WO2016129613A1

WO2016129613A1 - 造形材料

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Publication number: WO2016129613A1
Application number: PCT/JP2016/053884
Authority: WO
Inventors: 雄俊中谷; 迫部　唯行; こゆ田代; 秀仁安藤
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2015-02-10
Filing date: 2016-02-10
Publication date: 2016-08-18
Anticipated expiration: 2017-08-10

Abstract

　造形材料であって、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて形成されている。このため、同造形材料は、柔軟で、折れにくく、取扱い性が良好で、熱溶解積層方式の３Ｄプリンターに特に適している。

Description

造形材料

　本発明は造形材料に関し、特に３次元プリンター（以下、「３Ｄプリンター」と略称することがある）などの材料押出型造形装置に好適に用いることができる造形材料に関する。

　コンピュータ上の設計図をもとに三次元の物体を作り出す３Ｄプリンターは、金型や溶融装置を用いなくとも、プラスチック製の部品、治具、製品を容易に作ることができる。このため３Ｄプリンターは、企業を中心に急速に普及している。特に、熱可塑性樹脂を造形材料に用いる熱溶解積層方式（ＦＤＭ）の３Ｄプリンターは、廉価版も販売され、個人にも普及し始めている。

　このような熱溶解積層方式の３Ｄプリンターに用いられる造形材料としては、熱可塑性樹脂を直径数ｍｍで長手方向に連続してなる線状の樹脂成型物（モノフィラメント状物）が市販されている。例えば、ＷＯ２００３／０８９７０２には、高精度の造形材料として、平均直径が０．０６９～０．０７４インチ（約１．７５～１．８８ｍｍ）、長さ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（供給材料）が開示されている。このような造形材料を構成する熱可塑性樹脂としては、ＡＢＳ樹脂、ポリカーボネート、ポリアミド、ポリ乳酸などの熱可塑性樹脂が用いられている。熱溶解積層方式は、材料押出方式ともいう。

　しかし、上記のような連続線状の樹脂成形物（モノフィラメント状物）にて構成された造形材料は、硬く、このため取り扱い性が良くない。なかでもポリ乳酸にて形成された造形材料は特に硬い。このような硬い線状の造形材料は、ボビンなどに巻かれている状態から、巻き張力を少し緩めた途端に、巻かれた状態が解除され、ボビンから外れて散らばった状態となってしまう場合がある。このような状況は、「クラッシュ」と称される。市場にて販売されているポリ乳酸製の造形材料において、結晶化していないものについては、使用中に折れやすいという問題点がある。

　そこで本発明は、取り扱い性が良好な造形材料を提供することを課題とする。

　本発明の造形材料は、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて形成されていることを特徴とする。

　本発明によれば、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて形成されていることから、柔軟で、折れにくく、取扱い性が良好な、熱溶解積層方式の３Ｄプリンターに特に適した、造形材料を提供することができる。

　本発明の造形材料は、上述のように、合成繊維を複数本集束して構成された長尺状の繊維集束体にて形成されている。

　繊維集束体を構成する合成繊維としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ポリエステル系樹脂、芳香族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、アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体系樹脂、フッ素樹脂系樹脂などを原料とした、溶融紡糸法によって得られる熱可塑性合成繊維が挙げられる。これらの樹脂を混合したものであってもよい。なかでも、単繊維繊度や力学特性の調整の容易さ、および汎用性の高さから、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が好適に使用できる。特に、ポリ乳酸が、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。Ｄ体含有量を調整することにより、ポリ乳酸の融点を調整することができる。２種以上の樹脂からなるポリマーブレンドまたはポリマーアロイを繊維化したものや、２種以上の樹脂を海島型、芯鞘型、サイドバイサイド型などに複合繊維化したものも、合成繊維として使用可能である。詳細は後述するが、合成繊維には、一般に使用されている難燃剤、着色剤、滑剤、耐候剤、抗菌剤、酸化防止剤、耐熱剤などが、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜添加されていてもよい。

　本発明の造形材料を３Ｄプリンターの溶融積層造形法に用いる場合には、同造形材料は、３Ｄプリンターにおける造形ヘッドの溶融温度で溶融し得るものであることが必要である。この場合には、造形材料を構成する熱可塑性合成繊維の樹脂融点は、４００℃以下が好ましく、２５０℃以下がより好ましく、２００℃以下がさらに好ましい。明確な結晶融点を示さない樹脂については、軟化点を融点とみなすことができる。つまり、合成繊維などに用いられる高分子重合体が非晶性であり、示差走査熱量計（ＤＳＣ）などの熱量分析において明確なピークが得られない場合は、メルトフローレートやキャピラリーレオメータ等の溶融粘度分析における流動開始温度を、融点の代替として用いることができる。

　繊維集束体を構成する合成繊維は、モノフィラメント糸、マルチフィラメント糸、紡績糸などの形態をとることができる。モノフィラメント糸の場合は、その直径や断面形状は限定されない。マルチフィラメント糸の場合は、単糸の直径や断面形状は限定されず、フィラメント本数および総繊度も任意の値に設定できる。紡績糸の場合は、使用される短繊維素材の直径、断面形状、捲縮の有無などは問わず、紡績糸としての撚り数や番手、合撚の有無なども制限されない。

　合成繊維の形態は、連続繊維のみの形態でもよいが、特定の繊維長を有する短繊維の形態であってもよい。短繊維の形態の場合は、上述の紡績糸のほかに、連続繊維と短繊維との混繊による混合紡績糸を集束した連続形態であってもよい。このような紡績糸が、組紐や撚り糸を得るための熱可塑性合成繊維の束として用いられたものでもよい。合成繊維の形態は、連続繊維からなる加工糸の形態であってもよい。加工糸としては、エアー交絡糸、仮撚り糸、ＢＣＦ（Ｂｕｌｋｅｄ　Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ　Ｆｉｌａｍｅｎｔ）が挙げられる。

　繊維集束体を構成する複数の繊維のすべてが連続繊維である場合には、繊度の異なる連続繊維が混繊した形態でもよい。繊度の異なる連続繊維である場合は、繊度の大きいフィラメントの周囲をマルチフィラメント糸で編組した複合糸や、繊度の大きいフィラメントの周囲をマルチフィラメント糸で巻き付けた複合糸の形態であってもよい。繊度の大きいフィラメントとしては、モノフィラメント糸を挙げることができる。例えば、モノフィラメント糸を繊維集束体の中心部に配置させることにより、中心部の密度が均一になる。低融点の熱接着成分を繊維表面に有するモノフィラメント糸が中心部に配置された繊維集束体であると、熱処理が施されることによって、中心部の周囲に配置された繊維と密着して良好に一体化して集束する。

　１種以上の合成繊維を複数本用意し、引き揃え、合撚、混繊、交絡などの手段により複合化させたものも、合成繊維として使用可能である。紡績糸については、混紡により複数種類の短繊維素材を複合化することも可能である。

　熱可塑性合成繊維の単繊維の繊度は、集束する際の糸本数、造形材料の直径、集束した際の密度、耐久性を考慮して、適宜設定することができる。例えば、単繊維の繊度が高い場合は、摩擦などへの耐久性が高いが、繊維間の隙間が大きくなり、造形材料を用いた造形時にボイドが生じる可能性がある。単繊維の断面形状は、取扱い性や集束時の密度などを考慮して適宜に設定することができる。断面形状として、例えば、丸形、楕円形、多角形（三角形、四角形など）、多葉形（十字形、星形など）などが挙げられる。断面形状の異なる繊維の組み合わせでも構わない。

　融点の異なる２種の樹脂によって構成された繊維集束体によって造形材料が形成されている場合において、２種の樹脂Ｘ、Ｙの融点をそれぞれＭＸ、ＭＹ（ＭＸ≦ＭＹ）としたときに、この繊維構造体を温度ＴＡ（ＭＸ≦ＴＡ≦ＭＹ）で熱処理することによって、造形材料を製造することができる。造形時の溶融温度ＴＢは、ＭＸ、ＭＹ≦ＴＢとなる。この場合に、２種の樹脂Ｘ、Ｙによって複合された複合形態の繊維によって繊維集束体を構成することができる。複合形態としては、樹脂Ｘが鞘部に配され、樹脂Ｙが芯部に配された芯鞘複合形態を挙げることができる。繊維集束体の表面に、低融点樹脂Ｘの溶融固化によって後述の機能性材料が担持されたものとすることもできる。

　繊維集束体は、複数本の合成繊維が集束されて１本の連続した糸状の形態を呈したものである。詳細には、撚り糸、組紐、ロープ、鎖編などの形態が挙げられる。複数本の合成繊維が集束されることで、公知の、単糸で構成された、熱溶解積層方式の３次元プリンター用の造形材料に比べて、造形材料を柔軟に構成できるのみならず、造形時に材料にかかる屈曲負荷による破損などのトラブルが抑制される。

　合成繊維および、または繊維集束体は、乾熱やスチームなどによる熱セットが行われたものであってもよい。融点の異なる２種以上の合成繊維が用いられる場合、上述のように低融点の合成繊維の融点以上、高融点の合成繊維の融点以下の温度での熱セットによって、繊維集束体の一部が融着されることで、集束体の剛性や曲げ弾性率といった機械的強度を調整することが可能である。繊維間が接着されて解れにくくされることで、取扱い性が向上する。熱セットは、後述する樹脂部の被覆、含浸加工と同時に行ってもよく、また樹脂部の加工の前または後に行ってもよい。

　複数本の合成繊維を集束させる方法としては、例えば、撚りをかける方法、製紐する方法、熱処理により熱接着する方法、交絡させる方法、混繊する方法などが挙げられる。より具体的には、複数本の合成繊維に撚りをかけて集束する方法、複数本の合成繊維を引き揃えて製紐あるいは撚りをかけた束を２本以上用いて製紐することによって組紐とし集束する方法、複数本の合成繊維を引き揃えたものに熱処理を施して合成繊維を構成する熱可塑性樹脂の一部を溶融または軟化させて繊維同士を熱接着させることにより集束する方法、複数本の合成繊維を交絡により集束する方法、あるいは、これらの撚り、製紐、熱接着、交絡を組み合わせた方法が挙げられる。

　複数本の合成繊維を引き揃えて撚りをかけて集束する方法において、片撚りの場合は、端部から解けやすいため、熱処理を施すことにより撚り形態を固定させることが好ましい。熱処理の際に、繊維を構成する熱可塑性樹脂の一部を溶融または軟化する温度で熱処理し、繊維同士を熱接着させて形態を固定させることも好ましい。片撚り以外の撚糸であっても、熱処理によって、風合いの調整や、繊維間の集束密度の向上を図ることが可能である。

　片撚りした繊維束２本以上を片撚りとは反対の方向に撚り合わせて集束させ、いわゆる諸撚りを施すことにより、解けにくくすることも好ましい。諸撚りした後に熱処理を施し、熱固定あるいは熱接着により形態を固定させることも好ましい。諸撚り前の片撚りした繊維束の撚り方向すなわち下撚りの方向は同一方向とする。すなわち同一方向に撚られた繊維束を選択する。下撚り回数は、繊度に応じて適宜調整すればよい。好ましい範囲は５０～１０００回／ｍである。諸撚りの回数は、用いる繊維束の太さや本数に応じて、適宜とすることができる。

　繊維束を２本以上用いて製紐することにより集束させる方法においては、平打ち、角打ち、丸打ちのいずれを適用してもよい。熱溶解積層方式の３Ｄプリンターへの供給材料として一般的に使用されている連続線状物として、横断面が円形のものが多いことから、丸打ちによる組紐が好ましい。丸打ちの場合、より真円形状とするために、４本打ち以上とすることが好ましく、より好ましくは８本打ち以上であり、さらに好ましくは１６本打ち以上である。丸打ち紐の形態として、組紐の径方向の中心部に芯糸が配置され、芯糸を中心としてその周囲に側糸として複数本の糸が配された形態が好ましい。なぜなら、得られる造形材料の横断面において中心部の密度が大となって空隙が生じにくくなるためである。組紐についても、上述の撚り糸と同様に、熱処理によって、風合いの調整や、繊維間の集束密度の向上を図ることが可能である。

　集束密度の向上させることを目的として、あるいは、硬さの調整を目的として、集束させる熱可塑性合成繊維として低融点の熱可塑性合成繊維を混合させ、撚りや製紐により集束させた後に、低融点の熱可塑性合成繊維が溶融する温度で熱処理を施して、低融点の熱可塑性合成繊維を接着剤として機能させることで、構成繊維同士を熱接着させ、それによって集束性を向上させることが好ましい。低融点の熱可塑性合成繊維を混合させて熱接着させることによって、造形材料の密度が高くなり、保形性も向上する。

　本発明の造形材料は、繊維集束体を構成する複数本の熱可塑性合成繊維のうち、少なくとも一部の繊維が機能性添加剤を含有した構成とすることができる。

　機能性添加剤は、造形材料によって作製する造形物に所望の機能を付与するために、その材料である造形材料に添加するものである。例えば、酸化防止剤、耐候剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、難燃剤、着色剤、抗菌剤、熱伝導性添加剤、導電性添加剤、香料、水溶性添加剤、平滑剤、可塑剤、Ｘ線不透過剤、充填剤、耐衝撃改良剤、結晶促進剤、相溶化剤等が挙げられる。

　詳細には、酸化防止剤としては、フェノール系、有機ホスファイト系、ナスナイトなどの有機リン系およびチオエーテル系のものが挙げられる。

　耐候剤としては、ヒンダードアミン系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系のものが挙げられる。

　帯電防止剤としては、ノニオン系、カチオン系、アニオン系のものなどが挙げられる。

　分散剤としては、ビスアミド系、ワックス系、有機金属塩系などのものが挙げられる。

　滑剤としては、アミド系、ワックス系、有機金属塩系、エステル系などのものが挙げられる。

　難燃剤としては、含臭素有機系、リン酸系、三酸化アンチモン系、水酸化マグネシウム系、リン酸アンモニウム系などのものや、赤燐が挙げられる。

　着色剤としては、カーボンブラック、酸化チタン、ペリレン系、キナクリドン系、フタロシアニン系などの顔料や、アゾ系、インディゴ系、キノン系、キサンテン系、ピリドン系ベンゾジフラノン系などの染料などのものが挙げられる。キノリン系、ピリジノン系、有機金属系などの蛍光・燐光色素や、酸化バナジウム、ポリジアセチレン系、ビオロゲン系などのクロミック色素などのものも挙げることができる。

　抗菌剤としては、銀系、銅系、銀－ゼオライト系、光触媒性酸化チタン系、有機窒素硫黄化合物系、イソチアゾロン系、カルボン酸系、有機金属系などのものが挙げられる。

　熱伝導性添加剤としては、金属系、カーボン系、セラミック系、ケイ酸塩鉱物系などのものが挙げられる。

　導電性添加剤としては、金属系、カーボン系、セラミック系、導電性ポリマー系などのものが挙げられる。

　香料としては、天然香料、合成香料、香気を発生する化合物等が挙げられる。より詳細には、植物性精油、ムスク等の動物性香料、リモネン、ネロリドールなどの合成香料等が挙げられる。

　水溶性添加剤としては、ポリビニルアルコール系、デンプン系、アクリル酸系などのものが挙げられる。

　平滑剤としては、シリコーン系、フッ素系、ワックス系などのものが挙げられる。

　可塑剤としては、フタル酸系、アジピン酸系、リン酸系、ワックス系などのものが挙げられる。

　Ｘ線不透過剤としては、硫酸バリウム、鉛系、タングステン系などのものが挙げられる。

　充填剤としては、金属系、カーボン系、ガラス系、セルロース系などのものが挙げられる。

　耐衝撃改良剤としては、多種ポリマー、エラストマー類、コアシェル型耐衝撃改良剤などが挙げられる。

　結晶化促進剤としては、金属酸化物系、ケイ酸塩系、脂肪酸エステル系、有機スルホン酸塩系、リン酸エステル金属塩系、グリセリン系、ポリアルキレングリコール系などのものが挙げられる。

　相溶化剤としては、エチレンビニルアルコール系、スチレン系、エステル系、アミド系などのものが挙げられる。

　これらの機能性添加剤は、造形材料を構成する熱可塑性合成繊維に含有される。含有方法としては、例えば、上記した添加剤の一種もしくは二種以上を適宜組み合わせて、合成繊維の材料となる熱可塑性重合体組成物を製造する工程等で配合する方法が挙げられる。これらの添加剤の配合は、それぞれ公知の、１軸もしくは２軸スクリュー押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなどの混練装置を用いて溶融混練により行うことができる。あるいは、添加剤を用いて高濃度のいわゆるマスターバッチを作製し、これを希釈して使用してもよい。

　単一の合成繊維、または複数本の合成繊維の集束体に、後工程にて添加剤を浸漬または吸尽させることで、繊維に添加剤を含有させることもできる。添加剤が例えば色素であれば、バット染色やワッシャー染色などの公知の方法により、合成繊維の表面および内部に担持させることができる。染色の際には、必要に応じてキャリアー、均染剤、ｐＨ調整剤などの助剤も用いることができ、精錬工程、ソーピング工程、フィックス工程を加えることもできる。

　機能性添加剤の含有量は、所望の機能を発揮しうる量とすればよく、添加剤の種類等に応じて、適宜設定することができる。

　造形材料のための繊維集束体を構成する複数本の熱可塑性合成繊維のうち、すべての合成繊維が機能性添加剤を含むものであってもよい。あるいは、一部の合成繊維のみが特定の機能性添加剤を含むものであってもよい。さらには、複数の合成繊維が異なる添加剤をそれぞれ含み、異なる添加剤を含む合成繊維が複数集束して、複数種の添加剤を含む造形材料を形成してもよい。このように添加剤を含む合成繊維と含まない合成繊維とを適宜組み合わせることにより、造形材料が含有する機能性添加剤の量を容易に所望の量に調整することができる。別の添加剤を含んだ異なる合成繊維同士を組み合わせて集束させることにより、種々の機能性を付与しうる造形材料が得られる。この造形材料によれば、種々の機能を発揮しうる造形物を容易に得ることができる。

　機能性添加剤として、蛍光材料と燐光材料とを挙げることができる。蛍光材料や燐光材料としては、公知のものを挙げることができる。詳細には、蛍光増白剤、標識類や各種ディスプレイの発光素子として用いられる有機材料や無機材料、量子ドットやカーボンナノチューブなどのナノ材料を挙げることができる。このうちの有機材料として、低分子のものとしては、フルオレセイン類、ローダミン類、クマリン類、ピレン類、シアニン類などが挙げられる。高分子のものとしては、ポリ（１,４－フェニレンビニレン）類、ポリチオフェニン類、ポリフルオレン類などが挙げられる。無機材料としては、アルミン酸塩類、シリケート類、ハロリン類、酸窒化物類などが挙げられる。蛍光材料や燐光材料は、１種類であってもよく、２種類以上が併用されたものであってもよく、蛍光材料と燐光材料のそれぞれを１種類以上ずつ用いたものであってもよい。複数種類が用いられる場合は、発光の励起波長や、発光波長が、重複するものであっても、あるいは相違するものであってもよい。繊維における蛍光材料や燐光材料の含有量は、材料の発光性にもよるが、０．１～２０質量％が好ましい。

　繊維を構成する熱可塑性樹脂は、透明性が高いものであることにより、この樹脂中に蛍光材料や燐光材料を含ませた場合に、その発光効率を高いものとすることができる。一部の繊維に蛍光材料や燐光材料を含まる場合には、これらを含まない他の繊維も同様に透明性が高いものであることにより、これらの発光機能を効果的に発揮させることができる。繊維を構成する熱可塑性樹脂は、疎水性であることが好ましい。疎水性の樹脂は、樹脂自身が吸湿しにくく、このため、造形材料の製造時や保管時、造形材料を用いて得られる造形物の製造時や製造後において、吸湿することがない。よって、繊維を構成する樹脂中に含まれる蛍光材料や燐光材料が吸湿により機能劣化することがなく、その性能を長期にわたり効果的に発揮することができる。

　蛍光材料や燐光材料は、紫外線や湿度や水分の影響を受けて機能劣化するものが多く、機能劣化すると発光特性を長期的に維持しにくくなる。このため、蛍光材料や燐光材料を含有する繊維が繊維集束体の中心部に配されて発光領域を形成し、その周囲を覆うように、蛍光材料や燐光材料を含有しない繊維が配されて集束している構成、つまり蛍光材料や燐光材料を含有する繊維が繊維集束体の表面に露出しにくい構成が好ましい。たとえば、蛍光材料や燐光材料を含有する繊維束を芯糸に配し、蛍光材料や燐光材料を含有しない繊維を側糸に配して、製紐により組紐とした構成が好ましい。あるいは、繊維集束体を構成する繊維が芯鞘構造の複合繊維であって、蛍光材料や燐光材料を含有する樹脂が芯成分に配され、蛍光材料や燐光材料を含有しない他の樹脂が鞘成分に配された構成も好ましい。

　このような繊維集束体によって形成された造形材料を用いて造形物を製造する際には、造形用のノズルヘッドから吐出する溶融または軟化された造形材料を熱溶解積層法によって積層させるときにも、その吐出物の横断面の構成は、造形材料の横断面構造を維持する。つまり、蛍光材料や燐光材料を含有した繊維とこれを含有しない繊維とは、加熱によって溶融または軟化するが、混じり合いは生じにくく、発光領域の外周が非発光領域によって覆われている断面構造を維持したまま、所定の造形が行われる。したがって、このような繊維集束体にて熱溶解積層法により得られる造形物は、蛍光材料や燐光材料を含有する熱可塑性樹脂が外面に露出せず、このため蛍光材料や燐光材料が外気に晒されることがなく、これらの材料はこれらの材料を含有しない熱可塑性樹脂にて覆われる。このため、造形物において、その発光機能を長期的かつ効果的に発揮することができる。したがって、得られる造形物を、水に触れる用途や湿度が高い場所での使用に供することができる。詳細には、屋外用途、花瓶、コップ、洗面台まわりの用途、浴槽まわりの用途に適用でき、その場合に長期にわたって発光機能を発揮することができる。

　造形装置のノズルヘッドに積極的な撹拌機構を設けたり、ノズルヘッド内で樹脂同士が混じり合うぐらいに低粘度の熱可塑性樹脂を用いたりしない限り、上述のように混じり合いは生じずに造形材料の断面構造を維持したまま造形物を得ることができる。したがって、ノズルヘッド内で２つの領域が溶融により混じり合わないように、それぞれの熱可塑性樹脂の粘度や設計温度を適宜選択することが好ましい。

　このように、上述の造形材料は、機能剤である蛍光材料や燐光材料を含有する発光領域を、蛍光材料や燐光材料を含有しない非発光領域で覆うことにより、蛍光材料や燐光材料を保護し、その機能が劣化することを防ぎ、長期的に発光機能を維持するようにしたものである。この作用は、機能剤が蛍光材料や燐光材料である場合だけでなく、吸湿などにより機能劣化する他の機能剤にも、同様に適用することができる。

　本発明によれば、造形材料は、上述の繊維集束体に樹脂部が被覆、含浸された複合体の形態とすることができる。この樹脂部は、熱可塑性樹脂を主体とし、湿式または乾式の手法で繊維基材（繊維集束体自体、あるいは繊維集束体を構成する合成繊維）に含浸および、または被覆される。樹脂部を構成する材料は、基材である合成繊維との接着性や作業性、あるいは得られる複合体や成形品の特性に応じて、種々の樹脂から選択可能である。例えば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、塩化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが好適である。要求性能に応じて、複数種類の樹脂を混合して用いることも可能である。樹脂には、必要に応じて他の成分を添加してもよく、充填剤、可塑剤、難燃剤、着色剤、滑剤、耐候剤、抗菌剤、酸化防止剤、耐熱剤などを、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜添加してもよい。湿式の手法で加工する場合は、例えば上記の樹脂を水や有機溶剤などの分散媒に分散させた分散液として、これをディッピング、パディングなどの方法で、繊維基材に含浸および、または被覆させることができる。乾式の手法で加工する場合は、例えば上記の樹脂を熱溶融させ、繊維基材とともに細孔に通しての押出成形や引抜成形により、含浸および、または被覆させることができる。

　繊維集束体を構成する合成繊維は、樹脂部との接着性を高めるために、電子線や放射線などによるグラフト加工やプラズマ加工などの表面処理が施されたものであってもよい。さらに、繊維製造工程および、または後工程において、上記の接着性の観点で、適切な繊維用油剤やコーティング剤などが塗布または含浸されたものであってもよい。

　上記のような方法で得られた複合体は、長尺の繊維集束体に樹脂部が被覆および、または含浸されて線状に形成されたものであって、熱溶解積層方式の３Ｄプリンターのための造形材料として使用可能である。すなわち、この造形材料を、繊維集束体を構成する合成繊維および樹脂部を構成する熱可塑性樹脂の融点以上の温度にて溶融させ成形することで、樹脂成形品を得ることができる。

　上記の造形材料としての複合体は、合成繊維を複数本集束して構成された長尺状の繊維集束体にて構成されているために柔軟であり、しかも繊維集束体に樹脂部が被覆および、または含浸されているために、繊維集束体が一体化されて、適宜の剛性を有するとともに耐久性を有し、すなわち柔軟性と剛性と耐久性とを兼ね備えたものである。したがって同複合体は、３Ｄプリンターのための造形材料として特に好ましく用いることができる。つまり、適宜の柔軟性を有するために、取り扱い性が良好である。また、適宜の剛性と、耐久性とを有するために、３Ｄプリンターの内部においてローレット型の送り装置によって送りを与えても、良好に送ることができるうえにその表面が送り装置のローレットによって傷付けられることが無いという利点を有する。

　本発明によれば、造形材料は、繊維集束体に機能性材料が担持されたものとすることができる。機能性材料は、前述の機能性添加剤を含むことができる。機能性添加剤としては、たとえば、導電性添加剤、熱伝導性添加剤、酸化防止剤、耐候剤、帯電防止剤、分散剤、滑剤、難燃剤、着色剤、蛍光剤、蓄光剤等が挙げられる。短繊維状の有機繊維や無機繊維や天然繊維も挙げられる。機能性材料は、繊維集束体との接着力を得るために、上述の機能性添加剤のほかに熱可塑性バインダーを含むことが好ましい。

　担持とは、機能性材料が、練り込みなどによって繊維集束体を構成する重合体の内部に存在しているのではなく、その外面に付着などにより一体的に存在している状態を意味する。たとえば機能性材料が導電性添加剤と熱可塑性バインダーとを含む導電性材料である場合において、導電性添加剤を練り込む手法では、合成繊維の機械的物性と導電性能を両立することが難しく、使用できる導電性添加剤の種類や量に制限が生じる。しかし、導電性材料を繊維集束体に担持させることで、溶融積層方式の３Ｄプリンター用の造形材料としての機械物性は合成繊維により調整でき、得られる成形品の導電性は導電性材料の構成やその担持量で調整でき、導電性材料の種類や量も広く選択することができる。

　導電性添加剤は、カーボン系、金属系、セラミック系のものや、導電性ポリマーなどから選ぶことができる。カーボン系としては、ケッチェンブラックなどの導電性カーボンブラック、炭素繊維、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）などが挙げられる。金属系としては、銀、銅、亜鉛などの、金属単体、もしくは化合物の粒子や繊維状物などが挙げられる。セラミック系としては炭化ケイ素、アルミナなどの材料が挙げられる。導電性ポリマーとしては、ポリチオフェン系化合物、ポリアニリン系化合物、ポリピロール系化合物などが挙げられる。造形物の使用用途や要求性能に応じて、上記の導電性添加剤を単独また複数種で用いることができる。

　熱可塑性バインダーは、導電性材料のためのマトリクスとして機能するとともに、繊維集束体と導電性材料とを接着させる役割を担っている。熱可塑性バインダーは、熱可塑性樹脂材料から構成されるが、繊維集束体を構成する合成繊維との接着性や作業性、得られる複合体や成形品の特性に応じて、種々の樹脂から選択可能である。たとえば、ポリオレフィン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリウレタン系樹脂などが好適に使用できる。要求性能に応じて、複数種類の樹脂を混合して熱可塑性バインダーを構成することも可能である。

　導電性材料における導電性添加剤と熱可塑性バインダーとの配合比は特に限定されず、また繊維集束体に対する導電性材料の質量比率も特に限定されず、いずれも用途や要求性能によって自由に設定できる。導電性材料には必要に応じて他の成分を添加してもよく、充填剤、可塑剤、難燃剤、着色剤、滑剤、耐候剤、抗菌剤、酸化防止剤、耐熱剤、短繊維フィラー、香料、水溶性材料、平滑剤、Ｘ線不透過剤、耐衝撃性改良剤、相溶化剤、粘度調整剤などを、本発明の効果を損なわない範囲内で適宜添加してもよい。これらの成分は、上述したものと同様のもので差し支えない。導電性材料の比抵抗値は、１０^７Ω・ｃｍ以下が好ましい。

　繊維集束体に導電性材料を担持させる方法は、特に限定されず、一般的に用いられる加工手段が適用可能である。たとえば、導電性添加剤と熱可塑性バインダーとを含む分散体に繊維集束体を浸漬し乾燥させる手法や、分散体をコーティングする手法などを挙げることができる。必要に応じて、担持させるため手法を繰り返すことで、導電性材料の担持量を引き上げることができる。繊維集束体に導電性材料を担持させる処理を施すほかに、導電性材料を担持させた合成繊維を用いて繊維集束体を形成することも可能である。繊維集束体に導電性材料を担持させることにより得られた複合体の外層に、目的に応じて、さらに他の合成繊維やバインダーなどを被覆することもできる。こうすることで、摩擦などの外力に対する保護膜を構成することができる。

　繊維集束体を構成する合成繊維としては、構造的に導電性材料との接着力や担持量を向上させるために、嵩高加工や捲縮加工を施した合成繊維も好適に使用することができる。

　このような複合体は熱溶融積層方式の３Ｄプリンターの造形材料として使用可能であり、合成繊維および熱可塑性バインダーの融点以上の温度にて溶融させ成形することで、導電性を有する樹脂成形品を得ることができる。構成の異なる複合体や、導電性組成物を持たない造形材料を混用することで、成形品の一部または全体の導電性能を調整することができる。造形材料を混用する方法としては、たとえば熱溶融積層方式の３Ｄプリンターの一つのフィーダーに材料を同時または順番に供給する方法や、複数のフィーダーに別々に供給する方法などが挙げられる。この複合体は３Ｄペンにも適用可能である。

　材料押出型造形装置としての熱溶融積層方式の３Ｄプリンターでは、造形材料としての公知のモノフィラメントを用いる場合の３Ｄプリンターのノズルヘッドからの吐出速度が規定されているのが通例である。しかし、本発明にもとづき、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて形成されている造形材料を用いる場合は、モノフィラメントを用いる場合と比べて造形材料の繊維形態が相違するため、それに応じて吐出速度を変更することが必要になる。

　このために、次の式（１）で求めることができる係数Ｋを設定する。
　　　Ｋ　＝　２５００×π×ρ×Ｒ^２×ｃｏｓθ÷（Ａ×Ｆ）　・・・・（１）
　ここで、
　　　ρ：合成繊維を構成する樹脂の比重
　　　π：円周率
　　　Ａ：繊維集束体に使用される合成繊維の総繊度（ｄｔｅｘ）
　　　θ：繊維集束体の長手方向に対して合成繊維の繊維軸が形成する角度（度）
　　　Ｆ：繊維集束体を熱処理したときのオーバーフィード率
　　　Ｒ：造形材料の断面直径（ｍｍ）
である。

　造形材料の長手方向に対して合成繊維の繊維軸が形成する角度θは、たとえば合成繊維に撚りが掛けられたときの、その撚りの角度を意味するものとすることができる。式（１）において、合成繊維は、繊維集束体を最終的に構成する際に用いられる合成繊維を意味する。この合成繊維が、元となる１本の合成繊維を片撚りしたものである場合や、元となる合成繊維を複数本束ねて引き揃え、合撚、交絡などの手段により複合化したものである場合は、この合成繊維の繊維軸が繊維集束体の長手方向に対してなす角度をθとする。たとえば、繊維集束体が複数本の合成繊維にて構成された組紐（組角２０度）であり、この合成繊維が元となる合成繊維を複数本撚り合わせたもの（撚り角１０度）であるとき、式（１）で用いる角度θは２０度である。

　合成繊維を熱処理する場合は、熱収縮に対処するためにオーバーフィードすることが必要になることがある。オーバーフィード率Ｆは、その点を考慮したものである。このため、オーバーフィード率Ｆは、通常は１よりも大きな値となる。これに対し、熱処理の際に繊維を延伸する場合などにおいては、アンダーフィードとなることがあり、その場合はオーバーフィード率Ｆは１よりも小さな値となる。

　造形材料が、比重ρや角度θが異なる複数種類の合成繊維にて構成されている場合は、式（１）は、次の式（２）に変形される。添字１－ｎは、合成繊維の番号を意味する。
　　　Ｋ＝２５００×π×Ｒ^２÷Ｆ÷{（Ａ_１÷ρ_１÷ｃｏｓθ_１）＋（Ａ_２÷ρ_２÷ｃｏｓθ_２）＋・・・＋（Ａ_ｎ÷ρ_ｎ÷ｃｏｓθ_ｎ）}　・・・・（２）
　ここで、
　　　ρ_ｎ：合成繊維ｎを構成する樹脂の比重
　　　Ａ_ｎ：繊維集束体に使用される合成繊維ｎの総繊度（ｄｔｅｘ）
　　　θ_ｎ：繊維集束体の長手方向に対して合成繊維ｎの繊維軸が形成する角度（度）
である。

　造形材料が、異なる素材や異なる単繊維繊度などを有する複数種類の合成繊維によって構成される繊維集束体である場合、モノフィラメント糸とマルチフィラメント糸とによって構成される繊維集束体である場合も、上記式（２）を適用する。

　所定の線径のモノフィラメント状の造形材料を用いて造形する場合に、その造形装置（３Ｄプリンター）のための吐出速度をＳ０とすると、繊維集束体にて構成された同じ線径の造形材料を用いて造形するときの造形速度Ｓは、次式によって求めることができる。
　　　　Ｓ　＝　Ｋ×Ｓ０

　このようにして吐出速度を変更することで、造形材料としての公知のモノフィラメントを用いる仕様とされた３Ｄプリンターに、本発明にもとづき、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて形成されている造形材料を、適切に用いることができる。

　以下の実施例、比較例において、繊維の物性の評価に際しては、日本工業規格のＪＩＳ－Ｌ－１０１３に準じて試験した。取扱い性については、直径１００ｍｍのボビンに１ｋｇを巻き取り評価した。３Ｄプリンターによる造形性の評価試験に際しては、Ａｂｅｅ　Ｃｏｒｐｏｒａｙｉｏｎ製のＳＣＯＯＶＯ　Ｃ１７０型の３Ｄプリンターを用いて、造形温度２３０℃、積層ピッチ０．１ｍｍ、密度１００％で１辺が３ｃｍの立方体を作製して、その外観を目視にて確認した。

　実施例１
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６２０１Ｄ)：Ｄ体含有量１．４％）を用いてエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％、１９００ｄｔｅｘ／２１０フィラメントの、ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを得た。該ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを、１６本丸打ち製紐機にて製紐し、その後１００℃２分で熱セットを行い、実施例１の造形材料を得た。

　実施例２
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６４００Ｄ)：Ｄ体含有量１．９％）を用いてエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、強度が５．６ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２７％、１９００ｄｔｅｘ／２１０フィラメントの、ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを得た。該ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを、１６本丸打ち製紐機にて製紐し、その後１００℃２分で熱セットを行い、実施例２の造形材料を得た。

　実施例３
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６２０１Ｄ)：Ｄ体含有量１．４％）を用いてエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％、１９００ｄｔｅｘ／２１０フィラメントの、ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを得た。該ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントをリング撚糸機にてＳ撚り１２０回／ｍで２本合撚し、次いで該撚糸を同様にＺ撚り１００回／ｍで８本合撚し、その後１００℃２分で熱セットを行い、実施例３の造形材料を得た。

　実施例４
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６２０１Ｄ)）を用いてエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％、乾熱収縮率が１５％、８００ｄｔｅｘ／９６フィラメントの、ポリ乳酸繊維からなる単相のマルチフィラメント（Ａ）を得た。次いで複合紡糸機を用いて、芯部用のポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６２０１Ｄ)：Ｄ体含有量１．４％、融点１７０℃）と、鞘部用のポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６３０２Ｄ)：Ｄ体含有量９．９％、融点１３０℃）とを、芯鞘質量比１：１で溶融紡糸し、延伸して、強度が３．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３５％、９００ｄｔｅｘ／９６フィラメントのポリ乳酸バインダー繊維からなる芯鞘構造のマルチフィラメント（Ｂ）を得た。ポリ乳酸繊維からなる単相のマルチフィラメント（Ａ）とポリ乳酸バインダー繊維からなる芯鞘構造のマルチフィラメント（Ｂ）とをリング撚糸機にてＳ撚り１２０回／ｍで２本合撚し、１６本丸打ち製紐機にて製紐し、その後、１４０℃２分で熱セットを行い、実施例４の造形材料を得た。

　比較例１
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製(６２０１Ｄ)）を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、強度が３．５ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が２８％、３００００ｄｔｅｘ（直径約１．７５ｍｍ）の、ポリ乳酸モノフィラメントを得た。

　実施例１～４の造形材料の取扱い性は、いずれも、柔軟でボビンに綺麗に巻き取ることができるというものであった。これに対し比較例１の造形材料の取扱い性は、硬くボビンに巻き取りにくいうえに、巻き取り力を弱めるとクラッシュが発生するというものであった。

　３Ｄプリンターにおける造形性の評価試験に関して、実施例１～４および比較例１の造形材料は、いずれも３Ｄプリンターから綺麗に立方体を出力でき、出力された立方体は光沢感を有していた。特に実施例４の造形材料は、これを鋏で切断しても端面から繊維が解けることがなかった。

　総括すると、実施例１～４の造形材料は、熱溶解積層方式の３Ｄプリンターに適用して良好な三次元立体成型物が得られるとともに、比較例１のモノフィラメントに比べて、柔軟で、取扱い性が良好であることが確認できた。

　実施例５
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ））を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／９６フィラメントの、ポリ乳酸繊維からなる無色のマルチフィラメントを得た。

　得られたマルチフィラメント５本を引き揃えた繊維束を、さらに７本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で撚りをかけて集束させた。集束させた撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例５の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例６
　実施例５で用いたマルチフィラメント５本を引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸とした。得られた撚糸（Ｚ－６０）を７本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例６の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例７
　実施例６と比べて、下撚り回数をＺ撚り１８０回／ｍ（Ｚ－１８０）とした点を相違させた。それ以外は実施例６と同様にして、線径１．７５ｍｍの実施例７の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例８
　実施例６と比べて、下撚り回数をＺ撚り３００回／ｍ（Ｚ－３００）とした点を相違させた。それ以外は実施例６と同様にして、線径１．７５ｍｍの実施例８の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例９
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ））を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸してフィラメントを得た。そして、得られたフィラメントに機械捲縮を付与し、カットして、単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍのポリ乳酸からなる無色のステープルファイバーを得た。このステープルファイバーを用いて紡績し、２０番手の紡績糸を得た。

　得られた紡績糸８本をリング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸とし、得られた撚糸（Ｚ－６０）を８本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例９の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例１０
　実施例９で用いた紡績糸１０本をリング撚糸機によりＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて、紡績糸の撚糸とした。

　一方、実施例５で用いたマルチフィラマント４本をリング撚糸機によりＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて、マルチフィラメントの撚糸とした。

　紡績糸の撚糸４本とマルチフィラメントの撚糸３本を束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１０の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例１１
　実施例９で用いた紡績糸２本と実施例５で用いたマルチフィラメント３本とを束ねて、リング撚糸機によりＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸を得た。得られた撚糸（Ｚ－６０）を７本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１１の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例１２
　実施例５で用いたマルチフィラメント５本をエアジェットノズルに導通し、８ＭＰａの圧縮空気によりフィラメント間を交絡させてエアー交絡糸を得た。得られたエアー交絡糸を６本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で撚りをかけて集束させた。集束させた撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１２の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例１３
　芯鞘複合繊維が得られるエクストルーダー型紡糸機を用いて、芯部にポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ）：Ｄ体含有量１．４％　融点１７０℃）を配するとともに、鞘部にポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６３０２Ｄ）：Ｄ体含有量９．９％　融点１３０℃）を配して溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／９６フィラメントの、２種のポリ乳酸からなり無色の芯鞘複合マルチフィラメント（芯鞘質量比が芯／鞘＝３／１）を得た。

　得られたマルチフィラメント５本を引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸とした。得られた撚糸（Ｚ－６０）を７本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１３の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理による熱接着によって溶融固着していた。

　実施例１４
　実施例５で用いたマルチフィラメント２本と、実施例１３で用いた芯鞘複合マルチフィラメント３本とを束ねて、リング撚糸機によりＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけ、撚糸を得た。得られた撚糸（Ｚ－６０）を７本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１４の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理によって熱接着して部分的に溶融固着していた。

　実施例１５
　芯鞘複合繊維が得られるエクストルーダー型紡糸機を用いて、芯部用のポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ）：融点１７０℃）と、鞘部用のポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６３０２Ｄ）：融点１３０℃）とを溶融紡糸し、延伸して、芯鞘複合型フィラメントを得た。得られた芯鞘複合型フィラメントに機械捲縮を付与した後にカットして、単糸繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの、２種のポリ乳酸からなる無色の芯鞘複合ステープルファイバー（芯鞘質量比が芯／鞘＝１／１）を得た。この芯鞘複合ステープルファイバーを用いて紡績し、１０番手の紡績糸を得た。

　得られた紡績糸４本を引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸とした。得られた撚糸（Ｚ－６０）を８本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１５の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理による熱接着によって溶融固着していた。

　実施例１６
　実施例１５で用いた芯鞘複合ステープルファイバーからなる紡績糸２本と、実施例５で用いたマルチフィラメント２本とを束ねて、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸とした。得られた撚糸（Ｚ－６０）を８本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１６の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理によって熱接着して部分的に溶融固着していた。

　実施例１７
　１６本丸打ち製紐機を用いて、実施例５で用いたマルチフィラメント２０本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として該マルチフィラメントを１本ずつ配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１７の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例１８
　８本丸打ち製紐機を用いて、実施例５で用いたマルチフィラメント２０本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として該マルチフィラメント２本引き揃えた繊維束をそれぞれ配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例１８の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　実施例１９
　実施例１７と比べて、芯糸として、下記の諸撚糸を用いたことを相違させた。それ以外は実施例１７と同様にして、実施例１９の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　諸撚糸は、次のようにして得た。つまり、実施例５で用いたマルチフィラメント３本を束ねて、リング撚糸機を用いてＺ撚り２００回／ｍ（Ｚ－２００）で下撚りをかけて撚糸とした。得られた撚糸（Ｚ－２００）を６本束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１２０回／ｍ（Ｓ－１２０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。

　実施例２０
　実施例１７と比べて、芯糸として、下記のモノフィラメント糸を用いた点を相違させた。それ以外は実施例１７と同様にして、実施例２０の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　モノフィラメント糸は、次のようにして得た。つまり、ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ））を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、１３０００ｄｔｅｘ／１フィラメントのポリ乳酸からなるモノフィラメント糸を得た。

　実施例２１
　実施例１７と比べて、芯糸として、下記の芯鞘複合モノフィラメント糸を用いたことを相違させた。それ以外は実施例１７と同様にして、実施例２１の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　芯鞘複合モノフィラメント糸は、次のようにして得た。つまり、芯鞘複合繊維を得ることができるエクストルーダー型紡糸機を用いて、芯部用のポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ）：融点１７０℃）と、鞘部用のポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６３０２Ｄ）：融点１３０℃）とを溶融紡糸し、延伸して、１３０００ｄｔｅｘ／１フィラメントの、２種のポリ乳酸からなる芯鞘複合モノフィラメント糸を得た。

　実施例２２
　１６本丸打ち製紐機を用いて、実施例９で用いた紡績糸１８本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として該紡績糸を１本ずつ配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例２２の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮により固化していた。

　実施例２３
　１６本丸打ち製紐機を用いて、下記のエアー交絡糸を１６本引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸に下記のエアー交絡糸を１本ずつ配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例２３の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　エアー交絡糸は、次のようにして得た。つまり、実施例５で用いたマルチフィラメント１本をエアジェットノズルに導通し、８ＭＰａの圧縮空気によりフィラメント間を交絡させて、エアー交絡糸を得た。

　実施例２４
　実施例１７で用いたマルチフィラメントに替えて、実施例１３で用いた芯鞘複合マルチフィラメントを用いた。そして、得られた組紐を熱処理する際の処理温度を１５０℃とした。それ以外は実施例１７と同様にして、実施例２４の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理により熱接着して溶融固着していた。

　実施例２５
　１６本丸打ち製紐機を用いて、実施例１５で用いた紡績糸１８本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として該紡績糸を１本ずつ配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例２５の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理により熱接着して溶融固着していた。

　実施例２６
　８本丸打ち製紐機を用いて、実施例５で用いたマルチフィラメント２０本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として実施例１５で用いた紡績糸２本引き揃えた繊維束を配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例２６の造形材料を得た。得られた造形材料は、その表面において構成繊維同士が熱接着して溶融固着していた。

　実施例２７
　８本丸打ち製紐機を用いて、実施例１５で用いた紡績糸１８本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として実施例５で用いたマルチフィラメント２本引き揃えた繊維束を配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例２７の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理による熱収縮および溶融軟化によって固化していた。

　実施例２８
　８本丸打ち製紐機を用いて、実施例５で用いたマルチフィラメント１０本と実施例１５で用いた紡績糸９本とを引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として該マルチフィラメント１本と該紡績糸１本とを引き揃えた繊維束を配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１５０℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例２８の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が部分的に熱接着により溶融固着していた。

　実施例５～２８の造形材料を用いて、取扱い性の評価（ボビン巻き取り性の評価）と、３Ｄプリンターによる造形性の評価試験（３Ｄプリンターの出力の評価）とを行った。そうしたところ、いずれの材料においても、取扱い性の評価においては、柔軟で綺麗に巻き取ることが可能であった。３Ｄプリンターの出力の評価においては、綺麗に出力でき光沢感のある造形物が得られた。３Ｄプリンター内に造形材料を送り込む動作においても、送り込み装置において問題なく良好に送り動作がなされていた。

　実施例２９
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ）：Ｄ体含有量１．４％）に、カーボンブラック１０質量％、ヨウ化銅１質量％を混合してマスターチップを製造した。このマスターチップ４質量部と上記ポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）９６質量部とを混合し、エクストルーダー型紡糸機を用いて溶融紡糸し、延伸して、強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％、１９００ｄｔｅｘ／２１０フィラメントの、原着ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを得た。該ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメントを、１６本丸打ち製紐機にて製紐し、その後１００℃２分で熱セットを行い、実施例２９の造形材料を得た。

　実施例３０
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ））を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、強度が４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度が３０％、１９００ｄｔｅｘ／２１０フィラメントの、ポリ乳酸繊維からなる無色のマルチフィラメントを得た。

　該ポリ乳酸繊維からなる無色のマルチフィラメント８本と、実施例２９で用いた原着ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメント８本とを、１６本丸打ち製紐機にて製紐し、その後１００℃２分で熱セットを行って、実施例３０の造形材料を得た。

　実施例３１
　実施例３０で用いたポリ乳酸からなる無色のマルチフィラメント１２本と、実施例２９で用いた原着ポリ乳酸繊維からなるマルチフィラメント４本とを、１６本丸打ち製紐機にて製紐し、その後１００℃２分で熱セットを行って、実施例３１の造形材料を得た。

　実施例２９～３１の造形材料の取扱い性は、いずれも、柔軟でボビンに綺麗に巻き取ることができるというものであった。

　３Ｄプリンターにおける造形性の評価試験に関して、実施例２９～３１の造形材料は、いずれも３Ｄプリンターから綺麗に立方体を出力でき、出力された立方体は光沢感を有し、黒色に着色されたものであった。実施例３０は実施例２９に比べて色相が薄いものであり、実施例３１は実施例２９、３０と比べて色相がかなり薄いものであった。つまり、造形材料を構成するマルチフィラメントの組合せとして、着色されたマルチフィラメントの本数を適宜調整することによって、造形材料として含有する着色剤の量を調整することができた。したがって、濃淡を有する三次元造形物を容易に提供することが可能であった。

　実施例３２
　ポリ乳酸チップ（Ｎａｔｕｒｅ　Ｗｏｒｋｓ　ＬＬＣ製（６２０１Ｄ））を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／９６フィラメントのポリ乳酸繊維からなる無色のマルチフィラメントを得た。

　前記したポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）と、着色剤（機能性添加剤）としてのカーボンブラックとを、２軸型押出機にて溶融混練して、混練チップを得た。このとき、カーボンブラックの配合量は、混練チップ中に０．５質量％とした。この混練チップをエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／１フィラメントの、着色剤を含有したモノフィラメントを得た。

　得られたマルチフィラメント３本とモノフィラメント２本とを引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸を得た。得られた撚糸を７本束ね、リング撚糸機を用いて、Ｓ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸を得た。得られた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行って、線径１．７５ｍｍの実施例３２の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮により固化していた。

　実施例３３
　実施例３２と比べて、機能性添加剤を含有したモノフィラメント繊維として以下のモノフィラメント繊維を用いたことを相違させた。それ以外は実施例３２と同様にして、実施例３３の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　機能性添加剤を含有した繊維は、以下により得た。すなわち、実施例３２で用いたポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）と、抗菌剤としての銀－ゼオライトとを、２軸型押出機にて溶融混練して、混練チップを得た。銀－ゼオライトの配合量は、混練チップ中に５質量％とした。この混練チップをエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／１フィラメントの、抗菌剤を含有したモノフィラメントを得た。

　実施例３４
　実施例３２に比べて、機能性の添加剤を含有した繊維として以下の繊維を用いたことを相違させた。それ以外は実施例３２と同様にして、実施例３４の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　機能性添加剤を含有した繊維は、以下により得た。すなわち、実施例３２で用いたポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）と、導電性添加剤としての導電カーボンブラックとを、２軸型押出機にて溶融混練して、混練チップを得た。導電カーボンブラックの配合量は、混練チップ中に１０質量％とした。この混練チップをエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／１フィラメントの導電性添加剤を含有したモノフィラメントを得た。

　実施例３５
　実施例３２と比べて、機能性の添加剤を含有した繊維として以下の繊維を用いたことを相違させた。それ以外は実施例３２と同様にして、実施例３５の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮によって固化していた。

　機能性添加剤を含有した繊維は、以下により得た。すなわち、実施例３２で用いたポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）と、Ｘ線不透過剤としての硫酸バリウムとを、２軸型押出機にて溶融混練し、混練チップを得た。硫酸バリウムの配合量は、混練チップ中に１０質量％とした。この混練チップをエクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／１フィラメントの、Ｘ線不透過剤を含有したモノフィラメントを得た。

　実施例３６
　実施例３２で用いたポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸し、延伸して、フィラメントを得た。得られたフィラメントに機械捲縮を付与し、その後にカットして、単糸繊度１．７ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの無色のステープルファイバーを得た。このステープルファイバーを紡績して、２０番手の無色の紡績糸を得た。

　得られた無色の紡績糸の一部を、加圧高温染色機を用いて分散染料により染色し、ピンクに染まった染色糸を得た。

　上記の無色の紡績糸８本を引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて、無色の撚糸を得た。一方、染色糸８本を引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて、染色された撚糸を得た。無色の撚糸７本と、染色された撚糸１本とを束ねて、リング撚糸機を用いてＳ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸とした。得られた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの実施例３６の造形材料を得た。得られた造形材料は、構成繊維同士が熱処理による熱接着によって溶融固着していた。

　実施例３７
　実施例３２で用いたポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）を用いて、燐光材料（アルミン酸塩類（ＳｒＡｌ_２Ｏ_４：Ｅｕ、Ｄｙ）にて構成された蛍光黄緑色の蓄光顔料）を６質量％含有させた蓄光性ポリ乳酸チップと、燐光材料を含有しないポリ乳酸チップとを準備した。蓄光性ポリ乳酸を芯成分とし、燐光材料を含有しないポリ乳酸を鞘成分として、複合紡糸口金を用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸を行った。得られた糸条を延伸して、芯鞘複合断面の５６０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの蓄光性芯鞘マルチフィラメントを得た。この蓄光性芯鞘マルチフィラメントにおいて、芯部と鞘部との体積比は１：１であり、蓄光顔料の濃度は３質量％であった。鞘部が芯部を完全に覆った形態であった。

　得られた蓄光性芯鞘マルチフィラメント３本と、実施例３２で用いたマルチフィラメント２本とを引き揃えた繊維束を、リング撚糸機を用いてＺ撚り６０回／ｍ（Ｚ－６０）で下撚りをかけて撚糸を得た。得られた撚糸を７本束ね、リング撚糸機を用いて、Ｓ撚り１５０回／ｍ（Ｓ－１５０）で上撚りをかけて諸撚糸を得た。得られた諸撚糸に１６５℃×１分の熱処理を行って、線径１．７５ｍｍの、実施例３７の造形材料を得た。造形材料中の蓄光顔料の濃度は１．８質量％であった。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮により固化していた。

　実施例３８
　実施例３２で用いたポリ乳酸チップ（６２０１Ｄ）に実施例３７で用いた蓄光顔料を３質量％含有させた蓄光性ポリ乳酸チップを準備した。この蓄光性ポリ乳酸チップを用いて、エクストルーダー型紡糸機にて溶融紡糸を行い、延伸して、５６０ｄｔｅｘ／４８フィラメントの蓄光性マルチフィラメントを得た。

　１６本丸打ち製紐機を用いて、この蓄光性マルチフィラメント２０本を引き揃えた繊維束を芯糸に配し、側糸として実施例３２で用いたマルチフィラメントを１本ずつ配して、製紐により組紐を得た。得られた組紐に、１６５℃×１分間の熱処理を行って、線径１．７５ｍｍ、の実施例３８の造形材料を得た。造形材料中の蓄光顔料の濃度は１．６質量％であった。得られた造形材料は、構成繊維が熱処理時の軟化と収縮により固化していた。

　実施例３２～３８の造形材料を用いて取扱い性の評価（ボビン巻き取り性の評価）と、３Ｄプリンターの評価試験（３Ｄプリンター出力）を行った。そうしたところ、いずれの造形材料も、巻き取り性の評価においては、柔軟で綺麗に巻き取ることが可能であった。３Ｄプリンター出力においては、いずれの造形材料も、綺麗に出力できて、光沢感があり、かつ種々の機能を有する造形物が得られた。３Ｄプリンター内に造形材料を送り込む動作においても、送り込み装置において問題なく良好に送り動作がなされていた。

　実施例３９
　ポリ乳酸（融点１７０℃、Ｄ体含有量１．４モル％）を溶融紡糸して、５６０ｄｔｅｘ／９６フィラメントのポリエステル繊維を得た。このポリエステル繊維を５本引き揃えたものを角８本打ちとして、直径１．７５ｍｍの組紐を、繊維集束体として作製した。

　バインダー成分として流動開始温度１７０℃のウレタン樹脂を１５質量％含有した処理液を用い、この処理液に前述の繊維集束体を浸して分散液を保持させた。そして、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節した後に、ピンテンター型熱処理装置に導入し、１３０℃にて２分間の乾燥を施し、ポリエステル繊維の表面に樹脂層を形成させることで、造形材料を得た。繊維集束体における樹脂層の質量比率は７．５質量％であった。

　実施例４０
　処理液として、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）の水系分散液（ＣＮＴとして多層ＣＮＴを２．３質量％含有、バインダー成分として軟化点１５０℃のウレタン樹脂１５質量％を含有）を用いた。この処理液に実施例３９と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、１３０℃にて２分間の乾燥を施した。これにより、ポリエステル繊維の表面に、ＣＮＴを含む導電性材料を担持させて、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体に対する導電性材料の比率は８．５質量％であった。

　得られた造形材料の抵抗値（Ω）をテスターを用いて測定して、この抵抗値と、検体の断面積と、電極間距離とから比抵抗率を算出したところ、その値はおよそ１０^２Ω・ｃｍであった。

　実施例４１
　処理液として、銀分散液（銀２０質量％と塩化ビニルバインダー２質量％とを含有）を用いた。この処理液に実施例３９と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、１３０℃にて２分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に銀を担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における銀担持層の比率は８．５質量％であった。

　実施例４２
　処理液として、導電性ポリマーの水系塗料（ＰＥＤＯＴ（ポリ３，４エチレンジオキシチオフェン）／ＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）含有）を用いた。この処理液に実施例３９と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、１３０℃にて１分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に導電性ポリマーを担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における導電性ポリマーの比率は１質量％であった。

　実施例４３
　処理液として、耐候剤の水系分散液（ベンゾトリアール系化合物７質量％と、軟化点１５０℃のウレタン樹脂７質量％とを含有）を用いた。この処理液に実施例３９と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、１３０℃にて２分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に耐候剤を担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における耐候剤含有樹脂層の比率は６質量％であった。

　実施例４４
　処理液として、抗菌剤の水系分散液（銀－ゼオライト系抗菌剤７質量％と、軟化点１５０℃のウレタン樹脂７質量％とを含有）を用いた。この処理液に実施例３９と同じ繊維集束体を浸して分散液を保持させ、マングルで絞ることにより分散液の保持量を調節し、その後にピンテンター型熱処理装置に導入し、１３０℃にて２分間の乾燥を施した。これにより、ポリ乳酸繊維の表面に抗菌剤を担持させることで、造形材料を得た。この造形材料において、繊維集束体における抗菌剤含有樹脂層の比率は６質量％であった。

　実施例３９～４４の造形材料の取扱い性を評価したところ、これらの造形材料はいずれも柔軟であり、きれいに巻き取ることができた。また３Ｄプリンターによる造形性の評価試験に供したところ、いずれの造形材料もきれいに出力でき、光沢感のある成型品が得られた。３次元プリンターの内部に送り込まれた各造形材料における、ローレットによる送りは掛けられたが溶融は行われなかった部分を観察した。そうしたところ、いずれの造形材料も、送り装置にて問題なく良好に送り動作がなされていた。

　比較例２
　ＰｒｏｔｏＰａｓｔａ社製の造形材料（商品名「Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ　ＰＬＡ」ＰＬＡ樹脂製　導電カーボン入り）を用いた。手で屈曲させると容易に破断してしまい、三次元プリンターでの使い勝手に難があるものであった。

　参考例１
　造形材料として直径１．７５ｍｍのポリ乳酸製モノフィラメント（融点１７０℃）を用いて、３Ｄプリンターにより、前述の吐出係数Ｋ＝１にて造形を行った。造形性評価を行ったところ、表面に目立った凹凸のない造形物であった。

　比較例３
　５６０ｄｔｅｘ９６フィラメントのポリ乳酸製マルチフィラメント（融点１７０℃）を合計３５本用いた諸撚糸に、１６５℃×１分の熱処理を行った。これにより、線径１．７５ｍｍの、本発明の実施例に相当する造形材料を得た。

　得られた造形材料を用いて、３Ｄプリンターにより、式（１）に合致しない吐出係数Ｋ＝１にて造形を行った。造形性の評価を行ったところ、表面に凹凸が多く見られる粗悪な造形物であった。

　比較例４
　比較例３で用いた造形材料について、３Ｄプリンターにより、式（１）に合致しない吐出係数Ｋ＝２にて造形を行った。造形性の評価を行ったところ、表面に凹凸が見られる粗悪な造形物であった。

　実施例４５
　比較例３で用いた造形材料についての変数は、以下の通りであった。この変数を用いて、上述の式（１）により吐出係数Ｋを求めたところ、１．３４となった。この造形材料を用いて３Ｄプリンターにより吐出係数Ｋ＝１．３４にて造形を行った。造形性の評価を行ったところ、表面に目立った凹凸のない造形物であった。
　　ρ＝１．２４
　　Ａ＝１９，６００ｄｔｅｘ
　　θ＝１５度、ｃｏｓθ＝０．９７
　　Ｆ＝１．１
　　Ｒ＝１．７５ｍｍ

　実施例４６
　芯糸に比較例３で用いたポリ乳酸製マルチフィラメントを２０本引き揃えた繊維束を配し、側糸に同じマルチフィラメントを１本ずつ配して、１６本丸打ち組紐を得た。この組紐に１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの造形材料を得た。この造形材料の変数は、以下の通りであった。以下において、添字１は芯糸に該当し、添字２は側糸に該当する。この造形材料について吐出係数Ｋを上述の式（２）から求めたところ１．２１となった。この造形材料を用いて３Ｄプリンターにより吐出係数Ｋ＝１．２１にて造形を行った。造形性の評価を行ったところ、表面に目立った凹凸のない造形物であった。
　　ρ_１＝１．２４
　　Ａ_１＝１１，２００ｄｔｅｘ
　　θ_１＝０度、ｃｏｓθ_１＝１．００
　　ρ_２＝１．２４
　　Ａ_２＝８，９６０ｄｔｅｘ
　　θ_２＝１５度、ｃｏｓθ_２＝０．９７
　　Ｆ＝１．２
　　Ｒ＝１．７５ｍｍ

　実施例４７
　芯糸に比較例３で用いたポリ乳酸製マルチフィラメントを合計１８本用いた諸撚糸を配し、側糸に同じマルチフィラメントを１本ずつ配して、１６本丸打ち組紐を得た。この組紐に１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの造形材料を得た。この造形材料の変数は、以下の通りであった。以下において、添字１は芯糸に該当し、添字２は側糸に該当する。この造形材料について吐出係数Ｋを式（２）から求めたところ１．２４となった。この造形材料を用いて３Ｄプリンターにより吐出係数Ｋ＝１．２４にて造形を行った。造形性の評価を行ったところ、表面に目立った凹凸のない造形物であった。
　　ρ_１＝１．２４
　　Ａ_１＝１０，０８０ｄｔｅｘ
　　θ_１＝１５度、ｃｏｓθ_１＝０．９７
　　ρ_２＝１．２４
　　Ａ_２＝８，９６０ｄｔｅｘ
　　θ_２＝２０度、ｃｏｓθ_２＝０．９４
　　Ｆ＝１．２
　　Ｒ＝１．７５ｍｍ

　実施例４８
　芯糸に、比較例３で用いたポリ乳酸製マルチフィラメントを合計９本と、５６０ｄｔｅｘ９６フィラメントのイソフタル酸共重合ポリエステル製マルチフィラメント（融点１６０℃）を９本との合計１８本を用いた諸撚糸を配置し、側糸に前記ポリ乳酸製マルチフィラメントを１本ずつ配した、１６本丸打ち組紐を得た。この組紐に１６５℃×１分の熱処理を行い、線径１．７５ｍｍの造形材料を得た。この造形材料の変数は、以下の通りであった。以下において、添字１は芯糸に該当し、添字２は側糸に該当する。この造形材料について吐出係数Ｋを式（２）から求めたところ１．２８となった。この造形材料を用いて３Ｄプリンターにより吐出係数Ｋ＝１．２８にて造形を行い、造形性評価を行ったところ、表面に目立った凹凸のない造形物であった。
　　ρ_１＝１．２４
　　Ａ_１＝５，０４０ｄｔｅｘ
　　θ_１＝１５度、ｃｏｓθ_１＝０．９７
　　ρ_２＝１．３８
　　Ａ_２＝５，０４０ｄｔｅｘ
　　θ_２＝１５度、ｃｏｓθ_２＝０．９７
　　ρ_２＝１．２４
　　Ａ_２＝８，９６０
　　θ_２＝２０度、ｃｏｓθ_２＝０．９４
　　Ｆ＝１．２
　　Ｒ＝１．７５ｍｍ

Claims

　合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体にて形成されていることを特徴とする造形材料。
　複数本の合成繊維にて構成された２本以上の繊維束が製紐により集束されて１本の連続した糸状の形態を呈していることを特徴とする請求項１記載の造形材料。
　複数本の合成繊維にて構成された２本以上の繊維束が撚り合わせにより集束されて１本の連続した糸状の形態を呈していることを特徴とする請求項１記載の造形材料。
　繊維束が撚りを有することを特徴とする請求項２または３記載の造形材料。
　合成繊維同士が熱融着により集束していることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の造形材料。
　複数本の合成繊維の内の少なくとも一部の繊維が機能性添加剤を含有することを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記載の造形材料。
　機能性添加剤が着色剤であることを特徴とする請求項６記載の造形材料。
　機能性添加剤が蛍光材料および、または燐光材料であることを特徴とする請求項６記載の造形材料。
　造形材料の断面において、蛍光材料および、または燐光材料を含有する繊維が発光領域を形成し、蛍光材料および、または燐光材料を含有しない繊維が非発光領域を形成し、発光領域の外周が非発光領域により覆われていることを特徴とする請求項８記載の造形材料。
　請求項８または９に記載の造形材料を用いて、材料押出型造形装置を動作させるに際して、前記造形材料を前記造形装置の吐出ノズルに供給して、造形材料を溶融または軟化させ、この溶融または軟化させた造形材料をノズルから吐出させるにあたり、発光領域と非発光領域とがノズルからの吐出方向に連続しており発光領域の外周が非発光領域により覆われている材料を吐出積層して、造形物を形成することを特徴とする三次元造形物の製造方法。
　請求項８または９に記載の造形材料を製造するに際し、蛍光材料および、または燐光材料を含む熱可塑性樹脂にて構成された第１の繊維と、蛍光材料も燐光材料も含まない熱可塑性樹脂にて構成された第２の繊維とを準備し、複数の第１の繊維の外周を複数の第２の繊維が覆うようにこれら第１および第２の繊維を配置し集束させることを特徴とする造形材料の製造方法。
　機能性添加剤が水分の存在下において機能劣化するものであり、造形材料の断面において、機能性添加剤を含有する繊維が機能剤含有領域を形成し、機能性添加剤を含有しない繊維が機能剤非含有領域を形成し、造形材料の横断面において機能剤含有領域が機能剤非含有領域にて覆われていることを特徴とする請求項６記載の造形材料。
　請求項１２に記載の造形材料を用いて、材料押出型造形装置を動作させるに際して、前記造形材料を前記造形装置の吐出ノズルに供給して、造形材料を溶融または軟化させ、この溶融または軟化させ造形材料をノズルから吐出させるにあたり、機能剤含有領域と機能剤非含有領域とがノズルからの吐出方向に連続しており機能剤含有領域の外周が機能剤非含有領域により覆われている材料を吐出積層して、造形物を形成することを特徴とする三次元造形物の製造方法。
　繊維集束体に被覆および、または含浸された樹脂部を含むことを特徴とする請求項１記載の造形材料。
　繊維集束体に担持された機能性材料を含むことを特徴とする請求項１記載の造形材料。
　機能性材料が機能性添加剤と熱可塑性バインダーとを含むことを特徴とする請求項１５記載の造形材料。
　機能性添加剤が導電性添加剤であることを特徴とする請求項１６記載の造形材料。
　材料押出型造形装置と線状の造形材料とを用いた立体造形物の造形方法であって、前記造形材料として、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の繊維集束体を用い、前記造形装置においてモノフィラメントの造形材料を用いるために規定される第１の吐出速度に、以下の式（１）により求まる吐出係数Ｋを乗算して得られる第２の吐出速度により造形することを特徴とする造形方法。
　　　Ｋ　＝　２５００×π×ρ×Ｒ^２×ｃｏｓθ÷（Ａ×Ｆ）　・・・・（１）
　ここで、
　　　ρ：合成繊維を構成する樹脂の比重
　　　π：円周率
　　　Ａ：繊維集束体に使用される合成繊維の総繊度（ｄｔｅｘ）
　　　θ：繊維集束体の長手方向に対して合成繊維の繊維軸が形成する角度（度）
　　　Ｆ：繊維集束体を熱処理したときのオーバーフィード率
　　　Ｒ：造形材料の断面直径（ｍｍ）
である。
　　材料押出型造形装置と線状の造形材料とを用いた立体造形物の造形方法であって、前記造形材料として、合成繊維が複数本集束されて構成された長尺状の複数種類の繊維集束体により構成される造形材料または複数種類の合成繊維によって構成される造形材料を用い、前記造形装置においてモノフィラメントの造形材料を用いるために規定される第１の吐出速度に、以下の式（２）により求まる吐出係数Ｋを乗算して得られる第２の吐出速度により造形することを特徴とする造形方法。
　　　Ｋ＝２５００×π×Ｒ^２÷Ｆ÷{（Ａ_１÷ρ_１÷ｃｏｓθ_１）＋（Ａ_２÷ρ_２÷ｃｏｓθ_２）＋・・・＋（Ａ_ｎ÷ρ_ｎ÷ｃｏｓθ_ｎ）}　・・・・（２）
　ここで、
　　　ρ_ｎ：合成繊維ｎを構成する樹脂の比重
　　　π：円周率
　　　Ａ_ｎ：繊維集束体に使用される合成繊維ｎの総繊度（ｄｔｅｘ）
　　　θ_ｎ：繊維集束体の長手方向に対して合成繊維ｎの繊維軸が形成する角度（度）
　　　Ｆ：繊維集束体を熱処理したときのオーバーフィード率
　　　Ｒ：造形材料の断面直径（ｍｍ）
であり、添字１－ｎは、合成繊維の番号を意味する。