(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材部と、前記基材部に形成された溝部と、を有する装飾体であって、
前記基材部が光学的に透過性を有し、
前記溝部が内部に充填部を有し、
前記充填部の色が前記基材部の色と異なり、
前記充填部の引張破壊ひずみ（降伏がある場合には引張強さ時ひずみ）が前記基材部の引張破壊ひずみ（降伏がある場合には引張強さ時ひずみ）の３倍以上である
ことを特徴とする装飾体
【請求項２】
前記基材部の少なくとも一部が曲げ弾性率１５００ＭＰａ以上である、
請求項１に記載の装飾体。
【請求項３】
前記充填部が熱硬化性樹脂を含む、
請求項１又は２に記載の装飾体。
【請求項４】
前記充填部がシリコーン樹脂・フッ素樹脂・ポリウレタン樹脂以外の熱硬化性樹脂を含む、
請求項１から３のいずれかに記載の装飾体。
【請求項５】
前記基材部から、該基材部と前記充填部との境界面である側面への入射光に対し、前記側面で全反射が起こらない、
請求項１から４のいずれかに記載の装飾体。
【請求項６】
前記基材部と前記充填部との境界面である側面が溝の深さ方向に略平行な複数の凹凸を有し、前記凹凸のピッチが前記溝部の幅の略１／２０〜１０倍、前記凹凸の深さが前記溝部の幅の略１／８０００〜１／２０倍である、
請求項１から５のいずれかに記載の装飾体。
【請求項７】
前記基材部と前記充填部との境界面である側面が前記装飾体の表面部又は裏面部の少なくとも一方への垂線又は法線となす溝部側の部分の角度の絶対値が９０−２ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）未満である、
請求項１から６のいずれかに記載の装飾体。
【請求項８】
前記基材部に対する前記充填部の接着強さが該充填部の引張強さ以上である、
請求項１から７のいずれかに記載の装飾体。
【請求項９】
前記溝部の深さが１ｍｍ以上である、
請求項１から８のいずれかに記載の装飾体。
【請求項１０】
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９のいずれかに記載の装飾体。
【請求項１１】
光学的に透過性を有する材料に溝部を加工する溝加工工程と、
該材料とは色の異なる充填材料を前記溝部に充填する充填加工工程と、をそなえ、
基材部と、前記基材部に形成された溝部と、を有する装飾体であって、前記基材部が光学的に透過性を有し、前記溝部が内部に充填部を有し、前記充填部の色が前記基材部の色と異なり、前記充填部の引張破壊ひずみ（降伏がある場合には引張強さ時ひずみ）が前記基材部の引張破壊ひずみ（降伏がある場合には引張強さ時ひずみ）の３倍以上であ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、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互いに離れて形成された装飾体や装飾体製造方法が知られている。この装飾体は、例えば斜めから観察されると溝部の側面が見えるが、正面から観察されると溝部が見えず、奥の風景等が透過して見える。
【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の段落００２２及び図４において、溝側面Ｆを塗料等で着色する加工方法、及び溝側面Ｆを透明又は不透明の樹脂等や塗料等で埋め充填部Ｆｉとする加工方法が記載されている。しかし、特許文献１の図４ａのように溝部Ｇが充填部Ｆｉを有さず、溝側面Ｆのみが着色される場合、耐光性の高い着色剤によって深い溝の奥まで充分な濃度で均一に、かつ低コストで着色することは難しかった。そのため、図４ａのような溝部Ｇを有する造形物３を屋外の長期用途等に用いることはできなかった。
【０００５】
一方、特許文献１の図４ｂ・ｃ・ｄのような、着色された充填部Ｆｉを有する造形物３では、紫外線による劣化が少ない高級有機顔料や無機顔料等の着色剤が採用可能であるから、高い耐光性が得られる。ところが、このような造形物３が特に屋外に設置された場合、温度変化等のため、充填部Ｆｉと基材部Ｍとの境界面の剥離が避けられなかった。つまり、日照による加熱と夜間の冷却を主とする温度変化や雨の吸水・乾燥により、造形物３各部で伸縮のサイクルが長期にわたり繰り返される。特に冬季の寒暖差は大きい。造形物３が赤外線の吸収率が高い樹脂等によってなる場合、日中には直射日光に含まれる赤外線により５０〜６０℃まで熱せられるが、夜間には氷点下まで冷えることもある。また、風等による振動も常時起こっている。そのため充填部Ｆｉと基材部Ｍとの境界面に界面応力や内部破壊が蓄積し、この境界面がやがて剥離する。さらに、造形物３が硬質樹脂製で、交通量の多い場所に設置されていると、人や物が接触した衝撃で一瞬にして境界面が剥離する。溝部Ｇの底面部Ｂが広ければ、充填部Ｆｉが剥離しても基材部Ｍを透過して色が見える。しかし、楔状で溝部楔角θＧが小さい溝部Ｇの場合、溝側面Ｆが剥離すると、臨界角の関係で色が見えなくなる。いずれにせよ、特許文献１に記載の発明による装飾体は、屋外等の過酷な環境には耐えられないという問題を抱えていた。
【０００６】
本発明は、特許文献１に記載の発明とは異なり、屋外等で日々の温度変化の反復・各種の振動・衝撃等の悪条件に曝されても、数年から１０数年といった長期にわたり褪色・剥離等の劣化が少なく、しかも製造が容易な装飾体・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の提供を課題とする。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１つの態様は、基材部と、前記基材部に形成された溝部と、を有する装飾体であって、前記基材部が光学的に透過性を有し、前記溝部の色が前記基材部の色と異なり、前記溝部の引張破壊ひずみ等が前記基材部の引張破壊ひずみ等の３倍以上であることを特徴とする装飾体である。
【０００８】
段落０００７に記載の装飾体において、前記基材部の少なくとも一部が、樹脂でもよく、熱可塑性樹脂でもよく、さらに非晶性樹脂でもよく、硬質樹脂でもよく、曲げ弾性率が１５００ＭＰａ以上でもよく、ＰＭＭＡでもよい。また、前記溝部が、熱硬化性樹脂を含んでもよく、シリコーン樹脂及びポリウレタン樹脂以外の熱硬化性樹脂を含んでもよく、顔料を含んでもよく、無機顔料を含んでもよい。前記基材部から、該基材部と前記溝部との境界面である側面への入射光に対し、前記側面で全反射が起こらなくてもよい。前記側面が溝の深さ方向に略平行な複数の凹凸を有し、前記凹凸のピッチが前記溝部の幅の略１／２０〜１０倍、前記凹凸の深さが前記溝部の幅の略１／８０００〜１／２０倍でもよい。前記凹凸がピッチ２５〜３０００μｍ、深さ０．０５〜２０μｍでもよい。前記溝部と前記基材部との境界面である側面が前記装飾体の表面部又は裏面部の少なくとも一方への垂線又は法線となす溝部側の部分の角度の絶対値が９０−２ａｒｃｓｉｎ（１／ｎ）未満でもよい。前記基材部に対する前記溝部の接着強さが該溝部の引張強さ以上でもよい。前記溝部の引張破壊ひずみ等が２０％以上でもよい。前記溝部の深さが１ｍｍ以上でもよい。前記装飾体は画像・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。
【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。前記装飾体製造装置が材料に溝部を加工する溝加工部と、前記溝部に材料を充填する充填加工部を具え、それらにより前記装飾体を製造してもよい。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。前記充填加工工程が、前記溝部と前記基材部とを溶剤によって溶着してもよい。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】
本発明による造形物では、着色された溝部とそれに接する側面との界面での剥離が起こりにくい。そのため、特に側面が造形物の表面部に垂直であるかそれに近い角度の場合にも、界面の剥離による光の全反射が防止され、屋外等でも溝部の色が長期間見え続ける、という効果を奏する。また、本発明は、そのような高耐久性の造形物を低コストかつ容易に製造可能であり、大サイズの造形物にも対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】造形物製造装置の構成例を示す図
【図２】造形物製造方法のフローチャート例
【図３】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
【発明を実施するための形態】
【００１２】
図１は本発明の造形物製造装置１０の構成例を示す図である。図２は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・充填液調合部１２・充填加工部１３・被覆加工部１４を具える。造形物製造方法は、例えば溝加工工程Ｓ１１・充填液調合工程Ｓ１２・充填加工工程Ｓ１３・被覆加工工程Ｓ１４を含む。各部及び各工程の順序が変更されてもよい。各部及び各工程の複数が一括して実行されてもよい。各部及び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工程が適宜追加されてもよい。
【００１３】
溝加工部１１は材料板２０を取得し、レーザ加工・切削加工・金型加工・射出成形・３Ｄプリンティング等既知の方法で材料板２０に溝部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。充填液調合部１２は充填材料４０を混合攪拌して充填液を準備する（Ｓ１２）。充填液は既製品でもよい。充填加工部１３は材料板２０の溝部Ｇに充填液を充填する（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液を拭き取ったり、溝部Ｇ以外の部分を覆ったりすることで、充填液が開口部Ｐからはみ出さないようにすることができる。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）。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】
造形物Ｚの溝部Ｇ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、衝撃等により溝部Ｇ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く、無色透明でも有色透明でもよい。基材部Ｍ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又は溝部Ｇ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。
【００１６】
造形物Ｚの厚さは、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ｄ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ｄ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、溝部Ｇの深さｄ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は板状に限られず、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。
【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４１・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４２・前記複数の第１の側面４１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５１・該複数の第１の点５１から表面部Ｆを含む面に下ろした垂線又は法線６０・前記複数の第２の側面４２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６０にそれぞれ最も近い複数の第２の点５２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６０とそれぞれ対応する前記複数の第２の点５２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。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。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、ｘ方向の幅とｙ方向の長さとが互いに異なり、溝状に長い溝部Ｇを中心に記載するが、ｘ方向の幅とｙ方向の長さが略同一で、溝部Ｇが円錐・楕円錐・円柱・円錐台・角錐状等でもよい。
【００１８】
充填液調合部１２は展色剤Ｖ・着色剤Ｃ・分散剤Ｄ等を混合攪拌して充填液とする。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、それが溝部Ｇに求められる色と一致していれば、展色剤Ｖが着色なしで充填液となる。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。熱硬化性樹脂とは、硬化状態で加熱しても軟化又は融解せず、不可逆的に熱分解する樹脂である。熱可塑性樹脂とは、硬化状態で加熱により軟化又は融解し、冷却により再度硬化する樹脂である。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、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、溝部Ｇが基材部Ｍから剥離しやすい。とりわけ溝部Ｇ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。溝部Ｇ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。溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇが変形しやすいので、溝部Ｇ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の溝部Ｇ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溝部Ｇにより測定される。溝部Ｇ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、溝部Ｇ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る。すなわち、複���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。また、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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。溝部Ｇの圧縮強さが基材部Ｍより低くてもよい。さらに、溝部Ｇ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等によってなる溝部Ｇ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・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し、難剥離性が高い。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−６７０Ｐｌｕｓ・ブラン・ルーベ製４５０ＬＲ等が挙げられる。）等により、溝部Ｇの赤外吸収スペクトル等が測定可能である。ここから溝部Ｇの組成等が解析可能である。
【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。溝部Ｇ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、高温時に溝部Ｇが基材部Ｍに応力をかけにくい。よって、溝部Ｇ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。溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、それらとビニルエステル等の熱硬化性硬質樹脂との混合樹脂は、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。なお、溝部Ｇ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。充填液の動粘度は、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と溝部Ｇ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。溝部Ｇ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。溝部Ｇ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】
溝部Ｇ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溝部Ｇの引張強さを上回ってもよい。つまり、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇの接着強さが、溝部Ｇの引張強さ以上であればよい。これは溝部Ｇの剥離にかかる応力（Ｎ）と溝部Ｇ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、溝部Ｇ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。加工時の応力が溝部Ｇ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に溝部Ｇが引き裂かれたら、接着強さが引張強さより大きい。溝部Ｇ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、同等の断面形状の溝部Ｇ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、溝部Ｇ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。溝部Ｇ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、溝部Ｇの伸び率が大きい。一方、溝部Ｇの接着強さが引張強さより大きいほど、接着された溝部Ｇ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の種類と充填液に占める着色剤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。充填液に対する着色剤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。充填液調合部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、充填液調合部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３ａ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。
【００２７】
溝部Ｇ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有意に異なってもよい。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、いずれも有意に色が異なる。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以上であれば有意に色が異なり、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以上であれば有意に色が異なり、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。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％以上で有意に色が異なり、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、難接着材の樹脂等に溝部が充填された造形物に特有の問題ということができる。具体的には、基材部Ｍのぬれ張力が溝部Ｇのぬれ張力に近い又はそれ以下である場合に、溝部Ｇ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、温度変化に伴う溝部Ｇ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等が充填され、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のほぼ全体が充填されていると、基材部Ｍが膨張し、溝部楔角が幅方向に開いた時に、その伸びが溝部Ｇ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、次のような場合に溝部Ｇ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と溝部Ｇ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）から溝部Ｇ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）。５、溝部Ｇの深さが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と溝部Ｇ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と溝部Ｇ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溝部Ｇの色が見えない場合だけでなく、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、残りは溝部Ｇに吸収されるか、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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又は溝部Ｇ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、溝部Ｇ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】
0006679094.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】
0006679094.tif 000003
溝部Ｇ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、溝部Ｇは空気ないし真空であり、ｎＧ＝１なので
【数３】
0006679094.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溝部Ｇ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を正面から見た時に、溝部Ｇ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溝部Ｇ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、剥離した溝部Ｇ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溝部Ｇ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、剥離した溝部Ｇ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、本発明により溝部Ｇの剥離が生じないことで、どこから見ても溝部Ｇ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溝部Ｇ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、剥離した溝部Ｇ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、溝部Ｇの色が見えないθＥの範囲は、
【数４】
0006679094.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、溝部Ｇ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ｄに対して充分に大きければ、正面から開口部Ｐの溝部Ｇ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、溝部Ｇと側面Ｓとが剥離していても、側面Ｓを透過して溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、剥離した溝部Ｇ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、溝部Ｇが剥離していない溝部における、溝部Ｇ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の屈折率が溝部Ｇ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を通して溝部Ｇの色が見えていれば、基材部Ｍの屈折率は溝部Ｇ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、溝部Ｇ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≧溝部Ｇ≧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
溝部Ｇ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、溝部Ｇ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】
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ａ  溝部Ｇ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溝部Ｇの色は見えない。θＥが９．９６°より大きく９０°未満の範囲では溝部Ｇ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、溝部Ｇ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、溝部Ｇ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  溝部Ｇ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溝部Ｇ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が背景を反射して溝部Ｇ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、溝部Ｇ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。全反射から溝部Ｇ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、常に溝部Ｇの色が見えているのとは異なる意外さを観察者に与え、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溝部Ｇの色が見えず、視線角度が大きくなると溝部Ｇの色が見える、という効果が意図される場合には、溝部Ｇ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溝部Ｇ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、剥離していない溝部Ｇで溝部Ｇ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。
【００３８】
本発明の技術的範囲は上記の範囲には限定されない。上記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ことが当業者に明らかである。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。
【実施例】
【００３９】
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。これが溝部Ｇに充填され、溝部Ｇからはみ出した分が拭き取られた。溝部Ｇ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から取り出された溝部Ｇ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回落下しても溝部Ｇ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。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
以上説明のように、本発明が提供する造形物Ｚでは、着色された溝部Ｇ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・オブジェの建築構造物の装飾等に有用である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  造形物製造装置、  １１  溝加工部、  １１１Ｃｏ２レーザ加工、  １２  充填液調合部、  １３  充填加工部、  １４  被覆加工部、  ２０  材料板、  ３０  画像、  ４０  充填材料、  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  中間層、  Ｍ  基材部、Ｒ  裏面部、  Ｓ  側面、  Ｔ  被覆部、Ｖ  展色剤、  Ｚ  造形物
【要約】
【課題】着色された溝部の剥離の防止、並びに耐光性及び耐久性の向上。
【課題を解決するための手段】光学的に透過性を有する基材部Ｍと、前記基材部Ｍの色とは異なる色の溝部Ｇと、を有する装飾体において、前記溝部Ｇの引張破壊ひずみ等が前記基材部Ｍの引張破壊ひずみ等の３倍以上である。
【選択図】図３【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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