JP7328679B2 - RESIN COMPOSITION AND FILAMENTAL MOLDED PRODUCT CONSISTING THE SAME - Google Patents

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本発明は、熱溶解積層法3Dプリンターの造形材料用の樹脂組成物と、それからなるフィラメント状成形体に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resin composition for a modeling material for a fused layer deposition method 3D printer, and a filament-like molded article made of the resin composition.

3次元CADや3次元コンピューターグラフィックスのデータを元に、立体造形物(3次元のオブジェクト)を作製する3Dプリンターは、近年、産業向けを中心に急速に普及している。3Dプリンターの造形方法には、光造形、インクジェット、粉末石膏造形、粉末焼結造形、熱溶解積層造形等の方法がある。 In recent years, 3D printers, which produce three-dimensional objects (three-dimensional objects) based on three-dimensional CAD and three-dimensional computer graphics data, have rapidly spread mainly for industrial use. Modeling methods for 3D printers include methods such as stereolithography, inkjet, powder gypsum modeling, powder sintering modeling, and hot-melt layered modeling.

近年、個人向け等の低価格の3Dプリンターの多くは、熱溶解積層法を採用している。この熱溶解積層法3Dプリンターにおいては、造形材料として、フィラメント状成形体が用いられ、造形材料を構成する樹脂として、ポリ乳酸樹脂やABS樹脂が用いられることが多い。ポリ乳酸樹脂は、融点が約170℃であり、プラスチックの中でも比較的融点が低く、低温で溶融するため、個人向けの3Dプリンターの造形材料に適している。また、ポリ乳酸樹脂は、ABS樹脂と比較して、造形性が良好であり、得られる造形物は反りが小さいことから、造形材料としてポリ乳酸樹脂を用いることが要望されている。しかしながら、ポリ乳酸樹脂は、それ自体が硬く、ポリ乳酸樹脂からなる造形物は、ABS樹脂と対比して硬くてもろいため、造形後の仕上げとしてスジ彫りや表面研磨等ができないことがあった。 In recent years, many low-priced 3D printers for personal use have adopted the fused layer deposition method. In this hot melt deposition method 3D printer, a filament-shaped molded body is used as a modeling material, and polylactic acid resin and ABS resin are often used as a resin constituting the modeling material. Polylactic acid resin has a melting point of about 170° C., which is relatively low among plastics and melts at a low temperature, so it is suitable as a molding material for personal 3D printers. In addition, polylactic acid resin has better moldability than ABS resin, and the resulting molded article has less warpage. Therefore, it is desired to use polylactic acid resin as a molding material. However, polylactic acid resin itself is hard, and a modeled object made of polylactic acid resin is hard and fragile in comparison with ABS resin, so it has sometimes been impossible to perform streak engraving, surface polishing, etc. after modeling.

表面研磨しやすい熱溶解積層方式三次元造形素材としては、例えば、特許文献1に、ポリ乳酸樹脂にスチレン系樹脂やポリエステル等を配合した素材が開示されている。 As a hot-melt lamination type three-dimensional modeling material whose surface can be easily polished, for example, Patent Document 1 discloses a material obtained by blending polylactic acid resin with styrene-based resin, polyester, or the like.

国際公報第2015/037574号パンフレットInternational Publication No. 2015/037574 Pamphlet

本発明は、かかる従来技術に鑑み、3Dプリンターにより立体造形物を得る際の造形材料として好適に用いることができる樹脂組成物であって、柔軟性および研磨性に優れた立体造形物を良好に作製することができる樹脂組成物およびそれからなるフィラメント状成形体を提供することを目的とする。 In view of such prior art, the present invention is a resin composition that can be suitably used as a modeling material when obtaining a three-dimensional model with a 3D printer, and is excellent in flexibility and polishability. An object of the present invention is to provide a resin composition that can be produced and a filament-like molded article made from the same.

本発明者らは、上記課題を解決するために検討した結果、ポリ乳酸樹脂にアイオノマー樹脂を適量配合することにより上記目的が達成されることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明の要旨は下記の通りである。
(1)熱溶解積層法3Dプリンターの造形材料用樹脂組成物であって、ポリ乳酸樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)とを含有し、(A)と(B)の質量比率[(A)/(B)]が95/5~60/40であって、(A)のメルトフローレート(MFR)値が(B)のMFR値よりも大きいことを特徴とする樹脂組成物。
(2)曲げ弾性率が1.4~3.0GPaであり、摩耗試験時の摩耗質量が、ポリ乳酸樹脂(A)の摩耗質量に対して1.5~2.5倍であることを特徴とする(1)に記載の樹脂組成物。
(3)さらに、充填剤(C)を含有することを特徴とする(1)または(2)に記載の樹脂組成物。
(4)さらに、汚れ防止剤を含有することを特徴とする(3)に記載の樹脂組成物。
(5)熱溶解積層法3Dプリンターの造形材料用成形体であって、(1)~(4)のいずれかに記載の樹脂組成物で構成され、直径が0.2~5.0mmであることを特徴とするフィラメント状成形体。
The present inventors have conducted studies to solve the above problems, and have found that the above objects can be achieved by blending an appropriate amount of an ionomer resin into a polylactic acid resin, and have completed the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
(1) A resin composition for a modeling material for a fused lamination method 3D printer, containing a polylactic acid resin (A) and an ionomer resin (B), wherein the mass ratio of (A) and (B) [(A )/(B)] is 95/5 to 60/40, and the melt flow rate (MFR) value of (A) is higher than the MFR value of (B).
(2) It has a flexural modulus of 1.4 to 3.0 GPa, and the wear mass during the wear test is 1.5 to 2.5 times the wear mass of the polylactic acid resin (A). The resin composition according to (1).
(3) The resin composition according to (1) or (2), further comprising a filler (C).
(4) The resin composition according to (3), which further contains an antifouling agent.
(5) A molding material for a fused layer deposition method 3D printer, which is composed of the resin composition according to any one of (1) to (4) and has a diameter of 0.2 to 5.0 mm. A filamentous shaped article characterized by:

本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂にアイオノマー樹脂を適量配合したものであるため、均一な直径のフィラメント状成形体を得ることが可能である。そして、本発明の樹脂組成物からなるフィラメント状成形体は、3Dプリンターの造形材料として好適であり、柔軟性および研磨性に優れた立体造形物を作製することが可能である。 Since the resin composition of the present invention is obtained by blending an appropriate amount of an ionomer resin with a polylactic acid resin, it is possible to obtain a filament-like molded article having a uniform diameter. The filamentous molded article made of the resin composition of the present invention is suitable as a modeling material for 3D printers, and can be used to produce a three-dimensionally shaped article with excellent flexibility and polishability.

造形性を評価するために作製した「ルーク」の説明図である。It is explanatory drawing of "Luke" produced in order to evaluate formability. 寸法安定性を評価するために作製した「アンカー」の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an "anchor" produced for evaluating dimensional stability.

本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)から構成される。 The resin composition of the present invention comprises a polylactic acid resin (A) and an ionomer resin (B).

ポリ乳酸樹脂(A)としては、例えば、ポリ(L-乳酸)樹脂、ポリ(D-乳酸)樹脂、これらの混合物、および2種以上の共重合成分を含む共重合体樹脂を挙げられ、中でも、製糸性の観点から、ポリ(L-乳酸)樹脂を主体とするポリ乳酸樹脂が好ましい。ポリ(L-乳酸)樹脂を主体とするポリ乳酸樹脂は、D-乳酸の含有量が10モル%以下であることが好ましく、6モル%以下であることがより好ましい。 Examples of the polylactic acid resin (A) include poly(L-lactic acid) resin, poly(D-lactic acid) resin, mixtures thereof, and copolymer resins containing two or more copolymer components. A polylactic acid resin mainly composed of poly(L-lactic acid) resin is preferable from the viewpoint of spinning properties. The polylactic acid resin mainly composed of poly(L-lactic acid) resin preferably has a D-lactic acid content of 10 mol % or less, more preferably 6 mol % or less.

ポリ乳酸樹脂(A)は、製糸性の観点から、温度190℃、荷重2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が、0.3~15g/10分であることが好ましく、5~12g/10分であることがより好ましく、8~12g/10分であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of spinning properties, the polylactic acid resin (A) preferably has a melt flow rate (MFR) of 0.3 to 15 g/10 minutes at a temperature of 190° C. and a load of 2.16 kg, and preferably 5 to 12 g/10 minutes. minutes, more preferably 8 to 12 g/10 minutes.

ポリ乳酸樹脂の市販品としては、例えば、NatureWorks社製『4032D』(D-乳酸含有量1.4モル%、MFR:3g/10分)、『3001D』(D-乳酸含有量:1.4モル%、MFR:10g/10分)、『4060D』(D-乳酸含有量:10モル%、MFR:3.5g/10分)が挙げられる。前記市販品は、混合して用いてもよい。 Commercially available polylactic acid resins include, for example, NatureWorks "4032D" (D-lactic acid content: 1.4 mol%, MFR: 3 g/10 min), "3001D" (D-lactic acid content: 1.4 mol %, MFR: 10 g/10 min) and "4060D" (D-lactic acid content: 10 mol %, MFR: 3.5 g/10 min). You may mix and use the said commercial item.

本発明の樹脂組成物は、アイオノマー樹脂(B)を含有することが必要である。ポリ乳酸樹脂(A)にアイオノマー樹脂(B)を配合することにより、柔軟性が向上し、研磨性と製糸性が向上する。アイオノマー樹脂(B)とは、α-オレフィンとα,β-不飽和カルボン酸との共重合体の分子間を、金属イオンで分子間結合した樹脂である。α-オレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンが挙げられ、α,β-不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が挙げられ、金属イオンとしては、例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、亜鉛イオン、アルミニウムイオンが挙げられる。アイオノマー樹脂(B)の中でも、ポリ乳酸樹脂(A)との相溶性が良好で、製糸性が高いことから、金属イオンがナトリウムイオンであるアイオノマー樹脂が好ましい。 The resin composition of the present invention must contain an ionomer resin (B). By blending the ionomer resin (B) with the polylactic acid resin (A), the flexibility is improved, and the polishability and spinnability are improved. The ionomer resin (B) is a resin in which the molecules of a copolymer of an α-olefin and an α,β-unsaturated carboxylic acid are intermolecularly bonded with metal ions. Examples of α-olefins include polyethylene and polypropylene. Examples of α,β-unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid and itaconic acid. Examples of metal ions include sodium ion, Potassium ions, calcium ions, zinc ions and aluminum ions can be mentioned. Among the ionomer resins (B), ionomer resins in which the metal ions are sodium ions are preferable because they have good compatibility with the polylactic acid resin (A) and have high spinning properties.

アイオノマー樹脂(B)は、製糸性の観点から、温度190℃、荷重2.16kgにおけるMFRが、8g/10分以下であることが好ましく、4g/10分以下であることがより好ましく、2g/10分以下であることがさらに好ましい。 From the viewpoint of spinning properties, the ionomer resin (B) preferably has an MFR at a temperature of 190°C and a load of 2.16 kg of 8 g/10 minutes or less, more preferably 4 g/10 minutes or less, and 2 g/10 minutes or less. It is more preferably 10 minutes or less.

本発明において、ポリ乳酸樹脂(A)のMFR値は、アイオノマー樹脂(B)のMFR値よりも大きいことが必要である。(A)のMFR値が(B)のMFR値よりも小さい場合、製糸性が低下し、均一な直径のフィラメントを採取することができず、3Dプリンターでのフィラメント供給量(吐出量)が変動し、正確な寸法で造形物が得られなくなることがあるので好ましくない。 In the present invention, the MFR value of polylactic acid resin (A) must be greater than the MFR value of ionomer resin (B). When the MFR value of (A) is smaller than the MFR value of (B), the spinning property is lowered, filaments with a uniform diameter cannot be collected, and the filament supply amount (discharge amount) in the 3D printer fluctuates. However, it is not preferable because it may not be possible to obtain a model with accurate dimensions.

なお、本発明の樹脂組成物において、ポリ乳酸樹脂(A)のMFR値がアイオノマー樹脂(B)のMFR値よりも大きいか否かは、以下のような手順で検証することができる。
造形材料用樹脂組成物のペレットを70℃×24時間で真空乾燥した樹脂を温度190℃、荷重2.16Kgfで測定した値をMFR1とする。一方、造形材料用樹脂組成物のペレットを浴比1:100で8%水酸化ナトリウム温水溶液中(80℃×12時間処理)でポリ乳酸成分を溶出、残不溶成分を水洗、乾燥した樹脂成分を、上記と同じ測定条件で測定した値をMFR2とする。これらの測定値がMFR1>MFR2を満たした場合、すなわちポリ乳酸樹脂(A)>アイオノマー樹脂(B)であると判断できる。
In addition, in the resin composition of the present invention, whether or not the MFR value of the polylactic acid resin (A) is higher than the MFR value of the ionomer resin (B) can be verified by the following procedure.
MFR1 is the value obtained by measuring the resin obtained by vacuum-drying pellets of the resin composition for modeling material at 70° C. for 24 hours at a temperature of 190° C. and a load of 2.16 kgf. On the other hand, pellets of the resin composition for molding materials were placed in a hot 8% aqueous sodium hydroxide solution (80°C x 12 hours treatment) at a bath ratio of 1:100 to elute the polylactic acid component, wash the remaining insoluble components with water, and dry the resin component. is measured under the same measurement conditions as above, and is defined as MFR2. When these measured values satisfy MFR1>MFR2, it can be determined that polylactic acid resin (A)>ionomer resin (B).

アイオノマー樹脂(B)の市販品としては、例えば、三井・デュポンポリケミカル社製『ハイミラン1706』(亜鉛イオン中和エチレンメタクリル酸共重合樹脂、MFR:0.9g/10分)、『ハイミラン1855』(MFR:亜鉛イオン中和エチレンメタクリル酸共重合樹脂、1.0g/10分)が挙げられる。
Examples of commercial products of the ionomer resin (B) include "Himilan 1706" ( zinc ion-neutralized ethylene methacrylic acid copolymer resin, MFR: 0.9 g/10 min) and "Himilan 1855" manufactured by Mitsui-DuPont Polychemicals. (MFR: zinc ion-neutralized ethylene methacrylic acid copolymer resin, 1.0 g/10 min).

ポリ乳酸樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)との質量比率[(A)/(B)]は、95/5~60/40であることが必要であり、90/10~70/30であることが好ましく、85/15~75/25であることがより好ましい。(A)と(B)の合計に対する(B)の含有量が5質量%未満であると、得られる造形物の柔軟性や研磨性が低くなるので好ましくなく、一方、前記(B)の含有量が40質量%を超えると、フィラメント状成形体の直径が不均一となるので好ましくない。 The mass ratio [(A)/(B)] of the polylactic acid resin (A) and the ionomer resin (B) must be 95/5 to 60/40, preferably 90/10 to 70/30. preferably 85/15 to 75/25. If the content of (B) with respect to the total of (A) and (B) is less than 5% by mass, it is not preferable because the flexibility and polishability of the resulting shaped article will be low. If the amount exceeds 40% by mass, the diameter of the filament-like formed article becomes uneven, which is not preferable.

本発明の樹脂組成物には、得られる造形物の寸法安定性を向上させるため、さらに充填剤(C)を含有させてもよい。充填剤(C)としては、例えば、ガラスビーズ、ガラス繊維粉、ワラストナイト、マイカ、合成マイカ、セリサイト、タルク、クレー、ゼオライト、ベントナイト、カオリナイト、ドロナイト、シリカ、チタン酸カリウム、微粉ケイ酸、シラスバルーン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸ジルコニウム、石膏、グラファイト、モンモリロナイト、カーボンブラック、硫化カルシウム、酸化亜鉛、窒化ホウ素、セルロースファイバーが挙げられ、中でも、タルクがより好ましい。 The resin composition of the present invention may further contain a filler (C) in order to improve the dimensional stability of the resulting shaped article. Fillers (C) include, for example, glass beads, glass fiber powder, wollastonite, mica, synthetic mica, sericite, talc, clay, zeolite, bentonite, kaolinite, doronite, silica, potassium titanate, fine silicon powder, Acid, shirasu balloon, calcium carbonate, magnesium carbonate, barium sulfate, aluminum oxide, magnesium oxide, calcium oxide, titanium oxide, aluminum silicate, zirconium silicate, gypsum, graphite, montmorillonite, carbon black, calcium sulfide, zinc oxide, nitriding Examples include boron and cellulose fibers, with talc being more preferred.

充填剤(C)の平均粒子径は、製糸性よくフィラメント状成形体を得るため、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。(C)の平均粒子径が100μmを超える場合、フィラメント状成形体の製造時において、紡糸機のフィルターに詰り、濾過圧が上昇する場合がある。また、得られるフィラメント状成形体表面のざらつきが強くなって、品位が低下する場合がある。(C)の平均粒子径は、レーザー回折/散乱粒度分布計等の粒度分布測定装置を用いて粒子径分布を測定した場合の、質量累積50%のときの粒径値で定義される値である。測定は、通常、水またはアルコールに測定許容濃度となるように(C)を加えて縣濁液を調整し、超音波分散機で分散させてからおこなう。 The average particle size of the filler (C) is preferably 100 µm or less, more preferably 50 µm or less, in order to obtain a filament-like compact with good spinning properties. If the average particle size of (C) exceeds 100 μm, the filter of the spinning machine may be clogged during the production of the filament-shaped compact, resulting in an increase in filtration pressure. In addition, the surface of the filament-like molded product obtained becomes rough, and the quality of the product may deteriorate. The average particle size of (C) is a value defined by the particle size value when the mass accumulation is 50% when the particle size distribution is measured using a particle size distribution analyzer such as a laser diffraction/scattering particle size distribution meter. be. The measurement is usually carried out after adjusting the suspension by adding (C) to water or alcohol so that the measurement allowable concentration is obtained, and dispersing it with an ultrasonic disperser.

充填剤(C)の含有量は、ポリアリレート系樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)との合計量100質量部に対して、30質量部以下とすることが好ましく、20質量部以下とすることがより好ましい。(C)の含有量が30質量部を超えると、製糸性が低下し、フィラメント状成形体の直径が不均一となり、表面のざらつきが大きくなる場合がある。 The content of the filler (C) is preferably 30 parts by mass or less and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of the polyarylate resin (A) and the ionomer resin (B). is more preferable. If the content of (C) exceeds 30 parts by mass, the filamentous molded article may have a reduced diameter, resulting in a roughened surface.

本発明の樹脂組成物は、上記のような充填剤(C)を含有することにより、フィラメント状成形体の作製時、および、3Dプリンターでの造形時に、ノズルに汚れが付着しやすくなることがある。そのため、本発明の樹脂組成物に(C)を含有させる場合、汚れ防止剤を含有させることが好ましい。汚れ防止剤としては、例えば、金属セッケン、フッ素系滑剤、脂肪酸アミド等を主成分とする滑剤が挙げられる。金属セッケンは、アルカリ金属以外の金属の脂肪酸塩のことをいい、主な金属として、マグネシウム、カルシウム、亜鉛、銅、鉛、アルミニウム、鉄、コバルト、クロム、マンガン等が挙げられる。また、フッ素系滑剤としては、パーフルオロアルカン、パーフルオロカルボン酸エステル、パーフルオロ有機化合物やフッ化ポリマー等が挙げられ、脂肪族アミドとしては、オレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド等が挙げられる。中でも、汚れの付着防止効果が高いことから、フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体が好ましい。市販品としては、例えば、ダイキン工業社製のPPAシリーズが挙げられる。 Since the resin composition of the present invention contains the filler (C) as described above, dirt tends to adhere to the nozzle during the production of the filament-shaped molding and during the modeling with a 3D printer. be. Therefore, when the resin composition of the present invention contains (C), it is preferable to contain an antifouling agent. Antifouling agents include, for example, metal soaps, fluorine-based lubricants, and lubricants containing fatty acid amides as main components. Metal soaps refer to fatty acid salts of metals other than alkali metals, and main metals include magnesium, calcium, zinc, copper, lead, aluminum, iron, cobalt, chromium, manganese, and the like. Examples of fluorine-based lubricants include perfluoroalkanes, perfluorocarboxylic acid esters, perfluoroorganic compounds, and fluorinated polymers. Examples of aliphatic amides include oleic acid amide and ethylenebisstearic acid amide. . Among them, a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer is preferable because of its high effect of preventing adhesion of dirt. Examples of commercially available products include the PPA series manufactured by Daikin Industries, Ltd.

本発明の樹脂組成物には、本発明の目的を損なわない範囲で、染料、顔料等の着色剤、帯電防止剤、末端封鎖剤、紫外線防止剤、光安定剤、防曇剤、防霧剤、可塑剤、難燃剤、着色防止剤、酸化防止剤、離型剤、防湿剤、酸素バリア剤、結晶核剤、相溶化剤等の添加剤を含有させてもよい。これらの添加剤は、上記のうち1つを単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。添加剤の粒径は、製糸性よくフィラメント状成形体を得ることができることから、100μm以下であることが好ましい。 The resin composition of the present invention may contain coloring agents such as dyes and pigments, antistatic agents, terminal blocking agents, UV inhibitors, light stabilizers, anti-fogging agents, anti-fogging agents, as long as the objects of the present invention are not impaired. , a plasticizer, a flame retardant, an anti-coloring agent, an antioxidant, a release agent, a moisture-proof agent, an oxygen barrier agent, a crystal nucleating agent, a compatibilizer, and the like. One of the above additives may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The particle size of the additive is preferably 100 μm or less, since a filament-like formed article can be obtained with good spinning properties.

本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂(A)にアイオノマー樹脂(B)を適量配合したものであるため、柔軟性に優れる。柔軟性を示す指標である曲げ弾性率は、3.0GPa以下であることが好ましく、1.4~3.0GPaであることがより好ましい。 The resin composition of the present invention is obtained by blending an appropriate amount of the ionomer resin (B) with the polylactic acid resin (A), and is therefore excellent in flexibility. The flexural modulus, which is an index of flexibility, is preferably 3.0 GPa or less, more preferably 1.4 to 3.0 GPa.

本発明の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂(A)にアイオノマー樹脂(B)を適量配合したものであるため、研磨性に優れる。研磨性を示す指標である摩耗試験時の摩耗質量は、アイオノマー樹脂(B)を配合していないポリ乳酸樹脂(A)単独の場合の摩耗質量の1.5倍以上であることが好ましく、1.7倍以上であることがより好ましく、2.0倍以上であることがさらに好ましい。また摩耗質量の上限は、造形物の型崩れを防止するために、ポリ乳酸(A)単独の場合の摩耗質量の2.5倍であることが好ましい。 Since the resin composition of the present invention is obtained by blending an appropriate amount of the ionomer resin (B) with the polylactic acid resin (A), it is excellent in polishability. The wear mass in the wear test, which is an index of abrasiveness, is preferably 1.5 times or more the wear mass in the case of polylactic acid resin (A) alone that does not contain ionomer resin (B). It is more preferably 0.7 times or more, more preferably 2.0 times or more. Further, the upper limit of the wear mass is preferably 2.5 times the wear mass in the case of polylactic acid (A) alone, in order to prevent the shape of the molded product from collapsing.

本発明の樹脂組成物は、上記のポリ乳酸樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)とを混合することによって作製することができる。両樹脂の混合には、単軸押出機、二軸押出機、ロール混練機、ブラベンダー等の一般的な混練機を使用することができ、中でも、混練状態の向上のため、二軸の押出機を使用することが好ましい。樹脂組成物は、例えば、シリンダー温度160~230℃、ダイス温度180~240℃の条件で、これらの樹脂を溶融混練して押出して、ストランドを冷却後、ペレットサイズにカットする方法で作製することが好ましい。なお、二軸の紡糸装置を使用すれば、溶融混練したポリ乳酸樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)とから、樹脂組成物のペレットを作製することなく、そのままフィラメント状成形体を作製することも可能である。 The resin composition of the present invention can be produced by mixing the polylactic acid resin (A) and the ionomer resin (B). For mixing both resins, a general kneader such as a single screw extruder, a twin screw extruder, a roll kneader, and a Brabender can be used. It is preferable to use a machine. The resin composition is produced by, for example, melt-kneading and extruding these resins under conditions of a cylinder temperature of 160 to 230° C. and a die temperature of 180 to 240° C., cooling the strands, and cutting them into pellet sizes. is preferred. If a biaxial spinning device is used, a filament-shaped compact can be produced from the melt-kneaded polylactic acid resin (A) and ionomer resin (B) without producing pellets of the resin composition. is also possible.

本発明のフィラメント状成形体は、本発明の樹脂組成物で構成されてなるものである。樹脂組成物をフィラメントの形状とすることで、熱溶解積層法3Dプリンターの造形材料として好適に用いることができる。フィラメント状成形体は、モノフィラメントでも、マルチフィラメントでもよいが、モノフィラメントが好ましい。またこれらは未延伸のものであっても延伸したものであってもよい。 The filamentous molded article of the present invention is composed of the resin composition of the present invention. By forming the resin composition into a filament shape, it can be suitably used as a modeling material for a fused layer deposition method 3D printer. The filament-like molded article may be a monofilament or a multifilament, but a monofilament is preferred. Further, these may be unstretched or stretched.

フィラメント状成形体は、直径が0.2~5.0mmであることが好ましく、1.5~3.2mmであることがより好ましく、1.6~3.1mmであることがさらに好ましい。フィラメント状成形体の直径とは、フィラメント状成形体の長手方向に対して垂直に切断した断面における、最大長径と最小短径の平均である。フィラメント状成形体は、直径が0.2mm未満であると、細くなりすぎて、汎用の熱溶解積層法3Dプリンターに適さないことがある。なお、汎用の熱溶解積層法3Dプリンターに適したフィラメント状成形体の直径の上限は、5.0mm程度である。 The diameter of the filamentous compact is preferably 0.2 to 5.0 mm, more preferably 1.5 to 3.2 mm, even more preferably 1.6 to 3.1 mm. The diameter of the filamentous molded article is the average of the maximum major axis and the minimum minor axis in a cross section cut perpendicular to the longitudinal direction of the filamentous molded article. If the diameter of the filamentous molded body is less than 0.2 mm, it may become too thin and not suitable for a general-purpose fused layer deposition method 3D printer. In addition, the upper limit of the diameter of the filament-shaped compact suitable for a general-purpose fused layer deposition method 3D printer is about 5.0 mm.

モノフィラメントからなるフィラメント状成形体を作製する方法としては、例えば、本発明の樹脂組成物を、180~220℃で溶融し、定量供給装置でノズル孔から押出し、これを20~80℃の液浴中で冷却固化後、紡糸速度1~50m/分で引き取り、ボビン等に巻き取る方法が挙げられる。なお、モノフィラメントの形状にする際、1.0倍を超え5.0倍以下の倍率で延伸を施してもよい。延伸倍率は1.0倍を超え3.5倍以下であることがより好ましい。延伸することにより、得られるフィラメントの耐屈曲性を向上させることができる。モノフィラメントの延伸は、紡糸後のモノフィラメントを一度巻き取ってからおこなってもよく、また、モノフィラメントは、紡糸後に巻き取らず、紡糸に続いて、連続的に延伸してもよい。延伸に際して、適度な加熱延伸、熱処理を施すと、より安定したフィラメントが形成され、形成されたフィラメントは、フィラメント強度が増加し、フィラメント表面の平滑性が向上する。 As a method for producing a filament-shaped molded body made of monofilaments, for example, the resin composition of the present invention is melted at 180 to 220°C, extruded from a nozzle hole with a metering device, and placed in a liquid bath at 20 to 80°C. After cooling and solidification, the fiber is taken up at a spinning speed of 1 to 50 m/min and wound around a bobbin or the like. In addition, when forming a monofilament, it may be stretched at a magnification of more than 1.0 times and 5.0 times or less. The draw ratio is more preferably more than 1.0 times and 3.5 times or less. By drawing, the bending resistance of the obtained filaments can be improved. The monofilament may be drawn after being wound once after spinning, or the monofilament may be drawn continuously after spinning without being wound after spinning. Appropriate heat drawing and heat treatment during drawing form more stable filaments, and the formed filaments have increased filament strength and improved filament surface smoothness.

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to Examples, but the present invention is not limited to these.

樹脂組成物、フィラメント状成形体および造形物の評価は、以下の方法によりおこなった。
A.評価方法
(1)ポリ乳酸樹脂(A)のD体含有量
ポリ乳酸樹脂(A)約0.3gを1N-水酸化カリウム/メタノール溶液6mlに加え、65℃にて充分撹拌し、ポリ乳酸樹脂を分解させた後、硫酸450μlを加えて、65℃にて撹拌し、乳酸メチルエステルとした。得られた乳酸メチルエステル5ml、純水3ml、および、塩化メチレン13mlを混合して振り混ぜた。静置分離後、下部の有機層を約1.5ml採取し、HPLC用ディスクフィルター(孔径0.45μm)でろ過し、ガスクロマトグラフィーで測定した。
ガスクロマトグラフィー(Hewlett Packard社製、HP-6890)は、ヘリウム(He)をキャリアガスとして、流速1.8ml/分で、オーブンプログラムは90℃で3分間保持し、50℃/分で220℃まで昇温し、1分間保持する条件でおこなった。カラムは、J&W社製DB-17(30m×0.25mm×0.25μm)を用い、検出器はFID(温度300℃)、内部標準法で測定した。乳酸メチルエステルの全ピーク面積に占めるD-乳酸メチルエステルのピーク面積の割合(%)を算出し、これをD体含有量(モル%)とした。
The evaluation of the resin composition, the filament-shaped molded article and the modeled article was carried out by the following methods.
A. Evaluation method (1) D-form content of polylactic acid resin (A) About 0.3 g of polylactic acid resin (A) was added to 6 ml of a 1N-potassium hydroxide/methanol solution and sufficiently stirred at 65°C to obtain a polylactic resin. was decomposed, 450 μl of sulfuric acid was added and stirred at 65° C. to give lactic acid methyl ester. 5 ml of the obtained lactic acid methyl ester, 3 ml of pure water, and 13 ml of methylene chloride were mixed and shaken. After static separation, about 1.5 ml of the lower organic layer was sampled, filtered through a disk filter for HPLC (pore size 0.45 μm), and measured by gas chromatography.
Gas chromatography (HP-6890, manufactured by Hewlett Packard) was performed using helium (He) as a carrier gas at a flow rate of 1.8 ml/min under an oven program of 90°C for 3 minutes and 50°C/min to 220°C. and maintained for 1 minute. DB-17 (30 m×0.25 mm×0.25 μm) manufactured by J&W was used as a column, FID was used as a detector (temperature: 300° C.), and measurement was performed by an internal standard method. The ratio (%) of the peak area of D-lactic acid methyl ester to the total peak area of methyl lactate was calculated and defined as the D-form content (mol %).

(2)ポリ乳酸樹脂(A)、アイオノマー樹脂(B)のメルトフローレート(MFR)
東洋精機製作所社製メルトインデクサーF-B01を用いて、JIS K 7210に準拠して測定した。試験温度190℃、試験荷重2.16kgの条件で測定した。
(2) Melt flow rate (MFR) of polylactic acid resin (A) and ionomer resin (B)
It was measured according to JIS K 7210 using a melt indexer F-B01 manufactured by Toyo Seiki Seisakusho. Measurement was performed under the conditions of a test temperature of 190°C and a test load of 2.16 kg.

(3)研磨性
得られた樹脂組成物のペレット(65℃×48時間の条件で乾燥して、水分率を0.01%としたもの)を用いて、射出成形機(日精樹脂社製、NEX-110型)を用い、シリンダー温度190~220℃、金型温度30~40℃の条件で、直径10mm、厚さ2mmの円板を作製した。
テーバー摩耗試験機(東洋精機製、Rotary Abrasion Testen)を用いて、JIS K7204に準拠して、円板の摩耗試験を実施した。用いた摩耗輪はH-22であり、回転数は1000回転、回転速度は70rpm、荷重1.0kgf、測定環境温度20℃、湿度65%RHとした。
摩耗試験前後の円板の質量を測定してその前後の質量差を摩耗質量とした。各樹脂組成物からなる円板における摩耗質量を、ポリ乳酸樹脂のみから構成される比較例1の円板の摩耗質量で除して、研磨性を評価した。
本発明においては、摩耗質量が、ポリ乳酸のみから構成される比較例1の円板の摩耗質量で除した値が1.5以上を合格とした。
(3) Abrasiveness Pellets of the obtained resin composition (dried at 65°C for 48 hours to a moisture content of 0.01%) were used in an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastics Co., Ltd., NEX-110 type) was used to prepare a disk with a diameter of 10 mm and a thickness of 2 mm under the conditions of a cylinder temperature of 190 to 220°C and a mold temperature of 30 to 40°C.
Using a Taber abrasion tester (Rotary Abrasion Testen manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.), the disk was subjected to an abrasion test according to JIS K7204. The wear wheel used was H-22, the number of rotations was 1000, the rotation speed was 70 rpm, the load was 1.0 kgf, the ambient temperature for measurement was 20° C., and the humidity was 65% RH.
The mass of the disc before and after the wear test was measured, and the difference between the masses before and after was taken as the wear mass. Abrasiveness was evaluated by dividing the wear mass of the disc made of each resin composition by the wear mass of the disc of Comparative Example 1 composed only of the polylactic acid resin.
In the present invention, a value obtained by dividing the wear mass by the wear mass of the disc of Comparative Example 1 composed only of polylactic acid was 1.5 or more, and was judged to pass.

(4)柔軟性
得られた樹脂組成物のペレット(65℃×48時間の条件で乾燥して、水分率を0.01%としたもの)を用いて、射出成形機(日精樹脂社製、NEX-110型)を用い、シリンダー温度190~220℃、金型温度30~40℃の条件で、ISO準拠の一般物性測定用試験片(ダンベル片)を作製し、曲げスパン64mm、試験速度2mm/秒で曲げ弾性率を測定した。
本発明においては、3.0GPa以下を合格とした。
(4) Flexibility Using an injection molding machine (manufactured by Nissei Plastics Co., Ltd., NEX-110 type), under the conditions of cylinder temperature 190 to 220 ° C. and mold temperature 30 to 40 ° C., prepare a test piece (dumbbell piece) for general physical property measurement conforming to ISO, bend span 64 mm, test speed 2 mm / sec was measured.
In the present invention, 3.0 GPa or less was considered acceptable.

(5)製糸性
紡糸速度10m/分にて24時間、繊経1.75mmのモノフィラメントを採取した際の糸切れ回数により、以下の2段階で評価した。
〇:糸切れが発生しなかった。
×:糸切れが発生したか、またはフィラメントの引取りができなかった。
(5) Spinnability Evaluation was made according to the following two grades based on the number of yarn breakages when a monofilament with a fiber diameter of 1.75 mm was collected at a spinning speed of 10 m/min for 24 hours.
O: Yarn breakage did not occur.
x: Yarn breakage occurred or the filament could not be taken off.

(6)モノフィラメントの直径
得られたモノフィラメントを、20cm毎に、モノフィラメントの長手方向に対して垂直に切断し、測定サンプルを30個得た。各サンプルにおいて、断面における最大長径と最小短径を、マイクロメーターを用いて測定し、その平均を各サンプルの直径とした。全30サンプルの直径を平均して、モノフィラメントの直径を算出した。
(6) Diameter of monofilament The obtained monofilament was cut perpendicularly to the longitudinal direction of the monofilament every 20 cm to obtain 30 measurement samples. For each sample, the maximum length and minimum width in the cross section were measured using a micrometer, and the average was taken as the diameter of each sample. The diameter of the monofilament was calculated by averaging the diameters of all 30 samples.

(7)モノフィラメントの直径の均一性
上記(6)において算出した、全サンプルの直径の最大値(M1)と最小値(M2)を用いて、モノフィラメントの直径の均一性を算出した。
直径の均一性=(M1-M2)/2
(7) Uniformity of diameter of monofilaments Using the maximum value (M1) and minimum value (M2) of the diameters of all samples calculated in (6) above, the uniformity of diameters of monofilaments was calculated.
Diameter uniformity = (M1-M2)/2

(8)モノフィラメントの耐屈曲性
JIS P 8115に記載のMIT耐折度試験に準じて、マイズ試験機社製、MIT耐折度試験機を用い、荷重5N、クランプ先端R0.38mm、つかみ間隔2.0mm、試験速度175rpm、折り曲げ角度135度で実施し、モノフィラメントの耐折回数を計測した。測定には、標準状態(室温22±2℃、湿度50±2%)で48時間以上放置した試料を用いた。MIT耐折度試験は、それぞれのモノフィラメントについて3回測定し、平均値を求めた。耐折回数により、以下の4段階で評価した。
◎:100回以上
○:30回以上100回未満
△:5回以上30回未満
×:5回未満
本発明においては、耐折回数が5回以上を合格とした。耐折回数は、30回以上であることがより好ましく、100回以上であることがさらに好ましい。
(8) Bend resistance of monofilament According to the MIT folding endurance test described in JIS P 8115, using an MIT folding endurance tester manufactured by Mize Tester Co., Ltd., load 5 N, clamp tip R 0.38 mm, grip distance 2 0 mm, a test speed of 175 rpm, and a bending angle of 135 degrees, and the number of folding endurance of the monofilament was measured. For the measurement, a sample was used which had been allowed to stand for 48 hours or longer under standard conditions (room temperature 22±2° C., humidity 50±2%). In the MIT folding endurance test, each monofilament was measured three times and an average value was obtained. The number of folding endurance was evaluated in the following four stages.
⊙: 100 times or more ○: 30 times or more and less than 100 times Δ: 5 times or more but less than 30 times ×: less than 5 times In the present invention, a folding endurance of 5 times or more was regarded as acceptable. The folding endurance is more preferably 30 times or more, and even more preferably 100 times or more.

(9)3Dプリンターのノズル汚れ
得られたモノフィラメントと3Dプリンター(FLASHFORGE社製、CREATOR PRO)を用いて、ノズル温度190~240℃、テーブル温度50℃の条件でISOダンベル片の造形を10回繰り返しおこない、その間のノズルの汚れを観察した。ノズルに付着していた汚れが、造形したISOダンベル片にも付着していた場合は「×」とし、造形したISOダンベル片には付着していなかった場合、以下の2段階で評価した。
○:ノズルに汚れが付着していなかった。
△:ノズルに汚れが付着していた。
本発明においては、「△」以上を合格とした。
(9) Nozzle contamination of 3D printer Using the obtained monofilament and a 3D printer (CREATOR PRO manufactured by FLASHFORGE), molding of an ISO dumbbell piece is repeated 10 times under the conditions of a nozzle temperature of 190 to 240 ° C. and a table temperature of 50 ° C. During this time, contamination of the nozzle was observed. If the dirt adhering to the nozzle was also adhered to the shaped ISO dumbbell piece, it was evaluated as "x", and if it was not adhered to the shaped ISO dumbbell piece, it was evaluated in the following two stages.
◯: No dirt adhered to the nozzle.
Δ: Dirt adhered to the nozzle.
In the present invention, "Δ" or higher was regarded as acceptable.

(10)3Dプリンター造形性
得られたモノフィラメントを用いて、3Dプリンター(FLASHFORGE社製、CREATOR PRO)を用いて、ノズル温度190~240℃、テーブル温度50℃の条件で、図1の「ルーク」を造形した。樹脂が均一に吐出されなかったたり、反りが大きすぎて造形台から剥がれて、造形することができなかった場合、「×」と評価した。造形することができた場合、図1の1(オーバーハング部分)の外観を、以下の2段階で評価した。
◎:オーバーハング部分の造形がダレることがなかった。
○:オーバーハング部分の造形がダレた。
本発明においては、「○」以上を合格とした。
(10) 3D printer formability Using the obtained monofilament, a 3D printer (CREATOR PRO manufactured by FLASHFORGE) was used at a nozzle temperature of 190 to 240 ° C. and a table temperature of 50 ° C. "Luke" in FIG. was modeled. If the resin was not discharged uniformly, or if the warpage was too large and the sample was peeled off from the modeling table, modeling could not be performed, it was evaluated as "x". When the molding was successful, the appearance of 1 (overhang portion) in FIG. 1 was evaluated in the following two stages.
⊚: The shape of the overhang portion was not sagging.
◯: The shape of the overhang portion was sagging.
In the present invention, "O" or better was regarded as acceptable.

(11)造形物の寸法安定性
得られたモノフィラメントを用いて、3Dプリンター(FLASHFORGE社製、CREATOR PRO)を用いて、ノズル温度190~240℃、テーブル温度50℃の条件で、図2の「アンカー」を造形した。反りが大きすぎて造形物が造形台から剥がれ造形することができなかった場合、「×」と評価した。造形することができた場合、造形したアンカーを平滑な水準台(大理石等)上に置き、図2の5の位置におもりを置き固定したのち、図2の2~4の3箇所の先端部分について台からの高さを隙間ゲージまたはノギスで測定し、平均値を求め、以下の3段階で評価した。
○:平均値が0mmを超え1mm未満であった。
△:平均値が1mm以上であった。
本発明においては、「△」以上を合格とした。
(11) Dimensional Stability of Modeled Object Using the obtained monofilament, a 3D printer (CREATOR PRO manufactured by FLASHFORGE) was used to perform the measurement under the conditions of a nozzle temperature of 190 to 240°C and a table temperature of 50°C. sculpted the Anchor. When the warpage was too large and the molded object was separated from the molding table and could not be molded, it was evaluated as "x". If the model can be formed, place the modeled anchor on a smooth leveling board (marble, etc.), place a weight at position 5 in Fig. 2 and fix it, and then the three tip parts of 2 to 4 in Fig. 2. The height from the table was measured with a clearance gauge or vernier caliper, the average value was obtained, and the following three grades were used for evaluation.
◯: The average value was more than 0 mm and less than 1 mm.
(triangle|delta): The average value was 1 mm or more.
In the present invention, "Δ" or higher was regarded as acceptable.

B.原料
実施例、比較例に用いた原料は、以下の通りである。
〔ポリ乳酸樹脂(A)〕
・3001D(NatureWorks社製、D-乳酸含有量:1.4モル%、MFR:11g/10分)
B. Raw Materials Raw materials used in Examples and Comparative Examples are as follows.
[Polylactic acid resin (A)]
· 3001D (manufactured by NatureWorks, D-lactic acid content: 1.4 mol%, MFR: 11 g / 10 minutes)

〔アイオノマー樹脂(B)〕
・ハイミラン1706(三井デュポンポリケミカル社製アイオノマー、亜鉛イオン中和型エチレンメタクリル酸共重合樹脂、MFR:0.9g/10分)
・ハイミラン1855(三井デュポンポリケミカル社製、アイオノマー樹脂、亜鉛イオン中和エチレンメタクリル酸共重合樹脂、MFR:1.0g/10分)
・ハイミラン1702(三井デュポンポリケミカル社製、アイオノマー樹脂、亜鉛イオン中和エチレンメタクリル酸共重合樹脂、MFR:16g/10分)





[Ionomer resin (B)]
- Himilan 1706 (Mitsui DuPont Polychemicals ionomer, zinc ion-neutralized ethylene methacrylic acid copolymer resin, MFR: 0.9 g/10 minutes)
- Himilan 1855 (manufactured by DuPont Mitsui Polychemicals, ionomer resin, zinc ion-neutralized ethylene methacrylic acid copolymer resin, MFR: 1.0 g/10 minutes)
- Himilan 1702 (manufactured by DuPont Mitsui Polychemicals, ionomer resin, zinc ion-neutralized ethylene methacrylic acid copolymer resin, MFR: 16 g/10 minutes)





〔アイオノマー樹脂と同骨格の金属イオン置換されていないポリマー〕
・ニュクレルAN4213C(三井デュポンポリケミカル社製、エチレンメタクリル酸共重合樹脂、MFR:10g/10分)
〔低密度ポリエチレン〕
・ノバテックLD LJ401(日本ポリエチレン社製低密度ポリエチレン、MFR:1.5g/10分)
[Polymer having the same skeleton as ionomer resin and not substituted with metal ions]
· Nucrel AN4213C (manufactured by Mitsui DuPont Polychemicals, ethylene methacrylic acid copolymer resin, MFR: 10 g / 10 minutes)
[Low density polyethylene]
・ Novatec LD LJ401 (low-density polyethylene manufactured by Japan Polyethylene, MFR: 1.5 g / 10 minutes)

〔充填剤〕
・タルク(竹原化学工業社製 ハイミクロンタルクHE5、平均粒子径:1.6μm)
〔filler〕
・ Talc (Hymicron talc HE5 manufactured by Takehara Chemical Industry Co., Ltd., average particle size: 1.6 μm)

〔汚れ防止剤のマスターバッチペレット〕
二軸押出機(池貝社製、PCM-30)を用い、ポリ乳酸樹脂(3001D)99質量部と、汚れ防止剤(フッ化ビニリデン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ダイキン工業社製『PPA DA-310ST』)1質量部とをブレンドして押出機に供給した。温度200℃、スクリュー回転数120rpm、吐出量7kg/hの条件で混練、押出した。引き続き、押出機先端から吐出されたストランドを、冷却バスで冷却後、ペレタイザーにて引き取り、カッティングして汚れ防止剤のマスターバッチペレット(M)を得た。
[Masterbatch Pellets for Antifouling Agent]
Using a twin-screw extruder (manufactured by Ikegai, PCM-30), 99 parts by mass of polylactic acid resin (3001D) and an antifouling agent (vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, manufactured by Daikin Industries, Ltd. "PPA DA- 310ST”) was blended with 1 part by mass and supplied to the extruder. The mixture was kneaded and extruded under conditions of a temperature of 200° C., a screw rotation speed of 120 rpm, and a discharge rate of 7 kg/h. Subsequently, the strand extruded from the tip of the extruder was cooled in a cooling bath, taken up by a pelletizer, and cut to obtain masterbatch pellets (M) of the antifouling agent.

実施例1
二軸押出機(池貝社製、PCM-30、スクリュー径29mm、L/D30、ダイス径3mm、孔数3)を用い、ポリ乳酸樹脂(A)として3001Dを95質量部と、アイオノマー樹脂(B)としてハイミラン1706を5質量部とをブレンドして、押出機に供給した。温度200℃、スクリュー回転数120rpm、吐出量7kg/hの条件で混練、押出した。引き続き、押出機先端から吐出されたストランドを、冷却バスで冷却後、ペレタイザーにて引き取り、カッティングして樹脂組成物のペレットを得た。得られた樹脂組成物のペレットを65℃×48時間の条件で乾燥して、水分率を0.01%とした。
この乾燥させた樹脂組成物ペレットを、モノフィラメント製造装置(単軸押出機(日本製鋼所社製、スクリュー径60mm、溶融押出しゾーン1200mm))を用い、紡糸温度220℃の条件で、得られるモノフィラメントの直径が1.75mmになるように吐出量を調整して、孔径5mmで1孔有する丸断面の紡糸口金から押出した。引き続き、押し出されたモノフィラメントを紡糸口金より20cm下の冷却温水50℃に浸漬し、引き取り速度30m/分で調整しながら引き取り、モノフィラメントを得た。冷却時間は約1分であった(未延伸)。
Example 1
Using a twin screw extruder (manufactured by Ikegai, PCM-30, screw diameter 29 mm, L / D 30, die diameter 3 mm, number of holes 3), 95 parts by mass of 3001D as polylactic resin (A) and ionomer resin (B ) was blended with 5 parts by weight of Himilan 1706 and supplied to the extruder. The mixture was kneaded and extruded under conditions of a temperature of 200° C., a screw rotation speed of 120 rpm, and a discharge rate of 7 kg/h. Subsequently, the strand extruded from the tip of the extruder was cooled in a cooling bath, taken up by a pelletizer, and cut to obtain pellets of the resin composition. The obtained pellets of the resin composition were dried at 65° C. for 48 hours to a moisture content of 0.01%.
The dried resin composition pellets are processed using a monofilament manufacturing apparatus (single-screw extruder (manufactured by Japan Steel Works, Ltd., screw diameter 60 mm, melt extrusion zone 1200 mm)) at a spinning temperature of 220 ° C. to obtain a monofilament. The discharge rate was adjusted so that the diameter was 1.75 mm, and extruded through a spinneret with a circular cross section having one hole with a hole diameter of 5 mm. Subsequently, the extruded monofilament was immersed in cooled warm water of 50° C. 20 cm below the spinneret, and was taken off at an adjusted take-off speed of 30 m/min to obtain a monofilament. Cooling time was about 1 minute (unstretched).

実施例2、3、5、6、8、9、11~13、比較例2、6、7
表1に記載された樹脂組成に変更する以外は、実施例1と同様の操作をおこなって、樹脂組成物のペレットを得た後、未延伸のモノフィラメントを得た。
Examples 2, 3, 5, 6, 8, 9, 11-13, Comparative Examples 2, 6, 7
Except for changing the resin composition described in Table 1, the same operation as in Example 1 was performed to obtain pellets of the resin composition, and then unstretched monofilaments were obtained.

実施例4
実施例3で得られた樹脂組成物のペレット(65℃×48時間の条件で乾燥して、水分率を0.01%としたもの)を、モノフィラメント製造装置(単軸押出機(日本製鋼所社製、スクリュー径60mm、溶融押出しゾーン1200mm))を用い、紡糸温度200℃の条件で、得られる延伸後のモノフィラメントの直径が1.75mmになるように吐出量を調整して、孔径5mmで1孔有する丸断面の紡糸口金から押出した。引き続き、押し出されたモノフィラメントを紡糸口金より20cm下の冷却温水50℃に浸漬し、引き取り速度30m/分で調整しながら引き取り、延伸したモノフィラメントを得た(延伸倍率=3.0)。冷却時間は約1分であった。
Example 4
Pellets of the resin composition obtained in Example 3 (dried under the conditions of 65 ° C. for 48 hours to have a moisture content of 0.01%) were processed by a monofilament manufacturing apparatus (single screw extruder (Japan Steel Works, Ltd. Co., Ltd., screw diameter 60 mm, melt extrusion zone 1200 mm)))), under the conditions of a spinning temperature of 200 ° C., the discharge rate is adjusted so that the diameter of the monofilament obtained after drawing is 1.75 mm, and the hole diameter is 5 mm. It was extruded through a round cross-section spinneret with one hole. Subsequently, the extruded monofilament was immersed in cooled warm water of 50° C. 20 cm below the spinneret, and taken off while adjusting the take-off speed to 30 m/min to obtain a drawn monofilament (draw ratio=3.0). Cooling time was about 1 minute.

実施例7、10
表1に記載された樹脂組成に変更してブレンドした以外は、実施例1と同様にして、樹脂組成物のペレットを得た。そして、得られた樹脂組成物のペレットを用いて、実施例4と同様の操作をおこなって、樹脂組成物のペレットを得た後、延伸したモノフィラメントを得た。
Examples 7 and 10
Pellets of the resin composition were obtained in the same manner as in Example 1, except that the resin composition described in Table 1 was changed and blended. Then, using the obtained pellets of the resin composition, the same operation as in Example 4 was performed to obtain pellets of the resin composition, and then a stretched monofilament was obtained.

比較例1
3001Dとハイミラン1706とをブレンドして供給することに代えて、3001Dを単独を供給することに変更する以外は、実施例1と同様の操作をおこなって、樹脂組成物のペレットを得た後、未延伸のモノフィラメントを得た。
Comparative example 1
Except for supplying 3001D alone instead of supplying a blend of 3001D and Himilan 1706, the same operation as in Example 1 was performed to obtain pellets of the resin composition, An undrawn monofilament was obtained.

比較例3
表1に記載された樹脂組成に変更する以外は実施例1と同様の操作をおこなって、樹脂組成物のペレットを得た後、未延伸のモノフィラメントを得ようとしたが、ポリ乳酸樹脂に含有させるアイオノマー樹脂の含有量が過多であったため、製糸性に劣り、モノフィラメントを得ることができなかった。
Comparative example 3
The same operation as in Example 1 was performed except that the resin composition was changed to that shown in Table 1, and after obtaining pellets of the resin composition, an attempt was made to obtain an unstretched monofilament. Since the content of the ionomer resin to be formed was excessive, the spinnability was poor and a monofilament could not be obtained.

比較例4
表1に記載された樹脂組成に変更する以外は実施例1と同様の操作をおこなって、樹脂組成物のペレットを得た後、未延伸のモノフィラメントを得ようとしたが、ポリ乳酸樹脂に、ポリ乳酸樹脂のMFR値よりも高いMFR値を有するアイオノマー樹脂を含有させたため、製糸性に劣り、モノフィラメントを得ることができなかった。
Comparative example 4
The same operation as in Example 1 was performed except that the resin composition was changed to that shown in Table 1. After obtaining pellets of the resin composition, an attempt was made to obtain an unstretched monofilament. Since the ionomer resin having an MFR value higher than that of the polylactic acid resin was contained, the spinnability was poor and a monofilament could not be obtained.

比較例5
表1に記載された樹脂組成に変更する以外は実施例1と同様の操作をおこなって、樹脂組成物のペレットを得た後、未延伸のモノフィラメントを得ようとしたが、ポリ乳酸樹脂に、アイオノマー樹脂ではなく、アイオノマー樹脂と同骨格の金属イオン置換されていないポリマーを含有させたため、ポリ乳酸樹脂とポリオレフィン樹脂との相溶性が悪く、製糸性に劣り、モノフィラメントを得ることができなかった。
Comparative example 5
The same operation as in Example 1 was performed except that the resin composition was changed to that shown in Table 1. After obtaining pellets of the resin composition, an attempt was made to obtain an unstretched monofilament. Since a polymer having the same skeleton as that of the ionomer resin and not substituted with metal ions was contained instead of the ionomer resin, the compatibility between the polylactic acid resin and the polyolefin resin was poor, the spinning property was poor, and a monofilament could not be obtained.

実施例、比較例で得られた樹脂組成物の特性、得られたモノフィラメントの特性、3Dプリンターのノズルの汚れ、造形性、得られた造形物の特性を表1に示す。 Table 1 shows the properties of the resin compositions obtained in Examples and Comparative Examples, the properties of the monofilaments obtained, the contamination of the nozzle of the 3D printer, the moldability, and the properties of the molded objects obtained.

Figure 0007328679000001
Figure 0007328679000001

実施例1~13は、ポリ乳酸樹脂にアイオノマー樹脂を適量配合した樹脂組成物であったため、製糸性、研磨性、柔軟性いずれにも優れていた。このため、これらの樹脂組成物は、熱溶解積層法3Dプリンターの造形材料として、好適に用いることができるものであった。
実施例6、9の造形物は、ポリ乳酸樹脂に、アイオノマー樹脂に加えてタルクを含有させた樹脂組成物を用いたため、実施例3の造形物と対比して、寸法安定性に優れていた。
実施例7、10の造形物は、ポリ乳酸樹脂に、アイオノマー樹脂に加えてタルクを含有させた樹脂組成物を用いたため、実施例4の造形物と対比して、寸法安定性に優れていた。
実施例13の造形物は、ポリ乳酸樹脂に、アイオノマー樹脂に加えてタルクを含有させた樹脂組成物を用いたため、実施例11の造形物と対比して、寸法安定性に優れていた。
実施例4、7、10のモノフィラメントは、3倍延伸したものであったため、実施例3、6、9のモノフィラメントと対比して、耐屈曲性が向上し、表面のざらつきが改善されていた。
実施例9、10のモノフィラメントは、汚れ防止剤を含有した樹脂組成物を用いたため、実施例6、7のモノフィラメントと対比して、3Dプリンターによる造形時において、ノズルの汚れの付着が少なかった。
Since Examples 1 to 13 were resin compositions in which an appropriate amount of ionomer resin was blended with polylactic acid resin, they were excellent in spinnability, polishability, and flexibility. Therefore, these resin compositions can be suitably used as a modeling material for a fused layer deposition method 3D printer.
The shaped articles of Examples 6 and 9 used a resin composition containing talc in addition to the ionomer resin in the polylactic acid resin, and thus had excellent dimensional stability compared to the shaped article of Example 3. .
The shaped objects of Examples 7 and 10 used a resin composition containing talc in addition to the ionomer resin in the polylactic acid resin, and thus had excellent dimensional stability compared to the shaped object of Example 4. .
The modeled article of Example 13 was excellent in dimensional stability compared to the modeled article of Example 11 because the resin composition containing talc in addition to the ionomer resin was used in the polylactic acid resin.
The monofilaments of Examples 4, 7, and 10 were stretched 3 times, and therefore, compared with the monofilaments of Examples 3, 6, and 9, the bending resistance was improved and the surface roughness was improved.
The monofilaments of Examples 9 and 10 used a resin composition containing an antifouling agent, so compared to the monofilaments of Examples 6 and 7, the nozzles were less soiled during modeling with a 3D printer.

比較例1の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂にアイオノマー樹脂を含有させなかったため、研磨性および柔軟性に劣っていた。
比較例2の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂に含有させるアイオノマー樹脂の含有量が過少であったため、研磨性および柔軟性に劣っていた。
比較例6の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂に、アイオノマー樹脂を含有させずに低密度ポリエチレンを含有させたため、研磨性に劣っていた。
比較例7の樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂に、アイオノマー樹脂を含有させずにタルクのみを含有させたため、柔軟性に劣っていた。
The resin composition of Comparative Example 1 was inferior in polishability and flexibility because the polylactic acid resin did not contain an ionomer resin.
The resin composition of Comparative Example 2 was inferior in polishability and flexibility because the content of the ionomer resin contained in the polylactic acid resin was too small.
The resin composition of Comparative Example 6 contained low-density polyethylene in the polylactic acid resin without containing the ionomer resin, and thus was inferior in polishability.
The resin composition of Comparative Example 7 was inferior in flexibility because the polylactic acid resin contained only talc without containing an ionomer resin.

Claims (5)

熱溶解積層法3Dプリンターの造形材料用成形体であって、ポリ乳酸樹脂(A)とアイオノマー樹脂(B)とを含有し、(A)と(B)の質量比率[(A)/(B)]が95/5~60/40であって、(A)のメルトフローレート(MFR)値が(B)のMFR値よりも大きく、前記アイオノマー樹脂(B)が亜鉛イオン中和型エチレンメタクリル酸共重合樹脂である造形材料用樹脂組成物で構成され、直径が0.2~5.0mmである、フィラメント状成形体 A molding material for a molding material for a fused lamination method 3D printer, containing a polylactic resin (A) and an ionomer resin (B), wherein the mass ratio of (A) and (B) [(A) / (B )] is 95/5 to 60/40, the melt flow rate (MFR) value of (A) is greater than the MFR value of (B), and the ionomer resin (B) is zinc ion-neutralized ethylene 1. A filament-shaped molded article having a diameter of 0.2 to 5.0 mm, which is composed of a resin composition for modeling material which is a methacrylic acid copolymer resin . 前記樹脂組成物は、曲げ弾性率が1.4~3.0GPaであり、摩耗試験時の摩耗質量が、ポリ乳酸樹脂(A)の摩耗質量に対して1.5~2.5倍であることを特徴とする請求項1に記載のフィラメント状成形体 The resin composition has a flexural modulus of 1.4 to 3.0 GPa, and an abrasion mass during an abrasion test that is 1.5 to 2.5 times the abrasion mass of the polylactic acid resin (A). 2. The filamentous formed article according to claim 1, characterized in that: 前記樹脂組成物は、さらに、充填剤(C)を含有することを特徴とする請求項1または2に記載のフィラメント状成形体 3. The filamentous formed article according to claim 1, wherein the resin composition further contains a filler (C). 前記樹脂組成物は、さらに、汚れ防止剤を含有することを特徴とする請求項3に記載のフィラメント状成形体 4. The filamentous molded article according to claim 3, wherein the resin composition further contains an antifouling agent. 前記フィラメント状成形体は延伸したモノフィラメントである、請求項1~4のいずれかに記載のフィラメント状成形体。The filamentous molded article according to any one of claims 1 to 4, wherein said filamentous molded article is a drawn monofilament.
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