CN109312802A - 三维构造物 - Google Patents

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吉永尚生
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Abstract

本发明所涉及的三维构造物为由X、Y、Z方向所规定的三维构造物，并且由橡胶组合物形成，所述三维构造物具备：本体部，在X方向上延伸的多个贯穿孔被配置为在所述Y方向及Z方向的至少一个方向上排列；分隔部，其被设置在至少1个所述贯穿孔中，并且在该贯穿孔的轴向上的至少一处对该贯穿孔进行分隔。

Description

三维构造物
技术领域
本发明涉及一种三维构造物、鞋、以及三维构造物的制造方法。
背景技术
近年来，基于三维构造物的设计数据进行树脂层叠及树脂固化来制造三维构造物的三维层叠造型装置(所谓的3D打印机)正在实现实用化。作为这种三维层叠造型装置，已知喷墨方式、通过激光的照射使光固化性树脂固化的方式、实施ABS树脂等溶融层叠的方式等多种方式。
例如，喷墨方式为，为了描绘出规定的形状图案将光固化性液状树脂组合物的微小液滴从喷嘴喷出并对其照射紫外线而形成固化薄膜，反复以上操作并进行层叠，从而制造出三维构造物。此外，例如，溶融层叠方式为，反复进行如下工序并进行层叠来制造三维构造物，所述工序为，通过使固态的ABS树脂等热溶融并使其从喷嘴滴落来描绘出规定的形状图案，并且进行冷却，从而使流动性下降的工序。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-168135号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，作为通过上述那样的三维层叠造型装置而制造出的三维构造物，通常已知树脂制的三维构造物。另一方面，橡胶与树脂相比，弹性模量的温度依赖性低、永久压缩变形也小，因此只要能够制造出橡胶制的三维构造物(三维构造体)，便可期待不同于树脂制、金属制的三维构造物的用途的使用。
此外，在由橡胶形成上述那样的三维构造物的情况下形成为网眼状，可考虑用作缓冲材料等的缓冲部件，但其缓冲性的调节并不那么容易，因而期待可简单地进行这种调节的三维构造物。本发明能够容易地进行缓冲性的调节。本发明的目的在于提供一种三维构造物、鞋、以及三维构造物的制造方法。
用于解决课题的方法
本发明所涉及的第1三维构造物为，由X、Y、Z方向所规定的三维构造物，并且由橡胶组合物形成，所述三维构造物具备：本体部，在X方向上延伸的多个贯穿孔被配置为在所述Y方向及Z方向的至少一个方向上排列；和分隔部，其被设置在至少1个所述贯穿孔中，并且在该贯穿孔的轴向上的至少一处对该贯穿孔进行分隔。
上述三维构造物中，所述分隔部被设置在多个所述贯穿孔中，被设置在相邻的所述贯穿孔中的分隔部被设置成彼此相邻。
上述三维构造物中，所述分隔部被设置在多个所述贯穿孔的轴向上的多处，被设置在相邻的所述贯穿孔中的各所述分隔部被设置成彼此相邻。
上述三维构造物中，被设置在各所述贯穿孔中的多个分隔部的间隔可设为均等。
上述三维构造物中，被设置在所述各贯穿孔中的多个分隔部的间隔可设为不同。
上述各三维构造物中，所述贯穿孔的截面可形成为多边形状。
本发明所涉及的第2三维构造物为，由X、Y、Z方向所规定的三维构造物，并且由橡胶组合物形成，所述三维构造物具备：本体部，在X方向上延伸的多个轴部件被配置为在所述Y方向及Z方向的至少一方向上排列；和连结部，其被配置为连结所述多个轴部件间的间隙的任意一处。
上述各三维构造物中，所述橡胶组合物还可含有共交联剂。
上述各三维构造物中，所述橡胶组合物还可含有硫化橡胶。
上述各三维构造物中，所述橡胶组合物还可含有填料。
上述各三维构造物中，所述橡胶组合物还可含有可与所述液状橡胶化学键结合的的聚轮烷。
本发明所涉及的橡胶成型体为上述橡胶组合物的固化物，该固化物中，上述液状橡胶与所述聚轮烷形成化学键。
本发明所涉及的鞋具备至少一部分由上述中任一三维构造物形成的底部或鞋垫。
本发明所涉及的第1三维构造物的制造方法为，由X、Y、Z方向所规定的三维构造物的制造方法，包括：第1步骤，为由喷嘴喷出含有液状橡胶的橡胶组合物，并且使该喷嘴在X方向上移动的同时，形成线状第1线条的步骤，使该第1线条在所述Y方向上以隔着间隔的方式形成多条，并在所述Z方向上进行层叠，从而形成具有在所述X方向上延伸的多个贯穿孔的三维状本体部；和第2步骤，为在所述第1步骤中，使所述喷嘴在所述Y方向上进行移动的同时，形成线状第2线条的步骤，通过将所述第2线条在所述Z方向上层叠，从而在所述贯穿孔的至少1个中形成将该贯穿孔的内部空间分隔开的分隔部，所述第1步骤以及第2步骤包括在喷出所述橡胶组合物并分别形成所述第1线条以及第2线条之后，使该第1线条以及第2线条固化的步骤。
另外，所述方法中的“固化”是指，除了完全固化状态以外，还包括半固化状态或者达到完全固化的状态。这一点与第2三维构造物的制造方法相同。
上述三维构造物的制造方法中，在所述第1线条与第2线条交叉之处，在使所述喷嘴接近第1线条的状态下，将橡胶组合物从该喷嘴喷出，从而可形成所述第2线条。
本发明所涉及的第2三维构造物的制造方法为，由X、Y、Z方向所规定的三维构造物的制造方法，包括：由喷嘴喷出含有液状橡胶的橡胶组合物，并且在X方向上对该橡胶组合物进行层叠，并且形成在X方向上延伸的多个轴部件的步骤；和在所述第1步骤中，使所述喷嘴在所述Y方向或Z方向上进行移动的同时，形成将相邻的轴部件的至少一部分连结的连结部的第2步骤，所述第1步骤以及第2步骤包括：在喷出所述橡胶组合物之后，使该橡胶组合物固化的步骤。
发明效果
根据本发明，能够容易地调节缓冲性。
附图说明
图1为表示本发明所涉及的三维构造物的一实施方式的立体图。
图2为图1的主视图。
图3为图2的A-A线剖视图。
图4为图1的三维构造物的制造装置的主视图。
图5为表示三维构造物的制造过程的俯视图。
图6为表示三维构造物的制造过程的俯视图。
图7为表示三维构造物的制造过程的主视图。
图8为表示三维构造物的制造过程的俯视图。
图9为表示三维构造物的制造过程的剖视图。
图10为表示三维构造物的制造过程的剖视图。
图11为表示三维构造物的制造过程的剖视图。
图12A为表示三维构造物的制造过程的其他示例的剖视图。
图12B为表示三维构造物的制造过程的其他示例的俯视图。
图13为本发明所涉及的其他的三维构造物的主视图。
图14为本发明所涉及的其他的三维构造物的主视图。
图15A为本发明所涉及的其他的三维构造物的立体图。
图15B为沿着图15A所涉及的三维构造体的平面S的剖视图。
图16为本发明所涉及的其他的三维构造物的剖视图。
图17为本发明所涉及的其他的三维构造物的剖视图。
图18为本发明所涉及的其他的三维构造物的剖视图。
图19A为本发明所涉及的其他的三维构造物的立体图。
图19B为图19A所涉及的三维构造物的侧视图。
图20为本发明所涉及的其他的三维构造物的侧视图。
图21为表示图19所涉及的其他的三维构造物的制造工序的立体图。
图22为配置了本发明所涉及的三维构造物的鞋的底部的俯视图。
图23为配置了本发明所涉及的三维构造物的鞋的纵剖视图。
具体实施方式
以下，对本实施方式所涉及的三维构造物的一实施方式进行说明。图1为三维构造物的立体图，图2为图1的主视图，图3为图2的A-A线剖视图。该三维构造物由橡胶组合物形成。另外，按照图1等所示的上、下、前、后、左、右的各方向来进行三维构造物等的说明。但，本发明所涉及的三维构造物并不局限于该方向，本发明的X方向、Y方向、以及Z方向分别相当于本实施方式的前后方向、左右方向、以及上下方向。以下，首先，对三维构造物进行说明，然后，对橡胶组合物以及三维构造物的制造方法进行说明。
＜1.三维构造物＞
如图1～图3所示，本实施方式所涉及的三维构造物由本体部10及2个板状的分隔体4、5构成，所述本体部10是由截面三角形状的3个三棱柱与截面正方形状的5个四棱柱组合而成。以下，从图2的左侧起将最下层的三棱柱分别称作第1、第2、以及第3三棱柱11～13，从左侧起将第2层的2个四棱柱分别称作第1以及第2中层四棱柱21、22，从左侧起将第3层的四棱柱分别称作第1、第2以及第3上层四棱柱31～33。
此外，各三棱柱11～13设为由板状的底面部111、121、131、左斜面部112、122、132以及右斜面部113、123、133构成，各四棱柱设为由板状的左下斜面部211、221、311、321、331、右下斜面部212、222、312、322、332、左上斜面部213、223、313、323、333、以及右上斜面部214、224、314、324、334构成。但，相邻的三棱柱或四棱柱共用构成该三棱柱或四棱柱的一个面，例如，第1三棱柱11的右斜面部113和第1中层四棱柱21的左下斜面部211为同一部件。以下进行详细说明。
如上所述，本实施方式所涉及的三维构造物由本体部10以及2个分隔体4、5构成，所述本体部10由多个三棱柱11～13和四棱柱21、22、31～33组合而成。各三棱柱11～13以及四棱柱21、22、31～33全部由具有内部空间的中空形成，各内部空间以在前后方向上延伸的方式形成。并且，作为各三棱柱11～13，底面部111、121、131被配置为水平延伸，左斜面部112、122、132和右斜面部113、123、133在它们的上端呈直角连结。
此外，各四棱柱21、22、31～33被配置为，左下斜面部211、221、311、321、331、以及右下斜面部212、222、312、322、332分别相对于水平面呈45度的角度倾斜、且它们彼此之间呈90度的角度连结。在这一点上，左上斜面部213、223、313、323、333、以及右上斜面部214、224、314、324、334也是同样的。此外，第1中层四棱柱21被配置在第1三棱柱11与第2三棱柱12之间，第2中层四棱柱22被配置在第2三棱柱12与第3三棱柱13之间。此外，如上所述，与三棱柱11～13共用该中层四棱柱21、22的左下斜面部211、221以及右下斜面部212、222。
第1上层四棱柱31与第1中层四棱柱21的左上斜面部213连结，第2上层四棱柱32被配置在第1中层四棱柱21与第2中层四棱柱22之间。此外，第3上层四棱柱33与第2中层四棱柱22的右上斜面部224连结。并且，如上所述，该上层四棱柱31～33之中、左下斜面部321、331以及右下斜面部312、322的至少一方与各中层四棱柱21～23的左上斜面部213、223以及右下斜面部214、224中的某一个共用。
另外，所述各三棱柱11～13以及四棱柱21、22、31～33所形成的内部空间相当于本发明的贯穿孔。此外，以下有时将所组合的三棱柱、四棱柱称作单位构造物。
接下来对分隔体4、5进行说明。如上所述，本体部10中设置有被形成为板状的2张分隔体4、5。各分隔体4、5被配置成其面方向在上下方向以及左右方向上延伸，2个分隔体4、5被配置成在前后方向上隔着规定间隔。以下将配置在前侧的分隔体称作第1分隔体4，将配置在后侧的分隔体称作第2分隔体5。
此外，该分隔体4、5被配置在前后方向上将本体部10大致3等分的位置处。并且，各分隔体4、5被配置成将所有的三棱柱11～13以及四棱柱21、22、31～33在上下方向及左右方向贯穿。即，所有的三棱柱11～13以及四棱柱21、22、31～33的内部空间中，分隔体4、5在上下方向上贯穿，并且在前后方向上将内部空间分隔成3个空间。其中，如图3所示，被配置在前后方向的中央的空间由两分隔体4、5形成闭空间。在此，将各分隔体4、5中、对各三棱柱11～13及四棱柱21、22、31～33的内部空间进行分隔的部分称作分隔部41、51。
此外，各分隔体4、5从第1上层四棱柱31的右上斜面部314与第2上层四棱柱32的左斜面部323之间突出，并且在正面观察下形成三角形状的突出部42、52。同样地，第2上层四棱柱32的右上斜面部324与第3上层四棱柱33的左斜面部333之间也形成有在正面观察下形成三角形状的突出部42、52。
＜2.橡胶组合物＞
接下来对用于形成上述的三维构造物的橡胶组合物进行说明。该橡胶组合物含有液状橡胶。作为液状橡胶，并未特别限制，可使用公知的液体橡胶。作为液状橡胶的具体示例，可列举出液状丁二烯橡胶、液状苯乙烯-丁二烯共重合橡胶、液状异戊二烯-丁二烯共重合橡胶、液状异戊二烯橡胶、液状氢化异戊二烯橡胶、液状异戊二烯-苯乙烯共重合橡胶等。其中，从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的橡胶成型体即三维构造体用的优异的橡胶特性(例如，后述的肖氏硬度、断裂伸长率、断裂应力、压缩永久变形等)的观点出发，优选为具有因热、光、电子束等交联的(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和键的液状橡胶、具有环氧化合物、氧杂环丁烷化合物等环状醚等的液状橡胶，尤其优选为具有(甲基)丙烯酰基的液状橡胶。既可以单独使用1种液状橡胶，也可以含有2种以上。另外，在本发明中，“(甲基)丙烯酰基”是指，“丙烯酰基或甲基丙烯酰基”，与其类似的表达也是同样的。
作为该橡胶组合物中的液状橡胶的含量，并未特别地限制，从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为40质量％以上，更优选为45～90质量％程度，进一步优选为50～70质量％程度。
此外，作为液状橡胶的数均分子量(Mn)，并未特别地限制，从同样的观点出发，可列举出：优选为500以上，更优选为5，000～60，000程度，进一步优选为5，000～40，000程度。
另外，液状橡胶的数均分子量(Mn)为，使用凝胶渗透色谱并利用标准聚苯乙烯换算而测量出的值。
而且，该橡胶组合物从设为适于制造三维构造物的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，也可以含有共交联剂。作为共交联剂，可使用光反应性树脂等公知的共交联剂。作为共交联剂的具体示例，可列举出丙烯酸锌、丙烯酸镁、甲基丙烯酸锌、甲基丙烯酸镁；具有苯乙烯单体、(甲基)丙烯酸酯单体、(甲基)丙烯酸酯单体等不饱和键的共交联剂，还有它们的低聚物等。既可以单独使用1种共交联剂，也可以含有2种以上。
作为橡胶组合物中的共交联剂的含量，并未特别地限制，但从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为1质量％以上，更优选为5～50质量％程度，进一步优选为10～30质量％程度。
此外，该橡胶组合物从设为适用于三维构造物的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，也可以含有硫化橡胶。作为硫化橡胶，并未特别限制，可使用将天然橡胶或合成橡胶硫化后的公知的硫化橡胶。作为构成硫化橡胶的橡胶成分，可列举出天然橡胶、异戊二烯橡胶、丁二烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、丁基橡胶、三元乙丙橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、表氯醇橡胶、氯化聚乙烯、硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶等。其中，从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，优选为将天然橡胶硫化后的硫化橡胶。既可以单独含有1种硫化橡胶，也可以含有2种以上。
从设为适用于三维构造物的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，硫化橡胶优选为微粒状。作为硫化橡胶的粒径，并未特别地限制，从同样的观点出发，中心粒径优选为200μm程度以下，更优选为100μm程度以下，进一步优选为50μm程度以下。
另外，本发明中，硫化橡胶的中心粒径是指，使用了激光衍射/散射式粒径测量装置而得到的中位直径(累积50％的粒径)。
作为该橡胶组合物中的硫化橡胶的含量，并未特别地限制，从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为10质量％以上，更优选为20～80质量％程度，进一步优选为30～50质量％程度。
此外，该橡胶组合物优选为含有自由基引发剂。通过含有自由基引发剂，从而能够促进前述的液状橡胶的固化。作为自由基引发剂，并未特别限制，可使用因加热、光照射、电子束照射等而产生自由基的公知的自由基引发剂。作为优选的自由基引发剂，可列举出：苯乙酮、4，4’-二甲氧基苄基、二苯甲酰、2-羟基-2-苯基苯乙酮、二苯甲酮、二苯甲酮-2-羧酸、二苯甲酮-4-羧酸、二苯甲酮-2-羧酸甲酯、N，N，N’，N’-四乙基ー4，4’-二氨基二苯甲酮、2-甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-异丙氧基-2-苯基苯乙酮、2-异丁氧基-2-苯基苯乙酮、2-乙氧基-2-苯基苯乙酮、2，2’-双(2-氯苯基)-4，4’，5，5’-四苯基-1，2’-联咪唑、2-(1，3-苯并二氧杂环戊-5-基)-4，6-双(三氯甲基)-1，3，5-三嗪、2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(吗啉基)苯基]-1-丁酮、4，4’-二氯二苯甲酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2，4-二乙基硫杂蒽-9-酮、二苯基(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基双(2，4，6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、1，4-二苯甲酰基苯、2-乙基蒽醌、1-羟基环已基苯基甲酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、2-羟基-4’-(2-羟基乙氧基)-2-甲基苯丙酮、2-甲基-4’-(甲硫基)-2-吗啉基苯丙酮、2-异亚硝基苯丙酮、2-苯基-2-对甲苯磺酰氧基苯乙酮、苯基乙醛酸甲酯、1-[4-(苯硫基)]-1，2-辛烷二酮2-(O-苯甲酰基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰基肟)等。既可以单独使用1种自由基引发剂，也可以组合使用2种以上。
作为自由基引发剂的含量，可列举出：相对于液状橡胶100质量份，优选为0.5～10质量份程度，更优选为1～7质量份程度。
此外，该橡胶组合物还可以含有填料。通过含有填料，从而能够调节三维层叠造型用橡胶组合物的粘度、以及由固化而获得的三维构造体用的橡胶特性。
作为填料，并未特别限制，例如，可列举出炭黑、二氧化硅、碳酸钙、粘土、滑石等。在将二氧化硅作为填料的情况下，也可以使用未经过表面改性的二氧化硅。此外，通过将通过硅烷偶联剂等而被表面改性了的表面改性二氧化硅、或二氧化硅与硅烷偶联剂的混合物等用作填料，从而能够更进一步提高由固化而获得的三维构造体用的机械强度。既可以单独使用1种填料，也可以组合使用2种以上。
此外，该橡胶组合物含有填料的情况下，还可以含有硅烷偶联剂。尤其在混配了未经过表面改性的填料的情况下含有硅烷偶联剂，从而能够将液状橡胶与填料牢固地结合，进而能够发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性。
作为填料的含量，并未特别地限制，从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为5质量％以上，更优选为5～70质量％程度，进一步优选为10～50质量％程度。
此外，该橡胶组合物从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥由固化而获得的橡胶成型体的优异的橡胶特性的观点出发，也可以含有可与液状橡胶化学键结合的聚轮烷。聚轮烷是指，在环状分子的开口部由直链状分子以穿成串状被包含而成的准聚轮烷的两端(直链状分子的两端)配置封端基形成的构造，可使用公知的聚轮烷。
作为构成聚轮烷的直链状分子，例如，可列举出聚己内脂、苯乙烯-丁二烯共聚物、异丁烯-异戊二烯共聚物、聚异戊二烯、天然橡胶(NR)、聚乙二醇、聚异丁烯、聚丁二烯、聚丙二醇、聚四氢呋喃、聚二甲基硅氧烷、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-聚丙烯共聚物等。
此外，直链状分子例如可以是苯乙烯、α-甲基苯乙烯、1-乙烯基萘、3-乙烯基甲苯、乙基苯乙烯、二苯乙烯、4-环己基苯乙烯、2，4，6-三甲基苯乙烯等芳香族乙烯化合物的1种或2种以上的聚合物、1，3-丁二烯、异戊二烯、1，3-戊二烯、2，3-二甲基丁二烯、2-苯基-1，3-丁二烯、1，3-己二烯等的共轭二烯化合物的1种或2种以上的聚合物、或者所述芳香族乙烯化合物与共轭二烯化合物的共聚物等。
既可以单独使用这些直链状分子中的任意1种，也可以同时使用2种以上。直链状分子优选为，重均分子量在1万以上、100万以下程度。此外，作为对直链状分子的两端进行封锁的封端基，例如，可列举出：二硝基苯基、金刚烷基、三苯甲基、荧光素、芘、或它们的衍生物的1种或2种以上。
作为环状分子，例如，可列举出环糊精、冠醚、苯并冠、二苯并冠、二环并己冠、或它们的衍生物的1种或2种以上。作为环状分子，尤其优选为α、β、或γ-环糊精或其衍生物的1种或2种以上。
该聚轮烷可与液状橡胶化学键结合。更具体而言，聚轮烷具备可与液状橡胶化学键结合的官能团。该官能团优选为存在于环状分子的侧链。
作为聚轮烷中可与液状橡胶化学键结合的官能团，并未特别地限制，但优选为因热、光、电子束等交联的(甲基)丙烯酰基、乙烯基等不饱和键，尤其优选为(甲基)丙烯酰基。在前述的液状橡胶具有因热、光、电子束等而交联的前述的不饱和键的情况下，可使液状橡胶的该不饱和键与聚轮烷的官能团化学键结合。
作为聚轮烷，可使用市售品。作为紫外线固化型的聚轮烷的市售品，例如，可列举出Advanced Softmaterials Inc.(株)制的SeRM(注册商标)Super Polymer SM3403P、SA3403P、SA2403P、SM1313P、SA1313P等，这些产品均作为50质量％MEK溶液来进行供给，SM3405P、SA3405P、SA2405P等均作为70质量％乙酸乙酯溶液来进行供给。而且作为紫外线固化型的聚轮烷，还可以供给混配了丙烯酸系低聚物等反应性稀释剂的聚轮烷。作为所涉及的产品，例如，可列举出Advanced Softmaterials Inc.(株)制的SeRM(注册商标)Key-Mixture SM3400C、SA3400C、SA2400C等。
既可以单独使用1种聚轮烷，也可以组合使用2种以上。
作为该橡胶组合物中所含有的聚轮烷的含量，并未特别地限制，但从设为适用于三维层叠造型的粘度并且发挥因固化而获得的橡胶成型体的优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为约1质量％以上，更优选为1～20质量％程度，进一步优选为2～10质量％程度，尤其优选为3～10质量％程度。
而且，在不损害本发明的效果的范围内，该橡胶组合物还可以含有各种添加剂。作为添加剂，并未特别限制，例如，可列举出聚合物、染料、颜料、流平剂、流动性调节剂、消泡剂、可塑剂、阻聚剂、阻燃剂、分散稳定化剂、保存稳定化剂、抗氧化剂、金属、金属氧化物、金属盐、陶瓷等。橡胶组合物中所含有的添加剂既可以是1种，也可以是2种以上。
三维构造物用的橡胶组合物的粘度只要是可通过三维构造物的制造装置进行描绘、层叠的粘度，则并未特别地限制，但从适合于三维构造物并且使发挥由固化而获得的三维构造体用的优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：在温度60℃(误差为±2℃)、相对湿度50％的环境下，使用E型粘度仪而测量出的粘度优选为1500Pa·s以下，更优选为0.1～1500Pa·s程度，进一步优选为1～1000Pa·s程度。另外，更具体而言，该粘度为，使用E型粘度計(Anton-Paar公司制的MCR301)并以摆动角1％、周波数1Hz的方式进行测量时的粘度。
如上所述，本实施方式所涉及的三维构造物用的橡胶组合物通过混合液状橡胶、以及根据需要所含有的共交联剂、硫化橡胶、引发剂、填料、聚轮烷、各种添加剂等，从而能够容易地制造出。
另外，在橡胶成型体的制造中使用了含有可与前述的液状橡胶化学键结合的聚轮烷的橡胶组合物的情况下，构成该橡胶成型体的固化物中、液状橡胶与聚轮烷形成化学键。
通过由以上那样的橡胶组合物制造出三维构造物，从而三维构造物的物理性质优选为如下。即，作为三维构造物的肖氏A硬度，只要根据产品所要求的硬度进行适当设定即可，但从发挥优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为25～90的范围。另外，该肖氏A硬度为，按照JIS K6253所规定的方法而测量出的值。
作为三维构造物的断裂伸长率，只要根据产品所要求的断裂伸长率进行适当设定即可，但从发挥优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为50％以上，更优选为90％以上。作为断裂伸长率的上限值，通常为500％程度。另外，该伸长率为，按照JIS K6251所规定的方法而测量出的值。
此外，作为三维构造物的断裂应力，只要根据产品所要求的断裂应力进行适当设定即可，但从发挥优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为0.7MPa以上。作为断裂应力的上限值，通常为30MPa程度。另外，该断裂应力为，按照JIS K6251所规定的方法而测量出的值。
而且，作为三维构造物的压缩永久变形(24小时后)，只要根据产品所要求的压缩永久变形进行适当设定即可，但从发挥优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为10％以下，更优选为7％以下的范围。此外，作为压缩永久变形(0.5小时后)，只要根据产品所要求的压缩永久变形进行适当设定即可，但从发挥优异的橡胶特性的观点出发，可列举出：优选为20％以下，更优选为15％以下的范围。另外，该压缩永久变形为，按照JIS K6262所规定的方法而测量出的值。
＜3.三维构造体的制造方法＞
接下来，对以上述方式构成的三维构造物的制造方法进行说明。该制造方法中，根据需要通过加热，来使所述橡胶组合物的粘度下降，并使橡胶组合物从喷嘴中滴落，从而形成规定的形状、图案的薄膜。并且，对所滴落的薄膜的橡胶组合物采用加热、光照射、或电线照射的方式使橡胶组合物固化。然后，反复进行橡胶组合物的滴落与固化的同时，对橡胶组合物进行层叠，从而形成三维构造物。因此，在橡胶组合物的粘度不高的情况下，可不进行加热来滴落，此外即使在橡胶组合物的粘度在某种程度上较高的情况，也可以根据装置的不同而不进行加热来滴落。因此，橡胶组合物的加热不是必要的工序。
具体而言，例如，准备图4所示那样的制造装置。该制造装置具备：水平的工作台81、和在该工作台81的上方可向上下、前后、及左右移动的喷嘴82。此外，从喷嘴82滴落被加热了的橡胶组合物。橡胶组合物的加热温度并未特别地限制，但优选设为15～170℃程度，进一步优选设为30～160℃程度。此外，加热时间优选设为1～60分钟程度，更优选设为5～30分钟程度。另外，喷嘴82的喷出口的直径并未特别限制，但例如，优选设为0.001～1mm程度，更优选设为0.01～0.5mm程度。由此，当橡胶组合物滴落时，形成如下所说明那样线宽度以及厚度与喷出口的直径相同程度的线条。
而且，该制造装置8中、喷嘴82上安装有光照射装置83，并且可与喷嘴82一起移动。并且，通过从该光照射装置83照射出的光使滴下的橡胶组合物固化。例如，作为这样的光照射，优选为紫外线照射，并且优选在365nm程度的波长下紫外线强度1mW/cm2～10W/cm2程度、累计光量1mJ/cm2～100J/cm2～程度的条件下进行固化。
接着，对所述三维构造物的具体的制造方法进行说明。如图5所示，首先，使喷嘴82在前后方向上进行移动的同时使橡胶组合物滴落，从而形成在前后方向上延伸的第1线条91。以下将在前后方向上延伸的线状橡胶组合物全部称作第1线条91。此时，从喷嘴82滴落的橡胶组合物通过从与喷嘴82一起移动的光照射装置83所照射出的紫外线等的光而被固化。由此，工作台81上形成有固化了的第1线条91。并且，如图6所示，以与该第1线条91相接的方式同样地形成在前后方向上延伸的第1线条91。如此，反复进行喷嘴91在前后方向上的移动的同时，使第1线条91在左右方向上排列，形成板状的部位。这成为三维构造物的3个三棱柱11～13的底面部111、121、131。
接下来，在该底面部111、121、131之上层叠第1线条91的同时，形成3个三棱柱11～13的左斜面部112、122、132以及右斜面部113、123、133。此时，由于左斜面部112、122、132以及右斜面部113、123、133倾斜，因此使第1线条91在左右方向上偏离的同时进行层叠。例如，如图7所示，为了形成左斜面部112、122、132而以使第1线条91向右侧每次稍许偏离的方式进行层叠。此时，由于橡胶组合物具有一定程度的粘度，被固化，因此即使第1线条91以倾斜的方式进行层叠，也不会崩塌而能够形成各斜面部。在这一点上，四棱柱21、22、31～33也同样。
此外，分隔体4、5也以同样的方式形成。首先，如图8所示，使喷嘴82在左右方向上进行移动的同时，使橡胶组合物滴落，从而形成在左右方向上延伸的第2线条92。以下将在左右方向上延伸的线状橡胶组合物全部称作第2线条。并且，通过层叠该第2线条92，从而形成分隔体4、5。
另外，由于第2线条92以与第1线条91交叉的方式进行层叠，因此如图9所示，第1线条91与第2线条92交叉的部分被层叠有2层，因此比仅层叠了第1线条91或第2线条92之处厚。其结果为，仅交叉部分的厚度会变厚。在此，在本实施方式中，如图10所示，使喷嘴82的喷出口与已经层叠了的第1线条91靠近(例如尽可能地使第1线条91与喷出口的距离成为0mm)，从而在压碾第1线条91的同时，使橡胶组合物滴落。由此，如图11所示，第1线条91与第2线条92的交叉部分也可以形成大概一层量的厚度的层。除此以外，如图12A所示，使喷嘴82的喷出口定位于与第1线条91的上端相比靠下方，从而从喷嘴82喷出橡胶组合物的同时，与第1线条91交叉时，喷嘴82的下端部从交叉部分向面方向的外方推开第1线条91，因此第1线条91与第2线条82的交叉部分如图12B所示与仅将两条线条91、92重叠时相比大幅变宽。
如此，在第1线条91以及第2线条92各层叠1层的同时，形成本体部10以及分隔体4、5时，形成图1那样的三维构造物。另外，所述图7～图11所示的各线条91、92的宽度以及厚度是为了便于说明而图示出的，不同于实际的三维构造物的尺寸。
另外，在对橡胶组合物进行层叠之际，优选为，在已经喷出了的橡胶组合物完全固化之前，在其上进行层叠。即，在已经喷出了的橡胶组合物半固化状态、或达到完全固化的过程中，在其上层叠橡胶组合物时，能够防止被层叠了的橡胶组合物在其边界处剥离的情况。
＜4.特征＞
如上所述，本实施方式所涉及的三维构造物由橡胶组合物形成并且将多个多棱柱组合在一起，从而形成具有多个内部空间的在俯视观察下的网眼状(或格子状)，因此相对于来自上下方向或左右方向的力的缓冲性高，能够有效地用作缓冲材料。这样的三维构造物例如可以有效地应用到鞋底、鞋垫、建筑用密封垫、自行车座、医疗用具等。
另一方面，由于该三维构造物中设置有在上下方向及左右方向上延伸的板状分隔体4、5，因此该分隔体4、5对抗来自这些方向上的力，从而能够防止三维构造物容易变形的情况。即，通过分隔体4、5，能够调节三维构造物的弹性变形程度，以实现只要不是某种程度的负载以上，则难以变形。尤其在本实施方式中，各三棱柱11～13以及四棱柱21、22、31～33形成有由2个分隔体4、5夹着的封闭空间，因此存在该封闭空间之处尤其能够防止变形。因此，通过设置分隔体，从而能够容易地进行缓冲性的调节。此外，如后文所述，能够适当进行缓冲性的调节。
＜5.变形例＞
以上对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不局限于所述实施方式，只要不脱离其主旨，则可进行各种变更。并且，以下所示的变形例可进行适当组合。
＜5-1＞
虽然在上述实施方式中通过将多个三棱柱以及四棱柱组合来形成三维构造物，但组合的单位构造物的个数、形状并未特别限制，通过使内部空间在一个方向(例如前后方向)上延伸的单位构造物在与该一个方向正交的至少一个方向(例如左右方向及上下方向)上排列或层叠，从而能够形成内部空间被配置成格子状或网眼状的本发明所涉及的三维构造物的本体部。此外，单位构造物的内部空间的截面形状并未特别限制，除了上述实施方式那样的三角形、四边形以外，还可以采用多边形状、圆形、椭圆形状等各种形状。此外，由分隔部包围的封闭空间的形状并未特别限制，除了上述那样的长方体形状以外，还可以采用正八面体等正多面体状、球状等立体形状。并且，在上下方向及左右方向上的排列方式并未特别限制，例如，也可以像图13所示那样倾斜地排列。
此外，一部分的内部空间也可具有由橡胶组合物填充而成的实心部分。例如，也可由橡胶组合物填埋中层四棱柱21、22，从而将内部空间形成为由三棱柱11～13构成的最下层以及3个上层四棱柱31～33。即，内部空间也可以形成在任何位置。由此，能够调节三维构造物的缓冲性。
此外，虽然在上述实施方式中由三棱柱11～13形成底面部111、121、131，但未必一定需要底面部111、121、131。例如，如图14所示，也可以不设置底面部而仅由斜面部来形成三维构造物的底部。同样地，也可仅由斜面部形成三维构造物的端面(上表面、左右的面等)。
虽然在上述实施方式中各斜面部以大致45度的角度形成，但斜面部的角度并未特别限制。例如，通过对由橡胶组合物的粘度、光照射实现的橡胶组合物的固化的程度进行调节，从而能够适当变更斜面部的角度，例如，可在30～90度之间进行调节。例如，也可在以90°的角度进行了层叠的情况下，在其上覆盖薄片状橡胶组合物，形成内部空间。→90度为单纯层叠的图案。
而且，在上述实施方式中将在前后方向上延伸的单位构造物形成为截面多边形状，由此形成本发明所涉及的贯穿孔的内部空间，但成为贯穿孔的内部空间的形状也可以在前后方向上进行变化。例如，如图15A所示，也可以将三维构造物设为位于面心立方构造的格子部分的球体成为中空的构造。在该情况下，图15B为图15A的三维构造物中的穿过平面S的截面，在前后方向上延伸的贯穿孔(由粗线的轮廓划分的部分)60被形成为形状沿着前后方向进行变化，成为格子的中空的球体501之间的部分作为分隔部50。因此，分隔部50未必是板状，只要以将相邻的空间分隔开的方式形成，其形状并未特别限制。
＜5-2＞
分隔体的个数并未特别限制，可设置1或3以上的分隔体。此外，虽然在上述实施方式中，分隔体4、5以在上下方向及左右方向上延伸的方式形成，但例如，如图16所示，也可以在俯视观察下倾斜。
此外，上述实施方式中，分隔体4、5以贯穿全部的三棱柱及四棱柱的方式形成。即，在相邻的三棱柱11～13或四棱柱21、22、31～33形成的分隔部41、51相邻，但是并不局限于此。例如，如图17所示，可以仅在任意的三棱柱及四棱柱设置作为分隔体4、5的一部分的分隔部41、51。此外，也可以在各三棱柱及四棱柱的前后方向上的任何位置形成分隔部。
而且，如图18所示，也可以设置多个分隔体31、32、33、34，并使它们的间隔不同。在图18的示例中，在前侧，分隔体31、32间的间隔大，在后侧，分隔体32、33、34间的间隔小。由此，在三维构造物的前侧易于变形，在后侧不易变形。通过采用这种构造，从而能够按区域使弹性变形度变化，由此，三维构造体内的重量分布也会变化。
＜5-3＞
虽然在上述实施方式中将具有内部空间(贯穿孔)的筒状单位构造物组合来构成三维构造物，但例如也能够通过使在一个方向上延伸的轴部件排列并连结在一起，从而构成三维构造物。以下进行详细说明。
如图19A及图19B所示，该三维构造物被配置在由X、Y、Z方向所规定的三维空间内。并且，该三维构造物具有在X方向上延伸的多个圆筒状轴部件100，这些多个轴部件100以在Y方向以及Z方向上隔开规定间隔的方式配置。此外，在X方向上2处具有在YZ方向上延伸的多个板状连结部200，这些连结部200以将相邻的轴部件100连结的方式构成。另外，所述轴部件100的集合体相当于本发明的本体部。
这样的三维构造物在轴部件100之间形成空间，因此可获得高缓冲性。另一方面，轴部件100由连结部200连结，因此能够抑制过度的变形。另外，使用该三维构造物的朝向并未特别限制，也可以以力作用于X方向上的朝向来进行配置。
这样的三维构造体例如能够通过使图20的X方向朝向上下方向并利用上述的橡胶组合物的滴落来进行制造。即，如图20所示，以在形成最下层的板状连结部200之后、在其之上形成多个轴部件100的方式来对橡胶组合物进行层叠即可。第2层的连结部200例如除了在调节粘度的同时，使橡胶组合物滴落并层叠成板状以外，还能够利用可喷出平坦的带状橡胶组合物的喷嘴来形成。如此，层叠所需个数的轴部件以及连结部，便能够形成三维构造物。
另外，轴部件100及连结部200的结构并未特别限制。例如，如图21所示，连结部可配置在所希望的位置处。即，如图19A及图19B所示那样的、将相同X方向长度的多个轴部件层叠之后，构成将其整体进行连结那样的在Y、Z方向上延伸的连结部，除此以外，也可以采用仅连结一部分的轴部件的方式来配置连结部。在该情况下，轴部件的长度也可以设为不同，而不是全部相同。
此外，连结部200无需设置在X方向的两端，以相邻的轴部件100在任一位置处被连结的方式配置即可。而且，轴部件100的截面形状并未特别限制，可采用截面多边形状、椭圆状等各种形式。此外，可适当变更相邻的轴部件100间的距离，也可以使一部分的轴部件100彼此接触。
＜5-4＞
在上述实施方式中，在制造三维构造物之际，使喷嘴82相对于工作台81进行移动，但是也可以固定喷嘴82而使工作台81进行移动的同时，对橡胶组合物进行层叠。或者，也可以移动喷嘴82以及工作台81这两方。
此外，喷嘴82的移动路径并未特别限制，只要能够形成如上所述那样的三维构造物，则并不对移动路径进行特别限定。例如，可以比第1线条91先形成第2线条92，也可以不区分第1线条91以及第2线条92，而是采用一笔的方式喷出橡胶组合物来形成线条。
此外，喷嘴82的喷出口的形状并未特别限制，除了上述那样的可将橡胶组合物涂覆成线状的形状以外，也可以是能够将橡胶组合物涂覆成薄膜状那样的细长的喷出口。
＜5-5＞
此外，紫外线等光既可以每形成1层橡胶组合物一层进行照射，也可以每形成多层进行照射。在这一点上，紫外线以外的光的照射也同样如此。此外，为了调节固化状态，也可以多次照射光，或者调节光的强度。
＜5-6＞
本发明所涉及的三维构造物可用于各种用途，但例如在用于上述的鞋底、鞋垫的情况下，既可以是这些全部由上述那样的三维构造物来形成，也可以由三维构造物来形成其一部分。并且，由于上述的三维构造体可使硬度的分布、重量分布发生变化，能够形成具有违法性的缓冲吸收体，例如，可用作鞋、鞋垫。例如，作为鞋、鞋垫，可赋予适于吸收相对于应力方向而垂直的力的用途(马拉松等)、或者吸收相对于应力方向而水平方向的力的用途(网球、100m层等加速度大的竞技等)的缓冲性。
并且，可以仅底部或鞋垫的一部分，例如，仅图22那样的鞋后跟部分由三维构造物形成。或者，也可以采用如下方式，即，如图23所示，底部、鞋垫由多层形成，且其一部分由三维构造物形成。在底部、鞋垫的全部由三维构造物形成的情况下，根据区域来调节分隔部的个数，在提高缓冲性的情况下减少分隔部的个数，在降低缓冲性的情况下增加分隔部的个数等，从而能够根据用途来进行适当变更。
＜5-7＞
上述各三维构造体的使用的朝向、制造的朝向并不局限于上述情况，可根据其用途等进行适当变更。因此，虽然本发明中规定了X、Y、Z方向，但例如Z方向可以不是铅直方向，只要X、Y、Z方向是互为正交的朝向，则无论怎么配置，都不会对本发明造成影响。
符号说明
10 本体部；
100 轴部件；
41、51 分隔部；
200 连结部。

Claims (14)

1.一种三维构造物，其为由X、Y、Z方向所规定的三维构造物，并且由橡胶组合物形成，
所述三维构造物具备：
本体部，在X方向上延伸的多个贯穿孔被配置为在所述Y方向及Z方向的至少一个方向上排列；和
分隔部，其被设置在至少1个所述贯穿孔中，并且在该贯穿孔的轴向上的至少一处对该贯穿孔进行分隔。
2.根据权利要求1所述的三维构造物，其中，
所述分隔部被设置在多个所述贯穿孔中，
被设置在相邻的所述贯穿孔中的分隔部被设置成彼此相邻。
3.根据权利要求2所述的三维构造物，其中，
所述分隔部被设置在多个所述贯穿孔的轴向上的多处，
被设置在相邻的所述贯穿孔中的各所述分隔部被设置成彼此相邻。
4.根据权利要求3所述的三维构造物，其中，
被设置在各所述贯穿孔中的多个分隔部的间隔均等。
5.根据权利要求3所述的三维构造物，其中，
被设置在各所述贯穿孔中的多个分隔部的间隔不同。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的三维构造物，其中，
所述贯穿孔的截面被形成为多边形状。
7.一种三维构造物，其为由X、Y、Z方向所规定的三维构造物，并且由橡胶组合物形成，
所述三维构造物具备：
本体部，在X方向上延伸的多个轴部件被配置为在所述Y方向及Z方向的至少一方向上排列；和
连结部，其被配置为连结所述多个轴部件间的间隙的任意一处。
8.一种根据权利要求1至7中任一项所述的三维构造物的制造方法，其中，
所述橡胶组合物还含有共交联剂。
9.根据权利要求8所述的三维构造物的制造方法，其中，
所述橡胶组合物还含有硫化橡胶。
10.根据权利要求8或9所述的三维构造物的制造方法，其中，
所述橡胶组合物还含有填料。
11.一种鞋，其具备至少一部分由权利要求1至10中任一项所述的三维构造物形成的底部或鞋垫。
12.一种三维构造物的制造方法，其为由X、Y、Z方向所规定的三维构造物的制造方法，
所述三维构造物的制造方法包括：
第1步骤：为由喷嘴喷出含有液状橡胶的橡胶组合物，并且使该喷嘴在X方向上移动的同时，形成线状第1线条的步骤，使该第1线条在所述Y方向上以隔着间隔的方式形成多条，并在所述Z方向上进行层叠，从而形成具有在所述X方向上延伸的多个贯穿孔的三维状本体部；和
第2步骤：为在所述第1步骤中，使所述喷嘴在所述Y方向上进行移动的同时，形成线状第2线条的步骤，通过将所述第2线条在所述Z方向上层叠，从而在所述贯穿孔的至少1个中形成将该贯穿孔的内部空间分隔开的分隔部，
所述第1步骤以及第2步骤包括：在喷出所述橡胶组合物并分别形成所述第1线条以及第2线条之后，使该第1线条以及第2线条固化的步骤。
13.根据权利要求12所述的三维构造物的制造方法，其中，
在所述第1线条与第2线条交叉之处，在使所述喷嘴接近第1线条的状态下，将橡胶组合物从该喷嘴喷出，从而形成所述第2线条。
14.一种三维构造物的制造方法，其为由X、Y、Z方向所规定的三维构造物的制造方法，
所述三维构造物的制造方法包括：
步骤：由喷嘴喷出含有液状橡胶的橡胶组合物，并且在X方向上对该橡胶组合物进行层叠，并且形成在X方向上延伸的多个轴部件；和
第2步骤：在所述第1步骤中，使所述喷嘴在所述Y方向或Z方向上进行移动的同时，形成将相邻的轴部件的至少一部分连结的连结部，
所述第1步骤以及第2步骤包括：在喷出所述橡胶组合物之后，使该橡胶组合物固化的步骤。
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