JP2019172924A - Support material for laminate molding - Google Patents

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Abstract

To provide a support material for laminate molding excellent in biodegradability, and excellent in adhesiveness with a model material even when polypropylene is used as the model material.SOLUTION: A support material for laminate molding contains a polyvinyl alcohol resin and an acid modified polyolefin resin.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、積層造形に用いられ、最終的に除去される積層造形用サポート材に関する。   The present invention relates to a support material for additive manufacturing that is used for additive manufacturing and is finally removed.

積層造形とは、所定の構造を有する立体物を造形する方法であって、流動状態の材料が押出された後、固化し、その上にさらに材料が積層されていくことで物品が造形される。積層造形方法にはUV硬化法、熱溶融積層法等が提案されているが、装置構造が簡便であることから、熱溶融積層法が広く使用されている。   Laminated modeling is a method of modeling a three-dimensional object having a predetermined structure. After a fluid material is extruded, it is solidified, and an article is modeled by further laminating the material thereon. . As the layered manufacturing method, a UV curing method, a hot melt lamination method, and the like have been proposed. However, since the apparatus structure is simple, the hot melt lamination method is widely used.

立体物を構成する材料は、モデル材と言い、モデル材としては種々の樹脂が検討されている。溶融成形性、熱安定性、固化後の機械物性から、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂やポリ乳酸(PLA)等が用いられてきたが、近年はポリプロピレン(PP)が使用されることが増えている。   The material constituting the three-dimensional object is called a model material, and various types of resins have been studied as the model material. Acrylonitrile, butadiene, styrene (ABS) resin, polylactic acid (PLA), and the like have been used from the viewpoint of melt moldability, thermal stability, and mechanical properties after solidification, but in recent years polypropylene (PP) has been used. is increasing.

積層造形される立体物には様々な構造があり、造形される過程において立体物を構成する部分が存在しない部分を他の何かでサポートしておかなければ造形できない部分を含む場合がある。このような場合、立体物を製造する際に、立体物の重力方向の下側に、本来の立体物の構造には存在しない部分(つまり、空隙部分)を支持するサポート部が設けられる。このサポート部を形成する材料のことをサポート材といい、サポート部は造形過程で必要に応じて形成され、最終的には除去される。   There are various structures in a three-dimensional object to be layered, and in some cases, a part that does not exist in the process of forming a three-dimensional object may include a part that cannot be formed unless it is supported by something else. In such a case, when the three-dimensional object is manufactured, a support portion that supports a portion (that is, a void portion) that does not exist in the structure of the original three-dimensional object is provided below the three-dimensional object in the gravity direction. The material forming the support portion is referred to as a support material, and the support portion is formed as necessary during the modeling process and finally removed.

サポート部の除去方法は、造形後に主に液体に溶かして除去する方法と、削り取りにより除去する方法と、液体や気体で吹き飛ばして除去する方法等がある。しかしながら、削り取りによりサポート部を除去する方法は、立体物が複雑形状の場合には立体物に傷が付かないように削り取るのが難しく、吹き飛ばしにより除去する方法では、吹き飛ばし可能な強度としなければならないため、立体物をサポートするには強度が不足するという不具合を生じる。そこで、造形後に液体に溶かして除去できるサポート材が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。   As a method for removing the support portion, there are a method of removing mainly by dissolving in a liquid after modeling, a method of removing by scraping, a method of removing by blowing with a liquid or gas, and the like. However, in the method of removing the support part by scraping, it is difficult to scrape the three-dimensional object so as not to be damaged when the three-dimensional object has a complicated shape, and in the method of removing by blowing, the strength must be set so that it can be blown away. Therefore, there is a problem that the strength is insufficient to support the three-dimensional object. Therefore, a support material that can be removed by dissolving in a liquid after modeling has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

かかるサポート材として用いられる水洗除去できる水溶性樹脂としては、非結晶性のポリビニルアルコール系樹脂(以下、「ポリビニルアルコール」を「PVA」とも言う。)が提案されており、そのPVA系樹脂に柔軟性を付与する為に、スチレン系熱可塑性エラストマーであるスチレン−エチレン−ブチレン−スチレンブロックコポリマー(SEBS)を添加することが提案されている(例えば、特許文献2参照。)。   As a water-soluble resin that can be washed and removed and used as a support material, an amorphous polyvinyl alcohol resin (hereinafter, “polyvinyl alcohol” is also referred to as “PVA”) has been proposed, and the PVA resin is flexible. It has been proposed to add a styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS), which is a styrenic thermoplastic elastomer, in order to impart properties (for example, see Patent Document 2).

特開2014−24329号公報JP 2014-24329 A 国際公開第2015/182681号International Publication No. 2015/1822681

しかしながら、モデル材としてポリプロピレンを用い、サポート材としてPVA系樹脂を用いる場合、サポート材のモデル材に対する接着性が十分ではなく、得られた立体物の精度が低下する場合がある。そこで、モデル材としてのポリプロピレンに対する接着性が改善されたサポート材が求められていた。
本発明はこのような背景下において、モデル材としてポリプロピレンを用いた場合でも、造形を安定的に行うことのできる、モデル材との接着性に優れる積層造形用サポート材を提供することを課題とする。
However, when polypropylene is used as the model material and PVA resin is used as the support material, the adhesion of the support material to the model material is not sufficient, and the accuracy of the obtained three-dimensional object may be reduced. Therefore, a support material having improved adhesion to polypropylene as a model material has been demanded.
Under such a background, the present invention aims to provide a support material for layered modeling that can stably perform modeling even when polypropylene is used as a model material and has excellent adhesion to the model material. To do.

本発明者は鋭意検討を重ねた結果、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂と酸がグラフトされた酸変性ポリオレフィン系樹脂とを含有したサポート材とすることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that the above problem can be solved by using a support material containing a polyvinyl alcohol (PVA) resin and an acid-modified polyolefin resin grafted with an acid. It came to complete.

すなわち、本発明は以下の(1)〜(6)を特徴とする。
(1)ポリビニルアルコール系樹脂と酸変性ポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする積層造形用サポート材。
(2)前記ポリビニルアルコール系樹脂100質量部に対して、前記酸変性ポリオレフィン系樹脂を10〜80質量部含有することを特徴とする前記(1)記載の積層造形用サポート材。
(3)更に酸変性ブロック共重合体を含有することを特徴とする前記(1)又は(2)記載の積層造形用サポート材。
(4)前記ポリビニルアルコール系樹脂100質量部に対して、前記酸変性ブロック共重合体を2〜20質量部含有することを特徴とする前記(3)記載の積層造形用サポート材。
(5)前記酸変性ポリオレフィン系樹脂が酸変性ポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする前記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の積層造形用サポート材。
(6)前記ポリビニルアルコール系樹脂が側鎖に1,2−ジオール構造を有するポリビニルアルコール系樹脂であることを特徴とする前記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の積層造形用サポート材。
That is, the present invention is characterized by the following (1) to (6).
(1) A layered modeling support material comprising a polyvinyl alcohol resin and an acid-modified polyolefin resin.
(2) 10-80 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin is contained with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol-based resin.
(3) The support material for additive manufacturing according to (1) or (2) above, further comprising an acid-modified block copolymer.
(4) The additive for layered modeling according to (3), wherein the acid-modified block copolymer is contained in an amount of 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin.
(5) The layered modeling support material according to any one of (1) to (4), wherein the acid-modified polyolefin resin is an acid-modified polypropylene resin.
(6) The additive manufacturing method according to any one of (1) to (5), wherein the polyvinyl alcohol resin is a polyvinyl alcohol resin having a 1,2-diol structure in a side chain. Support material.

本発明の積層造形用サポート材によれば、ポリプロピレン(PP)との接着性に優れるので、造形時に立体物の形状を設計通りに造形できる。   According to the layered modeling support material of the present invention, since it is excellent in adhesiveness with polypropylene (PP), the shape of the three-dimensional object can be modeled as designed during modeling.

本発明の積層造形用サポート材は、PVA系樹脂が海成分、ポリオレフィン系樹脂が島成分である海島構造を形成するものであり、島成分のポリオレフィン系樹脂を酸変性させ、PVA系樹脂中に微分散させることで、モデル材(PP)との接着性を向上させたものであると推測される。   The support material for additive manufacturing of the present invention forms a sea-island structure in which the PVA-based resin is a sea component and the polyolefin-based resin is an island component, and the island-based polyolefin-based resin is acid-modified, By finely dispersing, it is presumed that the adhesion with the model material (PP) is improved.

モデル材及びサポート材からなる立体物(接着評価用造形物)の製造過程を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the manufacturing process of the solid thing (modeled object for adhesion | attachment evaluation) which consists of a model material and a support material. 接着評価用造形物を用いた試験方法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the test method using the molded article for adhesion | attachment evaluation.

以下、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明するが、本発明は下記実施態様に限定されるものではない。
なお、本明細書において、(メタ)アリルとはアリルあるいはメタリル、(メタ)アクリルとはアクリルあるいはメタクリル、(メタ)アクリレートとはアクリレートあるいはメタクリレートをそれぞれ意味する。
Hereinafter, although embodiment of this invention is described in detail, this invention is not limited to the following embodiment.
In the present specification, (meth) allyl means allyl or methallyl, (meth) acryl means acryl or methacryl, and (meth) acrylate means acrylate or methacrylate.

本実施形態の積層構造用サポート材は、ポリビニルアルコール(PVA)系樹脂と酸がグラフトされた酸変性ポリオレフィン系樹脂とを含有する。
以下に各樹脂について説明する。
The laminated structure support material of this embodiment contains a polyvinyl alcohol (PVA) resin and an acid-modified polyolefin resin grafted with an acid.
Each resin will be described below.

(PVA系樹脂)
PVA系樹脂は、ビニルエステル系モノマーを重合して得られるポリビニルエステル系樹脂をケン化して得られる、ビニルアルコール構造単位を主体とする樹脂であり、ケン化度相当のビニルアルコール構造単位とケン化されずに残存したビニルエステル構造単位から構成される。
(PVA resin)
PVA resin is a resin mainly composed of vinyl alcohol structural units, obtained by saponifying polyvinyl ester resins obtained by polymerizing vinyl ester monomers, and saponified with vinyl alcohol structural units corresponding to the degree of saponification. It is composed of vinyl ester structural units remaining without being.

上記ビニルエステル系モノマーとしては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げられるが、経済的に酢酸ビニルが好ましく用いられる。   Examples of the vinyl ester monomers include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valelate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate. Vinyl acetate, etc., vinyl acetate is preferably used economically.

PVA系樹脂の平均重合度(JIS K6726に準拠して測定。)は、通常、150〜4000であり、好ましくは200〜2000であり、より好ましくは250〜800であり、さらに好ましくは300〜600である。かかる平均重合度が低すぎると溶融成形の際に安定した形状を形成することが困難になる傾向があり、高すぎると樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて溶融成形が困難になる傾向がある。   The average degree of polymerization (measured in accordance with JIS K6726) of the PVA resin is usually 150 to 4000, preferably 200 to 2000, more preferably 250 to 800, and further preferably 300 to 600. It is. If the average degree of polymerization is too low, it tends to be difficult to form a stable shape during melt molding, and if it is too high, the viscosity of the resin composition tends to be too high and melt molding tends to be difficult. .

また、PVA系樹脂の重合度の指標として水溶液とした時の粘度が用いられる場合があり、本実施形態で用いられるPVA系樹脂の水溶液の粘度は、20℃における4重量%水溶液の粘度として、通常、1.5〜20mPa・sであり、好ましくは2〜12mPa・sであり、特に好ましくは2.5〜8mPa・sである。粘度が低すぎると溶融成形の際に安定した形状を形成することが困難となる傾向があり、高すぎると樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて溶融成形が困難になる傾向がある。
なお、本実施形態においてPVA系樹脂の水溶液の粘度は、JIS K 6726に準拠して測定した20℃における4重量%水溶液の粘度である。
Moreover, the viscosity at the time of making it aqueous solution may be used as a parameter | index of the polymerization degree of PVA-type resin, The viscosity of the aqueous solution of PVA-type resin used by this embodiment is as a viscosity of 4 weight% aqueous solution in 20 degreeC, Usually, it is 1.5-20 mPa * s, Preferably it is 2-12 mPa * s, Most preferably, it is 2.5-8 mPa * s. If the viscosity is too low, it tends to be difficult to form a stable shape during melt molding, and if it is too high, the viscosity of the resin composition tends to be too high, making melt molding difficult.
In addition, in this embodiment, the viscosity of the aqueous solution of PVA-type resin is a viscosity of 4 weight% aqueous solution in 20 degreeC measured based on JISK6726.

PVA系樹脂のケン化度は、通常、70〜99.9モル%であり、好ましくは75〜98.5モル%であり、特に好ましくは78〜90モル%である。ケン化度が低すぎると柔軟性が高くなり過ぎて、積層時の形状安定性が低下する傾向がある。
なお、ケン化度はJIS K 6726に準拠して測定されたものである。
The degree of saponification of the PVA-based resin is usually 70 to 99.9 mol%, preferably 75 to 98.5 mol%, particularly preferably 78 to 90 mol%. If the degree of saponification is too low, the flexibility becomes too high and the shape stability at the time of lamination tends to decrease.
The degree of saponification was measured according to JIS K 6726.

PVA系樹脂の融点は、通常、120〜230℃であり、好ましくは150〜220℃であり、特に好ましくは160〜190℃である。融点が高すぎると溶融成形の際の加工温度が高くなり樹脂が劣化する恐れがあり、低すぎると溶融成形の形状安定性が低下する傾向がある。   The melting point of the PVA-based resin is usually 120 to 230 ° C, preferably 150 to 220 ° C, and particularly preferably 160 to 190 ° C. If the melting point is too high, the processing temperature at the time of melt molding becomes high and the resin may be deteriorated. If it is too low, the shape stability of the melt molding tends to decrease.

また、通常のPVA系樹脂の場合、主鎖の結合様式は1,3−ジオール結合が主であり、1,2−ジオール結合の含有量は1.5〜1.7モル%程度であるが、ビニルエステル系モノマーを重合する際の重合温度を高温にすることによって含有量を増やすことができ、その含有量を1.8モル%以上、更には2.0〜3.5モル%有することが、酸変性ポリオレフィン系樹脂との親和性が向上する点で好ましい。   In the case of ordinary PVA-based resins, the main chain bonding mode is mainly 1,3-diol bonds, and the content of 1,2-diol bonds is about 1.5 to 1.7 mol%. The content can be increased by increasing the polymerization temperature when polymerizing the vinyl ester monomer, and the content should be 1.8 mol% or more, and further 2.0 to 3.5 mol%. However, it is preferable in terms of improving the affinity with the acid-modified polyolefin resin.

本実施形態に用いられるPVA系樹脂としては、変性PVA系樹脂を用いることも可能で、例えば、ビニルエステル系モノマーと共重合性を有するモノマーと共重合し、得られた共重合体をケン化して得られる共重合変性PVA系樹脂や、PVA系樹脂を後変性させることで得られる後変性PVA系樹脂が挙げられる。   As the PVA-based resin used in the present embodiment, a modified PVA-based resin can also be used. For example, the copolymer is copolymerized with a vinyl ester-based monomer and a copolymerizable monomer, and the obtained copolymer is saponified. Examples thereof include copolymer-modified PVA resins obtained by post-modification and post-modified PVA resins obtained by post-modifying PVA resins.

上記共重合変性PVA系樹脂に用いられる、ビニルエステル系モノマーと共重合される単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、α−オクテン、α−ドデセン、α−オクタデセン等のオレフィン類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸類あるいはその塩あるいはモノ又はジアルキルエステル等;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のニトリル類;アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸あるいはその塩;アルキルビニルエーテル類、N−アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロライド、アリルトリメチルアンモニウムクロライド、ジメチルアリルビニルケトン、N−ビニルピロリドン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ポリオキシエチレン(メタ)アリルエーテル、ポリオキシプロピレン(メタ)アリルエーテル等のポリオキシアルキレン(メタ)アリルエーテル;ポリオキシエチレン(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリレート;ポリオキシエチレン(メタ)アクリルアミド、ポリオキシプロピレン(メタ)アクリルアミド等のポリオキシアルキレン(メタ)アクリルアミド;ポリオキシエチレン(1−(メタ)アクリルアミド−1,1−ジメチルプロピル)エステル、ポリオキシエチレンビニルエーテル、ポリオキシプロピレンビニルエーテル、ポリオキシエチレンアリルアミン、ポリオキシプロピレンアリルアミン、ポリオキシエチレンビニルアミン、ポリオキシプロピレンビニルアミン、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オール等のヒドロキシ基含有α−オレフィン類及びそのアシル化物などの誘導体等の共重合が挙げられる。   Examples of the monomer copolymerized with the vinyl ester monomer used in the copolymerization-modified PVA resin include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene, α-octadecene, and the like; Unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid or salts thereof, mono- or dialkyl esters, etc .; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; amides such as acrylamide and methacrylamide Olefin sulfonic acids such as ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, methallyl sulfonic acid or salts thereof; alkyl vinyl ethers, N-acrylamidomethyltrimethylammonium chloride, allyltrimethylammonium chloride, dimethyl Polyoxyalkylene (meth) allyl ethers such as allyl vinyl ketone, N-vinyl pyrrolidone, vinyl chloride, vinylidene chloride, polyoxyethylene (meth) allyl ether, polyoxypropylene (meth) allyl ether; polyoxyethylene (meth) acrylate , Polyoxyalkylene (meth) acrylates such as polyoxypropylene (meth) acrylate; polyoxyalkylene (meth) acrylamides such as polyoxyethylene (meth) acrylamide and polyoxypropylene (meth) acrylamide; polyoxyethylene (1- ( (Meth) acrylamide-1,1-dimethylpropyl) ester, polyoxyethylene vinyl ether, polyoxypropylene vinyl ether, polyoxyethylene allylamine, polyoxypropylene Hydroxy group-containing α-olefins such as allylamine, polyoxyethylene vinylamine, polyoxypropylene vinylamine, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 5-hexen-1-ol, and acylated products thereof And the like.

また、上記後変性PVA系樹脂としては、例えば、ジケテンとの反応によるアセトアセチル基を有するもの、エチレンオキサイドとの反応によるポリアルキレンオキサイド基を有するもの、エポキシ化合物等との反応によるヒドロキシアルキル基を有するもの、あるいは各種官能基を有するアルデヒド化合物をPVA系樹脂と反応させて得られたもの等を挙げることができる。   Examples of the post-modified PVA resin include those having an acetoacetyl group by reaction with diketene, those having a polyalkylene oxide group by reaction with ethylene oxide, and hydroxyalkyl groups by reaction with an epoxy compound. And those obtained by reacting an aldehyde compound having various functional groups with a PVA resin.

かかる変性PVA系樹脂中の変性量、すなわち共重合体中の各種単量体に由来する構成単位、あるいは後反応によって導入された官能基の含有量は、変性種によって特性が大きく異なるため一概には言えないが、通常、0.1〜20モル%であり、特に0.5〜15モル%の範囲が好ましく用いられる。   The amount of modification in such a modified PVA resin, that is, the constituent unit derived from various monomers in the copolymer, or the content of the functional group introduced by post-reaction is generally different depending on the modified species. Although it cannot be said, it is usually 0.1 to 20 mol%, and a range of 0.5 to 15 mol% is particularly preferably used.

本実施形態においては、用途の展開が広範囲である点から、PVA系樹脂としては溶融成形可能なPVA系樹脂であることが好ましい。溶融成形可能なPVA系樹脂としては、例えば、側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂、エチレン由来の構造単位を有するエチレン変性PVA系樹脂、ポリアルキレンオキサイド基を有するアルキレンオキサイド基変性PVA系樹脂等が挙げられ、融点降下の観点から、側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂が好ましい。   In the present embodiment, the PVA-based resin is preferably a melt-moldable PVA-based resin from the viewpoint of widespread use. Examples of melt-moldable PVA resins include PVA resins having primary hydroxyl groups in the side chains, ethylene-modified PVA resins having structural units derived from ethylene, alkylene oxide group-modified PVA resins having a polyalkylene oxide group, etc. From the viewpoint of lowering the melting point, a PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain is preferable.

側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂としては、例えば、側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂、側鎖にヒドロキシアルキル基を有するPVA系樹脂(例えば、側鎖にヒドロキシメチル基を有するPVA系樹脂)等が挙げられる。中でも、下記一般式(1)で表される、側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂(以下、「1,2−ジオール含有PVA系樹脂」という場合がある。)がより好ましい。   Examples of the PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain include, for example, a PVA resin having a 1,2-diol structure in the side chain, a PVA resin having a hydroxyalkyl group in the side chain (for example, a hydroxymethyl group in the side chain) PVA-based resin having Among these, a PVA resin having a 1,2-diol structure in the side chain represented by the following general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “1,2-diol-containing PVA resin”) is more preferable. .

Figure 2019172924
Figure 2019172924

(式(1)中、R〜Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Xは単結合又は結合鎖を表す。) (In Formula (1), R < 1 > -R < 6 > represents a hydrogen atom or a C1-C4 alkyl group each independently, and X represents a single bond or a coupling chain.)

なお、1,2−ジオール含有PVA系樹脂の1,2−ジオール構造単位以外の部分は、通常のPVA系樹脂と同様、ビニルアルコール構造単位と未ケン化部分のビニルエステル構造単位である。   The portion other than the 1,2-diol structural unit of the 1,2-diol-containing PVA resin is a vinyl alcohol structural unit and a vinyl ester structural unit of an unsaponified portion, as in a normal PVA resin.

一般式(1)において、R〜Rの炭素数1〜4のアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基等であり、必要に応じて、ハロゲン基、水酸基、エステル基、カルボン酸基、スルホン酸基等の置換基を有していてもよい。
〜Rは、全て同一であっても異なっていてもよいが、すべて水素原子であることが側鎖の末端が一級水酸基となり更に酸変性ポリオレフィン系樹脂の官能基との反応性が向上する点で望ましい。
In the general formula (1), the alkyl group having 1 to 4 carbon atoms of R 1 to R 6 is, for example, methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, tert-butyl. And may have a substituent such as a halogen group, a hydroxyl group, an ester group, a carboxylic acid group, or a sulfonic acid group, if necessary.
R 1 to R 6 may all be the same or different, but all of them are hydrogen atoms, so that the terminal of the side chain becomes a primary hydroxyl group, and the reactivity with the functional group of the acid-modified polyolefin resin is improved. This is desirable.

また、一般式(1)における結合鎖(X)としては、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、フェニレン基、ナフチレン基等の炭化水素基(これらの炭化水素基はフッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子等で置換されていてもよい。)の他、−O−、−(CHO)−、−(OCH−、−(CHO)CH−、−CO−、−COCO−、−CO(CHCO−、−CO(C)CO−、−S−、−CS−、−SO−、−SO−、−NR−、−CONR−、−NRCO−、−CSNR−、−NRCS−、−NRNR−、−HPO−、−Si(OR)−、−OSi(OR)−、−OSi(OR)O−、−Ti(OR)−、−OTi(OR)−、−OTi(OR)O−、−Al(OR)−、−OAl(OR)−、−OAl(OR)O−、等(Rは各々独立して任意の置換基であり、水素原子、アルキル基が好ましく、またmは1〜5の整数である。)が挙げられる。
Xは、製造時あるいは使用時の安定性の点で、単結合、炭素数6以下のアルキレン基(特にメチレン基)、あるいは−CHOCH−が好ましく、中でも、熱安定性の点や高温下や酸性条件下での安定性の点で単結合が最も好ましい。
In addition, the bond chain (X) in the general formula (1) includes hydrocarbon groups such as alkylene groups, alkenylene groups, alkynylene groups, phenylene groups, and naphthylene groups (these hydrocarbon groups are fluorine atoms, chlorine atoms, bromine atoms). another halogen atom may be substituted with) etc., -O -., - (CH 2 O) m -, - (OCH 2) m -, - (CH 2 O) m CH 2 -, - CO -, - COCO -, - CO (CH 2) m CO -, - CO (C 6 H 4) CO -, - S -, - CS -, - SO -, - SO 2 -, - NR -, - CONR -, - NRCO -, - CSNR -, - NRCS -, - NRNR -, - HPO 4 -, - Si (OR) 2 -, - OSi (OR) 2 -, - OSi (OR) 2 O -, - Ti (OR) 2 -, - OTi (OR) 2 -, - OTi (OR 2 O -, - Al (OR ) -, - OAl (OR) -, - OAl (OR) O-, etc. (R is an optional substituent each independently hydrogen atom, an alkyl group preferably, also m is an integer of 1 to 5.).
X is preferably a single bond, an alkylene group having 6 or less carbon atoms (particularly a methylene group), or —CH 2 OCH 2 — in terms of stability during production or use, and among them, in terms of thermal stability and high temperature. A single bond is most preferable from the viewpoint of stability under acidic conditions.

側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂の変性率(含有量)は、通常、0.1〜20モル%であり、好ましくは0.5〜15モル%であり、更に好ましくは1〜10モル%であり、特に好ましくは2〜8モル%である。かかる変性率が低すぎると酸変性ポリオレフィン系樹脂の官能基との反応性が低下する傾向があり、高すぎると結晶化速度が遅くなりすぎて、積層時に形状が変形する傾向がある。
かかる変性率は、H−NMR(300MHzプロトンNMR、d6−DMSO溶液、内部標準物質;テトラメチルシラン、50℃)にて測定した積分値より算出する。
The modification rate (content) of the PVA-based resin having a primary hydroxyl group in the side chain is usually 0.1 to 20 mol%, preferably 0.5 to 15 mol%, more preferably 1 to 10 mol. %, Particularly preferably 2 to 8 mol%. If the modification rate is too low, the reactivity with the functional group of the acid-modified polyolefin resin tends to decrease, and if it is too high, the crystallization rate becomes too slow and the shape tends to be deformed during lamination.
Such a modification rate is calculated from an integral value measured by 1 H-NMR (300 MHz proton NMR, d6-DMSO solution, internal standard substance: tetramethylsilane, 50 ° C.).

側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂の平均重合度(JIS K6726に準拠して測定。)は、通常、150〜4000であり、好ましくは200〜2000であり、より好ましくは250〜800であり、さらに好ましくは300〜500である。かかる平均重合度が低すぎると溶融成形の際に安定した形状を形成することが困難になる傾向があり、高すぎると樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて溶融成形が困難になる傾向がある。   The average degree of polymerization (measured in accordance with JIS K6726) of the PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain is usually 150 to 4000, preferably 200 to 2000, and more preferably 250 to 800. More preferably, it is 300-500. If the average degree of polymerization is too low, it tends to be difficult to form a stable shape during melt molding, and if it is too high, the viscosity of the resin composition tends to be too high and melt molding tends to be difficult. .

また、側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂の粘度は、20℃における4重量%水溶液の粘度として、通常、1.5〜20mPa・sであり、好ましくは2〜12mPa・sであり、特に好ましくは2.5〜8mPa・sである。粘度が低すぎると溶融成形の際に安定した形状を形成することが困難となる傾向があり、高すぎると樹脂組成物の粘度が高くなりすぎて溶融成形が困難になる傾向がある。
なお、本実施形態において側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂の水溶液の粘度は、JIS K 6726に準拠して測定した20℃における4重量%水溶液の粘度である。
The viscosity of the PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain is usually 1.5 to 20 mPa · s, preferably 2 to 12 mPa · s, as the viscosity of a 4 wt% aqueous solution at 20 ° C. Preferably it is 2.5-8 mPa * s. If the viscosity is too low, it tends to be difficult to form a stable shape during melt molding, and if it is too high, the viscosity of the resin composition tends to be too high, making melt molding difficult.
In this embodiment, the viscosity of the aqueous solution of the PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain is the viscosity of a 4 wt% aqueous solution at 20 ° C. measured in accordance with JIS K 6726.

側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂のケン化度は、通常、70〜99.9モル%であり、好ましくは75〜98.5モル%であり、特に好ましくは78〜90モル%である。ケン化度が低すぎると柔軟性が高くなり過ぎて、積層時の形状安定性が低下する傾向がある。
なお、ケン化度はJIS K 6726に準拠して測定されたものである。
The saponification degree of the PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain is usually 70 to 99.9 mol%, preferably 75 to 98.5 mol%, particularly preferably 78 to 90 mol%. . If the degree of saponification is too low, the flexibility becomes too high and the shape stability at the time of lamination tends to decrease.
The degree of saponification was measured according to JIS K 6726.

かかる側鎖に一級水酸基を有するPVA系樹脂は、公知の製造方法により製造することができる。特に、1,2−ジオール含有PVA系樹脂を例にとり説明する。1,2−ジオール含有PVA系樹脂は、例えば、特開2002−284818号公報、特開2004−285143号公報、特開2006−95825号公報に記載されている方法により製造することができる。
すなわち、(i)ビニルエステル系モノマーと下記一般式(2)で示される化合物との共重合体をケン化する方法、(ii)ビニルエステル系モノマーと下記一般式(3)で示されるビニルエチレンカーボネートとの共重合体をケン化及び脱炭酸する方法、(iii)ビニルエステル系モノマーと下記一般式(4)で示される2,2−ジアルキル−4−ビニル−1,3−ジオキソランとの共重合体をケン化及び脱ケタール化する方法などにより、製造することができる。
Such a PVA resin having a primary hydroxyl group in the side chain can be produced by a known production method. In particular, a description will be given taking a 1,2-diol-containing PVA resin as an example. The 1,2-diol-containing PVA resin can be produced, for example, by the methods described in JP-A Nos. 2002-284818, 2004-285143, and 2006-95825.
That is, (i) a method of saponifying a copolymer of a vinyl ester monomer and a compound represented by the following general formula (2), (ii) a vinyl ester monomer and vinyl ethylene represented by the following general formula (3) A method of saponifying and decarboxylating a copolymer with carbonate; (iii) a copolymer of a vinyl ester monomer and 2,2-dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane represented by the following general formula (4): The polymer can be produced by a method of saponification and deketalization.

Figure 2019172924
Figure 2019172924

(式(2)中、R〜Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Xは単結合又は結合鎖を表し、R及びRは、それぞれ独立して水素原子又はR−CO−(式中、Rは炭素数1〜4のアルキル基である。)を表す。) (In Formula (2), R < 1 > -R < 6 > represents a hydrogen atom or a C1-C4 alkyl group each independently, X represents a single bond or a bond chain, R < 7 > and R <8> are respectively independent. And represents a hydrogen atom or R 9 —CO— (wherein R 9 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).

Figure 2019172924
Figure 2019172924

(式(3)中、R〜Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Xは単結合又は結合鎖を表す。) (In Formula (3), R < 1 > -R < 6 > represents a hydrogen atom or a C1-C4 alkyl group each independently, and X represents a single bond or a coupling chain.)

Figure 2019172924
Figure 2019172924

(式(4)中、R〜Rはそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表し、Xは単結合又は結合鎖を表し、R10及びR11は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。) (In Formula (4), R < 1 > -R < 6 > represents a hydrogen atom or a C1-C4 alkyl group each independently, X represents a single bond or a bond chain, R < 10 > and R <11> are respectively independent. And represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.)

式(2)〜式(4)中のR〜R及びXの具体例、好ましい例示は、上記式(1)の場合と同様であり、また、R〜R11の炭素数1〜4のアルキル基の具体例、好ましい例示も式(1)の場合と同様である。 Specific examples and preferred examples of R 1 to R 6 and X in the formulas (2) to (4) are the same as those in the above formula (1), and R 7 to R 11 have 1 to 1 carbon atoms. Specific examples and preferred examples of the alkyl group 4 are the same as in the case of the formula (1).

上記方法のうち、共重合反応性及び工業的な取扱いにおいて優れるという点で、(i)の方法が好ましく、特に、上記一般式(2)で示される化合物は、R〜Rが水素原子、Xが単結合、R、RがR−CO−であり、Rが炭素数1〜4のアルキル基である3,4−ジアシロキシ−1−ブテンが好ましく、その中でも特にRがメチル基である3,4−ジアセトキシ−1−ブテンが好ましく用いられる。 Among the above methods, the method (i) is preferable in that it is excellent in copolymerization reactivity and industrial handling. In particular, in the compound represented by the general formula (2), R 1 to R 6 are hydrogen atoms. , X is a single bond, R 7 and R 8 are R 9 —CO—, and R 9 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, among which 3,4-diasiloxy-1-butene is preferable, and among them, R 9 3,4-diacetoxy-1-butene in which is a methyl group is preferably used.

本実施形態で用いられるPVA系樹脂は、1種類であっても、2種類以上の混合物であってもよく、その場合は、上述の未変性PVA系樹脂同士、未変性PVA系樹脂と各種変性PVA系樹脂、特に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂との組み合わせ等を挙げることができる。また、ケン化度、重合度、変性率等が異なるPVA系樹脂同士の組み合せ等も挙げることができる。   The PVA resin used in the present embodiment may be one kind or a mixture of two or more kinds. In that case, the above-mentioned unmodified PVA resins, unmodified PVA resins, and various modified substances are used. The combination with PVA-type resin, especially PVA-type resin which has a 1, 2- diol structure, etc. can be mentioned. Moreover, the combination etc. of PVA-type resin from which saponification degree, polymerization degree, modification rate, etc. differ can also be mentioned.

(酸変性ポリオレフィン系樹脂)
酸変性ポリオレフィン系樹脂は酸がグラフトされたポリオレフィン系樹脂である。酸変性ポリオレフィン系樹脂は、例えば、オレフィンモノマーとカルボキシル基または酸無水物基を有するモノマーを共重合したり、ポリオレフィン系樹脂にカルボキシル基または酸無水物基を有するモノマーをグラフトしたりすることにより得られる。
(Acid-modified polyolefin resin)
The acid-modified polyolefin resin is a polyolefin resin grafted with an acid. The acid-modified polyolefin resin is obtained, for example, by copolymerizing an olefin monomer and a monomer having a carboxyl group or an acid anhydride group, or by grafting a monomer having a carboxyl group or an acid anhydride group to the polyolefin resin. It is done.

オレフィンモノマーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4,4−ジメチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−デセン、1−オクタデセン等の炭素数2〜20程度のα−オレフィンが挙げられる。   Examples of the olefin monomer include ethylene, propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 4,4-dimethyl-1-pentene, 1-hexene, 4 Examples include α-olefins having about 2 to 20 carbon atoms such as methyl-1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, and 1-octadecene.

ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、エチレンの単独重合体、プロピレンの単独重合体、エチレンと他のモノマーとの共重合体、プロピレンと他のモノマーとの共重合体等が挙げられ、他のモノマーとしては、上記したα−オレフィンや、酢酸ビニル、ビニルアルコール、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Examples of polyolefin resins include ethylene homopolymers, propylene homopolymers, copolymers of ethylene and other monomers, copolymers of propylene and other monomers, etc. Include the above-mentioned α-olefin, vinyl acetate, vinyl alcohol, (meth) acrylic acid, (meth) acrylate, and the like.

ポリオレフィン系樹脂の具体例としては、高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)等のエチレン単独重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・ブテン共重合体、エチレン・ヘキセン共重合体、エチレン・オクテン共重合体、エチレン・プロピレン・ブテン共重合体、エチレン・プロピレン・ヘキセン共重合体、エチレン・プロピレン・オクテン共重合体、エチレン・ブテン・ヘキセン共重合体、エチレン・ブテン・オクテン共重合体、エチレン・ヘキセン・オクテン共重合体等のエチレン−α−オレフィン共重合体、及び、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸メチル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸エチル共重合体、エチレン−(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸メチル共重合体等のエチレン系重合体;プロピレン単独重合体(プロピレンホモポリマー)、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・ブテンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・ヘキセンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・オクテンランダム共重合体、プロピレン・ブテン・ヘキセンランダム共重合体、プロピレン・ブテン・オクテンランダム共重合体、プロピレン・ヘキセン・オクテンランダム共重合体、プロピレン・エチレンブロック共重合体等のプロピレン系重合体;ブテン系重合体等が挙げられる。
ここで、エチレン系重合体、プロピレン系重合体、ブテン系重合体とは、それぞれ、エチレン、プロピレン、またはブテンをモノマー単位の50モル%以上の組成で含有する樹脂を言う。これらのポリオレフィン系樹脂は、1種類を用いても2種類以上を併用することもできる。
Specific examples of polyolefin-based resins include ethylene homopolymers such as high-pressure low-density polyethylene (LDPE) and high-density polyethylene (HDPE), ethylene / propylene copolymers, ethylene / butene copolymers, and ethylene / hexene copolymers. Polymer, ethylene / octene copolymer, ethylene / propylene / butene copolymer, ethylene / propylene / hexene copolymer, ethylene / propylene / octene copolymer, ethylene / butene / hexene copolymer, ethylene / butene / octene Copolymer, ethylene-α-olefin copolymer such as ethylene / hexene / octene copolymer, and ethylene / vinyl acetate copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene- (meth) acrylic Acid methyl copolymer, ethylene- (meth) ethyl acrylate copolymer Ethylene-based polymers such as ethylene- (meth) acrylic acid-methyl (meth) acrylate copolymer; propylene homopolymer (propylene homopolymer), propylene / ethylene random copolymer, propylene / butene random copolymer, Propylene / ethylene / hexene random copolymer, propylene / ethylene / octene random copolymer, propylene / butene / hexene random copolymer, propylene / butene / octene random copolymer, propylene / hexene / octene random copolymer, Examples thereof include propylene polymers such as propylene / ethylene block copolymers; butene polymers.
Here, the ethylene-based polymer, the propylene-based polymer, and the butene-based polymer refer to resins containing ethylene, propylene, or butene in a composition of 50 mol% or more of monomer units, respectively. These polyolefin resins can be used alone or in combination of two or more.

本実施形態においては、エチレン系重合体であるエチレン単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体や、プロピレン系重合体であるプロピレン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体が安価で容易に入手することができ、経済性に優れるため好ましい。更には機械的特性の観点から、エチレン単独重合体、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体が好ましく、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体がより好ましい。   In this embodiment, an ethylene homopolymer that is an ethylene polymer, an ethylene-α-olefin copolymer, an ethylene / vinyl acetate copolymer, a propylene homopolymer that is a propylene polymer, and propylene / ethylene random A copolymer is preferable because it is inexpensive and easily available, and is excellent in economic efficiency. Further, from the viewpoint of mechanical properties, an ethylene homopolymer, an ethylene / α-olefin copolymer, a propylene homopolymer, and a propylene / ethylene random copolymer are preferable, and a propylene homopolymer and a propylene / ethylene random copolymer are preferable. Is more preferable.

カルボキシル基または酸無水物基を有するモノマーとしては、例えば、マレイン酸、フマル酸、クロロマレイン酸、ハイミック酸、シトラコン酸、イタコン酸等の不飽和ジカルボン酸;アクリル酸、ブタン酸、クロトン酸、ビニル酢酸、メタクリル酸、ペンテン酸、ドデセン酸、リノール酸、アンゲリカ酸、けい皮酸等の不飽和モノカルボン酸;無水マレイン酸、無水ハイミック酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、アクリル酸の無水物等前記の不飽和ジカルボン酸または不飽和モノカルボン酸の酸無水物等が挙げられる。
カルボキシル基または酸無水物基を有するモノマーは、1種を単独で用いても、2種以上を組み合せて用いてもよい。これらのうち、特に無水マレイン酸は、PVA系樹脂やブロック共重合体との相溶性が良いことから好適である。
Examples of the monomer having a carboxyl group or an acid anhydride group include unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, chloromaleic acid, hymic acid, citraconic acid, and itaconic acid; acrylic acid, butanoic acid, crotonic acid, and vinyl. Unsaturated monocarboxylic acids such as acetic acid, methacrylic acid, pentenoic acid, dodecenoic acid, linoleic acid, angelic acid and cinnamic acid; maleic anhydride, hymic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, anhydrides of acrylic acid, etc. Examples thereof include acid anhydrides of the above unsaturated dicarboxylic acids or unsaturated monocarboxylic acids.
The monomer which has a carboxyl group or an acid anhydride group may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type. Among these, maleic anhydride is particularly preferable because of its good compatibility with PVA resins and block copolymers.

本実施形態で用いる酸変性ポリオレフィン系樹脂は、PVA系樹脂やブロック共重合体との相溶性の観点から、前記の不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物をポリオレフィン系樹脂にグラフト変性させたものが好適に用いることができる。   The acid-modified polyolefin resin used in this embodiment is obtained by graft-modifying the unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic acid anhydride to the polyolefin resin from the viewpoint of compatibility with the PVA resin or block copolymer. A thing can be used suitably.

ここで「グラフト変性」とは、不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物をポリオレフィン系樹脂の共重合成分として用いるのではなく、既に製造されているポリオレフィン系樹脂に対し、反応によって不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物を結合させるものである。すなわち、本発明において「グラフト変性」とは、不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物がポリオレフィン系樹脂の骨格に対して鎖長が長い側鎖として導入される場合のみならず、ポリオレフィン系樹脂に化学結合していれば包含される。   Here, “graft modification” means that an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride is not used as a copolymer component of a polyolefin resin, but is produced by reacting an unsaturated carboxylic acid by reaction with an already produced polyolefin resin. An acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride is bonded. That is, in the present invention, “graft modification” means not only a case where an unsaturated carboxylic acid or unsaturated carboxylic acid anhydride is introduced as a side chain having a long chain length relative to the skeleton of the polyolefin resin, but also a polyolefin resin. It is included if it is chemically bonded to.

ポリオレフィン系樹脂のグラフト変性は、従来公知の種々の方法で行うことができる。変性方法は限定されないが、(i)溶融させたポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物を添加してグラフト共重合させる溶融変性法、(ii)溶媒に溶解させたポリオレフィン系樹脂に不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物を添加してグラフト共重合させる溶液変性法等が挙げられる。これらのうち、衛生性の観点から、溶媒を使用しなくてもよい溶融変性法が好ましく、押出機を用いてグラフト変性することがより好ましい。なお、効率よくグラフト変性するためには、ラジカル開始剤の存在下に変性することが好ましい。   The graft modification of the polyolefin resin can be performed by various conventionally known methods. Although the modification method is not limited, (i) a melt modification method in which an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride is added to a melted polyolefin resin and graft copolymerized, (ii) a polyolefin system dissolved in a solvent Examples thereof include a solution modification method in which an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride is added to the resin and graft copolymerized. Among these, from the viewpoint of hygiene, a melt modification method that does not require the use of a solvent is preferable, and graft modification using an extruder is more preferable. For efficient graft modification, modification in the presence of a radical initiator is preferred.

酸変性ポリオレフィン系樹脂は、グラフト変性させたポリオレフィン系樹脂だけからなるものであっても、ポリオレフィン系樹脂と同種又は異種の未変性ポリオレフィン系樹脂との混合物のいずれであってもよい。   The acid-modified polyolefin resin may be composed of only a graft-modified polyolefin resin, or may be a mixture of a polyolefin resin and the same or different unmodified polyolefin resin.

本実施形態において、酸変性ポリオレフィン系樹脂は、PVA系樹脂との相溶性に優れると言う点で、ポリプロピレン系樹脂を不飽和カルボン酸または不飽和カルボン酸無水物でグラフト変性させた酸変性ポリプロピレン系樹脂であることが好ましく、ポリプロピレンを無水マレイン酸でグラフト変性させた無水マレイン酸変性ポリプロピレンであることがより好ましい。   In this embodiment, the acid-modified polyolefin resin is an acid-modified polypropylene resin obtained by graft-modifying a polypropylene resin with an unsaturated carboxylic acid or an unsaturated carboxylic acid anhydride in that it is excellent in compatibility with the PVA resin. A resin is preferable, and a maleic anhydride-modified polypropylene obtained by graft-modifying polypropylene with maleic anhydride is more preferable.

酸変性ポリオレフィン系樹脂の酸変性率(含有量)としては、0.05〜10.0質量%であることが好ましく、0.1〜5.0質量%がより好ましく、0.2〜2.0質量%が更に好ましい。酸変性率が低すぎると押出溶融成形が不安定となる傾向があり、また高すぎても押出溶融成形性が困難となる傾向がある。   The acid modification rate (content) of the acid-modified polyolefin resin is preferably 0.05 to 10.0% by mass, more preferably 0.1 to 5.0% by mass, and 0.2 to 2. 0% by mass is more preferable. If the acid modification rate is too low, extrusion melt molding tends to become unstable, and if too high, extrusion melt moldability tends to be difficult.

酸変性ポリオレフィン系樹脂の密度は限定されないが、通常0.85g/cm〜0.96g/cm、好ましくは0.87g/cm〜0.95g/cmである。密度が小さすぎると水溶解時に水面に浮遊物が発生する傾向があり、また大きすぎると沈殿物が底に残る傾向がある。 Although the density of the acid-modified polyolefin resin is not limited, usually 0.85g / cm 3 ~0.96g / cm 3 , preferably 0.87g / cm 3 ~0.95g / cm 3 . If the density is too small, suspended matter tends to be generated on the surface of the water when dissolved, and if it is too large, the precipitate tends to remain at the bottom.

また、酸変性ポリオレフィン系樹脂のメルトフローレイト(MFR)は特に限定されないが、成形性の点から通常0.01〜50g/10分、さらには0.1〜10g/10分のものが好ましい。なお、酸変性ポリオレフィン系樹脂のMFRは、エチレン系重合体またはブテン系重合体に基づく樹脂である場合は190℃、荷重2.16kgでの値を意味し、プロピレン系重合体に基づく樹脂である場合は230℃、荷重2.16kgでの値を意味する。   The melt flow rate (MFR) of the acid-modified polyolefin resin is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 50 g / 10 minutes, more preferably 0.1 to 10 g / 10 minutes from the viewpoint of moldability. The MFR of the acid-modified polyolefin resin means a value at 190 ° C. and a load of 2.16 kg when the resin is based on an ethylene polymer or a butene polymer, and is a resin based on a propylene polymer. The case means a value at 230 ° C. and a load of 2.16 kg.

積層造形用サポート材中、酸変性ポリオレフィン系樹脂は、PVA系樹脂100質量部に対して10〜80質量部の割合で含有させることが好ましい。PVA系樹脂100質量部に対して酸変性ポリオレフィン系樹脂を10質量部以上となるように含有させることでポリプロピレンとの接着性を向上させることができ、80質量部以下とすることで高水分散性(水溶解性)を維持することができる。酸変性ポリオレフィン系樹脂は、PVA系樹脂100質量部に対して10〜60質量部であることがより好ましく、20〜40質量部が更に好ましい。   In the layered modeling support material, the acid-modified polyolefin resin is preferably contained at a ratio of 10 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the PVA resin. Adhesiveness with polypropylene can be improved by adding an acid-modified polyolefin resin to 10 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of PVA resin, and high water dispersion by making it 80 parts by mass or less. (Water solubility) can be maintained. The acid-modified polyolefin-based resin is more preferably 10 to 60 parts by mass, and still more preferably 20 to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the PVA-based resin.

(酸変性ブロック共重合体)
本実施形態の積層造形用サポート材には、更に酸変性ブロック共重合体を含有することが好ましい。酸変性ブロック共重合体は、未変性ブロック共重合体と不飽和カルボン酸無水物または不飽和ジカルボン酸の1種または2種以上とを加熱下に反応させて得られる、側鎖に水酸基と反応し得る官能基を有するブロックを有するブロック共重合体である。積層造形用サポート材中に酸変性ブロック共重合体を有することで、特に、引き剥がし性、成型安定性を向上させることができる。
(Acid-modified block copolymer)
It is preferable that the layered modeling support material of the present embodiment further contains an acid-modified block copolymer. The acid-modified block copolymer is obtained by reacting an unmodified block copolymer with one or more of unsaturated carboxylic acid anhydride or unsaturated dicarboxylic acid under heating, and reacts with a hydroxyl group in the side chain. It is a block copolymer having a block having a functional group that can be obtained. By having the acid-modified block copolymer in the layered modeling support material, it is possible to improve particularly the peelability and molding stability.

本実施形態にて用いられるブロック共重合体は、ハードセグメントとして、スチレンに代表される芳香族ビニル化合物の重合体ブロックを有し、ソフトセグメントとして、共役ジエン化合物の重合体ブロックや、かかる重合体ブロックに残存する二重結合の一部、または全部が水素添加されたブロック、あるいはイソブチレンの重合体ブロックを有するものである。特に、かかるブロック共重合体として、側鎖に水酸基と反応しうる官能基を有するものが好ましく、具体的にはカルボン酸基あるいはその誘導体基(以下、「カルボン酸基」を略記することがある。)を有するものが好ましく用いられる。   The block copolymer used in the present embodiment has a polymer block of an aromatic vinyl compound typified by styrene as a hard segment, and a polymer block of a conjugated diene compound or such a polymer as a soft segment. A block in which part or all of the double bonds remaining in the block are hydrogenated, or a polymer block of isobutylene is included. In particular, such a block copolymer preferably has a functional group capable of reacting with a hydroxyl group in the side chain. Specifically, a carboxylic acid group or a derivative group thereof (hereinafter referred to as “carboxylic acid group” may be abbreviated). .) Are preferably used.

ブロック共重合体中の各ブロックの構成は、ハードセグメントをAで示し、ソフトセグメントをBで示した場合に、A−Bで表されるジブロック共重合体、A−B−AまたはB−A−Bで表されるトリブロック共重合体、さらにAとBが交互に接続したポリブロック共重合体などを挙げることができ、その構造も直鎖状、分岐状、星型などを挙げることができる。中でも、力学特性の点でA−B−Aで表される直鎖状のトリブロック共重合体が好適である。   The constitution of each block in the block copolymer is as follows. When the hard segment is represented by A and the soft segment is represented by B, the diblock copolymer represented by AB, ABA or B- A triblock copolymer represented by A-B and a polyblock copolymer in which A and B are alternately connected can be exemplified, and the structure also includes linear, branched, star-shaped, etc. Can do. Among these, a linear triblock copolymer represented by ABA in terms of mechanical properties is preferable.

ハードセグメントである芳香族ビニル化合物の重合体ブロックの形成に用いられるモノマーとしては、例えば、スチレン;α−メチルスチレン、β−メチルスチレン、o−メチルスチレン、m−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、2,4,6−トリメチルスチレン等のアルキルスチレン;モノフルオロスチレン、ジフルオロスチレン、モノクロロスチレン、ジクロロスチレン、メトキシスチレン等のハロゲン化スチレン;ビニルナフタレン、ビニルアントラセン、インデン、アセトナフチレンなどのベンゼン環以外の芳香環を有するビニル化合物、およびその誘導体等を挙げることができる。かかる芳香族ビニル化合物の重合体ブロックは、上述のモノマーの単独重合体ブロックでも、複数のモノマーによる共重合体ブロックでもよいが、スチレンの単独重合体ブロックが好適に用いられる。   As a monomer used for forming a polymer block of an aromatic vinyl compound that is a hard segment, for example, styrene; α-methylstyrene, β-methylstyrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, alkyl styrene such as t-butylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, 2,4,6-trimethylstyrene; halogenated styrene such as monofluorostyrene, difluorostyrene, monochlorostyrene, dichlorostyrene, methoxystyrene; vinyl naphthalene, vinyl Examples thereof include vinyl compounds having an aromatic ring other than a benzene ring, such as anthracene, indene, and acetonaphthylene, and derivatives thereof. The polymer block of the aromatic vinyl compound may be a homopolymer block of the above-described monomer or a copolymer block of a plurality of monomers, but a styrene homopolymer block is preferably used.

なお、かかる芳香族ビニル化合物の重合体ブロックは、本発明の効果を阻害しない範囲で、芳香族ビニル化合物以外のモノマーが少量共重合されたものでもよく、かかるモノマーとしては、ブテン、ペンテン、ヘキセンなどのオレフィン類、ブタジエン、イソプレンなどのジエン化合物、メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物やアリルエーテル化合物等を挙げることができ、その共重合比率は、通常、重合体ブロック全体の10モル%以下である。   The polymer block of the aromatic vinyl compound may be a copolymer obtained by copolymerizing a small amount of monomers other than the aromatic vinyl compound as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of such monomers include butene, pentene, and hexene. Examples thereof include olefins such as butadiene, isoprene and other diene compounds, methyl vinyl ether and other vinyl ether compounds and allyl ether compounds, and the copolymerization ratio is usually 10 mol% or less of the entire polymer block.

ブロック共重合体中の芳香族ビニル化合物の重合体ブロックの重量平均分子量は、通常、10,000〜300,000であり、特に20,000〜200,000、さらに50,000〜100,000のものが好ましく用いられる。   The weight average molecular weight of the polymer block of the aromatic vinyl compound in the block copolymer is usually 10,000 to 300,000, in particular 20,000 to 200,000, more preferably 50,000 to 100,000. Those are preferably used.

また、ソフトセグメントである重合体ブロックの形成に用いられるモノマーとしては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン(2−メチル−1,3−ブタジエン)、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンなどの共役ジエン化合物、およびイソブチレンを挙げることができ、これらを単独で用いても、複数を組み合わせて用いてもよい。中でもイソプレン、ブタジエン、およびイソブチレンの単独重合ブロックや共重合ブロックが好ましく、特にブタジエン、あるいはイソブチレンの単独重合ブロックが好適に用いられる。   Moreover, as a monomer used for formation of the polymer block which is a soft segment, for example, 1,3-butadiene, isoprene (2-methyl-1,3-butadiene), 2,3-dimethyl-1,3-butadiene Conjugated diene compounds such as 1,3-pentadiene, and isobutylene, and these may be used alone or in combination. Of these, a homopolymer block or copolymer block of isoprene, butadiene, and isobutylene is preferable, and a homopolymer block of butadiene or isobutylene is particularly preferably used.

なお、かかる共役ジエン化合物の重合体ブロックの場合、重合によって複数の結合形式をとる場合があり、例えば、ブタジエンでは、1,2−結合によるブタジエン単位(−CH−CH(CH=CH)−)と1,4−結合によるブタジエン単位(−CH−CH=CH−CH−)が生成する。これらの生成比率は、共役ジエン化合物の種類により異なるので、一概にはいえないが、ブタジエンの場合、1,2−結合が生成する比率は、通常、20〜80モル%の範囲である。 In the case of such a polymer block of a conjugated diene compound, a plurality of bonding forms may be taken by polymerization. For example, in butadiene, a butadiene unit (—CH 2 —CH (CH═CH 2 ) by 1,2-bonding is used. -) And 1,4-bonded butadiene units (—CH 2 —CH═CH—CH 2 —) are formed. Since these production ratios vary depending on the type of conjugated diene compound, it cannot be generally stated, but in the case of butadiene, the ratio of 1,2-bond production is usually in the range of 20 to 80 mol%.

かかる共役ジエン化合物による重合体ブロックは、残存する二重結合の一部または全部を水素添加することによって、スチレン系熱可塑性エラストマーの耐熱性や耐候性を向上させることが可能である。その際の水素添加率は、50モル%以上であることが好ましく、特に70モル%以上のものが好ましく用いられる。
なお、かかる水素添加により、例えばブタジエンの1,2−結合によるブタジエン単位は、ブチレン単位(−CH−CH(CH−CH)−)となり、1,4−結合によって生成するブタジエン単位は二つの連続したエチレン単位(−CH−CH−CH−CH−)となるが、通常は前者が優先して生成する。
The polymer block of such a conjugated diene compound can improve the heat resistance and weather resistance of the styrenic thermoplastic elastomer by hydrogenating part or all of the remaining double bonds. The hydrogenation rate at that time is preferably 50 mol% or more, and particularly preferably 70 mol% or more.
By this hydrogenation, for example, the butadiene unit of 1,2-bond of butadiene becomes a butylene unit (—CH 2 —CH (CH 2 —CH 3 ) —), and the butadiene unit generated by the 1,4-bond is Two continuous ethylene units (—CH 2 —CH 2 —CH 2 —CH 2 —) are formed, but usually the former is preferred.

なお、かかるソフトセグメントである重合体ブロックは、本発明の効果を阻害しない範囲で、上述のモノマー以外のモノマーが少量共重合されたものでもよく、かかるモノマーとしては、スチレンなどの芳香族ビニル化合物、ブテン、ペンテン、ヘキセンなどのオレフィン類、メチルビニルエーテルなどのビニルエーテル化合物やアリルエーテル化合物等を挙げることができ、その共重合比率は、通常、重合体ブロック全体の10モル%以下である。   In addition, the polymer block which is such a soft segment may be a copolymer obtained by copolymerizing a small amount of monomers other than the above-mentioned monomers within the range that does not impair the effects of the present invention. Examples of such monomers include aromatic vinyl compounds such as styrene. Olefins such as butene, pentene, and hexene, vinyl ether compounds such as methyl vinyl ether, and allyl ether compounds. The copolymerization ratio thereof is usually 10 mol% or less of the entire polymer block.

また、ブロック共重合体中の共役ジエン化合物、あるいはイソブチレンに由来する重合体ブロックの重量平均分子量は、通常、10,000〜300,000であり、特に20,000〜200,000、さらに50,000〜100,000のものが好ましく用いられる。   Further, the weight average molecular weight of the polymer block derived from the conjugated diene compound or isobutylene in the block copolymer is usually 10,000 to 300,000, particularly 20,000 to 200,000, and further 50, Those having a viscosity of 000 to 100,000 are preferably used.

上述の通り、本発明に用いられるブロック共重合体は、ハードセグメントが芳香族ビニル化合物の重合体ブロックであり、ソフトセグメントが共役ジエン化合物の重合体ブロック、またはその残存二重結合の一部、あるいは全部が水素添加された重合体ブロック、イソブチレンの重合体ブロックなどからなるものであり、その代表例としては、例えば、スチレンとブタジエンを原料とするスチレン/ブタジエンブロック共重合体(SBS)、SBSのブタジエン構造単位における側鎖二重結合が水素添加されたスチレン/ブタジエン/ブチレンブロック共重合体(SBBS)、さらに主鎖二重結合が水素添加されたスチレン/エチレン/ブチレンブロック共重合体(SEBS)、スチレンとイソプレンを原料とするスチレン/イソプレンブロック共重合体(SIPS)、スチレンとイソブチレンを原料とするスチレン/イソブチレンブロック共重合体(SIBS)などを挙げることができ、中でも熱安定性、耐候性に優れるSEBSやSIBSが好ましく用いられる。   As described above, in the block copolymer used in the present invention, the hard segment is a polymer block of an aromatic vinyl compound, the soft segment is a polymer block of a conjugated diene compound, or a part of the residual double bond, Alternatively, all of them are composed of a hydrogenated polymer block, an isobutylene polymer block, and the like, and typical examples thereof include, for example, a styrene / butadiene block copolymer (SBS) and SBS using styrene and butadiene as raw materials. Styrene / butadiene / butylene block copolymer (SBBS) in which side chain double bonds are hydrogenated in the butadiene structural unit, and styrene / ethylene / butylene block copolymer (SEBS) in which main chain double bonds are hydrogenated. ), Styrene / isoprene broth made from styrene and isoprene Click copolymer (SIPS), styrene / isobutylene block copolymer of styrene and isobutylene as a raw material (SIBS) and the like can be illustrated, among others thermal stability, SEBS or SIBS has excellent weather resistance is preferably used.

かかるブロック共重合体中のハードセグメントである芳香族ビニル化合物の重合体ブロックとソフトセグメントである重合体ブロックの含有比率としては、重量比で、通常、10/90〜70/30であり、特に、20/80〜50/50の範囲のものが好適である。芳香族ビニル化合物の重合体ブロックの含有比率が多すぎたり、少なすぎたりすると、ブロック共重合体の柔軟性とゴム弾性のバランスが崩れる場合があり、その結果、本発明のサポート材の引き剥がし性などの特性が不充分となる場合がある。   The content ratio of the polymer block of the aromatic vinyl compound that is the hard segment and the polymer block that is the soft segment in the block copolymer is usually 10/90 to 70/30 in weight ratio, A range of 20/80 to 50/50 is preferred. If the content ratio of the polymer block of the aromatic vinyl compound is too much or too little, the balance between the flexibility and rubber elasticity of the block copolymer may be lost, and as a result, the support material of the present invention is peeled off. In some cases, characteristics such as property are insufficient.

ブロック共重合体は、芳香族ビニル化合物の重合体ブロックと、共役ジエン化合物あるいはイソブチレンの重合体ブロックを有するブロック共重合体を得て、さらに必要に応じて共役ジエン化合物の重合体ブロック中の二重結合を水素添加することによって得ることができる。
まず、芳香族ビニル化合物の重合体ブロックと、共役ジエン化合物、あるいはイソブチレンの重合体ブロックを有するブロック共重合体の製造法としては、公知の方法を用いることができるが、例えば、アルキルリチウム化合物などを開始剤とし、不活性有機溶媒中で芳香族ビニル化合物と共役ジエン化合物、あるいはイソブチレンを逐次重合させる方法などを挙げることができる。
次に、この芳香族ビニル化合物の重合体ブロックと共役ジエン化合物の重合体ブロックを有するブロック共重合体を水素添加する方法としては、公知の方法を用いることができ、例えば、水素化ホウ素化合物などの還元剤を用いる方法や、白金、パラジウム、ラネーニッケルなどの金属触媒を用いた水素還元などを挙げることができる。
A block copolymer is obtained by obtaining a block copolymer having a polymer block of an aromatic vinyl compound and a polymer block of a conjugated diene compound or isobutylene, and further, if necessary, a block copolymer in the polymer block of the conjugated diene compound. It can be obtained by hydrogenating heavy bonds.
First, as a method for producing a block copolymer having a polymer block of an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound or an isobutylene polymer block, a known method can be used. And a method of sequentially polymerizing an aromatic vinyl compound and a conjugated diene compound or isobutylene in an inert organic solvent.
Next, as a method of hydrogenating the block copolymer having the polymer block of the aromatic vinyl compound and the polymer block of the conjugated diene compound, a known method can be used, for example, a borohydride compound, etc. And a method using a reducing agent, hydrogen reduction using a metal catalyst such as platinum, palladium, Raney nickel, and the like.

本実施形態に用いる酸変性ブロック共重合体は、側鎖に水酸基と反応しうる官能基を有する。かかる官能基は特にカルボン酸であることが好ましく、かかる側鎖に水酸基と反応しうる官能基を有するブロック共重合体を用いることによって、特に引き剥がし性、成形安定性に優れたサポート材を得ることが可能となる。   The acid-modified block copolymer used in this embodiment has a functional group capable of reacting with a hydroxyl group in the side chain. Such a functional group is particularly preferably a carboxylic acid, and by using a block copolymer having a functional group capable of reacting with a hydroxyl group in the side chain, a support material particularly excellent in peelability and molding stability is obtained. It becomes possible.

ブロック共重合体中のカルボン酸の含有量としては、滴定法で測定した酸価が、通常、0.5〜20mgCHONa/gであり、特に1〜10mgCHONa/g、さらに1.5〜3mgCHONa/gのものが好ましく用いられる。
かかる酸価が低すぎると、官能基を導入した効果が充分に得られず、また、高すぎると架橋反応によりサポート材の溶融粘度が高くなりすぎる傾向がある。
酸価の調整に当たっては、官能基の導入量を調整するほかに、官能基を有するブロック共重合体と官能基を有しないブロック共重合体を混合して官能基の含有量を調整するなどする方法が挙げられる。
The content of the carboxylic acid in the block copolymer, the acid value measured by titration method, usually, a 0.5~20mgCH 3 ONa / g, especially 1~10mgCH 3 ONa / g, further 1.5 Those having ˜3 mg CH 3 ONa / g are preferably used.
If the acid value is too low, the effect of introducing a functional group cannot be sufficiently obtained, and if it is too high, the melt viscosity of the support material tends to be too high due to a crosslinking reaction.
In adjusting the acid value, in addition to adjusting the introduction amount of the functional group, the content of the functional group is adjusted by mixing a block copolymer having a functional group and a block copolymer having no functional group. A method is mentioned.

かかるカルボン酸を含有する官能基をブロック共重合体に導入する方法としては、公知の方法を用いることが可能であり、例えば、ブロック共重合体の製造時、すなわち、共重合時にα、β−不飽和カルボン酸またはその誘導体を共重合させる方法、あるいは、ブロック共重合体の製造後、これにα、β−不飽和カルボン酸またはその誘導体を付加させる方法が好ましく用いられる。かかる付加方法としては、例えば、ラジカル開始剤の存在下、あるいは非存在下、溶液中でのラジカル反応による方法や、押出機中で溶融混練する方法などを挙げることができる。   As a method for introducing such a functional group containing a carboxylic acid into the block copolymer, a known method can be used. For example, α, β- during production of the block copolymer, that is, during copolymerization, A method of copolymerizing an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof or a method of adding an α, β-unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof to the block copolymer after production of the block copolymer is preferably used. Examples of such an addition method include a method using a radical reaction in a solution in the presence or absence of a radical initiator, and a method of melt kneading in an extruder.

かかるカルボン酸基導入に用いられるα、β−不飽和カルボン酸またはその誘導体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸等のα、β−不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、コハク酸、イタコン酸、フタル酸等のα、β−不飽和ジカルボン酸;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタクリレート等のα、β−不飽和モノカルボン酸エステルなどを挙げることができる。また、本発明のブロック共重合体に導入されたカルボン酸基は隣接するカルボン酸基との間で酸無水物構造を形成していてもよく、無水マレイン酸、無水コハク酸、無水イタコン酸、無水フタル酸等のα、β−不飽和ジカルボン酸無水物などを挙げることができる。   Examples of the α, β-unsaturated carboxylic acid or derivative thereof used for introducing the carboxylic acid group include α, β-unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; maleic acid, succinic acid, itaconic acid, Examples include α, β-unsaturated dicarboxylic acids such as phthalic acid; α, β-unsaturated monocarboxylic acid esters such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, hydroxyethyl acrylate, and hydroxymethyl methacrylate. In addition, the carboxylic acid group introduced into the block copolymer of the present invention may form an acid anhydride structure with an adjacent carboxylic acid group, maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic anhydride, Examples thereof include α, β-unsaturated dicarboxylic acid anhydrides such as phthalic anhydride.

本実施形態において用いられる酸性基ブロック共重合体の重量平均分子量は、通常、50,000〜500,000であり、特に120,000〜450,000、さらに150,000〜400,000のものが好ましく用いられる。
かかる重量平均分子量が大きすぎても小さすぎても、PVA系樹脂中に酸変性ブロック共重合体が均一分散したモルホロジーが得られず、樹脂の機械物性が低下する傾向がある。
なお、酸変性ブロック共重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用い、ポリスチレンを標準として求めた値である。
The weight average molecular weight of the acidic group block copolymer used in this embodiment is usually from 50,000 to 500,000, particularly from 120,000 to 450,000, more preferably from 150,000 to 400,000. Preferably used.
If the weight average molecular weight is too large or too small, a morphology in which the acid-modified block copolymer is uniformly dispersed in the PVA resin cannot be obtained, and the mechanical properties of the resin tend to be lowered.
The weight average molecular weight of the acid-modified block copolymer is a value obtained by using gel permeation chromatography (GPC) and using polystyrene as a standard.

また、酸変性ブロック共重合体の220℃、せん断速度122sec−1での溶融粘度は、通常100〜3000mPa・sであり、特に300〜2000mPa・s、さらに800〜1500mPa・sのものが好ましく用いられる。 The melt viscosity of the acid-modified block copolymer at 220 ° C. and a shear rate of 122 sec −1 is usually 100 to 3000 mPa · s, preferably 300 to 2000 mPa · s, more preferably 800 to 1500 mPa · s. It is done.

また、本実施形態において、酸変性ブロック共重合体は、1種類のものを用いてもよいが、所望の特性を得る目的で複数のものを適宜混合して用いることも可能である。   In the present embodiment, one type of acid-modified block copolymer may be used, but a plurality of types may be appropriately mixed for the purpose of obtaining desired characteristics.

積層造形用サポート材中、酸変性ブロック共重合体は、PVA系樹脂100質量部に対して2〜20質量部の割合で含有させることが好ましい。PVA系樹脂100質量部に対して酸変性ブロック共重合体を2質量部以上となるように含有させることで水溶解時の水面浮遊物を減少させることができ、20質量部以下とすることで組成物の溶融粘度の安定性を維持できる。酸変性ブロック共重合体は、PVA系樹脂100質量部に対して2〜15質量部であることがより好ましく、5〜10質量部が更に好ましい。   In the layered modeling support material, the acid-modified block copolymer is preferably contained at a ratio of 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the PVA resin. By containing the acid-modified block copolymer in an amount of 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the PVA-based resin, the suspended matter on the water surface during water dissolution can be reduced, and by making it 20 parts by mass or less. The stability of the melt viscosity of the composition can be maintained. The acid-modified block copolymer is more preferably 2 to 15 parts by mass, and still more preferably 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the PVA resin.

本実施形態の積層造形用サポート材には、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の添加物を含有することができる。以下、その他の成分について説明する。   The additive for additive manufacturing of the present embodiment can contain other additives as long as the effects of the present invention are not impaired. Hereinafter, other components will be described.

積層造形用サポート材はストランドの状態で積層造形装置のヘッド部に供給されるため、円滑にサポート材を供給できる点を考慮すると適度な剛性を有することが好ましい。また、積層造形装置のヘッド部にストランド状のサポート材を供給する際、チューブの中を通して供給されることがあるため、チューブの内面とサポート材の表面の摺動性が良好であることが好ましい。また、積層造形装置へのサポート材のストランドを円滑にヘッド部に供給するためには、サポート材の表面状態が平滑であり、かつタック性がないことが好ましい。一般に、PVA系樹脂のストランド表面は吸湿しやすく、タック性が発現しやすいため、ストランドが適度な剛性を有し、ストランドのタック性を抑制するために、サポート材がフィラーを含有することが好ましい。   Since the support material for layered modeling is supplied to the head part of the layered modeling apparatus in a strand state, it is preferable that the layered modeling support material has an appropriate rigidity in consideration of the fact that the support material can be supplied smoothly. Further, when the strand-shaped support material is supplied to the head portion of the additive manufacturing apparatus, it may be supplied through the tube, and therefore, it is preferable that the inner surface of the tube and the surface of the support material have good slidability. . In order to smoothly supply the strand of the support material to the layered manufacturing apparatus to the head portion, it is preferable that the surface state of the support material is smooth and has no tackiness. In general, since the strand surface of the PVA-based resin is easy to absorb moisture and easily develops tackiness, it is preferable that the support material contains a filler so that the strand has appropriate rigidity and suppresses the tackiness of the strand. .

フィラーとしては有機フィラーと無機フィラーがあるが、熱安定性が良好な点で無機フィラーが好ましい。無機フィラーとしては、例えば、酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、窒化物、炭素類、金属類等が挙げられ、サポート材の熱安定性に悪影響を与えない点で、ケイ酸塩が好ましい。ケイ酸塩としては、例えば、珪酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、モンモリロナイト、ベントナイト、活性白土、セピオライト、イモゴライト、セリサリト、ガラス繊維、ガラスビーズ、シリカ系バルーン等が挙げられるが、よりサポート材の表面平滑性が良好となり、タック性が軽減される点でタルクが好ましい。   As the filler, there are an organic filler and an inorganic filler, and an inorganic filler is preferable in terms of good thermal stability. Examples of inorganic fillers include oxides, hydroxides, carbonates, sulfates, silicates, nitrides, carbons, metals, etc., in that they do not adversely affect the thermal stability of the support material. Silicates are preferred. Examples of the silicate include calcium silicate, talc, clay, mica, montmorillonite, bentonite, activated clay, sepiolite, imogolite, serisalite, glass fiber, glass beads, silica-based balloon, etc. Talc is preferred in that smoothness is good and tackiness is reduced.

フィラーの粒度としては0.5〜500μmであることが好ましく、50〜400μmがより好ましく、100〜300μmが更に好ましい。さらに、フィラーとしてタルクを用いる場合、タルクの粒度としては0.5〜10μmであることが好ましく、1〜5μmがより好ましく、2〜3μmが更に好ましい。これらの粒度が小さすぎると樹脂への練り込みが困難となる傾向があり、大きすぎると表面荒れや強度の低下の原因となる傾向がある。工業的には、例えば、日本タルク株式会社製「SG−95」、「SG−200」(いずれも商品名)、富士タルク工業株式会社製「LSM−400」(商品名)等を用いることができる。
なお、ここで言う粒度とは、レーザー回折法で測定した粒子径D50を指す。
The particle size of the filler is preferably 0.5 to 500 μm, more preferably 50 to 400 μm, and still more preferably 100 to 300 μm. Furthermore, when using talc as a filler, the particle size of talc is preferably 0.5 to 10 μm, more preferably 1 to 5 μm, and still more preferably 2 to 3 μm. If these particle sizes are too small, kneading into the resin tends to be difficult, and if they are too large, they tend to cause surface roughness and a decrease in strength. Industrially, for example, “SG-95” and “SG-200” (both trade names) manufactured by Nippon Talc Co., Ltd., “LSM-400” (trade names) manufactured by Fuji Talc Industrial Co., Ltd., and the like are used. it can.
In addition, the particle size mentioned here refers to the particle diameter D50 measured by the laser diffraction method.

フィラーの含有量としては、積層造形用サポート材中、0〜40質量%であることが好ましく、2〜30質量%がより好ましく、3〜10質量%が更に好ましい。フィラーの含有量が少なすぎるとフィラー配合の効果が発現されず、また多すぎるとストランド表面の平滑性が低下したり、柔軟性が低下する傾向がある。   The content of the filler is preferably 0 to 40% by mass, more preferably 2 to 30% by mass, and still more preferably 3 to 10% by mass in the support material for additive manufacturing. When the filler content is too small, the effect of blending the filler is not expressed, and when it is too much, the smoothness of the strand surface tends to be lowered or the flexibility tends to be lowered.

また、サポート材には可塑剤が配合されることがあるが、本実施形態における積層造形用サポート材の成形安定性を向上させるには可塑剤の含有量は少ないことが好ましく、積層造形用サポート材中、20質量%以下、さらには10質量%以下、さらには1質量%以下、特には0.1質量%以下であることが好ましい。   In addition, a plasticizer may be blended in the support material, but the plasticizer content is preferably small in order to improve the molding stability of the support material for additive manufacturing in this embodiment. In the material, it is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, further 1% by mass or less, and particularly preferably 0.1% by mass or less.

さらに、上記成分以外に、酸化防止剤、着色剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑剤等の公知の添加剤、また他の熱可塑性樹脂を適宜配合することができる。他の熱可塑性樹脂としては、例えば、具体的には、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、ポリプロピレン、プロピレン−α−オレフィン(炭素数4〜20のα−オレフィン)共重合体、ポリブテン、ポリペンテン等のオレフィンの単独又は共重合体、ポリ環状オレフィン、或いはこれらのオレフィンの単独又は共重合体を不飽和カルボン酸又はそのエステルでグラフト変性したもの等の広義のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリエステル、ポリアミド、共重合ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、アクリル系樹脂、ビニルエステル系樹脂、ポリウレタンエラストマー、塩素化ポリエチレン、塩素化ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が挙げられる。   In addition to the above components, known additives such as antioxidants, colorants, antistatic agents, ultraviolet absorbers, lubricants, and other thermoplastic resins can be appropriately blended. Other thermoplastic resins include, for example, linear low density polyethylene, low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ionomer, ethylene-propylene copolymer. , Ethylene-α-olefin (α-olefin having 4 to 20 carbon atoms) copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, polypropylene, propylene-α-olefin (α-olefin having 4 to 20 carbon atoms) copolymer Polyolefin resins in a broad sense such as polymers, polybutenes, polypentenes or other olefins alone or copolymers, polycyclic olefins, or those olefins alone or copolymers grafted with unsaturated carboxylic acids or esters thereof, Polystyrene resin, polyester, polyamide, copolymer polyamide Polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, acrylic resin, vinyl ester resin, polyurethane elastomer, chlorinated polyethylene, a thermoplastic resin such as chlorinated polypropylene.

(積層造形用サポート材の作製方法)
本実施形態において、積層造形用サポート材は、例えば、上記の各成分の所定量を混合、加熱し溶融状態で混練した後、ストランド状に押出し、冷却して、リールに巻き取ることにより作製することができる。
具体的には各成分を予め混合したもの、もしくは別々に単軸または多軸の押出機に供給され、加熱溶融混練され、1穴もしくは多穴のストランドダイスから径1.5〜3.0mmのストランド状に押出され、空冷または水冷等により冷却固化した後、リールに巻き取られる。ストランドの径は安定していることが必要で、また、リールに巻きつけられても破断しない程度の柔軟性と靭性を有し、積層造形の際、ヘッドに遅滞なく送り出される程度の剛性が必要である。
(Method for producing support material for additive manufacturing)
In the present embodiment, the support material for additive manufacturing is prepared by, for example, mixing, heating, kneading in a molten state, extruding into a strand shape, cooling, and winding up on a reel. be able to.
Specifically, each component is premixed, or separately supplied to a single-screw or multi-screw extruder, heated, melted and kneaded, and the diameter is 1.5 to 3.0 mm from a single or multi-hole strand die. After being extruded into a strand and cooled and solidified by air cooling or water cooling, it is wound on a reel. The strand diameter must be stable, and it must be flexible and tough enough not to break even when wound on a reel, and rigid enough to be sent to the head without delay during additive manufacturing. It is.

(積層造形物の製造方法、および積層造形物)
本実施形態の積層造形用サポート材を用いた積層造形物の製造方法について説明する。
積層造形に用いられる積層造形装置はモデル材とサポート材を各々押し出せるヘッドを複数個以上持つ熱溶融による積層造形ができるものであれば公知のものを用いればよく、例えば、フラッシュフォージ社製クリエイト、レイズ・エンタープライズ社製Eagleed、3Dシステムズ社製MBot Grid II、ストラタシス社製uPrint SE等のデュアルヘッドタイプの積層造形装置を用いることができる。
(Manufacturing method of layered object and layered object)
A method for manufacturing a layered object using the layered modeling support material of the present embodiment will be described.
The additive manufacturing apparatus used for additive manufacturing may be a known one as long as it can perform additive manufacturing by heat melting having a plurality of heads that can extrude the model material and the support material, for example, create by Flash Forge. Dual head type additive manufacturing apparatuses such as Rayleigh Enterprise's Eagled, 3D Systems 'MBot Grid II and Stratasys' uPrint SE can be used.

立体を形作るモデル材としては、例えば、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン(ABS)樹脂、ポリ乳酸(PLA)、ポリプロピレン(PP)、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエチレン等種々の樹脂が検討されているが、溶融成形性、熱安定性、固化後の機械物性の観点からポリプロピレン(PP)が主に用いられ、サポート材はかかるポリプロピレン(PP)との密着性に優れることが要求される。   As a model material for forming a solid body, for example, various resins such as acrylonitrile / butadiene / styrene (ABS) resin, polylactic acid (PLA), polypropylene (PP), polystyrene, polyamide, and polyethylene have been studied. Polypropylene (PP) is mainly used from the viewpoints of thermal stability and mechanical properties after solidification, and the support material is required to have excellent adhesion to the polypropylene (PP).

モデル材についてもサポート材と同様に、ストランド状に成形され、リールに巻かれた状態で提供される。モデル材とサポート材のストランドは積層造形装置の別々のヘッドに供給され、ヘッド部で加熱溶融され、別々のノズルからステージ上に押し付けられる様に流動状態にて積層されていく。   Similarly to the support material, the model material is also formed in a strand shape and wound around a reel. The strands of the model material and the support material are supplied to separate heads of the additive manufacturing apparatus, heated and melted by the head portions, and stacked in a fluid state so as to be pressed onto the stage from separate nozzles.

ヘッド部での溶融温度は、通常150〜220℃で、200〜1000psiの圧力で押出され、積層ピッチは、通常200〜350μmである。   The melting temperature at the head part is usually 150 to 220 ° C., extruded at a pressure of 200 to 1000 psi, and the lamination pitch is usually 200 to 350 μm.

上記の様に、サポート材およびモデル材により作製された積層物は、冷却固化された後、上記積層物からサポート材を除去することで、最終目的である積層造形物が得られる。例えば、本発明のサポート材は水により溶解除去することができる。上記溶解除去の方法として、容器に入れられた水もしくは温水に積層物を浸漬してサポート材を溶解除去してもよいし、積層物のサポート材を流水で洗い流してもよい。積層物を浸漬してサポート材を溶解除去する場合は、溶解除去時間を短縮するために撹拌したり超音波を与えることが好ましく、また、水温は25〜80℃程度が好ましい。サポート材の溶解除去に際しては、サポート材の重量に対し、10〜10000倍程度の水もしくは温水が使用される。本発明のサポート材は比較的低温でも溶解除去が容易であることも特徴である。   As described above, the laminate made of the support material and the model material is cooled and solidified, and then the support material is removed from the laminate to obtain the final shaped laminate model. For example, the support material of the present invention can be dissolved and removed with water. As the method for dissolving and removing, the support material may be dissolved and removed by immersing the laminate in water or warm water in a container, or the support material of the laminate may be washed away with running water. When the support material is dissolved and removed by immersing the laminate, it is preferable to stir or apply ultrasonic waves to shorten the dissolution and removal time, and the water temperature is preferably about 25 to 80 ° C. When the support material is dissolved and removed, about 10 to 10,000 times as much water or warm water as the weight of the support material is used. The support material of the present invention is also characterized by being easily dissolved and removed even at a relatively low temperature.

以下、本発明を実施例及び比較例によりさらに説明するが、本発明は下記例に制限されるものではない。なお、例中「部」、「%」とあるのは、特記しない限り質量基準を意味する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example further demonstrate this invention, this invention is not restrict | limited to the following example. In the examples, “parts” and “%” mean mass basis unless otherwise specified.

(実施例1)
(1)PVA系樹脂の製造
還流冷却器、滴下漏斗、撹拌機を備えた反応缶に、酢酸ビニル85部、メタノール460部、及び3,4−ジアセトキシ−1−ブテン7.6部を仕込み、アゾビスイソブチロニトリルを0.32部投入し、撹拌しながら窒素気流下で温度を上昇させ、重合を開始した。さらに、重合開始0.5時間後に酢酸ビニル765部を8時間滴下(滴下速度95.6部/時間)した。重合開始から2.5時間目と4.5時間目にアゾビスイソブチロニトリルを0.2部ずつ追加し、酢酸ビニルの重合率が85%となった時点で、m−ジニトロベンゼンを所定量添加して重合を終了し、続いて、メタノール蒸気を吹き込みつつ蒸留することで未反応の酢酸ビニルモノマーを系外に除去し共重合体のメタノール溶液を得た。
Example 1
(1) Production of PVA resin In a reaction can equipped with a reflux condenser, a dropping funnel, and a stirrer, 85 parts of vinyl acetate, 460 parts of methanol, and 7.6 parts of 3,4-diacetoxy-1-butene were charged. 0.32 parts of azobisisobutyronitrile was added, the temperature was raised under a nitrogen stream while stirring, and polymerization was started. Furthermore, 765 parts of vinyl acetate was dropped for 8 hours (dropping speed 95.6 parts / hour) 0.5 hours after the start of polymerization. 0.2 parts of azobisisobutyronitrile was added at 2.5 hours and 4.5 hours after the start of polymerization, and when the polymerization rate of vinyl acetate reached 85%, m-dinitrobenzene was added. The polymerization was terminated by adding a constant amount, and then, distillation was performed while blowing methanol vapor to remove unreacted vinyl acetate monomer out of the system to obtain a methanol solution of the copolymer.

次いで、該溶液をメタノールで希釈し、固形分濃度を50重量%に調整してニーダーに仕込み、溶液温度を35℃に保ちながら、水酸化ナトリウム中のナトリウム分2質量%メタノール溶液を共重合体中の酢酸ビニル構造単位及び3,4−ジアセトキシ−1−ブテン構造単位の合計量1モルに対して9ミリモルとなる割合で加えてケン化を行った。ケン化が進行すると共にケン化物が析出し、粒子状となった時点で、さらに2質量%メタノール溶液を酢酸ビニル構造単位及び3,4−ジアセトキシ−1−ブテン構造単位の合計量1モルに対して4ミリモル追加し、ケン化を行った。その後、中和用の酢酸を水酸化ナトリウムの0.8当量を添加し、ろ別し、メタノールでよく洗浄して熱風乾燥機中で乾燥し、側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂(A)(以下、「PVA系樹脂(A)」と言う。)を得た。   Next, the solution was diluted with methanol, adjusted to a solid content concentration of 50% by weight, charged into a kneader, and a 2% by weight methanol solution of sodium in sodium hydroxide was copolymerized while maintaining the solution temperature at 35 ° C. Saponification was carried out by adding 9 mmol to the total amount of vinyl acetate structural unit and 3,4-diacetoxy-1-butene structural unit in 1 mol. When saponification progresses and saponification precipitates and forms particles, a 2% by mass methanol solution is further added to 1 mol of the total amount of vinyl acetate structural units and 3,4-diacetoxy-1-butene structural units. 4 mmol was added and saponification was performed. Thereafter, 0.8 equivalent of sodium hydroxide was added to neutralizing acetic acid, filtered, washed thoroughly with methanol, dried in a hot air dryer, and PVA having a 1,2-diol structure in the side chain A resin (A) (hereinafter referred to as “PVA resin (A)”) was obtained.

得られたPVA系樹脂(A)のケン化度は、樹脂中の残存酢酸ビニルおよび3,4−ジアセトキシ−1−ブテン構造単位の加水分解に要するアルカリ消費量で分析したところ、88モル%であった。また平均重合度は、JIS K 6726に準拠して分析を行ったところ410であった。
また、式(1)で表される1,2−ジオール構造単位の含有量は、H−NMR(300MHzプロトンNMR、d6−DMSO溶液、内部標準物質;テトラメチルシラン、50℃)にて測定した積分値より算出したところ、2モル%であった。
The saponification degree of the obtained PVA-based resin (A) was 88 mol% when analyzed by the amount of alkali consumption required for hydrolysis of the residual vinyl acetate and 3,4-diacetoxy-1-butene structural unit in the resin. there were. The average degree of polymerization was 410 when analyzed in accordance with JIS K 6726.
Further, the content of the 1,2-diol structural unit represented by the formula (1) was measured by 1 H-NMR (300 MHz proton NMR, d6-DMSO solution, internal standard substance: tetramethylsilane, 50 ° C.). The calculated value was 2 mol%.

(2)サポート材の作製
上記のPVA系樹脂(A)100部と、無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三井化学株式会社製「アドマーQF500」(商品名))34部と、カルボン酸基を有するスチレン/エチレン/ブチレンブロック共重合体(SEBS)(旭化成株式会社製「タフテックM1943」(商品名)、スチレン含有量20質量%、酸価10mgCHONa/g)8.6部を、混合しドライブレンドした。これを二軸押出機に供給し、下記条件で溶融混練し、直径1.75mmのストランド状に押出して、ベルト上で空冷し、リールに巻き取り、サポート材を得た。
〔溶融混練条件〕
押出機:株式会社テクノベル製 15mmφ L/D=60
押出温度:C1/C2/C3/C4/C5/C6/C7/C8/D=150/170/180/190/200/210/220/220/220(℃)
回転数:200rpm
吐出量:1.5kg/時
(2) Production of Support Material 100 parts of the above PVA resin (A), 34 parts of maleic anhydride-modified polypropylene (“Admer QF500” (trade name) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), styrene / carboxylic acid group-containing styrene / 8.6 parts of ethylene / butylene block copolymer (SEBS) (“Tough Tech M1943” (trade name) manufactured by Asahi Kasei Corporation, styrene content 20 mass%, acid value 10 mg CH 3 ONa / g) were mixed and dry blended. . This was supplied to a twin-screw extruder, melt-kneaded under the following conditions, extruded into a strand having a diameter of 1.75 mm, air-cooled on a belt, wound on a reel, and a support material was obtained.
[Melting and kneading conditions]
Extruder: 15 mmφ L / D = 60, manufactured by Technobel Co., Ltd.
Extrusion temperature: C1 / C2 / C3 / C4 / C5 / C6 / C7 / C8 / D = 150/170/180/190/200/210/220/220/220 (° C.)
Rotation speed: 200rpm
Discharge rate: 1.5kg / h

(3)接着性の評価
3Dプリンター(Ninjabot社製「FDM−200HW−X」(商品名))に上記で得られたサポート材(フィラメント)とポリプロピレンのモデル材(フィラメント)(Verbatim製「PP Filament 1.75mm−Transparent」(商品名))をセットし、接着性評価用の造形物を作製した。具体的な作製方法は以下の通りである。
図1に示すように、まず、プラットフォーム5(造形台)上に、矢印Y方向を積層方向として、下から第1のサポート材構成部1,1’、モデル材構成部2,2’、第2のサポート材構成部3の順に積層し、積層物を作製した。なお、第1のサポート材構成部1’及びモデル材構成部2’は最終的に積層物から取り除かれる部分であり、樹脂充填率(Infill)30%で作製した。次に、積層物をプラットフォーム5から引き剥がし、更に第1のサポート材構成部1’及びモデル材構成部2’を引き剥がし、接着性評価用造形物10を作製した。
(3) Evaluation of adhesiveness Support material (filament) and polypropylene model material (filament) obtained from 3D printer ("FDM-200HW-X" (trade name) manufactured by Ninjabot) ("PP Filament" manufactured by Verbatim) 1.75 mm-Transparent ”(trade name)) was set, and a molded article for evaluating adhesiveness was produced. A specific manufacturing method is as follows.
As shown in FIG. 1, first, on the platform 5 (modeling table), the first support material constituent parts 1, 1 ′, model material constituent parts 2, 2 ′, The support material constituent parts 3 of 2 were laminated in this order to produce a laminate. The first support material component 1 ′ and the model material component 2 ′ are portions that are finally removed from the laminate, and were manufactured with a resin filling rate (Infill) of 30%. Next, the laminate was peeled off from the platform 5, and the first support material component 1 ′ and the model material component 2 ′ were further peeled off to produce the adhesion evaluation shaped article 10.

オートグラフ(株式会社島津製作所製「AG−IS」(商品名))を用いて、モデル材のサポート材に対する接着性を評価した。具体的に、図2に示すように、接着性評価用造形物10の第1のサポート材構成部1の突出部1aとモデル材構成部2の突出部2aにチャックを挟み、相反する方向に5mm/minの速度で引っ張った際の剥離強度を測定した。
同様に、サポート材のモデル材に対する接着性を評価した。具体的に、図2に示すように、接着性評価用造形物10のモデル材構成部2の突出部2aと第2のサポート材構成部3の突出部3aにチャックを挟み、相反する方向に5mm/minの速度で引っ張った際の剥離強度を測定した。
剥離強度が350N以上であるものは接着強度が強く接着性に優れると評価できる。なお、接着強度350N以上で、接着部分の剥離が起こる前に、サポート材やモデル材が破壊された場合は、「材破」と評価した。結果を表1に示す。
The autograph ("AG-IS" (trade name) manufactured by Shimadzu Corporation) was used to evaluate the adhesion of the model material to the support material. Specifically, as shown in FIG. 2, the chuck is sandwiched between the protruding portion 1 a of the first support material constituting portion 1 and the protruding portion 2 a of the model material constituting portion 2 of the shaped article 10 for evaluating adhesiveness, and in the opposite direction. The peel strength when pulled at a speed of 5 mm / min was measured.
Similarly, the adhesion of the support material to the model material was evaluated. Specifically, as shown in FIG. 2, the chuck is sandwiched between the projecting portion 2 a of the model material constituting portion 2 and the projecting portion 3 a of the second support material constituting portion 3 of the model for adhesion evaluation 10, and in the opposite direction. The peel strength when pulled at a speed of 5 mm / min was measured.
Those having a peel strength of 350 N or more can be evaluated as having strong adhesive strength and excellent adhesiveness. In addition, when the support material and the model material were broken before the peeling of the bonded portion occurred at an adhesive strength of 350 N or more, it was evaluated as “material breakage”. The results are shown in Table 1.

(実施例2)
実施例1において、3,4−ジアセトキシ−1−ブテンの仕込み量を10部にし、重合時間を短くして、側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂(B)(以下、「PVA系樹脂(B)」と言う。)を得た。
得られたPVA系樹脂(B)のケン化度は、樹脂中の残存酢酸ビニルおよび3,4−ジアセトキシ−1−ブテン構造単位の加水分解に要するアルカリ消費量で分析したところ、88モル%であった。また平均重合度は、JIS K 6726に準拠して分析を行ったところ390であった。
また、式(1)で表される1,2−ジオール構造単位の含有量は、2.5モル%であった。
(Example 2)
In Example 1, the amount of 3,4-diacetoxy-1-butene charged was 10 parts, the polymerization time was shortened, and the PVA resin (B) having a 1,2-diol structure in the side chain (hereinafter, “ PVA resin (B) ") was obtained.
The saponification degree of the obtained PVA-based resin (B) was 88 mol% when analyzed by the amount of alkali consumption required for hydrolysis of residual vinyl acetate and 3,4-diacetoxy-1-butene structural unit in the resin. there were. The average degree of polymerization was 390 when analyzed according to JIS K 6726.
Moreover, content of the 1, 2-diol structural unit represented by Formula (1) was 2.5 mol%.

PVA系樹脂(B)を用いて実施例1と同様にしてサポート材を得、同様に評価を行った。結果を表1に示す。   A support material was obtained in the same manner as in Example 1 using the PVA resin (B), and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
実施例2で得られたPVA系樹脂(B)100部と、無水マレイン酸変性ポリプロピレン(三井化学株式会社製「アドマーQF500」(商品名))43部を、混合しドライブレンドした。これを二軸押出機に供給し、実施例1と同じ条件でサポート材を得た。
得られたサポート材を用いて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 3)
100 parts of the PVA resin (B) obtained in Example 2 and 43 parts of maleic anhydride-modified polypropylene (“Admer QF500” (trade name) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) were mixed and dry blended. This was supplied to a twin screw extruder, and a support material was obtained under the same conditions as in Example 1.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained support material. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例2で得られたPVA系樹脂(B)100部と、カルボン酸基を有するスチレン/エチレン/ブチレンブロック共重合体(SEBS)(旭化成株式会社製「タフテックM1943/H1043ブレンド品」(商品名)、スチレン含有量58質量%、酸価2mgCHONa/g)43部を、混合しドライブレンドした。これを二軸押出機に供給し、実施例1と同じ条件でサポート材を得た。
得られたサポート材を用いて、実施例1と同様に評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
100 parts of PVA resin (B) obtained in Example 2 and a styrene / ethylene / butylene block copolymer (SEBS) having a carboxylic acid group (“Tuftec M1943 / H1043 blend product” manufactured by Asahi Kasei Corporation) ), Styrene content 58% by mass, acid value 2 mg CH 3 ONa / g) 43 parts were mixed and dry blended. This was supplied to a twin screw extruder, and a support material was obtained under the same conditions as in Example 1.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained support material. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例1において、3,4−ジアセトキシ−1−ブテンの仕込み量を13.6部とし、重合時間を短くして、側鎖に1,2−ジオール構造を有するPVA系樹脂(C)(以下、「PVA系樹脂(C)」と言う。)を得た。
得られたPVA系樹脂(C)のケン化度は、樹脂中の残存酢酸ビニルおよび3,4−ジアセトキシ−1−ブテン構造単位の加水分解に要するアルカリ消費量で分析したところ、88モル%であった。また平均重合度は、JIS K 6726に準拠して分析を行ったところ350であった。
また、式(1)で表される1,2−ジオール構造単位の含有量は、3モル%であった。
(Comparative Example 2)
In Example 1, the amount of 3,4-diacetoxy-1-butene charged was 13.6 parts, the polymerization time was shortened, and the PVA-based resin (C) having a 1,2-diol structure in the side chain (hereinafter referred to as “the polymerization time”) , "PVA resin (C)").
The saponification degree of the obtained PVA-based resin (C) was 88 mol% when analyzed by the residual vinyl acetate in the resin and the alkali consumption required for hydrolysis of 3,4-diacetoxy-1-butene structural units. there were. The average degree of polymerization was 350 when analyzed in accordance with JIS K 6726.
Moreover, content of the 1, 2-diol structural unit represented by Formula (1) was 3 mol%.

得られたPVA系樹脂(C)100部と、カルボン酸基を有するスチレン/エチレン/ブチレンブロック共重合体(SEBS)(旭化成株式会社製「タフテックM1911」(商品名)、スチレン含有量30質量%、酸価2mgCHONa/g)43部を、混合しドライブレンドした。これを二軸押出機に供給し、実施例1と同じ条件でサポート材を得た。
得られたサポート材を用いて、実施例1と同様に評価を行った。なお、接着性の評価では、第2のサポート材構成部はモデル材構成部に接着しなかった。結果を表1に示す。
100 parts of the obtained PVA-based resin (C) and a styrene / ethylene / butylene block copolymer (SEBS) having a carboxylic acid group (“Tuftec M1911” (trade name) manufactured by Asahi Kasei Corporation, styrene content 30% by mass , Acid value 2 mg CH 3 ONa / g) 43 parts were mixed and dry blended. This was supplied to a twin screw extruder, and a support material was obtained under the same conditions as in Example 1.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained support material. In the evaluation of adhesiveness, the second support material component did not adhere to the model material component. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
未変性のPVA系樹脂(D)(以下、「PVA系樹脂(D)」と言う。)を用いた。
PVA系樹脂(D)のケン化度は、樹脂中の残存酢酸ビニルおよび3,4−ジアセトキシ−1−ブテン構造単位の加水分解に要するアルカリ消費量で分析したところ、72モル%であった。また平均重合度は、JIS K 6726に準拠して分析を行ったところ550であった。
(Comparative Example 3)
Unmodified PVA resin (D) (hereinafter referred to as “PVA resin (D)”) was used.
The saponification degree of the PVA-based resin (D) was 72 mol% when analyzed by the alkali consumption required for hydrolysis of residual vinyl acetate and 3,4-diacetoxy-1-butene structural units in the resin. The average degree of polymerization was 550 when analyzed according to JIS K 6726.

PVA系樹脂(D)を二軸押出機に供給し、実施例1と同じ条件でサポート材を得た。
得られたサポート材を用いて、実施例1と同様に評価を行った。なお、接着性の評価では、第1のサポート材構成部と第2のサポート材構成部のいずれもモデル材構成部に接着しなかった。結果を表1に示す。
PVA-based resin (D) was supplied to a twin screw extruder, and a support material was obtained under the same conditions as in Example 1.
Evaluation was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained support material. In the evaluation of adhesiveness, neither the first support material component nor the second support material component was bonded to the model material component. The results are shown in Table 1.

Figure 2019172924
Figure 2019172924

表1の結果より、実施例1〜3は、サポート材構成部に対するモデル材構成部の接着強度、モデル材構成部に対するサポート材構成部の接着強度がいずれも350N以上であり、実施例1〜3のサポート材はモデル材との接着性に優れることが分かった。   From the results of Table 1, in Examples 1 to 3, the adhesive strength of the model material constituent part to the support material constituent part and the adhesive strength of the support material constituent part to the model material constituent part are both 350 N or more. It was found that the support material 3 was excellent in adhesion with the model material.

1、1’ 第1のサポート材構成部
2、2’ モデル材構成部
3 第2のサポート材構成部
1a、2a、3a 突出部
5 プラットフォーム
10 接着性評価用造形物

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1 '1st support material structure part 2, 2' Model material structure part 3 2nd support material structure part 1a, 2a, 3a Protrusion part 5 Platform 10 Modeling object for adhesive evaluation

Claims (6)

ポリビニルアルコール系樹脂と酸変性ポリオレフィン系樹脂を含有することを特徴とする積層造形用サポート材。   A support material for additive manufacturing comprising a polyvinyl alcohol resin and an acid-modified polyolefin resin. 前記ポリビニルアルコール系樹脂100質量部に対して、前記酸変性ポリオレフィン系樹脂を10〜80質量部含有することを特徴とする請求項1記載の積層造形用サポート材。   The support material for additive manufacturing according to claim 1, wherein 10 to 80 parts by mass of the acid-modified polyolefin resin is contained with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin. 更に酸変性ブロック共重合体を含有することを特徴とする請求項1又は2記載の積層造形用サポート材。   The support material for additive manufacturing according to claim 1 or 2, further comprising an acid-modified block copolymer. 前記ポリビニルアルコール系樹脂100質量部に対して、前記酸変性ブロック共重合体を2〜20質量部含有することを特徴とする請求項3記載の積層造形用サポート材。   The support material for additive manufacturing according to claim 3, wherein the acid-modified block copolymer is contained in an amount of 2 to 20 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polyvinyl alcohol resin. 前記酸変性ポリオレフィン系樹脂が酸変性ポリプロピレン系樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層造形用サポート材。   The layered modeling support material according to any one of claims 1 to 4, wherein the acid-modified polyolefin resin is an acid-modified polypropylene resin. 前記ポリビニルアルコール系樹脂が側鎖に1,2−ジオール構造を有するポリビニルアルコール系樹脂であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層造形用サポート材。
The support material for additive manufacturing according to any one of claims 1 to 5, wherein the polyvinyl alcohol resin is a polyvinyl alcohol resin having a 1,2-diol structure in a side chain.
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