JP2018119026A - Molding material and method for producing three-dimensional object - Google Patents

Molding material and method for producing three-dimensional object Download PDF

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Arihiro Saito
有弘 齋藤
羽生 由紀夫
Yukio Hanyu
由紀夫 羽生
佐藤 尚武
Naotake Sato
尚武 佐藤
杉山 享
Susumu Sugiyama
享 杉山
祐彦 ▲高▼橋
祐彦 ▲高▼橋
Yoshihiko Takahashi
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a molding material, which can be easily removed by water after molding and mold a three-dimensional object that is hardly cracked even under an impact force.SOLUTION: A molding material comprises a low molecular saccharide and a water-soluble polymer. The water-soluble polymer is at least one selected from the group consisting of polyalkylene glycols and polyvinyl alcohols. The content of the water-soluble polymer is more than 1.0 mass% and less than 30 mass%, relative to 100 mass% of the entire molding material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、造形材料、および、立体物の製造方法等に関する。   The present invention relates to a modeling material, a method for manufacturing a three-dimensional object, and the like.

近年、立体物を製造する方法として、作製したい立体物(造形対象物)の断面データに基づいて造形材料を積層する、積層造形法が注目されている。   In recent years, as a method for manufacturing a three-dimensional object, a layered modeling method in which modeling materials are stacked based on cross-sectional data of a three-dimensional object (modeling object) to be produced has attracted attention.

オーバーハング部や可動部などを含む複雑な形状の立体物を積層造形法によって作製する場合、立体物を構成する構造部が存在しない領域の上に構造部を配置することになる。このような場合には、配置する構造部を支持するために当該構造部の重力方向の下側にサポート部を設ける場合がある。つまり、立体物の空隙となる部分には、積層造形法による造形の過程において必要に応じてサポート部が形成される。このサポート部は最終的には除去される。   When a three-dimensional object having a complicated shape including an overhang part, a movable part, and the like is produced by an additive manufacturing method, the structure part is disposed on a region where the structure part constituting the three-dimensional object does not exist. In such a case, in order to support the structure part to be arranged, a support part may be provided below the structure part in the direction of gravity. That is, a support part is formed in the part which becomes the space | gap of a solid object as needed in the process of modeling by the additive manufacturing method. This support part is finally removed.

特許文献1には、積層造形法において、サポート部を形成するサポート材料として糖類やポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコールなどの水溶性材料を用いることが記載されている。サポート材料として水溶性材料を用い、構造部を形成する構造材料として非水溶性材料を用いることで、構造部およびサポート部を有する立体物を水に浸けることにより、サポート部を選択的に溶解除去できる。このように、水を含む液体と接触させることによってサポート部を除去できることは、サポート部の除去の容易性の観点から好ましい。   Patent Document 1 describes that, in the additive manufacturing method, a water-soluble material such as saccharide, polyalkylene oxide, or polyvinyl alcohol is used as a support material for forming a support portion. By using a water-soluble material as the support material and using a water-insoluble material as the structural material to form the structure part, the three-dimensional object having the structure part and the support part is immersed in water to selectively dissolve and remove the support part. it can. Thus, it is preferable from a viewpoint of the ease of removal of a support part that a support part can be removed by making it contact with the liquid containing water.

特開2015−180537号公報JP2015-180537A

糖類のような分子量の低い水溶性材料は水に対する溶解度が高いため、分子量の低い水溶性材料をサポート材料として用いると、サポート部の除去性を高くすることができる。しかしながら、糖類のような分子量の低い水溶性材料を用いて形成したサポート部は硬くて脆くなりやすい。硬くて脆いサポート部は、積層造形途中または積層造形後に衝撃力が加わるとクラックが発生しやすいため、立体物の造形精度を低下させてしまうことがある。   Since a water-soluble material having a low molecular weight such as a saccharide has a high solubility in water, the use of a water-soluble material having a low molecular weight as a support material can improve the removability of the support part. However, a support portion formed using a water-soluble material having a low molecular weight such as saccharide is hard and fragile. The hard and fragile support portion is liable to generate cracks when an impact force is applied during or after layered modeling, and may reduce the modeling accuracy of a three-dimensional object.

一方、ポリアルキレンオキシドやポリビニルアルコールなどの分子量の高い水溶性材料をサポート材料として用いると、形成されるサポート部の耐衝撃性を高くすることができる。しかしながらこれらの材料は水に対する溶解度が糖類のような分子量の低い水溶性材料に比べて著しく低いため、これらの材料をサポート材料として用いるとサポート部の除去性が著しく低下してしまう。   On the other hand, when a water-soluble material having a high molecular weight such as polyalkylene oxide or polyvinyl alcohol is used as the support material, the impact resistance of the formed support portion can be increased. However, these materials have significantly lower solubility in water than water-soluble materials having a low molecular weight such as saccharides. Therefore, when these materials are used as a support material, the removability of the support portion is significantly lowered.

したがって、造形後に水によって除去可能な従来の造形材料は、水による除去性と耐衝撃性とを両立できていないという課題があった。   Therefore, the conventional modeling material which can be removed by water after modeling has a problem that it cannot achieve both the removability by water and the impact resistance.

そこで本発明は上述の課題に鑑み、造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい造形材料を提供することを目的とする。   In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a modeling material that can be easily removed by water after modeling and is less likely to crack even when an impact force is applied.

本発明の一側面としての造形材料は、低分子糖類と、水溶性高分子と、を含有し、前記水溶性高分子は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも1つであり、前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を100質量%としたときに、1.0質量%より大きく30質量%未満であることを特徴とする。   The modeling material as one aspect of the present invention contains a low-molecular saccharide and a water-soluble polymer, and the water-soluble polymer is selected from the group consisting of polyalkylene glycols and polyvinyl alcohols. It is at least one, and the content of the water-soluble polymer is greater than 1.0% by mass and less than 30% by mass when the entire modeling material is 100% by mass.

本発明によれば、造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい立体物を造形できる造形材料を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the modeling material which can be easily removed with water after modeling and can model the solid thing which does not produce a crack easily even if an impact force is added can be provided.

本実施形態に係る造形装置の第1の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the 1st structural example of the modeling apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る造形装置の第2の構成例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the 2nd structural example of the modeling apparatus which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明においては、その趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, in the present invention, the scope of the present invention also includes those in which the embodiments described below are appropriately modified and improved based on the ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. include.

本明細書において「造形材料」とは、立体物を製造する際に用いる造形材料をいう。造形材料は、目的とする立体物を構成する構造材料(モデル材料)と、構造材料の積層を支持するサポート材料とに分類される。サポート材料で構成されているサポート部は、構造材料の存在しない領域の上に配置される構造材料を支える部分であり、最終的には除去される部分である。   In the present specification, the “modeling material” refers to a modeling material used when manufacturing a three-dimensional object. The modeling material is classified into a structural material (model material) constituting a target three-dimensional object and a support material that supports the lamination of the structural materials. The support portion made of the support material is a portion that supports the structural material disposed on the region where the structural material does not exist, and is a portion that is finally removed.

また、本明細書において「造形材粒子」とは、粒子状の造形材料を指す。造形材粒子は、粒子状の構造材料である「構造材粒子(モデル材粒子)」と、粒子状のサポート材料である「サポート材粒子」とに分類される。また、本明細書においては、造形材粒子を含む粉末を「サポート材」、構造材粒子を含有する粉末を「構造材粉末(モデル材粉末)」、サポート材粒子を含有する粉末を「サポート材粉末」、とそれぞれ称する。   Moreover, in this specification, "modeling material particle" refers to a particulate modeling material. The modeling material particles are classified into “structural material particles (model material particles)” that are particulate structural materials and “support material particles” that are particulate support materials. Further, in this specification, the powder containing modeling material particles is “support material”, the powder containing structural material particles is “structural material powder (model material powder)”, and the powder containing support material particles is “support material”. "Powder", respectively.

また、本明細書において「水溶性材料」とは水溶性を有する材料を指し、水に対する溶解度が1以上の材料をいう。すなわち、「水溶性」とは、水に対する溶解度が1以上である性質を指す。また、「非水溶性材料」とは水溶性を有さない材料を指し、水に対する溶解度が1未満の材料をいう。ここで、「水に対する溶解度」とは、1気圧において、水温20℃の純水100gに溶ける質量をグラム単位で表した数値とする。   In the present specification, the “water-soluble material” refers to a material having water solubility, and refers to a material having a solubility in water of 1 or more. That is, “water-soluble” refers to the property that the solubility in water is 1 or more. The “water-insoluble material” refers to a material that does not have water solubility, and refers to a material that has a solubility in water of less than 1. Here, the “solubility in water” is a numerical value representing the mass dissolved in 100 g of pure water having a water temperature of 20 ° C. at 1 atm in grams.

(第1の実施形態)
第1の実施形態に係る造形材料は、低分子糖類(A)と、水溶性高分子(B)と、を含有する。低分子糖類(A)はその分子量の小ささに起因して水に対する溶解度が大きい。そのため、造形材料が低分子糖類(A)を含有することで、当該造形材料を用いて形成した立体物を水を含有する液体と接触させたときに、当該造形材料によって形成した部分(サポート部や構造部)を効率的に除去することができる。以下の説明においては、造形材料によって形成した部分を「造形部」と称することがある。
(First embodiment)
The modeling material which concerns on 1st Embodiment contains a low molecular sugar (A) and a water-soluble polymer (B). The low molecular sugar (A) has a high solubility in water due to its low molecular weight. Therefore, when the modeling material contains the low-molecular sugar (A), when the three-dimensional object formed using the modeling material is brought into contact with the liquid containing water, the portion formed by the modeling material (support part) And structural parts) can be efficiently removed. In the following description, the part formed with modeling material may be called "modeling part."

しかしながら、造形材料が低分子糖類(A)のみから構成されていると、これにより形成される造形部は靱性が低くなる傾向にある。サポート部や構造部の靱性が低いと、サポート部や構造部に衝撃力が加わったときにクラック(ひび割れ)が発生しやすくなってしまう。構造部にクラックが発生すると立体物そのものの形状が変化してしまうため、立体物の造形精度が低下してしまう。また、構造部またはサポート部にクラックが発生すると構造部またはサポート部の上部に積層される構造部の形状に影響を与えるため、立体物の形状が変化してしまうことがあり、やはり立体物の造形精度が低下してしまうことがある。   However, when the modeling material is composed only of the low molecular sugar (A), the modeling part formed thereby tends to have low toughness. If the toughness of the support portion or the structure portion is low, cracks (cracks) are likely to occur when an impact force is applied to the support portion or the structure portion. If a crack occurs in the structure portion, the shape of the three-dimensional object itself changes, and the modeling accuracy of the three-dimensional object is lowered. In addition, if a crack occurs in the structure part or the support part, it affects the shape of the structure part laminated on the structure part or the support part, so that the shape of the three-dimensional object may change. Modeling accuracy may be reduced.

なお、ここでいう「衝撃力」は物理的な衝撃力および熱的な衝撃力を含む。熱的な衝撃力とは、物体の温度の急激な変化をいう。例えば、造形材料を積層造形法に適用し、造形材料を加熱および/または冷却しつつ立体物の造形を行う際には、数秒間(たとえば5秒間)で温度を数百℃(たとえば約200℃)変化させる場合がある。このとき、温度変化にさらされるサポート部および構造部内には温度変化に伴う内部応力が発生し、これが熱的な衝撃力となり、サポート部または構造部のクラックにつながることがある。   Here, the “impact force” includes a physical impact force and a thermal impact force. Thermal impact force refers to a sudden change in the temperature of an object. For example, when a modeling material is applied to an additive manufacturing method and a three-dimensional object is modeled while heating and / or cooling the modeling material, the temperature is set to several hundred degrees C (for example, about 200 degrees C for several seconds (for example, 5 seconds)). ) May change. At this time, an internal stress accompanying the temperature change is generated in the support part and the structure part exposed to the temperature change, and this becomes a thermal impact force, which may lead to a crack in the support part or the structure part.

そこで本実施形態に係る造形材料は、低分子糖類(A)に加えて水溶性高分子(B)を含有する。水溶性高分子(B)は低分子糖類(A)に比べて分子量が大きな成分であり、低分子糖類(A)に比べて弾性が高く、外部から力が加えられたときに塑性変形できる。このような水溶性高分子(B)を含む造形材料によって形成した造形部は、水溶性高分子(B)が弾性成分として機能することで、衝撃力が加えられた際にも応力を緩和することができる。そのため、造形材料が低分子糖類(A)に加えて水溶性高分子(B)を含有することで、形成する造形部におけるクラックの発生を抑制することができ、立体物の造形精度を向上させることができる。   Therefore, the modeling material according to the present embodiment contains a water-soluble polymer (B) in addition to the low molecular sugar (A). The water-soluble polymer (B) is a component having a larger molecular weight than the low molecular weight saccharide (A), has higher elasticity than the low molecular weight saccharide (A), and can be plastically deformed when an external force is applied. The modeling part formed by the modeling material containing such a water-soluble polymer (B) relieves stress even when an impact force is applied by the water-soluble polymer (B) functioning as an elastic component. be able to. Therefore, since the modeling material contains the water-soluble polymer (B) in addition to the low-molecular sugar (A), it is possible to suppress the generation of cracks in the formed modeling part, and improve the modeling accuracy of the three-dimensional object. be able to.

しかしながら、水溶性高分子(B)は低分子糖類(A)に比べて分子量が大きいため、水溶性の材料ではあるものの、低分子糖類(A)に比べると水溶性が低い傾向にある。また、水溶性高分子(B)を水に溶解させた液体は、同量の低分子糖類(A)を水に溶解させた液体に比べて粘度がかなり大きい。このように、水溶性高分子(B)は水溶性が低いことに加えて溶解後の液体を除去するために時間がかかるため、造形材料に水溶性高分子(B)を多量に加えてしまうと、造形部の水による除去性が著しく低下してしまう。   However, since the water-soluble polymer (B) has a higher molecular weight than the low-molecular saccharide (A), it is a water-soluble material, but tends to be less water-soluble than the low-molecular saccharide (A). Moreover, the liquid in which the water-soluble polymer (B) is dissolved in water has a considerably higher viscosity than the liquid in which the same amount of the low-molecular sugar (A) is dissolved in water. As described above, since the water-soluble polymer (B) is low in water solubility and takes time to remove the dissolved liquid, a large amount of the water-soluble polymer (B) is added to the modeling material. And the removability by the water of a modeling part will fall remarkably.

そこで本実施形態に係る造形材料は、水溶性高分子(B)の含有量が、造形材料の全量を100質量%としたときに1.0質量%より大きく30質量%未満となるように、水溶性高分子(B)を含有する。本実施形態ではこれにより、造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい造形材料を提供することができる。なお、本明細書において「容易に除去可能」とは、除去に必要な時間が短い、あるいは、除去するために特殊な作業や環境が不要、の少なくとも一方を満たすことをいう。   Therefore, in the modeling material according to this embodiment, the content of the water-soluble polymer (B) is larger than 1.0% by mass and less than 30% by mass when the total amount of the modeling material is 100% by mass. Contains water-soluble polymer (B). Thus, in the present embodiment, it is possible to provide a modeling material that can be easily removed with water after modeling and is less likely to crack even when an impact force is applied. In the present specification, “easy to remove” means that the time required for removal is short, or at least one of special work and environment is not required for removal.

以下、造形材料が含有する各成分について説明する。   Hereinafter, each component contained in the modeling material will be described.

<低分子糖類(A)>
造形材料に含有される低分子糖類(A)は、水溶性高分子(B)よりも分子量が低い糖類である。低分子糖類(A)は水に対する溶解度の大きな水溶性材料である。低分子糖類(A)の水に対する溶解度は10より大きいことが好ましく、50より大きいことがより好ましい。
<Low molecular sugar (A)>
The low molecular weight saccharide (A) contained in the modeling material is a saccharide having a lower molecular weight than the water-soluble polymer (B). The low molecular weight saccharide (A) is a water-soluble material having a high solubility in water. The solubility of the low molecular weight saccharide (A) in water is preferably greater than 10 and more preferably greater than 50.

低分子糖類(A)は、分子量が100以上1000以下の糖類であることが好ましい。低分子糖類(A)は、分子量が100以上1000以下の糖または糖アルコールであることがより好ましい。低分子糖類(A)の分子量を1000以下とすることで、造形材料によって構成した部分の水による除去性をより向上させることができる。   The low molecular weight saccharide (A) is preferably a saccharide having a molecular weight of 100 or more and 1000 or less. The low molecular weight saccharide (A) is more preferably a saccharide or sugar alcohol having a molecular weight of 100 or more and 1000 or less. By setting the molecular weight of the low-molecular sugar (A) to 1000 or less, the removability of the portion constituted by the modeling material with water can be further improved.

分子量が100以上1000以下の糖としては、単糖、二糖、三糖、四糖、五糖、または、分子量1000以下のオリゴ糖を用いることが好ましい。また、分子量が100以上1000以下の糖アルコールとしては、単糖由来の糖アルコール、二糖由来の糖アルコール、三糖由来の糖アルコール、四糖由来の糖アルコール、または、分子量1000以下のオリゴ糖由来の糖アルコールを用いることが好ましい。なお、ここでいう「X糖由来の糖アルコール」とは、X糖を還元して得られる糖アルコールを指す。   As the saccharide having a molecular weight of 100 or more and 1000 or less, it is preferable to use monosaccharide, disaccharide, trisaccharide, tetrasaccharide, pentasaccharide, or oligosaccharide having a molecular weight of 1000 or less. The sugar alcohol having a molecular weight of 100 or more and 1000 or less includes a sugar alcohol derived from a monosaccharide, a sugar alcohol derived from a disaccharide, a sugar alcohol derived from a trisaccharide, a sugar alcohol derived from a tetrasaccharide, or an oligosaccharide having a molecular weight of 1000 or less. It is preferred to use a sugar alcohol derived from. The “sugar sugar derived from X sugar” herein refers to a sugar alcohol obtained by reducing X sugar.

低分子糖類(A)は、単糖、二糖、三糖、四糖、五糖、単糖由来の糖アルコール、二糖由来の糖アルコール、三糖由来の糖アルコール、四糖由来の糖アルコール、および、五糖由来の糖アルコールからなる群から選択される少なくとも1つであることが特に好ましい。   Low molecular sugar (A) is monosaccharide, disaccharide, trisaccharide, tetrasaccharide, pentasaccharide, sugar alcohol derived from monosaccharide, sugar alcohol derived from disaccharide, sugar alcohol derived from trisaccharide, sugar alcohol derived from tetrasaccharide And at least one selected from the group consisting of sugar alcohols derived from pentasaccharides.

低分子糖類(A)は、一種類の糖類のみから構成されていてもよいし、複数種類の糖類から構成されていてもよい。ここで、低分子糖類(A)の「種類」とは化学構造によって決まるものとし、化学構造が異なっている場合に種類が異なっていると表現する。   The low molecular weight saccharide (A) may be composed of only one kind of saccharide, or may be composed of a plurality of kinds of saccharides. Here, it is assumed that the “type” of the low molecular sugar (A) is determined by the chemical structure, and that the type is different when the chemical structure is different.

低分子糖類(A)の具体例としては、例えば、グルコース(分子量180.2)、キシロース(分子量150.1)、フラクトース(分子量180.2)等の単糖;スクロース(分子量342.3)、ラクトース(分子量342.3)、マルトース(分子量342.3)、トレハロース(分子量342.3)、イソマルツロース(パラチノース(登録商標);分子量342.3)等の二糖;メレジトース(分子量504.4)、マルトトリオース(分子量504.4)、ニゲロトリオース(分子量504.4)、ラフィノース(分子量504.4)、ケストース(分子量504.4)等の三糖;マルトテトラオース(分子量666.6)、スタキオース(分子量666.6)等の四糖;五糖;が挙げられる。   Specific examples of the low molecular weight saccharide (A) include monosaccharides such as glucose (molecular weight 180.2), xylose (molecular weight 150.1) and fructose (molecular weight 180.2); sucrose (molecular weight 342.3), Disaccharides such as lactose (molecular weight 342.3), maltose (molecular weight 342.3), trehalose (molecular weight 342.3), isomaltulose (palatinose (registered trademark); molecular weight 342.3); melezitose (molecular weight 504.4) ), Maltotriose (molecular weight 504.4), nigerotriose (molecular weight 504.4), raffinose (molecular weight 504.4), kestose (molecular weight 504.4), etc .; maltotetraose (molecular weight 666.6) ), Tetrasaccharides such as stachyose (molecular weight 666.6); pentasaccharides.

また、低分子糖類(A)の具体例としては、例えば、キシリトール(分子量152.2)、ソルビトール(分子量182.2)、マンニトール(分子量182.2)、エリスリトール(分子量122.1)等の単糖由来の糖アルコール;ラクチトール(分子量344.3)、マルチトール(分子量344.3)等の二糖由来の糖アルコール;三糖由来の糖アルコール;四糖由来の糖アルコール;五糖由来の糖アルコール;が挙げられる。   Specific examples of the low molecular weight saccharide (A) include simple substances such as xylitol (molecular weight 152.2), sorbitol (molecular weight 182.2), mannitol (molecular weight 182.2), and erythritol (molecular weight 122.1). Sugar alcohol derived from sugar; sugar alcohol derived from disaccharides such as lactitol (molecular weight 344.3), maltitol (molecular weight 344.3); sugar alcohol derived from trisaccharide; sugar alcohol derived from tetrasaccharide; sugar derived from pentasaccharide Alcohol.

また、低分子糖類(A)の具体例としては、例えば、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、ニゲロオリゴ糖、乳果オリゴ糖等のオリゴ糖のうち、分子量が100以上1000以下のオリゴ糖;分子量が100以上1000以下のオリゴ糖アルコール;が挙げられる。   Specific examples of the low molecular weight saccharide (A) include, for example, oligosaccharides such as isomaltoligosaccharide, fructooligosaccharide, xylooligosaccharide, soybean oligosaccharide, galactooligosaccharide, nigerooligosaccharide, and dairy oligosaccharide. And oligosaccharides having a molecular weight of 100 to 1,000.

低分子糖類(A)の造形材料における配合割合は、造形材料の全体を100質量%としたときに、50質量%以上90質量%以下であることが好ましい。また、当該配合割合は、55質量%以上80質量%以下であることがより好ましい。低分子糖類(A)の配合割合を50質量%以上とすることにより、当該造形材料によって形成される造形部の水による除去性を高くすることができる。また、低分子糖類(A)の配合割合を90質量%以下とすることにより、当該造形材料によって形成される部分の耐衝撃性を向上させることができる。   The blending ratio of the low molecular sugar (A) in the modeling material is preferably 50% by mass or more and 90% by mass or less when the entire modeling material is 100% by mass. Further, the blending ratio is more preferably 55% by mass or more and 80% by mass or less. The removability by the water of the modeling part formed with the said modeling material can be made high by making the mixture ratio of a low molecular sugar (A) into 50 mass% or more. Moreover, the impact resistance of the part formed with the said modeling material can be improved by the mixture ratio of a low molecular sugar (A) being 90 mass% or less.

<水溶性高分子(B)>
造形材料に含有される水溶性高分子(B)は、水溶性を有する高分子である。
<Water-soluble polymer (B)>
The water-soluble polymer (B) contained in the modeling material is a polymer having water solubility.

水溶性高分子(B)は、分子量が1000より大きいことが好ましく、分子量が5000より大きいことがより好ましく、分子量が10000より大きいことがさらに好ましく、分子量が20000より大きいことが特に好ましい。水溶性高分子(B)の分子量の上限は特に限定されるものではないが、造形後の水による除去性の観点から、100000以下であることが好ましく、50000以下であることがより好ましい。   The water-soluble polymer (B) preferably has a molecular weight of greater than 1000, more preferably a molecular weight of greater than 5000, still more preferably a molecular weight of greater than 10,000, and particularly preferably a molecular weight of greater than 20,000. Although the upper limit of the molecular weight of water-soluble polymer (B) is not specifically limited, From a viewpoint of the removability by the water after modeling, it is preferable that it is 100,000 or less, and it is more preferable that it is 50000 or less.

本実施形態に係る水溶性高分子(B)は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも1つを含有する。   The water-soluble polymer (B) according to this embodiment contains at least one selected from the group consisting of polyalkylene glycols and polyvinyl alcohols.

ここで、本明細書において、「ポリアルキレングリコール類」はポリアルキレングリコールおよびその誘導体を含み、「ポリビニルアルコール類」はポリビニルアルコールおよびその誘導体を含む。   Here, in the present specification, “polyalkylene glycols” include polyalkylene glycol and derivatives thereof, and “polyvinyl alcohols” include polyvinyl alcohol and derivatives thereof.

水溶性高分子(B)は、一種類の高分子のみから構成されていてもよいし、複数種類の高分子から構成されていてもよい。ここで、水溶性高分子(B)の「種類」とは化学構造によって決まるものとし、化学構造が異なっている場合に種類が異なっていると表現する。水溶性高分子(B)が複数種類の高分子から構成されている場合には、水溶性高分子(B)を構成するすべての種類の高分子の分子量が1000より大きいことが好ましい。   The water-soluble polymer (B) may be composed of only one type of polymer or may be composed of a plurality of types of polymers. Here, the “type” of the water-soluble polymer (B) is determined by the chemical structure, and when the chemical structure is different, it is expressed that the type is different. When the water-soluble polymer (B) is composed of a plurality of types of polymers, it is preferable that the molecular weight of all types of polymers constituting the water-soluble polymer (B) is greater than 1000.

水溶性高分子(B)の具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレングリコール(PPG)、ポリプロピレンオキシド(PPO)等のアルキレングリコール類;ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン・ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ブテンジオールビニルアルコール共重合体(BVOH)等のポリビニルアルコール類;が挙げられる。   Specific examples of the water-soluble polymer (B) include, for example, alkylene glycols such as polyethylene glycol (PEG), polyethylene oxide (PEO), polypropylene glycol (PPG), and polypropylene oxide (PPO); polyvinyl alcohol (PVA), And polyvinyl alcohols such as ethylene / vinyl alcohol copolymer (EVOH) and butenediol vinyl alcohol copolymer (BVOH).

本実施形態において、水溶性高分子(B)の造形材料における配合割合は、造形材料の全体を100質量%としたときに、1.0質量%より大きく30質量%未満である。また、当該配合割合は、5質量%以上30質量%未満であることがより好ましく、5.0質量%以上20質量%以下であることがさらに好ましく、10質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。水溶性高分子(B)の配合割合を30質量%未満とすることにより、当該造形材料によって形成される造形部の水による除去性を高くすることができる。また、水溶性高分子(B)の配合割合を1.0質量%より大きくすることにより、当該造形材料によって形成される部分の耐衝撃性を向上させることができる。   In this embodiment, the mixture ratio in the modeling material of water-soluble polymer (B) is larger than 1.0 mass% and less than 30 mass% when the whole modeling material is 100 mass%. The blending ratio is more preferably 5% by mass or more and less than 30% by mass, further preferably 5.0% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 20% by mass or less. Is particularly preferred. By making the blending ratio of the water-soluble polymer (B) less than 30% by mass, the removability of the modeling part formed by the modeling material with water can be increased. Moreover, the impact resistance of the part formed with the said modeling material can be improved by making the mixture ratio of water-soluble polymer (B) larger than 1.0 mass%.

<その他の水溶性成分(C)>
本実施形態に係る造形材料は、低分子糖類(A)、水溶性高分子(B)に加えて、その他の水溶性成分(C)を含有していてもよい。
<Other water-soluble components (C)>
The modeling material according to the present embodiment may contain other water-soluble components (C) in addition to the low-molecular sugar (A) and the water-soluble polymer (B).

低分子糖類(A)、水溶性高分子(B)、および、その他の水溶性成分(C)を含む水溶性材料の配合割合は、造形材料の全量を100質量%としたときに、51質量%より大きいことが好ましく、60質量%以上であることがより好ましい。また、当該配合割合は70質量%以上であることが特に好ましい。当該配合割合を51質量%より大きくし、造形材料の主成分を水溶性材料とすることで、当該造形材料によって形成される造形部の水による除去性を高くすることができる。なお、前記配合割合の上限については特に限定されるものではないが、水溶性材料の配合割合は、造形材料の全量を100質量%としたときに、95質量%以下であってもよいし、90質量%以下であってもよい。   The mixing ratio of the water-soluble material containing the low-molecular saccharide (A), the water-soluble polymer (B), and the other water-soluble component (C) is 51 mass when the total amount of the modeling material is 100 mass%. % Is more preferable, and 60% by mass or more is more preferable. Moreover, it is especially preferable that the said mixture ratio is 70 mass% or more. By making the said mixture ratio larger than 51 mass% and making the main component of modeling material into a water-soluble material, the removability by the water of the modeling part formed with the said modeling material can be made high. The upper limit of the blending ratio is not particularly limited, but the blending ratio of the water-soluble material may be 95% by weight or less when the total amount of the modeling material is 100% by weight, It may be 90% by mass or less.

<非水溶性成分(D)>
本実施形態に係る造形材料は、上記の水溶性材料に加えて、非水溶性成分(D)を含有していてもよい。非水溶性成分(D)としては、充填材(フィラー)、顔料、分散剤などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
<Water-insoluble component (D)>
The modeling material according to the present embodiment may contain a water-insoluble component (D) in addition to the water-soluble material. Examples of the water-insoluble component (D) include, but are not limited to, fillers (fillers), pigments, dispersants, and the like.

(充填材(フィラー))
本実施形態に係る造形材料は、充填材(フィラー)を含有することが好ましい。充填材は、非水溶性無機材料であってもよいし、非水溶性有機材料であってもよい。充填材は、粒子状であってもよいし、繊維状であってもよい。充填材は、造形材料の特性を調整する材料であることが好ましいが、これに限定されるものではない。造形材料が粒子状の造形材料(造形材粒子)である場合には、充填材は、造形材粒子の粒径よりも小さなサイズであることが好ましい。
(Filler)
It is preferable that the modeling material which concerns on this embodiment contains a filler (filler). The filler may be a water-insoluble inorganic material or a water-insoluble organic material. The filler may be particulate or fibrous. The filler is preferably a material that adjusts the characteristics of the modeling material, but is not limited thereto. When the modeling material is a particulate modeling material (modeling material particle), the filler is preferably smaller than the particle size of the modeling material particle.

粒子状の充填材の具体例としては、例えば、炭酸カルシウム、アルミナ、タルク、マイカ、ウラストナイト、ゾノライト、炭化ケイ素、シリカ、ガラス、カーボンブラック、黒鉛、金属粉などが挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、粒子状の充填材は中実粒子状であってもよいし、中空状であってもよい。   Specific examples of the particulate filler include, for example, calcium carbonate, alumina, talc, mica, wollastonite, zonolite, silicon carbide, silica, glass, carbon black, graphite, and metal powder. It is not limited. The particulate filler may be solid particles or hollow.

繊維状の充填材の具体例としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アラミドナノファイバー、セルロースナノファイバーなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。   Specific examples of the fibrous filler include, but are not limited to, aramid fibers, cellulose fibers, carbon fibers, glass fibers, aramid nanofibers, and cellulose nanofibers.

これらの中でも、本実施形態に係る造形材料は繊維状の充填材を含有することが好ましい。繊維状の充填材を用いることで、造形材料の内部に繊維状の充填材からなるマトリクスを形成することができ、造形材料の特性の調整を効果的に行うことができるからである。なお、充填材によって調整できる造形材料の特性としては、例えば、粘弾性や、強度、硬さ、靱性などの機械的性質などがある。例えば、造形材料の内部に繊維状の充填材からなるマトリクスを形成することで、造形材料を加熱したときに充填材以外の成分の粘性が増加したとしても、繊維状の充填材のマトリクスによって上記成分の粘性流動の動きを妨げることができる。これにより、造形材料の加熱時の弾性を高めることができ、粘弾性を調整することができる。   Among these, it is preferable that the modeling material which concerns on this embodiment contains a fibrous filler. This is because by using the fibrous filler, a matrix made of the fibrous filler can be formed inside the modeling material, and the characteristics of the modeling material can be adjusted effectively. The characteristics of the modeling material that can be adjusted by the filler include, for example, viscoelasticity, mechanical properties such as strength, hardness, and toughness. For example, by forming a matrix made of a fibrous filler inside the modeling material, even if the viscosity of components other than the filler increases when the modeling material is heated, the above-described matrix of the fibrous filler The movement of the viscous flow of the components can be hindered. Thereby, the elasticity at the time of heating of modeling material can be raised, and viscoelasticity can be adjusted.

繊維状の充填材としては、ナノサイズの直径または長さを有する繊維材料(以下、「ナノファイバー」と称する)を用いることが好ましい。造形材料がナノファイバーを含有することで、造形材料中にナノファイバーを分散させることができ、造形材料中に3次元的な網目構造を形成しやすくなる。これにより、造形材料の特性の調整をより効果的に行うことができる。   As the fibrous filler, it is preferable to use a fiber material having a nano-sized diameter or length (hereinafter referred to as “nanofiber”). When the modeling material contains nanofibers, the nanofibers can be dispersed in the modeling material, and a three-dimensional network structure can be easily formed in the modeling material. Thereby, the characteristic of a modeling material can be adjusted more effectively.

なお、本実施形態で用いるナノファイバーは、平均繊維径が1nm以上500nm以下であることが好ましく、1nm以上100nm以下であることがさらに好ましく、1nm以上50nm以下であることが特に好ましい。また、ナノファイバーの長さは、平均繊維径の4倍以上あることが好ましく、10倍以上であることがより好ましく、50倍以上であることがさらに好ましい。ナノファイバーの長さを平均繊維径より十分に大きくすることで、上述のような網目構造の造形材料内部における均一性を向上させることができる。   The nanofibers used in this embodiment preferably have an average fiber diameter of 1 nm to 500 nm, more preferably 1 nm to 100 nm, and particularly preferably 1 nm to 50 nm. Further, the length of the nanofiber is preferably 4 times or more of the average fiber diameter, more preferably 10 times or more, and further preferably 50 times or more. By making the length of the nanofiber sufficiently larger than the average fiber diameter, it is possible to improve the uniformity inside the modeling material having the network structure as described above.

また、充填材は、水に分散する材料であることが好ましい。後述するように、サポート部の除去工程においては水を含む液体(除去液)に中間造形物を接触させることで、水溶性材料を除去液に溶解させる。このとき、充填材は水に溶解しないために残存することになるが、造形部のうち水溶性材料が存在していた領域が空隙となるため、充填材は除去液によって押し流されて除去される。このとき充填材が水に分散する材料であれば、より容易に充填材を除去することができ、造形材料の水による除去性を向上させることができる。   The filler is preferably a material that is dispersed in water. As described later, in the step of removing the support portion, the water-soluble material is dissolved in the removal liquid by bringing the intermediate shaped article into contact with a liquid (removal liquid) containing water. At this time, the filler remains because it does not dissolve in water, but since the region where the water-soluble material was present in the modeling portion becomes a void, the filler is pushed away by the removal liquid and removed. . At this time, if the filler is a material dispersed in water, the filler can be more easily removed, and the removability of the modeling material with water can be improved.

<シェル>
後述するように、本実施形態に係る造形材料の形状は特に限定はされないが、造形材料は、粒子状の造形材料(造形材粒子)であってもよい。本実施形態に係る造形材料を造形材粒子とする際には、粒子の表面の少なくとも一部を覆うシェルをさらに有することが好ましい。すなわち本実施形態に係る造形材粒子は、低分子糖類(A)、水溶性高分子(B)、その他の水溶性成分(C)、および、非水溶性成分(D)からなるコアと、コアの表面の少なくとも一部を覆うシェルと、を有することが好ましい。
<Shell>
As will be described later, the shape of the modeling material according to the present embodiment is not particularly limited, but the modeling material may be a particulate modeling material (modeling material particle). When making the modeling material which concerns on this embodiment into modeling material particle | grains, it is preferable to further have the shell which covers at least one part of the surface of particle | grains. That is, the modeling material particle according to the present embodiment includes a core composed of a low-molecular sugar (A), a water-soluble polymer (B), another water-soluble component (C), and a water-insoluble component (D), It is preferable to have a shell covering at least a part of the surface.

シェルの材質は特に限定はされず、水溶性材料であっても非水溶性材料であってもよいが、シェルに最も多く含まれる材料の水に対する溶解度は、コアに含まれる水溶性材料の水に対する溶解度より小さいことが好ましい。なお、シェルに最も多く含まれる材料の水に対する溶解度が、「コアに含まれる水溶性材料の水に対する溶解度より小さい」とは、コアに含まれるいずれの水溶性材料の水に対する溶解度よりも小さいことを言う。また、シェルは複数種類の材料で構成されていてもよい。シェルに最も多く含まれる材料は、水に対する溶解度が10より小さい材料が好ましく、5より小さい材料がより好ましく、1未満であればさらに好ましい。   The material of the shell is not particularly limited and may be a water-soluble material or a water-insoluble material, but the solubility of the material most contained in the shell in water is the water content of the water-soluble material contained in the core. It is preferable that the solubility is smaller than that. In addition, the solubility in water of the material most contained in the shell is smaller than the solubility in water of the water-soluble material contained in the core is smaller than the solubility in water of any water-soluble material contained in the core. Say. Moreover, the shell may be comprised with multiple types of material. The material most contained in the shell is preferably a material having a solubility in water of less than 10, more preferably less than 5, and even more preferably less than 1.

このような構成を有する造形材粒子は、コア表面に対するシェルの被覆率やコアやシェルの材料に応じて、適切な条件で熱エネルギーまたは熱エネルギーと圧力を付与することにより、コアの材料を粒子表面に露出させることができる。例えば、造形材粒子をコアまたは造形材粒子の軟化温度以上に加熱する、あるいは、コアまたは造形材粒子の軟化温度以上に加熱すると同時に加圧することによって、シェル構造を破壊して、コアの材料を表面に露出させることができる。ここで、本明細書においては、室温から温度を上昇させながら動的粘弾性を測定した際に、損失弾性率が10Pa以下となる温度を「軟化温度」とする。 The modeling material particle having such a structure is obtained by applying thermal energy or thermal energy and pressure under appropriate conditions according to the coverage of the shell to the core surface and the material of the core or shell. Can be exposed to the surface. For example, the shell material is destroyed by heating the modeling material particles above the softening temperature of the core or modeling material particles, or by heating and pressurizing at the same time as the softening temperature of the core or modeling material particles. Can be exposed to the surface. Here, in this specification, when the dynamic viscoelasticity is measured while increasing the temperature from room temperature, the temperature at which the loss elastic modulus becomes 10 8 Pa or less is defined as “softening temperature”.

あるいは、選択的にシェルの材料を溶解する溶液を造形粒子に噴霧し、粒子表面にできる液滴の表面張力を利用してシェルの材料を粒子表面に偏在させ、コアの材料を露出させることも可能である。   Alternatively, a solution that selectively dissolves the shell material may be sprayed onto the shaped particles, and the shell material may be unevenly distributed on the particle surface using the surface tension of the droplets formed on the particle surface to expose the core material. Is possible.

このように、本実施形態に係る造形材粒子は、その表面に水に対する溶解度の低い材料(シェル)が形成されているため、粉体の状態で水分量の多い雰囲気においても、吸湿による凝集が抑制され、流動性の低下が抑制される。したがって、特に湿度管理をしなくても、積層造形法に適した粉体の状態を維持することができる。   As described above, since the modeling material particles according to the present embodiment are formed with a material (shell) having low solubility in water on the surface thereof, aggregation is also caused by moisture absorption even in an atmosphere with a large amount of moisture in a powder state. It is suppressed and a decrease in fluidity is suppressed. Therefore, it is possible to maintain a powder state suitable for the additive manufacturing method without particularly managing the humidity.

シェルに最も多く含まれる材料の例として、有機化合物および高分子化合物に代表される有機物、金属、セラミックスなどに代表される無機物、および、有機物と無機物とを含む有機・無機複合材料などが挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。   Examples of the material most often contained in the shell include organic substances typified by organic compounds and polymer compounds, inorganic substances typified by metals and ceramics, and organic / inorganic composite materials containing organic substances and inorganic substances. However, it is not limited to these materials.

上記の有機物としては、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂物質、グリセリン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類などのエステル化合物、エチルセルロースなどのセルロース誘導体の一部を好適に用いることができる。   Examples of the organic substance include resin materials such as acrylic resins, vinyl resins, polyester resins, epoxy resins, and urethane resins, ester compounds such as glycerin fatty acid esters, sucrose fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, and ethyl cellulose. A part of the cellulose derivative can be suitably used.

また、無機物であれば、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナなどの無機酸化物を好適に用いることができる。また、これらの無機酸化物に対してフッ素が直接結合した構造を有するものも、好ましく用いられる。   Moreover, if it is an inorganic substance, inorganic oxides, such as a silicon oxide, a titanium oxide, an alumina, can be used suitably. Further, those having a structure in which fluorine is directly bonded to these inorganic oxides are also preferably used.

<造形材料の粘弾性>
本実施形態に係る造形材料は、造形材料の貯蔵弾性率が1MPaとなる温度をT(℃)としたときに、T℃以上(T+10)℃以下の温度範囲で、造形材料の貯蔵弾性率が造形材料の損失弾性率より常に大きいことが好ましい。本実施形態に係る造形材料はこのような粘弾性特性を有するため、軟化させてもゴムのような挙動を示し、流動せず、形状を保とうとする。そのため、加熱して積層する際に所望の形状に造形部を形成しやすく、また、形成した造形部が熱せられたときにも形状が変化しにくくなる。そのため、立体物の造形精度を向上させることができる。なお、本実施形態に係る造形材料の上述のような粘弾性特性は、水溶性材料の組成に応じて充填材を適切に選択することによって調整することができる。
<Viscoelasticity of modeling material>
The modeling material according to the present embodiment has a storage modulus of the modeling material in a temperature range of T ° C. or more and (T + 10) ° C. or less, where T (° C.) is a temperature at which the storage modulus of the modeling material is 1 MPa. It is preferred that it is always greater than the loss modulus of the modeling material. Since the modeling material according to the present embodiment has such viscoelastic characteristics, even if it is softened, it exhibits a behavior like rubber, does not flow, and tries to keep its shape. For this reason, it is easy to form a shaped part in a desired shape when heating and laminating, and the shape is less likely to change when the formed shaped part is heated. Therefore, the modeling accuracy of a three-dimensional object can be improved. In addition, the above-mentioned viscoelastic characteristic of the modeling material which concerns on this embodiment can be adjusted by selecting a filler appropriately according to the composition of water-soluble material.

また、本実施形態に係る造形材料をサポート材料として用い、他の種類の構造材料とともに積層造形する場合には、本実施形態に係る造形材料の貯蔵弾性率は、積層造形プロセスの加熱工程における温度範囲で、構造材料の貯蔵弾性率以上であることが好ましい。   In addition, when the modeling material according to this embodiment is used as a support material and layered with other types of structural materials, the storage elastic modulus of the modeling material according to this embodiment is the temperature in the heating step of the layered modeling process. It is preferable that the elastic modulus is not less than the storage elastic modulus of the structural material.

サポート材料の貯蔵弾性率がともに積層する構造材料の貯蔵弾性率より小さいと、加熱工程または積層工程において、サポート材料のみが大きく変形してしまう可能性がある。サポート材料は本来、構造材料の積層を支持するために使用するため、サポート材料の変形が大きくなると構造材料によって形成する構造部の形状を変化させてしまう。その結果、立体物の造形精度が低下してしまう。そこでサポート材料の貯蔵弾性率を構造材料の貯蔵弾性率よりも大きくしておくことで、構造材料よりもサポート材料のほうを常に固い状態とすることができ、積層造形プロセスの全体を通して、サポート部によって構造部を支持することができるようになる。   When the storage elastic modulus of the support material is smaller than the storage elastic modulus of the structural material to be laminated together, only the support material may be greatly deformed in the heating process or the lamination process. Since the support material is originally used to support the lamination of the structural material, if the deformation of the support material is increased, the shape of the structure portion formed by the structural material is changed. As a result, the modeling accuracy of the three-dimensional object decreases. Therefore, by making the storage elastic modulus of the support material larger than the storage elastic modulus of the structural material, the support material can always be in a harder state than the structural material. Thus, the structure portion can be supported.

例えば、造形材料の貯蔵弾性率は、積層造形プロセスの全体を通じて、0.1MPa以上であることが好ましい。これにより、サポート材料が著しく軟化して流失してしまうことを抑制することができる。   For example, the storage elastic modulus of the modeling material is preferably 0.1 MPa or more throughout the entire layered modeling process. Thereby, it can suppress that a support material remarkably softens and is washed away.

造形材料の粘弾性や軟化温度などの各種特性は、複数の材料を混合させることにより所望の値に調整することが可能である。例えば、低分子糖類(A)としてマルトテトラオースと、マルトテトラオースよりも軟化温度の低いラクチトールと、を混合して用いて、その比率を調整することで、低分子糖類(A)の軟化温度を調整することができる。また、セルロースナノファイバーなどの充填材を加えることにより、粘弾性特性を調整することができる。   Various characteristics such as viscoelasticity and softening temperature of the modeling material can be adjusted to desired values by mixing a plurality of materials. For example, as a low molecular sugar (A), maltotetraose and lactitol having a softening temperature lower than that of maltotetraose are mixed and used, and the ratio is adjusted so that the softening temperature of the low molecular sugar (A) is reduced. Can be adjusted. Moreover, viscoelastic characteristics can be adjusted by adding fillers, such as a cellulose nanofiber.

<造形材料の形状>
本実施形態に係る造形材料の形状は特に限定はされない。例えば、本実施形態に係る造形材料を紛体状の造形材料(造形材粉体)を用いて造形を行うタイプの積層造形法に適用する場合には、粒子状の造形材料(造形材粒子)またはその集合体である造形材粉体としてもよい。このようなタイプの積層造形法としては、粉末焼結積層造形方式(SLS)やバインダージェッティング(結合剤噴射)方式、電子写真方式などがある。また、本実施形態に係る造形材料を熱溶解積層法(FDM)方式の積層造形法に適用する場合には、ペレット状、ロッド状、フィラメント状の造形材料としてもよい。
<Shape of modeling material>
The shape of the modeling material according to the present embodiment is not particularly limited. For example, when applying the modeling material according to the present embodiment to a layered modeling method in which modeling is performed using a powdered modeling material (modeling material powder), a particulate modeling material (modeling material particle) or It is good also as modeling material powder which is the aggregate. Examples of this type of additive manufacturing method include a powder sintering additive manufacturing method (SLS), a binder jetting (binder injection) method, and an electrophotographic method. Moreover, when applying the modeling material which concerns on this embodiment to the hot melt lamination method (FDM) type additive manufacturing method, it is good also as a pellet-shaped, rod-shaped, filament-shaped modeling material.

<造形材粒子および造形材粉体の製造方法>
本実施形態に係る造形材粒子または造形材粉体の製造方法は特に限定はされない。造形材粒子または造形材粉体を得るための製造方法の一例としては以下の方法が挙げられる。
<Method for producing modeling material particles and modeling material powder>
The manufacturing method of the modeling material particle or modeling material powder which concerns on this embodiment is not specifically limited. The following method is mentioned as an example of the manufacturing method for obtaining modeling material particle or modeling material powder.

1つ目の方法としては、スプレードライ法がある。この方法では、低分子糖類(A)、水溶性高分子(B)、および、その他の水溶性成分(C)を含む水溶液中に、繊維材料などの非水溶性成分(D)を分散させたものを原料液とする。そして、この原料液を気体中に噴霧して急速に乾燥させることによって、造形材粒子(または造形材粉体)を得る。この方法によれば、造形材粒子の平均粒径や円形度を比較的均一にすることができるため好ましい。   The first method is a spray drying method. In this method, a water-insoluble component (D) such as a fiber material was dispersed in an aqueous solution containing a low-molecular sugar (A), a water-soluble polymer (B), and other water-soluble components (C). A thing is made into a raw material liquid. Then, the molding material particles (or modeling material powder) are obtained by spraying the raw material liquid into a gas and drying it rapidly. This method is preferable because the average particle diameter and circularity of the modeling material particles can be made relatively uniform.

2つ目の方法としては、混練粉砕法がある。この方法では、低分子糖類(A)、水溶性高分子(B)、その他の水溶性成分(C)、および、非水溶性成分(D)を溶融混練して固形物を得、得られた固形物を粉砕して造形材粒子(または造形材粉体)を得る。この方法によれば、造形材粒子を安価に製造することが可能である。   As the second method, there is a kneading pulverization method. In this method, a low-molecular sugar (A), a water-soluble polymer (B), other water-soluble components (C), and a water-insoluble component (D) were melt-kneaded to obtain a solid. Solid material is pulverized to obtain modeling material particles (or modeling material powder). According to this method, modeling material particles can be manufactured at low cost.

その他の方法として、機械粉砕法や、溶融状態で媒体中に分散させ冷却することで粒子を得る溶融分散冷却法などを用いて造形材粒子(または造形材粉体)を製造してもよい。なお、これらの製造方法においては、上述の通りその他の水溶性成分(C)および非水溶性成分(D)は任意の成分なので添加しなくてもよい。   As other methods, modeling material particles (or modeling material powder) may be manufactured using a mechanical pulverization method or a melt dispersion cooling method in which particles are obtained by being dispersed and cooled in a medium in a molten state. In these production methods, as described above, the other water-soluble component (C) and the water-insoluble component (D) are optional components and may not be added.

<立体物の製造方法>
次に本発明の造形材料を用いた積層造形法の例について説明する。本実施形態に係る立体物の製造方法は、三次元モデルのスライスデータに応じて、本発明の造形材料を含む少なくとも1種類の造形材料からなる材料層を形成し、材料層を積層することで三次元モデル(造形対象物)を実体化した立体物を製造する方法である。
<Method for producing a three-dimensional object>
Next, an example of the additive manufacturing method using the modeling material of the present invention will be described. The manufacturing method of the three-dimensional object which concerns on this embodiment forms the material layer which consists of at least 1 type of modeling material containing the modeling material of this invention according to the slice data of a three-dimensional model, and laminates | stacks a material layer. This is a method of manufacturing a three-dimensional object that materializes a three-dimensional model (modeling object).

なお、ここでいう「スライスデータ」は、三次元モデルの造形データを積層方向に所定の間隔でスライスして生成される複数のスライス画像データであってもよい。このとき、それぞれのスライス画像データは、層ごとの造形材料の二次元的な配置情報を含むデータである。スライス画像データは、造形材料によって材料層を形成し、形成した材料層を積層していくタイプの積層造形法に好適に用いることができる。あるいは、「スライスデータ」は、造形材料を配置していく経路情報を含むツールパスデータであってもよい。ツールパスデータは、熱溶解積層法(FDM)方式の積層造形法に好適に用いることができる。   The “slice data” referred to here may be a plurality of slice image data generated by slicing the modeling data of the three-dimensional model at predetermined intervals in the stacking direction. At this time, each slice image data is data including two-dimensional arrangement information of the modeling material for each layer. The slice image data can be suitably used for a layered modeling method of forming a material layer with a modeling material and laminating the formed material layer. Alternatively, the “slice data” may be tool path data including route information for arranging the modeling material. The tool path data can be suitably used for a hot melt lamination method (FDM) type additive manufacturing method.

本実施形態に係る立体物の製造方法は、三次元モデルのスライスデータに応じて、本発明の造形材料を含む少なくとも1種類の造形材料からなる材料層を形成する材料層形成工程と、材料層を積層する材料層積層工程と、を有するということもできる。なお、材料層積層工程は、材料層形成工程で形成した第1の材料層上で第2の材料層を形成する工程であってもよいし、第1の材料層上以外の場所で形成した第2の材料層を第1の材料層の上に積層する工程であってもよい。   The method for manufacturing a three-dimensional object according to the present embodiment includes a material layer forming step of forming a material layer made of at least one type of modeling material including the modeling material of the present invention, and a material layer according to slice data of a three-dimensional model. It can also be said that it has a material layer laminating step of laminating. The material layer stacking step may be a step of forming the second material layer on the first material layer formed in the material layer forming step, or may be formed at a place other than on the first material layer. It may be a step of laminating the second material layer on the first material layer.

また、本実施形態に係る造形材料をサポート材料として、積層造形法に適用する場合には、本実施形態に係る立体物の製造方法は、次の[1]〜[2]の工程を有する。   Moreover, when applying the modeling material which concerns on this embodiment to a layered modeling method as a support material, the manufacturing method of the solid object which concerns on this embodiment has the process of following [1]-[2].

[1]立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する第1の工程(造形物形成工程)
[2]水を含む液体に前記造形物を接触させることにより、前記造形物から前記サポート部を除去して前記立体物を形成する第2の工程(除去工程)
以下、各工程について詳しく説明する。
[1] A first process (modeled object forming process) of forming a modeled object including a structure part constituting a three-dimensional object and a support part supporting the structure part by a layered modeling method.
[2] A second step (removal step) of forming the three-dimensional object by removing the support part from the modeled object by bringing the modeled object into contact with a liquid containing water.
Hereinafter, each step will be described in detail.

[1]造形物形成工程
本工程は、立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する工程である。積層造形法により、三次元モデルのスライスデータに応じて、少なくとも1種類の構造材料を用いて構造部を形成し、少なくとも1種類のサポート材料を用いてサポート部を形成する。本実施形態では、サポート部を形成するサポート材料として、本発明の造形材料を用いる。
[1] Modeled object formation process This process is a process of forming a modeled object including a structure part which constitutes a solid thing, and a support part which supports the structure part by a layered modeling method. According to the layered manufacturing method, according to the slice data of the three-dimensional model, the structure portion is formed using at least one type of structural material, and the support portion is formed using at least one type of support material. In the present embodiment, the modeling material of the present invention is used as a support material for forming the support portion.

造形物形成工程は、次の[1a]〜[1b]の工程を有していてもよい。   The molded object formation process may have the following processes [1a] to [1b].

[1a]材料層形成工程
本工程は、三次元モデルのスライスデータに応じて、構造材料と、必要に応じてサポート材料と、を配置して、材料層を形成する工程である。
[1a] Material Layer Formation Step This step is a step of forming a material layer by arranging a structural material and, if necessary, a support material according to slice data of a three-dimensional model.

なおここでは、造形対象物の三次元モデルから生成されるスライスデータに、サポート部のスライスデータが付加された合成データが用いられる。なお、三次元モデルからスライスデータを生成する前に三次元モデルにサポート部のモデルデータを付加した状態でスライス処理を行い、スライスデータ(合成データ)を生成してもよい。あるいは、三次元モデルからスライスデータを生成した後に、三次元モデルのスライスデータに対してサポート部のスライスデータを付加してもよい。本明細書における「三次元モデルのスライスデータ」は、上述のように必要に応じてサポート部のスライスデータが付加された合成データも含む。   Here, combined data obtained by adding slice data of the support unit to slice data generated from the three-dimensional model of the modeling target is used. Note that before generating slice data from the three-dimensional model, slice processing may be performed in a state where the model data of the support unit is added to the three-dimensional model to generate slice data (composite data). Alternatively, the slice data of the support unit may be added to the slice data of the three-dimensional model after the slice data is generated from the three-dimensional model. The “slice data of the three-dimensional model” in this specification includes composite data to which the slice data of the support unit is added as necessary as described above.

構造材料およびサポート材料を配置する方法は特に限定はされず、積層造形法において使用される種々の方法を用いることができる。中でも、熱溶解積層法(FDM)方式または電子写真方式を用いることが好ましい。これらの方式によれば、複数種類の造形材料のそれぞれをスライスデータに応じて容易に配置していくことができる。   The method for arranging the structural material and the support material is not particularly limited, and various methods used in the additive manufacturing method can be used. Among them, it is preferable to use a hot melt lamination method (FDM) method or an electrophotographic method. According to these methods, each of a plurality of types of modeling materials can be easily arranged according to slice data.

[1b]材料層積層工程
本工程は、材料層形成工程で形成された材料層を繰り返し積層して、造形物を形成する工程である。材料層の積層は、別体として形成した材料層を、先に形成した材料層の表面に積層しても良いし、先に形成した材料層の表面上に、新たな材料層を直接形成して積層しても良い。また、別体として形成した材料層を先に形成した材料層の表面に積層する際は、一旦基材の上に材料層を形成した後に、先に形成した材料層の表面に転写しても良い。この際に用いる基材を、転写体と呼ぶ。材料層を転写体に転写する際には、静電エネルギーを利用した静電転写や熱エネルギーを利用した熱転写など、公知の転写方法が使用可能である。
[1b] Material Layer Lamination Step This step is a step in which the material layer formed in the material layer formation step is repeatedly laminated to form a shaped article. The material layer can be laminated by forming a separate material layer on the surface of the previously formed material layer, or by forming a new material layer directly on the surface of the previously formed material layer. May be laminated. In addition, when laminating the material layer formed separately on the surface of the previously formed material layer, the material layer is once formed on the substrate and then transferred to the surface of the previously formed material layer. good. The base material used at this time is called a transfer body. When transferring the material layer to the transfer body, a known transfer method such as electrostatic transfer using electrostatic energy or thermal transfer using thermal energy can be used.

造形物形成工程では、上記の[1a]および[1b]の工程を複数回、例えば三次元モデルのスライスデータに応じた回数分だけ繰り返して、造形物を形成する。   In the modeled object forming step, the above-described steps [1a] and [1b] are repeated a plurality of times, for example, the number of times corresponding to the slice data of the three-dimensional model to form a modeled object.

[2]除去工程
本工程は、[1]の工程によって得られた造形物のうち、サポート部を除去して立体物を得る工程である。なお、サポート部の除去は造形物を、水を含む液体(以下、「除去液」と称する)に接触させることで行う。
[2] Removal Step This step is a step of obtaining a three-dimensional object by removing the support part from the shaped object obtained by the process [1]. The support part is removed by bringing the shaped object into contact with a liquid containing water (hereinafter referred to as “removed liquid”).

本実施形態では水溶性材料を含むサポート材料を用いてサポート部を形成していたため、サポート部を構成する水溶性材料が除去液に溶解する。また、本実施形態ではサポート材料として低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)とを含むサポート材料を用いたため、低分子糖類(A)は速やかに除去液に溶解し、サポート部を容易に除去できる。   In the present embodiment, since the support portion is formed using the support material including the water-soluble material, the water-soluble material constituting the support portion is dissolved in the removal liquid. In the present embodiment, since the support material containing the low molecular weight saccharide (A) and the water-soluble polymer (B) is used as the support material, the low molecular weight saccharide (A) is quickly dissolved in the removing solution, and the support portion is removed. Easy to remove.

造形物を除去液に接触させる方法は特に限定はされず、造形物全体を除去液に浸漬してもよいし、除去液をシャワー状に噴出して造形物に浴びせかけてもよい。造形物を除去液に浸漬する場合には、造形物の形状にもよるが、除去液に水流を加えたり超音波振動を加えたりすると、サポート部の除去が促進されるため好ましい。除去液は、構造部が熱変形しない温度の範囲で、適宜加温することが好ましい。   The method for bringing the shaped article into contact with the removal liquid is not particularly limited, and the whole shaped article may be immersed in the removal liquid, or the removal liquid may be ejected in a shower shape and bathed on the shaped article. In the case of immersing the shaped article in the removing liquid, depending on the shape of the shaped article, it is preferable to add a water flow or ultrasonic vibration to the removing liquid because the removal of the support portion is promoted. It is preferable that the removing liquid is appropriately heated within a temperature range in which the structure portion is not thermally deformed.

<造形装置>
立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する造形装置について、図1および図2を用いて説明する。本実施形態に係る造形装置は、サポート部を形成するサポート材料として、本発明の造形材料を用いる。
<Modeling equipment>
A modeling apparatus for forming a modeled object including a structure part constituting a three-dimensional object and a support part supporting the structure part by a layered modeling method will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The modeling apparatus which concerns on this embodiment uses the modeling material of this invention as a support material which forms a support part.

図1は、本実施形態に係る造形装置の第1の構成例を模式的に示す図である。図1(a)に示すように、第1の構成例の造形装置100は、粒子層形成部110と、積層部120と、粒子層形成部110で形成された粒子層を積層部120へと搬送する搬送体130と、を有する。本実施形態に係る造形装置100の構成と動作について説明する。   FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a first configuration example of a modeling apparatus according to the present embodiment. As illustrated in FIG. 1A, the modeling apparatus 100 of the first configuration example includes a particle layer forming unit 110, a stacking unit 120, and a particle layer formed by the particle layer forming unit 110 into the stacking unit 120. A conveyance body 130 for conveyance. The configuration and operation of the modeling apparatus 100 according to this embodiment will be described.

粒子層形成部110は、材料供給部111、像担持体112、露光装置113と、を有する。粒子層形成部110は、構造材粉末による粒子像を像担持体112a上に、サポート材粉末による粒子像を像担持体112b上に、それぞれ形成する。そして、これらの粒子像を搬送体130の上へ転写して、構造材粉末およびサポート材粉末によって構成される粒子層(材料層)を形成する。   The particle layer forming unit 110 includes a material supply unit 111, an image carrier 112, and an exposure device 113. The particle layer forming unit 110 forms a particle image of the structural material powder on the image carrier 112a and a particle image of the support material powder on the image carrier 112b. These particle images are transferred onto the carrier 130 to form a particle layer (material layer) composed of the structural material powder and the support material powder.

以下、材料層の形成工程について詳細に説明するが、各粒子像の形成について共通する説明の中では構成部材の参照符号の添え字a〜dを省略し、材料供給部111、像担持体112などと記載する。   Hereinafter, the material layer forming step will be described in detail. In the description common to the formation of each particle image, the subscripts a to d of the constituent members are omitted, and the material supply unit 111 and the image carrier 112 are omitted. And so on.

まず、像担持体112の表面を不図示の帯電装置で一様に帯電させる。帯電の方法については特に限定はされない。   First, the surface of the image carrier 112 is uniformly charged by a charging device (not shown). The charging method is not particularly limited.

露光装置113を用いて、作製する造形物のスライスデータ(断面データ)に従って、帯電した像担持体112を露光し、像担持体112の表面上に静電潜像を形成する。具体的には、作製する造形物のスライスデータにおける構造部領域の静電潜像を像担持体112aに、サポート部領域の静電潜像を像担持体112bに形成する。   Using the exposure device 113, the charged image carrier 112 is exposed according to slice data (cross-section data) of a modeled object to be produced, and an electrostatic latent image is formed on the surface of the image carrier 112. Specifically, the electrostatic latent image of the structure portion region in the slice data of the modeled object to be produced is formed on the image carrier 112a, and the electrostatic latent image of the support portion region is formed on the image carrier 112b.

続いて、材料供給部111から造形材粉末(構造材粉末またはサポート材粉末)を像担持体112に供給する。これにより、像担持体112の表面上の静電潜像が形成された領域、または静電潜像が形成されなかった領域のいずれかに配置される。これにより、静電潜像を可視化し、像担持体112aの表面上には構造材粉末による粒子像を形成し、像担持体112bの表面上にはサポート材粉末による粒子像を形成することができる。   Subsequently, modeling material powder (structural material powder or support material powder) is supplied from the material supply unit 111 to the image carrier 112. As a result, the electrostatic latent image on the surface of the image carrier 112 is arranged in either the region where the electrostatic latent image is formed or the region where the electrostatic latent image is not formed. As a result, the electrostatic latent image is visualized, and a particle image of the structural material powder is formed on the surface of the image carrier 112a, and a particle image of the support material powder is formed on the surface of the image carrier 112b. it can.

その後、像担持体112a、112bに各々配置された各粒子像を、搬送体130上へと所定のタイミングで転写する。これにより、構造材粉末による粒子像と、サポート材粉末による粒子像と、からなる粒子層を形成することができる。すなわち、構造材粉末およびサポート材粉末のいずれか一方が配置されてなる第1の層が転写された転写体に、他方の粒子が配置されてなる第2の層を転写して、粒子層を形成する。なお、粒子像を搬送体130へと転写する順番は特に限定はされず、構造材粉末からなる粒子像を転写した後にサポート材粉末からなる粒子像を転写してもよいし、その逆の順番で転写してもよい。   Thereafter, the respective particle images respectively arranged on the image carriers 112a and 112b are transferred onto the carrier 130 at a predetermined timing. Thereby, the particle layer which consists of the particle image by structure material powder and the particle image by support material powder can be formed. That is, the particle layer is formed by transferring the second layer in which the other particle is arranged to the transfer body in which the first layer in which either the structural material powder or the support material powder is arranged is transferred. Form. The order in which the particle images are transferred to the carrier 130 is not particularly limited, and the particle image made of the support material powder may be transferred after transferring the particle image made of the structural material powder, or vice versa. You may transfer with.

なお、ここでは粒子層形成部110が材料供給部111、像担持体112、露光装置113のセットを2つ有する例を用いて説明したが、これに限定はされない。すなわち、複数種類の構造材粉末や複数種類のサポート材粉末を用いて造形を行う場合には、粒子層形成部110は、造形材粉末(構造材粉末およびサポート材粉末)の種類の数だけ、上記セットを有していればよい。   Here, the particle layer forming unit 110 has been described using an example in which the material supply unit 111, the image carrier 112, and the exposure apparatus 113 have two sets. However, the present invention is not limited to this. That is, in the case of modeling using a plurality of types of structural material powder and a plurality of types of support material powder, the particle layer forming unit 110 is the same as the number of types of modeling material powder (structural material powder and support material powder), What is necessary is just to have the said set.

搬送体130に形成された粒子層は、搬送体130の回転によって積層位置まで移動される。粒子層が積層位置まで移動されると、温度制御手段122により加熱されて粒子層を構成する粒子を互いに融着させる。そして、ステージ121の上面またはステージ121上に形成されている生成途中の造形物上に転写され、積層される。   The particle layer formed on the carrier 130 is moved to the stacking position by the rotation of the carrier 130. When the particle layer is moved to the stacking position, the particles constituting the particle layer are fused with each other by being heated by the temperature control means 122. And it is transcribe | transferred and laminated | stacked on the modeling object in the middle of the production | generation currently formed on the upper surface of the stage 121 or the stage 121.

この際、粒子層のうち構造材粉末からなる領域は立体物を構成する部分(構造部17a)として積層され、サポート材粉末からなる領域はサポート部17bとして積層される。すなわち、本実施形態に係る立体物の製造方法における積層工程は、粒子層を加熱して粒子を融着させる加熱融着工程を含む。   Under the present circumstances, the area | region which consists of structural material powder among the particle | grain layers is laminated | stacked as a part (structure part 17a) which comprises a solid object, and the area | region which consists of support material powder is laminated | stacked as the support part 17b. That is, the laminating step in the method for manufacturing a three-dimensional object according to the present embodiment includes a heating and fusing step of fusing particles by heating the particle layer.

粒子層を加熱し、粒子層を構成する粒子を互いに融着させるタイミングは、特に限定はされず、積層の前、積層と同時、積層の後のいずれで行っても良いし、それらのうちの複数のタイミングで行っても良い。   The timing of heating the particle layer and fusing the particles constituting the particle layer to each other is not particularly limited, and may be performed before, simultaneously with, or after the lamination. It may be performed at a plurality of timings.

また、加熱融着工程では、粒子層中の構造材粒子とサポート材粒子はともに、温度制御手段(不図示)によって加熱され、これらの粒子はほぼ同じ温度に温度制御される。このとき温度制御手段(不図示)は、構造材粒子およびサポート材粒子がともに軟化する温度で加熱を行うことが好ましい。したがって、構造材粒子とサポート材粒子の軟化温度が異なる場合は、温度制御手段(不図示)はいずれか高い方の温度以上の温度で加熱を行うことが好ましい。   In the heat fusion process, both the structural material particles and the support material particles in the particle layer are heated by a temperature control means (not shown), and these particles are temperature-controlled to substantially the same temperature. At this time, the temperature control means (not shown) preferably performs heating at a temperature at which both the structural material particles and the support material particles soften. Therefore, when the softening temperatures of the structural material particles and the support material particles are different, the temperature control means (not shown) is preferably heated at a temperature equal to or higher than the higher temperature.

本実施形態に係る造形装置100は、上述の材料層形成工程と材料層積層工程をスライスデータに応じた回数分だけ繰り返すことで、図1(b)に示すような造形物19を形成する。その後、造形物19を除去液に接触させることでサポート部17bが除去され、図1(c)に示すような立体物20が得られる。   The modeling apparatus 100 according to the present embodiment repeats the material layer forming process and the material layer stacking process described above for the number of times corresponding to the slice data, thereby forming a modeled object 19 as shown in FIG. Then, the support part 17b is removed by making the modeling thing 19 contact a removal liquid, and the solid thing 20 as shown in FIG.1 (c) is obtained.

図2は、本実施形態に係る造形装置の第2の構成例を示す図である。第2の構成例の造形装置200は、熱溶解積層法(FDM)方式によって造形を行う装置である。図2(a)に示すように、第2の構成例の造形装置200は、造形コントローラ210と、ステージ121と、ステージ121を駆動するステージ駆動部230と、を有している。さらに、造形装置200は、構造材料を吐出するノズル221aと、サポート材料を吐出するノズル221bと、ノズル221aおよびノズル221bを駆動するノズル駆動部220と、を有している。さらに、造形装置200は、ノズル221aに構造材料を供給する材料供給部222aと、ノズル221bにサポート材料を供給する材料供給部222bと、を有している。   FIG. 2 is a diagram illustrating a second configuration example of the modeling apparatus according to the present embodiment. The modeling apparatus 200 of the second configuration example is an apparatus that performs modeling by a hot melt lamination method (FDM) method. As illustrated in FIG. 2A, the modeling apparatus 200 according to the second configuration example includes a modeling controller 210, a stage 121, and a stage driving unit 230 that drives the stage 121. Further, the modeling apparatus 200 includes a nozzle 221a that discharges a structural material, a nozzle 221b that discharges a support material, and a nozzle driving unit 220 that drives the nozzle 221a and the nozzle 221b. The modeling apparatus 200 further includes a material supply unit 222a that supplies a structural material to the nozzle 221a and a material supply unit 222b that supplies a support material to the nozzle 221b.

造形コントローラ210は、作製する造形物のスライスデータ(ツールパスデータ)に基づいて、ノズル駆動部220および/またはステージ駆動部230を制御するための制御信号を生成する。ノズル駆動部220は制御信号を受信してノズル221aおよびノズル221bの動作や材料吐出量を制御し、ステージ駆動部230は制御信号を受信してステージ121の動作を制御する。これにより、図2(b)に示すような造形物19を形成する。その後、造形物19を除去液に接触させることでサポート部17bが除去され、図2(c)に示すような立体物20が得られる。   The modeling controller 210 generates a control signal for controlling the nozzle driving unit 220 and / or the stage driving unit 230 based on slice data (tool path data) of a modeled object to be manufactured. The nozzle driving unit 220 receives the control signal and controls the operation of the nozzles 221a and 221b and the material discharge amount, and the stage driving unit 230 receives the control signal and controls the operation of the stage 121. Thereby, the molded article 19 as shown in FIG. 2B is formed. Then, the support part 17b is removed by making the modeling thing 19 contact a removal liquid, and the solid thing 20 as shown in FIG.2 (c) is obtained.

以下に実施例について説明するが、本発明は実施例によって制限されるものではない。   EXAMPLES Examples will be described below, but the present invention is not limited to the examples.

(造形材粉体の調製)
造形材粉体1〜8を下記方法にて調製した。
(Preparation of molding material powder)
Modeling material powders 1-8 were prepared by the following method.

<調製例1>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工社製、分子量666)を2.80kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製、分子量344)を1.20kg用いた。また、水溶性高分子(B)としてポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製、平均分子量28000)を0.25kg用いた。さらに、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 1>
As low molecular weight saccharide (A), 2.80 kg of maltotetraose (Eclipse Fujioligo # 450, manufactured by Nippon Food Chemicals Co., Ltd., molecular weight 666), lactitol anhydrate LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd., molecular weight 344) 1.20 kg was used. Further, 0.25 kg of polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd., average molecular weight 28000) was used as the water-soluble polymer (B). Furthermore, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)、非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子1からなる造形材粉体1を得た。   A dispersion is prepared by dissolving or dispersing the low-molecular sugar (A), the water-soluble polymer (B), and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and powdered by a spray drying method using a spray drying apparatus. The body was made. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 1 composed of a plurality of modeling material particles 1 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

ここで、粒径の測定は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置LA−950(HORIBA社製)を用いて行った。   Here, the particle size was measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-950 (manufactured by HORIBA).

まず、測定溶媒が入ったバッチ式セルをレーザー回折散乱式粒度分布測定装置LA−950(HORIBA社製)にセットして光軸の調整、バックグラウンドの調整を行なった。この時使用する溶媒は、粒子が溶解しないものを選択する必要がある。ここでは、イソプロピルアルコール(特級 キシダ化学社製)を用いた。測定対象の粉体を、タングステンランプの透過率が95%〜90%になるまでバッチ式セルに添加し、粒度分布の測定を行った。得られた測定結果から、体積基準の平均粒径を算出した。以下、平均粒径の測定は同様に行った。   First, the batch type cell containing the measurement solvent was set in a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-950 (manufactured by HORIBA), and the optical axis and background were adjusted. It is necessary to select a solvent that does not dissolve particles as the solvent used at this time. Here, isopropyl alcohol (special grade Kishida Chemical Co., Ltd.) was used. The powder to be measured was added to the batch cell until the transmittance of the tungsten lamp reached 95% to 90%, and the particle size distribution was measured. From the obtained measurement results, the volume-based average particle diameter was calculated. Hereinafter, the average particle size was measured in the same manner.

<調製例2>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工社製、分子量666)を2.63kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製、分子量344)を1.13kg用いた。水溶性高分子(B)としてポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製、平均分子量28000)を0.50kg用いた。さらに、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 2>
As low molecular weight saccharide (A), 2.63 kg of maltotetraose (Eclipse Fujioligo # 450, manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., molecular weight 666), lactitol anhydrate LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd., molecular weight 344) 1.13 kg was used. As the water-soluble polymer (B), 0.50 kg of polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd., average molecular weight 28000) was used. Furthermore, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)、非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子2からなる造形材粉体2を得た。   A dispersion is prepared by dissolving or dispersing the low-molecular sugar (A), the water-soluble polymer (B), and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and powdered by a spray drying method using a spray drying apparatus. The body was made. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 2 composed of a plurality of modeling material particles 2 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<調製例3>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工社製、分子量666)を2.28kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製、分子量344)を0.98kg用いた。水溶性高分子(B)としてポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製、平均分子量28000)を1.00kg用いた。さらに、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 3>
As the low molecular weight saccharide (A), 2.28 kg of maltotetraose (Eclipse Fuji Oligo # 450, manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., molecular weight 666), lactitol anhydrate LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd., molecular weight 344) 0.98 kg was used. As the water-soluble polymer (B), 1.00 kg of polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd., average molecular weight 28000) was used. Furthermore, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)、非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子3からなる造形材粉体3を得た。   A dispersion is prepared by dissolving or dispersing the low-molecular sugar (A), the water-soluble polymer (B), and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and powdered by a spray drying method using a spray drying apparatus. The body was made. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 3 composed of a plurality of modeling material particles 3 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<調製例4>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工社製、分子量666)を2.63kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製、分子量344)を1.13kg用いた。水溶性高分子(B)としてブテンジオールビニルアルコールコポリマー(ニチゴーGポリマーOKS−1011、日本合成化学社製、分子量20000〜40000)を0.50kg用いた。さらに、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 4>
As low molecular weight saccharide (A), 2.63 kg of maltotetraose (Eclipse Fujioligo # 450, manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., molecular weight 666), lactitol anhydrate LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd., molecular weight 344) 1.13 kg was used. As the water-soluble polymer (B), 0.50 kg of butenediol vinyl alcohol copolymer (Nichigo G polymer OKS-1011, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., molecular weight 20000 to 40000) was used. Furthermore, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)、非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子4からなる造形材粉体4を得た。   A dispersion is prepared by dissolving or dispersing the low-molecular sugar (A), the water-soluble polymer (B), and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and powdered by a spray drying method using a spray drying apparatus. The body was made. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 4 composed of a plurality of modeling material particles 4 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<調製例5>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工社製、分子量666)を2.94kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製、分子量344)を1.26kg用いた。水溶性高分子(B)としてポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製、平均分子量28000)を0.05kg用いた。さらに、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 5>
As low molecular weight saccharide (A), 2.94 kg of maltotetraose (Eclipse Fujioligo # 450, manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., molecular weight 666), lactitol anhydrate LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd., molecular weight 344) 1.26 kg was used. 0.05 kg of polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd., average molecular weight 28000) was used as the water-soluble polymer (B). Furthermore, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)、非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子5からなる造形材粉体5を得た。   A dispersion is prepared by dissolving or dispersing the low-molecular sugar (A), the water-soluble polymer (B), and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and powdered by a spray drying method using a spray drying apparatus. The body was made. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 5 composed of a plurality of modeling material particles 5 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<調製例6>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工社製、分子量666)を1.93kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製、分子量344)を0.83kg用いた。水溶性高分子(B)としてポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製、平均分子量28000)を1.50kg用いた。さらに、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 6>
As low molecular weight saccharide (A), 1.93 kg of maltotetraose (Nissan Fujioligo # 450, manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd., molecular weight 666), lactitol anhydrate LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd., molecular weight 344) 0.83 kg was used. As the water-soluble polymer (B), 1.50 kg of polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd., average molecular weight 28000) was used. Furthermore, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と水溶性高分子(B)、非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子6からなる造形材粉体6を得た。   A dispersion is prepared by dissolving or dispersing the low-molecular sugar (A), the water-soluble polymer (B), and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and powdered by a spray drying method using a spray drying apparatus. The body was made. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 6 composed of a plurality of modeling material particles 6 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<調製例7>
低分子糖類(A)として、マルトテトラオース(日食フジオリゴ#450、日本食品化工株式会社製)を2.98kg、ラクチトール無水和物LC−0(物産フードサイエンス社製)を1.28kg用いた。また、非水溶性成分(D)としてセルロースナノファイバー(セリッシュ FD−200L、ダイセルファインケム社製)を3.75kg(セルロースナノファイバー:水=20:80)用いた。
<Preparation Example 7>
As the low molecular weight saccharide (A), 2.98 kg of maltotetraose (Nissan Fujioligo # 450, manufactured by Nippon Shokuhin Kako Co., Ltd.) and 1.28 kg of lactitol anhydrous LC-0 (manufactured by Food Science Co., Ltd.) were used. . Moreover, 3.75 kg (cellulose nanofiber: water = 20: 80) of cellulose nanofiber (Cerish FD-200L, manufactured by Daicel Finechem) was used as the water-insoluble component (D).

低分子糖類(A)と非水溶性成分(D)を水17.0kgに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子7からなる造形材粉体7を得た。   A dispersion was prepared by dissolving or dispersing the low molecular weight saccharide (A) and the water-insoluble component (D) in 17.0 kg of water, and a powder was produced by a spray drying method using a spray drying apparatus. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 7 composed of a plurality of modeling material particles 7 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<調製例8>
水溶性高分子(B)として、ポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製、平均分子量28000)を5.00kg用いた。
<Preparation Example 8>
As the water-soluble polymer (B), 5.00 kg of polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd., average molecular weight 28000) was used.

水溶性高分子(B)を水20.0kgに溶解させた溶液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径25μmの複数の造形材粒子8からなる造形材粉体8を得た。   A solution in which the water-soluble polymer (B) was dissolved in 20.0 kg of water was prepared, and a powder was produced by a spray drying method using a spray drying apparatus. By classifying a plurality of particles constituting the obtained powder, a modeling material powder 8 composed of a plurality of modeling material particles 8 having an average particle diameter of 25 μm was obtained.

<実施例1>
(耐衝撃性(熱)の評価)
以下のような手順で、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性を評価した。調製例1の造形材粉体1を直径8mmのペレット成形用の金型に約0.05g投入した。その後、加圧プレス装置(マサダ製作所製 MASADA JACK MH−10)で0.1MPaの荷重をかけ、加圧しながら電熱ヒーターで120℃に保温し、直径8mm、厚さ1mmのペレットを得た。得られたペレットをスライドガラス上に載せ、このスライドガラスをホットプレート(ND−1 アズワン社製)上に載せて220℃まで加熱し、ペレットを溶融させた。加熱後1分間保持した後に、スライドガラスを室温のアルミニウム製のブロック(150mm×100mm×20mm)の上に載せて、ペレットを急冷した。急冷後、ペレットのスライドガラス側の面をスライドガラス越しに光学顕微鏡にて観察し、ペレットにクラック(ひび割れ)が生じているか否かを確認した。
<Example 1>
(Evaluation of impact resistance (heat))
The impact resistance against thermal impact force was evaluated by the following procedure. About 0.05 g of the molding material powder 1 of Preparation Example 1 was charged into a pellet molding die having a diameter of 8 mm. Thereafter, a pressure of 0.1 MPa was applied with a pressure press apparatus (MASADA JACK MH-10 manufactured by Masada Seisakusho), and the temperature was kept at 120 ° C. with an electric heater while applying pressure to obtain pellets having a diameter of 8 mm and a thickness of 1 mm. The obtained pellet was placed on a slide glass, and this slide glass was placed on a hot plate (ND-1 ASONE) and heated to 220 ° C. to melt the pellet. After holding for 1 minute after heating, the slide glass was placed on an aluminum block (150 mm × 100 mm × 20 mm) at room temperature to rapidly cool the pellet. After rapid cooling, the surface on the slide glass side of the pellet was observed with an optical microscope through the slide glass, and it was confirmed whether or not the pellet had cracks (cracks).

評価基準は以下の通りである。   The evaluation criteria are as follows.

A クラックが観察されなかった
B クラックが5か所未満である
C クラックが5か所以上である
(水による除去性の評価)
また、水による除去性は、造形材粉体1を水に投入し、造形材粉体1の水可溶分が水に溶解した後の溶液の粘度を測定することで評価した。水0.80kgに造形材粉体1を0.20kg投入し、撹拌して造形材粉体1の水可溶分を溶解させ、溶液の粘度を測定した。粘度は回転式粘度計ビスメトロンVDA2(芝浦セムテック社製)を用いて測定した。粘度の測定は全て室温(25℃)で行った。
A No cracks observed B Less than 5 cracks C More than 5 cracks (Evaluation of removability by water)
Moreover, the removability by water was evaluated by putting the modeling material powder 1 into water and measuring the viscosity of the solution after the water-soluble component of the modeling material powder 1 was dissolved in water. 0.20 kg of modeling material powder 1 was added to 0.80 kg of water, and the mixture was stirred to dissolve the water-soluble component of the modeling material powder 1, and the viscosity of the solution was measured. The viscosity was measured using a rotational viscometer Bismetron VDA2 (manufactured by Shibaura Semtech Co., Ltd.). All viscosity measurements were performed at room temperature (25 ° C.).

評価基準は以下の通りである。   The evaluation criteria are as follows.

A 粘度が100mPa・s以下である
B 粘度が1000mPa・s未満である
C 粘度が1000mPa・s以上である
<実施例2>
調製例2の造形材粉体2について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を
実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
A The viscosity is 100 mPa · s or less B The viscosity is less than 1000 mPa · s C The viscosity is 1000 mPa · s or more <Example 2>
The molding material powder 2 of Preparation Example 2 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

<実施例3>
調製例3の造形材粉体3について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
<Example 3>
The molding material powder 3 of Preparation Example 3 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

<実施例4>
調製例4の造形材粉体4について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
<Example 4>
The molding material powder 4 of Preparation Example 4 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

<比較例1>
調製例5の造形材粉体5について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
The molding material powder 5 of Preparation Example 5 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

<比較例2>
調製例6の造形材粉体6について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
<Comparative example 2>
The molding material powder 6 of Preparation Example 6 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

<比較例3>
調製例7の造形材粉体7について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
<Comparative Example 3>
The molding material powder 7 of Preparation Example 7 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

<比較例4>
調製例8の造形材粉体8について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例1と同様にして評価した。結果を表1に示す。
<Comparative example 4>
The molding material powder 8 of Preparation Example 8 was evaluated in the same manner as in Example 1 for impact resistance against thermal impact force and water removability. The results are shown in Table 1.

Figure 2018119026
Figure 2018119026

なお、表1において、PVAはポリビニルアルコール(PVA−505、クラレ社製)を表し、BVOHはブテンジオールビニルアルコールコポリマー(ニチゴーGポリマーOKS−1011、日本合成化学社製)を表す。   In Table 1, PVA represents polyvinyl alcohol (PVA-505, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and BVOH represents butenediol vinyl alcohol copolymer (Nichigo G polymer OKS-1011, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.).

実施例1では、耐衝撃性の評価において、クラックが1〜2か所見られたが形状は維持しており、おおむね良好な結果となった。実施例2〜4では、耐衝撃性の評価において、いずれもクラックの発生は見られなかった。したがって、実施例1〜4の造形材粉末1〜4はいずれも、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい立体物を造形できると評価できた。   In Example 1, in the evaluation of impact resistance, 1 to 2 cracks were observed, but the shape was maintained, and the result was generally good. In Examples 2 to 4, no cracks were observed in the impact resistance evaluation. Therefore, any of the modeling material powders 1 to 4 of Examples 1 to 4 could be evaluated as being able to model a three-dimensional object that does not easily crack even when an impact force is applied.

水に溶解させた後の溶液の粘度は、実施例3で100mPa・sを超えて1000mPa・s未満の粘度になったが、実施例1、2、4ではいずれも100mPa・sを下回った。したがって、実施例1〜4の造形材粉末1〜4はいずれも、造形後に水によって容易に除去できると評価できた。   The viscosity of the solution after being dissolved in water exceeded 100 mPa · s in Example 3 and less than 1000 mPa · s, but in Examples 1, 2, and 4, it was less than 100 mPa · s. Therefore, it could be evaluated that any of the modeling material powders 1 to 4 of Examples 1 to 4 can be easily removed with water after modeling.

一方、比較例1では、水に溶解させた後の溶液の粘度は100mPa・s以下と低い値であったが、耐衝撃性に関する評価においては細かいクラックが30〜100か所以上発生した。また、比較例2では、耐衝撃性の評価においてはクラックの発生は見られなかったが、水に溶解させた後の溶液の粘度が1600mPa・sと、非常に大きくなった。溶液の粘度がこのように大きくなると、立体物の周囲で溶液の交換が生じにくくなり、水による容易には除去できなくなる。   On the other hand, in Comparative Example 1, the viscosity of the solution after being dissolved in water was as low as 100 mPa · s or less, but 30 to 100 or more fine cracks were generated in the evaluation regarding impact resistance. In Comparative Example 2, no crack was observed in the impact resistance evaluation, but the viscosity of the solution after dissolving in water was as very high as 1600 mPa · s. When the viscosity of the solution increases in this way, it becomes difficult to exchange the solution around the three-dimensional object, and it cannot be easily removed with water.

比較例3では、水に溶解させた後の溶液の粘度は100mPa・s以下と低い値であったが、耐衝撃性に関する評価においては細かいクラックが30〜100か所以上発生した。さらに、クラックが生じた部分からの造形材料の脱落が発生し、破片が散らばった。また、比較例4では、耐衝撃性の評価においてはクラックの発生は見られなかったが、水に溶解させた後の溶液の粘度が5000mPa・s以上と非常に大きくなった。   In Comparative Example 3, the viscosity of the solution after being dissolved in water was a low value of 100 mPa · s or less, but 30 to 100 or more fine cracks were generated in the evaluation regarding impact resistance. Furthermore, the modeling material fell off from the cracked part, and the fragments were scattered. Further, in Comparative Example 4, no crack was observed in the impact resistance evaluation, but the viscosity of the solution after being dissolved in water was as large as 5000 mPa · s or more.

17a 構造物
17b サポート部
19 造形物
20 立体物
17a Structure 17b Support part 19 Modeling object 20 Solid object

Claims (11)

低分子糖類と、水溶性高分子と、を含有し、
前記水溶性高分子は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも1つを含有し、
前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を100質量%としたときに、1.0質量%より大きく30質量%未満であることを特徴とする造形材料。
Containing a low-molecular sugar and a water-soluble polymer,
The water-soluble polymer contains at least one selected from the group consisting of polyalkylene glycols and polyvinyl alcohols,
The modeling material, wherein the content of the water-soluble polymer is greater than 1.0% by mass and less than 30% by mass when the entire modeling material is 100% by mass.
前記低分子糖類が、分子量が100以上1000以下の糖類であることを特徴とする請求項1に記載の造形材料。   The modeling material according to claim 1, wherein the low-molecular saccharide is a saccharide having a molecular weight of 100 or more and 1000 or less. 前記低分子糖類が、単糖、二糖、三糖、四糖、五糖、単糖由来の糖アルコール、二糖由来の糖アルコール、三糖由来の糖アルコール、四糖由来の糖アルコール、および、五糖由来の糖アルコールからなる群から選択される少なくとも1つであることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の造形材料。   The low molecular weight saccharide is a monosaccharide, disaccharide, trisaccharide, tetrasaccharide, pentasaccharide, sugar alcohol derived from monosaccharide, sugar alcohol derived from disaccharide, sugar alcohol derived from trisaccharide, sugar alcohol derived from tetrasaccharide, and The modeling material according to claim 1, wherein the modeling material is at least one selected from the group consisting of sugar alcohols derived from pentasaccharide. 前記低分子糖類の含有量が、造形材料の全体を100質量%としたときに、50質量%以上90質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の造形材料。   The content of the low-molecular sugar is 50% by mass or more and 90% by mass or less when the entire modeling material is 100% by mass. The modeling material described. 前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を100質量%としたときに、5.0質量%以上20質量%以下であることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の造形材料。   The content of the water-soluble polymer is 5.0% by mass or more and 20% by mass or less when the entire modeling material is 100% by mass. The modeling material according to one item. さらに、非水溶性の充填材を含有することを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一項に記載の造形材料。   The modeling material according to any one of claims 1 to 5, further comprising a water-insoluble filler. 前記充填材が、セルロースナノファイバーであることを特徴とする請求項6に記載の造形材料。   The modeling material according to claim 6, wherein the filler is cellulose nanofiber. 請求項1乃至請求項7のいずれか一項に記載の造形材料であって、前記造形材料が積層造形法に用いられる造形材料であることを特徴とする造形材料。   The modeling material according to any one of claims 1 to 7, wherein the modeling material is a modeling material used in an additive manufacturing method. 請求項1乃至請求項8のいずれか一項に記載の造形材料であって、前記造形材料がサポート材料であることを特徴とする造形材料。   It is a modeling material as described in any one of Claims 1 thru | or 8, Comprising: The said modeling material is a support material, The modeling material characterized by the above-mentioned. 三次元モデルのスライスデータに応じて少なくとも1種類の造形材料からなる材料層を形成し、前記材料層を積層することで前記三次元モデルを実体化した立体物を製造する立体物の製造方法であって、
前記少なくとも1種類の造形材料が、請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の造形材料を含むことを特徴とする立体物の製造方法。
A method of manufacturing a three-dimensional object that forms a three-dimensional object that materializes the three-dimensional model by forming a material layer made of at least one type of modeling material according to slice data of the three-dimensional model and laminating the material layer. There,
The said at least 1 type of modeling material contains the modeling material as described in any one of Claim 1 thru | or 9, The manufacturing method of the solid object characterized by the above-mentioned.
立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する第1の工程と、
水を含む液体に前記造形物を接触させることにより、前記造形物から前記サポート部を除去して前記立体物を形成する第2の工程と、を含む立体物の製造方法であって、
前記第1の工程において、請求項1乃至請求項9のいずれか一項に記載の造形材料を用いて、前記サポート部を形成することを特徴とする立体物の製造方法。
A first step of forming a shaped article including a structure part constituting the three-dimensional object and a support part supporting the structure part by an additive manufacturing method;
A second step of forming the three-dimensional object by removing the support part from the three-dimensional object by bringing the model into contact with a liquid containing water,
The said 1st process WHEREIN: The manufacturing method of the solid object characterized by forming the said support part using the modeling material as described in any one of Claims 1 thru | or 9.
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