JP2017105153A - Molding material - Google Patents

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雄俊 中谷
Taketoshi Nakatani
雄俊 中谷
迫部 唯行
Tadayuki Sakobe
唯行 迫部
こゆ 田代
Koyu Tashiro
こゆ 田代
秀仁 安藤
Hidehito Ando
秀仁 安藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding material having excellent handleability.SOLUTION: A first molding material comprises a long fiber bundle constructed by bundling a plurality of synthetic fibers, and a resin part which coats the long fiber bundle or with which the long fiber bundle is impregnated. A second molding material comprises a long fiber bundle constructed by bundling a plurality of synthetic fibers, and functional material, such as conductive material, carried on the long fiber bundle.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は造形材料に関し、特に3次元プリンターに好適に用いることができる造形材料に関する。   The present invention relates to a modeling material, and particularly to a modeling material that can be suitably used for a three-dimensional printer.

樹脂成形体は、射出成形、押出成形など各種の方法で成形されており、日用品の分野や産業分野などで幅広く利用されている。少量多品種の成形品を得る方法として、3次元プリンター(3Dプリンター)に代表される立体造形機によるラピッドプロトタイピングが注目されている。また最近ではさらに簡便な造形装置として、3Dペンも発売されている。   The resin molded body is molded by various methods such as injection molding and extrusion molding, and is widely used in the fields of daily necessities and industrial fields. Rapid prototyping using a three-dimensional modeling machine typified by a three-dimensional printer (3D printer) has attracted attention as a method for obtaining a small number of various types of molded products. Recently, 3D pens have also been released as simpler modeling devices.

3次元プリンターの手法には、熱溶解積層法(FDM)、光造形法(SLA)、粉末焼結積層法(SLS)などがあり、それぞれで技術開発が進められている。個人用などではFDM法の造形装置が広く用いられており、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体(ABS)やポリ乳酸(PLA)などのモノフィラメント状物が造形材料として使用されている。   Three-dimensional printer methods include hot melt lamination (FDM), stereolithography (SLA), and powder sintering lamination (SLS), and technological developments are underway for each. For personal use, FDM method modeling apparatuses are widely used, and monofilaments such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS) and polylactic acid (PLA) are used as modeling materials.

たとえば特許文献1には、高精度の造形を可能とするための材料として、平均直径が0.069〜0.074インチ(約1.75〜1.90mm)、長さが20フィート(約6.1m)以上、直径の標準偏差が0.0004インチ(0.01mm)以下である造形材料が開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses that an average diameter of 0.069 to 0.074 inches (about 1.75 to 1.90 mm) and a length of 20 feet (about 6) as materials for enabling high-precision modeling. 1 m) or more and a modeling material having a standard deviation in diameter of 0.0004 inches (0.01 mm) or less is disclosed.

特表2005−523391号公報JP 2005-523391 A

しかし、上記のような連続線状の樹脂成形物(モノフィラメント状物)にて構成された造形材料は、硬く、取り扱い性が良くない。なかでもポリ乳酸にて形成された造形材料は特に硬く、このような硬い線状の造形材料は、ボビンなどに巻かれている状態から、巻き張力を少し緩めた途端に、巻かれた状態が解除され、ボビンから外れて散らばった状態となってしまう場合がある。また市場にて販売されているポリ乳酸製の造形材料において、結晶化していないものについては、使用中に折れやすいという問題点がある。
そこで本発明は、取り扱い性が良好な造形材料を提供することを課題とする。
However, the modeling material comprised by the continuous linear resin molding (monofilament-like thing) as mentioned above is hard, and its handleability is not good. In particular, the molding material made of polylactic acid is particularly hard, and such a hard linear modeling material is wound from a state where it is wound around a bobbin, as soon as the winding tension is slightly relaxed. May be released and become scattered from the bobbin. Further, among polylactic acid modeling materials sold on the market, those that are not crystallized have a problem that they are easily broken during use.
Then, this invention makes it a subject to provide the modeling material with favorable handleability.

本発明の造形材料は、下記の通りである。   The modeling material of the present invention is as follows.

(1)合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体と、この繊維集束体に被覆および、または含浸された樹脂部とを含むことを特徴とする造形材料(第1の造形材料)。   (1) A modeling material (first, comprising a long fiber bundling body formed by bundling a plurality of synthetic fibers and a resin portion coated and / or impregnated with the fiber bundling body Modeling material).

(2)合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体と、この繊維集束体に担持された機能性材料とを含むことを特徴とする造形材料(第2の造形材料)。   (2) A modeling material (second modeling material) comprising a long-sized fiber bundling body configured by bundling a plurality of synthetic fibers and a functional material supported on the fiber bundling body ).

(3)機能性材料が機能性添加剤と熱可塑性バインダーとを含むことを特徴とする上記(2)の造形材料。   (3) The modeling material according to (2), wherein the functional material contains a functional additive and a thermoplastic binder.

(4)機能性添加剤が導電性添加剤であることを特徴とする上記(3)の造形材料。   (4) The modeling material according to (3) above, wherein the functional additive is a conductive additive.

(5)3次元プリンター用の造形材料であることを特徴とする上記(1)から(4)までのいずれかの造形材料。   (5) The modeling material according to any one of (1) to (4) above, which is a modeling material for a three-dimensional printer.

本発明の第1の造形材料は、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて構成されているために柔軟であり、しかも繊維集束体に樹脂部が被覆および、または含浸されているために、繊維集束体が一体化されて、適宜の剛性を有するとともに耐久性を有し、すなわち柔軟性と剛性と耐久性とを兼ね備えたものであり、したがって造形材料としての取り扱い性が良好であり、特に三次元プリンターのための造形材料として好ましく用いることができる。   The first modeling material of the present invention is flexible because it is composed of an elongated fiber bundle formed by bundling a plurality of synthetic fibers, and the resin portion is coated on the fiber bundle. Or the impregnated fiber bundling body has an appropriate rigidity and durability, that is, it has both flexibility, rigidity and durability, and therefore as a modeling material In particular, it can be preferably used as a modeling material for a three-dimensional printer.

本発明の第2の造形材料は、同様に合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて構成されているために造形材料としての取り扱い性が良好であり、しかも機能性材料に基づく性能を発現する樹脂成形品を得ることができる。   Similarly, the second modeling material of the present invention is composed of a long-shaped fiber bundling body formed by bundling a plurality of synthetic fibers. A resin molded product exhibiting performance based on the functional material can be obtained.

本発明の造形材料は、合成繊維を複数本集束して構成された長尺状の繊維集束体を含む。   The modeling material of this invention contains the elongate fiber bundling body comprised by bundling a plurality of synthetic fibers.

繊維集束体を構成する合成繊維としては、特に限定されないが、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維、ポリフッ化ビニリデン系繊維などといった、溶融紡糸法によって得られる熱可塑性合成繊維が挙げられる。また、アクリル系繊維、ポリビニルアルコール系繊維などの、湿式紡糸法によって得られる合成繊維が挙げられる。さらに、スーパー繊維と呼ばれる超高分子量ポリエチレン繊維や、アラミド繊維などの、高強力・高弾性率・高耐熱繊維なども挙げられる。なかでも、単繊維繊度や力学特性の調整の容易さ、および汎用性の高さから、ポリエステル系繊維、ポリアミド系繊維、ポリオレフィン系繊維が好適に使用できる。特に、ポリ乳酸が、反りが発生しにくいために好ましく、D体含有量が低いポリL乳酸は、黄色味が帯びにくいため、さらに好ましい。黄色味を帯びにくくするためには、D体含有量が1.5モル%未満であることが好ましい。D体含有量を調整することにより、プリンターの温度制御に応じてポリ乳酸の融点を調整することができる。また、2種以上の樹脂からなるポリマーブレンドまたはポリマーアロイを繊維化したものや、2種以上の樹脂を海島型、芯鞘型、サイドバイサイド型などに複合繊維化したものも、合成繊維として使用可能である。合成繊維には、一般に使用されている難燃剤、着色剤、滑剤、耐候剤、抗菌剤、酸化防止剤、耐熱剤などを、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜添加してもよい。   The synthetic fiber constituting the fiber bundle is not particularly limited, and examples thereof include thermoplastic synthetic fibers obtained by a melt spinning method, such as polyester fibers, polyamide fibers, polyolefin fibers, and polyvinylidene fluoride fibers. In addition, synthetic fibers obtained by a wet spinning method such as acrylic fibers and polyvinyl alcohol fibers can be used. Furthermore, high-strength, high elastic modulus and high heat-resistant fibers such as ultra high molecular weight polyethylene fibers called super fibers and aramid fibers are also included. Of these, polyester fibers, polyamide fibers, and polyolefin fibers can be suitably used because of the ease of adjusting the single fiber fineness and mechanical properties and the high versatility. In particular, polylactic acid is preferable because warpage is unlikely to occur, and poly-L lactic acid having a low D-form content is more preferable because it is less yellowish. In order to make it less yellowish, the D-form content is preferably less than 1.5 mol%. By adjusting the D-form content, the melting point of polylactic acid can be adjusted according to the temperature control of the printer. In addition, fiber blends of polymer blends or polymer alloys composed of two or more resins, or composite fibers of two or more resins into sea-island, core-sheath, and side-by-side types can be used as synthetic fibers. It is. In general, flame retardants, colorants, lubricants, weathering agents, antibacterial agents, antioxidants, heat resistance agents, and the like that are generally used may be added to the synthetic fibers as long as the effects of the present invention are not impaired.

繊維集束体を構成する合成繊維は、モノフィラメント、マルチフィラメント、紡績糸などの形態をとることができる。モノフィラメントを用いる場合は、その直径や断面形状は限定されない。マルチフィラメントを用いる場合は、単糸の直径や断面形状は限定されず、またフィラメント本数および総繊度も任意の値に設定できる。紡績糸を用いる場合は、使用される短繊維素材の直径、断面形状、捲縮の有無などは問わず、また紡績糸としての撚り数や番手、合撚の有無なども制限されない。   The synthetic fiber constituting the fiber bundle can take the form of monofilament, multifilament, spun yarn and the like. When a monofilament is used, its diameter and cross-sectional shape are not limited. When a multifilament is used, the diameter and cross-sectional shape of the single yarn are not limited, and the number of filaments and the total fineness can be set to arbitrary values. When using a spun yarn, the diameter, cross-sectional shape, presence or absence of crimping, etc. of the short fiber material used is not limited, and the number of twists and yarn counts as well as the presence or absence of twisting are not limited.

合成繊維の形態は、連続繊維のみの形態でもよいが、特定の繊維長を有する短繊維を用いてもよい。短繊維を用いる場合は、上述の紡績糸のほかに、連続繊維と短繊維との混繊による混合紡績糸を集束した形態であってもよい。このような紡績糸を、組紐や撚り糸を得るための合成繊維の束として用いてもよい。繊維集束体を構成する複数の繊維のすべてが連続繊維である場合には、繊度の異なる連続繊維を混繊させた形態でもよい。繊度の異なる連続繊維を用いる場合は、繊度の大きいフィラメントの周囲をマルチフィラメントで編組した複合糸や、繊度の大きいフィラメントの周囲をマルチフィラメントで巻き付けた複合糸の形態であってもよい。   The form of the synthetic fiber may be a continuous fiber only form, or a short fiber having a specific fiber length may be used. When short fibers are used, in addition to the above-described spun yarn, a mixed spun yarn obtained by mixing continuous fibers and short fibers may be used. Such spun yarn may be used as a bundle of synthetic fibers for obtaining braids or twisted yarns. When all of the plurality of fibers constituting the fiber bundle are continuous fibers, continuous fibers having different finenesses may be mixed. When continuous fibers having different finenesses are used, they may be in the form of a composite yarn in which the periphery of a filament with a high fineness is braided with a multifilament, or a composite yarn in which a periphery of a filament with a high fineness is wound with a multifilament.

1種以上の合成繊維を複数本用意し、引き揃え、合撚、混繊、交絡などの手段により複合化させたものも、合成繊維として使用可能である。紡績糸については、混紡により複数種類の短繊維素材を複合化することも可能である。   A composite fiber prepared by preparing a plurality of one or more kinds of synthetic fibers and combining them by means of drawing, twisting, blending, entanglement, etc. can also be used as a synthetic fiber. As for the spun yarn, a plurality of types of short fiber materials can be combined by blending.

繊維集束体は、複数本の合成繊維を集束したものであり、撚り糸、組紐、ロープ、鎖編などの形態が挙げられる。複数本の合成繊維を集束することで、公知の、単糸で構成されたFDM型の3次元プリンター用の造形材料に比べて、造形材料を柔軟に構成できるのみならず、造形時に材料にかかる屈曲負荷による破損などのトラブルが抑制される。   The fiber bundling body is a bundling of a plurality of synthetic fibers, and examples thereof include a twisted yarn, a braid, a rope, and a chain braid. By bundling a plurality of synthetic fibers, the modeling material can be configured more flexibly than a known modeling material for an FDM type three-dimensional printer composed of a single yarn. Troubles such as breakage due to bending load are suppressed.

合成繊維および、または繊維集束体は、乾熱やスチームなどによる熱セットを行ったものであってもよい。融点の異なる2種以上の合成繊維を用いている場合、低融点の合成繊維の融点以上、高融点の合成繊維の融点以下の温度で熱セットすることで、繊維集束体の一部を融着させ、集束体の剛性や曲げ弾性率といった機械的強度を調整することも可能である。また繊維間を接着させて解れにくくすることで取扱い性が向上する。熱セットに関しては、後述する樹脂部の被覆、含浸加工と同時に行ってもよく、また樹脂部の加工の前または後でもよい。   The synthetic fibers and / or fiber bundles may be heat-set by dry heat, steam, or the like. When two or more types of synthetic fibers having different melting points are used, a part of the fiber bundle is fused by heat setting at a temperature not less than the melting point of the low melting point synthetic fiber and not more than the high melting point synthetic fiber. It is also possible to adjust the mechanical strength such as rigidity and bending elastic modulus of the focusing body. Moreover, handling property improves by adhering between fibers and making it hard to unravel. Regarding the heat setting, it may be performed simultaneously with coating and impregnation of the resin portion described later, or before or after the processing of the resin portion.

複数本の合成繊維が集束されて繊維集束体の形態とされた造形材料をたとえば三次元プリンターに使用している間は、ノズル部への送り込みと溶融が連続または断続的に起こり、造形端面の先端部は常に溶融しているため、造形中に集束体が解けて散らばってしまうことは無い。しかしながら、初期の準備段階にて三次元プリンターへ造形材料をセットする際は先端部が溶融していないため、解れにより作業性が悪化する。そのため、繊維間を樹脂で接着すること、または構成繊維同士を熱接着させることによって集束性を向上させることも好ましい。   While a modeling material in which a plurality of synthetic fibers are converged to form a fiber bundling body is used in, for example, a three-dimensional printer, feeding and melting to the nozzle part occur continuously or intermittently, Since the tip portion is always melted, the converging body does not melt and be scattered during modeling. However, when the modeling material is set on the three-dimensional printer in the initial preparation stage, the workability deteriorates due to the unraveling because the tip portion is not melted. Therefore, it is also preferable to improve the convergence by bonding the fibers with a resin or by thermally bonding the constituent fibers.

複数本の合成繊維を集束させる方法としては、例えば、撚りをかける方法、製紐する方法、熱処理により熱接着する方法、交絡させる方法、混繊する方法などが挙げられる。より具体的には、複数本の合成繊維に撚りをかけて集束する方法、複数本の合成繊維を引き揃えあるいは撚りをかけた束を2本以上用いて製紐することによって組紐とし集束する方法、複数本の合成繊維を引き揃えたものに熱処理を施して合成繊維を構成する熱可塑性樹脂の一部を溶融または軟化させて繊維同士を熱接着させることにより集束する方法、複数本の合成繊維を交絡により集束する方法、あるいは、これらの撚り、製紐、熱接着、交絡を組み合わせた方法が挙げられる。   Examples of the method for bundling a plurality of synthetic fibers include a method of twisting, a method of making a string, a method of heat bonding by heat treatment, a method of entanglement, and a method of mixing fibers. More specifically, a method of twisting and converging a plurality of synthetic fibers, and a method of converging as a braid by using two or more bundles obtained by aligning or twisting a plurality of synthetic fibers , A method of bundling a plurality of synthetic fibers by heat-treating them to melt or soften a part of the thermoplastic resin constituting the synthetic fibers and thermally bonding the fibers together, a plurality of synthetic fibers Or a method in which these twists, strings, thermal bonding, and entanglement are combined.

複数本の合成繊維を引き揃えて撚りをかけて集束する方法において、片撚りの場合は、端部から解けやすいため、熱処理を施すことにより撚り形態を固定させることが好ましい。熱処理の際に、繊維を構成する熱可塑性樹脂の一部を溶融または軟化する温度で熱処理し、繊維同士を熱接着させて形態を固定させることも好ましい。   In the method in which a plurality of synthetic fibers are aligned and twisted to be bundled, in the case of single twisting, it is preferable to fix the twisted form by heat treatment because it is easy to unwind from the end. In the heat treatment, it is also preferable to heat-treat at a temperature at which a part of the thermoplastic resin constituting the fiber is melted or softened and to thermally bond the fibers to fix the form.

片撚りした繊維束2本以上を片撚りとは反対の方向に撚り合わせて集束させ、いわゆる諸撚りを施すことにより、解けにくくすることも好ましい。諸撚りした後に熱処理を施し、熱固定あるいは熱接着により形態を固定させることも好ましい。諸撚り前の片撚りした繊維束の撚り方向すなわち下撚りの方向は同一方向とし、すなわち同一方向に撚られた繊維束を選択するものとし、下撚り回数は、繊度に応じて適宜調整すればよい。   It is also preferable that two or more single-twisted fiber bundles are twisted in a direction opposite to the single-twist and converged, and so-called various twists are applied to make it difficult to unwind. It is also preferable to heat-treat after twisting and fix the form by heat fixing or heat bonding. The twist direction of the single-stranded fiber bundle before various twists, that is, the direction of the lower twist is the same direction, that is, the fiber bundle twisted in the same direction is selected, and the number of times of the lower twist is appropriately adjusted according to the fineness Good.

繊維束を2本以上用いて製紐することにより集束させる方法においては、平打ち、角打ち、丸打ちのいずれを適用してもよい。熱溶解積層法の三次元プリンターへの供給材料として一般的に使用されている連続線状物として、横断面が円形のものが多いことから、丸打ちによる組紐が好ましい。丸打ちの場合、より真円形状とするために、8本打ち以上とすることが好ましく、より好ましくは16本打ち以上である。   In the method of converging by using two or more fiber bundles to form a string, either flat punching, square punching, or round punching may be applied. As a continuous linear material generally used as a feed material for a three-dimensional printer of the hot melt laminating method, a braided cord by round punching is preferable because there are many circular cross sections. In the case of round punching, in order to obtain a more perfect circle shape, it is preferable to set it to 8 or more, more preferably 16 or more.

本発明の第1の造形材料は、上述の繊維集束体に樹脂部が被覆、含浸されたものである。この樹脂部は、熱可塑性樹脂を主体とし、湿式または乾式の手法で繊維基材(複数の繊維が集束されてなる繊維集束体自体、あるいは繊維集束体を構成する合成繊維)に含浸および、または被覆される。樹脂部を構成する材料は、基材である合成繊維との接着性や作業性、また得られる複合体や成形品の特性に応じて、種々の樹脂から選択可能である。例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが好適に使用できる。要求性能に応じて、複数種類の樹脂を混合して用いることも可能である。樹脂には必要に応じて他の成分を添加してもよく、充填剤、可塑剤、難燃剤、着色剤、滑剤、耐候剤、抗菌剤、酸化防止剤、耐熱剤などを本発明の効果を損なわない範囲内で適宜添加してもよい。湿式の手法で加工する場合、例えば上記の樹脂を水や有機溶剤などの分散媒に分散させた分散液として、これをディッピング、パディングなどの方法で、繊維基材に含浸および、または被覆させることができる。乾式の手法で加工する場合、例えば上記の樹脂を熱溶融させ、繊維基材とともに細孔に通しての押出成形や引抜成形により、含浸および/または被覆させることができる。   The first modeling material of the present invention is obtained by coating and impregnating the above-described fiber bundle with a resin portion. This resin part is mainly composed of a thermoplastic resin, and is impregnated and / or impregnated into a fiber base material (a fiber bundle itself formed by bundling a plurality of fibers, or a synthetic fiber constituting the fiber bundle) by a wet or dry method. Covered. The material constituting the resin portion can be selected from various resins depending on the adhesiveness and workability with the synthetic fiber as the base material and the properties of the resulting composite and molded product. For example, polyolefin resin, acrylic resin, vinyl acetate resin, polyester resin, polyamide resin, vinyl chloride resin, vinylidene chloride resin, polytetrafluoroethylene resin, silicone resin, polyurethane resin, etc. are suitable. Can be used for It is also possible to use a mixture of a plurality of types of resins depending on the required performance. If necessary, other components may be added to the resin, such as fillers, plasticizers, flame retardants, colorants, lubricants, weathering agents, antibacterial agents, antioxidants, heat-resistant agents, and the like. You may add suitably in the range which does not impair. When processing by a wet method, for example, as a dispersion liquid in which the above resin is dispersed in a dispersion medium such as water or an organic solvent, the fiber base material is impregnated and / or coated by a method such as dipping or padding. Can do. In the case of processing by a dry method, for example, the above resin can be melted by heat and impregnated and / or coated by extrusion molding or pultrusion molding through a pore together with a fiber base material.

繊維集束体を構成する合成繊維は、樹脂部との接着性を高めるために、電子線や放射線などによるグラフト加工やプラズマ加工などの表面処理を施してもよい。さらに、繊維製造工程および、または後工程において、上記の接着性の観点で、適切な繊維用油剤やコーティング剤などを塗布または含浸してもよい。   The synthetic fiber constituting the fiber bundling body may be subjected to surface treatment such as grafting or plasma processing with an electron beam or radiation in order to enhance the adhesion to the resin part. Furthermore, in the fiber production process and / or the post-process, an appropriate fiber oil or coating agent may be applied or impregnated from the viewpoint of the above-mentioned adhesiveness.

上記のような方法で得られた複合体は、長尺の繊維集束体に樹脂部が被覆および、または含浸されて線状に形成されたものであって、FDM型の三次元プリンターのための造形材料として使用可能である。すなわち、この造形材料を、繊維集束体を構成する合成繊維および樹脂部を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度にて溶融させ成形することで、樹脂成形品を得ることができる。   The composite obtained by the method as described above is formed by linearly forming a long fiber bundle by covering and / or impregnating a resin part, and is used for an FDM type three-dimensional printer. It can be used as a modeling material. That is, a resin molded product can be obtained by melting and molding this modeling material at a temperature equal to or higher than the melting point of the synthetic fiber constituting the fiber bundle and the thermoplastic resin constituting the resin portion.

上記の造形材料としての複合体は、合成繊維を複数本集束して構成された長尺状の繊維集束体にて構成されているために柔軟であり、しかも繊維集束体に樹脂部が被覆および、または含浸されているために、繊維集束体が一体化されて、適宜の剛性を有するとともに耐久性を有し、すなわち柔軟性と剛性と耐久性とを兼ね備えたものであり、したがって三次元プリンターのための造形材料として特に好ましく用いることができる。つまり、適宜の柔軟性を有するために、取り扱い性が良好である。また、適宜の剛性と、耐久性とを有するために、三次元プリンターの内部においてローレット型の送り装置によって送りを与えても、良好に送ることができるうえにその表面が送り装置のローレットによって傷付けられることが無いという利点を有する。   The composite as the modeling material is flexible because it is composed of a long fiber bundle formed by bundling a plurality of synthetic fibers, and the resin bundle is coated on the fiber bundle. Or the impregnated fiber bundling body is integrated to have an appropriate rigidity and durability, that is, a combination of flexibility, rigidity and durability, and thus a three-dimensional printer. It can be particularly preferably used as a modeling material for the purpose. That is, since it has appropriate flexibility, it is easy to handle. In addition, in order to have appropriate rigidity and durability, even if feeding is performed by a knurling type feeding device inside the three-dimensional printer, it can be fed satisfactorily and its surface is damaged by the knurling of the feeding device. It has the advantage that it is never done.

本発明の第2の造形材料は、繊維集束体に機能性材料が担持されたものである。機能性材料は、機能性添加剤を含むことができる。機能性添加剤としては、たとえば、導電性添加剤、熱伝導性添加剤、酸化防止剤、耐候剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、難燃剤、着色剤、蛍光剤、蓄光剤等が挙げられる。短繊維状の有機繊維 や無機繊維や天然繊維も挙げられる。機能性材料は、繊維集束体との接着力を得るために、上述の機能性添加剤のほかに熱可塑性バインダーを含むことが好ましい。   In the second modeling material of the present invention, a functional material is supported on a fiber bundle. The functional material can include a functional additive. Examples of the functional additive include a conductive additive, a heat conductive additive, an antioxidant, a weathering agent, an antistatic agent, a dispersant, a lubricant, a flame retardant, a colorant, a fluorescent agent, and a phosphorescent agent. It is done. Short organic fiber, inorganic fiber and natural fiber are also included. The functional material preferably contains a thermoplastic binder in addition to the above functional additive in order to obtain an adhesive force with the fiber bundle.

担持とは、機能性添加剤が、練り込みなどによって繊維集束体を構成する重合体の内部に存在しているのではなく、その外面に付着などにより一体的に存在している状態を意味する。たとえば機能性添加剤が導電性添加剤である場合において、導電性添加剤を練り込む手法では、合成繊維の機械的物性と導電性能を両立することが難しく、使用できる導電性添加剤の種類や量に制限が生じる。しかし、導電材料を繊維集束体に担持させることで、FDM型の三次元プリンター用の造形材料としての機械物性は合成繊維により調整でき、得られる成形品としての導電性は導電材料の構成や担持量で調整でき、導電材料の種類や量も広く選択することができる。導電材料の比抵抗値は10の7乗Ω・cm以下が好ましい。導電材料としては、導電性添加剤および熱可塑性バインダーを含む材料が挙げられる。   “Supporting” means a state in which the functional additive is not present inside the polymer constituting the fiber bundle by kneading or the like, but is integrally present on the outer surface thereof by adhesion or the like. . For example, when the functional additive is a conductive additive, the method of kneading the conductive additive makes it difficult to achieve both the mechanical properties and the conductive performance of the synthetic fiber. There is a limit to the amount. However, by supporting the conductive material on the fiber bundling body, the mechanical properties as a modeling material for an FDM type three-dimensional printer can be adjusted with synthetic fibers, and the conductivity as the obtained molded product is the structure and support of the conductive material. The amount can be adjusted, and the type and amount of the conductive material can be selected widely. The specific resistance value of the conductive material is preferably 10 7 Ω · cm or less. Examples of the conductive material include a material containing a conductive additive and a thermoplastic binder.

導電性添加剤は、カーボン系、金属系、セラミック系、導電性ポリマーなどから選ぶことができる。カーボン系としては、ケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ(CNT)などが挙げられる。金属系としては、銀、銅、亜鉛などの、金属単体、もしくは化合物の粒子や繊維状物などが挙げられる。セラミック系としては炭化ケイ素、アルミナなどの材料が挙げられる。導電性ポリマーとしては、ポリチオフェン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリピロール系化合物などが挙げられる。成形品の使用用途や要求性能に応じて、上記の導電性添加剤を単独また複数種で用いることができる。   The conductive additive can be selected from carbon, metal, ceramic, conductive polymer, and the like. Examples of carbon-based materials include conductive carbon black such as ketjen black, carbon fiber, and carbon nanotube (CNT). Examples of the metal-based material include single metal such as silver, copper, and zinc, or compound particles and fibrous materials. Examples of the ceramic system include materials such as silicon carbide and alumina. Examples of the conductive polymer include polythiophene compounds, polyaniline compounds, and polypyrrole compounds. Depending on the intended use and required performance of the molded product, the above conductive additives can be used alone or in a plurality of types.

導電性添加剤以外の他の機能性添加剤として、例えば、酸化防止剤、耐候剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、難燃剤、着色剤、抗菌剤、熱伝導性材料、香料、水溶性材料、平滑剤、可塑剤、X線不透過剤、充填剤、耐衝撃改良剤、結晶促進剤、相溶化剤などを挙げることができる。   Other functional additives other than conductive additives include, for example, antioxidants, weathering agents, antistatic agents, dispersants, lubricants, flame retardants, colorants, antibacterial agents, heat conductive materials, fragrances, water-soluble Materials, smoothing agents, plasticizers, radiopaque agents, fillers, impact resistance improvers, crystal accelerators, compatibilizers and the like can be mentioned.

詳細には、酸化防止剤としては、フェノール系、有機ホスファイト系、ナスナイトなどの有機リン系およびチオエーテル系のものが挙げられる。   Specifically, examples of the antioxidant include phenol-based, organic phosphite-based, organic phosphorus-based and thioether-based compounds such as eggplant.

耐候剤としては、ヒンダードアミン系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系のものが挙げられる。   Examples of weathering agents include hindered amines, benzophenones, benzotriazoles, and benzoates.

帯電防止剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系などのものが挙げられる。   Examples of the antistatic agent include nonionic, cationic and anionic agents.

分散剤としては、ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系などのものが挙げられる。   Examples of the dispersant include bisamide-based, wax-based and organometallic salt-based ones.

滑剤としては、アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系などのものが挙げられる。   Examples of the lubricant include amide type, wax type, organometallic salt type, ester type and the like.

難燃剤としては、含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン系、水酸化マグネシウム系、リン酸アンモニウム系などのものや、赤燐が挙げられる。   Examples of the flame retardant include bromine-containing organic, phosphoric acid, antimony trioxide, magnesium hydroxide, ammonium phosphate, and red phosphorus.

着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、ペリレン系、キナクリドン系、フタロシアニン系などの顔料や、アゾ系、インディゴ系、キノン系、キサンテン系、ピリドン系ベンゾジフラノン系などの染料などのものが挙げられる。キノリン系、ピリジノン系、有機金属系などの蛍光・燐光色素や、酸化バナジウム、ポリジアセチレン系、ビオロゲン系などのクロミック色素などのものも挙げることができる。   Examples of the coloring agent include pigments such as carbon black, titanium oxide, perylene, quinacridone, and phthalocyanine, and dyes such as azo, indigo, quinone, xanthene, and pyridone benzodifuranone. Examples include quinoline-based, pyridinone-based, organometallic-based fluorescent / phosphorescent pigments, and vanadium oxide, polydiacetylene-based, viologen-based chromic pigments, and the like.

抗菌剤としては、銀系、銅系、銀−ゼオライト系、光触媒性酸化チタン系、有機窒素硫黄化合物系、イソチアゾロン系、カルボン酸系、有機金属系などのものが挙げられる。   Examples of the antibacterial agent include silver, copper, silver-zeolite, photocatalytic titanium oxide, organic nitrogen sulfur compound, isothiazolone, carboxylic acid, and organometallic.

熱伝導性添加剤としては、金属系、カーボン系、セラミック系、ケイ酸塩鉱物系などのものが挙げられる。   Examples of the heat conductive additive include metals, carbons, ceramics, and silicate minerals.

香料としては、天然香料、合成香料、香気を発生する化合物等が挙げられる。より詳細には、植物性精油、ムスク等の動物性香料、リモネン、ネロリドールなどの合成香料等が挙げられる。   Examples of the fragrances include natural fragrances, synthetic fragrances, and compounds that generate fragrances. More specifically, there are animal flavors such as vegetable essential oils and musks, and synthetic flavors such as limonene and nerolidol.

水溶性材料としては、ポリビニルアルコール系、デンプン系、アクリル酸系などのものが挙げられる。   Examples of water-soluble materials include those based on polyvinyl alcohol, starch and acrylic acid.

平滑剤としては、シリコーン系、フッ素系、ワックス系などのものが挙げられる。   Examples of the smoothing agent include silicones, fluorines, and waxes.

可塑剤としては、フタル酸系、アジピン酸系、リン酸系、ワックス系などのものが挙げられる。   Examples of the plasticizer include phthalic acid, adipic acid, phosphoric acid, and wax.

X線不透過剤としては、硫酸バリウム、鉛系、タングステン系などのものが挙げられる。   Examples of the radiopaque agent include barium sulfate, lead-based, tungsten-based and the like.

充填剤としては、金属系、カーボン系、ガラス系、セルロース系などのものが挙げられる。
耐衝撃改良剤としては、多種ポリマー、エラストマー類、コアシェル型耐衝撃改良剤などが挙げられる。
Examples of the filler include metal, carbon, glass, and cellulose.
Examples of the impact resistance improver include various polymers, elastomers, and core-shell impact resistance improvers.

結晶化促進剤としては、金属酸化物系、ケイ酸塩系、脂肪酸エステル系、有機スルホン酸塩系、リン酸エステル金属塩系、グリセリン系、ポリアルキレングリコール系などのものが挙げられる。   Examples of the crystallization accelerator include metal oxide, silicate, fatty acid ester, organic sulfonate, phosphate metal salt, glycerin, polyalkylene glycol, and the like.

相溶化剤としては、エチレンビニルアルコール系、スチレン系、エステル系、アミド系などのものが挙げられる。   Examples of the compatibilizer include ethylene vinyl alcohol, styrene, ester, and amide.

熱可塑性バインダーは、機能性材料のためのマトリクスとして機能するとともに、繊維集束体と機能性材料とを接着させる役割を担っている。熱可塑性バインダーは、熱可塑性樹脂材料から構成されるが、繊維集束体を構成する合成繊維との接着性や作業性、得られる複合体や成形品の特性に応じて、種々の樹脂から選択可能である。たとえば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが好適に使用できる。要求性能に応じて、複数種類の樹脂を混合して熱可塑性バインダーを構成することも可能である。   The thermoplastic binder functions as a matrix for the functional material and plays a role of adhering the fiber bundle and the functional material. The thermoplastic binder is composed of a thermoplastic resin material, but can be selected from various resins depending on the adhesiveness and workability with the synthetic fibers that make up the fiber bundle and the properties of the resulting composite and molded product. It is. For example, polyolefin resins, acrylic resins, vinyl acetate resins, polyester resins, polyamide resins, vinyl chloride resins, polytetrafluoroethylene resins, silicone resins, polyurethane resins and the like can be suitably used. Depending on the required performance, it is possible to mix a plurality of types of resins to form a thermoplastic binder.

機能性材料における機能性添加剤と熱可塑性バインダーとの配合比は特に限定されず、また繊維集束体に対する機能性材料の質量比率も特に限定されず、いずれも用途や要求性能によって自由に設定できる。   The mixing ratio of the functional additive and the thermoplastic binder in the functional material is not particularly limited, and the mass ratio of the functional material to the fiber bundle is not particularly limited, either of which can be freely set depending on the application and required performance. .

機能性添加剤には、必要に応じて他の機能性添加剤を添加してもよい。   You may add another functional additive to a functional additive as needed.

繊維集束体に機能性材料を担持させる方法は、特に限定されず、一般的に用いられる加工手段が適用可能である。たとえば、機能性添加剤と熱可塑性バインダーとを含む分散体に繊維集束体を浸漬し乾燥させる手法や、コーティングする手法などを挙げることができる。必要に応じて、担持させるため手法を繰り返すことで、機能性材料の担持量を引き上げることができる。繊維集束体に機能性材料を担持させる処理を施すほかに、機能性材料を担持させた合成繊維を用いて繊維集束体を形成することも可能である。繊維集束体に機能性材料を担持させることにより得られた複合体の外層に、目的に応じて、さらに他の合成繊維やバインダーなどを被覆することもできる。こうすることで、摩擦などの外力に対する保護膜を構成することができる。   The method for supporting the functional material on the fiber bundle is not particularly limited, and generally used processing means can be applied. For example, a technique of immersing and drying a fiber bundle in a dispersion containing a functional additive and a thermoplastic binder, a technique of coating, and the like can be given. If necessary, the loading amount of the functional material can be increased by repeating the technique for loading. In addition to the process of supporting the functional material on the fiber bundle, it is also possible to form the fiber bundle using synthetic fibers carrying the functional material. The composite outer layer obtained by supporting the functional material on the fiber bundle may be further coated with other synthetic fibers or binders depending on the purpose. By doing so, a protective film against external force such as friction can be configured.

繊維集束体を構成する合成繊維としては、構造的に機能性材料との接着力や担持量を向上させるために、嵩高加工や捲縮加工を施した合成繊維も好適に使用することができる。   As the synthetic fiber constituting the fiber bundling body, a synthetic fiber subjected to bulk processing or crimping processing can be suitably used in order to structurally improve the adhesive force and carrying amount with the functional material.

このような複合体はFDM型三次元プリンターの造形材料として使用可能であり、合成繊維および熱可塑性バインダーの融点以上の温度にて溶融させ成形することで、導電性などの機能性を有する樹脂成形品を得ることができる。また、構成の異なる複合体や、機能性材料を持たない造形材料を混用することで、成形品の一部または全体の機能性を調整することができる。造形材料を混用する方法としては、たとえばFDM型三次元プリンターの一つのフィーダーに材料を同時または順番に供給する方法や、複数のフィーダーに別々に供給する方法などが挙げられる。この複合体は3Dペンにも適用可能である。   Such a composite can be used as a modeling material for an FDM type three-dimensional printer, and is molded by melting and molding at a temperature equal to or higher than the melting point of the synthetic fiber and the thermoplastic binder, thereby forming a resin having functionality such as conductivity. Goods can be obtained. Moreover, the functionality of a part or the whole of a molded product can be adjusted by using composite materials having different configurations and modeling materials having no functional material. Examples of the method of mixing modeling materials include a method of supplying materials simultaneously or sequentially to one feeder of an FDM type three-dimensional printer, and a method of supplying materials separately to a plurality of feeders. This composite is also applicable to 3D pens.

熱可塑性バインダーは、第1の造形材料における樹脂部に相当するものである。したがって、第2の造形材料は、第1の造形材料と同等の性能を発揮したうえで、さらに導電性等の機能性を有するという、特有の技術的効果を奏することができる。   The thermoplastic binder corresponds to the resin portion in the first modeling material. Therefore, the second modeling material can exhibit a specific technical effect of having a functionality such as conductivity after exhibiting the same performance as the first modeling material.

(実施例1)
ポリ乳酸(融点170℃、D体含有量1.4モル%)を溶融紡糸して、560dtex/96fのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維を5本引き揃えたものを角8本打ちとして、直径およそ1.75mmの組紐を繊維集束体として作製した。
Example 1
Polylactic acid (melting point: 170 ° C., D-form content: 1.4 mol%) was melt-spun to obtain a polyester fiber of 560 dtex / 96 f. A polyester string having a diameter of about 1.75 mm was produced as a fiber bundle by using five polyester fibers aligned to form eight corners.

バインダー成分として流動開始温度170℃のウレタン樹脂を15質量%を含有した処理液を用い、この処理液に前述の繊維集束体を浸して分散液を保持させた。そして、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節した後に、ピンテンター型熱処理装置に導入し、130℃にて2分間の乾燥を施し、ポリエステル繊維の表面に樹脂層を形成させることで、造形材料を得た。繊維集束体に対する樹脂層の質量比率は7.5質量%であった。   A treatment liquid containing 15% by mass of a urethane resin having a flow start temperature of 170 ° C. as a binder component was used, and the above-described fiber bundle was immersed in this treatment liquid to hold the dispersion. Then, after adjusting the amount of dispersion held by squeezing with a mangle, the dispersion is introduced into a pin tenter type heat treatment apparatus, dried at 130 ° C. for 2 minutes, and a resin layer is formed on the surface of the polyester fiber, thereby forming a model. Obtained material. The mass ratio of the resin layer to the fiber bundle was 7.5% by mass.

得られた造形材料を内径100mmのボビンに1kg巻き取った。そうしたところ、造形材料は柔軟であり、きれいに巻き取ることができた。またFDM型の三次元プリンター(アビー社製、SCOOVO C170)に上記の造形材料を導入し、造形温度230℃、積層ピッチ0.1mm、密度100%で1片が3cmの立方体を作製した。そうしたところ、きれいに出力でき、光沢感のある成型品が得られた。3次元プリンターの内部に送り込まれた造形材料における、ローレットによる送りは掛けられたが溶融は行われなかった部分を観察した。そうしたところ、送り装置にて、問題なく良好に送りの動作がなされていた。   1 kg of the obtained modeling material was wound around a bobbin having an inner diameter of 100 mm. As a result, the modeling material was flexible and could be wound up neatly. Further, the above modeling material was introduced into an FDM type three-dimensional printer (Abby Co., SCOOVO C170), and a cube having a modeling temperature of 230 ° C., a stacking pitch of 0.1 mm, a density of 100%, and a piece of 3 cm was produced. As a result, it was possible to output beautifully, and a glossy molded product was obtained. A portion of the modeling material fed into the three-dimensional printer that was fed by knurling but not melted was observed. As a result, the feeding device performed the feeding operation satisfactorily without any problem.

(実施例2)
処理液として、カーボンナノチューブ(CNT)の水系分散液(CNTとして多層CNTを2.3質量%含有、バインダー成分として軟化点150℃のウレタン樹脂15質量%を含有)を用いた。この処理液に実施例1と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節した後に、ピンテンター型熱処理装置に導入し、130℃にて2分間の乾燥を施した。これにより、ポリエステル繊維の表面に、CNTを含む導電材料を担持させて、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体に対する導電材料の比率は8.5質量%であった。
(Example 2)
An aqueous dispersion of carbon nanotubes (CNT) (containing 2.3% by mass of multi-walled CNT as CNT and 15% by mass of urethane resin having a softening point of 150 ° C. as a binder component) was used as the treatment liquid. The same fiber bundling body as in Example 1 is immersed in this treatment liquid to hold the dispersion liquid, and the amount of the dispersion liquid is adjusted by squeezing with a mangle, and then introduced into a pin tenter type heat treatment apparatus at 130 ° C. for 2 minutes. Was dried. As a result, a conductive material containing CNTs was carried on the surface of the polyester fiber to obtain a modeling material. In this modeling material, the ratio of the conductive material to the fiber bundle was 8.5% by mass.

得られた造形材料の抵抗値R(Ω)をテスターを用いて測定し、下式より比抵抗率R′(Ω・cm)を算出したところ、その値はおよそ10の2乗Ω・cmであった。
R′=R×S/L (S:検体の断面積、L:電極間距離)
When the resistance value R (Ω) of the obtained modeling material was measured using a tester and the specific resistivity R ′ (Ω · cm) was calculated from the following equation, the value was approximately 10 2 Ω · cm. there were.
R ′ = R × S / L (S: cross-sectional area of specimen, L: distance between electrodes)

得られた造形材料を、実施例1と同様に、内径100mmのボビンに1kg巻き取ったところ、造形材料は柔軟であり、きれいに巻き取ることができた。また実施例1と同じ条件で立方体を作製したところ、きれいに出力でき、光沢感のある品物が得られた。   When 1 kg of the obtained modeling material was wound around a bobbin having an inner diameter of 100 mm in the same manner as in Example 1, the modeling material was flexible and could be wound up neatly. Further, when a cube was produced under the same conditions as in Example 1, it was possible to output neatly and obtain a glossy product.

(実施例3)
処理液として、銀分散液(銀20質量%と塩化ビニルバインダー2質量%とを含有)を用いた。この処理液に実施例1と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、130℃にて2分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に銀を担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における銀担持層の比率は8.5質量%であった。
(Example 3)
A silver dispersion (containing 20% by mass of silver and 2% by mass of vinyl chloride binder) was used as the treatment liquid. The same fiber bundle as in Example 1 is immersed in this treatment liquid to hold the dispersion liquid, and the amount of the dispersion liquid is adjusted by squeezing with a mangle, and then introduced into a pin tenter type heat treatment apparatus. Dry for a minute. Thereby, modeling material was obtained by making silver carry on the surface of a polylactic acid fiber. In this modeling material, the ratio of the silver carrying layer in the fiber bundle was 8.5% by mass.

(実施例4)
処理液として、導電性ポリマーの水系塗料(PEDOT(ポリ3, 4エチレンジオキシチオフェン)/PSS(ポリスチレンスルホン酸)含有)を用いた。この処理液に実施例1と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、130℃にて1分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に導電性ポリマーを担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における導電性ポリマーの比率は1質量%であった。
Example 4
As the treatment liquid, a water-based paint of conductive polymer (containing PEDOT (poly3,4-ethylenedioxythiophene) / PSS (polystyrene sulfonic acid)) was used. The same fiber bundle as in Example 1 is immersed in this treatment liquid to hold the dispersion liquid, and the amount of the dispersion liquid is adjusted by squeezing with a mangle, and then introduced into a pin tenter type heat treatment apparatus. Dry for a minute. Thereby, modeling material was obtained by carrying a conductive polymer on the surface of polylactic acid fiber. In this modeling material, the ratio of the conductive polymer in the fiber bundle was 1% by mass.

(実施例5)
処理液として、耐候剤の水系分散液(ベンゾトリアール系化合物7質量%と、軟化点150℃のウレタン樹脂7質量%とを含有)を用いた。この処理液に実施例1と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、130℃にて2分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に耐候剤を担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における耐候剤含有樹脂層の比率は6質量%であった。
(Example 5)
An aqueous dispersion of a weathering agent (containing 7% by mass of a benzotrial compound and 7% by mass of a urethane resin having a softening point of 150 ° C.) was used as the treatment liquid. The same fiber bundle as in Example 1 is immersed in this treatment liquid to hold the dispersion liquid, and the amount of the dispersion liquid is adjusted by squeezing with a mangle, and then introduced into a pin tenter type heat treatment apparatus. Dry for a minute. Thereby, the modeling material was obtained by carrying a weathering agent on the surface of the polylactic acid fiber. In this modeling material, the ratio of the weathering agent-containing resin layer in the fiber bundle was 6% by mass.

(実施例6)
処理液として、抗菌剤の水系分散液(銀−ゼオライト系抗菌剤7質量%と、軟化点150℃のウレタン樹脂7質量%とを含有)を用いた。この処理液に実施例1と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、130℃にて2分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に抗菌剤を担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における抗菌剤含有樹脂層の比率は6質量%であった。
(Example 6)
An aqueous dispersion of an antibacterial agent (containing 7% by mass of a silver-zeolite antibacterial agent and 7% by mass of a urethane resin having a softening point of 150 ° C.) was used as the treatment liquid. The same fiber bundle as in Example 1 is immersed in this treatment liquid to hold the dispersion liquid, and the amount of the dispersion liquid is adjusted by squeezing with a mangle, and then introduced into a pin tenter type heat treatment apparatus. Dry for a minute. Thereby, the modeling material was obtained by carrying | supporting an antibacterial agent on the surface of a polylactic acid fiber. In this modeling material, the ratio of the antibacterial agent-containing resin layer in the fiber bundle was 6% by mass.

実施例1〜6の造形材料の取扱い性を評価したところ、これらの造形材料はいずれも柔軟であり、きれいに巻き取ることができた。また3Dプリンターによる造形性の評価試験に供したところ、いずれの造形材料もきれいに出力でき、光沢感のある成型品が得られた。3次元プリンターの内部に送り込まれた各造形材料における、ローレットによる送りは掛けられたが溶融は行われなかった部分を観察した。そうしたところ、いずれの造形材料も、送り装置にて問題なく良好に送り動作がなされていた。   When the handleability of the modeling material of Examples 1-6 was evaluated, all these modeling materials were flexible and could be wound up neatly. Moreover, when it used for the evaluation test of the modeling property by 3D printer, any modeling material was able to output neatly and the molded product with a glossy feeling was obtained. In each modeling material fed into the inside of the three-dimensional printer, a portion that was fed by knurling but was not melted was observed. As a result, all of the modeling materials were successfully fed without any problem by the feeding device.

(比較例1)
ポリ乳酸(融点170℃、D体含有量1.4モル%)を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸した。これにより、強度が3.5cN/dtex、伸度が28%の30000T(直径約1.75mm)のポリ乳酸モノフィラメントを得た。
(Comparative Example 1)
Polylactic acid (melting point: 170 ° C., D-form content: 1.4 mol%) was melt-spun with an extruder-type spinning machine and stretched. As a result, a polylactic acid monofilament of 30000T (diameter: about 1.75 mm) having a strength of 3.5 cN / dtex and an elongation of 28% was obtained.

得られた造形材料を、実施例1と同様に、内径100mmのボビンに1kg巻き取ったところ、硬く、したがって巻き取りにくいうえに、巻き取り力を弱めるとボビンから外れて散らばった状態となった。   As in Example 1, the obtained modeling material was wound around 1 kg on a bobbin having an inner diameter of 100 mm. It was hard and therefore difficult to wind, and when the winding force was weakened, it was separated from the bobbin and scattered. .

(比較例2)
ProtoPasta社製の造形材料(商品名「Conductive PLA」PLA樹脂製 導電カーボン入り)を用いた。手で屈曲させると容易にボキボキと破断してしまい、三次元プリンターでの使い勝手に難があるものであった。
(Comparative Example 2)
A modeling material manufactured by ProtoPasta (trade name “Conductive PLA” made of PLA resin with conductive carbon) was used. If it is bent by hand, it easily breaks and is difficult to use with a three-dimensional printer.

Claims (5)

合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体と、この繊維集束体に被覆および、または含浸された樹脂部とを含むことを特徴とする造形材料。   A modeling material comprising a long fiber bundle formed by bundling a plurality of synthetic fibers, and a resin portion coated and / or impregnated with the fiber bundle. 合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体と、この繊維集束体に担持された機能性材料とを含むことを特徴とする造形材料。   A modeling material comprising a long fiber bundling body constituted by bundling a plurality of synthetic fibers and a functional material supported on the fiber bundling body. 機能性材料が機能性添加剤と熱可塑性バインダーとを含むことを特徴とする請求項2記載の造形材料。   The modeling material according to claim 2, wherein the functional material contains a functional additive and a thermoplastic binder. 機能性添加剤が導電性添加剤であることを特徴とする請求項3記載の造形材料。   The modeling material according to claim 3, wherein the functional additive is a conductive additive. 3次元プリンター用の造形材料であることを特徴とする請求項1から4までのいずれか1項記載の造形材料。
The modeling material according to any one of claims 1 to 4, wherein the modeling material is a modeling material for a three-dimensional printer.
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