JP6726420B2 - 多層アッパーの３次元印刷 - Google Patents

Description

本発明は一般に、３次元印刷システムおよび方法に関するものである。

３次元印刷システムおよび方法は、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、電子ビーム自由形状製造（ＥＢＦ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、および、３次元印刷技術の他の種類を含む、様々な技術に関連している。

米国特許出願公開第２０１３／００１５５９６号明細書 米国特許第８，１２３，３５０号明細書 米国特許第５，１２１，３２９号明細書

１つの実施態様において、本開示は、第１のポリマー層と、第２のポリマー層と、ストランド層とを含むトレース要素を含む履物製品用のアッパーに向けられている。第１のポリマー層はポリマートレース経路を画定し、ストランド層は、ストランドトレース経路に沿って第１のポリマー層上に配置された材料ストランドを含む。さらに、第２のポリマー層は、ポリマートレース経路の少なくとも一部に沿って配置されるとともにポリマートレース経路の少なくとも一部について第１のポリマー層およびストランド層の両方に重なり、トレース要素は、第１のポリマー層と、ストランド層と、第２のポリマー層とによって囲まれた複数の開口を含む。

別の実施態様において、本開示は、布地ストランドと、アッパーの内部に向かって内側に面したポリマー材料の第１の部分と、アッパーの外部に向かって外側に面したポリマー材料の第２の部分とを含むトレース要素を有する、履物製品用のアッパーに向けられている。布地ストランドは、複数の曲線部分を有するストランドトレース経路に沿って配置されるとともにこれを画定し、ポリマー材料の第１の部分およびポリマー材料の第２の部分は、第１のポリマートレース経路および第２のポリマートレース経路に沿ってそれぞれ配置され、各々が複数の曲線部分を有する。くわえて、布地ストランドの平均幅は、ポリマー材料の第１の部分の平均幅の少なくとも５％である。トレース要素は、アッパーの水平（水平範囲は、あるアッパーの最前部とアッパーの最後部との間の距離である）の少なくとも５０％にわたって延び、トレース要素は、アッパーの垂直範囲（垂直範囲は、アッパーの最下部とアッパーの最上部との間の距離である）の少なくとも５０％にわたって延びる。さらに、トレース要素は、布地ストランドと、ポリマー材料の第１の部分と、ポリマー材料の第２の部分とのうちの１つ以上の部分によって囲まれた複数の開口を含む。

別の実施態様において、本開示は、アッパーとソール構造とを含む履物製品に向けられ、アッパーは、布地ストランドと、第１のポリマー層と、第２のポリマー層とを含むトレース要素を含む。布地ストランドは、ストランドトレース経路に沿って配置され、第１のポリマー層および第２のポリマー層はそれぞれ、第１のポリマートレース経路および第２のポリマートレース経路を含み、トレース要素は、布地ストランドと、第１のポリマー層と、第２のポリマー層とのうちの１つ以上に囲まれた複数の開口を画定する。さらに、トレース要素は、アッパーの水平範囲の少なくとも５０％にわたって延びており、トレース要素は、アッパーの垂直範囲の少なくとも５０％にわたって延びている。くわえて、ソール構造は、アッパーに固定され、少なくとも部分的にトレース要素に固定され、履物製品の接地面の少なくとも一部を形成する。

別の実施態様において、本開示は、履物製品用のアッパーの製造方法に向けられ、この方法は、受容層上にポリマートレース経路に沿ってポリマー材料の第１の層を堆積させるステップと、ストランドトレース経路に沿ってポリマー材料の第１の層上にストランドを配置するステップと、ポリマートレース経路に沿ってポリマー材料の第１の層とストランドとの両方の上にポリマー材料の第２の層を堆積させるステップとを含む。くわえて、ポリマー材料の第１の層、ストランドおよびポリマー材料の第２の層は、複数の開口を囲む。

本開示の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面および詳細な説明の検討により当業者に明らかであるか、または明らかになるであろう。すべてのそのような追加のシステム、方法、特徴および利点は、この説明およびこの概要の中に含まれ、本開示の範囲内にあり、以下の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。

実施形態に係る３次元印刷システムの構成要素の模式図である。 印刷デバイスとトレース要素を伴うベースとを示す模式図である。 トレース要素の一部を示す等角図である。 材料の第１の層を伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層を伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層とストランド層とを伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層とストランド層とを伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層とストランド層とを伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層とストランド層と材料の第２の層とを伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層とストランド層と材料の第２の層とを伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 材料の第１の層とストランド層とを伴う動作中の印刷デバイスの一部を示す模式図である。 トレース要素を示す等角図である。 トレース要素を示す等角図である。 トレース要素を示す等角図である。 ベース層を伴うトレース要素を示す等角図である。 靴型上に組み立てられるトレース要素を含むアッパー構成要素を示す等角図である。 トレース要素を含むアッパーを伴う履物製品を示す等角図である。 トレース要素の製造方法を示す流れ図である。

本発明の実施形態は、以下の図面および記述を参照することにより、より良く理解することができる。図面内の構成要素は必ずしも縮尺通りではなく、むしろ、本発明の原理を示すにあたり強調されている。さらに、図中において、同様の符号は、異なる図面を通して対応する部分を示す。

図１は、３次元印刷システム１００の実施形態を示す模式図であり、以降は単に印刷システム１００とも称される。印刷システム１００はさらに、印刷デバイス１０２、コンピューティングシステム１０４、および、ネットワーク１０６を含んでもよい。

異なる実施形態では、この構造は、３次元印刷（または以降は単に「印刷」）とも称される付加製造プロセスを用いて形成されたものであってよい。「３次元印刷」と称される用語「付加製造」(additive manufacturing)は、各材料の層を順次、コンピュータの制御下で重ねていく付加プロセスを経て、３次元物体を製造するための任意のデバイスおよび技術を指す。使用することができる付加製造技術には、熱溶解積層法（ＦＤＭ）などの押出成形法、電子ビーム自由形状製造（ＥＢＦ）、直接金属レーザ焼結（ＤＭＬＳ）、電子ビーム溶融（ＥＢＭ）、選択的レーザ溶融（ＳＬＭ）、選択的加熱焼結（ＳＨＳ）、選択的レーザ焼結（ＳＬＳ）、石膏ベース３Ｄ印刷、積層物体製造（ＬＯＭ）、ステレオリソグラフィ（ＳＬＡ）およびデジタル光処理（ＤＬＰ）が含まれるが、これらに限定されない。１つの実施形態では、付加製造デバイスは、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）またはポリ乳酸（ＰＬＡ）などの熱可塑性材料を印刷するように構成された熱溶解積層タイプのプリンタとすることができる。

付加製造プロセスは、平坦な受容面および輪郭づけられたまたは非平坦な表面上に構造を形成するために使用される。たとえば、図に示されているいくつかの実施形態では、平坦なまたは組み立てられていない構成を有するアッパーの材料部分などの、製品の平坦化表面上に材料が印刷される方法が例示される。このような場合、表面上への材料の印刷は、同様に平坦な薄層に材料を堆積させることによって達成される。したがって、プリントヘッドまたはノズルは、材料の第Ｎ番目の層を塗布するために、１つ以上の水平方向に移動し、その後、第Ｎ＋１番目の層を形成し始めるために垂直方向に移動してもよい。
他の実施形態では、材料を、輪郭づけられたまたは非平坦な表面上に印刷することができることを理解すべきである。たとえば材料を、靴型の表面が平坦でない３次元靴型の上に印刷することができる。このような場合、表面に塗布される印刷層も、輪郭づけられてもよい。

この印刷方法を達成するために、プリントヘッドまたはノズルが、印刷材料が塗布される面に対して常にほぼ垂直に整列するように、プリントヘッドまたはノズルが、輪郭面に沿って移動し、傾斜、回転または別様に移動するように構成される。いくつかの場合、プリントヘッドを、６つの自由度を伴う多関節ロボットアームなどのロボットアームに取り付けることができる。あるいは、さらに他の実施形態では、印刷材料の輪郭層を物体に塗布することができるように、輪郭表面を伴う物体をノズル下で再配向させることができる。たとえば、「Robotic fabricator（ロボット製作機）」と題するMozeikaらの２０１３年１月１７日に公開された（米国出願第１３／５３０，６６４号として２０１２年６月２２日に出願の）特許文献１に開示されたシステム、特徴、構成要素、および／または方法のいずれかを利用することができる。また、「Computerized apparatus and method for applying graphics to surfaces（表面にグラフィックを塗布するためのコンピュータ装置および方法）」と題するCannellらの２０１２年２月２８日に発行された特許文献２に開示されたシステム、特徴、構成要素、および／または方法のいずれかを利用することができる。

したがって、本実施形態は、平坦な表面に印刷するために使用される印刷プロセスに限定されず、任意の種類の幾何学形状を有する任意の種類の表面に印刷することができる印刷システムとともに使用されてもよいことが理解されよう。

一貫性と便宜のために、方向を示す形容詞が、図示の実施形態に対応する詳細な説明の全体にわたって用いられる。この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「長手」は、構成要素の長さにわたる方向を指す。この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「長手軸」は、長手方向に配向された軸を指す。

この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「横方向」は、構成要素の幅にわたる左右方向を指す。たとえば、横方向は、履物製品の内側側部と外側側部との間に延びてもよく、履物製品の外側側部は、他方の足から遠ざかる方を向く面であり、内側側部は、他方の足の方を向く面である。この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「横軸」は、横方向に配向された軸を指す。

この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「水平」は、長手方向、横方向、およびその間のすべての方向と実質的に平行な任意の方向を指す。構成要素が地面の上に置かれる場合には、水平方向は地面と平行であってもよい。

この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「垂直」は、垂直軸に沿った、横方向および長手方向の両方に大略的に垂直な方向を指す。たとえば、構成要素が地面の上で平坦である場合には、垂直方向は地面から上向きに延びてもよい。

方向を示すこれらの形容詞の各々がソールの個々の構成要素に適用されてもよいことが理解されるであろう。さらに、この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、用語「外側表面」は、着用者が着用したときに足から遠ざかる方を向く、構成要素の面を指す。この詳細な説明全体および請求項で使用される場合、「内側表面」または「内側」は、内側に向いている構成要素の表面、または着用者が着用したときに足の方を向く面を指す。

本開示の目的のために、方向を示す前述の用語は、履物製品または別の衣料製品を参照する際に使用される場合、ソールが地面に向いた直立位置にあるとき、すなわち、実質的に水平な表面上に立つ着用者が着用したときに位置付けられるであろう履物製品を指すものである。

図に示す実施形態では、印刷システム１００は、熱溶解積層法とも称される、溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）に関連する。溶融フィラメント製造（ＦＦＦ）を使用する印刷デバイスの実施例は、１９８９年１０月３０日に出願された「Apparatus and Method for Creating Three-Dimensional Objects（３次元物体を作成するための装置および方法）」と題するCrumpの特許文献３に開示されている。

印刷デバイス１０２は、物体（たとえば、部品、構成要素または構造）の３次元印刷を容易にする様々なシステム、デバイス、構成要素または他の手段を支持するハウジング１１０を含んでもよい。実施形態は、ハウジング１１０について特定の矩形箱型幾何学形状を示しているが、他の実施形態では、任意の幾何学形状および／または設計を有する任意のハウジングを使用することができる。ハウジング１１０の形状およびサイズは、デバイスについての所望のフットプリント、印刷デバイス１０２内で形成してもよい部品のサイズおよび形状、ならびに、考えられる他の要因などの要因に応じて変更することができる。ハウジング１１０は、開いていても（たとえば、大きな開口を伴うフレームを提供する）、または（たとえば、ガラスまたは中実材料のパネルおよびドアで）閉じていてもよいことが理解されよう。

いくつかの実施形態では、印刷デバイス１０２は、印刷物（または印刷物を支持する構成要素）を維持または保持するための手段を含んでいる。いくつかの実施形態では、印刷デバイス１０２は、印刷物、または印刷材料が塗布されている物体を支持、維持および／または保持するテーブル、プラットフォーム、トレイまたは同様の構成要素を含んでもよい。

図１の実施形態では、印刷デバイス１０２はトレイ１１２を含む。いくつかの実施形態では、トレイ１１２は、所定位置に固定されてもよく、安定ベースとして作用してもよい。しかし、他の実施形態においては、トレイ１１２は移動することができる。たとえば、いくつかの場合、トレイ１１２は、水平方向（たとえば、ハウジング１１０に対して前後および／または左右）ならびに垂直方向（たとえば、ハウジング１１０内の上下）にハウジング１１０内で並進するように構成されてもよい。また、いくつかの場合、トレイ１１２は、トレイ１１２に関連付けられた１つ以上の軸周りに回転および／または傾斜するように構成されてもよい。このように、少なくともいくつかの実施形態では、トレイ１１２を、印刷デバイス１０２のノズルまたはプリントヘッドを伴う任意の所望の相対構成内に移動させてもよいことが企図されている。他の実施形態では、印刷デバイス１０２は、トレイ１１２を含まなくてもよい。

いくつかの実施形態では、トレイ１１２は、湾曲しても、不規則な形状としてもよく、または、製品もしくは物体をその上に配置もしくは固定してもよいカスタマイズプラットフォームを提供する形状としてもよい。いくつかの実施形態では、印刷デバイス１０２は、トレイ１１２内に形成された開放空間またはキャビティを含んでもよい。

いくつかの実施形態では、印刷デバイス１０２は、目標位置に印刷材料（または印刷物質）を届けるための１つ以上のシステム、デバイス、アセンブリまたは構成要素を含んでもよい。目標位置は、トレイ１１２の表面、および／または、受容層、ベース層、もしくは他の構成要素の表面もしくは部分を含むことができる。目標位置または受容層は、印刷表面１４８と称されてもよい。異なる実施形態では、印刷材料を届けるための手段は、たとえば、プリントヘッドおよびノズルを含む。図１の実施形態では、印刷デバイス１０２は、ノズルアセンブリ１１６を含む。

いくつかの実施形態では、ノズルアセンブリ１１６は、作動システム１１４に関連付けられている。作動システム１１４は、ハウジング１１０内のノズルアセンブリ１１６の動きを容易にする、様々な構成要素、デバイスおよびシステムを含んでもよい。特に、作動システム１１４は、任意の水平方向にノズルアセンブリ１１６を移動させるための手段を含んでもよい。水平方向は、本明細書で第３の方向１６４と称される長手方向、および／または、本明細書で第２の方向１６２と称される横方向、または、水平面に沿って位置する任意の他の方向を含むことができる。作動システム１１４はまた、本明細書で第１の方向１６０として識別される任意の垂直方向にノズルアセンブリ１１６を移動させるための手段を含んでもよい。

様々な方向におけるノズルアセンブリ１１６の移動は、３次元物体を形成するように、または、３次元面もしくは曲面に沿って印刷するように、材料を堆積させるプロセスを容易にすることができる。この目的のために、作動システム１１４の実施形態は、ハウジング１１０内で様々な位置および／または方向でノズルアセンブリ１１６を保持するための１つ以上のトラック、レールおよび／または同様の手段を含んでもよい。実施形態はまた、トラックもしくはレールに沿ってノズルアセンブリ１１６を移動させるための、および／または、互いに対して１つ以上のトラックもしくはレールを移動させるための、ステッピングモータまたはサーボモータなどの任意の種類のモータを含んでもよい。

作動システムは、１つ以上の方向にノズルを移動させるように構成することができる。いくつかの実施形態において、作動システムは、単一の直線方向にノズルを移動させることができる。他の実施形態では、作動システムは、少なくとも２つの垂直方向にノズルを移動させることができる。さらに他の実施形態では、作動システムは、３つの垂直方向にノズルを移動させることができる。

たとえば、図１に示す実施形態では、作動システム１１４は、第１の方向１６０、第２の方向１６２および第３の方向１６４にノズル１１８を移動させるように構成されてもよい（図２参照）。図１に見られるように、第１の方向１６０は、ハウジング１１０の垂直方向に関連してもよい一方、第２の方向１６２および第３の方向１６４は、ハウジング１１０の水平方向（たとえば、長さおよび幅方向）に関連してもよい。もちろん、この実施形態は、３つの独立したｘ‐ｙ‐ｚすなわち直交方向でノズルを移動させることが可能な作動システムを示すが、他の実施形態では、非直交座標系（たとえば、球面座標系、円筒座標系など）に関連する３つの独立した方向にノズルを移動させるように構成されてもよい。さらに、他の場合には、作動システムは、直交ではない可能性がある３つの異なる方向（たとえば、斜め座標系の方向）でノズルを移動させることができる。

特定の実施形態では、第１の方向１６０は、印刷表面１４８などの表面にほぼ垂直である。本明細書中で使用される場合、表面に対して垂直から１０°以内であるときに、方向は表面にほぼ垂直である。たとえば、示されるように、第１の方向１６０は、印刷表面１４８にほぼ垂直である。

この説明の目的のために、印刷表面は、ノズルが印刷を行っている表面に対応してもよい。たとえば、トレイ１１２上に直接、ノズル１１８が印刷を行う場合、印刷表面は、トレイ１１２の表面と関連している。

図１の実施形態では、印刷表面１４８が、ノズルアセンブリ１１６に向かって上向きに対向するトレイ１１２の側部として説明されている。しかし、他の実施形態では、印刷表面１４８は、ノズル１１８が印刷を行う製品または物体の表面または側部を含んでもよいことに留意すべきである。印刷表面１４８は、大略的に平坦であってもよく、または、実質的に湾曲してもよく、輪郭を含んでもよい。

特定の実施形態では、印刷システム１００は、選択的にノズル１１８を移動させることができる。１つの実施形態では、印刷システム１００は、同時に３つの方向にノズル１１８を移動させる。たとえば、印刷システム１００は、印刷表面１４８上で第２の方向１６２および／または第３の方向１６４にノズル１１８を移動させながら、同時に、トレイ１１２から離れる第１の方向１６０にノズル１１８を移動させてもよい。別の実施例では、印刷システム１００が選択的に別の方向にノズル１１８を移動させながら、方向に沿った位置が維持される。印刷システム１００は、印刷表面１４８上で第２の方向１６２および第３の方向１６４におけるノズル１１８のベース位置を維持しながら、同時に、印刷表面１４８へと向かうまたは印刷表面１４８から離れる第１の方向１６０にノズル１１８を移動させてもよい。

いくつかの実施形態では、作動システム１１４を、ユーザが手動で操作することができる。他の実施形態では、作動システム１１４の動作を自動化するための手段があってもよい。たとえば、いくつかの実施形態は、自動的に１つ以上のトラックに沿って様々な位置にノズル１１８を駆動するためのモータおよび／または他の手段を含むことができる。また、自動化された実施形態では、ノズル１１８の位置もしくは速度は、印刷システム１００にて提供されるコントロールを使用して、または、以下にさらに詳細に説明されるコンピューティングシステム１０４などの関連システムを使用して、調整することができる。

印刷デバイス１０２の構成要素、デバイスおよびシステムが、例示目的で図１に模式的に示されていることが理解されるであろう。それゆえ、作動システム１１４およびノズルアセンブリ１１６の動作を容易にする、特定の部品、構成要素およびデバイスを含む、不図示の追加手段を含んでもよいことが理解されるであろう。たとえば、作動システム１１４は、いくつかのトラックまたはレールを含むものとして模式的に示されているが、作動システム１１４を含む特定の構成、および部品の数は、実施形態に応じて変更されてもよい。

上述したように、印刷システム１００は、印刷デバイス１０２を制御するための、および／または印刷デバイス１０２から情報を受信するための手段を含むことができる。これらの手段は、コンピューティングシステム１０４とネットワーク１０６とを含むことができる。大略的に、用語「コンピューティングシステム」は、単一コンピュータのコンピューティングリソース、単一コンピュータのコンピューティングリソースの一部、および／または、互いに通信する２つ以上のコンピュータを指す。これらのリソースのいずれかを１人以上の人間のユーザによって操作することができる。いくつかの実施形態では、コンピューティングシステム１０４は、１つ以上のサーバを含んでもよい。いくつかの場合において、印刷サーバは、印刷デバイス１０２を制御および／または印刷デバイス１０２と通信することに主に関与してもよい一方、別個のコンピュータ（たとえば、デスクトップ、ラップトップまたはタブレット）が、ユーザとの相互作用を容易にしてもよい。コンピューティングシステム１０４はまた、揮発性メモリおよび不揮発性メモリを含む、磁気、光学、磁気光学、および／またはメモリが挙げられるがこれらに限定されない１つまたは複数の記憶デバイスを備えることができる。

図１に示す実施形態では、コンピューティングシステム１０４は、中央処理デバイス１８５、ビューイングインタフェース１８６（たとえば、モニタまたはスクリーン）、入力デバイス１８７（たとえば、キーボードおよびマウス）、ならびに、トレース要素のコンピュータ支援設計（「ＣＡＤ」）表現を設計するためのソフトウェアを含んでもよい（トレース要素は、以下でさらに議論される）。少なくともいくつかの実施形態では、トレース要素のＣＡＤ表現は、構造の幾何学形状に関する情報だけでなく、構造の様々な部分を印刷するために必要な材料に関連する情報をも含んでもよい。

コンピューティングシステム１０４は、ネットワーク１０６を介して印刷デバイス１０２と直接、接触してもよい。ネットワーク１０６は、コンピューティングシステム１０４と印刷デバイス１０２との間の情報の交換を容易にする任意の有線または無線の手段を含んでもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーク１０６は、ネットワークインタフェースコントローラ、リピータ、ハブ、ブリッジ、スイッチ、ルータ、モデム、およびファイアウォールなどのさまざまな構成要素をさらに含んでもよい。場合によっては、ネットワーク１０６は、印刷システム１００の２つ以上のシステム、デバイス、および／または構成要素間の無線通信を容易にする無線ネットワークであってもよい。無線ネットワークの例としては、無線パーソナルエリアネットワーク（たとえば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）を含む）、無線ローカルエリアネットワーク（ＩＥＥＥ８０２．１１１ ＷＬＡＮ規格を利用するネットワークを含む）、無線メッシュネットワーク、モバイルデバイスネットワーク、および他の種類の無線ネットワークが挙げられるが、これらに限定されない。他の場合には、ネットワーク１０６は、その信号がツイストペアワイヤ、同軸ケーブル、および光ファイバによって促されるネットワークを含む有線ネットワークとすることができる。さらに他の場合には、有線および無線のネットワークおよび／または接続の組み合わせを使用することができる。

印刷システム１００は、３Ｄ印刷すなわち付加プロセスを用いて形成された１つ以上の構造を提供するために、以下のように動作させてもよい。コンピューティングシステム１０４は、構造を設計するために使用されてもよい。これは、ＣＡＤソフトウェアのいくつかのタイプ、または他の種類のソフトウェアを使用して達成されてもよい。そして、設計は、印刷デバイス１０２（または印刷デバイス１０２と通信する、関連する印刷サーバ）によって解釈可能な情報に変換されてもよい。いくつかの場合、設計は、ステレオリソグラフィファイル（ＳＴＬファイル）などの３Ｄ印刷可能ファイルに変換されてもよい。

図面に示された実施形態の一部は、溶融フィラメント製造印刷技術を用いたシステムを示しているが、さらに他の実施形態では、１つ以上の異なる３Ｄ印刷技術を組み込むことができることは理解されるであろう。たとえば、印刷システム１００は、タックアンドドラッグ印刷方法を使用してもよい。また、さらに他の実施形態は、特定のトレース要素または部分について所望の結果を達成するために、溶融フィラメント製造と別のタイプの３Ｄ印刷技術との組み合わせを組み込むことができる。

異なる実施形態では、印刷デバイス１０２は、熱可塑性樹脂（たとえば、ポリ乳酸およびアクリロニトリルブタジエンスチレン）、高密度ポリエチレン、共晶金属、ゴム、（銀粘土を含む）粘土、室温加硫シリコーン（ＲＴＶシリコーン）、磁器、および、当技術分野で知られている、場合によっては他の種類の材料を含むがこれらに限定されない、３Ｄ部品を形成するための様々な異なる材料を使用してもよい。部品を形成するために２つ以上の異なる印刷材料または押出材料が使用される実施形態では、上で開示した材料のうちのいずれか２つ以上を使用することができる。いくつかの実施形態では、印刷デバイス１０２は、材料またはスレッド組成物を、押し出すか、排出するか、または、使用してもよい。

さらに、実施形態で使用される付加印刷システムは、任意の印刷可能な材料を利用することができる。用語「印刷材料」または「堆積材料」は、付加製造プロセス中、印刷、吐出、放出または別様に堆積されてもよい任意の材料を包含することが意図される。そのような材料としては、熱可塑性樹脂（たとえば、ＰＬＡおよびＡＢＳ）および熱可塑性粉末、高密度ポリエチレン、共晶金属、ゴム、モデリング粘土、プラスチシン、ＲＴＶシリコーン、磁器、銀粘土、セラミック材料、石膏、およびフォトポリマー、ならびに、３Ｄ印刷に使用することが公知の、考えられる他の材料が挙げられるが、これらに限定されない。異なる実施形態では、印刷材料はまた、さらに後述するように、熱可塑性ポリマーなどのポリマー、および、様々なタイプのストランドを含むことができる。

さらに、開示された実施形態は履物の文脈で説明されるが、開示された実施形態は、３Ｄ印刷によって形成されてもよい衣料または装備の任意の製品にさらに等しく適用されてもよい。このように、本開示全体を通して使用される場合、用語「衣料製品」とは、任意の履物製品だけでなく、ハット、キャップ、シャツ、ジャージ、ジャケット、靴下、ショートパンツ、ズボン、下着、運動補助衣類、グローブ、リスト／アームバンド、スリーブ、ヘッドバンド、任意のニット材料、任意の織布材料、任意の不織布材料などを含む、任意の衣料または衣類を指す。製品の他の実施例としては、すね当て、膝パッド、肘パッド、肩パッドだけでなく、他のタイプの保護具が挙げられるが、これらに限定されない。さらに、いくつかの実施形態では、製品は、ボール、バッグ、財布、バックパック、および、着用されない可能性のある他の製品を含むがこれらに限定されない、着用されないよう構成された別の種類の製品であってもよい。

いくつかの実施形態では、印刷デバイス１０２は、様々な種類のベース層材料の表面上に印刷することが可能であってもよい。具体的には、いくつかの場合、印刷デバイス１０２は、基板と印刷材料の底部との間に介在する剥離層を必要とせずに、および、完全にまたはほぼ完全に平坦な、印刷する基板表面を必要とせずに、テキスタイル、天然生地、合成生地、ニット、織布材料、不織布材料、メッシュ、皮革、合成皮革、ポリマー、ゴム、および、発泡体、または、それらの任意の組み合わせ等の様々なベース層材料の表面上に印刷することが可能であってもよい。たとえば、開示された方法は、生地、たとえばニット材料上に、樹脂、アクリル、熱可塑性材料またはインク材料を印刷することを含んでもよく、材料が生地に付着／結合し、材料は、曲げ、巻回、加工または追加の組立プロセス／ステップを受けても一般に剥離しない。

本開示を通して使用される場合、用語「生地」は、任意のテキスタイル、天然生地、合成生地、ニット、織布材料、不織布材料、メッシュ、皮革、合成皮革、ポリマー、ゴムおよび発泡体から選択される材料を大略的に指すために使用される。しかし、いくつかの実施形態では、直接、材料の表面上に構造を印刷するために印刷デバイス１０２を使用してもよいものの、他の実施形態は、トレイまたは剥離紙上に構造を印刷し、その後、別個のステップでトレース要素を除去または剥離するステップを含んでもよい。

図２を参照すると、印刷デバイス１０２は、１つ以上の層構造を印刷するように構成されている。たとえば、図２に示すように、第１の層構造（「第１の構造」）２０４が、印刷デバイス１０２により形成されるプロセスで描かれている。図２で提供される拡大図に見られるように、第１の構造２０４は、履物製品用の、組み立てられていないアッパー部分を含む。点線の外形２５０は、アッパーの輪郭を表すことを意図している。他の実施形態では、第１の構造２０４は、履物または衣料製品用の任意のタイプの構成要素または構造を含むことができる。いくつかの実施形態では、第１の構造２０４は、たとえば、ヒールカウンタまたはシャツであってもよい。この説明の目的のために、トレイ１１２の表面、またはその上に印刷が直接生じる層を、印刷表面１４８と称する。

さらに後述するように、異なる実施形態では、様々な層が、第１の構造２０４の形成中に印刷されてもよい。たとえば、層構造をトレイ１１２上に直接、印刷または堆積することができる。また、布地ストランドを第１の構造２０４の第１の層上に直接、堆積することができる。

プロセスは、図３〜図１０を参照してより詳細に説明される。

ノズルアセンブリ１１６は、目標位置に印刷材料を届ける１つ以上のノズルを含んでもよい。明確にする目的のために、図２〜図１１の実施形態は、ノズルアセンブリ１１６の１つのノズル１１８を示している。しかし、他の実施形態では、ノズルアセンブリ１１６は、アレイまたは任意の特定の構成で配置することができる任意の数のノズルを用いて構成することができる。２つ以上のノズルを含む実施形態では、ノズルは、一緒におよび／または独立して移動するように構成することができる。

また、図２に示すように、ノズル１１８は、ノズル開口部１１９を伴って構成されてもよく、該ノズル開口部１１９は、ノズル１１８から出る材料の流れを制御するために開放および／または閉鎖することができる。具体的には、ノズル開口部１１９は、印刷デバイス１０２内の材料源（図示せず）からの材料の供給を受けるノズル流路１２１と流体連通してもよい。

いくつかの実施形態では、ウォーム駆動が、（ノズル１１８からの材料の所望の体積流量を達成するように変更されてもよい）特定の速度でノズル１１８内にフィラメントを押し出すために使用されてもよい。他の実施形態では、ウォーム駆動が省略されている。たとえば、材料は、作動システムを使用してノズル１１８から引き出されてもよい。いくつかの場合、材料の供給をノズル１１８に近い位置に（たとえば、ノズルアセンブリ１１６の部分に）設けることができるが、他の実施形態では、材料の供給を印刷デバイス１０２の何らかの他の位置に配置し、ノズルアセンブリ１１６に、管、導管または他の手段を介して供給することができることが理解されるであろう。

図３を参照すると、第２の構造３０４を伴う（点線で示す）アッパー３９０の一部の模式図が示されている。第２の構造３０４は、布地ストランド３２２の実質的に大部分を取り囲む（少なくともポリマーの第１の層およびポリマーの第２の層を含む）ポリマーケーシング３２０を含む。異なる実施形態では、本明細書に記載のアッパーは、複数の層を含んでもよく、該複数の層は、履物製品に個別にまたは集合的に、サポート性、柔軟性、安定性、クッション性、快適性、軽量化またはその他の属性などの複数の属性を提供してもよい。いくつかの実施形態では、層構造は、以下に説明するようにトレース要素を含んでもよい。したがって、いくつかの実施形態において、アッパーは層構造であってもよい。

本開示の目的のために、層とは、水平方向に沿って延びるかまたはアッパーの実質的に同様のレベル内に配置される、アッパーのセグメントまたは部分を指す。１つの実施形態では、層は、たとえば、地中の地層に例えることができる。換言すれば、層は、材料の他の隣接層の上、間または下に配置することができる、アッパーの水平配置部分とすることができる。各層は、アッパー内の他の層に対して増減された引張強度、弾性または厚みを有する１つ以上の部分を組み込むことができる。いくつかの実施形態では、層は、構造的支持を強化する様々な複合材料を含んでもよい。他の実施形態では、層は、アッパーに沿って加えられた力を分散するように構成された材料を含んでもよい。大略的に、開示された実施形態のアッパーは、任意の数の層を含んでもよい。いくつかの場合において、アッパーは、２つ以上の層を含んでもよい。他の場合、アッパーは、図３に示すように、布地ストランドを包む２つの層を含むことができる。しかし、いくつかの場合では、１つ以上のこれらの構成要素または層が省略されてもよい。

異なる実施形態では、各層は、アッパーに、異なる特徴、特性、反応および／または特質を提供してもよい。以下の図は、例示の目的のために、本開示のいくつかの可能な実施形態を表す。しかし、他の実施形態が、図１〜図１７を参照して説明されるものとは異なる１つ以上の層の変形を含んでもよいことが理解されるべきである。したがって、他の実施形態では、様々な異なるタイプの層の組み合わせから生じる特性を有する異なるタイプのアッパーを含むことができる。

上述したように、図３の実施例では、第２の構造３０４は、明確にする目的のためにアッパー３９０の内側側部３０８に関連付けられているアッパーの一部のみを含むものとして示されているが、アッパー３９０の残りの部分（外側側部３０６を含む）が示されていない。参照の目的のために、第２の構造３０４は、第１のセグメント３６０、第２のセグメント３６２、および第３のセグメント３６４を含むことがわかる。

第１のセグメント３６０は、ポリマーケーシング３２０を含む第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、布地ストランド３２２の点線表現は、ポリマーケーシング３２０の２つの層の間に「挟まれている」。また、第１のセグメント３６０は、外周縁部３５０に沿って第１の端部３７０から内周縁部３５２に沿って第２の端部３７２まで延びている。第２の端部３７２と第３の端部３７４との間に第２のセグメント３６２が延びている。第３の端部３７４は、第２の端部３７２から間隔をあけて、第２の端部３７２よりも足先領域３１０の近くに、内周縁部３５２に沿って形成されている。第２のセグメント３６２は、さらに後述される。また、第３の端部３７４から第４の端部３７６に第３のセグメント３６４が延び、第４の端部３７６は、第１の端部３７０から間隔をあけて、第１の端部３７０よりも足先領域３１０の近くに、外周縁部３５０に沿って形成されている。第３のセグメント３６４はまた、ポリマーケーシング３２０を含む第１のポリマー層と第２のポリマー層とを含み、布地ストランド３２２の点線表現は、ポリマーケーシング３２０の２つの層の間に「挟まれている」。

第１のセグメント３６０と第３のセグメント３６４とは対照的に、第２のセグメント３６２は、布地ストランド３２２の露出部分のみを含む。換言すれば、布地ストランド３２２の第１のセグメント３６０および第３のセグメント３６４の各々がポリマーケーシング３２０の間に封入されている一方、布地ストランド３２２を含む第２のセグメント３６２は、覆われていない、すなわち「露出」されている。したがって、いくつかの実施形態では、第２の構造３０４は、２層未満を含む（または層の無い）部分を含んでもよい。

読者にさらなる明瞭性を提供するために、本明細書に記載のトレース要素の形成時に利用されてもよいプロセスを示すシーケンスが、図４〜図１０に示されている。以下でより詳細に説明するように、本開示の目的のために、トレース要素とは、重なってまたは整列して印刷された部分を伴う印刷経路を２つ以上の別個の層が有する印刷構造を指す。

図４〜図１０において、ノズル１１８は、印刷プロセス中にプラットフォームの部分（「プラットフォーム」）４１２の上に配置されている。いくつかの実施形態において、プラットフォーム４１２は、図１のトレイ１１２と実質的に同様であってもよい。参照目的のために、図示のプラットフォーム４１２は、第１の側部４７０、第２の側部４７２、第３の側部４７４および第４の側部４７６を有している。

図４を参照すると、ノズル１１８は、印刷表面１４８（ここではプラットフォーム４１２の上面）上に第１の層４２０を堆積し始めている。第１の層４２０の第１の延長部４６０は、プラットフォーム４１２の第３の側部４７４の近くに形成されている。ノズル１１８の移動方向が、ノズル１１８に隣接して描かれた矢印によって模式的に示されている。図４において、移動の方向は、実質的に第２の方向１６２と整列している。

前述のように、ノズル１１８は、様々な材料を放出する、排出するまたは押し出すように構成されている。いくつかの実施形態では、印刷材料は、ノズル１１８を介して液滴４０２の形状で排出、吐出または別様に放出されてもよい。当業者は、液滴４０２の形状が、ノズル１１８から吐出または別様に放出される実際の材料に応じて変化してもよいことを認識するであろう。いくつかの実施形態では、液滴４０２は、したがって、任意の粘度の液体材料、または半固体材料でさえあってもよい。いくつかの実施形態では、液滴４０２は、印刷システムでの使用に適した、任意の所望の材料または材料の相であってもよい。いくつかの実施形態では、使用されるノズルシステムは、ピエゾインクジェットシステムなどのインクジェット印刷システムで使用されるものと均等または同一であってもよい。このように、いくつかの他の実施形態では、ノズルは、圧電インクジェットヘッドに関連付けられてもよい。

図４において、ノズル１１８は、ポリマー材料を含む液滴４０２を放出している。さらに、図４および図５の実施形態では、第１の層４２０（たとえば、ポリマー層）は、ＦＤＭ方式の使用を介して堆積される。しかし、他の実施形態では、ノズル１１８が他の材料を押し出してもよいか、または、他の付加製造プロセスを利用してもよい。たとえば、図６〜図８に関連して以下に説明するように、ノズル１１８は、連続スレッドまたは離散スレッドセグメントを押し出してもよい。

図４の実施形態では、第１の延長部４６０は、第４の側部４７６の近くの第１の下層端部４８０から第２の側部４７２の近くの第２の下層端部４８２に延びる。液滴４０２は、ノズル１１８がプラットフォーム４１２上で移動する際に、１回以上のランによって堆積されてもよい。いくつかの場合、ノズル１１８は、プラットフォーム４１２の特定の位置に堆積された液滴４０２の量を増加させるために、その位置に静止したままであってもよい。したがって、第１の層４２０の厚さは、いくつかの実施形態では１つの位置に堆積した液滴４０２の密度または量に基づいて調整されてもよい。

また、第１の延長部４６０は、第１の長さ４３０（長さが、第２の方向１６２と整列された距離に関連している）、第１の幅４３２（幅が、第３の方向１６４と整列された距離に関連している）、および、第１の厚さ４３４（厚さが、第１の方向１６０と整列された距離に関連している）を有する。異なる実施形態では、第１の延長部４６０は、サイズ、形状および厚さが変化してもよい。たとえば、他の実施形態では、第１の延長部４６０は、ここに示されているよりも小さいかまたは大きい、長さ、幅または厚さであってもよい。さらに、図４では、第１の延長部４６０は、それぞれ実質的に一定である幅と厚さとを有している。しかし、他の実施形態では、第１の層４２０の一部の幅および／または厚さが、その一部にわたって変化してもよいことが理解されるべきである。

印刷が図５に続くと、第１の層４２０の寸法は、変化してもよい。図５において、第１の層４２０は、第１の延長部４６０、第２の延長部５６２および第３の延長部５６４を含む。第２の下層端部４８２は、第１の下層端部４８０から離間しているが、今や第４の側部４７６近くに配置されている。換言すれば、ノズル１１８は、第１の延長部４６０を形成するために第２の方向１６２と実質的に整列された方向に移動し、その後、第２の延長部５６２を形成するために第３の方向１６４と実質的に整列された方向に移動している。第３の延長部５６４を形成するために、ノズル１１８は再び、第２の方向１６２と実質的に整列された方向に移動する。したがって、図５の実施形態では、第１の層４２０は、実質的にＵ字形状または湾曲形状を有している。

他の実施形態では、ノズル１１８は、トレース要素を形成するために、第１の方向１６０、第２の方向１６２または第３の方向１６４に対して斜めの方向を含む任意の他の方向に移動してもよい。第１の層４２０の全体的な形状は、したがって、図５に示す形状から大きく変化してもよい。本明細書および特許請求の範囲の目的で、ポリマー層（ここでは第１の層４２０）の堆積を受ける印刷表面１４８上の経路は、第１のポリマートレース経路と称されてもよい。換言すれば、ポリマートレース経路は、トレース要素を形成する際のポリマー層の特定の配置および／または配向を指す。

なお、異なる実施形態では、第１の層４２０の各部分はここで示されたものとは異なっていてもよく、図４〜図１０の実施形態は、説明のみを目的としていることが理解されるべきである。

図５では、第２の延長部５６２は、第２の長さ５３０、第２の幅５３２および第２の厚さ５３４を有している。異なる実施形態では、第１の長さ４３０（図４に示す）および第２の長さ５３０（図５に示す）は、実質的に同様であってもよく、または、異なっていてもよい。図５では、第２の長さ５３０は、図４に示す第１の長さ４３０よりも実質的に小さい。さらに、第１の幅４３２（図４参照）および第２の幅５３２（図５に示す）は、実質的に同様であってもよく、または、異なっていてもよい。図４および図５では、第１の幅４３２および第２の幅５３２は、実質的に同様である。また、第１の厚さ４３４および第２の厚さ５３４は、実質的に同様であってもよく、または、異なっていてもよい。図４および図５では、第１の厚さ４３４および第２の厚さ５３４は、実質的に同様である。

いくつかの実施形態では、トレース要素は、トレース要素へ追加または中間ストランド層を提供する繊維状または糸状要素に統合されるか、または別様にこれを含んでもよい。

これは、図６〜図８に見ることができ、スレッド６０２の長さを含む第１の布地ストランド６２４は、第１の層４２０の上面６２０を横切って引かれ、その上に堆積されている。他の実施形態では、第１のポリマー層と第２のポリマー層との間に配置されたストランド層は、複数の布地ストランドを含んでもよいことを理解すべきである。いくつかの実施形態では、複数の布地ストランドがあってもよく、それぞれが実質的に同様の材料で作られてもよく、または、互いに異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、スレッド６０２は、第１の層４２０の領域にタッキングするかまたは別様に接合されてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、布地ストランドの材料の少なくとも一部を、第１のポリマー層に付着しないようにすることができる。

他の実施形態では、ノズル１１８が第１の層４２０上を移動しつつ、第１の布地ストランド６２４が、上面６２０に沿って直接、堆積されて、効果的に第１の層４２０上に連続的スレッドを「ドレープ」してもよい。異なる実施形態において、第１の布地ストランド６２４を受容しないかまたはこれと接触しない第１の層４２０の部分があってもよい。したがって、いくつかの実施形態では、第１の布地ストランド６２４は、堆積された第１の布地ストランド６２４を含む材料の他の部分から、不連続、断続および／または離間状態とされてもよい。

本開示の目的のために、布地ストランドまたはスレッド６０２とは、１ミリメートルから数センチメートル以上までの長さの範囲の、同様のタイプの材料であるファイバまたはフィラメントを指すと理解されてもよい。したがって、本明細書において言及される布地ストランドは、大略的に任意の長さを有してもよい。実施例としては、したがって、第１の布地ストランド６２４は、１ミリメートルから数百メートル以上にまで及ぶ長さを有してもよい。

また、布地ストランドまたはスレッドは、本明細書に記載の材料のいずれかを含むことができる。さらに、いくつかの実施形態において、本明細書で使用される布地ストランドは、任意の種類の伸張性ストランド材料を含んでもよい。布地ストランドのために利用される材料は、様々な伸張特性を有するように選択されてもよく、いくつかの実施形態において、材料は、エラストマー性と考えられてもよい。いくつかの場合において、布地ストランドは、引張破損の前に、１０％から８００％超まで伸張してもよい。多くの衣料製品については、伸張性は有利な特性であり、布地ストランドは、引張破損の前に、少なくとも１００％まで伸張してもよい。関連事項として、布地ストランドに利用される材料は、様々な回復特性を有するように選択されてもよい。すなわち、アッパーは、伸張された後に元の形状に戻るように形成されてもよく、または、アッパーは、伸張された後に伸長形状または伸張形状を維持するように形成されてもよい。

異なる実施形態において、布地ストランドは、幅および厚さよりも実質的に大きい長さを示す、大略的に１次元の任意の材料から形成されてもよい。利用材料および所望の特性に応じて、布地ストランドは、複数のフィラメントを含む個々のヤーン、または、複数のヤーンを含むスレッドであってもよい。いくつかの実施形態では、布地ストランドに適した材料には、たとえば、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ポリアクリル、絹、綿、カーボン、ガラス、アラミド（たとえば、パラアラミドファイバとメタアラミドファイバ）、超高分子量ポリエチレン、および液晶ポリマー、または、ポリテトラフルオロエチレン材料が挙げられる。

（図９および図１０に説明するように）第１の層４２０および第２の層を含むポリマー材料と比較して、布地ストランドまたはスレッドについての上述の材料の多くは、大きな引張強度および引張抵抗を示す。すなわち、布地ストランドは、第１の層４２０よりも強くてよく、引張力を受けると第１の層４２０よりも低い伸張性を示す。布地ストランドを囲むかまたは包むポリマー材料の組み合わせは、複合トレース要素が一方向に伸張してもよく、実質的に引張抵抗があり、より大きな強度を別の方向に有する構造を与える。しかし、他の実施形態では、布地ストランドは、有意に伸張する材料から形成されてもよい。布地ストランドはまた、複合要素に他の特性を付与するために利用されてもよい。たとえば、布地ストランドは、特定の美しさを付与するために、２つのポリマー層内に位置付けられてもよい。

図６を再び参照すると、第１の布地ストランド６２４が、第１の布地ストランド端部６８０から第２の布地ストランド端部６８２に延びることが分かるであろう。第２の布地ストランド端部６８２は、第１の布地ストランド端部６８０に対して第１の下層端部４８０から遠くに配置されている。図６において、第１の布地ストランド６２４は、第１の布地ストランド端部６８０と第２の布地ストランド端部６８２との間に延びる第１の布地ストランドの長さ６３０を有している。印刷が図７に続くと、第１の布地ストランド６２４の長さは、図６の第１の布地ストランドの長さ６３０よりも大きい第２の布地ストランドの長さ７３２まで増加する。

同様に、図８において、ノズル１１８が第１の層４２０上に第１の布地ストランド６２４を堆積し続けると、第１の布地ストランド６２４の長さは、第２の布地ストランドの長さ７３２から第３の布地ストランドの長さ８３４まで増加する。図８において、第２の布地ストランド端部６８２は今や、第２の下層端部４８２に隣接して配置されている。換言すると、第１の布地ストランド６２４の構成または配置は、第１の層４２０の構成と実質的に同様である。

したがって、本明細書に示されるように、いくつかの実施形態では、２つ以上の層を、実質的に整列させるか、またはその構成に一致させることができる。本明細書および特許請求の範囲の目的のために、フィラメント（ここでは第１の布地ストランド６２４）の堆積を受ける印刷表面上の特定の経路は、「ストランドトレース経路」と称されてもよい。換言すれば、ストランドトレース経路とは、トレース要素の形成または印刷におけるストランドの（第２の）層の特定の構成および／または配向を指す。

図８において、第１の延長部４６０、第２の延長部５６２および第３の延長部５６４のそれぞれが第１の布地ストランド６２４の部分に接触するように、第１の布地ストランド６２４は、第１の層４２０と実質的に同様の構成または経路に沿って印刷されていることがわかる。いくつかの実施形態では、第１の布地ストランド６２４は、第１の層４２０の全体的な経路を「トレースする」と理解されてもよい。いくつかの実施形態において、第１のポリマートレース経路は、トレース要素の少なくともいくつかの部分の上でストランドトレース経路と実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、ストランドトレース経路の大部分は、第１のポリマートレース経路と整列されてもよい。本開示の目的のために、トレース要素とは、図８に示すように、重なってまたは整列して印刷された部分を伴う経路を２つ以上の別個の層が有する印刷構造を指す。

さらに、異なる実施形態では、第１の布地ストランド６２４は、第１の層４２０に対してサイズを変化させることができる。たとえば、図８では、第１の布地ストランド６２４は、布地ストランド幅８３２を含む。布地ストランド幅８３２は、第１の層４２０の幅よりも実質的に小さい（図４の第１の幅４３２と図５の第２の幅５３２とを参照）。いくつかの実施形態では、第１の布地ストランド６２４の平均幅は、第１の層４２０の平均幅の少なくとも５％である。他の実施形態において、第１の布地ストランド６２４の平均幅は、第１の層４２０の平均幅の少なくとも５〜１０％であることができる。いくつかの他の実施形態において、第１の布地ストランド６２４の平均幅は、第１の層４２０の平均幅の少なくとも１０〜３０％であることができる。１つの実施形態において、第１の布地ストランド６２４の平均幅は、第１の層４２０の平均幅の２５〜５０％であることができる。

図８における第１の層４２０は、上面６２０の一部の上に配置された第１の布地ストランド６２４の部分を伴って示されている。第１の布地ストランド６２４を伴う第１の層４２０の印刷および形成の後、１つ以上の追加の層がトレース要素に付加されてもよい。いくつかの実施形態では、印刷が続く（図９および図１０に示される）と、第１の布地ストランド６２４の１つ以上の部分が、トレース要素内に封入されてもよく、または少なくとも部分的に封入されてもよい。このプロセスのいくつかの実施形態は、以下にさらに詳細に説明される。

図９を参照すると、第２の層９２２が形成されている。ノズル１１８は、ポリマー材料を含む液滴４０２を放出しているところが示されている。いくつかの実施形態では、第２の層９２２は、第１の層４２０と実質的に同様の方法で、ノズル１１８によって堆積させることができる。他の実施形態において、堆積は他の手段を介して生じてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、第１の層４２０および第２の層９２２の材料は、所望の特質および特性に応じて異なっていてもよく、または、実質的に同様であってもよい。

図９において、第２の層９２２の第１のセグメント９６０は、図８に示すトレース要素の一部の上に印刷されている。第１のセグメント９６０は、第１の層４２０の対応する第２のセグメント９６２と実質的に重なってまたは整列していることがわかる。さらに、第３のセグメント９６４は、第１のセグメント９６０および第２のセグメント９６２に完全に包まれ、または囲まれている。第２の層９２２の少なくとも一部は、図９において上面６２０と直接、接触している。いくつかの実施形態において、第２の層９２２の部分は、第１の層４２０の部分に直接、付着してもよい。いくつかの実施形態において、第１の層４２０は、第２の層９２２にポリマー結合されている。１つの実施形態では、第１の層４２０は、第２の層９２２にポリマー結合されている一方、両方ともが第１の布地ストランド６２４に隣接および接触する内部部分を有している。

印刷が図１０に続くと、第２の層９２２は、実質的にＵ字形状または湾曲形状を有することが示されている。他の実施形態では、第２の層９２２の全体形状は、図１０に示した形状から大きく変化してもよい。本明細書および特許請求の範囲の目的のために、後続のポリマー層（第２の層９２２）の堆積を受ける（印刷表面が図９および図１０における第１の層４２０の上面と第１の伸張性ストランド６２４との両方を含む）印刷表面上の経路は、第２のポリマートレース経路と称されてもよい。いくつかの実施形態では、第２の層９２２は、第１の層４２０および／または第１の布地ストランド６２４を形成するために取られる同じ全体的な経路を「トレースする」と理解されてもよい。

１つの実施形態において、第１のポリマートレース経路は、トレース要素の少なくともいくつかの部分において第２のポリマートレース経路と実質的に同様であってもよい。いくつかの実施形態では、第２のポリマートレース経路の大部分は、第１のポリマートレース経路と整列されてもよい。１つの実施形態では、第２のポリマートレース経路の大部分は、第１のポリマートレース経路およびストランドトレース経路と整列されてもよい。したがって、本開示の目的のために、図１０は、重なってまたは整列して印刷された部分を伴う経路を３つの異なる層が有するトレース要素の実施形態を示す。

参照目的のために、いくつかの実施形態において、トレース要素は、本明細書に記載されるように内部部分と外部部分とを含むものとして記述されてもよく、内部部分は、少なくとも第１のポリマー層から形成され、外部部分は、少なくとも第２のポリマー層から形成される。内部部分および外部部分はともに、布地ストランドの少なくとも一部を包み込むことができる。

図１０に示すように、２つのポリマートレース経路が整列しているかまたは重なっている実施形態では、第１の層４２０の上面の実質的に全体（図９参照）を、第２の層９２２で覆うことができる。さらに、第２のポリマートレース経路がストランドトレース経路と整列しているかまたは重なっている実施形態では、第１の布地ストランド６２４のほぼすべての上面を、第２の層９２２で覆うことができる。また、２つのポリマートレース経路（すなわち、第１のポリマートレース経路および第２のポリマートレース経路）が整列しているかまたは重なっており、ストランドトレース経路との重なりが存在する実施形態では、第１の布地ストランド６２４は、図１０に示すように、第１の層４２０と第２の層９２２とによって形成されたケーシングによって囲むことができる。

したがって、本明細書に示されるように、いくつかの実施形態において、布地ストランドは、トレース要素の２つの層の間に挟まれてもよいか、または包まれてもよい。本明細書の目的のために、布地ストランドの少なくとも一部が完全にトレース要素の隣接層で覆われている場合は、布地ストランドは部分的に包まれている。布地ストランドが完全にトレース要素の２つの層内に配置されている場合は、布地ストランドは、布地ストランドの表面領域全体がトレース要素の隣接層によって囲まれるように、完全に取り囲まれている。換言すれば、完全に包まれている布地ストランドの部分は、露出部分または露出表面領域を有していない。いくつかの実施形態では、第１の層および第２の層は、図１０に示すように、布地ストランドの部分の周囲にケーシングを形成することができる。

異なる実施形態では、第２の層９２２の各部分は、本明細書に示されているものとは異なっていてもよく、図９〜図１０の実施形態は、説明目的のみであることを理解されたい。また、第２の層９２２の寸法は、第１の層４２０の寸法と異なっていてもよく、または、第２の層９２２の寸法と第１の層４２０の寸法は、実質的に同様であってもよい。たとえば、図１０において、第１の層４２０の平均長さ、平均幅、および平均厚さと、第２の層９２２の平均長さ、平均幅および平均厚さとは、それぞれ実質的に同様であってもよく、または、異なる実施形態では異なっていてもよい。

図１０において、第１の層４２０の平均の長さおよび第２の層９２２の平均長さは、実質的に同様である。さらに、第１の層４２０の平均幅および第２の層９２２の平均幅は、実質的に同様であってもよく、または、異なる実施形態では異なっていてもよい。図１０において、第１の層４２０の平均幅および第２の層９２２の平均幅は、異なる実施形態において実質的に同様である。また、第１の層４２０の平均厚さおよび第２の層９２２の平均厚さは、実質的に同様であってもよく、または、異なっていてもよい。図１０において、第１の層４２０の平均厚さおよび第２の層９２２の平均厚さは、実質的に同様である。したがって、図１０のトレース要素は、実質的に同様の寸法とポリマートレース経路とを伴う、第１の層４２０と第２の層９２２とを含む。

他の実施形態は、異なるステップまたは構造的構成を含んでもよい。たとえば、図１１において、トレース要素を形成するためのプロセスの代替実施形態が示されている。図１１において、第１の延長部１１６０と第２の延長部１１６２とを含む第１の層１１２０が、プラットフォーム４１２上に形成されている。図４〜図１０の実施形態とは対照的に、第１の層１１２０は、第１の延長部１１６０と第２の延長部１１６２とが隔離されるように不連続である。図１１において、第１の延長部１１６０および第２の延長部１１６２は、互いに略平行に配置されている。第１の延長部１１６０と第２の延長部１１６２とは連続していないが、各部分は、第１の層１１２０のポリマートレース経路に関連付けられていることを理解すべきである。このように、第２の布地ストランド１１２４のスレッド１１０２が第１の延長部１１６０または第２の延長部１１６２のいずれかの上に堆積されると、第１の層１１２０のポリマートレース経路の一部と重なることが理解できる。

さらに、図１１において、アンカリング要素１１５０は、プラットフォーム４１２の１つの側部に沿って示されている。アンカリング要素１１５０は、異なる実施形態において様々であることができ、スプール状構造、シリンダー、または、印刷時に布地ストランドの一部を確実にループさせるために使用することができる任意の他のタイプの構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、アンカリング要素１１５０を、第１の層と第２の層との間に形成されたケーシングの外側に配置されているかまたは延びている（図１０参照）第２の布地ストランド１１２４の露出領域の形成を助けるために使用することができる。くわえて、トレース要素は露出領域１１９０を含んでもよいが、依然としてそれぞれの層のトレース経路間の整列があってもよい。たとえば、図１１において、第２の布地ストランド１１２４が、第１の層１１２０のポリマートレース経路と重なるストランドトレース経路を有することを理解すべきである。

さらに、トレース要素ならびにポリマー層および／またはアッパー構成要素間へのそれらの組み込みに関する上述した実施形態は、所定位置に固定されていない布地ストランドを含んでもよいことを理解すべきである。換言すれば、印刷システム１００（図１参照）は、作動ストランド要素を伴う複合トレース要素を形成してもよい。作動ストランド要素は、作動ストランド要素の別の部分に対して可動である部分を含むことができる。図１２〜図１５を通して示すように、布地ストランドは、トレース要素内に配置されていてもよい。１つの実施形態では、布地ストランドは、第１の層と第２の層とによって形成されたケーシングを通って移動または摺動するように構成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態において、本明細書に開示された実施形態のアッパー構成要素は、布地ストランドの少なくとも一部が第１のポリマー層および／または第２のポリマー層に取り付けられていない布地ストランドを含むことができる。

いくつかの実施形態では、たとえば、複合トレース要素は、ひも締めシステムのためのガイドチューブまたはルーティング構成要素を履物製品に提供するように設計されてもよい。したがって、いくつかの場合では、ユーザは、印刷ガイドチューブ内に配置された締めひも（すなわち、布地ストランド）を締めることまたは緩めることが容易にできてもよい。

様々な要素は、トレース要素を通って摺動または並進移動する能力を保持しながら、トレース要素内に配置されていてもよい。１つの実施形態において、布地ストランドは、トレース要素を介して（前後に）摺動することができてもよく、または並進移動させることができてもよい。これは、支持体、ガイド、ルータ、被覆、保護、スリーブ、チューブ、アンカー、または布地ストランドの部分のための他のそのような構成要素として作用する能力を伴うトレース要素を提供してもよいが、布地ストランド自体はトレース要素を通ることが可能なままである。

印刷システムは、様々な方法でトレース要素内の要素の並進移動を提供してもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー材料はポリマーを破壊せずに放出することができるベース材料またはベース層上に印刷することができる。さらに、いくつかの実施形態では、ポリマー層を含む材料は、布地ストランドを含む材料と異なっていてもよい。いくつかの場合では、ポリマー材料および布地ストランドのいずれかまたは両方の材料は、耐付着性であってもよい。異なる場合には、相互に容易には結合もしくは付着しない異種もしくは互換性のない材料の使用が、または、ある場合には、結合に反発する材料が、ポリマー層および／もしくは布地ストランドの各々に使用されてもよい。いくつかの実施形態では、ポリマー材料は、ベース層への付着に抵抗する材料を含んでもよい。１つの実施形態では、ベース層材料は、ポリマー材料および／または布地ストランドへの付着に抵抗する材料を含んでもよい。他の実施形態では、布地ストランドは、ポリマー材料への付着に抵抗する材料を含んでもよい。１つの実施形態では、布地ストランドは、０．０１〜０．３０の範囲の摩擦係数を伴う材料などの、低い摩擦係数を含む１つ以上の材料を含むことができる。他の実施形態では、ポリマー層の材料は、布地ストランドへの付着に抵抗する材料を含んでもよい。１つの実施形態では、ポリマー材料は、０．０１〜０．３０の範囲の摩擦係数を伴う材料などの、低い摩擦係数を伴う材料を含むことができる。

さらに、他の場合には、布地ストランドの様々な部分またはポリマー層の内部は、非粘着材料または低摩擦材料で被覆されてもよく、または、それを別様に含んでもよい。低摩擦材料のいくつかの例としては、ポリマーコーティング、フルオロカーボン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）（たとえば、テフロン（登録商標））、フッ素化エチレンプロピレン（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコキシ（ＰＦＡ）、デルリン、塗料およびエラストマーコーティング、陽極酸化アルミニウム、フェノール、アセタール、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンサルファイド、プラスチック、金属材料、セラミックス、シリコーン、エナメル鋳鉄、シーズニング鋳鉄、ナイロン、および／または、他の物質が挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの例では、布地ストランドまたはポリマー材料に含まれるコーティングまたは材料は、熱可塑性樹脂または熱可塑性ポリマーを含むことができる。他の場合には、使用される材料は、熱硬化性樹脂を含んでもよい。

異なる実施形態において、本明細書に記載の方法は、広範囲の層状構成を形成するために利用することができる。図１２〜図１５を参照すると、この範囲のいくつかの実施例が図示されている。図１２において、第１のアッパー構成要素１２００が示されている。本開示の目的のために、「アッパー構成要素」とは、組み立てられていない状態での履物製品用のアッパーの部分または全体である。図１２〜図１５に示す実施形態では、アッパー構成要素は平坦な構成に描かれている。しかし、他の実施形態では、アッパー構成要素は、平坦でないように形成されてもよい。いくつかの実施形態では、各アッパー構成要素は、履物製品のアッパーとしてその全体が組み込まれてもよい。他の実施形態では、アッパー構成要素は、履物製品用のアッパーの部分を含むことができる。

１つの実施形態では、図１２に示すように、第１のアッパー構成要素１２００の周辺境界線１２０２の一部またはすべては、２つのポリマー層および伸張性ストランド層を含む複合トレース要素によって画定することができる。拡大図１２０４は、ポリマーケーシング１２２０によって囲まれたストランド層１２２２を含むように、第１のアッパー構成要素１２００の一部を示す。いくつかの実施形態では、ポリマーケーシング１２２０は、図１０で説明したように、第１のポリマー層および第２のポリマー層を含む。

図１２において、ポリマーケーシング１２２０の第１のポリマー層は、第１のポリマートレース経路を画定し、（点線で示す）ストランド層１２２２は、第１のポリマートレース経路と整列されるストランドトレース経路に沿って延びるストランドである。さらに、第２のポリマー層は、第１のポリマー層の第１のポリマートレース経路の少なくとも一部と整列される第２のポリマートレース経路を有し、第２のポリマートレース経路の少なくとも一部について、第１のポリマー層とストランド層１２２２との両方に重なる。

いくつかの実施形態において、拡大図１２０４に示されるように、ポリマートレース経路およびストランドトレース経路は、第１のアッパー構成要素１２００の複数の位置において、角度をもって交差することができる。異なる実施形態において、第１のケーシング１２２０の複数の延長部により、複数のポリマートレース経路部分を、第１のアッパー構成要素１２００に形成することができる。例示の目的のために、第１のポリマートレース経路部分１２８０および第２のポリマートレース経路部分１２８２は、分離図１２０６中で識別される。いくつかの実施形態において、それぞれのポリマートレース経路部分は、アッパー構成要素の１つの周辺（外側）縁部から他の周辺（外側）縁部への第１のポリマー層または第２のポリマー層のセグメントの連続印刷を表すことができる。

また、図１２に見られるように、第１のアッパー構成要素１２００は、各部分の縁部に囲まれたまたは境界付けされた複数の開口１２５０を含む。換言すれば、第１のアッパー構成要素１２００のトレース要素の構成は、第１のアッパー構成要素１２００内に材料が存在しないギャップを形成しつつ、構造の部分が互いに離間されているというものである。複数の開口１２５０の各開口は、いくつかの実施形態では互いに様々なサイズ（すなわち、面積）および形状とすることができる。したがって、１つの実施形態では、第１のアッパー構成要素１２００は、積層部分が交差して分岐した格子状構造を含むことができる。

さらに、異なる実施形態において、各部分の形状を変えることができる。図１２において、ポリマートレース経路部分は、第１の周縁部１２９０と同様に、いくつかの実施形態では線形であることができ、または、ポリマートレース経路は、第１のポリマートレース経路部分１２８０および第２のポリマートレース経路部分１２８２のそれぞれと同様に、複数の曲線部分を含むことができることがわかる。いくつかの場合では、各ポリマー部分が交差するかまたは重なることができ、第１のポリマートレース経路部分１２８０と第２のポリマートレース経路部分１２８２との間の交点によって形成される第１の開口１２８６と同様に、開口部または開口を形成する。図１２において、第１のケーシング１２２０のポリマートレース経路の各セグメントは、（点線で示される）ストランドトレース経路と重なる。しかし、他の実施形態では、図１４に関して以下でさらに説明するように、ストランドトレース経路と重ならないポリマートレース経路の部分があってもよい。

また、図１２に示すように、第１のアッパー構成要素１２００は、いくつかの実施形態において１つ以上の締めひも開口部ループ１２５９を含むことができる。たとえば、第１のアッパー構成要素１２００は、締めひも開口部ループ１２５９の内側セット１２５４と、締めひも開口部ループの外側セット１２５６とを有する。各締めひも開口部ループは、図１１の露出領域１１９０と同様に、ストランド層の露出領域に対応する。いくつかの実施形態では、１つ以上の締めひも開口部ループ１２５９は、第１のアッパー構成要素１２００が履物製品に組み立てられたときに、履物製品用の締めひももしくは他の伸張性要素を受容するかまたは履物製品用の締めひももしくは他の伸張性要素と相互作用するように構成することができる。しかし、他の実施形態では、アッパー構成要素は、より少ないまたはより多くの数の締めひも開口部ループ１２５９を含んでもよい。さらに、いくつかの実施形態では、アッパー構成要素は、締めひも開口部ループを全く含まなくてもよい。

他の実施形態では、各層の構成が異なっていてもよい。図１３においては、ストランド層１３２２を囲むポリマーケーシング１３２０を含む、第２のアッパー構成要素１３００が示されている。図１３において、ポリマーケーシング１３２０のポリマー層が、少なくとも１つのポリマートレース経路を画定し、ストランド層１３２２は、ポリマーケーシング１３２０上に延びるストランドトレース経路に沿って配置された材料ストランドを含む。さらに、ポリマーケーシング１３２０は、そのポリマートレース経路の少なくとも一部についてストランド層１３２２に重なる。くわえて、いくつかの実施形態では、ストランドトレース経路は、ポリマーケーシング１３２０のポリマートレース経路の少なくともいくつかの部分に沿って延びる。

いくつかの実施形態において、ポリマートレース経路およびストランドトレース経路は、第２のアッパー構成要素１３００の複数の位置において、角度をもって交差することができる。明確にするために、ポリマーケーシング１３２０の複数の延長部により、トレース要素の異なる部分に関連する複数のポリマートレースと、重なっているストランドトレース経路とを、第２のアッパー構成要素１３００において識別することができる。たとえば、図１３では、第１のトレース経路１３８０、第２のトレース経路１３８２、第３のトレース経路１３８４および第４のトレース経路１３８６が識別される。第１のトレース経路１３８０、第２のトレース経路１３８２、第３のトレース経路１３８４および第４のトレース経路１３８６の各々は、実質的に線形であることがわかる。さらに、第１のトレース経路１３８０、第２のトレース経路１３８２、第３のトレース経路１３８４および第４のトレース経路１３８６の各々は、第２のアッパー構成要素１３００の中心線１３１０から外側に放射状とされていることが理解されてもよい。

図１３において、ポリマーケーシング１３２０のポリマートレース経路の各々は、ストランドトレース経路と重なる。換言すれば、第２のアッパー構成要素１３００のポリマートレース経路の全体が、ポリマーケーシング１３２０とストランド層１３２２とが重なった構成を含む。しかし、他の実施形態では、図１４に関して以下でさらに説明するように、ストランドトレース経路と重ならないポリマートレース経路の部分または全体が存在してもよい。

くわえて、図１３に見られるように、第２のアッパー構成要素１３００は、ポリマーケーシング１３２０の縁部に囲まれたまたは境界付けられた複数の開口１３５０を含む。換言すれば、ポリマーケーシング１３２０とストランド層１３２２との構成は、第２のアッパー構成要素１３００内に材料が存在しないギャップを形成しつつ、複合構造の部分が互いに離間されているというものである。図１２に関して説明したように、複数の開口１３５０の各開口は、いくつかの実施形態では、互いに様々なサイズ（すなわち、面積）および形状とすることができる。したがって、１つの実施形態では、第２のアッパー構成要素１３００は、トレース要素の層の部分が「ラング」を形成し、互いに離間された「梯子状」構造を含むことができる。各「ラング」間の間隔は、異なる実施形態において異なることができる。

くわえて、いくつかの実施形態では、図１３に示すように、第２のアッパー構成要素１３００は、１つ以上の締めひも開口部ループ１３５２を含むことができる。たとえば、第２のアッパー構成要素１３００は、締めひも開口部ループ１３５２の内側セットおよび締めひも開口部ループ１３５２の外側セットを有する。各締めひも開口部ループは、図１１の露出領域１１９０と同様に、ストランド層の露出領域に対応する。いくつかの実施形態では、１つ以上の締めひも開口部ループ１３５２は、第２のアッパー構成要素１３００が履物製品に組み立てられたときに、履物製品用の締めひももしくは他の伸張性要素を受容するかまたは履物製品用の締めひももしくは他の伸張性要素と相互作用するように構成することができる。

さらに、図１２とは対照的に、第２のアッパー構成要素１３００は、実質的に対称な構成を提供する。換言すれば、第２のアッパー構成要素１３００の外側側部２０６は、中心線１３１０に対して、第２のアッパー構成要素１３００の内側側部２０８の鏡像である。

また、ポリマー層の幅は、アッパー構成要素において様々とすることができることがわかる。たとえば、第１のトレース経路１３８０は、第１の平均幅１３８１を有し、第３のトレース経路１３８４は、第１の平均幅１３８１よりも大きい第２の平均幅１３８５を有する。したがって、いくつかの場合において、伸張性ストランドは、第３のトレース経路１３８４の平均幅のより低い割合と、第１のトレース経路１３８０の平均幅のより高い割合とを含んでもよい。

図１４をここで参照すると、ポリマーケーシング１４２０とストランド層１４２２とを含む、第３のアッパー構成要素１４００が示されている。図１４において、参照のために、ポリマーケーシング１４２０は、ポリマートレース経路を画定し、ストランド層１４２２は、ポリマーケーシング１４２０の部分の上に延びるストランドトレース経路に沿って配置された材料ストランドを含む。さらに、ポリマーケーシング１４２０の外部部分層は、トレース経路の少なくとも一部について、ポリマーケーシング１４２０の内部部分層のトレース経路およびストランド層１４２２と重なる。くわえて、いくつかの実施形態では、ストランドトレース経路は、ポリマートレース経路の少なくともいくつかの部分に沿って延びる。

いくつかの実施形態において、ポリマートレース経路およびストランドトレース経路は、第３のアッパー構成要素１４００の複数の位置において、角度をもって交差することができる。異なる実施形態では、ポリマーケーシング１４２０の複数の延長部により、複数のポリマートレース経路を、第３のアッパー構成要素１４００に形成することができる。例示の目的のために、第１のトレース経路１４８０、第２のトレース経路１４８２、第３のトレース経路１４８４および第４のトレース経路１４８６が識別される。第１のトレース経路１４８０、第２のトレース経路１４８２、第３のトレース経路１４８４および第４のトレース経路１４８６の各々は、実質的に線形であることがわかる。

図１４において、図１２および図１３とは対照的に、ポリマーケーシング１４２０のポリマートレース経路の一部のみが、ストランドトレース経路と重なる。換言すれば、第３のアッパー構成要素１４００のポリマートレース経路の一部分のみが、ストランド層１４２２を囲むポリマーケーシング１４２０の、重なった構成を含む。たとえば、第３のアッパー構成要素１４００の周辺境界１４２５は、ポリマートレース経路とストランドトレース経路との間の連続した重なりを含む一方、第２のトレース経路１４８２および第４のトレース経路１４８６を含む、ストランド層を含まない第３のアッパー構成要素１４００の内部全体にわたって延びるいくつかのセグメントが存在する。

くわえて、図１４に見られるように、第３のアッパー構成要素１４００は、ポリマーケーシング１４２０の縁部に囲まれたまたは境界付けされた複数の開口１４５０を含む。換言すれば、ポリマーケーシング１４２０の構成は、第３のアッパー構成要素１４００に材料が存在しないギャップを形成しつつ、構造の部分が互いに離間されているというものである。図１２に関して述べたように、複数の開口１４５０の各開口は、いくつかの実施形態では、互いに様々なサイズ（すなわち、面積）および形状とすることができる。たとえば、第１の周辺セグメント１４３１と第１の線形セグメント１４３２とによって境界付けされる第１の開口部１４３０は、第２の周辺セグメント１４３５と、第２の線形セグメント１４３６と、第３の線形セグメント１４３７とによって境界付けされる第２の開口部１４３４よりも大きい。くわえて、各開口部の形状が異なることができる。第１の開口部１４３０は、大略的に半円形または半涙滴形状を有する一方、第２の開口部１４３４は、大略的に三角形形状を有している。開口部の各々は、ポリマー層のそれぞれのポリマートレース経路に対応する、規則的または不規則的な様々な形状を含むことができる。

さらに、図１３とは対照的に、図１４の第３のアッパー構成要素１４００は、実質的に非対称な構成を提供する。換言すれば、第３のアッパー構成要素１４００の内側側部２０８は、第３のアッパー構成要素１４００の外側側部２０６の鏡像ではない。

異なる実施形態において、本明細書に開示されるようなトレース要素を、ベース層上に直接、印刷または堆積することができる。いくつかの実施形態では、ベース層は、トレース要素に、より大きな安定性または構造的支持を提供することができる。いくつかの実施形態では、トレース要素が、ベース層の外側表面の少なくとも一部の上に印刷されて固定されてもよい。しかし、他の実施形態では、トレース要素が、最初にトレイまたはプラットフォーム上に印刷および形成され、その後にベース層の外側表面の一部に配置および固定されてもよい。

図１５を参照すると、アッパー構成要素の別の実施形態が示されている。図１５では、第４のアッパー構成要素１５００の等角図が、ポリマーケーシング１５２０、ストランド層１５２４およびベース層１５０２を含んで示されている。このように、いくつかの実施形態において、トレース要素の一表面側を、ベース層１５０２の外側表面に取り付けることまたは接合することができる。いくつかの実施形態では、ポリマーケーシング１５２０の第１のポリマー層の下面（外向き対向表面、すなわち図６に示した第１の層４２０の外向き対向上面６２０の反対の表面に対応する）は、ベース層１５０２の外側表面上に印刷するかまたはベース層１５０２の外側表面上に対して配置することができる。別の実施形態では、第２のポリマー層の外向き対向表面を、ベース層１５０２の外側表面上に印刷するかまたはベース層１５０２の外側表面上に対して配置することができる。いくつかの実施形態ではトレース要素の全体がベース層に隣接しているが、他の実施形態ではトレース要素の一部分のみがベース層に接合されてもよいことが理解されるべきである。さらに、いくつかの他の実施形態において、ベース層はその後、完成アッパー構成要素を提供するためにトレース要素から除去または分離されてもよい。したがって、いくつかの場合では、ベース層は、トレース要素用の一時的な受容層であってもよく、最終的に履物製品に組み込まれなくてもよい。

図１６において、第１のアッパー構成要素１２００は、図１２の大略的に平坦な構成から履物製品用のアッパーの３次元構成（図１７参照）へと組み立てられるプロセスで示されている。図１６に示すように、第１のアッパー構成要素１２００は、第１のポリマー層と、ストランド層と、第２のポリマー層とを伴うトレース要素を含む。組み立て中、いくつかの実施形態では、第１のアッパー構成要素１２００は、３次元形状を画定するために足形状構成要素すなわち靴型１６５０の周りに巻かれてもよい。いくつかの実施形態では、第１のアッパー構成要素１２００は、内側側部２０８または外側側部２０６のいずれかから靴型１６５０の周りに巻かれることができる。たとえば、いくつかの実施形態では、第１のアッパー構成要素１２００を、外側側部２０６から、足先領域２１０を横切って、中足領域２１２に沿って内側側部２０８まで、そして、かかと領域２１４を横切って、外側側部２０６に戻るように巻くことができる。しかし、第１のアッパー構成要素１２００を、異なるように靴型１６５０の周りに巻くように構成されることができることが理解されるであろう。

一実施例として、第１のアッパー構成要素１２００を、内側側部２０８から、足先領域２１０を横切って、外側側部２０６およびかかと領域２１４を横切って、内側側部２０８に戻るように巻くことができる。他の構成も本開示の範囲内に入ることができる。くわえて、いくつかの実施形態では、アッパー構成要素は、巻回プロセスを容易にするために、様々な構造的特徴または形状で形成することができる。さらに、靴型を使用する実施形態では、トレース要素を、ポリマートレース経路がユーザの足の特定の領域または部分に対して特定の向きで配置されるように形成することができる。いくつかの実施形態では、トレース要素のアッパー構成要素を、様々なポリマーセグメントの所望の配置に対応する特定の方法で靴型上にて配向させることができる。

したがって、異なる実施形態では、多層構造と複数の開口部とを伴うアッパーの異なる部分を設けることにより、所望に応じて伸縮性、弾力性、強度、フィット感、快適性および／または支持性などのアッパーの物理的特性を変化させてもよい。図１７において、履物製品１７００はアッパー１７５０を伴って示されて、アッパー１７５０は、図１６の第１のアッパー構成要素１２００から形成される。

異なる実施形態では、アッパーとして組み立てられると、トレース要素は、アッパーの水平範囲の少なくとも５０％にわたって延びることができる。換言すれば、図１７に示すように、トレース要素は、足先領域２１０からかかと領域２１４に（すなわち、アッパーの最前部からアッパーの最後部まで）長手方向においてアッパーの範囲の少なくとも５０％に延びてこれを包含することができる。他の実施形態では、図１７に示すように、トレース要素は、外側側部２０６から内側側部２０８に（すなわち、アッパーの最上部からアッパーの最下部まで）幅方向においてアッパーの範囲の少なくとも５０％に延びてこれを包含することができるように、トレース要素は、アッパーの垂直範囲の少なくとも５０％にわたって延びることができる。アッパー１７５０の一部の概略拡大図は、ポリマーケーシング１７２０の描写を含み、ポリマーケーシング１７２０の部分はストランド層１７２４を包む。アッパー１７５０は複数の開口部１７５２を含むことが分かる。

文脈のために、アッパー１７５０をここで大略的に説明する。アッパー１７５０は、ソール構造１７１０に対して足を受容および固定するための履物製品１７００内の空洞を画定することができる。空洞は、足を収容し、足の外側側部に沿って、足の内側側部に沿って、足およびつま先の上に、かかとの周りに、ならびに足の下に延びるような形状とすることができる。

ベロ１７４０は、カラーの前方に含められ、足先領域２１０に向かって外側側部２０６と内側側部２０８との間に長手方向に延びることができる。いくつかの実施形態では、選択的にアッパー１７５０を着用者の足に固定するために使用されるクロージャ要素も含めることができる。クロージャ要素は、図示の実施形態に示すように、締めひも１７２２などの任意の適切なタイプのものとすることができる。いくつかの実施形態では、締めひも１７２２は、図１２および図１３に記載されているように締めひも開口部の穴と係合してもよい。他の実施形態では、クロージャ要素はまた、着用者の足にアッパー１７５０を固定するための１つ以上のバックル、ストラップまたは他の適切な用具を含んでもよい。

さらなる構成では、アッパー１７５０は、追加の要素を含んでもよい。当業者は、アッパー１７５０が、本開示の範囲から逸脱することなく、さらに他の要素を含むことができることを理解するであろう。

多くの従来の履物のアッパーは、たとえば、縫製または接着によって接合される複数の材料要素（たとえば、ポリマー発泡体、ポリマーシート、皮革、合成皮革）から形成される。しかし、本明細書で論じる様々な実施形態において、アッパー１７５０は、少なくとも部分的に上記のようにトレース要素から形成することができる。トレース要素は、少なくとも部分的に足先領域２１０、中足領域２１２および／またはかかと領域２１４を通って延びることができる。トレース要素はまた、外側側部２０６および／または内側側部２０８に沿って延びることができる。さらに、トレース要素は、少なくとも部分的にアッパー１７５０の外部表面および／または反対側の内部表面を画定することができる。内部表面は、アッパー１７５０内の空洞の少なくとも一部を画定することができ、外部表面は、内部表面から反対の方向に向いている。

さらに、アッパー１７５０を、ソール構造１７１０に接合することができる。ソール構造１７１０は、着用者の足の下に位置し、着用者の足を支持するが、アッパー１７５０は、足のために快適で安全な被覆を提供する。このように、足をアッパー１７５０のキャビティ内に配置して、効果的に履物製品１７００内に足を固定するかまたは別様に足と履物製品１７００とを結合してもよい。さらに、ソール構造１７１０は、アッパー１７５０の下側領域に固定され、足と地面との間に延びて、たとえば、地面の反力を減衰させ（すなわち、足への衝撃を和らげ）、トラクションを提供し、安定性を高め、かつ、足の動きに影響を与える。

いくつかの実施形態において、ソール構造１７１０は大略的に、ミッドソールおよび／またはアウトソールを含むことができる。ミッドソールは、アッパー１７５０の下面に固定することができ、ウォーキング、ランニングまたは他の歩行活動中に足と地面との間で圧縮されたときに地面の反力を減衰させる（すなわち、クッション性を提供する）圧縮ポリマー発泡体要素（たとえば、ポリウレタンまたはエチルビニルアセテート発泡体）から形成されてもよい。さらなる実施形態では、ミッドソールは、さらに力を減衰させ、安定性を高め、または、足の動きに影響を与えるプレート、モデレータ、流体充填チャンバ、ラスティング要素またはモーションコントロール部材を組み込んでもよい。ミッドソールはまた、主に流体充填チャンバから形成することができる。アウトソールは、いくつかの実施形態では、ミッドソールの下面に固定することができる。アウトソールは、トラクションを付与するためにテクスチャード加工された耐摩耗性ゴム材料から形成することもできる。

図１７は、アッパー１７５０と関連して使用されてもよいソール構造１７１０の実施例を提供するが、ソール構造１７１０用の他の従来のまたは非従来の様々な構成が用いられてもよい。したがって、他の実施形態では、ソール構造１７１０またはアッパー１７５０とともに使用される任意のソール構造の特徴は、様々であってもよい。

明確にするために、本明細書に記載されるようなアッパー構成要素の製造方法の実施形態は、図１８の流れ図に概説されている。図１８を参照すると、第１のステップ１８１０において、ポリマー材料の第１の層が、受容層またはプラットフォーム上にポリマートレース経路に沿って堆積される。第２のステップ１８２０において、布地ストランドまたはストランド層が、ストランドトレース経路に沿って、第１のステップ１８１０の間に堆積したポリマー材料の第１の層の上に配置される。第３のステップ１８３０において、ポリマー材料の第２の層が、同じポリマートレース経路に沿って、ひいてはポリマー材料の第１の層とストランドとの両方の上に、堆積される。第４のステップ１８４０は、アッパーなどのトレース要素の形成を含み、トレース要素は、ポリマー材料の第１の層と、ストランドと、ポリマー材料の第２の層とを含み、ポリマー材料の第１の層と、ストランドと、ポリマー材料の第２の層とは、複数の開口または開口部を囲む。

他の実施形態において、図１８に示す方法はまた、追加のステップを含むことができる。たとえば、いくつかの実施形態において、ストランドトレース経路の少なくとも一部は、線形であり、ポリマートレース経路の対応する線形部分に沿って延びるように配置されている。線形セグメントが存在するいくつかの実施形態では、線形ポリマートレース経路および線形ストランドトレース経路は、複数の位置において、角度をもって交差するように配置されていてもよい。さらに、いくつかの実施形態では、線形ポリマートレース経路は、複数の曲線部分を含むように堆積される。いくつかの実施形態では、第１の層と第２の層とのいずれかまたは両方のポリマー材料は、ＦＤＭ印刷法を用いて堆積することができる。

別の実施形態では、方法はさらに、ポリマー材料の第２の層およびポリマー材料の第１の層がストランドにそれぞれ隣接するようにポリマー材料の第２の層にポリマー材料の第１の層を結合するステップを含むことができる。いくつかの実施形態では、方法はさらに、ポリマー材料の第１の層の平均幅の少なくとも５％である平均幅を有するようにストランドを選択するステップを含む。１つの実施形態では、印刷中および／またはアッパー構成要素の製造完了後に、ストランドは、ポリマー材料の第１の層および／またはポリマー材料の第２の層に付着していなくともよい。

他の実施形態では、方法はさらに、ポリマー材料の第１の層と、ストランドと、ポリマー材料の第２の層とを受容層から除去してトレース要素を形成するステップを含む。別の実施形態では、方法はまた、ポリマー材料の第１の層と、ストランドと、ポリマー材料の第２の層と、受容層との少なくとも一部からアッパーを形成するステップを含んでもよい。

様々な実施形態を説明してきたが、その説明は限定ではなく例示を意図しており、実施形態の範囲内にある、より多くの実施形態および実施態様が可能であることが当業者には明らかであろう。特徴の多くの可能な組み合わせが、添付の図面に示され、この詳細な説明で論じられているが、開示された特徴の多くの他の組み合わせが可能である。特に限定されない限り、任意の実施形態の任意の特徴は、任意の他の実施形態における任意の他の特徴または要素と組み合わせて使用されても、またはそれらの代わりとしてもよい。したがって、本開示において示されたおよび／または説明された特徴のいずれかは、任意の適切な組み合わせでともに実施されてもよいことが理解されるであろう。したがって、実施形態は、添付の特許請求の範囲およびその均等物に鑑みる場合を除き限定されるべきではない。また、さまざまな修正および変更が、添付の特許請求の範囲内でなされてもよい。

Claims (36)

1. トレース要素を含む履物製品用のアッパーであって、
   前記トレース要素は、第１のポリマー層と、第２のポリマー層と、ストランド層と、を含み、
   前記第１のポリマー層は、ポリマートレース経路を画定し、
   前記ストランド層は、前記ポリマートレース経路に沿って延びるストランドトレース経路に沿って前記第１のポリマー層上に配置された材料ストランドを含み、
   前記第２のポリマー層は、前記ポリマートレース経路の少なくとも一部に沿って配置され、前記ポリマートレース経路の前記少なくとも一部において前記第１のポリマー層および前記ストランド層の両方に重なり、
   前記アッパーは、前記トレース要素によって囲まれた複数の開口を含む、
   アッパー。
2. 前記ストランドトレース経路は、前記ポリマートレース経路に沿って少なくとも部分的に延びている、請求項１に記載のアッパー。
3. 前記ポリマートレース経路および前記ストランドトレース経路が、前記トレース要素上の複数の位置において、角度をもって交差する、請求項１または請求項２に記載のアッパー。
4. 前記ポリマートレース経路が、複数の曲線部分を含む、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のアッパー。
5. 前記材料ストランドの平均幅は、前記第１のポリマー層の平均幅の少なくとも５％である、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のアッパー。
6. 前記第１のポリマー層は、前記材料ストランドに隣接する前記第２のポリマー層にポリマー結合されている、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のアッパー。
7. 前記トレース要素は、少なくとも１つの靴ひも開口部ループを形成する、請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のアッパー。
8. 前記材料ストランドの少なくとも一部が、前記第１のポリマー層に付着していない、請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のアッパー。
9. 前記材料ストランドは、少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレン材料から形成される、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のアッパー。
10. 前記アッパーはベース層をさらに含み、前記トレース要素は、前記ベース層の外側表面の少なくとも一部の上に配置され、固定される、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のアッパー。
11. 前記アッパーが前記トレース要素からなる、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のアッパー。
12. 前記ストランド層が、少なくとも１つの追加の材料ストランドをさらに含む、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のアッパー。
13. 前記第１のポリマー層が、少なくとも１つの追加のポリマートレース経路をさらに画定する、請求項１に記載のアッパー。
14. トレース要素を含む履物製品用のアッパーであって、前記トレース要素は、
    布地ストランドと、
    前記アッパーの内部に向かって内側に面したポリマー材料の第１の部分と、
    前記アッパーの外部に向かって外側に面したポリマー材料の第２の部分と、を含み、
    前記布地ストランドは、複数の曲線部分を有するストランドトレース経路に沿って配置されるとともにこれを画定し、
    ポリマー材料の前記第１の部分およびポリマー材料の前記第２の部分は、第１のポリマートレース経路および第２のポリマートレース経路に沿ってそれぞれ配置され、各々が複数の曲線部分を有し、
    前記ストランドトレース経路、前記第１のポリマートレース経路および前記第２のポリマートレース経路は重なり合い、
    前記布地ストランドの平均幅は、ポリマー材料の前記第１の部分の平均幅の少なくとも５％であり、
    前記トレース要素は、前記アッパーの水平範囲の少なくとも５０％にわたって延び、前記水平範囲は、前記アッパーの最前部と前記アッパーの最後部との間の距離であり、
    前記トレース要素は、前記アッパーの垂直範囲の少なくとも５０％にわたって延び、前記垂直範囲は、前記アッパーの最下部と前記アッパーの最上部との間の距離であり、
    前記アッパーは、前記トレース要素の１つ以上の部分によって囲まれた複数の開口を含む、
    アッパー。
15. 前記ストランドトレース経路、ならびに前記第１のポリマートレース経路および前記第２のポリマートレース経路の一方または両方が、前記トレース要素上の複数の位置において、角度をもって交差する、請求項１４に記載のアッパー。
16. ポリマー材料の前記第１の部分およびポリマー材料の前記第２の部分が、前記布地ストランドを囲むケーシングを形成する、請求項１４または請求項１５に記載のアッパー。
17. 前記布地ストランドは、少なくとも部分的にポリテトラフルオロエチレン材料から形成される、請求項１４〜請求項１６のいずれか１項に記載のアッパー。
18. 前記トレース要素は、少なくとも１つの靴ひも開口部ループを形成する、請求項１４〜請求項１７のいずれか１項に記載の履物製品。
19. 前記布地ストランドの少なくとも一部は、ポリマー材料の前記第１の部分に取り付けられていない、請求項１４〜請求項１８のいずれか１項に記載のアッパー。
20. ポリマー材料の前記第１の部分が熱可塑性ポリマー材料である、請求項１４〜請求項１９のいずれか１項に記載のアッパー。
21. アッパーとソール構造とを含む履物製品であって、前記アッパーは、
    布地ストランドと、
    第１のポリマー層と、
    第２のポリマー層と、
    を含むトレース要素を含み、
    前記布地ストランドは、ストランドトレース経路に沿って配置され、
    前記第１のポリマー層および前記第２のポリマー層はそれぞれ、第１のポリマートレース経路および第２のポリマートレース経路を含み、
    前記トレース要素は、前記アッパーに複数の開口を画定し、
    前記ストランドトレース経路、前記第１のポリマートレース経路および前記第２のポリマートレース経路は重なり合い、
    前記トレース要素は、前記アッパーの水平範囲の少なくとも５０％にわたって延び、
    前記トレース要素は、前記アッパーの垂直範囲の少なくとも５０％にわたって延び、
    前記ソール構造は、前記アッパーに固定され、少なくとも部分的に前記トレース要素に固定され、前記履物製品の接地面の少なくとも一部を形成する、
    履物製品。
22. 前記第２のポリマートレース経路は、前記ストランドトレース経路に沿って少なくとも部分的に延びる、請求項２１に記載の履物製品。
23. 前記ストランドトレース経路および前記第１のポリマートレース経路が、前記トレース要素上の複数の位置において、角度をもって交差する、請求項２１または請求項２２に記載の履物製品。
24. 前記ストランドトレース経路が複数の曲線部分を有する、請求項２１〜請求項２３のいずれか１項に記載の履物製品。
25. 前記トレース要素は、内側部分と外側部分とを含み、前記内側部分は、少なくとも前記第１のポリマー層から形成され、前記外側部分は、少なくとも前記第２のポリマー層から形成され、
    前記内側部分および前記外側部分は、前記布地ストランドの少なくとも一部を包む、請求項２１〜請求項２４のいずれか１項に記載の履物製品。
26. 前記アッパーが前記トレース要素からなる、請求項２１〜請求項２５のいずれか１項に記載の履物製品。
27. 履物製品のアッパーの製造方法であって、
    受容層上にポリマートレース経路に沿ってポリマー材料の第１の層を堆積させるステップと、
    ストランドトレース経路に沿ってポリマー材料の前記第１の層上にストランドを配置するステップと、
    前記ポリマートレース経路に沿ってポリマー材料の前記第１の層と前記ストランドとの両方の上にポリマー材料の第２の層を堆積させるステップと、
    を含み、
    ポリマー材料の前記第１の層、前記ストランドおよびポリマー材料の前記第２の層は、トレース要素を形成するように配列され、前記トレース要素は前記アッパーにおいて複数の開口を画定する、
    製造方法。
28. 前記ストランドトレース経路は、少なくとも部分的に前記ポリマートレース経路に沿って延びている、請求項２７に記載の製造方法。
29. 前記ポリマートレース経路および前記ストランドトレース経路が、複数の位置において、角度をもって交差する、請求項２７または請求項２８に記載の製造方法。
30. 前記ストランドに隣接するポリマー材料の前記第２の層にポリマー材料の前記第１の層を結合するステップをさらに含む、請求項２７〜請求項２９のいずれか１項に記載の製造方法。
31. ポリマー材料の
    前記第１の層の平均幅の少なくとも５％である平均幅を有するように前記ストランドを選択するステップをさらに含む、請求項２７〜請求項３０のいずれか１項に記載の製造方法。
32. 前記ポリマートレース経路が複数の曲線部分を含む、請求項２７〜請求項３１のいずれか１項に記載の製造方法。
33. 前記ストランドは、ポリマー材料の前記第１の層に付着しておらず、前記ストランドは、ポリマー材料の前記第２の層に付着していない、請求項２７〜請求項３２のいずれか１項に記載の製造方法。
34. 熱溶解積層法印刷によりポリマー材料の前記第１の層を堆積させることをさらに含む、請求項２７〜請求項３３のいずれか１項に記載の製造方法。
35. ポリマー材料の前記第１の層と、前記ストランドと、ポリマー材料の前記第２の層とを前記受容層から除去してトレース要素を形成するステップをさらに含む、請求項２７〜請求項３４のいずれか１項に記載の製造方法。
36. ポリマー材料の前記第１の層と、前記ストランドと、ポリマー材料の前記第２の層と、前記受容層との少なくとも一部から前記アッパーを形成するステップをさらに含む、請求項２７〜請求項３５のいずれか１項に記載の製造方法。

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