(57)【要約】      （修正有）【課題】個人の顔等の形状に応じて変形することが可能な眼鏡フレームを提供する。【解決手段】眼鏡フレームは、３Ｄプリンターによる造型物であって、造型物は所定の三次元立体形状である眼鏡フレームの形状を呈し、かつ造形物は熱可塑性樹脂を主体として構成されてなり、造型物に３０〜５０℃の温度を付与することによって造形物の少なくとも一部が軟化し自在に変形可能である。熱可塑性樹脂のガラス転移温度が３０〜５０℃である。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
３Ｄプリンターによる造型物であって、前記造型物は所定の三次元立体形状である眼鏡フレームの形状を呈し、かつ造形物は熱可塑性樹脂を主体として構成されてなり、前記造型物に３０〜５０℃の温度を付与することによって造型物の少なくとも一部が軟化し自在に変形可能であることを特徴とする眼鏡フレーム。
【請求項２】
熱可塑性樹脂のガラス転移温度が３０〜５０℃であることを特徴とする請求項１記載の眼鏡フレーム。
【請求項３】
造型物が熱溶解積層方式の３Ｄプリンターによるものであることを特徴とする請求項１または２記載の眼鏡フレーム。
【請求項４】
熱可塑性樹脂が、酸成分としてテレフタル酸を含み、ジオール成分としてエチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の眼鏡フレーム。
【請求項５】
熱可塑性樹脂が、酸成分としてテレフタル酸およびε−カプロラクトンを含み、ジオール成分としてエチレングリコールおよび１，４−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の眼鏡フレーム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、眼鏡フレームに関するものであり、特に３Ｄプリンターにて造型された眼鏡フレームに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、３ＤＣＡＤや３ＤＣＧ（三次元コンピューターグラフィックス）等のデータに基づき、立体形状の造型物を得る三次元造型法が急速に普及している。特に、造型材料として熱可塑性樹脂を用いる熱溶解積層法（ＦＤＭ法）を採用している３Ｄプリンターは、手ごろな価格のものも販売され家庭においても普及している。
【０００３】
熱溶解積層法に用いられる熱可塑性樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート樹脂又はポリ乳酸樹脂等の高強度、高剛性又は耐熱性樹脂が主として用いられている（特許文献１、請求項１１）。三次元造型法で得られた造型物が所望の形状となっていないとき、形状変更を行う必要が生じるが、熱可塑性樹脂が高強度又は高剛性であると、使用者が職場や家庭などの環境で形状変更を行うことは困難であった。例えばポリ乳酸であれば６０℃以上に温めると軟化し変形することが可能であるが、高温であるため作業時に火傷する恐れがあり、安全に扱える素材とはいえなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−２２１５６８号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
本出願人は、上記問題に鑑みて、造型物の形状を容易に変更しうることが可能な造型物を提供しうる発明を国際出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１７／０２５４１８に提案している。この提案によれば、特定の共重合ポリエステルを主体とする線条物を用い、これを溶融させて積層させることにより得られる造型物は、３０〜５０℃程度の温度に加温することにより容易に変形させて形状変更することが可能であるとともに、変更後に１００℃程度の温度で熱処理することにより変更した形状を固定させることできるものである。
【０００６】
本考案は、上記した提案している発明を利用し、生活する上で身近な三次元立体形状である眼鏡フレームに適用し、個人の顔等の形状に応じて、安全に変形することが可能な眼鏡フレーム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】
【０００７】
すなわち、本考案は、３Ｄプリンターによる造型物であって、前記造型物は所定の三次元立体形状である眼鏡フレームの形状を呈し、かつ造型物は熱可塑性樹脂を主体として構成されてなり、前記造型物に３０〜５０℃の温度を付与することによって造形物の少なくとも一部が軟化し自在に変形可能であることを特徴とする眼鏡フレームを要旨とする。
【考案の効果】
【０００８】
本考案によれば、熱可塑性樹脂を主体として構成されてなる三次元立体形状を呈した造型物である眼鏡フレームにおいて、３０〜５０℃程度の温度を付加すると、その形状を自在に変形させて変更することができる。しがたって、３Ｄプリンターにより眼鏡フレームを作成した後、３０〜５０℃程度の温度を付加することで、安全に、個人の顔の形状に合うように眼鏡フレームの一部を変形させ、個々人の顔の形状に合った快適な眼鏡を提供することができる。
【考案を実施するための形態】
【０００９】
本考案に用いる熱可塑性樹脂としては、３０〜５０℃の温度を付加することにより、熱可塑性樹脂が軟化して、変形させることができる。したがって、３０〜５０℃の温度付加により軟化する熱可塑性樹脂を用いる。このような熱可塑性樹脂としては、ガラス転移温度が５０℃以下であり、好ましくは３０〜５０℃であるものを好ましく用いることができる。このような熱可塑性樹脂により構成される造形物は、ガラス転移温度以上の温度に加温すると、容易に形状変更が可能となる。例えば、ガラス転移温度が３０〜５０℃程度であると、風呂の湯に浸漬したり、あるいは手指で握っていると、容易に形状変更を行うことができ、取扱いが容易で安全である。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリスチレン系、アクリル系、ジエン系、ポリエーテル系など特に限定されないが、機械的物性や耐薬品性、耐候性等の観点からポリエステル系の熱可塑性樹脂が好適である。ポリエステル系の熱可塑性樹脂としては、より具体的には、酸成分としてテレフタル酸を含み、ジオール成分としてエチレングリコール及び１，４−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体が挙げられる。また、酸成分としてテレフタル酸及びε−カプロラクトンを含み、ジオール成分としてエチレングリコール及び１，４−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体が挙げられる。
【００１０】
このようなポリエステル共重合体は、公知の重縮合法で製造することができ、一般的に酸成分５０モル％とジオール成分５０モル％を仕込んで脱水縮合することにより製造することができる。本考案で特徴的なことは、酸成分としてテレフタル酸（必要によりε−カプロラクトンを併せて）を用い、ジオール成分としてエチレングリコール及び１，４−ブタンジオールを用いたことにある。これら各成分は、ガラス転移温度および結晶化温度の調整のために用いられるものである。
【００１１】
ジオール成分としてエチレングリコールと併用される１，４−ブタンジオールは、ジオール成分中、３０〜７０モル％であるのが好ましい。１，４−ブタンジオールが３０モル％未満または７０モル％を超えると、ポリエステル共重合体のガラス転移温度が低下しにくくなる傾向が生じる。酸成分としてテレフタル酸と併用されるε−カプロラクトンは、酸成分中、５〜２０モル％であるのが好ましい。ε−カプロラクトンを共重合成分として用いると、ポリエステル共重合体のガラス転移温度をより低下することができる。なお、ε−カプロラクトンが２０モル％を超えると、ポリエステル共重合体が所定温度で結晶化しにくくなる傾向が生じる。
【００１２】
上記のポリエステル共重合体は、その融点が２５０℃以下であり、好ましくは２００℃以下であり、より好ましくは１３０〜２００℃となっている。また、結晶化温度は１２０℃以下であり、好ましくはガラス転移温度よりも２０℃以上高い温度となっている。なお、結晶化温度とは、ポリエステル共重合体の結晶化が最も促進される温度である。造型物は、造型中には結晶化温度で熱処理されない限り、結晶化が進んでおらず、非晶領域を多く持つ状態となっているため、ガラス転移温度以上に加温すると、容易に形状変更が可能となる。そして、形状変更した後に、結晶化温度にて熱処理すると、結晶化が進み高強度または高剛性の造型物とすることができる。たとえば、結晶化温度が１００℃程度であると、沸騰水中に浸漬しておくと、結晶化が進み高強度または高剛性の眼鏡フレームとなり、それぞれ個人の顔の形状に応じて変更した形状を固定化することができる。
【００１３】
上記したポリエステル共重合体中には、造型物の軟化しやすさや強度等を調整するために、他の重合体が添加されていてもよい。たとえば、ポリアセタール系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂又はポリウレタン系樹脂を単独で又は混合して添加してもよい。
【００１４】
また、造型物を構成する熱可塑性樹脂中には、所望に応じて種々の添加剤が含有されていてもよい。たとえば、種々の所望の色の眼鏡フレームを得るために、染料または顔料を熱可塑性樹脂中に添加してもよい。特に、本考案ではガラス転移温度および結晶化温度で変色するサーモクロミック顔料を添加しておくと、造型物である眼鏡フレームが変形可能か否かまたは造型物が結晶化したか否かを判断でき、好ましい。さらに、充填剤、可塑剤、難燃剤、滑剤、耐候剤、酸化防止剤または耐熱剤等を添加することもできる。
【００１５】
本考案の造型物である眼鏡フレームは、３Ｄプリンターによって得られるものであるが、造型物を得るための材料（造型用の材料）が、上記した特定の熱可塑性樹脂によって構成される。材料の形態は特に限定されず、用いる３Ｄプリンターに応じて適宜の形態であればよく、いわゆる線状形態のもの、粒状形態のもの、粉末状のもの、シート状のもの等、種々の形態のものを用いることができる。線状形態のものとしては、直径が０．１〜５ｍｍ程度の連続線状物であり、これを数十〜数百ｍ巻いてリール状として、３Ｄプリンターに取り付けるよい。
【００１６】
線状形態のものは、上記した熱可塑性樹脂を主体とする原料を溶融し、これを紡糸ノズルから押し出すことによって得ることができる。また粒状形態のものは、得られた線状形態のものを所望の長さ（たとえば、１μｍ〜５ｍｍ程度）にカットして粒状形態とするとよい。
【００１７】
本考案の造型物は、例えば、以下の方法により得ることができる。上記した造型用の材料を３Ｄプリンターに供給し、造型用材料を押出機へ送り込む。押出機には、押出ノズルとこの押出ノズルを加熱する加熱装置を備えており、加熱装置中で造型用材料は溶融して、押出ノズルから吐出される。押出機はデータに基づいて移動しており、吐出した溶融物は積層されて立体形状の造型物が得られる。溶融物を積層する際に、必要に応じて加温したり冷却してもよい。加温する場合、造型物の結晶化が促進しない程度とするのが好ましい。また、冷却する場合は、造型物が結晶化する恐れが少ないので、十分な層間接着が得られる範囲で任意に行えばよい。本考案における造型用の材料の他に、従来公知のポリ乳酸樹脂やＡＢＳ樹脂等によって構成される造型用材料も３Ｄプリンターに取り付けて、所望の形状の眼鏡フレームを得て、眼鏡フレームの特定の部位のみを、本考案における造型物としてもよい。すなわち、形状変化が必要のない眼鏡フレームのパーツは、従来公知のポリ乳酸樹脂やＡＢＳ樹脂等によって形成させ、形状変化が必要となる眼鏡フレームのパーツは、本考案における造型用材料を用いればよい。また、１個以上の本考案における造型物からなる眼鏡フレームのパーツと、１個以上の従来公知の造型物からなる眼鏡フレームのパーツを用意し、これらを種々の手段により一体化して、眼鏡フレームとして完成させてもよい。この場合、一体化手段として接着剤を用いる場合は、本考案による造型物の部位と、従来公知の造型物の部位との接着性を向上させるため、本考案における造型用材料または造型物の部位に、プラズマ加工等の種々の加工を施してもよい。
【００１８】
本考案の造型物である眼鏡フレームは、３０〜５０℃の温度を付加すると、その形状を自在に変形させて変更することができるものである。したがって、所望の形状の眼鏡フレームを造型した後、その眼鏡フレームを使用者が装着し、例えば、フレームのパーツとなるノーズパット箇所や、眼鏡のささえとなるテンプルの箇所、テンプルの先端となる先セルの箇所等を、３０〜５０℃の温度付加により変形可能な状態とし、使用者の顔や頭部の形状に応じて変形させ、使用者の顔や頭部形状に合った形に変更することができる。使用者に合った形状に変形させた後は、造型材を構成する熱可塑性樹脂の結晶化温度（１００℃程度）で熱処理することで、造型物を使用者の顔等に応じた形状に固定され、剛性を有する眼鏡フレームとなることから、形状を固定化した後は、通常の使用において軟化変形することなく、快適に使用することができる。
【実施例】
【００１９】
実施例１
テレフタル酸５０モル％、エチレングリコール２５モル％および１，４−ブタンジオール２５モル％からなるポリエステル共重合体（融点１８０℃、ガラス転移温度４５℃、結晶化温度１１０℃、比重１．３８）により構成される線状形態の材料を用いて、ＦＤＭ法による３Ｄプリンター（ＸＹＺ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ社製  Ｄａｖｉｎｃｉ  Ｐｒｏ）にて、眼鏡フレーム（フロント部分、テンプル）を作成した。得られた眼鏡フレームのフロント部分とテンプルを組立てて、図１に示すごとく眼鏡フレームを得た。眼鏡フレームを使用者が装着し、使用者の顔型等に応じて、ノーズパッドの形状やテンプルの形状を変形させた。変形させるにあたっては、変形させたい箇所を手指で握って温めて柔らかい状態とし、その柔らかい状態を維持しがら装着して、変形させた。
【００２０】
実施例２
テレフタル酸４３モル％、ε−カプロラクトン７モル％、エチレングリコール２５モル％および１，４−ブタンジオール２５モル％からなるポリエステル共重合体（融点１６０℃、ガラス転移温度３０℃、結晶化温度７５℃、比重１．３８）により構成される線状形態の材料を用いて、ＸＹＺ  ｐｒｉｎｔｉｎｇ社製の３Ｄプリンター（Ｄａｖｉｎｃｉ  Ｐｒｏ）にて、実施例１と同様にして、眼鏡のフレームを造型し、得られた造型物を組み立てて、眼鏡フレームを得、使用者が装着して、使用者の顔型等に応じて、ノーズパットやテンプルの形状を変形させた。
【００２１】
使用者の顔形に応じて変形させた実施例１、２の眼鏡フレームは、それぞれさらに所定の温度で熱処理した。すなわち、実施例１は１１０℃、実施例２は７５℃の温度で５分間熱処理を行った。熱処理後の眼鏡フレームは剛性が向上し、手指で温めても柔らかくならず、使用者の顔形状にフィットする形で形状が固定されたものであった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】実施例１で造型した眼鏡フレームの概略図である。
【図１】
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