(57)【要約】【課題】膨張させた領域において熱膨張層が基材から全体的に剥離することを抑制可能な造形物及び造形物の製造方法を提供する。【解決手段】熱膨張性シートは、基材１１の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層１２と、基材１１の第２の面に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む複数の熱変換層８１とを備え、複数の熱変換層８１は、１つの熱変換層８１の少なくとも一部が、隣接する別の熱変換層８１と離間するように、熱膨張層を膨張させる膨張領域の全体に配置される。熱変換層８１が設けられた領域では熱膨張層１２の少なくとも一部が基材１１から剥離する程度に熱膨張層１２を膨張させ、熱変換層８１が設けられていない領域の熱膨張層１２も膨張させるが、この領域では熱膨張層１２を基材１１から剥離させないようにする。これにより、膨張させた領域において熱膨張層１２全体としての剥離することが抑制される。【選択図】図４
2020044776.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、前記基材の第２の面と前記熱膨張層との少なくともいずれか一方の上に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換部材と、を備える熱膨張性シートを備え、
前記熱変換部材は、前記熱膨張層を膨張させる膨張領域に対応する領域の全体に配置された複数の熱変換層を備え、１つの熱変換層の少なくとも一部は、隣接する別の熱変換層と離間するように配置されており、
前記熱変換層が設けられた領域において、前記熱膨張層は膨張されているとともに部分的に前記基材から剥離されており、前記１つの熱変換層と前記別の熱変換層との間の領域における前記熱膨張層も膨張されている、
ことを特徴とする造形物。
【請求項２】
前記複数の熱変換層は、ドット状又は格子状に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の造形物。
【請求項３】
基材の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、前記基材の第２の面と前記熱膨張層との少なくともいずれか一方の上に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換部材と、を備える熱膨張性シートを用い、
前記熱膨張性シートに対して電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させる膨張工程を有し、
前記熱変換部材は、前記熱膨張層を膨張させる膨張領域に対応する領域の全体に配置された複数の熱変換層を備え、１つの熱変換層の少なくとも一部は、隣接する別の熱変換層と離間するように配置されており、
前記膨張工程では、前記熱変換層が設けられた領域における前記熱膨張層を、少なくとも一部が基材から剥離するまで膨張させるともに、前記１つの熱変換層と前記別の熱変換層との間の領域における前記熱膨張層も膨張させることで前記膨張領域の全体を膨張させる、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
【請求項４】
前記複数の熱変換層は、ドット状又は格子状に配置される、
ことを特徴とする請求項３に記載の造形物の製造方法。
【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膨張する熱膨張性シート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、基材シートの一方の面上に、吸収した熱量に応じて発泡し膨張する熱膨張性材料を含む熱膨張層を形成した熱膨張性シートが知られている。この熱膨張性シート上に光を熱に変換する光熱変換層を形成し、光熱変換層に光を照射することで、熱膨張層を部分的又は全体的に膨張させることができる。また、光熱変換層の形状を変化させることで、熱膨張性シート上に立体的な凹凸を有する造形物を形成する方法も知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６４−２８６６０号公報
【特許文献２】特開２００１−１５０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、熱膨張層を膨張させる領域に熱変換層を形成し、熱膨張層を膨張させていたが、例えば熱膨張性シートの全体といった広い範囲に全面的に熱変換層を形成し、熱膨張層を膨張させると、膨張させた領域において熱膨張層が基材から全体的に剥離してしまうという問題があった。これは、熱膨張層を高く膨張させた場合に、特に顕著に発生する。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、膨張させた領域において熱膨張層が基材から全体的に剥離することを抑制可能な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】
【０００６】
本発明の第１の観点に係る造形物は、
基材の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、前記基材の第２の面と前記熱膨張層との少なくともいずれか一方の上に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換部材と、を備える熱膨張性シートを備え、
前記熱変換部材は、前記熱膨張層を膨張させる膨張領域に対応する領域の全体に配置された複数の熱変換層を備え、１つの熱変換層の少なくとも一部は、隣接する別の熱変換層と離間するように配置されており、
前記熱変換層が設けられた領域において、前記熱膨張層は膨張されているとともに部分的に前記基材から剥離されており、前記１つの熱変換層と前記別の熱変換層との間の領域における前記熱膨張層も膨張されている、
ことを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の観点に係る造形物の製造方法は、
基材の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、前記基材の第２の面と前記熱膨張層との少なくともいずれか一方の上に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換部材と、を備える熱膨張性シートを用い、
前記熱膨張性シートに対して電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させる膨張工程を有し、
前記熱変換部材は、前記熱膨張層を膨張させる膨張領域に対応する領域の全体に配置された複数の熱変換層を備え、１つの熱変換層の少なくとも一部は、隣接する別の熱変換層と離間するように配置されており、
前記膨張工程では、前記熱変換層が設けられた領域における前記熱膨張層を、少なくとも一部が基材から剥離するまで膨張させるともに、前記１つの熱変換層と前記別の熱変換層との間の領域における前記熱膨張層も膨張させることで前記膨張領域の全体を膨張させる、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、膨張させた領域において熱膨張層が基材から全体的に剥離することを抑制可能な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】
【０００９】
【図１】図１（ａ）は本実施形態で用いる熱膨張性シートを模式的に示す断面図であり、図１（ｂ）は膨張領域を説明する斜視図であり、図１（ｃ）は熱変換部材を説明する斜視図である。
【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は熱変換層を示す平面図である。
【図３】図３（ａ）〜図３（ｃ）は本実施形態で用いる熱膨張性シートの製造方法を示す図である。
【図４】図４（ａ）は実施形態に係る造形物を示す断面図であり、図４（ｂ）は実施形態に係る造形物の部分断面図である。
【図５】膨張装置を示す図である。
【図６】図６（ａ）及び図６（ｂ）は実施形態に係る造形物の製造方法を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本実施の形態に係る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。本実施形態では、詳細に後述するように、基材の一方の面に熱膨張層が設けられた熱膨張性シートを用いて造形物を製造する。
【００１１】
本明細書において、「造形物」は、凸部（凸）、凹部（凹）等の単純な形状、幾何学形状、文字、模様、装飾等の形状が、所定の面に造型（形成）されている熱膨張性シートを指す。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。「造形（又は造型）」は、形のあるものを作り出すことを意味し、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。また、本実施形態の造形物は、所定の面に、凹凸、幾何学形状、装飾等を有する立体物であるが、いわゆる３Ｄプリンタにより製造された立体物と区別するため、本実施形態の造形物を２．５次元（２．５Ｄ）オブジェクト又は疑似三次元（Ｐｓｅｕｄｏ−３Ｄ）オブジェクトとも呼ぶ。本実施形態の造形物を製造する技術は、２．５Ｄ印刷技術又はＰｓｅｕｄｏ−３Ｄ印刷技術とも呼べる。
【００１２】
また、本明細書では、説明の便宜上、熱膨張性シートにおいて、熱膨張層が設けられている面を表側（表面）又は上面、基材側を裏側（裏面）又は下面という表現をする。ここで、「表」、「裏」、「上」又は「下」の用語は熱膨張性シートの使用方法を限定するものではなく、成形後の熱膨張性シートの利用方法によっては、熱膨張性シートの裏面を表として使用することもある。造形物についても同様である。
【００１３】
（熱膨張性シート１０）
熱膨張性シート１０は、図１に示すように、基材１１と、基材１１の第１の面（図１（ａ）に示す上面）上に設けられた熱膨張層１２と、基材１１の第２の面（図１（ａ）に示す下面）に設けられた複数の電磁波熱変換層（以下、熱変換層）８１を有する電磁波熱変換部材（以下、熱変換部材）８０と、を備える。
【００１４】
基材１１は、熱膨張層１２等を支持するシート状の部材である。基材１１は、樹脂からなるシートである。樹脂としては、これらに限定するものではないが、ポリエチレン（ＰＥ）又はポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエステル系樹脂、ナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリイミド系樹脂等が挙げられる。本実施形態では、後述するように熱膨張層１２が基材１１から剥離する箇所を制御し、熱膨張層１２の一部の領域を基材１１からあえて剥離させるため、基材１１としては樹脂製のシートを用いる。
【００１５】
熱膨張層１２は、基材１１の第１の面（図１（ａ）に示す上面）上に設けられる。熱膨張層１２は、基材１１の例えば全面に設けられる。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。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。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。
【００１６】
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】
本実施形態では、図１（ｂ）に示す膨張領域Ｅの範囲の全体に電磁波を照射し、膨張領域Ｅの範囲において熱膨張層１２を全体的に膨張させ、凹凸形状を形成する。膨張領域Ｅは、図１（ｂ）に示すように熱膨張性シート１０のほぼ全体に設けられてもよく、熱膨張性シート１０の半分など部分的に設けられてもよい。また、熱膨張層１２は、本実施形態では基材１１の第１の面の全体に設けられているが、少なくとも膨張領域Ｅに設けられていれば基材１１の第１の面の一部に設けられていてもよい。
【００１８】
熱変換部材８０は、図１（ａ）及び図１（ｃ）に示すように、基材１１の第２の面（図１（ａ）に示す下面）上に複数の熱変換層８１を備える。特に、本実施形態では図１（ｃ）に示すように、熱変換層８１は、基材１１の第２の面上において、膨張領域Ｅに対応する領域Ｅ’（基材１１を介して膨張領域Ｅに対向する領域）内に全体的に平面的に分散して配置されている。
【００１９】
熱変換層８１は、図１（ａ）に示すように、基材１１の第２の面（図１（ａ）に示す下面）に設けられる。熱変換層８１は、電磁波熱変換材料を含む層であって、電磁波が照射されることにより熱を生じ、この熱により熱膨張層１２中の熱膨張材料が膨張し、熱膨張層１２が隆起する。熱変換材料は、電磁波を熱に変換可能な材料である。熱変換材料としては、セシウム酸化タングステン、六ホウ化ランタンのような赤外線吸収剤、カーボンブラック等を使用することができる。また、熱変換層８１は、熱膨張性シート１０の第１の領域Ａに設けられる。また、第１の領域Ａに隣接する第２の領域Ｂでは、熱変換層８１が設けられていない。本実施形態では、膨張領域Ｅの全体を膨張させるため、熱変換層８１は、膨張領域Ｅの全体に配置される。図１（ｃ）に示す例では、熱変換層８１は、基材１１の第２の面における膨張領域Ｅに対応する領域（基材１１を介して膨張領域Ｅに対向する領域Ｅ’）に、全体的に分散して配置される。
【００２０】
熱変換層８１は、熱変換材料を含むインクを、印刷装置を用いて印刷することで形成する。印刷装置は、インクジェットプリンタ、オフセット印刷装置等、公知の印刷装置を使用する。なお、このように形成される熱変換層８１は明確な層の形を有しないこともあるが、本実施形態では、説明の便宜のため「層」と呼ぶ。
【００２１】
熱変換層８１は、基材１１の第２の面の第１の領域Ａに配置される。また、本実施形態では、１つの熱変換層８１は、少なくともその一部が、隣接する別の熱変換層８１と離間するように配置されている。換言すると、熱変換層８１の周囲における少なくとも一部の領域に熱変換層８１を有しない第２の領域Ｂが設けられている。例えば、本実施形態では、図２（ａ）に示すように、熱変換層８１は互いに離間して配置されており、１つの熱変換層８１の周囲には熱変換層が形成されていない領域（第２の領域Ｂ）が存する。なお、図２（ａ）は基材１１の第２の面の一部を示す平面図である。なお、第２の領域の「熱変換層を有しない」とは、熱変換層８１と比較し、極めて低い量の熱変換材料を含む等、実質的に熱変換層８１を有しないと呼べる構成を含む。
【００２２】
後述するように、熱膨張層１２のうち第１の領域Ａ上に位置する部分は、熱変換層８１から生じた熱によって加熱されて隆起されるとともに、熱膨張層１２のうち第２の領域Ｂ上に位置する部分も、第１の領域Ａに設けられた熱変換層８１から生じた熱の伝達等によって、加熱されて隆起される。
【００２３】
熱変換層８１は、図２（ａ）に示すように、平面形状が円形に形成され、ランダムに配置される（ドット状）。
【００２４】
熱変換層８１の平面形状は、円形に限らず、任意の形状とすることができる。例えば、熱変換層８１は、図２（ｂ）に示すように四角形であってもよく、三角形等の他の幾何学形状であってもよい。また、複数の熱変換層８１の平面形状は、全てが同一の形を有してもよく、少なくとも一部が異なる形を有してもよい。また、熱変換層８１は、図２（ａ）に示すようにランダムに配置されても、図２（ｂ）に示すように規則的に配置されてもよい。また、熱変換層８１は、隣接する別の熱変換層８１の一部と接していてもよい。
【００２５】
また、熱変換層８１はドット状に限らず、格子状に配置されてもよい。また、図２（ａ）又は図２（ｂ）において、第１の領域Ａと第２の領域Ｂとで熱変換層８１を設ける領域を反転させる、換言すると第２の領域Ｂの部分に熱変換層８１を形成し、第１の領域Ａの部分には熱変換層８１を形成しない、という構成を採ることもできる。更に、熱変換層８１は、全体としてワニ革の柄など、模様、柄を表すものであってもよい。加えて、熱変換層８１内では熱変換材料を均一に含んでもよく、濃淡が設けられていてもよい。
【００２６】
本実施形態では、熱変換層８１（第１の領域Ａ）の形状、大きさ、熱変換層８１中に含まれる熱変換材料の量、濃度、第２の領域Ｂの形状、大きさ等を制御することにより、凸部の高さ、凸部の形成される間隔、等を制御する。
【００２７】
（熱膨張性シート１０の製造方法）
本実施形態の熱膨張性シート１０は、以下に示すようにして製造される。
まず、図３（ａ）に示すように、基材１１としてシート状の材料、例えばＰＥＴからなるシートを用意する。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。
【００２８】
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の第１の面上に塗布する。続いて、塗膜を乾燥させ、図３（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。なお、熱膨張層１２は、塗布装置以外にスクリーン印刷装置等の印刷装置を用いて形成してもよい。
【００２９】
続いて、熱変換材料を含むインクを、公知の印刷装置を用いて、基材１１の第２の面の膨張領域Ｅに対応する領域に熱変換層８１を形成する。印刷装置としては、インクジェットプリンタ、オフセット印刷装置、フレキソ印刷装置、グラビア印刷装置等を用いることができる。熱変換層８１は、図２（ａ）に示すように、平面形状が円形であり、複数がランダムに配置される。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、図３（ｃ）に示すように、熱膨張性シート１０が製造される。
【００３０】
（造形物２０）
次に、造形物２０について、図面を用いて説明する。造形物２０は、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２を膨張させたものである。熱膨張層１２を膨張させて形成される造形物２０を図４（ａ）に示し、造形物２０の部分断面図を図４（ｂ）に示す。
【００３１】
造形物２０は、図４（ａ）に示すように、熱膨張層１２に凸部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成されている。凸部１２ａ，１２ｂ，１２ｃは、熱変換層８１が設けられた領域（第１の領域Ａ）にそれぞれ形成される。また、隣接する凸部の間には凹部が設けられている。図４（ａ）では、凸部１２ａと凸部１２ｂとの間に凹部１２ｅが、凸部１２ｂと凸部１２ｃとの間に凹部１２ｆが形成されている。凹部１２ｅ，１２ｆが形成される部分は、熱変換層８１が設けられない第２の領域Ｂ部分であるが、本実施形態では、凹部１２ｅ，１２ｆは、熱膨張層１２を隆起させる前と比較し、膨張によって隆起している。
【００３２】
また、本実施形態では、各凸部１２ａ，１２ｂ，１２ｃ下では、熱膨張層１２を基材１１から部分的に剥離させる。具体的には図４（ｂ）に示すように、凸部１２ａの下において、熱膨張層１２を基材１１から部分的に剥離させる。このように、より高く隆起させたい凸部において、熱膨張層１２のうち基材１１と対向する部分を、あえて基材１１から剥離させることにより、熱膨張層１２をより高く膨張させることができる。一方、凹部１２ｅの下では、凸部１２ａ下とは異なり、熱膨張層１２は基材１１から剥離させない。第２の領域Ｂでは、熱変換層８１が形成されていないため、第１の領域Ａにおける熱膨張層１２の隆起する高さと比較して抑えることができる。これにより、図４（ｂ）に示す凸部１２ａと凹部１２ｅとの高さの差Δｈを従来と比較し、大きくすることができる。また、このような第２の領域Ｂが、第１の領域Ａの間に配置されているため、熱膨張層１２が基材１１から剥離する領域を制御することができ、膨張領域Ｅにおいて熱膨張層１２全体が基材１１から剥離することを抑制することができる。加えて、熱膨張層１２を従来と比較し、高く膨張させることができるため、熱膨張層１２は、クッション性を備えることもできる。
【００３３】
また、第１の領域Ａにおける熱膨張層１２は、基材１１から剥離する程度まで高く膨張されているため、隣り合う凸部同士が連結し、図４（ａ）に示すような明確な凹部１２ｅのような形が生じないこともある。また、隣り合う凸部同士が連結する場合は、熱膨張層１２は、第２の領域Ｂ部分でも第１の領域Ａ部分と同等の高さを有することがある。
【００３４】
なお、熱変換層８１は、図１（ｃ）に示すように多数が形成される場合、第１の領域Ａにおける熱膨張層１２は、全てが基材から剥離するとは限らず、剥離しない領域が存することもある。同様に、第２の領域Ｂにおける熱膨張層１２も全てが基材１１から剥離しないとは限らず、第１の領域Ａにおける剥離が、第２の領域Ｂの部分にまで及ぶ場合もある。
【００３５】
なお、造形物２０では、造形物２０の少なくともいずれか一方の面（図４（ａ）に示す表面又は裏面）にカラーインク層（図示せず）を設けてもよい。カラーインク層は、オフセット印刷、フレキソ印刷等任意の印刷装置で用いられるインクからなる層である。カラーインク層は、水性インク、油性インク、紫外線硬化型インク等のいずれから形成されてもよい。また、カラーインク層は、文字、数字、写真、模様等の任意の画像を表現する層である。なお、水性インクジェットプリンタでカラーインク層を形成する場合は、カラーインク層を形成する面にインクを受容するインク受容層（図示せず）を設け、カラーインク層を形成することが好適である。なお、印刷する画像等によっては、カラーインク層は、明確な層を構成しないこともあるが、本明細書では説明の便宜上「層」という表現を使用する。
【００３６】
本実施形態では、熱変換層８１が、少なくともその一部が、隣接する別の熱変換層８１と離間するように配置されており、熱変換層８１の間に熱変換層８１が形成されていない第２の領域Ｂを設けている。加えて、第１の領域Ａにおける熱膨張層１２は膨張によって隆起し、第１の領域Ａにおいて部分的に基材１１から剥離している。一方、第２の領域Ｂにおける熱膨張層１２も膨張によって隆起されているものの、第２の領域Ｂでは、第１の領域Ａと比較し熱膨張性材料の膨張の程度が抑えられている。このように熱膨張層１２が基材１１から剥離する領域を制御することにより、膨張領域Ｅの全体で熱膨張層１２を膨張させた場合でも、熱膨張層１２が基材１１から全体的に剥離することが抑制することができる。これにより、熱膨張層１２全体としても、剥離することを防ぐことができる。また、第１の領域Ａにおいて熱膨張層１２を部分的に基材１１から剥離させる程度に隆起させることにより、第１の領域Ａで形成される凸をより高くすることができる。結果として造形物２０は、その表面に良好な凹凸を有することもできる。
【００３７】
また、造形物２０は、複数の凸を表面に有し、凸を高く形成することができる。また、熱膨張層１２にクッション性を備えさせることもできる。このような造形物２０では、音の伝播を抑制する等によって、吸音性を得ることができる。従って、造形物２０を防音シートとして使用することもできる。この場合、熱膨張層１２は防音層として機能する。
【００３８】
加えて、造形物２０は、熱膨張層１２が基材１１から剥離する部分と、基材１１から剥離していない部分とを有する。熱膨張層１２が基材１１から剥離する部分では、熱膨張層１２と基材１１との間に空間が生じる。従って、熱膨張層１２が基材１１と対向する面は、基材１１から剥離する部分と、剥離していない部分とで形状が異なる。このため、熱膨張層１２が基材１１から剥離する部分と、剥離していない部分とでは、光の発散に違いが生じる。これを利用し、造形物２０は、ランプシェードとして使用することもできる。
【００３９】
（造形物２０の製造方法）
次に、熱膨張性シート１０を用いて造形物２０を製造する方法の流れを説明する。以下の造形物の製造方法では、枚葉式を例に挙げて説明するが、ロール状に巻かれた熱膨張性シート１０を使用してもよい。
【００４０】
まず、熱膨張性シート１０の熱膨張層１２を膨張させるために使用する膨張装置５０について説明する。膨張装置５０は、図５に示すように、例えば、ランプヒータを有する照射部５１と、照射部５１から照射された電磁波を熱膨張性シート１０に向けて反射する反射板５２と、反射板５２の温度を測定する温度センサ５３と、膨張装置５０の内部を冷却する冷却部５４と、熱膨張性シート１０を挟持して搬送ガイドに沿って搬送する搬送ローラ対と、搬送ローラ対を回転させるための搬送モータ等を備える。また、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。熱膨張性シート１０は、搬送ローラ対によって、照射部５１下を搬送される。
【００４１】
ランプヒータは、例えばハロゲンランプを備えており、熱膨張性シート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。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。
【００４２】
図６（ａ）に示す熱変換層８１が印刷された熱膨張性シート１０を、裏面が上側を向くように膨張装置５０へと搬送する。
【００４３】
膨張装置５０では、照射部５１によって熱膨張性シート１０の裏面に電磁波を照射する。電磁波を照射する際は、膨張領域Ｅ’の全体に照射を行う。本実施形態では、膨張領域Ｅは熱膨張性シート１０のほぼ全体であるため、熱膨張性シート１０の全体に電磁波を照射する。熱変換層８１が形成された部分では、熱変換層８１を備えない部分に比べて、より効率良く電磁波が熱に変換される。そのため、熱膨張性シート１０のうちの熱変換層８１が形成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。また、本実施形態では、熱変換層８１で生じた熱が、熱変換層８１が設けられていない第２の領域Ｂにおける熱膨張層１２にも伝達するように、電磁波を照射する。
【００４４】
その結果、第１の領域Ａにおいて熱膨張層１２が膨張し、図６（ｂ）に示すように凸部１２ａ，１２ｂ，１２ｃが形成される。この際、凸部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの下では、一部が基材１１から剥離する程度に熱膨張層１２を膨張させる。また、第２の領域Ｂにおいても熱膨張層１２は膨張によって隆起するが、第１の領域Ａと比較して加熱される程度が抑えられているため、凹部１２ｅ，１２ｆが形成され、第２の領域Ｂでは熱膨張層１２は基材１１から剥離しない。このため、熱膨張層１２を全体として高く膨張させ、第１の領域Ａにおいて熱膨張層１２が基材１１から剥離させても、第２の領域Ｂにおいて熱膨張層１２が基材１１から剥離することを抑制できる。従って、膨張領域Ｅにおいて熱膨張層１２が全体的に基材１１から剥離することを抑制することができる。加えて、熱膨張層１２の凸部１２ａ，１２ｂ，１２ｃをより高く膨張させることができ、熱膨張層１２の表面に良好な凹凸形状を形成することができる。
【００４５】
以上のような手順によって、造形物２０が製造される。
【００４６】
本実施形態では、熱変換層８１を少なくともその一部が、隣接する別の熱変換層８１と離間するように配置し、熱変換層８１の間に熱変換層８１が形成されていない第２の領域Ｂを設ける。加えて、熱変換層８１が設けられた第１の領域Ａにおいて熱膨張層１２を一部が基材１１から剥離する程度まで膨張させ、更に第２の領域Ｂにおける熱膨張層１２も膨張させるが、第２の領域Ｂでは、膨張後の熱膨張層１２が剥離することを抑制する。これにより、本実施形態の造形物２０の製造方法では、膨張領域Ｅの全体で熱膨張層１２を膨張させた場合でも、熱膨張層１２が基材１１から全体的に剥離してしまうことが抑制可能である。加えて、第１の領域Ａにおいては熱膨張層１２を高く膨張させることができるため、熱膨張層１２の表面に良好な凹凸形状を形成することもできる。また、熱膨張層１２を従来と比較し、高く膨張させることができるため、熱膨張層１２は、クッション性を備えることもできる。
【００４７】
本実施形態は上述した実施形態に限られず、様々な変形及び応用が可能である。
例えば、熱変換層８１を有する熱変換部材８０は、熱膨張性シート１０の表側の面に形成されてもよいし、表側と裏側とに形成されてもよい。熱膨張性シート１０の表側の面に形成される場合は、膨張領域Ｅ’に対応する領域は膨張領域Ｅであるため、熱変換層８１は、図１（ｂ）に示す膨張領域Ｅ内に分散して配置される。また、電磁波は、熱変換層８１が形成された面に照射する場合に限らず、熱変換層８１が形成された面とは反対側から照射してもよい。熱膨張層１２は、基材１１の第１の面の全面に設けられる場合に限られず、少なくとも膨張領域Ｅに形成されていれば、基材１１の第１の面の一部に形成されてもよい。
【００４８】
また、熱変換層８１は、熱膨張性シート１０上に直接形成される場合に限らず、フィルムなどを介して設けられてもよい。
【００４９】
また、膨張装置５０は独立して設けられる構成に限らない。例えば、膨張装置５０に加え、制御ユニット、印刷ユニット、表示ユニット等を備える造形システムを使用することもできる。制御ユニットは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を有する制御部等を備え、膨張装置５０、印刷ユニット、表示ユニット等を制御する。印刷ユニットは、インクジェットプリンタ等の公知の印刷装置である。表示ユニットは、液晶パネル、タッチパネル等である。
【００５０】
上述した実施形態では、造形物２０を製造する際、熱変換層８１が設けられた熱膨張性シート１０を用いる場合を例に挙げたがこれに限られない。例えば、造形物２０の製造方法において、熱変換層８１を備えない（基材１１と熱膨張層１２とを有する）熱膨張性シートを使用してもよい。この場合は、造形物の製造方法で、熱膨張性シートの製造方法で説明したように熱変換層８１を形成する工程を加え、続いて実施形態に記載した膨張工程を行う。
【００５１】
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、熱膨張性シートの各層の厚みが、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、各実施形態において用いられている図では、熱膨張性シートに設けられる熱変換層なども、説明のため強調して図示されている。このため、熱変換層などの厚みも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。
【００５２】
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。
【００５３】
［付記］
［付記１］
基材の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、前記基材の第２の面と前記熱膨張層との少なくともいずれか一方の上に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換部材と、を備える熱膨張性シートを備え、
前記熱変換部材は、前記熱膨張層を膨張させる膨張領域に対応する領域の全体に配置された複数の熱変換層を備え、１つの熱変換層の少なくとも一部は、隣接する別の熱変換層と離間するように配置されており、
前記熱変換層が設けられた領域において、前記熱膨張層は膨張されているとともに部分的に前記基材から剥離されており、前記１つの熱変換層と前記別の熱変換層との間の領域における前記熱膨張層も膨張されている、
ことを特徴とする造形物。
【００５４】
［付記２］
前記複数の熱変換層は、ドット状又は格子状に配置される、
ことを特徴とする付記１に記載の造形物。
【００５５】
［付記３］
基材の第１の面に設けられ、熱膨張性材料を含む熱膨張層と、前記基材の第２の面と前記熱膨張層との少なくともいずれか一方の上に設けられ、電磁波を熱に変換する熱変換材料を含む熱変換部材と、を備える熱膨張性シートを用い、
前記熱膨張性シートに対して電磁波を照射し、前記熱膨張層を膨張させる膨張工程を有し、
前記熱変換部材は、前記熱膨張層を膨張させる膨張領域に対応する領域の全体に配置された複数の熱変換層を備え、１つの熱変換層の少なくとも一部は、隣接する別の熱変換層と離間するように配置されており、
前記膨張工程では、前記熱変換層が設けられた領域における前記熱膨張層を、少なくとも一部が基材から剥離するまで膨張させるともに、前記１つの熱変換層と前記別の熱変換層との間の領域における前記熱膨張層も膨張させることで前記膨張領域の全体を膨張させる、
ことを特徴とする造形物の製造方法。
【００５６】
［付記４］
前記複数の熱変換層は、ドット状又は格子状に配置される、
ことを特徴とする付記３に記載の造形物の製造方法。
【符号の説明】
【００５７】
１０…熱膨張性シート、１１…基材、１２…熱膨張層、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ…凸部、１２ｅ，１２ｆ…凹部、２０…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、８０…熱変換部材、８１…熱変換層
【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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