(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、
前記複数の層が透過性を有する層及び該透過性を有する層より透過性が低い層を含み、
前記透過性を有する層が前記溝部を有し、
前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層に連続し、
前記透過性が低い層に連続する前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層において深さ方向の凹凸を有する
ことを特徴とする装飾体
【請求項２】
前記深さ方向に凹凸を有する溝部における前記凹凸の少なくとも一部の深さの差が前記透過性を有する層の側から見えない
請求項１に記載の装飾体。
【請求項３】
前記溝部の少なくとも一部の深さが１ｍｍ以上である、
請求項１又は２に記載の装飾体。
【請求項４】
画像・文字・ロゴ・図形・模様の少なくともいずれかを表示する、
請求項１から３のいずれかに記載の装飾体。
【請求項５】
材料に溝部を形成する溝加工工程をそなえ、
複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、
前記複数の層が透過性を有する層及び該透過性を有する層より透過性が低い層を含み、
前記透過性を有する層が前記溝部を有し、
前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層に連続し、
前記透過性が低い層に連続する前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性が低い層において深さ方向の凹凸を有する装飾体を製造する
ことを特徴とする装飾体製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイン等に用いられる装飾体並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の発明のように、透明の基材部に複数の溝部が形成された装飾体や装飾体製造方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１９−０２５８６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１は、段落００２１・００４１等において、溝部Ｇの先端部分が凹凸状であり、溝部Ｇの深さが一定でない造形物３を記載している。このような加工結果は、レーザ加工に付随して発生することが多い。特に、溝部の始点や終点でレーザ出力の変動が大きいため、このような凹凸が顕著となることが多い。また、特許文献１は記載していないが、溝部が複雑な形状であると、角の部分や曲率の大きい曲線部分で大きな凹凸が発生する。
【０００５】
このような凹凸は、特に立体文字において、立体的な装飾効果を低下させるため、排除又は抑制されたほうがよい。しかし、特許文献１は、段落００４１において「溝部Ｇの一部に凹凸があればさらに細かく光って見える。」と記載し、これを解決すべき課題とするのではなく、むしろ積極的な装飾効果を呈する特徴と認めている。したがって、特許文献１は、この問題に対する解決手段も記載していない。
【０００６】
本発明は、上記等の問題の解決を課題とする。すなわちその課題とは、透過性を有する基材部に形成された溝部が略一定の深さに見える装飾体、並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造工程の提供である。なお、本明細書では装飾体・表示体を造形物と記載する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一つの態様は、複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、前記複数の層が透過性を有する層を含み、前記透過性を有する層が前記溝部を有し、前記溝部が前記透過性を有する層における前記透過性を有する層とは異なる層に接する側の少なくとも一方を貫通することを特徴とする装飾体である（段落００５０−００５６等参照）。
【０００８】
段落０００７に記載の装飾体において、前記複数の層が互いに透過性の異なる複数の層を含んでもよく、前記溝部が、前記透過性を有する層と、前記複数の層のうち前記透過性を有する層より透過性が低い層との両方に連続して形成されてもよい。そのような装飾体は、２層の境界部分の分離によって容易に特定可能である。
【０００９】
本発明の別の態様は、材料を加工し、段落０００７又は０００８に記載の装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造装置である。また別の態様は、材料を加工し、段落０００７又は０００８に記載の装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造方法である。前記装飾体製造方法が、材料に溝部を加工する溝加工工程と、前記溝部に材料を充填する充填加工工程を具え、それらにより前記装飾体を製造してもよく、前記溝加工工程が、レーザ加工を用いてもよく、Ｃｏ２レーザ加工を用いてもよい。さらに別の態様は、段落０００７又は０００８に記載の装飾体を具える建築物・什器・構造物・乗り物及び電子機器である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明による装飾体は、特許文献１に記載の造形物と異なり、立体的効果を奏するが、さらに、溝部の深さに乱れがないため優れた立体感をもたらす。この装飾体は、従来の切り文字と異なり、レーザ加工等によって１枚の板上に製造できるので、壁等へ容易に取り付け可能である。レーザ加工においては、側面Ｆの凹凸も、先端部分の側の方が顕著であるが、この問題も解消される。このような装飾体では、溝部が、屈折作用により、装飾体の表面部だけでなく側面からも見えるので、従来の切り文字とは異なる装飾効果を呈する。従来の切り文字は外形に凹凸の突起を有するため、汚れやすく、清掃も面倒であり、破損しやすい。本発明はこれらの問題も解決する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る造形物製造装置の構成例を示す図
【図２】第１の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャート例
【図３】第１の実施形態に係る造形物の溝部の例の断面図
【図４】側面で反射が起こる場合の光路の例を示す断面図
【図５】互いに平行な複数の溝部における間隔と深さとの関係を示す断面図
【図６】第２の実施形態に係る造形物製造装置の構成例を示す図
【図７】第２の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャート例
【図８】第２の実施形態に係る造形物の例の斜視図及び断面図
【図９】第３の実施形態に係る造形物の例の断面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
《第１の実施形態》
図１は第１の実施形態に係る造形物製造装置１０の構成例を示す図である。図２は第１の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャートの例である。以下、図１及び図２を参照して、造形物製造装置１０の構成及び動作の例を説明する。造形物製造装置１０は、例えば溝加工部１１・充填材料調合部１２・充填加工部１３・被覆加工部１４を具える。前記各加工部の全体を加工部１５とする。第１の実施形態に係る造形物製造方法は、例えば溝加工工程Ｓ１１・充填材料調合工程Ｓ１２・充填加工工程Ｓ１３・被覆加工工程Ｓ１４を含む。各部又は各工程の順序が変更されてもよい。各部又は各工程が他の各部又は各工程を含んでもよい。各部又は各工程の一部が繰り返されてもよく、省略されてもよい。洗浄・研磨等の既知の他の部工程が適宜追加されてもよい。
【００１３】
溝加工部１１は材料板２０等を取得し、レーザ加工部１１１又は切削加工・金型加工・射出成形・３Ｄプリンティング等既知の加工装置により溝部Ｇを形成する（Ｓ１１）。溝部Ｇは、材料板２０の表面部Ｆ又はそれと対向する裏面部Ｒの少なくとも一方に開口部Ｐを有してもよい。充填材料調合部１２は充填材料２１を計量・混合攪拌する（Ｓ１２）。充填材料２１は既製品でもよい。充填加工部１３は材料板２０の溝部Ｇに充填材料２１を充填する（Ｓ１３）。充填加工部１３は、例えば材料板２０の溝部Ｇ以外の部分に付着した不要な充填材料２１を拭き取ったり、溝部Ｇ以外の部分を覆ったりすることで、充填材料２１が開口部Ｐからはみ出さないようにすることができる。溝部Ｇ内の充填材料２１が硬化し充填部Ｌとなる。被覆加工部１４は、別の材料板２０を溝部Ｇの開口部Ｐ側に図３ｂのように接着して被覆部Ｔとし、溝部Ｇを密封してもよい（Ｓ１４）。被覆部Ｔを有する造形物Ｚの表面部Ｆ及び裏面部Ｒは、被覆部Ｔ接着後の外側の露出面である。
【００１４】
上記の工程で製造された造形物Ｚの充填部Ｌ以外の部分が基材部Ｍである。その材料板２０には、ＡＢＳ・ＡＳ・ＣＡ・ＥＰ・ＭＦ・ＰＡ・ＰＢＳ・ＰＣ・ＰＣＬ・ＰＦ・ＰＥ・ＰＥＳ・ＰＥＴ・ＰＨＡ・ＰＩ・ＰＬＡ・ＰＭＭＡ・ＰＯ・ＰＰ・ＰＳ・ＰＵ・ＰＵＲ・ＰＶＣ・ＳＩ・ＵＦ・ＵＰ・ＶＥ等の各種樹脂やガラス等が主として用いられる。本発明に係る造形物は屋外等での設置を主要な用途の一つとするので、自立でき、たわみにくく、傷がつきにくいことが望ましい。ゆえに、材料２０が樹脂である場合には硬質樹脂が望ましい。硬質樹脂とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１等に記載のように、曲げ弾性率が７００ＭＰａを超える樹脂である。基材部Ｍはさらに変形しにくくてもよく、その曲げ弾性率は、好ましくは１０００以上、より好ましくは１５００以上、さらに好ましくは２０００以上、一層好ましくは２５００ないし３０００以上であり、割れにくさと加工適性から好ましくは２００００以下、より好ましくは１００００以下、さらに好ましくは５０００以下である。曲げ弾性率の数値は、単位をＭＰａとし、基本的にはＪＩＳ  Ｋ  ７１７１：２００１又はＩＳＯ１７８：２００１に記載の方法により測定される。測定の試験片は、本来は上記規格が定める形状及び寸法通りに作製されるべきである。しかし、実際の造形物Ｚの各部から、上記規格の定め通りの試験片を作成することは困難な場合がある。そのようなやむを得ない事情がある場合には、測定値は、近似的な測定方法による測定値でもよく、当該材料２０と同じ又は同様の製品について製造元が公表している測定値ないし公称値でもよい。また、当該ＪＩＳ等の規定に適合しない事項については本発明出願時の技術常識に準拠する。以下同様である。一般に基材部Ｍは、大きい曲げ弾性率であるほど、低可撓性であって、衝撃等により充填部Ｌと剥離しやすいので、本発明の適用をより必要とする。また、基材部Ｍの引張強さ（ＪＩＳ  Ｋ  ７１６１−１：２０１４・ＪＩＳ  Ｋ  ７１６２：１９９４・ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７：１９９９、又はＩＳＯ５２７−１・２・３）は、好ましくは３０ＭＰａ以上、より好ましくは４０ＭＰａ以上、さらに好ましくは５０ＭＰａ以上、一層好ましくは６０ＭＰａ以上である。基材部Ｍの曲げ強さ（ＪＩＳ  Ｋ  ７１７１）及び圧縮強さ（ＪＩＳ  Ｋ  ７１８１：２０１１）は、好ましくは５０ＭＰａ以上、より好ましくは６０ＭＰａ以上、さらに好ましくは７０ＭＰａ以上、一層好ましくは８０ＭＰａ以上であり、好ましくは２００Ｍｐａ以下、より好ましくは１７０Ｍｐａ以下、さらに好ましくは１５０Ｍｐａ以下である。測定には、株式会社島津製作所製のＡＧ−１００ｋＮＸｐｌｕｓ等の測定装置が用いられる。
【００１５】
本発明に係る造形物Ｚでは、溝部Ｇの両側又は片側の側面Ｓが透過して見える必要があることが多いので、基材部Ｍは透過性を有するほうがよい。透過性とは光学的な透過性であり、無色透明（略全域の可視光線に対して透過性を有する）と有色透明（一部の帯域の可視光線のみに対して透過性を有する）の両方を含む。基材部Ｍ及び側面Ｓの全光線透過率（ＪＩＳ  Ｋ  ７３７５：２００８、一部はＩＳＯ  １３４６８−１に準拠する。）は、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上、一層好ましくは９０％以上である。基材部Ｍ又は充填部Ｌが蛍光色を含む場合には、１００％を超えることがあるので、上限は特に定めない。なお、本明細書において、数値範囲の上限ないし下限は、より高性能の材料及び加工方法が開発される可能性があるので、特に定めないことがある。造形物Ｚでは拡散性が低い方がいいので、基材部Ｍ及び側面Ｓのヘーズ（ＪＩＳ  Ｋ  ７１３６：２０００又はＩＳＯ  １４７８２）は、好ましくは０〜５％（０％以上５％以下を示す。以下同様である。）、より好ましくは０〜２％、さらに好ましくは０〜１％である。ただし本発明は、基材部Ｍが不透明又は略不透明な場合にも適用可能である。なお、本明細書において色とは、色相・彩度・明度・透過率・ヘーズ・屈折率・反射率等の視覚的要素を含む。
【００１６】
造形物Ｚの厚さは特に制限されないが、例えば１ｍｍから３０ｍｍでもよく、さらに薄いフィルムも含めて０．５ｍｍ以上・０．２ｍｍ以上でもよく、１００ｍｍ以下でもよい。溝部Ｇの深さｄＧは、造形物Ｚの厚さの５０％から９０％程度が、強度・費用対効果等から一般に好適である。微細な場合には深さｄＧが０．４ｍｍ又は０．１ｍｍ以上でもよい。それ未満であると、温度変化等による剥離が生じにくいので、必ずしも本発明が適用されなくてもよい。溝部Ｇの幅ｗは、０．２ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、０．０１ｍｍ以上でもよい。造形物Ｚが厚さ１０ｍｍであれば、深さｄＧが８ｍｍ、幅ｗが０．４ｍｍでもよい。複数の溝部Ｇが互いに平行である場合、そのピッチｐは、０．１ｍｍ以上でもよく、０．５ｍｍ以上でもよい。レーザ加工、特にＣｏ２レーザ加工の場合には、加工限界から、深さ及びピッチは１ｍｍ以上・２ｍｍ以上・３ｍｍ以上・４ｍｍ以上・６ｍｍ以上でもよい。なお、溝部Ｇの深さは表面部Ｆに垂直な方向の長さであり、溝部Ｇの幅は表面部Ｆに平行かつ溝部Ｇの長さ方向に垂直な方向の長さである。また、造形物Ｚは平面的板状物に限られず、曲面状・球状・立方体状・円柱状・多角柱状等様々な形状でもよい。材料板２０が楔状で、表面部Ｆが裏面部Ｒに平行でなくてもよい。
【００１７】
溝加工部１１は、文字・ロゴ・図形・模様等の画像３０のデータに基づいて溝部Ｇを加工してもよい。溝部Ｇの両側の側面Ｓがなす溝部側の角度を溝部楔角θＧとする。溝部Ｇがレーザ加工部１１１によってなる場合には、図３ａのように楔状になることが多い。溝部Ｇの幅ｗは、幅が最大の部分の幅であり、楔状の溝部Ｇでは開口部Ｐの幅であることが多い。楔状の溝部Ｇの底面部Ｂの幅は溝部Ｇの幅に対して無視できるほどに狭い。図３ｂのように、θＧが略０で、両側の側面Ｓが略平行でもよく、その場合には溝部Ｇは底面部Ｂを有してもよい。複数の溝部Ｇの長さ方向が互いに平行でもよく、さらに、前記複数の溝部Ｇの間の部分の屈折率をｎとすると、図５のように、前記複数の溝部Ｇの少なくとも一部の各々の片側の複数の側面Ｓである複数の第１の側面１０１・該複数の第１の側面にそれぞれ対応する前記間の部分を挟んでそれぞれ最も近くで向かい合う複数の第２の側面１０２・前記複数の第１の側面１０１における裏面部Ｒの側の複数の端部ごとの複数の第１の点１１１・該複数の第１の点１１１から表面部Ｆを含む面に下ろした垂線又は法線１００・前記複数の第２の側面１０２の前記表面部Ｆの側の複数の端部におけるそれぞれ対応する前記垂線又は法線１００にそれぞれ最も近い複数の第２の点１１２に関し、前記複数の溝部Ｇの少なくとも一部の深さｄが、それぞれ対応する前記垂線又は法線１００とそれぞれ対応する前記複数の第２の点１１２との最短距離ｄｉのｃｏｔ［ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）］倍より大きくてもよく、これにより、複数の溝部Ｇが隙間なく接して見え、奥が隠れて見えないような視点Ｅが存在する。なお図５の溝部Ｇは充填部Ｌを有さないが、有する場合も同様である。楔状の溝部Ｇの両側の側面Ｓがなす二分角を二等分するか、互いに平行な溝部Ｇの両側の側面Ｓと互いに平行で、それらから等距離にある面を二分面とする。二分面は平面でも曲面でもよい。二分面の各部が表面部Ｆ（ないし裏面部Ｒ）に垂直であることを溝部Ｇが表面部Ｆ（ないし裏面部Ｒ）に垂直であると記載する。溝部Ｇは表面部Ｆに垂直でもそうでなくてもよい。それらのなす角度が造形物Ｚの各部で一定でもよく、複数でもよい。二分面は仮想上の面であるため図示されない。本発明では、幅と長さが互いに異なり、溝状に長い溝部Ｇを中心に記載するが、幅と長さが略同一で、溝部Ｇが円錐・楕円錐・円柱・円錐台・角錐状等多様な形状でもよい。
【００１８】
充填材料調合部１２は展色剤Ｖ・着色剤Ｃ・分散剤Ｄ等を混合攪拌して充填材料２１とする。展色剤Ｖは着色剤Ｃを兼ねてもよい。すなわち、展色剤Ｖ自体の色が黒や褐色等で、それが求められる色と一致していれば、展色剤Ｖが着色なしで充填材料２１となる。そうでない場合には、展色剤Ｖの色は、着色の容易さ及び発色の良好さから無色透明又は白色がよい。白色樹脂が展色剤Ｖであれば、ヘーズが高いため、有機顔料やコバルトヴァイオレット等の低屈折率の無機顔料が混合された場合でも、ほぼ完全な不透明性が得られる。なお、有機顔料とは有機化合物からなる顔料であり、無機顔料とは無機化合物からなる顔料である。それらの多くはＳＤＣ及びＡＡＴＴＣが管理運営するＣｏｌｏｕｒ  Ｉｎｄｅｘ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌに登録されている。展色剤Ｖが透明な場合と不透明な白の場合とでは、同じ着色剤Ｃを混合しても、発色傾向が相違する。透明な発色が求められる場合、展色剤Ｖが上記基材部Ｍの全光線透過率及びヘーズの条件を満たしてもよい。
【００１９】
展色剤Ｖは、上記樹脂等の１つ以上からなってもよいが、溝部Ｇへの充填加工の容易さから、熱硬化性樹脂が特に好適である。熱可塑性樹脂は、加工済の溝部Ｇへの充填工程で厳密な温度管理を要し、基材部Ｍに熱影響を与え、また硬化に伴い収縮して即剥離することがある。展色剤Ｖが、熱硬化性樹脂とともに、その硬化を妨げない程度の比率で熱可塑性樹脂を含んでもよい。溶媒の揮発により硬化する塗料等の樹脂は、狭い溝部楔角の溝部Ｇへの均一な充填が一般に難しい。基材部ＭがＰＭＭＡのように紫外線の透過率が低い材料２０によってなる場合には、展色剤Ｖは、紫外線以外により硬化開始する樹脂が好ましい。基材部Ｍが硬質樹脂である場合、充填部Ｌが基材部Ｍから剥離しやすい。とりわけ充填部Ｌと基材部Ｍの線膨張率が異なると、温度変化の繰り返しにより剥離が発生する。充填部Ｌと基材部Ｍが同じ樹脂であっても、界面がある限り、衝撃や振動で剥離する可能性がある。充填部Ｌと基材部Ｍとがガラス転移点以上の温度で加熱加圧処理されれば、それらの境界が一体化するので剥離しにくい。しかし、充填部Ｌか基材部Ｍが熱硬化性樹脂であると、加熱では融解せず、熱分解温度を超えれば分解して元に戻らないので、熱圧着加工は通常困難である。また、充填部Ｌと基材部Ｍとが熱圧着されるためには、溝部Ｇの幅方向（図３のｘ方向）に加圧される必要があり、板状の材料２０では無理がある。さらに、基材部Ｍの透過性が保たれるためには材料２０の表面が平滑でなければならない（表面部Ｆ及び裏面部Ｒの平滑性の条件は、後述の側面Ｓに関する算術平均粗さＲ等の条件と同様である）。しかし、表面が平滑に熱圧着されるには、大がかりな加工設備と時間が必要となるから、大型の造形物３においては現実的ではない。
【００２０】
そこで本発明は、充填部Ｌが基材部Ｍの伸縮や衝撃に追従できるようにすることで、剥離の問題を解決する。そのためには、充填部Ｌの引張破壊ひずみ（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ  ａｔ  ｂｒｅａｋ）（降伏がある場合には引張強さ時ひずみ（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ  ａｔ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）・引張破壊時呼びひずみ（ｎｏｍｉｎａｌ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ  ａｔ  ｂｒｅａｋ）・引張強さ時呼びひずみ（ｎｏｍｉｎａｌ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ  ａｔ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒｅｎｇｔｈ）のいずれかであり、これらの選択はＪＩＳ  Ｋ  ７１６１−１：２０１４等の記載に基づく。場合により引張降伏ひずみ（ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ  ａｔ  ｙｉｅｌｄ）・引張呼びひずみ（ｎｏｍｉｎａｌ  ｔｅｎｓｉｌｅ  ｓｔｒａｉｎ）となる。以下これらを併せて「引張破壊ひずみ等」と略記する。）が好ましくは２０％以上、より好ましくは３０％以上、さらに好ましくは４０％以上、一層好ましくは５０％以上であればよい。数値が大きいほど、充填部Ｌが変形しやすいので、充填部Ｌと基材部Ｍとの線膨張率の差による剥離を防止する効果が向上する。なお、引張破壊ひずみ等は、試験片が破壊に至った時の、試験片の伸びの試験片の長さに対する比である。試験片が一定速度で引っ張られ、応力の増加を伴わずにひずみの増加を示した時には引張強さ時ひずみ等として、そうでない時には引張破壊ひずみとして測定される。測定方法等は上記規格に準拠するが、個々の造形物Ｚの充填部Ｌに対しては、上記規格の規定通りの測定は困難であることが多い。その場合には、剥離されるか削ぎ落された充填部Ｌにより測定される。充填部Ｌの試験片は、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２７：１９９９の試験片タイプ２に基づくが、長さ方向に垂直な断面の形状が楔状でもよく、幅方向に平行に近い方がよく、幅は１０ｍｍ未満の可能な最大の幅でもよく、長さは１５０ｍｍ未満でチャッキング可能な長さでもよく、チャック間の初期距離は９５ｍｍ未満でもよい。楔状の試験片をチャックできるよう、つかみ具に適切な治具が装着されてもよい。つかみ部分が略均一な厚さとなるよう、楔状の試験片２枚が互い違いにチャックされ、測定値は１／２とされてもよい。試験片の表面及び端部がなめらかでない場合には研磨・成形されるのが望ましい。ただし、側面Ｓ部分にレーザ加工による凹凸があり、各部の凹凸の深さが対応する幅の略１／８以下の場合にはそのままでもよい。５０ｍｍ間隔の平行な２本の標線が伸びを示す基準となるが、標線の間隔は試験片の長さ及びチャックのつかみ幅に応じて５０ｍｍ未満でもよい。楔状の試験片の幅ごとに、あるいは各部で引張破壊ひずみ等が異なる場合には、その平均を測定値とする。試験片の数は５以上が望ましいが、可能な最大数でもよい。このように、造形物Ｚの事情により、規格に定められた条件を満たさずに測定する必要がある場合には、本来の値より低い測定値となる可能性が大きいことに留意されるべきである。つまり、充填部Ｌが凹部から破断することで、引張破壊ひずみ等が、本来よりも小さい値で測定されるといった可能性である。そのため、なるべく試験回数を増やし、平均から極端に離れた外れ値は除外する等の対応が必要であ���。すなわち、複数の測定値を数値順に並べた分布図のうち第１四分位点から第３四分位点までに属する複数の測定値から暫定平均値が導かれ、暫定平均値の７５〜１２５％の範囲の測定値のみからさらに平均値が算出される。なお、充填部Ｌは着色剤Ｃ等を含むので、展色剤Ｖのみの場合より小さい引張破壊ひずみを示す傾向にある。また、充填部Ｌの引張破壊ひずみ等は、基材部Ｍの引張破壊ひずみ等の好ましくは３倍以上、より好ましくは５倍以上、さらに好ましくは６倍以上・８倍以上、一層好ましくは１０倍以上・１５倍以上・２０倍以上でもよい。この数値が大きいほど、衝撃が加わった際の基材部Ｍの伸びに対して、充填部Ｌが余裕をもって追従可能となり、また衝撃を吸収可能となるので、境界面の耐衝撃性・難剥離性が向上する。あるいは、充填部Ｌの引張破壊ひずみ等から基材部Ｍの引張破壊ひずみ等を減じた差が、好ましくは１５％以上、より好ましくは２０％以上、さらに好ましくは３０％以上、一層好ましくは４０％以上でもよい。充填部Ｌの圧縮強さが基材部Ｍより低くてもよい。さらに、充填部Ｌのポアソン比は小さい方がよいので、好ましくは０．３５〜０、より好ましくは０．３２〜０、さらに好ましくは０．３０以下がよい。
【００２１】
通常の熱硬化性樹脂は硬質樹脂で脆性が大きく、伸びしろが少ないため、上記の条件を満たすことができない。例えば注型用の不飽和ポリエステルＵＰは、透過率には優れるものの、引張破壊ひずみ等は５％以下である。一方ＰＭＭＡの引張破壊ひずみ等も５％程度である。従って、通常のＵＰ等によってなる充填部Ｌは、ＰＭＭＡによってなる基材部Ｍの伸縮や衝撃に追従できず、やがて界面応力や内部破壊の蓄積により剥離する。可塑剤は熱可塑性樹脂には有効であるが、一般の熱硬化性樹脂には添加できない。しかし、伸縮性が求められる防水工事用のコーキング材やシーリング材、例えばＴＰＣ（ＴＰＥＥ）等のエラストマーや、ＵＰ・ビニルエステルＶＥ・エポキシアクリレート・エポキシＥＰといった熱硬化性樹脂のうち一部の特殊なものは、５０から２００％ときわめて大きな引張破壊ひずみ等を示す。本発明の発明者は、このような樹脂が展色剤であれば、充填部Ｌが剥離しにくくなることを見出した。これらが他の樹脂と混合されてもよいが、熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂との混合は硬化に注意を要する。なお、赤外分光光度計・近赤外分析計（具体的な機材名としては、日本分光株式会社製ＦＴ／ＩＲ−６１００又はＦＴ／ＩＲ−６７０Ｐｌｕｓ等・Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ社製Ｎｉｃｏｌｅｔ  ６７００・ブラン・ルーベ製４５０ＬＲ等が挙げられる。）等により、充填部Ｌの赤外吸収スペクトル等が測定可能である。その測定データと既知の物質のデータとの対照から、充填部Ｌの展色剤Ｖの樹脂の種類が特定可能である。充填部Ｌの組成は、ガラス転移温度からも特定可能である。また、上記熱硬化性樹脂は概して有機溶剤・アルカリ・酸に難溶であり、ケトン類・エステル類・炭化水素等にほとんど溶解しないので、それらへの影響により判別可能である。ＵＰはＥＰよりも取扱が容易であり、ＶＥ・ＥＰより安価なので本用途に好適である。ＥＰは黄変の少なさから好適である。
【００２２】
シリコーン・ポリウレタン・フッ素系等の熱硬化性エラストマー（又は樹脂）は、特に大きい引張破壊ひずみ等を呈する。しかしこれらは、通常では低屈折率であり、後述のように基材部Ｍの屈折率と視線角度によっては全反射を発生させるため、展色剤Ｖには適さないことがある。またこれらでは線膨張率やタックが大きい傾向にある。充填部Ｌの線膨張率が基材部Ｍの線膨張率より極端に大きくない方が、高温時に充填部Ｌが基材部Ｍに応力をかけにくい。よって、充填部Ｌの引張破壊ひずみ等は、好ましくは５０００％以下、より好ましくは１０００％以下、さらに好ましくは５００％以下、一層好ましくは３００％以下・２５０％以下・２００％以下でもよい。充填部Ｌの引張破壊ひずみ等は基材部Ｍの引張破壊ひずみ等の好ましくは１０００倍以下、より好ましくは２００倍以下、さらに好ましくは１００倍以下、一層好ましくは５０倍以下でもよい。また、ポリウレタンには熱可塑性と熱硬化性とがあるが、一般に、熱可塑性ポリウレタンは流動点が１００から２００℃であり、熱硬化性ポリウレタンは硬化のために１００℃以上の加熱を要する。揮発成分が多い常温硬化型ポリウレタンは、硬化時に収縮のため剥離する。なお、ポリウレタンでは、引張破壊ひずみ等が大きいものほどタックが残り、加水分解・熱や短波長光による黄変等の経時劣化が激しいため適さないことがある。その硬化剤のＭＢＯＣＡには有害性の指摘もある。また、シリコーンを主体とする一般のシーリング材は粘度が高いので、溝部楔角が小さい溝部Ｇへの充填には適さないことが多い。これらの理由から、充填部Ｌはシリコーン・ポリウレタン・フッ素系以外の熱硬化性樹脂によってなってもよい。ただし、シリコーン・ポリウレタン・フッ素系樹脂とＵＰ等との混合樹脂は、屈折率及び引張破壊ひずみ等の可変性により有用である。ＵＰは不純物が多くても硬化しやすい。なお、充填部Ｌの硬化前後の体積収縮率は、好ましくは１０％以下、より好ましくは７％以下、さらに好ましくは５％以下、一層好ましくは３％以下である。充填材料２１の動粘度は、好ましくは５００以下、より好ましくは０〜２００、さらに好ましくは０〜１００、一層好ましくは０〜５０である（単位はｍｍ２／ｓ、測定方法は、展色剤Ｖが石油製品であればＪＩＳ  Ｋ  ２２８３：２０００、一部ＩＳＯ２９０９及びＩＳＯ３１０４に、それ以外の液体であればＪＩＳ  Ｚ  ８８０３：２０１１に準拠する。）。
【００２３】
本発明が解決すべき境界面の剥離現象の原因を考察する。（１）屋外等で温度変化により造形物Ｚ各部が伸縮する際、基材部Ｍと充填部Ｌとで線膨張率が異なるために、伸縮のたびに残留応力が蓄積し、あるいは境界面にせん断力が働き、やがて剥離する。これは溝部Ｇの両端近くでよく見られる。（２）基材部Ｍの吸水性が比較的高いと、基材部Ｍの表面部Ｆや裏面部Ｒが雨水等を吸って膨張するが、内部は膨張しないので、造形部３全体にゆがみが生じたり、反ったりする。気温上昇時及び下降時の造形物Ｚ表面と内部との温度差によっても、同様の現象が発生する。これにより、主として溝の深さ方向にせん断力がかかって、境界面が耐えきれなくなり、各部で剥離する。（３）図３ａのように開口部Ｐ側が露出している場合、温度や湿度の変化により、基材部Ｍの開口部側が開いたり閉じたりする。すなわち基材部Ｍの溝部楔角が変化する。充填部Ｌ及び境界面には幅方向に軸力がかかるが、幅方向の伸縮には限界があるので剥離する。（４）造形物３は商業施設等の屋内の公共空間に設置されることもあるが、その場合も含めて人や荷物等の往来が多い場所では、振動や衝突の衝撃も多い。衝撃により、曲げモーメントやねじりモーメント等を含む多様な方向の内力が各部の境界面にかかった際、境界面が剥離してその衝撃を吸収する。このように、造形物３が受ける界面応力は、図３の溝部Ｇの（１）長さ（ｙ）方向（２）深さ（ｚ）方向（３）幅（ｘ）方向（４）多方向とさまざまであり、それらが複合して界面剥離をもらたらすと考えられる。充填部Ｌの引張破壊ひずみ等を大きくすることは、（１）から（４）の界面応力への耐性向上に有効であるが、とりわけ（４）の耐衝撃性の改善に大きな効果をもたらす。
【００２４】
充填部Ｌは、それ自体を基材部Ｍに接着する接着剤と考えることができる。その境界面の結合力が充填部Ｌの引張強さを上回ってもよい。つまり、充填部Ｌの剥離は広い範囲での溝部Ｇの色の消失をもたらし、その上、その部分は光を全反射するので、白く見えて目障りである。一方、充填部Ｌの破断（溝の長さ方向又は深さ方向に垂直な面が断面である）は、通常ごく細い筋状であり、その亀裂部分には光が届かず暗いので、ほとんど目につかない。ゆえに、剥離よりは破断の方が、造形物３の装飾性に及ぼす悪影響が少ないと言える。また、基材部Ｍが溝の幅方向に膨張した時、充填部Ｌが、二分面で２つの部分に破断して、２つの部分それぞれが両側の側面Ｓに接合したままであれば、剥離を避けられる。それゆえ、場合によっては、充填部Ｌが、基材部Ｍの変形に追従できない時に、破断することで剥離しないですむことが望ましい。そのためには、充填部Ｌの接着強さが、充填部Ｌの引張強さ以上であればよい。これは充填部Ｌの剥離にかかる応力（Ｎ）と充填部Ｌの引っ張り切断にかかる応力（Ｎ）との比較に相当する。具体的には、この測定は次のように行われる。造形物３が固定され、側面Ｓを境界として両側に分離するように、底面部Ｂ側と、必要があれば開口部Ｐ側の基材部Ｍが切断される。加工時の応力が充填部Ｌに極力かからないように加工される必要がある。次に、基材部Ｍが両側に分離されるが、ここで両側の基材部Ｍに充填部Ｌが引き裂かれたら、接着強さが引張強さより大きい。充填部Ｌが、片側のみ露出し、もう片側は基材部Ｍに残ったら、残った部分の先端部分の両側が１０ｍｍ以上のつかみ部分として露出される。ここで、つかみ部分が測定装置のチャックに固定され、９０°はく離接着強さ（ＪＩＳ  Ｋ  ６８５４−１  １９９９）に準じる方法で剥離にかかる応力が測定され、同等の断面形状の充填部Ｌの引っ張り切断時の応力に比較される。あるいは、試験者が指でつかみ部分を挟んで略９０°の角度で引っ張り、充填部Ｌの終端まで切れずに剥がせるか途中で切れるかを調べることで代替することもできる。充填部Ｌの引張破壊ひずみ等が基材部Ｍの引張破壊ひずみ等より大きいほど、充填部Ｌの伸び率が大きい。一方、充填部Ｌの接着強さが引張強さより大きいほど、接着された充填部Ｌが引っ張りに対して弱く切れやすい。よってこれらは全く異なるが、一部の伸びやすくかつ切れやすい樹脂で、接着力が強い場合には、これらが両立する。
【００２５】
造形物Ｚの長期的な耐久性のためには、展色剤Ｖ及び着色剤Ｃ等は化学的に安定し、耐光性が高いことが望ましい。着色剤Ｃが酸化鉄・カーボンブラック・酸化チタン等の無機顔料であれば不透明な発色となり、フタロシアニン・キナクリドン等の有機顔料であれば透明な発色が得られる。着色剤Ｃの種類と充填部Ｌに占める着色剤Ｃの比率によって、溝部Ｇの濃度・透過率・発色度合が変化する。充填作業前の充填材料２１に対する着色剤Ｃの重量比は、通常は０．１から２０％、好ましくは０．５から１０％であるが、溝部Ｇの幅・着色剤Ｃの種類・展色剤Ｖに対する着色剤Ｃの比重・求める視覚的効果によってはそれ以外でもよい。充填材料調合部１２は、凝集した着色剤Ｃをロールミル・ボールミル・ビーズミル等により粉砕してより微細な粒子とし、さらに攪拌や分散剤Ｄの混合等により、展色剤Ｖ中に充分に分散させることができる。ただし、粒子サイズが大きい着色剤Ｃによるざらざらした質感等、なめらかで透明感のある発色とは別の効果が求められる場合にはその限りではない。分散剤Ｄは、亜鉛・アルミニウム・カリウム・カルシウム・ナトリウム・バリウム・マグネシウム・リチウム等の金属石鹸、例えばステアリン酸石鹸・ヒドロキシステアリン酸石鹸・ベヘン酸石鹸・モンタン酸石鹸・ラウリン酸石鹸を含む既知の群から、展色剤Ｖ及び着色剤Ｃとの適性に応じて適宜選択され、配合率等を決められてよい。通常の顔料等と分散剤Ｄの組み合わせに代えて、易分散加工済の着色剤Ｃや分散済の塗料等が用いられてもよい。また、充填材料調合部１２と充填加工部１３が連携し、１つの造形物３の加工中に着色剤Ｃの調合を漸次変更していくことで、複数の溝部Ｇの色をグラデーション状に徐々に変化させてもよく、それぞれの溝部Ｇ内の一部から別の一部にかけて、色をグラデーション状に変化させてもよい。
【００２６】
被覆部Ｔのための材料板２０は、無色透明で、全光線透過率又は可視光線透過率が高いほうがよいが、用途によっては有色透明でもよい。簡易的には、被覆部Ｔは厚さ０．５ｍｍ以下のＰＥＴ等の薄い粘着性軟質フィルムでもよい。長期用途には、図３ｂのように板状の被覆部Ｔが固定されるのがよい。板状の被覆部Ｔは造形物３を割れにくくするだけでなく、基材部３が溝部Ｇの幅方向に伸縮することを抑制し、上記（３）が原因の剥離を防止する。板状の被覆部Ｔが、基材部Ｍと同一・同種・類似の材質でより薄ければ、溝部Ｇを有する側の材料板２０と物性が近いので好ましい。例えばＰＭＭＡのキャスト板と押出し板とは同一の材質ではないが、いずれもＰＭＭＡであり、上記の各種樹脂のうちの同じ分類に属するので、同種である。また、硬質ＰＶＣとＰＭＭＡとが、近似した線膨張率であり、同じ溶剤により溶着可能であれば、その点でこれらは類似である。さらに、被覆部Ｔと基材部Ｍとで色が同等であれば、それらの境界部分は肉眼では図３ｂのようには識別できず、視覚的にそれらが一体化する。そして、透明樹脂の塊中に溝部Ｇが封じ込められ浮いているように見える。しかし、エリプソメータ・アッベ式他の屈折率計等による屈折率・結晶方向・分子量の差の測定結果等から、基材部Ｍと被覆部Ｔとの区分が時に可能である。
【００２７】
充填部Ｌは、着色剤Ｃの含有により、基材部Ｍ及び被覆部Ｔとは異なる色となる。造形物Ｚの複数の部分の色において、色相・彩度・明度・全光線透過率・可視光線透過率のいずれかが明らかに異なってもよい。色相では、複数の色を比較した際、マンセル色相環において近い側が２５〜５０歩度分離れていれば明らかに別の色と識別でき、３５〜５０なら主要原色のいずれかの色の色相の差に相当し、４５〜５０なら補色どうしに近いので、いずれも明らかに色が異なる。又は複数の色がＨＳＶ色空間のＨ値において離れている小さい側の角度が、９０〜１８０°なら明らかに別の色と識別でき、１２０〜１８０°ならＲＧＢ系又はＣＭＹ系の一方の原色系等のいずれかの色の色相の差に相当し、１５０〜１８０°なら補色どうしに近いので同様に異なる。彩度では、色相にもよるが、複数の色の差が概してマンセル表色系における彩度で４以上であれば明らかに色が異なり、６以上、８以上であればより明確に異なる。明度では、複数の色の差が３以上であれば明らかに色が異なり、４以上・５以上でより明確に異なる。それらが組合わさればさらに判然と異なる。これらの測色には例えばコニカミノルタ株式会社製ＣＭ−５等の分光測色計やＣＲ−５等の色彩色差計が用いられるが、測色範囲が狭い等の理由で測定が困難な場合には、目視比較が併用されてもよい。全光線透過率又は可視光線透過率では、複数の色の差が４０％以上で明らかに色が異なり、６０％以上・８０％以上でより明確に異なる。求める効果によっては、造形物Ｚの一部と他の一部とが、上記の範囲より狭い測定値で異なってもよい。なお、異なる色の上限は、技術の進歩により、出願時に可能な範囲より拡張される可能性があるので、特に限定しない。
【００２８】
ここで、上記以外の、本発明が導入されるべき造形物の条件を述べる。本発明の課題は、環境要因を度外視すれば、難接着材の樹脂等が充填部Ｌを有する場合に特有の問題ということができる。具体的には、基材部Ｍのぬれ張力が充填部Ｌのぬれ張力に近い又はそれ以下である場合に、充填部Ｌが基材部Ｍと良好に接着されないという問題である。基材部がぬれ張力の高い固体であれば、界面剥離は起こりにくい。さらに基材部の表面が粗面なら、より強固に接着される。溝部Ｇが浅く、その幅が狭ければ、温度変化に伴う充填部Ｌと基材部Ｍとの伸縮量の差が小さいので、剥離が発生しにくい。溝部Ｇの溝部楔角が充分に大きければ、溝部の両側の複数の側面に塗料がそれぞれ片側ずつ付着し、その間に空隙があるので、双方からの引っ張りによる剥離がない。よって必ずしも本発明が適用されなくてもよい。溝部楔角が小さくても、溝部Ｇの側面Ｓのみに展色剤Ｖ等が塗布され、溝部Ｇの中央が空隙であれば、基材部Ｍが溝の幅方向に伸縮した時に、空隙がクッションとなって剥離に至らずにすむことがある。しかし、図３のように溝部Ｇに空隙がなく、溝部Ｇのほぼ全体が充填部Ｌであると、基材部Ｍが膨張し、溝部楔角が幅方向に開いた時に、その伸びが充填部Ｌの伸びを超えていれば剥離する。本発明が特に必要となるのは、基材部Ｍのぬれ張力が比較的小さく、側面Ｓが平滑で、溝部Ｇが深く、その溝部楔角が小さい場合である。さらに、側面Ｓが基材部Ｍを透過して見える程度に基材部Ｍの透過率が高いことも条件の一つである。
【００２９】
より具体的には、次のような場合に充填部Ｌが剥離しやすく、又は剥離が目立ちやすく、本発明が顕著な効果を発揮する。１、溝部Ｇが空隙を有さない。２、基材部Ｍと充填部Ｌの線膨脹率（ＪＩＳ  Ｋ  ７１９７−１９９１等）が、大きい方の１０％以上、又は５％以上異なる。３、基材部ＭがＰＥ・ＰＭＭＡ・ＰＰ・ＰＳ等の難接着材、基材部Ｍのぬれ張力が４５ｍＮ／ｍ以下、基材部Ｍのぬれ張力（ＪＩＳ  Ｋ  ６７６８：１９９９又はＩＳＯ８２９６−１９８７）から充填部Ｌのぬれ張力を減じた差が１０ｍＮ／ｍ以下、の少なくともいずれかである。なお、ぬれ張力は、試験片との接触角が０°になるぬれ張力が既知でのぬれ張力等から得られる。４、側面Ｓの算術平均粗さＲａが好ましくは４以下、より好ましくは１以下、さらに好ましくは０．５以下、最大高さ粗さＲｚが好ましくは８以下、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１以下、算術平均うねりＷａが好ましくは８以下、より好ましくは２以下、さらに好ましくは１以下、最大高さうねりＷｚが好ましくは１６以下、より好ましくは４以下、さらに好ましくは２以下である（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１：２０１３又はＩＳＯ  ４２８７：１９９７）側面Ｓの平滑性は、上記の全光線透過率及びヘーズの値によっても定義可能である。５、深さｄＧがｍｍオーダー以上、例えば５ｍｍ以上である。溝部Ｇが深いほど、開口部Ｐ側とその反対側とで温度変化等による変位量が大きくなり、界面応力も増大する。溝部Ｇが深い造形物Ｚは概してｘ及びｙ方向のサイズも大きいので、溝の長さ方向の界面応力も大きくなり、結果として、浅く短い溝部の造形物では発生しなかった問題が顕在化する。６、基材部Ｍの側面Ｓに熱影響がある。７、側面Ｓが造形物Ｚの表面部Ｆ又は裏面部Ｒへの垂線又は法線となす溝部Ｇ側の角度が９０−２ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）以下である（ｎＭは基材部Ｍの屈折率）。
【００３０】
上記３・４は基材部Ｍと充填部Ｌとの接着性に関連する。４・５・６・７は、レーザ加工による溝部Ｇで見られる特徴である。特に、Ｃｏ２レーザによる切断加工では、切断面は赤外線で加熱されて融解し、冷却後に硬化する。これにより切断面が、４のように平滑となるが、６の熱影響のため、押出成形・キャスト成形・機械加工の表面よりも接着性に劣る。また、この切断面は、レーザのパルスを反映した略２５〜３０００μｍ・あるいは５０〜１０００μｍ・時に１００〜４００μｍピッチで深さ略０．０５〜２０μｍ・あるいは０．１〜５μｍ・時に０．２〜２μｍの、溝の深さ方向に略平行な複数の凹凸が形成され、融解した樹脂の流れによるとみられる略１〜４ｍｍピッチで同程度の深さの、溝の長さ方向に略平行な複数の凹凸が形成されることが多い。この凹凸は、溝部Ｇの幅ｗの略１／２０〜１０倍・あるいは１／１０〜３倍・時に１／４〜１倍のピッチで、略１／８０００〜１／２０倍・あるいは１／４０００〜１／１００倍・時に１／２０００〜１／２００倍の深さでもよい。この凹凸は、側面Ｓに発生する加工誤差由来の凹凸で最大である。ここで、「溝の深さ方向に略平行な複数の凹凸」とは、楔状の溝部Ｇでは、側面Ｓは溝の深さ方向に対しθＧ／２の傾きがあるが、それについては考えず、前記複数の凹凸が、溝の深さ方向及び幅方向に平行な平面と側面Ｓとの交線に平行、という意味である。６について次に説明する。
【００３１】
基材部Ｍと充填部Ｌとが剥離し、それらの界面が密着していない状態であっても、側面Ｓが全反射を起こして充填部Ｌの色が見えない場合だけでなく、充填部Ｌの色が側面Ｓを透過して見える場合がある。以下にそれら両者の臨界となる条件を示す。
図４は楔状の溝部Ｇの長さ方向に垂直な断面の図である。図４では、入射角θＩ（θＩ＜０）で側面Ｓに入射した光が、反射角−θＩで反射し、この反射光が裏面部Ｒで屈折して視点Ｅに届いている。ただし、充填部Ｌが側面Ｓで剥離していなければ、側面Ｓでの反射光は入射光の一部であり、残りは充填部Ｌに吸収されるか、充填部Ｌを透過するか、側面Ｓで拡散する。図４において、視点Ｅからの視線が表面部Ｒへの垂線又は法線となす角度（以下視線角度又はθＥと記載する。）は裏面部Ｒからの光の出射角に等しい。側面Ｓが表面部Ｆへの垂線又は法線となす角度をθＳ、基材部Ｍの屈折率をｎＭ、充填部Ｌの屈折率をｎＧ、空気の屈折率を１とする。右回りを正方向とするので、θＳ＞０であれば図４ａの右側の側面Ｓ又は図４ｂの左側の側面Ｓ、θＳ＜０であれば図４ｂの右側の側面Ｓ又は図４ａの左側の側面Ｓに対応する。被覆部Ｔ・着色剤Ｃ等は図４では省略される。被覆部Ｔが平面状かつその両面が互いに平行で、被覆部Ｔの屈折率がｎＭであれば、被覆部Ｔの有無は屈折角等に影響しない。ｎＧ＜ｎＭ又は充填部Ｌが側面Ｓで剥離している場合、反射角θＩが臨界角ａｒｃｓｉｎ（ｎＧ／ｎＭ）以上であれば、側面Ｓでの反射が全反射となり、充填部Ｌの色は視点Ｅに届かない。この状態を式で示すと、スネルの法則より、
（１）図４ａ（θＳ≧０）の場合
【数１】
0006748800.tif 000002
側面Ｓでの反射が全反射となるようなθＳの範囲は、
【数２】
0006748800.tif 000003
充填部Ｌが剥離しているか、溝部Ｇが空隙で側面Ｓに基材部Ｍが露出しているならば、充填部Ｌは空気ないし真空であり、ｎＧ＝１なので
【数３】
0006748800.tif 000004
θＥ＝−９０（°）までのθＥがとりうる範囲のすべてにおいて、側面Ｓで全反射が発生して充填部Ｌの色が見えなくなるようなθＳの範囲は、数３より
θＳ≦９０−２ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）…（ｉ）
θＥ＝０（°）、すなわち視点Ｅが溝部Ｇを表面部Ｆの正面から見た時に、充填部Ｌの色が見えなくなるθＳの範囲は、数３より
θＳ≦９０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）…（ｉｉ）
（２）図４ｂ（θＳ＜０）の場合
側面Ｓでの反射が基材部Ｍ側から見える最大のθＥとなる（図４ｂの最も左寄りである）視点Ｅは、
ａｒｃｓｉｎ［（ｓｉｎθＥ）／ｎＭ］＝θＳ
となる位置であるから、
ａｒｃｓｉｎ［（ｓｉｎθＥ）／ｎＭ］≦θＳ
側面Ｓでの全反射が視点Ｅで観察される最大のθＳでは、θＥ＝−９０（°）の時のみ反射が観察可能となるので、
θＳ≧ａｒｃｓｉｎ（−１／ｎＭ）…（ｉｉｉ）
図４ａにおけるθＳ＜０の場合及び図４ｂにおけるθＳ≧０の場合、すなわち図４ａ・ｂの溝部Ｇのそれぞれ左側の側面Ｓに関する場合は、上記の場合に対し左右対称の関係であり、上記各数式において各項の正負及び不等号の向きが逆になる。ゆえに、（ｉｉｉ）から、図４ｂのように溝部Ｇの開口部Ｐ側のみから観察される場合には、
｜θＳ｜≦ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）
であれば、溝部Ｇの手前に側面Ｓが見えるようなθＥのすべての範囲において、側面Ｓで全反射が発生して充填部Ｌの色が見えなくなるので、本発明が適用される必要がある。本明細書等では、ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）を最大全反射可視側面角と記載する。例えばｎＭ＝１．５とすると、θＳの絶対値が約４１．８°以下ならば、剥離した充填部Ｌの色は側面Ｓを通しては見えない。
次に、開口部Ｐ側からだけでなく、図４ａのように溝部Ｇの開口部Ｐの反対側からも観察される場合には、（ｉ）から、
｜θＳ｜≦９０−２ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）
であれば、溝部Ｇの手前に側面Ｓが見えるようなθＥのすべての範囲において、側面Ｓで全反射が発生して充填部Ｌの色がまったく見えなくなるので、本発明が適用される必要がある。本明細書等では、９０−２ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）を最大全部全反射側面角と記載する。例えばｎＭ＝１．５とすると、θＳが約６．３８°以下ならば、表面部Ｆ及び裏面部Ｒ側のすべてのθＥに対し、剥離した充填部Ｌの色は側面Ｓを通しては見えない。二分面が表面部Ｆに垂直な溝部Ｇでは、θＧが約１２．７６°以下ならば同様である。基材部ＭがＰＭＭＡで、ｎＭ＝１．４９ならば、θＳの絶対値が約５．６９°以下、又は二分面が表面部Ｆに垂直な溝部ＧでθＧが約１１．３８°以下の場合、本発明により充填部Ｌの剥離が生じないことで、どこから見ても充填部Ｌの色が鮮明に見える効果が得られる。また、（ｉｉ）から、
｜θＳ｜≦９０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）
であれば、少なくとも一部のθＥにおいて、側面Ｓで全反射が発生して充填部Ｌの色が見えなくなるので、本発明が適用された方がよい。本明細書では、９０−ａｒｃｓｉｎ（１／ｎＭ）を一部全反射側面角と記載する。ｎＭ＝１．５とすると、θＳが約４８．１９°以下ならば、剥離した充填部Ｌの色は正面からは見えない。二分面が表面部Ｆに垂直な溝部Ｇでは、θＧが約９６．３８°以下ならば同様である。なお、数３より、充填部Ｌの色が見えないθＥの範囲は、
【数４】
0006748800.tif 000005
である。図４ａにおいて、θＥがこれより小さい時、すなわち視点Ｅが右寄りの時には、側面Ｓで全反射が起こらず、充填部Ｌが剥離していても側面Ｓを透過してその色が見える。
【００３２】
溝部Ｇの幅ｗが深さｄＧに対して充分に大きければ、正面から開口部Ｐの充填部Ｌの色が見えるので、側面Ｓが剥離していてもさしたる支障はない。それゆえ本発明は必ずしも適用されなくてもよい。これは、溝部Ｇが底面部Ｂを有し、台形状であれば、θＧが小さくてもあてはまる。深さｄの幅ｗに対する比率を考えると、５倍以上であれば、視線Ｅが斜め方向から側面Ｓを見た時、屈折により見かけの深さが浅くなるものの幅の約２・５倍以上に見えるので、本発明が適用された場合に一定の効果を呈する。１０倍以上であれば、見かけの深さが幅の約５倍以上に見えるので、本発明が明確な効果を奏する。１５倍以上なら充分な効果を示し、２０倍以上なら本発明が不可欠である。また、本発明が適用されるべき溝部Ｇの幅方向の断面は、Ｕ字状のようにθＳが複数又は変化する形状でもよい。その場合、両側の側面Ｓ・底面部Ｂ・開口部Ｐの長さの合計のうち、表面部Ｆへの垂線又は法線となす角度が最大全部全反射側面角（又は一部全反射側面角）以下である範囲の長さの合計が、好ましくは１／２以上であれば本発明が明確な効果を奏し、より好ましくは４／５以上、さらに好ましくは９／１０以上、一層好ましくは１９／２０以上であれば、溝部Ｇの大部分が上記条件を満たしていると見なすことができ、本発明が不可欠である。
【００３３】
ただし、ｎＭ＜２１／２であると、θＥが−９０°に近い時、数３からθＳ＜０となることがあるが、数３は（１）すなわちθＳ≧０の場合の式であるから、成立しない。θＳ＜０の場合も同様に成立しない。つまり、屈折率が約１．４１未満の材料板２０、例えばＰＦＡ・ＦＥＰ等の透明なフッ素樹脂によってなる造形物Ｚでは、図４ａのように開口部Ｐの反対側の視点からは、θＳ＝０を含むすべてのθＳの溝部Ｇにおいて、充填部Ｌと基材部Ｍとが剥離していても、基材部Ｍの側面Ｓを透過して充填部Ｌの色が見えることがある。θＳが大きいほど、θＥの絶対値が小さくてもこれが成立するので、充填部Ｌの色が見える範囲が拡がる。よって、本発明が必須であるのは、前段落の条件に加えて、ｎＭ≧２１／２の場合である。とはいえ、ｎＭ＜２１／２の場合でも、剥離した充填部Ｌの色が見えなくなることがあるので、本発明が適用されてもよい。
【００３４】
次に、充填部Ｌが剥離していない溝部Ｇにおける、充填部Ｌの屈折率と基材部Ｍの屈折率との関係について検討する。
（１）ｎＧ≧ｎＭの場合
基材部Ｍの屈折率が充填部Ｌの屈折率以下であれば、臨界角の作用による全反射は起こらない。この逆も真であり、表面部Ｆ及び裏面部Ｒ側のすべての視線角度において、基材部Ｍから側面Ｓへの入射光に対し側面Ｓで全反射が起こらず、反射があっても部分反射であり、その側の側面Ｓが見えるどの視点からも側面Ｓを通して充填部Ｌの色が見えていれば、基材部Ｍの屈折率は充填部Ｌの屈折率以下である。屈折率は、アッベ屈折計（例えば株式会社アタゴＮＡＲ‐１Ｔ  ＳＯＬＩＤ、ナトリウムＤ線、本機による測定以外の詳細はＪＩＳ  Ｋ  ７１４２：２０１４・一部はＩＳＯ４８９：１９９９又は出願時の技術常識に準拠する。）等により測定可能である。アッベ屈折計は、臨界角法を用いて試験片表面の屈折率を測定するので、この用途に適する。その測定値は、充填部Ｌに含まれる着色剤Ｃ等の屈折率には基本的に影響されず、展色剤Ｖの屈折率を示す。一般に、ＳＩやシリコーンゴムの屈折率は１．４３以下、ＰＥＴＥ等のフッ素樹脂やフッ素ゴムの屈折率は１．３台である。一般にＰＭＭＡの屈折率は１．４９以上であり、硬質樹脂の屈折率はＳＩの屈折率より高い。よって、すべての視線角度で溝部の色が鮮明に見えるためには、ＳＩ・フッ素樹脂等ではなく、基材部Ｍ以上の屈折率の展色剤Ｖがよい。各部の屈折率を比較すると、着色剤Ｃ≧展色剤Ｖ≧基材部Ｍであれば、すべての視線角度で全反射が起こらず、色が常に鮮明に見える。また、真空蒸着・スパッタリング等により金属が側面Ｓの界面に密着していれば、屈折率の大小にかかわらず、金属光沢が生じ、臨界角による全反射とは異なる反射効果が得られる。反射防止のため、溝部Ｇはこのような金属膜を有さなくてもよい。これと異なり、金属パウダーを混入させた塗料等では、側面Ｓに密着しているのは透明樹脂等の展色剤Ｖであるため、その展色剤Ｖの屈折率が影響する。金属パウダーは拡散反射であるため、反射効果は弱い。
【００３５】
（２）ｎＧ＜ｎＭの場合
充填部Ｌの屈折率が基材部Ｍの屈折率より小さいと、θＥが小さい時には全反射が起こり、充填部Ｌの色が見えないことがある。θＳ＝０ならば、そのようなθＥの絶対値の範囲は
【数５】
0006748800.tif 000006
ａ  充填部Ｌの屈折率が基材部Ｍの屈折率に近ければ、側面Ｓの臨界角が９０°に近づくため、界面での反射がほとんど起こらない。溝部Ｇの二分面が表面部Ｆに垂直であり、基材部Ｍの屈折率が１．５であるとする。基材部Ｍの屈折率が１．４９であれば、数５よりθＥの絶対値が０から約９．９６°までの範囲で側面Ｓでの全反射が見える。この範囲内では、側面Ｓへの入射角の絶対値が臨界角以上であるため充填部Ｌの色は見えない。θＥが９．９６°より大きく９０°未満の範囲では充填部Ｌの色が見える。この範囲では、裏面部Ｒ側に文字等が貼られていると、充填部Ｌの色に隠れて見えなくなる効果が得られる。この効果は、側面Ｓで全反射が起こると、側面Ｓに裏面部Ｒが映って見えるために低下する。よって、この効果のためには、充填部Ｌの屈折率が基材部Ｍの屈折率以上であればよい。あるいは次善の策として、その差が小さいほうがよく、好ましくは０．１以下、より好ましくは０．０５以下、さらに好ましくは０．０３以下でもよい。
ｂ  充填部Ｌの屈折率と基材部Ｍの屈折率との差が大きいほど、側面Ｓでの反射が起きやすくなる。基材部Ｍの屈折率が１．４ならば、数５よりθＥの絶対値が０から約３２．６°までの範囲で側面Ｓでの全反射が見え、それ以外の範囲では充填部Ｌの色が見える。基材部Ｍの屈折率が１．３ならば、θＥの絶対値が０から約４８．４°までの範囲で側面Ｓでの全反射が見える。これらの場合、正面からある程度のθＥまでは、光源の位置によっては、側面Ｓが背景を反射して充填部Ｌの色が見えず、側面Ｓが平滑で背景が近ければ背景が映って見え、背景が遠ければぼんやりと映るか光って見える。光源がしかるべき位置になければ、側面Ｓは暗く落ち込んで見える。θＥが数５の範囲を超えると、充填部Ｌの色が見えるようになる。ただし、界面での反射は多少残る。全反射から充填部Ｌの色への転換は、臨界角の作用により、中間段階がなく急激に起こる。それは、常に充填部Ｌの色が見えているのとは異なる意外さを観察者に感じさせ、用途によっては有用な効果をもたらす。正面に近い視線角度では充填部Ｌの色が見えず、視線角度が大きくなると充填部Ｌの色が見える、という効果が意図される場合には、充填部Ｌと基材部Ｍの屈折率の差は０．３以下・０．２以下・０．１以下でもよく、０．０５以上でもよい。
【００３６】
θＳが、わずかではあっても一部全反射側面角以下だと、θＥの絶対値が小さい時に剥離した側面Ｓでの全反射が発生するので、全反射が目につきやすい。つまり、図４ａの場合には正面付近からの観察時に全反射が見える。全反射可視側面角でも同様に、θＥの絶対値が大きい（９０°に近い）時よりも小さい時に全反射が見える。図４ｂの場合には少なくともθＥがａｒｃｓｉｎ（ｎＭｓｉｎθＳ）にきわめて近い時だけは全反射が見える。つまり、θＳが一部全反射側面角や全反射可視側面角を下回った時の変化は、一瞬ではあれ明確に現れる。しかもそれは、表面部Ｆへの正対に近い、最も高頻度の観察状態で起こるから、直ちに視認される。ゆえに、この事態が望ましくない場合、側面Ｓが一部全反射側面角以下又は全反射可視側面角以下であるかどうかは大いに臨界的意義を有するといえる。また、剥離していない充填部Ｌで充填部Ｌの屈折率が基材部Ｍの屈折率をごくわずかに下回る場合でも、少なくとも正面付近から見た時だけは全反射が発生するので、同様に臨界的意義が大きい。
【００３７】
カドミウムレッド・ビリジアン・二酸化チタン・酸化第二鉄等の無機顔料の屈折率は高いので、使用可能な展色剤Ｖの選択の幅が広いが、青・紫系無機顔料や有機顔料の屈折率は概して低いので、隠蔽力等の点からは、比較的低屈折率の展色剤Ｖが適合することが多い。一方、透過性のある発色が求められるなら、低屈折率の着色剤Ｃの方が有利である。造形物Ｚの用途・加工方法・所望の色・実現すべき装飾効果等により、適する充填材料４０はそれぞれ異なる。各条件に応じて基材部Ｍと着色剤Ｃが決定されたのちに、それらの屈折率等から展色剤Ｖが選定されてもよい。
【実施例】
【００３８】
Ｃｏ２レーザ装置（ＵＬＳ社製ＶＬＳ６．６０）により、ベクター画像データから、厚さ１０ｍｍのＰＭＭＡ板（株式会社クラレ製）に深さ約８ｍｍ幅約０．５ｍｍ長さ約２１０ｍｍの溝部Ｇが形成された。ユピカ２０３５（日本ユピカ株式会社製）５０％・シリコンシーラントクリア（株式会社ＭｏｎｏｔａＲＯ製）３０％・粉末状の酸化チタン１０％・紫外線吸収剤８％・ステアリン酸アルミニウム１％が混合攪拌後に３本ロールミル機で粉砕され、パーメックＭ１％（以上重量比）の添加後さらに攪拌された。この充填材料２１が溝部Ｇに充填され、溝部Ｇからはみ出した分が拭き取られた。充填材料２１の硬化により造形物Ｚが完成した。展色剤Ｖが高透過率であるから良好な発色が得られた。ＡＧ−１００ｋＮＸｐｌｕｓにより測定された同じＰＭＭＡ板の引張破壊ひずみは４．４％であった（１０回測定値の上記方法による平均）。造形物Ｚから取り出された充填部Ｌの引張破壊ひずみは４５．２％であった（同上）。この造形物Ｚは、約１ｍの高さからコンクリート床に２回落下しても充填部Ｌと基材部Ｍとの剥離を起こさず、良好な難剥離性を示した。３回目の落下により造形物Ｚが割れた。
【００３９】
《第２の実施形態》
従来、例えば実全昭５１−１４００８５号公報に記載のような立体文字が知られている。この立体文字は、発泡性の樹脂製の発泡層９に表面板８が接合され、これらが文字の形状に切り抜かれたものである。これにより、厚みを持ち、表面と側面の色が異なる、看板用途等の立体文字が得られる。この発泡層が発泡性でない透明のＰＭＭＡ等であり、側面が鏡面状に研磨され、光の反射を示すものも多く知られている。しかし、これらの立体文字は、複数の文字が独立しているために、施工者は看板等の基板上の所定位置にそれぞれの文字要素を別個に取り付ける必要があり、煩雑な作業を強いられた。また、表面板８が露出しているために屋外環境では劣化しやすかった。さらに、雨水等が、表面板とその下の層との境界部分に浸入することで、表面板が剥離しやすかった。表面板が塗装された塗料であっても、同様に褪色や剥離が起きやすかった。
【００４０】
一方、特開２０１９−０２５８６０号公報に記載の発明のうち、同公報図面の図３ｅに基づき透明樹脂板等に溝部Ｇによって文字等が形成された造形物３は、複数の文字等を１枚の板に表示することができる。そのため、この発明では、バラバラの文字をそれぞれ取り付けなければならない問題は解決される。しかし、同公報は、文字部分の表面部Ｓが基材部Ｍと異なる色である立体文字を開示していない。また、同公報は、同図４ａのように充填部Ｆｉを有さない溝部Ｇを開示し、さらに、明細書段落００２７において、造形物３の表面に保護用の板を接着することを記載している。しかし、溝部Ｇが充填部Ｆｉを有さない場合、溝部Ｇの開口部側が接着剤等によって接着されると、接着剤が溝部Ｇ内部に流れ込んでしまい、充填部がない溝部Ｇの全反射の効果が失われる。あるいは、溝部Ｇから空気が逃げ、接着剤の部分に気泡が入り、品質を低下させる。同公報はこれらの問題を記載も示唆もしていない。粘着剤付きの保護シート等が用いられればこれらの問題は起こらないが、保護シート自体の劣化や剥離のため、保護の目的には不充分である。保護板が接着されずに造形物３の前面に位置する場合には、それらを係合する外枠等が必要である。また保護板と造形物３の間に２面の反射面が介在する。そのため全体の全光線透過率が約１０％低下し、文字等が暗く見え、不要な反射が増えるので不利である。
【００４１】
本実施形態は上記等の問題の解決を課題とする。すなわちその課題とは、立体文字等に利用可能であり、壁面等への取り付け作業が容易で、高い装飾効果等を示す装飾体、並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造工程の提供である。図６は第２の実施形態に係る造形物製造装置５０の構成例を示す図である。図７は第２の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャートの例である。以下、図６及び図７を参照して、造形物製造装置５０の構成及び動作の例を説明する。造形物製造装置５０は、例えば溝加工部１１・上面部切断部５２・上面部接合部５３・被覆加工部１４を具える。前記各加工部の全体を加工部５５とする。第２の実施形態に係る造形物製造方法は、例えば溝加工工程Ｓ１１・上面部切断工程Ｓ５２・上面部接合工程Ｓ５３・被覆加工工程Ｓ１４を含む。
【００４２】
溝加工部１１（Ｓ１１）は第１の実施形態でのそれと基本的に同様である。溝加工部１１は画像３０に基づいて材料板２０に溝部Ｇを加工してもよい。溝部Ｇの断面形状は特に制限されず、楔状以外でもよい。溝部Ｇは空隙でも充填されてもよい。第１の実施形態では、溝部Ｇ（の二分面）の方向と表面部Ｆ又は裏面部Ｒの方向との関係は制限されない。本実施形態では、溝部Ｇが表面部Ｆに、垂直でもよく、平行でなくてもよい。ｚ方向に平行な造形物Ｚの複数の断面における溝部Ｇと表面部Ｆ等とがなす角度を考えた際、前記複数の断面が互いに平行であって、前記角度が断面の一方の側で一定でもよい。つまり、溝部Ｇによってなる文字等のｚ方向に平行な断面形状が平行四辺形でもよい。また、前記複数の断面が１つの直線を通り、前記角度が断面の一方の側で一定でもよい。つまり、溝部Ｇによってなる文字等のｚ方向に平行な断面形状が等脚台形等でもよい。
【００４３】
上面部切断部５２は、例えば画像３０に基づき、上面部材料２２を溝部Ｇと近似した形状に切断し、上面部Ｕとする（Ｓ５２）。その際、上面部切断部５２は、画像３０に含まれる文字等の輪郭を拡張して、文字等の各構成要素の幅を太く加工してもよい。反対に、溝加工部１１が画像３０の文字等を細くして加工してもよい。上面部材料２２は、桜井株式会社・３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ・トーヨーケム株式会社・株式会社中川ケミカル・リンテック株式会社等製のマーキングフィルムでもよく、より厚い樹脂板や、金属板・金属箔、紙等でもよい。上面部材料２２の色は制限されない。上面部切断部５２は、ＰＶＣ等のフィルムをカッティングプロッタで切断してもよく、オレフィン系等のフィルムをレーザ加工機で切断してもよい。Ｃｏ２レーザ等の熱加工レーザによる切断では、端部の接着剤が熱で変質し、フィルムの切断面の厚さが増すことがあるので、非熱加工レーザの方がよい。
【００４４】
上面部接合部５３は、上面部Ｕを、溝加工された材料１０の表面部Ｆの溝部Ｇの位置に応じて接合する（Ｓ５３）。この際、図８ｂのように、上面部Ｕが溝部Ｇの開口部Ｐを塞ぐことが望ましい。この際、上面部Ｕは、溝部Ｇによってなる文字部分の外側の側面Ｓの肩部から、さらに外側の外周部にかけての表面部Ｆとの接合部分Ｊを有する。接合部分Ｊの接合幅ｊは各部で略均等であることが望ましい。接合幅ｊは、上面部Ｕの厚さｔ以上が好ましく、溝部Ｇの幅ｗの１／４以上が好ましく、幅ｗの１／２倍以上がより好ましく、ｗ以上がさらに好ましく、２ないし２．５倍以上が一層好ましい。また、接合幅ｊは、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．２ｍｍ以上がより好ましく、０．５ｍｍ以上がさらに好ましく、１ｍｍ以上が一層好ましい。接合幅ｊが大きいほど、被覆部Ｔがない場合、接合部分Ｊが剥がれにくく、上面部Ｕによる溝部Ｇの保護効果が向上する。ただし、接合幅ｊが大きいほど上面部Ｕのはみ出し量が大きくなり、立体文字の効果が失われる。接合幅ｊは、これら２つの相反する効果の兼ね合いで決定されてもよい。また、造形物Ｚ各部での接合幅ｊのばらつきの接合幅ｊの平均に対する割合は、１／２以下が好ましく、１／３以下がより好ましく、１／４以下がさらに好ましい。このばらつきが大きいと、接合幅ｊが狭い部分に穴が開いてしまう。また立体文字の効果が損なわれる。上面部接合部５３は、上面部Ｕに転写シート（アプリケーションシート）を併用し、さらに温度管理により作業中の伸縮を抑えることで、精密かつ効率的に位置決めを行える。溝部Ｇに水がたまらないよう、上面部接合部５３は上面部Ｕを水貼りしないほうがよく、水貼りする場合は極力水を減らす方がよい。なお、接合は接着剤だけでなく、粘着剤等による貼付等も含み、上面部Ｕが接した状態で固定されていれば接合されている。図５のように充填部Ｌのない溝部Ｇの表面部Ｆのみにマーキングフィルムが貼付された場合、側面Ｓが外気に対して露出する。そのため、特に屋外用途では、埃等が溝部Ｇに入り込んで汚れやすい。レーザ加工等による楔状の溝部Ｇでは、先端部分の幅が狭いため、清掃によってこの汚れを除去することも難しい。一方、上面部Ｕが開口部Ｐを塞いでいれば、この問題は解消する。上面部Ｕの最も広い面が溝部Ｇ（の二分面）となす角度は様々でよい。しかし、上面部Ｕが溝部Ｇに平行であると、上面部Ｕは開口部Ｐを塞げないので、上面部Ｕの最も広い面は溝部Ｇに平行でなくてもよい。なお、実際には造形物Ｚの内部は屈折して見えるので、図８ａのようには見えない。図８ａは屈折現象を無視し、造形物Ｚの内部の溝部Ｇを点線により透過図として図示してある。また、説明の便宜上、図８ｂの各部で拡大率が異なる。
【００４５】
被覆加工部１４は、溝加工済の材料板２０に別の材料板２０を接着剤Ａ等で接着し、被覆部Ｔとする（Ｓ１４）。被覆部Ｔは厚さが一定の板状物でもよく、その場合上面部Ｕの最も広い面は表面部Ｆに略平行である。被覆部Ｔの表面部Ｆ側が例えば凸状で、上面部Ｕの最も広い面が表面部Ｆに平行でなくてもよい。被覆部Ｔは、厚いほど保護性能が向上する。ただし、短期用途や屋内用途であれば被覆部Ｔがなくてもよい。接着は、材料板２０がＰＭＭＡ・ＡＢＳ等であれば、例えば２塩化メチレン・２塩化エチレン・クロロホルム・氷酢酸等による溶剤接着でもよく、重合接着でもよい。被覆加工が行われる場合、上面部Ｕが溝部Ｇを塞いでいるので、接着剤Ａ・ＭＭＡシラップ等が溝部Ｇに流れ込むことがない。そのため、溝部Ｇが充填されずに空隙のまま密封されるので、臨界角の作用により、溝部Ｇが光を反射して輝く。段落００３１に記載の条件の場合、この反射効果がより高い。溝部Ｇは、空隙を保ったまま、側面Ｓの表面部分のみが着色されてもよい。これにより、第１の実施形態と異なり、溝部Ｇが着色された色の光を全反射して輝く。この場合、上面部Ｕは無色透明ないし基材部Ｍ等と略同じ色で、開口部Ｐの蓋の役割だけを果たしてもよい。また、上面部Ｕが溝部Ｇを塞がない場合、被覆加工時に、溝部Ｇから漏れ出た空気が基材部Ｍと被覆部Ｔとの間に気泡として残る。本実施形態はこのトラブルを回避する効果を奏する。造形物Ｚが被覆部Ｔを有する場合、上面部Ｕのうち開口部Ｐから外側にオーバーハングした張り出し部Ｈは、被覆加工時だけ表面部Ｆと密着していればよい。よって、被覆部Ｔがない場合より、その接合力は弱くてもよく、接合幅ｊは小さくてもよい。被覆部Ｔがない場合、及び被覆部Ｔがあってその厚さが略均等である場合には、上面部Ｕにおいて溝部Ｇを挟んだ両側の接合部分ｊのうち、それぞれ最も裏面部Ｒから遠い部分を結ぶ直線は、表面部Ｆに略平行である。また、上面部Ｕのうち対応する溝部Ｇの幅方向で外側の部分が、溝部Ｇのうち開口部Ｐにおける幅方向に最も外側の部分に対し幅方向で同位置かより外側にあるならば、上面部Ｕは溝部Ｇを塞いでいるといえることが、図８ｂから理解される。上面部Ｕの端部と開口部Ｐの端部とが幅方向において同位置であっても、接合方法によっては開口部Ｐを密閉することができる。なお、造形物Ｚが被覆部Ｔを有さない場合、表面部Ｆは上面部Ｕの側の露出部分であって、上面部Ｕ以外の部分である。
【００４６】
溝部Ｇは閉領域状でもよい。すなわち、始点と終点が略一致し、円・多角形やさらに複雑な図形のように閉じた図形でもよい。さらに、図８ａの文字Ａにおける上面部Ｕの部分とその中の上面部Ｕがない部分との関係のように、複数の閉領域が複合してもよい。また、溝部Ｇは図８ａのＧ０のように、始点と終点とが離れた開領域状でもよい。すなわち、上面部Ｕが両側の接合部分Ｊ及びそれらの間のみで、表面部Ｆとの接合部分を間に挟まなくてもよい。上面部Ｕが連続している箇所で、溝部Ｇが途切れて開領域状であってもよい。溝部Ｇの幅ｗは１ｍｍ以下が好ましく、０．８ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以下がさらに好ましい。幅ｗが狭い方が密封性が高いからである。また、造形物Ｚが被覆部Ｔを有する場合は特に、図８ｂのように、被覆加工時の加圧等により、張り出し部Ｈのうち開口部Ｐを架橋する部分は弧状に凹みがちである。上面部Ｕ表面が平滑で正反射成分が多い場合、凹凸が特に目立つので、この凹みが小さい方が装飾効果が高い。張り出し部Ｈの凹みの深さｄＨは上面部Ｕの厚さｔ以下が好ましく、又は幅ｗの１／２以下が好ましく、幅ｗの１／４以下がより好ましく、幅ｗの１／８以下がさらに好ましい。
【００４７】
第１の実施形態のように溝部Ｇが充填部Ｌを有する場合でも、充填材料２１の硬化時の収縮や表面張力により、充填部Ｌの上部は図３ａのように凹状となることが多いので、上面部Ｕもそれに伴い凹状となりがちである。充填加工部１４が、溝部Ｇに充填時に充填材料２１を高く盛り上げて、硬化後に表面部Ｆごと研磨すれば、図３ｂ・４のように溝部Ｇと表面部Ｆとが面一になる。しかし、この作業は手間がかかるだけでなく、表面部Ｆに傷が残り、充填部Ｌ及び表面部Ｆの開口部Ｐの角が研磨時に欠けやすいので好ましくない。しかし、充填加工部１４が充填材料２１の不要部分を拭き取るないしかき落とす場合、充填部Ｌの開口部Ｐ側が凹状にならないようにすることは難しい。よってこの場合にも、幅ｗが小さい方が、凹部の深さが小さく抑えられるので好ましい。充填部Ｌの開口部Ｐ側が凹状であり、かつ上面部Ｕに張り出し部Ｈがないか、張り出し部Ｈが隣の側面Ｓまで届いていないと、観察者が正面から見た場合にも、溝部Ｇの色が上面部Ｕに隠れずにはみ出して見えるので、立体文字の効果が低減する。さらに後者であれば、被覆部Ｔがなければ張り出し部Ｈがひらひら浮いている状態で見苦しく、また剥離の原因となり、被覆部Ｔがあれば、被覆工程において加圧により張り出し部Ｈが溝部Ｇの側に湾曲し、上面部Ｕの平坦性が失われる。さらに、充填部Ｌがない場合と同様、被覆加工時に凹部の空気が気泡となる。いずれの場合であっても、本発明の効果に対する損失である。一方、充填部Ｌの開口部Ｐ側が凹状であって、その部分を塞ぐ上面部Ｕが略平坦であれば、それらの隙間に空気が残る。この空気がクッションとなり、充填部Ｌと基材部Ｍとの膨張率の差を吸収するので、充填部Ｌが剥離しにくくなる。それゆえ、上面部Ｕが溝部Ｇの両側の側面Ｓに接合することは、溝部Ｇに充填部Ｌが充填された造形物Ｚにおいても有効である。上面部Ｕの色は充填部Ｌの色と異なってもよく、略同じでもよい。
【００４８】
上面部Ｕが、両側を溝部Ｇに挟まれた表面部Ｆを複数またいでもよい。また、溝部Ｇが開口部Ｐ側が開いたテーパー状である場合、自然な立体感のためには、立体文字の各部の側面Ｓが互いに略平行であればよく、テーパーの角度が小さい方がよい。一方、テーパーの角度が大きければ立体的効果が強調される。溝部Ｇが開領域状であるより閉領域状である方が立体文字の効果が高い。溝加工部１４は、画像３０を左右反転し、裏面部Ｒ側から見た場合に文字等が正像となるように加工してもよい。これにより、観察者が正面から造形物Ｚを見た場合のみに文字等の内部に上面部Ｕが見え、斜めからは上面部Ｕがほとんど見えない効果が得らえる。溝部Ｇが充填部Ｌを有し、その色が透過性を有するなら、表面部Ｆ及び裏面部Ｒの両側の対応する位置に、文字等の形状のマーキングフィルム等が接合されれば、手前と奥の両側の文字等の形状の色が見える。裏面部Ｒ側のみから観察される場合、被覆部Ｔは低透過率や高ヘーズでもよい。同様に、表面部Ｆ側のみから観察される場合、裏面部Ｒ側に濃色で不透明に近い板等が装着・接合されてもよい。
【００４９】
本発明の一つの態様は、表面部と、裏面部と、溝部と、上面部と、を有する装飾体であって、前記裏面部が前記表面部に対向し、前記上面部と前記溝部とが一部で互いに略接し（溝部Ｇが充填部Ｌを有する場合や、溝部Ｇが充填部Ｌと上面部Ｕとの間に空気層等を有する場合を含む。また、「略接する」とは、上面部と溝部とが間に接着剤等を挟む場合でも、実質的にそれらが接することを示す。）、前記上面部が前記溝部より前記表面部の側にあり（つまり、上面部Ｕが溝部Ｇよりｚ正方向にあり）、前記溝部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方に平行でなく、前記上面部のうち最も広い面が前記溝部に平行でなく、前記上面部の色が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方の色と異なり、前記溝部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方を透過して観察可能であり、前記上面部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方の側から観察可能であり、前記溝部の両側の側面において、前記上面部のうち前記溝部の幅方向で最も外側の部分が、前記溝部のうち前記表面部の側であって前記幅方向に最も外側の部分に対し前記幅方向で同位置かより外側にあることを特徴とする装飾体である（段落００４２−００４８、００１３−００１７、００２６等参照）。前記上面部が前記溝部の形状に沿う形状でもよく、前記上面部の最も広い面の少なくとも一部が前記表面部又は前記裏面部の少なくとも一方に略平行でもよく、前記上面部の外周と前記溝部の開口部の外周との前記幅方向の距離が略一定でもよく、前記溝部が空隙でもよく、前記溝部が充填部を有してもよく、前記溝部の色が前記上面部以外の部分の色と異なってもよく、前記上面部が前記表面部及び前記裏面部に露出しなくてもよく、前記溝部及び前記上面部が、閉領域をなしてもよく、画像・文字・ロゴ・図形・模様の少なくともいずれかを表示してもよい。本発明の別の態様は、材料を加工して（前記溝部を形成する溝部加工部と、前記溝部に上面部を接合させる上面部接合部と、をそなえ、それらにより）前記装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造装置である。本発明の別の態様は、材料を加工して（前記溝部を形成する溝部加工工程と、前記溝部に上面部を接合させる上面部接合工程と、をそなえ、それらにより）前記装飾体を製造することを特徴とする装飾体製造方法である（段落００４１参照）。
【００５０】
《第３の実施形態》
特開２０１９−０２５８６０号公報は、段落００２１・００４１等において、溝部Ｇの先端部分が凹凸状であり、溝部Ｇの深さが一定でない造形物３を記載している。このような加工結果は、レーザ加工に付随して発生することが多い。特に、溝部の始点や終点でレーザ出力の変動が大きいため、このような凹凸が顕著となることが多い。また、溝部が複雑な形状であると、角の部分や曲率の大きい曲線部分で大きな凹凸が発生する。このような凹凸は、造形物の装飾効果を低下させるため、排除又は抑制されたほうがよい。しかし、特開２０１９−０２５８６０号公報はこの問題に対する解決手段を記載していない。
【００５１】
本実施形態は、上記等の問題の解決を課題とする。すなわちその課題とは、透過性を有する基材部に形成された溝部が略一定の深さに見える装飾体、並びにその装飾体を製造する装飾体製造装置及び装飾体製造工程の提供である。第３の実施形態に係る造形物製造装置は、造形物製造装置１０又は５０と同じ構成あるいはそれらを合わせた構成を有してもよく、それらのうち溝加工部１１を含む一部の構成を有してもよい。第３の実施形態に係る造形物製造方法は、第１又は第２の実施形態に係る造形物製造方法のフローチャートと少なくとも一部が同じ工程を有してもよい。
【００５２】
本実施形態において、溝加工部１１は、複数の互いに異なる色の材料板を取得する。そのうち１つの材料板２０は透過性を有する。別の低透過材料板２０１は材料板２０より透過性が低く、全光線透過率が低かったり、ヘーズが多かったりする。低透過材料板２０１は例えば白・乳半・フロスト・ラメ入り・不透明又は透明な黒・青・緑等の色のＰＭＭＡ板でもよい。低透過材料板２０１は、材料板２０との接合の容易さから、材料板２０と同一・同種・類似の材質でもよいが、金属板等の異なる材質でもよい。溝加工部１１は、レーザ加工を用いる場合、溶融した材料板２０の排出のため、垂直に立てた材料板２０に水平にレーザを照射する等、レーザ照射方向を傾けて溝加工してもよい。低透過材料板２０１の厚さは、レーザ加工部１１１が形成する溝部Ｇの凹凸以上が望ましいが、それよりやや小さくてもよい。低透過材料板２０１の厚さは、材料板２０の厚さより小さくてもよく、１−５ｍｍでもよく、２−４ｍｍでもよく、２−３ｍｍでもよい。この厚さの許容範囲は、ＪＩＳ等に規定された板厚許容差である。
【００５３】
図９は溝部Ｇの長さ方向に平行な断面図である。溝加工部１１は、材料板２０と低透過材料板２０１とを接着・熱圧着等により接合後、図９ａのように、レーザ加工部１１１によって溝部Ｇを形成する（Ｓ１０）。材料板２０がメーカにより接合済でもよい。レーザ加工部１１１は、溝部Ｇの各部の深さｄＧの平均を、材料板２０の厚さより大きくしてもよい。あるいはレーザ加工部１１１は、溝部Ｇの最小の深さを材料板２０と同等にしてもよい。レーザ加工部１１１は、溝部Ｇの最大の深さを、材料板２０と低透過材料板２０１との接合後の全体の厚さより小さくしてもよい。
【００５４】
製造後の造形物Ｚは、互いに透過性の異なる複数の層を含む（複数の層が２つの層であり、その２つの層の透過性が互いに異なる場合を含む）。溝部Ｇのうち、先端の凹凸状部分は、図９ｂのように、基材部Ｍのうち透過性が低い不透過層Ｍ２の範囲に収まるので隠れている。観察者には、基材部Ｍのうち透過性が高い透過層Ｍ１を貫通する（すなわち透過層Ｍ１の下まで突き抜け、不透過層Ｍ２ないし接着剤の層との境界面まで達する）、深さが揃った部分のみが見える。溝部Ｇの凹凸状部分は、一部が透過層Ｍ１に現れてもよいが、その割合は少ないほどよい。溝部Ｇの延べ長さのうち透過層Ｍ１に凹凸が見える部分の長さの割合は、２０％以下が好ましく、１０％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。また、透過層Ｍ１における溝部Ｇの深さのうち凹凸が見える部分の深さの割合は、３０％以下が好ましく、２０％以下がより好ましく、１０％以下がさらに好ましい。いずれも下限は０％である。また、この凹凸が小さく、深さｄＧが一定に見える場合、本実施形態の適用はあまり必要ではない。溝部Ｇの深さ方向の凹凸の高さ（又は凹凸のうち不透過層Ｍ２内の部分の高さ）が、１ｍｍ以上・２ｍｍ以上・３ｍｍ以上、又は幅ｗ以上・ｗの２倍以上・ｗの５倍以上・ｗの１０倍以上、あるいは深さｄＧの１／１０以上・１／８以上・１／６以上の場合、本実施形態が特に必要となる。上限は深さｄＧ又はその１／２である。
【００５５】
溝部Ｇが裏面部Ｒを貫通すると、屋外等においてその穴から浸水して破損の原因となるので、貫通しないほうがよい。ただし、貫通孔がφ０．５ｍｍ以下・０．３ｍｍ以下・０．１ｍｍ以下といった微小なものであれば、浸水が少ないので、許容範囲内である。また、溝部Ｇのこのように細い部分では、充填加工時に、充填材料２１が突起状に深い部分の先端まで届かないことがある。このような突起状部分の先端は、空気を残すため、光を全反射して目立つ。よって、前記のφの突起状部分は特に深いほうがよい。溝加工部１１は、充填時の空気の残留を避けるため、図９ｂのように突起状部分を貫通させてもよい。被覆加工部１４は、充填加工部１３による充填後に、裏面部Ｒ側にさらに材料板２０を接合する等により、低透過材料板２０１に開いた貫通孔を密封してもよい。 
【００５６】
低透過材料板２０１の透過性が材料板２０の透過性と略同じでもよい。例えば、低透過材料板２０１が、赤外線を透過するＺｎＳｅ等のように、使用するレーザに対する反応が材料板２０とは異なる材質でもよい。その場合、レーザ加工部１１１は、材料板２０のみ加工し、低透過材料板２０１を加工しない。そのように加工された造形物Ｚの溝部Ｇは、表面部Ｆ又は裏面部Ｒと平行かつ平坦な底面部Ｂを有する。溝加工部１１がレーザ加工部１１１によって加工する場合、底面部Ｂの幅ｗＢは開口部Ｐの幅ｗより狭いことが多い。底面部Ｂの幅ｗＢは幅ｗに対する割合は、側面Ｓの滑らかさと幅ｗの狭さ・加工時間の短さとの兼ね合いから、１／１６−３／４が好ましく、１／１２−１／２が好ましく、１／８−１／４がさらに好ましい。底面部Ｂが平滑であるほど、別の材料板２０２の精度が高く、材料板２０との接合が良好である。底面部Ｂの算術平均粗さＲａ又は最大高さ粗さＲｚは２以下が好ましく、０．５以下がより好ましく、０．２５以下がさらに好ましく、０．１以下が一層好ましい。底面部Ｂの凹凸の高さは、深さｄＧの１／５００以下が好ましく、１／１０００以下がより好ましく、１／２０００以下がさらに好ましく、１／５０００・１／１００００・１／２００００以下が一層好ましい。表面部Ｆ及び裏面部Ｒの両側に被覆加工されていれば、両側の底面部Ｂが上記と同様である。また、接合が接着剤Ａによる場合、接着剤Ａの部分、すなわち底面部Ｂを含む面を片側の境界面とする部分の屈折率がそれ以外の基材部Ｍの屈折率と異なる。その差は、好ましくは０．２以上、より好ましくは０．３以上、さらに好ましくは０．４又は０．５以上である。それらの間では、屈折率以外にも赤外吸収スペクトル・結晶方向等さまざまなパラメータが異なる。また、レーザ加工部１１１が溝加工した材料板２０は、各部で異なる屈折率を示し、特に側面Ｓの近くほど大きな複屈折を示すことがある。一方、溝加工されない部分は複屈折をほとんど示さず、各部で屈折率が略一定である。押出成型時の応力により各部で屈折率の変化がある場合でも、変化はなだらかである。被覆加工部１４が、溝加工済の材料板２０に別の材料板２０を接合してもよい。それらは同一・同種の材質でもよく、略同じ色でもよい。略同じ色とは、マンセル表色系において色相・彩度・明度がいずれも１ステップ以下、特記時には０．５ステップ以下である。造形物Ｚが複数の層によってなることが、上記各特徴等から特定可能である。
【００５７】
本発明の一つの態様は、複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、前記複数の層が透過性を有する層を含み、前記透過性を有する層が前記溝部を有し、前記溝部が前記透過性を有する層における前記透過性を有する層とは異なる層に接する側の少なくとも一方を貫通することを特徴とする装飾体である（段落００５０−００５６等参照）。前記複数の層が互いに透過性の異なる複数の層を含んでもよく、前記溝部の少なくとも一部が、前記透過性を有する層と、前記複数の層のうち前記透過性を有する層より透過性が低い層との両方に連続して形成されてもよい。そのような装飾体は、２層の境界部分の分離によって容易に特定可能である。この装飾体は、従来の切り文字と異なり、レーザ加工等によって１枚の板上に製造できるので、壁等へ容易に取り付け可能である。この装飾体は、溝部の深さに乱れがないため優れた立体感をもたらす。レーザ加工においては、側面Ｆの凹凸も、先端部分の側の方が顕著であるが、この問題も解消される。このような造形物では、溝部が、屈折作用により、装飾体の表面部だけでなく側面からも見えるので、従来の切り文字とは異なる装飾効果を呈する。
【００５８】
本発明の技術的範囲は上記の範囲には限定されない。当業者にとって、上記各実施形態に多様な変更又は改良を加えることが可能である。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、各実施形態は、特記されない事項を含む多くの点において互いに共通する。各実施形態は組み合わせて実施されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
以上説明のように、本発明が提供する造形物Ｚでは、着色された充填部Ｌの剥離が起こらないので、屋外等でも長期にわたり鮮明な発色を維持できる。それゆえ、この造形物Ｚは、例えば看板・店舗サイン・社名表示板・表札・案内板・広告表示板等の各種サイン、店舗等のディスプレイ、窓・壁面・オブジェといった建築構造物の装飾等に有用である。
【符号の説明】
【００６０】
１０・５０  造形物製造装置、  １１  溝加工部、  １１１  レーザ加工部、  １２  充填材料調合部、  １３  充填加工部、  １４  被覆加工部、  ２０  材料板、  ２０１  低透過材料板、  ２１  充填材料、  ２２  上面部材料、  ３０  画像、  ５２  上面部切断部、  ５３  上面部接合部、  Ｂ  底面部、  Ｃ  着色剤、  Ｄ  分散剤、  Ｅ  視点・観察者、  Ｆ  表面部、  Ｇ  溝部、  Ｌ  充填部、  Ｍ  基材部、  Ｍ１  透過層、  Ｍ２  不透過層、  Ｒ  裏面部、  Ｓ  側面、  Ｔ  被覆部、Ｕ  上面部、  Ｖ  展色剤、  Ｚ  造形物
【要約】
【課題】立体文字装飾体の提供。
【課題を解決するための手段】複数の層と、溝部と、を有する装飾体であって、前記複数の層が透過性を有する層を含み、前記透過性を有する層が前記溝部を有し、前記溝部が前記透過性を有する層における前記透過性を有する層とは異なる層に接する側の少なくとも一方を貫通することを特徴とする装飾体。
【選択図】図９【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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