JP3159651B2 - 積層式立体モデル造形方法および積層式立体モデル造形用原紙 - Google Patents
積層式立体モデル造形方法および積層式立体モデル造形用原紙Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄い紙を用いて、
３次元ＣＡＤデータから、高速、低コストで一体型立体
モデルを造形する積層式立体モデル造形方法およびこの
造形方法に使用する積層式立体モデル用原紙に関するも
のである。
３次元ＣＡＤデータから、高速、低コストで一体型立体
モデルを造形する積層式立体モデル造形方法およびこの
造形方法に使用する積層式立体モデル用原紙に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来、紙を用いた積層式立体モデル造形
方法として、２種類のタイプがある。その一つは、特定
の大きさ（例えばＡ３サイズ）の紙シートの裏面に得る
べき立体モデルの所要の断面形状に合わせて接着剤を付
着させ、これを造形中の立体モデルに送給し、さらに熱
をかけながら造形中の立体モデルに押し付けることによ
って、前記接着剤を溶融して前記シート紙を造形中の立
体モデルに貼り付け、前記紙をカッターによって目的と
する立体モデルの所要の断面形状に切断し、さらに立体
モデル以外の不要部分を後で取り除きやすいように細か
く切断することによって立体モデルを造形する方法であ
る。
方法として、２種類のタイプがある。その一つは、特定
の大きさ（例えばＡ３サイズ）の紙シートの裏面に得る
べき立体モデルの所要の断面形状に合わせて接着剤を付
着させ、これを造形中の立体モデルに送給し、さらに熱
をかけながら造形中の立体モデルに押し付けることによ
って、前記接着剤を溶融して前記シート紙を造形中の立
体モデルに貼り付け、前記紙をカッターによって目的と
する立体モデルの所要の断面形状に切断し、さらに立体
モデル以外の不要部分を後で取り除きやすいように細か
く切断することによって立体モデルを造形する方法であ
る。
【０００３】他の一つは、裏面に接着剤を付着させたロ
ール紙を造形中の立体モデル上に送給し、このロール紙
を熱をかけながら造形中の立体モデルに押し付けること
によって、前記接着剤を溶融して前記ロール紙を造形中
の立体モデルに貼り付け、レーザーを目的とする立体モ
デルの所要の断面形状に沿って移動させることによっ
て、前記ロール紙を燃焼させながら所要の断面形状に切
断し、さらに立体モデル以外の不要部分を後で取り除き
やすいように細かく切断することによって立体モデルを
造形する方法である。
ール紙を造形中の立体モデル上に送給し、このロール紙
を熱をかけながら造形中の立体モデルに押し付けること
によって、前記接着剤を溶融して前記ロール紙を造形中
の立体モデルに貼り付け、レーザーを目的とする立体モ
デルの所要の断面形状に沿って移動させることによっ
て、前記ロール紙を燃焼させながら所要の断面形状に切
断し、さらに立体モデル以外の不要部分を後で取り除き
やすいように細かく切断することによって立体モデルを
造形する方法である。
【０００４】上記いずれの造形方法においても、造形後
に不要部分と立体モデルとに分離される。この分離の過
程で、立体モデルの薄肉部分が折れやすいという問題が
あった。折れた部分を観察すると、紙と接着剤間では剥
離せず、一枚の紙部分で剥離していることが判った。ま
た、上記立体モデルをプレス型として使用し成形した場
合、プレス成形時に紙の積層方向にかかる圧縮力によっ
て立体モデルの変形が大きいため、所要の形状に成形す
ることが難しいという問題があった。
に不要部分と立体モデルとに分離される。この分離の過
程で、立体モデルの薄肉部分が折れやすいという問題が
あった。折れた部分を観察すると、紙と接着剤間では剥
離せず、一枚の紙部分で剥離していることが判った。ま
た、上記立体モデルをプレス型として使用し成形した場
合、プレス成形時に紙の積層方向にかかる圧縮力によっ
て立体モデルの変形が大きいため、所要の形状に成形す
ることが難しいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記の従来
の技術における問題点を解決するためになされたもの
で、特に薄肉部分でも十分な機械的強度を有し、かつ、
圧力による寸法変化の少ない積層式立体モデル造形方法
および積層式立体モデル用原紙を提供するものである。
の技術における問題点を解決するためになされたもの
で、特に薄肉部分でも十分な機械的強度を有し、かつ、
圧力による寸法変化の少ない積層式立体モデル造形方法
および積層式立体モデル用原紙を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、造形
中の立体モデル上に基紙の少なくとも片面に接着剤を付
着した原紙を供給する工程と、この原紙を造形中の立体
モデルに押しつけて貼りつける工程と、この原紙を得る
べき立体モデルの所要の断面形状に切断する工程とを繰
り返すことによって立体モデルを造形するようにした積
層式立体モデル造形方法において、前記原紙はＪＩＳ
Ｐ８１３９による紙層間剥離強さが１００〜１５０ｇ／
１５mmであることを特徴とする積層式立体モデル造形方
法であり、請求項２の発明は、原紙が、ＪＩＳ Ｐ８１
３９による紙層間剥離強さが１００〜１５０ｇ／１５mm
であり、ＪＩＳ Ｐ８１１８による密度が１．０ｇ／cm
3以上であることを特徴とする請求項１記載の積層式立
体モデル造形方法である。また、請求項３の発明は、原
紙を積層接着する毎に得るべき立体モデルの断面形状に
切断することを繰り返して立体モデルを造形する造形方
法用原紙において、該原紙はＪＩＳ Ｐ８１３９による
紙層間剥離強さが１００〜１５０ｇ／１５mmであること
を特徴とする積層式立体モデル用原紙であり、請求項４
の発明は、原紙が、ＪＩＳ Ｐ８１３９による紙層間剥
離強さが１００〜１５０ｇ／１５mmであり、かつ、ＪＩ
Ｓ Ｐ８１１８による密度が１．０ｇ／cm3 以上である
ことを特徴とする請求項３記載の積層式立体モデル用原
紙である。
中の立体モデル上に基紙の少なくとも片面に接着剤を付
着した原紙を供給する工程と、この原紙を造形中の立体
モデルに押しつけて貼りつける工程と、この原紙を得る
べき立体モデルの所要の断面形状に切断する工程とを繰
り返すことによって立体モデルを造形するようにした積
層式立体モデル造形方法において、前記原紙はＪＩＳ
Ｐ８１３９による紙層間剥離強さが１００〜１５０ｇ／
１５mmであることを特徴とする積層式立体モデル造形方
法であり、請求項２の発明は、原紙が、ＪＩＳ Ｐ８１
３９による紙層間剥離強さが１００〜１５０ｇ／１５mm
であり、ＪＩＳ Ｐ８１１８による密度が１．０ｇ／cm
3以上であることを特徴とする請求項１記載の積層式立
体モデル造形方法である。また、請求項３の発明は、原
紙を積層接着する毎に得るべき立体モデルの断面形状に
切断することを繰り返して立体モデルを造形する造形方
法用原紙において、該原紙はＪＩＳ Ｐ８１３９による
紙層間剥離強さが１００〜１５０ｇ／１５mmであること
を特徴とする積層式立体モデル用原紙であり、請求項４
の発明は、原紙が、ＪＩＳ Ｐ８１３９による紙層間剥
離強さが１００〜１５０ｇ／１５mmであり、かつ、ＪＩ
Ｓ Ｐ８１１８による密度が１．０ｇ／cm3 以上である
ことを特徴とする請求項３記載の積層式立体モデル用原
紙である。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の積層式立体モデル造形用
原紙は基紙の少なくとも片面に接着剤を付着した構成を
有する。本発明に用いられる基紙は、原料として晒木材
パルプ、その他の天然繊維、再生繊維、合成繊維、好ま
しくは広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパル
プを主配合とし、長網抄紙機、丸網抄紙機により抄紙し
て製造される。その他の配合剤としてサイズ剤、填料、
歩留向上剤、染料等の添加薬品が必要に応じて添加され
る。
原紙は基紙の少なくとも片面に接着剤を付着した構成を
有する。本発明に用いられる基紙は、原料として晒木材
パルプ、その他の天然繊維、再生繊維、合成繊維、好ま
しくは広葉樹晒クラフトパルプ、針葉樹晒クラフトパル
プを主配合とし、長網抄紙機、丸網抄紙機により抄紙し
て製造される。その他の配合剤としてサイズ剤、填料、
歩留向上剤、染料等の添加薬品が必要に応じて添加され
る。
【０００８】本発明において紙層間剥離強さが１００ｇ
／１５mm未満であると、立体モデルの造形後の立体モデ
ルと、不要部分との分離工程において折れを生じる問題
が生じる。また、密度が１．０ｇ／cm3 未満であると、
立体モデルの積層方向に圧力が加わった場合に寸法変化
を生じる問題が生じる。なお、本発明においては紙層間
剥離強さの上限を規定する理由は、紙層間剥離強さが１
５０ｇ／１５mmを超えて大きいと立体モデルの造形後に
割れが発生するおそれがあり好ましくないからである。
／１５mm未満であると、立体モデルの造形後の立体モデ
ルと、不要部分との分離工程において折れを生じる問題
が生じる。また、密度が１．０ｇ／cm3 未満であると、
立体モデルの積層方向に圧力が加わった場合に寸法変化
を生じる問題が生じる。なお、本発明においては紙層間
剥離強さの上限を規定する理由は、紙層間剥離強さが１
５０ｇ／１５mmを超えて大きいと立体モデルの造形後に
割れが発生するおそれがあり好ましくないからである。
【０００９】ここで、本発明における原紙のＪＩＳ Ｐ
８１３９による紙層間剥離強さ１００〜１５０ｇ／１５
mm、およびＪＩＳ Ｐ８１１８による密度１．０ｇ／cm
3 以上の各特性を得るために、下記の１），２）の２つ
の方法が挙げられる。 １）パルプを強叩解して、カレンダーにて高密度化する
方法。 ２）内添紙力剤を使用して、カレンダーにて高密度化す
る方法。 勿論これらの両方法を併用させることも可能である。
８１３９による紙層間剥離強さ１００〜１５０ｇ／１５
mm、およびＪＩＳ Ｐ８１１８による密度１．０ｇ／cm
3 以上の各特性を得るために、下記の１），２）の２つ
の方法が挙げられる。 １）パルプを強叩解して、カレンダーにて高密度化する
方法。 ２）内添紙力剤を使用して、カレンダーにて高密度化す
る方法。 勿論これらの両方法を併用させることも可能である。
【００１０】以下に前記の方法を詳細に説明する。 １）パルプを強叩解して、カレンダーにて高密度化する
方法。 パルプの調成において、カナディアン・フリーネス（Ｊ
ＩＳ Ｐ８１２１）で１５０ml以下に強叩解する。この
場合、原紙の吸脱湿による寸法安定性およびコスト性を
考慮し、５０〜１５０mlが特に好ましい。パルプ以外の
原料として、サイズ剤、紙力増強剤、填料、、染料等の
薬品を必要に応じて添加する。次いで得られた紙は、更
にカレンダー掛けされる。この場合、カレンダー掛けは
マシンカレンダーまたはスーパーカレンダーで行なうこ
とが必要である。
方法。 パルプの調成において、カナディアン・フリーネス（Ｊ
ＩＳ Ｐ８１２１）で１５０ml以下に強叩解する。この
場合、原紙の吸脱湿による寸法安定性およびコスト性を
考慮し、５０〜１５０mlが特に好ましい。パルプ以外の
原料として、サイズ剤、紙力増強剤、填料、、染料等の
薬品を必要に応じて添加する。次いで得られた紙は、更
にカレンダー掛けされる。この場合、カレンダー掛けは
マシンカレンダーまたはスーパーカレンダーで行なうこ
とが必要である。
【００１１】２）内添紙力剤を使用して、カレンダーに
て高密度化する方法 カナディアン・フリーネス（ＪＩＳ Ｐ８１２１）で１
５０ml以上に中叩解されたパルプを主原料とした中に、
紙力増強剤をパルプ原料１００重量部に対して０．３〜
５．０重量部を添加することが好ましく、特に抄紙工程
の作業性およびコストの点から０．３〜３．０重量部添
加するのが好ましい。すなわち、紙力増強剤を０．３重
量部未満添加したのでは紙力増強の効果が不十分であ
り、一方５．０重量部を超えて多く添加した場合は抄紙
機内で汚れが発生し、原紙の中に異物としてトラブルを
発生する問題を生ずるので好ましくない。紙力増強剤と
しては、この場合繊維結合強度を付与するものが好まし
く、例えばポリアクリルアマイド、ＣＭＣ，ポリビニル
アルコール，でんぷん、メラミン−ホルムアルデヒド樹
脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、エポキシ化ポリアミ
ド樹脂等が挙げられる。更に必要に応じ、サイズ剤、填
料、染料等の薬剤を添加してもよい。
て高密度化する方法 カナディアン・フリーネス（ＪＩＳ Ｐ８１２１）で１
５０ml以上に中叩解されたパルプを主原料とした中に、
紙力増強剤をパルプ原料１００重量部に対して０．３〜
５．０重量部を添加することが好ましく、特に抄紙工程
の作業性およびコストの点から０．３〜３．０重量部添
加するのが好ましい。すなわち、紙力増強剤を０．３重
量部未満添加したのでは紙力増強の効果が不十分であ
り、一方５．０重量部を超えて多く添加した場合は抄紙
機内で汚れが発生し、原紙の中に異物としてトラブルを
発生する問題を生ずるので好ましくない。紙力増強剤と
しては、この場合繊維結合強度を付与するものが好まし
く、例えばポリアクリルアマイド、ＣＭＣ，ポリビニル
アルコール，でんぷん、メラミン−ホルムアルデヒド樹
脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、エポキシ化ポリアミ
ド樹脂等が挙げられる。更に必要に応じ、サイズ剤、填
料、染料等の薬剤を添加してもよい。
【００１２】上記工程の１）および２）の両方法には、
さらにその抄紙工程中に、サイズプレス、ゲートロール
コーター、バーコーター、ロールコーター、エアーナイ
フコーターおよびブレードコーター等を使用し、水溶性
高分子としてポリビニルアルコールの他、酸化でんぷ
ん、ＣＭＣ，ＭＣ等の塗工乾燥処理を併用してもよい。
該塗工乾燥処理により原紙に表面強度が付与され、紙剥
げ防止の効果が期待できる。これを通常の条件で乾燥す
る。次いで得られた紙は、更にカレンダー掛けされる。
この場合、カレンダー掛けは高線圧によるマシンカレン
ダーまたはスーパーカレンダーで行なうことが必要であ
る。
さらにその抄紙工程中に、サイズプレス、ゲートロール
コーター、バーコーター、ロールコーター、エアーナイ
フコーターおよびブレードコーター等を使用し、水溶性
高分子としてポリビニルアルコールの他、酸化でんぷ
ん、ＣＭＣ，ＭＣ等の塗工乾燥処理を併用してもよい。
該塗工乾燥処理により原紙に表面強度が付与され、紙剥
げ防止の効果が期待できる。これを通常の条件で乾燥す
る。次いで得られた紙は、更にカレンダー掛けされる。
この場合、カレンダー掛けは高線圧によるマシンカレン
ダーまたはスーパーカレンダーで行なうことが必要であ
る。
【００１３】次に、上記により得られ基紙の少なくとも
片面に接着層を付与して原紙を作成する。付与方法とし
てコーターによる塗工、押出機によるラミネート、およ
び接着性を有する材料からなるシート状接着剤をラミネ
ート方式で貼り合わせる方法がある。ここで、コーター
としては、バーコーター、ロールコーター、エアーナイ
フコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等が
適宜使用される。接着剤は従来公知の材料の使用が可能
であり、エチレン−醋酸ビニル共重合体系、エチレン−
アクリル酸エステル共重合体系、ポリウレタン系、ポリ
エチレン系、ポリアクリル系、ポリアミド系、ポリエス
テル系等が挙げられる。これらの中でも特にホットメル
ト性を有するものが原紙の層間の接着強度が向上するた
め好適に使用され、その例としては、エチレン−醋酸ビ
ニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体
およびポリエチレン系が特に好ましい。これらの接着剤
の形態としては特に限定されるものではないが、塗工時
の基紙への滲み込みや作業性、不燃性等から水系エマル
ジョンが好ましく使用される。ここで接着層の塗布量と
しては５〜５０ｇ／ｍ２が好ましく、特に１０〜２０ｇ
／ｍ２が好ましい。塗布量が５ｇ／ｍ２未満では、十分
な接着力が得られず、また、５０ｇ／ｍ２を超えて多い
塗布量の接着層を設けても塗布量に見合う性能が得られ
ずコスト高となるので好ましくない。
片面に接着層を付与して原紙を作成する。付与方法とし
てコーターによる塗工、押出機によるラミネート、およ
び接着性を有する材料からなるシート状接着剤をラミネ
ート方式で貼り合わせる方法がある。ここで、コーター
としては、バーコーター、ロールコーター、エアーナイ
フコーター、グラビアコーター、スプレーコーター等が
適宜使用される。接着剤は従来公知の材料の使用が可能
であり、エチレン−醋酸ビニル共重合体系、エチレン−
アクリル酸エステル共重合体系、ポリウレタン系、ポリ
エチレン系、ポリアクリル系、ポリアミド系、ポリエス
テル系等が挙げられる。これらの中でも特にホットメル
ト性を有するものが原紙の層間の接着強度が向上するた
め好適に使用され、その例としては、エチレン−醋酸ビ
ニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体
およびポリエチレン系が特に好ましい。これらの接着剤
の形態としては特に限定されるものではないが、塗工時
の基紙への滲み込みや作業性、不燃性等から水系エマル
ジョンが好ましく使用される。ここで接着層の塗布量と
しては５〜５０ｇ／ｍ２が好ましく、特に１０〜２０ｇ
／ｍ２が好ましい。塗布量が５ｇ／ｍ２未満では、十分
な接着力が得られず、また、５０ｇ／ｍ２を超えて多い
塗布量の接着層を設けても塗布量に見合う性能が得られ
ずコスト高となるので好ましくない。
【００１４】このようにして得られた本発明の積層立体
モデル用原紙を用いて、積層立体モデルを製造した場
合、基紙が十分な強度を有しているため薄肉部分での折
れが生じにくく、また、良好な寸法安定性をモデルに付
与することができる。
モデル用原紙を用いて、積層立体モデルを製造した場
合、基紙が十分な強度を有しているため薄肉部分での折
れが生じにくく、また、良好な寸法安定性をモデルに付
与することができる。
【００１５】
【実施例】以下本発明を実施例に基づいてより詳細に説
明する。なお、各実施例中部とあるは特に断りの無い限
り重量部を意味する。
明する。なお、各実施例中部とあるは特に断りの無い限
り重量部を意味する。
【００１６】実施例１ ＮＢＫＰ５０部とＬＢＫＰ５０部とからなるカナディア
ン・フリーネス１００ｍｌに叩解されたパルプスラリー
中に、絶乾パルプに対して、サイズ剤としてロジンサイ
ズ剤（荒川工業社製 商品名：サイズパインＥ）０．４
部、硫酸バンド２．０部を添加し、定着させた後、長網
抄紙機で抄紙し、サイズプレスにてポリビニルアルコー
ル（日本合成化学工業社製 商品名：ゴーセノールＮ−
３００）の５％溶液を塗布量が１．２ｇ／m2となるよう
に塗工して、坪量１００ｇ／m2の基紙を得た。
ン・フリーネス１００ｍｌに叩解されたパルプスラリー
中に、絶乾パルプに対して、サイズ剤としてロジンサイ
ズ剤（荒川工業社製 商品名：サイズパインＥ）０．４
部、硫酸バンド２．０部を添加し、定着させた後、長網
抄紙機で抄紙し、サイズプレスにてポリビニルアルコー
ル（日本合成化学工業社製 商品名：ゴーセノールＮ−
３００）の５％溶液を塗布量が１．２ｇ／m2となるよう
に塗工して、坪量１００ｇ／m2の基紙を得た。
【００１７】この基紙を、金属ロールと弾性ロールとか
らなる多段式カレンダーを用いて、スーパーカレンダー
掛けを行なった。これにより、紙層間剥離強さ１０５ｇ
／１５mm、密度１．２０ｇ／cm3 の基紙を得た。この基
紙の片面に、ポリエチレン系樹脂のホットメルト型接着
剤（三井石油化学社製 商品名：ケミパール１００）を
バーコーターにて、塗布量１７．０ｇ／m2となるように
塗工し、本発明の積層立体モデル用原紙を得た。
らなる多段式カレンダーを用いて、スーパーカレンダー
掛けを行なった。これにより、紙層間剥離強さ１０５ｇ
／１５mm、密度１．２０ｇ／cm3 の基紙を得た。この基
紙の片面に、ポリエチレン系樹脂のホットメルト型接着
剤（三井石油化学社製 商品名：ケミパール１００）を
バーコーターにて、塗布量１７．０ｇ／m2となるように
塗工し、本発明の積層立体モデル用原紙を得た。
【００１８】実施例２ ＮＢＫＰ２０部とＬＢＫＰ８０部とからなるカナディア
ン・フリーネス３００ｍｌに叩解されたパルプスラリー
中に、絶乾パルプに対して、紙力増強剤としてポリアク
リルアマイド紙力剤（日本ＰＭＣ社製 商品名：ＤＳ−
４１２）２．０部、サイズ剤としてロジンサイズ剤（荒
川工業社製 商品名：サイズパインＥ）０．２部、硫酸
バンド２．０部を添加し、定着させた後、長網抄紙機で
抄紙し、サイズプレスにて酸化でんぷん（日本コーンス
ターチ社製 商品名：ＳＫ−２０）の４％溶液を塗布量
が１．０ｇ／m2となるように塗工して、金属ロールによ
る４段式マシンカレンダーにてカレンダー掛け処理を
し、坪量１１０ｇ／ｍ2 、紙層間剥離強さ１３０ｇ／１
５mm、密度１．０２ｇ／cm3 の基紙を得た。これに、実
施例１と同様にして接着層を設け、本発明の積層立体モ
デル用原紙を得た。
ン・フリーネス３００ｍｌに叩解されたパルプスラリー
中に、絶乾パルプに対して、紙力増強剤としてポリアク
リルアマイド紙力剤（日本ＰＭＣ社製 商品名：ＤＳ−
４１２）２．０部、サイズ剤としてロジンサイズ剤（荒
川工業社製 商品名：サイズパインＥ）０．２部、硫酸
バンド２．０部を添加し、定着させた後、長網抄紙機で
抄紙し、サイズプレスにて酸化でんぷん（日本コーンス
ターチ社製 商品名：ＳＫ−２０）の４％溶液を塗布量
が１．０ｇ／m2となるように塗工して、金属ロールによ
る４段式マシンカレンダーにてカレンダー掛け処理を
し、坪量１１０ｇ／ｍ2 、紙層間剥離強さ１３０ｇ／１
５mm、密度１．０２ｇ／cm3 の基紙を得た。これに、実
施例１と同様にして接着層を設け、本発明の積層立体モ
デル用原紙を得た。
【００１９】実施例３ 紙力増強剤としてさらにポリアクリルアマイド紙力剤
（日本ＰＭＣ社製 商品名：ＤＳ−４１２）２．０部を
添加した以外は、実施例１と全く同様にして原紙を製造
した。得られた基紙は紙層間剥離強さ１４５ｇ／１５m
m、密度１．２２ｇ／cm3 であった。これに、実施例１
と同様にして接着層を設け、本発明の積層造形立体モデ
ル用原紙を得た。
（日本ＰＭＣ社製 商品名：ＤＳ−４１２）２．０部を
添加した以外は、実施例１と全く同様にして原紙を製造
した。得られた基紙は紙層間剥離強さ１４５ｇ／１５m
m、密度１．２２ｇ／cm3 であった。これに、実施例１
と同様にして接着層を設け、本発明の積層造形立体モデ
ル用原紙を得た。
【００２０】実施例４ カレンダー処理方法として、金属ロールと弾性ロールか
らなる多段式（１６段）カレンダーを用いて、スーパー
カレンダー掛けをした以外は実施例２と同様にして基紙
を製造した。得られた基紙は、紙層間剥離強さ１３０ｇ
／１５mm、密度１．０８ｇ／cm3 であった。これに実施
例１と同様にして接着層を設け、本発明の積層立体モデ
ル用原紙を得た。
らなる多段式（１６段）カレンダーを用いて、スーパー
カレンダー掛けをした以外は実施例２と同様にして基紙
を製造した。得られた基紙は、紙層間剥離強さ１３０ｇ
／１５mm、密度１．０８ｇ／cm3 であった。これに実施
例１と同様にして接着層を設け、本発明の積層立体モデ
ル用原紙を得た。
【００２１】比較例１ パルプの叩解をカナディアン・フリーネス３００mlとし
た以外は、実施例１と全く同様にして基紙を得た。得ら
れた基紙は、紙層間剥離強さ８０ｇ／１５mm、密度１．
１０ｇ／cm3 であった。これに実施例１と同様にして接
着剤層を設け、比較用の積層立体モデル用原紙を得た。
た以外は、実施例１と全く同様にして基紙を得た。得ら
れた基紙は、紙層間剥離強さ８０ｇ／１５mm、密度１．
１０ｇ／cm3 であった。これに実施例１と同様にして接
着剤層を設け、比較用の積層立体モデル用原紙を得た。
【００２２】比較例２ 紙力増強剤の添加を省いた以外は、実施例２と同様にし
て基紙を得た。得られた基紙は、紙層間剥離強さ７５ｇ
／１５mm、密度１．０２ｇ／cm3 であった。これに実施
例１と同様にして接着層を設け、比較用の積層立体モデ
ル用原紙を得た。
て基紙を得た。得られた基紙は、紙層間剥離強さ７５ｇ
／１５mm、密度１．０２ｇ／cm3 であった。これに実施
例１と同様にして接着層を設け、比較用の積層立体モデ
ル用原紙を得た。
【００２３】比較例３ 多段式カレンダーロールによるスーパーカレンダー掛け
を省いた以外は、実施例１と全く同様にして基紙を得
た。得られた基紙は、紙層間剥離強さ１０５ｇ／１５m
m、密度０．７２ｇ／cm3 であった。これに実施例１と
同様にして接着層を設け、比較用の積層立体モデル用原
紙を得た。
を省いた以外は、実施例１と全く同様にして基紙を得
た。得られた基紙は、紙層間剥離強さ１０５ｇ／１５m
m、密度０．７２ｇ／cm3 であった。これに実施例１と
同様にして接着層を設け、比較用の積層立体モデル用原
紙を得た。
【００２４】比較例４ ４段式マシンカレンダー掛けを省いた以外は、実施例２
と全く同様にして基紙を得た。得られた基紙は、紙層間
剥離強さ１３０ｇ／１５mm、密度０．７５ｇ／cm3 であ
った。これに実施例１と同様にして接着層を設け、比較
用の積層立体モデル用原紙を得た。
と全く同様にして基紙を得た。得られた基紙は、紙層間
剥離強さ１３０ｇ／１５mm、密度０．７５ｇ／cm3 であ
った。これに実施例１と同様にして接着層を設け、比較
用の積層立体モデル用原紙を得た。
【００２５】比較例５ 市販の積層立体モデル用原紙である製品名：ＬＰＨ（ヘ
リシス社製）を比較用のサンプルとする。この原紙の紙
層間剥離強さは８４ｇ／１５mm、密度０．９０ｇ／cm3
である。
リシス社製）を比較用のサンプルとする。この原紙の紙
層間剥離強さは８４ｇ／１５mm、密度０．９０ｇ／cm3
である。
【００２６】このような原紙を用いて行なう高速３次元
造形システムについて説明すれば、高速３次元造形シス
テムは、紙等のシート状部材を積層接着し、さらに３次
元のＣＡＤデータの断面形状に基づいて紙等のシート部
材切断し、これを繰り返すことによって立体モデルを製
造するものである。図５〜図８は高速３次元造形システ
ムによる造形の工程を示すものである。以下これらの図
により、本発明の方法を説明する。図中各図で同一符号
は同一部分を示す。１０は造形中の積層体であり、テー
ブル１１上に載置されている。テーブル１１はテーブル
昇降用モータ１２の駆動によりベルト１３、ボールねじ
１４、ナット１５を介して上下動される。１６はロール
状の紙であり、予め裏面に接着剤層３が設けられてお
り、シート送りモータ１７、１８およびシート巻取りモ
ータ１９により積層体１０上を移動するようになってい
る。２０は加熱圧着ローラ、２１は積層体１０の高さを
検知するリミットスイッチであり、共にモータ２２によ
りボールねじ２３、ナット２４を介して積層体１０上を
左右方向に移動可能に構成されている。２５はレーザ照
射ヘッドであり、モータ２６によりボールねじ２７、ナ
ット２８を介して左右方向に移動可能に構成されてい
る。そして、図示を省略してあるレーザ発振器からのレ
ーザ光２９を積層体１０の上面に照射することにより、
積層体１０の最上部のロール紙１６を任意の形状に切断
することができるようになっている。
造形システムについて説明すれば、高速３次元造形シス
テムは、紙等のシート状部材を積層接着し、さらに３次
元のＣＡＤデータの断面形状に基づいて紙等のシート部
材切断し、これを繰り返すことによって立体モデルを製
造するものである。図５〜図８は高速３次元造形システ
ムによる造形の工程を示すものである。以下これらの図
により、本発明の方法を説明する。図中各図で同一符号
は同一部分を示す。１０は造形中の積層体であり、テー
ブル１１上に載置されている。テーブル１１はテーブル
昇降用モータ１２の駆動によりベルト１３、ボールねじ
１４、ナット１５を介して上下動される。１６はロール
状の紙であり、予め裏面に接着剤層３が設けられてお
り、シート送りモータ１７、１８およびシート巻取りモ
ータ１９により積層体１０上を移動するようになってい
る。２０は加熱圧着ローラ、２１は積層体１０の高さを
検知するリミットスイッチであり、共にモータ２２によ
りボールねじ２３、ナット２４を介して積層体１０上を
左右方向に移動可能に構成されている。２５はレーザ照
射ヘッドであり、モータ２６によりボールねじ２７、ナ
ット２８を介して左右方向に移動可能に構成されてい
る。そして、図示を省略してあるレーザ発振器からのレ
ーザ光２９を積層体１０の上面に照射することにより、
積層体１０の最上部のロール紙１６を任意の形状に切断
することができるようになっている。
【００２７】上記の高速３次元造形システムによる積層
体１０の造形は、図５から図８に示される工程を繰り返
すことによって行なわれる。まず、図５に示すようにロ
ール紙１６をシート送りモータ１７、１８およびシート
巻取りモータ１９により積層体１０上に移動させる。続
いて図６に示すように、テーブル１１がモータ１２によ
りリミットスイッチ２１がＯＮとなるまで上昇される。
所定の高さまでテーブル１１が上昇したら、図７に示す
ように、モータ２２により加熱圧着用ローラ２０を移動
させて積層体１０にロール紙１６を接着させる。そし
て、図８に示すように、レーザ照射ヘッド２５を移動さ
せて、積層体１０の最上部のロール紙１６を造形すべき
立体モデルの断面形状に切断する。上記の工程を繰り返
し、全ての断面形状について積層が終わるとレーザ光に
よって切断された不要部分を除去して立体モデル１０の
造形が完了する。この高速３次元造形システムによれ
ば、従来の木型、金型に比べて遙に短期間でしかも低コ
ストで立体モデルを製作することが可能である。
体１０の造形は、図５から図８に示される工程を繰り返
すことによって行なわれる。まず、図５に示すようにロ
ール紙１６をシート送りモータ１７、１８およびシート
巻取りモータ１９により積層体１０上に移動させる。続
いて図６に示すように、テーブル１１がモータ１２によ
りリミットスイッチ２１がＯＮとなるまで上昇される。
所定の高さまでテーブル１１が上昇したら、図７に示す
ように、モータ２２により加熱圧着用ローラ２０を移動
させて積層体１０にロール紙１６を接着させる。そし
て、図８に示すように、レーザ照射ヘッド２５を移動さ
せて、積層体１０の最上部のロール紙１６を造形すべき
立体モデルの断面形状に切断する。上記の工程を繰り返
し、全ての断面形状について積層が終わるとレーザ光に
よって切断された不要部分を除去して立体モデル１０の
造形が完了する。この高速３次元造形システムによれ
ば、従来の木型、金型に比べて遙に短期間でしかも低コ
ストで立体モデルを製作することが可能である。
【００２８】実施例１〜４および比較例１〜５で得られ
た積層立体モデル用原紙を高速３次元造形システム（ヘ
リシス社製 商品名：ＬＯＭ１０１５）により積層およ
びレーザー加工を行い、図１に示す曲げ試験片および図
２に示す圧縮試験片を作成した。
た積層立体モデル用原紙を高速３次元造形システム（ヘ
リシス社製 商品名：ＬＯＭ１０１５）により積層およ
びレーザー加工を行い、図１に示す曲げ試験片および図
２に示す圧縮試験片を作成した。
【００２９】図１は８ｍｍ×１０ｍｍの寸法に切断加工
された一枚の原紙１が接着層２を介して次の原紙１′お
よび１″……に順に積層され１５０ｍｍの紙厚さに積層
された状態を示す。図２は２０ｍｍ×２０ｍｍの寸法に
切断加工された一枚の原紙１が接着層２を介して次の原
紙１′および１″……に順に積層され６０ｍｍの紙厚さ
に積層された状態を示す。
された一枚の原紙１が接着層２を介して次の原紙１′お
よび１″……に順に積層され１５０ｍｍの紙厚さに積層
された状態を示す。図２は２０ｍｍ×２０ｍｍの寸法に
切断加工された一枚の原紙１が接着層２を介して次の原
紙１′および１″……に順に積層され６０ｍｍの紙厚さ
に積層された状態を示す。
【００３０】次に得られた試験片について、以下の試験
方法により曲げ強度と寸法安定性を測定した。 試験方法 曲げ強度：万能試験機（オリエンテック社製 商品名：
ＵＣＴ−５００）を使用し、図３に示した方法にて、断
面方向より荷重３を加え、支点５の間隔（８０ｍｍ）に
載置した試験片４が折れたときの力を測定し、それを曲
げ強度とした。 寸法安定性：万能試験機（オリエンテック社製 商品
名：ＵＣＴ−５００）を使用し、図４に示した方法に
て、積層方向より５０００Ｎの荷重３を掛けたときの試
験片４の変形量を測定した。図２の上下方向からの圧縮
前の寸法をＸ，圧縮後の寸法をＹとする。これから下記
式により変形率に換算して寸法安定性とした。 寸法安定性（変形率）＝〔（Ｘ−Ｙ）／Ｘ〕×１００
（％） 試験結果を表１に示す。
方法により曲げ強度と寸法安定性を測定した。 試験方法 曲げ強度：万能試験機（オリエンテック社製 商品名：
ＵＣＴ−５００）を使用し、図３に示した方法にて、断
面方向より荷重３を加え、支点５の間隔（８０ｍｍ）に
載置した試験片４が折れたときの力を測定し、それを曲
げ強度とした。 寸法安定性：万能試験機（オリエンテック社製 商品
名：ＵＣＴ−５００）を使用し、図４に示した方法に
て、積層方向より５０００Ｎの荷重３を掛けたときの試
験片４の変形量を測定した。図２の上下方向からの圧縮
前の寸法をＸ，圧縮後の寸法をＹとする。これから下記
式により変形率に換算して寸法安定性とした。 寸法安定性（変形率）＝〔（Ｘ−Ｙ）／Ｘ〕×１００
（％） 試験結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１の評価結果により、実施例１〜４によ
る積層式立体モデル造形用原紙を使用して造形した立体
モデル（試験片）は、曲げ強度が実用上十分な機械的強
度を得た。即ち、上記積層式立体モデル造形用原紙を使
って造形した紙の塊から不要部分を除去するときに、立
体モデルの薄肉部分が折れる心配がなくなり、例えば、
フィンのような薄肉の立体モデルであってもモータに取
付けて回転させることができる程の強度を得ることがで
きた。また、表１の試験結果により、実施例１〜４によ
る積層式立体モデル造形用原紙を使用して造形した立体
モデル（試験片）は、圧縮強度が実用上充分な機械的強
度を得た。すなわち、上記積層式立体モデル造形用原紙
を使用して造形した立体モデルをプレス型として使用し
た場合、プレス成形時のプレス型の変形が従来に比べて
小さくなり、試作用プレス型として使用できるようにな
った。
る積層式立体モデル造形用原紙を使用して造形した立体
モデル（試験片）は、曲げ強度が実用上十分な機械的強
度を得た。即ち、上記積層式立体モデル造形用原紙を使
って造形した紙の塊から不要部分を除去するときに、立
体モデルの薄肉部分が折れる心配がなくなり、例えば、
フィンのような薄肉の立体モデルであってもモータに取
付けて回転させることができる程の強度を得ることがで
きた。また、表１の試験結果により、実施例１〜４によ
る積層式立体モデル造形用原紙を使用して造形した立体
モデル（試験片）は、圧縮強度が実用上充分な機械的強
度を得た。すなわち、上記積層式立体モデル造形用原紙
を使用して造形した立体モデルをプレス型として使用し
た場合、プレス成形時のプレス型の変形が従来に比べて
小さくなり、試作用プレス型として使用できるようにな
った。
【００３３】
【発明の効果】本発明の積層式立体モデル用原紙を使っ
て造形した立体モデルは、紙層間剥離強さを１００ｇ／
１５mm以上にすることによって、曲げ強さが０．４kgf
／mm２以上となり、造形機で造形した紙の塊から不溶部
分を除去するときに、立体モデルの薄肉部分が折れるお
それがなくなった。また、フィンのような薄肉の立体モ
デルをモータに取付けて回転させることができた。さら
に、本発明の積層式立体モデル用原紙を使って造形した
立体モデルは、紙の密度を１．０ｇ／cm３以上にするこ
とによって変形率が４％未満となり、この立体モデルを
プレス型に使用して所望の形状にプレス成形することが
できた。
て造形した立体モデルは、紙層間剥離強さを１００ｇ／
１５mm以上にすることによって、曲げ強さが０．４kgf
／mm２以上となり、造形機で造形した紙の塊から不溶部
分を除去するときに、立体モデルの薄肉部分が折れるお
それがなくなった。また、フィンのような薄肉の立体モ
デルをモータに取付けて回転させることができた。さら
に、本発明の積層式立体モデル用原紙を使って造形した
立体モデルは、紙の密度を１．０ｇ／cm３以上にするこ
とによって変形率が４％未満となり、この立体モデルを
プレス型に使用して所望の形状にプレス成形することが
できた。
【図１】曲げ試験片の斜視図
【図２】圧縮試験片の斜視図
【図３】曲げ強度の試験方法の説明図
【図４】寸法安定性の試験方法の説明図
【図５】本発明の方法の説明図
【図６】本発明の方法の説明図
【図７】本発明の方法の説明図
【図８】本発明の方法の説明図
１，１′，１″ 原紙 ２ 接着層 ３ 荷重 ４ 試験片 １０ 造形中の積層体 １１ テーブル １２ テーブル昇降用モータ １３ ベルト １４ ボールねじ １５ ナット １６ ロール状の紙 １７ シート送りモータ １８ シート送りモータ １９ シート巻取りモータ ２０ 加熱圧着モータ ２１ リミットスイッチ ２２ モータ ２３ ボールねじ ２４ ナット ２５ レーザ照射ヘッド ２６ モータ ２７ ボールねじ ２８ ナット
フロントページの続き (72)発明者 野々山 透 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田 工機株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−195533（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−118875（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−262322（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−85636（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−97935（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B31B 5/00 D21H 27/00
Claims (4)
- 【請求項１】 造形中の立体モデル上に基紙の少なくと
も片面に接着剤を付着した原紙を供給する工程と、この
原紙を造形中の立体モデルに押しつけて貼りつける工程
と、この原紙を得るべき立体モデルの所要の断面形状に
切断する工程とを繰り返すことによって立体モデルを造
形するようにした積層式立体モデル造形方法において、
前記原紙はＪＩＳ Ｐ８１３９による紙層間剥離強さが
１００〜１５０ｇ／１５ｍｍであることを特徴とする積
層式立体モデル造形方法。 - 【請求項２】 原紙が、ＪＩＳ Ｐ８１３９による紙層
間剥離強さが１００〜１５０ｇ／１５ｍｍで、かつＪＩ
Ｓ Ｐ８１１８による密度が１．０ｇ／ｃｍ３以上であ
ることを特徴とする請求項１記載の積層式立体モデル造
形方法。 - 【請求項３】 原紙を積層接着する毎に得るべき立体モ
デルの断面形状に切断することを繰り返して立体モデル
を造形する造形方法用原紙において、該原紙はＪＩＳ
Ｐ８１３９による紙層間剥離強さが１００−１５０ｇ／
１５ｍｍであることを特徴とする積層式立体モデル造形
用原紙。 - 【請求項４】 原紙が、ＪＩＳ Ｐ８１３９による紙層
間剥離強さが１００〜１５０ｇ／１５ｍｍであり、か
つ、ＪＩＳ Ｐ８１１８による密度が１．０ｇ／ｃｍ３
以上であることを特徴とする請求項３記載の積層式立体
モデル造形用原紙。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19270696A JP3159651B2 (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 積層式立体モデル造形方法および積層式立体モデル造形用原紙 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19270696A JP3159651B2 (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 積層式立体モデル造形方法および積層式立体モデル造形用原紙 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1016088A JPH1016088A (ja) | 1998-01-20 |
| JP3159651B2 true JP3159651B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=16295706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19270696A Expired - Fee Related JP3159651B2 (ja) | 1996-07-04 | 1996-07-04 | 積層式立体モデル造形方法および積層式立体モデル造形用原紙 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159651B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001254060A (ja) * | 2000-03-09 | 2001-09-18 | Tokushu Paper Mfg Co Ltd | 三次元造形機用の感熱接着紙、及び三次元造形物 |
| JP3415805B2 (ja) * | 2000-04-21 | 2003-06-09 | 株式会社キラ・コーポレーション | シート積層式造形装置 |
-
1996
- 1996-07-04 JP JP19270696A patent/JP3159651B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1016088A (ja) | 1998-01-20 |
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| JPS6123399Y2 (ja) |
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