JP2023124604A - Composition for three-dimensional molding, filament for three-dimensional molding, and molded body - Google Patents

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Hiroyuki Miyatake
正和 田中
Masakazu Tanaka
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Abstract

To provide a composition for three-dimensional molding with suppressed deformation caused by heat shrinkage of a thermoplastic resin to such an extent that can produce a highly accurate molded body.SOLUTION: A composition for three-dimensional molding includes: 45-75 pts. mass of 4-methyl-1-pentene-based polymer (A) which satisfies (A-a) and (A-b); and 25-55 pts.mass of 4-methyl-1-pentene-based polymer (B) which satisfies (B-a) and (B-b) (provided that the total of 4-methyl-1-pentene-based polymer (A) and 4-methyl-1-pentene-based polymer (B) is 100 pts.mass.), where the tensile elastic modulus is 10-1,000 MPa. (A-a): (A) comprises 90-100 mol% of a constitutional unit (i) derived from 4-methyl-1- pentene, and 0-10 mol% of a constitutional unit (ii) derived from C5-20 α-olefin (excluding 4-methyl-1-pentene) (provided that the total of the constitutional unit (i) and the constitutional unit (ii) is 100 mol%). (A-b): The melting point (Tm) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is within a range of 200-250°C. (B-a): (B) comprises 60-78 mole% of a constitutional unit (iii) derived from 4-methyl-1-pentene, and 22-40 mol% of a constitutional unit (iv) derived from C2-4 α-olefin (provided that the total of the constitutional unit (iii) and the constitutional unit (iv) is 100 mol%). (B-b): the melting point (Tm) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) is not observed.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、3次元造形用組成物、3次元造形用フィラメント、および造形体に関する。 The present invention relates to a composition for three-dimensional modeling, a filament for three-dimensional modeling, and a modeled body.

近年、効率的な造形技術の1つとして、3次元造形用の製造装置(3次元プリンター)を用いて造形体を造形する方法が注目されている。造形体の造形方式のうちでも、熱可塑性樹脂を溶融し、積層する手法は、幅広い材料を使用可能である上、コスト面でも有利である。 2. Description of the Related Art In recent years, as one of efficient modeling techniques, a method of modeling a modeled object using a manufacturing apparatus for three-dimensional modeling (three-dimensional printer) has attracted attention. Among the methods of forming a modeled body, the method of melting and laminating thermoplastic resins allows the use of a wide range of materials and is advantageous in terms of cost.

造形体を造形する際の材料として、従来、流動性や造形性の観点から、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体(ABS樹脂)やポリ乳酸(PLA樹脂)等の熱可塑性樹脂が提案されている(特許文献1、2参照)。しかし、これらの樹脂は、高比重かつ硬質な材料であるため、造形体の軽量化が難しく、柔らかい造形体の製造が困難であり、さらに、造形時に臭気が出るなどの問題があった。 Thermoplastic resins such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS resin) and polylactic acid (PLA resin) have conventionally been proposed as materials for forming a modeled body from the viewpoint of fluidity and formability. (See Patent Documents 1 and 2). However, since these resins have a high specific gravity and are hard materials, it is difficult to reduce the weight of the shaped body, and it is difficult to manufacture a soft shaped body.

そこで、ABS樹脂およびPLA樹脂を用いた場合に起こる前記問題が生じない造形材料として、特許文献3には、135℃のデカリン中で測定される極限粘度[η]が0.1~5.0dl/gにあり、分子量分布(Mw/Mn)が1.0~3.5にあり、示差走査熱量分析で測定される融点が100℃以上165℃未満であるか、又は実質的に観測されず、かつ、密度が810~880kg/m3の範囲にあるプロピレン系共重合体を含む3次元プリンター造形用フィラメントが提案されている。 Therefore, as a modeling material that does not cause the above problems that occur when ABS resin and PLA resin are used, Patent Document 3 discloses that the intrinsic viscosity [η] measured in decalin at 135 ° C. is 0.1 to 5.0 dl / g, the molecular weight distribution (Mw / Mn) is 1.0 to 3.5, and the melting point measured by differential scanning calorimetry is 100 ° C. or higher and lower than 165 ° C., or is substantially not observed and a filament for three-dimensional printer modeling containing a propylene-based copolymer having a density in the range of 810 to 880 kg/m 3 .

特許第5911564号公報Japanese Patent No. 5911564 特開2016-215502号公報JP 2016-215502 A 特開2018-158451号公報JP 2018-158451 A

しかしながら、特許文献1~3に記載のいずれの造形用材料を用いた場合でも、ノズルから押し出された溶融状態の造形用材料が3次元造形体として固化する際の熱収縮に起因して、造形体に変形が生じてしまい、精度の高い造形体が得られない場合があった。造形用材料に熱膨張係数が低い充填剤を添加することにより熱収縮による変形を抑制することも提案されているが、充填剤の添加量が多くなると、造形用材料が固くなりやすく、造形体の靭性が悪化する場合があった。 However, even when any of the modeling materials described in Patent Documents 1 to 3 is used, due to thermal contraction when the molten modeling material extruded from the nozzle solidifies as a three-dimensional model, modeling In some cases, the body is deformed, and a highly accurate shaped body cannot be obtained. It has been proposed to add a filler with a low coefficient of thermal expansion to the molding material to suppress deformation due to thermal contraction. In some cases, the toughness of the steel was deteriorated.

本発明は、精度の高い造形体を製造可能な程度に、熱可塑性樹脂の熱収縮に起因する変形が抑制された3次元造形用組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a composition for three-dimensional modeling in which deformation due to heat shrinkage of a thermoplastic resin is suppressed to the extent that a highly accurate modeled object can be manufactured.

本発明者らが検討を進めた結果、特定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と、特定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)とを、特定の割合で含み、かつ、引張弾性率が特定の範囲にある組成物によれば、前記課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of the studies conducted by the present inventors, a 4-methyl-1-pentene polymer (A) that satisfies specific requirements and a 4-methyl-1-pentene copolymer (B) that satisfies specific requirements in a specific proportion and having a tensile modulus within a specific range, the inventors have found that the above problems can be solved, and have completed the present invention.

すなわち本発明は、例えば以下[1]~[8]の事項を有する。 That is, the present invention has, for example, the following items [1] to [8].

[1] 下記要件(A-a)および(A-b)を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)45~75質量部と、
下記要件(B-a)および(B-b)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)25~55質量部とを含み(ただし、4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)の合計を100質量部とする。)、
引張弾性率が10~1000MPaである、3次元造形用組成物。
要件(A-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)90~100モル%と、炭素原子数5~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から導かれる構成単位(ii)0~10モル%からなる(ただし、構成単位(i)と構成単位(ii)の合計を100モル%とする。)。
要件(A-b)示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が、200~250℃の範囲にある。
要件(B-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(iii)60~78モル%と、炭素原子数2~4のα-オレフィンから導かれる構成単位(iv)22~40モル%からなる(ただし、構成単位(iii)と構成単位(iv)の合計を100モル%とする。)。
要件(B-b)示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が観測されない。
[1] 45 to 75 parts by mass of a 4-methyl-1-pentene polymer (A) that satisfies the following requirements (Aa) and (Ab);
Contains 25 to 55 parts by mass of a 4-methyl-1-pentene copolymer (B) that satisfies the following requirements (Ba) and (Bb) (however, a 4-methyl-1-pentene polymer ( The total of A) and the 4-methyl-1-pentene copolymer (B) is 100 parts by mass.),
A three-dimensional modeling composition having a tensile modulus of 10 to 1000 MPa.
Requirement (Aa) 90 to 100 mol% of structural units (i) derived from 4-methyl-1-pentene and α-olefins having 5 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) Consists of 0 to 10 mol % of derived structural unit (ii) (provided that the total of structural unit (i) and structural unit (ii) is 100 mol %).
Requirement (Ab) Melting point (Tm) measured by differential scanning calorimeter (DSC) is in the range of 200 to 250°C.
Requirement (Ba) 60 to 78 mol % of the structural unit (iii) derived from 4-methyl-1-pentene and 22 to 40 mol of the structural unit (iv) derived from an α-olefin having 2 to 4 carbon atoms % (provided that the total of structural unit (iii) and structural unit (iv) is 100 mol %).
Requirement (Bb) No melting point (Tm) measured by differential scanning calorimeter (DSC) is observed.

[2] 前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)がさらに要件(A-c)を満たす、[1]に記載の3次元造形用組成物。
要件(A-c)260℃、5kg荷重下のメルトフローレート(MFR)が0.01g/10分~250g/10分の範囲にある。
[2] The three-dimensional modeling composition according to [1], wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (A) further satisfies requirements (Ac).
Requirement (A-c) Melt flow rate (MFR) at 260° C. under 5 kg load is in the range of 0.01 g/10 min to 250 g/10 min.

[3] 前記4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)が下記要件(B-c)、(B-d)および(B-e)からなる群より選ばれる少なくとも1つの要件を満たす、[1]または[2]に記載の3次元造形用組成物。
要件(B-c)135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕が、0.5~4.0dl/gの範囲にある。
要件(B-d)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算での、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である分子量分布(Mw/Mn)が、1.0~3.5の範囲にある。
要件(B-e)密度が、825~860kg/m3の範囲にある。
[3] The 4-methyl-1-pentene copolymer (B) satisfies at least one requirement selected from the group consisting of the following requirements (Bc), (Bd) and (Be): The composition for three-dimensional modeling according to [1] or [2].
Requirement (Bc) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin at 135°C is in the range of 0.5 to 4.0 dl/g.
Requirement (Bd) The molecular weight distribution (Mw/Mn), which is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), It ranges from 1.0 to 3.5.
Requirement (Be) density is in the range of 825-860 kg/m 3 .

[4] JIS K6253に準拠して測定した前記組成物のショアD硬度が50~90である、[1]~[3]のいずれか1つに記載の3次元造形用組成物。 [4] The composition for three-dimensional modeling according to any one of [1] to [3], which has a Shore D hardness of 50 to 90 as measured according to JIS K6253.

[5] [1]~[4]のいずれか1つに記載の3次元造形用組成物を含有する3次元造形用フィラメント。 [5] A filament for three-dimensional modeling containing the composition for three-dimensional modeling according to any one of [1] to [4].

[6] [1]~[4]のいずれか1つに記載の3次元造形用組成物を含有する造形体。 [6] A modeled body containing the composition for three-dimensional modeling according to any one of [1] to [4].

[7] [1]~[4]のいずれか1つに記載の3次元造形用組成物を用いて、3次元造形用フィラメントを製造する方法。 [7] A method for producing a three-dimensional modeling filament using the three-dimensional modeling composition according to any one of [1] to [4].

[8] [1]~[4]のいずれか1つに記載の3次元造形用組成物を用いて、造形体を製造する方法。 [8] A method for manufacturing a modeled object using the composition for three-dimensional modeling according to any one of [1] to [4].

本発明により、精度の高い造形体を製造可能な程度に、熱可塑性樹脂の熱収縮に起因する変形が抑制された3次元造形用組成物が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION The present invention provides a composition for three-dimensional modeling in which deformation caused by thermal contraction of a thermoplastic resin is suppressed to the extent that a highly accurate modeled object can be manufactured.

≪3次元造形用組成物≫
本発明の3次元造形用組成物は、特定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と、特定の要件を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)とを、特定の割合で含み、かつ、引張弾性率が10~1000MPaの範囲にある。
<<Composition for 3D modeling>>
The composition for three-dimensional modeling of the present invention comprises a 4-methyl-1-pentene polymer (A) that satisfies specific requirements, and a 4-methyl-1-pentene copolymer (B) that satisfies specific requirements. in a specific proportion, and has a tensile modulus in the range of 10 to 1000 MPa.

<4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)>
本発明の3次元造形用組成物に含有される4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)は、下記要件(A-a)および(A-b)を満たし、好ましくは、さらに要件(A-c)~要件(A-h)からなる群より選ばれる1つ以上を満たす重合体である。なお、以下の記載では、4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)を単に「重合体(A)」と記載する場合がある。
<4-methyl-1-pentene polymer (A)>
The 4-methyl-1-pentene polymer (A) contained in the composition for three-dimensional modeling of the present invention satisfies the following requirements (Aa) and (Ab), and preferably further requirements ( A polymer satisfying at least one selected from the group consisting of Ac) to requirements (Ah). In the following description, the 4-methyl-1-pentene polymer (A) may be simply referred to as "polymer (A)".

〈要件(A-a)〉
重合体(A)における、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位を「構成単位(i)」、炭素原子数5~20のα-オレフィン(ただし、4-メチル-1-ペンテンを除く)から導かれる構成単位を「構成単位(ii)」とすると、構成単位(i)の量は、90~100モル%であり、好ましくは92~99モル%であり、構成単位(ii)の量は、0~10モル%であり、好ましくは1~8モル%である(ただし、構成単位(i)と構成単位(ii)の合計は100モル%とする。)。
<Requirement (A-a)>
In the polymer (A), the structural unit derived from 4-methyl-1-pentene is "structural unit (i)", α-olefin having 5 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene ) is referred to as a “structural unit (ii)”, the amount of the structural unit (i) is 90 to 100 mol%, preferably 92 to 99 mol%, and the structural unit (ii) The amount is 0 to 10 mol %, preferably 1 to 8 mol % (provided that the total of structural unit (i) and structural unit (ii) is 100 mol %).

重合体(A)における構成単位(i)の含有率が90モル%以上であることにより、3次元造形用組成物として適した耐熱性が得られ、さらに、ハンドリングに適した弾性率および可撓性が得られるという利点がある。 When the content of the structural unit (i) in the polymer (A) is 90 mol% or more, heat resistance suitable as a composition for three-dimensional modeling is obtained, and elastic modulus and flexibility suitable for handling are obtained. It has the advantage of being flexible.

重合体(A)の構成単位(ii)を形成する4-メチル-1-ペンテン以外の炭素原子数5~20のα-オレフィンとしては、例えば、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、1-オクタデセン、および1-エイコセン等が挙げられる。 Examples of α-olefins having 5 to 20 carbon atoms other than 4-methyl-1-pentene that form the structural unit (ii) of the polymer (A) include 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-decene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene, 1-octadecene, 1-eicosene and the like.

構成単位(ii)を形成するα-オレフィンとしては、3次元造形用組成物に適度な弾性率と可撓性を付与するという観点から、炭素原子数8~18のα-オレフィンが好ましく、具体的には、1-オクテン、1-デセン、1-テトラデセン、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、および1-オクタデセンがより好ましく、1-ヘキサデセン、1-ヘプタデセン、および1-オクタデセンが特に好ましい。これらα-オレフィンは、1種単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。 The α-olefin forming the structural unit (ii) is preferably an α-olefin having 8 to 18 carbon atoms from the viewpoint of imparting an appropriate elastic modulus and flexibility to the composition for three-dimensional modeling. Specifically, 1-octene, 1-decene, 1-tetradecene, 1-hexadecene, 1-heptadecene and 1-octadecene are more preferred, and 1-hexadecene, 1-heptadecene and 1-octadecene are particularly preferred. These α-olefins can be used singly or in combination of two or more.

重合体(A)は、本発明の効果を損なわない範囲で、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)、および4-メチル-1-ペンテン以外のα-オレフィンから導かれる構成単位(ii)以外のその他の構成単位を含んでもよい。その他の構成単位の含有率は、例えば、0~10モル%である(ただし、構成単位(i)と構成単位(ii)の含有率の合計を100モル%とする)。 The polymer (A) is a structural unit (i) derived from 4-methyl-1-pentene and a structure derived from an α-olefin other than 4-methyl-1-pentene, as long as the effects of the present invention are not impaired. It may contain structural units other than unit (ii). The content of other structural units is, for example, 0 to 10 mol % (provided that the total content of structural units (i) and (ii) is 100 mol %).

重合体(A)における各構成単位の含有率(モル%)の値は、後述する4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)における各構成単位の含有率と同様に、炭素13C核磁気共鳴(以下、13C-NMRということがある。)による測定方法によって算出した場合のものである。なお、具体的な測定方法は、後述の実施例に記載する。 The value of the content (mol%) of each structural unit in the polymer (A) is similar to the content of each structural unit in the 4-methyl-1-pentene copolymer (B) described later, carbon 13C nuclear magnetic It is calculated by a measurement method using resonance (hereinafter sometimes referred to as 13 C-NMR). A specific measuring method will be described in Examples below.

〈要件(A-b)〉
重合体(A)は、示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が、200~250℃、好ましくは200~245℃、より好ましくは200~240℃の範囲にある。重合体(A)の融点が上述の範囲内であれば、得られる3次元造形用組成物は適切な耐熱性を有する。なお、具体的な融点(Tm)の測定方法は、後述の実施例に記載する。
<Requirements (A-b)>
The polymer (A) has a melting point (Tm) measured by a differential scanning calorimeter (DSC) in the range of 200 to 250°C, preferably 200 to 245°C, more preferably 200 to 240°C. If the melting point of the polymer (A) is within the above range, the resulting three-dimensional modeling composition will have appropriate heat resistance. A specific method for measuring the melting point (Tm) will be described in Examples below.

〈要件(A-c)〉
重合体(A)のASTM D1238に準拠して260℃、5.0kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)は、通常0.01g/10分~250g/10分、好ましくは5g/10分~230g/10分、より好ましくは10g/10分~220g/10分、さらに好ましくは15g/10分~200g/10分の範囲にある。
<Requirements (A-c)>
The melt flow rate (MFR) of the polymer (A) measured at 260° C. under a load of 5.0 kg according to ASTM D1238 is usually 0.01 g/10 min to 250 g/10 min, preferably 5 g/10 min. ~230 g/10 min, more preferably 10 g/10 min to 220 g/10 min, more preferably 15 g/10 min to 200 g/10 min.

重合体(A)のMFRが前記範囲にあると、後述する4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)と、溶融混練によって混合しやすく、また、得られる3次元造形用組成物の成形が容易である。 When the MFR of the polymer (A) is within the above range, it can be easily mixed with the 4-methyl-1-pentene copolymer (B) described later by melt-kneading, and the resulting three-dimensional modeling composition can be molded. is easy.

〈要件(A-d)〉
重合体(A)は、デカリン溶媒中、135℃で測定される極限粘度〔η〕が、好ましくは1.0~4.0dl/g、より好ましくは1.0~3.5dl/g、さらに好ましくは1.0~3.0dl/gの範囲にある。
<Requirements (A-d)>
The polymer (A) has an intrinsic viscosity [η] measured at 135°C in a decalin solvent of preferably 1.0 to 4.0 dl/g, more preferably 1.0 to 3.5 dl/g, and further It is preferably in the range of 1.0 to 3.0 dl/g.

重合体(A)の極限粘度〔η〕が、前記範囲内であると、3次元造形用組成物が良好な流動性を有し、成形性に優れる。なお、極限粘度〔η〕の具体的な測定方法は、後述の実施例のとおりである。 When the intrinsic viscosity [η] of the polymer (A) is within the above range, the composition for three-dimensional modeling has good fluidity and excellent moldability. A specific method for measuring the intrinsic viscosity [η] is as described in Examples below.

〈要件(A-e)〉
重合体(A)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である分子量分布(Mw/Mn)が、好ましくは1.0~7.0の範囲にある。前記分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくは2.0~6.0、さらに好ましくは2.5~5.0である。
<Requirements (Ae)>
The polymer (A) has a molecular weight distribution (Mw/Mn), which is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC), preferably 1.5. It ranges from 0 to 7.0. The molecular weight distribution (Mw/Mn) is more preferably 2.0 to 6.0, still more preferably 2.5 to 5.0.

分子量分布(Mw/Mn)が前記範囲にあると、組成分布や低分子量ポリマーの影響を抑えることができるため、重合体(A)の機械特性、成形性、耐摩耗性を発現するのに有利であり、べたつきを抑えることができる。そのため、分子量分布(Mw/Mn)が前記範囲にある重合体(A)を含有する3次元造形用組成物は、成形性、耐摩耗性に優れ、かつべたつきを防ぎやすくなる傾向がある。また、重合体(A)を含有する3次元造形用組成物からなる造形体の機械特性および耐摩耗性が良好になる傾向がある。 When the molecular weight distribution (Mw/Mn) is within the above range, the influence of the composition distribution and the low molecular weight polymer can be suppressed, which is advantageous for expressing the mechanical properties, moldability and wear resistance of the polymer (A). and can suppress stickiness. Therefore, a composition for three-dimensional modeling containing a polymer (A) having a molecular weight distribution (Mw/Mn) within the above range tends to be excellent in moldability and abrasion resistance, and easily prevent stickiness. In addition, there is a tendency that the mechanical properties and wear resistance of a modeled article made of the composition for three-dimensional modeling containing the polymer (A) are improved.

〈要件(A-f)〉
重合体(A)は、密度が、好ましくは820~850kg/m3、より好ましくは825~845kg/m3の範囲にある。重合体(A)の密度が前記の範囲内にあると、重合体(A)を含有する3次元造形用組成物を用いて、軽量かつ強度の優れた造形体を作製可能である。なお、密度の測定条件等の詳細は、後述の実施例のとおりである。
<Requirements (Af)>
The polymer (A) preferably has a density in the range of 820-850 kg/m 3 , more preferably 825-845 kg/m 3 . When the density of the polymer (A) is within the above range, it is possible to produce a lightweight and strong modeled object using the three-dimensional modeling composition containing the polymer (A). The details of the density measurement conditions, etc., are as described in Examples below.

〈要件(A-g)〉
重合体(A)は、-40~150℃の温度範囲で、トーションモード、周波数10rad/s(1.6Hz)、歪み設定0.1%による動的粘弾性測定で求められる損失正接tanδの最大値が、好ましくは0.01~5.0、より好ましくは0.1~3.0、さらに好ましくは0.1~2.0の範囲である。なお、以下の記載では、損失正接tanδの最大値を「tanδピーク値」と記載することがある。
<Requirements (A-g)>
Polymer (A) has a temperature range of -40 to 150 ° C., torsion mode, frequency of 10 rad / s (1.6 Hz), dynamic viscoelasticity measurement with a strain setting of 0.1%. The value is preferably in the range of 0.01 to 5.0, more preferably 0.1 to 3.0, still more preferably 0.1 to 2.0. In the following description, the maximum value of loss tangent tan δ may be referred to as "tan δ peak value".

ここで、損失正接tanδは、動的粘弾性で測定される貯蔵弾性率G′と損失弾性率G″の比(G″/G′)であり、応力緩和性の評価に使用される。貯蔵弾性率G′は応力を加えた際に、そのエネルギーを内部に蓄えて応力を保持する弾性成分のことである。一方、損失弾性率G″は応力を加えた際に、そのエネルギーを熱に変換して逃がす(外部へ拡散する)粘性成分のことである。したがって、特定の温度環境下での損失正接tanδが高い材料であるほど、衝撃を吸収しやすく、より高い応力緩和性を発現することになる。 Here, the loss tangent tan δ is the ratio (G″/G′) of the storage elastic modulus G′ and the loss elastic modulus G″ measured by dynamic viscoelasticity, and is used for evaluating stress relaxation. The storage elastic modulus G' is an elastic component that retains the stress by storing the energy inside when stress is applied. On the other hand, the loss elastic modulus G″ is a viscous component that converts the energy into heat and releases it (diffuses to the outside) when stress is applied. Therefore, the loss tangent tan δ under a specific temperature environment is The higher the material, the easier it is to absorb the impact, and the higher the stress relaxation.

重合体(A)単独のtanδピーク値は、0.1以上であると、応力吸収による造形体の変形を抑制可能である。 When the tan δ peak value of the polymer (A) alone is 0.1 or more, deformation of the modeled body due to stress absorption can be suppressed.

〈要件(A-h)〉
重合体(A)は、-40~150℃の温度範囲で、トーションモード、周波数10rad/s(1.6Hz)、歪み設定0.1%による動的粘弾性測定で求められる損失正接tanδの値が最大となる際の温度が、好ましくは-30~100℃、より好ましくは0~50℃、さらに好ましくは10~50℃の範囲にある。なお、以下の記載では、損失正接tanδが最大となる際の温度を「tanδピーク温度」と記載することがある。
<Requirements (A-h)>
The polymer (A) has a loss tangent tan δ value obtained by dynamic viscoelasticity measurement in a temperature range of -40 to 150 ° C., torsion mode, frequency 10 rad / s (1.6 Hz), strain setting 0.1%. is in the range of preferably -30 to 100°C, more preferably 0 to 50°C, still more preferably 10 to 50°C. In the following description, the temperature at which the loss tangent tan δ becomes maximum may be referred to as "tan δ peak temperature".

さらに、本発明に係る3次元造形用組成物では、重合体(A)単独のtanδピーク温度が-30~100℃の範囲であると、3次元造形用組成物および該3次元造形用組成物から得られる造形体で発生する歪みや変形などの応力を緩和しやすくなり、造形精度の優れた組成物となる。なお、具体的なtanδの測定方法については、後述の実施例に記載する。
前記tanδピーク値およびtanδピーク温度は、重合体(A)における構成単位(i)/構成単位(ii)の組成比などにより調整することができる。
Furthermore, in the composition for three-dimensional modeling according to the present invention, when the tanδ peak temperature of the polymer (A) alone is in the range of -30 to 100°C, the composition for three-dimensional modeling and the composition for three-dimensional modeling It becomes easy to relax the stress such as distortion and deformation generated in the shaped body obtained from, and the composition has excellent shaping accuracy. A specific method for measuring tan δ will be described in Examples below.
The tan δ peak value and tan δ peak temperature can be adjusted by the composition ratio of structural unit (i)/structural unit (ii) in the polymer (A).

≪重合体(A)の製造方法≫
重合体(A)は、例えば、4-メチル-1-ペンテンと、必要に応じて炭素原子数5~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)とを重合して製造できる。また、高分子量の4-メチル-1-ペンテン系重合体を熱分解して製造してもよい。また、重合体(A)は、溶媒に対する溶解度の差異で分別する溶媒分別、あるいは沸点の差異で分取する分子蒸留などの方法で精製されてもよい。
<<Method for producing polymer (A)>>
Polymer (A) can be produced, for example, by polymerizing 4-methyl-1-pentene and optionally an α-olefin having 5 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene). . It may also be produced by thermally decomposing a high-molecular-weight 4-methyl-1-pentene polymer. Further, the polymer (A) may be purified by a method such as solvent fractionation for fractionation based on the difference in solubility in a solvent, or molecular distillation for fractionation based on the difference in boiling point.

重合体(A)は、従来公知のオレフィン重合用触媒、例えば、バナジウム系触媒、チタン系触媒、マグネシウム担持型チタン触媒、国際公開第01/53369号、国際公開第01/27124号、特開平3-193796号公報、あるいは特開平2-41303号公報に記載のメタロセン触媒などを用いて、4-メチル-1-ペンテンと、必要に応じて炭素原子数5~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)とを重合することにより得ることができる。
また、重合体(A)は、市販品を使用することができ、例えば、三井化学社製TPX(登録商標)が挙げられる。
The polymer (A) is a conventionally known catalyst for olefin polymerization, such as a vanadium-based catalyst, a titanium-based catalyst, a magnesium-supported titanium catalyst, International Publication No. 01/53369, International Publication No. 01/27124, JP-A-3 -193796, or using a metallocene catalyst described in JP-A-2-41303, 4-methyl-1-pentene and, if necessary, an α-olefin having 5 to 20 carbon atoms (4-methyl -1-pentene) can be obtained by polymerizing.
Moreover, a commercial item can be used for the polymer (A), for example, TPX (registered trademark) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. can be mentioned.

<4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)>
本発明の3次元造形用組成物に含有される4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)は、下記要件(B-a)および(B-b)を満たし、好ましくは、さらに要件(B-c)~(B-h)からなる群より選ばれる少なくとも1つの要件を満たす。例えば、4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)は、要件(B-a)および(B-b)を満たし、さらに要件(B-c)、(B-d)、および(B-e)からなる群より選ばれる少なくとも1つの要件を満たすものであってもよい。なお、以下の記載では、4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)を単に「共重合体(B)」と記載する場合がある。
<4-methyl-1-pentene copolymer (B)>
The 4-methyl-1-pentene copolymer (B) contained in the composition for three-dimensional modeling of the present invention satisfies the following requirements (Ba) and (Bb), and preferably further requirements ( At least one requirement selected from the group consisting of Bc) to (Bh) is satisfied. For example, 4-methyl-1-pentene copolymer (B) satisfies requirements (Ba) and (Bb), and further requirements (Bc), (Bd), and (B- It may satisfy at least one requirement selected from the group consisting of e). In the following description, the 4-methyl-1-pentene copolymer (B) may be simply referred to as "copolymer (B)".

〈要件(B-a)〉
共重合体(B)における、4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位を「構成単位(iii)」、炭素原子数2~4のα-オレフィンから導かれる構成単位を「構成単位(iv)」とすると、構成単位(iii)の量は60~78モル%であり、構成単位(iv)の量は22~40モル%である(ただし、構成単位(iii)と構成単位(iv)の合計は100モル%とする。)。
<Requirement (B-a)>
In the copolymer (B), the structural unit derived from 4-methyl-1-pentene is "structural unit (iii)", and the structural unit derived from α-olefin having 2 to 4 carbon atoms is "structural unit (iv )”, the amount of the structural unit (iii) is 60 to 78 mol%, and the amount of the structural unit (iv) is 22 to 40 mol% (provided that the structural unit (iii) and the structural unit (iv) shall be 100 mol %).

共重合体(B)における構成単位(iii)の含有率が60モル%以上78モル%以下であることにより、共重合体(B)を含む組成物および該組成物から形成された造形体に応力緩和性を付与できる。
共重合体(B)における構成単位(iv)の含有率が22モル%以上40モル%以下であることにより、共重合体(B)を含む組成物および該組成物から形成された造形体に応力緩和性を付与できる。
Since the content of the structural unit (iii) in the copolymer (B) is 60 mol % or more and 78 mol % or less, the composition containing the copolymer (B) and the shaped article formed from the composition Can provide stress relaxation.
Since the content of the structural unit (iv) in the copolymer (B) is 22 mol % or more and 40 mol % or less, the composition containing the copolymer (B) and the shaped article formed from the composition Can provide stress relaxation.

共重合体(B)における各構成単位の含有率(モル%)は、前記重合体(A)と同様に、13C-NMR測定で得られた結果に基づいて算出したものである。なお、具体的な測定方法については、後述の実施例に記載する。 The content (mol %) of each structural unit in the copolymer (B) is calculated based on the results obtained by 13 C-NMR measurement, as in the case of the polymer (A). A specific measuring method will be described later in Examples.

共重合体(B)における構成単位(iii)の含有率は、応力緩和性の発現しやすさの点から、好ましくは65~75モル%、より好ましくは68~75モル%、さらに好ましくは70~75モル%の範囲にある。 The content of the structural unit (iii) in the copolymer (B) is preferably 65 to 75 mol%, more preferably 68 to 75 mol%, still more preferably 70, from the viewpoint of facilitating expression of stress relaxation properties. It is in the range of ~75 mol%.

共重合体(B)における構成単位(iv)の含有率は、応力緩和性の発現しやすさの点から、好ましくは25~35モル%、より好ましくは25~32モル%、さらに好ましくは25~30モル%の範囲にある。 The content of the structural unit (iv) in the copolymer (B) is preferably 25 to 35 mol%, more preferably 25 to 32 mol%, still more preferably 25, from the viewpoint of ease of expression of stress relaxation properties. It is in the range of ~30 mol%.

共重合体(B)における構成単位(iv)を形成する炭素原子数2~4のα-オレフィンとしては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテンなどが挙げられる。これらは、1種単独、あるいは本発明の効果を損なわない範囲で、2種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも特にプロピレンが好ましく、3次元造形用組成物に用いられる前記重合体(A)に対する相容性が得られる。 Examples of the α-olefin having 2 to 4 carbon atoms forming the structural unit (iv) in the copolymer (B) include ethylene, propylene and 1-butene. These can be used singly or in combination of two or more as long as the effects of the present invention are not impaired. Among these, propylene is particularly preferable, and compatibility with the polymer (A) used in the composition for three-dimensional modeling can be obtained.

〈要件(B-b)〉
共重合体(B)は、示差走査熱量計(DSC)により融点(Tm)が、観測されない。融点(Tm)の値は、共重合体(B)の立体規則性、ならびに、構成単位(iv)となるα-オレフィンに依存して変化する。また、共重合体(B)の融点(Tm)の値および融点(Tm)の有無は、後述するオレフィン重合用触媒を用いて所望の組成に制御することにより調整が可能である。なお、融点(Tm)の測定条件等の詳細は、後述する実施例のとおりである。
<Requirement (Bb)>
Copolymer (B) has no melting point (Tm) observed by differential scanning calorimeter (DSC). The value of the melting point (Tm) varies depending on the stereoregularity of the copolymer (B) and the α-olefin used as the structural unit (iv). The value of the melting point (Tm) and the presence or absence of the melting point (Tm) of the copolymer (B) can be adjusted by controlling the desired composition using an olefin polymerization catalyst, which will be described later. The details of the melting point (Tm) measurement conditions and the like are as described in Examples described later.

〈要件(B-c)〉
共重合体(B)は、デカリン溶媒中、135℃で測定される極限粘度〔η〕が、好ましくは0.5~4.0dl/g、より好ましくは0.6~3.5dl/g、さらに好ましくは0.8~3.0dl/gの範囲にある。
<Requirements (Bc)>
Copolymer (B) has a limiting viscosity [η] measured at 135°C in a decalin solvent of preferably 0.5 to 4.0 dl/g, more preferably 0.6 to 3.5 dl/g, More preferably, it is in the range of 0.8 to 3.0 dl/g.

共重合体(B)の極限粘度〔η〕が、前記範囲内であると、低分子量成分が少ないため、3次元造形用組成物および該3次元造形用組成物から得られる造形体のべたつきが低減され、造形体の成形が容易となる。なお、極限粘度〔η〕の具体的な測定方法は、後述の実施例のとおりである。 When the intrinsic viscosity [η] of the copolymer (B) is within the above range, the composition for three-dimensional modeling and the modeled object obtained from the composition for three-dimensional modeling are not sticky due to the small amount of low-molecular-weight components. is reduced, and molding of the shaped body is facilitated. A specific method for measuring the intrinsic viscosity [η] is as described in Examples below.

〈要件(B-d)〉
共重合体(B)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である分子量分布(Mw/Mn)が、好ましくは1.0~3.5の範囲にある。前記分子量分布(Mw/Mn)は、より好ましくは1.2~3.0、さらに好ましくは1.5~2.5である。
<Requirements (B-d)>
The copolymer (B) preferably has a molecular weight distribution (Mw/Mn), which is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) measured by gel permeation chromatography (GPC), to 1. .0 to 3.5. The molecular weight distribution (Mw/Mn) is more preferably 1.2 to 3.0, still more preferably 1.5 to 2.5.

分子量分布(Mw/Mn)が3.5以下であると、組成分布に由来する低分子量および低立体規則性ポリマーの影響が少なく、3次元造形用組成物および該3次元造形用組成物から得られる造形体のべたつきが低減され、造形体の成形が容易となる。 When the molecular weight distribution (Mw/Mn) is 3.5 or less, the effect of the low molecular weight and low stereoregular polymer derived from the composition distribution is small, and the composition for three-dimensional modeling and the composition obtained from the composition for three-dimensional modeling are The stickiness of the shaped body to be applied is reduced, and molding of the shaped body is facilitated.

〈要件(B-e)〉
共重合体(B)は、密度が、好ましくは825~860kg/m3、より好ましくは830~850kg/m3の範囲にある。密度が前記の範囲内にあると、3次元造形用組成物に含まれる前記重合体(A)に対して、均一で良好な分散性が得られるため好ましい。また、得られる3次元造形用組成物は、均一なフィラメントに成形できるため有利である。なお、密度の測定条件等の詳細は、後述の実施例のとおりである。
<Requirements (Be)>
The copolymer (B) preferably has a density in the range of 825-860 kg/m 3 , more preferably 830-850 kg/m 3 . When the density is within the above range, uniform and good dispersibility can be obtained for the polymer (A) contained in the composition for three-dimensional modeling, which is preferable. In addition, the obtained composition for three-dimensional modeling is advantageous because it can be formed into uniform filaments. The details of the density measurement conditions, etc., are as described in Examples below.

〈要件(B-f)〉
共重合体(B)は、-40~150℃の温度範囲で、トーションモード、周波数10rad/s(1.6Hz)、歪み設定0.1%による動的粘弾性測定で求められる損失正接tanδピーク値が、好ましくは0.5~5.0、より好ましくは0.6~4.5、さらに好ましくは0.7~4.0の範囲である。
<Requirements (Bf)>
Copolymer (B) has a loss tangent tan δ peak determined by dynamic viscoelasticity measurement in a temperature range of -40 to 150 ° C., torsion mode, frequency 10 rad / s (1.6 Hz), strain setting 0.1% The value is preferably in the range of 0.5-5.0, more preferably 0.6-4.5, still more preferably 0.7-4.0.

共重合体(B)単独のtanδピーク値が0.5以上であると、3次元造形用組成物および該3次元造形用組成物から得られる造形体で発生する歪みや変形などの応力を緩和しやすくなり、造形精度の優れた組成物となる。 When the tan δ peak value of the copolymer (B) alone is 0.5 or more, stress such as strain and deformation generated in the composition for three-dimensional modeling and the modeled object obtained from the composition for three-dimensional modeling is alleviated. It becomes easy to form, and it becomes a composition excellent in molding accuracy.

〈要件(B-g)〉
共重合体(B)は、-40~150℃の温度範囲で、トーションモード、周波数10rad/s(1.6Hz)、歪み設定0.1%による動的粘弾性測定で求められる損失正接tanδピーク温度が最大となる際の温度が、好ましくは-30~60℃、より好ましくは-20~50℃、さらに好ましくは10~50℃の範囲にある。
<Requirements (B-g)>
Copolymer (B) has a loss tangent tan δ peak determined by dynamic viscoelasticity measurement in a temperature range of -40 to 150 ° C., torsion mode, frequency 10 rad / s (1.6 Hz), strain setting 0.1% The maximum temperature is preferably in the range of -30 to 60°C, more preferably -20 to 50°C, still more preferably 10 to 50°C.

さらに、本発明に係る3次元造形用組成物では、共重合体(B)単独のtanδピーク温度が-30~60℃の範囲であると、3次元造形用組成物および該3次元造形用組成物から得られる造形体で発生する歪みや変形などの応力を緩和しやすくなり、造形精度の優れた組成物となる。なお、具体的なtanδの測定方法については、後述の実施例に記載する。
前記tanδピーク値およびtanδピーク温度は、共重合体(B)における構成単位(iii)/構成単位(iv)の組成比などにより調整することができる。
Further, in the composition for three-dimensional modeling according to the present invention, when the tan δ peak temperature of the copolymer (B) alone is in the range of -30 to 60°C, the composition for three-dimensional modeling and the composition for three-dimensional modeling It becomes easy to relax stress such as distortion and deformation generated in a shaped body obtained from an object, and the composition has excellent shaping accuracy. A specific method for measuring tan δ will be described in Examples below.
The tan δ peak value and tan δ peak temperature can be adjusted by the composition ratio of structural unit (iii)/structural unit (iv) in the copolymer (B).

〈要件(B-h)〉
共重合体(B)のASTM D1238に準拠して230℃、2.16kg荷重で測定されるメルトフローレート(MFR)は、好ましくは4.0~30g/10分、より好ましくは6.0~15g/10分、さらに好ましくは7.0~13g/10分の範囲にある。
<Requirements (Bh)>
The melt flow rate (MFR) of the copolymer (B) measured at 230° C. under a load of 2.16 kg according to ASTM D1238 is preferably 4.0 to 30 g/10 min, more preferably 6.0 to 15 g/10 min, more preferably in the range of 7.0 to 13 g/10 min.

共重合体(B)のMFRが前記範囲にあると、成形性に優れる3次元造形用組成物を容易に得ることができる。 When the MFR of the copolymer (B) is within the above range, a composition for three-dimensional modeling with excellent moldability can be easily obtained.

≪共重合体(B)の製造方法≫
共重合体(B)の製造方法は、特に限定されない。例えば、4-メチル-1-ペンテンと前述の炭素原子数2~4のα-オレフィンとをマグネシウム担持型チタン触媒、またはメタロセン触媒などの適切な重合触媒存在下で重合することにより、共重合体(B)が製造される。
<<Method for producing copolymer (B)>>
The method for producing the copolymer (B) is not particularly limited. For example, by polymerizing 4-methyl-1-pentene and the aforementioned α-olefin having 2 to 4 carbon atoms in the presence of an appropriate polymerization catalyst such as a magnesium supported titanium catalyst or a metallocene catalyst, a copolymer can be obtained. (B) is produced.

共重合体(B)の製造の際に使用きる重合触媒としては、従来公知の触媒、例えば、マグネシウム担持型チタン触媒、国際公開第01/53369号、国際公開第01/27124号、特開平3-193796号公報、あるいは特開平2-41303号公報、国際公開第2011/055803号、国際公開第2014/050817号等に記載のメタロセン触媒などが挙げられる。重合は、溶解重合および懸濁重合などを含む液相重合法、ならびに気相重合法などから適宜選択して行うことができる。 Polymerization catalysts that can be used in the production of the copolymer (B) include conventionally known catalysts such as magnesium-supported titanium catalysts, International Publication No. 01/53369, International Publication No. 01/27124, and JP-A-3. -193796, or the metallocene catalysts described in JP-A-2-41303, WO 2011/055803, WO 2014/050817, and the like. Polymerization can be carried out by appropriately selecting from a liquid phase polymerization method including solution polymerization and suspension polymerization, a gas phase polymerization method, and the like.

液相重合法では、液相を構成する溶媒として不活性炭化水素溶媒を用いることができる。前記不活性炭化水素の例には、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、および灯油などを含む脂肪族炭化水素、シクロペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロペンタン、およびメチルシクロヘキサンなどを含む脂環族炭化水素、ベンゼン、トルエン、およびキシレンなどを含む芳香族炭化水素、ならびにエチレンクロリド、クロロベンゼン、ジクロロメタン、トリクロロメタン、およびテトラクロロメタンなどを含むハロゲン化炭化水素、ならびにこれらの混合物などが含まれる。 In the liquid phase polymerization method, an inert hydrocarbon solvent can be used as a solvent that constitutes the liquid phase. Examples of said inert hydrocarbons include aliphatic hydrocarbons including propane, butane, pentane, hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and kerosene, cyclopentane, cyclohexane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, and the like. aromatic hydrocarbons, including benzene, toluene, and xylene; and halogenated hydrocarbons, including ethylene chloride, chlorobenzene, dichloromethane, trichloromethane, and tetrachloromethane, and mixtures thereof. included.

また、液相重合法では、前述の4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(iii)に対応するモノマー(すなわち、4-メチル-1-ペンテン)、前述の炭素原子数2~4のα-オレフィンから導かれる構成単位(iv)に対応するモノマー(すなわち、前述の炭素原子数2~4のα-オレフィン)自体を溶媒とした塊状重合とすることもできる。 Further, in the liquid phase polymerization method, the monomer corresponding to the structural unit (iii) derived from the above-mentioned 4-methyl-1-pentene (that is, 4-methyl-1-pentene), the above-mentioned Bulk polymerization can also be carried out using the monomer corresponding to the structural unit (iv) derived from the α-olefin (that is, the aforementioned α-olefin having 2 to 4 carbon atoms) itself as a solvent.

なお、上述の4-メチル-1-ペンテンと上述の炭素原子数2~4のα-オレフィンとの共重合を段階的に行うことにより、共重合体(B)を構成する4-メチル-1-ペンテンの構成単位(iii)、および、炭素原子数2~4のα-オレフィンの構成単位(iv)の組成分布を適度に制御することもできる。 The 4-methyl-1-pentene and the α-olefin having 2 to 4 carbon atoms are copolymerized step by step to form the copolymer (B). - The composition distribution of the pentene structural unit (iii) and the C 2-4 α-olefin structural unit (iv) can be controlled appropriately.

共重合体(B)を重合する際の重合温度は、-50~200℃が好ましく、0~100℃がより好ましく、20~100℃がさらに好ましい。共重合体(B)を重合する際の重合圧力は、常圧~10MPaゲージ圧であることが好ましく、常圧~5MPaゲージ圧であることがより好ましい。 The polymerization temperature for polymerizing the copolymer (B) is preferably -50 to 200°C, more preferably 0 to 100°C, and even more preferably 20 to 100°C. The polymerization pressure for polymerizing the copolymer (B) is preferably normal pressure to 10 MPa gauge pressure, more preferably normal pressure to 5 MPa gauge pressure.

共重合体(B)の重合の時に、生成するポリマーの分子量や重合活性を制御することを目的として、水素を添加してもよい。添加する水素の量は、前述の4-メチル-1-ペンテンの量と前述の炭素原子数2~4のα-オレフィンの量との合計1kgに対して、0.001~100NL程度が適切である。 Hydrogen may be added during the polymerization of the copolymer (B) for the purpose of controlling the molecular weight and polymerization activity of the resulting polymer. The amount of hydrogen to be added is appropriately about 0.001 to 100 NL per 1 kg of the amount of 4-methyl-1-pentene and the amount of α-olefin having 2 to 4 carbon atoms. be.

<3次元造形用組成物>
本発明の3次元造形用組成物は、前記重合体(A)を45~75質量部、好ましくは50~70質量部、より好ましくは50~65質量部、さらに好ましくは55~65質量部含み、さらに、前記共重合体(B)を25~55質量部、好ましくは30~50質量部、より好ましくは35~50質量部、さらに好ましくは35~45質量部(ただし、前記重合体(A)と前記共重合体(B)の合計を100質量部とする。)含む組成物である。
本発明の3次元造形用組成物では、熱可塑性樹脂の熱収縮に起因する変形が抑制されている。そのため、3次元造形用組成物から作製される3次元造形体の変形を抑制する成分(例えば充填剤)を該3次元造形用組成物に添加することなく使用することができる。
<Composition for three-dimensional modeling>
The composition for three-dimensional modeling of the present invention contains 45 to 75 parts by mass, preferably 50 to 70 parts by mass, more preferably 50 to 65 parts by mass, still more preferably 55 to 65 parts by mass of the polymer (A). Furthermore, the copolymer (B) is added in an amount of 25 to 55 parts by mass, preferably 30 to 50 parts by mass, more preferably 35 to 50 parts by mass, more preferably 35 to 45 parts by mass (however, the polymer (A ) and the copolymer (B) is 100 parts by mass).
In the composition for three-dimensional modeling of the present invention, deformation due to heat shrinkage of the thermoplastic resin is suppressed. Therefore, it is possible to use the composition for three-dimensional modeling without adding a component (such as a filler) that suppresses the deformation of the three-dimensional modeled object produced from the composition for three-dimensional modeling.

本発明に係る3次元造形用組成物は、重合体(A)を前記範囲内で含むことにより、重合体(A)の含有量が前記範囲よりも少ない樹脂組成物と比べて、耐熱性に優れる。また、本発明に係る3次元造形用組成物は、重合体(A)を前記範囲内で含むことにより、重合体(A)の含有量が前記範囲よりも多い樹脂組成物と比べて、異種材料との接着力が向上する。
本発明に係る3次元造形用組成物は、前記共重合体(B)を前記範囲内で含むことにより、共重合体(B)の含有量が前記範囲よりも少ない樹脂組成物と比べて、応力緩和性が高くなることから、弾性率と応力緩和性のバランスが良好であり、該3次元造形用組成物から造形体を作製しやすくなる。本発明に係る3次元造形用組成物は、前記共重合体(B)を前記範囲内で含むことにより、共重合体(B)の含有量が前記範囲よりも多い樹脂組成物と比べて、弾性率が高くなるため、該3次元造形用組成物から造形体を作製しやすくなる。
By containing the polymer (A) within the above range, the three-dimensional modeling composition according to the present invention has heat resistance higher than that of a resin composition containing a polymer (A) content less than the above range. Excellent. In addition, the composition for three-dimensional modeling according to the present invention contains the polymer (A) within the above range, so that compared with a resin composition having a polymer (A) content larger than the above range, Improves adhesion to materials.
The composition for three-dimensional modeling according to the present invention contains the copolymer (B) within the above range, so that compared with a resin composition having a content of the copolymer (B) less than the above range, Since the stress relaxation property is high, the balance between the elastic modulus and the stress relaxation property is good, and it becomes easy to produce a modeled object from the composition for three-dimensional modeling. The composition for three-dimensional modeling according to the present invention contains the copolymer (B) within the above range, so that compared with a resin composition containing a larger content of the copolymer (B) than the above range, Since the elastic modulus increases, it becomes easier to produce a modeled object from the composition for three-dimensional modeling.

本発明に係る3次元造形用組成物は、JIS K7161-2:2014に準拠して測定した引張弾性率が、10~1000MPa、好ましくは100~800MPa、より好ましくは150~750MPa、さらに好ましくは200~400MPaである。3次元造形用組成物の引張弾性率が前記範囲にあると、造形体に含まれる残留応力を低減でき、造形体の反りを抑制可能である。 The composition for three-dimensional modeling according to the present invention has a tensile modulus measured in accordance with JIS K7161-2:2014 of 10 to 1000 MPa, preferably 100 to 800 MPa, more preferably 150 to 750 MPa, further preferably 200. ~400 MPa. When the tensile modulus of the composition for three-dimensional modeling is within the above range, the residual stress contained in the modeled object can be reduced, and warping of the modeled object can be suppressed.

本発明に係る3次元造形用組成物は、JIS K6253に準拠して、厚さ2mmのプレスシートを3枚積み重ねた状態で測定される、押針接触開始直後のショアD硬度の値が、好ましくは50~90、より好ましくは52~80、さらに好ましくは55~75である。3次元造形用組成物のショアD硬度の値が前記範囲にあると、押出積層法を用いた3次元造形時の材料供給を問題なく行える。
なお、押出積層法では、後述するように、造形体の材料としてフィラメントが用いられる場合とペレットが用いられる場合とがある。フィラメントが材料として用いられる場合、該フィラメントはギアで送り出されるが、3次元造形用組成物のショアD硬度の値が前記範囲にあると、該組成物はギアでの送り出しが容易な硬さを有しつつ、ギアの摩耗を抑制可能な硬度になる。一方、ペレットが材料として用いられる場合、該ペレットはスクリューでの溶融混錬の後に吐出されるが、3次元造形用組成物のショアD硬度の値が前記範囲にあると、スクリューでの送り出しが容易であり、かつ、スクリューの摩耗が抑制される傾向がある。
The composition for three-dimensional modeling according to the present invention preferably has a Shore D hardness value immediately after the start of contact with an indenter, which is measured in a state in which three press sheets having a thickness of 2 mm are stacked in accordance with JIS K6253. is 50-90, more preferably 52-80, even more preferably 55-75. When the value of the Shore D hardness of the composition for three-dimensional modeling is within the above range, the material can be supplied without problems during three-dimensional modeling using the extrusion lamination method.
As will be described later, in the extrusion lamination method, filaments and pellets are sometimes used as the material for the shaped body. When a filament is used as a material, the filament is delivered by a gear. When the Shore D hardness value of the composition for three-dimensional modeling is within the above range, the composition has a hardness that facilitates delivery by a gear. It has a hardness that can suppress wear of the gear while having the hardness. On the other hand, when pellets are used as the material, the pellets are discharged after melt-kneading with a screw. It is easy and tends to reduce screw wear.

本発明に係る3次元造形用組成物は、前記重合体(A)および前記共重合体(B)を前記特定の割合で混合することにより得られる。混合する方法は、とくに限定はされず、種々公知の方法、例えば、上述成分をヘンシェルミキサー、タンブラーブレンダー、V-ブレンダー等によりドライブレンドする方法、ドライブレンドした後、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー等により溶融混練する方法、および溶媒の存在下で、攪拌混合する方法等によって調整することができる。 The composition for three-dimensional modeling according to the present invention is obtained by mixing the polymer (A) and the copolymer (B) in the specific ratio. The mixing method is not particularly limited, and various known methods, for example, a method of dry blending the above components with a Henschel mixer, a tumbler blender, a V-blender, etc., after dry blending, a single screw extruder, twin screw extrusion. It can be adjusted by a method of melt-kneading with a machine, a Banbury mixer or the like, a method of stirring and mixing in the presence of a solvent, and the like.

本発明に係る3次元造形用組成物は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化防止剤を含有することができる。酸化防止剤としては、公知の酸化防止剤が使用可能である。具体的には、ヒンダードフェノール化合物、硫黄系酸化防止剤、ラクトーン系酸化防止剤、有機ホスファイト化合物、有機ホスフォナイト化合物、あるいはこれらを数種組み合わせたものが使用できる。 The composition for three-dimensional modeling according to the present invention can contain an antioxidant as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention. A known antioxidant can be used as the antioxidant. Specifically, hindered phenol compounds, sulfur-based antioxidants, lactone-based antioxidants, organic phosphite compounds, organic phosphonite compounds, or combinations of several of these can be used.

本発明に係る3次元造形用組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、従来公知の添加剤、例えば、耐候安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、スリップ防止剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、結晶核剤、滑剤、顔料、染料、老化防止剤、塩酸吸収剤、無機又は有機の充填剤、有機系又は無機系の発泡剤、架橋剤、架橋助剤、粘着剤、軟化剤、難燃剤等の各種添加剤を含有してもよい。上述の各種添加剤の含有量については、樹脂組成物(X)における重合体(A)および共重合体(B)以外の成分の含有量は、重合体(A)および共重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは5質量部以下、より好ましくは3質量部以下である。 The composition for three-dimensional modeling according to the present invention contains conventionally known additives such as weather stabilizers, ultraviolet absorbers, antistatic agents, anti-slip agents, anti-blocking agents, and the like, as long as the effects of the present invention are not impaired. Anti-fogging agents, crystal nucleating agents, lubricants, pigments, dyes, anti-aging agents, hydrochloric acid absorbents, inorganic or organic fillers, organic or inorganic foaming agents, cross-linking agents, cross-linking aids, adhesives, softeners , may contain various additives such as flame retardants. Regarding the contents of the various additives described above, the contents of the components other than the polymer (A) and the copolymer (B) in the resin composition (X) are the contents of the polymer (A) and the copolymer (B). It is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or less with respect to the total of 100 parts by mass.

また、本発明に係る3次元造形用組成物は、重合体(A)および共重合体(B)以外の重合体も含有してもよい。その場合、3次元造形用組成物における重合体(A)および共重合体(B)以外の成分の含有量は、重合体(A)および共重合体(B)の合計100質量部に対して、好ましくは20質量部以下、より好ましくは10質量部以下である。 Moreover, the composition for three-dimensional modeling according to the present invention may also contain a polymer other than the polymer (A) and the copolymer (B). In that case, the content of the components other than the polymer (A) and the copolymer (B) in the three-dimensional modeling composition is , preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less.

〈3次元造形用組成物の形態〉
3次元造形用組成物の形態は、成形品であってもよい。成形品の成形方法は特に制限はなく、押出成形等の公知の成形方法で成形された成形品でもよい。また、成形品の形態は、ペレット又はフィラメントであってもよい。
ペレットは、予め形状が付与された少量の固形物を指す。
フィラメントは、細長い紐状で均一な断面をもつ長尺状物を指す。フィラメントは、一般にリールに巻きつけた形態で用いられる。
<Form of 3D modeling composition>
The form of the composition for three-dimensional modeling may be a molded article. The molding method for the molded product is not particularly limited, and the molded product may be molded by a known molding method such as extrusion molding. Also, the form of the molded article may be pellets or filaments.
Pellets refer to small amounts of pre-shaped solids.
A filament refers to an elongated string-like elongated object with a uniform cross-section. Filaments are generally used in the form wound on reels.

3次元造形用組成物は、ペレットおよびフィラメントのいずれの形態でもよく、ペレットおよびフィラメントの両方の形態の材料が混在した混合物でもよい。3次元造形用組成物の形態は、サイズが比較的大きい造形体を造形する観点では、ペレットが好ましい。 The composition for three-dimensional modeling may be in the form of pellets or filaments, or may be a mixture of materials in both pellet and filament forms. The form of the composition for three-dimensional modeling is preferably a pellet from the viewpoint of modeling a relatively large shaped object.

3次元造形用組成物をペレットに成形する場合、その成形方法は限定されない。ペレットの成形方法としては、例えば、3次元造形用組成物を、溶融押出機(例:二軸押出機)により混練押出し、押出された棒状のストランドをペレタイザーにて切断する方法が挙げられる。また、溶融押出機に投入する3次元造形用組成物は、ドライブレンド物であってもよい。ドライブレンド物は、3次元造形用組成物の一部または全部を予めヘンシェルミキサー等により混合して調製される。 When molding the composition for three-dimensional modeling into pellets, the molding method is not limited. Examples of the method of forming pellets include a method of kneading and extruding a three-dimensional modeling composition with a melt extruder (eg, twin screw extruder) and cutting the extruded rod-shaped strands with a pelletizer. Also, the composition for three-dimensional modeling to be fed into the melt extruder may be a dry blend. A dry blend is prepared by previously mixing part or all of the composition for three-dimensional modeling with a Henschel mixer or the like.

≪3次元造形用フィラメント≫
本発明の3次元造形用フィラメントは、前記3次元造形用組成物を溶融紡糸し、更に延伸することにより製造される。溶融紡糸には、公知の溶融紡糸方法を採用することができる。また、延伸についても公知の方法を採用することができる。
≪Filament for 3D modeling≫
The filament for three-dimensional modeling of the present invention is produced by melt-spinning the composition for three-dimensional modeling and further drawing. A known melt spinning method can be employed for melt spinning. Moreover, a well-known method can be employ|adopted also about extending|stretching.

本発明のフィラメントの製造方法としては、例えば、前記3次元造形用組成物を、単軸押出機もしくは二軸押出機のダイス孔より溶融ストランドとして押出成形し、冷却水槽に導き、ストランドを得る押出工程と、ストランドを延伸する延伸工程と、延伸したフィラメントを巻き取る巻取工程とを含む方法を挙げることができる。 As a method for producing the filament of the present invention, for example, the composition for three-dimensional modeling is extruded as a molten strand through a die hole of a single-screw extruder or a twin-screw extruder, introduced into a cooling water tank, and extruded to obtain a strand. a drawing step of drawing the strands; and a winding step of winding the drawn filaments.

押出は、重合体(A)の融点(Tm)~融点(Tm)+130℃の範囲の温度で行い、ダイスから吐出された溶融ストランドを水槽中に浸漬させて冷却する。その水温は、目的とするフィラメントの直径にもよるが、好ましくは5~60℃、より好ましくは7~50℃、さらに好ましくは10~40℃の範囲である。水温が高いと、ストランドの冷却不足が生じ、軟らかいまま次の延伸行程へ導入されるため、引取ロール(延伸ロール)での巻き取り不良を引き起こす場合がある。 The extrusion is carried out at a temperature in the range of the melting point (Tm) of the polymer (A) to the melting point (Tm)+130° C., and the molten strand extruded from the die is immersed in a water bath and cooled. The water temperature is preferably in the range of 5 to 60°C, more preferably 7 to 50°C, still more preferably 10 to 40°C, depending on the diameter of the filament to be used. If the water temperature is high, the strand will be insufficiently cooled, and the strand will be introduced into the next drawing process while it is still soft, which may cause winding failure on the take-up roll (stretching roll).

本発明における延伸とは、フィラメントを材料の融点以下の温度で機械的に引き伸ばし、引張方向と平行に分子鎖を配向させる操作をいう。この操作により引張強さは著しく向上し、靱性を増す。延伸工程の後、延伸温度以上に再加熱すると元の寸法に収縮しようとする性質が表れるため、寸法や強度の安定性をはかるために、延伸温度よりやや低い温度で熱処理(熱固定、ヒートセット)を行うことがある。 Drawing in the present invention means an operation of mechanically drawing a filament at a temperature below the melting point of the material to orient the molecular chains parallel to the drawing direction. This operation significantly improves tensile strength and increases toughness. After the stretching process, if it is reheated above the stretching temperature, it will tend to shrink back to its original dimensions. ).

本発明では、押出工程で得られたストランドを、特定の温度に加熱して延伸を行う。延伸は、入口側の引取ロールと出口側の引取ロールとの速度比(延伸倍率)によって行い、このときの延伸倍率は好ましくは2~15倍である。延伸時の加熱方法は、温水槽、オーブン、熱ロール等のいずれを用いてもよく、何ら制限はないが、より均一に加熱延伸するには温水槽がより好ましい。 In the present invention, the strand obtained by the extrusion process is heated to a specific temperature and stretched. Stretching is carried out according to the speed ratio (stretch ratio) between the take-up roll on the entrance side and the take-up roll on the exit side, and the stretch ratio at this time is preferably 2 to 15 times. A hot water bath, an oven, a hot roll, or the like may be used as a heating method during stretching, and there is no limitation, but a hot water bath is more preferable for more uniform heating and stretching.

温水槽を用いた延伸は、水温調節可能な長さと深さを有する水槽と、その前後に引取ロールとを配置することにより実現可能である。オーブンを用いた延伸は、電気式ヒーター(赤外線ヒーター)を熱源として引取方向に配置しており、温度調節可能な長さ数mのオーブンと、その前後に引取ロールを配置することにより実現可能である。また、熱ロールを用いた延伸は、水配管、油配管、および、内部に配置された電気ヒーターなどにより温度調節された複数の引取ロールを設置し、ロールの回転速度を調節することにより実現可能である。 Stretching using a hot water bath can be realized by arranging a water bath having a length and depth in which the water temperature can be adjusted and take-up rolls in front of and behind the water bath. Stretching using an oven uses an electric heater (infrared heater) as a heat source and is placed in the take-up direction, and can be realized by placing an oven with a length of several meters whose temperature is adjustable and take-up rolls in front of and behind it. be. In addition, stretching using hot rolls can be realized by installing multiple take-up rolls whose temperature is controlled by water pipes, oil pipes, and electric heaters placed inside, and adjusting the rotation speed of the rolls. is.

延伸時の温度条件は、温水槽、オーブン、熱ロール等いずれの装置及び方法を選択してもほぼ同じであり、延伸前のフィラメントの表面温度が重合体(A)のガラス転移温度(Tg)~融点(Tm)の範囲が好ましく、Tg~Tm-30℃の範囲がより好ましく、Tg~Tm-60℃の範囲がさらに好ましい。表面温度がTgに満たない場合は、延伸切れが起こったり、2倍以上の延伸が不可能となったりする場合がある。逆にTmを越える場合は、延伸による強度発現の効果が少なくなる。 The temperature conditions during drawing are almost the same regardless of which device and method such as a hot water bath, oven, or hot roll is selected, and the surface temperature of the filament before drawing is the glass transition temperature (Tg) of the polymer (A). to the melting point (Tm), more preferably Tg to Tm-30°C, and even more preferably Tg to Tm-60°C. If the surface temperature is lower than Tg, the stretch may be broken, or the stretch may not be doubled or more. Conversely, if the Tm is exceeded, the effect of strength development by stretching is reduced.

延伸倍率は、通常2~15倍、好ましくは3~12倍、より好ましくは4~10倍である。延伸倍率が2倍に満たない場合は、延伸操作による強度発現が不充分となる場合がある。逆に、15倍を超える延伸倍率では、延伸切れを起こしやすくなる、ボイドを生じて白化する、フィラメントが縦割れやすくなるなどのトラブルが発生する場合がある。 The draw ratio is usually 2 to 15 times, preferably 3 to 12 times, more preferably 4 to 10 times. If the draw ratio is less than 2 times, the strength development by the drawing operation may be insufficient. On the other hand, if the draw ratio exceeds 15 times, troubles such as breakage of drawing, whitening due to voids, and longitudinal cracking of filaments may occur.

2~15倍の延伸を行う方法としては、1段の延伸処理で行う方法の他に、複数回の延伸を適宜組み合わせて、2段、3段~多段の構成とし、各段で小倍率の延伸を行い、全体の延伸倍率を2~15倍とする方法でもよい。 As a method of stretching 2 to 15 times, in addition to a method of performing a single stage stretching process, a plurality of times of stretching are appropriately combined to form a 2-stage, 3-stage to multi-stage structure, and each stage has a small magnification. A method in which stretching is performed to set the overall stretching ratio to 2 to 15 times may also be used.

多段の延伸を行う場合には、例えば、1段目で1.1~10倍、2段目で1.5~12倍というように、順次延伸倍率を変化させ、全体的な延伸倍率が2~15倍となるようにし、同時に加熱温度条件は前記温度範囲において、1段目を一番低く、段数を増す毎に順次温度を高くする方法が好ましい。 When performing multistage stretching, the stretching ratio is changed sequentially, for example, 1.1 to 10 times in the first stage and 1.5 to 12 times in the second stage, so that the overall stretching ratio is 2. 15 times, and at the same time, the heating temperature conditions are preferably such that the first stage is the lowest in the above temperature range, and the temperature is successively increased as the number of stages is increased.

本発明では、延伸したフィラメントを更に熱処理(熱固定)し、高温下での物性変化(例えば、収縮)を抑制することができる。重合体(A)のガラス転移温度(Tg)~融点(Tm)の間の温度で熱処理する方法としては、好ましくは20~140℃、より好ましくは30~120℃に設定した加熱槽に導き、熱処理(熱固定)を行った後、冷却槽にて冷却する方法が挙げられる。熱処理には、延伸操作の場合と同様に、水槽、オーブン、熱ロール等いずれの方法を用いてもよく、何ら制限はない。また、冷却には、水冷、空冷いずれの方法でも良く、何ら制限はない。
最後に、延伸したフィラメントを巻取機により専用のカートリッジ、ボビンまたはコーンにより巻き取り、フィラメントの巻物を得ることができる。
In the present invention, the drawn filaments can be further heat-treated (heat-set) to suppress changes in physical properties (for example, shrinkage) at high temperatures. As a method of heat-treating the polymer (A) at a temperature between the glass transition temperature (Tg) and the melting point (Tm), preferably 20 to 140 ° C., more preferably 30 to 120 ° C. It is introduced into a heating tank, A method of cooling in a cooling bath after heat treatment (heat setting) may be mentioned. As in the case of the stretching operation, any method such as a water bath, an oven, or a hot roll may be used for the heat treatment, and there is no limitation. Moreover, the cooling method may be either water cooling or air cooling, and there is no limitation.
Finally, the drawn filament is wound by a special cartridge, bobbin or cone by a winder to obtain a filament roll.

本発明の3次元造形用フィラメントの直径は、造形工程で用いる3次元プリンターの設計仕様や造形に使用するシステム能力などにも依るが、通常は1.0mm以上、好ましくは1.5mm以上、より好ましくは1.6mm以上である。一方で上限は通常4.0mm以下、好ましくは3.5mm以下、より好ましくは3.0mm以下である。 The diameter of the filament for three-dimensional modeling of the present invention depends on the design specifications of the three-dimensional printer used in the modeling process and the system capacity used for modeling, but it is usually 1.0 mm or more, preferably 1.5 mm or more, or more. Preferably, it is 1.6 mm or more. On the other hand, the upper limit is usually 4.0 mm or less, preferably 3.5 mm or less, more preferably 3.0 mm or less.

本発明の3次元造形用フィラメントの真円度は、通常0.93以上、好ましくは0.95以上であり、上限は1.0である。なお、真円度は、フィラメント上の所定の間隔をあけた複数の点について、ノギスで長径と短径を測定し、それぞれの測定点についての短径/長径の比率を平均した値とすることができる。真円度が1.0に近いほど、フィラメントの断面が真円状に近い。
前記範囲の直径および真円度を有するフィラメントは、造形性に優れているため、外観や表面性状等に優れた造形体の製造に適している。
The roundness of the filament for three-dimensional modeling of the present invention is usually 0.93 or more, preferably 0.95 or more, and the upper limit is 1.0. The circularity is obtained by measuring the major axis and the minor axis with a vernier caliper at a plurality of points on the filament at predetermined intervals, and averaging the ratio of the minor axis/major axis for each measurement point. can be done. The closer the circularity is to 1.0, the closer the cross section of the filament is to a perfect circle.
A filament having a diameter and a circularity within the above range is excellent in formability, and is therefore suitable for producing a shaped body with excellent appearance, surface properties, and the like.

≪造形体の製造方法≫
造形体の製造方法は、既述の本開示の3次元造形用組成物を溶融する溶融工程と、溶融された3次元造形用組成物を3次元プリンターのノズルから押し出し、造形体を造形する造形工程と、を有している。溶融工程および造形工程は、この順で実行される。
≪Method for manufacturing model≫
The method for manufacturing a modeled body comprises a melting step of melting the composition for three-dimensional modeling of the present disclosure described above, and extruding the melted composition for three-dimensional modeling from a nozzle of a three-dimensional printer to form a modeled body. and The melting process and the shaping process are performed in this order.

(溶融工程)
溶融工程は、前記3次元造形用組成物を溶融する。3次元造形用組成物を溶融する加熱手段は、特に制限されず、公知の加熱手段が適用できる。
(melting process)
The melting step melts the composition for three-dimensional modeling. A heating means for melting the composition for three-dimensional modeling is not particularly limited, and known heating means can be applied.

溶融工程では、例えば電気ヒーター等の加熱手段を備えた3次元プリンターを用いることが好ましい。 In the melting step, it is preferable to use a three-dimensional printer equipped with heating means such as an electric heater.

3次元造形用組成物を溶融する温度は、特に制限されず、3次元造形用組成物に含まれる重合体(A)および共重合体(B)の性質に応じて適宜設定すればよい。3次元造形用組成物を溶融する温度は、例えば、重合体(A)の融点またはガラス転移温度(Tg)のいずれか高い温度を基準として、+10℃~150℃の温度としてもよい。 The temperature for melting the three-dimensional modeling composition is not particularly limited, and may be appropriately set according to the properties of the polymer (A) and copolymer (B) contained in the three-dimensional modeling composition. The temperature for melting the composition for three-dimensional modeling may be, for example, +10° C. to 150° C. based on the melting point or glass transition temperature (Tg) of the polymer (A), whichever is higher.

溶融工程では、例えば、3次元造形用組成物を溶融し、かつ混練してもよい。特に、3次元造形用組成物がガラス繊維を含む場合、溶融工程では、3次元造形用組成物を溶融し、かつ混練することが好ましい。3次元造形用組成物が溶融及び混練されたことにより、3次元造形用組成物に含まれる重合体(A)と共重合体(B)とは、より均一に混ざる傾向にある。そのため、得られた造形体の材料のムラが生じることが抑制され易い。その結果、造形体の変形がより抑制される傾向にある。 In the melting step, for example, the composition for three-dimensional modeling may be melted and kneaded. In particular, when the composition for three-dimensional modeling contains glass fibers, it is preferable to melt and knead the composition for three-dimensional modeling in the melting step. By melting and kneading the composition for three-dimensional modeling, the polymer (A) and the copolymer (B) contained in the composition for three-dimensional modeling tend to mix more uniformly. Therefore, it is easy to suppress the occurrence of unevenness in the material of the obtained modeled body. As a result, the deformation of the shaped body tends to be more suppressed.

(造形工程)
造形工程では、溶融工程で溶融された3次元造形用組成物をノズルから押し出し、造形体を造形する。
(Molding process)
In the modeling process, the three-dimensional modeling composition melted in the melting process is extruded from a nozzle to model a modeled body.

造形工程では、例えば、溶融された3次元造形用組成物を3次元プリンターのノズルから押し出し、複数の2次元データをもとに、2次元層を基板の上に順次積層することにより、造形体を造形することができる。複数の2次元データは、スライサーソフトウェアによって、造形される造形体の3次元の座標データが輪切りにされて、生成される。 In the modeling process, for example, a molten composition for three-dimensional modeling is extruded from a nozzle of a three-dimensional printer, and based on a plurality of two-dimensional data, two-dimensional layers are sequentially laminated on a substrate, thereby forming a modeled body. can be shaped. A plurality of two-dimensional data are generated by slicing the three-dimensional coordinate data of the object to be formed into slices by slicer software.

3次元プリンターは、材料押出方式の3次元プリンターを用いることができる。材料押出方式の3次元プリンターは、特に制限はなく、公知の装置または公知の装置構成を適用することができる。 A material extrusion type three-dimensional printer can be used as the three-dimensional printer. The material extrusion type three-dimensional printer is not particularly limited, and a known device or a known device configuration can be applied.

3次元プリンターは、例えば、シリンダーと、ノズルと、加熱手段と、を備えた装置であってもよい。シリンダーには、3次元造形用組成物が供給される。ノズルは、シリンダーの3次元造形用組成物の吐出方向の下流側の部位に設けられる。ノズルは、3次元造形用組成物を吐出する。加熱手段は、シリンダーに設けられる。加熱手段は、3次元造形用組成物を加熱し溶融する。
3次元プリンターは、加熱溶融された3次元造形用組成物をノズルから押し出し、ノズルから押し出された3次元造形用組成物を積層造形する。これにより、3次元造形体が造形される。
A three-dimensional printer may be, for example, a device comprising a cylinder, a nozzle and heating means. A composition for three-dimensional modeling is supplied to the cylinder. The nozzle is provided at a portion of the cylinder on the downstream side in the discharge direction of the composition for three-dimensional modeling. The nozzle ejects the composition for three-dimensional modeling. A heating means is provided in the cylinder. The heating means heats and melts the composition for three-dimensional modeling.
A three-dimensional printer extrudes a heated and melted composition for three-dimensional modeling from a nozzle, and laminate-models the composition for three-dimensional modeling extruded from the nozzle. Thereby, a three-dimensional modeled object is modeled.

シリンダーは、その内部にスクリューを有していてもよい。スクリューは、3次元造形材料を混練する。
3次元プリンターは、テーブル装置をさらに備えていてもよい。テーブル装置は、ノズルに対向して配置される。テーブル装置上には、ノズルから押し出される溶融状態の3次元造形用組成物が積層される。
3次元プリンターは、制御手段をさらに備えていてもよい。制御手段は、基板及びノズルの空間座標、並びに、ノズルから押し出される3次元造形用組成物の量を制御する。制御手段は、ノズルから押し出される溶融状態の3次元造形用組成物の吐出を制御し、かつ、ノズル及び/又はテーブル装置の、基準面に対するX軸,Y軸,Z軸方向への移動を制御することが好ましい。
The cylinder may have a screw inside it. The screw kneads the three-dimensional modeling material.
The three-dimensional printer may further comprise a table device. A table device is arranged opposite the nozzle. A melted composition for three-dimensional modeling extruded from a nozzle is layered on the table device.
The three-dimensional printer may further comprise control means. The control means controls the spatial coordinates of the substrate and the nozzle, and the amount of the three-dimensional modeling composition extruded from the nozzle. The control means controls the ejection of the molten three-dimensional modeling composition extruded from the nozzle, and controls the movement of the nozzle and/or the table device in the X-axis, Y-axis, and Z-axis directions with respect to the reference plane. preferably.

(他の工程)
本発明に係る造形体の製造方法は、例えば、加工工程をさらに有してもよい。加工工程では、造形工程で造形された造形体を加工処理する。
(Other processes)
The method for manufacturing a shaped body according to the present invention may further include, for example, a processing step. In the processing step, the shaped body shaped in the shaping step is processed.

<造形体>
本発明に係る造形体は、前記3次元造形用組成物から形成された造形体である。このため、造形体の熱収縮等に起因した変形が抑制されている。
<Modeled body>
A modeled object according to the present invention is a modeled object formed from the composition for three-dimensional modeling. Therefore, deformation due to thermal contraction or the like of the modeled body is suppressed.

本発明に係る造形体は、前記3次元造形用組成物から形成された造形体であれば特に制限はなく、いずれの方法で造形されたものでもよい。中でも、本発明に係る造形体は、前記の造形体の製造方法により造形されたものであることが好ましい。 The shaped body according to the present invention is not particularly limited as long as it is a shaped body formed from the composition for three-dimensional modeling, and may be shaped by any method. Above all, it is preferable that the shaped body according to the present invention is shaped by the method for manufacturing the shaped body described above.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。以下の実施例および比較例における重合体物性の測定方法、使用重合体、試験片の作製方法、および評価方法は次のとおりである。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. Methods for measuring physical properties of polymers, polymers used, methods for preparing test pieces, and methods for evaluation in the following examples and comparative examples are as follows.

≪重合体の物性の測定方法≫
<構成単位の含有率>
実施例および比較例で用いた重合体の各々について、4-メチル-1-ペンテン含量、およびα-オレフィン含量は、以下の装置および条件により13C-NMRで測定した結果を基に算出した。ただし、本測定結果のα-オレフィン含量には、4-メチル-1-ペンテンの含量は含まれない。
≪Method for measuring physical properties of polymer≫
<Constituent unit content>
The 4-methyl-1-pentene content and α-olefin content of each of the polymers used in Examples and Comparative Examples were calculated based on the results of 13 C-NMR measurement using the following apparatus and conditions. However, the α-olefin content in this measurement does not include the content of 4-methyl-1-pentene.

日本電子社製ECP500型核磁気共鳴装置を用いて、オルトジクロロベンゼン/重水素化ベンゼン(80/20容量%)混合溶媒、試料濃度55mg/0.6ml、測定温度120℃、観測核は13C(125MHz)、シーケンスはシングルパルスプロトンデカップリング、パルス幅は4.7μ秒(45°パルス)、繰り返し時間は5.5秒、積算回数は1万回以上、27.50ppmをケミカルシフトの基準値として測定した。得られた13C-NMRスペクトルにより、各重合体の組成を定量化した。 Using a JEOL Ltd. ECP500 type nuclear magnetic resonance apparatus, a mixed solvent of ortho-dichlorobenzene/deuterated benzene (80/20% by volume), a sample concentration of 55 mg/0.6 ml, a measurement temperature of 120° C., and an observation nucleus of 13 C. (125 MHz), sequence is single pulse proton decoupling, pulse width is 4.7 μs (45° pulse), repetition time is 5.5 seconds, integration count is 10,000 or more, chemical shift reference value is 27.50 ppm measured as The composition of each polymer was quantified from the obtained 13 C-NMR spectrum.

<メルトフローレート(MFR)>
ASTM D1238に準拠して、重合体(A)は、温度260℃、5kg荷重で測定し、共重合体(B)は、温度230℃、2.16kg荷重で測定した。
<Melt flow rate (MFR)>
According to ASTM D1238, polymer (A) was measured at a temperature of 260° C. and a load of 5 kg, and copolymer (B) was measured at a temperature of 230° C. and a load of 2.16 kg.

<融点(Tm)>
JIS K7121に準拠し、日立ハイテクサイエンス社製の示差走査熱量計DSC7000Xを用い、昇温速度10℃/分で測定される融解ピーク頂点の最も高い温度を融点とした。
<Melting point (Tm)>
Based on JIS K7121, using a differential scanning calorimeter DSC7000X manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., the highest temperature of the melting peak apex measured at a heating rate of 10° C./min was taken as the melting point.

<極限粘度>
ウベローデ粘度計を用いて、デカリン溶媒中135℃で、極限粘度を求めた。まず、実施例および比較例で用いた重合体の各々について試料を約20mg採取した。なお、試料の形態は、重合パウダー、ペレット、フィラメント、樹脂塊等の種々の形態のいずれでもよい。採取した試料をデカリン15mlに溶解して、135℃に加熱したオイルバス中で比粘度ηspを測定した。このデカリン溶液にデカリン溶媒を5ml追加して希釈後、同じように比粘度ηspを測定した。この希釈操作をさらに2回繰り返し、濃度(C)をゼロに外挿した時のηsp/Cの値を極限粘度として算出した(下式参照)。
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)
<Intrinsic Viscosity>
The intrinsic viscosity was determined at 135° C. in decalin solvent using an Ubbelohde viscometer. First, about 20 mg of a sample was taken from each of the polymers used in Examples and Comparative Examples. The form of the sample may be any of various forms such as polymerized powder, pellets, filaments, and resin lumps. The collected sample was dissolved in 15 ml of decalin, and the specific viscosity ηsp was measured in an oil bath heated to 135°C. After diluting this decalin solution with 5 ml of the decalin solvent, the specific viscosity ηsp was measured in the same manner. This dilution operation was repeated twice, and the value of ηsp/C when the concentration (C) was extrapolated to zero was calculated as the intrinsic viscosity (see the formula below).
[η]=lim(ηsp/C) (C→0)

<重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、分子量分布(Mw/Mn値)>
実施例および比較例で用いた重合体の各々について、分子量を、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した。
具体的には、液体クロマトグラフとしてWaters社製ALC/GPC150-Cplus型(示差屈折計検出器一体型)を用い、分離カラムとして東ソー社製GMH6-HTを2本、およびGMH6-HTLを2本直列接続して用い、移動相媒体としてo-ジクロロベンゼン、酸化防止剤として0.025質量%のジブチルヒドロキシトルエン(武田薬品工業社製)を用い、移動相媒体を1.0ml/分で移動させ、試料濃度は15mg/10mlとし、試料注入量は500μLとし、検出器は示差屈折計を用いた。標準ポリスチレンとしては、重量平均分子量(Mw)が1,000以上、4000,000以下において、東ソー社製の標準ポリスチレンを用いた。
<Weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn), molecular weight distribution (Mw/Mn value)>
The molecular weight of each of the polymers used in Examples and Comparative Examples was measured by gel permeation chromatography (GPC).
Specifically, a Waters ALC/GPC150-Cplus type (integrated differential refractometer detector) is used as a liquid chromatograph, and two Tosoh GMH6-HT and two GMH6-HTL are used as separation columns. Used in series connection, using o-dichlorobenzene as a mobile phase medium and 0.025% by mass of dibutylhydroxytoluene (manufactured by Takeda Pharmaceutical Company Limited) as an antioxidant, the mobile phase medium was moved at 1.0 ml/min. , the sample concentration was 15 mg/10 ml, the sample injection volume was 500 μL, and a differential refractometer was used as the detector. As standard polystyrene, standard polystyrene manufactured by Tosoh Corporation was used with a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 or more and 4,000,000 or less.

得られたクロマトグラムを、公知の方法によって、標準ポリスチレンサンプルを用いて検量線を作成して解析することで、重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)および分子量分布(Mw/Mn値)を算出した。1サンプル当たりの測定時間は60分であった。 By analyzing the obtained chromatogram by creating a calibration curve using a standard polystyrene sample by a known method, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw / Mn value ) was calculated. The measurement time per sample was 60 minutes.

<密度>
密度は、JIS K7112に準拠して、密度勾配管を用いて測定した。
<Density>
Density was measured using a density gradient tube according to JIS K7112.

≪重合体の合成≫
<合成例1:重合体(A-1)の合成>
国際公開第2006/054613号の比較例9に記載の重合方法に準じて、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキサデセン、1-オクタデセン、および、水素の割合を変更することで、重合体(A-1)を得た。各物性の測定結果を表1に示す。
≪Synthesis of polymer≫
<Synthesis Example 1: Synthesis of polymer (A-1)>
According to the polymerization method described in Comparative Example 9 of WO 2006/054613, by changing the ratio of 4-methyl-1-pentene, 1-hexadecene, 1-octadecene, and hydrogen, the polymer ( A-1) was obtained. Table 1 shows the measurement results of each physical property.

<合成例2:共重合体(B-1)の合成>
充分に窒素置換した容量1.5Lの攪拌翼付SUS製オートクレーブに、23℃でn-ヘキサン300ml(乾燥窒素雰囲気下、活性アルミナ上で乾燥したもの)、4-メチル-1-ペンテン450mlを装入した。このオートクレーブに、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mmol/mlトルエン溶液を0.75ml装入して攪拌した。
<Synthesis Example 2: Synthesis of copolymer (B-1)>
300 ml of n-hexane (dried over activated alumina under a dry nitrogen atmosphere) and 450 ml of 4-methyl-1-pentene were placed in a 1.5 L SUS autoclave equipped with a stirring blade that was sufficiently purged with nitrogen at 23°C. entered. The autoclave was charged with 0.75 ml of a 1.0 mmol/ml toluene solution of triisobutylaluminum (TIBAL) and stirred.

次に、オートクレーブを内温60℃まで加熱し、全圧(ゲージ圧)が0.40MPaとなるようにプロピレンで加圧した。続いて、予め調製しておいたアルミニウム換算で1mmolのメチルアルミノキサン、および0.01mmolのジフェニルメチレン(1-エチル-3-t-ブチル-シクロペンタジエニル)(2,7-ジ-t-ブチル-フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを含むトルエン溶液0.34mlをオートクレーブに窒素で圧入し、重合反応を開始した。重合反応中は、オートクレーブの内温が60℃になるように温度を調整した。重合開始から60分後、オートクレーブにメタノール5mlを窒素で圧入し、重合反応を停止させた後、オートクレーブ内を大気圧まで脱圧した。脱圧後、反応溶液にアセトンを添加しながら攪拌した。 Next, the autoclave was heated to an internal temperature of 60° C. and pressurized with propylene so that the total pressure (gauge pressure) was 0.40 MPa. Subsequently, 1 mmol of methylaluminoxane prepared in advance in terms of aluminum and 0.01 mmol of diphenylmethylene (1-ethyl-3-t-butyl-cyclopentadienyl)(2,7-di-t-butyl 0.34 ml of a toluene solution containing zirconium dichloride (fluorenyl) was injected into the autoclave with nitrogen to initiate the polymerization reaction. During the polymerization reaction, the temperature was adjusted so that the internal temperature of the autoclave was 60°C. After 60 minutes from the initiation of polymerization, 5 ml of methanol was injected into the autoclave under pressure with nitrogen to stop the polymerization reaction, and then the pressure inside the autoclave was released to atmospheric pressure. After the pressure was released, the reaction solution was stirred while adding acetone.

得られた溶媒を含むパウダー状の共重合体を100℃、減圧下で12時間乾燥した。生成物である共重合体(B-1)の重量は36.9gで、共重合体(B-1)中の4-メチル-1-ペンテン含有量は72.4モル%、プロピレン含有量は27.6モル%であった。示差走査熱量計(DSC)で測定を行ったところ、融点は観測されなかった。各物性の測定結果を表1に示す。 The obtained powdery copolymer containing the solvent was dried at 100° C. under reduced pressure for 12 hours. The weight of the product copolymer (B-1) was 36.9 g, the content of 4-methyl-1-pentene in the copolymer (B-1) was 72.4 mol%, and the content of propylene was It was 27.6 mol %. No melting point was observed when measured with a differential scanning calorimeter (DSC). Table 1 shows the measurement results of each physical property.

<合成例3:共重合体(CB-1)の合成>
充分に窒素置換した容量1.5Lの攪拌翼付のSUS製オートクレーブに、23℃でn-ヘキサン300ml(乾燥窒素雰囲気下、活性アルミナ上で乾燥したもの)、4-メチル-1-ペンテン450mlを装入した。このオートクレーブに、トリイソブチルアルミニウム(TIBAL)の1.0mmol/mlトルエン溶液を0.75ml装入して攪拌した。
<Synthesis Example 3: Synthesis of copolymer (CB-1)>
300 ml of n-hexane (dried over activated alumina under a dry nitrogen atmosphere) and 450 ml of 4-methyl-1-pentene were placed in a fully nitrogen-substituted SUS autoclave with a capacity of 1.5 L and equipped with a stirring blade at 23°C. loaded. The autoclave was charged with 0.75 ml of a 1.0 mmol/ml toluene solution of triisobutylaluminum (TIBAL) and stirred.

次に、オートクレーブを内温60℃まで加熱し、全圧(ゲージ圧)が0.19MPaとなるようにプロピレンで加圧した。続いて、予め調製しておいたアルミニウム換算で1mmolのメチルアルミノキサン、および0.01mmolのジフェニルメチレン(1-エチル-3-t-ブチル-シクロペンタジエニル)(2,7-ジ-t-ブチル-フルオレニル)ジルコニウムジクロリドを含むトルエン溶液0.34mlをオートクレーブに窒素で圧入し、重合反応を開始した。重合反応中は、オートクレーブの内温が60℃になるように温度を調整した。重合開始から60分後、オートクレーブにメタノール5mlを窒素で圧入し、重合反応を停止させた後、オートクレーブ内を大気圧まで脱圧した。脱圧後、反応溶液にアセトンを添加しながら攪拌した。 Next, the autoclave was heated to an internal temperature of 60° C. and pressurized with propylene so that the total pressure (gauge pressure) was 0.19 MPa. Subsequently, 1 mmol of methylaluminoxane prepared in advance in terms of aluminum and 0.01 mmol of diphenylmethylene (1-ethyl-3-t-butyl-cyclopentadienyl)(2,7-di-t-butyl 0.34 ml of a toluene solution containing zirconium dichloride (fluorenyl) was injected into the autoclave with nitrogen to initiate the polymerization reaction. During the polymerization reaction, the temperature was adjusted so that the internal temperature of the autoclave was 60°C. After 60 minutes from the initiation of polymerization, 5 ml of methanol was injected into the autoclave under pressure with nitrogen to stop the polymerization reaction, and then the pressure inside the autoclave was released to atmospheric pressure. After the pressure was released, the reaction solution was stirred while adding acetone.

得られた溶媒を含むパウダー状の重合体を130℃、減圧下で12時間乾燥した。生成物である共重合体(CB-1)の重量は、44.0gで、共重合体(CB-1)中の4-メチル-1-ペンテン含有量は84.1モル%、プロピレン含有量は15.9モル%であった。示差走査熱量計(DSC)で測定を行ったところ、融点は130℃であった。各物性の測定結果を表1に示す。 The obtained powdery polymer containing solvent was dried at 130° C. under reduced pressure for 12 hours. The weight of the product copolymer (CB-1) was 44.0 g, the content of 4-methyl-1-pentene in the copolymer (CB-1) was 84.1 mol%, the content of propylene was was 15.9 mol %. The melting point was 130° C. as measured by a differential scanning calorimeter (DSC). Table 1 shows the measurement results of each physical property.

<各重合体の動的粘弾性測定>
前述の方法で得られた重合体(A-1)、共重合体(B-1)および共重合体(CB-1)のそれぞれをSUS製型枠に所定量充填し、重合体(A-1)の場合は加熱盤270℃、共重合体(B-1)および共重合体(CB-1)の場合は加熱盤200℃に設定し、油圧式熱プレス機(関西ロール社製PEWR-30)を用いて、予熱7分間、ゲージ圧10MPaで2分間加圧した後、20℃に設定した冷却盤に移し替え、ゲージ圧10MPaで圧縮して3分間冷却し、厚み2.0mmの測定用プレスシートを作製した。
<Dynamic viscoelasticity measurement of each polymer>
A predetermined amount of each of the polymer (A-1), the copolymer (B-1) and the copolymer (CB-1) obtained by the above method is filled in a SUS mold, and the polymer (A- In the case of 1), the heating plate was set to 270 ° C., and in the case of the copolymer (B-1) and the copolymer (CB-1), the heating plate was set to 200 ° C., and a hydraulic heat press machine (Kansai Roll Co., Ltd. PEWR- 30), preheat for 7 minutes, pressurize at a gauge pressure of 10 MPa for 2 minutes, transfer to a cooling plate set at 20 ° C., compress at a gauge pressure of 10 MPa and cool for 3 minutes, measure a thickness of 2.0 mm A press sheet for

次に、上述の方法で得られた厚み2.0mmの測定用プレスシートを、レオメーター(アントンパール社製MCR301)により、トーションモード、周波数10rad/s(1.6Hz)、歪み量0.1%、昇温速度2℃/分の条件で、-40~150℃における動的粘弾性の温度分散を観測し、tanδピーク値およびtanδピーク温度を測定した。その結果を表1に示す。 Next, the press sheet for measurement with a thickness of 2.0 mm obtained by the above method was measured by a rheometer (MCR301 manufactured by Anton Paar) in torsion mode, frequency of 10 rad/s (1.6 Hz), strain amount of 0.1. % and a heating rate of 2° C./min. Table 1 shows the results.

Figure 2023124604000001
Figure 2023124604000001

[実施例1]
<調製例1:3次元造形用組成物の調製>
重合体(A-1)60質量部と共重合体(B-1)40質量部とをドライブレンドして、3次元造形用組成物とした。
[Example 1]
<Preparation Example 1: Preparation of three-dimensional modeling composition>
60 parts by mass of the polymer (A-1) and 40 parts by mass of the copolymer (B-1) were dry-blended to prepare a composition for three-dimensional modeling.

〈引張弾性率の測定〉
加熱温度200℃、プレス圧力50MPa、プレス時間3分の条件で、得られた3次元造形用組成物を熱プレス成形して、2mm厚の測定用熱プレス角板を得た。この板をJIS K7161-2:2014に規定される1BA形試験片形状で打ち抜いた。測定用熱プレス品の全長は、75mmであった。得られた測定用熱プレス品の引張弾性率を測定した。測定結果を表2に示す。
<Measurement of tensile modulus>
The obtained composition for three-dimensional modeling was hot-press molded under conditions of a heating temperature of 200° C., a pressing pressure of 50 MPa, and a pressing time of 3 minutes to obtain a hot-pressed square plate for measurement with a thickness of 2 mm. This plate was punched into a 1BA test piece shape defined in JIS K7161-2:2014. The total length of the hot pressed product for measurement was 75 mm. The tensile modulus of the obtained heat-pressed product for measurement was measured. Table 2 shows the measurement results.

〈ショアD硬度の測定〉
上記に記載した、3次元造形用組成物の測定用熱プレス角板3枚を重ね、合計厚み6mmとして用いて、JIS K6253に準拠してショアD硬度計で測定した。押針接触開始直後の数字をショアD硬度として得た。得られた結果を表2に示す。
<Measurement of Shore D hardness>
Three heat-pressed rectangular plates for measurement of the composition for three-dimensional modeling described above were stacked to have a total thickness of 6 mm, and the hardness was measured with a Shore D hardness tester according to JIS K6253. The Shore D hardness was obtained immediately after the start of contact with the indentor. Table 2 shows the results obtained.

〈フィラメントの製造〉
3次元造形用組成物を二軸押出機中で溶融混錬し、吐出して冷却水槽中で冷却し、ストランドとした。その後、得られたストランドを温水槽中で延伸することで、直径1.75mmのフィラメントを作製した。
<Manufacturing filament>
The composition for three-dimensional modeling was melt-kneaded in a twin-screw extruder, extruded and cooled in a cooling water bath to form a strand. After that, the resulting strand was drawn in a hot water bath to produce a filament with a diameter of 1.75 mm.

〈造形体の製造と評価〉
得られた直径1.75mmのフィラメントを材料として、日本3Dプリンター社の3Dプリンター機種「Raise3D Pro2」を用いて造形体A1~A4を作製した。このとき、形状データをAutodesk社のソフトウェア「Fusion360」で作成し、Simplify3D社のソフトウェア「Simplify3D」にて造形条件を決定した。造形テーブルは40℃、ノズル温度は290℃、造形速度は60mm/s、内部充填率100%の造形条件にて、評価用サンプルを作製した。
<Manufacturing and Evaluation of Modeled Objects>
Using the obtained filament with a diameter of 1.75 mm as a material, modeled bodies A1 to A4 were produced using a 3D printer model "Raise3D Pro2" manufactured by Japan 3D Printer Co., Ltd. At this time, shape data was created by Autodesk's software "Fusion360", and modeling conditions were determined by Simplify3D's software "Simplify3D". An evaluation sample was produced under the molding conditions of a molding table of 40° C., a nozzle temperature of 290° C., a molding speed of 60 mm/s, and an internal filling rate of 100%.

造形体A1は、長さ40mm、幅20mm、厚さ2mmの矩形板形状を有し、造形体A2は、長さ80mm、幅40mm、厚さ2mmの矩形板形状を有する。
造形体A3は、底面の直径が80mm、高さが40mmの歯形造形体である。造形体A3は、造形体A1および造形体A2と比較して、凹凸形状が増加し、ヒトの歯並びおよび歯茎などを再現するための微細な造形が求められること、造形体の体積増加に伴う造形時間の増加により、造形テーブルと造形体の間に強力な接着が求められることなどから、造形体A1および造形体A2と比較して造形が困難である。
造形体A4は、底面の長さ40mm、幅10mm、全長の長さ60mm、高さが50mmの舟形造形体である。舟形の造形体A4は、船首が底面から浮いており、積層造形時の支持体となる下層部分より上層部分の方が大きくなることなどにより、造形体A3よりも造形が困難な造形体である。
The modeled body A1 has a rectangular plate shape with a length of 40 mm, a width of 20 mm, and a thickness of 2 mm, and the modeled body A2 has a rectangular plate shape with a length of 80 mm, a width of 40 mm, and a thickness of 2 mm.
The shaped body A3 is a toothed shaped body with a bottom diameter of 80 mm and a height of 40 mm. Compared to the modeled bodies A1 and A2, the modeled body A3 has an increased uneven shape, and requires fine modeling to reproduce the alignment of human teeth and gums. As the time increases, strong adhesion is required between the modeling table and the modeled body, so modeling is more difficult than with the modeled bodies A1 and A2.
The shaped body A4 is a boat-shaped shaped body with a bottom length of 40 mm, a width of 10 mm, an overall length of 60 mm, and a height of 50 mm. The boat-shaped body A4 is a modeled body that is more difficult to model than the modeled body A3 because the bow is lifted from the bottom and the upper layer portion is larger than the lower layer portion that serves as a support during layered manufacturing. .

造形体について、造形完了の可否、造形テーブルから離型後の造形体の形状から、以下の評価基準に基づき評価を実施した。
(評価基準)
〇:造形が途中で停止することなく完了し、離型後の造形体の反り量が2mm未満。
△:造形が途中で停止することなく完了し、離型後の造形体の反り量が2mm以上。
×:造形途中に造形体が反ることで、造形が途中で停止した。
××:フィラメントを装置に設置不可。
-:造形未実施。
The modeled body was evaluated based on the following evaluation criteria based on whether or not modeling was completed and the shape of the modeled body after being released from the modeling table.
(Evaluation criteria)
◯: Modeling was completed without stopping midway, and the amount of warpage of the modeled body after releasing from the mold was less than 2 mm.
Δ: Modeling was completed without stopping midway, and the amount of warpage of the modeled body after release was 2 mm or more.
x: Modeling stopped in the middle because the model warped during modeling.
XX: The filament cannot be installed in the device.
-: Not modeled.

離型後の造形体の反りは、造形体を定盤に載置し、前記定盤からの造形体底面の浮き上がり量を計測することにより、評価した。前記浮き上がり量の最大値を造形体の反り量と規定した。各測定結果を表2に示した。 The warpage of the molded body after releasing from the mold was evaluated by placing the molded body on a surface plate and measuring the lift amount of the bottom surface of the molded body from the surface plate. The maximum value of the amount of floating was defined as the amount of warpage of the modeled body. Each measurement result is shown in Table 2.

<比較例1~7>
3次元造形用組成物の調製に使用する重合体(A-1)、共重合体(B-1)、および、共重合体(CB―1)の量を表2に示すように変更した他は、実施例1と同様に、3次元造形用組成物を調整し、引張弾性率の測定、ショアD硬度の測定、造形体の製造および得られた造形体の評価を行った。得られた結果を表2に示す。
<Comparative Examples 1 to 7>
The amounts of the polymer (A-1), copolymer (B-1), and copolymer (CB-1) used to prepare the composition for three-dimensional modeling were changed as shown in Table 2. In the same manner as in Example 1, the composition for three-dimensional modeling was prepared, the tensile modulus of elasticity was measured, the Shore D hardness was measured, the shaped body was produced, and the resulting shaped body was evaluated. Table 2 shows the results obtained.

Figure 2023124604000002
Figure 2023124604000002

Claims (8)

下記要件(A-a)および(A-b)を満たす4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)45~75質量部と、
下記要件(B-a)および(B-b)を満たす4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)25~55質量部とを含み(ただし、4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)と4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)の合計を100質量部とする。)、
引張弾性率が10~1000MPaである、3次元造形用組成物。
要件(A-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(i)90~100モル%と、炭素原子数5~20のα-オレフィン(4-メチル-1-ペンテンを除く)から導かれる構成単位(ii)0~10モル%からなる(ただし、構成単位(i)と構成単位(ii)の合計を100モル%とする。)。
要件(A-b)示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が、200~250℃の範囲にある。
要件(B-a)4-メチル-1-ペンテンから導かれる構成単位(iii)60~78モル%と、炭素原子数2~4のα-オレフィンから導かれる構成単位(iv)22~40モル%からなる(ただし、構成単位(iii)と構成単位(iv)の合計を100モル%とする。)。
要件(B-b)示差走査熱量計(DSC)で測定した融点(Tm)が観測されない。
45 to 75 parts by mass of a 4-methyl-1-pentene polymer (A) that satisfies the following requirements (Aa) and (Ab);
Contains 25 to 55 parts by mass of a 4-methyl-1-pentene copolymer (B) that satisfies the following requirements (Ba) and (Bb) (however, a 4-methyl-1-pentene polymer ( The total of A) and the 4-methyl-1-pentene copolymer (B) is 100 parts by mass.),
A three-dimensional modeling composition having a tensile modulus of 10 to 1000 MPa.
Requirement (Aa) 90 to 100 mol% of structural units (i) derived from 4-methyl-1-pentene and α-olefins having 5 to 20 carbon atoms (excluding 4-methyl-1-pentene) Consists of 0 to 10 mol % of derived structural unit (ii) (provided that the total of structural unit (i) and structural unit (ii) is 100 mol %).
Requirement (Ab) Melting point (Tm) measured by differential scanning calorimeter (DSC) is in the range of 200 to 250°C.
Requirement (Ba) 60 to 78 mol % of the structural unit (iii) derived from 4-methyl-1-pentene and 22 to 40 mol of the structural unit (iv) derived from an α-olefin having 2 to 4 carbon atoms % (provided that the total of structural unit (iii) and structural unit (iv) is 100 mol %).
Requirement (Bb) No melting point (Tm) measured by differential scanning calorimeter (DSC) is observed.
前記4-メチル-1-ペンテン系重合体(A)がさらに要件(A-c)を満たす、請求項1に記載の3次元造形用組成物。
要件(A-c)260℃、5kg荷重下のメルトフローレート(MFR)が0.01g/10分~250g/10分の範囲にある。
The composition for three-dimensional modeling according to claim 1, wherein the 4-methyl-1-pentene polymer (A) further satisfies requirements (Ac).
Requirement (A-c) Melt flow rate (MFR) at 260° C. under 5 kg load is in the range of 0.01 g/10 min to 250 g/10 min.
前記4-メチル-1-ペンテン共重合体(B)が下記要件(B-c)、(B-d)および(B-e)からなる群より選ばれる少なくとも1つの要件を満たす、請求項1または2に記載の3次元造形用組成物。
要件(B-c)135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕が、0.5~4.0dl/gの範囲にある。
要件(B-d)ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるポリスチレン換算での、重量平均分子量(Mw)と数平均分子量(Mn)との比である分子量分布(Mw/Mn)が、1.0~3.5の範囲にある。
要件(B-e)密度が、825~860kg/m3の範囲にある。
Claim 1, wherein the 4-methyl-1-pentene copolymer (B) satisfies at least one requirement selected from the group consisting of the following requirements (Bc), (Bd) and (Be): Or the composition for three-dimensional modeling according to 2.
Requirement (Bc) The intrinsic viscosity [η] measured in decalin at 135°C is in the range of 0.5 to 4.0 dl/g.
Requirement (Bd) The molecular weight distribution (Mw/Mn), which is the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn) in terms of polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC), It ranges from 1.0 to 3.5.
Requirement (Be) density is in the range of 825-860 kg/m 3 .
JIS K6253に準拠して測定した前記組成物のショアD硬度が50~90である、請求項1~3のいずれか1項に記載の3次元造形用組成物。 The composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 3, wherein the Shore D hardness of the composition measured according to JIS K6253 is 50 to 90. 請求項1~4のいずれか1項に記載の3次元造形用組成物を含有する3次元造形用フィラメント。 A filament for three-dimensional modeling containing the composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 4. 請求項1~4のいずれか1項に記載の3次元造形用組成物を含有する造形体。 A modeled object containing the composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 4. 請求項1~4のいずれか1項に記載の3次元造形用組成物を用いて、3次元造形用フィラメントを製造する方法。 A method for producing a three-dimensional modeling filament using the three-dimensional modeling composition according to any one of claims 1 to 4. 請求項1~4のいずれか1項に記載の3次元造形用組成物を用いて、造形体を製造する方法。 A method for producing a modeled object using the composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 4.
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