JP3222767U - Modeling material - Google Patents

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雄俊 中谷
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義尚 西井
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Abstract

【課題】3Dプリンター用の造形材料において、新たなバリエーションを有する造形物を得ることが可能な造形材料を提供する。【解決手段】直径0.5〜10mmの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料1であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、該造形材料1が構造色を有する。または、直径0.5〜10mmの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料1であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、熱可塑性合成樹脂が構造色発現性色材を含む。【選択図】図1A modeling material capable of obtaining a modeled object having a new variation in a modeling material for a 3D printer is provided. SOLUTION: A linear body having a diameter of 0.5 to 10 mm, the linear body is a modeling material 1 for obtaining a desired molded object by applying to an additional manufacturing apparatus, and the linear body is Constructed of a thermoplastic synthetic resin, the modeling material 1 has a structural color. Or it is a linear body of diameter 0.5-10mm, Comprising: This linear body is the modeling material 1 for obtaining a desired molded article by applying to an addition manufacturing apparatus, and this linear body is thermoplastic. It is composed of a synthetic resin, and the thermoplastic synthetic resin includes a structural color developing colorant. [Selection] Figure 1

Description

本考案は、付加製造装置(3次元プリンター)に用いるための造形材料に関する。   The present invention relates to a modeling material for use in an additional manufacturing apparatus (three-dimensional printer).

樹脂成形体は、射出成形、押出成形など各種の方法で成形されており、日用品の分野や産業分野などで幅広く利用されている。少量多品種の成形体を得る方法として、3次元プリンター(3Dプリンター)に代表される立体造形機による成形方法が注目されている。   The resin molded body is molded by various methods such as injection molding and extrusion molding, and is widely used in the fields of daily necessities and industrial fields. As a method for obtaining a small amount of various types of molded products, a molding method using a three-dimensional modeling machine represented by a three-dimensional printer (3D printer) has been attracting attention.

3Dプリンターの手法には、熱溶解積層法(FDM)、光造形法(SLA)、粉末焼結積層法(SLS)などがあり、それぞれで技術開発が進められている。個人用などではFDM法の造形装置が広く用いられており、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体)やポリ乳酸樹脂などの熱可塑性合成樹脂を原料とした線状体が造形材料として知られている。   3D printer methods include hot melt lamination (FDM), stereolithography (SLA), and powder sintering lamination (SLS), and technological development is underway for each. FDM modeling equipment is widely used for personal use, and linear bodies made from thermoplastic synthetic resins such as ABS resin (acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer) and polylactic acid resin are known as modeling materials. It has been.

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

特表2005−523391号公報JP 2005-523391 A

少量多品種の成形体を得ることができる3Dプリンター用の造形材料には、種々の機能や質感等の種々のバリエーションを有するものが期待される。本考案は、3Dプリンター用の造形材料において、新たなバリエーションを有する造形物を得ることが可能な造形材料を提案することを課題とする。   A modeling material for a 3D printer capable of obtaining a small amount and a variety of molded products is expected to have various variations such as various functions and textures. This invention makes it a subject to propose the modeling material which can obtain the modeling object which has a new variation in the modeling material for 3D printers.

本考案は、直径0.5〜10mmの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、該造形材料が構造色を有することを特徴とする造形材料を要旨とする。   The present invention is a linear body having a diameter of 0.5 to 10 mm, and the linear body is a modeling material for obtaining a desired model by applying it to an additional manufacturing apparatus. The gist of the modeling material is made of a plastic synthetic resin, and the modeling material has a structural color.

また、本考案は、直径0.5〜10mmの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、熱可塑性合成樹脂が構造色発現性色材を含むことを特徴とする造形材料を要旨とする。   Further, the present invention is a linear body having a diameter of 0.5 to 10 mm, and the linear body is a modeling material for obtaining a desired modeling object by applying to an additional manufacturing apparatus, and the linear body Is made of a thermoplastic synthetic resin, and the gist is a modeling material characterized in that the thermoplastic synthetic resin contains a structural color developing colorant.

本考案の造形材料は、熱可塑性合成樹脂によって構成されてなり、直径0.5〜10mmの線状体である。線状体は、数m〜数百mの連続線状物であり、これを巻いてリール状として、3Dプリンターに取り付けて所望の形状の成形体(造形物)を得る。造形材料の好ましい直径は1mm以上であり、特に直径1.75mmの造形材料は、市販の熱溶解積層法による3Dプリンターに適用できることから好ましい。なお、線状体は、必要に応じて3mm〜1000mm程度の所定長にカットして使用してもよい。   The modeling material of the present invention is made of a thermoplastic synthetic resin and is a linear body having a diameter of 0.5 to 10 mm. The linear body is a continuous linear object of several m to several hundreds m, and is wound into a reel to be attached to a 3D printer to obtain a molded body (modeled object) having a desired shape. A preferable diameter of the modeling material is 1 mm or more, and in particular, a modeling material having a diameter of 1.75 mm is preferable because it can be applied to a 3D printer by a commercially available hot melt lamination method. The linear body may be cut into a predetermined length of about 3 mm to 1000 mm as necessary.

本考案の造形材料は、構造色を有している。造形材料が構造色を有するためには、熱可塑性合成樹脂中に構造色発現色材を含ませる方法がより効果的である。構造色とは薄膜干渉、多層膜干渉、回折、光散乱、Mie散乱、屈折などの現象により、真珠・玉虫・モルフォ蝶の羽、オパールのような独特の色彩を発現することを差し、構造色発現性色材とは、上記した独特の色彩を発現する色材である。構造色発現性色材としては、特に、遊色効果(カラートラベル効果)のような異方性の強い構造色を示す色材であることが好ましい。構造色発現性色材としては、アルミニウム・雲母などの粉体またはフレークを基材とし、シリカ・酸化チタン・金属微粒子などで被覆した複合顔料などが挙げられる。このような構造色発現色材は1種のみを用いても、また2種以上を併用してもよい。   The modeling material of the present invention has a structural color. In order for a modeling material to have a structural color, the method of including a structural color expression color material in a thermoplastic synthetic resin is more effective. Structural color means that a unique color such as pearl, iridescent, morpho butterfly wing, opal is expressed by thin film interference, multilayer interference, diffraction, light scattering, Mie scattering, refraction, etc. The expression colorant is a colorant that expresses the unique color described above. The structural color developing colorant is particularly preferably a colorant exhibiting a highly anisotropic structural color such as a play color effect (color travel effect). Examples of the structural color-expressing coloring material include composite pigments that are made of powder or flakes such as aluminum and mica and coated with silica, titanium oxide, metal fine particles, and the like. Such structural color developing color materials may be used alone or in combination of two or more.

構造色発現色材の粒径としては、熱可塑性合成樹脂中に良好に含有でき、溶融紡糸可能な程度であればよいが、最大径は100μm以下が好ましい。最大径を100μm以下とすることにより、溶融紡糸の際に、ノズルパックに目詰まりが生じにくく、良好に溶融紡糸を行うことができ、また3Dプリンターで造形する際にノズル閉塞などのトラブルが起こりにくくなる。このような理由から、さらに好ましくは最大径が50μm以下である。また、粒径の下限は、取扱い性の観点から0.01μmがよい。また、熱可塑性合成樹脂との混練性や分散性、耐熱性を調整するための加工や表面処理(例えば、コーティング、マイクロカプセル化、プラズマ処理、マスターバッチ化)などを施してもよい。   The particle diameter of the structural color developing coloring material is not limited as long as it can be satisfactorily contained in the thermoplastic synthetic resin and can be melt-spun, but the maximum diameter is preferably 100 μm or less. By setting the maximum diameter to 100 μm or less, clogging of the nozzle pack is less likely to occur during melt spinning, it is possible to perform melt spinning well, and troubles such as nozzle clogging occur when modeling with a 3D printer. It becomes difficult. For these reasons, the maximum diameter is more preferably 50 μm or less. The lower limit of the particle size is preferably 0.01 μm from the viewpoint of handleability. In addition, processing for adjusting kneadability, dispersibility, and heat resistance with the thermoplastic synthetic resin, surface treatment (for example, coating, microencapsulation, plasma treatment, masterbatch formation) and the like may be performed.

熱可塑性合成樹脂中に含ませる構造色発現色材の比率は、材料の比重や相性、含ませる際の混練方法、構造色発現色材の粒径によって適宜設計すればよいが、熱可塑性合成樹脂100質量部に対して構造色発現色材は0.1〜30質量部がよい。構造色発現色材の量が0.1質量部未満の場合、十分な構造色発現性が得にくい。また、構造色発現色材の量を30質量部以下とすることにより、線状体が造形時に容易に折れることなく、また得られる造形物が脆くならず、通常の使用では破壊されにくい強度を維持することができる。   The ratio of the structural color developing color material to be included in the thermoplastic synthetic resin may be appropriately designed according to the specific gravity and compatibility of the material, the kneading method for inclusion, and the particle size of the structural color developing color material. 0.1-30 mass parts is good for a structural color expression coloring material with respect to 100 mass parts. When the amount of the structural color developing color material is less than 0.1 parts by mass, it is difficult to obtain sufficient structural color developing properties. In addition, by setting the amount of the structural color developing coloring material to 30 parts by mass or less, the linear body is not easily broken at the time of modeling, and the obtained molded object does not become brittle, and has a strength that is not easily destroyed in normal use. Can be maintained.

また、本発明の造形材料は、構造色を有することに加えて、クロミック性を有することが好ましい。クロミック性は、熱、光、電気、溶媒和、圧力などが加わることにより変色する性質であり、例えば、構造色とサーモクロミック性を有する場合、サーモクロミック色材の変色温度以下と変色温度以上とでは外観の色や光沢を変化させることができ、そこに構造色による光沢や色相の奥行きも加わり、高い意匠性を付与することができる。熱以外の刺激に応答するクロミック色材の場合は、自由なタイミングで外観変化を与えることができ、意匠性をさらに高めることができる。   In addition to having a structural color, the modeling material of the present invention preferably has chromic properties. The chromic property is a property that changes color when heat, light, electricity, solvation, pressure, etc. are applied.For example, when it has structural color and thermochromic property, it is below the discoloration temperature and above the discoloration temperature of the thermochromic color material. The color and gloss of the external appearance can be changed, and the gloss and hue depth of the structural color are added to the color to give a high design. In the case of a chromic color material that responds to a stimulus other than heat, the appearance can be changed at any time, and the design can be further enhanced.

クロミック性は、クロミック色材を熱可塑性合成樹脂に含ませることにより、達成できる。クロミック色材としては、熱であればサーモクロミック色材(例えば、ハロゲノ錯体、ジニトロジアンミン銅(II)錯体、エチレンジアミン類ニッケル(II)錯体、サリチルアルデヒド類錯体、ポリペプチド類のコレステリック液晶、ロイコ染料)、光であればフォトクロミック色材(例えば、アゾベンゼン・スピロピラン・ジアリールエテン)、電気であればエレクトロクロミック色材(例えば、ビオロゲン系化合物、酸化タングステン)、溶媒和であればソルバトクロミック色材(例えば、2,6−ジフェニル−4−(2,4,6−トリフェニルピリジニオ)フェノレート)、圧力であればピエゾクロミック色材(例えば、金属−ジオンジオキシマート錯体)が挙げられる。これらのクロミック色材は1種のみを用いても、2種以上を併用してもよい。   The chromic property can be achieved by including a chromic color material in the thermoplastic synthetic resin. The chromic colorant can be a thermochromic colorant (for example, a halogeno complex, a dinitrodiammine copper (II) complex, an ethylenediamine nickel (II) complex, a salicylaldehyde complex, a cholesteric liquid crystal of a polypeptide, a leuco dye). ), Photochromic color materials (eg, azobenzene, spiropyran, diarylethene) if light, electrochromic color materials (eg, viologen compounds, tungsten oxide) if electricity, and solvatochromic color materials (eg, solvates) , 2,6-diphenyl-4- (2,4,6-triphenylpyridinio) phenolate), and pressure may be a piezochromic coloring material (for example, a metal-dione dioximate complex). These chromic color materials may be used alone or in combination of two or more.

クロミック色材の粒径としては、熱可塑性合成樹脂中に良好に含有でき、溶融紡糸可能な程度であればよいが、構造色発現色材と同様の理由で、最大径は100μm以下が好ましく、より好ましくは50μm以下が好ましく、下限は、取り扱い性から、0.01μmがよい。また、熱可塑性合成樹脂との混練性や分散性、耐熱性を調整するための加工や表面処理(例えば、コーティング、マイクロカプセル化、プラズマ処理、マスターバッチ化)などを施してもよい。   The particle size of the chromic color material may be contained in the thermoplastic synthetic resin as long as it can be melt-spun, but for the same reason as the structural color expression color material, the maximum diameter is preferably 100 μm or less, More preferably, it is preferably 50 μm or less, and the lower limit is preferably 0.01 μm in view of handling. In addition, processing for adjusting kneadability, dispersibility, and heat resistance with the thermoplastic synthetic resin, surface treatment (for example, coating, microencapsulation, plasma treatment, masterbatch formation) and the like may be performed.

熱可塑性合成樹脂中に含ませるクロミック色材の比率は、材料の比重や相性、含ませる際の混練方法、クロミック色材の粒径によって適宜設計すればよいが、熱可塑性合成樹脂100質量部に対して構造色発現色材は0.01〜10質量部がよい。   The ratio of the chromic color material to be included in the thermoplastic synthetic resin may be appropriately designed depending on the specific gravity and compatibility of the material, the kneading method for inclusion, and the particle size of the chromic color material. On the other hand, the structural color developing colorant is preferably 0.01 to 10 parts by mass.

本考案の造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂は、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。なかでも、力学特性の調整の容易さや汎用性の高さから、ポリエステル系樹脂を好適に使用できる。   Examples of the thermoplastic synthetic resin constituting the modeling material of the present invention include polyester resins, polyamide resins, polyolefin resins, polycarbonate resins, acrylic resins, vinyl resins, and thermoplastic elastomers. Among these, polyester resins can be preferably used because of easy adjustment of mechanical properties and high versatility.

ポリエステル系樹脂のなかでも、ポリ乳酸は、反りが発生しにくいために好ましく、D体含有量が低いポリL乳酸は、黄色味が帯びにくいため、さらに好ましい。黄色味を帯びにくくするためには、D体含有量が1.5モル%未満であることが好ましい。   Among the polyester-based resins, polylactic acid is preferable because warpage is unlikely to occur, and poly-L lactic acid having a low D-form content is more preferable because it is difficult to be yellowish. In order to make it less yellowish, the D-form content is preferably less than 1.5 mol%.

また、融点が130〜200℃程度のポリエステル共重合体を好ましく用いることができる。造形時に、3Dプリンターは熱可塑性合成樹脂の融点以上の温度に設定する必要があるが、造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂の融点の上限を200℃以下とすることにより、3Dプリンターの設定温度を極めて高温状態にする必要がないため好ましい。融点が130〜200℃程度のポリエステル共重合体としては、本出願人が提案している特願2018−527633号に記載されているポリエステル共重合体を好ましく用いることができる。このポリエステル共重合体は、酸成分としてテレフタル酸を含み、ジオール成分としてエチレングリコール及び1,4−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体であり、好ましい融点が130〜200℃であり、また、ガラス転移温度は50℃以下、結晶化温度は120℃以下である。このため、得られる造形物をガラス転移温度以上に加温すると、容易に形状変更が可能となる。   Further, a polyester copolymer having a melting point of about 130 to 200 ° C. can be preferably used. At the time of modeling, the 3D printer needs to be set to a temperature equal to or higher than the melting point of the thermoplastic synthetic resin. By setting the upper limit of the melting point of the thermoplastic synthetic resin constituting the modeling material to 200 ° C. or lower, the set temperature of the 3D printer Is preferable because it is not necessary to set the temperature to a very high temperature. As the polyester copolymer having a melting point of about 130 to 200 ° C., a polyester copolymer described in Japanese Patent Application No. 2018-527633 proposed by the present applicant can be preferably used. This polyester copolymer is a polyester copolymer containing terephthalic acid as an acid component and ethylene glycol and 1,4-butanediol as a diol component, preferably having a melting point of 130 to 200 ° C., and having a glass transition The temperature is 50 ° C. or lower, and the crystallization temperature is 120 ° C. or lower. For this reason, when the shaped object to be obtained is heated to the glass transition temperature or higher, the shape can be easily changed.

したがって、造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂として、このポリエステル共重合体を用い、ポリエステル共重合体に、構造色発現性色材とサーモクロミック色材とを含ませて、ポリエステル共重合体の形状変更可能な温度とサーモクロミック色材の変色温度を揃えると、色や光沢の変化に加えて形状や剛性の変化も起こり、意匠性が大きく向上する。したがって、造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂として、このポリエステル共重合体を用いれば、得られる造形物は、構造色発現性色材とサーモクロミック色材を含む場合、加温・柔軟化させて形状変更した際に、形状の曲率や端面の向きが変化することで色調や光沢などが変化するため、単なる形状変更では得られない外観変化が起こり、意匠性がより向上したものとなり好ましい。   Therefore, this polyester copolymer is used as the thermoplastic synthetic resin constituting the modeling material, and the polyester copolymer is incorporated with a structural color developing colorant and a thermochromic colorant, and the shape of the polyester copolymer If the changeable temperature and the color change temperature of the thermochromic color material are aligned, the shape and rigidity change in addition to the color and gloss change, and the design is greatly improved. Therefore, if this polyester copolymer is used as the thermoplastic synthetic resin that constitutes the modeling material, the resulting modeled product can be heated and softened if it contains a structural color developing color material and a thermochromic color material. When the shape is changed, the color tone and gloss change due to the change in the curvature of the shape and the orientation of the end face. Therefore, an appearance change that cannot be obtained by simple shape change occurs, and the design is further improved.

なお、このポリエステル共重合体には、本考案の目的を損なわない範囲で他のモノマー成分を含んでもよく、例えばジエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジメタノール、シクロヘキサングリコール、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、イソフタル酸、ε−カプロラクトンなどが挙げられ、これらの成分を適宜用いることにより、結晶性、剛性、温度特性などの性状を調整することが可能である。   The polyester copolymer may contain other monomer components as long as the object of the present invention is not impaired. For example, diethylene glycol, 1,3-propanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, cyclohexane Examples include dimethanol, cyclohexane glycol, succinic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, isophthalic acid, and ε-caprolactone. By using these components as appropriate, properties such as crystallinity, rigidity, and temperature characteristics can be adjusted. Is possible.

造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂は、2種以上の合成樹脂からなるポリマーブレンド物であってもよい。また、熱可塑性合成樹脂中には、構造色発現色材やクロミック色材以外に、本考案の目的を阻害しない範囲において、染料、顔料、蛍光色素、蓄光顔料、相溶化剤、展着剤、滑剤、充填剤、酸化防止剤、光吸収剤、安定剤、難燃剤、pH調整剤、抗菌剤、防腐剤、保存料、香料、可塑剤、粘度調整剤、透明化剤、帯電防止剤、結晶核剤等の添加剤が含まれてもよい。ただし、構造色発現色材の発色をより効果的に強く発現させるためには、熱可塑性合成樹脂の透明性が高いことが好ましい。よって、目的に応じた透明性や発色が得られるようにポリマーブレンドや添加剤処方を決定するとよい。例えば、造形材料に使用する熱可塑性合成樹脂がポリ乳酸のような硬くて脆い樹脂であり、かつ色材を比較的多量に添加する場合、得られる造形材料は、製造時や取り扱い時において、屈曲などの負荷がかかった際に、破断や欠損しやすいものとなりやすいため、本考案が目的とする性能を損なわない範囲で、可塑剤、柔軟化剤、低剛性・高靱性のポリマー、熱可塑性エラストマーなどを添加して耐屈曲性や耐衝撃性などを補うことが好ましく、ブレンドした材料の界面での反射が透明性を損ねる場合、相溶化剤などで界面の親和性を高めて透明性を向上させてもよい。   The thermoplastic synthetic resin constituting the modeling material may be a polymer blend composed of two or more synthetic resins. Further, in the thermoplastic synthetic resin, in addition to the structural color expression color material and chromic color material, dyes, pigments, fluorescent pigments, phosphorescent pigments, compatibilizers, spreading agents, within a range that does not impair the purpose of the present invention. Lubricants, fillers, antioxidants, light absorbers, stabilizers, flame retardants, pH adjusters, antibacterial agents, preservatives, preservatives, fragrances, plasticizers, viscosity modifiers, clearing agents, antistatic agents, crystals Additives such as nucleating agents may be included. However, it is preferable that the thermoplastic synthetic resin has high transparency in order to develop the color of the structural color developing color material more effectively and strongly. Therefore, it is preferable to determine the polymer blend and additive formulation so that transparency and color development according to the purpose can be obtained. For example, if the thermoplastic synthetic resin used for the modeling material is a hard and brittle resin such as polylactic acid, and a relatively large amount of coloring material is added, the resulting molding material is bent during manufacturing and handling. When subjected to a load such as, it is easy to break or break, so plasticizers, softeners, low-rigidity, high-toughness polymers, thermoplastic elastomers are used as long as the intended performance of the present invention is not impaired. It is preferable to add flexural resistance and impact resistance, etc. to add transparency, etc.If the reflection at the interface of the blended material impairs transparency, the compatibility of the interface is increased with a compatibilizer to improve transparency. You may let them.

造形材料を構成する線状体は、単相の形態であっても、また、芯鞘型やサイドバイサイド型など、複数の重合体を複合化した複相の形態でもよい。複相の形態の造形材料を得る方法としては、複合ノズルを用いて溶融押出する方法、コーティングにより複相とする方法、複数本の線状体を圧着・接着・溶着などの方法で一体化する方法などがあげられる。   The linear body constituting the modeling material may be in a single-phase form or a multi-phase form in which a plurality of polymers are combined, such as a core-sheath type or a side-by-side type. As a method for obtaining a molding material in a multi-phase form, a method of melt extrusion using a composite nozzle, a method of forming a multi-phase by coating, and a method in which a plurality of linear bodies are integrated by methods such as pressure bonding, adhesion, and welding. Methods.

造形材料が複相の形態の場合、構造色発現色材を含む熱可塑性合成樹脂は複数の相のうち少なくともいずれか1相に配されればよいが、構造色発現色材からなる相の体積比率の総計が30%以上であれば、付加製造後に十分に機能を発揮しうるため好ましく、より好ましくは50%以上である。   When the modeling material is in a multi-phase form, the thermoplastic synthetic resin containing the structural color developing color material may be arranged in at least any one of a plurality of phases, but the volume of the phase composed of the structural color developing color material If the total ratio is 30% or more, it is preferable because the function can be sufficiently exerted after addition production, and more preferably 50% or more.

また、単相または複相の線状体の最外層に構造色発現色材を担持させて、造形材料としてもよい。担持させる方法としては、熱接着、化学接着、化学結合、圧着、密着、ディッピング、吸尽塵などがあげられる。   Alternatively, a structural color developing color material may be carried on the outermost layer of a single-phase or multi-phase linear body to form a modeling material. Examples of the supporting method include thermal bonding, chemical bonding, chemical bonding, pressure bonding, close contact, dipping, exhaust dust, and the like.

本考案の造形材料は、主として熱可塑性合成樹脂からなる原料を溶融して、これを紡糸ノズルから押し出すことによって連続した線状体のものを得ることができる。例えば、原料を溶融紡糸法によって紡糸した後、延伸して熱可塑性合成樹脂を結晶化させて線状体を得る、あるいは紡糸した後に未延伸の状態で線状体を得る。未延伸で採取した線状体を事後の熱処理で結晶化させてもよい。   The modeling material of the present invention can be obtained as a continuous linear body by melting a raw material mainly composed of a thermoplastic synthetic resin and extruding it from a spinning nozzle. For example, a raw material is spun by a melt spinning method, and then stretched to crystallize a thermoplastic synthetic resin to obtain a linear body, or after spinning, a linear body is obtained in an unstretched state. You may crystallize the linear body extract | collected by non-stretching by post-processing heat processing.

3Dプリンターによる造形材料として、種々の機能や質感等の種々のバリエーションを有することが期待される中、本考案における種々の構造色が発揮される造形材料によれば、新たなバリエーションを有する造形物を得ることが可能となる。したがって、本考案の造形材料により得られる造形物をインテリア、装飾品、アート作品などに使用する場合の意匠性が増し、付加価値の高いものとなる。   While it is expected to have various variations such as various functions and textures as a modeling material by a 3D printer, according to the modeling material that exhibits various structural colors in the present invention, a modeling object having a new variation Can be obtained. Therefore, the design property when using a modeled object obtained from the modeling material of the present invention for interiors, decorations, art works, etc. is increased, resulting in high added value.

本考案の線状体の造形材料(1)を示す概略斜視図である。造形材料(1)は、連続しており、リール(2)に巻かれている。It is a schematic perspective view which shows the modeling material (1) of the linear body of this invention. The modeling material (1) is continuous and is wound around the reel (2).

本考案について、実施例に基づき具体的に説明する。なお、以下の実施例、比較例において、3Dプリンターによる造形性試験に際しては、XYZprinting社製の3Dプリンター「DavinciPro」を用いて造形物を作成した。   The present invention will be specifically described based on examples. In the following Examples and Comparative Examples, in the modeling test using a 3D printer, a model was created using a 3D printer “DavinciPro” manufactured by XYZprinting.

実施例1
ポリエステル系共重合体チップ(テレフタル酸50モル%、エチレングリコール25モル%、1,4−ブタンジオール25モル%からなる共重合ポリエステル、比重1.38、融点180℃)100質量部に対し、ポリエステル系樹脂(ユニチカ社製 商品名「エリーテルUE−3210」)を10質量部、展着剤(松村石油社製 商品名「モレスコホワイトP−350P」)を0.2質量部、構造色発現色材(ポリコール興業社製 商品名「ポリクールMETM−112012 パール」)を1質量部添加したもの(樹脂組成物)を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて、紡糸温度200℃で溶融紡糸し、未延伸にて、ストランド状物を得た。次いで、該ストランド状物を熱風乾燥機に導入し、無荷重の状態で75℃にて60分間の熱処理を行い、空冷して、直径1.75mmの円形断面の連続した線状体である造形材料を得た。造形材料は、ベース樹脂の結晶化により全体にマットな白色であり、パール調の光沢がやや見うけられた。得られた造形材料を、3Dプリンターにより造形試験(造形温度200℃)を行ったところ、良好に造形可能で所望の形状の白色の造形物が得られた。造形物において、再溶融加工によってベース樹脂が非晶化されてクリア化したことでパール調の光沢が強く見られた。
Example 1
For 100 parts by mass of polyester copolymer chip (copolymer polyester consisting of 50 mol% terephthalic acid, 25 mol% ethylene glycol, 25 mol% 1,4-butanediol, specific gravity 1.38, melting point 180 ° C.) Resin (trade name “Eritel UE-3210” manufactured by Unitika Ltd.) 10 parts by mass, spreading agent (trade name “Moresco White P-350P” manufactured by Matsumura Sekiyu Co., Ltd.) 0.2 parts by mass, expression color of structural color A material (resin composition) added with 1 part by mass of a material (trade name “POLYCOOL METM-112012 Pearl” manufactured by Polycol Kogyo Co., Ltd.) was melt-spun at an spinning temperature of 200 ° C. with an extruder-type spinning machine. A strand-like product was obtained by stretching. Next, the strand-like material is introduced into a hot air dryer, subjected to heat treatment at 75 ° C. for 60 minutes in an unloaded state, air-cooled, and formed into a continuous linear body having a circular cross section having a diameter of 1.75 mm. Obtained material. The modeling material was matt white as a whole due to the crystallization of the base resin, and a slight pearly luster was seen. When the modeling material obtained was subjected to a modeling test (modeling temperature 200 ° C.) using a 3D printer, a white modeled object having a desired shape and a desired shape was obtained. In the modeled object, the pearl-like luster was strongly observed because the base resin was amorphized and cleared by remelting.

実施例2
実施例1において、構造色発現色材として、東洋アルミニウム社製 商品名「クロマシャイン MBL−20X」を用いたこと以外は、同じ原料を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて、紡糸温度200℃で溶融紡糸し、温浴延伸し、直径1.75mmの円形断面の連続した線状体である造形材料を得た。造形材料は全体に濃青色であり、見る角度により青色の濃さが異なる遊色効果が見られた。得られた造形材料を、3Dプリンターにより造形試験(造形温度200℃)を行ったところ、良好に造形可能で所望の形状の濃青色の造形物が得られ、造形物もまた遊色効果が見られた。
Example 2
In Example 1, the same raw material was used as the structural color expression color material except that the trade name “Chromashine MBL-20X” manufactured by Toyo Aluminum Co., Ltd. was used, and the spinning temperature was 200 ° C. with an extruder type spinning machine. Was subjected to melt spinning and stretched in a warm bath to obtain a modeling material which is a continuous linear body having a circular cross section having a diameter of 1.75 mm. The modeling material was dark blue as a whole, and a play-coloring effect with different blue shades depending on the viewing angle was observed. When the modeling material obtained was subjected to a modeling test (modeling temperature 200 ° C.) using a 3D printer, a dark blue modeled object having a desired shape and a desired shape was obtained. It was.

実施例3
実施例2と同じ原料を用いて溶融紡糸し、未延伸にてクリアな濃青色のストランド状物を得た。次いで該ストランド状物を熱風乾燥機に導入し、無荷重の状態で75℃にて60分間の熱処理を行い、空冷して、直径1.75mmの円形断面の連続した線状体である造形材料を得た。造形材料は、ベース樹脂の結晶化により全体にマットな青色であり、遊色効果は殆ど見られなかった。得られた造形材料を、3Dプリンターにより造形試験(造形温度200℃)を行ったところ、良好に造形可能で所望の形状のクリアな濃青色の造形物が得られた。造形物において、再溶融加工によってベース樹脂が非晶化されてクリア化したことで遊色効果が見られた。
Example 3
Using the same raw material as in Example 2, melt spinning was performed to obtain a dark blue strand that was unstretched and clear. Next, the strand material is introduced into a hot air dryer, subjected to heat treatment at 75 ° C. for 60 minutes in an unloaded state, air-cooled, and a modeling material that is a continuous linear body having a circular cross section with a diameter of 1.75 mm. Got. The modeling material was matte blue as a whole due to crystallization of the base resin, and almost no play effect was observed. When the modeling material obtained was subjected to a modeling test (modeling temperature 200 ° C.) with a 3D printer, a clear dark blue modeled object having a desired shape and a desired shape was obtained. In the modeled object, the base resin was amorphized and cleared by remelting, and a play-color effect was seen.

実施例4
実施例1において、実施例1で用いた樹脂組成物に、さらに、ポリエステル系共重合体チップ100質量部に対して、クロミック色材(松井色素化学工業所社製 商品名「クロミカラーPEConc BWグレード #37 F−0」)1質量部を添加したこと以外は、実施例1と同様にして造形材料を得た。
Example 4
In Example 1, the resin composition used in Example 1 was further mixed with a chromic colorant (trade name “chromicolor PEConc BW grade manufactured by Matsui Dye Chemical Co., Ltd.) with respect to 100 parts by mass of the polyester-based copolymer chip. # 37 F-0 ") A molding material was obtained in the same manner as in Example 1 except that 1 part by mass was added.

得られた造形材料は、20℃環境において観察すると全体にマットなピンク色であり、パール調の光沢が少々見られた。これを50℃環境におくとパール調の光沢を少々有するマットな白色に変色した。また20℃環境に戻すと徐々に元のマットなピンク色に戻った。   When the obtained modeling material was observed in a 20 ° C. environment, it was a matte pink color as a whole, and a slight pearly luster was observed. When this was placed in a 50 ° C. environment, it changed to a matte white with a little pearly luster. Moreover, when it returned to 20 degreeC environment, it returned to the original mat pink color gradually.

得られた造形材料を、3Dプリンターにより造形試験(造形温度200℃)を行ったところ、良好に造形可能で所望の形状のピンク色の造形物が得られた。造形物において、再溶融加工によってベース樹脂が非晶化されてクリア化したことでパール調の光沢が強く見られた。また、得られた造形物を50℃環境におくとパール調の光沢を有する白色に変色した。また20℃環境に戻すと徐々に元のピンク色に戻った。   When the modeling material obtained was subjected to a modeling test (modeling temperature 200 ° C.) with a 3D printer, a pink modeled object having a desired shape and a desired shape was obtained. In the modeled object, the pearl-like luster was strongly observed because the base resin was amorphized and cleared by remelting. Further, when the obtained shaped article was placed in a 50 ° C. environment, the color changed to white having a pearly luster. Moreover, when it returned to 20 degreeC environment, it returned to the original pink color gradually.

比較例1
ポリ乳酸樹脂(比重1.24、融点165℃)のみを用いて、実施例1と同様にして、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸せずに、直径1.75mmの無色の造形材料を得た。得られた造形材料を、実施例1と同様に3Dプリンターにて造形試験を行ったところ、問題なく造形できるものの、一般的な市販のPLAフィラメントと同様の外観で、特に意匠性は見られなかった。
Comparative Example 1
Using only a polylactic acid resin (specific gravity 1.24, melting point 165 ° C.), in the same manner as in Example 1, melt spinning with an extruder-type spinning machine, and without stretching, a colorless molding having a diameter of 1.75 mm Obtained material. The obtained modeling material was subjected to a modeling test with a 3D printer in the same manner as in Example 1. As a result, although it could be modeled without any problem, it had the same appearance as a general commercially available PLA filament, and no particular design was found. It was.

1:造形材料
2:リール
1: Modeling material 2: Reel

Claims (7)

直径0.5〜10mmの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、該造形材料が構造色を有することを特徴とする造形材料。   A linear body having a diameter of 0.5 to 10 mm, and the linear body is a modeling material for obtaining a desired model by applying it to an addition manufacturing apparatus, and the linear body is made of a thermoplastic synthetic resin. A modeling material, characterized in that the modeling material has a structural color. 請求項1記載の造形材料が、構造色を有することに加えて、クロミック性を有することを特徴とする造形材料。   The modeling material according to claim 1 has chromic properties in addition to having a structural color. 直径0.5〜10mmの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、熱可塑性合成樹脂が構造色発現性色材を含むことを特徴とする造形材料。   A linear body having a diameter of 0.5 to 10 mm, and the linear body is a modeling material for obtaining a desired model by applying it to an addition manufacturing apparatus, and the linear body is made of a thermoplastic synthetic resin. A molding material comprising a thermoplastic synthetic resin containing a structural color-expressing colorant. 熱可塑性合成樹脂が、構造色発現性色材とクロミック色材を含むことを特徴とする請求項3記載の造形材料。   The molding material according to claim 3, wherein the thermoplastic synthetic resin includes a structural color developing colorant and a chromic colorant. 熱可塑性合成樹脂が、ポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載の造形材料。   The molding material according to any one of claims 1 to 4, wherein the thermoplastic synthetic resin is a polyester-based resin. ポリエステル系樹脂が、酸成分としてテレフタル酸を含み、ジオール成分としてエチレングリコールおよび1,4−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体を主成分とするポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項5記載の造形材料。   The polyester resin is a polyester resin mainly comprising a polyester copolymer containing terephthalic acid as an acid component and ethylene glycol and 1,4-butanediol as a diol component. Modeling material. 請求項1〜6のいずれか1項記載の造形材料を用いて得られる造形物が、構造色を有することを特徴とする造形物。
A modeled object obtained by using the modeling material according to any one of claims 1 to 6, wherein the modeled object has a structural color.
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