JP2016128152A - 樹脂体形成方法及びその形成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】製造コストを抑えることのできる樹脂体形成方法を提供する。
【解決手段】基板１０上の複数の位置にディスペンサ３から液状樹脂Ｌを吐出して樹脂体Ｒを形成する樹脂体形成方法であって、前記位置に応じてディスペンサ３の吐出動作が調整可能であり、ディスペンサ３は、基板１０上の複数の位置に液状樹脂Ｌを吐出して樹脂体Ｒを形成する装置であり、テーブル２の上方に支持されており、ディスペンサ３は、スクリュー式ディスペンサであり、シリンジ３１、モータ３２、スクリュー（図１では省略）、及びノズル３４を備えている樹脂体形成装置１を用いた樹脂体形成方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物に樹脂体を形成する樹脂体形成方法及びその形成物に関する。
表面上に多数の樹脂体が形成された製品として、例えば、足裏を刺激するための突起付マットなどが挙げられる（特許文献１）。現在、そのような製品を製造する方法として、キャビティ形状の金型に液状樹脂を流し込んでプレス成形する方法が採用されている。
特開２００１−２５８９８８号公報
しかし一般的に、金型そのもの、および、金型に液状樹脂を流し込みプレス成形するための装置は、高価である。さらに、一部の樹脂体（例えば土踏まずに対応する領域の樹脂体）を大きくするなどの設計変更を行う場合、金型を別途用意する必要があるため、設計変更に伴うコストが増大する。
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであって、製造コストを抑えることのできる樹脂体形成方法の提供を目的とする。
本発明に係る樹脂体形成方法は、上記課題を解決するためになされたものであり、対象物上の複数の位置にディスペンサから液状樹脂を吐出して樹脂体を形成する樹脂体形成方法であって、前記位置に応じて前記ディスペンサの吐出動作が調整可能である。
また、上記樹脂体形成方法において、前記位置に応じて前記液状樹脂の吐出量を調整可能であることが好ましい。
また、上記樹脂体形成方法において、前記位置に応じて前記液状樹脂の吐出時間を調整可能であることが好ましい。
また、上記樹脂体形成方法において、前記位置に応じて、前記液状樹脂が吐出される間における前記対象物に対する前記ディスペンサの上下方向の相対速度を調整可能であることが好ましい。
また、上記樹脂体形成方法において、前記位置に応じて、前記液状樹脂の吐出開始時における前記対象物と前記ディスペンサとの上下方向の離間距離を調整可能であることが好ましい。
また、上記樹脂体形成方法において、前記液状樹脂は、粘度（２３℃）が１００〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましい。
また、上記樹脂体形成方法において、前記液状樹脂は、チクソトロピック性が５．０〜７．０であることが好ましい。
本発明に係る形成物は、本発明に係る樹脂体形成方法によって形成される。
本発明によれば、製造コストを抑えることのできる樹脂体形成方法を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る樹脂体形成装置の外観を示す図である。 図１に示す樹脂体形成装置の機能を示すブロック図である。 樹脂体の形成前における基板の斜視図である。 設定データの内容を説明するための図である。 樹脂体の形成後における基板の斜視図である。
以下、本発明の一実施形態について添付図面を参照して説明する。なお、本発明は、下記の実施形態に限定されるものではない。
図１は、本発明の一実施形態に係る樹脂体形成装置１の外観を示す図であり、図２は、樹脂体形成装置１の機能を示すブロック図である。樹脂体形成装置１は、本発明に係る樹脂体形成方法を実施するための装置の一例である。
図１に示すように、樹脂体形成装置１は、テーブル２、ディスペンサ３および本体部４を備えている。テーブル２には、樹脂体Ｒ（形成物）を形成する対象物である基板１０が載置される。テーブル２は、図２に示すモータ２１と駆動伝達機構を介して接続されており、モータ２１の動力によって、水平方向（ＸＹ方向）および上下方向（Ｚ方向）に移動することができる。例えば、モータ２１は、Ｘ，Ｙ，Ｚの各々の方向に延びる３つのネジロッドを回転させるものであって、これらネジロッドの回転によって、テーブル２はＸ，Ｙ，Ｚ方向に移動可能とされる。
図３は、樹脂体Ｒの形成前における基板１０の斜視図である。基板１０は、合成樹脂、木材、金属等の材料から形成された平板であり、そのサイズは、例えば、縦２５０ｍｍ、横２５０ｍｍ、厚さ２０ｍｍである。基板１０の表面には、足の形状の枠が印刷されている。
図１に示すように、ディスペンサ３は、基板１０上の複数の位置に液状樹脂Ｌを吐出して樹脂体Ｒを形成する装置であり、テーブル２の上方に支持されている。ディスペンサ３は、本実施形態ではスクリュー式ディスペンサであり、シリンジ３１、モータ３２、スクリュー３３（図１では省略）、およびノズル３４を備えている。シリンジ３１には、液状樹脂Ｌが貯留されている。スクリュー３３は、ディスペンサ３の筐体に内蔵されており、モータ３２の作動によってスクリュー３３を駆動させることにより、ノズル３４の先端から液状樹脂Ｌが吐出される。なお、基板１０上に形成された樹脂体Ｒは、後述の硬化処理が施されるまで液状の状態であるが、本明細書では、基板１０上に滴下される前の樹脂を「液状樹脂」と称し、基板１０上に滴下された後の樹脂を「樹脂体」と称する。
なお、ディスペンサ３は、シリンジ３１から圧送された液状樹脂Ｌをピストンの下降によりノズル３４から吐出するジェット式ディスペンサや、定量吐出が可能な容積計量式ディスペンサであってもよい。
本体部４には、ＣＰＵやメモリを備えたコントローラが内蔵されている。図２では、このコントローラが有する機能を、制御部４１、記憶部４２および操作受付部４３の各機能ブロックとして表わしている。特に、制御部４１は、論理回路等のハードウェアで構成してもよいし、コントローラに制御用プログラムをインストールすることにより、ソフトウェア的に実現してもよい。
制御部４１は、テーブル２およびディスペンサ３の移動や、ディスペンサ３の吐出動作を制御する機能ブロックである。この機能を実現するため、制御部４１は、位置制御部４１１および吐出調整部４１２を備えている。
位置制御部４１１は、液状樹脂Ｌを吐出する位置を制御する機能ブロックである。具体的には、位置制御部４１１は、モータ２１を駆動して、テーブル２の水平方向の移動を制御する。これにより、ノズル３４の先端を、テーブル２に載置された基板１０上の所望の位置に対向させて、液状樹脂Ｌを吐出する位置を制御することができる。なお、テーブル２を水平方向に移動させる代わりに、ディスペンサ３を水平方向に移動させる構成としてもよい。
吐出調整部４１２は、ディスペンサ３の吐出動作を調整する機能ブロックである。具体的には、吐出調整部４１２は、モータ２１およびモータ３２の駆動を制御することにより、ノズル３４から吐出される液状樹脂Ｌの吐出量および吐出時間、並びに、液状樹脂Ｌが吐出される間におけるテーブル２に対するディスペンサ３の上下方向の相対速度などを調整する。なお、テーブル２を上下方向に移動させる代わりに、ディスペンサ３を上下方向に移動させる構成としてもよい。
記憶部４２は、ハードディスク装置または不揮発性メモリなどで構成されており、樹脂体形成装置１の動作に必要な各種データを格納する。本実施形態では、そのようなデータとして、記憶部４２に、設定データＤが格納されている。設定データＤは、液状樹脂Ｌを吐出する位置、液状樹脂Ｌの吐出量などに関する情報を含んでいる。制御部４１の位置制御部４１１および吐出調整部４１２は、設定データＤを参照することにより、モータ２１およびモータ３２を制御する。
操作受付部４３は、本体部４に設けられた図示しない操作パネル等を介してユーザが行った操作を受け付け、受け付けた操作内容に基づいて、設定データＤを作成および更新する機能ブロックである。なお、設定データＤを他のコンピュータ等であらかじめ作成し、記録媒体、有線通信または無線通信によって、設定データＤを樹脂体形成装置１に送信してもよい。
設定データＤの一例を表１に示す。
図４は、設定データＤの内容を説明するための図である。図４に示す７２個の円は、設定データＤにおいて設定された液状樹脂Ｌを吐出する位置Ｐを示している。円内の数字は形成順を示している。
表１に示すように、設定データＤでは、各位置Ｐに対応して、座標、液状樹脂Ｌの吐出量、液状樹脂Ｌの吐出時間、ノズル３４の速度、および基板１０に対するノズル３４の最接近距離が設定されている。
座標に関して、ｘ座標は基板１０の左辺からの距離（ｍｍ）に対応し、ｙ座標は基板１０の底辺からの距離（ｍｍ）に対応している。
また、吐出量に関して、図５の破線枠で示される土踏まずに対応する領域（以下、「特定領域Ｓ」とする）内の位置Ｐでは、４．８ｍｌの液状樹脂Ｌが供給され、特定領域Ｓ外の位置Ｐでは、３．０ｍｌの液状樹脂Ｌが供給されるように設定されている。また、吐出時間に関して、特定領域Ｓ内の位置Ｐでは、吐出時間が１．０ｓに設定され、特定領域Ｓ外の位置Ｐでは、吐出時間が０．７ｓに設定されている。これにより、特定領域Ｓ内に形成される樹脂体Ｒは、特定領域Ｓ外に形成される樹脂体Ｒよりも大きくなる。
相対速度は、液状樹脂Ｌが吐出される間におけるテーブル２に対するディスペンサ３の上下方向の相対速度を意味する。最接近距離は、液状樹脂Ｌの吐出開始時におけるノズル３４と基板１０との離間距離を意味する。すなわち、樹脂体形成装置１では、位置Ｐに応じて、液状樹脂Ｌの吐出開始時におけるテーブル２とディスペンサ３との上下方向の離間距離を調整可能である。
なお、本実施形態では、相対速度および最接近距離は、いずれも全位置Ｐにおいて同一であるが、両者を、位置Ｐに応じて異ならせてもよい。例えば、相対速度を大きくすることにより、樹脂体Ｒをより細長い形状に形成することができる。
図２に示す制御部４１の位置制御部４１１および吐出調整部４１２は、上述の設定データＤに基づいて、モータ２１およびモータ３２を制御する。設定データＤの内容は書き換え可能であるため、吐出調整部４１２は、位置Ｐに応じて、液状樹脂Ｌの吐出量、液状樹脂Ｌの吐出時間、液状樹脂Ｌが吐出される間におけるテーブル２に対するディスペンサ３の上下方向の相対速度、および、液状樹脂Ｌの吐出開始時におけるテーブル２とディスペンサ３との上下方向の離間距離の少なくともいずれかを調整することができる。よって、基板１０上の位置Ｐに応じて、樹脂体Ｒの大きさ及び形状の少なくともいずれかを可変とすることができる。
基板１０上の全７２箇所において樹脂体Ｒの形成が完了すると、基板１０はテーブル２から取り出される。図５は、樹脂体Ｒの形成後における基板１０の斜視図である。図５に示すように、特定領域Ｓ内の樹脂体Ｒは、特定領域Ｓ外の樹脂体Ｒよりも大きく（高く）形成されている。
テーブル２から取り出された基板１０は、その後、図示しない硬化装置に搬送される。硬化装置では、基板１０に対する加熱などの硬化処理が施され、樹脂体Ｒが硬化する。なお、樹脂体ＲがＵＶ硬化性樹脂の場合、ＵＶ照射によって樹脂体Ｒを硬化させる。これにより、足裏の形状に適合した足裏刺激用ボードが完成する。
以上のように、本実施形態における足裏刺激用ボードは、土踏まずに対応する領域の樹脂体Ｒが他の領域の樹脂体Ｒよりも大きくなるように設計されている。ここで、足裏の形状やツボの位置に合わせて、樹脂体Ｒの大きさをさらに細かく設定する場合、設定データＤの内容を書き換えるだけで、基板１０における位置Ｐに応じて、樹脂体Ｒの大きさ及び形状の少なくとも一方を新たに設定することができる。そのため、従来技術のように新たに金型を用意する必要はない。また、本実施形態における足裏刺激用ボードは、約２３ｃｍのサイズの足に適合したものであるが、他のサイズの足に適合した足裏刺激用ボードを作製する場合も、設定データＤの内容を書き換え、必要に応じて異なるサイズの基板１０を用意するだけでよい。そのため、足裏刺激用ボードの製造コストを抑えることができる。
なお、ノズル３４から吐出される液状樹脂Ｌは、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂などの公知の樹脂を挙げることができる。また、樹脂体Ｒを基板１０上に形成後、硬化処理が行われるまでの間、樹脂体Ｒの形状を維持できるように、液状樹脂Ｌは、高粘度で高チクソ性（高チクソトロピック性）を有することが好ましい。液状樹脂Ｌの粘度（２３℃）は、１０〜３００Ｐａ・ｓであることが好ましく、１００〜３００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。液状樹脂の粘度が大きいほど、樹脂体Ｒを高く形成することが容易になる。液状樹脂Ｌのチクソトロピック性は、２．０〜７．０の範囲であることが好ましく、５．０〜７．０の範囲であることがより好ましい。なお、本実施形態におけるチクソトロピック性は、サンプルをガラス瓶に入れて２３℃のウォーターバスに１時間ほど放置した後、Ｂ型回転粘度計にて２ｒｐｍおよび２０ｒｐｍの時の粘度を測定し、２ｒｐｍの時の粘度を２０ｒｐｍの時の粘度で除した値である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて、種々の変更が可能である。本発明に係る樹脂体形成方法を実施するために、上述の樹脂体形成装置１に限らず、あらゆる装置が適用可能である。
本発明に係る樹脂体形成方法は、足裏刺激用ボードの製造だけでなく、表面上に多数の樹脂体を有するあらゆる物品の製造に適用できる。そのような物品として、例えば、面上に高さの異なる多数の突起状の樹脂体を形成することにより描かれた立体的な絵画や、基板上に実装されたＬＥＤチップをレンズ状の透明樹脂体で封止することにより構成されるＬＥＤ照明装置などが挙げられる。
１ 樹脂体形成装置
２ テーブル
３ ディスペンサ
４ 本体部
１０ 基板（対象物）
２１ モータ
３１ シリンジ
３２ モータ
３３ スクリュー
３４ ノズル
４１ 制御部
４１１ 位置制御部
４１２ 吐出調整部
４２ 記憶部
４３ 操作受付部
Ｄ 設定データ
Ｌ 液状樹脂
Ｐ 位置
Ｒ 樹脂体
Ｓ 特定領域

Claims (8)

  1. 対象物上の複数の位置にディスペンサから液状樹脂を吐出して樹脂体を形成する樹脂体形成方法であって、
    前記位置に応じて前記ディスペンサの吐出動作が調整可能である、樹脂体形成方法。
  2. 前記位置に応じて前記液状樹脂の吐出量を調整可能である、請求項１に記載の樹脂体形成方法。
  3. 前記位置に応じて前記液状樹脂の吐出時間を調整可能である、請求項１または２に記載の樹脂体形成方法。
  4. 前記位置に応じて、前記液状樹脂が吐出される間における前記対象物に対する前記ディスペンサの上下方向の相対速度を調整可能である、請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂体形成方法。
  5. 前記位置に応じて、前記液状樹脂の吐出開始時における前記対象物と前記ディスペンサとの上下方向の離間距離を調整可能である、請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂体形成方法。
  6. 前記液状樹脂は、粘度（２３℃）が１００〜３００Ｐａ・ｓである、請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂体形成方法。
  7. 前記液状樹脂は、チクソトロピック性が５．０〜７．０である、請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂体形成方法。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の樹脂体形成方法によって形成された形成物。
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