JP2021517079A - 繊維充填材を含むコア材料に基づくフィラメント - Google Patents
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Abstract
Description
コア材料(CM)が、成分a)〜c)
a)少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
b)少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)、および
c)任意に少なくとも1種の添加剤(A)
を含み、シェル材料(SM)が、成分d)〜f)
d)少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)、
e)任意に少なくとも1種の繊維充填材(FF)、および
f)任意に少なくとも1種の添加剤(A)
を含むフィラメントによって達成される。
(X−(CH2)g)k−Si−(O−ChH2h+1)4−k (I)
(式中、
gは、2〜10、好ましくは3〜4であり、
hは、1〜5、好ましくは1〜2であり、
kは、1〜3、好ましくは1であり、
Xは、アミノ基、グリシジル基またはヒドロキシ基である)
によるものである。
R7は、置換または非置換のC1〜C20アルキレンまたはC4〜C20シクロアルキレンであり、置換基は、F、Cl、BrおよびC1〜C6アルキルからなる群から選択される)
のジイソシアナートが好ましい。
PA4 (ピロリドン)
PA6 (ε−カプロラクタム)
PA7 (エタノラクタム)
PA8 (カプリルラクタム)
PA9 (9−アミノノナン酸)
PA11 (11−アミノウンデカン酸)
PA12 (ラウロラクタム)
PA46 (テトラメチレンジアミン、アジピン酸)
PA66 (ヘキサメチレンジアミン、アジピン酸)
PA69 (ヘキサメチレンジアミン、アゼライン酸)
PA610 (ヘキサメチレンジアミン、セバシン酸)
PA612 (ヘキサメチレンジアミン、デカンジカルボン酸)
PA613 (ヘキサメチレンジアミン、ウンデカンジカルボン酸)
PA1212 (1,12−ドデカンジアミン、デカンジカルボン酸)
PA1313 (1,13−ジアミノトリデカン、ウンデカンジカルボン酸)
PA6T (ヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸)
PA9T (ノニルジアミン、テレフタル酸)
PAMXD6 (m−キシリレンジアミン、アジピン酸)
PA6I (ヘキサメチレンジアミン、イソフタル酸)
PA6−3−T (トリメチルヘキサメチレンジアミン、テレフタル酸)
PA6/6T (PA6およびPA6T参照)
PA6/66 (PA6およびPA66参照)
PA6/12 (PA6およびPA12参照)
PA66/6/610 (PA66、PA6およびPA610参照)
PA6I/6T (PA6IおよびPA6T参照)
PAPACM12 (ジアミノジシクロヘキシルメタン、ラウロラクタム)
PA6I/6T/PACM (PA6I/6Tおよびジアミノジシクロヘキシルメタン参照)
PA12/MACMI (ラウロラクタム、ジメチルジアミノジシクロヘキシルメタン、イソフタル酸)
PA12/MACMT (ラウロラクタム、ジメチルジアミノジシクロヘキシルメタン、テレフタル酸)
PAPDA−T (フェニレンジアミン、テレフタル酸)
(a)少なくとも40質量%の少なくとも1種のC1〜C20アルキル(メタ)アクリラート
(b)0〜30質量%の少なくとも1種のビニル芳香族化合物
(c)少なくとも0.1質量%の少なくとも1種の酸モノマー
(d)0〜50質量%の更なるモノマー
(モノマーの量は、全モノマーの合計に対するものである)
を含むモノマー混合物の水溶性分散ポリマーの少なくとも1種を含む分散物が適用される。
i)コア材料(CM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)と同じ、または
ii)コア材料(CM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)とは異なる
ものであってもよい。
R11〜R14は、それぞれ互いに独立してH、C1〜C4アルキルおよびハロゲン置換C1〜C4アルキルからなる群から選択され;
R15は、化学結合、(−CR15aR15b−)基および(−CR15aR15bO−)基からなる群から選択され、
R15aおよびR15bは、それぞれ互いに独立してHおよび非置換または少なくとも一置換のC1〜C4アルキルからなる群から選択され、
置換基は、F、Cl、Br、OHおよびC1〜C4アルキルからなる群から選択され;
nは、0、1、2または3である)
の反復単位を含む。
R11〜R15は、式(III)について上記に定義したものと同じ意味を有する)
の環状エーテルのいわゆる開環重合である。
a)コア材料(CM)の総質量に対して10〜50質量%、好ましくは15〜45質量%、より好ましくは20〜40質量%の少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
b)コア材料(CM)の総質量に対して50〜90質量%、好ましくは55〜85質量%、より好ましくは60〜80質量%の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)、
c)コア材料(CM)の総質量に対して0〜20質量%、好ましくは0〜15質量%、より好ましくは0〜10質量%の少なくとも1種の添加剤(A)
を含み、および/またはシェル材料(SM)は、成分d)およびf)
d)シェル材料(SM)の総質量に対して75〜100質量%、好ましくは80〜98質量%、より好ましくは90〜95質量%の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)、
e)シェル材料(SM)の総質量に対して0〜15質量%、好ましくは0〜10質量%、より好ましくは0〜5質量%の少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
f)シェル材料(SM)の総質量に対して0〜20質量%、好ましくは0〜15質量%、より好ましくは0〜10質量%の少なくとも1種の添加剤(A)
を含む。
a)コア材料(CM)の総質量に対して10〜50質量%、好ましくは15〜45質量%、より好ましくは20〜40質量%の少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
b)コア材料(CM)の総質量に対して50〜90質量%、好ましくは55〜85質量%、より好ましくは60〜80質量%の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)、
c)コア材料(CM)の総質量に対して0〜20質量%、好ましくは0〜15質量%、より好ましくは0〜10質量%の少なくとも1種の添加剤(A)
を含み、および/またはシェル材料(SM)は、成分d)およびf)
d)シェル材料(SM)の総質量に対して100質量%の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)、
e)シェル材料(SM)の総質量に対して0質量%の少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
f)シェル材料(SM)の総質量に対して0質量%の少なくとも1種の添加剤(A)
を含む。
a)スプールに巻かれた上記のようなフィラメントをノズルに供給する工程、
b)フィラメントを温度(TM)に加熱する工程、
c)三次元物体を形成するために、工程b)で得られる加熱したフィラメントを層ベースの積層技法を使用してビルドプレートに堆積させる工程
を含む方法である。
実施例E1およびE2(本発明による)のコア材料(CM):
E1:20質量%の炭素繊維を含むナイロン6.6(80質量%のポリアミド66、20質量%の炭素繊維(CF);商品名:Ultramid A3WC4)
E2:50質量%のガラス繊維を含むナイロン6.6(50質量%のポリアミド66、50質量%のガラス繊維(GF);商品名:Ultramid A3WG10)
実施例E1およびE2(本発明による)のシェル材料(SM):
E1:ナイロン6.6(100質量%のポリアミド66;商品名Ultramid A3W)
E2:ナイロン6.6(100質量%のポリアミド66;商品名Ultramid A3W)
押出設備:
コア:ZSK 25二軸押出機
シェル:圧縮比3.08のポリオレフィンスクリュー8/6/11を備えたTeach−Line E20T単軸押出機
ノズル:マトリクス直径3.6mmの改良型ブロー成形用ダイ
追加設備:
水槽
コンベアBAW130T
Zumbach直径測定器
ポリマーは全て、処理前に空気乾燥機と7m/分のコンベア速度を使用して80℃で乾燥させた。
コア材料(CM):
80質量%のポリアミド66、20質量%の炭素繊維(Ultramid A3WC4)を含む押出機
温度プロファイル:260℃/270℃/270℃/280℃/280℃、表皮アダプタ280℃、ダイ280℃
シェル材料(SM)の外層:
100質量%のポリアミド66(Ultramid A3W)を含む押出機
温度プロファイル:260℃/270℃/270℃/280℃/280℃、表皮アダプタ280℃、ダイ280℃
フィラメント特性:
直径1.75mm、楕円率0.03mm
コア直径:1.59mm
外層厚さ:0.08mm
コア材料(CM):
50質量%のポリアミド66、50質量%のガラス繊維(Ultramid A3WG10)を含む押出機
温度プロファイル:260℃/270℃/270℃/280℃/280℃、表皮アダプタ280℃、ダイ280℃
シェル材料(SM)の外層:
100質量%のポリアミド66(Ultramid A3W)を含む押出機
温度プロファイル:260℃/270℃/270℃/280℃/280℃、表皮アダプタ280℃、ダイ280℃
フィラメント特性:
直径1.78mm、楕円率0.05mm
コア直径:1.46mm
外層厚さ:0.16mm
C3:20質量%の炭素繊維を含むナイロン6.6(80質量%のポリアミド66、20質量%の炭素繊維(CF);商品名:Ultramid A3WC4)
C4:50質量%のガラス繊維を含むナイロン6.6(50質量%のポリアミド66、50質量%のガラス繊維(GF);商品名:Ultramid A3WG10)
押出設備:
押出機:圧縮比3.08のポリオレフィンスクリュー8/6/11を備えたTeach−Line E20T単軸押出機
ノズル:直径3.6mmのダイ
追加設備:
水槽
コンベアBAW130T
Zumbach直径測定器
ポリマーは全て、処理前に空気乾燥機と7m/分のコンベア速度を使用して80℃で乾燥させた。
モノフィラメント:
80質量%のポリアミド66、20質量%の炭素繊維(Ultramid A3WC4)を含む押出機
温度プロファイル:260℃/270℃/270℃/280℃/280℃、表皮アダプタ280℃、ダイ280℃
フィラメント特性:
直径1.75mm、楕円率0.05mm
モノフィラメント:
50質量%のポリアミド66、50質量%のガラス繊維(Ultramid A3WG10)を含む押出機
温度プロファイル:260℃/270℃/270℃/280℃/280℃、表皮アダプタ280℃、ダイ280℃
フィラメント特性:
直径1.75mm、楕円率0.05mm
Claims (15)
- シェル材料(SM)の層でコーティングされたコア材料(CM)を含むフィラメントであって、
コア材料(CM)が、成分a)〜c)
a)少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
b)少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)、および
c)任意に少なくとも1種の添加剤(A)
を含み、シェル材料(SM)が、成分d)〜f)
d)少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)、
e)任意に少なくとも1種の繊維充填材(FF)、および
f)任意に少なくとも1種の添加剤(A)
を含む、フィラメント。 - 少なくとも1種の繊維充填材(FF)が、合繊繊維および無機繊維から、好ましくはアラミド繊維、ガラス繊維および炭素繊維から、より好ましくはE、A、またはCガラスで構成されるガラス繊維および炭素繊維から、最も好ましくは炭素繊維から選択される、請求項1に記載のフィラメント。
- 繊維充填材(FF)の表面が、シラン化合物で、好ましくは一般式(I)
(X−(CH2)g)k−Si−(O−ChH2h+1)4−k (I)
(式中、
gは、2〜10であり、
hは、1〜5であり、
kは、1〜3であり、
Xは、アミノ基、グリシジル基またはヒドロキシ基である)
によるシラン化合物で処理されている、請求項1または2に記載のフィラメント。 - i)繊維充填材(FF)の長さ対直径の比が、3:1〜2000:1、好ましくは10:1〜1000:1、より好ましくは20:1〜500:1であり、および/または
ii)繊維充填材(FF)が、50〜2000μm、好ましくは100〜800μm、より好ましくは150〜400μmの長さを有し、および/または
iii)繊維充填材(FF)が、4〜60μm、好ましくは8〜40μm、より好ましくは10〜20μmの直径を有する、
請求項1から3のいずれか一項に記載のフィラメント。 - i)コア材料(CM)が成分a)〜c)
a)コア材料(CM)の総質量に対して10〜50質量%の少なくとも1種の繊維充填材(FF)、
b)コア材料(CM)の総質量に対して50〜90質量%の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)、および
c)コア材料(CM)の総質量に対して0〜20質量%の少なくとも1種の添加剤(A)
を含み、ならびに/または
ii)シェル材料(SM)が、成分d)〜f)
d)シェル材料(SM)の総質量に対して75〜100質量%の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)、
e)シェル材料(SM)の総質量に対して0〜15質量%の少なくとも1種の繊維充填材(FF)、および
f)シェル材料(SM)の総質量に対して0〜20質量%の少なくとも1種の添加剤(A)
を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載のフィラメント。 - コア材料(CM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)が、耐衝撃性改質ビニル芳香族コポリマー、スチレンベースの熱可塑性エラストマー(S−TPE)、ポリオレフィン(PO)、脂肪族−芳香族コポリエステル、ポリカルボナート、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリアミド(PA)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリスルホンおよびポリイミド(PI)からなる群から、好ましくは耐衝撃性改質ビニル芳香族コポリマー、ポリオレフィン(PO)、脂肪族−芳香族コポリエステルおよびポリアミド(PA)から選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載のフィラメント。
- コア材料(CM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)が、ポリアミド(PA)、好ましくはポリアミド4、ポリアミド6、ポリアミド7、ポリアミド8、ポリアミド9、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド46、ポリアミド66、ポリアミド69、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド613、ポリアミド1212、ポリアミド1313、ポリアミド6T、ポリアミド9T、ポリアミドMXD6、ポリアミド6I、ポリアミド6−3−T、ポリアミド6/6T、ポリアミド6/66、ポリアミド6/12、ポリアミド66/6/610、ポリアミド6I/6T、ポリアミドPACM12、ポリアミド6I/6T/PACM、ポリアミド12/MACMI、ポリアミド12/MACMTおよびポリアミドPDA−Tからなる群から選択されるポリアミド(PA)である、請求項1から6のいずれか一項に記載のフィラメント。
- シェル材料(SM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)が、ポリオキシメチレン(POM)、耐衝撃性改質ビニル芳香族コポリマー、スチレンベースの熱可塑性エラストマー(S−TPE)、ポリオレフィン(PO)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリアミド(PA)、ポリエーテル(PETH)、ポリカルボナート(PC)、ポリエステル(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリスルホンおよびポリイミド(PI)からなる群から、好ましくはポリオレフィン(PO)、熱可塑性ポリウレタン(TPU)、ポリアミド(PA)、ポリカルボナート(PC)、ポリエステル(PES)、ポリフェニレンスルフィド(PPS)、ポリアリールエーテルケトン(PAEK)、ポリスルホンおよびポリイミド(PI)から選択される、請求項1から7のいずれか一項に記載のフィラメント。
- シェル材料(SM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP2)が、
i)コア材料(CM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)と同じ、または
ii)コア材料(CM)の少なくとも1種の熱可塑性ポリマー(TP1)とは異なる
ものである、請求項7に記載のフィラメント。 - i)フィラメントの直径が1〜3mm、好ましくは1.2〜2.8mm、より好ましくは1.4〜2.6mmであり、および/または
ii)コア材料(CM)の直径が1〜2mm、好ましくは1.2〜1.8mm、より好ましくは1.4〜1.6mmであり、および/または
ii)シェル材料(SM)の層の厚さが0.04〜0.6mm、好ましくは0.06〜0.3mmである、
請求項1から9のいずれか一項に記載のフィラメント。 - 少なくとも1種の添加剤(A)が、分散剤、安定剤、顔料および粘着付与剤からなる群から選択される、請求項1から10のいずれか一項に記載のフィラメント。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載のフィラメントを製造する方法であって、コア材料(CM)のシェル材料(SM)との共押出によってコア材料(CM)をシェル材料(SM)の層でコーティングする、方法。
- 溶融フィラメント製造プロセスによって三次元物体を製造する方法であって、少なくとも工程a)、b)、c)
a)スプールに巻かれた請求項1から11のいずれか一項に記載のフィラメントをノズルに供給する工程、
b)フィラメントを温度(TM)に加熱する工程、
c)三次元物体を形成するために、工程b)で得られる加熱したフィラメントを層ベースの積層技法を使用してビルドプレートに堆積させる工程
を含む、方法。 - 工程b)における温度(TM)が140〜400℃である、請求項13に記載の方法。
- 請求項13または14に記載の方法によって製造される、三次元物体。
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