JP2014032796A - Deformation member for sheet - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート状部材を変形させるときに用いるシート用変形部材に関する。 The present invention relates to a deformation member for a sheet used when deforming a sheet-like member.
ユーザが自らの手で平面状のシートを折り曲げることで立体形状を作り出すものには、折り紙、飛び出す絵本、ペーパークラフト等が知られている。 Origami, pop-out picture books, paper crafts, and the like are known as ones in which a user can create a three-dimensional shape by folding a flat sheet with his / her hand.
一方で、シート状部材の形状を変化させるために、熱収縮インクを用いる技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、シート状部材に溝を形成し、この溝の中に熱収縮インクを挿入している。この熱収縮インクを加熱することで、シート状部材を変形させている。また、フィルム状の合成樹脂に極めて薄いアルミニウムからなる導電性物質層を形成した電子レンジ用の加熱シートが知られている（例えば、特許文献２参照。）。また、加熱することにより収縮するゴムが知られている（例えば、特許文献３参照。）。 On the other hand, in order to change the shape of a sheet-like member, a technique using heat-shrinkable ink is known (for example, see Patent Document 1). In this technique, a groove is formed in a sheet-like member, and heat shrink ink is inserted into the groove. The sheet-like member is deformed by heating the heat-shrinkable ink. There is also known a heating sheet for a microwave oven in which a conductive material layer made of extremely thin aluminum is formed on a film-like synthetic resin (see, for example, Patent Document 2). Further, a rubber that shrinks when heated is known (for example, see Patent Document 3).
ここで、従来のペーパークラフトでは、立体形状を完成させるために手先の器用さが要求されるため、例えばプレゼントとして相手に送る際には、相手の手先の器用さや、完成させるために要する時間を考慮せねばならず、敬遠されることがあった。また、熱収縮インクを用いるものは、シート状部材に予め溝を形成する必要があった。さらに、熱収縮インクを用いるものでは、マイクロ波により加熱したときのシートの変位量及び変位速度は限られており、複雑な形状を形成することが困難であったり、驚きを演出するのには不十分であったりする。 Here, in conventional paper craft, dexterity of the hand is required to complete the three-dimensional shape. For example, when sending it as a present to the opponent, consider the dexterity of the opponent's hand and the time required to complete it. I had to do it, and sometimes I was shunned. Further, in the case of using heat shrink ink, it is necessary to form grooves in the sheet-like member in advance. Furthermore, in the case of using heat-shrinkable ink, the amount of displacement and the displacement speed of the sheet when heated by microwave are limited, and it is difficult to form a complicated shape or to produce a surprise It may be insufficient.
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、より簡単に、より複雑な変形を実現することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object thereof is to realize a simpler and more complicated deformation.
上記課題を達成するために本発明によるシート用変形部材は、
熱により収縮する熱収縮部材と、
前記熱収縮部材の一方の面に設けられ、マイクロ波を受けることにより発熱する発熱部材と、
を備える。
In order to achieve the above object, the deformation member for a sheet according to the present invention is:
A heat shrinkable member that shrinks by heat;
A heat-generating member provided on one surface of the heat-shrinkable member and generating heat by receiving microwaves;
Is provided.
発熱部材は、熱収縮部材の一方の面に設けられるが、該一方の面とは反対側の面である他方の面には設けられていない。熱収縮部材は、発熱部材から熱を受けて温度が上昇する。そして、発熱部材が設けられている一方の面の温度が比較的高くなり、発熱部材が設けられていない他方の面の温度が比較的低くなる。そうすると、熱収縮部材の一方の面の収縮率が比較的高くなり、該一方の面とは反対側の面である他方の面の収縮率が比較的低くなる。これにより、一方の面と、他方の面とで、収縮率に差が生じるので、熱収縮部材は
、収縮率の高いほうへ折れ曲がる。また、熱収縮部材と発熱部材とが接しているので、熱収縮部材を加熱するときの効率が高い。さらに、発熱部材は、マイクロ波を受けることにより発熱するため、家庭で電子レンジを用いることにより発熱させることができる。また、熱収縮部材及び発熱部材の形状（例えば、面積、夫々の長さ、夫々の幅）を調整することにより、熱収縮部材が受ける熱の量を調整することができるので、折れ曲がる角度、速度、時期等を容易に調整することができる。これにより、複雑な変形が可能となる。なお、熱収縮部材及び発熱部材は、共にシート状に形成されていてもよい。また、熱収縮部材と発熱部材とは密着していてもよい。
The heat generating member is provided on one surface of the heat shrinkable member, but is not provided on the other surface which is the surface opposite to the one surface. The heat shrinkable member receives heat from the heat generating member and rises in temperature. Then, the temperature of one surface where the heat generating member is provided is relatively high, and the temperature of the other surface where the heat generating member is not provided is relatively low. If it does so, the shrinkage rate of one side of a heat contraction member will become comparatively high, and the shrinkage rate of the other surface which is a surface on the opposite side to this one surface will become comparatively low. As a result, there is a difference in shrinkage rate between the one surface and the other surface, so that the heat-shrinkable member bends toward the higher shrinkage rate. Moreover, since the heat shrinkable member and the heat generating member are in contact with each other, the efficiency when heating the heat shrinkable member is high. Further, since the heat generating member generates heat when it receives microwaves, it can generate heat by using a microwave oven at home. In addition, the amount of heat received by the heat shrinkable member can be adjusted by adjusting the shape (for example, area, length, width of each) of the heat shrinkable member and the heat generating member. The time etc. can be adjusted easily. Thereby, complicated deformation | transformation is attained. Both the heat shrink member and the heat generating member may be formed in a sheet shape. Further, the heat shrinkable member and the heat generating member may be in close contact with each other.
また、本発明においては、前記発熱部材の長さが、前記マイクロ波の波長に応じて決定されてもよい。ここで、発熱部材においてマイクロ波のエネルギを熱に変換するときの効率（以下、変換効率ともいう。）は、発熱部材の長さによって異なる。そして、この効率が高くなる発熱部材の長さは、マイクロ波の波長によって決まる。したがって、マイクロ波の波長に応じて発熱部材の長さを変えることにより、熱収縮部材が折れ曲がる角度、速度、時期等を調整することができる。例えば、発熱部材の長さをマイクロ波の１／４波長とすることで、発熱量を大きくすることができるので、折れ曲がる角度を大きくしたり、折れ曲がる速度を速くしたり、折れ曲がる時期を早くすることができる。 In the present invention, the length of the heat generating member may be determined according to the wavelength of the microwave. Here, the efficiency (hereinafter also referred to as conversion efficiency) when microwave energy is converted into heat in the heat generating member varies depending on the length of the heat generating member. The length of the heat generating member that increases the efficiency is determined by the wavelength of the microwave. Therefore, by changing the length of the heat generating member according to the wavelength of the microwave, the angle, speed, timing, etc., at which the heat shrinkable member is bent can be adjusted. For example, since the heat generation amount can be increased by setting the length of the heat generating member to ¼ wavelength of the microwave, the bending angle is increased, the bending speed is increased, or the bending time is increased. Can do.
また、本発明においては、前記熱収縮部材の一方向の収縮率が、該一方向と直交する他方向の収縮率よりも大きくてもよい。すなわち、収縮方向に異方性があってもよい。このように、主に一方向に収縮する部材を用いることにより、折れ曲がる方向、折れ曲がる位置などを特定することができる。また、主に一方向に収縮することにより、シート状部材からシート用変形部材が剥がれることを抑制できる。なお、収縮率は、単位体積または単位面積当たりの収縮量としてもよい。 In the present invention, the shrinkage rate in one direction of the heat-shrinkable member may be larger than the shrinkage rate in the other direction orthogonal to the one direction. That is, there may be anisotropy in the shrinkage direction. In this way, by using a member that contracts mainly in one direction, it is possible to specify the direction of bending, the position of bending, and the like. Moreover, it can suppress that the deformation | transformation member for sheets peels from a sheet-like member by shrink | contracting mainly to one direction. The shrinkage rate may be a shrinkage amount per unit volume or unit area.
本発明においては、前記他方向に前記発熱部材を設けてもよい。なお、他方向に発熱部材を設けることには、発熱部材の長手方向を前記他方向とし且つ幅方向（短手方向）を前記一方向とする場合、または、複数の発熱部材の配列方向を他方向とする場合を含む。そうすると、マイクロ波を受けたときに発熱部材の一方向の長さが短くなるように熱収縮部材が収縮する。この収縮が発熱部材の他方向の長さ分だけ起こることにより、発熱部材上の前記他方向に沿って、シート状部材が折れ曲がる。すなわち、折れ曲がる方向は異方性により決まっており、他方向に沿ってシート状部材を設ければ、該他方向に沿ってシート状部材を折り曲げることができる。また、一方向に対する発熱部材の長さ又は幅を調整することにより、折れ曲がる角度を調整することもできる。 In the present invention, the heat generating member may be provided in the other direction. In order to provide the heat generating member in the other direction, the longitudinal direction of the heat generating member is the other direction and the width direction (short direction) is the one direction, or the arrangement direction of the plurality of heat generating members is different. Includes the case of direction. If it does so, a heat contraction member will shrink | contract so that the length of the one direction of a heat generating member may become short when it receives a microwave. When this contraction occurs by the length in the other direction of the heat generating member, the sheet-like member bends along the other direction on the heat generating member. That is, the bending direction is determined by anisotropy, and if a sheet-like member is provided along the other direction, the sheet-like member can be bent along the other direction. Further, the angle at which the heat generating member is bent can be adjusted by adjusting the length or width of the heat generating member with respect to one direction.
本発明においては、前記熱収縮部材は、加熱されたときの前記発熱部材が設けられる面の収縮率が、該発熱部材が設けられる面とは反対側の面の収縮率よりも高くてもよい。すなわち、発熱部材を設けている面の収縮率をより高くすることで、折れ曲がる角度をより大きくしたり、折れ曲がる速度を速くしたり、折れ曲がる時期を早くしたりできる。 In the present invention, when the heat shrinkable member is heated, the shrinkage rate of the surface on which the heat generating member is provided may be higher than the shrinkage rate of the surface opposite to the surface on which the heat generating member is provided. . That is, by increasing the shrinkage rate of the surface on which the heat generating member is provided, the angle of bending can be increased, the speed of bending can be increased, and the time of bending can be increased.
本発明においては、前記発熱部材の面積が、前記熱収縮部材の面積よりも小さくてもよい。そうすると、熱収縮部材で収縮しない箇所が存在するため、シート用変形部材をシート状部材に張り付けたときに、該シート状部材から熱収縮部材が剥がれることを抑制できる。すなわち、熱収縮部材の全体が収縮すると、シート状部材から熱収縮部材が剥がれる虞があるが、これを抑制できる。 In the present invention, the area of the heat generating member may be smaller than the area of the heat shrinkable member. Then, since there is a portion where the heat shrinkable member does not shrink, it is possible to prevent the heat shrinkable member from being peeled off from the sheet-like member when the sheet deformation member is attached to the sheet-like member. That is, when the entire heat shrinkable member is shrunk, the heat shrinkable member may be peeled off from the sheet-like member, but this can be suppressed.
また、上記課題を達成するために本発明によるシート状部材は、前記シート用変形部材を備える。前記したシート用変形部材を備えることにより、シートを容易に変形させることができる。これにより、手先の器用さによらず、立体形状を完成させることができる。 Moreover, in order to achieve the said subject, the sheet-like member by this invention is equipped with the said deformation | transformation member for sheets. By providing the above-described sheet deformation member, the sheet can be easily deformed. Thereby, a solid shape can be completed irrespective of the dexterity of the hand.
そして、本発明においては、加熱することにより曲がる角度、加熱するときに曲がる速度、加熱開始から曲がり始めるまでの時間の少なくとも１つが異なる複数の前記シート用変形部材を備えることができる。そうすると、より複雑な立体形状を容易に完成させることができる。また、立体形状が完成されるまでの過程をより楽しむことができる。加熱することにより曲がる角度、加熱するときに曲がる速度、加熱開始から曲がり始めるまでの時間は、例えば、熱収縮部材及び発熱部材の形状（長さ及び幅を含む）を調整することにより、調整可能である。 In the present invention, it is possible to provide a plurality of sheet deformation members that differ in at least one of an angle of bending by heating, a speed of bending when heating, and a time from the start of heating to the start of bending. Then, a more complicated three-dimensional shape can be easily completed. In addition, the process until the three-dimensional shape is completed can be enjoyed more. The bending angle by heating, the bending speed when heating, the time from the start of heating to the start of bending can be adjusted by adjusting the shape (including length and width) of the heat shrink member and heat generating member, for example. It is.
本発明によれば、より簡単に、より複雑な変形を実現することができる。 According to the present invention, more complicated deformation can be realized more easily.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
（実施例１）
図１は、本実施例に係るシート用変形部材１の斜視図である。シート用変形部材１は、熱収縮部材１０と、発熱部材１１と、を備えて構成されている。
Example 1
FIG. 1 is a perspective view of a
熱収縮部材１０は、熱を加えると収縮する部材であり、例えば、架橋ポリオレフィン、半硬質架橋ポリオレフィン、クロロプレンゴム、架橋フッ素ゴム、フッ素樹脂PVDFを材料に用いることができる。熱収縮部材１０は、シート状に形成されている。熱収縮部材１０は、一方向の収縮率が例えば５０％程度と比較的高く、一方向と直交する他方向の収縮率が例えば数％と比較的低い。なお、以下では、収縮率が比較的高い一方向を、「収縮方向」と称し、収縮率が比較的低い他方向を、「非収縮方向」と称する。また、熱収縮部材１０は、熱収縮チューブを中心軸と平行に切り開いたものであってもよい。なお、特に記載がない限りは、熱収縮部材１０の幅といった場合には、収縮方向の長さを示し、熱収縮部材１０の長さといった場合には、非収縮方向の長さを示す。
The heat-
発熱部材１１は、マイクロ波を受けることにより発熱する部材であり、例えば樹脂フィ
ルムにアルミニウム等の金属を蒸着させて形成される。樹脂フィルムには、発熱時の温度上昇に耐え得る材料を選択する。また、発熱部材１１は、薄い金属シートとしてもよい。発熱部材１１は、例えば接着剤または両面テープ等により、熱収縮部材１０に張り付けられる。発熱部材１１を熱収縮部材１０に張り付けるときに用いる接着剤等は、加熱時に硬くならず、ある程度の柔軟性があることが望ましい。すなわち、加熱時に接着剤等が硬くなると、熱収縮部材１０が収縮したときに該熱収縮部材１０から発熱部材１１が剥がれる虞がある。そして、発熱部材１１が剥がれてしまうと、熱収縮部材１０へ熱が伝わり難くなるので、所望の角度まで曲がらない虞がある。なお、発熱部材１１は、熱収縮部材１０の収縮率が比較的低い前記非収縮方向（他方向）に設けられる。
The
なお、特に記載がない限りは、発熱部材１１の幅といった場合には、熱収縮部材１０の収縮方向における発熱部材１１の長さを示し、発熱部材１１の長さといった場合には、熱収縮部材１０の非収縮方向における発熱部材１１の長さを示す。図１においては、発熱部材１１の長さが、熱収縮部材１０の長さと略同じであるが、これに限らない。一方、発熱部材１１の幅は、熱収縮部材１０の幅よりも短い。これにより、熱収縮部材１０の面積よりも、発熱部材１１の面積が小さくなる。そして、熱収縮部材１０の面積よりも、発熱部材１１の面積を小さくすることで、加熱時に熱収縮部材１０から発熱部材１１が剥がれることを抑制できる。
Unless otherwise specified, the width of the
このようなシート用変形部材１に対して、例えば電子レンジを用いてマイクロ波を照射（以下、「加熱」ともいう。）すると、発熱部材１１で発熱が起こるため、熱収縮部材１０を加熱することができる。そして、加熱された熱収縮部材１０は、発熱部材１１が張り付けられている面が内側となるように折れ曲がる。ここで、熱収縮部材１０においては、発熱部材１１が張り付けられている面の温度が、この面の反対側の面であって発熱部材１１が張り付けられていない面の温度よりも高くなる。また、発熱部材１１が張り付けられている面のほうが温度の上昇する範囲も広くなる。これらにより、発熱部材１１が張り付けられている面側の収縮率が、反対側の面側の収縮率よりも高くなる。このように、一方の面が他方の面よりも収縮率が高いことにより、一方の面が内側となって熱収縮部材１０が折れ曲がる。
When such a
また、熱収縮部材１０は、加熱したときの熱収縮率が方向によって異なる。すなわち、主に収縮方向に収縮し、非収縮方向にはほとんど収縮しないため、熱収縮部材１０の長さはほとんど変化しない。したがって、非収縮方向に発熱部材１１を張り付けた場合には、発熱部材１１が張り付けられている箇所において、該発熱部材１１の長さは変わらず、幅が短くなる。そすると、折れ曲がる線（以下、折り曲げ線という）が非収縮方向と平行に形成される。この折り曲げ線は、熱収縮部材１０が折れ曲がる位置を示している。ただし、熱収縮部材１０は、この折り曲げ線上のみで折れ曲がるのではなく、発熱部材１１が張り付けられている箇所及びその周辺で曲がるため、ある程度の曲率を持って折れ曲がる。したがって、この折り曲げ線は、曲がる範囲の中心線としてもよい。また、折り曲げ線は、発熱部材１１の中心線としてもよい。折り曲げ線は、まだ折れ曲がっていない状態において、折れ曲がる位置を示す線としてもよく、折れ曲がる途中及び折れ曲がった後の状態において、実際に折れ曲がっている位置を示す線としてもよい。
Further, the
次に、図２は、シート用変形部材１をシート１３に張り付けたときの斜視図である。また、図３は、図２に示したシート１３にマイクロ波を照射した後の断面図である。シート１３が折れ曲がる角度をθとする。なお、角度θは、熱収縮部材１０または発熱部材１１が折れ曲がる角度としてもよい。
Next, FIG. 2 is a perspective view when the
シート１３には、例えば紙、樹脂、木、ゴム、ガラスなどを用いることができる。また、シート１３は、シート用変形部材１で折り曲げることのできる硬さ及び厚さとする。な
お、シート１３に予め折り目を付けておくことにより、対応できる硬さ及び厚さを調整することもできる。また、シート１３は、平面だけでなく曲面も含めることができる。また、シート１３には凹凸があってもよい。また、シート１３自体は、マイクロ波を照射したときに発熱しない材質のものが望ましいが、これに限らない。熱収縮部材１０をシート１３に張り付けるときには、発熱部材１１が張り付けられている面とは反対側の面をシート１３に張り付ける。そうすると、加熱後にシート１３の内側に、シート用変形部材１が位置する。一方、熱収縮部材１０とシート１３との間に発熱部材１１を挟むように、シート用変形部材１をシート１３に張り付けると、加熱後にシート１３の外側に、シート用変形部材１が位置する。シート用変形部材１の何れの面をシート１３に張り付けるのかは、見栄えなどを考慮して適宜選択することができる。
For the
熱収縮部材１０は、例えば、接着剤または両面テープ等によりシート１３に張り付けられる。なお、熱収縮部材１０に粘着性を持たせることで、シート１３に張り付けてもよい。また、溶着または融着により張り付けてもよい。なお、シート用変形部材１をシート１３に張り付けるときに用いる接着剤等は、加熱しても硬くならず、ある程度の柔軟性があるものを用いることが望ましい。ここで、加熱時に接着剤等が硬くなると、熱収縮部材１０が収縮したときにシート１３から熱収縮部材１０が剥がれる虞がある。そして、熱収縮部材１０が剥がれてしまうと、折れ曲がったシート１３が元に戻ってしまう虞がある。
The heat-
シート用変形部材１を張り付けたシート１３に対して、例えば電子レンジを用いてマイクロ波を照射すると、発熱部材１１において発熱が起こる。そして、発熱部材１１からの熱を受けて熱収縮部材１０が収縮する。このときに、発熱部材１１が熱収縮部材１０の内側となるように、該熱収縮部材１０が折れ曲がる。そして、熱収縮部材１０が接着されているシート１３も、該熱収縮部材１０と一緒に折れ曲がる。
When the
ところで、シート１３が折れ曲がる角度、折れ曲がる速度、折れ曲がる時期は、熱収縮部材１０及び発熱部材１１の面積、並びに、発熱部材１１の形状などの影響を受ける。例えば、発熱部材１１が発熱し易い形状であるほど、シート１３が折れ曲がる角度が大きくなったり、折れ曲がる速度が速くなったり、折れ曲がる時期が早くなったりする。
Incidentally, the angle at which the
例えば、発熱部材１１の長さが変わることにより、発熱量も変わる。ここで、一般的な電子レンジに用いられているマイクロ波の周波数は、例えば２．４５ＧＨｚであり、この場合の波長は約１２．２ｃｍである。そして、発熱部材１１の長さを、電子レンジのマイクロ波の波長の四分の一である３ｃｍ程度としたときに、変換効率が高くなる。したがって、発熱部材１１の長さを３ｃｍ、または３ｃｍ近傍とすることで、熱収縮部材１０を速やかに加熱することできる。一方、この長さよりも長くても又は短くても、変換効率が低下する。
For example, when the length of the
なお、発熱部材１１の長さが２ｃｍ、３ｃｍ、４ｃｍと異なる３枚のシート用変形部材１に対して、同時にマイクロ波の照射を開始した場合に、発熱部材１１の長さが３ｃｍのものが最初に折れ曲がり、次いで、４ｃｍのものが折れ曲がり、最後に２ｃｍのものが折れ曲がることを実験により確認した。このように、発熱部材１１の長さをマイクロ波の波長に基づいて調整することにより、シート用変形部材１及びシート１３が折れ曲がる時期などを調整することができる。
In addition, when the microwave irradiation is simultaneously started on the three
また、発熱部材１１の長さが同じ場合には、発熱部材１１の幅（面積としてもよい）に応じて、発熱量が変わる。例えば、発熱部材１１の面積が大きいほど、発熱量が多くなるので、シート１３が折れ曲がる角度が大きくなり、折れ曲がる速度が速くなり、折れ曲がる時期が早くなる。しかし、発熱部材１１を複数に分けることにより、発熱部材１１の面積を小さくしつつ、シート１３が折れ曲がる角度及び折れ曲がる速度を同等に維持するこ
ともできる。
Further, when the length of the
図４は、１つの熱収縮部材１０に、３つの発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを備える場合を示した図である。３つの発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの長さは、熱収縮部材１０と同じであり、図１に示した場合と同じである。３つの発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃは、幅方向に所定の間隔で設けられている。このときに、図１で示した発熱部材１１から熱が伝わる範囲と、図４に示した発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから熱が伝わる範囲と、が同じになるように、各発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃを配置している。なお、所定の間隔及び発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの幅は、加熱時に、夫々の発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから、熱収縮部材１０に熱が伝わる範囲を考慮しつつ決定される。
FIG. 4 is a view showing a case where three
ここで、発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃから熱収縮部材１０へ熱が伝わるのは、発熱部材１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃが直接貼り付けられている箇所だけではない。すなわち、発熱部材１１が張り付けられている箇所の周りにも熱が伝わる。そして、熱が伝わる範囲内であり、十分に温度が高くなれば、熱収縮部材１０は収縮する。この熱が伝わる範囲は、実験やシミュレーション等によって求めることができる。このように、発熱部材１１を複数に分けると、熱収縮部材１０が収縮したときに、該熱収縮部材１０から発熱部材１１が剥がれ難い。このため、所望の角度までシート１３及びシート用変形部材１をより確実に折り曲げることができる。
Here, the heat is transmitted from the
また、図５は、１つの熱収縮部材１０に複数の発熱部材１１を備える場合を示した図である。夫々の発熱部材１１は、収縮方向が長手方向になるように形成される。すなわち、発熱部材１１は、非収縮方向よりも収縮方向が長い。そして、夫々の発熱部材１１は、非収縮方向に所定の間隔で配置される。例えば、図１に示した発熱部材１１の幅と、図５に示した発熱部材１１の収縮方向の長さは同じである。
FIG. 5 is a diagram showing a case where a plurality of
このように発熱部材１１を配置することにより、マイクロ波を照射したときの変換効率が図１に示した場合よりも低くなる。これにより、熱収縮部材１０が折れ曲がる時期を遅くしたり、折れ曲がる速度を遅くしたりすることができる。また、隣接する発熱部材１１の間の熱収縮部材１０にも該発熱部材１１から十分な熱が伝われば、折れ曲がる角度が図１と同等になる。
By arranging the
なお、図５における発熱部材１１の収縮方向の長さ、発熱部材１１の非収縮方向の長さ、発熱部材１１の間隔は、熱収縮部材１０の折れ曲がる角度、折れ曲がる速度、折れ曲がる時期と関係がある。これらの関係は、実験またはシミュレーションにより求めることができる。
The length of the
また、図６は、発熱部材１１の他の形状を示した図である。図６に示す発熱部材１１の非収縮方向の長さは、図１に示す場合と同じであるが、幅は非収縮方向の位置によって変化する。すなわち、発熱部材１１は、収縮方向に複数の枝が等間隔に延びている。このように延びた枝の周りにも熱が伝わるので、隣り合う枝と枝との間であっても熱収縮部材１０を収縮させることができる。
FIG. 6 is a view showing another shape of the
また、図７は、図１に示したシート用変形部材１の発熱部材１１の幅（横軸）とシート１３が折れ曲がる角度θ（縦軸）との関係を、熱収縮部材１０の幅毎に示した図である。実線は、実際に実験を行って得た値であり、一点鎖線は、シミュレーションによって得た値である。角度θは、図３で示される角度である。また、実線は同条件で実験を５回行ったときの平均値である。一番上の図は、熱収縮部材１０の幅が９ｍｍの場合を示し、上から二番目の図は、熱収縮部材１０の幅が１５ｍｍの場合を示し、一番下の図は、熱収縮部材１０の幅が２１ｍｍのときを示している。夫々の幅の熱収縮部材１０に対して、発熱部
材１１の幅を３ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍとして、実験及びシミュレーションを行っている。図７において、シート１３が折れ曲がる前の角度θは、１８０度である。
7 shows the relationship between the width (horizontal axis) of the
なお、シミュレーションを行った結果、熱収縮部材１０がシート１３から剥がれてしまったり、シート１３が立ち上がった後に倒れてしまったりすると考えられる場合を、破線で示している。例えば、熱収縮部材１０の幅に対して、発熱部材１１の幅が比較的大きいと、熱収縮部材１０がシート１３から剥がれ易くなる。ここで、シート１３を置いたときに下側を向く面にシート用変形部材１を配置すると、マイクロ波を照射したときに、シート１３が折れ曲がるにしたがって、熱収縮部材１０が持ち上がり、シート１３が立ち上がる。そして、シート１３が折れ曲がるにしたがって、角度θが小さくなる。角度θが０に近くなると、シート１３は倒れてしまう。
In addition, as a result of the simulation, the case where it is considered that the
なお、シミュレーションでは、発熱部材１１からの距離に基づいて熱収縮部材１０の温度が推定され、この温度に基づいて熱収縮部材１０の収縮率を設定している。
In the simulation, the temperature of the
図７に示されるように、熱収縮部材１０の幅及び発熱部材１１の幅によって、シート１３が折れ曲がる角度が異なる。したがって、熱収縮部材１０の幅及び発熱部材１１の幅を調節することにより、シート１３が折れ曲がる角度を調節することができる。例えば、熱収縮部材１０の幅に対する発熱部材１１の幅の比が大きくなるにしたがって、角度θは小さくなるものの、この比が大きくなりすぎると、熱収縮部材１０から発熱部材１１が剥がれたり、シート１３が倒れたりする。熱収縮部材１０から発熱部材１１が剥がれると、角度θが所望の値とならない。シート１３が倒れると、シート１３の変形時の演出に悪影響を与える虞がある。また、熱収縮部材１０の収縮率によっても、シート１３が折れ曲がる角度が変わるため、熱収縮部材１０の材質によって、熱収縮部材１０の幅及び発熱部材１１の幅を調整してもよい。これらは、例えば、５００Ｗの電子レンジで１０秒加熱することを想定して調整してもよい。
As shown in FIG. 7, the angle at which the
そして、図７において、実線と一点鎖線とは比較的近い値となっている。このため、シミュレーションの結果に基づいて、熱収縮部材１０及び発熱部材１１の形状を決定することができるので、実験を行って試行錯誤する手間を省くことができる。
In FIG. 7, the solid line and the alternate long and short dash line are relatively close values. For this reason, since the shape of the heat-
本実施例に係るシート用変形部材１は、折り紙、飛び出す絵本、ペーパークラフト、雑誌の付録等、様々なものに用いることができる。また、紙コップの取っ手や食品を加熱する容器の取っ手などにも用いることができる。例えば、電子レンジで加熱する前には取っ手が容器本体に張り付いており、加熱後に取っ手が立ち上がるようにすれば、輸送時や陳列時には取っ手が邪魔にならず、加熱後には温度が高くなっている食品から離れたところに取っ手が立ち上がっているので、手に持ったときの熱さを低減できる。
The
以上説明したように本実施例によれば、普及率が比較的高い電子レンジを用いて、シート１３を平面形状から立体形状へ変化させることができる。したがって、手先の器用さによらず、家庭で安全に形状変化を楽しむことができる。また、電子レンジ内での変形を見て楽しむことができる。さらに、電子レンジを用いることで、加熱時には熱源とユーザとが隔離されるため、安全である。また、発熱部材１１以外は、マイクロ波を照射してもほとんど発熱せず、また、夫々の部材が薄いため加熱後には熱が速やかに放出されるので、加熱終了後にすぐに温度が低くなり、すぐに触ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、シートが折れ曲がる角度や速度、時期を調整することができるので、これらの異なる複数のシート用変形部材１を１枚のシートに複数配置することにより、複雑な形状に変化させることができる。また、熱収縮部材１０及び発熱部材１１の面積や形状が、シート１３の折れ曲がる角度や速度、時期に与える影響を予め求めておいたり、シミュレーシ
ョンで求めておいたりすることで、変形後の形状を予想することができる。これにより、立体形状の設計が容易になる。また、完成後の形状の再現性を高めることができる。
In addition, since the angle, speed, and timing at which the sheet is bent can be adjusted, a plurality of these different
また、熱により変色したり、発色したりするインクを用いてシート１３に予め字や絵を書いておくことで、加熱後にメッセージや模様が浮き出るといった演出もできる。
In addition, by writing characters or pictures on the
また、シート１３にシート用変形部材１を接着して加熱すれば、該シート１３を折り曲げることができるので、シート１３に予め溝などを設ける必要もない。さらに、熱収縮部材１０には収縮方向と非収縮方向とが存在するので、シート１３を折り曲げる方向を定めることができる。
Further, if the
なお、本実施例においては、発熱部材１１が設けられていない面よりも、発熱部材１１が設けられている面のほうで、熱収縮部材１０の収縮率が高くなっていてもよい。すなわち、熱収縮部材１０の一方の面と他方の面とで熱収縮率が異なっていてもよい。この場合、熱収縮部材の厚さ方向で熱収縮率が徐々に変化してもよい。このようにすることで、加熱時の発熱部材１１が設けられている面側の収縮率が相対的により高くなるので、折れ曲がる角度をより大きくすることができる。また、折れ曲がる速度をより速くし、折れ曲がる時期をより早くすることができる。
In the present embodiment, the shrinkage rate of the
また、シート用変形部材１の形状を最適化することにより、熱収縮部材１０及び発熱部材１１の使用量を低減することができる。これにより、シート用変形部材１の軽量化が可能となる。たとえば、シート１３を立ち上がらせるときに、シート用変形部材１が重いほど、立ち上がらせるためにより大きな力が必要となる。そして、シート用変形部材１が重すぎると、シート１３が立ち上がらなくなる。したがって、シート用変形部材１を軽量化できれば、立ち上がらせるために必要となる力を小さくすることができ、より確実にシート１３を立ち上がらせることができる。
Further, by optimizing the shape of the
（実施例２）
図８は、シート用変形部材１をポストカード５０に利用した例を示した図である。図９は、図８に示したポストカード５０を加熱した後の状態を示す図である。完成した立体形状は、動物（犬）を模倣したものである。
(Example 2)
FIG. 8 is a view showing an example in which the
加熱後に動物の形状となる部分（以下、単に動物５１という）にシート用変形部材１が張り付けられる。シート用変形部材１は、熱収縮部材１０に対して発熱部材１１が動物５１の反対側に位置するように、該動物５１に張り付けられる。また、シート用変形部材１の折り曲げ線が、動物５１の背５１Ａに沿って配置されるように、シート用変形部材１を動物５１に張り付ける。
The
そして、台紙５２に動物５１を張り付けることにより、ポストカード５０が完成する。台紙５２に動物５１を張り付けるときには、加熱時に台紙５２から動物５１が剥がれるように、例えば粘着力を調整しておく。
Then, the
このように構成されたポストカード５０では、ポストカード５０を電子レンジで加熱することにより、動物５１が背５１Ａに沿って折れ曲がり、該動物５１が台紙５２から立ち上がる。これにより、簡単かつ安全に、立体形状を完成させることができる。
In the
（実施例３）
図１０は、折れ曲がるタイミングが異なるシート用変形部材９１，９２，９３，９４を複数取り付けたシート９０を示した図である。また、図１１は、図１０に示したシート９０を加熱した後に完成した立体形状を示す図である。完成した立体形状は、リスを模倣し
たものである。なお、図１０において見えている側の面を表面とし、見えていない側の面を裏面として説明する。
(Example 3)
FIG. 10 is a view showing a
表面には、比較的早い時期に折れ曲がるシート用変形部材９２，９３を２つ備えている。この比較的早い時期に折れ曲がるシート用変形部材９２，９３はリスの足に相当する箇所に設けられる。一方、表面及び裏面に、比較的遅い時期に折れ曲がるシート用変形部材９１，９４を１つずつ備えている。この比較的遅い時期に折れ曲がるシート用変形部材９１，９４は、表面のリスの尾に相当する箇所と、裏面のリスの背に相当する箇所に設けられる。何れのシート用変形部材９１，９２，９３，９４も、発熱部材１１がシート９０の外側に位置するように、該シート９０に張り付けられている。なお、図１０において、折り曲げ線を一点鎖線で示している。この一点鎖線が各シート用変形部材９１，９２，９３，９４の非収縮方向となる。
The surface is provided with two
このように構成されたシート９０は、表面に設けられたシート用変形部材９２，９３，９４と、裏面に設けられたシート用変形部材９１とで、折れ曲がる方向が逆になる。そして、加熱時には、先に、足に相当する箇所に配置されているシート用変形部材９２，９３が折れ曲がり、その後に、背及び尾に相当する箇所に配置されているシート用変形部材９１，９４が折れ曲がる。仮に、全てのシート用変形部材９１，９２，９３，９４が同時に折れ曲がった場合には、足または背に相当する箇所に反対方向に折れ曲がる力がかかる虞があり、所望の立体形状ができない虞がある。
In the
これに対して、本実施例のように、最初に足を折り曲げてから、背及び尾を折り曲げることにより、足または背に対して反対方向に折れ曲がる力がかかることを抑制できるので、立体形状をより確実に完成させることができる。 On the other hand, as in this embodiment, by first bending the foot and then bending the back and tail, it is possible to suppress the force of bending in the opposite direction with respect to the foot or the back, so that the three-dimensional shape can be reduced. It can be completed more reliably.
このように、折り曲げる順番を考慮することで、より複雑な形状を完成させることができる。 Thus, a more complicated shape can be completed by considering the bending order.
（実施例４）
図１２は、折れ曲がる時期及び折れ曲がる角度が異なる複数のシート用変形部材１０４，１０５を取り付けたシート１００を示した図である。また、図１３は、図１２に示したシート１００を加熱した後に完成した立体形状を示す図である。完成した立体形状は、ロボットを模倣したものである。なお、図１２において見えている側の面を表面とし、見えていない側の面を裏面として説明する。また、折り曲げ線を一点鎖線で示している。
Example 4
FIG. 12 is a view showing a
シート１００は、頭１０１、胴１０２、足１０３を備えて構成されている。頭１０１と胴１０２は、首１０９を介して繋がれている。また、胴１０２には、右手１０７及び左手１０８が備わる。頭１０１には、顔１０６が備わる。そして、シート１００の表面及び裏面には、図１２に示すように、複数のシート用変形部材１０４，１０５が張り付けられている。ここで、足１０３に張り付けられているシート用変形部材１０４は、加熱後の角度θが、他のシート用変形部材１０５よりも小さくなる。他のシート用変形部材１０５は、加熱後の角度θがおよそ９０度となるように設定される。また、右手１０７及び左手１０８に張り付けられるシート用変形部材１０５の他は、何れのシート用変形部材１０４，１０５も、長手方向が非収縮方向となる。また、加熱前のシート１００は、平面状である。
The
例えば、最初に頭１０１及び足１０３を形成し、その後に胴１０２を形成し、最後に右手１０７及び左手が１０８起き上がるように、夫々のシート用変形部材１０４，１０５が折れ曲がる時期を調整してもよい。そうすることで、より長い時間、変形を楽しむことができる。そして、図１２に示したシート１００の状態では、図１３に示した完成後の形状を想像することは困難であり、完成したときの驚きは大きい。このようにして、複雑な形
状を完成させると共に、加熱前のシートの状態からは想像できないような形状を完成させることができる。このため、ユーザの驚きが増す。
For example, the timing at which each of the
１ シート用変形部材
１０ 熱収縮部材
１１ 発熱部材
１１Ａ 発熱部材
１３ シート
５０ ポストカード
５１ 動物
５１Ａ 背
５２ 台紙
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記熱収縮部材の一方の面に設けられ、マイクロ波を受けることにより発熱する発熱部材と、
を備えるシート用変形部材。 A heat shrinkable member that shrinks by heat;
A heat-generating member provided on one surface of the heat-shrinkable member and generating heat by receiving microwaves;
A deformation member for a sheet comprising:
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|---|---|---|---|---|
| WO2019230698A1 (en) * | 2018-06-01 | 2019-12-05 | 株式会社フジシールインターナショナル | Determination sheet |
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