(57)【要約】【課題】熱膨張層の基材からの剥離を抑制した成形シート、成形シートの製造方法、シート及びシートの製造方法を提供する。【解決手段】成形シートは、第１主面２２と第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、熱膨張微粒子３３ｂ、３５ｂを含み第１主面２２の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層３２、３４と、を備える。Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の熱膨張層３４に含まれる熱膨張微粒子３５ｂの平均粒径は、Ｍ−１層目の熱膨張層３２に含まれる熱膨張微粒子３３ｂの平均粒径よりも大きい。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、
熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層と、を備え、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、
成形シート。
【請求項２】
前記Ｎ層の熱膨張層は、前記第１主面の上に所定のパターンで積層されている、
請求項１に記載の成形シート。
【請求項３】
基材の第１主面の上に、バインダと熱膨張微粒子とを含む、Ｎ層（Ｎは２以上の整数）の熱膨張層を備えた成形シートの製造方法であって、
前記第１主面の上に、１層目の前記熱膨張層を積層する第１熱膨張層形成工程と、
前記１層目の熱膨張層の上に、Ｎ−１層の前記熱膨張層を積層する積層工程と、を含み、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、
成形シートの製造方法。
【請求項４】
前記第１熱膨張層形成工程では、オフセット印刷により、前記バインダと、該バインダの厚さの３倍以下の平均粒子径を有する前記熱膨張微粒子を転写する、
請求項３に記載の成形シートの製造方法。
【請求項５】
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、
膨張した熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層されたＮ（Ｎは２以上の整数）層の膨張した熱膨張層を有する造形物と、を備え、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記膨張した熱膨張層に含まれる前記膨張した熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記膨張した熱膨張層に含まれる前記膨張した熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、
シート。
【請求項６】
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層と、を備え、Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、成形シートを準備する準備工程と、
前記成形シートの前記第２主面と前記Ｎ層の熱膨張層の一方の上に、電磁波を熱に変換する熱変換層を積層する熱変換層積層工程と、
前記熱変換層に前記電磁波を照射して前記熱変換層に熱を発生させることによって、前記Ｎ層の熱膨張層を加熱して、前記Ｎ層の熱膨張層を膨張させ、造形物を形成する膨張工程と、を含む、
シートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、加熱により膨張する熱膨張微粒子を利用した成形シート、成形シートの製造方法、シート及びシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱膨張性シートの表面に光吸収性の高い材料で画像を形成し、画像を形成された熱膨張性シートに光照射を行い、画像部を選択的に加熱隆起させることによって、立体画像（造形物）を形成されたシートを製造する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭５９−３５３５９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、紙（基材シート）に、粒径１０μｍ〜３０μｍの熱膨張性微小球（２０重量部）と熱可塑性被覆剤（８０重量部）の混合物を塗布して、厚さ２００μｍの熱膨張性シートを形成している。熱膨張性微小球は、加熱により、体積比で３０倍〜１００倍に膨張するので、造形物を形成されたシートでは、熱膨張性微小球と熱可塑性被覆剤の混合物から構成される層（以下、熱膨張層と記載）における熱膨張性微小球が占める体積が、非常に大きくなる。一般に、熱膨張性微小球は基材との密着性を有しておらず、熱可塑性被覆剤が基材と密着するので、熱膨張層における熱膨張性微小球が占める体積が大きくなると、熱膨張層が基材シートから剥離するおそれがある。一方、熱膨張性微小球の比率を減らすと、造形物の高さを十分に高くできない。
【０００５】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、熱膨張層の基材からの剥離を抑制した成形シート、成形シートの製造方法、シート及びシート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】
上記目的を達成するため、本発明の第１の観点に係る成形シートは、
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、
熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層と、を備え、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい。
【０００７】
本発明の第２の観点に係る成形シートの製造方法は、
基材の第１主面の上に、バインダと熱膨張微粒子とを含む、Ｎ層（Ｎは２以上の整数）の熱膨張層を備えた成形シートの製造方法であって、
前記第１主面の上に、１層目の前記熱膨張層を積層する第１熱膨張層形成工程と、
前記１層目の熱膨張層の上に、Ｎ−１層の前記熱膨張層を積層する積層工程と、を含み、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい。
【０００８】
本発明の第３の観点に係るシートは、
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、
膨張した熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層されたＮ（Ｎは２以上の整数）層の膨張した熱膨張層を有する造形物と、を備え、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記膨張した熱膨張層に含まれる前記膨張した熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記膨張した熱膨張層に含まれる前記膨張した熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい。
【０００９】
本発明の第４の観点に係るシートの製造方法は、
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層と、を備え、Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、成形シートを準備する準備工程と、
前記成形シートの前記第２主面と前記Ｎ層の熱膨張層の一方の上に、電磁波を熱に変換する熱変換層を積層する熱変換層積層工程と、
前記熱変換層に前記電磁波を照射して前記熱変換層に熱を発生させることによって、前記Ｎ層の熱膨張層を加熱して、前記Ｎ層の熱膨張層を膨張させ、造形物を形成する膨張工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基材側に位置する熱膨張微粒子の平均粒径が小さいので、熱膨張層の基材からの剥離を抑制した成形シート、成形シートの製造方法、シート及びシートの製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態１に係る成形シートを示す模式図である。
【図２】図１に示す成形シートをＡ−Ａ線で矢視した断面図である。
【図３】本発明の実施形態１に係る第１熱膨張層と第２熱膨張層を示す模式図である。
【図４】本発明の実施形態１に係るシートを示す模式図である。
【図５】図４に示すシートをＢ−Ｂ線で矢視した断面図である。
【図６】本発明の実施形態１に係る膨張した第１熱膨張層と膨張した第２熱膨張層を示す模式図である。
【図７】本発明の実施形態１に係る成形シートの製造方法を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態１に係るシートの製造方法を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態２に係る成形シートを示す模式図である。
【図１０】本発明の実施形態２に係る第１熱膨張層と第２熱膨張層と第３熱膨張層を示す模式図である。
【図１１】本発明の実施形態２に係るシートを示す模式図である。
【図１２】本発明の実施形態２に係る成形シートの製造方法を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の実施形態２に係るオフセット印刷による第１熱膨張層の形成を説明するための模式図である。
【図１４】本発明の実施形態２に係るオフセット印刷による第１熱膨張層の形成を説明するための模式図である。
【図１５】本発明の実施形態２に係るオフセット印刷による第１熱膨張層の形成を説明するための模式図である。
【図１６】本発明の変形例に係る成形シートの断面を示す模式図である。
【図１７】本発明の変形例に係るシートの断面を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態に係る成形シート１０とシート１００について、図面を参照して説明する。
【００１３】
＜実施形態１＞
（成形シート）
成形シート１０は、図１、図２に示すように、基材２０と、基材２０の第１主面２２の上に積層された２層の熱膨張層、すなわち第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４とを備える。図３に示すように、第１熱膨張層３２は第１熱膨張微粒子３３ｂを含み、第２熱膨張層３４は第２熱膨張微粒子３５ｂを含む。なお、以下では、第１熱膨張層３２を熱膨張層３２と、第２熱膨張層３４を熱膨張層３４と記載する場合がある。また、第１熱膨張微粒子３３ｂを熱膨張微粒子３３ｂと、第２熱膨張微粒子３５ｂを熱膨張微粒子３５ｂと記載する場合がある。
【００１４】
成形シート１０は、図４に示す、円柱凸形状の造形物１２０を備えるシート１００の製造に用いられる。円柱凸形状の造形物１２０は、図５に示すように、後述する、膨張した第１熱膨張層３２ａと膨張した第２熱膨張層３４ａとを有する。また、図６に示すように、膨張した第１熱膨張層３２ａは膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃを含み、膨張した第２熱膨張層３４ａは膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃを含む。本明細書において、「造形物」は、造形物１２０のように凸形状を有するものに限らず、凹形状、幾何学形状等の形状を有するものを含む。また、造形物は、文字、模様、装飾等を構成してもよい。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、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。また、本実施形態のシート１００は、所定の面に造形物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、本実施形態のシート１００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。本実施形態のシート１００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。
【００１５】
成形シート１０の基材２０は、図２に示すように、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４とを積層される第１主面２２と、第１主面２２の反対側の第２主面２４とを有する。基材２０は第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４を支持する。基材２０は、例えば、シート状に形成される。基材２０を構成する材料は、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等）、ポリエステル系樹脂（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）等）等の熱可塑性樹脂から構成される。基材２０を構成する材料の種類と基材２０の厚さは、例えば、成形シート１０から製造されるシート１００の用途に応じて設定される。
【００１６】
成形シート１０の第１熱膨張層３２は、シート１００の造形物１２０の配置と形状に対応した所定のパターンで基材２０の第１主面２２の上に積層される。第１熱膨張層３２は、加熱される熱量（具体的には、加熱温度、加熱時間等）に応じた大きさに膨張する層である。
【００１７】
第１熱膨張層３２は、図３に示すように、第１バインダ３３ａと第１バインダ３３ａ中に分散された第１熱膨張微粒子３３ｂとを含む。第１熱膨張層３２は、第１熱膨張微粒子３３ｂの膨張により膨張する。第１熱膨張層３２が膨張することによって、シート１００における膨張した第１熱膨張層３２ａが形成される。
【００１８】
第１バインダ３３ａは、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であり、第１熱膨張微粒子３３ｂよりも基材２０に対する密着性が高い。第１熱膨張微粒子３３ｂは、例えば、熱膨張性マイクロカプセルであり、所定の温度以上に加熱されることにより、加熱される熱量に応じた大きさに膨張する。第１熱膨張微粒子３３ｂが膨張することによって、シート１００における膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃが形成される。第１熱膨張微粒子３３ｂの膨張前の平均粒径は、後述する第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径よりも小さく、例えば０．５μｍ以上３．０μｍ以下である。なお、図３では、理解を容易にするためにハッチングを省略している。
【００１９】
熱膨張性マイクロカプセルは、プロパン、ブタン、その他の低沸点物質から構成された発泡剤を、熱可塑性樹脂製の殻内に包み込んだマイクロカプセルである。熱膨張性マイクロカプセルの殻は、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、これらの共重合体等の熱可塑性樹脂から形成される。熱膨張性マイクロカプセルは、膨張開始温度以上に加熱されると、殻が軟化すると共に発泡剤が気化し、発泡剤が気化した圧力により、殻がバルーン状に膨張する。熱膨張性マイクロカプセルは、膨張前の体積の３０倍〜１００倍に膨張する。
【００２０】
成形シート１０の第２熱膨張層３４は、造形物１２０の配置と形状に対応した所定のパターンで第１熱膨張層３２の上に積層され、加熱される熱量に応じた大きさに膨張する。第２熱膨張層３４は、第２バインダ３５ａと第２バインダ３５ａ中に分散された第２熱膨張微粒子３５ｂとを含む。第２熱膨張層３４は、第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張により膨張する。第２熱膨張層３４が膨張することによって、シート１００における膨張した第２熱膨張層３４ａが形成される。
【００２１】
第２バインダ３５ａは、第１バインダ３３ａと同様に、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である。第２熱膨張微粒子３５ｂは、第１熱膨張微粒子３３ｂと同様に、所定の温度以上に加熱されることにより膨張する微粒子であり、例えば、熱膨張性マイクロカプセルから構成される。第２熱膨張微粒子３５ｂが膨張することによって、シート１００における膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃが形成される。第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径は、第１熱膨張微粒子３３ｂの膨張前の平均粒径よりも大きい。第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径は、例えば、３．０μｍよりも大きく３０μｍ以下である。
【００２２】
本実施形態では、第１熱膨張微粒子３３ｂの膨張前の平均粒径が、第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径よりも小さい。したがって、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４が加熱により膨張した場合に、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層３２ａに含まれる膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃの平均粒径が、膨張した第２熱膨張層３４ａに含まれる膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃの平均粒径よりも小さくなる。これにより、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層３２ａにおいて、膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃの占める体積の割合が小さく、基材２０に対する密着性が高い第１バインダ３３ａの占める体積の割合が大きくなり、膨張した第１熱膨張層３２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。さらに、第２熱膨張微粒子３５ｂの平均粒径を、第１熱膨張微粒子３３ｂの平均粒径よりも大きくすることにより、第２熱膨張微粒子３５ｂがより大きく膨張し、膨張した第１熱膨張層３２ａと膨張した第２熱膨張層３４ａから構成される造形物１２０の高さを高くできる。
【００２３】
次に、成形シート１０の製造方法を説明する。図７は、成形シート１０の製造方法を示すフローチャートである。成形シート１０の製造方法は、基材２０の第１主面２２の上に、第１バインダ３３ａと第１熱膨張微粒子３３ｂを含む第１熱膨張層３２を積層する第１熱膨張層形成工程（ステップＳ１０）と、第１熱膨張層３２の上に、第２バインダ３５ａと第２熱膨張微粒子３５ｂを含む第２熱膨張層３４を積層する積層工程（ステップＳ２０）と、を含む。上述のように、第２熱膨張微粒子３５ｂの平均粒径は、第１熱膨張微粒子３３ｂの平均粒径よりも大きい。
【００２４】
まず、基材２０と、第１熱膨張層３２を形成するための第１塗布液と、第２熱膨張層３４を形成するための第２塗布液を準備する。基材２０は、例えば、Ａ４用紙サイズのＰＥＴシートである。第１塗布液は、例えば、第１バインダ３３ａと第１熱膨張微粒子３３ｂとを混合することにより、調製される。第２塗布液は、例えば、第２バインダ３５ａと第２熱膨張微粒子３５ｂとを混合することにより、調製される。
【００２５】
第１熱膨張層形成工程（ステップＳ１０）では、まず、塗布装置を用いて、基材２０の第１主面２２の上に、所定のパターンで第１塗布液を塗布する。塗布装置は、例えばスクリーン印刷装置である。次に、基材２０の第１主面２２に塗布された第１塗布液を乾燥させる。これにより、第１熱膨張層３２が基材２０の第１主面２２の上に積層される。なお、第１熱膨張層３２の所定の厚み（例えば、５０μｍ）を得るために、第１塗布液の塗布と乾燥とを、繰り返してもよい。
【００２６】
積層工程（ステップＳ２０）では、塗布装置を用いて、第１熱膨張層３２の上に第２塗布液を所定のパターンで塗布し、塗布された第２塗布液を乾燥させる。これにより、第２熱膨張層３４が第１熱膨張層３２の上に積層される。第１熱膨張層３２と同様に、第２熱膨張層３４の所定の厚み（例えば、１００μｍ）を得るために、第２塗布液の塗布と乾燥とを、繰り返してもよい。
以上により、成形シート１０を製造できる。
【００２７】
（シート）
次に、図４〜図６を参照して、成形シート１０から製造されるシート１００を説明する。シート１００は、図４、図５に示すように、基材２０と、膨張した第１熱膨張層３２ａと膨張した第２熱膨張層３４ａとを有する造形物１２０と、基材２０の第２主面２４に積層された熱変換層１１０とを有する。シート１００の基材２０は、成形シート１０の基材２０と同様であるので、ここでは、熱変換層１１０と造形物１２０について、説明する。
【００２８】
シート１００の造形物１２０は、基材２０の第１主面２２に円柱状に形成され、膨張した第１熱膨張層３２ａと膨張した第２熱膨張層３４ａとを有する。膨張した第１熱膨張層３２ａは成形シート１０の第１熱膨張層３２が膨張した層であり、膨張した第２熱膨張層３４ａは成形シート１０の第２熱膨張層３４が膨張した層である。なお、以下では、膨張した第１熱膨張層３２ａを膨張した熱膨張層３２ａと、膨張した第２熱膨張層３４ａを膨張した熱膨張層３４ａと記載する場合がある。
【００２９】
膨張した第１熱膨張層３２ａは、図６に示すように、第１バインダ３３ａと、成形シート１０の第１熱膨張微粒子３３ｂが膨張した、膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃとを含む。膨張した第２熱膨張層３４ａは、第２バインダ３５ａと、成形シート１０の第２熱膨張微粒子３５ｂが膨張した、膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃとを含む。なお、膨張した第１熱膨張層３２ａの第１バインダ３３ａと膨張した第２熱膨張層３４ａの第２バインダ３５ａは、それぞれ、第１熱膨張層３２の第１バインダ３３ａと第２熱膨張層３４の第２バインダ３５ａと同様である。また、図６では、理解を容易にするためにハッチングを省略している。
【００３０】
本実施形態では、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層３２ａに含まれる膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃの平均粒径が、膨張した第２熱膨張層３４ａに含まれる膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃの平均粒径よりも小さい。これにより、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層３２ａにおいて、膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃの占める体積の割合が小さく、基材２０に対する密着性が高い第１バインダ３３ａの占める体積の割合が大きくなり、膨張した第１熱膨張層３２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。
【００３１】
シート１００の熱変換層１１０は、基材２０の第２主面２４の全面に積層される。熱変換層１１０は、照射された電磁波を熱に変換し、変換された熱を放出する。熱変換層１１０は、放出した熱により、成形シート１０の第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４を加熱する。具体的には、熱変換層１１０は、成形シート１０の第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４を、第１熱膨張微粒子３３ｂと第２熱膨張微粒子３５ｂが膨張する所定の温度以上に加熱する。そして、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４は、加熱温度、加熱時間等に応じた大きさに膨張する。
【００３２】
熱変換層１１０は、吸収した電磁波を熱に変換する熱変換材料から構成される。熱変換材料は、カーボン分子であるカーボンブラック、六ホウ化金属化合物、酸化タングステン系化合物等である。例えば、カーボンブラックは、可視光、赤外光等を吸収して熱に変換する。また、六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物は、近赤外光を吸収して熱に変換する。六ホウ化金属化合物と酸化タングステン系化合物の中では、近赤外光領域で吸収率が高く、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）とセシウム酸化タングステン（Ｃｓ２ＷＯ４）が好ましい。
【００３３】
次に、シート１００の製造方法を説明する。図８は、シート１００の製造方法を示すフローチャートである。シート１００の製造方法は、成形シート１０を準備する準備工程（ステップＳ３０）と、成形シート１０の基材２０の第２主面２４の上に熱変換層１１０を積層する熱変換層積層工程（ステップＳ４０）と、熱変換層１１０に電磁波を照射して、熱変換層１１０に熱を発生させることによって、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４を加熱して膨張させ、造形物１２０を形成する膨張工程（ステップＳ５０）とを含む。
【００３４】
準備工程（ステップＳ３０）では、成形シート１０と熱変換材料を含むインクを準備する。成形シート１０は、例えば、上述した成形シート１０の製造方法（ステップＳ１０とステップＳ２０）により製造される。また、熱変換材料を含むインクは、例えば、カーボンブラックを含むインクである。
【００３５】
熱変換層積層工程（ステップＳ４０）では、基材２０の第２主面２４の上に熱変換層１１０を積層する。具体的には、印刷装置によって、基材２０の第２主面２４の全面に、カーボンブラックを含むインクを印刷する。印刷装置は、例えば、インクジェットプリンタである。
【００３６】
膨張工程（ステップＳ５０）では、熱変換層１１０に電磁波を照射して、熱変換層１１０に熱を発生させることによって、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４を加熱して膨張させ、造形物１２０を形成する。具体的には、図示しない照射装置によって、熱変換層１１０が吸収し熱に変換する電磁波を、基材２０の第２主面２４の全面に積層された熱変換層１１０に照射する。照射装置は、例えば、ハロゲンランプを備え、近赤外領域（波長７５０ｎｍ〜１４００ｎｍ）、可視光領域（波長３８０ｎｍ〜７５０ｎｍ）、中赤外領域（波長１４００ｎｍ〜４０００ｎｍ）等の電磁波を照射する。これにより、第１熱膨張層３２の第１熱膨張微粒子３３ｂと第２熱膨張層３４の第２熱膨張微粒子３５ｂが、熱変換層１１０に発生した熱によって膨張して、膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃと膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃが形成され、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４が膨張する。
【００３７】
本実施形態では、膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃの平均粒径が、膨張した第２熱膨張層３４ａに含まれる膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃの平均粒径よりも小さい。これにより、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層３２ａにおいて、基材２０に対する密着性が高い第１バインダ３３ａの占める体積の割合が大きくなり、膨張した第１熱膨張層３２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。
【００３８】
以上により、造形物１２０を有するシート１００を製造できる。ここで、熱変換層１１０から放出される熱の熱量は、カーボンブラックの濃度と熱変換層１１０に照射される電磁波のエネルギー量とに依存する。したがって、カーボンブラックを含むインクの濃淡と熱変換層１１０に照射される電磁波のエネルギー量とにより、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４とを加熱する温度を制御でき、造形物１２０の高さを制御できる。また、造形物１２０の高さは、第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４の厚さ、第１熱膨張微粒子３３ｂと第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径等を変えることによって、制御できる。
【００３９】
以上のように、成形シート１０では、第１熱膨張微粒子３３ｂの膨張前の平均粒径が、第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径よりも小さいので、シート１００の膨張した第１熱膨張層３２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。さらに、第２熱膨張微粒子３５ｂの膨張前の平均粒径を、第１熱膨張微粒子３３ｂの膨張前の平均粒径よりも大きくすることにより、造形物１２０の高さを高くできる。
また、シート１００においても、膨張した第１熱膨張微粒子３３ｃの平均粒径が、膨張した第２熱膨張層３４ａに含まれる膨張した第２熱膨張微粒子３５ｃの平均粒径よりも小さいので、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層３２ａにおいて、基材２０に対する密着性が高い第１バインダ３３ａの占める体積の割合が大きくなり、膨張した第１熱膨張層３２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。
【００４０】
＜実施形態２＞
実施形態１では、成形シート１０は２層の熱膨張層３２、３４を備え、シート１００の造形物１２０は２層の膨張した熱膨張層３２ａ、３４ａを有するが、熱膨張層の層数はこれらに限られない。
【００４１】
本実施形態の成形シート１０は、図９に示す、膨張した第１熱膨張層５２ａと膨張した第２熱膨張層５４ａと膨張した第３熱膨張層５６ａとを有する造形物１２０を備える、シート１００の製造に用いられる。本実施形態の成形シート１０は、図１０に示すように、実施形態１における第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４に代えて、第１熱膨張層５２と第２熱膨張層５４と第３熱膨張層５６とを備える。すなわち、本実施形態の成形シート１０は、基材２０の第１主面２２の上に、造形物１２０の配置と形状に対応した所定のパターンで積層された、３層の熱膨張層５２、５４、５６を備える。本実施形態の成形シート１０のその他の構成は、実施形態１の成形シート１０と同様である。
【００４２】
第１熱膨張層５２と第２熱膨張層５４と第３熱膨張層５６は、実施形態１の第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４と同様に、基材２０の第１主面２２の上に順次積層されており、加熱される熱量に応じた大きさに膨張する。第１熱膨張層５２と第２熱膨張層５４と第３熱膨張層５６のそれぞれは、膨張によって、造形物１２０の膨張した第１熱膨張層５２ａと膨張した第２熱膨張層５４ａと膨張した第３熱膨張層５６ａのそれぞれを形成する。
【００４３】
第１熱膨張層５２は、図１１に示すように、第１バインダ５３ａと第１バインダ５３ａ中に分散された第１熱膨張微粒子５３ｂとを含む。第１熱膨張層５２は、第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張により膨張する。第２熱膨張層５４は第２バインダ５５ａと第２バインダ５５ａ中に分散された第２熱膨張微粒子５５ｂとを含み、第３熱膨張層５６は第３バインダ５７ａと第３バインダ５７ａ中に分散された第３熱膨張微粒子５７ｂとを含む。第２熱膨張層５４は第２熱膨張微粒子５５ｂの膨張により膨張し、第３熱膨張層５６は第３熱膨張微粒子５７ｂの膨張により膨張する。なお、図１１では、理解を容易にするためにハッチングを省略している。
【００４４】
本実施形態では、第２熱膨張微粒子５５ｂの膨張前の平均粒径は第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張前の平均粒径よりも大きく、第３熱膨張微粒子５７ｂの膨張前の平均粒径は第２熱膨張微粒子５５ｂの膨張前の平均粒径よりも大きい。例えば、第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張前の平均粒径は０．５μｍ以上３．０μｍ以下、第２熱膨張微粒子５５ｂの膨張前の平均粒径は３．０μｍよりも大きく１０μｍ以下、第３熱膨張微粒子５７ｂの膨張前の平均粒径は１０．０μｍよりも大きく３０μｍ以下である。
【００４５】
本実施形態の成形シート１０では、基材２０の第１主面２２側に位置する第１熱膨張層５２の第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張前の平均粒径が、最も小さい。したがって、第１熱膨張層５２と第２熱膨張層５４と第３熱膨張層５６が膨張した場合に、基材２０の第１主面２２側に位置する膨張した第１熱膨張層５２ａにおいて、図示しない第１熱膨張層５２ａの膨張した第１熱膨張微粒子の占める体積の割合が小さく、基材２０に対する密着性が高い第１バインダ５３ａの占める体積の割合が大きくなり、膨張した第１熱膨張層５２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。
【００４６】
また、本実施形態の成形シート１０では、第１熱膨張微粒子５３ｂ、第２熱膨張微粒子５５ｂ、第３熱膨張微粒子５７ｂの順に、平均粒径が大きくなっていくので、膨張した第１熱膨張層５２ａと膨張した第２熱膨張層５４ａと膨張した第３熱膨張層５６ａとの間の剥離も抑制でき、造形物１２０の高さを高くできる。
【００４７】
次に、本実施形態の成形シート１０の製造方法を説明する。図１２は、成形シート１０の製造方法を示すフローチャートである。本実施形態の成形シート１０の製造方法は、基材２０の第１主面２２の上に、第１熱膨張層５２を積層する第１熱膨張層形成工程（ステップＳ１０）と、第１熱膨張層５２の上に、第２熱膨張層５４と第３熱膨張層５６を順に積層する積層工程（ステップＳ２０）と、を含む。
【００４８】
まず、基材２０と、第１熱膨張層５２を形成するための第１塗布液と、第２熱膨張層５４を形成するための第２塗布液と、第３熱膨張層５６を形成するための第３塗布液とを準備する。第１塗布液と第２塗布液と第３塗布液のそれぞれは、第１バインダ５３ａと第１熱膨張微粒子５３ｂ、第２バインダ５５ａと第２熱膨張微粒子５５ｂ、第３バインダ５７ａと第３熱膨張微粒子５７ｂのそれぞれを混合することにより、調製される。なお、上述のように、第１熱膨張微粒子５３ｂと第２熱膨張微粒子５５ｂと第３熱膨張微粒子５７ｂの膨張前の平均粒径の大きさは、第３熱膨張微粒子５７ｂ＞第２熱膨張微粒子５５ｂ＞第１熱膨張微粒子５３ｂの順である。
【００４９】
本実施形態の第１熱膨張層形成工程（ステップＳ１０）では、オフセット印刷により、基材２０の第１主面２２の上に、所定のパターンで第１塗布液を印刷する。具体的には、まず、図示しないオフセット印刷機によって、第１塗布液を第１主面２２の上に転写して１回目のオフセット印刷を行い、印刷された第１塗布液を乾燥させる。これにより、図１３に示すように、第１熱膨張層５２の１回目のオフセット印刷による層２０１を第１主面２２の上に形成する。次に、層２０１と同様に、２回目のオフセット印刷と乾燥とを行い、図１４に示すように、層２０１の上に２回目のオフセット印刷による層２０２を形成する。さらに、層２０１、２０２と同様に、３回目のオフセット印刷と乾燥とを行い、図１５に示すように、層２０２の上に３回目のオフセット印刷による層２０３を形成する。以上により、第１熱膨張層５２が基材２０の第１主面２２の上に積層される。
【００５０】
第１熱膨張層５２をオフセット印刷により形成する場合、印刷する対象（すなわち、第１熱膨張層５２の下地）が基材２０であるので、第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張前の平均粒径が１回の印刷で転写される第１バインダ５３ａの厚さＤの３倍よりも大きいと、第１熱膨張微粒子５３ｂが第１主面２２の上に転写されず、層２０１〜２０３にむらが生じ易い。したがって、第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張前の平均粒径は、１回の印刷で転写される第１バインダ５３ａの厚さＤの３倍以下であることが好ましい。なお、１回の印刷で転写される第１バインダ５３ａの厚さＤは、図１３に示すように、例えば層２０１における第１熱膨張微粒子５３ｂが存在しない部分の厚さである。また、図１３〜図１５では、理解を容易にするためにハッチングを省略している。
【００５１】
本実施形態の積層工程（ステップＳ２０）では、第２熱膨張層５４を、第１熱膨張層５２と同様に、第２塗布液のオフセット印刷を複数回行うことにより、第１熱膨張層５２の上に積層する。次に、第３熱膨張層５６を、第１熱膨張層５２と第２熱膨張層５４と同様に、オフセット印刷により、第２熱膨張層５４の上に積層する。積層工程（ステップＳ２０）では、印刷する対象である第１熱膨張層５２が第１バインダ５３ａを含むので、第２熱膨張微粒子５５ｂの膨張前の平均粒径は１回の印刷で転写される第２バインダ５５ａの厚さの３倍以下でなくともよい。また、第２熱膨張層５４が第２バインダ５５ａを含むので、第３熱膨張微粒子５７ｂの膨張前の平均粒径は１回の印刷で転写される第３バインダ５７ａの厚さの３倍以下でなくともよい。
以上により、本実施形態の成形シート１０を製造できる。
【００５２】
本実施形態のシート１００は、実施形態１のシート１００と同様に、準備工程（ステップＳ３０）と熱変換層積層工程（ステップＳ４０）と膨張工程（ステップＳ５０）により、本実施形態の成形シート１０から製造できる。
【００５３】
以上のように、成形シート１０では、第１熱膨張層５２の第１熱膨張微粒子５３ｂの膨張前の平均粒径が最も小さいので、膨張した第１熱膨張層５２ａの基材２０からの剥離を抑制できる。また、基材２０の第１主面２２側から、第１熱膨張微粒子５３ｂ、第２熱膨張微粒子５５ｂ、第３熱膨張微粒子５７ｂの順に平均粒径が大きくなっていくので、膨張した第１熱膨張層５２ａと膨張した第２熱膨張層５４ａと膨張した第３熱膨張層５６ａとの間の剥離も抑制でき、造形物１２０の高さを高くできる。さらに、シート１００においても、膨張した第１熱膨張層５２ａの基材２０からの剥離と、膨張した第１熱膨張層５２ａと膨張した第２熱膨張層５４ａと膨張した第３熱膨張層５６ａとの間の剥離とを抑制できる。
【００５４】
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００５５】
例えば、成形シート１０はロール状に製造され、シート１００はロール状の成形シート１０からロール状に製造されてもよい。
【００５６】
基材２０を構成する材料は、熱可塑性樹脂に限られず、紙、布等であってもよい。基材２０を構成する熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂とポリエステル系樹脂に限られず、ポリアミド系樹脂、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）系樹脂、ポリイミド系樹脂等であってもよい。
【００５７】
基材２０の第１主面２２に積層される熱膨張層の層数Ｎは、２又は３に限らず、複数（Ｎは２以上の整数）であればよい。すなわち、成形シート１０は、第１主面２２の上に積層されたＮ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層を備えればよく、さらに、成形シート１０においては、Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の熱膨張層に含まれる熱膨張微粒子の平均粒径が、Ｍ−１層目の熱膨張層に含まれる熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい。また、シート１００の造形物１２０は、第１主面２２の上に積層されたＮ（Ｎは２以上の整数）層の膨張した熱膨張層を有すればよく、Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の熱膨張層に含まれる熱膨張微粒子の平均粒径が、Ｍ−１層目の熱膨張層に含まれる熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい。
【００５８】
実施形態２では、第１熱膨張層５２を３回のオフセット印刷により形成しているが、オフセット印刷は、３回に限らず、１回又は所定の厚みを得るために複数回繰り返されてもよい。
【００５９】
実施形態１の第１熱膨張層３２と第２熱膨張層３４と、実施形態２の第１熱膨張層５２と第２熱膨張層５４と第３熱膨張層５６は、造形物１２０の配置と形状に対応した所定のパターンで、基材２０の第１主面２２に積層されているが、第１主面２２に積層されるＮ層の熱膨張層は、図１６に示すように、均一に積層されてもよい。この場合、造形物１２０の配置と形状に対応した所定のパターンで基材２０の第２主面２４の上に熱変換層１１０を積層し（熱変換層積層工程：ステップＳ４０）、積層されたＮ層の熱膨張層を膨張させ造形物１２０を形成する（膨張工程：ステップＳ５０）ことによって、図１７に示す、造形物１２０を有するシート１００を製造できる。
【００６０】
また、実施形態１の熱変換層１１０は基材２０の第２主面２４に積層されているが、熱変換層１１０は積層された２層の熱膨張層３２、３４の上、具体的には第２熱膨張層３４の上に積層されてもよい。さらに、シート１００は熱変換層１１０を備えなくともよい。例えば、実施形態１の成形シート１０を、オーブン中で、所定の温度で加熱することによって、実施形態１のシート１００を製造できる。また、熱変換層１１０は、膨張工程（ステップＳ５０）の後、除去されてもよい。
【００６１】
実施形態１と実施形態２の成形シート１０とシート１００は、各層の間に他の任意の材料による層を形成されてもよい。例えば、基材２０と第１熱膨張層３２、５２との間に、基材２０と第１熱膨張層３２、５２とをより密着させる密着層が形成されてもよい。密着層は、例えば、表面改質剤から構成される。また、成形シート１０とシート１００は、カラー画像を印刷されてもよい。例えば、成形シート１０とシート１００は、第２熱膨張層３４又は第３熱膨張層５６の上に、シアンＣとマゼンタＭとイエローＹとブラックＫの４色のインクから構成され、カラー画像を表すカラーインク層を積層されてもよい。
【００６２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、本発明には、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲が含まれる。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。
【００６３】
（付記１）
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、
熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層と、を備え、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、
成形シート。
【００６４】
（付記２）
前記Ｎ層の熱膨張層は、前記第１主面の上に所定のパターンで積層されている、
付記１に記載の成形シート。
【００６５】
（付記３）
基材の第１主面の上に、バインダと熱膨張微粒子とを含む、Ｎ層（Ｎは２以上の整数）の熱膨張層を備えた成形シートの製造方法であって、
前記第１主面の上に、１層目の前記熱膨張層を積層する第１熱膨張層形成工程と、
前記１層目の熱膨張層の上に、Ｎ−１層の前記熱膨張層を積層する積層工程と、を含み、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、
成形シートの製造方法。
【００６６】
（付記４）
前記第１熱膨張層形成工程では、オフセット印刷により、前記バインダと、該バインダの厚さの３倍以下の平均粒子径を有する前記熱膨張微粒子を転写する、
付記３に記載の成形シートの製造方法。
【００６７】
（付記５）
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、
膨張した熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層されたＮ（Ｎは２以上の整数）層の膨張した熱膨張層を有する造形物と、を備え、
Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記膨張した熱膨張層に含まれる前記膨張した熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記膨張した熱膨張層に含まれる前記膨張した熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、
シート。
【００６８】
（付記６）
第１主面と前記第１主面の反対側の第２主面とを有する基材と、熱膨張微粒子を含み前記第１主面の上に積層された、Ｎ（Ｎは２以上の整数）層の熱膨張層と、を備え、Ｍ（Ｍは２以上Ｎ以下の整数）層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径は、Ｍ−１層目の前記熱膨張層に含まれる前記熱膨張微粒子の平均粒径よりも大きい、成形シートを準備する準備工程と、
前記成形シートの前記第２主面と前記Ｎ層の熱膨張層の一方の上に、電磁波を熱に変換する熱変換層を積層する熱変換層積層工程と、
前記熱変換層に前記電磁波を照射して前記熱変換層に熱を発生させることによって、前記Ｎ層の熱膨張層を加熱して、前記Ｎ層の熱膨張層を膨張させ、造形物を形成する膨張工程と、を含む、
シートの製造方法。
【符号の説明】
【００６９】
１０・・・成形シート、２０・・・基材、２２・・・第１主面、２４・・・第２主面、３２・・・第１熱膨張層，熱膨張層、３２ａ・・・膨張した第１熱膨張層，膨張した熱膨張層、３３ａ・・・第１バインダ、３３ｂ・・・第１熱膨張微粒子，熱膨張微粒子、３３ｃ・・・膨張した第１熱膨張微粒子、３４・・・第２熱膨張層，熱膨張層、３４ａ・・・膨張した第２熱膨張層，膨張した熱膨張層、３５ａ・・・第２バインダ、３５ｂ・・・第２熱膨張微粒子，熱膨張微粒子、３５ｃ・・・膨張した第２熱膨張微粒子、５２・・・第１熱膨張層，熱膨張層、５２ａ・・・膨張した第１熱膨張層、５３ａ・・・第１バインダ、５３ｂ・・・第１熱膨張微粒子、５４・・・第２熱膨張層，熱膨張層、５４ａ・・・膨張した第２熱膨張層、５５ａ・・・第２バインダ、５５ｂ・・・第２熱膨張微粒子、５６・・・第３熱膨張層，熱膨張層、５６ａ・・・膨張した第３熱膨張層、５７ａ・・・第３バインダ、５７ｂ・・・第３熱膨張微粒子、１００・・・シート、１１０・・・熱変換層、１２０・・・造形物、２０１，２０２，２０３・・・層、Ｄ・・・厚さ
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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