(57)【要約】【課題】簡易に成形することが可能な樹脂成形シートと、これを用いた造形物、造形物の製造方法及び製品とを提供する。【解決手段】基材１１の一方の面上に熱膨張性材料を含む熱膨張層１２が形成された樹脂成形シートを用い、基材１１の少なくとも他方の面上に電磁波を熱に変換する熱変換層８２を形成し、熱変換層８２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】
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樹脂成形シートであって、
前記熱膨張層を膨張させた際、前記基材は前記熱膨張層の膨張に追従して変形し、前記基材がエンボス状に変形し、前記基材の変形量は前記熱膨張層の膨張高さより大きくなる、
ことを特徴とする樹脂成形シート。
【請求項２】
前記基材の厚みは、前記熱膨張層の厚みと同じ、又は前記熱膨張層より厚い、
ことを特徴とする請求項１に記載の樹脂成形シート。
【請求項３】
前記基材は、熱可塑性樹脂から形成される、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の樹脂成形シート。
【請求項４】
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設けられたフィルムを更に備える、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の樹脂成形シート。
【請求項５】
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樹脂成形シートを用い、前記樹脂成形シート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６】
前記基材の厚みは、前記熱膨張層の厚みと同じ、又は前記熱膨張層より厚い、
ことを特徴とする請求項５に記載の造形物の製造方法。
【請求項７】
前記基材は、熱可塑性樹脂から形成される、
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の造形物の製造方法。
【請求項８】
前記樹脂成形シートは、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５乃至７のいずれか１項に記載の造形物の製造方法。
【請求項９】
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１０】
請求項９に記載の造形物を備える、
ことを特徴とする製品。
【請求項１１】
前記製品はスイッチであって、
前記造形物と、
前記基材の他方の面において、前記エンボス状に成形された前記領域に対向して配置される下部コンタクト部と、
前記基材の他方の面上の前記領域に設けられた上部コンタクト部と、を備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１２】
前記上部コンタクト部は、上部シートを介して前記基材の他方の面上に設けられる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の製品。
【請求項１３】
前記領域上には、電磁波を熱に変換する熱変換層が設けられており、
前記熱変換層が、前記上部コンタクト部として機能する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の製品。
【請求項１４】
前記領域上には、電磁波を熱に変換する熱変換層が設けられており、
前記上部コンタクト部は、前記熱変換層の上に設けられる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の製品。
【請求項１５】
請求項１１乃至１４のいずれか１項に記載のスイッチを備える電子機器である、
ことを特徴とする製品。
【請求項１６】
前記製品はシールであって、
前記造形物を備え、
前記造形物の他方の面上に、接着層を更に備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１７】
前記製品は照明器具であって、
前記造形物をランプシェードとして備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載の製品。
【請求項１８】
前記造形物は、前記熱膨張層が膨張された領域における透光性が、前記熱膨張層が膨張されていない領域と比較して高い、
ことを特徴とする請求項１７に記載の製品。
【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利用した樹脂成形シートと、これを用いた造形物、造形物の製造方法及び製品とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子機器の数字等の入力部として、メンブレンスイッチ等のスイッチが用いられている。メンブレンスイッチでは、例えばエンボス加工を施した樹脂製のシートが用いられる。また、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】
このような方法では、樹脂製のシートの成形に先立ち、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、樹脂製のシートを容易に成形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、簡易に成形することが可能な樹脂成形シートと、これを用いた造形物、造形物の製造方法及び製品と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の観点に係る樹脂成形シートは、
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樹脂成形シートであって、
前記熱膨張層を膨張させた際、前記基材は前記熱膨張層の膨張に追従して変形し、前記基材がエンボス状に変形し、前記基材の変形量は前記熱膨張層の膨張高さより大きくなる、
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、
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樹脂成形シートを用い、前記樹脂成形シート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。
【０００９】
上記目的を達成するため、第３の観点に係る造形物は、
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。
【００１０】
上記目的を達成するため、第４の観点に係る製品は、
第３の観点に係る造形物を備える、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易に成形することが可能な樹脂成形シートと、これを用いた造形物、造形物の製造方法及び製品とを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１に係る樹脂成形シートの概要を示す断面図である。
【図２】実施形態１に係る樹脂成形シート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】実施形態１に係る造形物の概要を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る電子機器の概要を示す平面図である。
【図６】図５に示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。
【図７】実施形態１に係る造形物の製造方法で用いる印刷装置の概要を示す図である。
【図８】実施形態１に係る造形物の製造方法で用いる膨張装置の概要を示す図である。
【図９】実施形態１に係る造形物の製造方法を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態１に係る造形物の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図１１】実施形態１の変形例を模式的に示す断面図である。
【図１２】実施形態１の変形例を模式的に示す断面図である。
【図１３】実施形態２に係るシールを模式的に示す断面図である。
【図１４】図１４（ａ）は実施形態３に係る照明器具を模式的に示す斜視図である。図１４（ｂ）は図１４（ａ）中の一点鎖線で囲んだ領域のランプシェードの断面図である。図１４（ｃ）はランプシェードの変形例を示す断面図である。
【図１５】実施形態４に係るスイッチの概要を示す断面図である。
【図１６】実施形態４に係る造形物の製造方法を示すフローチャートである。
【図１７】実施形態４に係る造形物の製造方法を模式的に示す断面図である。
【図１８】図１８（ａ）は実施形態５に係る樹脂成形シートの概要を示す断面図である。図１８（ｂ）は実施形態５に係る成形後の樹脂成形シートの概要を示す断面図であり、図１８（ｃ）は実施形態５に係る造形物の概要を示す断面図である。図１８（ｄ）は実施形態５の変形例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】
【００１３】
以下、本実施の形態に係る樹脂成形シートと、これを用いた造形物及び造形物の製造方法及び製品とについて、図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
本実施形態では、熱膨張層の隆起を利用して樹脂成形シートを成形することにより、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。
【００１５】
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。
【００１６】
また、以下の実施形態では、「樹脂成形シート」は成形前のシートを示す。また、「造形物」は、樹脂成形シートを成形することで得られる。加えて、本実施形態の造形物を備える物を「製品」と呼ぶ。
【００１７】
＜実施形態１＞
（樹脂成形シート１０）
樹脂成形シート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、樹脂成形シート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、変形後の形状を維持させる。このようにして、樹脂成形シート１０を用いて造形物を形成する。
【００１８】
基材１１は、熱膨張層１２を支持するシート状の部材であり、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。基材１１は、樹脂からなるシートである。樹脂としては、例えば熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、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、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）、ポリエステル樹脂、ナイロン等のポリアミド、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリイミド等が挙げられる。基材の厚さは、これに限るものではないが、１００μｍ〜１０００μｍである。
【００１９】
また、基材１１は熱膨張層１２の膨張する力等により変形することが求められるため、基材１１として用いる材料、基材１１の厚さ等は、熱膨張層１２の膨張する力により容易に変形するように決定される。また、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として用いる材料、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、基材１１は、加工後の造形物２０の用途に応じて適した材料、厚み等に設計する。例えば、造形物２０の用途によっては、変形後の形状を維持するだけでなく、押圧によって変形された後に元の形状に復元可能な弾性力を有することが求められる。このような場合には、変形後の基材１１が要求される弾性力を有するよう、基材１１の材料等を決定する。
【００２０】
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。
【００２１】
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。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。
【００２２】
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。
【００２３】
（樹脂成形シートの製造方法）
また、本実施形態の樹脂成形シート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としてシート状の材料、例えばポリエチレンテレフタレート（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。
【００２４】
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、樹脂成形シート１０が製造される。
【００２５】
（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、樹脂成形シート１０を成形加工したシートである。具体的に図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、基材１１の凹部１１ｂを覆って、熱膨張層１２を膨張させるための熱変換層８２が形成されている。
【００２６】
本実施形態では、詳細に後述するように、樹脂成形シート１０の下面（裏面）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８２を発熱させる。熱変換層８２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。樹脂成形シート１０の裏面に設けられた熱変換層８２で生じた熱は、基材１１へと伝達される。この際、基材１１が軟化することが好適である。加えて、熱変換層８２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８２は、熱変換層８２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８２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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。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いうる。
【００３０】
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８１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８１、８３は両方形成されても、いずれか一方のみが形成されてもよい。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の裏側には樹脂からなる基材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、光沢のある質感、いわゆるグロス感を呈する。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。
【００３１】
（スイッチ及び電子機器）
次に、本実施形態の造形物２０を用いたスイッチ３４と、スイッチ３４を備える電子機器３０について図面を用いて説明する。本実施形態のスイッチ３４と電子機器３０とは、造形物２０を備える製品の一例である。後述するように、電子機器３０は入力部３３の化粧カバーとして造形物２０を備えるため、電子機器３０も造形物２０を備える製品である。図５では、電子機器３０として電卓を例に挙げ、本実施形態のスイッチ３４を電卓のキートップとして使用する構成を例に挙げる。なお、電子機器３０としては、電卓に限られず、プリンタ、リモコン等であってもよく、この他の電子機器であってもよい。また、本実施形態のスイッチ３４は、その機能や目的は任意である。本実施形態のような、数字、文字等を入力する目的に限られるものではなく、単に電源をオンオフするためのスイッチであってもよく、その他の目的に使用されてもよい。
【００３２】
電子機器３０は、表示部３１と入力部３３と制御部（図示せず）とを備える。表示部３１は、液晶パネル等の表示パネル３２を有し、表示パネル３２には入力部３３によって入力された数字、演算の結果等の情報が表示される。入力部３３は、０〜９までの数字、四則演算といった演算記号が表示された複数のスイッチ（キートップ）３４を備える。また、図示しない制御部は、集積回路等を備え、入力部３３から入力された情報について演算を行い、その結果を表示部３１に表示する。なお、本実施形態では、造形物２０は、入力部３３を装飾する表面シート（化粧シート）として使用される。
【００３３】
スイッチ３４は、図６に示すように、いわゆるメンブレンスイッチであり、回路基板３６上に設けられた下部コンタクト部３７（コンタクトパッド３７ａ，３７ｂ）と、回路基板３６上に設けられた上部シート３８と、上部シート３８の下面に設けられた上部コンタクト部３９と、造形物２０と、を備える。なお、図６は、図５に示すＶＩ−ＶＩ線断面図である。また、回路基板３６は図示しない筐体中に収められていてもよい。
【００３４】
下部コンタクト部３７は、コンタクトパッド３７ａ、３７ｂを備える。コンタクトパッド３７ａ及び３７ｂは、導電性材料から形成され、相互に離間して配置される。また、コンタクトパッド３７ａ及び３７ｂは、それぞれが図示しない配線に接続される。上部コンタクト部３９が、コンタクトパッド３７ａ及び３７ｂに接触することで、コンタクトパッド３７ａと３７ｂとの間が導通し、スイッチ３４が押されたことが検知される。
【００３５】
なお、下部コンタクト部３７の構成は任意であり、コンタクトパッド３７ａ、３７ｂとは一体に形成されてもよい。例えば、下部コンタクト部３７は上部コンタクト部３９と対向する領域において、平面形状がつづら折り状に形成されてもよい。この場合、コンタクトパッド３７ａと３７ｂとの間に上部コンタクト部３９が接触することで、下部コンタクト部３７の抵抗率が変わり、スイッチ３４が押されたことが検知される。
【００３６】
上部シート３８は、導電性を有しない材料からなるシートであり、例えば、ＰＥＴ等の樹脂からなる。上部シート３８の下面（回路基板３６に対向する面）の下部コンタクト部３７と対向する領域に、凸部３８ａと凸部３８ａに対応する形状の凹部３８ｂが形成される。凹部３８ｂによって、上部シート３８と回路基板３６との間にドーム状の空間が形成される。凹部３８ｂは下部コンタクト部３７と対向し、凹部３８ｂの中心には、上部コンタクト部３９が設けられる。上部シート３８の凸部３８ａは、押圧されることによって凹み、力が解放されることで元の形状に復元する。
【００３７】
上部コンタクト部３９は、導電性材料を含み、下部コンタクト部３７と対向する位置に設けられる。また、上部コンタクト部３９は、例えば円形の平面形状を有する。導電性材料としては銅、銀等が挙げられる。導電性材料は、その他、公知の材料を含んでもよい。上部コンタクト部３９は、下部コンタクト部３７と接触することにより、下部コンタクト部３７のコンタクトパッド３７ａ、３７ｂ間を導通させる。
【００３８】
造形物２０は、上部シート３８を覆うようにして、スイッチ３４の最表面に設けられる。造形物２０の基材１１は、凸部１１ａを備え、更に凸部１１ａに対応する形状に形成された凹部１１ｂを備える。凹部１１ｂは、上部シート３８に設けられた凸部３８ａを覆う形状及び大きさに形成されている。また、造形物２０は、熱膨張層１２の上にカラーインク層８１を備える。カラーインク層８１によってスイッチの色、表示する数字等を表現することができる。なお、カラーインク層８１は、凸部１２ａの上に設けられるだけでなく、凸部１２ａの周囲にも設けられてもよい。更に、造形物２０の上には、別途保護フィルムなどを設けてもよい。
【００３９】
スイッチ３４では、図６に示す上側から造形物２０が下方向に押圧される。具体的に、基材１１の凸部１１ａ、上部シート３８の凸部３８ａ等が下方向に押圧される。造形物２０及び上部シート３８は、この力を受け凹むように変形し、その結果上部コンタクト部３９が下部コンタクト部３７に接触する。これにより、コンタクトパッド３７ａと３７ｂとの間が導通するため、スイッチ３４が押されたことが検知される。本実施形態では、電卓であるため、数字もしくは演算記号が入力されたことが検知される。また、造形物２０等を押圧する力が解放されると、造形物２０と上部シート３８とは、元の形状へと復元する。
【００４０】
（造形物の製造方法）
次に、樹脂成形シート１０を成形することで、造形物を形成する造形物の製造方法（樹脂成形処理）の流れを説明する。以下の造形物の製造方法では、ロール状に巻かれた樹脂成形シート１０を使用する場合（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。
【００４１】
まず、本実施形態の造形物２０の製造方法で用いる印刷装置４０及び膨張装置５０について説明する。カラー画像の印刷及び熱変換層の印刷をするための印刷装置４０としては、例えばオフセット印刷装置を利用する。印刷装置４０は、図７に示すように、版胴４１と、ブランケット４２と、インクローラー４３と、水ローラー４４と、圧胴４５と、を備える。
【００４２】
版胴４１は、その表面に画線部と非画線部とを備える刷版を有する。画線部は親油性（撥水性）であり、非画線部は親水性である。画線部と非画線部とは、例えば、フォトリソグラフィを利用して形成される。具体的には、親水性の支持体上に親油性の感光層を設け、画線部のみが露出するマスク（ネガフィルム）を介して感光層を露光させる。続いて、非画線部の感光層を除去することにより、画線部に親油性の感光層のみが残存する。なお、刷版の製造方法は任意であり、フィルムを介さずに、直接刷版上に印刷するデータをレーザー等を使用して焼き付けて製造することも可能である。
【００４３】
版胴４１には、水ローラー４４によって湿し水が供給される。湿し水は、版胴上の刷版の非画線部（親水性）のみに乗る。また、版胴４１にはインクローラー４３によって、インクが供給される。インクは水が乗っている非画線部には乗らず、インクは、刷版の画線部（親油性）上にのみ付着する。
【００４４】
ブランケット４２は、例えばゴム筒から形成される。ブランケット４２には、版胴４１上に付着したインクが転写される。また、ブランケット４２と対向する位置に、圧胴４５が設置されている。更に、ブランケット４２上のインクは、ブランケット４２と樹脂成形シート１０の表面との接触により樹脂成形シート１０上に転写される。
【００４５】
カラー画像（カラーインク層）を印刷する場合、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの４色のインク毎に、図７に示す装置を使用する。また、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫのインクは、既知のインクを使用する。また、各色の画像を印刷するための印刷装置４０は、個別に設置されても連続して設置されてもよい。印刷装置４０が連続して設置される場合は、ロールから取り出された樹脂成形シート１０は、ＣＭＹＫの各色の印刷装置４０へと順番に搬送され、ＣＭＹＫの画像が順番に印刷される。樹脂成形シート１０が巻き取られる段階では、樹脂成形シート１０の表面にはカラー画像が印刷された状態となる。また、各色の印刷順は任意に変更可能である。
【００４６】
なお、本実施形態では、電磁波を照射することにより熱変換層８２を発熱させる。このため、カラー画像を印刷するためのブラック（Ｋ）のインク中にカーボンが含まれると、カーボンが電磁波を吸収して発熱する可能性があるため、ブラック（Ｋ）のインクにはカーボンが含まれていないことが好ましい。
【００４７】
また、熱変換層８２を印刷する場合は、図７に示す印刷装置４０において、インクローラーに供給するインクを、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。
【００４８】
また、発泡インクの色は、黒色、白色等任意である。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。
【００４９】
次に、熱膨張層１２を膨張させる膨張装置５０を図８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。樹脂成形シート１０は、膨張装置５０の下を搬送される。
【００５０】
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、樹脂成形シート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。熱変換材料を含む発泡インクによる熱変換層８２が印刷された樹脂成形シート１０に電磁波を照射すると、熱変換層８２が印刷された部分では、熱変換層８２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、樹脂成形シート１０のうちの熱変換層８２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。
【００５１】
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樹脂成形シート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。反射板５２によって、ランプヒータから照射された電磁波を効率良く樹脂成形シート１０に照射することができる。
【００５２】
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。温度センサ５３は、照射部５１が電磁波を照射している際に、反射板５２の温度を測定する。反射板５２は照射部５１から照射される電磁波を受けるため、照射部５１が照射している電磁波の強さ、すなわち電磁波のエネルギーの大きさに応じて変化する。そのため、反射板５２の温度は、照射部５１が照射している電磁波の強さの指標として用いることもできる。
【００５３】
冷却部５４は、反射板５２の上側に設けられており、膨張装置５０の内部を冷却する冷却手段として機能する。冷却部５４は、少なくとも１つの給気ファンを備えており、膨張装置５０の外部から照射部５１へと空気を送ることによって、照射部５１を冷却する。
【００５４】
膨張装置５０において、樹脂成形シート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、樹脂成形シート１０に設けられた熱変換層８２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。また、基材１１は、この熱によって軟化することもある。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、樹脂成形シート１０は巻き取られる。なお、基材１１の変形量によっては、樹脂成形シート１０は巻き取られず、裁断されてもよい。
【００５５】
次に、図９に示すフローチャート及び図１０（ａ）〜図１０（ｃ）に示す樹脂成形シート１０の断面図を参照して、樹脂成形シート１０を成形し、シート表面に造形物を形成する処理の流れを説明する。
【００５６】
第１に、樹脂成形シート１０を準備する。また、カラーインク層８１を形成するためのカラー画像データ、樹脂成形シート１０の表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８２を形成するためのデータ）は、事前に決定しておく。樹脂成形シート１０をその表面が上に向いた状態で図７に示す印刷装置４０へと搬送し、印刷装置４０を用いて樹脂成形シート１０の表面に、カラー画像（カラーインク層８１）を印刷する（ステップＳ１）。具体的には、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの各印刷装置４０は、指定されたカラー画像データに従って、樹脂成形シート１０の表面に、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。その結果、図１０（ａ）に示すように樹脂成形シート１０の表面にカラーインク層８１が形成される。
【００５７】
第２に、印刷装置４０を用いて、樹脂成形シート１０の裏面に熱変換層８２を印刷する（ステップＳ２）。熱変換層８２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４０は、指定された発泡データに従って、樹脂成形シート１０の裏面に、熱変換材料を含む発泡インクを印刷する。その結果、図１０（ｂ）に示すように、樹脂成形シート１０の裏面に熱変換層８２が形成される。なお、熱変換層８２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８２の濃淡の制御により、変形高さを制御することもできる。
【００５８】
第３に、熱変換層８２が印刷された樹脂成形シート１０を、裏面が上側を向くように膨張装置５０へと搬送する。膨張装置５０では、搬送された樹脂成形シート１０へ照射部５１によって電磁波を照射する（ステップＳ３）。具体的に説明すると、膨張装置５０では、照射部５１によって樹脂成形シート１０の裏面に電磁波を照射する。樹脂成形シート１０の裏面に印刷された熱変換層８２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８２が発熱し、熱変換層８２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。熱変換層８２から生ずる熱により基材１１が軟化することが好適である。熱膨張層１２の膨張の結果、図１０（ｃ）に示すように、樹脂成形シート１０の熱膨張層１２のうちの熱変換層８２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。
【００５９】
以上のような手順によって、樹脂成形シート１０の表面上に造形物が形成され、造形物２０が製造される。
【００６０】
このように本実施形態の樹脂成形シート、造形物及び造形物の製造方法では、熱変換層８２を印刷により形成し、熱変換層８２へ電磁波を照射することによって、樹脂成形シート１０を容易に所望の形状に変形させることができる。特に、印刷及び電磁波の照射を用いることで、成形するための金型などが不要となり、樹脂成形シート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。
【００６１】
また、特に上述した実施形態のようにスイッチとして利用する場合、ドーム状に変形された基材１１の上に位置する熱膨張層１２は、基材１１を変形させるために膨張されている。このため、スイッチとして機能する領域の熱膨張層１２は、その他の領域と比較し、弾力性が増加しており、クッション性を備えるという効果も加えることができる。
【００６２】
また、本実施形態では、熱変換層（発泡データ）８２の濃淡の制御、電磁波の制御等を用いることで、熱膨張層１２を隆起させる位置、高さ等を任意に制御して、容易に樹脂成形シート１０を成形し、造形物を形成することができる。更に、カラー画像の印刷を組み合わせることもでき、良好に造形物を形成することが可能となる。
【００６３】
ここで、電磁波の制御は、膨張装置５０において樹脂成形シート１０に電磁波を照射して膨張させる際、樹脂成形シート１０を所望の高さに膨張させるために、樹脂成形シート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、樹脂成形シート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。
【００６４】
また、上記の実施形態では、印刷装置４０として水ありのオフセット印刷装置を例に挙げて説明したが、これに限られない。印刷装置４０は水なしオフセット印刷装置であってもよい。また、オフセット印刷装置に限らず、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利用することも可能である。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。また、膨張装置５０の構成も図８に示す構成に限られない。
【００６５】
（変形例）
上述した実施形態１では、造形物２０をスイッチ３４の化粧カバーとして利用する構成を例に挙げて説明したがこれに限られない。例えば、上部シート３８は省略することができる。
【００６６】
具体的には、図１１に示すように、造形物２０の裏に設けられた熱変換層８２を上部コンタクト部３９として機能させることも可能である。この場合、図１１に示すように、スイッチ３４は、回路基板３６上に設けられた下部コンタクト部３７と、上部コンタクト部３９と、造形物２０と、を備える。本変形例では、造形物２０の基材１１の凹部１１ｂに設けられた上部コンタクト部３９は、熱膨張層１２を膨張させるために使用する熱変換層８２である。換言すると、本変形例では、熱変換層８２が上部コンタクト部３９の機能も有する。
【００６７】
このような熱変換層８２は、導電性を有する電磁波熱変換材料を含む発泡インクを用いて形成することが好ましい。このような材料の一例としては、カーボンブラック（グラファイト）が挙げられる。なお、熱変換層８２の導電性を変更するため、発泡インク中に銀ペーストのような導電性材料を更に添加することも可能である。また、電磁波熱変換材料の導電性が低い又は導電性を有していない場合は、導電性材料を発泡インクに添加することによって、本変形例のような熱変換層８２を形成してもよい。
【００６８】
また、図１２に示すように、造形物２０の裏面に設けられた熱変換層８２上に、直接上部コンタクト部３９を設けることにより、上部シート３８を省略することも可能である。この場合、スイッチ３４は、回路基板３６上に設けられた下部コンタクト部３７と、上部コンタクト部３９と、造形物２０と、を備える。本変形例では、造形物２０の基材１１の裏面に形成された熱変換層８２上に上部コンタクト部３９が配置される。上部コンタクト部３９は、シール状に予め形成された導電材料を貼り付けることによって形成されてもよく、導電ペーストを印刷することによって形成されてもよい。
【００６９】
＜実施形態２＞
実施形態２に係るシール６０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２０を、シール６０として利用する場合を例に挙げる。本実施形態のシール６０は、造形物２０を備える製品の一例である。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。
【００７０】
シール６０は、図１３に示すように、造形物２０と、接着層６１と、剥離シート６２と、を備える。造形物２０は、樹脂成形シート１０に実施形態１に記載した方法によって製造されたものである。造形物２０は、基材１１の上に熱膨張層１２を備え、熱膨張層１２の上面にはカラーインク層８１が形成される。なお、図１３では、熱変換層８２の図示を省略している。
【００７１】
接着層６１は、基材１１の裏面に設けられる。接着層６１は、造形物２０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、シール６０の用途に応じて任意に決定される、例えばシール６０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、シール６０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。
【００７２】
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、シール６０の接着層６１を露出させ、シール６０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はシール６０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。
【００７３】
また、接着層６１と剥離シート６２とは、樹脂成形シート１０の成形前に設けられてもよい。換言すると、樹脂成形シート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を備えた樹脂成形シート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、シール６０を製造することができる。この場合、図１３に示すように、基材１１の凹部１１ｂ上にも接着層６１が形成されている。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。
【００７４】
また、接着層６１と剥離シート６２とは、成形後に設けることもできる。この場合は、樹脂成形シート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。
【００７５】
上述したように、樹脂成形シート１０に熱変換層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２０を製造することができる。従って、本実施形態のようなシール６０も容易に製造することができる。
【００７６】
＜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２０を照明器具７０の部品であるランプシェード７１として利用する点に特徴を有する。本実施形態の照明器具７０及びランプシェード７１は、造形物２０を備える製品の一例である。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。
【００７７】
照明器具７０は、図１４（ａ）に示すように、ランプシェード７１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。
【００７８】
ランプシェード７１は、図１４（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。ランプシェード７１は、造形物２０からなり、造形物２０の上端及び下端には枠７６及び７７が設けられる。造形物２０は、図１４（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。
【００７９】
また、造形物２０は、図１４（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１４（ｂ）は、図１４（ａ）において一点鎖線で囲んだ領域の断面図である。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、造形物２０上に造形物を形成することができる。領域Ａと領域Ｂとでは、透光性に差が生ずる場合もあるし、生じない場合もある。
【００８０】
また、基材１１は変形に応じて延ばされるため、領域Ａにおける基材１１の厚みは、変形していない領域Ｂの厚みと比較して薄い。特にこのような厚みの差が生じた場合に、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。また、特に熱膨張層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表すことができ、更に好適である。具体的には、基材１１が変形された領域Ａは、変形していない領域Ｂと比較して高い透光性を有するように設計する。これにより、造形物２０に形成された造形物による陰影を、光源によってランプシェード７１の表面に浮き上がらせることができる。
【００８１】
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１４（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８１、８３を設けることが可能である。カラーインク層８１、８３はいずれか一方のみが設けられてもよい。上述したように、特に、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、基材１１の裏面に設けられるカラーインク層８３は、光沢のある質感、いわゆるグロス感を呈する。このような材料の質感の違いを利用し、造形物２０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１４（ａ）に示すようなランプシェードでは、造形物２０の表面も裏面も視認することが可能である。このため、特に表裏の異なる質感を視認でき、造形物２０による表現の幅を拡げることができる。
【００８２】
なお、ランプシェード７１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２０上に形成される形状は、図示した例に限られない。造形物２０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。
【００８３】
更に、照明器具７０は、光源と造形物２０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。
【００８４】
本実施形態では、ランプシェード７１として、造形物２０を用いる。上述したように、樹脂成形シート１０に熱変換層８２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２０を製造することができる。従って、本実施形態のようなランプシェード７１も容易に製造することができる。
【００８５】
また、特に基材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。
【００８６】
＜実施形態４＞
実施形態４に係る造形物２２について、以下図面を用いて説明する。実施形態４に係る造形物２２が、上述した実施形態１に係る造形物２０と異なるのは、シート表面に表側変換層８４を形成し、熱膨張層１２の一部を更に膨張させる点にある。実施形態１と重複する部分については、同一の参照符号を使用し、詳細な説明を省略する。また、本実施形態のスイッチも実施形態１と同様に製品の一例である。
【００８７】
スイッチ３５の断面図を、図１５に示す。スイッチ３５は、回路基板３６上に設けられた下部コンタクト部３７と、上部シート３８と、上部シート３８の下面に設けられた上部コンタクト部３９と、造形物２２と、を備える。
【００８８】
造形物２２は、上部シート３８を覆うようにして、スイッチ３５の最表面に設けられる。造形物２２の基材１１は、凸部１１ａを備え、更に凸部１１ａに対応する形状に形成された凹部１１ｂを備える。凹部１１ｂは、上部シート３８に設けられた凸部３８ａを覆う形状、大きさに形成されている。また、特に本実施形態では、熱膨張層１２の凸部１２ａの一部に更に凸部１２ｄを備える。凸部１２ｄは、後述するように、熱膨張層１２の上面に表側変換層８４を形成し、熱膨張層１２の上面に電磁波を照射することによって、熱膨張層１２の一部を膨張させる。凸部１２ｄの形状は、スイッチ３５の識別表示、例えば、図５に示す電卓の数字、演算記号等としてもよい。また、凸部１２ｄは、点字などであってもよい。また、造形物２２は、熱膨張層１２の上にカラーインク層８１を備える。カラーインク層８１によってスイッチの色、表示する数字等を表現することができる。カラーインク層８１は、凸部１２ａの上に設けられるだけでなく、凸部１２ａの周囲にも設けられてもよい。更に、造形物２２の上には、別途保護フィルムなどを設けてもよい。
【００８９】
スイッチ３５では、実施形態１と同様に、図１５に示す上側から造形物２２が下方向に押圧される。造形物２２及び上部シート３８は、この力を受けて凹むように変形し、上部コンタクト部３９が下部コンタクト部３７に接触する。また、造形物２２に対する力が解放されると、造形物２２と及び上部シート３８は、元の形状へと復元する。本実施形態では、特に凸部１１ｄを備えるため、スイッチ３５の触感を変更することが可能となる。
【００９０】
次に、図１６に示すフローチャート及び図１７（ａ）〜図１７（ｅ）に示す樹脂成形シート１０の断面図を参照して、樹脂成形シート１０を成形することによる造形物を形成する造形物の製造方法（樹脂成形処理）の流れを説明する。
【００９１】
第１に、樹脂成形シート１０を準備する。カラーインク層８１を形成するためのカラー画像データ、樹脂成形シート１０の表面において発泡及び膨張させる部分を示す表側発泡データ（表側変換層８４に対応）と、樹脂成形シート１０の裏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８２に対応）とは、事前に決定しておく。次に、印刷装置４０を用いて、樹脂成形シート１０の表面に表側変換層８４を印刷する（ステップＳ２１）。表側変換層８４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４０は、指定された表側発泡データに従って、樹脂成形シート１０の表面に発泡インクを用いて印刷を行う。その結果、図１７（ａ）に示すように、樹脂成形シート１０の表面に表側変換層８４が形成される。
【００９２】
第２に、表側変換層８４が印刷された樹脂成形シート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、搬送された樹脂成形シート１０へ照射部５１によって電磁波を照射する（ステップＳ２２）。具体的に説明すると、膨張装置で５０は、照射部５１によって樹脂成形シート１０の表面に電磁波を照射する。樹脂成形シート１０の表面に印刷された表側変換層８４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、表側変換層８４が発熱し、生じた熱が熱膨張層１２に伝達し、熱膨張性材料が発泡、膨張する。その結果、図１７（ｂ）に示すように、樹脂成形シート１０の熱膨張層１２のうちの表側変換層８４が印刷された領域が膨張し、盛り上がる。なお、このステップでは、基材１１を変形させてもさせなくともよい。
【００９３】
第３に、樹脂成形シート１０をその表面が上に向いた状態で印刷装置へと搬送し、印刷装置を用いて樹脂成形シート１０の表面にカラー画像（カラーインク層８１）を印刷する（ステップＳ２３）。ここで、本実施形態では、カラー印刷を施す段階で、樹脂成形シート１０には凸部１２ｄが生じている。このため、凸部１２ｄの形状に応じて、図７に示す印刷装置４０に代え、例えばフレキソ印刷装置といった印刷装置を用いてもよい。具体的には、シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹ及びブラックＫの各印刷装置は、指定されたカラー画像データに従って、樹脂成形シート１０の表面に、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。その結果、図１７（ｃ）に示すようにカラーインク層８１が形成される。
【００９４】
第４に、印刷装置を用いて、樹脂成形シート１０の裏面に熱変換層８２を印刷する（ステップＳ２４）。熱変換層８２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、樹脂成形シート１０の裏面に印刷を施す。その結果、図１７（ｄ）に示すように、樹脂成形シート１０の裏面に熱変換層８２が形成される。なお、本ステップでも、樹脂成形シート１０には凸部１２ｄが生じている。このため、凸部１２ｄの形状に応じて、図７に示す印刷装置４０に代え、適切な印刷装置、例えばフレキソ印刷装置を選択して印刷を実行してもよい。
【００９５】
第５に、熱変換層８２が印刷された樹脂成形シート１０を、裏面が上側を向くように膨張装置５０へと搬送する。膨張装置５０では、搬送された樹脂成形シート１０へ照射部５１によって電磁波を照射する（ステップＳ２５）。具体的に説明すると、膨張装置５０では、照射部５１によって樹脂成形シート１０の裏面に電磁波を照射する。樹脂成形シート１０の裏面に印刷された熱変換層８２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８２で生じた熱が熱膨張層１２に伝達し、熱膨張性材料が発泡、膨張する。その結果、図１７（ｅ）に示すように、樹脂成形シート１０の熱膨張層１２のうちの熱変換層８２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。
【００９６】
本実施形態では、上述した実施形態と同様に、樹脂成形シート１０に熱変換層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２２を形成することができる。これに加え、表側変換層８４を利用し、熱膨張層１２の少なくとも一部を膨張させた後、熱変換層８２を利用して基材１１を変形させることができる。これにより、スイッチ３５の表面の一部を浮きだたせ、造形物２２の触感を変えることが可能という効果を更に備える。また、表側変換層８４を利用することにより、造形物２２の表面に形成可能な造形物の範囲を拡大させることができる。
【００９７】
＜実施形態５＞
実施形態５に係る樹脂成形シート１５を、図面を用いて説明する。実施形態５に係る樹脂成形シート１５が、上述した実施形態と異なるのは、熱変換層８２が形成される面である樹脂成形シート１５の第２の面（裏面）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。
【００９８】
図１８（ａ）に示すように、樹脂成形シート１５は、基材１１と、熱膨張層１２と、基材１１の裏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の裏面上において、少なくとも熱変換層８２が形成される領域に設けられていれば、基材１１の裏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。
【００９９】
樹脂成形シート１５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の裏面に設ける。
【０１００】
また、熱変換層８２を使用して樹脂成形シート１５の熱膨張層１２を膨張させた状態を図１８（ｂ）に示す。熱変換層８２は、図１８（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１８（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２５では、第１のフィルム１６と共に熱変換層８２が除去される。
【０１０１】
本実施形態の造形物の製造方法では、実施形態１の図９のフローチャートを用いて説明すると、ステップＳ２の熱変換層８２を形成する工程では、第１のフィルム１６上に熱変換層８２を形成する。また、ステップＳ３の後に、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。
【０１０２】
また、実施形態４のように、樹脂成形シートの両方の面に熱変換層を形成する場合、図１８（ｄ）に示すように、樹脂成形シート１５の表側の面に第２のフィルム１７を更に備えてもよい。なお、熱膨張層１２上にカラーインク層８１を形成する場合は、表側変換層８４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８１を形成する工程の前に第２のフィルム１７を除去する工程を行うことが好適である。なお、本実施形態では、形成した熱変換層を除去するか否かにより、樹脂成形シート１５は、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。
【０１０３】
本実施形態では、樹脂成形シート１５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（熱変換層８２、表側変換層８４）を除去することができる。特に、熱変換層がカーボンを含む場合、熱変換層によって、造形物２５の色がくすむなど、造形物２５の外観に影響を及ぼすことがある。本実施形態では、使用後の熱変換層を除去できるため、熱変換層が造形物２５の色に影響を与えることを防ぐことができる。
【０１０４】
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８１、８３を設ける構成を、実施形態３のシール６０と組み合わせることも可能である。また、実施形態４においても、実施形態１の変形例と同様に上部シート３８を省略し、熱変換層８２に上部コンタクト部３９の機能を持たせることも可能である。また、明示した以外の組み合わせも可能である。
【０１０５】
また、上述した実施形態１では、樹脂成形シート１０の裏面に熱変換層８２を形成し、基材１１を成形する場合を例に挙げたが、これに限らず、熱変換層８２を樹脂成形シート１０の表面に形成して、基材１１を成形することも可能である。
【０１０６】
上述した実施形態１では、電子機器３０は入力部３３の化粧カバーとして造形物２０を備える構成を例に挙げたがこれに限られない。電子機器３０は、入力部３３以外の部分に造形物２０、２２を備えることも可能である。例えば、電子機器３０の装飾部分に造形物２０、２２を用いることも可能である。
【０１０７】
また、基材１１と熱膨張層１２との間に、基材１１と熱膨張層１２との間の接着性を高めるための層を備えてもよい。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。
【０１０８】
上述したスイッチ、電子機器、シール、又は照明器具は、造形物２０を備える製品の一例であって、本発明の製品は、上述した実施形態の製品に限られない。
【０１０９】
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、樹脂成形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、樹脂成形シート及び造形物に関する「表」又は「裏」の用語は、樹脂成形シート及び造形物の用途などを限定するものではない。
【０１１０】
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。
【０１１１】
［付記］
［付記１］
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樹脂成形シートであって、
前記熱膨張層を膨張させた際、前記基材は前記熱膨張層の膨張に追従して変形し、前記基材がエンボス状に変形し、前記基材の変形量は前記熱膨張層の膨張高さより大きくなる、
ことを特徴とする樹脂成形シート。
【０１１２】
［付記２］
前記基材の厚みは、前記熱膨張層の厚みと同じ、又は前記熱膨張層より厚い、
ことを特徴とする付記１に記載の樹脂成形シート。
【０１１３】
［付記３］
前記基材は、熱可塑性樹脂から形成される、
ことを特徴とする付記１又は２に記載の樹脂成形シート。
【０１１４】
［付記４］
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設けられたフィルムを更に備える、
ことを特徴とする付記１乃至３のいずれか１つに記載の樹脂成形シート。
【０１１５】
［付記５］
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樹脂成形シートを用い、前記樹脂成形シート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。
【０１１６】
［付記６］
前記基材の厚みは、前記熱膨張層の厚みと同じ、又は前記熱膨張層より厚い、
ことを特徴とする付記５に記載の造形物の製造方法。
【０１１７】
［付記７］
前記基材は、熱可塑性樹脂から形成される、
ことを特徴とする付記５又は６に記載の造形物の製造方法。
【０１１８】
［付記８］
前記樹脂成形シートは、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５乃至７のいずれか１つに記載の造形物の製造方法。
【０１１９】
［付記９］
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。
【０１２０】
［付記１０］
付記９に記載の造形物を備える、
ことを特徴とする製品。
【０１２１】
［付記１１］
前記製品はスイッチであって、
前記造形物と、
前記基材の他方の面において、前記エンボス状に成形された前記領域に対向して配置される下部コンタクト部と、
前記基材の他方の面上の前記領域に設けられた上部コンタクト部と、を備える、
ことを特徴とする付記１０に記載の製品。
【０１２２】
［付記１２］
前記上部コンタクト部は、上部シートを介して前記基材の他方の面上に設けられる、
ことを特徴とする付記１１に記載の製品。
【０１２３】
［付記１３］
前記領域上には、電磁波を熱に変換する熱変換層が設けられており、
前記熱変換層が、前記上部コンタクト部として機能する、
ことを特徴とする付記１１に記載の製品。
【０１２４】
［付記１４］
前記領域上には、電磁波を熱に変換する熱変換層が設けられており、
前記上部コンタクト部は、前記熱変換層の上に設けられる、
ことを特徴とする付記１１に記載の製品。
【０１２５】
［付記１５］
付記１１乃至１４のいずれか１つに記載のスイッチを備える電子機器である、
ことを特徴とする製品。
【０１２６】
［付記１６］
前記製品はシールであって、
前記造形物を備え、
前記造形物の他方の面上に、接着層を更に備える、
ことを特徴とする付記１０に記載の製品。
【０１２７】
［付記１７］
前記製品は照明器具であって、
前記造形物をランプシェードとして備える、
ことを特徴とする付記１０に記載の製品。
【０１２８】
［付記１８］
前記造形物は、前記熱膨張層が膨張された領域における透光性が、前記熱膨張層が膨張されていない領域と比較して高い、
ことを特徴とする付記１７に記載の製品。
【符号の説明】
【０１２９】
１０，１５・・・樹脂成形シート、１１・・・基材、１１ａ，１１ｄ，１２ａ，１２ｄ，３８ａ・・・凸部、１１ｂ，３８ｂ・・・凹部、１２・・・熱膨張層、１６・・・第１のフィルム、１７・・・第２のフィルム、２０，２２，２５・・・造形物、３０・・・電子機器、３１・・・表示部、３２・・・表示パネル、３３・・・入力部、３４，３５・・・スイッチ、３６・・・回路基板、３７・・・下部コンタクト部、３７ａ，３７ｂ・・・コンタクトパッド、３８・・・上部シート、３９・・・上部コンタクト部、４０・・・印刷装置、４１・・・版胴、４２・・・ブランケット、４３・・・インクローラー、４４・・・水ローラー、４５・・・圧胴、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、６０・・・シール、６１・・・接着層、６２・・・剥離シート、７０・・・照明器具、７１・・・ランプシェード、７２・・・ランプ台、７３・・・台座、７４・・・支柱、７６，７７・・・枠、８１，８３・・・カラーインク層、８２・・・熱変換層、８４・・・表側変換層、
【図１】
2020073313.tif 000003
【図２】
2020073313.tif 000004
【図３】
2020073313.tif 000005
【図４】
2020073313.tif 000006
【図５】
2020073313.tif 000007
【図６】
2020073313.tif 000008
【図７】
2020073313.tif 000009
【図８】
2020073313.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2020073313.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2020073313.tif 000014
【図１３】
2020073313.tif 000015
【図１４】
2020073313.tif 000016
【図１５】
2020073313.tif 000017
【図１６】
2020073313.tif 000018
【図１７】
2020073313.tif 000019
【図１８】
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