特許 7194108 機能性膜を有する層状製品、そのような層状製品を含む履物及び製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-12-13

(45)【発行日】2022-12-21

(54)【発明の名称】機能性膜を有する層状製品、そのような層状製品を含む履物及び製造方法

(51)【国際特許分類】

   B32B 27/00 20060101AFI20221214BHJP

   A43B 7/06 20060101ALI20221214BHJP

   A43B 7/12 20060101ALI20221214BHJP

   A43B 13/12 20060101ALI20221214BHJP

   A43B 23/02 20060101ALI20221214BHJP

   B29C 64/118 20170101ALI20221214BHJP

   B32B 5/18 20060101ALI20221214BHJP

   B32B 27/12 20060101ALI20221214BHJP

   B32B 27/30 20060101ALI20221214BHJP

   B32B 27/32 20060101ALI20221214BHJP

   B32B 27/34 20060101ALI20221214BHJP

   B32B 27/36 20060101ALI20221214BHJP

   B32B 27/40 20060101ALI20221214BHJP

   B33Y 10/00 20150101ALI20221214BHJP

   B33Y 80/00 20150101ALI20221214BHJP

【ＦＩ】

B32B27/00 Z

A43B7/06

A43B7/12

A43B13/12 Z

A43B23/02 101A

B29C64/118

B32B5/18

B32B27/12

B32B27/30 A

B32B27/30 B

B32B27/30 D

B32B27/32 Z

B32B27/34

B32B27/36

B32B27/40

B33Y10/00

B33Y80/00

【請求項の数】 27

(21)【出願番号】P 2019546019

(86)(22)【出願日】2017-02-23

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-04-02

(86)【国際出願番号】 EP2017000256

(87)【国際公開番号】W WO2018153423

(87)【国際公開日】2018-08-30

【審査請求日】2019-10-18

【審判番号】

【審判請求日】2021-07-28

(73)【特許権者】

【識別番号】391018178

【氏名又は名称】ダブリュ．エル．ゴア アンド アソシエーツ，ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｗ．Ｌ． ＧＯＲＥ ＆ ＡＳＳＯＣＩＡＴＥＳ， ＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ ＭＩＴ ＢＥＳＣＨＲＡＮＫＴＥＲ ＨＡＦＴＵＮＧ

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100173107

【弁理士】

【氏名又は名称】胡田 尚則

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(72)【発明者】

【氏名】ギュンター キーダーレ

(72)【発明者】

【氏名】スタン ナバーニク

(72)【発明者】

【氏名】マクシミリアン ムート

【合議体】

【審判長】井上 茂夫

【審判官】山崎 勝司

【審判官】藤井 眞吾

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／０１５０３７（ＷＯ，Ａ２）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２１０７０８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２００５／０３７５４３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

B32B1/00-43/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一の面（４１）及び第二の面（４２）を有する、防水性かつ水蒸気透過性膜材料（４０，４０ａ，４０ｂ）を含む、防水性かつ水蒸気透過性膜（４）、
前記膜（４）の第一の面（４１）の少なくとも一部を覆い、３Ｄ印刷装置の使用により前記膜の第一の面（４１）上に印刷された少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）によって形成されている熱可塑性材料（３）であって、前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）の熱可塑性材料（３）は前記膜の膜材料（４０，４０ａ，４０ｂ）に結合されている、熱可塑性材料（３）、
を含む、層状製品（１）の製造方法であって、
前記膜（４）の前記第一の面（４１）と前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）との間に少なくとも１つの第一のテキスタイル（５）をさらに含み、
前記膜は少なくとも１つのシーム（１５０）を含み、かつ
前記少なくとも１つのシーム（１５０）は、該シームの防水性シール（３０）を形成する前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）によって覆われていることを特徴とする、層状製品（１）の製造方法。

【請求項2】

前記少なくとも１つの第一のテキスタイル（５）はフィラメント（５１）を含み、前記第一のテキスタイル（５）の前記フィラメント（５１）の少なくとも一部は前記熱可塑性材料（３）とともに少なくとも部分的に溶融される、請求項１記載の製造方法。

【請求項3】

前記少なくとも１つの第一のテキスタイル（５）はポリアミド（ＰＡ）から作られたモノフィラメント（５１）を含む、請求項２記載の製造方法。

【請求項4】

前記膜材料は少なくとも１つの多孔質膜材料（４０ｂ）を含み、前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）の前記熱可塑性材料（３）は前記少なくとも１つの多孔質膜材料（４０ｂ）の孔に浸透する、請求項１～３のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項5】

前記膜材料（４０ｂ）は、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－８６に規定されるバブルポイントが４００ｋＰａ未満である、請求項４記載の製造方法。

【請求項6】

前記膜材料は少なくとも１つの非多孔質膜材料（４０ａ）を含み、前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）の前記熱可塑性材料（３）は前記少なくとも１つの非多孔質膜材料（４０ａ）とともに溶融される、請求項１～５のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項7】

前記少なくとも1つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）は付加製造技術によって形成される、請求項１～６のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項8】

前記熱可塑性材料（３）はポリウレタン（ＴＰＵ）、コポリエステル（ＴＰＣ）及びエラストマー（ＴＰＥ）のうちの少なくとも１つを含む、請求項１～７のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項9】

前記熱可塑性材料（３）はポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン、アクリロニトリル－スチレン－アクリレート（ＡＳＡ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びグリコール変性ＰＥＴ（ＰＥＴＧ）、高性能熱可塑性コポリエステル（ＴＰＣ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びその他の熱可塑性エラストマー及び/又はそれらのブレンド又はコポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～８のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項10】

前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）は弾性を有するように形成される、請求項１～９のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項11】

前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）は、ジグザグ様形状で形成されている、請求項１０記載の製造方法。

【請求項12】

前記少なくとも１つのシーム（１５０）は縫製されている、請求項１記載の製造方法。

【請求項13】

前記テキスタイルは少なくとも０．７ｇ／ｍ²／μｍの多孔度を有する、請求項１～１２のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項14】

前記膜材料（４０）は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエステル（ＰＥＳ）及びコポリエーテルエステル、ポリエーテル、ポリアミド（ＰＡ）、コポリエーテルアミド及びポリアクリレートのうちの少なくとも１つを含む、請求項１～１３のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項15】

前記防水性かつ水蒸気透過性膜（４）は三次元形状に形成されている、請求項１～１４のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項16】

前記層状製品（１）は履物（１００）の構成要素である、請求項１～１５のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項17】

前記防水性かつ水蒸気透過性膜は三次元ブーティ（２００）、インサート又はソックスとして形成されている、請求項１６記載の製造方法。

【請求項18】

前記三次元ブーティ（２００）、インサート又はソックスはシームレス防水層を含む、請求項１７記載の製造方法。

【請求項19】

前記三次元ブーティ、インサート又はソックス（２００）は、その底部（２０１）に少なくとも１つのシーム（１５０）を有し、前記少なくとも１つのシーム（１５０）は少なくとも1つのシーム（１５０）の防水性シールを形成する少なくとも1つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）によって覆われている、請求項１７又は１８記載の製造方法。

【請求項20】

前記少なくとも１つの三次元構築層（３－１～３－ｎ）は、前記ブーティ、インサート又はソックス（２００）の底部（２０１）上でソール（２０２）を形成している、請求項１７～１９のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項21】

前記少なくとも１つの第一のテキスタイル（５）は、ｇ／平方メートル単位の面積あたりの重量をマイクロメートル単位の厚さで割り算し、該厚さは２０ｋＰａの荷重下で測定した多孔度が少なくとも０．５ｇ／ｍ²／μｍである、請求項１～２０のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項22】

アッパー（１０１）及びソール（１０３）を含む履物（１００）であって、前記アッパー（１０１）は請求項１～２１のいずれか１項記載の製造方法で製造された層状製品（１）を含む、履物（１００）の製造方法。

【請求項23】

前記アッパー（１０１）は外側材料（１０２）を含み、前記層状製品（１）は外側材料（１０２）の少なくとも一部を形成している、請求項２２記載の製造方法。

【請求項24】

前記アッパー（１０１）は前記ソール（１０３）の上方に底部（２０１）を含み、前記底部（２０１）は、少なくとも部分的に前記熱可塑性材料（３）によって形成されている、請求項２２又は２３記載の製造方法。

【請求項25】

前記ソール（１０３）は少なくとも部分的に前記熱可塑性材料（３）によって形成されている、請求項２２～２４のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項26】

前記熱可塑性材料（３）は、ディスペンサ（７４）から膜（４）の第一の面（４１）に選択的に堆積され、前記ディスペンサは前記膜（４）の表面まで０．００～０．１５ｍｍの距離に配置される、請求項１～２１のいずれか１項記載の製造方法。

【請求項27】

前記ディスペンサ（７４）を出るときに２１０～２５０℃の温度を有する前記熱可塑性材料（３）は提供される、請求項２６記載の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、防水性かつ水蒸気透過性膜を有する層状製品、及び、そのような層状製品を含む履物、ならびにそのような層状製品の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

保護衣料品は、湿潤条件など（雨天、雪、風など）の屋外条件での着用に使用され、水蒸気が衣料品を通して外部に透過できるようにするなど、着用者を快適に保ちながら、物品への水又は他の流体の漏れを防ぐことによって着用者を保護すべきである。さらに、そのような物品は、通常の使用の間の保護及び快適性の機能的属性を維持すべきである。

【0003】

一般に、初期の衣服及び靴は、通気性があるが防水ではないか、又は、防水性であるが通気性ではなかった（例えば、ゴム製ジャケット又はゴム製ブーツなど）。その後、膜又はラミネートを使用して、衣類又は靴のアッパー又は靴のソール領域をライニングし、それらを防水性かつ通気性にしていた。さらに、ある種の靴では、通気性を高めるために靴のソール及び/又はアッパーに開口部又は穴を作っていた。

【0004】

特に、履物製品に関して、初期には、靴は、革などのソール材料の使用の結果として、通気性とも呼ばれる、ソール領域にける特定の水蒸気透過性を有するが、ソール領域における透水性の欠点があり、又は、靴はゴム又はゴム状プラスチックなどの防水性材料で作られたアウトソールの使用の結果として、靴はソール領域において防水性又は水蒸気不透過性であるが、湿分が足のソール領域に蓄積しうるという欠点があった。

【0005】

より最近では、ソール領域において防水性があり、また、水蒸気透過性がある靴は、ソールに貫通穴を開け、該貫通穴を防水性の水蒸気透過性の膜で覆うことで作られており、それにより、水は外側から靴内部に浸透することができないが、足のソール領域に形成される湿分は靴内部から外側に逃げることができる。ここで、２つの異なる解決策は追求されている。ソールは靴内部からソールの歩行面に水蒸気を導くことができる垂直貫通孔を備えているか、又は、ソールはアウトソール上に蓄積した水蒸気がソールの側周部から逃げることができる水平チャネルを備えている。他の変形形態は、通気性のアッパー又はアッパーの一部に開口部を設け、ソールの上方のアッパーの底部にある通気性スペーサ構造を通して、靴の水平方向の空気流を可能にする。そのような履物を防水性にするために、ソールの上方の部分などの靴の少なくとも一部を防水性かつ水蒸気透過性にする膜は典型的に使用される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

動きの柔軟性が不可欠である場合に、上記の機能属性を備えた弾性又は伸長性の布帛ラミネート及び/又はシューアッパーは、柔らかくてドレープ可能な感触とともに望まれている。

【0007】

したがって、衣料品及び履物を含む様々な用途での使用において高度の防水性、通気性、柔軟性及び快適さを達成する複合材料が必要である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本明細書で開示される実施形態は、第一の面及び第二の面を有する防水性かつ水蒸気透過性膜を含む層状製品であって、前記膜は防水性かつ水蒸気透過性である膜材料を含み、前記層状製品は熱可塑性材料をさらに含み、該熱可塑性材料は膜の第一の面の少なくとも一部を覆いそして膜の第一の面の上に印刷された少なくとも１つの三次元構築層により形成されており、該少なくとも１つの三次元構築層の熱可塑性材料は前記膜の膜材料に結合されている層状製品を提供する。

【発明を実施するための形態】

【0009】

このような層状製品を用いて、上記の機能属性を備えた布帛、ラミネート及びシューアッパーを製造することができる。これらは、スポーツシューズなどの軽量衣類品又は軽量履物に組み込むのに十分に柔軟性及び薄さがあり、温暖及び／又は過酷な条件で着用される。それでも、少なくとも１つの三次元構築層の熱可塑性材料は、膜が履物のアッパーなどの衣料品又は履物の外側を形成するのに十分な耐久性及び剛性の構成要素を提供する。

【0010】

そのようなものとして、衣料品及び履物を含む様々な用途での使用において高度の防水性、通気性、柔軟性及び快適さを達成する複合材製品を提供することができる。熱可塑性材料の少なくとも１つの三次元構築層は、３Ｄ印刷装置の使用により製造されるため、製造コストは非常に低く保つことができる。さらに、３Ｄ印刷装置を使用することにより、膜の耐久性構成要素は、それぞれの用途のニーズに合わせたあらゆる幾何形状で作製することができ、例えば、熱可塑性材料の構築層を所望の数だけ、例えばそれぞれの構築層の望ましい厚さ及び/又は幾何形状と組み合わせて選択的に堆積させることにより作製することができる。特に、熱可塑性材料は、少なくとも２つの三次元構築層によって形成される。

【0011】

１つの実施形態によれば、層状製品は、膜の第一の面と少なくとも１つの三次元構築層との間に少なくとも１つの第一のテキスタイルをさらに含む。さらなる実施形態によれば、テキスタイルはフィラメントを含む。これらのフィラメントはモノフィラメント又はマルチフィラメントを含むことができる。テキスタイルは、編物、織物又は不織布から選択されうる。少なくとも１つの三次元構築層の熱可塑性材料はテキスタイルに結合し、テキスタイルを通過し、膜材料に効果的かつ耐久的に結合することができる。

【0012】

１つの実施形態によれば、フィラメントの少なくとも一部は、熱可塑性材料とともに少なくとも部分的に溶融される。したがって、少なくとも１つの第一のテキスタイル又はその繊維の一部（例えば、テキスタイルバッカーなどとして使用される、ポリアミド（ＰＡ）モノフィラメント、例えばポリアミド６又は６６などのモノフィラメントを含む）を少なくとも部分的に融解し、及び／又は、繊維（例えば、非ポリアミド繊維など）を包囲することにより、効果的かつ耐久性結合を実施することができる。

【0013】

１つの実施形態によれば、少なくとも１つの第一のテキスタイルはポリアミド（ＰＡ）から作られたモノフィラメントを含む。

【0014】

１つの実施形態によれば、膜材料は少なくとも１つの多孔質膜材料を含み、少なくとも１つの三次元構築層の熱可塑性材料は前記少なくとも１つの多孔質膜材料の細孔に浸透する。このようにして、例えば延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）から作られた、多孔質膜の細孔への浸透によって、効果的かつ耐久性結合を達成することができる。

【0015】

多孔質膜材料の細孔は、ＡＳＴＭ Ｆ３１６－８６の手順に従って、バブルポイント法で測定することができる。試験片の細孔を満たす湿潤流体としてイソプロピルアルコールを使用する。報告される値は、３つのサンプルの平均測定値を表す。バブルポイントは、試験片の最大孔からイソプロピルアルコールを追い出し、多孔質媒体を覆っているイソプロピルアルコール層を通過して上昇することで検出可能なバブルの最初の連続流を形成するのに必要な空気圧である。この測定は最大細孔サイズの評価値を提供する。

【0016】

本発明の１つの実施形態によれば、膜材料は４００ｋＰａ未満のバブルポイントを有する。このサイズにより、熱可塑性材料が膜の細孔に十分に浸透し、良好な結合が確保される。

【0017】

１つの実施形態によれば、膜材料は少なくとも１つの非多孔質膜材料を含み、少なくとも１つの三次元構築層の熱可塑性材料は前記少なくとも１つの非多孔質膜材料とともに溶融する。このようにして、例えばポリウレタン（ＰＵ）又はモノリシック層を上に有する多孔質膜から作製された非多孔性モノリシック膜とともに熱可塑性材料を溶融させることにより、効果的かつ耐久性結合を実現することができる。

【0018】

上記の機構の組み合わせは、特に、膜の第一の面と少なくとも1つの三次元構築層との間の少なくとも１つの第一のテキスタイルの使用と組み合わせで、結合を非常に強くし、それにより、耐久性かつ防水性結合は作られる。少なくとも１つの第一のテキスタイルの使用により、最終構造の機械的安定性を高めることができる。

【0019】

１つの実施形態によれば、少なくとも１つの三次元構築層は、付加製造技術、特に溶融堆積モデリング（ＦＤＭ）技術に従って形成される。

【0020】

１つの実施形態において、熱可塑性材料は、ポリウレタン（ＴＰＵ）、コポリエステル（ＴＰＣ）又はエラストマー（ＴＰＥ）を含む。

【0021】

別の実施形態において、熱可塑性材料は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン及びナイロン系コポリエステル、アルケニルコハク酸無水物（ＡＳＡ）、耐衝撃性ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びグリコール変性ＰＥＴ（ＰＥＴＧ）、ＤＳＭ Ａｒｎｉｔｅｌ Ｅｃｏ（Ｉｎｎｏｆｌｅｘ）ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）及びその他の熱可塑性エラストマー及び/又はそれらのブレンド又はコポリマーのうちの少なくとも１つを含むことができる。材料にはフィラーが含まれることもできる。

【0022】

１つの実施形態によれば、少なくとも１つの三次元構築層は弾性を有するように形成される。特に、それは、弾性材料及び形状により弾性を提供する材料の少なくとも一方によって形成される。形状による弾性とは、材料がジグザグ状又は蛇行形状などの特定のパターンで印刷されており、例えば、直線に伸長されうることを意味する。有利には、熱可塑性材料の特定のパターンを作製することにより、及び/又は、適度に弾性の印刷材料を使用することにより、剛性と弾性の要件を組み合わせることができる。

【0023】

１つの実施形態によれば、少なくとも１つの三次元構築層は、ジグザグ様形状に形成される。特に、ジグジグとして形成される。そのような形状により、少なくとも１つの三次元構築層は、そのジグザグ延在部に沿って弾性を有するように形成することができる。

【0024】

１つの実施形態において、膜は少なくとも１つのシームを備えている。例えば、少なくとも1つのシームは縫製されている。有利には、少なくとも１つのシームは、シーム上に防水性シールを形成する少なくとも１つの三次元構築層によって覆われている。これは、シームテープを使用せずに有利に行うことができる。したがって、膜及びシームの有効な防水加工を行うことができ、シームテープの面倒な使用を有利に省くことができる。

【0025】

さらに、３Ｄ印刷技術を採用することにより、非常に異なる厚さ及び／又は圧縮率の膜又は膜ラミネートを用いて防水性シールを有利に作製することができる。

【0026】

１つの実施形態によれば、膜材料は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリエステル（ＰＥＳ）及びコポリエーテルエステル、ポリエーテル、ポリアミド（ＰＡ）、コポリエーテルアミド及びポリアクリレートの少なくとも１つ、ならびに他の適切な熱可塑性かつエラストマーフィルムを含む。本発明の１つの態様において、防水性水蒸気透過性膜は、フルオロポリマーから作られることができ、特に微孔質延伸ポリテラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）から作られることができる。微孔質ポリテトラフルオロエチレン膜は、ＵＳ ３ ９５３ ５６６及びＵＳ ４ １８７ ３９０で教示されているような延伸ポリテトラフルオロエチレンの膜である。そのような延伸ポリテトラフルオロエチレンの膜は、商品名GORE-TEX（登録商標）ファブリックでＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓから市販の布帛中に存在している。水蒸気透過性かつ防水性膜は、メリーランド州エルクトンにあるＷ．Ｌ．Ｇｏｒｅ ａｎｄ Ａｓｓｏｃｉａｔｅｓに付与されたＵＳ ４ １９４ ０４１及びＵＳ ４ ９４２ ２１４の教示により実質的に製造されたポリウレタンコート化微孔質延伸ポリテトラフルオロエチレン膜から構成されうる。

【0027】

１つの実施形態によれば、少なくとも１つの第一のテキスタイルは、膜の第一の面にラミネート化される。そのようなラミネートは主に当該技術分野で知られている。

【0028】

１つの実施形態において、テキスタイルは少なくとも０．５ｇ／ｍ^２／μｍの多孔度を有する。このようなテキスタイルを使用すると、機械的安定性、柔軟性及びシーリング性能の良好な組み合わせを実現できる。別の実施形態において、テキスタイルは、少なくとも０．７ｇ／ｍ^２／μｍ、好ましくは少なくとも０．８５ｇ／ｍ^２／μｍの多孔度を有する。この場合に、材料は、膜に存在することがあるシームを浸入してシールすることができる。テキスタイルの開口度又は多孔度は、ｇ／平方メートル単位の面積あたりの重量をマイクロメートル単位の厚さで割ることで計算できる。厚さは２０ｋＰａの荷重下で測定される。

【0029】

膜はまた、それにラミネート化された少なくとも１つのさらなるテキスタイルを、例えば印刷材料がある面の反対面に有することができる。

【0030】

有利には、熱可塑性材料は弾性ラミネート上に印刷することができる。ＵＳ５ ８０４ ０１１は、二次元で伸長可能な布帛を開示している。テキスタイル層は、弾性テキスタイル構成を有することができ、例えば、弾性ニットパターン（トリコット、ワープニット又は同様のニットパターンなど）を有する編物として作られていることができる。そのような場合に、テキスタイルは、所望の弾性特性を提供するために弾性糸を必ずしも含む必要はない。しかしながら、多くの構成では、テキスタイル層が、例えば、エラスタンから作られた弾性フィラメントを含むと役立つ場合があり、それにより、テキスタイル層の弾性をさらに高める。

【0031】

熱可塑性材料が印刷される膜も伸長可能であることができる。伸長可能性は、材料及び/又は形状によって作られることができる。

【0032】

膜及び本明細書で記載される任意の他の層、例えば、テキスタイルの弾性又は伸長性はＤＩＮ ＥＮ １４７０４－１（２００５年７月）、方法Ａに従って測定されうる。試験は以下の構成の試験サンプルを使用して、その中に記載されているとおりに実行されうる：試験サンプル幅＝２５ｍｍ、試験サンプル試験長さ＝５０ｍｍ（試験長さは向かい合ったクランプ間のテストサンプルの自由長を指す）、試験サンプルの全長＝１００～１５０ｍｍ。試験サンプルは５つの連続した試験サイクルを受ける。各試験サイクルにおいて、試験サンプルは７．５Ｎの一定の張力を受け、試験サンプルの最大伸びＥを測定する。それ以外は、試験条件はＤＩＮ ＥＮ １４７０４－１（２０１５年７月）、方法Ａに示されたとおりである。試験サンプルは、５回目の試験サイクルの終わりに、元の長さと比較した最大伸びＥが少なくとも６４ｍｍに達成する場合に弾性と考えられる。より好ましくは、試験サンプルは、５回目の試験サイクルの終わりに、最大延びＥが少なくとも８ｍｍに達成し得る。さらにより好ましくは、試験サンプルは、５回目の試験サイクルの終わりに、最大延びＥが少なくとも１０ｍｍに達成し得る。すべての場合において、試験サンプルは、張力の解放の３０分後に測定して、少なくとも８０％の回復率が要求される。回復率とは、ＤＩＮ ＥＮ １４７０４－１（２０１５年７月）による残留伸びＣを指す。５回目の試験サイクルの終了後に張力を緩和すると、試験サンプルはＤＩＮ ＥＮ １４７０４－１（２０１５年７月）による残留伸びＣに回復する。残留伸びＣがＤＩＮ ＥＮ １４７０４－１（２０１５年７月）に従って測定された最大伸びの２０％以下に等しい場合に、試験サンプルの回収率は少なくとも８０％である。例えば、７．５Ｎでの試験サンプルの最大伸びＥが６ｍｍの場合に、残留伸びＣ≦１．２ｍｍであることが必要である。特定の実施形態において、３０分後に、９０％以上もの回復率は達成され得る。

【0033】

本発明は、防水性かつ水蒸気透過性膜が三次元形状に形成される場合に有利に使用することができる。シューアッパーなどの複合材料の外部及び/又は内部構成要素は、膜上に直接印刷されうる。

【0034】

１つの実施形態によれば、層状製品は履物の構成要素である。特に、防水性かつ水蒸気透過性膜は、三次元のブーティ、インサート又はソックスとして形成される。例えば、シューアッパーの外部及び/又は内部構成要素は、このように、ブーティ膜上に直接印刷することができる。三次元のブーティ、インサート又はソックスは、ブーティ、インサート又はソックスを作製するために使用できる、例えばＷＯ２０１５/１２３４８２に記載されている、靴型又は足の形状に形成されたシームレス膜であるか、又は、それを含むことができる。

【0035】

１つの実施形態によれば、三次元ブーティは、その底部に少なくとも１つのシームを有し、該少なくとも１つのシームは少なくとも１つの三次元構築層によって覆われ、該構築層は少なくとも１つのシームの防水性シールを形成する。したがって、ブーティ底部の効果的な防水化及びシーリングを行うことができ、シームテープの使用を有利に省くことができる。

【0036】

好ましい実施形態において、少なくとも１つの三次元構築層はまた、ブーティの底部にソールを形成する。有利なことに、このようにして、底部シーリング及びソールを1つの製造工程で作製することができる。

【0037】

別の態様によれば、アッパー及びソールを含む履物であって、アッパーは、本明細書に記載の態様及び実施形態による層状製品を含む、履物は提供される。

【0038】

好ましい実施形態によれば、アッパーは外側材料を含み、層状製品は外側材料の少なくとも一部を形成する。さらなる実施形態によれば、アッパーは、ソールの上方に底部を含み、底部は少なくとも部分的に熱可塑性材料によって形成される。さらなる実施形態によれば、ソールは、少なくとも部分的に熱可塑性材料によって形成される。有利なことに、このようにして、アッパー及びソールの一部又は全体を作製することができる。

【0039】

別の態様によれば、本明細書に記載の層状製品の製造方法であって、熱可塑性材料がディスペンサから膜の第一の面の上に選択的に堆積される、方法は提供される。

【0040】

特に、１つの実施形態によれば、ディスペンサを離れるときに２１０～２５０℃の温度を有する熱可塑性材料は提供される。

【0041】

１つの実施形態によれば、ディスペンサは、膜印刷表面まで０．００～０．１５ｍｍの距離、又は第一のテキスタイル印刷表面まで０．０５～０．１５ｍｍの距離に配置される。

【図面の簡単な説明】

【0042】

本発明は、図面に示される例示的な実施形態により、以下により詳細に説明される。

【図1】図１は本開示の実施形態による層状製品の概略図を示す。

【図2】図２は、１つの実施形態による、ＦＤＭ印刷技術を用いた３Ｄプリンタを使用する製造装置、及び、それにより製造される、ここでは靴のアッパーの形態である層状製品の概略図を示す。

【図3】図３は、１つの実施形態による、ＦＤＭ印刷技術を用いた３Ｄプリンタを使用する製造装置、及び、それにより製造される、ここでは履物のブーティ上に形成された底層の形態である層状製品の概略図を示す。

【図4】図４は、１つの実施形態による、ＦＤＭ印刷技術を用いた３Ｄプリンタを使用する製造装置、及び、それにより製造される、ここではシューアッパーとして形成されたブーティの形態である層状製品の概略図を示す。

【図5】図５は、1つの実施形態による、ＰＵ膜層などの非多孔質膜材料上に印刷されそして結合された熱可塑性材料の断面図を示す。

【図6】図６は、１つの実施形態による、ｅＰＴＦＥ膜層などの多孔質膜材料上に印刷されそして結合された熱可塑性材料の断面図を示す。

【図7】図７は、１つの実施形態による、テキスタイル層上に印刷されそして結合された熱可塑性材料の断面図を示し、ここではテキスタイル層はポリアミドから作られたモノフィラメントを含む。

【図8】図８は、張力がかかっていない状態（図８Ａ）及び張力がかかった状態（図８Ｂ）の形状により弾性を有するように形成された熱可塑性材料の実施形態を示す。

【0043】

図１は、本開示の実施形態による層状製品１の概略図を示す。第一の実施形態を示す図１Ａによれば、層状製品１は、第一の面４１及び第二の面４２を有する防水性かつ水蒸気透過性膜４を含む。本実施形態では、第一の面及び第二の面は、一般に知られている２層又は３層の膜ラミネートを形成するように、それぞれのテキスタイル層などの追加層で覆われていない。膜４はモノリシック構造を有することができ、すなわち、防水性かつ水蒸気透過性である１つの膜材料４０から製造されることができる。他の実施形態によれば、防水性かつ水蒸気透過性膜４は、多層構造又は複合構造を含むことができ、例えば、異なる種類の材料から作られることができ、例えば、当該技術分野で一般に知られ採用されているように、多孔質延伸ポリテトラフルオロポリマー（ｅＰＴＦＥ）の少なくとも1層と、該多孔質ｅＰＴＦＥ層の１つの面にポリウレタン（ＰＵ）の連続層を含む。

【0044】

図１Ｂによれば、膜４は、膜４の第一の面４１の上に少なくとも１つの第一のテキスタイル５を含む。このようなものとして、膜は、その１つの面の上に少なくとも１つのテキスタイル層５を有する既知の２層ラミネートの一部である。他の実施形態によれば、特定の用途に応じて、膜４の第２の面４２の上に第二のテキスタイル層（図示せず）を配置することができる。例えば、第一のテキスタイル５は、モノフィラメントポリウレタン編物を含む。

【0045】

図１Ａ及び１Ｂに示される両方の実施形態において、熱可塑性材料３は、膜４の第一の面４１の少なくとも一部を覆う。例えば、熱可塑性材料３は、連続層又は不連続層を形成し、例えば、膜４の第一の面４１の上に特定のパターン又は構造を提供する。熱可塑性材料３は、少なくとも１つの三次元構築層３－１～３－ｎによって形成され、図１の本実施形態では４つの三次元構築層３－１～３－４（図７も参照）によって形成され、それぞれの破線で概略的に示されている。すなわち、熱可塑性材料３の最終層又は構造は、それぞれ熱可塑性材料を含む１つ以上の三次元構築層３－１～３－ｎによって形成される。特に、ほとんどの場合に、熱可塑性材料３は、少なくとも２つの三次元構築層３－１～３－ｎによって形成される。

【0046】

特に、１つ以上の三次元構築層３－１～３－ｎは、それぞれ３Ｄ印刷技術によって形成される。スクリーン印刷及びグラビア印刷などの一般的な印刷技術とは対照的に、３Ｄプリンタ（３Ｄ印刷技術を使用するプリンタ）によって形成される構築層は、少なくとも部分的に熱可塑性材料から形成され、典型的に、レイヤーバイレイヤー構造の一部であり、１つの構築層が別の構築層上に（一種の層スタック配置で）形成される。多くの３Ｄプリンタは、付加的なレイヤーバイレイヤーのアプローチを使用して、三次元パーツ又は構造を構築する。

【0047】

「三次元印刷」、「３Ｄプリンタ」、「印刷」などの用語は、一般に、ここでは膜上に選択的堆積、噴射、溶融堆積モデリング及び当該技術分野で知られている又は将来知られる可能性のある、構築材料又は印刷材料を使用して三次元構造又はオブジェクトを製造する他の技術によって形成される三次元（３Ｄ）構造又はオブジェクトを作製するための様々な製造技術を記載する。特に、「三次元構築層」という用語は、そのような製造技術によって形成されるあらゆる種類の層を意味する。

【0048】

例示的な３Ｄ印刷システム及びそれを用いて製造されるオブジェクトは、特に以下の文献に開示されている：

【0049】

ＵＳ ２０１６/０１８５０４１ Ａ１において、熱可塑性３Ｄオブジェクトは、高強度結合でもって透過性材料に直接印刷される。透過性材料への３Ｄオブジェクトの接着性を改善するために、透過性材料上に直接印刷される液体熱可塑性材料の結合層は、通常の材料堆積温度よりも高い温度を含むことができる修正３Ｄプリンタ設定で堆積されうる。この高い結合強度を実現するために使用する必要がある温度は２５０～２７０℃の範囲である。液体熱可塑性材料の追加の構築層は３Ｄオブジェクトを完成させるために結合層上に印刷される。幾つかの実施形態において、熱可塑性材料は透過性材料上に直接印刷することができる。透過性材料は、３Ｄオブジェクトを印刷するために使用される液体状態の熱可塑性材料を少なくとも部分的に通過させるか又は少なくとも部分的に吸収させることができるように孔、凹部、又は、穴もしくは通路を通した開口部を有する任意の材料又は構造であることができる。透過性材料としては、任意の多孔性材料、テキスタイル、布帛、編物、織物材料、メッシュ、ポリマー、ゴム、フォームなどが挙げられる。材料は、柔軟な布、シート、層及び、液体状態の熱可塑性材料が少なくとも部分的に通過することができる孔、凹部、又は、穴もしくは通路を通した開口部を有する他の構造の形態をとることができる。しかしながら、そこに教示されている透過性材料は、防水性かつ水蒸気透過性の材料ではない、すなわち、防水性かつ水蒸気透過性ｅＰＴＦＥ及びＰＵ膜層などの微孔質又は連続膜層ではない。

【0050】

ＵＳ ２０１６/０１９２７４１ Ａ１は、フィラメントに沿って整列した強化ストランドを含浸するマトリックス材料を有するコア強化フィラメント、ならびに、コア強化フィラメントとは別に充填材料を供給し、そしてプリントベッド上でインソール形状内で充填材料の少なくとも１つのシェルを堆積させることにより、履物インソール形状を生じさせることを教示している。コア強化フィラメントは、インソール形状に関して形成された第一の強化領域内で充填材料に融合するように堆積される。ノズルチップの上流のカッターはコア強化フィラメントを切断し、コア強化フィラメントの残りは堆積されて、第一の強化領域を完成させる。ノズルチップは圧力を加えて、コア強化フィラメントが充填材料に融着するときに、コア強化フィラメントをインソール形状へと連続的に圧縮する。

【0051】

ＵＳ９４７４３３１は、三次元プリンタによって物品上に配置された印刷構造を有する履物製品を開示している。印刷構造は、延長部分及びファスナ受容部分を含む。延長部分は少なくとも部分的にアッパーに埋め込まれている。ファスナ受容部分はアッパーの外面から少なくとも部分的に間隔を空けて離れている。

【0052】

ＵＳ ２０１５/０３２０１３８ Ａ１は、迅速製造技術を使用して作製された三次元（３-Ｄ）表面テクスチャを持つ靴を開示している。複数の３Ｄ表面テクスチャオプションはユーザーインターフェイス上に表示される。各オプションは靴の一部に適用される複数の３Ｄ表面テクスチャの１つに関連付けられている。３-Ｄ表面テクスチャの選択は受容され、デザインファイルを生成するために部分的に使用される。デザインファイルを使用して、迅速製造デバイスに指示し、迅速製造技術を使用して３Ｄ表面テクスチャを含む靴の部分を製造する。

【0053】

当業者によって理解され、本明細書でさらに記載されるように、本発明の実施形態による３Ｄ印刷は、流体構築物又は印刷材料の層を選択的に堆積して、膜上に３Ｄ構造を形成することを含むことができる。一般に、流体印刷材料はディスペンサを介して堆積することができ、ディスペンサは加熱されたノズルであることができ、それを通して、フィラメント印刷材料が供給されてフィラメント印刷材料を全体として溶融し、ディスペンサの出口から印刷材料を分配してそれぞれの構築層を形成する。

【0054】

本発明の１つの実施形態において、各構築層３－１～３－ｎの高さは少なくとも０．０５ｍｍであることができる。典型的には、各構築層３－１～３－ｎの高さは約０．１ｍｍである。そのようなそれぞれの構築層は、本明細書で呼称されるとおりの三次元構築層を形成するものと理解されるべきである。実施形態によれば、図１及び図７に示されるように、４つの構築層３－１～３－４は互いの上に配置された状態で、熱可塑性材料の層３を０．４ｍｍの高さで製造することができる。

【0055】

各々個々の構築層の厚さはそれぞれの用途に応じて変えることができる。同様に、各々の構築層の幅及び/又は長さを変えることができる。例えば、ディスペンサは印刷材料が様々な構成で印刷表面上に印刷される様々な直径/幅を有する様々なノズルを有することができる（又は様々な交換可能なノズルを備えることができる）。

【0056】

１つの実施形態によれば、１つ以上の三次元構築層３－１～３－ｎは、付加製造技術、特に溶融堆積モデリング（いわゆるＦＤＭ）技術に従ってそれぞれ形成される。

【0057】

三次元構築層３－１～３－ｎのそれぞれは、構築層（特に最下層の構築層３－１）の熱可塑性材料３が膜の膜材料４０に結合されるように、膜４の第一の面４１の上に印刷される。このことは、これをより詳細に示す図５～７に関して、以下でさらに詳細に説明される。図１Ａの実施形態において、熱可塑性材料３は最下層の構築層３－１の熱可塑性材料３が膜材料４０と直接接触するように膜４上に印刷される。図１Ｂの実施形態において、熱可塑性材料３は、最下層の構築層３－１の熱可塑性材料の少なくとも一部がテキスタイル層５を浸透して膜材料４０と接触するように、第一のテキスタイル層５の上に印刷することにより、膜４の上に印刷される。両方の実施形態において、以下により詳細に説明するように、構築層３－１～３－ｎの熱可塑性材料の膜材料４０への結合は非常に強い。

【0058】

ここで図２を参照すると、ＦＤＭ印刷技術（図２Ａ）を用いた３Ｄプリンタを使用する製造装置、及びそれを用いて製造される層状製品の概略図が示されており、ここではそれぞれの実施形態による靴１００及びシューアッパー１０１の形態である。図２Ａに示される装置は、層又は構造で印刷されるテキスタイル層（図示せず）を含む膜４が配置されているプラットフォーム７１を含む。当業者に一般的に知られているように、採用される３Ｄ印刷は、特定の構造で三次元構築層を形成するために、構築又は印刷材料の層を選択的に堆積することを含むことができる。ここで、熱可塑性印刷材料はフィラメント構造を有し、熱可塑性材料のフィラメント７３がスプール７２から引き出され、印刷ヘッド及び加熱ノズルを含むディスペンサ７４に供給されるようにスプール７２に保管される。そのため、高温の熱可塑性材料３はディスペンサ７４を介して膜４上に堆積でき、加熱ノズルを通してフィラメント印刷材料７３は供給され、フィラメント印刷材料を全体として溶融し、ディスペンサ７４の出口から印刷材料を膜４の上に分配する。ディスペンサ７４は膜印刷表面まで０．００～０．１５ｍｍ、又は、第一のテキスタイル印刷表面まで０．０５～０．１５ｍｍの距離に配置される。

【0059】

図２Ｂ及び２Ｃに示すように、こうして製造される層状製品１は、履物、特に靴１００の構成要素として使用されうる。例えば、層状製品１は、靴１００のアッパー１０１の一部である。製造の間に、膜４を含むアッパー１０１は図２Ｂに示されるように二次元的に形成され、図示のようにスタッドのパターン、ネット構造又は他のパターンなど、熱可塑性材料３によって構造を形成するためにプラットフォーム７１上に二次元形態で配置されうる。構造が図２Ａによる装置で形成されると、膜４を含むアッパー１０１は、靴１００を形成するために三次元形状にすることができる。本実施形態において、アッパー１０１は外側材料１０２を含み、製造された層状製品１は外側材料１０２の少なくとも一部を形成する。例えば、外側材料１０２の少なくとも１つ以上のセクションは、層状製品１がこれらのセクションで外側材料１０２を形成するように層状製品１から製造できる。他の実施形態によれば、外側材料１０２の少なくとも１つ以上のセクションは、複合材料又は多層配列を含み、そのような複合材料又は多層配列の１つの構成要素又は層は層状製品１であることができる。

【0060】

さらなる実施形態によれば、靴１００のソール１０３はまた、少なくとも部分的に熱可塑性材料３によって形成されうる。特に、そのようなソール１０３は、互いに配置された複数の三次元構築層によって形成されることができ、図２Ａに関して記載したのと同様の方法又は他の３Ｄ印刷法によってソール側の膜４上に印刷されることができる。

【0061】

図３は、１つの実施形態による、ＦＤＭ印刷技術を用いた３Ｄプリンタを使用する別の製造装置、及び、それにより製造される層状製品１の概略図を示し、ここでは、履物のブーティ上で形成される底層の形態である。図３Ａによる装置は図２Ａの装置と類似しているため、３Ｄ印刷に使用される例示的な構成要素は、これ以上詳細には説明されない。図２Ａによる装置とは異なり、熱可塑性材料３は、ここでは履物のブーティ２００の形態の三次元オブジェクトの表面上に印刷されている。ブーティ２００は熱可塑性材料３が図２Ａのようにプラットフォームの（絶対的に）平坦な表面上に印刷されず、靴型上に載置される三次元形成ブーティ２００の底部の準平坦表面上に印刷されるように靴型（図示せず）の上に載置される。このために、印刷装置は、ディスペンサ７４がブーティの底面における高さの不規則性を補償するために（わずかな）垂直運動も行うという点で、図２による方法と比較して、その制御ソフトウェアに何らかの修正を必要とする。

【0062】

この実施形態において、防水性かつ水蒸気透過性膜４（例えば、図１に関連して記載されるとおり）は三次元ブーティ２００として形成される。例えば、膜４及びブーティ２００は、それぞれ、例えば、膜４の各部分を縫い合わせて靴の形状を有する三次元ブーティ２００を形成するか、又は、膜４を一体的に三次元形状に形成することによるなど、一般に知られている方法により製造されうる。本実施形態において、三次元ブーティ２００は、ブーティ２００の底部２０１上に少なくとも１つのシーム１５０を有する。例えば、シーム１５０は、ブーティの底部２０１の周りに縫い付けられて提供され、その底部２０１はまた、靴１００に形成されたら、着用者の足の下のアッパーの底部を形成する（図２Ｃを参照されたい）。例えば、シーム１５０は、着用者の足のソールの下に配置されたブーティの底層２１０（例えば、不織布テキスタイルを上に有する膜から作られた）を、ブーティのシャフト部分及びアッパーを形成するブーティのそれぞれの側部層２１１，２１２と接続する。底部２０１は、膜及びテキスタイルの防水性かつ水蒸気透過性ラミネートであっても（例えば、ソール１０３などのソール、又は、履物のアッパー材料の底側部が通気性を高めるための１つ以上の開口部又は及び/又はチャネル有する実施形態において）、又は、防水性かつ非通気性材料であってもよい。

【0063】

他の実施形態によれば、底部２０１はブーティ２００がその底部で開いているように開いたままにすることができる。次いで、ブーティのシャフト部分を、例えばアッパーのインナーソール又はアウターソールに取り付けることができる。

【0064】

好ましい実施形態において、１つ以上のシーム１５０は、シーム１５０の防水性シールを形成する少なくとも１つの三次元構築層３－１～３－ｎによって覆われる（図７の防水性シール３０を参照）。例えば、１つ以上の構築層３－１～３－ｎは、シーム１５０の周りの領域のみを覆うことができる（シーム１５０の各側に幾らかの側方延長部を含むシーム１５０を覆ってシーリングのための「ウォームアップ」ゾーンを作り出す。すなわち側方からの防水性を作り出す移行ゾーン（シーリングマージン）、例えば、０．７ｍｍの非常に低いシーリングマージン３１を有する図７を参照）。図３Ｃに示すように、シーム１５０がジグザグに縫い付けられる場合に、シーム１５０をシールする１つ以上の構築層３－１～３－ｎはまた、ジグザグの形態を有してもよい。

【0065】

別の実施形態によれば、図３Ｃに示されるように、１つ以上の構築層３－１～３－ｎは、ブーティ２００の底部２０１の幅及び／又は長さを覆うことができる。そのような実施形態において、１つ以上の三次元構築層３－１～３－ｎはまた、図３Ｂに示されるように、ブーティ２００の底部２０１上にソール２０２を形成することができ、又は、図３Ｃに示されるように部分的なソール層を形成することができる。すなわち、そのようなソール２０２は、ブーティの底部２０１上に構造的なソール層を形成し、同時に、そのシーム１５０を防水性でシールする。さらなる実施形態によれば、再び図２Ｃに関して、ソール１０３の上方のアッパー１０１の底部は、少なくとも部分的に熱可塑性材料３によって形成される。上記の実施形態はすべて、シーリングが印刷された熱可塑性材料３によって完全に確立され得るので、当該技術分野で一般的に使用されるようなシーリングテープが必要ないという利点を有する。これは、製造プロセスのかなりのコスト削減をもたらすことができる。

【0066】

図３Ｄは、シームレス膜から作製されたブーティであるブーティ２００の別の実施形態を示す。特に、三次元ブーティ２００は、靴型又は足の形状を形成したシームレス膜であることができ又はシームレス膜を含み、それはブーティ、インサート又はソックスを作製するために使用でき、例えばＷＯ２０１５／１２３４８２に記載されている。

【0067】

図４は、１つの実施形態による、ＦＤＭ印刷技術を採用して３Ｄプリンタを使用する別の製造装置、及び、それを用いて製造される層状製品１の概略図を示し、ここではシューアッパーとして形成されるブーティ２００の形態である。この実施形態において、熱可塑性材料３は、図３に関して記載したように、ブーティ２００などの三次元オブジェクトの平坦表面上だけでなく、ソールの上方のシャフト領域のなどのブーティ２００の他の部分にも印刷することができる。ブーティ２００はシーム付き（膜及び／又はラミネートの縁を縫製することにより作製）又はシームレス（例えば、膜又はラミネートの１つの連続した切れ目のないピースにより作製）とすることができる。例えば、図２Ａによる平坦表面上でアッパー１０１上に印刷される、図２Ｂに示されるアッパー１０１のパターンは、靴型（明示的に示されていない）上に配置された状態で、ブーティ２００の三次元表面上に印刷され得る。この目的のために、製造アセンブリはロボット３００をさらに使用することができ、該ロボットは６自由度で可動性である（例えば、いわゆる３＋３軸３Ｄプリンタを使用する、すなわち、３つの並進軸及び３つの回転軸を有する）ことにより、靴型に取り付けられたブーティ上に三次元印刷されたアッパー、及び、該アッパーの底部の下方でソールを作製することができる。ロボット３００には、図４Ａに概略的に示されるような３Ｄ印刷アセンブリが備えられている。例えば、ディスペンサ７４はロボットのアーム３０１の一部であるか又はそれに取り付けられており、ロボットアームは、６自由度（例えば、３つの並進方向及び３つの回転方向）に可動性であり、そして靴型上に取り付けられたブーティ２００の表面に沿ってそしてその周りで移動することができる。堆積法自体は、図２及び３の方法と同様である。

【0068】

ここで図５を参照すると、１つの実施形態による、非多孔質膜材料４０ａ上に印刷されてそして結合された熱可塑性材料３の断面図が示されている。例えば、膜材料はＰＵ膜層から作られるか又はそれを含み、それは連続的であるが、当該技術分野で一般に知られそして採用されているように防水性かつ水蒸気透過性である。例えば、膜は、多孔質ｅＰＴＦＥ層（図５に明色で表示）と該ｅＰＴＦＥ層にラミネート化されたＰＵ層を含む複合膜である。熱可塑性材料３は両面から複合膜上に印刷される。図５から分かるように、複数の構築層３－１～３－ｎを互いの上に印刷することにより形成された熱可塑性材料３は、ＰＵ膜材料４０ａとともに溶融され、それにより、接合領域に防水性シールが形成される。

【0069】

図６は、１つの実施形態による、ｅＰＴＦＥ膜層などの多孔質膜材料上に印刷されそして結合された熱可塑性材料３の断面図を示す。図６に示される結合領域６０に見られるように、複数の構築層３－１～３－ｎを互いの上に印刷することにより形成された熱可塑性材料３は、多孔質膜材料４０ｂの孔に浸透する。例えば、浸透は１～３μｍの深さ（多孔質層の表面から測定）であることもでき、良好なシール性能を提供する。本実施形態において、結合深さは約１～２．５μｍの範囲にある。そのような浸透を達成するために、ディスペンサは、例えば、本明細書で記載されるように印刷面までのプリンタヘッドの距離を適切に調整することにより、十分な圧力を発生するべきである。

【0070】

図７は、膜４に結合されたテキスタイル層５に印刷されそして結合された熱可塑性材料の断面図を示す。この実施形態において、テキスタイル層５はモノフィラメント５１の配列、例えば、ポリアミドから作られたモノフィラメント編物を含む。熱可塑性材料３は、複数の構築層、この実施形態では４つの構築層３－１～３－４を互いの上にテキスタイル層上で印刷することにより形成される。図７から分かるように、このように形成された熱可塑性材料３は、モノフィラメント５１とともに少なくとも部分的に溶融され、また、膜４まで少なくとも部分的に浸透し、それにより、結合領域に防水性シール３０を形成する。モノフィラメント編物及び３Ｄ印刷された熱可塑性材料は均一な連続体を構築する。１つの実施形態によれば、上述のように、防水性シールを形成するための「ウォームアップ」ゾーン３１（シーリングマージン）は０．６～０．８ｍｍの範囲を有することができる。シームテープで典型的に使用されるシーリングマージンと比較して、そのようなシーリングマージンは有利なことに非常に低い。

【0071】

図５～図７に関して記載した実施形態のそれぞれにおいて、熱可塑性材料３は、ポリウレタン（ＴＰＵ）、コポリエステル（ＴＰＣ）及びエラストマー（ＴＰＥ）又はナイロンのうちの少なくとも１つを含むことができる。他の熱可塑性材料も同様に使用されうる。

【0072】

図８は、張力がかかっていない状態（図８Ａ）及び張力がかかった状態（図８Ｂ）で形状又はパターンによって弾性を有するように形成された熱可塑性材料３の実施形態を示す。

【0073】

有利には、熱可塑性材料３は機能性を支援するように弾性ラミネート上に印刷されうる。テキスタイル層は、例えば弾性編物パターンによる弾性テキスタイル構成を有することができ、及び／又は、例えばエラスタンから作られた弾性フィラメントを含む。熱可塑性材料が印刷される膜も伸長可能である。伸張性は材料及び/又は形状によって作製されうる。

【0074】

１つの実施形態によれば、熱可塑性材料は弾性を有するように形成されている、すなわち、材料はそれ自体弾性である。したがって、ラミネート材料の弾性に追従することができる。別の実施形態において、弾性のある熱可塑性材料の使用に加えて又はその代わりに、熱可塑性材料３は形状により弾性を有するように形成される。図８に示される本実施形態において、弾性は熱可塑性材料のジグザグ形状によって作り出される。図８Ｂに示すように、ジグザグ形状の材料は張力をかけることができ、そして図８Ａに示す初期形状（又はほぼ初期形状）に戻る。

【0075】

図８に示される例示的な形状とは別に、より高い又はより低い弾性を有する他の形状も可能である。熱可塑性材料を膜材料上に印刷するための３Ｄ印刷法を採用すると、材料及び形状/幾何形状による幅広い機能変更性を与える。柔軟性があるが、それでもなお非常に硬い構造は、使用される膜及び膜ラミネートの柔軟性を維持するためのそのような方法によって作製することができる。

【0076】

以下は印刷法の実施形態で使用される潜在的なパラメータの例である。

【0077】

プリンタ：German RepRap X350 Pro
ラミネート：厚さ０．７ｍｍ、印刷面上で１００％モノフィラメントＰＵ編物及び反対面上で３０％ＰＥＳ及び７０％ＰＡを含むマルチフィラメント編物に接着されているｅＰＴＦＥ膜
印刷材料：Ninjatec SemiFlex（TPU）
関連する印刷パラメータ：
ノズル温度：最初の層２４０℃、後続の層２３０℃
床温度：６０℃（ブーティが配置される表面が加熱される温度）
Ｚオフセット：０．８ｍｍ（ラミネート厚＋０．１ ｍｍ）（床表面の上方のディスペンサの距離）
層高さ：０．１ｍｍ
ノズル直径：０．２５ｍｍ
印刷速度：２５ｍｍ/ｓ

【0078】

膜に関して本明細書で使用される水蒸気透過性（ＷＶＰ）は「カップ試験」としても知られているＥＮ ＩＳＯ １５４９６（２００４）に規定されているように試験することができる。試験される膜又は膜ラミネートの２０×２０ｃｍ又はφ１００ｍｍサンプルを、水を含む容器上に置き、膜で覆う。次いで、酢酸カリウムを含み、同膜で覆われたカップをサンプルの上に配置する。水蒸気は、試験される膜を通過してカップに入り、次いで、その重量の増加を測定する。ＷＶＰが０．０１ｇ/（Ｐａ＊ ｍ^２＊ｈ）以上の場合に、膜は水蒸気透過性又は通気性と考えられる。必要なサイズのサンプルが得られない場合には、標準で指定された酢酸カリウムの半分の量、つまり１００ｇの代わりに５０ｇと、１５．６ｇの水を混合して含むより小さなカップを使用して、より小さなサンプルを測定に使用できる。より小さいカップを使用する場合は、それに応じて計算の適用領域を調整する必要がある。

【0079】

調査対象の１００ｃｍ^２の材料サンプルが少なくとも０．０５ｂａｒの水侵入圧力に耐えることができる場合に、膜又はラミネート、すなわち、テキスタイルに結合された膜は防水性と考えられる。特に、材料はさらには少なくとも１ｂａｒの水圧に耐えることができる。この試験の実施方法は、ＩＳＯ規格Ｎｏ.８１１（１９８１）（ＥＮ ２０８１１（１９９２））に記載されている。測定は、調査対象の１００ｃｍ^２の材料サンプルを上昇水圧にさらすことによって行われる。この目的のために、２０±２℃の温度を有する蒸留水は使用される。水圧の上昇は６０±３ｃｍＨ_２Ｏ/分である。調査対象のサンプルの水侵入圧力は、調査対象のサンプルの反対側を水が通過する圧力である。１００ｃｍ^２のサンプルが得られない場合は、より小さなサンプルを測定に使用できる。サンプルサイズと水侵入圧の間には線形相関があり、それにより、１００ｃｍ^２のサンプルの水侵入圧を計算できる。

【0080】

図１に示すテキスタイル５などの幾つかの実施形態に従って本明細書で使用される第一のテキスタイルに関して、様々な実施形態によれば、モノフィラメント又はマルチフィラメント繊維を使用した編物、織物又は不織布テキスタイルのいずれかを使用することができる。

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図2C】

【図3A】

【図3B】

【図3C】

【図3D】

【図4A】

【図4B】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】