次に、媒体１０をその表面が上に向いた状態で印刷装置へと搬送し、媒体１０の表面に熱変換層８１を印刷する（ステップＳ１）。熱変換層８１は、電磁波熱変換材料を含むインク、例えばカーボンブラックを含む発泡インクで形成された層である。印刷装置は、指定された発泡データに従って、媒体１０の表面に、熱変換材料を含む発泡インクを印刷する。その結果、図８（ａ）に示すように、媒体１０の表面に熱変換層８１が形成される。なお、熱変換層８１を濃く印刷すると発熱量が増えるため、熱膨張層１２が高く膨張する。従って、基材１１の高い変形量が得られる。これを利用して熱変換層８１の濃淡の制御により、変形高さを制御することができる。
【００４３】
第２に、熱変換層８１が印刷された媒体１０を、表面が上側を向くように膨張装置５０へと搬送する。膨張装置５０では、搬送された媒体１０へ照射部５１によって電磁波を照射する（ステップＳ２）。具体的に説明すると、膨張装置５０では、照射部５１によって媒体１０の表面に電磁波を照射する。媒体１０の表面に印刷された熱変換層８１に含まれる熱変換材料は、照射された電磁波を吸収することによって発熱する。その結果、熱変換層８１が発熱し、熱変換層８１で生じた熱は熱膨張層１２に伝達し、熱膨張性材料が発泡、膨張する。熱膨張層１２の膨張の結果、図８（ｂ）に示すように、媒体１０の熱膨張層１２のうちの熱変換層８１が印刷された領域が膨張し、盛り上がる。基材１１は、熱膨張層１２の膨張する力に引かれて変形する。
【００４４】
ここで、電磁波の制御は、膨張装置５０において媒体１０に電磁波を照射して膨張させる際、媒体１０を所望の高さに膨張させるために、媒体１０が単位面積当たりに受けるエネルギー量を制御することをいう。具体的に、媒体１０が単位面積当たりに受けるエネルギー量は、照射部の照射強度、移動速度、照射時間、照射距離、温度、湿度、冷却等のパラメータによって変化する。電磁波の制御は、このようなパラメータの少なくとも１つを制御することによって実行される。
【００４５】
以上のような手順によって、媒体１０を用いて造形物２０を製造することができる。
【００４６】
なお、媒体１０の表面に、カラー画像（カラーインク層８２）を印刷する場合は、印刷装置を用いて、媒体１０の表面に、例えば、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの画像を印刷する。カラーインク層８２の形成工程は、ステップＳ２の後に行ってもよく、ステップＳ１の前又は後に行ってもよい。
【００４７】
また、熱変換層８１は、図９に示すように基材１１の裏面（図９に示す下面）に設けることも可能である。この場合、ステップＳ２では、媒体１０の裏面から電磁波を照射してもよい。
【００４８】
また、熱変換層８１は、媒体１０の表面と裏面との両方に設けられてもよい。この場合、図８等に示すように、表側に形成した熱変換層８１に電磁波を照射し、熱膨張層１２を膨張させ、更に裏側に形成した熱変換層８１にも電磁波を照射し、熱膨張層１２を膨張させる。図８のフローチャートを用いて説明すると、ステップＳ１、ステップＳ２を実行した後、ステップＳ１と同様にして媒体１０の裏面に熱変換層８１を形成し、ステップＳ２と同様にして熱変換層８１に電磁波を照射して、熱膨張層１２を膨張させるとともに、基材１１を変形させる。なお、これらの工程の順番は変更することが可能である。
【００４９】
このように本実施形態の造形物の製造方法では、熱変換層８１を印刷により形成し、熱変換層８１へ電磁波を照射することによって、造形物２０を製造する。本実施形態では、熱変換層８１の濃度、照射する電磁波等を制御することにより、熱膨張層１２の膨張高さ、位置等を容易に制御することができる。結果として、凹部１１ｂを形成する位置、凹部１１ｂの深さ等を容易に制御することができ、基材１１を所望の形に変形させることができる。更に、成形するための金型などが不要であるため、媒体１０の成形に要する時間及び費用を低減させることが可能となる。
【００５０】
また、造形物の用途に応じ、熱膨張層１２の凸部１２ａの形状、基材１１の凹部１１ｂの形状、及びカラーインク層８２、８３を組み合わせることで、造形物の表現を多様化させることも可能である。
【００５１】
＜実施形態２＞ 
実施形態２に係る造形物２２につき、以下図面を用いて説明する。本実施形態では、造形物２２をシールとして利用する場合を例に挙げる。実施形態１と共通する特徴については、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００５２】
造形物２２は、図１０に示すように、基材１１と、熱膨張層１２と、熱変換層８１と、カラーインク層８２と、接着層６１と、剥離シート６２と、を備える。造形物２２では、実施形態１に記載した方法によって熱膨張層１２に凸部１２ａが形成され、基材１１にも凸部１１ａ及び凹部１１ｂが形成される。
【００５３】
接着層６１は、基材１１の裏面の少なくとも一部を覆うように設けられる。接着層６１は、造形物２２を対象物へと接着させるための層である。接着層６１の接着強さは、造形物２２の用途に応じて任意に決定される。例えば造形物２２が対象物から容易に剥離しないような強度であってもよいし、貼り付けた後、容易に剥離できるような強度であってもよい。また、接着層６１が含む材料も、造形物２２の用途に応じて任意に決定することができる。例えば、接着層６１は、熱硬化性樹脂又は熱可塑性樹脂からなる樹脂系接着剤、エラストマー系接着剤、等の既知の接着剤を含む。また、接着層６１は、接着剤に代え、ゴム系粘着剤、アクリル系粘着剤、シリコーン系粘着剤、又はウレタン系粘着剤のような既知の粘着剤を含んでもよい。
【００５４】
剥離シート６２は、接着層６１を覆って設けられる。剥離シート６２としては、樹脂製のフィルム（シート）、紙などを使用することができる。剥離シート６２は、接着層６１に異物が付着することを防ぐ。また、剥離シート６２を剥がすことによって、造形物２２の接着層６１を露出させ、造形物２２を対象物へと貼り付けることができる。なお、剥離シート６２は造形物２２の用途、貼り付ける対象物、接着層６１の材料等に応じ、省略することが可能である。
【００５５】
また、接着層６１と剥離シート６２とは、基材１１の成形前に設けられてもよい。換言すると、図１に示す媒体１０の状態で、基材１１の裏面に接着層６１と剥離シート６２とを設け、接着層６１と剥離シート６２を備えた媒体１０を、実施形態１に示す造形物の製造方法によって成形し、造形物２２を製造することができる。この場合、図１０に示すように、基材１１の凹部１１ｂ上にも接着層６１が形成されていてもよい。なお、成形する形状によっては、凹部１１ｂ下で剥離シート６２が部分的に剥離してもよい。
【００５６】
また、接着層６１と剥離シート６２とは、基材１１の成形後に設けることもできる。この場合は、媒体１０を実施形態１に示す造形物の製造方法によって成形した後、接着層６１と剥離シート６２とを設ける。この場合は、接着層６１は、図示するように凹部１１ｂを含む基材１１の下面全体に設けられていてもよい。又は、図示する例とは異なり、接着層６１は、凹部１１ｂの一部以外の領域を覆うように、もしくは基材１１の凹部１１ｂ以外の領域上だけに設けられてもよい。剥離シート６２についても同様に、図示するように接着層６１全体を覆うように設けられてもよい。また、図示する例とは異なり、剥離シート６２が、接着層６１を覆うが、基材１１の凹部１１ｂからは離れて設けてられてもよい。
【００５７】
上述したように、本実施形態でも、熱変換層８１を印刷により形成し、電磁波を照射することによって、容易に熱膨張層１２及び基材１１所望の形状に変形させることができる。従って、本実施形態のような造形物２２も容易に製造することができる。
【００５８】
＜実施形態３＞ 
実施形態３に係る照明器具７０について図を用いて説明する。本実施形態では、造形物２３を照明器具７０の部品であるランプシェードとして利用する点に特徴を有する。また、実施形態３では、スタンド型の照明器具７０を例に挙げる。
【００５９】
照明器具７０は、図１１（ａ）に示すように、造形物２３と、ランプ台７２と、を備える。ランプ台７２は、円盤状の台座７３と、台座７３の中心に設けられた支柱７４と、支柱の先端に設けられた光源（図示せず）と、を備える。光源は、電球、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）電球である。光源は、任意の光源を用いることができ、例えば蛍光灯等であってもよい。
【００６０】
造形物２３は、図１１（ａ）に示すように、円筒形状であり、ランプ台７２の上部において図示しない光源を囲むように設置される。造形物２３の上端及び下端には枠７６及び７７が設けられる。造形物２３は、図１１（ａ）に示すように、ストライプ状に熱膨張層１２が膨張されて形成される。
【００６１】
また、造形物２３は、図１１（ｂ）に示すように、熱膨張層１２が隆起することによって基材１１が変形した領域Ａと、熱膨張層１２が隆起されておらず、基材１１が変形していない領域Ｂとを備える。なお、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）において一点鎖線で囲んだ部分ＸＩｂの断面図である。ここで、領域Ａでは、熱膨張層１２の隆起により、基材１１が変形している。このような熱膨張層１２の隆起と基材１１の変形とを利用することにより、装飾性を生じさせることができる。領域Ａと領域Ｂとでは、造形物２３を平面視した場合の透光性に差が生ずる場合もあるし、生じない場合もある。
【００６２】
透光性の差は、熱膨張層１２において膨張した領域（図１１（ｂ）の領域Ａにおける熱膨張層１２）と膨張していない領域（図１１（ｂ）の領域Ｂにおける熱膨張層１２）とで透光性に差が生ずることがある。ここで、透光性の差とは、造形物２３を平面視した際の（図１１（ｂ）の上から又は下から観察した場合の）差である。また、基材１１は変形に応じて延ばされることによっても、領域Ａにおける基材１１の透光性と、領域Ｂにおける透光性と差が生ずることがある。熱膨張層１２の膨張及び／又は基材１１の変形によって、領域Ａと領域Ｂとで透光性に差が生ずると、陰影を、光源によって造形物２３の表面に浮き上がらせることができる。従って、領域Ａと領域Ｂとで透光性が変わるように基材１１の材料、厚み等を設計することが好適である。更に、熱膨張層１２の厚み等を変更し、熱膨張層１２を透明（視認できない程度の色味を含む）又は薄い白色に形成することにより、このような透光性の差を生じさせてもよい。
【００６３】
また、バインダ中に熱膨張性材料を含む熱膨張層１２の質感と、布である基材１１との質感は一般に異なる。造形物２３では、このような材料の質感の違いを利用し、造形物２３の表面と裏面とで異なる質感を表現することも可能である。特に図１１（ａ）に示すようなランプシェードでは、造形物２３の表面も裏面も視認することが可能である。本実施形態の造形物２３では、熱膨張層１２の形状、基材１１の変形等を用いて表現ができるため、このような用途で、特に有用である。
【００６４】
本実施形態において造形物２３は、着色されていることは必須ではない。もっとも、図１１（ｃ）に示すように、造形物２０の表面及び裏面にカラーインク層８２、８３を設けることが可能である。カラーインク層８２、８３はいずれか一方のみが設けられてもよいし、設けられる位置も任意である。
【００６５】
なお、造形物２３は、図示するような、自立するスタンドタイプの照明器具７０に利用する場合に限られず、ペンダントタイプの照明器具、シーリングライトといった各種の照明器具に利用することが可能である。また、造形物２３上に形成される形状は、図示した例に限られない。造形物２３上に形成する形状に応じ、領域Ａと比較してより高く変形する領域及び／又は領域Ａと領域Ｂとの間の高さに変形する領域を更に設けてもよい。また、このような領域の数も任意である。
【００６６】
更に、照明器具７０は、光源と造形物２３とを備えれば、その目的に限定はない。例えば、照明器具７０は、周囲を照らす点に主目的がある必要はなく、単に陰影を浮き上がらせるものであることもでき、現れる陰影を観賞することに主目的を有するものでもよい。
【００６７】
本実施形態では、ランプシェードとして、造形物２３を用いる。上述したように、媒体１０に熱変換層８１を印刷により形成し、電磁波を照射することによって、容易に所望の形状に変形させ、造形物２３を製造することができる。また、特に熱膨張層１２を膨張させ基材１１が変形する領域と、変形しない領域とで、透光性を異ならせることにより、陰影を浮き上がらせるという効果を加えることも可能である。
【００６８】
＜実施形態４＞ 
実施形態４に係る媒体１４を、図面を用いて説明する。実施形態４に係る媒体１４が、上述した実施形態と異なるのは、熱変換層８１が形成される面である媒体１４の第１の面（表面）を覆う第１のフィルム１６を有する点にある。上述した実施形態と重複する部分は、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００６９】
図１２（ａ）に示すように、媒体１４は、基材１１と、熱膨張層１２と、基材１１の表面上に設けられた第１のフィルム１６と、を備える。第１のフィルム１６は、熱膨張層１２を膨張させた後に熱変換層８１を除去するために設けられる。従って、第１のフィルム１６は、基材１１の表面上において、少なくとも熱変換層８１が形成される領域に設けられていれば、基材１１の表面上に全体的に設けられても、部分的に設けられてもよい。また、第１のフィルム１６は、基材１１に対して剥離可能に接着されている。第１のフィルム１６としては、公知の樹脂フィルムを用いることができ、例えば、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、又はこれらの共重合体等から選択される樹脂からなるフィルムである。第１のフィルム１６は、例えば、エチレン−ビニルアルコール共重合体からなるフィルムを使用する。
【００７０】
媒体１４を製造する場合は、図２（ｂ）に示す熱膨張層１２を製造する工程の前又は後に、樹脂フィルムを熱圧着などの公知の方法を使用して基材１１の表面に設ける。
【００７１】
また、熱変換層８１を使用して媒体１４の熱膨張層１２を膨張させた状態を図１２（ｂ）に示す。熱変換層８１は、図１２（ｂ）に示すように、第１のフィルム１６上であって、熱膨張層１２を膨張させることで基材１１を変形させる領域に設けられる。また、基材１１の成形後は、図１２（ｃ）に示すように、第１のフィルム１６を基材１１から除去する。これにより、本実施形態の造形物２４では、第１のフィルム１６と共に熱変換層８１が除去される。
【００７２】
また、本実施形態の造形物の製造方法では、図７に示す実施形態１のフローチャートを用いると、ステップＳ１の熱変換層８１を形成する工程では、第１のフィルム１６上に熱変換層８１を形成する。次に、ステップＳ２で熱膨張層１２を膨張させた後、第１のフィルム１６を基材１１から除去する工程を更に行う。
【００７３】
また、熱変換層８１を基材１１の裏面にも形成する場合は、図１２（ｄ）に示すように、媒体１４の裏側の面に第２のフィルム１７を更に備えてもよい。媒体１４は、熱変換層８１を形成する面及び熱変換層８１の除去の必要性により、少なくとも第１のフィルム１６、第２のフィルム１７のいずれか一方を備える。また、熱膨張層１２上にカラーインク層８２を形成する場合は、熱変換層８１を用いて熱膨張層１２を膨張させた後であって、カラーインク層８２を形成する工程の前に第１のフィルム１６を除去する工程を行うことが好適である。
【００７４】
本実施形態では、媒体１４が第１のフィルム１６と第２のフィルム１７の少なくともいずれか一方を備えることにより、熱膨張層１２を膨張させた後に、熱変換層８１を除去することができる。特に、熱変換層８１がカーボンを含む場合、熱変換層８１によって、造形物２４の色がくすむなど、造形物２４の外観に影響を及ぼすことがある。本実施形態では、使用後の熱変換層８１を除去できるため、熱変換層８１が造形物２４の色に影響を与えることを防ぐことができる。
【００７５】
上述した実施形態は、様々な変形及び応用が可能である。例えば、各実施形態の特徴を組み合わせることが可能である。一例としては、実施形態１で示した、造形物２０の表面及び裏面にカラーインク層８２、８３を設ける構成を、実施形態３の造形物２３と組み合わせることも可能である。明示した以外の組み合わせも可能である。
【００７６】
また、熱膨張層１２は、最表面に印刷方式に応じて必要とされる層を備えてもよい。例えば、熱膨張層１２は、インクジェット方式で印刷する場合にはインクの定着を向上させるためのインク受容層を更に備えてもよい。同様に、基材１１も最表面（図１に示す基材１１の下面）に印刷方式に応じて必要とされる層、例えばインク受容層を備えてもよい。
【００７７】
上述したシール、照明器具等は、造形物の用途の一例であって、本発明の造形物の用途は、上述した実施形態に限られない。
【００７８】
また、各実施形態において用いられている図は、いずれも各実施形態を説明するためのものである。従って、媒体の各層の厚みが、図に示されているような比率で形成されると限定して解釈されることを意図するものではない。また、媒体及び造形物に関する「表」又は「裏」の用語は、媒体及び造形物の用途などを限定するものではない。
【００７９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
【００８０】
［付記］ 
［付記１］ 
布からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層が形成された媒体を用い、前記媒体の少なくとも一方の面に電磁波を熱に変換する熱変換層を形成する工程と、
前記熱変換層に電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させる工程と、を備え、
前記熱膨張層を膨張させる際、前記基材を前記熱膨張層の膨張に追従して変形させ、前記基材をエンボス状に変形させ、前記基材の変形量を前記熱膨張層の膨張高さより大きくする、
ことを特徴とする造形物の製造方法。 
【００８１】
［付記２］ 
前記媒体は、前記熱膨張層と前記基材の他方の面との少なくともいずれか一方の少なくとも一部を覆うように剥離可能に設けられたフィルムを更に備え、
前記熱変換層を形成する工程では、前記フィルム上に前記熱変換層を形成する、
ことを特徴とする付記１に記載の造形物の製造方法。 
【００８２】
［付記３］ 
前記熱膨張層を膨張させる工程では、 
前記熱膨張層を膨張させた領域における当該熱膨張層の透光性と、前記熱膨張層を膨張させていない領域における当該熱膨張層の透光性とを異ならせる、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の造形物の製造方法。
【００８３】
［付記４］ 
布からなる基材の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層を備え、
前記熱膨張層の少なくとも一部が膨張されており、 
前記熱膨張層が膨張された領域において、前記基材はエンボス状に成形されており、該領域における前記基材の変形量は、前記熱膨張層の膨張高さより大きい、
ことを特徴とする造形物。 
【００８４】
［付記５］ 
前記基材の他方の面上に、接着層を更に備える、 
ことを特徴とする付記４に記載の造形物。 
【００８５】
［付記６］ 
前記熱膨張層が膨張された領域における当該熱膨張層の透光性と、前記熱膨張層が膨張されていない領域における当該熱膨張層の透光性とが異なる、
ことを特徴とする付記４又は５に記載の造形物。 
【符号の説明】
【００８６】
１０，１４・・・媒体、１１・・・基材、１１ａ，１２ａ・・・凸部、１１ｂ・・・凹部、１２・・・熱膨張層、１６・・・第１のフィルム、１７・・・第２のフィルム、２０，２２，２３，２４・・・造形物、５０・・・膨張装置、５１・・・照射部、５２・・・反射板、５３・・・温度センサ、５４・・・冷却部、５５・・・筐体、６１・・・接着層、６２・・・剥離シート、７０・・・照明器具、７２・・・ランプ台、７３・・・台座、７４・・・支柱、７６，７７・・・枠、８１・・・熱変換層、８２，８３・・・カラーインク層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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