WO2017149896A1 - ストランド製造装置及びストランドの製造方法 - Google Patents

ストランド製造装置及びストランドの製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2017149896A1
WO2017149896A1 PCT/JP2016/086955 JP2016086955W WO2017149896A1 WO 2017149896 A1 WO2017149896 A1 WO 2017149896A1 JP 2016086955 W JP2016086955 W JP 2016086955W WO 2017149896 A1 WO2017149896 A1 WO 2017149896A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
strand
roll unit
refrigerant
cooling
manufacturing apparatus
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/086955
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
啓一 三宅
Original Assignee
株式会社リコー
啓一 三宅
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社リコー, 啓一 三宅 filed Critical 株式会社リコー
Priority to CN201680081370.XA priority Critical patent/CN108602203A/zh
Priority to EP16892731.7A priority patent/EP3424680A1/en
Priority to JP2018502538A priority patent/JPWO2017149896A1/ja
Publication of WO2017149896A1 publication Critical patent/WO2017149896A1/ja
Priority to US16/101,684 priority patent/US20180354182A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B9/00—Making granules
    • B29B9/02—Making granules by dividing preformed material
    • B29B9/06—Making granules by dividing preformed material in the form of filamentary material, e.g. combined with extrusion
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B13/00—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped
    • B29B13/04—Conditioning or physical treatment of the material to be shaped by cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/03—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor characterised by the shape of the extruded material at extrusion
    • B29C48/05—Filamentary, e.g. strands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/885—External treatment, e.g. by using air rings for cooling tubular films
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/911—Cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/88—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling
    • B29C48/919—Thermal treatment of the stream of extruded material, e.g. cooling using a bath, e.g. extruding into an open bath to coagulate or cool the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C48/00—Extrusion moulding, i.e. expressing the moulding material through a die or nozzle which imparts the desired form; Apparatus therefor
    • B29C48/25—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C48/92—Measuring, controlling or regulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/30—Auxiliary operations or equipment
    • B29C64/307—Handling of material to be used in additive manufacturing
    • B29C64/314—Preparation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y99/00—Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/80—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/82—Heating or cooling
    • B29B7/826—Apparatus therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C2948/00—Indexing scheme relating to extrusion moulding
    • B29C2948/92—Measuring, controlling or regulating
    • B29C2948/92504—Controlled parameter
    • B29C2948/92704—Temperature
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y70/00—Materials specially adapted for additive manufacturing
    • B33Y70/10—Composites of different types of material, e.g. mixtures of ceramics and polymers or mixtures of metals and biomaterials

Definitions

  • the present invention relates to a strand manufacturing apparatus and a strand manufacturing method.
  • a hot melt lamination method FDM: Fused Deposition Molding
  • FDM Fused Deposition Molding
  • the fibrous resin (strand) for a three-dimensional structure is melted and layered in an overhang shape exceeding 45 ° from the vertical line
  • the melted resin deforms or flows in the direction of gravity.
  • so-called “sagging” occurs and the shape becomes unstable. Therefore, a support is formed from a strand made of a water-soluble resin, and the shape of the molten resin is stabilized.
  • an attempt is made to dissolve the three-dimensional model by immersing the three-dimensional model in water together with the support in order to remove the support.
  • the strand for the support can be obtained by extruding a thermoplastic resin from an extruder or the like and forming it into a fiber shape.
  • the strand immediately after extrusion is in a softened state, and in order to maintain its dimensional accuracy, It is necessary to cool and solidify.
  • a method of preventing a temperature rise of the guide roll by flowing a refrigerant into the guide roll has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
  • the strand As the diameter of the strand increases, its own weight also increases. Therefore, if the strand has a diameter of about 0.1 mm, there is no problem. However, the strand having a large diameter needs to support the softened resin after extrusion. . However, the contact with the softened resin may cause deterioration of the dimensional accuracy of the strand.
  • An object of the present invention is to provide a strand manufacturing apparatus capable of manufacturing a strand having excellent dimensional accuracy with high productivity.
  • the strand manufacturing apparatus of the present invention as a means for solving the above-mentioned problems is an extrusion molding means for melt-kneading the resin composition and extruding it into a strand.
  • Cooling and solidifying means for cooling and solidifying the extruded strand-shaped resin composition,
  • the cooling and solidifying means is a roll unit having a groove having a curvature, and has a refrigerant flow path therein, and both the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to the refrigerant flow path are at the same end of the roll unit. It is installed on the club side.
  • a strand manufacturing apparatus capable of manufacturing a strand having excellent dimensional accuracy with high productivity can be provided.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the strand production apparatus of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a roll unit in the strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the cross-sectional shape of the groove of the roll unit.
  • FIG. 4 is a schematic diagram illustrating an example of the internal structure of the roll unit in the strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 5 is a schematic view showing another example of the internal structure of the roll unit in the strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 6 is a schematic view showing another example of the roll unit in the strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 7 is a schematic view showing an example of a cooling mechanism using a supercritical fluid as a refrigerant.
  • FIG. 8 is a schematic view showing an example of a roll unit in a conventional strand manufacturing apparatus.
  • FIG. 9A is a plan view showing an example of a three-dimensional modeled object modeled using a strand obtained by the strand manufacturing method of the present invention as a support forming material.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the three-dimensional structure of FIG. 9A taken along the line A-A ′.
  • FIG. 9C is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a step of removing the support of the three-dimensional structure illustrated in FIG. 9A.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a manufacturing apparatus for a three-dimensional structure.
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating another example of a manufacturing apparatus for a three-dimensional structure.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating still another example of a manufacturing apparatus for a three-dimensional structure.
  • the strand manufacturing apparatus of the present invention has an extrusion molding means and a cooling and solidifying means
  • the cooling and solidifying means is a roll unit having a groove having a curvature, and has a refrigerant flow path therein, and both the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to the refrigerant flow path are at the same end of the roll unit. It is installed on the part side, and has other means if necessary.
  • the manufacturing method of the strand of the present invention includes an extrusion molding step and a cooling and solidifying step
  • the cooling and solidifying step is a roll unit having a groove having a curvature, and has a refrigerant flow path therein, and both the refrigerant inlet and the refrigerant discharge port to the refrigerant flow path are at the same end of the roll unit. It is carried out using a cooling and solidifying means installed on the part side, and further includes other steps as necessary.
  • the roll unit surface is flat for the purpose of preventing the temperature of the roll unit from rising, and in particular, in the case of a strand having a diameter of several millimeters, when the roll unit comes into contact with the roll unit in a softened state, the strand itself has its own weight, and the cross section becomes flat. It is based on the knowledge that it ends up.
  • both the extrusion inlet and the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to the internal refrigerant flow path as the cooling and solidifying means are installed on the same end side of the roll unit and have a curvature. Since the roll unit provided with the groove
  • the extrusion molding step is a step of melt-kneading the resin composition and extrusion molding into a strand shape, and is performed by an extrusion molding means.
  • the extrusion molding means include a single screw extruder, a twin screw extruder, and a melt molding machine.
  • the melt kneading method is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected according to the purpose.
  • Each component is continuously melt kneaded by a twin screw extruder, a single screw extruder, or a melt molding machine.
  • melt-kneading can be abbreviate
  • the resin composition contains a resin, and further contains other components as necessary.
  • -resin- There is no restriction
  • the water solubility in the water-soluble resin means that 100 g or more of the resin is dissolved in 1 L of water at 25 ° C., for example. Whether or not it is dissolved can be determined by whether or not the water is transparent, and can be confirmed visually.
  • the water-soluble resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose.
  • polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene-acrylic acid, polysarcosine, poly N-vinylpyrrolidone, polyvinyl Examples include acetate. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • the other components include a solvent, an inorganic compound, a lubricant, a color material, a dispersant, and a plasticizer.
  • the solvent include ethylene glycol and propylene glycol.
  • the inorganic compound include titanium oxide, barium sulfate, zinc oxide, aluminum nitride, alumina, kaolin, barium titanate, silica, talc, clay, bennite, magnesium carbonate, calcium carbonate, aluminum oxide, aluminum hydroxide, mica. Etc. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • lubricant examples include hydrogenated castor oil, fatty acid amide, fatty acid amine, alkylene bis fatty acid amide, wood wax, carnauba wax, whale wax, beeswax, lanolin, solid polyethylene glycol, silicon dioxide, calcium stearate, magnesium stearate and the like. It is done. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
  • color material examples include dyes and pigments.
  • the cooling and solidifying step is a step of cooling and solidifying the extruded strand resin composition (hereinafter also referred to as “strand”), and is performed by a cooling and solidifying means.
  • strand the extruded strand resin composition
  • a cooling and solidifying means a roll unit is used in which both a refrigerant inlet and a refrigerant outlet to the internal refrigerant flow path are installed on the same end side of the roll unit and have a groove having a curvature.
  • the cooling and solidification state of the strands can be made constant on the refrigerant injection side and the refrigerant discharge side. it can. It is preferable that the refrigerant flow path of the roll unit has a folded structure on the other end side with respect to the refrigerant inlet and the refrigerant outlet.
  • the refrigerant temperature is low at the refrigerant inlet, the temperature of the refrigerant that has cooled the roll unit every time it travels through the refrigerant flow path is deprived of heat by the roll unit and reaches the refrigerant outlet. Increases the refrigerant temperature.
  • the temperature obtained by adding and averaging the refrigerant temperature at the inlet and the refrigerant temperature at the outlet and the refrigerant temperature near the return of the refrigerant flow path inside the roll unit and the temperatures at the inlet and outlet may be the same. it can.
  • the roll unit Since the roll unit has a groove having a curvature, the curved surface shape of the strand can be maintained during cooling and solidification.
  • the radius of curvature R of the groove is preferably the same radius of curvature as the intended strand diameter.
  • the roll unit preferably has a rotation mechanism. Since the roll unit is rotated by the action of the rotation mechanism, the horizontal surface temperature distribution of the roll unit becomes uniform, and the cooling efficiency of the strands can be averaged.
  • the rotation mechanism include a motor and a servo motor.
  • the roll unit preferably has a temperature control mechanism. Examples of the temperature control mechanism include a combination of a thermocouple and a thermo stud provided in the roll unit.
  • the roll unit preferably includes the rotation mechanism and the temperature control mechanism, thereby averaging the cooling efficiency at each point of the roll and making the temperature distribution in the horizontal direction of the roll unit uniform.
  • the roll unit preferably has a moisture content control mechanism.
  • the moisture content of a strand can be adjusted to less than 2,000 mass ppm.
  • the moisture amount control mechanism include a heater and a hot air blower. It is preferable from the viewpoint of improving the dimensional accuracy of the strand that the two roll units are connected to each other and has a circular slit for allowing the strand to pass therethrough.
  • a refrigerant coolant used for the said roll unit
  • a liquid, gas, a supercritical fluid, etc. are mentioned.
  • the liquid refrigerant at room temperature and normal pressure for example, ethylene glycol, propylene glycol, silicone oil, water, or a mixed solution with water is mainly used.
  • liquid nitrogen, fluorocarbon, air or the like is mainly used as the gaseous refrigerant.
  • the supercritical fluid is effective because it is not deteriorated and evaporated over a long period of time if it is sealed in a high-pressure cylinder, and a cooling effect can be obtained without using electric power.
  • the supercritical fluid is a fluid that exists as a non-condensable high-density fluid in a temperature and pressure range that exceeds the limit (critical point) at which gas and liquid can coexist, and does not condense even when compressed. is there.
  • the substance constituting the supercritical fluid include carbon monoxide, carbon dioxide, dinitrogen monoxide, nitrogen, methane, ethane, propane, 2,3-dimethylbutane, and ethylene.
  • carbon dioxide is preferable in that it has a critical pressure of about 7.4 MPa and a critical temperature of about 31 ° C., can easily create a supercritical state, and is nonflammable and easy to handle.
  • the supercritical fluid is supercritical carbon dioxide
  • the temperature is preferably 25 ° C. or higher, and the pressure is preferably 5 MPa or higher.
  • Supercritical carbon dioxide can also be used as a dry atmosphere after being used as a refrigerant for a roll unit.
  • Examples of the other steps and the other means include a control step and a control means.
  • the control step is a step of controlling each of the steps, and can be suitably performed by a control unit.
  • the control means is not particularly limited as long as the movement of each means can be controlled, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples thereof include devices such as a sequencer and a computer.
  • the strand produced by the method for producing a strand of the present invention preferably has a moisture content of less than 2,000 mass ppm (0.2 mass%), more preferably 1,500 mass ppm or less.
  • a moisture content of less than 2,000 mass ppm (0.2 mass%), more preferably 1,500 mass ppm or less.
  • the moisture content can be measured, for example, by heating the strand with a moisture vaporizer and using a Karl Fischer moisture meter.
  • the average diameter of the strands in the horizontal direction is preferably 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the average diameter of the strands in the vertical direction is preferably 1 mm or more and 5 mm or less.
  • the variation coefficient of the diameter in the horizontal direction and the vertical direction is preferably 2.0% or less, and more preferably 1.5% or less. When the coefficient of variation is 2.0% or less, the dimensional accuracy of the strand is good.
  • the variation width of the diameter in the horizontal direction and the vertical direction of the strand is preferably 0.5 mm or less, and more preferably 0.2 mm or less.
  • the vertical and horizontal diameters of the strands were measured 10 times using, for example, a micrometer (MDC-25NX, manufactured by Mitutoyo Corporation), changing the measurement position, and the average diameter, variation coefficient, and variation were measured.
  • the width can be determined.
  • the average diameter, variation coefficient, and variation width of the strand can be controlled by the extrusion hole of the extruder, temperature conditions, tension conditions at the time of winding, and the like. It is also possible to adjust and control the tension condition during winding while further heating after cooling.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of the strand manufacturing apparatus 100 of the present invention.
  • the strand manufacturing apparatus 100 in FIG. 1 includes an extruder 101 that melts a resin composition and extrudes it into a strand, a cooling and solidifying means 102 that has a plurality of roll units 105 inside, and a take-up machine that maintains the tension of the strand being conveyed. 103 and a winder 104 for winding the strand.
  • the strand-shaped resin composition (strand) extruded from the extruder 101 is rapidly cooled and solidified by a roll unit 105 installed in the cooling and solidifying means 102.
  • the cooled and solidified strand is conveyed by a take-up machine 103 and taken up by a winder 104 on a bobbin, a core or the like.
  • a take-up machine 103 takes up by a winder 104 on a bobbin, a core or the like.
  • the inside of the cooling and solidifying means 102 is filled with dry carbon dioxide, which is a supercritical fluid as a refrigerant discharged from the roll unit 105.
  • the roll unit 105 includes a groove 203 having a curved surface.
  • the groove 203 By having the groove 203, when the strand melted and extruded by the extruder 101 is cooled and solidified, it can be cooled and solidified while maintaining the curved surface shape.
  • the radius of curvature R of the groove is preferably the same radius of curvature as the intended strand diameter.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the internal structure of the roll unit 105.
  • the refrigerant flow path has a folded structure on the other end side with respect to the refrigerant inlet 201 and the refrigerant outlet 202.
  • the refrigerant flowing from the refrigerant inlet 201 always cools the roll unit main body by passing through the refrigerant flow path inside the roll unit 105.
  • the refrigerant temperature is low at the refrigerant inlet 201, the temperature of the refrigerant that has cooled the roll unit every time it travels through the refrigerant flow path is deprived of heat by the roll unit, and when reaching the refrigerant outlet 202, the refrigerant temperature Rises. Specifically, the temperature obtained by adding and averaging the refrigerant temperature at the inlet and the refrigerant temperature at the outlet and the refrigerant temperature in the vicinity of the refrigerant flow path inside the roll unit are the same. Furthermore, since the roll unit is rotated by the action of the rotation mechanism, the surface temperature distribution in the horizontal direction of the roll unit becomes uniform, and the cooling efficiency of the strands can be averaged.
  • Supercritical carbon dioxide flows into the roll unit 105 as a refrigerant.
  • Supercritical carbon dioxide is supplied through a solenoid valve 303 from a high-pressure gas cylinder 301 filled with an internal pressure of 14.7 MPa.
  • the internal flow path of the roll unit 105 is at atmospheric pressure, and when the pressure changes from supercritical carbon dioxide to atmospheric pressure carbon dioxide, the density decreases and the surrounding temperature is lost, so the roll unit 105 is cooled.
  • a thermocouple 204 is installed in the roll unit 105, and the roll unit 105 rotates.
  • the thermostat is energized through a rotary electrode, and a specified temperature can be set. It has become.
  • the control since the control is performed within the set temperature range, the flow rate of supercritical carbon dioxide is controlled by the electromagnetic valve 303, and temperature control can be performed.
  • the atmospheric pressure carbon dioxide used in the roll unit 105 is reflowed into the cooling and solidifying means 102. Since atmospheric pressure carbon dioxide has low humidity, the inside of the cooling and solidifying means 102 can be in a low humidity environment.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another example of the roll unit 105.
  • the strand produced by the method for producing a strand of the present invention is not particularly limited and can be used for various applications. Examples thereof include packaging materials such as foods, cosmetics, pharmaceuticals, fragrances, and fertilizers. Moreover, as another use, it can be used as a three-dimensional molded item formation material and a support body forming material (for supporting a three-dimensional molded item) in the production of a three-dimensional molded item. Among these, it is preferable to use as a support forming material (for supporting a three-dimensional modeled object).
  • the manufacturing method of the three-dimensional modeled object used in the present invention is a method of manufacturing a three-dimensional modeled object using the strand, and the step of manufacturing the three-dimensional modeled object using the strand and imparting water to the three-dimensional modeled object. It is preferable to include a step of dissolving and removing a part thereof, and further including other steps as necessary.
  • a three-dimensional molded item manufacturing apparatus used by this invention, it has a means which manufactures a three-dimensional molded item using the said strand, has a means which provides water to the said three-dimensional molded item, and melts and removes one part thereof. It is preferable to have other means as required.
  • the manufacturing method of the three-dimensional molded item used for this invention can be implemented suitably with the three-dimensional molded item manufacturing apparatus used by this invention.
  • the process of producing the three-dimensional molded item and the support body which supports this three-dimensional molded item, and the said three-dimensional molded item and the said support body obtained.
  • the step of immersing the substrate in water to disintegrate and remove the support may include forming the support using the strands.
  • the three-dimensional structure and a means for preparing a support that supports the three-dimensional structure, and the obtained three-dimensional structure and the support are immersed in water, And a means for disintegrating and removing the support.
  • the method for forming the three-dimensional structure using the strand is not particularly limited, and a known hot-melt lamination (FDM) type three-dimensional structure manufacturing apparatus can be appropriately selected according to the purpose.
  • FDM hot-melt lamination
  • a three-dimensional object forming material layer and a support-forming material layer having a predetermined shape are formed by melting and scanning the strands with a three-dimensional object printer as a three-dimensional object manufacturing apparatus. And a method of laminating by repeating this operation.
  • the strand is used as the strand, and can be used as a three-dimensional object forming material and a support member forming material (for supporting a three-dimensional object) in the production of a three-dimensional object. Among these, it is preferable to use as a support forming material (for supporting a three-dimensional modeled object).
  • the said strand can be used suitably for the manufacturing apparatus of the three-dimensional molded item by a hot-melt lamination method (FDM system).
  • the diameter of the three-dimensional modeling strand can be controlled by an extrusion hole of a single screw extruder, temperature conditions, tension conditions at the time of winding, and the like.
  • the strands can be drawn by adjusting the tension condition during winding while further heating.
  • FIG. 9A is a plan view showing an example of a three-dimensional modeled object modeled using the strand as a support forming material.
  • FIG. 9B is a cross-sectional view of the three-dimensional structure of FIG. 9A taken along the line A-A ′.
  • FIG. 9C is a schematic cross-sectional view illustrating an example of a step of removing the support of the three-dimensional structure illustrated in FIG. 9A.
  • the support forming material is used for the other melting head.
  • each material is melted and discharged by a melting head to form a support part layer and a three-dimensional object part layer having a predetermined shape, and this operation is repeated to be laminated.
  • the three-dimensional model 50 can be obtained. That is, the three-dimensional structure 50 formed of the three-dimensional structure forming material has a shape corresponding to at least a part of the shape of the support forming material 51 (see FIG. 9B).
  • the support-forming material dissolves (disintegrates) and can be easily removed from the three-dimensional modeled object, so that a three-dimensional modeled object with less damage and residual support-forming material can be obtained. .
  • a three-dimensional molded article is obtained using the three-dimensional molded article forming material and the strand as the support forming material.
  • a three-dimensional modeled material hereinafter also referred to as “soft molding material”
  • soft molding material is arranged in the modeled part, and the support part is supported on the modeled part.
  • a body forming material hereinafter also referred to as “hard molding material”.
  • the three-dimensional structure formation material and the support body formation material are conveyed in a strand state to the heating head via the inside of the conveyance tube.
  • the transported three-dimensional object formation material and the support member formation material are heated and dissolved in the heating head and discharged to form a three-dimensional object formation material layer and a support member formation material layer.
  • the heating temperature in the heating head is not particularly limited as long as the strand can be dissolved, and can be appropriately selected according to the purpose.
  • the three-dimensional shape designed by the three-dimensional CAD or the three-dimensional surface data or solid data captured by the three-dimensional scanner or digitizer is converted into the STL format and input to the three-dimensional structure manufacturing apparatus.
  • the modeling direction is not particularly limited, but usually the direction in which the Z direction (height direction) is the lowest is selected.
  • the projected area of the three-dimensional shape on the XY, XZ, and YZ planes is obtained.
  • the other surfaces are moved outward by an appropriate amount except for the upper surface of the XY plane.
  • limiting in particular about the quantity to move Although it changes with shapes, magnitude
  • This block shape is cut into slices (slices) in the Z direction with an average thickness of one layer.
  • the average thickness of the one layer varies depending on the material used and cannot be defined unconditionally, but is preferably 10 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less.
  • this block shape is arranged at the center of the Z stage (a table on which a model that descends one layer at a time for each model).
  • the block shape is arranged on the Z stage, but the block shapes can be stacked.
  • the inside / outside determination (determining whether to inject either the three-dimensional modeled object forming material or the support forming material at a position on the contour line with reference to the contour line of the outermost contour of the ring cutting data.
  • the position where the three-dimensionally shaped object forming material is injected and the position where the support body forming material is injected are controlled.
  • the three-dimensional structure forming material for forming the modeling body layer is sprayed.
  • reservoirs such as grooves and weirs are first formed in the support, and the three-dimensional structure forming material is injected into the reservoir, and liquid at room temperature as the three-dimensional structure forming material. Even if this material is used, there is no fear of “sagging”, and a wide range of photo-curing resins, thermosetting resins and the like can be used.
  • a method of laminating the three-dimensional modeled object forming material and the support body forming material in each of the forward path and the return path of the integrated inkjet head is preferable.
  • the smoothing process is performed immediately after performing the curing process.
  • a smoothing member such as a roller or a blade is used to smooth the surface of the cured layer.
  • the smoothing member is preferably disposed adjacent to the ultraviolet irradiator.
  • FIG. 10 is a schematic diagram illustrating an example of a three-dimensional structure manufacturing apparatus.
  • the three-dimensional object manufacturing apparatus 10 uses the head unit in which the inkjet heads are arranged to transfer the three-dimensional object formation material from the material injection head unit 11 for the object, and the material injection head unit for the support body.
  • the support forming material is sprayed from 12 and 13, and the three-dimensional object forming material is laminated while being cured by the adjacent ultraviolet irradiators 14 and 15.
  • the support forming material is ejected from a heating head (support material ejecting head units 12 and 13) and solidified to form a first support layer having a reservoir, and the first support layer
  • the cured layer is then cured.
  • a smoothing process is performed using the roller-shaped smoothing members 20 and 21, and a 1st modeling body layer is formed.
  • the support forming material melted on the first support layer is sprayed and solidified to laminate a second support layer having a reservoir, and the reservoir of the second support layer is stacked.
  • a three-dimensional model 19 is produced.
  • the support 18 and the three-dimensional model 19 are basically used by using the support material jetting head unit 12, the modeled material jetting head unit 11, and the ultraviolet irradiator 15. Is formed on the modeling body support substrate 16.
  • the support 18 and the three-dimensional model 19 are smoothed by the roller-shaped smoothing member 21.
  • the support material ejection head unit 13 and the ultraviolet irradiator 14 may be used supplementarily.
  • the support material injection head unit 13 the modeling material injection head unit 11, and the ultraviolet irradiation machine 14 are used to support the support 18 and the three-dimensional modeling.
  • the object 19 is formed on the modeling body support substrate 16.
  • the support 18 and the three-dimensional model 19 are smoothed by the roller-shaped smoothing member 20.
  • the support material ejection head unit 12 and the ultraviolet irradiator 15 may be used supplementarily.
  • the layers 17 are stacked while the stage 17 is lowered according to the number of times of stacking .
  • FIG. 11 is a schematic diagram illustrating another example of the three-dimensional structure manufacturing apparatus. Specifically, the roller-shaped smoothing members 20 and 21 in FIG. 10 are changed to blade-shaped smoothing members 22 and 23.
  • the blade-shaped smoothing member of FIG. 11 can be used more effectively when the surface of the shaped body is smoothed than the roller-shaped smoothing member used in FIG.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating still another example of the three-dimensional object manufacturing apparatus, and illustrates another example of the three-dimensional object manufacturing process in which the smoothness of each layer can be improved as compared with FIG. 10.
  • the basic steps are the same as in FIG. 10 except that the ultraviolet irradiators 14 and 15 are arranged between the molding material ejecting head unit 11 and the support material ejecting head units 12 and 13. .
  • the ultraviolet irradiators 14 and 15 are used when moving in either direction of the arrows A and B, and are laminated by the heat generated by the ultraviolet irradiation.
  • the surface of the body forming material is smoothed, and as a result, the dimensional stability of the shaped body is improved.
  • a liquid recovery mechanism, a recycling mechanism, or the like can be added as the three-dimensional structure manufacturing apparatus 10.
  • a blade for removing the liquid material adhering to the nozzle surface and a non-ejection nozzle detection mechanism may be provided.
  • Example 1 Using a laboplast mill (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.), which is a bi-directional rotating twin screw extruder as the strand manufacturing apparatus shown in FIG. 1 having the roll unit shown in FIGS. 90 parts by mass of polyvinyl alcohol (B-05, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a water-soluble resin and 10 parts by mass of ethylene glycol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a solvent are supplied from a material supply port. The mixture was melt kneaded at a cylinder temperature of 200 ° C. and a screw speed of 20 rpm. In the roll unit shown in FIG.
  • the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to the internal refrigerant flow path are installed in the same direction (the method of the present invention), and liquid nitrogen is used as the refrigerant.
  • channel of the roll unit was 0.875 mm
  • height A was 0.875 mm.
  • Example 2 In Example 1, except that the refrigerant was supercritical carbon dioxide, a strand was prepared in the same manner as in Example 1 and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 In Example 1, the roll unit shown in FIG. 2 is replaced with the roll unit shown in FIG. 6, and a strand is produced in the same manner as in Example 1 except that supercritical carbon dioxide is used as a refrigerant. did. The results are shown in Table 2.
  • Example 1 a strand was produced in the same manner as in Example 1 except that the roll unit having a groove having no curvature shown in FIG. 5 was used and dry air was used as the refrigerant. Characteristics were evaluated. The results are shown in Table 3.
  • Comparative Example 2 In Comparative Example 1, a strand was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that supercritical carbon dioxide was used as the refrigerant, and various characteristics were evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
  • Example 3 (Comparative Example 3) In Example 1, except that the roll unit shown in FIG. 8 was used and a supercritical carbon dioxide fluid was used as a refrigerant, a strand was produced in the same manner as in Example 1, and various characteristics were obtained in the same manner as in Example 1. Evaluated. The results are shown in Table 4.
  • the roll unit 105 shown in FIG. 8 has a groove 203 having a curvature radius R of 0.875 mm on the surface, and has a structure (penetration method) in which the refrigerant inlet 201 and the refrigerant outlet 202 face each other in the horizontal direction. .
  • the refrigerant moves in the direction of the arrow in FIG.
  • an extrusion molding means for melt-kneading the resin composition and extruding the resin composition into a strand
  • Cooling and solidifying means for cooling and solidifying the extruded strand-shaped resin composition
  • the cooling and solidifying means is a roll unit having a groove having a curvature, and has a refrigerant flow path therein, and both the refrigerant inlet and the refrigerant outlet to the refrigerant flow path are at the same end of the roll unit.
  • ⁇ 3> The strand manufacturing apparatus according to ⁇ 1>, wherein the refrigerant flow path of the roll unit has a folded structure on the other end side with respect to the refrigerant inlet and the refrigerant outlet.
  • ⁇ 4> The strand manufacturing apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3>, wherein the roll unit includes a temperature control mechanism.
  • ⁇ 5> The strand manufacturing apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the roll unit has a moisture content control mechanism.
  • ⁇ 6> The strand manufacturing apparatus according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the strand unit is formed by connecting two roll units and has a circular slit for allowing a strand to pass therethrough.
  • a cooling and solidifying step for cooling and solidifying the extruded strand-shaped resin composition is a roll unit having a groove having a curvature, and has a refrigerant flow path therein, and both the refrigerant inlet and the refrigerant discharge port to the refrigerant flow path are at the same end of the roll unit. It is a manufacturing method of the strand characterized by performing using the cooling solidification means installed in the part side.
  • ⁇ 9> The strand production method according to ⁇ 8>, wherein the supercritical fluid is supercritical carbon dioxide.
  • the resin composition contains a water-soluble resin.
  • the water-soluble resin is at least one selected from polyethylene oxide, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene-acrylic acid, polysarcosine, poly N-vinylpyrrolidone, and polyvinyl acetate. It is a manufacturing method of the described strand.
  • ⁇ 12> The method for producing a strand according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 11>, wherein a strand having a moisture content of less than 2,000 ppm by mass is produced.
  • ⁇ 13> The strand production method according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 12>, wherein a strand having a diameter variation coefficient in a horizontal direction and a vertical direction of 2.0% or less is produced.
  • ⁇ 14> The strand production method according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 13>, wherein a strand having a diameter variation width in a horizontal direction and a vertical direction of 0.5 mm or less is produced.
  • ⁇ 15> The method for producing a strand according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 14>, wherein a strand having an average diameter in a horizontal direction and a vertical direction of 1 mm to 5 mm is produced.
  • ⁇ 16> The strand production method according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 15>, wherein the strand is a strand for modeling a three-dimensional model.
  • ⁇ 17> The method for producing a strand according to any one of ⁇ 7> to ⁇ 16>, wherein the strand is for supporting the three-dimensional structure for manufacturing a three-dimensional structure.
  • the conventional problems are solved,
  • the object of the present invention can be achieved.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Processing And Handling Of Plastics And Other Materials For Molding In General (AREA)
  • Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する押出成形手段と、押出成形されたストランド状樹脂組成物を冷却固化する冷却固化手段と、を有し、前記冷却固化手段が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されているストランド製造装置を提供する。

Description

ストランド製造装置及びストランドの製造方法
　本発明は、ストランド製造装置及びストランドの製造方法に関する。
　近年、金型フリーで三次元の立体物を造形する技術として、熱溶融積層法（ＦＤＭ：Ｆｕｓｅｄ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）が知られている。前記熱溶融積層法では、立体造形物用の繊維状樹脂（ストランド）を溶融させ、鉛直線から４５°を超えるオーバーハング状に積層造形する場合、溶融させた前記樹脂が重力方向に変形乃至流動する、いわゆる「たれ」などが発生して形状が不安定となるため、水溶性樹脂からなるストランドにより支持体を形成し、溶融させた前記樹脂の形状を安定化させている。立体造形物を形成した後は、前記支持体を除去するために、前記支持体と一緒に立体造形物を水中に浸漬して前記支持体を溶解させることが試みられている。
　前記支持体用ストランドは、押出し機等から熱可塑性樹脂を押出し、繊維状に成形することにより得ることができるが、押出し直後の当該ストランドは軟化状態であり、その寸法精度を維持するため、急速に冷却固化することが必要である。
　例えば、ガイドロール内部に冷媒を流入させてガイドロールの温度上昇を防ぐ方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１－１２９２４５号公報
　前記ストランドは、その直径が太くなるにつれて、その自重も重くなるため、直径０．１ｍｍ程度のストランドであれば問題は無いが、直径の太いストランドでは押出し後の軟化状態の樹脂を支える必要がある。しかし、軟化状態の樹脂への接触はストランドの寸法精度の悪化を招くおそれがある。
　前記冷却固化には、通常、押出し機から押出された直後のストランドを水槽に浸漬したのち搬送用ロールに接触させて搬送する湿式冷却固化方法があるが、水溶性樹脂からなるストランドには適用できない。
　一方、乾式冷却固化では、前記搬送用ロールに接触してもよい固化状態まで冷却するには時間を要するため、長大な距離を必要とし、自重による垂れを抑えるために樹脂の押出し量、引取り速度制御のバランスに高精度を要する。
　また、装置の長大化によりストランドが大気中に長時間曝されると吸湿してしまうという問題がある。このため、乾燥空気又は乾燥窒素に満たされている空間にて搬送することが必要となる。特に、水溶性樹脂は吸湿し易いので水分量の制御が必要となる。
　本発明は、優れた寸法精度を有するストランドを生産性よく製造することができるストランド製造装置を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するための手段としての本発明のストランド製造装置は、樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する押出成形手段と、
　押出成形されたストランド状樹脂組成物を冷却固化する冷却固化手段と、を有し、
　前記冷却固化手段が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されている。
　本発明によると、優れた寸法精度を有するストランドを生産性よく製造することができるストランド製造装置を提供することができる。
図１は、本発明のストランド製造装置の一例を示す概略図である。 図２は、ストランド製造装置におけるロールユニットの一例を示す概略図である。 図３は、ロールユニットの溝の断面形状の一例を示す概略断面図である。 図４は、ストランド製造装置におけるロールユニットの内部構造の一例を示す概略図である。 図５は、ストランド製造装置におけるロールユニットの内部構造の他の一例を示す概略図である。 図６は、ストランド製造装置におけるロールユニットの他の一例を示す概略図である。 図７は、冷媒として超臨界流体を用いた冷却機構の一例を示す概略図である。 図８は、従来のストランド製造装置におけるロールユニットの一例を示す概略図である。 図９Ａは、本発明のストランドの製造方法により得られたストランドを支持体形成材料として用いて造形した立体造形物の一例を示す平面図である。 図９Ｂは、図９Ａの立体造形物のＡ－Ａ’線断面図である。 図９Ｃは、図９Ａの立体造形物の支持体の除去工程の一例を示す断面概略図である。 図１０は、立体造形物の製造装置の一例を示す概略図である。 図１１は、立体造形物の製造装置の他の一例を示す概略図である。 図１２は、立体造形物の製造装置の更に他の一例を示す概略図である。
（ストランド製造装置及びストランドの製造方法）
　本発明のストランド製造装置は、押出成形手段と、冷却固化手段と、を有し、
　前記冷却固化手段が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置され、更に必要に応じてその他の手段を有する。
　本発明のストランドの製造方法は、押出成形工程と、冷却固化工程と、を含み、
　前記冷却固化工程が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されている冷却固化手段を用いて行われ、更に必要に応じてその他の工程を含む。
　本発明のストランド製造装置及びストランドの製造方法は、従来技術では、軸方向に冷媒を流入させるため、冷媒注入側と冷媒排出側においてロールユニットの温度差が発生し複数本のストランドを搬送させた場合、冷媒注入側と冷媒排出側でストランドの冷却固化状態が一定とならず同品質が望めない。また、ロールユニットの温度上昇を防ぐ目的からロールユニット表面はフラットであり、特に直径数ミリのストランドにおいては軟化状態でロールユニットに接触した際、ストランド自身の自重もあり、断面が扁平形状となってしまうという知見に基づくものである。
　本発明のストランド製造装置においては、押出成形手段と、冷却固化手段として内部の冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置され、かつ曲率を有する溝を備えるロールユニットを備えているので、優れた寸法精度を有するストランド状樹脂組成物を生産性よく製造することができる。
　前記ロールユニットの冷媒として超臨界流体を使用することが好ましく、これにより、省電力化、装置の小型化が可能である。
＜押出成形工程及び押出成形手段＞
　前記押出成形工程は、樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する工程であり、押出成形手段により実施される。
　前記押出成形手段としては、例えば、単軸押出機、二軸押出機、溶融成形機などが挙げられる。
　前記溶融混練する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の方法を選択することができ、各成分を二軸押出機、単軸押出機、溶融成形機により連続的に溶融混練する方法、又はニーダー、ミキサー等により、バッチ毎に溶融混練する方法などが挙げられる。なお、前記樹脂組成物がその他の成分として添加剤を含有しない場合は、溶融混練を省略することができる。
　前記樹脂組成物は、樹脂を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
－樹脂－
　前記樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水溶性樹脂、水分散性樹脂、非水溶性樹脂などが挙げられる。これらの中でも、水溶性樹脂が好ましい。
　前記水溶性樹脂における水溶性とは、例えば、２５℃の水１Ｌに樹脂が１００ｇ以上溶解することをいう。溶解したか否かは、水が透明であるか否かで判断でき、目視により確認することができる。
　前記水溶性樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレン－アクリル酸、ポリサルコシン、ポリＮ－ビニルピロリドン、ポリビニルアセテートなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
－その他の成分－
　前記その他の成分としては、例えば、溶媒、無機化合物、滑剤、色材、分散剤、可塑剤などが挙げられる。
　前記溶媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールなどが挙げられる。
　前記無機化合物としては、例えば、酸化チタン、硫酸バリウム、酸化亜鉛、窒化アルミ、アルミナ、カオリン、チタン酸バリウム、シリカ、タルク、クレー、ベンナイト、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、マイカなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　前記滑剤としては、例えば、硬化ヒマシ油、脂肪酸アミド、脂肪酸アミン、アルキレンビス脂肪酸アミド、木蝋、カルナウバロウ、鯨ロウ、蜜ロウ、ラノリン、固形ポリエチレングリコール、二酸化ケイ素、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムなどが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
　前記色材としては、例えば、染料、顔料などが挙げられる。
＜冷却固化工程及び冷却固化手段＞
　前記冷却固化工程は、押出成形されたストランド状樹脂組成物（以下、「ストランド」と称することもある）を冷却固化する工程であり、冷却固化手段により実施される。
　前記冷却固化手段としては、内部の冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置され、かつ曲率を有する溝を備えるロールユニットが用いられる。前記ロールユニットによれば、冷媒注入側と冷媒排出側においてロールユニットの温度差がなくなり複数本のストランドを搬送した場合、冷媒注入側と冷媒排出側でストランドの冷却固化状態を一定とすることができる。
　前記ロールユニットの冷媒流路は、前記冷媒注入口及び前記冷媒排出口に対する他端部側に折り返し構造を有することが好ましい。これにより、前記冷媒注入口では冷媒温度が低い状態であるが、冷媒流路を進む毎にロールユニットを冷却した冷媒の温度はロールユニットに熱を奪われ、前記冷媒排出口に到達する際には冷媒温度が上昇する。この際、注入口の冷媒温度、排出口の冷媒温度を加算し平均化した温度とロールユニット内部の冷媒流路折り返し付近の冷媒温度と注入口、排出口の温度は同様の温度を得ることができる。
　前記ロールユニットは曲率を有する溝を有しているので、冷却固化の際にストランドの曲面形状を維持することができる。
　前記溝の曲率半径Ｒは、目的とするストランドの直径と同じ曲率半径であることが好ましい。
　ここで、図３に示すように、ロールユニット１０５の溝を曲率半径Ｒとし、高さＡの寸法を搬送の際に外れないようにＲ＝Ａとすることが好ましい。
　前記ロールユニットは、回転機構を有することが好ましい。前記ロールユニットが回転機構の働きにより回転していることから、前記ロールユニットの水平方向の表面温度分布が均一となり、ストランドの冷却効率を平均化できる。
　前記回転機構としては、例えば、モーター、サーボモーターなどが挙げられる。
　前記ロールユニットは、温度制御機構を有することが好ましい。
　前記温度制御機構としては、例えば、ロールユニット内部に設けられた熱電対とサーモスタッドとの組み合わせなどが挙げられる。
　前記ロールユニットが、前記回転機構及び前記温度制御機構を有することにより、ロールの各点において冷却効率を平均化しロールユニットの水平方向での温度分布を均一とする点から好ましい。
　前記ロールユニットは、水分量制御機構を有することが好ましい。これにより、ストランドの水分量を２,０００質量ｐｐｍ未満に調節することができる。
　前記水分量制御機構としては、例えば、ヒーター、温風送風機などが挙げられる。
　２つの前記ロールユニットを連結させて形成され、ストランドを通過させるための円形スリットを有することが、ストランドの寸法精度の向上の点から好ましい。
　前記ロールユニットに用いられる冷媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液体、気体、超臨界流体などが挙げられる。
　常温常圧で液体の冷媒としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、シリコーンオイル、水、又は水との混合液が主に使用される。
　気体の冷媒としては、例えば、液体窒素、フルオロカーボン、空気等が主に使用される。
　前記超臨界流体は、高圧ボンベに密閉状態であれば長期において劣化、蒸発することなく、電力を使用せず冷却効果が得られることから有効である。超臨界流体による冷却様式は、超臨界流体から大気圧流体になる際に密度が低下し、周囲の温度を奪って接触物の温度低下を引き起こすものである。
　ここで、前記超臨界流体とは、気体と液体とが共存できる限界（臨界点）を超えた温度及び圧力領域において非凝縮性高密度流体として存在し、圧縮しても凝縮しない流体のことである。
　前記超臨界流体を構成する物質としては、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、一酸化二窒素、窒素、メタン、エタン、プロパン、２，３－ジメチルブタン、エチレンなどが挙げられる。これらの中でも、二酸化炭素は、臨界圧力が約７．４ＭＰａ、臨界温度が約３１℃であって、容易に超臨界状態を作り出せること、不燃性で取扱いが容易であることなどの点で好ましい。
　前記超臨界流体が超臨界二酸化炭素である場合、その温度は２５℃以上であることが好ましく、圧力は５ＭＰａ以上であることが好ましい。なお、超臨界二酸化炭素は、ロールユニットの冷媒として使用した後、乾燥雰囲気としても使用することができる。
＜その他の工程及びその他の工程＞
　前記その他の工程及び前記その他の手段としては、例えば、制御工程、制御手段などが挙げられる。
　前記制御工程は、前記各工程を制御する工程であり、制御手段により好適に行うことができる。
　前記制御手段としては、前記各手段の動きを制御することができる限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、シークエンサー、コンピュータ等の機器が挙げられる。
＜ストランド＞
　本発明のストランドの製造方法により製造されたストランドは、水分量が２,０００質量ｐｐｍ（０．２質量％）未満であることが好ましく、１,５００質量ｐｐｍ以下がより好ましい。
　前記水分量が２,０００質量ｐｐｍ未満であると、耐湿性が良好であり、使用環境下で吸湿によりべたつくことがない点で有利である。
　前記水分量は、例えば、ストランドを水分気化装置により加熱して、カールフィッシャー水分計を用いて測定することができる。
　前記ストランドの水平方向における平均直径は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。
　前記ストランドの垂直方向における平均直径は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。
　前記水平方向及び垂直方向における直径の変動係数は、２．０％以下が好ましく、１．５％以下がより好ましい。
　前記変動係数が、２．０％以下であると、ストランドの寸法精度が良好となる。
　前記ストランドの水平方向及び垂直方向における直径の変動幅（最大直径と最小直径との差）は、いずれも、０．５ｍｍ以下が好ましく、０．２ｍｍ以下がより好ましい。
　前記ストランドの垂直方向の直径、及び水平方向の直径は、例えば、マイクロメーター（ＭＤＣ－２５ＮＸ、ミツトヨ株式会社製）を用い、測定位置を変えて１０回測定し、平均直径、変動係数、及び変動幅を求めることができる。
　前記ストランドの平均直径、変動係数、及び変動幅は、押出機の押し出し穴、温度条件、巻き取り時の張力条件等により制御することができる。また、冷却後、更に加熱しながら、巻き取り時の張力条件を調整して制御することも可能である。
　前記ストランドは、以下に示す水溶性を有していることが好ましい。具体的には、直径１．８ｍｍのストランドを長さ５０ｍｍに裁断し、裁断したストランドを５０ｍＬビーカーに入れ、イオン交換水を４０ｍＬ注ぎ、水温を２５℃としたイオン交換水に浸漬して６０分間静置した。その後、固形物を取り出し、表面の水分をウエスにより拭き取り、６０℃で３時間乾燥させる。処理前後の質量から下記数式１により質量減少率を算出し、この質量減少率が９０％以上であることが好ましい。
　　質量減少率＝［（処理前質量－処理、乾燥後質量）／処理前質量］×１００・・・数式１
　ここで、図１は、本発明のストランド製造装置１００の一例を示す概略図である。この図１のストランド製造装置１００は、樹脂組成物を溶融しストランド状に押し出す押出機１０１と、複数のロールユニット１０５を内部に有する冷却固化手段１０２と、搬送中のストランドの張力を保つ引取機１０３と、ストランドを巻き取る巻取機１０４とを有している。
　押出機１０１より押し出されたストランド状樹脂組成物（ストランド）は冷却固化手段１０２内に設置されたロールユニット１０５により急速に冷却固化される。冷却固化されたストランドは引き取り機１０３によって搬送され、巻取機１０４によりボビン、コア等に巻き取られる。
　なお、冷却固化手段１０２内は、ロールユニット１０５より排出された、冷媒としての超臨界流体である乾燥二酸化炭素で充填されている。
　図２に示すように、ロールユニット１０５は曲面を有する溝２０３を備えている。溝２０３を有することにより、押出機１０１で溶融されて押し出されたストランドが冷却固化される際に曲面形状を維持したままで、冷却固化することができる。
　図３に示すように、ロールユニット１０５の溝は曲率半径Ｒとし、高さＡの寸法においては搬送の際に外れないようにＲ＝Ａとすることが好ましい。
　前記溝の曲率半径Ｒは、目的とするストランドの直径と同じ曲率半径であることが好ましい。
　図４は、ロールユニット１０５の内部構造を示す概略図である。この図４のロールユニット１０５は、冷媒流路が、冷媒注入口２０１及び冷媒排出口２０２に対する他端部側に折り返し構造を有している。
　図４に示すように、冷媒注入口２０１より流入した冷媒は、ロールユニット１０５内部の冷媒流路を通過することにより常にロールユニット本体を冷却する。冷媒注入口２０１では冷媒温度が低い状態であるが、冷媒流路を進む毎にロールユニットを冷却した冷媒の温度はロールユニットに熱を奪われ、冷媒排出口２０２に到達する際には冷媒温度が上昇する。具体的には、注入口の冷媒温度、排出口の冷媒温度を加算し平均化した温度とロールユニット内部の冷媒流路折り返し付近の冷媒温度は同様の温度を得る。更にロールユニットは回転機構の働きにより回転していることから、ロールユニットの水平方向の表面温度分布が均一となり、ストランドの冷却効率を平均化できる。
　ここで、図７を参照して、ロールユニット１０５の冷媒として超臨界二酸化炭素を用いた冷却制御について説明する。
　ロールユニット１０５には超臨界二酸化炭素が冷媒として流入する。超臨界二酸化炭素は１４．７ＭＰａの内圧で充填された高圧ガスボンベ３０１より電磁弁３０３を介して供給される。ロールユニット１０５の内部流路は大気圧であり超臨界二酸化炭素から大気圧二酸化炭素となる際、密度が低下し周りの温度を奪うことから、ロールユニット１０５が冷却される。
　図４に示すように、ロールユニット１０５には熱電対２０４が設置してあり、ロールユニット１０５が回転するため、回転式の電極を介してサーモスタッドと通電しており、指定の温度設定が可能となっている。
　図７に戻り、設定温度の範囲内で制御するため、電磁弁３０３により超臨界二酸化炭素の流量が制御され温度制御を行うことができる。
　更に、ロールユニット１０５で使用した大気圧二酸化炭素を冷却固化手段１０２に再流入させる。大気圧二酸化炭素は低湿度であるため、冷却固化手段１０２内を低湿度環境とすることができる。
　次に、図６は、ロールユニット１０５の他の一例を示す概略断面図を示す。この図６のロールユニットは、図３に示すロールユニットの溝の断面形状において、Ａ＝０の寸法の溝を有する２つのロールユニットを密着させる。すると、円形スリット２０５が形成され、この円形スリット２０５にストランドを通過させることで目的とする寸法精度のストランドを得ることができる。
　本発明のストランドの製造方法により製造されたストランドは、特に制限はなく、各種用途に用いることができ、例えば、食品、化粧品、医薬品、香料、肥料等の包装材料などが挙げられる。また、他の用途としては、立体造形物の製造における、立体造形物形成材料、支持体形成材料（立体造形物の支持用）として用いることができる。これらの中でも、支持体形成材料（立体造形物の支持用）として用いることが好ましい。
　次に、前記ストランドを、立体造形用ストランドとして用いた立体造形物の製造方法について説明する。
＜立体造形物の製造方法及び立体造形物製造装置＞
　本発明に用いられる立体造形物の製造方法は、前記ストランドを用いて立体造形物を製造する方法であり、前記ストランドを用いて立体造形物を製造する工程と、前記立体造形物に水を付与して、その一部を溶解除去する工程とを含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
　本発明で用いられる立体造形物製造装置としては、前記ストランドを用いて立体造形物を製造する手段を有し、前記立体造形物に水を付与して、その一部を溶解除去する手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
　本発明に用いられる立体造形物の製造方法は、本発明で用いられる立体造形物製造装置により好適に実施することができる。
　また、本発明に用いられる立体造形物の製造方法の他の態様としては、立体造形物及び該立体造形物を支持する支持体を作製する工程と、得られた前記立体造形物及び前記支持体を水に浸漬し、前記支持体を崩壊させて除去する工程とを含み、前記支持体が、前記ストランドを用いて形成されるようにしてもよい。
　前記立体造形物製造装置の他の態様としては、前記立体造形物及び該立体造形物を支持する支持体を作製する手段と、得られた前記立体造形物及び前記支持体を水に浸漬し、前記支持体を崩壊させて除去する手段とを有するようにしてもよい。
　前記ストランドを用いて、前記立体造形物を形成する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の熱溶融積層（ＦＤＭ）式の立体造形物の製造装置を選択することができ、例えば、立体造形物製造装置としての立体造形用プリンタにより、前記ストランドを溶融して走査しながら吐出することで所定の形状の立体造形物形成材料の層、及び支持体形成材料の層を形成し、この操作を繰り返し行うことで積層する方法などが挙げられる。
　前記ストランドとしては、前記ストランドが用いられ、立体造形物の製造における、立体造形物形成材料、支持体形成材料（立体造形物の支持用）として用いることができる。これらの中でも、支持体形成材料（立体造形物の支持用）として用いることが好ましい。
　前記ストランドは、熱溶融積層法（ＦＤＭ方式）による立体造形物の製造装置に好適に用いることができる。
－立体造形用ストランドの製造方法－
　前記立体造形用ストランドの製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜公知の方法を選択することができる。前記立体造形用ストランドの直径は、単軸押出機の押出し穴、温度条件、巻取時の張力条件等により制御することができる。また、冷却後、更に加熱しながら、巻取時の張力条件を調整してストランドの延伸加工をすることも可能である。
　ここで、図９Ａは、前記ストランドを支持体形成材料として用いて造形した立体造形物の一例を示す平面図である。図９Ｂは、図９Ａの立体造形物のＡ－Ａ’線断面図である。図９Ｃは、図９Ａの立体造形物の支持体の除去工程の一例を示す断面概略図である。
　立体造形物の形成に非水溶性樹脂のストランドを使用する場合は２個以上の溶融ヘッドを搭載した立体造形用プリンタを使用し、一方の溶融ヘッドには前記立体造形物形成材料を使用し、他方の溶融ヘッドには前記支持体形成材料を使用する。前記立体造形用プリンタを用いて各材料を溶融ヘッドで溶融し吐出することで所定の形状の支持体部位の層と立体造形物部位の層を形成し、この操作を繰り返し行って積層することで、立体造形物５０を得ることができる。即ち、前記立体造形物形成材料によって形成される立体造形物５０は、支持体形成材料５１の形状の少なくとも一部に対応する形状を有する（図９Ｂ参照）。水Ｗに浸漬させることにより、前記支持体形成材料が溶解（崩壊）して、立体造形物から容易に除去することができるため、破損及び支持体形成材料の残留の少ない立体造形物が得られる。
　以下、本発明に用いられる立体造形物の製造方法及び立体造形物製造装置の具体的な実施形態について説明する。
　立体造形物形成材料と、支持体形成材料として前記ストランドとを用いて、立体造形物を得る。
　上述のとおり、立体造形物を得るためには、造形体部分には立体造形物形成材料（以下、「軟質成形体用材料」とも称することがある）を配置し、支持体部分には、支持体形成材料（以下、「硬質成形体用材料」とも称することがある）を配置する。
　前記立体造形物の製造装置において、立体造形物形成材料、及び支持体形成材料は、ストランドの状態で、搬送チューブ内を経由して加熱ヘッドに搬送される。搬送された前記立体造形物形成材料及び支持体形成材料は、前記加熱ヘッドにおいて加熱溶解され、吐出され、立体造形物形成材料層及び支持体形成材料層を形成する。これを繰り返すことにより、立体造形物を積層造形することができる。
　前記加熱ヘッドにおける加熱温度としては、前記ストランドを溶解できれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
　まず、三次元ＣＡＤで設計された三次元形状あるいは三次元スキャナやディジタイザで取り込んだ三次元形状のサーフェイスデータあるいはソリッドデータを、ＳＴＬフォーマットに変換して立体造形物製造装置に入力する。
　この入力されたデータに基づいて、造形しようとする三次元形状の造形方向を決める。造形方向は特に制約ないが、通常はＺ方向（高さ方向）が最も低くなる方向を選ぶ。
　造形方向を確定したら、その三次元形状のＸ－Ｙ面、Ｘ－Ｚ面、Ｙ－Ｚ面への投影面積を求める。得られたブロック形状に補強のため、Ｘ－Ｙ面の上面を除いて、その他の各面を適当量外側に移動させる。移動させる量については、特に制限はなく、形状や大きさや使用液体材料で異なるが、およそ１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度である。これで造形しようとする形状を閉じ込めた（上面は開放されている）ブロック形状が特定される。
　このブロック形状を一層の平均厚みでＺ方向に輪切り（スライス）にする。前記一層の平均厚みは使用する材料により異なり一概には規定できないが、１０μｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
　造形しようとする立体造形物が１個の場合は、このブロック形状がＺステージ（一層造形毎に一層分ずつ下降する造形物を載せるテーブル）の中央に配置される。また、複数個同時に造形する場合はブロック形状がＺステージに配置されるが、ブロック形状を積み重ねることも可能である。これらブロック形状化や輪切りデータ（スライスデータ：等高線データ）やＺステージへの配置は、使用する材料を指定すれば自動的に作製することも可能である。
　次に、造形工程においては、輪切りデータの最外郭の輪郭線を基準に、内外判定（輪郭線上の位置に、前記立体造形物形成材料及び前記支持体形成材料のいずれかを噴射するかを判定すること）で、立体造形物形成材料を噴射する位置と前記支持体形成材料を噴射する位置が制御される。
　噴射の順序としては、支持体層を形成する前記支持体形成材料を噴射してから、造形体層を形成する立体造形物形成材料を噴射させる。
　このような順序で噴射させると、先に支持体で溝や堰などの溜部ができて、その中に前記立体造形物形成材料を噴射することになり、立体造形物形成材料として常温で液体の材料を使っても「たれ」の心配がなく、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等を幅広く用いることができる。
　また、造形時間をより短縮させるには、一体化したインクジェットヘッドの往路及び復路のそれぞれで前記立体造形物形成材料及び前記支持体形成材料を噴射して積層する方法が好ましい。
　更に、前記立体造形物形成材料を噴射する加熱ヘッドに活性エネルギー線照射機を隣接させることにより、高速造形が可能である。
　また、立体造形した層を平滑化するために、硬化処理を行った直後に、平滑化処理を行う。
　前記平滑化処理は、例えば、ローラー、ブレード等の平滑化部材を用い、硬化層の表面を平滑化するものである。これにより、層ごとの精度が向上し、立体造形物全体を精密に作製することができる。
　この際、積層時間を短縮するため、また層の平滑性を向上させるために、前記平滑化部材を紫外線照射機に隣接して配置することが好ましい。
　図１０は、立体造形物製造装置の一例を示す概略図である。
　図１０に示すように、立体造形物製造装置１０は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニットを用いて、造形体用材料噴射ヘッドユニット１１から前記立体造形物形成材料を、支持体用材料噴射ヘッドユニット１２、１３から前記支持体形成材料を噴射し、隣接した紫外線照射機１４、１５で前記立体造形物形成材料を硬化しながら積層する。
　即ち、前記支持体形成材料を加熱ヘッド（支持体用材料噴射ヘッドユニット１２、１３）から噴射し固化させて溜部を有する第１の支持体層を形成し、その第１の支持体層の溜部に前記立体造形物形成材料をインクジェットヘッド（造形体用材料噴射ヘッドユニット１１）から噴射し、前記立体造形物形成材料に活性エネルギー線を照射して硬化させた後、硬化層に対してローラー形状の平滑化部材２０、２１を用いて平滑化処理を行い、第１の造形体層を形成する。
　次いで、前記第１の支持体層の上に溶融した前記支持体形成材料を噴射し固化させて溜部を有する第２の支持体層を積層し、その第２の支持体層の溜部に前記立体造形物形成材料を噴射し、前記立体造形物形成材料に活性エネルギー線を照射して第１の造形体層の上に第２の造形体層を積層し、更に平滑化処理を行い、立体造形物１９を製作する。
　マルチヘッドユニットが矢印Ａ方向に移動する時は、基本的に支持体用材料噴射ヘッドユニット１２、造形体用材料噴射ヘッドユニット１１、紫外線照射機１５を用いて、支持体１８及び立体造形物１９を造形体支持基板１６上に形成する。同時にローラー形状の平滑化部材２１で、支持体１８及び立体造形物１９を平滑化する。なお、支持体用材料噴射ヘッドユニット１３、及び紫外線照射機１４を補助的に用いてもよい。
　ローラー形状の平滑化部材を使用する場合、操作方向に対して、ローラー形状の平滑化部材を逆転させる方向で回転させると平滑化の効果がより有効に発揮される。
　また、マルチヘッドユニットが矢印Ｂ方向に移動する時は、基本的に支持体用材料噴射ヘッドユニット１３、造形体用材料噴射ヘッドユニット１１、紫外線照射機１４を用いて、支持体１８、立体造形物１９を造形体支持基板１６上に形成する。同時にローラー形状の平滑化部材２０で、支持体１８、及び立体造形物１９を平滑化する。なお、支持体用材料噴射ヘッドユニット１２、及び紫外線照射機１５を補助的に用いてもよい。
　更に、材料噴射ヘッドユニット１１、１２、１３及び紫外線照射機１４、１５と、立体造形物１９及び支持体１８とのギャップを一定に保つため、積層回数に合わせて、ステージ１７を下げながら積層する。
　図１１は、立体造形物製造装置の他の一例を示す概略図である。具体的には、図１０のローラー形状の平滑化部材２０、２１をブレード形状の平滑化部材２２、２３に変更したものである。この図１１のブレード形状の平滑化部材は、図１０で使用するローラー形状の平滑化部材よりも、造形体の表面を削って平滑化するような場合に有用に使用することができる。
　図１２は、立体造形物製造装置の更に他の一例を示す概略図であり、図１０よりも各層の平滑性を向上できる構成とした立体造形物製造工程の他の一例を示している。基本的な工程は図１０と同じであるが、紫外線照射機１４、１５を造形体用材料噴射ヘッドユニット１１と支持体用材料噴射ヘッドユニット１２、１３との間に配置している点が異なる。
　また、本方式の立体造形物製造装置１０では、紫外線照射機１４、１５は矢印Ａ、Ｂいずれの方向に移動する際も使用し、その紫外線照射に伴って発生する熱により、積層された支持体形成材料の表面が平滑化され、結果として造形体の寸法安定性が向上する。
　また、立体造形物製造装置１０としては、液体回収機構、リサイクル機構などを付加することも可能である。ノズル面に付着した液体材料を除去するブレードや不吐出ノズルの検出機構を具備していてもよい。更に、立体造形時の立体造形物製造装置内の環境温度を制御することも好ましい。
　以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
　図２から図４に示すロールユニットを有する図１に示すストランド製造装置としての異方向回転二軸押出機であるラボプラストミル（株式会社東洋精機製作所製）を用い、シリンダー温度を２００℃に設定し、材料供給口より水溶性樹脂としてのポリビニルアルコール（Ｂ－０５、電気化学工業株式会社製）９０質量部、及び溶媒としてのエチレングリコール（和光純薬工業株式会社製）１０質量部を供給し、シリンダー温度２００℃、スクリュー回転数２０ｒｐｍで溶融混練した。
　図２に示すロールユニットは、内部の冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口とが同方向に設置されており（本発明の方式）、冷媒として液体窒素を用いている。また、図３に示すように、ロールユニットの溝の曲率半径Ｒは０．８７５ｍｍ、高さＡは０．８７５ｍｍであった。
　この実施例１のストランド製造装置により、ダイの穴数３個、ダイ穴の直径１．８ｍｍ、吐出量１４０ｇ／ｍｉｎの条件でストランドを押出成形し、冷却固化を行いながら、延伸搬送を行い、ワインダーによりコアに巻き取った。以上により、実施例１のストランドを作製した。
　次に、得られたストランドについて、以下のようにして、諸特性を評価した。結果を表１に示した。
＜ストランドの表面温度の測定＞
　得られたストランドについて、赤外放射温度計（ＩＴ－５４５ＮＨ、株式会社堀場製作所製）を用いて、作製直後のストランドの表面温度を測定した。
＜ストランドの水分量の測定＞
　得られたストランドを長さ５０ｍｍに裁断し、裁断したストランドを１７０℃に設定した水分気化装置（京都電子工業株式会社製、ＡＤＰ－６１１）により加熱し、カールフィッシャー水分計（京都電子工業株式会社製、ＭＣＫ６１０）により水分量（質量ｐｐｍ）を測定した。
＜ストランドの寸法精度＞
　得られたストランドについて、マイクロメーター（ＭＤＣ－２５ＮＸ、ミツトヨ株式会社製）を用い、垂直方向の直径、及び水平方向の直径を、測定位置を変えて１０回測定し、平均直径、変動係数、及び変動幅を求めた。なお、ストランドの直径は小数点以下第３位を四捨五入とした。
（実施例２）
　実施例１において、冷媒を超臨界二酸化炭素とした以外は、実施例１と同様にして、ストランドを作製し、同様に評価した。結果を表１に示した。
（実施例３）
　実施例１において、図２に示すロールユニットを、図６に示すロールユニットに代え、冷媒として超臨界二酸化炭素を用いた以外は、実施例１と同様にして、ストランドを作製し、同様に評価した。結果を表２に示した。
　図６に示すロールユニットは、図３に示すロールユニットの溝の断面形状において、Ａ＝０の寸法の溝を有する２つのロールユニットを密着させる。すると、円形スリット２０５が形成され、この円形スリット２０５にストランドを通過させることで、更に寸法精度に優れたストランドを得ることができる。
（比較例１）
　実施例１において、図５に示す曲率を有していない溝を有するロールユニットを用い、冷媒として乾燥空気を用いた以外は、実施例１と同様にして、ストランドを作製し、同様にして諸特性を評価した。結果を表３に示した。
（比較例２）
　比較例１において、冷媒として超臨界二酸化炭素を用いた以外は、比較例１と同様にして、ストランドを作製し、実施例１と同様にして、諸特性を評価した。結果を表３に示した。
（比較例３）
　実施例１において、図８に示すロールユニットを用い、冷媒として超臨界二酸化炭素流体を用いた以外は、実施例１と同様にして、ストランドを作製し、実施例１と同様にして、諸特性を評価した。結果を表４に示した。
　図８に示すロールユニット１０５は、曲率半径Ｒが０．８７５ｍｍの溝２０３を表面に有し、冷媒注入口２０１と冷媒排出口２０２が水平方向に対面した構造（貫通方式）を有している。なお、冷媒は図８中矢印方向に移動する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
　＜１＞　樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する押出成形手段と、
　押出成形されたストランド状樹脂組成物を冷却固化する冷却固化手段と、を有し、
　前記冷却固化手段が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されていることを特徴とするストランド製造装置である。
　＜２＞　前記ロールユニットが、回転機構を有する前記＜１＞に記載のストランド製造装置である。
　＜３＞　前記ロールユニットの該冷媒流路が、前記冷媒注入口及び前記冷媒排出口に対する他端部側に折り返し構造を有する前記＜１＞に記載のストランド製造装置である。
　＜４＞　前記ロールユニットが、温度制御機構を有する前記＜１＞から＜３＞のいずれかに記載のストランド製造装置である。
　＜５＞　前記ロールユニットが、水分量制御機構を有する前記＜１＞から＜４＞のいずれかに記載のストランド製造装置である。
　＜６＞　２つの前記ロールユニットを連結させて形成され、ストランドを通過させるための円形スリットを有する前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載のストランド製造装置である。
　＜７＞　樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する押出成形工程と、
　押出成形されたストランド状樹脂組成物を冷却固化する冷却固化工程と、を含み、
　前記冷却固化工程が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されている冷却固化手段を用いて行われることを特徴とするストランドの製造方法である。
　＜８＞　前記ロールユニットに用いられる冷媒が、超臨界流体である前記＜７＞に記載のストランドの製造方法である。
　＜９＞　前記超臨界流体が、超臨界二酸化炭素である前記＜８＞に記載のストランドの製造方法である。
　＜１０＞　前記樹脂組成物が、水溶性樹脂を含有する前記＜８＞から＜９＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　＜１１＞　前記水溶性樹脂が、ポリエチレンオキサイド、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレン－アクリル酸、ポリサルコシン、ポリＮ－ビニルピロリドン、及びポリビニルアセテートから選択される少なくとも１種である前記＜１０＞に記載のストランドの製造方法である。
　＜１２＞　水分量が２,０００質量ｐｐｍ未満であるストランドを製造する前記＜７＞から＜１１＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　＜１３＞　水平方向及び垂直方向における直径の変動係数が、２．０％以下であるストランドを製造する前記＜７＞から＜１２＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　＜１４＞　水平方向及び垂直方向における直径の変動幅が、０．５ｍｍ以下であるストランドを製造する前記＜７＞から＜１３＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　＜１５＞　水平方向及び垂直方向における平均直径が、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であるストランドを製造する前記＜７＞から＜１４＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　＜１６＞　立体造形物を造形するためのストランドである前記＜７＞から＜１５＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　＜１７＞　立体造形物を製造するための前記立体造形物の支持用である前記＜７＞から＜１６＞のいずれかに記載のストランドの製造方法である。
　前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載のストランド製造装置、及び前記＜７＞から＜１７＞のいずれかに記載のストランドの製造方法によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
　１００　　　ストランド製造装置
　１０１　　　押出機
　１０２　　　冷却固化手段
　１０３　　　引取機
　１０４　　　巻取機
　１０５　　　ロールユニット
　２０１　　　冷媒注入口
　２０２　　　冷媒排出口
　２０３　　　溝
　２０４　　　熱電対
　２０５　　　円形スリット

Claims (15)

  1. 　樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する押出成形手段と、
    　押出成形されたストランド状樹脂組成物を冷却固化する冷却固化手段と、を有し、
    　前記冷却固化手段が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されていることを特徴とするストランド製造装置。
  2. 　前記ロールユニットが、回転機構を有する請求項１に記載のストランド製造装置。
  3. 　前記ロールユニットの該冷媒流路が、前記冷媒注入口及び前記冷媒排出口に対する他端部側に折り返し構造を有する請求項１に記載のストランド製造装置。
  4. 　前記ロールユニットが、温度制御機構を有する請求項１から３のいずれかに記載のストランド製造装置。
  5. 　前記ロールユニットが、水分量制御機構を有する請求項１から４のいずれかに記載のストランド製造装置。
  6. 　２つの前記ロールユニットを連結させて形成され、ストランドを通過させるための円形スリットを有する請求項１から５のいずれかに記載のストランド製造装置。
  7. 　樹脂組成物を溶融混練してストランド状に押出成形する押出成形工程と、
    　押出成形されたストランド状樹脂組成物を冷却固化する冷却固化工程と、を含み、
    　前記冷却固化工程が、曲率を有する溝を備えるロールユニットであり、かつその内部に冷媒流路を有し、該冷媒流路への冷媒注入口と冷媒排出口の両方が該ロールユニットの同一端部側に設置されている冷却固化手段を用いて行われることを特徴とするストランドの製造方法。
  8. 　前記ロールユニットに用いられる冷媒が、超臨界流体である請求項７に記載のストランドの製造方法。
  9. 　前記樹脂組成物が、水溶性樹脂を含有する請求項７から８のいずれかに記載のストランドの製造方法。
  10. 　水分量が２,０００質量ｐｐｍ未満であるストランドを製造する請求項７から９のいずれかに記載のストランドの製造方法。
  11. 　水平方向及び垂直方向における直径の変動係数が、２．０％以下であるストランドを製造する請求項７から１０のいずれかに記載のストランドの製造方法。
  12. 　水平方向及び垂直方向における直径の変動幅が、０．５ｍｍ以下であるストランドを製造する請求項７から１１のいずれかに記載のストランドの製造方法。
  13. 　水平方向及び垂直方向における平均直径が、１ｍｍ以上５ｍｍ以下であるストランドを製造する請求項７から１２のいずれかに記載のストランドの製造方法。
  14. 　立体造形物を造形するためのストランドである請求項７から１３のいずれかに記載のストランドの製造方法。
  15. 　立体造形物を製造するための前記立体造形物の支持用である請求項７から１４のいずれかに記載のストランドの製造方法。
PCT/JP2016/086955 2016-02-29 2016-12-12 ストランド製造装置及びストランドの製造方法 WO2017149896A1 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201680081370.XA CN108602203A (zh) 2016-02-29 2016-12-12 股线制造设备和股线制造方法
EP16892731.7A EP3424680A1 (en) 2016-02-29 2016-12-12 Strand manufacturing apparatus and strand manufacturing method
JP2018502538A JPWO2017149896A1 (ja) 2016-02-29 2016-12-12 ストランド製造装置及びストランドの製造方法
US16/101,684 US20180354182A1 (en) 2016-02-29 2018-08-13 Strand producing apparatus and method for producing strand

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016038233 2016-02-29
JP2016-038233 2016-02-29

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US16/101,684 Continuation US20180354182A1 (en) 2016-02-29 2018-08-13 Strand producing apparatus and method for producing strand

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017149896A1 true WO2017149896A1 (ja) 2017-09-08

Family

ID=59743671

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/086955 WO2017149896A1 (ja) 2016-02-29 2016-12-12 ストランド製造装置及びストランドの製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20180354182A1 (ja)
EP (1) EP3424680A1 (ja)
JP (1) JPWO2017149896A1 (ja)
CN (1) CN108602203A (ja)
WO (1) WO2017149896A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10703042B2 (en) 2016-03-28 2020-07-07 Arevo, Inc. Systems for additive manufacturing using feedstock shaping
US10800095B2 (en) 2016-06-01 2020-10-13 Arevo, Inc. Localized heating to improve interlayer bonding in 3D printing
US10875975B2 (en) 2015-04-08 2020-12-29 Arevo, Inc. Method to manufacture polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing to improve material properties
US11117311B2 (en) 2015-10-05 2021-09-14 Arevo, Inc. Amorphous polyaryletherketone and blends thereof for use in additive manufacturing
WO2022071139A1 (ja) * 2020-09-30 2022-04-07 ダイキン工業株式会社 三次元造形用組成物及び三次元造形物
US11338502B2 (en) 2017-05-22 2022-05-24 Arevo, Inc. Methods and systems for three-dimensional printing of composite objects
US11911958B2 (en) 2017-05-04 2024-02-27 Stratasys, Inc. Method and apparatus for additive manufacturing with preheat

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111546530B (zh) * 2020-04-16 2022-06-14 张康伟 一种全钢子午线轮胎密炼机下辅机改进装置及系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0780831A (ja) * 1993-09-09 1995-03-28 Mitsubishi Kasei Eng Co ペレット製造装置
JPH07117047A (ja) * 1993-10-21 1995-05-09 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱可塑性樹脂ペレットの製造方法
JP2006159849A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Tokki Kk ストランド冷却装置、ストランド冷却方法及びペレット製造方法、並びに制御プログラム
JP2007278606A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Valeo Thermal Systems Japan Corp 冷凍サイクル
WO2012008006A1 (ja) * 2010-07-12 2012-01-19 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 ポリフェニレンエーテル系樹脂成形物の製造方法
WO2015182681A1 (ja) * 2014-05-29 2015-12-03 日本合成化学工業株式会社 積層造形用サポート材及びそれを用いた積層造形物、及び積層造形物の製造方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2582294A (en) * 1947-10-31 1952-01-15 Dow Chemical Co Continuous method for cooling and shaping thermoplastics
US3076999A (en) * 1960-04-25 1963-02-12 Du Pont Extrusion and bead cutting machine
US3250834A (en) * 1962-07-19 1966-05-10 Sun Chemical Corp Method for making foamable polystrene pellets
US3900544A (en) * 1973-11-28 1975-08-19 Arco Polymers Inc Method for the continuous extrusion of multiple small cross-section thermoplastic polymeric resinous foam profiles
EP2743051A1 (de) * 2012-12-14 2014-06-18 Promix Solutions AG Verfahren zum Kühlen von geschäumten Kunststoffen

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0780831A (ja) * 1993-09-09 1995-03-28 Mitsubishi Kasei Eng Co ペレット製造装置
JPH07117047A (ja) * 1993-10-21 1995-05-09 Mitsui Toatsu Chem Inc 熱可塑性樹脂ペレットの製造方法
JP2006159849A (ja) * 2004-12-10 2006-06-22 Tokki Kk ストランド冷却装置、ストランド冷却方法及びペレット製造方法、並びに制御プログラム
JP2007278606A (ja) * 2006-04-07 2007-10-25 Valeo Thermal Systems Japan Corp 冷凍サイクル
WO2012008006A1 (ja) * 2010-07-12 2012-01-19 三菱エンジニアリングプラスチックス株式会社 ポリフェニレンエーテル系樹脂成形物の製造方法
WO2015182681A1 (ja) * 2014-05-29 2015-12-03 日本合成化学工業株式会社 積層造形用サポート材及びそれを用いた積層造形物、及び積層造形物の製造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP3424680A4 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10875974B2 (en) 2015-04-08 2020-12-29 Arevo, Inc. Method to manufacture polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing to improve material properties
US10875975B2 (en) 2015-04-08 2020-12-29 Arevo, Inc. Method to manufacture polymer composite materials with nano-fillers for use in additive manufacturing to improve material properties
US11117311B2 (en) 2015-10-05 2021-09-14 Arevo, Inc. Amorphous polyaryletherketone and blends thereof for use in additive manufacturing
US10703042B2 (en) 2016-03-28 2020-07-07 Arevo, Inc. Systems for additive manufacturing using feedstock shaping
US11207824B2 (en) 2016-06-01 2021-12-28 Arevo, Inc. Localized heating to improve interlayer bonding in 3D printing
US10843403B2 (en) 2016-06-01 2020-11-24 Arevo, Inc. Localized heating to improve interlayer bonding in 3D printing
US10800095B2 (en) 2016-06-01 2020-10-13 Arevo, Inc. Localized heating to improve interlayer bonding in 3D printing
US11207825B2 (en) 2016-06-01 2021-12-28 Arevo, Inc Localized heating to improve interlayer bonding in 3D printing
US11911958B2 (en) 2017-05-04 2024-02-27 Stratasys, Inc. Method and apparatus for additive manufacturing with preheat
US11338502B2 (en) 2017-05-22 2022-05-24 Arevo, Inc. Methods and systems for three-dimensional printing of composite objects
WO2022071139A1 (ja) * 2020-09-30 2022-04-07 ダイキン工業株式会社 三次元造形用組成物及び三次元造形物
JP2022058220A (ja) * 2020-09-30 2022-04-11 ダイキン工業株式会社 三次元造形用組成物及び三次元造形物
JP7144703B2 (ja) 2020-09-30 2022-09-30 ダイキン工業株式会社 三次元造形用組成物及び三次元造形物

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2017149896A1 (ja) 2018-11-29
CN108602203A (zh) 2018-09-28
EP3424680A4 (en) 2019-01-09
US20180354182A1 (en) 2018-12-13
EP3424680A1 (en) 2019-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017149896A1 (ja) ストランド製造装置及びストランドの製造方法
US11046014B2 (en) Break-away support material for additive manufacturing
US20160271880A1 (en) Fused filament fabrication using liquid cooling
EP3055122B1 (en) Method for extrusion-based additive manufacturing using consumable filaments having reversible reinforcement
US6869559B2 (en) Material and method for three-dimensional modeling
US20100327479A1 (en) Consumable materials having customized characteristics
US20170298521A1 (en) Filament with exterior barrier and method of producing same
WO2018143175A1 (ja) 線条樹脂成形体
EP2613921A1 (en) Methods for microcellular injection molding
JP7301565B2 (ja) 造形装置、方法及び造形システム
JP6934946B2 (ja) ３ｄ印刷法におけるポリビニルアルコールのための可塑剤としてのポリヒドロキシ化合物の使用
JP2008068517A (ja) 樹脂ペレットの製造方法
EP3802064B1 (en) Process for shaping a polymeric object
JP2021075019A (ja) 造形装置および造形方法
SE466950B (sv) Foerfarande foer reglering av temperaturen i ett formverktyg
JP2017110153A (ja) 水崩壊性複合材料、及び、立体造形物の製造方法
CN101125936A (zh) 塑料构件的表面改性方法、金属膜的形成方法及塑料构件的制造方法
JP6711035B2 (ja) 水崩壊性複合材料、及び立体造形物の製造方法
JP7088921B2 (ja) ポリエステルフィラメント及び溶融フィラメント製造における使用
US20210276263A1 (en) Method and device for producing a three-dimensional object
JP2020082670A (ja) 造形装置及び造形方法
KR102399949B1 (ko) 사출금형, 이를 포함하는 사출성형기 및 이를 이용한 사출 제품의 제조방법
JP2017196802A (ja) 立体造形物の製造方法及び製造装置、並びにこれに用いる立体造形用樹脂組成物セット
JP2002144405A (ja) 発泡成形方法およびこの方法に使用する発泡樹脂押出し機
KR101118021B1 (ko) 고광택 압출 성형물의 제조를 위한 압출 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2018502538

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2016892731

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016892731

Country of ref document: EP

Effective date: 20181001

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16892731

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1