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JP6957377B2 - Modeling materials for 3D printers, how to use them, and modeling methods - Google Patents
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Modeling materials for 3D printers, how to use them, and modeling methods Download PDF

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Description

本発明は、3Dプリンター用造形材料及びその使用方法、並びに造形方法に関する。 The present invention relates to a modeling material for a 3D printer, a method of using the same, and a modeling method.

近年、複雑な構造を有する造形品を作製する技術の一つとして、付加製造技術が広く普及しつつある。 In recent years, additional manufacturing technology has become widespread as one of the technologies for producing a modeled product having a complicated structure.

3Dプリンターに代表される付加製造技術は、従来の射出成形では必須であった金型を使用しない方法であるため、短期間で試作できるというメリッ卜があり、例えば機能確認用の部品の試作に用いられることが多くなってきている。また、試作への適用のみならず、少量多品種製品の直接製造への適用のニーズも増加している。 Addition manufacturing technology represented by 3D printers is a method that does not use a mold, which was indispensable in conventional injection molding, so there is a merit that it can be prototyped in a short period of time. It is becoming more and more used. In addition, there is an increasing need for application not only to prototypes but also to direct production of small-lot, high-mix products.

付加製造技術にはいくつかの造形方式があるが、工業用途に用いられる最終製品の造形においては、粉末状の樹脂をレーザー又は熱により溶融して造形する、粉末焼結法を採用した3Dプリンターが、近年実用化されつつある。
一方、低価格の3Dプリンターの多くは、熱溶解積層法の付加製造技術を採用している。熱溶解積層法は、フィラメント状の樹脂材料を造形ヘッド内のプーリーで押出し、その先のヒーターで当該フィラメント状の樹脂材料を溶解しながら、押出された樹脂を造形テーブルに押し付けるように積層を行う技術である。
There are several modeling methods for additional manufacturing technology, but in the modeling of final products used for industrial applications, a 3D printer that employs a powder sintering method that melts powdered resin with a laser or heat to create a model. However, it is being put to practical use in recent years.
On the other hand, many low-priced 3D printers employ the additive manufacturing technology of the Fused Deposition Modeling method. In the Fused Deposition Modeling method, a filamentous resin material is extruded by a pulley in the modeling head, and the filamentous resin material is melted by a heater at the end, and the extruded resin is pressed against the modeling table. It is a technology.

熱溶解積層法に使用可能なフィラメントを構成する樹脂としては、ポリ乳酸が広く知られている(特許文献1)。ポリ乳酸は、融点が約170℃であり、プラスチックの中でも比較的低温で溶融させることができるため、家庭用の3Dプリンターに適している。 Polylactic acid is widely known as a resin constituting a filament that can be used in the Fused Deposition Modeling method (Patent Document 1). Polylactic acid has a melting point of about 170 ° C. and can be melted at a relatively low temperature among plastics, and is therefore suitable for home 3D printers.

特開2016−94679号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-94679

しかしながら、ポリ乳酸は、生分解性樹脂であるため、分解又は劣化が生じやすく、機械的強度も十分ではない。そこで、熱溶解積層法の材料として、ポリアセタール等のエンジニアリングプラスチック材料の登場が期待されている。 However, since polylactic acid is a biodegradable resin, it is easily decomposed or deteriorated, and its mechanical strength is not sufficient. Therefore, it is expected that engineering plastic materials such as polyacetal will appear as materials for the Fused Deposition Modeling method.

ところで、熱溶解積層法においては、一般的に、造形過程で積層レイヤーごとに熱収縮が起こることで、造形品の反りや、積層レイヤー間の剥離又は割れが発生し、所望の形状への精密な造形が難しいという課題がある。また、粉末溶融法においても、造形時又は冷却時における造形品の反りは、大きな課題である。 By the way, in the Fused Deposition Modeling method, in general, heat shrinkage occurs in each laminated layer in the modeling process, so that the modeled product is warped and peeled or cracked between the laminated layers, so that the desired shape can be obtained. There is a problem that it is difficult to model. Further, also in the powder melting method, the warp of the modeled product at the time of modeling or cooling is a big problem.

このような事実の下、特にポリアセタールを3Dプリンターの材料として用いた場合には、上述の課題が顕著に表れ、未だ実用に耐えうるレベルの材料は見出されていない。また、特許文献1を含め、従来の技術では、ポリアセタールを熱溶解積層法に用いることについて十分な検討がなされておらず、造形時の反りを抑え、精密な造形を行うことが困難であった。 Under these facts, especially when polyacetal is used as a material for a 3D printer, the above-mentioned problems are remarkably shown, and a material having a level that can withstand practical use has not yet been found. Further, in the conventional techniques including Patent Document 1, the use of polyacetal in the Fused Deposition Modeling method has not been sufficiently studied, and it has been difficult to suppress warpage during modeling and perform precise modeling. ..

そこで、本発明が解決しようとする課題は、3Dプリンターにより複雑な造形品を精密に造形可能な、ポリアセタールを含有する造形材料を提供することである。また、本発明が解決しようとする課題は、上述した造形材料の使用方法、及び、複雑な造形品を精密に造形可能な造形方法を提供することである。 Therefore, an object to be solved by the present invention is to provide a modeling material containing polyacetal, which can precisely model a complicated modeled product by a 3D printer. Further, an object to be solved by the present invention is to provide a method of using the above-mentioned modeling material and a modeling method capable of precisely modeling a complicated modeled product.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の要件を満たすポリアセタールを含有する材料を用いることで、3Dプリンターにより複雑な造形品を精密に造形可能であることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive research to solve the above problems, the present inventors have found that a complex model can be precisely modeled by a 3D printer by using a material containing polyacetal that satisfies a specific requirement. The heading, the present invention was completed.

すなわち、本発明は以下の通りである。
[1]
ポリアセタールを含有する3Dプリンター用造形材料であって、前記造形材料は、
前記ポリアセタールの含有量が45質量%以上であり、且つ、
200℃における比容積に対する50℃における比容積の比として求められる収縮度が、0.875以上である、ことを特徴とする、3Dプリンター用造形材料。
[2]
無機充填剤を更に含有し、
前記無機充填剤の含有量が、前記ポリアセタール100質量部に対して5〜120質量部である、[1]に記載の造形材料。
[3]
ポリ乳酸樹脂を更に含有し、
前記ポリ乳酸樹脂の含有量が、前記ポリアセタール100質量部に対して5〜120質量部である、[1]又は[2]に記載の造形材料。
[4]
前記ポリアセタールの含有量が50体積%以上である、[1]〜[3]のいずれかに記載の造形材料。
[5]
結晶化速度が35秒以上である、[1]〜[4]のいずれかに記載の造形材料。
[6]
示差走査熱量測定(DSC)で測定される融点ピークが単一ピークを示す、[1]〜[5]のいずれかに記載の造形材料。
[7]
前記無機充填剤が、水酸化物、酸化物、珪酸塩、炭酸塩及びカーボン系物質から選ばれる1種以上である、[2]〜[6]のいずれかに記載の造形材料。
[8]
前記無機充填剤が等方性である、[2]〜[7]のいずれかに記載の造形材料。
[9]
前記無機充填剤は、平均粒径が50nm以上500nm以下である、[2]〜[8]のいずれかに記載の造形材料。
[10]
粉末溶融法の3Dプリンター用である、[1]〜[9]のいずれかに記載の造形材料。
[11]
熱溶解積層法の3Dプリンター用である、[1]〜[9]のいずれかに記載の造形材料。
[12]
モノフィラメント状であり、且つ、長径と短径の比で表される真円率が1.05以下である、[1]〜[9]のいずれかに記載の造形材料。
[13]
[12]記載の造形材料を用いることを特徴とする、熱溶解積層法の3Dプリンターで造形する方法。
[14]
熱溶解積層法の3Dプリンターに用いることを特徴とする、[12]に記載の造形材料の使用方法。
That is, the present invention is as follows.
[1]
It is a modeling material for a 3D printer containing polyacetal, and the modeling material is
The content of the polyacetal is 45% by mass or more, and the content is 45% by mass or more.
A modeling material for a 3D printer, characterized in that the shrinkage degree obtained as the ratio of the specific volume at 50 ° C. to the specific volume at 200 ° C. is 0.875 or more.
[2]
Further contains an inorganic filler,
The modeling material according to [1], wherein the content of the inorganic filler is 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal.
[3]
Further contains polylactic acid resin,
The modeling material according to [1] or [2], wherein the content of the polylactic acid resin is 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal.
[4]
The modeling material according to any one of [1] to [3], wherein the content of the polyacetal is 50% by volume or more.
[5]
The modeling material according to any one of [1] to [4], wherein the crystallization rate is 35 seconds or more.
[6]
The modeling material according to any one of [1] to [5], wherein the melting point peak measured by differential scanning calorimetry (DSC) shows a single peak.
[7]
The modeling material according to any one of [2] to [6], wherein the inorganic filler is at least one selected from hydroxides, oxides, silicates, carbonates and carbon-based substances.
[8]
The modeling material according to any one of [2] to [7], wherein the inorganic filler is isotropic.
[9]
The modeling material according to any one of [2] to [8], wherein the inorganic filler has an average particle size of 50 nm or more and 500 nm or less.
[10]
The modeling material according to any one of [1] to [9], which is used for a powder melting method 3D printer.
[11]
The modeling material according to any one of [1] to [9], which is used for a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method.
[12]
The modeling material according to any one of [1] to [9], which is monofilament-like and has a roundness ratio of 1.05 or less represented by a ratio of a major axis to a minor axis.
[13]
[12] A method of modeling with a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method, which comprises using the modeling material described in [12].
[14]
The method for using a modeling material according to [12], which is characterized by being used in a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method.

本発明によれば、3Dプリンターにより複雑な造形品を精密に造形可能な、ポリアセタールを含有する造形材料を提供することができる。また、本発明によれば、上述した造形材料の使用方法、及び、複雑な造形品を精密に造形可能な造形方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a modeling material containing polyacetal, which can precisely model a complicated modeled product by a 3D printer. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method of using the above-mentioned modeling material and a modeling method capable of precisely modeling a complicated modeled product.

以下、本発明を実施するための形態(以下、本実施形態と言う。)について詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。 Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as the present embodiment) will be described in detail. The present invention is not limited to the following embodiments, and can be variously modified and implemented within the scope of the gist thereof.

(3Dプリンター用造形材料)
本実施形態における3Dプリンター用造形材料(以下、単に「造形材料」と称することがある。)は、樹脂として少なくともポリアセタールを含有し、上記造形材料は、上記ポリアセタールの含有量が45質量%以上であり、且つ、200℃における比容積に対する50℃における比容積の比として求められる収縮度が、0.875以上である、ことを特徴とする。また、本実施形態における造形材料は、必要に応じ、ポリ乳酸樹脂、無機充填剤、その他の成分などを更に含有してもよい。
(Modeling material for 3D printers)
The modeling material for a 3D printer in the present embodiment (hereinafter, may be simply referred to as “modeling material”) contains at least polyacetal as a resin, and the modeling material has a polyacetal content of 45% by mass or more. It is characterized in that the degree of shrinkage obtained as the ratio of the specific volume at 50 ° C. to the specific volume at 200 ° C. is 0.875 or more. In addition, the modeling material in the present embodiment may further contain a polylactic acid resin, an inorganic filler, other components, and the like, if necessary.

<収縮度>
上述の通り、本実施形態における造形材料は、200℃における比容積に対する50℃における比容積の比([50℃における比容積]/[200℃における比容積])として求められる収縮度が0.875以上である。
ポリアセタールは、結晶性樹脂であるため収縮性が高く、これまで熱溶解積層法で造形することが困難であった。このような状況下、本発明者らは、材料のPVT曲線を測定してこれに着目し、溶融している200℃での比容積と、固化している50℃における比容積との比が0.875以上の値であれば、ポリアセタールを含有する造形材料を用いて熱溶解積層法で造形したとしても、造形品の反り及び層間剥離が抑制されて、精密な造形が可能となることを見出した。
<Degree of contraction>
As described above, the modeling material in the present embodiment has a shrinkage degree obtained as the ratio of the specific volume at 50 ° C. ([specific volume at 50 ° C.] / [specific volume at 200 ° C.]) to the specific volume at 200 ° C. It is 875 or more.
Since polyacetal is a crystalline resin, it has high shrinkage, and it has been difficult to form it by the Fused Deposition Modeling method. Under such circumstances, the present inventors measured the PVT curve of the material and focused on it, and found that the ratio of the specific volume at 200 ° C. for melting to the specific volume at 50 ° C. for solidification was calculated. If the value is 0.875 or more, even if the model is formed by the fused deposition modeling method using a modeling material containing polyacetal, the warp and delamination of the modeled product are suppressed, and precise modeling is possible. I found it.

また、造形材料の収縮度は、より精密な造形を可能にする観点から、0.877以上であることが好ましく、0.879以上であることがより好ましい。また、造形材料の収縮度の上限としては特に限定されないが、現実的な観点から0.950以下である。
なお、本実施形態において収縮度は、0.1MPaの圧力下で求められる。
Further, the shrinkage degree of the modeling material is preferably 0.877 or more, more preferably 0.879 or more, from the viewpoint of enabling more precise modeling. The upper limit of the shrinkage of the modeling material is not particularly limited, but is 0.950 or less from a practical point of view.
In this embodiment, the degree of shrinkage is determined under a pressure of 0.1 MPa.

<結晶化速度>
本実施形態における造形材料は、結晶化速度が35秒以上であることが好ましい。結晶化速度が35秒以上であることにより、造形時における反り及び層間剥離をより効果的に抑制することができる。同様の観点から、造形材料の結晶化速度は、38秒以上であることがより好ましく、40秒以上であることが更に好ましい。
ここで、結晶化速度は、示差走査熱量測定(DSC)により、例えば、Parki Elmer社製「DSC−2C」を用い、実施例に記載の手順に従うことで、測定することができる。
<Crystallization rate>
The modeling material in this embodiment preferably has a crystallization rate of 35 seconds or more. When the crystallization rate is 35 seconds or more, warpage and delamination during molding can be suppressed more effectively. From the same viewpoint, the crystallization rate of the modeling material is more preferably 38 seconds or more, and further preferably 40 seconds or more.
Here, the crystallization rate can be measured by differential scanning calorimetry (DSC), for example, using "DSC-2C" manufactured by Parki Elmer, and following the procedure described in the examples.

なお、一般に、射出成形において成形品の反りを抑制する方法としては、成形材料の結晶化速度を速くすることが挙げられ、このようにすることで、金型内で十分に結晶化させて、金型から取り出した後に反りが生じるのを抑えている。
しかし一方で、3Dプリンターによる造形では、上述の方法とは逆に、結晶化速度を十分に遅くすることによって、造形時における反りを抑制することができる。
In general, as a method of suppressing warpage of a molded product in injection molding, an increase in the crystallization rate of the molding material can be mentioned, and by doing so, the molded product can be sufficiently crystallized in the mold. It suppresses warpage after taking it out of the mold.
However, on the other hand, in the modeling by the 3D printer, contrary to the above-mentioned method, the warp at the time of modeling can be suppressed by sufficiently slowing down the crystallization rate.

<融点ピーク>
本実施形態における造形材料は、DSCで測定される融点ピークが単一ピークを示すことが好ましい。融点ピークが単一ピークを示すことにより、ポリアセタールと他の樹脂とが十分に相溶しているといえ、造形材料の均一化、ひいては物性の向上を図ることができる。
なお、本明細書において「単一ピークを示す」とは、2つ以上のピーク及びショルダーの存在が確認されないことを指すものとする。
<Melting point peak>
In the modeling material of the present embodiment, it is preferable that the melting point peak measured by DSC shows a single peak. When the melting point peak shows a single peak, it can be said that the polyacetal and the other resin are sufficiently compatible with each other, and it is possible to make the modeling material uniform and improve the physical properties.
In addition, in this specification, "indicating a single peak" means that the existence of two or more peaks and shoulders is not confirmed.

次に、本実施形態における造形材料が含有し得る成分について説明する。 Next, the components that can be contained in the modeling material in the present embodiment will be described.

<ポリアセタール>
本実施形態における造形材料は、ポリアセタールの含有量(質量割合)が45質量%以上である。また、造形材料は、ポリアセタールの有利な特性を発現させる観点から、ポリアセタールの含有量が50質量%以上であることが好ましく、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは60質量%以上である。また、造形材料は、3Dプリンターによる造形性をより良好にする観点から、ポリアセタールの含有量が95質量%以下であることが好ましく、より好ましくは90質量%以下、更に好ましくは80質量%以下、一層好ましくは70質量%以下である。
<Polyacetal>
The modeling material in this embodiment has a polyacetal content (mass ratio) of 45% by mass or more. Further, from the viewpoint of exhibiting the advantageous properties of polyacetal, the modeling material preferably has a polyacetal content of 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, and further preferably 60% by mass or more. Further, the modeling material preferably has a polyacetal content of 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 80% by mass or less, from the viewpoint of improving the formability by a 3D printer. More preferably, it is 70% by mass or less.

また、本実施形態における造形材料は、ポリアセタールの含有量(体積割合)が、50体積%以上であることが好ましい。ポリアセタールの含有量(体積割合)が50体積%以上であることにより、ポリアセタール特有の機械強度及び摺動性等の優れた特性がより発現しやすい。同様の観点から、造形材料は、ポリアセタールの含有量(体積割合)が、53体積%以上であることがより好ましく、55体積%以上が更に好ましい。また、ポリアセタールの含有量(体積割合)は、3Dプリンターによる造形性の観点から、90体積%以下が好ましく、より好ましくは80体積%以下であり、更に好ましくは60体積%以下である。 Further, the modeling material in the present embodiment preferably has a polyacetal content (volume ratio) of 50% by volume or more. When the content (volume ratio) of polyacetal is 50% by volume or more, excellent properties such as mechanical strength and slidability peculiar to polyacetal are more likely to be exhibited. From the same viewpoint, the polyacetal content (volume ratio) of the modeling material is more preferably 53% by volume or more, further preferably 55% by volume or more. The content (volume ratio) of polyacetal is preferably 90% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, and further preferably 60% by volume or less from the viewpoint of formability by a 3D printer.

本発明におけるポリアセタールとしては、例えば、ポリアセタールホモポリマー(a−1)及びポリアセタールコポリマー(a−2)などが挙げられるが、造形性、熱安定性の観点からは、ポリアセタールコポリマーが好ましい。その一方で、ポリアセタールとしては、得られる造形品の機械的強度の観点からは、ポリアセタールホモポリマーが好ましい。 Examples of the polyacetal in the present invention include polyacetal homopolymers (a-1) and polyacetal copolymers (a-2), but polyacetal copolymers are preferable from the viewpoint of formability and thermal stability. On the other hand, as the polyacetal, a polyacetal homopolymer is preferable from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained modeled product.

[ポリアセタールホモポリマー(a−1)]
ポリアセタールホモポリマー(a−1)は、オキシメチレンユニットのみを主鎖に有するポリマーである。そして、ポリアセタールホモポリマー(a−1)は、例えば、公知のスラリー重合法(例えば、特公昭47−6420号公報及び特公昭47−10059号公報に記載の方法)により得ることができる。
また、市販されているポリアセタールホモポリマーとしては、旭化成株式会社製のテナック(商標)が挙げられる。
[Polyacetal homopolymer (a-1)]
The polyacetal homopolymer (a-1) is a polymer having only an oximethylene unit in the main chain. Then, the polyacetal homopolymer (a-1) can be obtained, for example, by a known slurry polymerization method (for example, the methods described in Japanese Patent Publication No. 47-6420 and Japanese Patent Publication No. 47-10059).
Examples of commercially available polyacetal homopolymers include Tenac (trademark) manufactured by Asahi Kasei Corporation.

[ポリアセタールコポリマー(a−2)]
ポリアセタールコポリマー(a−2)は、主モノマーに由来するオキシメチレンユニットと、コモノマーに由来するコモノマーユニットとを主鎖に有する共重合ポリマーである。コモノマーユニットは、オキシメチレンユニットと共重合できるユニットであれば特に限定されないが、炭素数2以上のオキシアルキレンユニットであることが好ましい。ポリアセタールコポリマー(a−2)の両末端又は片末端は、エステル基及び/又はエーテル基により封鎖されていてもよい。
また、市販されているポリアセタールコポリマーとしては、旭化成株式会社製のテナック−C(商標)が挙げられる。
[Polyacetal copolymer (a-2)]
The polyacetal copolymer (a-2) is a copolymer polymer having an oxymethylene unit derived from the main monomer and a comonomer unit derived from the comonomer in the main chain. The comonomer unit is not particularly limited as long as it can be copolymerized with the oxymethylene unit, but is preferably an oxyalkylene unit having 2 or more carbon atoms. Both ends or one end of the polyacetal copolymer (a-2) may be sealed with an ester group and / or an ether group.
Examples of commercially available polyacetal copolymers include Tenac-C ™ manufactured by Asahi Kasei Corporation.

なお、ポリアセタールコポリマー(a−2)において、炭素数2以上のオキシアルキレンユニットの定量については、1H−NMR法を用いて、以下の手順で求めることができる。
即ち、ポリアセタールコポリマー(a−2)を、ヘキサフルオロイソプロパノールにより濃度1.5質量%となるように24時間かけて溶解させ、この溶解液を用いて1H−NMR解析を行い、オキシメチレンユニットと、炭素数2以上のオキシアルキレンユニットと、の帰属ピ−クの積分値の比率から、オキシメチレンユニット(a=100mol)に対する炭素数2以上のオキシアルキレンユニット(bmol)の含有割合(b/a:mol/100mol)を求めることができる。
In the polyacetal copolymer (a-2), the quantification of the oxyalkylene unit having 2 or more carbon atoms can be determined by the following procedure using the 1 H-NMR method.
That is, the polyacetal copolymer (a-2) was dissolved with hexafluoroisopropanol to a concentration of 1.5% by mass over 24 hours, and 1 H-NMR analysis was performed using this solution to obtain an oxymethylene unit. From the ratio of the integrated value of the assigned peak to the oxyalkylene unit having 2 or more carbon atoms, the content ratio (b / a) of the oxyalkylene unit (bmol) having 2 or more carbon atoms to the oxymethylene unit (a = 100 mol). : Mol / 100 mol) can be obtained.

ポリアセタールコポリマー(a−2)は、コモノマーユニットを、オキシメチレンユニット100molに対して、0.3mol以上含有することが好ましく、0.4mol以上含有することがより好ましく、0.5mol以上含有することが更に好ましく、0.6mol以上含有することが一層好ましく、1.2mol以上含有することが特に好ましい。また、ポリアセタールコポリマー(a−2)は、コモノマーユニットを、3.0mol以下含有することが好ましく、2.0mol以下含有することがより好ましく、1.5mol以下含有することが更に好ましい。オキシメチレンユニット100molに対するコモノマーユニットの含有割合を上述した好ましい範囲にすることで、3Dプリンターによる造形性と熱安定性とのバランスが良好な造形材料が得られる傾向にある。 The polyacetal copolymer (a-2) preferably contains 0.3 mol or more, more preferably 0.4 mol or more, and more preferably 0.5 mol or more of the comonomer unit with respect to 100 mol of the oxymethylene unit. It is more preferably contained in an amount of 0.6 mol or more, and particularly preferably contained in an amount of 1.2 mol or more. Further, the polyacetal copolymer (a-2) preferably contains 3.0 mol or less of the comonomer unit, more preferably 2.0 mol or less, and further preferably 1.5 mol or less. By setting the content ratio of the comonomer unit to 100 mol of the oxymethylene unit within the above-mentioned preferable range, a modeling material having a good balance between formability and thermal stability by a 3D printer tends to be obtained.

1)主モノマー
ポリアセタールコポリマー(a−2)の製造に使用する主モノマーとしては、例えば、ホルムアルデヒド又はその3量体であるトリオキサン若しくは4量体であるテトラオキサン等の環状オリゴマーなどが挙げられる。
本実施形態において「主モノマー」とは、全モノマー量に対して50質量%以上含有されているモノマーユニットをいう。
1) Main Monomer Examples of the main monomer used in the production of the polyacetal copolymer (a-2) include cyclic oligomers such as formaldehyde, trioxane which is a trimer thereof, and tetraoxane which is a tetramer.
In the present embodiment, the "main monomer" means a monomer unit contained in an amount of 50% by mass or more based on the total amount of monomers.

2)コモノマー
ポリアセタールコポリマー(a−2)の製造に使用するコモノマーとしては、特に限定されないが、例えば、分子中に炭素数2以上のオキシアルキレンユニットを有する環状エーテル化合物が挙げられる。
2) Comonomer The comonomer used in the production of the polyacetal copolymer (a-2) is not particularly limited, and examples thereof include a cyclic ether compound having an oxyalkylene unit having 2 or more carbon atoms in the molecule.

環状エーテル化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、1,3−ジオキソラン、1,3−プロパンジオールホルマール、1,4−ブタンジオールホルマール、1,5−ペンタンジオールホルマール、1,6−ヘキサンジオールホルマール、ジエチレングリコールホルマール、1,3,5−トリオキセパン、1,3,6−トリオキオカン、及び分子に分岐若しくは架橋構造を構成しうるモノ−若しくはジ−グリシジル化合物などが挙げられる。
環状エーテル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The cyclic ether compound is not particularly limited, but for example, ethylene oxide, propylene oxide, 1,3-dioxolane, 1,3-propanediol formal, 1,4-butanediol formal, 1,5-pentanediol formal, 1,5-pentanediol formal, 1, Examples thereof include 6-hexanediol formal, diethylene glycol formal, 1,3,5-trioxepan, 1,3,6-triochiocane, and mono- or di-glycidyl compounds capable of forming a branched or crosslinked structure in the molecule.
The cyclic ether compound may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態におけるポリアセタールは、当該ポリアセタールの融点より10℃低い温度で1時間保持したときの重量減少率が、5%以下であることが好ましい。上記重量減少率が5%以下であることにより、高い熱安定性を保持することができ、加熱によるホルムアルデヒド等の揮発性有機物質(VOC)の放出を十分に抑制することができる。同様の観点から、上記重量減少率は、3%以下であることがより好ましく、1%以下であることが更に好ましい。
ここで、上記重量減少率は、熱重量測定装置(Perkin Elmer社製、商品名「Pyris1 TGA」)を用いて、試料重量:5mg、空気流量:10mL/分、昇温速度(室温から155℃まで):10℃/分、155℃(調製されるポリアセタールコポリマーの融点より10℃低い温度)で1時間保持して測定する。
The polyacetal in the present embodiment preferably has a weight loss rate of 5% or less when it is held at a temperature 10 ° C. lower than the melting point of the polyacetal for 1 hour. When the weight reduction rate is 5% or less, high thermal stability can be maintained, and the release of volatile organic substances (VOC) such as formaldehyde due to heating can be sufficiently suppressed. From the same viewpoint, the weight reduction rate is more preferably 3% or less, and further preferably 1% or less.
Here, the weight reduction rate is determined by using a thermal weight measuring device (manufactured by Perkin Elmer, trade name "Pyris1 TGA"), sample weight: 5 mg, air flow rate: 10 mL / min, and heating rate (from room temperature to 155 ° C.). Up to): Measure at 10 ° C./min, 155 ° C. (10 ° C. lower than the melting point of the prepared polyacetal copolymer) for 1 hour.

<ポリ乳酸樹脂>
本実施形態における造形材料は、ポリ乳酸樹脂を更に含有することが好ましい。通常、ポリアセタールは、他の樹脂と相溶させることが難しいが、一定の割合のポリ乳酸とは相溶することが可能である。従って、造形材料がポリ乳酸樹脂を更に含有することで、造形材料をより均一化することができる。また、ポリ乳酸樹脂は、結晶化し難い傾向にあるため、造形材料がポリ乳酸樹脂を更に含有することで、結晶化速度を遅くできるとともに、収縮度の値を高めることができる。
<Polylactic acid resin>
The modeling material in this embodiment preferably further contains a polylactic acid resin. Normally, polyacetal is difficult to be compatible with other resins, but it can be compatible with a certain proportion of polylactic acid. Therefore, when the modeling material further contains the polylactic acid resin, the modeling material can be made more uniform. Further, since the polylactic acid resin tends to be difficult to crystallize, the crystallization rate can be slowed down and the shrinkage degree value can be increased by further containing the polylactic acid resin in the modeling material.

ポリ乳酸樹脂としては、例えば、市販の各種ポリ乳酸樹脂を用いることができる。また、ポリ乳酸樹脂としては、乳酸の環状2量体を重合したものを用いることもでき、ラクチドのうち、D体含有量が十分に低いL−ラクチド、又は、L体含有量が十分に低いD−ラクチドを原料として、公知の溶融重合法で、あるいは、更に固相重合法を併用して製造したものを用いることが好ましい。
ポリ乳酸樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
As the polylactic acid resin, for example, various commercially available polylactic acid resins can be used. Further, as the polylactic acid resin, one obtained by polymerizing a cyclic dimer of lactic acid can also be used, and among lactides, L-lactide having a sufficiently low D-form content or L-lactide having a sufficiently low L-form content has been used. It is preferable to use D-lactide as a raw material, which is produced by a known melt polymerization method or in combination with a solid phase polymerization method.
One type of polylactic acid resin may be used alone, or two or more types may be used in combination.

また、ポリ乳酸樹脂は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、副成分として、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンサクシネートテレフタレート等から選ばれる1種又は2種以上の樹脂を含有していてもよい。 The polylactic acid resin may contain polyglycolic acid, polycaprolactone, polybutylene succinate, polyethylene succinate, polybutylene adipate terephthalate, polybutylene succinate terephthalate and the like as subcomponents as long as the effects of the present invention are not impaired. It may contain one kind or two or more kinds of resins selected from the above.

造形材料におけるポリ乳酸樹脂の含有量は、ポリアセタール100質量部に対して5〜120質量部が好ましい。ポリ乳酸樹脂の含有量が5質量部以上であれば、造形品の反り及び層間剥離をより抑制することができ、また、50質量部以下であれば、ポリアセタールの優れた特性である摺動性等に悪影響を与えない。同様の観点から、造形材料におけるポリ乳酸樹脂の含有量は、ポリアセタール100質量部に対して、10質量部以上であることがより好ましく、20質量部以上であることが更に好ましく、また、100質量部以下であることがより好ましく、50質量部以下であることが更に好ましい。
特に、低価格の3Dプリンターは、装置を簡略化するために、造形ステージのヒーターがなかったり、造形スペースが解放系だったりするため、保温が十分にできず、反りや層間剥離が起こりやすい場合がある。また大型のプリンターの場合、造形エリア内の温度が均一でないため、材料側により高度な特性が求められる。よって、特にこれらのような場合には、造形材料がポリ乳酸樹脂を上述した割合で更に含有することが好ましい。
The content of the polylactic acid resin in the modeling material is preferably 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyacetal. When the content of the polylactic acid resin is 5 parts by mass or more, warpage and delamination of the modeled product can be further suppressed, and when it is 50 parts by mass or less, the slidability which is an excellent property of polyacetal. Does not adversely affect such things. From the same viewpoint, the content of the polylactic acid resin in the modeling material is more preferably 10 parts by mass or more, further preferably 20 parts by mass or more, and 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyacetal. It is more preferably parts or less, and even more preferably 50 parts by mass or less.
In particular, low-priced 3D printers do not have a heater for the modeling stage or the modeling space is open in order to simplify the equipment, so heat retention is not sufficient and warpage and delamination are likely to occur. There is. Further, in the case of a large printer, since the temperature in the modeling area is not uniform, more advanced characteristics are required on the material side. Therefore, particularly in such cases, it is preferable that the modeling material further contains the polylactic acid resin in the above-mentioned ratio.

また、造形材料がポリ乳酸樹脂を含有する場合、当該造形材料は、後述する無機充填剤を更に含有することが好ましい。ポリ乳酸樹脂と無機充填剤とを併用することで、より相溶性が増し、組成分布の無い均一な材料とすることができる。 When the modeling material contains a polylactic acid resin, it is preferable that the modeling material further contains an inorganic filler described later. By using the polylactic acid resin and the inorganic filler in combination, the compatibility is further increased, and a uniform material having no composition distribution can be obtained.

<無機充填剤>
本実施形態における造形材料は、無機充填剤を更に含有することが好ましい。造形材料が無機充填剤を更に含有することで、収縮度を高め、造形品の反り及び層間剥離をより抑制することができる。
<Inorganic filler>
The modeling material in this embodiment preferably further contains an inorganic filler. When the modeling material further contains an inorganic filler, the degree of shrinkage can be increased, and warpage and delamination of the modeled product can be further suppressed.

無機充填剤としては、例えば、金属粉(アルミニウム、ステンレス、ニッケル、銀など)、水酸化物(水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウムなど)、酸化物(酸化ケイ素、酸化鉄、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛など)、珪酸塩(ワラストナイト、タルク、マイカ、カオリン、クレイ、ベントナイト、ガラスビーズ、ガラスバルーンなど)、炭酸塩(炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ハイドロタルサイトなど)、カーボン系物質(カーボンブラック、黒鉛、カーボンファイバーなど)、硫酸塩、窒化ホウ素、窒化珪素などが挙げられる。これらの中でも、本実施形態において、無機充填剤は、水酸化物、酸化物、珪酸塩、炭酸塩及びカーボン系物質から選ばれる1種以上を含むことが好ましく、ワラストナイト、マイカ、カオリン、タルク、ガラスビーズ、ガラスバルーン、炭酸カルシウム及び炭酸マグネシウムからなる群より選択される1種以上を含むことがより好ましく、特に3Dプリンターのヘッドを傷めず、ポリアセタールとの親和性がいいという観点から、炭酸カルシウムを含むことが更に好ましい。
無機充填剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the inorganic filler include metal powders (aluminum, stainless steel, nickel, silver, etc.), hydroxides (aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, etc.), oxides (silicon oxide, iron oxide, alumina, etc.). Titanium oxide, zinc oxide, etc.), silicates (wallastnite, talc, mica, kaolin, clay, bentonite, glass beads, glass balloons, etc.), carbonates (calcium carbonate, magnesium carbonate, hydrotalcite, etc.), carbon-based Examples include substances (carbon black, graphite, carbon fiber, etc.), sulfates, boron nitride, silicon nitride, and the like. Among these, in the present embodiment, the inorganic filler preferably contains at least one selected from hydroxides, oxides, silicates, carbonates and carbon-based substances, such as wallastonite, mica, kaolin, and the like. It is more preferable to contain at least one selected from the group consisting of talc, glass beads, glass balloons, calcium carbonate and magnesium carbonate, and particularly from the viewpoint of not damaging the head of the 3D printer and having good compatibility with polyacetal. It is more preferable to contain calcium carbonate.
As the inorganic filler, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

無機充填剤は、樹脂との親和性を向上させるために、公知の表面処理剤を用いて表面処理が施されていてもよい。表面処理剤としては、例えば、アミノシラン、エポキシシラン等のシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、脂肪酸(飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸)、脂環族カルボン酸、樹脂酸、金属石鹸、樹脂類などが挙げられる。表面処理剤の添加量は、無機充填剤に対して3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。 The inorganic filler may be surface-treated with a known surface-treating agent in order to improve the affinity with the resin. Examples of the surface treatment agent include silane coupling agents such as aminosilane and epoxysilane, titanate-based coupling agents, fatty acids (saturated fatty acids and unsaturated fatty acids), alicyclic carboxylic acids, resin acids, metal soaps, and resins. Can be mentioned. The amount of the surface treatment agent added is preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, based on the inorganic filler.

無機充填剤の形状は、粉末状、鱗片状、板状、針状、球状、立方形状、繊維状、テトラポッド状など、いずれでもよく、特に限定されるものではない。ただし、無機充填剤の形状は、造形品の異方性低減、機械的強度向上の観点から、立方形状が好ましく、平均長径(L)と平均短径(D)との比であるアスペクト比(L/D)が5以下であるものがより好ましく、3以下であるものが更に好ましい。 The shape of the inorganic filler may be powder, scale, plate, needle, spherical, cubic, fibrous, tetrapod, or the like, and is not particularly limited. However, the shape of the inorganic filler is preferably a cubic shape from the viewpoint of reducing anisotropy of the modeled product and improving mechanical strength, and the aspect ratio (L) which is the ratio of the average major axis (L) to the average minor axis (D) ( The one having L / D) of 5 or less is more preferable, and the one having L / D) of 3 or less is further preferable.

無機充填剤は、平均粒径が50nm以上500nm以下であることが好ましく、80nm以上300nm以下であることがより好ましく、80nm以上200nm以下であることが更に好ましい。無機充填剤の平均粒径が50nm以上であることにより、造形品が高温下に長時間曝された後であっても、その剛性及び靱性を高いレベルで維持することができる。また、無機充填剤の平均粒径が500nm以下であることにより、造形品が高温下に長時間曝された後であっても、その靱性及びギア強度を高いレベルで維持することができる。
なお、無機充填剤の平均粒径、平均長径及び平均短径は、走査型電子顕微鏡(SEM)により測定対象となる無機充填剤粒子のサンプリングを行い、その無機充填剤粒子を倍率1千倍から5万倍で撮影し、得られた画像において無作為に選んだ最低100個の無機充填剤粒子からそれぞれの径を測定し、その相加平均として求めたものである。
The average particle size of the inorganic filler is preferably 50 nm or more and 500 nm or less, more preferably 80 nm or more and 300 nm or less, and further preferably 80 nm or more and 200 nm or less. When the average particle size of the inorganic filler is 50 nm or more, the rigidity and toughness of the modeled product can be maintained at a high level even after being exposed to a high temperature for a long time. Further, since the average particle size of the inorganic filler is 500 nm or less, the toughness and gear strength of the modeled product can be maintained at a high level even after being exposed to a high temperature for a long time.
The average particle size, average major axis, and average minor axis of the inorganic filler are measured by sampling the inorganic filler particles to be measured with a scanning electron microscope (SEM), and the inorganic filler particles are magnified from a magnification of 1,000 times. The diameter was measured from at least 100 inorganic filler particles randomly selected in the obtained image taken at a magnification of 50,000, and the sum of the particles was calculated as an additive average.

無機充填剤は、等方性であることが好ましい。無機充填剤が等方性であることにより、得られた造形品の機械物性の異方性を抑制できる。等方性の無機充填剤としては、例えば、ガラスビーズ、炭酸カルシウム等が挙げられる。
なお、本明細書において「等方性」とは、長径と短径の比(長径/短径)が1.5以下であることを指す。
The inorganic filler is preferably isotropic. Since the inorganic filler is isotropic, the anisotropy of the mechanical properties of the obtained modeled product can be suppressed. Examples of the isotropic inorganic filler include glass beads, calcium carbonate and the like.
In the present specification, "isotropic" means that the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) is 1.5 or less.

造形材料における無機充填剤の含有量は、ポリアセタール100質量部に対して5〜120質量部であることが好ましい。無機充填剤の含有量が5質量部以上であれば、造形品の反り及び層間剥離をより抑制することができるとともに、強度等の剛性が良好となり、また、150質量部以下であれば、材料の機械強度を損なわない。同様の観点から、造形材料における無機充填剤の含有量は、ポリアセタール100質量部に対して、20質量部以上であることがより好ましい。 The content of the inorganic filler in the modeling material is preferably 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of polyacetal. If the content of the inorganic filler is 5 parts by mass or more, warpage and delamination of the modeled product can be further suppressed, and rigidity such as strength becomes good. If the content is 150 parts by mass or less, the material Does not impair the mechanical strength of. From the same viewpoint, the content of the inorganic filler in the modeling material is more preferably 20 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of polyacetal.

以下、無機充填剤の一例である炭酸カルシウムについて説明する。 Hereinafter, calcium carbonate, which is an example of an inorganic filler, will be described.

本実施形態に使用可能な炭酸カルシウムの一例としては、軽質炭酸カルシウムが挙げられる。その粒子の形状としては、球形、立方形、紡鍾形、薄片形、不定形が挙げられる。また、軽質炭酸カルシウムの結晶形態としては、一般的に知られているカルサイト型、アラゴナイト型及びパテライト型のいずれであってもよく、これらのうち、ポリアセタールとの界面密着性、組成物の機械的物性のバランスを向上させる観点から、カルサイト型のものが好ましい。軽質炭酸カルシウムは、人工的に合成されるものであれば特に限定されず、コロイド状炭酸カルシウム、沈降炭酸カルシウム又は活性炭酸カルシウムと呼ばれるものが好ましい。これらの中でも、スラリー状の水酸化カルシウムに二酸化炭素を反応させて製造されたものが好ましい。
軽質炭酸カルシウムは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
An example of calcium carbonate that can be used in this embodiment is light calcium carbonate. Examples of the shape of the particles include a spherical shape, a cubic shape, a spun shape, a flaky shape, and an amorphous shape. The crystal form of light calcium carbonate may be any of the generally known calcite type, aragonite type and patelite type, and among these, interfacial adhesion with polyacetal and the composition machine. The calcite type is preferable from the viewpoint of improving the balance of physical properties. The light calcium carbonate is not particularly limited as long as it is artificially synthesized, and those called colloidal calcium carbonate, precipitated calcium carbonate or active calcium carbonate are preferable. Among these, those produced by reacting carbon dioxide with slurry-like calcium hydroxide are preferable.
As the light calcium carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

また、炭酸カルシウムのJIS K5101試験法に準拠した煮沸抽出法によるpHは、9.2以上10.0以下であることが好ましく、9.4以上9.7以下であることがより好ましい。このpHが9.2以上10.0以下であれば、造形品の表面が着色しにくくなるため好ましい。また、炭酸カルシウムの水銀ポロシメーターを用いた水銀圧入法による最多確率空隙半径は、0.12μm以上0.16μm以下であることが好ましい。最多確率空隙半径が0.12μm以上であることにより、組成物中で炭酸カルシウムが凝集し難く良分散体が得られるという効果を有し、0.16μm以下であることにより、造形品が高温下に長時間曝された後であっても、剛性及びギア強度を高いレベルで保持できるという効果を有する。 The pH of calcium carbonate by the boiling extraction method based on the JIS K5101 test method is preferably 9.2 or more and 10.0 or less, and more preferably 9.4 or more and 9.7 or less. When this pH is 9.2 or more and 10.0 or less, the surface of the modeled product is less likely to be colored, which is preferable. Further, the maximum probability void radius by the mercury intrusion method using a mercury porosimeter of calcium carbonate is preferably 0.12 μm or more and 0.16 μm or less. When the maximum probability void radius is 0.12 μm or more, calcium carbonate is less likely to aggregate in the composition and a good dispersion can be obtained. It has the effect of maintaining a high level of rigidity and gear strength even after being exposed to calcium for a long time.

炭酸カルシウムは、表面処理されたもの、又は表面処理されていないものであってもよい。ここでいう用語「表面処理」とは、炭酸カルシウムの製造工程において、粒子の凝集を防止する目的で、公知の表面処理剤、付着剤又は錯化剤、及び凝集防止剤の少なくとも1種が添加され、その結果、該物質によって炭酸カルシウムの表面が被覆されていることをいう。ここで、表面処理剤、付着剤又は錯化剤、及び凝集防止剤とは、例えば「分散・凝集の解明と応用技術、1992年」(北原文雄監修・株式会社テクノシステム発行)の232〜237ページに記載されているようなアニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤、両性界面活性剤、非イオン系界面活性剤が挙げられる。また、アミノシラン、エポキシシラン等のシラン系カップリング剤、チタネート系カップリング剤、脂肪酸(飽和脂肪酸及び不飽和脂肪酸)、脂肪族カルボン酸、樹脂酸及び金属セッケンが例示される。 Calcium carbonate may be surface-treated or unsurface-treated. The term "surface treatment" as used herein means that at least one of a known surface treatment agent, adhesive or complexing agent, and anti-aggregation agent is added for the purpose of preventing particle aggregation in the calcium carbonate manufacturing process. As a result, it means that the surface of calcium carbonate is coated with the substance. Here, the surfactants, adhesives or complexing agents, and anti-aggregation agents are, for example, 232-237 of "Elucidation of dispersion / aggregation and applied technology, 1992" (supervised by Fumio Kitahara, published by Techno System Co., Ltd.). Examples thereof include anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and nonionic surfactants as described on the page. Further, silane coupling agents such as aminosilane and epoxysilane, titanate-based coupling agents, fatty acids (saturated fatty acids and unsaturated fatty acids), aliphatic carboxylic acids, resin acids and metal soaps are exemplified.

表面処理されていない炭酸カルシウムを使用する際に添加される、表面処理剤としては、特に限定されないが、具体的には、炭素数12〜30の脂肪酸が挙げられる。炭素数12〜30の脂肪酸は、直鎖又は分岐の脂肪族炭化水素基にカルボキシル基が結合した構造の脂肪酸であり、分子内の合計炭素原子数が12〜30のものである。具体的には、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ペンタデシル酸、ステアリン酸、ナノデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコン酸、モンタン酸、メリシン酸、ラクセル酸、ウンデシレン酸、オレイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブラシジン酸、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸、ステアロール酸が挙げられる。
これら脂肪酸は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The surface treatment agent added when unsurface-treated calcium carbonate is used is not particularly limited, and specific examples thereof include fatty acids having 12 to 30 carbon atoms. A fatty acid having 12 to 30 carbon atoms is a fatty acid having a structure in which a carboxyl group is bonded to a linear or branched aliphatic hydrocarbon group, and has a total number of carbon atoms in the molecule of 12 to 30. Specifically, undecylic acid, lauric acid, tridecylic acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, pentadecic acid, stearic acid, nanodecanoic acid, araquinic acid, bechenic acid, lignoseric acid, serotic acid, heptaconic acid, montanic acid, Examples thereof include melicic acid, laxel acid, undecylene acid, oleic acid, elaidic acid, setreic acid, erucic acid, brassic acid, linoleic acid, linolenic acid, arachidonic acid and stearolic acid.
These fatty acids may be used alone or in combination of two or more.

なお、これらの脂肪酸は、天然のものであっても合成されたものであってもよい。また、脂肪酸は、ヒドロキシ基等の官能基で置換されていてもよい。また、脂肪酸は、合成脂肪族アルコールであるユニリンアルコールの末端をカルボキシル変性した合成脂肪酸であってもよい。 In addition, these fatty acids may be natural ones or synthetic ones. Further, the fatty acid may be substituted with a functional group such as a hydroxy group. Further, the fatty acid may be a synthetic fatty acid in which the terminal of uniphosphoric alcohol, which is a synthetic aliphatic alcohol, is carboxyl-denatured.

炭酸カルシウム及び炭素数12〜30の脂肪酸を用いる場合において、上述の炭酸カルシウムに対する炭素数12〜30の脂肪酸の質量比(脂肪酸)/(炭酸カルシウム)は、0.020〜0.060であることが好ましく、0.025〜0.050であることがより好ましい。0.020以上であれば、脂肪酸による炭酸カルシウム表面の中和が充分であり、0.05以下であれば、造形品表面が着色しにくくなる。 When calcium carbonate and a fatty acid having 12 to 30 carbon atoms are used, the mass ratio (fatty acid) / (calcium carbonate) of the above-mentioned fatty acid having 12 to 30 carbon atoms to calcium carbonate shall be 0.020 to 0.060. Is preferable, and 0.025 to 0.050 is more preferable. If it is 0.020 or more, the surface of calcium carbonate is sufficiently neutralized by fatty acids, and if it is 0.05 or less, the surface of the modeled product is less likely to be colored.

<その他の成分>
本実施形態における造形材料は、例えば、酸化防止剤、安定剤(熱安定剤等)、紫外線吸収剤、結晶核剤、導電剤・帯電防止剤、外観改良剤(顔料や染料等)などの添加剤を更に含んでいてもよい。
<Other ingredients>
The modeling material in the present embodiment includes, for example, addition of antioxidants, stabilizers (heat stabilizers, etc.), ultraviolet absorbers, crystal nucleating agents, conductive agents / antistatic agents, appearance improving agents (pigments, dyes, etc.). It may further contain an agent.

<造形材料の形状>
本実施形態における造形材料は、特に制限されないが、熱溶解積層法の3Dプリンターの造形材料として用いる観点からは、モノフィラメント状であることが好ましい。なお、本明細書において「モノフィラメント状」とは、1本の単糸からなる繊維状を指す。
モノフィラメント状の造形材料(以下、単に「モノフィラメント」と称することがある。)は、直径が0.5mm以上であることが好ましく、1.0mm以上であることがより好ましく、1.4mm以上のものであることが更に好ましい。モノフィラメントの直径が0.5mm未満であると、細くなりすぎて、汎用の熱溶解積層法による3Dプリンターには適さないものとなる虞がある。なお、汎用の熱溶解積層法による3Dプリンターに適したモノフィラメントの直径の上限としては、3mm程度であるが、2.0mm以下であることがより好ましく、1.6mm以下であることが更に好ましい。
なお、モノフィラメント状の造形材料の直径とは、長手方向に対して垂直に切断した断面における長径を測定したものである。
<Shape of modeling material>
The modeling material in the present embodiment is not particularly limited, but is preferably in the form of a monofilament from the viewpoint of being used as a modeling material for a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method. In addition, in this specification, "monofilament-like" means a fibrous form consisting of one single yarn.
The monofilament-like modeling material (hereinafter, may be simply referred to as "monofilament") preferably has a diameter of 0.5 mm or more, more preferably 1.0 mm or more, and 1.4 mm or more. Is more preferable. If the diameter of the monofilament is less than 0.5 mm, it may become too thin and unsuitable for a 3D printer by a general-purpose fused deposition modeling method. The upper limit of the diameter of the monofilament suitable for a 3D printer by a general-purpose fused deposition modeling method is about 3 mm, but more preferably 2.0 mm or less, and further preferably 1.6 mm or less.
The diameter of the monofilament-shaped modeling material is a measurement of the major axis in a cross section cut perpendicular to the longitudinal direction.

また、モノフィラメントは、長径と短径の比(長径/短径)で表される真円率が1.05以下であることが好ましく、1.03以下であることがより好ましい。真円率が1.05以下であることにより、熱溶解積層法の3Dプリンターにおいてより精密に造形品を造形することができる。
なお、長径と短径の比が1に近いほど、真円度が高いことを示すものであり、モノフィラメントの製造時に延伸を行うことにより、真円度の高いモノフィラメントを得ることが可能となる。
Further, in the monofilament, the roundness represented by the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) is preferably 1.05 or less, and more preferably 1.03 or less. When the roundness is 1.05 or less, it is possible to more precisely model the modeled product in the 3D printer of the Fused Deposition Modeling method.
The closer the ratio of the major axis to the minor axis is, the higher the roundness is. By stretching the monofilament at the time of manufacturing, it is possible to obtain a monofilament having a high roundness.

更に、モノフィラメントは、原料供給の安定性の観点から、径の精度が±5%以内の誤差であることが好ましく、また、任意の10箇所について測定した直径の最大値と最小値の差が0.05mm以下であることが好ましい。
なお、モノフィラメントの製造時に延伸を行うことにより、樹脂の高分子鎖が配向して十分に結晶化し、寸法公差の低いモノフィラメントを得ることができる。
Further, from the viewpoint of the stability of raw material supply, the diameter accuracy of the monofilament is preferably an error of ± 5% or less, and the difference between the maximum and minimum diameters measured at any 10 points is 0. It is preferably 0.05 mm or less.
By stretching during the production of the monofilament, the polymer chains of the resin are oriented and sufficiently crystallized, so that a monofilament having a low dimensional tolerance can be obtained.

<造形材料の製造>
本実施形態における造形材料は、ポリアセタール等の樹脂及び任意の他成分を、ニーダー、ロールミル、単軸押出機、二軸押出機、多軸押出機などを用いて溶融混練を行うことにより、高い均一性をもって製造することができる。
<Manufacturing of modeling materials>
The molding material in the present embodiment is highly uniform by melt-kneading a resin such as polyacetal and any other component using a kneader, a roll mill, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, a multi-screw extruder, or the like. It can be manufactured with sex.

ここで、溶融混練を行う場合には、品質や作業環境の保持のために、雰囲気を不活性ガスにより置換したり、一段及び多段ベントによる脱気をしたりすることが好ましい。また、溶融混練の際の温度は、用いる樹脂の融点以上250℃以下とすることが好ましく、また、用いる樹脂の融点より20〜50℃高い温度であってもよい。 Here, when performing melt-kneading, it is preferable to replace the atmosphere with an inert gas or degas by a one-stage or multi-stage vent in order to maintain the quality and working environment. The temperature at the time of melt-kneading is preferably 250 ° C. or higher than the melting point of the resin used, and may be 20 to 50 ° C. higher than the melting point of the resin used.

次に、造形材料をモノフィラメント状にする方法について、一例を用いて説明する。
まず、溶融混練後に得られた造形材料を、常法によって紡糸速度5〜30m/分で溶融紡出し、未延伸モノフィラメントを得る。この際の紡糸温度は、190℃〜230℃とするのが適当であり、紡糸温度が低すぎると完全に溶融させることが困難となり、高すぎるとポリマーの熱分解が起こるので好ましくない。
Next, a method of making the modeling material into a monofilament shape will be described with an example.
First, the molding material obtained after melt-kneading is melt-spun at a spinning speed of 5 to 30 m / min by a conventional method to obtain an undrawn monofilament. The spinning temperature at this time is appropriately set to 190 ° C. to 230 ° C., and if the spinning temperature is too low, it becomes difficult to completely melt the spinning temperature, and if it is too high, thermal decomposition of the polymer occurs, which is not preferable.

次いで、紡出された未延伸モノフィラメントを、0〜100℃、好ましくは20〜80℃の液浴中で冷却固化する。冷却温度が低すぎると温度管理が困難であるとともに作業性が悪くなり、高すぎると冷却固化が不完全となるので好ましくない。次いで、冷却固化した未延伸モノフィラメントを、一旦巻き取ることなく延伸する。このとき、ローラ間に非接触の乾熱ヒーターを設置し、170〜250℃で熱処理を行いながら、2〜5倍の延伸倍率で延伸を行う。更に延伸を施す必要がある場合は、同様の設備を有するローラ間で、同様の熱処理を施しながら第二段目や第三段目の延伸を行う。そして、延伸の後、ローラ間に非接触の乾熱ヒーターを設置し、130〜200℃で熱処理を行いながら、弛緩熱処理(延伸倍率は0.9〜0.99倍)を施す。 The spun unstretched monofilament is then cooled and solidified in a liquid bath at 0-100 ° C, preferably 20-80 ° C. If the cooling temperature is too low, temperature control becomes difficult and workability deteriorates, and if it is too high, cooling and solidification becomes incomplete, which is not preferable. Next, the unstretched monofilament that has been cooled and solidified is stretched without being wound once. At this time, a non-contact dry heat heater is installed between the rollers, and stretching is performed at a stretching ratio of 2 to 5 times while performing heat treatment at 170 to 250 ° C. When it is necessary to further stretch, the second and third steps are stretched while performing the same heat treatment between rollers having the same equipment. Then, after stretching, a non-contact dry heat heater is installed between the rollers, and relaxation heat treatment (stretching ratio is 0.9 to 0.99 times) is performed while performing heat treatment at 130 to 200 ° C.

その後、ボビン等に巻き取り、カートリッジに収納するなどして、モノフィラメント状の造形材料を最終的に得ることができる。なお、造形材料をモノフィラメント状にする際は、ある程度の範囲内の倍率で延伸が施されていてもよい。 After that, it can be wound up on a bobbin or the like and stored in a cartridge to finally obtain a monofilament-like modeling material. When the modeling material is made into a monofilament shape, it may be stretched at a magnification within a certain range.

<造形材料の用途>
本実施形態における造形材料は、3Dプリンターなどの付加製造技術に好適に用いられる。なお、本実施形態における造形材料は、具体的に、熱溶解積層法の3Dプリンターに用いることができ、粉末溶融法の3Dプリンターに用いることもできる。本実施形態における造形材料を用いて付加製造を行うことにより、設計通りの精密な造形品を得ることができる。また、得られた造形品は、自動車部品、電気・電子部品、工業部品、医療用部品等の機構部品などに、広範囲に亘って適用可能である。
<Use of modeling material>
The modeling material in this embodiment is suitably used for an additional manufacturing technique such as a 3D printer. The modeling material in the present embodiment can be specifically used for a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method, and can also be used for a 3D printer of the powder melting method. By performing addition manufacturing using the modeling material in the present embodiment, it is possible to obtain a precise modeled product as designed. Further, the obtained modeled product can be widely applied to mechanical parts such as automobile parts, electric / electronic parts, industrial parts, medical parts and the like.

以下、一例として、モノフィラメント状である本実施形態における造形材料を用い、熱溶解積層法の3Dプリンターで造形する方法について説明する。 Hereinafter, as an example, a method of modeling with a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method using the modeling material of the present embodiment in the form of a monofilament will be described.

モノフィラメン卜状の造形材料(モノフィラメント)の供給においては、前述のように、モノフィラメントがボビン状に巻き取ったカー卜リッジに収納されていることが、安定した繰り出し、湿気等の環境要因からの保護、及びよれやキンクの防止等の観点から好ましい。 In the supply of monofilament-shaped modeling material (monofilament), as described above, the fact that the monofilament is stored in the bobbin-shaped wound ridge is a stable feed and from environmental factors such as humidity. It is preferable from the viewpoint of protection and prevention of kinks and kinks.

モノフィラメン卜を供給する場合には、ニップロールやギアロール等の駆動ロールに当該モノフィラメン卜を係合させて、引き取りながら押出ヘッドへ供給することが一般的である。 When supplying the monofilament, it is common to engage the monofilament with a drive roll such as a nip roll or a gear roll and supply the monofilament to the extrusion head while taking it.

熱溶解積層法においては、加熱押出ヘッドの温度を好ましくは180〜240℃とし、また、基板温度を通常80℃以下として、安定的に造形品を製造することができる。押出ヘッドから吐出される溶融樹脂(溶融モノフィラメント)の温度は、170℃以上であることが好ましく、190℃以上であることがより好ましく、一方、250℃以下であることが好ましく、240℃以下であることがより好ましい。溶融樹脂の温度が上記下限値以上であると、押出性の観点から好ましく、また、一般に造形品中に糸引きと呼ばれる、溶融樹脂が細く伸ばされた破片が残り、外観を悪化させることを防ぐ観点からも好ましい。一方、溶融樹脂の温度が上記上限値以下であると、樹脂の熱分解や焼け、発煙、臭い、べたつきといった不具合の発生を防ぎやすく、また、高速で吐出することが可能となり、造形効率が向上する傾向にあるために好ましい。 In the Fused Deposition Modeling method, the temperature of the heat extrusion head is preferably 180 to 240 ° C., and the substrate temperature is usually 80 ° C. or lower, so that a modeled product can be stably produced. The temperature of the molten resin (molten monofilament) discharged from the extrusion head is preferably 170 ° C. or higher, more preferably 190 ° C. or higher, and preferably 250 ° C. or lower, preferably 240 ° C. or lower. More preferably. When the temperature of the molten resin is equal to or higher than the above lower limit, it is preferable from the viewpoint of extrudability, and it is possible to prevent the molten resin from being left with thinly stretched fragments, which are generally called stringing, and deteriorating the appearance. It is also preferable from the viewpoint. On the other hand, when the temperature of the molten resin is equal to or lower than the above upper limit, it is easy to prevent problems such as thermal decomposition, burning, smoking, odor, and stickiness of the resin, and it is possible to discharge the resin at high speed, which improves the molding efficiency. It is preferable because it tends to be.

押出ヘッドから吐出される溶融樹脂は、好ましくは直径0.01〜1mm、より好ましくは直径0.02〜0.8mmのス卜ランド状で吐出される。溶融樹脂がこのような形状で吐出されると、CADモデルの再現性が良好となる傾向にあるために好ましい。 The molten resin discharged from the extrusion head is preferably discharged in the form of a slab having a diameter of 0.01 to 1 mm, more preferably 0.02 to 0.8 mm. It is preferable that the molten resin is discharged in such a shape because the reproducibility of the CAD model tends to be good.

(造形材料の使用方法)
本発明の造形材料の使用方法は、上述した本実施形態における造形材料を、熱溶解積層法の3Dプリンターに用いることを特徴とする。なお、本実施形態における造形材料の使用方法において、具体的な使用条件等は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択して使用することができる。
(How to use modeling materials)
The method of using the modeling material of the present invention is characterized in that the modeling material in the above-described embodiment is used in a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method. In the method of using the modeling material in the present embodiment, specific usage conditions and the like are not particularly limited, and the modeling material can be appropriately selected and used according to the purpose.

(造形方法)
本発明の造形方法は、熱溶解積層法の3Dプリンターで、上述した本実施形態における造形材料を用いて造形することを特徴とする。本実施形態における造形方法によれば、上述した本実施形態における造形材料を用いるため、複雑な造形品を精密に造形することができる。なお、本実施形態における造形方法において、具体的な造形条件等は、特に制限されず、目的に応じて適宜選択して、造形することができる。
(Modeling method)
The modeling method of the present invention is a 3D printer of the fused deposition modeling method, and is characterized by modeling using the modeling material in the above-described embodiment. According to the modeling method in the present embodiment, since the modeling material in the above-described embodiment is used, it is possible to precisely model a complicated modeled product. In the modeling method of the present embodiment, specific modeling conditions and the like are not particularly limited, and modeling can be performed by appropriately selecting according to the purpose.

以下、本発明を、実施例を挙げて説明するが、本実施形態は、以下の実施例に限定されるものではない。実施例・比較例における各測定・評価の方法は、以下の通りである。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present embodiment is not limited to the following examples. The methods of measurement and evaluation in Examples and Comparative Examples are as follows.

(1)収縮度の測定
製造した造形材料について、下記条件でPVT(圧力、比容積、温度)測定を行い、0.1MPaの圧力下での、200℃における比容積に対する50℃における比容積の比、即ち収縮度を求めた。
測定装置:PVT TEST SYSTEM (株式会社東洋精機製作所製)
測定モード:定圧温度変化
測定温度:200〜35℃(降温過程)
圧力水準:50〜200MPa(0.1MPaは、外挿計算)
予備乾燥:80℃×4h(熱風乾燥)
試料形状:ペレット
(1) Measurement of shrinkage degree PVT (pressure, specific volume, temperature) of the manufactured molding material is measured under the following conditions, and the specific volume at 50 ° C. with respect to the specific volume at 200 ° C. under a pressure of 0.1 MPa. The ratio, that is, the degree of contraction, was determined.
Measuring device: PVT TEST SYSTEM (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.)
Measurement mode: Constant pressure temperature change Measurement temperature: 200 to 35 ° C (temperature lowering process)
Pressure level: 50-200MPa (0.1MPa is extrapolated)
Pre-drying: 80 ° C x 4h (hot air drying)
Sample shape: pellet

(2)結晶化速度の測定
製造したペレット状の造形材料について、示差走査熱量計(Parkin Elmer社製:DSC−2C)を用いて、下記の手順に従って結晶化速度を測定した。
1:ペレット状の造形材料3mgを測定用アルミパンの中に封入し、示差走査熱量計の加熱炉内の所定位置に配置する。
2:20℃/分の昇温速度で220℃に達するまで昇温する。
3:220℃に達してから2分間、その温度を保持する。
4:80℃/分の降温速度で149℃に達するまで降温し、10分間、その温度を保持する。
5:保持開始から発熱ピークの最高点に達するまでの時間を、結晶化速度として測定する。なお、この時間が長いほど、結晶化速度が遅いことを意味する。
6:20℃/分の昇温速度で210℃に達するまで昇温し、5分間、その温度を保持する。
7:20℃/分の降温速度で、210℃から100℃に冷却する。
8:20℃/分の昇温速度で100℃から210℃に昇温し、その際の吸熱ピーク(融点ピーク)の最高点を融点として求める。
(2) Measurement of Crystallization Rate The crystallization rate of the manufactured pellet-shaped molding material was measured according to the following procedure using a differential scanning calorimeter (manufactured by Perkin Elmer: DSC-2C).
1: 3 mg of pellet-shaped modeling material is sealed in an aluminum pan for measurement and placed at a predetermined position in the heating furnace of the differential scanning calorimeter.
The temperature is raised to 220 ° C. at a heating rate of 2: 20 ° C./min.
3: Keep the temperature for 2 minutes after reaching 220 ° C.
The temperature is lowered until it reaches 149 ° C. at a temperature lowering rate of 4: 80 ° C./min, and the temperature is maintained for 10 minutes.
5: The time from the start of holding to the highest point of the exothermic peak is measured as the crystallization rate. The longer this time is, the slower the crystallization rate is.
The temperature is raised to 210 ° C. at a heating rate of 6: 20 ° C./min, and the temperature is maintained for 5 minutes.
Cool from 210 ° C to 100 ° C at a temperature lowering rate of 7:20 ° C / min.
The temperature is raised from 100 ° C. to 210 ° C. at a heating rate of 8:20 ° C./min, and the highest point of the endothermic peak (melting point peak) at that time is determined as the melting point.

(3)融点ピークの観察
上記(2)で得られた融点ピークを観察し、2つ以上のピーク及びショルダーの存在が確認されないものについては単一ピークと判断し、2つ以上のピーク又はショルダーの存在が確認されるものについては非単一ピークと判断した。
(3) Observation of melting point peaks Observe the melting point peaks obtained in (2) above, and if the presence of two or more peaks and shoulders is not confirmed, it is judged as a single peak and two or more peaks or shoulders. Those whose existence was confirmed were judged to be non-single peaks.

(4)モノフィラメントの直径及び真円率の測定
得られたモノフィラメント状の造形材料(モノフィラメント)より5m分の試料を取り出し、ランダムに20箇所を選択して、それらの直径をマイクロメーターで小数点以下第4位まで測定した。次に、それらの平均値の小数点第4位を四捨五入し、モノフィラメントの直径を求めた。
また、得られたモノフィラメントより5m分の試料を取り出し、ランダムに20箇所を選択して、それらの長径及び短径をマイクロメーターで測定するとともに、真円率=長径/短径を小数点第4位まで1箇所ずつ求めた。次に、それらの平均値の小数点第5位を四捨五入し、モノフィラメントの真円率を求めた。
(4) Measurement of diameter and roundness of monofilament 5 m of sample is taken out from the obtained monofilament-like modeling material (monofilament), 20 places are randomly selected, and their diameters are measured with a micrometer after the decimal point. Measured up to 4th place. Next, the fourth decimal place of those average values was rounded off to obtain the diameter of the monofilament.
In addition, 5 m of sample was taken out from the obtained monofilament, 20 points were randomly selected, and their major axis and minor axis were measured with a micrometer, and roundness = major axis / minor axis was set to the fourth decimal place. I asked for one place at a time. Next, the 5th decimal place of those average values was rounded off to obtain the roundness ratio of the monofilament.

(5)造形品の反りの評価
製造したモノフィラメン卜状の造形材料を原料として、造形を行った。具体的には、熱溶解積層法を採用した押出積層堆積システムとして、XYZプリンティング社製「ダヴィンチ1.0Pro」を用い、3次元物体として、上方に開口部を有するカップ形状の造形品(3次元造形品)の造形を行った。
造形品の造形に際しては、プリント速度を60mm/秒とし、また、基板温度を60℃とし、吐出温度を215℃とした。溶融樹脂は、押出ヘッドから直径0.4mmのス卜ランド状に吐出された。
得られた造形品を観察し、以下の基準で、造形品の反りを評価した。
反り
◎:ほぼ反っていない。
○:若干反っているが、造形品が得られた。
×:反りが大きく、きれいに造形できない。
(5) Evaluation of Warpage of Modeled Product Modeling was performed using the manufactured monofilament-shaped modeling material as a raw material. Specifically, "Da Vinci 1.0 Pro" manufactured by XYZ Printing Co., Ltd. is used as an extrusion lamination deposition system that employs the Fused Deposition Modeling method, and a cup-shaped modeled product (3) having an opening at the top as a three-dimensional object. Dimensional model) was modeled.
In modeling the modeled product, the printing speed was set to 60 mm / sec, the substrate temperature was set to 60 ° C, and the discharge temperature was set to 215 ° C. The molten resin was discharged from the extrusion head in the shape of a slab with a diameter of 0.4 mm.
The obtained modeled product was observed, and the warp of the modeled product was evaluated according to the following criteria.
Warp ◎: Almost no warp.
◯: Although it was slightly warped, a modeled product was obtained.
×: The warp is large and it cannot be modeled neatly.

(6)層間密着性の評価
上記(5)の通りにして得られた造形品を観察し、以下の基準で、造形品の層間密着性を評価した。
◎:層間がしっかり密着し、きれいな造形品が得られた。
○:わずかに層間が剥離している箇所が観察できる。
△:層間の剥離が複数個所に観察される。
×:大きく層間が剥離し、きれいな造形品が得られない。
(6) Evaluation of interlayer adhesion The interlayer adhesion of the molded product was evaluated according to the following criteria by observing the modeled product obtained as described in (5) above.
⊚: The layers were firmly adhered to each other, and a beautiful modeled product was obtained.
◯: A portion where the layers are slightly separated can be observed.
Δ: Delamination between layers is observed at a plurality of places.
X: The layers are largely separated, and a clean model cannot be obtained.

(造形材料の製造)
表1に示される配合処方で、各成分を、二軸混練機により溶融混練(シリンダ−温度:160℃〜210℃)し、ペレッ卜状の造形材料を得た。
次に、上記で得られたペレットを、エクストルーダー型溶融紡糸機に供給し、紡糸温度200℃で溶融し、直径5mmの紡糸孔を1孔有する丸断面形状の口金から吐出した。なお、このときの吐出量は、延伸後の糸の径(断面の直径)が1.75mmになるように調整した。引き続き、50℃の液浴中で冷却固化し、20m/分の速度で引き取って、未延伸糸を得た。次いで、未延伸糸を一旦巻取ることなく専用スポンジで水分を拭き取った後、ローラ間に設置された非接触型乾熱ヒーターにて、230℃での熱処理を施しながら、4.09倍に延伸した。この後、同様にローラ間に設置された非接触型乾熱ヒーターにて、150℃での熱処理を施しながら、延伸倍率0.98倍で弛緩熱処理を施して、モノフィラメント状の造形材料(モノフィラメント)を得た。
(Manufacturing of modeling materials)
Each component was melt-kneaded (cylinder-temperature: 160 ° C. to 210 ° C.) with a twin-screw kneader according to the formulation shown in Table 1 to obtain a perette-shaped molding material.
Next, the pellets obtained above were supplied to an extruder type melt spinning machine, melted at a spinning temperature of 200 ° C., and discharged from a round cross-section-shaped mouthpiece having one spinning hole having a diameter of 5 mm. The discharge amount at this time was adjusted so that the diameter of the yarn after drawing (diameter of the cross section) was 1.75 mm. Subsequently, the yarn was cooled and solidified in a liquid bath at 50 ° C. and taken up at a speed of 20 m / min to obtain an undrawn yarn. Next, after wiping off the moisture with a special sponge without winding the undrawn yarn once, it is drawn 4.09 times while being heat-treated at 230 ° C. with a non-contact dry heat heater installed between the rollers. bottom. After that, in the same non-contact dry heat heater installed between the rollers, while performing heat treatment at 150 ° C., relaxation heat treatment is performed at a draw ratio of 0.98 times to form a monofilament-like molding material (monofilament). Got

実施例・比較例において行った各測定・評価の結果を、表1に示す。 Table 1 shows the results of each measurement and evaluation performed in Examples and Comparative Examples.

Figure 0006957377
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*1 ポリアセタール:旭化成株式会社製、「テナック−C 4520」
*2 ポリ乳酸樹脂:ネイチャーワークス社製、「Ingeo 2003D」
*3 無機充填剤:炭酸カルシウム(白石工業株式会社製)、平均粒径150nm、表面未処理、pH=9.4、最多確率空隙半径0.13μm、等方性
*4 ポリアセタールの密度:1.41g/cm3、ポリ乳酸樹脂の密度:1.24g/cm3、無機充填剤の密度:2.70g/cm3として、質量比から算出
* 1 Polyacetal: Asahi Kasei Corporation, "Tenac-C 4520"
* 2 Polylactic acid resin: "Ingeo 2003D" manufactured by Nature Works
* 3 Inorganic filler: calcium carbonate (manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd.), average particle size 150 nm, surface untreated, pH = 9.4, most probable void radius 0.13 μm, isotropic * 4 Polyacetal density: 1. Calculated from the mass ratio, assuming that 41 g / cm 3 , the density of polylactic acid resin: 1.24 g / cm 3 , and the density of the inorganic filler: 2.70 g / cm 3.

表1に示す通り、本発明に従う実施例では、造形品の反りが抑制されるとともに層間密着性も良好であり、複雑な造形品を精密に造形できていることが分かる。 As shown in Table 1, in the examples according to the present invention, it can be seen that the warp of the modeled product is suppressed and the interlayer adhesion is good, and a complicated modeled product can be precisely modeled.

本発明によれば、3Dプリンターにより複雑な造形品を精密に造形可能な、ポリアセタールを含有する造形材料を提供することができる。また、本発明によれば、上述した造形材料の使用方法、及び、複雑な造形品を精密に造形可能な造形方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a modeling material containing polyacetal, which can precisely model a complicated modeled product by a 3D printer. Further, according to the present invention, it is possible to provide a method of using the above-mentioned modeling material and a modeling method capable of precisely modeling a complicated modeled product.

Claims (11)

ポリアセタールを含有する3Dプリンター用造形材料であって、前記造形材料は、
前記ポリアセタールの含有量が45質量%以上であり、
無機充填剤を更に含有し、前記無機充填剤はアスペクト比が5以下であり、前記無機充填剤の含有量が前記ポリアセタール100質量部に対して5〜120質量部であり、
ポリ乳酸樹脂を更に含有し、前記ポリ乳酸樹脂の含有量が前記ポリアセタール100質量部に対して5〜120質量部であり、
200℃における比容積に対する50℃における比容積の比として求められる収縮度が、0.875以上であり、
示差走査熱量測定(DSC)で測定される融点ピークが単一ピークを示す、
ことを特徴とする、3Dプリンター用造形材料。
It is a modeling material for a 3D printer containing polyacetal, and the modeling material is
The content of the polyacetal is 45% by mass or more, and the content is 45% by mass or more.
Further containing an inorganic filler, the inorganic filler has an aspect ratio of 5 or less, and the content of the inorganic filler is 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal.
It further contains a polylactic acid resin, and the content of the polylactic acid resin is 5 to 120 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyacetal.
Shrinkage obtained as the ratio of the specific volume at 50 ° C. for a specific volume at 200 ° C. is state, and are 0.875 or more,
The melting point peak measured by differential scanning calorimetry (DSC) indicates a single peak.
A modeling material for 3D printers.
前記ポリアセタールの含有量が50体積%以上である、請求項1に記載の造形材料。 The modeling material according to claim 1, wherein the content of the polyacetal is 50% by volume or more. 結晶化速度が35秒以上である、請求項1又は2に記載の造形材料。 The modeling material according to claim 1 or 2 , wherein the crystallization rate is 35 seconds or more. 前記無機充填剤が、水酸化物、酸化物、珪酸塩、炭酸塩及びカーボン系物質から選ばれる1種以上である、請求項1〜3のいずれかに記載の造形材料。 The modeling material according to any one of claims 1 to 3 , wherein the inorganic filler is at least one selected from hydroxides, oxides, silicates, carbonates and carbon-based substances. 前記無機充填剤が等方性である、請求項1〜4のいずれかに記載の造形材料。 The modeling material according to any one of claims 1 to 4 , wherein the inorganic filler is isotropic. 前記無機充填剤は、平均粒径が50nm以上500nm以下である、請求項1〜5のいずれかに記載の造形材料。 The modeling material according to any one of claims 1 to 5 , wherein the inorganic filler has an average particle size of 50 nm or more and 500 nm or less. 粉末溶融法の3Dプリンター用である、請求項1〜6のいずれかに記載の造形材料。 The modeling material according to any one of claims 1 to 6 , which is used for a powder melting method 3D printer. 熱溶解積層法の3Dプリンター用である、請求項1〜6のいずれかに記載の造形材料。 The modeling material according to any one of claims 1 to 6, which is used for a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method. モノフィラメント状であり、且つ、長径と短径の比で表される真円率が1.05以下である、請求項1〜6のいずれかに記載の造形材料。 The modeling material according to any one of claims 1 to 6 , which is monofilament-like and has a roundness ratio of 1.05 or less represented by a ratio of a major axis to a minor axis. 請求項に記載の造形材料を用いることを特徴とする、熱溶解積層法の3Dプリンターで造形する方法。 A method of modeling with a 3D printer of the Fused Deposition Modeling method, which comprises using the modeling material according to claim 9. 熱溶解積層法の3Dプリンターに用いることを特徴とする、請求項に記載の造形材料の使用方法。 The method for using a modeling material according to claim 9 , wherein the 3D printer is used in a fused deposition modeling method.
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