JP3211608U - ポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー及びそれにより製造される靴 - Google Patents

Abstract

【課題】ポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパー及びそれにより製造される靴を提供する。【解決手段】本考案のポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパー１０ａは、１つのアッパー半製品１０を提供し、少なくとも１つの３Ｄ印刷装置３０を利用し、ＰＵを印刷材料とし、該アッパー半製品の表面に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット４０を印刷して造形し、続いて硬化作業を行い、ＰＵ立体装飾パターンを具有するアッパーを完成し、該アッパーにより靴を製造し、これにより靴の外観の多様性を高め、従来の技術において靴型を先に製作するコスト及び問題を避けることができる。【選択図】図２

Description

本考案は、ポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパー及びそれにより製造される靴の技術分野に関し、特に、ポリウレタン（ＰＵ）を３Ｄ印刷材料として３Ｄ印刷方式でアッパー半製品の表面に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニットを印刷して造形し、アッパー及びそれにより製造される靴が多様性の装飾パターンを有するポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパーに関する。

３Ｄ印刷技術及びその応用は現在、非常に人気があり、従来の技術であるＵＳ９，５３８，７３８、ＵＳ９，５２２，５２２、ＵＳ９，４６０，５５７、ＵＳ９，４５３，１４２などが含まれる。インターネットから、ＮＩＫＥ、ＡＤＩＤＡＳ、Ｒｅｅｂｏｋなどの大きな靴ブランドが、最近にも３Ｄ印刷製靴の開発に投入する理由は、大量なコストを節約できるためであり、例えば、従来に１対の靴の原型を作成することは、１２名の技術者が必要であり、作成時間も４ないし６周かかる必要があり、もし３Ｄ印刷であると、２名の技術者が充分であり、３Ｄ印刷も普通の生産線より時間を省き、作業時間を大幅に作業時間を短縮することができる。

従来の製靴の技術領域において、３Ｄ印刷技術により靴を設計して製造する従来技術が既にあるが、現在の３Ｄ印刷製靴の技術は、高価格の注文品（ｃｕｓｔｏｍ−ｍａｄｅ）の専属靴、例えば、ハイヒール、専用の靴の製造に偏り、高価格ではない普通の靴、例えば、ランニングシューズ、各球技用運動靴を量産化製造するならば、３Ｄ印刷材料、３Ｄ印刷の操作方式、量産化速度、靴の機能（運動の強度と合わせる）、製造コスト、又は市場競争力などの多面性を同時に考量する必要があるため、特に高価格ではない普通の運動靴の製造に、現在成熟した３Ｄ印刷製靴の技術がまだ至ってない。

特表2012-504067号公報

本考案の目的は、３Ｄ印刷で靴を製造する領域において、特に高価格ではない普通のスニーカーを製造する際に、どのように３Ｄ印刷材料、３Ｄ印刷操作方式、大量生産速度、靴の機能（例えば、運動の強度を合せ）、製造コスト、又は市場競争力などの多面な条件を兼ねる及び満足することが、主な解決しようとする課題とし、最も効果的及び有利な解決方案を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本考案は、ポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパー及びそれにより製造される靴を提供するものである。本考案のポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパーは、アッパー材料から製作され、アッパー形状を有するアッパー半製品を提供する工程と少なくとも１つの３Ｄ印刷装置により、ポリウレタン（ＰＵ）を３Ｄ印刷材料とし、該３Ｄ印刷装置に設けるノズルで噴出して３Ｄ印刷作業を行う工程と、上記の３Ｄ印刷方式により該アッパー半製品の表面に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニットを印刷して造形し、該ＰＵ装飾ユニットがパターン設計の必要によって様々な多様化の装飾パターンを形成可能である工程と、続いて硬化作業を行い、ポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパーを完成する工程と、を含み、これにより、靴の外観の装飾パターンの多様性を高め、該アッパー及びそれにより製造される靴の製造工程の効率と市場競争力を向上することができる。

本考案において、３Ｄ印刷材料とするＰＵが二成分型ＰＵ（ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＰＵ）、一液湿気硬化型ＰＵ（ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｕｒａｂｌｅ ｏｎｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＰＵ）、熱可塑性ＰＵ（ＴＰＵ，ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ＰＵ）を含み、該二成分型ＰＵが、使用の直前に反応の遅い第一液に第二液を混してなるものであり、該一液湿気硬化型ＰＵが、３Ｄ印刷造形の後に空気中の水分と反応して硬化されるものであり、該熱可塑性ＰＵ（ＴＰＵ）が、先に加熱して熔融状態になり、さらに３Ｄ印刷装置のノズルで噴出されて印刷作業を行うものである。

本考案の１つの実施例において、二成分型ＰＵを３Ｄ印刷材料とする場合、第一液、例えばポリシアネートと、第二液、例えばポリオールとを、使用の直前に混合し、例えば、第一液と第二液とを３Ｄ印刷装置のノズルより先にある収容室に導いて均一に混合し、混合後の二成分型ＰＵを硬化の前にノズルから噴出させ、該アッパー半製品の表面に印刷する。

本考案の１つの実施例において、少なくとも１つの該３Ｄ印刷装置に設けるノズルが異なるノズルサイズを有し、印刷製造の工程に適切なノズルサイズを選択して印刷作業を行うことにより、３Ｄ印刷作業の効率を向上する。

本考案の１つの実施例において、該アッパー半製品を３Ｄ印刷装置の作業台面に平坦化され、３Ｄ印刷装置のノズルが速やかにＰＵを該アッパー半製品の表面に印刷することができる。

本考案の１つの実施例において、該アッパー半製品をさらに本考案に使用される３Ｄ印刷装置により、直接的に３Ｄ印刷方式で印刷して造形することにより、従来の製靴方法において、アッパー半製品を製造する時に、アッパー造形の靴型を先に製作する必要がある製作コスト及びその後のアッパー半製品のバリ取りの加工コストを避けることができる。

本考案の１つの実施例において、該アッパー半製品をさらに加工作業で靴のベース材、例えば、インソール、ミッドソール、アウトソールの全体又はその中の一部分と一体に組み合わせ、靴形状を既に具有する靴半製品を構成し、さらに該靴半製品を回転可能な治具にかけ、該靴半製品を３Ｄ印刷装置のノズルに対して回転をさせ、ノズルが速やかにＰＵを該アッパー半製品の表面に印刷することができる。

本考案の１つの実施例において、該アッパー半製品をさらに靴のベース材、例えば、インソール、ミッドソール、アウトソールの全体又はその中の一部分と一体に組み合わせ、靴形状を既に具有する靴半製品を構成し、該アウトソールの底面にさらに少なくとも１つの凹溝を設け、３Ｄ印刷装置のノズルが、ＰＵをそれぞれに該靴半製品のアッパーの表面及び少なくとも１つの該凹槽の内に印刷し、該靴半製品のアッパーの表面及び該アウトソールの底面に、それぞれに少なくとも１つのＰＵ装飾ユニットを造形することができる。

本考案の１つの実施例に係る３Ｄ印刷装置のノズルがアッパー半製品の表面に印刷作業を行う状態を示す斜面図である。 図１におけるアッパー半製品の３Ｄ印刷作業の完成後の状態を示す斜面図である。 図２における印刷作業の完成後のアッパー半製品をさらに靴のベース材と組み合わせる状態を示す分解斜面図である。 図３における組み合わせた靴を示す斜面図である。 本考案のアッパー半製品を先に靴のベース材（ミッドソール）と組み合わせる状態を示す分解斜面図である。 図５におけるアッパー半製品を靴のベース材と組み合わせて形成する靴半製品を示す斜面図である。 図６における靴半製品を３Ｄ印刷作業を行う状態を示す側面図である。 図７における靴半製品の３Ｄ印刷作業の完成後の実施例を示す斜面図である。 図８における３Ｄ印刷作業の完成後の靴半製品をさらに靴のベース材（アウトソール）と組み合わせる状態を示す分解斜面図である。 図９における靴半製品を靴のベース材（アウトソール）と組み合わせた状態を示す斜面図である。 本考案のアッパー半製品を先に靴のベース材（ミッドソール、アウトソール）と組み合わせる状態を示す分解斜面図である。 図１１における組み合わせた靴半製品を示す組立斜面図である。 図１２における靴半製品をアッパーに３Ｄ印刷作業を行う状態を示す側面図である。 図１２における靴半製品をアウトソールの底面に３Ｄ印刷作業を行う状態を示す斜面図である。 図１４におけるアウトソールの底面に３Ｄ印刷作業を行う状態を示す底部斜面図である。 図１５における３Ｄ印刷作業の完成後の靴を示す上面斜面図である。

（実施形態）
図１、２を参照する。図１、２は、本考案のポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパー、それにより製造される靴の実施形態を示す。該靴は図２に示すように、アッパー半製品１０と、少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット４０と、を含み、該アッパー半製品１０がアッパー材料から製作され、アッパー形状を有し、該ＰＵ装飾ユニット４０が、少なくとも１つの３Ｄ印刷装置３０により、ポリウレタン（ＰＵ）２０を印刷材料とし、該３Ｄ印刷装置３０のノズル３１でＰＵ２０を噴出し、該アッパー半製品１０の表面に印刷し、一体に結合して形成される。

本考案のアッパーは下記の工程を含む。
工程（１）は、１つのアッパー半製品１０を提供する。該アッパー半製品１０は従来の製靴方法で製造されることができるが、それに限定するものではなく、例えば、合成皮革であるポリウレタン（ＰＵ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、又は他の組成物をアッパー材料とし、成形加工作業によりアッパーの靴型を先に製作し、該アッパーの靴型により鋳込成形を行ってアッパー原型を作成し、アッパー原型のバリ取りを行い、アッパー形状を具有するアッパー半製品１０を完成し、図１のように示す。アッパー半製品１０の形状について、スタイル又はひも孔１１の位置及数などを限定するするものではなく、アッパーの設計の必要によって異なる形状を変化することができる。

工程（２）は、少なくとも１つの３Ｄ印刷装置３０を利用し、ＰＵ２０を３Ｄ印刷材料とする。該ＰＵは、二成分型ＰＵ（ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＰＵ）、一液湿気硬化型ＰＵ（ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｕｒａｂｌｅ ｏｎｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＰＵ）、熱可塑性ＰＵ（ＴＰＵ，ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ＰＵ）を含む。ここに二成分型ＰＵを３Ｄ印刷材料とする例として挙げられるが、本考案を限定するものではなく、例えば、反応の遅い第一液２１（例えばポリシアネート、それに限定するものではない）と第二液２２（例えばポリオール、それに限定するものではない）とを、使用の直前に混合する。ここに図１を例として説明されるが、それに限定するものではなく、第一液２１と第二液２２とをそれぞれに輸送管３３で３Ｄ印刷装置３０のノズル３１より先にある収容室３２に輸送して均一に混合する。混合方式は該収容室３２の内部に撹拌機構（図に示せず）を設けることが可能であるが、それに限定するものではない。混合後のの二成分型ＰＵ２０ａを混合硬化の前にノズル３１から噴出させ、該アッパー半製品１０の表面に３Ｄ印刷する。３Ｄ印刷装置３０の各部材の構成と機能は、いずれも従来の技術を利用可能であるため、３Ｄ印刷装置３０及びその各部材、例えばノズル３１、収容室３２（又は内部に設けられる撹拌機構）、輸送管３３などの詳細な構成とその機能について、ここに説明しないことにする。

工程（３）は、３Ｄ印刷方式により該アッパー半製品１０の表面に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット４０を印刷して造形する。該ＰＵ装飾ユニット４０は、予めに準備するパターンの設計によって様々な多様化の装飾パターンを形成し、図２に示すレリーフパターン４０ａ，４０ｂ又はレリーフライン４０ｃ，４０ｄのようであるが、それに限定するものではなく、さらにアッパーの強度を強化する機能を兼ねるレリーフパターンも形成可能であり、図２に示すように、レリーフパターン４１がすなわち該アッパー半製品１０のひも孔１１の周囲位置に形成し、該ひも孔１１の引張り強度を向上するものである。

工程（４）は、続いて硬化作業を行い、ポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー１０ａを完成し、図２のように示す。

なお、工程（４）で製造されるアッパー１０ａに対してさらに加工作業をされ、アッパー１０ａを靴のベース材５０と組み合わせて一体になる加工作業が、図３のように示す。該靴のベース材５０は、普通にインソール（図に示せず）ミッドソール５１、及びアウトソール５２を含むが、それに限定するものではない。このようにして、靴６０を完成し、図４のように示し、本考案は、製造される靴６０の市場競争力を向上するものである。

本考案の１つの実施例において、該３Ｄ印刷装置３０に異なるノズルサイズを有する複数のノズル３１を設け、図１、２に示すように、２つのノズル３１が設けられるが、それに限定するものではなく、各ノズル３１がコンピュタープログラムにより設計され、それぞれに又は同期に作動可能である。また、各ノズル３１は異なるノズルサイズを有するものに設計され、３Ｄ印刷の工程に適切なノズルサイズを有するノズル３１を選択し、異なるＰＵ装飾ユニットに対して印刷作業を行うことにより、各ノズル３１の作業効率を向上する。

図１、２を参照し、該アッパー半製品１０を３Ｄ印刷装置３０の作業台面（図に示せず）に平坦化され、ノズル３１が速やかに印刷材料であるＰＵ２０を該アッパー半製品１０の表面に印刷することができる。

なお、本考案のアッパー１０ａの製造効率を向上するため、工程（１）で提供されるアッパー半製品１０をさらに本考案に使用される３Ｄ印刷装置３０により、直接的に３Ｄ印刷方式で印刷して造形し、即ち３Ｄ印刷装置３０のノズル３１で該アッパー半製品１０を印刷して造形（図１の右側にあるノズル３１を参照する）することにより、従来の製靴方法において、アッパー造形の靴型を先に製作する必要がある製作コスト及びその後のバリ取りの加工コストを避けることができる。

図５を参照する。工程（１）で提供されるアッパー半製品１０をさらに他の加工作業（例えば、粘着押圧作業）で靴のベース材５０、例えば、インソール（図に示せず）、ミッドソール５１、又はそれらの組み合わせの全部又は一部分と一体に組み合わせ、アッパー半製品１０を既に具有する靴半製品６０ａを構成し、図６に示す。さらに互いに合せるように設計する治具又は取付具（図に示せず）で、靴半製品６０ａを回転可能な治具に覆い、靴半製品６０ａを３Ｄ印刷装置３０のノズル３１に対して、図７における矢印Ａのように、角度調整可能な回転をさせることにより、ノズル３１が該靴半製品６０ａにあるアッパー半製品１０の表面に３Ｄ印刷作業を行い、図７に示すように、印刷材料であるＰＵ２０をアッパー半製品１０の表面に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット４０を印刷して形成し、図８のように示す。

さらに、少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット４０を既に具有する靴半製品６０ａに対して次の加工作業を行い、靴半製品６０ａとベース材５０にあるアウトソール（それに限定するものではない）とを一体に組み合わせ、図９に示すように、靴６０を完成し、図１０のように示す。該靴６０のアッパーの上に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニットを印刷して形成するため、該靴６０と従来の靴と異なり、もっと変化性を有し、本考案は靴６０の市場競争力を確実に向上することができる。

図１１を参照する。工程（１）で提供されるアッパー半製品１０をさらに他の加工作業（例えば、粘着押圧作業）で靴のベース材５０、例えば、インソール（図に示せず）、ミッドソール５１、アウトソールの全部と一体に組み合わせ、靴形状を既に具有する靴半製品６０ｂを構成し、図１２に示す。アウトソール５２の底面に（底面より上方に延す側縁部分を含む）さらに少なくとも１つの凹溝５２１を設け、凹槽５２１の形状及びそれが該アウトソール５２の底面にある位置は限定するものではなく、必要によって変わることができ、図１３、１４に示すように、アウトソール５２の底面に複数の不規則の横向きの凹溝５２１を設けるが、それに限定するものではない。さらに、互いに合せるように設計する治具又は取付具（図に示せず）で、靴半製品６０ｂを回転可能な治具（図に示せず）に覆い、靴半製品６０ｂをノズル３１に対して、図１３における矢印Ｂのように、角度調整可能な回転をさせることにより、ノズル３１が靴半製品６０ｂにあるアッパー半製品１０の表面に３Ｄ印刷作業を行い、少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット４０を形成し、ここに第一ＰＵ装飾ユニット４０と称する。さらに、ノズル３１が靴半製品６０ｂにあるアウトソール５２の底面に３Ｄ印刷作業を行い、図１４に示すように、アウトソール５２の底面にある各凹溝５２１の内に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニット７０を印刷して形成し、ここに第二ＰＵ装飾ユニット７０と称する。該第二ＰＵ装飾ユニット７０の印刷造形厚さ（高さ）が、該アウトソール５２の底面の厚さよりやや高い（やや突出する）と、第二ＰＵ装飾ユニット７０が装飾機能を具有する他に、さらに滑り止め機能を具有する。

また、第二ＰＵ装飾ユニット７０と第一ＰＵ装飾ユニット４０の３Ｄ印刷作業とが別々に又は連続的に行い、別々に行う場合、ノズル３１が先にアッパー半製品１０の表面に第一ＰＵ装飾ユニット４０を全部完成し、次いて回転して角度を調整し、靴半製品６０ｂのアウトソール５２の底面をノズル３１に向け、ノズル３１がアウトソール５２の底面にある各凹溝５２１に３Ｄ印刷作業を行い、第二ＰＵ装飾ユニット７０を全部印刷して完成し、即ち第一ＰＵ装飾ユニット４０と第二ＰＵ装飾ユニット７０とが別々に印刷されて造形され、別れ状態を形成する。連続的に行う場合、ノズル３１がアッパー半製品１０の表面に先に第一ＰＵ装飾ユニット４０の一部を印刷し、図１３に示すように（又は第二ＰＵ装飾ユニット７０の側縁部分を含む）、そして回転して角度を調整し、靴半製品６０ｂのアウトソール５２の底面をノズル３１に向け、ノズル３１が連続的にアウトソール５２の底面に対して３Ｄ印刷作業を行って第二ＰＵ装飾ユニット７０の一部を印刷することをさせ、図１４にしめすように、次いて回転して角度を調整し、靴半製品６０ｂにあるアッパー半製品１０を再びノズル３１に向け、ノズル３１が連続的にアッパー半製品１０の表面に対して３Ｄ印刷作業を行って第一ＰＵ装飾ユニット４０の一部をまた印刷することをさせ（また図１３に示すように）、このように交換して連続的に３Ｄ印刷作業を行い、第一ＰＵ装飾ユニット４０及び第二ＰＵ装飾ユニット７０を全部完成し、即ち第一ＰＵ装飾ユニット４０及び第二ＰＵ装飾ユニット７０の３Ｄ印刷作業が靴半製品６０ｂの回転で角度を調整し、交換して連続的に印刷作業を行い、印刷が完成した第一ＰＵ装飾ユニット４０と第二ＰＵ装飾ユニット７０との間に、連続的に交換して印刷造形するため、一部分が連接状態を形成し、図１５〜１６に示す。さらに、第一ＰＵ装飾ユニット４０と第二ＰＵ装飾ユニット７０との間に一部分が連接状態を形成するため、さらに靴６０の構成強度を向上することができる。

なお、本考案では好ましい実施例を前述の通り開示したが、これらは決して本考案に限定するものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、本考案の精神と領域を脱しない均等の範囲内で各種の変動や潤色を加えることができることは勿論である。

１０ アッパー半製品
１０ａ アッパー
１１ ひも孔
２０ ポリウレタン（ＰＵ）
２０ａ 二成分型ＰＵ
２１ 第一液体
２２ 第二液体
３０ ３Ｄ印刷装置
３１ ノズル
３２ 収容室
３３ 輸送管
４０ ＰＵ装飾ユニット
４０ａ レリーフパターン
４０ｂ レリーフパターン
４０ｃ レリーフライン
４０ｄ レリーフライン
４１ レリーフパターン
５０ ベース材
５１ ミッドソール
５２ アウトソール
５２１ 凹溝
６０ 靴
６０ａ 靴半製品
６０ｂ 靴半製品

Claims (6)

1. アッパー半製品と、少なくとも１つのＰＵ装飾ユニットと、を含み、
   該アッパー半製品がアッパー材料から製作され、アッパー形状を有し、
   該ＰＵ装飾ユニットが、少なくとも１つの３Ｄ印刷装置により、ポリウレタン（ＰＵ）を該３Ｄ印刷装置の印刷材料とし、該３Ｄ印刷装置のノズルでポリウレタンを噴出し、該アッパー半製品の表面に印刷し、一体に結合して形成されることを特徴とするポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー。
2. 該アッパー半製品がさらに該３Ｄ印刷装置により、ポリウレタン（ＰＵ）を印刷材料とし、該３Ｄ印刷装置のノズルでポリウレタンを噴出し、印刷して造形することを特徴とする請求項１に記載のポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー。
3. 該ポリウレタン（ＰＵ）が二成分型ＰＵ（ｔｗｏ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＰＵ）、一液湿気硬化型ＰＵ（ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｃｕｒａｂｌｅ ｏｎｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ＰＵ）、熱可塑性ＰＵ（ＴＰＵ，ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ ＰＵ）を含むことを特徴とする請求項１に記載のポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー。
4. 該ポリウレタン（ＰＵ）が二成分型ポリウレタン（ＰＵ）を印刷材料とする場合、該二成分型ポリウレタン（ＰＵ）の第一液と第二液がそれぞれに輸送管で、該３Ｄ印刷装置のノズルより先にある収容室に輸送して均一に混合され、混合硬化の前に、均一に混合された二成分型ＰＵをノズルから噴出させ、３Ｄ印刷作業を行うことを特徴とする請求項１に記載のポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー。
5. 次の製造方法で製造され、該製造方法が、
   １つのアッパー半製品を提供する工程（１）と、
   少なくとも１つの３Ｄ印刷装置を利用し、ポリウレタン（ＰＵ）を印刷材料とする工程（２）と、
   該３Ｄ印刷装置のノズルで、３Ｄ印刷方式により該アッパー半製品の表面に少なくとも１つのＰＵ装飾ユニットを印刷して造形する工程（３）と、
   続いて硬化作業を行い、ポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパーを完成する工程（４）と、
   を含むことを特徴とする請求項１に記載のポリウレタン立体装飾パターンを具有するアッパー。
6. 請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のポリウレタン（ＰＵ）立体装飾パターンを具有するアッパーを含むことを特徴とする靴。