(57)【要約】【課題】  ３次元印刷装置により造形され内部に形状外の機能を付与できる履物品及び履物品の製造方法を提供する。【解決手段】  ３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形される履物品において、フィラメントの基材に機能剤を添加し、機能剤を分散させた構成とした。機能剤は、植物精油，潤滑油，芳香族エステルまたはパラベンのうち、少なくとも１つを含み、フィラメントの基材に対して２０重量％以下の任意の割合で添加した。フィラメントの基材は、ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとを８５重量％：１５重量％から１重量％：９９重量％までの任意の割合で含有する構成とした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形される履物品において、
前記フィラメントの基材に機能剤を添加したことを特徴とする履物品。
【請求項２】
前記機能剤は、芳香剤，抗菌剤，除菌剤，制菌剤，殺菌剤，防カビ剤，消臭剤，防臭剤，撥水剤，撥油剤，汚れ付着防止剤，蓄熱剤，発熱剤，蓄冷剤，吸熱剤，放熱剤，保温剤，遠赤外線放射剤，難燃剤，静電防止剤，熱遮蔽剤，防虫剤，動物忌避剤の単体または複合体から少なくとも１つ選択されることを特徴とする請求項１記載の履物品。
【請求項３】
前記機能剤は、徐放性を有することを特徴とする請求項２記載の履物品。
【請求項４】
前記機能剤は、植物精油，潤滑油，芳香族エステルまたはパラベンのうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２または３記載の履物品。
【請求項５】
前記機能剤を、前記フィラメントの基材に対して２０重量％以下の任意の割合で添加し、分散させたことを特徴とする請求項２乃至４何れかに記載の履物品。
【請求項６】
前記フィラメントの基材は、ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとを８５重量％：１５重量％から１重量％：９９重量％までの任意の割合で含有することを特徴とする請求項１乃至５何れかに記載の履物品。
【請求項７】
前記ポリ乳酸樹脂とオレフィン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有することを特徴とする請求項６記載の履物品。
【請求項８】
前記ポリ乳酸樹脂とスチレン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有することを特徴とする請求項６に記載の履物品。
【請求項９】
前記熱可塑性エラストマーは、鉱物油系可塑剤を４０重量％から７０重量％の任意の割合で含有することを特徴とする請求項６乃至８何れかに記載の履物品。
【請求項１０】
多数の空隙を有したことを特徴とする請求項１乃至９何れかに記載の履物品。
【請求項１１】
３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて履物品を造形する履物品の製造方法において、
前記請求項１乃至９何れかに記載の機能剤を添加したフィラメントを用いて前記機能剤を分散させた履物品を造形することを特徴とする履物品の製造方法。
【請求項１２】
内部に空隙を有して造形することを特徴とする請求項１１記載の履物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、履物そのもの、履物を構成するインソールやアウトソールなどの部品、あるいは、履物に用いる中敷等の付属品からなる履物品及び履物品の製造方法に係り、特に、３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形される履物品及びこの履物品を製造する履物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の履物品としては、例えば、特開２０１７−１２３９７４号公報（特許文献１）に掲載されたものが知られている。これは、３次元印刷装置を用いて履物品としての靴のインソールを造形している。
一般に、３次元印刷装置は、３Ｄプリンター、あるいは、立体印刷機とも称され、コンピュータ上に取り込まれた立体図面データに従って樹脂等の原材料から立体造形品を造形することができる。立体造形品を造形する方法には種々の方法があり、その１つに熱溶解積層法（ＦＤＭ）が存在する。
熱溶解積層法（ＦＤＭ）は、熱可塑性樹脂等の原料フィラメントをヘッドに設けられたヒーターにより加熱溶解しながらノズルから吐出し、ノズルを例えば平面方向に稼動させて立体造形品の第一層を形成し、次に第一層の上面に第二層、第三層というように積層させていくことにより立体造形品を得る方法である。従来の履物品においても、この３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて履物品を造形している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７−１２３９７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記従来の３次元印刷装置を用いて造形される履物品においては、フィラメントに求められる技術的要求により、原料であるフィラメントに立体的な造形という目的を超えた例えば、抗菌機能や消臭機能等の付加機能を付与して履物品の付加価値を高め利用範囲を広げる着想に至らないという実情がある。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、３次元印刷装置により造形され内部に形状外の機能を付与できる履物品及び履物品の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような課題を解決するための本発明の履物品は、請求項１の発明にあっては、３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形される履物品において、
前記フィラメントの基材に機能剤を添加し、前記機能剤を分散させた構成としている。
【０００７】
本発明において、履物品とは、履物そのもの、履物を構成する部品、あるいは、履物に用いる付属品をいう。履物としては、革靴，ゴム靴，布靴，ズック靴，カジュアルシューズ，スニーカー，スポーツシューズ，長靴，ブーツ，サンダル，草履，スリッパ，下駄等を含む。履物そのものとしては、ズック靴，長靴，サンダル等が挙げられる。部品としては、インソール，アウトソール，靴のかかと，鼻緒等が挙げられる。付属品としては、中敷（インナーソール）等が重要である。
【０００８】
機能剤は、目的の機能を奏する物質そのもので構成し、あるいは、樹脂などの担持部材に目的の機能を奏する物質を担持させて構成しても良く、フィラメントの基材内に分散して混合できるように適宜に形成する。
これにより、３次元印刷装置により造形され内部に形状外の機能を付与できる。特に、フィラメントの基材に機能剤を添加してこの機能剤を分散させるので、履物品全体にわたり、各種機能を均一に発揮させることができる。
【０００９】
また、請求項２の発明は、前記機能剤は、芳香剤，抗菌剤，除菌剤，制菌剤，殺菌剤，防カビ剤，消臭剤，防臭剤，撥水剤，撥油剤，汚れ付着防止剤，蓄熱剤，発熱剤，蓄冷剤，吸熱剤，放熱剤，保温剤，遠赤外線放射剤，難燃剤，静電防止剤，熱遮蔽剤，防虫剤，動物忌避剤の単体または複合体から少なくとも１つ選択される構成としている。これらの少なくとも何れかの機能を発揮させることができる。
【００１０】
更に、請求項３の発明は、前記機能剤は、徐放性を有する構成としている。機能を発揮する物質を徐々に放出させることができ、持続性を付与することができる。例えば、ポリオレフィン中に液状機能物質を含有させたＳＲＯＰＥ（登録商標：クラレリビング株式会社製）を用いることが有効である。
【００１１】
更にまた、請求項４の発明は、前記機能剤は、植物精油，潤滑油，芳香族エステルまたはパラベンのうち、少なくとも１つを含む構成としている。
【００１２】
また、請求項５の発明は、前記機能剤を、前記フィラメントの基材に対して２０重量％以下の任意の割合で添加した構成としている。
これにより、フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を付与することができる。
また、請求項５記載の発明にあっては、フィラメントの基材に機能剤を添加してこの機能剤を分散させるように構成されている。
【００１３】
更に、請求項６の発明は、前記フィラメントの基材は、ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとを８５重量％：１５重量％から１重量％：９９重量％までの任意の割合で含有する構成としている。
【００１４】
「ポリ乳酸（ＰＬＡ）樹脂」は、乳酸をエステル結合によって重合して生成する合成樹脂である。融点が１７０℃でショアＡ硬度が１００以上である。
ここで、ショアＡ硬度とは、ＪＩＳ  Ｋ  ７２１５（プラスチック）、又はＪＩＳ  Ｋ  ６２５３（加硫ゴム及び熱可塑性ゴム）に規定された方法においてタイプＡデュロメータを用いて測定される硬度である。樹脂やゴムにおける硬質及び軟質の定義は種々のものがあるが、ここではショアＡ硬度が９５以上のものを硬質、ショアＡ硬度が９５以下のものを軟質と呼ぶこととする。
【００１５】
「熱可塑性エラストマー」は、オレフィン系エラストマー及びスチレン系エラストマーを含む概念である。「オレフィン系エラストマー」とは、ポリプロピレンの中にポリエチレン−ポリプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）を分散させた熱可塑性エラストマーであり、常温でゴムのような柔軟性と復元性とを備えると共に、大きな摩擦係数を有し、一般の樹脂と同様に成形加工のできる合成樹脂である。
「スチレン系エラストマー」とは、ポリスチレンとポリエチレン−ポリブチレンとをブロック共重合させた熱可塑性エラストマーであり、ポリスチレンのドメインが物理架橋点となり架橋ゴムの架橋点に相当する役割を果たすため、弾性体としての性質を示す。一方で、１４０〜２３０℃の射出または押出成形可能な温度になるとポリスチレン部分もポリエチレン・ポリブチレンの部分も共に溶融され、熱可塑性樹脂としての流動特性を示す。
【００１６】
これにより、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーとを所定の割合で含有することで、ポリ乳酸から成るフィラメントと比較し、フィラメントの断面形状のムラを抑えやすくなる。
その結果、フィラメントの断面形状を真円に近づけることが容易となり、３次元印刷装置内でフィラメントとフィラメントを挟持して送り出すローラーとの接点に作用する挟持力が安定し、搬送不良が低減する。
また、フィラメントの搬送不良が低減するため、ヘッド部ノズルからの吐出ムラが低減しコンピュータ上に取り込まれた立体図面データの再現精度を高めることができる。
【００１７】
また、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーを前記重量比で組合わせることにより、機能剤を添加しても断面形状を真円に近づけることが容易なフィラメントを実現でき、３次元印刷装置内においてフィラメントの良好な送り出しを可能とし、かつ、立体造形品としての履物品に形状外の機能を付与することができる。
【００１８】
更にまた、請求項７の発明は、前記ポリ乳酸樹脂とオレフィン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有する構成としている。
「オレフィン系樹脂」は、オレフィン系エラストマーを含む概念である。
これにより、フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を確実に付与することができる。
【００１９】
また、請求項８の発明は、前記ポリ乳酸樹脂とスチレン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有する構成としている。
「スチレン系樹脂」は、スチレン系エラストマーを含む概念である。これにより、フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を確実に付与することができる。
【００２０】
更に、請求項９の発明は、前記熱可塑性エラストマーは、鉱物油系可塑剤を４０重量％から７０重量％の任意の割合で含有する構成としている。
「可塑剤」は、熱可塑性合成樹脂に加えて柔軟性を改良するための添加薬品類の総称である。
「鉱物油」は、鉱油とも呼ばれ、石油（原油）、天然ガス、石炭など地下資源由来の炭化水素化合物もしくは不純物をも含んだ混合物の総称である。一般的には、鉱物油は、パラフィン系オイル、ナフテン系オイルまたは高級脂肪酸のいずれかに分類される。
これにより、熱可塑性樹脂としての流動特性を向上させることができる。
【００２１】
更にまた、請求項１０の発明は、多数の空隙を有した構成としている。３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形する際、所謂スパース構造により、空隙を形成する。
例えば、造形物の内部を網目状，ハニカム状等に肉抜きする。履物品の軽量化を図ることができるとともに、クッション性や断熱性を付与することができる。また、表面積が大きくなるので、機能剤の放出性能を向上させることができる。
【００２２】
そしてまた、前記課題を解決するための本発明の履物品の製造方法は、請求項１１の発明にあっては、３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて履物品を造形する履物品の製造方法において、前記の機能剤を添加したフィラメントを用いて前記機能剤を分散させた履物品を造形する構成としている。
作用，効果は、前記と同様である。
【００２３】
また、請求項１２の発明にあっては、内部に空隙を有して造形する構成としている。３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形する際、所謂スパース構造により、空隙を形成する。
例えば、造形物の内部を網目状，ハニカム状等に肉抜きする。履物品の軽量化を図ることができるとともに、クッション性や断熱性を付与することができる。また、表面積が大きくなるので、機能剤の放出性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の履物品は、請求項１の発明にあっては、３次元印刷装置により造形され内部に形状外の機能を付与できる。  
【００２５】
また、請求項２の発明にあっては、芳香，抗菌，除菌，制菌，殺菌，防カビ，消臭，防臭，撥水，撥油，汚れ付着防止，蓄熱，発熱，蓄冷，吸熱，放熱，保温，遠赤外線放射，難燃，静電防止，熱遮蔽，防虫，動物忌避の何れかの機能を発揮させることができる。
【００２６】
更に、請求項３の発明にあっては、機能剤は徐放性を有する構成としたので、機能を発揮する物質を徐々に放出させることができ、持続性を付与することができる。
【００２７】
更にまた、請求項４の発明にあっては、前記機能剤は、植物精油，潤滑油，芳香族エステルまたはパラベンのうち、少なくとも１つを含む構成としたので、フィラメントに混合させやすくすることができる。
【００２８】
また、請求項５の発明にあっては、機能剤をフィラメントの基材に対して２０重量％以下の任意の割合で添加したので、フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を付与することができる。
特に、請求項５記載の発明にあっては、フィラメントの基材に機能剤を添加してこの機能剤を分散させるように構成されているので、履物品全体にわたり、各種機能を均一に発揮させることができる。
【００２９】
更に、請求項６の発明にあっては、フィラメントの基材を、ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとを８５重量％：１５重量％から１重量％：９９重量％までの任意の割合で含有する構成としたので、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーとを所定の割合で含有することで、ポリ乳酸から成るフィラメントと比較し、フィラメントの断面形状のムラを抑えやすくなる。
その結果、フィラメントの断面形状を真円に近づけることが容易となり、３次元印刷装置内でフィラメントとフィラメントを挟持して送り出すローラーとの接点に作用する挟持力が安定し、搬送不良が低減する。また、フィラメントの搬送不良が低減するため、ヘッド部ノズルからの吐出ムラが低減しコンピュータ上に取り込まれた立体図面データの再現精度を高めることができる。
【００３０】
また、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーを前記重量比で組合わせることにより、機能剤を添加しても断面形状を真円に近づけることが容易なフィラメントを実現でき、３次元印刷装置内においてフィラメントの良好な送り出しを可能とし、かつ、立体造形品としての履物品に形状外の機能を付与することができる。
【００３１】
更にまた、請求項７の発明にあっては、ポリ乳酸樹脂とオレフィン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有する構成としたので、フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を確実に付与することができる。
【００３２】
また、請求項８の発明にあっては、ポリ乳酸樹脂とスチレン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有する構成としたので、これによっても、フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を確実に付与することができる。
【００３３】
更に、請求項９の発明にあっては、前記熱可塑性エラストマーは、鉱物油系可塑剤を４０重量％から７０重量％の任意の割合で含有する構成としたので、熱可塑性樹脂としての流動特性を向上させることができる。
【００３４】
更にまた、請求項１０の発明にあっては、多数の空隙を有した構成としたので、即ち、例えば、造形物の内部を網目状，ハニカム状等に肉抜きしたので、履物品の軽量化を図ることができるとともに、クッション性や断熱性を付与することができる。また、表面積が大きくなるので、機能剤の放出性能を向上させることができる。
【００３５】
そしてまた、本発明の履物品の製造方法は、請求項１１の発明にあっては、前記の機能剤を添加したフィラメントを用いて前記機能剤を分散させた履物品を造形するので、前記と同様の作用，効果を奏する。
【００３６】
また、請求項１２の発明は、内部に空隙を有して造形するので、即ち、例えば、造形物の内部を網目状，ハニカム状等に肉抜きしたので、履物品の軽量化を図ることができるとともに、クッション性や断熱性を付与することができる。また、表面積が大きくなるので、機能剤の放出性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る履物品の一実施形態を本発明に係る履物品の製造方法の一実施形態とともに示す図である。
【図２】本発明に係る履物品及び履物品の製造方法の一実施形態において、空隙構造の形成例を示す要部図（ａ）（ｂ）（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態に係る履物品及び履物品の製造方法について詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の実施の形態に係る履物品Ｓは、本発明の実施の形態に係る履物品の製造方法により製造され、具体的には、３次元印刷装置（図示せず）によりフィラメントを熱溶解積層させて造形される。
【００３９】
実施の形態において、履物品Ｓとは、履物そのもの、履物を構成する部品、あるいは、履物に用いる付属品をいう。履物としては、革靴，ゴム靴，布靴，ズック靴，カジュアルシューズ，スニーカー，スポーツシューズ，長靴，ブーツ，サンダル，草履，スリッパ，下駄等を含む。履物そのものとしては、ズック靴，長靴，サンダル等が挙げられる。部品としては、インソール，アウトソール，靴のかかと，鼻緒等が挙げられる。付属品としては、中敷（インナーソール）等が重要である。
【００４０】
本発明の実施の形態に係る履物品Ｓは、フィラメントの基材に機能剤を添加し、機能剤を分散させた構成としている。
機能剤としては、芳香剤，抗菌剤，除菌剤，制菌剤，殺菌剤，防カビ剤，消臭剤，防臭剤，撥水剤，撥油剤，汚れ付着防止剤，蓄熱剤，発熱剤，蓄冷剤，吸熱剤，放熱剤，保温剤，遠赤外線放射剤，難燃剤，静電防止剤，熱遮蔽剤，防虫剤，動物忌避剤の単体または複合体から少なくとも１つ選択される構成としている。
【００４１】
機能剤は、目的の機能を奏する物質そのもので構成し、あるいは、樹脂などの担持部材に目的の機能を奏する物質を担持させて構成しても良く、フィラメント内に分散して混合できるように適宜に形成する。実施の形態では、機能剤は、植物精油，潤滑油，芳香族エステルまたはパラベンのうち、少なくとも１つを含む構成としている。
また、機能剤は、フィラメントに対して２０重量％以下の任意の割合で添加している。フィラメントの造形機能を損なうことなく機能剤による機能を付与することができる。
【００４２】
更に、実施の形態では、機能剤は、徐放性を有する構成としている。例えば、ポリオレフィン中に液状機能物質を含有させたＳＲＯＰＥ（登録商標：クラレリビング株式会社製）を用いる。機能剤としてのＳＲＯＰＥ（登録商標）は、機能性オイルを担持部材としてのポリオレフィン（ＰＰ，ＰＥ）中に高含有量（２０〜３０％）練りこんで担持させたもので、ＰＥ（ポリエチレン）ベースのＰＥ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）、ＰＰ（ポリプロピレン）ベースのＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）の２種類ある。
機能性オイルは、内部から表面へ微量ずつ滲出するため、造形品表面に極薄の膜を形成し、ベタつくことがない。機能性オイルとしては、レモンユーカリオイル，石鹸香料，ローズ香料，防ダニ剤，ダニ増殖抑制剤，有機系抗菌抗カビ剤等種々の機能を有するものが選択される。機能性オイルの選択により、前記の芳香剤，虫忌避剤，抗菌剤等の機能剤として用いる。
【００４３】
実施の形態において、フィラメントの基材は、ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとから構成される。ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとを８５重量％：１５重量％から１重量％：９９重量％までの任意の割合で含有する構成としている。
【００４４】
ポリ乳酸樹脂は、純度９５％以上で、５％未満の添加剤を含んでおり、融点は１７０℃である。また、ポリ乳酸樹脂は、Ｄ体含有量が１．０モル％以下であるか、または、Ｄ体含有量が９９．０モル％以上であることが必要であり、特に、１〜０．６モル％であるか、または、９９．４〜９９．９モル％であることが好ましい。Ｄ体含有量がこの範囲内であることにより、結晶性能に優れるため、成形性に優れる（成形サイクルが短くなる）とともに、得られる成形体は耐熱性が向上したものとなる。
【００４５】
熱可塑性エラストマーは、オレフィン系樹脂又はスチレン系樹脂と鉱物油系可塑剤を含有する。具体的には、オレフィン系樹脂又はスチレン系樹脂と鉱物油系可塑剤の重量混合比（オレフィン系樹脂（又はスチレン系樹脂）：鉱物油系可塑剤）が、例えば、２５重量％：７５重量％〜６０重量％：４０重量％であり、可塑化点（可塑化温度）は１００〜１７０℃である。
【００４６】
また、オレフィン系樹脂を選択する場合には、ポリ乳酸樹脂とオレフィン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有する。一方、スチレン系樹脂を選択する場合には、ポリ乳酸樹脂とスチレン系樹脂とを６０重量％：４０重量％から３０重量％：７０重量％までの任意の割合で含有する。
【００４７】
スチレン系樹脂は、ハードセグメントであるポリスチレンブロックと、ソフトセグメントである共役ジエン重合体ブロックとを有し、低温では加硫ゴム状物性を示し、加熱状態では加熱溶融して流動性を示す。スチレン系エラストマーとしては、スチレン−ブタジエン−スチレンブロック共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン／プロピレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＰＳ）、部分水添スチレン−エチレン／ブチレン−スチレンブロック共重合体（部分水添ＳＥＢＳ）、スチレン・（エチレン−エチレン／プロピレン）−スチレンブロック共重合体（ＳＥＥＰＳ）等が例示される。ＳＥＢＳやＳＥＥＰＳを使用すると、透明性が向上しかつ優れた滑り止め性が得られる。
【００４８】
鉱物油系可塑剤は、公知のパラフィン系オイル、ナフテン系オイル等の鉱物油を用いることができるが、その中でも、スチレン系エラストマーに対する相溶性が良好なパラフィンを主成分とした精製石油パラフィン系炭化水素油である鉱物油を用いるのが好ましい。
【００４９】
そしてまた、実施の形態に係る履物品Ｓは、多数の空隙を有した構成としている。３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形する際、所謂スパース構造により、空隙を形成する。例えば、図２（ａ）に示すように、造形物の内部を、細長状の空隙を交互に肉抜き形成し、図２（ｂ）に示すように、ハニカム状に肉抜きし、図２（ｃ）に示すように、矩形網目状に肉抜きする。
【００５０】
次に、本発明の実施の形態に係る履物品Ｓを製造する場合について説明する。図１に示すように、本履物品Ｓは、３次元印刷装置によりフィラメントを熱溶解積層させて造形される。
履物品Ｓの製造に当たっては、予め、フィラメントを製造しておく。フィラメントは、一般的な押出成形機（図示せず）により製造する。例えば、６５φの押出機を用い、シリンダー温度はダイス１５０〜１８０℃、計量部１６０〜２００℃、圧縮部１６０〜２００℃、供給部１５０〜１８０℃に設定する。また、限界温度は２４０℃、冷却水槽内の冷却水の温度は８〜１５℃、ダイ・サイザー間距離２〜５ｃｍ、引き落とし率０．８７〜０．９２、サイジング方式はドライバキュームである。
【００５１】
フィラメントにあっては、ポリ乳酸樹脂のペレットと熱可塑性エラストマーのペレットとを合計１００重量％となるように混合するとともに、これに機能剤を添加して混合する。押出成形機の注入口に混合物を入れ、加熱しながらスクリューを回転させ樹脂を溶融させながら送り出し、先端の金型より、押し出して冷却水槽にて冷却・固化させて、直径１．７５ｍｍのフィラメントとして製造する。
【００５２】
３次元印刷装置は、熱溶解積層法（ＦＤＭ）を利用しており、データ処理部とデータ処理部より供給される制御信号に基づいて３次元印刷を行う印刷部とを有して構成されている。印刷部は、ヒーター部とノズル部とを備えたヘッド部を有し、ヘッド部は原料フィラメントをノズル部へ供給するドライブギアとローラーを有し、ドライブギアには溝部が設けられている。
【００５３】
そして、この３次元印刷装置を用い、機能剤を添加した原料フィラメントをドライブギアとローラーにより挟持しながら繰り出してヘッド部へと搬送し、ヒーター部によって溶解されたフィラメントをノズル部から吐出して、所要の形状に造形する。この場合、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーとを所定の割合で含有することで、ポリ乳酸から成るフィラメントと比較し、フィラメントの断面形状のムラを抑えやすくなる。その結果、フィラメントの断面形状を真円に近づけることが容易となり、３次元印刷装置内でフィラメントとフィラメントを挟持して送り出すローラーとの接点に作用する挟持力が安定し、搬送不良が低減する。また、フィラメントの搬送不良が低減するため、ヘッド部ノズルからの吐出ムラが低減しコンピュータ上に取り込まれた立体図面データの再現精度を高めることができる。
【００５４】
また、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーを所定の重量比で組合わせることにより、機能剤を添加しても断面形状を真円に近づけることが容易なフィラメントを実現でき、３次元印刷装置内においてフィラメントの良好な送り出しを可能とし、かつ、立体造形品としての履物品Ｓに形状外の機能を付与することができる。この場合、機能剤は、フィラメントに添加されているので、履物品Ｓ全体にこの機能剤が分散させられる。
【００５５】
このようにして造形された履物品Ｓは、機能剤が分散させられているので、履物品Ｓ全体にわたり、各種機能を均一に発揮させることができる。特に、機能剤は、徐放性を有しているので、機能を発揮する物質を徐々に放出させることができ、持続性を付与することができる。また、履物品Ｓは、図２に示すように、多数の空隙を有しているので、軽量化を図ることができるとともに、クッション性や断熱性を付与することができる。また、表面積が大きくなるので、機能剤の放出性能を向上させることができる。
【実施例】
【００５６】
次に、フィラメントの実施例を示す。
[実施例１]
実施例１は、５０重量％のポリ乳酸樹脂と５０重量％のスチレン系エラストマー（７０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＥ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
[実施例２]
実施例２は、６０重量％のポリ乳酸樹脂と４０重量％のスチレン系エラストマー（７０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
【００５７】
[実施例３]
実施例３は、６０重量％のポリ乳酸樹脂と４０重量％のオレフィン系エラストマー（６０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
[実施例４]
実施例４は、３０重量％のポリ乳酸樹脂と７０重量％のオレフィン系エラストマー（６０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
【００５８】
[実施例５]
実施例５は、４０重量％のポリ乳酸樹脂と６０重量％のオレフィン系エラストマー（６０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で８：２の割合で混合し、押出成形により製造した。
[実施例６]
実施例６は、４０重量％のポリ乳酸樹脂と６０重量％のスチレン系エラストマー（７０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＥ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
【００５９】
[実施例７]
実施例７は、３０重量％のポリ乳酸樹脂と７０重量％のスチレン系エラストマー（７０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＥ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で８：２の割合で混合し、押出成形により製造した。
[実施例８]
実施例８は、８５重量％のポリ乳酸樹脂と１５重量％のオレフィン系エラストマー（４０重量％の鉱物油系可塑剤を含有）を混合した原料ペレットと、ＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）とを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
【００６０】
そして、これら各実施例に係るフィラメントについて、比較例１〜３に係るフィラメントとともに、断面形状の真円度の測定を行った。
比較例は以下のとおりである。
[比較例１]
比較例１は、１００重量％のポリ乳酸樹脂の原料ペレットを押出成形により製造した。
[比較例２]
比較例２は、１００重量％のポリ乳酸樹脂の原料ペレットと、ＰＥ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）の機能剤ペレットとを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
[比較例３]
比較例３は、１００重量％のポリ乳酸樹脂の原料ペレットと、ＰＰ−ＳＲＯＰＥ（登録商標）の機能剤ペレットとを重量比で９：１の割合で混合し、押出成形により製造した。
【００６１】
真円度の測定は、タキカワエンジニアリング株式会社の測定装置（ＬＤＭ−３０３Ｈ−ＸＹ、非接触式レーザースキャニング方式）を用いて実施した。測定精度は±２μｍ、分解能は０．１μｍである。その結果、比較例１〜３に比較し、各実施例１〜８は、機能剤を添加しても、フィラメントの真円度の精度が高く、断面形状のムラが抑えられることが分かった。そのため、各実施例１〜８は、３次元印刷装置内でフィラメントとフィラメントを挟持して送り出すローラーとの接点に作用する挟持力を安定させて搬送不良を低減させることができることが分かった。即ち、ポリ乳酸と熱可塑性エラストマーを所定の重量比で組合わせることにより、例えばＳＲＯＰＥ（登録商標）などの機能剤を含有させたとしても断面形状を真円に近づけることが容易なフィラメントを実現でき、機能性を向上させた良好な履物品Ｓを作成できることが実証できた。
【００６２】
尚、上記実施の形態においては、機能剤として、ＳＲＯＰＥ（登録商標）を用いる例を示したが、必ずしもこれに限定されるものではなく、適宜変更して差支えない。例えば、「シュークレンズ」（登録商標：ラサ工業株式会社製）を消臭剤として用いることができる。「エヌ・クリアー」（登録商標：株式会社日東製）を抗菌剤として用いることができる。機能剤としてはこれらに限定されるものではなく、適宜の機能剤を選択してよいことは勿論である。
また、消臭剤として、「ケスモン」（登録商標：東亞合成株式会社製）を使用することができる。「ケスモン」（登録商標）は、無機系の化学吸着型消臭剤であり、耐熱性及び耐久性に富む材料であることから、本件発明におけるフィラメントにも容易に練り込み加工が可能である。
その結果、「ケスモン」（登録商標）が使用された場合には、履物の使用時に発生するアンモニア、酢酸、硫化水素、アルデヒド等の悪臭の除去や、ＶＯＣ（揮発性有機化合物）の吸着、消臭が可能となる。
【００６３】
尚また、上記実施の形態においては、フィラメントの基材として、ポリ乳酸樹脂と熱可塑性エラストマーとを所定の割合で含有する構成としたが、必ずしもこれに限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン（ＰＥ），ポリスチレン（ＰＳ），ポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ゴム、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）等、履物品Ｓの用途等に合わせて適宜選択してよい。
要するに、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、当業者は、本発明の新規な教示及び効果から実質的に離れることなく、これら例示である実施の形態に多くの変更を加えることが容易であり、これらの多くの変更は本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６４】
Ｓ  履物品
【図１】
2020188891.tif 000003
【図２】
2020188891.tif 000004