CN110815878A - 树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法、造形物以及造形物的制造方法 - Google Patents

树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法、造形物以及造形物的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法、造形物以及造形物的制造方法。造形物的制造方法使用在由树脂构成的基材的一方的面上形成含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形薄片，具备：热变换层形成工序，在所述树脂成形薄片的一方的面上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；导电层形成工序，在所述树脂成形薄片的另一方的面上形成导电层；成形工序，在形成所述热变换层和所述导电层后，对所述热变换层照射电磁波，使所述热变换层膨胀，使所述基材追随所述热膨胀层的膨胀而变形，形成所述热变换层和所述导电层，使得所述导电层的至少一部分隔着所述基材和所述热膨胀层而与所述热变换层的至少一部分对置。

Description

树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法、造形物以及造形物 的制造方法
技术领域
本发明涉及利用对应于吸收的热量而膨胀的热膨胀性材料的树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法、造形物以及造形物的制造方法。
背景技术
过去，作为电子设备的数字等的输入部而使用薄膜开关(Membrane switch)等开关。在薄膜开关中，例如使用实施了浮雕加工的树脂制的薄片。另外，在浮雕加工中，使用凹状的模和凸状的模来向所期望的形状进行成形(例如特开平6-8254号公报)。
在这样的方法中，需要在树脂制的薄片的成形前准备与加工的形状相应的金属模。为此有需要制造金属模的成本以及时间的问题。
发明内容
本发明鉴于上述实情而提出，目的在于，提供能简易进行成形的树脂成形薄片以及树脂成形薄片的制造方法、和利用其的造形物以及造形物的制造方法。
本发明的一个方面提供一种造形物的制造方法，其特征在于，使用在由树脂构成的基材的一方的面上形成含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形薄片，所述造形物的制造方法具备：热变换层形成工序，在所述树脂成形薄片的一方的面上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；导电层形成工序，在所述树脂成形薄片的另一方的面上形成导电层；成形工序，在形成所述热变换层和所述导电层后，对所述热变换层照射电磁波，使所述热变换层膨胀，使所述基材追随所述热膨胀层的膨胀而变形，形成所述热变换层和所述导电层，使得所述导电层的至少一部分隔着所述基材和所述热膨胀层而与所述热变换层的至少一部分对置。
本发明的另一方面提供一种造形物的制造方法，其特征在于，使用在由树脂构成的基材的一方的面上形成含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形薄片，所述造形物的制造方法具备：热变换层形成工序，在所述树脂成形薄片的一方的面上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；导电层形成工序，覆盖所述热变换层的至少一部分而形成导电层；和成形工序，在形成所述热变换层和所述导电层后，对所述热变换层照射电磁波，使所述热变换层膨胀，使所述基材追随所述热膨胀层的膨胀而变形。
本发明的另一方面提供一种造形物，其特征在于，具备：形成于基材的一方的面上、含热膨胀性材料的热膨胀层；设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意一方上、含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；和设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意另一方上、具有导电性的导电层，所述导电层的至少一部分设置成隔着所述基材和所述热膨胀层与所述热变换层的至少一部分对置，设有所述热变换层的区域的所述热膨胀层通过热膨胀性材料的膨胀而***，该区域中的所述基材向所述热膨胀层***的方向变形。
本发明的另一方面提供一种树脂成形薄片，其特征在于，具备：形成于基材的一方的面上、含热膨胀性材料的热膨胀层；设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意一方上、含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；和设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意另一方上、具有导电性的导电层，所述导电层的至少一部分设置成隔着所述基材和所述热膨胀层与所述热变换层的至少一部分对置。
本发明的另一方面提供一种树脂成形薄片的制造方法，其特征在于，具备：热变换层形成工序，其在形成于基材的一方的面上并含热膨胀性材料的热膨胀层和所述基材的另一方的面的任意一方上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；和导电层形成工序，在所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意另一方上形成导电层，形成所述热变换层和所述导电层，使得所述导电层的至少一部分隔着所述基材和所述热膨胀层与所述热变换层的至少一部分对置。
附图说明
图1是表示实施方式1所涉及的树脂成形薄片的截面图。
图2是表示实施方式1所涉及的造形物的截面图。
图3是表示利用实施方式1所涉及的造形物的开关的截面图。
图4是表示在实施方式1所涉及的造形物的制造方法中所用的膨胀装置的概要的图。
图5是表示实施方式1所涉及的造形物的制造方法的流程图。
图6(a)～图6(c)是示意表示实施方式1所涉及的造形物的制造方法的截面图。
图7是表示其他实施方式所涉及的树脂成形薄片的截面图。
图8是表示实施方式2所涉及的树脂成形薄片的截面图。
图9(a)～图9(c)是表示实施方式2所涉及的树脂成形薄片的制造方法的截面图。
图10是表示实施方式3所涉及的树脂成形薄片的截面图。
图11(a)是表示使热膨胀层膨胀后的树脂成形薄片的截面图，图11(b)是表示实施方式3所涉及的造形物的截面图。
图12是表示实施方式3所涉及的造形物的制造方法的流程图。
图13(a)～图13(d)是示意表示实施方式3所涉及的造形物的制造方法的截面图。
具体实施方式
以下使用附图来详细说明本发明的实施方式所涉及的造形物以及造形物的制造方法。
在本说明书中，「造形物」是指在给定的面造型(形成)凸部(凸)、凹部(凹)等单纯的形状、几何学形状、字符、纹样、装饰等形状的树脂成形薄片或基材。在此，所谓「装饰」，是经过视觉以及/或者触觉而使人想起美感的存在。「造形(或造型)」是指做出有形的东西，还包含添加装饰的加饰、形成装饰的造饰这样的概念。另外，本实施方式的造形物是在给定的面具有凹凸、几何学形状、装饰等的立体物，为了与通过所谓3D打印机制造的立体物区别，将本实施方式的造形物也称作2.5维(2.5D)物件或伪三维(Pseudo-3D)物件。制造本实施方式的造形物的技术也称作2.5D印刷技术或Pseudo-3D印刷技术。
另外，在本说明书中，为了说明的方便，在树脂成形薄片将设有热膨胀层的面表现为表侧(表面)或上表面，将基材侧表现为背侧(背面)或下表面。在此，「表」、「背」、「上」或「下」的用语并不限定树脂成形薄片的使用方法，根据成形后的树脂成形薄片的利用方法的不同，也会将树脂成形薄片的背面作为表面来使用。关于造形物也同样。
<实施方式1>
(树脂成形薄片10)
树脂成形薄片10如图1所示那样具备基材11和设于基材11的一方的面上的热膨胀层12。如详细后述那样，在本实施方式中，使热膨胀层12膨胀，使基材11按照追随热膨胀层12的膨胀的方向的方式变形，使基材11维持变形后的形状。由此使用树脂成形薄片10来形成图2所示的造形物20。
基材11是支承热膨胀层12的薄片状的构件，在基材11的一方的面上设置热膨胀层12。基材11是由热塑性树脂构成的薄片。作为热塑性树脂，并不限定于此，能举出聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)等聚烯烃系树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚酯系树脂、尼龙等聚酰胺系树脂、聚氯乙烯(PVC)系树脂、聚酰亚胺系树脂等。
基材11谋求易于通过热而变形，因此，决定作为用作基材11的材料、基材11的厚度等，使得通过热容易地变形。另外，基材11由于需要维持变形后的形状，因此决定用作基材11的材料、基材11的厚度等，使得能维持变形后的形状。另外，基材11对应于加工后的造形物20的用途而设计成适合的材料、厚度等。例如，根据造形物20的用途，而不仅谋求维持变形后的形状，还谋求具有在通过按压变形后能复原成原本的形状的弹力。在这样的情况下，决定基材11的材料等，使得变形后的基材11具有要求的弹力。
热膨胀层12设于基材11的一方的面(图1中上表面)上。热膨胀层12是膨胀成与加热的程度(例如加热温度、加热时间)相应的大小的层，在粘合剂中分散配置热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊、微粉末)。另外，热膨胀层12并不限于具有1个层的情况，也可以具有多个层。作为热膨胀层12的粘合剂而使用乙烯醋酸乙烯系聚合物、丙烯酸系聚合物等任意的热塑性树脂。另外，热膨胀性微胶囊在热塑性树脂的壳内，包含丙烷、丁烷、其他低沸点气化性物质。壳例如由聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、聚丙烯腈、聚丁二烯、或它们的共聚物等热塑性树脂形成。例如热膨胀性微胶囊的平均粒径为约5～50μm。若将该微胶囊加热到热膨胀开始温度以上，则由树脂构成的壳软化，内含的低沸点气化性物质气化，通过其压力让壳膨胀成气球状。虽然还依赖于所使用的微胶囊的特性，但微胶囊的粒径膨胀成膨胀前的粒径的5倍程度。另外，在微胶囊的粒径中有偏差，不是全部微胶囊都具有相同粒径。
另外，在本实施方式中，如后述那样，基材11以及热膨胀层12的厚度、材料等优先设定成与热膨胀层12的发泡所引起的高度的增加量相比，基材11的变形量更多。另外，特别在本实施方式中，目的在于，使基材11变形成所期望的形状。为此，热膨胀层12至少具备能使基材11变形成所期望的形状的程度的厚度即可。为此，热膨胀层12适于形成得与基材11的厚度相同或更薄。可是，在例如基材11是难以变形的材料、因造形物的形状而需要使热膨胀层12发泡得高等需要将热膨胀层12形成得厚的情况下，热膨胀层12也可以形成得比基材11厚。
(造形物20)
接下来使用图2来说明造形物20。造形物20是对树脂成形薄片10进行过成形加工的薄片。具体如图2所示那样，热膨胀层12向图2所示的上方向膨胀，在热膨胀层12的上表面具备凸部12a。基材11也在上表面具备凸部11a，在下表面具备有与凸部11a对应的形状的凹部11b。基材11的凸部11a以及热膨胀层12的凸部12a从周围的区域突出。另外，覆盖基材11的凹部11b来设置导电层82。另外，在造形物20中，在热膨胀层12的凸部12a上设置热变换层81，在基材11的凹部11b上设置导电层82。另外，导电层82也可以说是设于凸部11a的内侧。
热变换层81包含能将电磁波变换成热的电磁波热变换材料(以下也称作热变换材料)。热变换层81设于热膨胀层12当中通过膨胀***的区域(图2中凸部12a)。热变换层81使用含电磁波热变换材料的墨水(发泡墨水)，通过平版印刷装置、喷墨打印机等任意的印刷装置形成于热膨胀层12上。作为热变换材料的一例，能举出碳分子的碳黑(石墨)。在该情况下，通过照射电磁波，石墨吸收电磁波而热振动，产生热。热变换层81由于通过电磁波的照射而带热，因而也称作带热层。另外，热变换材料并不限于石墨，还能使用六硼化镧(LaB6)或铯钨氧化物那样的红外线吸收材料。另外，上述无机红外线吸收剂均可以单独使用，或者并用2种以上的不同材料。
导电层82设于基材11的凹部11b上，包含导电性材料、例如导电性高分子。作为导电性高分子，能使用噻吩系导电性聚合物，例如使用聚(3，4-乙烯二氧噻吩)/聚(4-苯乙烯磺酸)(以下称作PEDOT/PSS)。导电层82例如是表面电阻率102～103Ω(Ω/sq.)。另外，导电层82通过印刷含PEDOT/PSS的墨水而形成。作为这样的导电性墨水，例如能举出“ナガセケムテツクス株式会社”制Denatron PT801等。
在本实施方式中，如后述那样，通过对设于树脂成形薄片10的上表面的热变换层81照射电磁波来使热变换层81发热。通过在热变换层81产生的热向热膨胀层12传递，热膨胀层12中的热膨胀性材料发泡，其结果，热膨胀层12膨胀而***。为此，能仅选择性地加热热变换层81的近旁的区域，能仅选择性地使热膨胀层12的特定的区域膨胀。此外，在热变换层81产生的热向基材11传递，使基材11软化。另外，基材11在使热膨胀层12发泡、膨胀时以追随热膨胀层12的膨胀的方向的形式变形。具体地，基材11向热膨胀层***的方向变形，在变形后维持其形状。
如此地，由于在设有热变换层81的区域，基材11变形来设置凸部11a，因此导电层82如图2所示那样，被设置成隔着基材11以及热膨胀层12与热变换层81对置。另外，如后述那样，在本实施方式中，在将树脂成形薄片10成形前，在形成有凸部11a(凹部11b)的区域设置导电层82。由此，能在凸部11a的内侧(凹部11b上)良好地形成导电层82。另外，导电层82不需要如图2所示那样完全与热变换层81对置，至少与热变换层81的一部分对置即可。另外，导电层82也可以进一步设置在不与热变换层81对置的区域。因此，导电层82的至少一部分与热变换层81的至少一部分对置即可。
另外，在本实施方式中，在形成图2所示的凸部12a时，热膨胀层12膨胀的力向与基材11相反的方向(图3所示的上侧)发挥作用。被该膨胀的力拉拽，基材11向图2所示的上方向变形，形成凸部11a。另外，在基材11的背面形成与形成于表面的凸部11a的形状对应的凹部11b。凹部11b的形状是与凸部11a大致相同的形状，是使凸部11a缩小了与基材11的厚度相应的量的形状。在本说明书中，将这样的热膨胀层12的凸部12a、基材11的凸部11a以及凹部11b的形状表现为浮雕形状。将这样的形状称作「浮雕形状」是因为，虽然与通常的浮雕加工不同，不利用金属模，但变形后的形状与使用浮雕加工形成的形状类似。
另外，在本实施方式的造形物20中，特别由于利用热膨胀层12使基材11变形，因此优选如图2所示那样，基材11的变形量Δh1与热膨胀层12的发泡高度Δh2相比更大。另外，变形量Δh1是与基材11的未变形的区域的表面相比的凸部11a的高度。另外，热膨胀层12的发泡高度(差分)Δh2是从热膨胀层12的膨胀后的高度减去热膨胀层12的膨胀前的高度的高度。另外，差分Δh2也可以说是通过热膨胀性材料的膨胀产生的热膨胀层12的高度的增加量。
(开关30)
接下来使用附图来说明利用本实施方式的造形物20的开关30。本实施方式的开关30是具备造形物20的产品的一例。开关30例如作为计算器等电子设备的键帽使用。另外，电子设备并不限于计算器，也可以是打印机、遥控器等。另外，本实施方式的开关30的功能是任意的。
开关30如图3所示那样是所谓的薄膜开关，具备设于电路基板36上的下部接触部37(接触垫37a、37b)，在电路基板36上配置造形物20。造形物20的导电层82作为上部接触部发挥功能。
下部接触部37的接触垫37a、37b一体形成，下部接触部37在与导电层82对置的区域，平面形状形成为曲折状。另外，接触垫37a以及37b分别与未图示的布线连接。在该情况下，通过上部接触部即导电层82与接触垫37a与37b之间接触，下部接触部37的电阻率改变，探测到开关30被按下。
另外，下部接触部37的接触垫37a、37b可以相互分开配置。在该情况下，通过上部接触部的导电层82与接触垫37a以及37b接触，接触垫37a与37b之间导通，探测到开关30被按下。
在开关30中，从图3所示的上侧将造形物20向下方向按压。具体地，基材11的凸部11a等被向下方向按压。造形物20接受该力而变形成凹陷，其结果，导电层82与下部接触部37接触。由此，下部接触部37中的电阻率改变，探测到开关30被按下。例如在将开关30用在计算器中的情况下，探测到输入数字或运算符。另外，若按压造形物20等的力解放，则造形物20复原成原本的形状。
(造形物20的制造方法)
接下来说明使用树脂成形薄片10制造造形物20的方法(造形物制造处理)。在以下的造形物的制造方法中，举出使用卷成卷状的树脂成形薄片10的情况(卷式)为例来进行说明，但也可以是单片式。
首先，为了形成热变换层81以及导电层82，能使用任意的印刷装置。热变换层81例如利用平版印刷装置进行印刷。另外，导电层82例如利用丝网印刷装置形成。另外，在使热膨胀层12膨胀时，使用图4所示的膨胀装置50。
膨胀装置50如图4所示那样具备照射部51、反射板52、温度传感器53、冷却部54以及筐体55，照射部51、反射板52、温度传感器53以及冷却部54被收在筐体55内。树脂成形薄片10被运送到膨胀装置50之下。
照射部51具备灯加热器例如卤素灯，对树脂成形薄片10照射近红外区域(波长750～1400nm)、可见光区域(波长380～750nm)或中红外区域(波长1400～4000nm)的电磁波(光)。若对印刷了含热变换材料发泡墨水所构成的热变换层81的树脂成形薄片10照射电磁波，则在印刷了热变换层81的部分，与未印刷热变换层81的部分相比，更加效率良好地将电磁波变换成热。为此，树脂成形薄片10当中印刷了热变换层81的部分主要被加热，到达开始膨胀的温度后，热膨胀性材料就膨胀。另外，照射部51并不限于卤素灯，若能照射电磁波，则还能采用其他结构。另外，电磁波的波长也并不限定于上述的范围。
反射板52是接受从照射部51照射的电磁波的被照射体，是将从灯加热器照射的电磁波向树脂成形薄片10反射的机构。温度传感器53是热电偶、热敏电阻等，作为测定反射板52的温度的测定单元发挥功能。冷却部54设于反射板52的上侧，具备至少1个供气风扇，作为冷却膨胀装置50的内部的冷却单元发挥功能。
在膨胀装置50中，树脂成形薄片10被从卷取出，一边通过未图示的运送辊运送一边接收由照射部51照射的电磁波。其结果，设于树脂成形薄片10的热变换层81带热。该热向基材11以及热膨胀层12传递。基材11因该热而软化，热膨胀层12的至少一部分膨胀。作为结果，基材11变形。热膨胀层12的膨胀后，树脂成形薄片10卷起。另外，根据基材11的变形量，树脂成形薄片10也可以是未卷起而被裁断。
接下来参考图5所示的流程图以及图6(a)～图6(c)所示的树脂成形薄片10的截面图，来说明成形树脂成形薄片10、制造造形物20的处理(造形物制造处理)的流程。
第1，准备图1所示的树脂成形薄片10。表示树脂成形薄片10的表面中使发泡以及膨胀的部分的发泡数据(用于形成热变换层81的数据)和用于形成导电层82的数据事前决定。接下来，使用平版印刷装置等来在树脂成形薄片10的表侧的面印刷热变换层81(步骤S1)。热变换层81是使用含电磁波热变换材料的墨水、例如含碳黑的发泡墨水而形成的层。平版印刷装置遵循指定的发泡数据在树脂成形薄片10的表面印刷含热变换材料的发泡墨水。其结果如图6(a)所示那样，在树脂成形薄片10的表侧的面(热膨胀层12上)形成热变换层81。另外，由于若将热变换层81印刷得浓发热量就会增加，因此热膨胀层12膨胀得高。因此能得到基材11的高的变形量。还能利用这点，通过热变换层81的浓淡的控制来控制变形高度。
第2，在树脂成形薄片10的背侧的面，使用含导电性材料的导电性墨水，利用丝网印刷装置等来形成导电层82(步骤S2)。在此，作为导电性材料而使用导电性聚合物。导电性聚合物虽然并不限于此，但使用有机噻吩系导电性聚合物例如PEDOT：PSS。具体地，将导电性墨水使用丝网印刷装置等在基材11的背面印刷所期望的图案。接下来，使墨水中的溶剂挥发，形成导电层82。另外，导电层82形成为隔着基材11和热膨胀层12与热变换层81的至少一部分对置。其结果如图6(b)所示那样形成导电层82。
第3，将印刷了热变换层81和导电层82的树脂成形薄片10，以让表面朝向上侧的方式向膨胀装置50运送。在膨胀装置50中，由照射部51向运送的树脂成形薄片10照射电磁波(步骤S3)。具体说明的话，在膨胀装置50中，由照射部51对树脂成形薄片10的表面照射电磁波。印刷于树脂成形薄片10的表面的热变换层81中所含的热变换材料通过吸收被照射的电磁波而发热。在热变换层81产生的热传递从而基材11软化。此外，在热变换层81产生的热传递到热膨胀层12，热膨胀性材料发泡、膨胀。其结果如图6(c)所示那样，树脂成形薄片10的热膨胀层12当中印刷了热变换层81的区域膨胀、鼓起。因来自热变换层81的热而软化的基材11，被热膨胀层12的膨胀的力拉拽而变形。在变形后，基材11冷却，维持变形后的形状。
通过以上那样的次序，使用树脂成形薄片10来制造造形物20。
另外，实施步骤S1和步骤S2的顺序能变更，但一般由于导电性墨水昂贵，因此适于如图5所示那样之后形成导电层82。
如此地在利用本实施方式的树脂成形薄片10的造形物20的制造方法中，通过印刷形成热变换层81和导电层82，能通过向热变换层81照射电磁波来使树脂成形薄片10容易地变形成所期望的形状。特别是，通过使用印刷以及电磁波的照射，不再需要用于成形的金属模等，能使树脂成形薄片10的成形所需的时间以及费用减低。另外，使热膨胀层12***的位置、高度等能通过使用热变换层(发泡数据)81的浓淡的控制、电磁波的控制(在每单位面积受到的能量量的控制)等来容易地进行控制。
过去，在形成凸部后，难以在凸部(圆顶)的内侧通过印刷来设置导电层。但在本实施方式中，通过在基材11的变形前在与热变换层81的至少一部分对置的位置设置导电层82，能在基材11的凸部11a的背侧(凹部11b)容易地设置导电层82。
另外，位于变形成圆顶状的基材11之上的热膨胀层12，为了使基材11变形而膨胀，但该区域(凸部12a)与其他区域比较，弹力性增加，具备缓冲性。因此，例如适于在作为图3所示的开关30使用的情况等加进凸部12a的缓冲性。
另外，本实施方式中，造形物20被着色并非必须。不过还能如图7所示那样，在热变换层81上设置彩色墨水层83。彩色墨水层83通过由任意的印刷装置印刷彩色墨水而形成。作为彩色墨水而能使用水性墨水、溶剂系墨水、紫外线固化墨水等任意的墨水。能表现开关的颜色、显示的数字等。另外，在形成彩色墨水层83的情况下，在图5所示的造形物制造处理的步骤S1之后或步骤S2之后形成彩色墨水层83即可。
另外，彩色墨水层83并不限于图7所示那样覆盖热变换层81而形成的情况，也可以还进一步设于未形成热变换层81的区域(例如凸部12a的周围)。另外，彩色墨水层83能形成于造形物20的表侧的面当中任意的区域，可以仅设于未形成热变换层81的区域，还能仅覆盖热变换层81的一部分。
另外，彩色墨水层83并不限于设于热变换层81的上侧的结构。彩色墨水层83也可以设于热变换层81的下侧，换言之设于热膨胀层12与热变换层81之间。在该情况下，在图5所示的造形物制造处理的步骤S1之前形成彩色墨水层83。
<实施方式2>
以下使用附图来说明实施方式2所涉及的树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法以及造形物的制造方法。本实施方式的树脂成形薄片14与实施方式1所示的树脂成形薄片10的不同点在于，热变换层81和导电层82在制造树脂成形薄片14时形成。对与上述的实施方式1重复的部分使用相同附图标记，省略详细的说明。另外，本实施方式中制造的造形物与实施方式1同样。
(树脂成形薄片14)
本实施方式的树脂成形薄片14如图8所示那样具备基材11、热膨胀层12、热变换层81和导电层82。基材11、热膨胀层12、热变换层81以及导电层82由于与实施方式1同样，因此省略详细的说明。与实施方式1同样，导电层82的至少一部分设置成隔着基材11和热膨胀层12与热变换层81的至少一部分对置。
(树脂成形薄片14的制造方法)
接下来如以下那样制造本实施方式的树脂成形薄片14。
首先，作为基材11而准备由薄片状的材料例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成的薄片。基材11可以是卷状，也可以预先被裁断。
接下来使由热塑性树脂等构成的粘合剂和热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊)混合，调制用于形成热膨胀层12的涂布液。接下来使用刮棒涂机、辊涂机、旋涂机等公知的涂布装置将涂布液涂布在基材11上。热膨胀层12的形成可以使用涂布装置以外的装置形成。接下来使涂膜干燥，如图9(a)所示那样形成热膨胀层12。另外，为了得到设为目标的热膨胀层12的厚度，可以多次进行涂布液的涂布以及干燥。另外，在使用在一方的面上具备热膨胀层12的基材11的情况下，能省略形成热膨胀层12的工序。
接下来与实施方式1同样，使用平版印刷装置等任意的印刷装置将含热变换材料的发泡墨水印刷在热膨胀层12上，如图9(b)所示那样形成热变换层81。
接下来与实施方式1同样地，使用丝网印刷装置等任意的印刷装置将含导电性材料的导电性墨水印刷在基材11的背面，如图9(c)所示那样形成导电层82。导电层82与实施方式1同样，形成为隔着基材11和热膨胀层12与热变换层81的至少一部分对置。另外，在使用卷状的基材11的情况下，若需要，则进行裁断。由此制造树脂成形薄片14。
另外，在使用本实施方式的树脂成形薄片14制造造形物的情况下，实施实施方式1中所用的图5所示的流程图的步骤S3。具体地，对图4所示的膨胀装置50运送树脂成形薄片14，对树脂成形薄片14照射电磁波。通过电磁波的照射让热膨胀层12膨胀，追随热膨胀层12的膨胀，基材11变形。由此将树脂成形薄片14成形，能形成造形物。
根据本实施方式的树脂成形薄片、树脂成形薄片的制造方法以及造形物的制造方法，在树脂成形薄片14中，通过印刷形成热变换层81和导电层82，能通过向热变换层81照射电磁波来使树脂成形薄片14容易地变形成所期望的形状。此外，通过在基材11的变形之前将导电层82设于与热变换层81的至少一部分对置的位置，能在基材11的凸部11a的背侧(凹部11b的内侧)容易地设置导电层82。
<实施方式3>
以下使用附图来说明实施方式3所涉及的树脂成形薄片、造形物、造形物的制造方法。本实施方式的树脂成形薄片15与实施方式1所示的树脂成形薄片10的不同点在于，在基材11与热膨胀层12之间具备中间层16，能通过中间层16将热膨胀层12从基材11剥离而除去。对与上述的各实施方式重复的部分省略详细的说明。
(树脂成形薄片15)
本实施方式的树脂成形薄片15如图10所示那样具备基材11、中间层16和热膨胀层12。基材11由于与实施方式1同样，因此省略详细的说明。
中间层16设于基材11的第1面(图10所示的上表面)上。中间层16能剥离地对基材11粘结。另外，在中间层16上设置热膨胀层12。在本实施方式中，将中间层16设置在基材11与热膨胀层12之间，进而使中间层16与基材11之间的剥离强度比中间层16与热膨胀层12之间的剥离强度要弱，能将热膨胀层12从基材11剥离而除去。
另外，作为中间层16的剥离强度，谋求在热膨胀层12的膨胀前至少在通常的使用范围下热膨胀层12不会从树脂成形薄片15剥离。所谓通常的使用范围，例如是搬运树脂成形薄片15这样由用户进行的一般的动作、和对树脂成形薄片15实施印刷、使热膨胀层12膨胀这样树脂成形薄片15中通常设想的使用的范围。此外，中间层16优选具有在将热膨胀层12剥离时在内部不会破断的程度的破断强度。作为这样的中间层16，能举出在一方的面设有粘结层的树脂薄膜。作为粘结层而能使用热固化系的粘结剂。作为热固化系的粘结剂，例如适合利用氯乙烯-乙酸乙烯共聚树脂的粘结剂。作为粘结剂的溶媒，可以是水系、溶剂系的任一者。另外，作为粘结层，可以使用丙烯酸系粘着剂、硅酮系粘着剂等微粘着力的粘着剂。树脂薄膜例如由从聚酯、聚乙烯、聚乙烯醇、聚对苯二甲酸乙二醇酯或它们的共聚物选择的树脂构成。作为中间层16，例如能使用由乙烯-乙烯醇共聚物构成的薄膜。中间层16的薄膜例如是12～15μm的厚度，粘结层设为2μm的厚度。另外，作为粘结层的剥离强度，在以180°剥离强度试验进行测定的情况下，若是0.06N/20mm以上，则能实质防止通过用户的一般的动作而中间层16从基材11剥离。另外，在以180°剥离强度试验测定粘结层的剥离强度的情况下，若是0.5N/20mm以下、优选0.4N/20mm以下，就能将中间层16从基材11容易地剥离。
另外，对于中间层16，只要中间层16与基材11之间的剥离强度比中间层16与热膨胀层12之间的剥离强度弱即可，例如能使用从聚乙烯醇(PVA)系树脂、聚酯系树脂、聚氨酯系树脂、丙烯酸系树脂等选择的树脂形成。作为这样的树脂，例如能举出“高松油脂社”制NS625。
热膨胀层12设于中间层16上。热膨胀层12与实施方式1同样是膨胀成与加热的程度相应的大小的层，在粘合剂中分散配置热膨胀性材料(热膨胀性微胶囊、微粉末)。
(造形物23)
接下来使用附图来说明在本实施方式制造的造形物23。图11(a)表示使热膨胀层12膨胀、使基材11变形的状态的树脂成形薄片15。使热膨胀层12膨胀后的树脂成形薄片15与实施方式1的造形物20同样。具体地，在热膨胀层12形成凸部12a，在基材11形成凸部11a和凹部11b。凸部11a和凸部12a从周围的区域突出。在图11(a)所示的树脂成形薄片15的端部，使中间层16的一部分从基材11剥离，一边将中间层16和设于其上的热膨胀层12牵拉一边使它们从基材11剥离。剥离可以以手工作业进行，也可以使用器具、机械等。由此得到由基材11构成的造形物23。造形物23如图11(b)所示那样具备：具备凸部11a和凹部11b的基材11；和设于凹部11b上的导电层82。在实施方式1的图3所示的开关30中能取代造形物20而使用本实施方式的造形物23。在该情况下，可以使基材11为透明或半透明。
在本实施方式的造形物23中，在基材11的一方的面和另一方的面的至少任意一方的面，可以还具备由彩色墨水形成的彩色墨水层(未图示)。
(造形物23的制造方法)
接下来参考图12所示的流程图以及图13(a)～图13(d)所示的树脂成形薄片15的截面图，来说明成形树脂成形薄片15、制造造形物23的处理(造形物制造处理)的流程。
第1，准备树脂成形薄片15。在本实施方式中，为了在制造造形物23的处理中形成热变换层81和导电层82，准备图10所示的树脂成形薄片15。另外，表示树脂成形薄片15的表面中使发泡以及膨胀的部分的发泡数据(用于形成热变换层81的数据)和用于形成导电层82的数据事前决定。接下来，由平版印刷装置等使用发泡墨水在树脂成形薄片10的表侧的面印刷热变换层81(步骤S21)。其结果如图13(a)所示那样，在树脂成形薄片15的表面形成热变换层81。
第2，在树脂成形薄片15的背侧的面使用含导电性材料的导电性墨水，利用丝网印刷装置等来形成导电层82(步骤S22)。在此，作为导电性材料而使用导电性聚合物。导电性聚合物并不限于此，使用PEDOT：PSS。在本实施方式中，导电层82也形成为隔着基材11、中间层16以及热膨胀层12与热变换层81的至少一部分对置。其结果如图13(b)所示那样形成导电层82。
第3，将印刷了热变换层81和导电层82的树脂成形薄片15，按照表面朝向上侧的方式向膨胀装置50运送。在膨胀装置50中，由照射部51向运送的树脂成形薄片10照射电磁波(步骤S23)。其结果如图13(c)所示那样，树脂成形薄片15的热膨胀层12当中印刷了热变换层81的区域膨胀，鼓起。由于来自热变换层81的热而软化的基材11，被热膨胀层12的膨胀的力牵拉而变形。
第4，在树脂成形薄片15的端部，使中间层16的一部分从基材11剥离，一边牵拉中间层16和设于其上的热膨胀层12一边使它们从基材11剥离(步骤S24)。由此将中间层16和热膨胀层12从基材11除去。剥离可以以手工作业进行，也可以使用器具、机械等。其结果，如图13(d)所示那样，中间层16和热膨胀层12被除去，制造具备成形的基材11和覆盖基材11的凹部11b而设的导电层82的造形物23。
另外，中间层16不需要在基材11上的整体进行剥离，还能部分地剥离并除去。
在本实施方式的树脂成形薄片、造形物的制造方法以及造形物中，通过在树脂成形薄片15形成热变换层81和导电层82，向热变换层81照射电磁波，能使树脂成形薄片15容易地变形成所期望的形状。此外，通过在基材11的变形之前将导电层82设于与热变换层81的至少一部分对置的位置，能在基材11的凸部11a的背侧(凹部11b)容易地设置导电层82。
进而在本实施方式中，通过让树脂成形薄片15具备中间层16，还能将热膨胀层12剥离而除去。
另外，在本实施方式3中，也与实施方式2同样，能在树脂成形薄片的制造方法时形成热变换层81和导电层82。在该情况下，树脂成形薄片15具备基材11、中间层16、热膨胀层12、热变换层81和导电层82。
另外，在制造这样的树脂成形薄片的情况下，在制造实施方式2说明的热膨胀层12的工序前具备形成中间层16的工序。具体地，将在一方的面设有粘结层的薄膜，使粘结层与基材11接触，来通过热压接贴附在基材11上。作为粘结层，适合使用热固化系的粘结剂，例如使用氯乙烯-乙酸乙烯共聚树脂。另外，作为粘结层，可以使用丙烯酸系粘着剂、硅酮系粘着剂等微粘着力的粘着剂。由此在基材11上设置中间层16。接下来在中间层16上用与实施方式2同样的方法形成热膨胀层12。以后的工序与实施方式2相同。另外，制造造形物时执行图12所示的流程图的步骤S23和步骤S24。
另外，在本实施方式那样将热膨胀层12除去的情况下，也可以不具备中间层16，由基材11和热膨胀层12构成树脂成形薄片15。在该情况下，由于一边牵拉热膨胀层12一边使其从基材11剥离，因此优选热膨胀层12包含由热塑性弹性体构成的粘合剂，以使得热膨胀层12难以破断。另外，热塑性弹性体并不限于此，从聚氯乙烯、乙丙橡胶(EPR)、乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)、苯乙烯系热塑性弹性体、烯烃系热塑性弹性体、尿烷系热塑性弹性体或聚酯系热塑性弹性体等中选择。作为粘合剂而适合使用苯乙烯系弹性体。
特别在本实施方式中，热膨胀层12谋求使剥离时不会破断。此外，若在使热膨胀层12膨胀时热膨胀层12从基材11剥离，就难以在热膨胀层12的表面形成所期望的凹凸。为此，热膨胀层12与基材11之间的粘结力需要具有热膨胀层12的膨胀时不会剥离的程度以上。此外，热膨胀层12的破断强度与热膨胀层12与基材11之间的剥离强度相比更大，适合2倍以上。
本发明并不限于上述的实施方式，能进行种种变形以及应用。例如在上述的实施方式1以及2中，举出导电层82设于基材11的凸部11a的背侧(凹部11b的内侧)的情况为例，但并不限于此。也可以是导电层82设于热膨胀层12的凸部12a上、热变换层81设于基材11的凸部11a的背侧(凹部11b)的结构。在该情况下，若使用图2进行说明，则在形成热变换层81的部分设置导电层82，在形成导电层82的部分设置热变换层81。在该情况下，在图5所示的步骤S1中形成热变换层81的情况下，与图6(a)不同，在基材11的下表面设置热变换层81，在步骤S2，在热膨胀层12的上形成导电层82。另外，导电层82的至少一部分隔着基材11和热膨胀层12与热变换层81的一部分对置这点和实施方式1以及2同样。
另外，还能将热变换层81和导电层82形成在树脂成形薄片10的相同面。在该情况下，导电层82的至少一部分覆盖热变换层81的一部分而设。导电层82由于需要与设于外部的接点接触，因此将热变换层81设于基材11侧，导电层82覆盖热变换层81的至少一部分而配置。若使用图2进行说明，则在将热变换层81和导电层82设于树脂成形薄片10的背面(图2所示的下侧的面)的情况下，热变换层81设于基材11与导电层82之间。另外，在该情况下，在图5所示的步骤S1中形成热变换层81的情况下，与图6(a)不同，在基材11的下表面设置热变换层81，在步骤S2中形成导电层82的情况下，覆盖热变换层81的至少一部分而形成。关于实施方式2也同样。
同样地，在将热变换层81和导电层82设于树脂成形薄片10的表面(图2所示的上侧的面)的情况下，导电层82设于热变换层81上。在该情况下，在图5所示的步骤S1中形成热变换层81后步骤S2中形成导电层82的情况下，覆盖热变换层81的至少一部分而形成。关于实施方式2也同样。
在实施方式3的情况下，热膨胀层12由于在膨胀后被除去，因此在树脂成形薄片15的下表面设置热变换层81和导电层82。具体地，在图11(a)所示的基材11与导电层82之间形成热变换层81。另外，在图12所示的步骤S21中形成热变换层81的情况下，与图13(a)不同，在基材11的下表面设置热变换层81，在步骤S22，覆盖热变换层81的至少一部分而形成导电层82。
另外，也可以在基材11与热膨胀层12之间具备用于提高基材11与热膨胀层12之间的粘结性的层。另外，在热膨胀层12上也可以根据印刷方式而形成需要的层。例如在以喷墨方式进行印刷的情况下，可以还具备用于提升墨水的定影的层。
另外，各实施方式中所用的图都是用于说明各实施方式的图。因此，树脂成形薄片的各层的厚度并不意图并不限定为以图中所示那样的比率形成来进行解释。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但本发明包含在权利要求书的范围记载的发明和其等同的范围中。

Claims (17)

1.一种造形物的制造方法，其特征在于，
使用在由树脂构成的基材的一方的面上形成含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形薄片，
所述造形物的制造方法具备：
热变换层形成工序，在所述树脂成形薄片的一方的面上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；
导电层形成工序，在所述树脂成形薄片的另一方的面上形成导电层；
成形工序，在形成所述热变换层和所述导电层后，对所述热变换层照射电磁波，使所述热变换层膨胀，使所述基材追随所述热膨胀层的膨胀而变形，
形成所述热变换层和所述导电层，使得所述导电层的至少一部分隔着所述基材和所述热膨胀层而与所述热变换层的至少一部分对置。
2.根据权利要求1所述的造形物的制造方法，其特征在于，
在所述导电层形成工序中，通过印刷含有机噻吩系导电性聚合物作为导电性材料的墨水来形成所述导电层。
3.根据权利要求1所述的造形物的制造方法，其特征在于，
在进行所述热变换层形成工序之后进行所述导电层形成工序。
4.根据权利要求1所述的造形物的制造方法，其特征在于，
所述导电层设于所述基材的另一方的面上，所述热变换层设于所述热膨胀层上，
能通过设于所述基材与所述热膨胀层之间的中间层，或通过将所述热膨胀层自身剥离，来将所述热膨胀层的至少一部分从所述基材剥离，
所述造形物的制造方法还具备：
热膨胀层除去工序，在所述成形工序之后从所述基材除去所述热膨胀层。
5.根据权利要求4所述的造形物的制造方法，其特征在于，
所述中间层是12～15μm的厚度，在该中间层的一方的面设有厚度2μm的粘结层。
6.根据权利要求5所述的造形物的制造方法，其特征在于，
所述粘结层的剥离强度为0.06N/20mm以上且0.5N/20mm以下。
7.根据权利要求5所述的造形物的制造方法，其特征在于，
所述中间层是树脂性的薄膜，所述粘结层是热固化系的粘结层。
8.根据权利要求1所述的造形物的制造方法，其特征在于，
所述造形物的制造方法还具备：
彩色印刷工序，在所述热膨胀层上印刷彩色图像。
9.根据权利要求1所述的造形物的制造方法，其特征在于，
所述基材由热塑性树脂构成，
所述热膨胀层的厚度形成得与所述基材的厚度相同或比所述基材的厚度薄。
10.根据权利要求1所述的造形物的制造方法，其特征在于，
在所述成形工序中，所述基材的变形量比所述热膨胀层的膨胀高度大。
11.一种造形物的制造方法，其特征在于，
使用在由树脂构成的基材的一方的面上形成含热膨胀性材料的热膨胀层的树脂成形薄片，
所述造形物的制造方法具备：
热变换层形成工序，在所述树脂成形薄片的一方的面上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；
导电层形成工序，覆盖所述热变换层的至少一部分而形成导电层；和
成形工序，在形成所述热变换层和所述导电层后，对所述热变换层照射电磁波，使所述热变换层膨胀，使所述基材追随所述热膨胀层的膨胀而变形。
12.一种造形物，其特征在于，具备：
形成于基材的一方的面上、含热膨胀性材料的热膨胀层；
设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意一方上、含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；和
设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意另一方上、具有导电性的导电层，
所述导电层的至少一部分设置成隔着所述基材和所述热膨胀层而与所述热变换层的至少一部分对置，
设有所述热变换层的区域的所述热膨胀层通过热膨胀性材料的膨胀而***，该区域中的所述基材向所述热膨胀层***的方向变形。
13.根据权利要求12所述的造形物，其特征在于，
所述导电层含有机噻吩系导电性聚合物，以作为导电性材料。
14.一种树脂成形薄片，其特征在于，具备：
形成于基材的一方的面上、含热膨胀性材料的热膨胀层；
设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意一方上、含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；和
设于所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意另一方上、具有导电性的导电层，
所述导电层的至少一部分设置成隔着所述基材和所述热膨胀层而与所述热变换层的至少一部分对置。
15.根据权利要求14所述的树脂成形薄片，其特征在于，
所述导电层含有机噻吩系导电性聚合物，以作为导电性材料。
16.一种树脂成形薄片的制造方法，其特征在于，具备：
热变换层形成工序，在形成于基材的一方的面上并含热膨胀性材料的热膨胀层和所述基材的另一方的面的任意一方上形成含将电磁波变换成热的电磁波热变换材料的热变换层；和
导电层形成工序，在所述热膨胀层和所述基材的另一方的面当中的任意另一方上形成导电层，
形成所述热变换层和所述导电层，使得所述导电层的至少一部分隔着所述基材和所述热膨胀层而与所述热变换层的至少一部分对置。
17.根据权利要求16所述的树脂成形薄片的制造方法，其特征在于，
在所述导电层形成工序中，通过印刷含有机噻吩系导电性聚合物作为导电性材料的墨水来形成所述导电层。
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