JP7328509B2 - 構造体及び構造体の製造方法 - Google Patents
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Description
第1章では、本発明の実施形態(第1実施形態)に係る構造体1の構成について説明する。図1に示すように、構造体1は、積層基材部2と被覆部3とを備える。構造体1としては、医療分野(床ずれ防止マット、車椅子用マット、エピテーゼ、サポータ、シーネなど)、スポーツ用途(シューズ用インソールなど)などで用いられるものが挙げられる。軟性材料で形成された被覆部3を設けることによって使用感が高められている。構造体1は、被覆部3を生体(例:人体)に接触させて利用する用途に好適である。本実施形態では、構造体1がシューズのインソールである。
積層基材部2は、後述する被覆部3と密着し構造体1を構成している。積層基材部2は複数の層が積層された構成であり、被覆部3との境界面に開口した複数の孔2h(図3参照)を有している。積層基材部2は、図2A~図2Cに示す様に、後述する第1線状構造体4と第2線状構造体5が交互に積層されて構成されている。
被覆部3は、積層基材部2表面の少なくとも一部と密着し被覆する構成となっている。図1においては、積層基材部2上面に被覆部3を形成しているが、上下両面、もしくは側面を含む全面に被覆部3を形成する構成も可能である。
第2章では、本実施形態に係る構造体1の製造方法について説明する。本実施形態の構造体1の製造方法は、積層基材部形成工程と、被覆部形成工程を備えている。以下、それぞれについて説明する。
構造体1の製造方法は、特に限定されず、3Dプリンタ造形などの方法によって形成可能である。3Dプリンタ造形では、積層基材部2が個別に設定された形状になるように形成可能であるので、積層基材部2は3Dプリンタ造形によって形成することが好ましい。ここでは一般的な3Dプリンタ造形を行うこととして説明する。
積層基材部2の形成工程が完了した後に被覆部3を形成する。ここでは、被覆部3の材料として硬化剤を用いたシリコン樹脂を使用するものとする。ここで、材料や効果方法は限定されないが、本形成工程の過程に高温の処理が含まれると、熱可塑性を有する積層基材部2が変形・溶融するという問題が発生する。そのため、被覆部3には熱可塑性を有しない非熱可塑性材料を用いることが望ましい。非熱可塑性材料であればシリコン樹脂以外の材料を用いることも可能である。例えば、紫外線で硬化するUVレジンを用いることなどである。
第3章では、本発明の第2実施形態に係る構造体1の構成について説明する。図5Aに第2実施形態に係る積層基材部2の部分断面図を示す。この積層基材部2は、層ブロック2bを複数積み重ねた構成となっている。1つの層ブロック2bは、内部的に複数の線状樹脂を積み重ねた構成となっている。3Dプリンタを用いた形成工程を用いた製造方法を用いれば、線状樹脂の直径に応じた精度で任意の形状の積層基材部2を形成することが出来る。
図6に第1の実施形態(図4A~図4C参照)の状態から、複数のアンカー部3aが積層基材部2内部で大きく拡がって連結し、ブリッジ部3bを形成した状態の部分断面図を示す。被覆部3は本体とブリッジ部3bで第2線状樹脂5fを取り囲む構成となっており、ブリッジ部3bが破断しない限り、被覆部3が積層基材部2から剥離することが無いという利点を有する。この様な構成は被覆部形成工程時において、液体状である非熱可塑性材料の粘度を小さく調整し、積層基材部2の片面側を含浸させるなどの方法をとることで実現可能である。
以上のように、本実施形態によれば、樹脂製の3次元構造体において、表面に汚れを蓄積しづらい凹凸が小さい構造を有する構造体1を実施することが出来る。
2 :積層基材部
2b :層ブロック
2h :孔
2hi :開口部
2hs :空間部
3 :被覆部
3a :アンカー部
3b :ブリッジ部
4 :第1線状構造体
4f :第1線状樹脂
4g :第1溝
5 :第2線状構造体
5f :第2線状樹脂
5g :第2溝
IF :境界面
SF :表面
D1 :第1方向
D2 :第2方向
Claims (8)
- 構造体であって、
積層基材部と被覆部を備え、
前記積層基材部は、
複数の層が積層された構成であり、
前記被覆部との境界面に開口した複数の孔を有し、
前記被覆部は、
前記積層基材部を被覆するように構成され、
前記被覆部の本体から前記孔を介して前記積層基材部側に係入されたアンカー部を有し、
前記アンカー部は、前記境界面における幅よりも、前記積層基材部内側でおいて大きな幅となる構成であり、
前記積層基材部は、空隙を備え、
前記空隙は、複数の前記孔に連なり、且つ前記積層基材部の内部で接続されている、
構造体。 - 請求項1に記載の構造体において、
前記層は、複数の線状の樹脂成形体からなり、
前記樹脂成形体は、ショアA硬度が70以下である樹脂で構成される、
構造体。 - 請求項1又は請求項2に記載の構造体において、
前記被覆部の材料がシリコン樹脂である、
構造体。 - 構造体であって、
積層基材部と被覆部を備え、
前記積層基材部は、
複数の層が積層された構成であり、
前記被覆部との境界面に開口した複数の孔を有し、
前記被覆部は、
前記積層基材部を被覆するように構成され、
前記被覆部の本体から前記孔を介して前記積層基材部側に係入されたアンカー部を有し、
前記アンカー部は、前記境界面における幅よりも、前記積層基材部内側でおいて大きな幅となる構成であり、
前記層は、複数の線状の樹脂成形体からなり、
前記樹脂成形体は、ショアA硬度が70以下である樹脂で構成される、
構造体。 - 請求項4に記載の構造体において、
前記被覆部の材料がシリコン樹脂である、
構造体。 - 構造体であって、
積層基材部と被覆部を備え、
前記積層基材部は、
複数の層が積層された構成であり、
前記被覆部との境界面に開口した複数の孔を有し、
前記被覆部は、
前記積層基材部を被覆するように構成され、
前記被覆部の本体から前記孔を介して前記積層基材部側に係入されたアンカー部を有し、
前記アンカー部は、前記境界面における幅よりも、前記積層基材部内側でおいて大きな幅となる構成であり、
前記被覆部の材料がシリコン樹脂である、
構造体。 - 構造体の製造方法であって、
積層基材部形成工程と、被覆部形成工程を備え、
前記積層基材部形成工程では、熱可塑性を有する熱可塑性材料を3Dプリンタで積層させて前記構造体における積層基材部を形成し、
前記被覆部形成工程では、
前記積層基材部の少なくとも一部の表面に、熱可塑性を有しない非熱可塑性材料を含浸又は塗布し、
続いて、前記非熱可塑性材料を硬化させて前記構造体における被覆部を形成し、
前記積層基材部は、前記被覆部との境界面に開口した複数の孔を有し、
前記被覆部は、前記被覆部の本体から前記孔を介して前記積層基材部側に係入されたアンカー部を有し、
前記アンカー部は、前記境界面における幅よりも、前記積層基材部内側でおいて大きな幅となる構成である、
製造方法。 - 請求項7に記載の製造方法において、
前記積層基材部は、端面に凹凸を有し、
前記被覆部形成工程では、前記凹凸の大小に基づいて前記非熱可塑性材料の粘度を調整する、
製造方法。
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