JP7129480B2 - ポリ乳酸3dプリント材料及びその調製方法 - Google Patents
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Description
(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸40~95重量部、
(b)非結晶性ポリ乳酸5~60重量部、及び
(c)加工助剤0~1.0重量部
を含み、前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の0.5%~8%を占める。
(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸50~90重量部、
(b)非結晶性ポリ乳酸10~50重量部、及び
(c)加工助剤0~1.0重量部
を含む。
重量部基準でポリ乳酸3Dプリント材料の調製原料のうちの各物質を秤量して、均一に混合し、混合物を得るステップ(1)と、
ステップ(1)で得られた混合物を二軸押出機に投入して、押出して造粒し、組成物を得るステップ(2)と、
ステップ(2)で得られた組成物を単軸押出機において延伸して、前記ポリ乳酸3Dプリント材料を得るステップ(3)と、
を含む、上記方法を用いて製造されるポリ乳酸3Dプリント材料は3Dプリント線材である。
粘度保持率:老化後の粘度/初期粘度*100%。
本発明のポリ乳酸3Dプリント材料の一実施例では、本実施例の前記ポリ乳酸3Dプリント材料の調製原料は表1に示される。
本実施例の前記ポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法は、以下のとおりである。
(1)重量部基準でポリ乳酸3Dプリント材料の調製原料のうちの各物質を秤量して、均一に混合し、混合物を得た。
(2)ステップ(1)で得られた混合物を二軸押出機に投入して、160-180℃で押出して造粒し、組成物を得た。
(3)ステップ(2)で得られた組成物を単軸押出機において延伸し、前記ポリ乳酸3Dプリント材料を得た。単軸押出機において延伸する条件としては、延伸押出速度が10-60Kg/hであり、押出線材の線径が1.5-3.5cmであり、水タンクの温度が40-60℃であり、ただし、一段水タンクは40℃、二段水タンクは50℃であった。
実施例2~7の前記ポリ乳酸3Dプリント材料の調製原料は表1に示され、実施例2~7の前記ポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法は、実施例1と同様であった。
実施例1~7で製造されたポリ乳酸3Dプリント材料を恒温恒湿(温度60°C、湿度60%)の条件で12日間放置した後、その粘度保持率を測定し、その結果を表1に示す。
本発明の非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が得られたポリ乳酸3Dプリント材料の耐老化性に影響を与え、本効果例では、実施例1に記載の方法によって試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料を調製し、そして調製したポリ乳酸3Dプリント材料を恒温恒湿(温度60°C、湿度60%)の条件で12日間放置した後、その粘度保持率を測定し、その結果を表2に示す。
試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料には、非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が異なる点だけが異なり、具体的には、試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料は、すべて、調製原料として、(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸40~95重量部、(b)非結晶性ポリ乳酸5~60重量部、及び(c)加工助剤0~1.0重量部で調製され、前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の0.5%~8%を占め、前記加工助剤が潤滑剤であった。
本効果例では、ポリ乳酸3Dプリント材料を調製する際に、水タンクの温度による得たポリ乳酸3Dプリント材料の耐老化性への影響を調べた。
本効果例では、まず、実施例1の方法によって試験群のポリ乳酸3Dプリント材料を調製し、具体的には、試験群のポリ乳酸3Dプリント材料は、調製原料として、(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸40~95重量部、(b)非結晶性ポリ乳酸5~60重量部、及び(c)加工助剤0~1.0重量部で製造され、前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の0.5%~8%を占め、前記非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が1μm未満であり、前記加工助剤が潤滑剤であった。
本効果例では、対照群であるポリ乳酸3Dプリント材料も調製されており、対照群のポリ乳酸3Dプリント材料と試験群のポリ乳酸3Dプリント材料の区別としては、対照群を調製する際に、水タンクの温度が65-75℃であった。
試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料の粘度保持率を調べて、結果を表3に示す。
本発明の結晶性又は半結晶性ポリ乳酸と非結晶性ポリ乳酸の重量配合比が製造されたポリ乳酸3Dプリント材料の耐老化性に影響を与え、本効果例では、結晶性又は半結晶性ポリ乳酸と非結晶性ポリ乳酸との重量比を変えて、実施例1に記載の方法によってさまざまな試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料を調製し、各試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料の耐老化性をテストした。本効果例では、試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料は、調製原料として、(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸、(b)非結晶性ポリ乳酸、及び(c)加工助剤で調製され、前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の0.5%~8%を占め、前記非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が1μm未満であり、前記加工助剤が潤滑剤であり、前記加工助剤が0~1.0重量部であり、各試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料では、結晶性又は半結晶性ポリ乳酸と非結晶性ポリ乳酸との重量部だけが異なり、両方の重量部及び耐老化性を表4に示す。
本効果例では、ポリ乳酸3Dプリント材料を調製する際に、ポリ乳酸3Dプリント材料におけるポリD-乳酸の重量百分率による、得られるポリ乳酸3Dプリント材料の耐老化性への影響を調べた。
本効果例では、ポリ乳酸3Dプリント材料におけるポリD-乳酸の重量百分率を変えて、実施例1に記載の方法によってさまざまな試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料を製造し、そして各試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料の耐老化性をテストした。本効果例では、試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料は、調製原料として、(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸40~95重量部、(b)非結晶性ポリ乳酸5~60重量部、及び(c)加工助剤0~1.0重量部で製造され、前記非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が1μm未満であり、前記加工助剤が潤滑剤であった。各試験群と対照群のポリ乳酸3Dプリント材料では、ポリD-乳酸の重量百分率だけが異なり、ポリD-乳酸の重量百分率及び耐老化性を表5に示す。
本発明の好ましい態様は以下を包含する。
〔1〕ポリ乳酸3Dプリント材料であって、調製原料として、
(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸40~95重量部、
(b)非結晶性ポリ乳酸5~60重量部、及び
(c)加工助剤0~1.0重量部
を含み、前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の0.5%~8%を占める、ことを特徴とするポリ乳酸3Dプリント材料。
〔2〕調製原料として、
(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸50~90重量部、
(b)非結晶性ポリ乳酸10~50重量部、及び
(c)加工助剤0~1.0重量部
を含む、ことを特徴とする〔1〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
〔3〕前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の1.4%~6%を占める、ことを特徴とする〔1〕又は〔2〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
〔4〕前記非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が1μm未満である、ことを特徴とする〔1〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
〔5〕前記加工助剤は潤滑剤である、ことを特徴とする〔1〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
〔6〕前記加工助剤は、ステアラミド、オレアミド、エルカミド、ステアリン酸亜鉛、金属石鹸の高分子複合エステル、エチレンビスステアラミド、ポリエチレンワックス、シリコーン系潤滑剤のうちの少なくとも1種である、ことを特徴とする〔1〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
〔7〕〔1〕~〔6〕のいずれか1項に記載のポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法であって、
重量部基準でポリ乳酸3Dプリント材料の調製原料のうちの各物質を秤量して、均一に混合し、混合物を得るステップ(1)と、
ステップ(1)で得られた混合物を二軸押出機に投入して、押出して造粒し、組成物を得るステップ(2)と、
ステップ(2)で得られた組成物を単軸押出機において延伸して、前記ポリ乳酸3Dプリント材料を得るステップ(3)と、
を含む、ことを特徴とする調製方法。
〔8〕前記ステップ(2)では、二軸押出機の温度が160-180℃である、ことを特徴とする〔7〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法。
〔9〕前記ステップ(3)では、単軸押出機において延伸する条件としては、延伸押出速度が10-60Kg/hであり、押出線材の線径が1.5-3.5cmであり、水タンクの温度が40-60℃である、ことを特徴とする〔7〕に記載のポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法。
Claims (8)
- ポリ乳酸3Dプリント材料であって、調製原料として、
(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸40~95重量部、
(b)非結晶性ポリ乳酸5~60重量部、及び
(c)加工助剤0~1.0重量部
を含み、前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の0.5%~8%を占め、前記非結晶性ポリ乳酸の平均粒子径が1μm未満であって、恒温恒湿箱(温度60°C、湿度60%)に12日間放置した後の粘度保持率が70%以上である、ことを特徴とするポリ乳酸3Dプリント材料。 - 調製原料として、
(a)結晶性又は半結晶性ポリ乳酸50~90重量部、
(b)非結晶性ポリ乳酸10~50重量部、及び
(c)加工助剤0~1.0重量部
を含む、ことを特徴とする請求項1に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。 - 前記ポリ乳酸3Dプリント材料において、ポリD-乳酸の重量がポリ乳酸の全重量の1.4%~6%を占める、ことを特徴とする請求項1又は2に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
- 前記加工助剤は潤滑剤である、ことを特徴とする請求項1に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
- 前記加工助剤は、ステアラミド、オレアミド、エルカミド、ステアリン酸亜鉛、金属石鹸の高分子複合エステル、エチレンビスステアラミド、ポリエチレンワックス、シリコーン系潤滑剤のうちの少なくとも1種である、ことを特徴とする請求項1に記載のポリ乳酸3Dプリント材料。
- 請求項1~5のいずれか1項に記載のポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法であって、
重量部基準でポリ乳酸3Dプリント材料の調製原料のうちの各物質を秤量して、均一に混合し、混合物を得るステップ(1)と、
ステップ(1)で得られた混合物を二軸押出機に投入して、押出して造粒し、組成物を得るステップ(2)と、
ステップ(2)で得られた組成物を単軸押出機において延伸して、前記ポリ乳酸3Dプリント材料を得るステップ(3)と、
を含み、
前記ステップ(3)では、水タンクの温度が40-60℃である、
ことを特徴とする調製方法。 - 前記ステップ(2)では、二軸押出機の温度が160-180℃である、ことを特徴とする請求項6に記載のポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法。
- 前記ステップ(3)では、単軸押出機において延伸する条件としては、延伸押出速度が10-60Kg/hであり、押出線材の線径が1.5-3.5cmである、ことを特徴とする請求項6に記載のポリ乳酸3Dプリント材料の調製方法。
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