WO2018025704A1 - 三次元物体前駆体処理剤組成物 - Google Patents

三次元物体前駆体処理剤組成物 Download PDF

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吉村 忠徳
広樹 沢田
昭弘 尾之上
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花王株式会社
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    • C08G69/42Polyamides containing atoms other than carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen

Definitions

  • the present invention relates to a three-dimensional object precursor treating agent composition.
  • the 3D printer is a type of rapid prototyping and is a three-dimensional printer that forms a three-dimensional object based on 3D data such as 3D CAD, 3D CG, and the like.
  • a 3D printer system a hot melt lamination system (hereinafter also referred to as an FDM system), an inkjet ultraviolet curing system, an optical modeling system, a laser sintering system, and the like are known.
  • the FDM method is a modeling method for obtaining a three-dimensional object by heating / melting and extruding and laminating polymer filaments, and unlike other methods, does not use a material reaction.
  • FDM 3D printers are small and inexpensive, and have become popular in recent years as devices with little post-processing.
  • a three-dimensional object is formed by stacking a modeling material constituting the three-dimensional object and a support material for supporting the three-dimensional structure of the modeling material.
  • Examples of the method for removing the support material from the three-dimensional object precursor include a method in which the support material is removed by immersing the three-dimensional object precursor in a strong alkaline aqueous solution using a methacrylic acid copolymer as the support material (for example, JP, 2008-507619, A). This method utilizes the fact that the carboxylic acid in the methacrylic acid copolymer is neutralized by an alkali and dissolved in a strong alkaline aqueous solution.
  • the three-dimensional object precursor treating agent composition of the present invention is a three-dimensional object precursor treating agent composition for removing the support material from a three-dimensional object precursor containing a three-dimensional object and a support material.
  • water and a solubility parameter (SP value) by the Fedors method are 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more and 13 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. Containing water-soluble compounds.
  • the present invention provides a three-dimensional object precursor treatment agent composition capable of quickly removing a support material, and a method for producing a three-dimensional object by a hot melt lamination method using the three-dimensional object precursor treatment agent composition. provide.
  • the three-dimensional object precursor treating agent composition of the present invention is a three-dimensional object precursor treating agent composition for removing the support material from a three-dimensional object precursor containing a three-dimensional object and a support material.
  • water and a solubility parameter (SP value) by the Fedors method are 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more and 13 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. Containing water-soluble compounds.
  • a three-dimensional object precursor treatment agent composition capable of quickly removing a support material, and production of a three-dimensional object by a hot melt lamination method using the three-dimensional object precursor treatment agent composition.
  • a method can be provided.
  • the three-dimensional object precursor treating agent composition of the present embodiment (hereinafter, also referred to as a treating agent composition) is a treatment for removing the support material from the three-dimensional object precursor including the three-dimensional object and the support material.
  • An agent composition wherein the treatment agent composition has water and a solubility parameter (SP value) by the Fedors method of 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more and 13 (cal / cm 3 ) 1/2 or less. Containing certain water-soluble compounds.
  • the support material can be quickly removed. The reason for such an effect is not clear, but is considered as follows.
  • the treatment composition of the present embodiment increases the mobility in the vicinity of the hydrophilic group with water, and increases the mobility of the aromatic ring portion that functions as a hydrophobic group with a water-soluble compound having a specific SP value, thereby supporting the support material. It is thought that can be removed quickly.
  • the water-soluble compound has a solubility parameter (SP value) by the Fedors method of 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more and 13 (cal / cm 3 ) 1/2 or less.
  • SP value solubility parameter
  • the “solubility parameter value (SP value)” is a value ⁇ determined based on the following equation by the method of Fedors [Robert F. Fedors, Polymer Engineering and Science, 14, 147-154 (1974)]. It is.
  • the water-soluble compound means a compound that becomes a uniform layer when mixed with water so as to be 20% by mass.
  • the SP value of the water-soluble compound is 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, preferably 8.1 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, from the viewpoint of expressing good removal of the support material. 8.2 (cal / cm 3 ) 1/2 or more is more preferable. From the same viewpoint, the SP value of the water-soluble compound is 13 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, preferably 12 (cal / cm 3 ) 1/2 or less, and 11 (cal / cm 3 ) 1 / 2 or less is more preferable.
  • water-soluble compound examples include water-soluble compounds represented by the following general formulas (1) to (4).
  • R 1 is preferably an alkyl group having 2 to 22 carbon atoms, a hydroxy group, a benzyl group, an acetyl group, or an acetoxy group from the viewpoint of expressing good removal of the support material.
  • X is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may have a hydroxy group, or — (EO) m1 (PO) n1 — group, where m1 is an average addition mole of an oxyethylene group ⁇ —EO— ⁇ .
  • the number is preferably 1 or more and 200 or less, and n1 is the average number of added moles of the oxypropylene group ⁇ —PO— ⁇ , preferably 0 or more and 50 or less, and R 2 is a good removal of the support material.
  • R 1 is an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, the number of carbon atoms preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, R 1 is and a hydroxy group X does not have a hydroxy group
  • alkylene group of 3 is preferably an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms, if and R 1 is hydroxy group X is an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms having a hydroxy group, an allyl group are preferable,
  • R 1 is an acetyl group and X is a — (EO) m1 (PO) n1 — group, m1 is 1 or more and 4 or less, and n1 is 0, an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms is preferred, 1 is a benzyl group or an alkyl group having 4 to 22 carbon atoms, X is a — (EO) m1 (PO) n1 — group, m1 is 1 or more
  • R 1 is preferably an alkyl group having 2 to 22 carbon atoms, a hydroxy group, a benzyl group, an acetyl group, or an acetoxy group, from the viewpoint of expressing good removal of the support material.
  • An alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, a hydroxy group, or an acetoxy group is more preferable, an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, a hydroxy group, or an acetoxy group is more preferable, and an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, hydroxy Group or an acetoxy group is still more preferable, an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms or a hydroxy group is still more preferable, and a hydroxy group is still more preferable.
  • X is an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may have a hydroxy group, or — (EO) m1 (PO), from the viewpoint of expressing good removal of the support material.
  • n1- group is preferable, alkylene group having 1 to 12 carbon atoms, or — (EO) m1 (PO) n1 — group is more preferable, alkylene group having 1 to 8 carbon atoms, or — (EO) m1 (PO The n1 group is more preferred.
  • n1 is preferably a number of 1 or more and 200 or less, more preferably a number of 1 or more and 60 or less, still more preferably a number of 1 or more and 10 or less, and a number of 1 or more and 3 or less from the viewpoint of expressing good removal of the support material. Is even more preferable.
  • n1 is preferably a number of 0 or more and 50 or less, more preferably 1 or more and 10 or less, and still more preferably 1 or more and 3 or less, from the viewpoint of expressing good removal of the support material.
  • (EO) m1 (PO) n1 is composed of an oxyethylene group and an oxypropylene group
  • the arrangement of EO and PO may be block or random.
  • the number of blocks composed of EO is two or more, the number of EO in each block may be the same as each other or may be different. Even when the number of PO blocks is two or more, the number of POs in each block may be the same or different.
  • R 2 is preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms when R 1 is an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms from the viewpoint of expressing good removal of the support material.
  • An alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • R 2 from the viewpoint of expressing good removal of support material, if and R 1 is hydroxy group X is an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms having no hydroxy group, An alkyl group having 4 to 8 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 4 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • R 2 from the viewpoint of expressing good removal of support material, and R 1 is an acetyl group
  • X is - (EO) m1 (PO) n1 - with a group
  • m1 is 1 or more
  • an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • R 1 is benzyl group or the number of carbon atoms is an alkyl group of greater than 22 than 4
  • X is - (EO ) M1 (PO) n1 -group, and when m1 is 1 or more and 200 or less and n1 is 0 or more and 50 or less, a hydrogen atom is preferable.
  • R 3 and R 4 are the same or different and preferably represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably, from the viewpoint of expressing good removal of the support material. Represents an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
  • R 5 preferably represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, from the viewpoint of expressing good removal of the support material. Represents an alkyl group, more preferably an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms.
  • R 6 and R 7 are the same or different and preferably represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms from the viewpoint of expressing good removal of the support material. More preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and still more preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms.
  • the content of the water-soluble compound in the treatment agent composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and still more preferably 3% by mass or more from the viewpoint of expressing good removal of the support material. From the viewpoint of suppressing damage to the model material and achieving good removal of the support material, it is preferably 80% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and still more preferably 40% by mass or less.
  • the water content may be the balance of the treating agent composition (a total amount of 100% by mass).
  • the content of the water in the treating agent composition is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, from the viewpoint of expressing good removal of the support material. % By mass or more is more preferable, and 75% by mass or more is more preferable.
  • the content of the water in the three-dimensional object precursor treating agent composition is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, and more preferably 97% by mass or less from the viewpoint of expressing good removal of the support material. Is more preferably 95% by mass or less, still more preferably 93% by mass or less, still more preferably 90% by mass or less, and still more preferably 85% by mass or less.
  • the treatment agent composition may contain a thickener, a pH adjuster, a preservative, a rust preventive, a pigment, a colorant, and the like as necessary, as long as the effects of the present embodiment are not impaired. .
  • the three-dimensional object manufacturing method of the present embodiment includes a modeling process for obtaining a three-dimensional object precursor including a three-dimensional object and a support material by a hot melt lamination method, and the three-dimensional object precursor is converted into the three-dimensional object precursor. It is a manufacturing method of a three-dimensional object which has a support material removal process of making it contact with a treating agent composition and removing the support material. According to the three-dimensional object manufacturing method of the present embodiment, the support material can be removed more quickly than in the past. The reason why such an effect is exhibited may be the same as the reason why the three-dimensional object precursor treating agent composition exhibits the effect.
  • a modeling process for obtaining a three-dimensional object precursor including a three-dimensional object and a support material includes a three-dimensional object precursor including a three-dimensional object and a support material in a known method for producing a three-dimensional object by a 3D printer using a hot melt lamination method. The process of obtaining can be utilized.
  • the modeling material that is the material of the three-dimensional object can be used without particular limitation as long as it is a resin that is used as a modeling material in a conventional FDM three-dimensional object manufacturing method.
  • the molding material includes ABS resin, polylactic acid resin, polycarbonate resin, 12-nylon, 6,6-nylon, 6-nylon, polyphenylsulfone resin, polyetheretherketone, and polyetherimide.
  • ABS resin and / or polylactic acid resin are more preferable, and ABS resin is more preferable from the viewpoint of the formability by a 3D printer.
  • 3D printers are widely used in a wide range of fields such as architecture, medical care, education, and advanced research mainly in the manufacturing industry, so-called engineering plastics having higher heat resistance can be used as modeling materials.
  • a modeling material having high heat resistance has a high melting point, but the temperature when the modeling material is heated / melted and extruded and laminated by a 3D printer is significantly different from the temperature of the support material in contact with the modeling material. The accuracy of 3D objects may be impaired. Therefore, when a modeling material having a high melting point is heated / melted and extruded and laminated by a 3D printer, the three-dimensional modeling soluble material, which is a material of the support material, is also heated / melted and extruded to a temperature close to the temperature of the modeling material for lamination. To do.
  • a three-dimensional modeling soluble material which is a support material that can be removed by neutral water having a pH of 6 to 8, which is not a strong alkaline aqueous solution, is also required to have a high melting point.
  • a support material obtained by heating / melting and extruding and laminating a three-dimensional modeling soluble material having such a high melting point is considered to have poor solubility in neutral water, and the support material is regarded as a three-dimensional object precursor. It is expected that it will be difficult to quickly remove the support material, but according to the method for producing a three-dimensional object using the three-dimensional object precursor treating agent composition, the support material having a high melting point can be quickly removed. Can do.
  • the three-dimensional modeling soluble material which is the material of the support material, can be used without particular limitation as long as it is used as a three-dimensional modeling soluble material in a conventional FDM three-dimensional object manufacturing method.
  • a support material that is removed with basic water it is preferable to contain a resin having a hydrophilic group from the viewpoint of quickly removing the support material.
  • Examples of the resin having a hydrophilic group that can be used as a soluble material for three-dimensional modeling in the FDM three-dimensional object manufacturing method include polyvinyl alcohol, polyoxazoline, polyacrylamide, acrylate (co) polymer, methacryl
  • One or more selected from the group consisting of acid (co) polymers, polyester resins, and polyamide resins are preferred, and at least one selected from the group consisting of polyester resins having hydrophilic groups and polyamide resins having hydrophilic groups. More than species are more preferred.
  • the polyester resin includes a hydrophilic monomer unit A 1 having a hydrophilic group, a hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 1 , and a diol monomer unit, and a hydrophilic monomer unit A having a hydrophilic group in the polyester resin.
  • An example is a polyester resin in which the ratio of the hydrophilic monomer unit A 1 to the total of 1 and the hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 1 is 10 to 70 mol%.
  • the polyester resin has a hydrophilic monomer unit A 1 having a hydrophilic group.
  • the hydrophilic monomer unit A 1 is not particularly limited as long as the monomer unit having a hydrophilic group. Also, the monomer to induce the hydrophilic monomer unit A 1 is also referred to as a monomer A 1.
  • the hydrophilic group includes a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, from the viewpoint of solubility in neutral water and the ease of polymerization reaction during the production of the polyester resin.
  • examples thereof include at least one selected from the group consisting of a quaternary ammonium base, an oxyethylene group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxyl base, a phosphate group, a phosphate group, a sulfonate group, and a sulfonate group.
  • the secondary amino group is a —NHR 8 group (where R 8 is a linear or branched group). At least one selected from the group consisting of a secondary amino group represented by (II) and a secondary amino group represented by —NH— group.
  • the tertiary amino group is a —NR 9 R 10 group (provided that R 9 is linear or branched from the viewpoint of solubility in neutral water and ease of polymerization reaction during the production of the polyester resin.
  • Jo of represents a number 1 to 14 alkyl group carbon
  • R 10 is a tertiary amino group represented by denotes a straight or branched carbon atoms 1 to 14 alkyl group.
  • -NR Preferably, at least one selected from the group consisting of tertiary amino groups represented by an 11 -group (wherein R 11 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 14 carbon atoms). .
  • the quaternary ammonium base is —N + ⁇ R 12 R 13 R 14 ⁇ ⁇ X ⁇ (where, from the viewpoint of solubility in neutral water and ease of polymerization reaction during the production of the polyester resin.
  • R 12 , R 13 and R 14 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms
  • X ⁇ represents a hydroxy ion, a halogen ion, CH 3 SO 4 — or CH 3 CH 2 SO. 4 - at least one or more preferably selected from the group consisting of quaternary ammonium base represented by the illustrated).
  • the oxyethylene group is — ⁇ CH 2 CH 2 O ⁇ n2 — (where n2 represents an average number) from the viewpoint of solubility in neutral water and ease of polymerization reaction during the production of the polyester resin.
  • R 15 is 4 or more and 50 or less is A hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 or more and 6 or less, more preferably 3 or more and 5 or less. At least one selected from the group consisting of styrene group.
  • the carboxyl base is —COOM 1 (where M 1 represents a counter ion of the carboxyl group constituting the carboxyl base.
  • M 1 represents a counter ion of the carboxyl group constituting the carboxyl base.
  • Carboxyl base is preferably represented by Ri.
  • the phosphate group is —PO 4 M 2 2 , —PO 4 HM 2 , and —PO 4 M 2.
  • M 2 represents a counter ion of a phosphate group constituting a phosphate group, and from the viewpoint of solubility in neutral water, sodium ion, potassium ion, lithium ion, calcium ion, magnesium ion, ammonium ion, barium.
  • At least one selected from the group consisting of ions and zinc ions more preferably at least one selected from the group consisting of sodium ions, potassium ions, lithium ions, magnesium ions, and ammonium ions, sodium ions, And at least one selected from the group consisting of potassium ions is more preferred.
  • the sodium ion is more preferable and more.
  • the sulfonate group is —SO 3 M 3 (where M 3 is a sulfonic acid constituting the sulfonate group).
  • M 3 is a sulfonic acid constituting the sulfonate group.
  • at least one selected from the group consisting of sodium ions, potassium ions, lithium ions, magnesium ions, and ammonium ions and more preferably at least one selected from the group consisting of sodium ions and potassium ions.
  • More preferably, more sodium ions Sulfonate group is preferably represented by the preferred.) To.
  • the monomer A 1 At least one selected from the group consisting of acids, amines and amino acids is preferred, and carboxylic acids are more preferred.
  • carboxylic acids aromatic carboxylic acids are preferable from the same viewpoint, and hydroxy group-containing aromatic dicarboxylic acid, primary amino group-containing aromatic dicarboxylic acid, sulfonic acid group-containing aromatic dicarboxylic acid, and sulfonate group-containing At least one selected from the group consisting of aromatic dicarboxylic acids is more preferable.
  • 5-hydroxyisophthalic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 5-aminoisophthalic acid, 5-sulfoisophthalic acid, 2-sulfoterephthalic acid, and 4-sulfo-2,6- At least one selected from the group consisting of naphthalenedicarboxylic acid is preferable, at least one selected from the group consisting of 5-sulfoisophthalic acid and 2-sulfoterephthalic acid is more preferable, and 5-sulfoisophthalic acid is more preferable.
  • the content of the hydrophilic group in the polyester resin is preferably 0.5 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g or more, and 0.7 mmol / g or more. Is more preferable, and from the viewpoint of moisture absorption resistance, 3.0 mmol / g or less is preferable, 2.0 mmol / g or less is more preferable, and 1.5 mmol / g or less is still more preferable.
  • the content of the hydrophilic group in the polyester resin is preferably 0.5 to 3.0 mmol / g from the viewpoint of solubility in neutral water and moisture absorption resistance, and is preferably 0.6 to 2.0 mmol / g is more preferable, and 0.7 to 1.5 mmol / g is more preferable.
  • the proportion of a substance amount of the hydrophilic monomer unit A 1 is from the standpoint of solubility in neutral water, not less than 5 mol%, more than 7 mol%
  • 10 mol% or more is more preferable
  • 12 mol% or more is more preferable
  • it is 35 mol% or less, preferably 33 mol% or less, more preferably 32 mol% or less, and further preferably 30 mol% or less.
  • the proportion of a substance amount of the hydrophilic monomer unit A 1 is the viewpoint of the solubility in neutral water, and 5 to in terms of moisture absorption resistance 35 mol% is preferable, 7 to 33 mol% is more preferable, 10 to 32 mol% is further preferable, and 12 to 30 mol% is still more preferable.
  • the polyester resin has a hydrophobic dicarboxylic acid monomer units B 1.
  • the dicarboxylic acid monomer units B 1 represents no said hydrophilic groups.
  • the dicarboxylic acid to induce the hydrophobic dicarboxylic acid monomer units B 1 is also referred to as a dicarboxylic acid B 1.
  • the dicarboxylic acid B 1 is not particularly limited as long as it is a dicarboxylic acid, but from the viewpoint of solubility in neutral water, from the viewpoint of moisture absorption resistance, from the viewpoint of heat resistance required for modeling by a 3D printer, and when producing a polyester resin From the viewpoint of the ease of the polymerization reaction, at least one selected from the group consisting of aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and alicyclic dicarboxylic acids is preferred.
  • the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,3-adamantanedicarboxylic acid At least one selected from the group consisting of terephthalic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is more preferable.
  • the proportion of the hydrophobic substance amount of the dicarboxylic acid monomer units B 1 of the polyester resin from the viewpoint of moisture resistance, or 15 mol% are preferred, 18 mol % Or more is more preferable, 20 mol% or more is more preferable, and from the viewpoint of solubility in neutral water, 45 mol% or less is preferable, 42 mol% or less is more preferable, and 40 mol% or less is more preferable.
  • the proportion of the hydrophobic substance amount of the dicarboxylic acid monomer units B 1 of the polyester resin is, the moisture absorption resistance viewpoint, and to neutral water From the viewpoint of solubility, it is preferably 15 to 45 mol%, more preferably 20 to 42 mol%, still more preferably 30 to 40 mol%.
  • the molar ratio of the hydrophilic monomer unit A 1 to the hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 1 is determined based on solubility in water and resistance to neutral water. From the viewpoint of hygroscopicity and heat resistance required for modeling by a 3D printer, 10/90 or more is preferable, 15/85 or more is more preferable, 18/82 or more is more preferable, 20/80 or more is more preferable, and the same In view of the above, 70/30 or less is preferable, 65/35 or less is more preferable, and 60/40 or less is still more preferable.
  • the polyester resin has a diol monomer unit.
  • the diol for deriving the diol monomer unit is also referred to as diol C.
  • the diol C is not particularly limited, and aliphatic diols, aromatic diols, and the like can be used, but aliphatic diols are preferable from the viewpoint of the production cost of the polyester resin.
  • the number of carbon atoms of the diol C is preferably 2 or more from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer, and from the same viewpoint, 31 or less is preferable, 25 The following is more preferable, 20 or less is further preferable, and 15 or less is more preferable.
  • Examples of the aliphatic diol include at least one selected from the group consisting of a chain diol and a cyclic diol, and are required for solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and modeling by a 3D printer. From the viewpoint of toughness (strength), a chain diol is preferred.
  • the number of carbon atoms of the chain diol is preferably 2 or more from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer, and from the same viewpoint, 6 or less is preferable. 4 or less is more preferable, and 3 or less is more preferable.
  • the number of carbon atoms of the cyclic diol is preferably 6 or more from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer, and from the same viewpoint, 31 or less is preferable. 30 or less is more preferable, and 27 or less is more preferable.
  • the diol C may have ether oxygen.
  • the diol C is a chain aliphatic diol, it is required for solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and modeling by a 3D printer.
  • the number of ether oxygens is preferably 1 or less, and when the diol C is a cycloaliphatic diol, the number of ether oxygens is preferably 2 or less from the same viewpoint.
  • the chain diol is ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, diethylene glycol from the viewpoints of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer. And preferably at least one selected from the group consisting of dipropylene glycol, more preferably at least one selected from the group consisting of ethylene glycol, 1,2-propanediol, and 1,3-propanediol.
  • diethylene glycol and dipropylene glycol may be charged as a raw material for the polymerization reaction, or may be by-produced during the polymerization reaction.
  • the ratio of the diethylene glycol unit to the total of all diol monomer units in the polyester resin is the solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and the heat resistance required for modeling by a 3D printer. From the viewpoint, 5 mol% or more is preferable, 10 mol% or more is more preferable, 15 mol% or more is further preferable, 20 mol% or more is further preferable, 25 mol% or more is further more preferable, 30 mol% or more is more preferable, and 60 mol%. The following is preferable, 55 mol% or less is more preferable, 50 mol% or less is more preferable, and 45 mol% or less is still more preferable.
  • the cyclic diol is composed of 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, isosorbide, bisphenoxyethanol fluorene from the viewpoints of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer. At least one selected from the group consisting of bisphenol fluorene, biscrezoxyethanol fluorene, and biscresol fluorene is preferred.
  • Diol C is ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, diethylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, isosorbide, bisphenoxyethanol fluorene, bisphenol fluorene, bisque
  • the total proportion of loulene, bisphenol fluorene, biscrezoxyethanol fluorene, and biscresol fluorene is 80 mol% or more from the viewpoints of solubility in neutral water, moisture absorption resistance,
  • the polyester resin is solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and a heat-resistant viewpoint required for shaping by 3D printers, to the total of all the dicarboxylic acid monomer units containing the hydrophilic monomer unit A 1, wherein the proportion of hydrophilic monomer units a 1, and the ratio of the dicarboxylic acid monomer units B 1 is, 10 ⁇ 70 mol%, respectively, and a 30 ⁇ 90 mol%, dicarboxylic acids for obtaining the dicarboxylic acid monomer units B 1 B 1 Polyester resin ⁇ in which is 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is preferred.
  • polyester resin ⁇ (Polyester resin ⁇ ) Wherein in the polyester resin alpha, to the total of all the dicarboxylic acid monomer units containing the hydrophilic monomer unit A 1, the ratio of the hydrophilic monomer unit A 1 is solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and 3D printer From the viewpoint of the heat resistance required for modeling according to the above, 10 mol% or more is preferable, 20 mol% or more is more preferable, and from the same viewpoint, 70 mol% or less is preferable, 65 mol% or less is more preferable, and 60 mol% or less is still more preferable.
  • the ratio of the dicarboxylic acid monomer unit B 1 to the total of all dicarboxylic acid monomer units including the hydrophilic monomer unit A 1 in the polyester resin ⁇ is determined by solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and 3D printer. From the viewpoint of the heat resistance required for modeling by the above, 30 mol% or more is preferable, 35 mol% or more is more preferable, 40 mol% or more is more preferable, and from the same viewpoint, 90 mol% or less is preferable, and 80 mol% or less is more preferable.
  • the monomer A 1 is composed of 5-sulfoisophthalic acid and 2-sulfoisophthalic acid from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer.
  • at least one selected from the group consisting of: 5-sulfoisophthalic acid is more preferable.
  • the diol C is ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1, 3 from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer.
  • the diol C is ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1, 3 from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer.
  • More than one species preferably a group consisting of ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-cyclohexanedimethanol, hydrogenated bisphenol A, isosorbide, bisphenoxyethanol fluorene Ri least one and more preferably be selected.
  • the polyester resin ⁇ can be exemplified by the following general formulas (5) and (6).
  • p1 represents the polymerization degree of ethylene 2,6-naphthalenedicarboxylate
  • q1 represents the number of polymerization degrees of ethylene 5-sulfoisophthalate.
  • Rate and ethylene 5-sulfoisophthalate are block bonds and / or random bonds, and random bonds are more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water.
  • p2 is the degree of polymerization of ethylene 2,6-naphthalene dicarboxylate
  • q2 is the degree of polymerization of ethylene 5-sulfoisophthalate
  • r2 is bisphenoxyethanol fluorene and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid.
  • S2 represents the number of polymerizations of the condensate of bisphenoxyethanol fluorene and 5-sulfoisophthalic acid, provided that ethylene 2,6-naphthalenedicarboxylate, ethylene 5-sulfoisophthalate, bis
  • the condensate of phenoxyethanol fluorene and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and the condensate of bisphenoxyethanol fluorene and 5-sulfoisophthalic acid are block bonds and / or random bonds, and are random from the viewpoint of solubility in neutral water. Bonding is more preferred.
  • the weight average molecular weight of the polyester resin is preferably 3000 or more, more preferably 8000 or more, still more preferably 10,000 or more, from the viewpoint of formability by a 3D printer, from the viewpoint of improving toughness required for a soluble material for three-dimensional modeling. 80,000 or less, more preferably 70,000 or less, still more preferably 60000 or less, still more preferably 50000 or less, preferably 60,000 or less, more preferably 50000 or less, more preferably 40000 or less from the viewpoint of solubility in neutral water. preferable.
  • a weight average molecular weight is calculated
  • the polyester resin may have a monomer unit other than the hydrophilic monomer unit A 1 , the dicarboxylic acid monomer unit B 1 , and the diol monomer unit as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • the method for producing the polyester resin is not particularly limited, and a conventionally known method for producing a polyester resin can be applied.
  • the polyamide resin has a hydrophilic monomer unit A 2 having a hydrophilic group, a hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 2 , and a hydrophobic diamine monomer unit, and the hydrophilicity relative to the total of all monomer units in the polyamide resin.
  • polyamide resin proportion of sexual monomer unit a 2 is 2.5 ⁇ 40 mol% can be exemplified.
  • the polyamide resin has a hydrophilic monomer unit A 2 having a hydrophilic group.
  • the hydrophilic monomer unit A 2 is not particularly limited as long as the monomer unit having a hydrophilic group.
  • the monomer to induce the hydrophilic monomer unit A 2 is also referred to as monomer A 2.
  • the hydrophilic group includes a primary amino group, a secondary amino group, a tertiary amino group, from the viewpoint of solubility in neutral water and the ease of the polymerization reaction during the production of the polyamide resin.
  • examples thereof include at least one selected from the group consisting of a quaternary ammonium base, an oxyethylene group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carboxyl base, a phosphate group, a phosphate group, a sulfonate group, and a sulfonate group.
  • the secondary amino group is a —NHR 16 group (where R 16 is linear or branched). At least one selected from the group consisting of a secondary amino group represented by (II) and a secondary amino group represented by —NH— group.
  • the tertiary amino group is a —NR 17 R 18 group (provided that R 17 is linear or branched from the viewpoint of solubility in neutral water and ease of polymerization reaction during the production of polyamide resin.
  • Jo of represents a number 1 to 14 alkyl group carbon
  • R 18 is a tertiary amino group represented by denotes a straight or branched carbon atoms 1 to 14 alkyl group.
  • -NR At least one selected from the group consisting of a tertiary amino group represented by a 19 -group (wherein R 19 represents a linear or branched alkyl group having 1 to 14 carbon atoms) is preferable. .
  • the quaternary ammonium base is —N + ⁇ R 20 R 21 R 22 ⁇ ⁇ X ⁇ (where, from the viewpoint of solubility in neutral water and ease of polymerization reaction during the production of polyamide resin.
  • R 20 , R 21 and R 22 each independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 14 carbon atoms
  • X ⁇ represents a hydroxy ion, a halogen ion, CH 3 SO 4 — or CH 3 CH 2 SO. 4 - at least one or more preferably selected from the group consisting of quaternary ammonium base represented by the illustrated).
  • the oxyethylene group is — ⁇ CH 2 CH 2 O ⁇ n3 — (where n3 represents an average number) from the viewpoint of solubility in neutral water and the ease of polymerization reaction during the production of polyamide resin.
  • R 23 is A hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 or more and 6 or less, more preferably 3 or more and 5 or less. At least one selected from the group consisting of alkylene groups are preferred.
  • the carboxyl base is —COOM 4 (where M 4 represents a counter ion of the carboxyl group constituting the carboxyl base, from the viewpoint of solubility in neutral water and the ease of the polymerization reaction during the production of the polyamide resin.
  • At least one selected from the group consisting of sodium ions, potassium ions, lithium ions, calcium ions, magnesium ions, ammonium ions, barium ions, and zinc ions is preferable, sodium More preferably, at least one selected from the group consisting of ions, potassium ions, lithium ions, magnesium ions, and ammonium ions, more preferably at least one selected from the group consisting of sodium ions and potassium ions, sodium ions Gayo Further preferred.)
  • Carboxyl base is preferably represented by.
  • the phosphate group is, in view of the solubility in neutral water, and from the viewpoint of easiness of the polyamide resin during manufacture of the polymerization reaction, -PO 4 M 5 2, -PO 4 HM 5, and -PO 4 M 5 (However, M 5 represents a counter ion of the phosphate groups constituting the phosphoric acid salt, sodium from the viewpoint of solubility in neutral water ions, potassium ions, lithium ions, calcium ions, magnesium ions, ammonium ions, barium
  • At least one selected from the group consisting of potassium ions is more preferred.
  • Ku at least one or more preferably sodium ion is selected from the group consisting of phosphoric acid base represented by even more preferred.).
  • the sulfonate group is —SO 3 M 6 (where M 6 is a sulfonic acid constituting the sulfonate group).
  • M 6 is a sulfonic acid constituting the sulfonate group.
  • at least one selected from the group consisting of sodium ions, potassium ions, lithium ions, magnesium ions, and ammonium ions and more preferably at least one selected from the group consisting of sodium ions and potassium ions. More preferably, sodium ions are more Preferred.
  • Sulfonate is preferably represented by.
  • the monomer A 2 is a carboxylic acid. At least one selected from the group consisting of acids, amines and amino acids is preferred, and carboxylic acids are more preferred.
  • carboxylic acids aromatic carboxylic acids are preferable from the same viewpoint, and hydroxy group-containing aromatic dicarboxylic acid, primary amino group-containing aromatic dicarboxylic acid, sulfonic acid group-containing aromatic dicarboxylic acid, and sulfonate group-containing Aromatic dicarboxylic acids are more preferred.
  • 5-hydroxyisophthalic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 5-aminoisophthalic acid, 5-sulfoisophthalic acid, 2-sulfoterephthalic acid, and 4-sulfo-2,6- At least one selected from the group consisting of naphthalenedicarboxylic acid is preferable, at least one selected from the group consisting of 5-sulfoisophthalic acid and 2-sulfoterephthalic acid is more preferable, and 5-sulfoisophthalic acid is more preferable.
  • the content of the hydrophilic group in the polyamide resin is preferably 0.5 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g or more, and 0.7 mmol / g or more. Is more preferable, and from the viewpoint of moisture absorption resistance, 3.0 mmol / g or less is preferable, 2.0 mmol / g or less is more preferable, and 1.5 mmol / g or less is still more preferable.
  • the content of the hydrophilic group in the polyamide resin is preferably 0.5 to 3.0 mmol / g from the viewpoint of solubility in neutral water and moisture absorption resistance, and preferably 0.6 to 2.0 mmol / g is more preferable, and 0.7 to 1.5 mmol / g is more preferable.
  • the proportion of a substance amount of the hydrophilic monomer unit A 2 from the viewpoint of solubility in neutral water, not less than 2.5 mol%, 4 mol%
  • 6 mol% or more is more preferable
  • 8 mol% or more is further preferable
  • 10 mol% or more is more preferable, and from the viewpoint of moisture absorption resistance, it is 40 mol% or less, preferably 35 mol% or less, and more preferably 31 mol% or less.
  • the ratio of the total for the substance amount of the hydrophilic monomer unit A 2 substance of the total monomer units of the polyamide resin is 2 in view of the solubility in neutral water, and in view of moisture absorption resistance. It is preferably 5 to 40 mol%, more preferably 4 to 35 mol%, still more preferably 6 to 31 mol%, still more preferably 8 to 20 mol%, still more preferably 8 to 15 mol%, and still more preferably 8 to 12 mol%.
  • the polyamide resin has a hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 2.
  • the dicarboxylic acid monomer units B 2 has no the hydrophilic group.
  • the dicarboxylic acid to induce the hydrophobic dicarboxylic acid monomer units B 2 is also referred to as a dicarboxylic acid B 2.
  • the dicarboxylic acid B 2 is not particularly limited as long as it is a dicarboxylic acid, but from the viewpoint of solubility in neutral water, from the viewpoint of moisture absorption resistance, from the viewpoint of heat resistance required for modeling by a 3D printer, and at the time of producing a polyamide resin From the viewpoint of the ease of the polymerization reaction, at least one selected from the group consisting of aromatic dicarboxylic acids, aliphatic dicarboxylic acids, and alicyclic dicarboxylic acids is preferred.
  • the group consisting of terephthalic acid, isophthalic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and 1,3-adamantanedicarboxylic acid More preferably, at least one selected from the group consisting of terephthalic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is more preferable, and terephthalic acid is still more preferable.
  • the proportion of the hydrophobic substance amount of the dicarboxylic acid monomer units B 2 of the polyamide resin, from the viewpoint of moisture resistance preferably at least 10 mol%, 20 mol % Or more, more preferably 30 mol% or more, still more preferably 35 mol% or more, still more preferably 40 mol% or more, still more preferably 42 mol% or more, and from the viewpoint of solubility in neutral water, 47. 5 mol% or less is preferable, 45 mol% or less is more preferable, 42 mol% or less is more preferable, and 40 mol% or less is still more preferable.
  • the proportion of the hydrophobic substance amount of the dicarboxylic acid monomer units B 2 of the polyamide resin is, the moisture absorption resistance viewpoint, and to neutral water From the viewpoint of solubility, it is preferably 10 to 47.5 mol%, more preferably 20 to 45 mol%, still more preferably 30 to 42 mol%.
  • the molar ratio of the hydrophilic monomer unit A 2 to the hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 2 is determined based on solubility in neutral water and resistance to water. From the viewpoint of hygroscopicity and heat resistance required for modeling by a 3D printer, 10/90 or more is preferable, 15/85 or more is more preferable, 18/82 or more is more preferable, 20/80 or more is more preferable, and the same In view of the above, 50/50 or less is preferable, 40/60 or less is more preferable, 30/70 or less is more preferable, and 25/75 or less is even more preferable.
  • the polyamide resin has a hydrophobic diamine monomer unit.
  • the hydrophobic diamine monomer unit does not have the hydrophilic group.
  • the diamine for deriving the hydrophobic diamine monomer unit is also referred to as diamine C.
  • the diamine C is not particularly limited, and at least one selected from the group consisting of aliphatic diamines, alicyclic diamines, and aromatic diamines can be used, and the ease of the polymerization reaction during polyamide resin production. In view of the above, an aliphatic diamine is preferable.
  • the number of carbon atoms of the diamine C is from the viewpoint of solubility in neutral water, from the viewpoint of moisture absorption resistance, from the viewpoint of heat resistance required for modeling by a 3D printer, and from the viewpoint of ease of polymerization reaction when producing a polyamide resin. 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, from the viewpoint of solubility in neutral water, the viewpoint of moisture absorption resistance, and the heat resistance required for modeling by a 3D printer, 20 or less Is preferably 15 or less, more preferably 10 or less.
  • aliphatic diamine examples include ethylene diamine, trimethylene diamine, tetramethylene diamine, pentamethylene diamine, hexamethylene diamine, heptamethylene diamine, octamethylene diamine, nonane diamine, and decane diamine.
  • hexamethylenediamine is preferable from the viewpoints of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and toughness (strength) required for modeling by a 3D printer.
  • Examples of the alicyclic diamine include 4,4'-diamino-3,3'-dimethyldicyclohexylmethane, diaminecyclohexane, and isophoronediamine.
  • at least one selected from the group consisting of diamine cyclohexane and isophorone diamine is preferable from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and toughness (strength) required for modeling by a 3D printer. More preferred is at least one selected from the group consisting of diamine and cyclohexane.
  • aromatic diamine examples include phenylenediamine, diethyltoluenediamine, and 4,4'-diaminodiphenylmethane.
  • phenylenediamine and diethyltoluenediamine are preferable from the viewpoints of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and toughness (strength) required for modeling by a 3D printer.
  • phenylenediamine is more preferable.
  • the diamine C is at least selected from the group consisting of hexamethylenediamine, diaminecyclohexane, and phenylenediamine from the viewpoint of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and toughness (strength) required for modeling by a 3D printer.
  • One or more are preferable, at least one selected from the group consisting of hexamethylenediamine and phenylenediamine is more preferable, and hexamethylenediamine is still more preferable.
  • the diamine C is at least one selected from the group consisting of hexamethylene diamine, diamine cyclohexane, and phenylene diamine, hexamethylene diamine, diamine cyclohexane, phenylene with respect to the total amount of all diamine monomer units in the polyamide resin.
  • the total proportion of the diamine substances is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and 80 mol% from the viewpoints of solubility in neutral water, moisture absorption resistance, and heat resistance required for modeling by a 3D printer. % Or more is more preferable, 90 mol% or more is more preferable, substantially 100 mol% is still more preferable, and 100 mol% is still more preferable.
  • substantially 100 mol% means the case where substances other than hexamethylene diamine, diamine cyclohexane, and phenylene diamine are inevitably mixed.
  • the polyamide resin can be exemplified by the following general formulas (7) to (12).
  • p3 and q3 each represent the number of polymerization degrees. Each polymerization is a block bond and / or a random bond, and a random bond is more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water. )
  • p4 and q4 each represent the number of polymerization degrees. Each polymerization is a block bond and / or a random bond, and a random bond is more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water. )
  • p5 and q5 each represent the number of polymerization degrees. Each polymerization is a block bond and / or a random bond, and a random bond is more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water. )
  • p6 and q6 each represent the number of polymerization degrees. Each polymerization is a block bond and / or a random bond, and a random bond is more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water. )
  • p7 and q7 each represent the number of polymerization degrees. Each polymerization is a block bond and / or a random bond, and a random bond is more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water. )
  • p8 and q8 each represent the number of polymerization degrees. Each polymerization is a block bond and / or a random bond, and a random bond is more preferable from the viewpoint of solubility in neutral water. )
  • the weight average molecular weight of the polyamide resin is preferably 3000 or more, more preferably 3500 or more, still more preferably 4000 or more, and solubility in neutral water, from the viewpoint of improving toughness required for a three-dimensional modeling soluble material. And 70000 or less, more preferably 50000 or less, still more preferably 30000 or less, and even more preferably 20000 or less, from the viewpoint of formability by a 3D printer.
  • the polyamide resin may have a monomer unit other than the monomer unit A, the dicarboxylic acid monomer unit B, and the diamine monomer unit C as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • the method for producing the polyamide resin is not particularly limited, and a conventionally known method for producing a polyamide resin can be applied.
  • the glass transition temperature of the resin having a hydrophilic group is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 70 ° C. or higher, and still more preferably 80 ° C. or higher, from the viewpoint of formability by a 3D printer. From the same viewpoint, 250 ° C. or lower is preferable, 220 ° C. or lower is more preferable, and 200 ° C. or lower is further preferable.
  • the content of the resin having the hydrophilic group in the three-dimensional modeling soluble material can be adjusted within a range that does not impair the effect of the present embodiment, but the solubility in neutral water, moisture absorption resistance, From the viewpoint of heat resistance required for modeling by a 3D printer, 70% by mass or more is preferable, and 80% by mass or more is more preferable. However, if the content of the resin having the hydrophilic group in the three-dimensional modeling soluble material is too large, the toughness (strength) of the three-dimensional modeling soluble material may be lowered. Therefore, 95 mass% or less is preferable and, as for content of the resin which has the said hydrophilic group in the said three-dimensional modeling soluble material, 90 mass% or less is more preferable.
  • the three-dimensional modeling soluble material preferably contains a compatibilizing agent and an elastomer.
  • a compatibilizing agent for the compatibilizer, Bondfast (registered trademark) 7B, Bondfast 7M (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.), Rotada (registered trademark) AX8840 (manufactured by Akema), JONCRYL (registered trademark) ADR4370S, JONCRYL ADR4368CS, JONCRYL ADR4368F, JONCRYL ADR4300S (above, manufactured by BASF), ARUFON (registered trademark) UG4035, ARUFON UG4040, ARUFON UG4070 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.), Umex (registered trademark) 1010 (manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd.), Admer (registered trademark) 1010 (manufactured by Sanyo Kasei Co
  • elastomer examples include Clarity (registered trademark) LA2250, Clarity LA2140, Clarity LA4285 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.), Kraton (registered trademark) ERS polymer (manufactured by Kraton Polymer Co., Ltd.), Kraton A polymer, Kraton G polymer (and so on, Kraton). Polymer), “Tuftec H” series, “Tuftec P” series (Asahi Kasei Chemicals), Septon (registered trademark), Hibler (registered trademark) (hereinafter, Kuraray Plastics) and the like.
  • the glass transition temperature of the soluble material for three-dimensional modeling is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 70 ° C. or higher, and still more preferably 80 ° C. or higher, from the viewpoint of formability by a 3D printer. From the same viewpoint, 250 ° C. or lower is preferable, 220 ° C. or lower is more preferable, and 200 ° C. or lower is further preferable.
  • the shape of the soluble material for three-dimensional modeling is not particularly limited, and examples thereof include a pellet shape, a powder shape, and a filament shape, but a filament shape is preferable from the viewpoint of modeling by a 3D printer.
  • the diameter of the filament is preferably 0.5 mm or more, more preferably 1.0 mm or more, and preferably 3.0 mm or less from the same viewpoint, from the viewpoints of formability by a 3D printer and improvement of accuracy of a three-dimensional object. 0 mm or less is more preferable, and 1.8 mm or less is still more preferable.
  • the draw ratio in the drawing process is preferably 1.5 times or more, more preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more, still more preferably 5 times or more, and the same viewpoint from the viewpoint of both toughness improvement and water solubility.
  • stretching process has the preferable inside of the range of the temperature 110 degreeC higher than the said glass transition temperature from the temperature 20 degreeC lower than the glass transition temperature of the said soluble material for three-dimensional modeling.
  • the lower limit of the stretching temperature is preferably 10 ° C. lower than the glass transition temperature from the viewpoint of toughness improvement and thermal stability, and more preferably the same temperature as the glass transition temperature.
  • the upper limit of the stretching temperature is more preferably 110 ° C. higher than the glass transition temperature, more preferably 100 ° C.
  • the stretching may be performed while air cooling when the resin is discharged from the extruder, or may be heated by hot air or a laser. Moreover, the said extending
  • the soluble material for three-dimensional modeling may contain other components as long as the effects of the present embodiment are not impaired.
  • the other components include polyamide resins other than the above polyamide resins, polymers other than polyamide resins, plasticizers such as polyalkylene glycol diesters of benzoic acid, calcium carbonate, magnesium carbonate, glass balls, graphite, carbon black, carbon Examples thereof include fillers such as fiber, glass fiber, talc, wollastonite, mica, alumina, silica, kaolin, whisker, and silicon carbide.
  • the support material removing step is a step of removing the support material by bringing the three-dimensional object precursor into contact with the three-dimensional object precursor treating agent composition.
  • the method of bringing the three-dimensional object precursor into contact with the three-dimensional object precursor treating agent composition may be agitated after being immersed in the treatment liquid, exposed to a strong water stream, or moved. It is done.
  • a method of immersing the three-dimensional object precursor in the three-dimensional object precursor treating agent composition is preferable. From the viewpoint of improving the removability of the support material, it is possible to promote the dissolution of the support material by irradiating ultrasonic waves during the immersion.
  • the pH of the three-dimensional object precursor treating agent composition is preferably 6 to 8 from the viewpoint of preventing erosion of the three-dimensional object.
  • the amount of the three-dimensional object precursor treating agent composition used is preferably 10 times by mass or more and more preferably 20 times by mass or more with respect to the support material from the viewpoint of solubility of the support material.
  • the amount of the three-dimensional object precursor treating agent composition used is preferably 10,000 times by mass or less, more preferably 5000 times by mass or less, still more preferably 1000 times by mass or less, with respect to the support material from the viewpoint of workability. More preferably, it is less than mass times.
  • the temperature of the three-dimensional object precursor treating agent composition in the support material removing step is preferably 25 ° C. or higher, more preferably 40 ° C. or higher, from the viewpoint of solubility of the support material. From the same viewpoint, the temperature of the three-dimensional object precursor treating agent composition in the support material removing step is preferably 80 ° C. or less, and more preferably 70 ° C. or less. Taking these viewpoints together, the temperature of the three-dimensional object precursor treating agent composition in the support material removing step is preferably 25 to 80 ° C, more preferably 40 to 70 ° C.
  • the time for contacting the support material with the three-dimensional object precursor treating agent composition is preferably 5 minutes or more from the viewpoint of the removability of the support material.
  • the time for contacting the support material with the three-dimensional object precursor treating agent composition is preferably 180 minutes or less, more preferably 120 minutes or less, and more preferably 90 minutes or less from the viewpoint of reducing damage to the three-dimensional object. More preferred is 60 minutes or less. Taking these viewpoints together, the time for contacting the support material with the three-dimensional object precursor treating agent composition is preferably 5 to 180 minutes, more preferably 5 to 120 minutes, still more preferably 5 to 90 minutes, 5 to 60 minutes is even more preferable.
  • the present specification further discloses the following composition and production method.
  • a three-dimensional object precursor treating agent composition for removing the support material from a three-dimensional object precursor including a three-dimensional object and a support material Is a three-dimensional object containing water and a water-soluble compound having a solubility parameter (SP value) according to the Fedors method of 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more and 13 (cal / cm 3 ) 1/2 or less Precursor treatment agent composition.
  • SP value solubility parameter
  • the SP value of the water-soluble compound is 8 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, preferably 8.1 (cal / cm 3 ) 1/2 or more, and 8.2 (cal / cm 3).
  • R 1 is an alkyl group having 2 to 22 carbon atoms, a hydroxy group, a benzyl group, an acetyl group, or an acetoxy group
  • X is a carbon that may have a hydroxy group.
  • N1 is the average number of added moles of the oxypropylene group ⁇ —PO— ⁇ and is 0 or more and 50 or less
  • R 2 is 2 or more and 8 or less when R 1 is an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms.
  • R 1 is a hydroxy group and X is a C 2 or C 3 alkylene group having no hydroxy group, it is an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms, and R 1 is a hydroxy group And X is a hydroxy group
  • X is a hydroxy group
  • R 1 is an acetyl group
  • X is - (EO) m1 (PO) n1 - with a group, m1 is 1 to 4, n1 is
  • X is — (EO) m1 (PO) n1 — Group, when m1 is 1 or more and 200 or less and n1 is 0 or more and 50 or less, it is a hydrogen atom.)
  • R 3 and R 4 are the same or different and preferably represent an alkylene group having 3 to 8 carbon atoms having
  • R 5 preferably represents an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably 2 or more carbon atoms. Represents an alkyl group of 3 or less.
  • R 6 and R 7 are the same or different, and preferably represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkyl having 1 to 3 carbon atoms.
  • R 1 is preferably an alkyl group having 2 to 22 carbon atoms, a hydroxy group, a benzyl group, an acetyl group, or an acetoxy group, and an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms, A hydroxy group or an acetoxy group is more preferable, an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, a hydroxy group, or an acetoxy group is more preferable, and an alkyl group, hydroxy group, or acetoxy group having 2 to 4 carbon atoms is still more preferable.
  • X is preferably an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms which may have a hydroxy group, or a — (EO) m1 (PO) n1 — group, and having 1 carbon atom.
  • n1 is 0 or more and 50 or less.
  • the three-dimensional object precursor treating agent composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the number is preferably 1, more preferably from 1 to 10, more preferably from 1 to 3.
  • R 2 if R 1 is an alkyl group having 2 to 4 carbon atoms, preferably an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms, alkyl of 2 to 6 carbon atoms
  • R 2 is an alkyl group having 4 to 8 carbon atoms when R 1 is a hydroxy group and X is an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms having no hydroxy group.
  • R 2 and R 1 is an acetyl group
  • X is - (EO) m1 (PO) n1 - with a group
  • m1 is 1 to 4
  • n1 is 0
  • the three-dimensional object precursor treating agent composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms is preferable, and an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms is more preferable.
  • R 2 is, R 1 is benzyl group or the number of carbon atoms is an alkyl group of from greater than 4 22, X is - a group - (EO) m1 (PO) n1
  • EO EO
  • PO PO
  • the content of the water-soluble compound in the treating agent composition is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, still more preferably 3% by mass or more, and preferably 80% by mass or less.
  • the three-dimensional object precursor treating agent composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9>, wherein the composition is more preferably at most mass%, further preferably at most 40 mass%.
  • the content of the water in the treatment agent composition is preferably 20% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, and even more preferably 70% by mass or more, 75 % By mass or more is more preferred, 99% by mass or less is preferred, 98% by mass or less is more preferred, 97% by mass or less is further preferred, 95% by mass or less is further preferred, 93% by mass or less is further preferred, 90%
  • ⁇ 12> A modeling process for obtaining a three-dimensional object precursor including a three-dimensional object and a support material by a hot melt lamination method, and the three-dimensional object precursor according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>
  • a method for producing a three-dimensional object comprising a support material removing step of contacting the object precursor treating agent composition and removing the support material.
  • ⁇ 14> The method for producing a three-dimensional object according to ⁇ 12> or ⁇ 13>, wherein the resin having a hydrophilic group is a polyester resin having a hydrophilic group and / or a polyamide resin having a hydrophilic group.
  • the hydrophilic monomer having a hydrophilic group in the polyester resin wherein the polyester resin has a hydrophilic monomer unit A 1 having a hydrophilic group, a hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 1 , and a diol monomer unit.
  • the proportion of the hydrophilic monomer unit a 1 to the total of units a 1 and hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 1 is a 10-70 mol%, production of three-dimensional object according to any one of ⁇ 12> - ⁇ 14> Method.
  • Monomer A 1 for guiding the hydrophilic monomer unit A 1 is hydroxy group-containing aromatic dicarboxylic acids, primary amino group-containing aromatic dicarboxylic acid, a sulfonic acid group-containing aromatic dicarboxylic acids, and sulfonic More preferred is at least one selected from the group consisting of acid-base-containing aromatic dicarboxylic acids, and includes 5-hydroxyisophthalic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 5-aminoisophthalic acid, 5-sulfoisophthalic acid, 2 -More preferably at least one selected from the group consisting of sulfoterephthalic acid and 4-sulfo-2,6-naphthalenedicarboxylic acid, and at least selected from the group consisting of 5-sulfoisophthalic acid and 2-sulfoterephthalic acid
  • 5-sulfoisophthalic acid is even more preferred, ⁇ 2> - three-dimensional object.
  • the content of the hydrophilic group in the polyester resin is preferably 0.5 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g or more, still more preferably 0.7 mmol / g or more, and 3.0 mmol / g. g or less is preferred, 2.0 mmol / g or less is more preferred, 1.5 mmol / g or less is more preferred, 0.5 to 3.0 mmol / g is preferred, 0.6 to 2.0 mmol / g is more preferred, The method for producing a three-dimensional object according to any one of ⁇ 12> to ⁇ 16>, further preferably 0.7 to 1.5 mmol / g.
  • the proportion of a substance amount of the hydrophilic monomer unit A 1 is not less than 5 mol%, preferably at least 7 mol%, more preferably at least 10 mol% 12 mol% or more, more preferably 35 mol% or less, preferably 33 mol% or less, more preferably 32 mol% or less, further preferably 30 mol% or less, more preferably 5 to 35 mol%, more preferably 7 to 33 mol%.
  • at least one selected from the group consisting of terephthalic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is still more preferable, according to any one of ⁇ 12> to ⁇ 18> A method of manufacturing a three-dimensional object.
  • the proportion of the hydrophobic substance amount of the dicarboxylic acid monomer units B 1 of the polyester resin is preferably at least 15 mol%, more not less than 18 mol%
  • 20 mol% or more is more preferable, 45 mol% or less is preferable, 42 mol% or less is more preferable, 40 mol% or less is more preferable, 15 to 45 mol% is preferable, 20 to 42 mol% is more preferable, and 30 to 40 mol% is further
  • the molar ratio of the hydrophilic monomer unit A 1 to the hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 1 is preferably 10/90 or more. 15/85 or more is more preferable, 18/82 or more is more preferable, 20/80 or more is more preferable, 70/30 or less is preferable, 65/35 or less is more preferable, and 60/40 or less is more preferable.
  • the proportion of diethylene glycol units relative to the total of all diol monomer units in the polyester resin is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more, further preferably 15 mol% or more, further preferably 20 mol% or more, and 25 mol%.
  • the above is more preferable, 30 mol% or more is more preferable, 60 mol% or less is preferable, 55 mol% or less is more preferable, 50 mol% or less is further preferable, and 45 mol% or less is even more preferable, ⁇ 12> to ⁇ 21
  • the total proportion of A, isosorbide, bisphenoxyethanol fluorene, bisphenol fluorene, biscrezoxyethanol fluorene, and biscresol fluorene is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, and 98 mol% or more.
  • the ratio of the hydrophilic monomer unit A 1 and the ratio of the dicarboxylic acid monomer unit B 1 to the total of all dicarboxylic acid monomer units including the hydrophilic monomer unit A 1 in the polyester resin is 10 respectively.
  • the dicarboxylic acid B 1 for obtaining the dicarboxylic acid monomer units B 1 is a polyester resin
  • is a 2,6-naphthalene dicarboxylic acid
  • ⁇ 12> - ⁇ 23> A method for producing a three-dimensional object according to any one of the above.
  • the weight average molecular weight of the polyester resin is preferably 3000 or more, more preferably 8000 or more, further preferably 10,000 or more, preferably 80000 or less, more preferably 70000 or less, still more preferably 60000 or less, and more preferably 50000 or less.
  • the polyamide resin having a hydrophilic group has a hydrophilic monomer unit A 2 having a hydrophilic group, a hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 2 , and a hydrophobic diamine monomer unit. ratio of the hydrophilic monomer unit a 2 with respect to the total monomer units is 2.5 ⁇ 40mol%, ⁇ 12> ⁇ method for producing three-dimensional objects according to any one of ⁇ 25>.
  • monomer A 2 for inducing the hydrophilic monomer unit A 2 are hydroxy group-containing aromatic dicarboxylic acids, primary amino group-containing aromatic dicarboxylic acid, a sulfonic acid group-containing aromatic dicarboxylic acids, and sulfonic Acid-base-containing aromatic dicarboxylic acids are preferred, 5-hydroxyisophthalic acid, 1,3,5-benzenetricarboxylic acid, 5-aminoisophthalic acid, 5-sulfoisophthalic acid, 2-sulfoterephthalic acid, and 4-sulfo-2 More preferably, at least one selected from the group consisting of 1,6-naphthalenedicarboxylic acid, more preferably at least one selected from the group consisting of 5-sulfoisophthalic acid and 2-sulfoterephthalic acid, and 5-sulfoisophthalic acid.
  • the three-dimensional object according to any one of ⁇ 12> to ⁇ 26>, wherein an acid is more preferable. Manufacturing method. ⁇ 28>
  • the hydrophilic group content in the polyamide resin is preferably 0.5 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g or more, still more preferably 0.7 mmol / g or more, and 3.0 mmol / g.
  • g or less is preferred, 2.0 mmol / g or less is more preferred, 1.5 mmol / g or less is more preferred, 0.5 to 3.0 mmol / g is preferred, 0.6 to 2.0 mmol / g is more preferred,
  • the proportion of a substance amount of the hydrophilic monomer unit A 2 is not less than 2.5 mol%, preferably at least 4 mol%, more than 6 mol% More preferably, 8 mol% or more is further preferable, 10 mol% or more is more preferable, 40 mol% or less is preferable, 35 mol% or less is preferable, 31 mol% or less is more preferable, 25 mol% or less is further preferable, and 20 mol% or less is still more preferable.
  • it is more preferably 15 mol% or less, still more preferably 10 mol% or less, still more preferably 8 mol% or less, preferably 2.5 to 40 mol%, more preferably 4 to 35 mol%, still more preferably 6 to 31 mol%.
  • 8 to 20 mol% is still more preferred, and 8 to 15
  • at least one selected from the group consisting of terephthalic acid, 2,5-furandicarboxylic acid, and 2,6-naphthalenedicarboxylic acid is more preferable, and terephthalic acid is still more preferable.
  • the proportion of the hydrophobic substance amount of the dicarboxylic acid monomer units B 2 of the polyamide resin is preferably at least 10 mol%, more not less than 20 mol%
  • 30 mol% or more is further preferable, 35 mol% or more is more preferable
  • 40 mol% or more is further more preferable
  • 42 mol% or more is more preferable
  • 47.5 mol% or less is preferable
  • 45 mol% or less is more preferable
  • 42 mol% The following is more preferable, 40 mol% or less is more preferable, 10 to 47.5 mol% is preferable, 20 to 45 mol% is more preferable, and 30 to 42 mol% is still more preferable, ⁇ 12> to ⁇ 30> 3D object manufacturing method.
  • the molar ratio of the hydrophilic monomer unit A 2 to the hydrophobic dicarboxylic acid monomer unit B 2 is preferably 10/90 or more. 15/85 or more is more preferable, 18/82 or more is further preferable, 20/80 or more is more preferable, 50/50 or less is preferable, 40/60 or less is more preferable, 30/70 or less is further preferable, 25
  • the weight average molecular weight of the polyamide resin is preferably 3000 or more, more preferably 3500 or more, further preferably 4000 or more, preferably 70000 or less, more preferably 50000 or less, still more preferably 30000 or less, and more preferably 20000 or less. More preferably, the method for producing a three-dimensional object according to any one of ⁇ 12> to ⁇ 32>.
  • the glass transition temperature of the resin having a hydrophilic group is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher, and preferably 250 ° C. or lower.
  • the content of the resin having a hydrophilic group in the three-dimensional modeling soluble material is preferably 30% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, and 70% by mass. Or more, more preferably 80% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, still more preferably 100% by mass, and even more preferably 100% by mass.
  • the glass transition temperature of the soluble material for three-dimensional modeling is preferably 50 ° C. or higher, more preferably 60 ° C. or higher, still more preferably 70 ° C. or higher, still more preferably 80 ° C. or higher, and preferably 250 ° C. or lower.
  • the amount of the three-dimensional object precursor treating agent composition used is preferably 10 times by mass or more, more preferably 20 times by mass or more, preferably 10,000 times by mass or less, and preferably 5000 times by mass or less with respect to the support material.
  • the temperature of the three-dimensional object precursor treating agent composition in the support material removing step is preferably 25 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher, preferably 80 ° C or lower, more preferably 70 ° C or lower, 25
  • the time for contacting the support material with the three-dimensional object precursor treating agent composition in the support material removing step is preferably 5 minutes or more, preferably 180 minutes or less, more preferably 120 minutes or less, and 90 minutes.
  • polyester compound 1 was a light brown white solid (room temperature).
  • the weight average molecular weight (Mw) was 11000, and the glass transition temperature was 173 ° C.
  • the weight average molecular weight and glass transition temperature of the polyester resin 1 were measured by the following method.
  • Measurement device HLC-8320GPC (manufactured by TOSOH) Eluent: HFIP / 0.5 mM sodium trifluoroacetate Flow rate: 0.2 mL / min ⁇ Measurement temperature: 40 °C ⁇
  • Dissolution rate (%) (polymer mass before dissolution ⁇ polymer mass remaining undissolved) / polymer mass before dissolution ⁇ 100
  • Polyamide resin 1 0.1 g of polymer powder obtained by pulverizing polyamide resin 1 in a mortar is mixed with 2 g of 40 mass% 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol mixed solution (0.4 g of organic solvent, ion-exchanged water). 0.6 g). After standing at 70 ° C. for 5 minutes, the polymer powder was re-dispersed by shaking lightly, and further allowed to stand at 70 ° C. for 5 minutes. The undissolved polymer was filtered off under reduced pressure (Advantech, filter paper No. 5C / 70 mm), washed with a small amount of ion-exchanged water, and dried.
  • Dissolution rate (%) (polymer mass before dissolution ⁇ polymer mass remaining undissolved) / polymer mass before dissolution ⁇ 100
  • AQ nylon A-90 and P-70 are evaluated for solubility in the treating agent composition.
  • AQ nylon A-90 is a polyamide resin containing a tertiary amino group as a hydrophilic group
  • P-70 is a polyamide resin containing an oxyethylene group as a hydrophilic group.
  • the weight average molecular weight was determined by the same method as for the polyester resin except that the eluent was a 50 mmol / L dimethylformamide solution in A-90, and A-90 was 23600 and P-70 was 60600.
  • the glass transition temperature was 46 ° C for A-90 and -47 ° C for P-70.
  • the dissolution rate in the treating agent composition was evaluated by the same method as that for the polyester resin except that A-90 was carried out at room temperature.
  • P-70 could not be pulverized softly with a coffee mill, and the dissolution rate was evaluated in a pellet state. The evaluation results are shown in Table 2.
  • a polyetherimide filament (Stratumis, ULTEM1010) was accurately weighed and immersed in 10 g of 5 mass% diethylene glycol-n-butyl ether or 10 g of N, N-dimethylformamide at 70 ° C. for 1 hour. After soaking, the filament was taken out, weighed, and dried and then subjected to a bending test. Similarly, the filament immersed in N, N-dimethylformamide decreased in weight and changed greatly in shape. The evaluation results are shown in Table 3.

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Abstract

本発明は、三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体から、前記サポート材を除去する為の三次元物体前駆体処理剤組成物であって、前記三次元物体前駆体処理剤組成物が、水と、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である水溶性化合物とを含有する、三次元物体前駆体処理剤組成物である。本発明によればサポート材を速やかに除去することができる三次元物体前駆体処理剤組成物、及び当該三次元物体前駆体処理剤組成物を用いた熱溶融積層方式による三次元物体の製造方法を提供することができる。

Description

三次元物体前駆体処理剤組成物
 本発明は、三次元物体前駆体処理剤組成物に関する。
 3Dプリンタは、ラピッドプロトタイピング(Rapid Prototyping)の一種で、3D CAD、3D CGなどの3Dデータを元に三次元物体を造形する立体プリンタである。3Dプリンタの方式としては、熱溶融積層方式(以下、FDM方式とも称する)、インクジェット紫外線硬化方式、光造形方式、レーザー焼結方式等が知られている。これらのうち、FDM方式は重合体フィラメントを加熱/溶融し押し出して積層させて三次元物体を得る造形方式であり、他の方式とは異なり材料の反応を用いない。そのためFDM方式の3Dプリンタは小型かつ低価格であり、後処理が少ない装置として近年普及が進んでいる。当該FDM方式で、より複雑な形状の三次元物体を造形するためには、三次元物体を構成する造形材、及び造形材の三次元構造を支持するためのサポート材を積層して三次元物体前駆体を得て、その後、三次元物体前駆体からサポート材を除去することで目的とする三次元物体を得ることができる。
 三次元物体前駆体からサポート材を除去する手法として、サポート材にメタクリル酸共重合体を用い、三次元物体前駆体を強アルカリ水溶液に浸漬することによりサポート材を除去する手法が挙げられる(例えば、特表2008-507619号公報)。当該手法はメタクリル酸共重合体中のカルボン酸がアルカリにより中和され、強アルカリ水溶液に溶解することを利用している。
 本発明の三次元物体前駆体処理剤組成物は、三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体から、前記サポート材を除去する為の三次元物体前駆体処理剤組成物であって、前記三次元物体前駆体処理剤組成物が、水と、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である水溶性化合物とを含有する。
発明の詳細な説明
 前記特表2008-507619号公報に開示されているメタクリル酸共重合体をサポート材として用いた場合、三次元物体前駆体からサポート材を除去するために強アルカリ水溶液を用いる必要があるが、当該強アルカリ水溶液は人に対する危険性や環境への負荷が大きい。また、三次元物体前駆体を強アルカリ水溶液に長時間浸漬すると当該三次元物体前駆体中の三次元物体はアルカリに侵食される傾向があり、アルカリに対する耐性が低いポリ乳酸(PLA)等のポリエステル樹脂は三次元物体の材料としての適用が制限されてきた。
 前記課題に対し、強アルカリ水溶液ではないpHが6~8の中性水によって除去できるサポート材を用いることが考えられるが、中性水によるサポート材の除去は時間がかかる。
 本発明は、サポート材を速やかに除去することができる三次元物体前駆体処理剤組成物、及び当該三次元物体前駆体処理剤組成物を用いた熱溶融積層方式による三次元物体の製造方法を提供する。
 本発明の三次元物体前駆体処理剤組成物は、三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体から、前記サポート材を除去する為の三次元物体前駆体処理剤組成物であって、前記三次元物体前駆体処理剤組成物が、水と、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である水溶性化合物とを含有する。
 本発明によれば、サポート材を速やかに除去することができる三次元物体前駆体処理剤組成物、及び当該三次元物体前駆体処理剤組成物を用いた熱溶融積層方式による三次元物体の製造方法を提供することができる。
 以下、本発明の一実施形態について説明する。
<三次元物体前駆体処理剤組成物>
 本実施形態の三次元物体前駆体処理剤組成物(以下、処理剤組成物ともいう)は、三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体から、前記サポート材を除去する為の処理剤組成物であって、前記処理剤組成物が、水と、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である水溶性化合物とを含有する。本実施形態の処理剤組成物によれば、当該サポート材を速やかに除去することができる。このような効果を奏する理由は定かではないが、以下のように考えられる。
 中性水で除去できるようにするため、スルホン酸塩基や硫酸塩基等の親水性基を有する共重合体をサポート材用の三次元造形用可溶性材料として用いることが考えられるが、サポート材用の三次元造形用可溶性材料を高温で溶融して造形できるようにするために、当該共重合体中の芳香環の物質量(mol%)を増やすと、親水性基の物質量(mol%)に変化がなくとも中性水への溶解性は低下する。これは、主に芳香環が疎水基として働くため、中性水への溶解性が下がると考えられる。本実施形態の処理剤組成物は、水によって親水性基近傍の運動性を高めるとともに、特定のSP値を有する水溶性化合物によって疎水基として働く芳香環部分の運動性を高めることにより、サポート材を速やかに除去することができると考えられる。
〔水溶性化合物〕
 前記水溶性化合物は、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である。本明細書において「溶解度パラメータ値(SP値)」とは、Fedorsの方法〔Robert F.Fedors,Polymer Engineering and Science,14,147-154(1974)〕により、下記の式に基づいて求められた値δである。
Fedorsの式:δ=(ΣΔei/ΣΔvi)1/2 
〔単位:(cal/cm31/2
〔ここで、Δei:原子及び原子団の蒸発エネルギー(cal/mol)、Δvi:モル体積(cm3/mol)である。〕なお、本明細書において、水溶性化合物とは、20質量%となるように水と混合したとき、均一一層になる化合物を意味する。
 前記水溶性化合物のSP値は、サポート材の良好な除去を発現する観点から、8(cal/cm1/2以上であり、8.1(cal/cm1/2以上が好ましく、8.2(cal/cm1/2以上がより好ましい。前記水溶性化合物のSP値は、同様の観点から、13(cal/cm1/2以下であり、12(cal/cm1/2以下が好ましく、11(cal/cm1/2以下がより好ましい。
 前記水溶性化合物としては、下記一般式(1)~(4)で表される水溶性化合物が例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 
(ただし、一般式(1)中、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、炭素数2以上22以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ベンジル基、アセチル基、又はアセトキシ基が好ましく、Xはヒドロキシ基を有しても良い炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基が好ましい。m1はオキシエチレン基{-EO-}の平均付加モル数であり、1以上200以下の数が好ましく、n1はオキシプロピレン基{-PO-}の平均付加モル数であり、0以上50以下の数が好ましい。Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、Rが炭素数2以上4以下のアルキル基の場合、炭素数2以上8以下のアルキル基が好ましく、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有さない炭素数2又は3のアルキレン基の場合、炭素数4以上8以下のアルキル基が好ましく、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有する炭素数3以上8以下のアルキレン基の場合、アリル基が好ましく、Rがアセチル基でかつXが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上4以下で、n1が0である場合、炭素数2以上8以下のアルキル基が好ましく、Rがベンジル基又は炭素数が4より大きく22以下のアルキル基であって、Xが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上200以下で、n1が0以上50以下である場合、水素原子が好ましい。)
 前記一般式(1)において、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、炭素数2以上22以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ベンジル基、アセチル基、又はアセトキシ基が好ましく、炭素数2以上12以下のアルキル基、ヒドロキシ基、又はアセトキシ基がより好ましく、炭素数2以上8以下のアルキル基、ヒドロキシ基、又はアセトキシ基が更に好ましく、炭素数2以上4以下のアルキル基、ヒドロキシ基、又はアセトキシ基がより更に好ましく、炭素数2以上4以下のアルキル基、又はヒドロキシ基がより更に好ましく、ヒドロキシ基がより更に好ましい。
 前記一般式(1)において、Xは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、ヒドロキシ基を有しても良い炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基が好ましく、炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基がより好ましく、炭素数1以上8以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基が更に好ましい。m1は、サポート材の良好な除去を発現する観点から、1以上200以下の数が好ましく、1以上60以下の数がより好ましく、1以上10以下の数が更に好ましく、1以上3以下の数がより更に好ましい。n1は、サポート材の良好な除去を発現する観点から、0以上50以下の数が好ましく、1以上10以下の数がより好ましく、1以上3以下の数が更に好ましい。なお、(EO)m1(PO)n1が、オキシエチレン基とオキシプロピレン基とから構成される場合、EOとPOの配列はブロックでもランダムでもよい。EOからなるブロックの数が2個以上である場合、各ブロック中のEOの数は、相互に同じであってもよいが、異なっていてもよい。POのブロックの数が2個以上である場合も、各ブロック中のPOの数は、相互に同じであってもよいが、異なっていてもよい。
 前記一般式(1)において、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、Rが炭素数2以上4以下のアルキル基の場合、炭素数2以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数2以上6以下のアルキル基がより好ましい。
 前記一般式(1)において、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有さない炭素数2又は3のアルキレン基の場合、炭素数4以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数4以上6以下のアルキル基がより好ましい。
 前記一般式(1)において、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、Rがアセチル基でかつXが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上4以下で、n1が0である場合、炭素数2以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数2以上6以下のアルキル基がより好ましい。
 前記一般式(1)において、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、Rがベンジル基又は炭素数が4より大きく22以下のアルキル基であって、Xが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上200以下で、n1が0以上50以下である場合、水素原子が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 
(ただし、一般式(2)中、R及びRは、同一又は異なって、サポート材の良好な除去を発現する観点から、好ましくは炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を示し、更に好ましくは炭素数1以上2以下のアルキル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 
(ただし、一般式(3)中、Rは、サポート材の良好な除去を発現する観点から、好ましくは炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を示し、更に好ましくは炭素数2以上3以下のアルキル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 
(ただし、一般式(4)中、R及びRは、同一又は異なって、サポート材の良好な除去を発現する観点から、好ましくは水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を示し、更に好ましくは炭素数1以上2以下のアルキル基を示す。)
 前記処理剤組成物中の前記水溶性化合物の含有量は、サポート材の良好な除去を発現する観点から、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、モデル材へのダメージ抑制及びサポート材の良好な除去を発現する観点から、80質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい。
〔水〕
 前記水は、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水、又は通常の水道水等を用いることができる。水の含有量は、前記処理剤組成物の残部(合計を100質量%とする量)であってよい。前記処理剤組成物中の前記水の含有量は、サポート材の良好な除去を発現する観点から、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、70質量%以上がより更に好ましく、75質量%以上がより更に好ましい。前記三次元物体前駆体処理剤組成物中の前記水の含有量は、サポート材の良好な除去を発現する観点から、99質量%以下が好ましく、98質量%以下がより好ましく、97質量%以下が更に好ましく、95質量%以下がより更に好ましく、93質量%以下がより更に好ましく、90質量%以下がより更に好ましく、85質量%以下がより更に好ましい。
〔その他〕
 前記処理剤組成物は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、増粘剤、pH調整剤、防腐剤、防錆剤、顔料、着色剤等が含まれていてもよい。
<三次元物体の製造方法>
 本実施形態の三次元物体の製造方法は、熱溶融積層方式によって三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体を得る造形工程、及び当該三次元物体前駆体を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去するサポート材除去工程を有する三次元物体の製造方法である。本実施形態の三次元物体の製造方法によれば、従来よりも速やかにサポート材を除去することができる。このような効果を奏する理由としては前記三次元物体前駆体処理剤組成物が前記効果を奏する理由と同様の理由が考えられる。
〔造形工程〕
 三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体を得る造形工程は、公知の熱溶融積層方式の3Dプリンタによる三次元物体の製造方法における三次元物体及びサポート材を含む三次元物体前駆体を得る工程を利用することができる。
 三次元物体の材料である造形材は、従来のFDM方式の三次元物体の製造方法で造形材として用いられる樹脂であれば特に限定なく用いることが出来る。当該造形材としては、ABS樹脂、ポリ乳酸樹脂、ポリカーボネート樹脂、12-ナイロン、6,6-ナイロン、6-ナイロン、ポリフェニルサルフォン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、及びポリエーテルイミド等の熱可塑性樹脂が例示でき、3Dプリンタによる造形性の観点からこれらの中でもABS樹脂及び/又はポリ乳酸樹脂がより好ましく、ABS樹脂が更に好ましい。また、3Dプリンタが製造業を中心に建築、医療、教育、先端研究等、幅広い分野に普及するにつれて、より高耐熱性を有するいわゆるエンジニアリング・プラスチックを造形材として用いることも可能である。
 なお、一般に、高耐熱性を有する造形材は高い融点を有するが、前記造形材を3Dプリンタで加熱/溶融し押し出して積層するときの温度と、当該造形材に接するサポート材の温度が著しく異なると三次元物体の精度を損ねることがある。そのため、高い融点を有する造形材を3Dプリンタによって加熱/溶融し押し出して積層する場合、サポート材の材料である三次元造形用可溶性材料も造形材の温度に近い温度に加熱/溶融し押し出して積層する。このような場合、強アルカリ水溶液ではないpHが6~8の中性水によって除去できるサポート材の材料である三次元造形用可溶性材料についても高い融点を持つものが求められてきている。このような高い融点を有する三次元造形用可溶性材料を加熱/溶融し押し出して積層して得られるサポート材は中性水への溶解性が悪いと考えられ、当該サポート材を三次元物体前駆体から速やかに除去することが困難になると予想されるが、前記三次元物体前駆体処理剤組成物を用いた三次元物体の製造方法によれば、高い融点を有するサポート材を速やかに除去することができる。
 前記サポート材の材料である三次元造形用可溶性材料は、従来のFDM方式の三次元物体の製造方法で三次元造形用可溶性材料として用いられるものであれば特に限定なく用いることが出来るが、中性水で除去するサポート材の場合には、サポート材を速やかに除去する観点から、親水性基を有する樹脂を含有するのが好ましい。FDM方式の三次元物体の製造方法で三次元造形用可溶性材料として用いることができる、親水性基を有する樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリオキサゾリン、ポリアクリルアミド、アクリル酸塩(共)重合体、メタクリル酸塩(共)重合体、ポリエステル樹脂、及びポリアミド樹脂からなる群より選ばれる1種以上が好ましく、親水性基を有するポリエステル樹脂、及び親水性基を有するポリアミド樹脂からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましい。
[親水性基を有するポリエステル樹脂]
 前記ポリエステル樹脂としては、親水性基を有する親水性モノマーユニットA、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB、及びジオールモノマーユニットを有し、前記ポリエステル樹脂中の親水性基を有する親水性モノマーユニットA及び疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの合計に対する前記親水性モノマーユニットAの割合が10~70mol%であるポリエステル樹脂が例示できる。
(親水性モノマーユニットA
 前記ポリエステル樹脂は、親水性基を有する親水性モノマーユニットAを有する。前記親水性モノマーユニットAは、親水性基を有するモノマーユニットであれば特に限定されない。また、当該親水性モノマーユニットAを誘導するためのモノマーをモノマーAとも称する。
 前記親水性基としては、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、第4級アンモニウム塩基、オキシエチレン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボキシル塩基、リン酸基、リン酸塩基、スルホン酸基、及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が挙げられる。
 前記第2級アミノ基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-NHR基(ただし、Rは直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示す。)で表される第2級アミノ基、及び-NH-基で表される第2級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記第3級アミノ基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-NR10基(ただし、Rは直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示し、R10は直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示す。)で表される第3級アミノ基、及び-NR11-基(ただし、R11は直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示す。)で表される第3級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記第4級アンモニウム塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-N{R121314}・X(ただし、R12、R13、R14は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1以上14以下のアルキル基を示し、Xは、ヒドロキシイオン、ハロゲンイオン、CHSO 又はCHCHSO を示す。)で表される第4級アンモニウム塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記オキシエチレン基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-{CHCHO}n2-(ただし、n2は平均数を示し、1以上2500以下の数を示し、2以上1000以下が好ましく、3以上100以下がより好ましく、4以上50以下が更に好ましい。)で表されるオキシエチレン基、及び-{CHCHO}m2-R15(ただし、m2は平均数を示し、1以上2500以下の数を示し、2以上1000以下が好ましく、3以上100以下がより好ましく、4以上50以下が更に好ましい。R15は水素原子又は炭素数1以上10以下の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基を示し、2以上6以下がより好ましく、3以上5以下がさらに好ましい。)で表されるオキシエチレン基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記カルボキシル塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-COOM(ただし、Mはカルボキシル塩基を構成するカルボキシル基の対イオンを示し、中性水への溶解性の観点からナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、バリウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、ナトリウムイオンがより更に好ましい。)で表されるカルボキシル塩基が好ましい。
 前記リン酸塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-PO 、-POHM、及び-PO(ただし、Mはリン酸塩基を構成するリン酸基の対イオンを示し、中性水への溶解性の観点からナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、バリウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、ナトリウムイオンがより更に好ましい。)で表されるリン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記スルホン酸塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-SO(ただし、Mはスルホン酸塩基を構成するスルホン酸基の対イオンを示し、中性水への溶解性の観点からナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、バリウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、ナトリウムイオンがより更に好ましい。)で表されるスルホン酸塩基が好ましい。
 前記モノマーAは、中性水への溶解性の観点、耐吸湿性の観点、3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、カルボン酸、アミン、アミノ酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、カルボン酸がより好ましい。当該カルボン酸の中でも、同様の観点から芳香族カルボン酸が好ましく、ヒドロキシ基含有芳香族ジカルボン酸、第1級アミノ基含有芳香族ジカルボン酸、スルホン酸基含有芳香族ジカルボン酸、及びスルホン酸塩基含有芳香族ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましい。これらの中でも同様の観点から5-ヒドロキシイソフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-アミノイソフタル酸、5-スルホイソフタル酸、2-スルホテレフタル酸、及び4-スルホ-2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、5-スルホイソフタル酸、及び2-スルホテレフタル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、5-スルホイソフタル酸が更に好ましい。
 前記ポリエステル樹脂中の前記親水性基の含有量は、中性水への溶解性の観点から、0.5mmol/g以上が好ましく、0.6mmol/g以上がより好ましく、0.7mmol/g以上が更に好ましく、耐吸湿性の観点から、3.0mmol/g以下が好ましく、2.0mmol/g以下がより好ましく、1.5mmol/g以下が更に好ましい。また、前記ポリエステル樹脂中の前記親水性基の含有量は、中性水への溶解性の観点、及び耐吸湿性の観点から、0.5~3.0mmol/gが好ましく、0.6~2.0mmol/gがより好ましく、0.7~1.5mmol/gが更に好ましい。
 前記ポリエステル樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの物質量の割合は、中性水への溶解性の観点から、5mol%以上であり、7mol%以上が好ましく、10mol%以上がより好ましく、12mol%以上が更に好ましく、耐吸湿性の観点から、35mol%以下であり、33mol%以下が好ましく、32mol%以下がより好ましく、30mol%以下が更に好ましい。また、前記ポリエステル樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの物質量の割合は、中性水への溶解性の観点、及び耐吸湿性の観点から5~35mol%が好ましく、7~33mol%がより好ましく、10~32mol%が更に好ましく、12~30mol%がより更に好ましい。
[疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB
 前記ポリエステル樹脂は、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBを有する。当該ジカルボン酸モノマーユニットBは前記親水性基を有さない。本明細書において、当該疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBを誘導するためのジカルボン酸をジカルボン酸Bとも称する。
 前記ジカルボン酸Bは、ジカルボン酸であれば特に限定されないが、中性水への溶解性の観点、耐吸湿性の観点、3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点、及びポリエステル樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、及び脂環式ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。これらの中でも、同様の観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、及び1,3-アダマンタンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、テレフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましい。
 前記ポリエステル樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記ポリエステル樹脂中の前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの物質量の割合は、耐吸湿性の観点から、15mol%以上が好ましく、18mol%以上がより好ましく、20mol%以上が更に好ましく、中性水への溶解性の観点から、45mol%以下が好ましく、42mol%以下がより好ましく、40mol%以下が更に好ましい。また、前記ポリエステル樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記ポリエステル樹脂中の前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの物質量の割合は、耐吸湿性の観点、及び中性水への溶解性の観点から、15~45mol%が好ましく、20~42mol%がより好ましく、30~40mol%が更に好ましい。
 前記親水性モノマーユニットAと前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBのmol比(前記親水性モノマーユニットA/前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB)は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、10/90以上が好ましく、15/85以上がより好ましく、18/82以上が更に好ましく、20/80以上がより更に好ましく、同様の観点から70/30以下が好ましく、65/35以下がより好ましく、60/40以下が更に好ましい。
[ジオールモノマーユニット]
 前記ポリエステル樹脂は、ジオールモノマーユニットを有する。前記ジオールモノマーユニットを誘導するためのジオールを、ジオールCとも称する。
 前記ジオールCとしては、特に限定されず、脂肪族ジオール、芳香族ジオール等を用いることができるが、ポリエステル樹脂の製造コストの観点から、脂肪族ジオールが好ましい。
 前記ジオールCの炭素数は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、2以上が好ましく、同様の観点から、31以下が好ましく、25以下がより好ましく、20以下が更に好ましく、15以下がより更に好ましい。
 前記脂肪族ジオールとしては、鎖式ジオール、及び環式ジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が挙げられるが、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる靱性(強度)の観点から、鎖式ジオールが好ましい。
 前記鎖式ジオールの炭素数は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、2以上が好ましく、同様の観点から、6以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。
 前記環式ジオールの炭素数は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、6以上が好ましく、同様の観点から、31以下が好ましく、30以下がより好ましく、27以下が更に好ましい。
 前記ジオールCは、エーテル酸素を有していても良いが、前記ジオールCが鎖式脂肪族のジオールの場合は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、エーテル酸素の数は1以下が好ましく、前記ジオールCが環式脂肪族のジオールの場合は、同様の観点から、エーテル酸素の数は2以下が好ましい。
 前記鎖式ジオールは、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、及び1,3-プロパンジオールからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましい。これらのうち、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールは重合反応原料として仕込んでもよいし、重合反応中に副生するものでも構わない。
 前記ジオールCがジエチレングリコールを含む場合、前記ポリエステル樹脂中の全ジオールモノマーユニットの合計に対するジエチレングリコールユニットの割合は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、5mol%以上が好ましく、10mol%以上がより好ましく、15mol%以上が更に好ましく、20mol%以上が更に好ましく、25mol%以上がより更に好ましく、30mol%以上がより更に好ましく、また、60mol%以下が好ましく、55mol%以下がより好ましく、50mol%以下が更に好ましく、45mol%以下がより更に好ましい。
 前記環式ジオールは、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、イソソルバイド、ビスフェノキシエタノールフルオレン、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾキシエタノールフルオレン、及びビスクレゾールフルオレンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記ジオールCがエチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、イソソルバイド、ビスフェノキシエタノールフルオレン、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾキシエタノールフルオレン、及びビスクレゾールフルオレンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上の場合、前記ポリエステル樹脂中の全ジオールモノマーユニットの合計に対する、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、イソソルバイド、ビスフェノキシエタノールフルオレン、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾキシエタノールフルオレン、及びビスクレゾールフルオレンの合計の割合は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、80mol%以上が好ましく、90mol%以上がより好ましく、95mol%以上が更に好ましく、98mol%以上がより更に好ましく、実質的に100mol%がより更に好ましく、100mol%がより更に好ましい。
 前記ポリエステル樹脂は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、前記親水性モノマーユニットAを含む全ジカルボン酸モノマーユニットの合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの割合、及び前記ジカルボン酸モノマーユニットBの割合が、それぞれ10~70mol%、及び30~90mol%であり、前記ジカルボン酸モノマーユニットBを得るためのジカルボン酸Bが2,6-ナフタレンジカルボン酸であるポリエステル樹脂αが好ましい。
(ポリエステル樹脂α)
 前記ポリエステル樹脂αにおける、前記親水性モノマーユニットAを含む全ジカルボン酸モノマーユニットの合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの割合は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、10mol%以上が好ましく、20mol%以上がより好ましく、同様の観点から、70mol%以下が好ましく、65mol%以下がより好ましく、60mol%以下が更に好ましい。
 前記ポリエステル樹脂αにおける、前記親水性モノマーユニットAを含む全ジカルボン酸モノマーユニットの合計に対する、前記ジカルボン酸モノマーユニットBの割合は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、30mol%以上が好ましく、35mol%以上がより好ましく、40mol%以上が更に好ましく、同様の観点から、90mol%以下が好ましく、80mol%以下がより好ましい。
 前記ポリエステル樹脂αにおける、前記モノマーAは、中性水へ溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、5―スルホイソフタル酸、及び2―スルホイソフタル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、5―スルホイソフタル酸がより好ましい。
 前記ポリエステル樹脂αにおける、前記ジオールCは、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、イソソルバイド、ビスフェノキシエタノールフルオレン、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾキシエタノールフルオレン、及びビスクレゾールフルオレンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、エチレングリコール、ジエチレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、イソソルバイド、ビスフェノキシエタノールフルオレンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましい。
 前記ポリエステル樹脂αは、以下の一般式(5)及び(6)で例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 
(前記一般式(5)中、p1はエチレン2,6-ナフタレンジカルボキシレートの重合度、q1はエチレン5-スルホイソフタレートの重合度の数を表す。ただし、エチレン2,6-ナフタレンジカルボキシレートとエチレン5-スルホイソフタレートはブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 
(前記一般式(6)中、p2はエチレン2,6-ナフタレンジカルボキシレートの重合度、q2はエチレン5-スルホイソフタレートの重合度、r2はビスフェノキシエタノールフルオレンと2,6-ナフタレンジカルボン酸との縮合物の重合度、s2はビスフェノキシエタノールフルオレンと5-スルホイソフタル酸との縮合物の重合度の数を表す。ただし、エチレン2,6-ナフタレンジカルボキシレート、エチレン5-スルホイソフタレート、ビスフェノキシエタノールフルオレンと2,6-ナフタレンジカルボン酸との縮合物、ビスフェノキシエタノールフルオレンと5-スルホイソフタル酸との縮合物はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
 前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、三次元造形用可溶性材料に求められる靱性の向上の観点から、3000以上が好ましく、8000以上がより好ましく、10000以上が更に好ましく、3Dプリンタによる造形性の観点から、80000以下が好ましく、70000以下がより好ましく、60000以下が更に好ましく、50000以下がより更に好ましく、中性水への溶解性の観点から60000以下が好ましく、50000以下がより好ましく、さらに40000以下が好ましい。なお、本明細書において重量平均分子量は実施例に記載の方法により求める。
 前記ポリエステル樹脂は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、前記親水性モノマーユニットA、前記ジカルボン酸モノマーユニットB、及び前記ジオールモノマーユニット以外のモノマーユニットを有していても良い。
 前記ポリエステル樹脂の製造方法には特に限定はなく、従来公知のポリエステル樹脂の製造方法を適用できる。
[親水性基を有するポリアミド樹脂]
 前記ポリアミド樹脂としては、親水性基を有する親水性モノマーユニットA、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB、及び疎水性ジアミンモノマーユニットを有し、前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの合計に対する前記親水性モノマーユニットAの割合が2.5~40mol%であるポリアミド樹脂が例示できる。
(親水性モノマーユニットA
 前記ポリアミド樹脂は、親水性基を有する親水性モノマーユニットAを有する。前記親水性モノマーユニットAは、親水性基を有するモノマーユニットであれば特に限定されない。また、当該親水性モノマーユニットAを誘導するためのモノマーをモノマーAとも称する。
 前記親水性基としては、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基、第4級アンモニウム塩基、オキシエチレン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボキシル塩基、リン酸基、リン酸塩基、スルホン酸基、及びスルホン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が挙げられる。
 前記第2級アミノ基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-NHR16基(ただし、R16は直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示す。)で表される第2級アミノ基、及び-NH-基で表される第2級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記第3級アミノ基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-NR1718基(ただし、R17は直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示し、R18は直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示す。)で表される第3級アミノ基、及び-NR19-基(ただし、R19は直鎖又は分枝状の炭素数1以上14以下のアルキル基を示す。)で表される第3級アミノ基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記第4級アンモニウム塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-N{R202122}・X(ただし、R20、R21、R22は、それぞれ独立に、水素原子又は炭素数1以上14以下のアルキル基を示し、Xは、ヒドロキシイオン、ハロゲンイオン、CHSO 又はCHCHSO を示す。)で表される第4級アンモニウム塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記オキシエチレン基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-{CHCHO}n3-(ただし、n3は平均数を示し、1以上2500以下の数を示し、2以上1000以下が好ましく、3以上100以下がより好ましく、4以上50以下が更に好ましい。)で表されるオキシエチレン基、及び-{CHCHO}m3-R23(ただし、m3は平均数を示し、1以上2500以下の数を示し、2以上1000以下が好ましく、3以上100以下がより好ましく、4以上50以下が更に好ましい。R23は水素原子又は炭素数1以上10以下の直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基を示し、2以上6以下がより好ましく、3以上5以下がさらに好ましい。)で表されるオキシエチレン基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記カルボキシル塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-COOM(ただし、Mはカルボキシル塩基を構成するカルボキシル基の対イオンを示し、中性水への溶解性の観点からナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、バリウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、ナトリウムイオンがより更に好ましい。)で表されるカルボキシル塩基が好ましい。
 前記リン酸塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-PO 、-POHM、及び-PO(ただし、Mはリン酸塩基を構成するリン酸基の対イオンを示し、中性水への溶解性の観点からナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、バリウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、ナトリウムイオンがより更に好ましい。)で表されるリン酸塩基からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。
 前記スルホン酸塩基は、中性水への溶解性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、-SO(ただし、Mはスルホン酸塩基を構成するスルホン酸基の対イオンを示し、中性水への溶解性の観点からナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、アンモニウムイオン、バリウムイオン、及び亜鉛イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオン、マグネシウムイオン、及びアンモニウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ナトリウムイオン、及びカリウムイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、ナトリウムイオンがより更に好ましい。)で表されるスルホン酸塩基が好ましい。
 前記モノマーAは、中性水への溶解性の観点、耐吸湿性の観点、3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、カルボン酸、アミン、アミノ酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、カルボン酸がより好ましい。当該カルボン酸の中でも、同様の観点から芳香族カルボン酸が好ましく、ヒドロキシ基含有芳香族ジカルボン酸、第1級アミノ基含有芳香族ジカルボン酸、スルホン酸基含有芳香族ジカルボン酸、及びスルホン酸塩基含有芳香族ジカルボン酸がより好ましい。これらの中でも同様の観点から5-ヒドロキシイソフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-アミノイソフタル酸、5-スルホイソフタル酸、2-スルホテレフタル酸、及び4-スルホ-2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、5-スルホイソフタル酸、及び2-スルホテレフタル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、5-スルホイソフタル酸が更に好ましい。
 前記ポリアミド樹脂中の前記親水性基の含有量は、中性水への溶解性の観点から、0.5mmol/g以上が好ましく、0.6mmol/g以上がより好ましく、0.7mmol/g以上が更に好ましく、耐吸湿性の観点から、3.0mmol/g以下が好ましく、2.0mmol/g以下がより好ましく、1.5mmol/g以下が更に好ましい。また、前記ポリアミド樹脂中の前記親水性基の含有量は、中性水への溶解性の観点、及び耐吸湿性の観点から、0.5~3.0mmol/gが好ましく、0.6~2.0mmol/gがより好ましく、0.7~1.5mmol/gが更に好ましい。
 前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの物質量の割合は、中性水への溶解性の観点から、2.5mol%以上であり、4mol%以上が好ましく、6mol%以上がより好ましく、8mol%以上が更に好ましく、10mol%以上がより更に好ましく、耐吸湿性の観点から、40mol%以下であり、35mol%以下が好ましく、31mol%以下がより好ましく、25mol%以下が更に好ましく、20mol%以下がより更に好ましく、15mol%以下がより更に好ましく、10mol%以下がより更に好ましく、8mol%以下がより更に好ましい。また、前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの物質量の割合は、中性水への溶解性の観点、及び耐吸湿性の観点から2.5~40mol%が好ましく、4~35mol%がより好ましく、6~31mol%が更に好ましく、8~20mol%がより更に好ましく、8~15mol%がより更に好ましく、8~12mol%がより更に好ましい。
[疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB
 前記ポリアミド樹脂は、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBを有する。当該ジカルボン酸モノマーユニットBは前記親水性基を有さない。本明細書において、当該疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBを誘導するためのジカルボン酸をジカルボン酸Bとも称する。
 前記ジカルボン酸Bは、ジカルボン酸であれば特に限定されないが、中性水への溶解性の観点、耐吸湿性の観点、3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、及び脂環式ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましい。これらの中でも、同様の観点から、テレフタル酸、イソフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、及び1,3-アダマンタンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、テレフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、テレフタル酸がより更に好ましい。
 前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記ポリアミド樹脂中の前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの物質量の割合は、耐吸湿性の観点から、10mol%以上が好ましく、20mol%以上がより好ましく、30mol%以上が更に好ましく、35mol%以上がより更に好ましく、40mol%以上がより更に好ましく、42mol%以上がより更に好ましく、中性水への溶解性の観点から、47.5mol%以下が好ましく、45mol%以下がより好ましく、42mol%以下が更に好ましく、40mol%以下がより更に好ましい。また、前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記ポリアミド樹脂中の前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの物質量の割合は、耐吸湿性の観点、及び中性水への溶解性の観点から、10~47.5mol%が好ましく、20~45mol%がより好ましく、30~42mol%が更に好ましい。
 前記親水性モノマーユニットAと前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBのmol比(前記親水性モノマーユニットA/前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB)は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、10/90以上が好ましく、15/85以上がより好ましく、18/82以上が更に好ましく、20/80以上がより更に好ましく、同様の観点から50/50以下が好ましく、40/60以下がより好ましく、30/70以下が更に好ましく、25/75以下がより更に好ましい。
[疎水性ジアミンモノマーユニット]
 前記ポリアミド樹脂は、疎水性ジアミンモノマーユニットを有する。当該疎水性ジアミンモノマーユニットは、前記親水性基を有さない。前記疎水性ジアミンモノマーユニットを誘導するためのジアミンを、ジアミンCとも称する。
 前記ジアミンCとしては、特に限定されず、脂肪族ジアミン、脂環式ジアミン、及び芳香族ジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上を用いることができ、ポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から脂肪族ジアミンが好ましい。
 前記ジアミンCの炭素数は、中性水への溶解性の観点、耐吸湿性の観点、3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点、及びポリアミド樹脂製造時の重合反応の容易さの観点から、2以上が好ましく、3以上がより好ましく、4以上が更に好ましく、中性水への溶解性の観点、耐吸湿性の観点、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、20以下が好ましく、15以下がより好ましく、10以下が更に好ましい。
 前記脂肪族ジアミンとしては、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、ヘプタメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、ノナンジアミン、デカンジアミン等が例示できる。これらの中でも、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる靱性(強度)の観点から、ヘキサメチレンジアミンが好ましい。
 前記脂環式ジアミンとしては、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチルジシクロヘキシルメタン、ジアミンシクロヘキサン、及びイソホロンジアミン等が例示できる。これらの中でも、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる靱性(強度)の観点から、ジアミンシクロヘキサン、及びイソホロンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ジアミンシクロヘキサンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましい。
 前記芳香族ジアミンとしては、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミン、及び4,4’-ジアミノジフェニルメタン等が例示できる。これらの中でも、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる靱性(強度)の観点から、フェニレンジアミン、ジエチルトルエンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、フェニレンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましい。
 前記ジアミンCとしては、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる靱性(強度)の観点から、ヘキサメチレンジアミン、ジアミンシクロヘキサン、フェニレンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、ヘキサメチレンジアミン、フェニレンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、ヘキサメチレンジアミンが更に好ましい。
 前記ジアミンCがヘキサメチレンジアミン、ジアミンシクロヘキサン、フェニレンジアミンからなる群より選ばれる少なくとも1種以上の場合、前記ポリアミド樹脂中の全ジアミンモノマーユニットの物質量の合計に対する、ヘキサメチレンジアミン、ジアミンシクロヘキサン、フェニレンジアミンの物質量の合計の割合は、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、50mol%以上が好ましく、70mol%以上がより好ましく、80mol%以上が更に好ましく、90mol%以上がより更に好ましく、実質的に100mol%がより更に好ましく、100mol%がより更に好ましい。なお、実質的に100mol%とは、ヘキサメチレンジアミン、ジアミンシクロヘキサン、フェニレンジアミン以外の物質が不可避的に混入する場合を含む意味である。
 前記ポリアミド樹脂は下記一般式(7)~(12)で例示できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 
(前記一般式(7)中、p3及びq3はそれぞれ重合度の数を表す。各重合はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 
(前記一般式(8)中、p4及びq4はそれぞれ重合度の数を表す。各重合はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 
(前記一般式(9)中、p5及びq5はそれぞれ重合度の数を表す。各重合はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 
(前記一般式(10)中、p6及びq6はそれぞれ重合度の数を表す。各重合はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
 
(前記一般式(11)中、p7及びq7はそれぞれ重合度の数を表す。各重合はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 
(前記一般式(12)中、p8及びq8はそれぞれ重合度の数を表す。各重合はブロック結合及び/又はランダム結合であり、中性水への溶解性の観点からランダム結合がより好ましい。)
 前記ポリアミド樹脂の重量平均分子量は、三次元造形用可溶性材料に求められる靱性の向上の観点から、3000以上が好ましく、3500以上がより好ましく、4000以上が更に好ましく、中性水への溶解性、及び3Dプリンタによる造形性の観点から、70000以下が好ましく、50000以下がより好ましく、30000以下が更に好ましく、20000以下がより更に好ましい。
 前記ポリアミド樹脂は、本実施形態の効果を損なわない範囲で、前記モノマーユニットA、前記ジカルボン酸モノマーユニットB、及び前記ジアミンモノマーユニットC以外のモノマーユニットを有していても良い。
 前記ポリアミド樹脂の製造方法には特に限定はなく、従来公知のポリアミド樹脂の製造方法を適用できる。
 前記親水性基を有する樹脂のガラス転移温度は、3Dプリンタによる造形性の観点から、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上がより更に好ましく、同様の観点から、250℃以下が好ましく220℃以下がより好ましく、200℃以下がさらに好ましい。
 前記三次元造形用可溶性材料中の前記親水性基を有する樹脂の含有量は、本実施形態の効果を損なわない範囲で調整することができるが、中性水への溶解性、耐吸湿性、及び3Dプリンタによる造形に求められる耐熱性の観点から、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。ただし、前記三次元造形用可溶性材料中の前記親水性基を有する樹脂の含有量が多すぎると、三次元造形用可溶性材料の靭性(強度)が低下することがある。そのため、前記三次元造形用可溶性材料中の前記親水性基を有する樹脂の含有量は、95質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましい。三次元造形用可溶性材料の靭性(強度)の低下を抑制する観点から、三次元造形用可溶性材料は、相溶化剤やエラストマーを含有するのが好ましい。当該相溶化剤としては、Bondfast(登録商標)7B、Bondfast 7M(以上、住友化学社製)、ロタダー(登録商標)AX8840(アーケマ社製)、JONCRYL(登録商標)ADR4370S、JONCRYL ADR4368CS、JONCRYL ADR4368F、JONCRYL ADR4300S(以上、BASF社製)、ARUFON(登録商標)UG4035、ARUFON UG4040、ARUFON UG4070(以上、東亜合成社製)、ユーメックス(登録商標)1010(三洋化成社製)、アドマー(登録商標)(三井化学社製)、モディパー(登録商標)A8200(日本油脂社製)、OREVAC(登録商標)(アルケマ社製)、FG1901、FG1924(以上、クレイトンポリマー社)、タフテック(登録商標)M1911、タフテックM1913、タフテックM1943(以上、旭化成ケミカルズ社製)、カルボジライトLA-1(登録商標)日清紡社製等が例示できる。前記エラストマーとしては、クラリティ(登録商標)LA2250、クラリティLA2140、クラリティLA4285(以上、クラレ社製)、Kraton(登録商標)ERSポリマー(クレイトンポリマー社製)、Kraton Aポリマー、Kraton Gポリマー(以上、クレイトンポリマー社製)、「タフテックH」シリーズ、「タフテックP」シリーズ(旭化成ケミカルズ社製)、セプトン(登録商標)、ハイブラー(登録商標)(以上、クラレプラスチックス社)等が例示できる。
 前記三次元造形用可溶性材料のガラス転移温度は、3Dプリンタによる造形性の観点から、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上がより更に好ましく、同様の観点から、250℃以下が好ましく220℃以下がより好ましく、200℃以下がさらに好ましい。
 前記三次元造形用可溶性材料の形状は特に限定されず、ペレット状、粉末状、フィラメント状等が例示できるが、3Dプリンタによる造形性の観点からフィラメント状が好ましい。
 前記フィラメントの直径は、3Dプリンタによる造形性、及び三次元物体の精度向上の観点から0.5mm以上が好ましく、1.0mm以上がより好ましく、同様の観点から3.0mm以下が好ましく、2.0mm以下がより好ましく、1.8mm以下が更に好ましい。また、フィラメントを作成する場合は、靱性を高める観点から延伸加工を行うのが好ましい。当該延伸加工における延伸倍率は、靱性向上と水溶性両立の観点から1.5倍以上が好ましく、2倍以上がより好ましく、3倍以上が更に好ましく、5倍以上がより更に好ましく、同様の観点から200倍以下が好ましく、150倍以下がより好ましく、100倍以下が更に好ましく、50倍以下がより更に好ましい。また、当該延伸加工における延伸温度は、前記三次元造形用可溶性材料のガラス転移温度より20℃低い温度から当該ガラス転移温度より110℃高い温度の範囲内が好ましい。前記延伸温度の下限は靱性向上と熱安定性の観点から当該ガラス転移温度より10℃低い温度がより好ましく、当該ガラス転移温度と同じ温度が更に好ましい。前記延伸温度の上限は同様の観点から当該ガラス転移温度より110℃高い温度がより好ましく、当該ガラス転移温度より100℃高い温度が更に好ましく、当該ガラス転移温度より90℃高い温度が更に好ましい。延伸は、樹脂を押出機から吐出した際に空冷しながら延伸してもよく、また、熱風、レーザーによって加熱しても良い。また当該延伸は、一段階で所定の延伸倍率及びフィラメント径に延伸しても良く、多段階で所定の延伸倍率及びフィラメント径に延伸しても良い。
 三次元造形用可溶性材料は、本実施形態の効果を損なわない範囲で他の成分を含有していても良い。当該他の成分の例としては、前記ポリアミド樹脂以外のポリアミド樹脂、ポリアミド樹脂以外の重合体、安息香酸ポリアルキレングリコールジエステル等の可塑剤、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ガラス球、黒鉛、カーボンブラック、カーボン繊維、ガラス繊維、タルク、ウォラストナイト、マイカ、アルミナ、シリカ、カオリン、ウィスカー、炭化珪素等の充填材等が挙げられる。
〔サポート材除去工程〕
 前記サポート材除去工程は、前記三次元物体前駆体を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去する工程である。三次元物体前駆体を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させる手法は、処理液中に浸漬後撹拌したり、強い水流中に晒したり、該前駆体自体を動かしたりすることが考えられる。しかし、前駆体の棄損防止の観点、及び作業の容易さの観点から、三次元物体前駆体を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に浸漬させる手法が好ましい。サポート材の除去性を向上させる観点から、浸漬中に超音波を照射し、サポート材の溶解を促すこともできる。
 前記三次元物体前駆体処理剤組成物のpHは、三次元物体の侵食を防ぐ観点から6~8が好ましい。
 前記三次元物体前駆体処理剤組成物の使用量は、サポート材の溶解性の観点から当該サポート材に対して10質量倍以上が好ましく、20質量倍以上がより好ましい。前記三次元物体前駆体処理剤組成物の使用量は、作業性の観点から当該サポート材に対して10000質量倍以下が好ましく、5000質量倍以下がより好ましく、1000質量倍以下が更に好ましく、100質量倍以下が更に好ましい。
 当該サポート材除去工程における前記三次元物体前駆体処理剤組成物の温度は、サポート材の溶解性の観点から25℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましい。当該サポート材除去工程における前記三次元物体前駆体処理剤組成物の温度は、同様の観点から80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましい。これらの観点を総合すると、当該サポート材除去工程における前記三次元物体前駆体処理剤組成物の温度は、25~80℃が好ましく、40~70℃がより好ましい。
 前記サポート材を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させる時間は、サポート材の除去性の観点から5分以上が好ましい。また、前記サポート材を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させる時間は、三次元物体が受けるダメージを軽減する観点から180分以下が好ましく、120分以下がより好ましく、90分以下が更に好ましく、60分以下がより更に好ましい。これらの観点を総合すると、前記サポート材を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させる時間は、5~180分が好ましく、5~120分がより好ましく、5~90分が更に好ましく、5~60分がより更に好ましい。
 上述した実施形態に関し、本明細書は更に以下の組成物、及び製造方法を開示する。
<1>三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体から、前記サポート材を除去する為の三次元物体前駆体処理剤組成物であって、前記三次元物体前駆体処理剤組成物が、水と、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である水溶性化合物とを含有する、三次元物体前駆体処理剤組成物。
<2>前記水溶性化合物のSP値が、8(cal/cm1/2以上であり、8.1(cal/cm1/2以上が好ましく、8.2(cal/cm1/2以上がより好ましく、13(cal/cm1/2以下であり、12(cal/cm1/2以下が好ましく、11(cal/cm1/2以下がより好ましい、<1>に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<3>前記水溶性化合物が、下記一般式(1)~(4)からなる群より選ばれる少なくとも1種以上である、<1>又は<2>に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 
(ただし、一般式(1)中、Rは、炭素数2以上22以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ベンジル基、アセチル基、又はアセトキシ基であり、Xはヒドロキシ基を有しても良い炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基であり、m1はオキシエチレン基{-EO-}の平均付加モル数であり、1以上200以下の数であり、n1はオキシプロピレン基{-PO-}の平均付加モル数であり、0以上50以下である。Rは、Rが炭素数2以上4以下のアルキル基の場合、炭素数2以上8以下のアルキル基であり、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有さない炭素数2又は3のアルキレン基の場合、炭素数4以上8以下のアルキル基であり、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有する炭素数3以上8以下のアルキレン基の場合、アリル基であり、Rがアセチル基でかつXが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上4以下で、n1が0である場合、炭素数2以上8以下のアルキル基であり、Rがベンジル基又は炭素数が4より大きく22以下のアルキル基であって、Xが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上200以下で、n1が0以上50以下である場合、水素原子である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 
(ただし、一般式(2)中、R及びRは、同一又は異なって、好ましくは炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を示し、更に好ましくは炭素数1以上2以下のアルキル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 
(ただし、一般式(3)中、Rは、好ましくは炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を示し、更に好ましくは炭素数2以上3以下のアルキル基を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 
(ただし、一般式(4)中、R及びRは、同一又は異なって、好ましくは水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基を示し、より好ましくは炭素数1以上3以下のアルキル基を示し、更に好ましくは炭素数1以上2以下のアルキル基を示す。)
<4>前記一般式(1)において、Rは、炭素数2以上22以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ベンジル基、アセチル基、又はアセトキシ基が好ましく、炭素数2以上12以下のアルキル基、ヒドロキシ基、又はアセトキシ基がより好ましく、炭素数2以上8以下のアルキル基、ヒドロキシ基、又はアセトキシ基が更に好ましく、炭素数2以上4以下のアルキル基、ヒドロキシ基、又はアセトキシ基がより更に好ましく、炭素数2以上4以下のアルキル基、又はヒドロキシ基がより更に好ましく、ヒドロキシ基がより更に好ましい、<1>~<3>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<5>前記一般式(1)において、Xは、ヒドロキシ基を有しても良い炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基が好ましく、炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基がより好ましく、炭素数1以上8以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基が更に好ましく、m1は、1以上200以下の数が好ましく、1以上60以下の数がより好ましく、1以上10以下の数が更に好ましく、1以上3以下の数がより更に好ましく、n1は、0以上50以下の数が好ましく、1以上10以下の数がより好ましく、1以上3以下の数が更に好ましい、<1>~<4>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<6>前記一般式(1)において、Rは、Rが炭素数2以上4以下のアルキル基の場合、炭素数2以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数2以上6以下のアルキル基がより好ましい、<1>~<5>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<7>前記一般式(1)において、Rは、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有さない炭素数2又は3のアルキレン基の場合、炭素数4以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数4以上6以下のアルキル基がより好ましい、<1>~<6>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<8>前記一般式(1)において、Rは、Rがアセチル基でかつXが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上4以下で、n1が0である場合、炭素数2以上8以下のアルキル基が好ましく、炭素数2以上6以下のアルキル基がより好ましい、<1>~<7>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<9>前記一般式(1)において、Rは、Rがベンジル基又は炭素数が4より大きく22以下のアルキル基であって、Xが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上200以下で、n1が0以上50以下である場合、水素原子が好ましい、<1>~<8>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<10>前記処理剤組成物中の前記水溶性化合物の含有量は、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、80質量%以下が好ましく、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましい、<1>~<9>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<11>前記処理剤組成物中の前記水の含有量は、20質量%以上が好ましく、40質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、70質量%以上がより更に好ましく、75質量%以上がより更に好ましく、99質量%以下が好ましく、98質量%以下がより好ましく、97質量%以下が更に好ましく、95質量%以下がより更に好ましく、93質量%以下がより更に好ましく、90質量%以下がより更に好ましく、85質量%以下がより更に好ましい、<1>~<10>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
<12>熱溶融積層方式によって三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体を得る造形工程、及び当該三次元物体前駆体を<1>~<11>のいずれかに記載の三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去するサポート材除去工程を有する三次元物体の製造方法。
<13>前記サポート材の材料である三次元造形用可溶性材料が、親水性基を有する樹脂を含む、<12>に記載の三次元物体の製造方法。
<14>前記親水性基を有する樹脂が、親水性基を有するポリエステル樹脂及び/又は親水性基を有するポリアミド樹脂である、<12>又は<13>に記載の三次元物体の製造方法。
<15>前記ポリエステル樹脂が、親水性基を有する親水性モノマーユニットA、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB、及びジオールモノマーユニットを有し、前記ポリエステル樹脂中の親水性基を有する親水性モノマーユニットA及び疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの合計に対する前記親水性モノマーユニットAの割合が10~70mol%である、<12>~<14>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<16>前記親水性モノマーユニットAを誘導するためのモノマーAは、ヒドロキシ基含有芳香族ジカルボン酸、第1級アミノ基含有芳香族ジカルボン酸、スルホン酸基含有芳香族ジカルボン酸、及びスルホン酸塩基含有芳香族ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、5-ヒドロキシイソフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-アミノイソフタル酸、5-スルホイソフタル酸、2-スルホテレフタル酸、及び4-スルホ-2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、5-スルホイソフタル酸、及び2-スルホテレフタル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、5-スルホイソフタル酸がより更に好ましい、<12>~<15>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<17>前記ポリエステル樹脂中の前記親水性基の含有量は、0.5mmol/g以上が好ましく、0.6mmol/g以上がより好ましく、0.7mmol/g以上が更に好ましく、3.0mmol/g以下が好ましく、2.0mmol/g以下がより好ましく、1.5mmol/g以下が更に好ましく、0.5~3.0mmol/gが好ましく、0.6~2.0mmol/gがより好ましく、0.7~1.5mmol/gが更に好ましい、<12>~<16>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<18>前記ポリエステル樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの物質量の割合は、5mol%以上であり、7mol%以上が好ましく、10mol%以上がより好ましく、12mol%以上が更に好ましく、35mol%以下であり、33mol%以下が好ましく、32mol%以下がより好ましく、30mol%以下が更に好ましく、5~35mol%が好ましく、7~33mol%がより好ましく、10~32mol%が更に好ましく、12~30mol%がより更に好ましい、<12>~<17>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<19>前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBを誘導するためのジカルボン酸Bが、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、及び脂環式ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、及び1,3-アダマンタンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、テレフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましい、<12>~<18>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<20>前記ポリエステル樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記ポリエステル樹脂中の前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの物質量の割合は、15mol%以上が好ましく、18mol%以上がより好ましく、20mol%以上が更に好ましく、45mol%以下が好ましく、42mol%以下がより好ましく、40mol%以下が更に好ましく、15~45mol%が好ましく、20~42mol%がより好ましく、30~40mol%が更に好ましい、<12>~<19>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<21>前記親水性モノマーユニットAと前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBのmol比(前記親水性モノマーユニットA/前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB)は、10/90以上が好ましく、15/85以上がより好ましく、18/82以上が更に好ましく、20/80以上がより更に好ましく、70/30以下が好ましく、65/35以下がより好ましく、60/40以下が更に好ましい、<12>~<20>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<22>前記ポリエステル樹脂中の全ジオールモノマーユニットの合計に対するジエチレングリコールユニットの割合は、5mol%以上が好ましく、10mol%以上がより好ましく、15mol%以上が更に好ましく、20mol%以上が更に好ましく、25mol%以上がより更に好ましく、30mol%以上がより更に好ましく、また、60mol%以下が好ましく、55mol%以下がより好ましく、50mol%以下が更に好ましく、45mol%以下がより更に好ましい、<12>~<21>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<23>前記ポリエステル樹脂中の全ジオールモノマーユニットの合計に対する、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-シクロヘキサンジメタノール、水添ビスフェノールA、イソソルバイド、ビスフェノキシエタノールフルオレン、ビスフェノールフルオレン、ビスクレゾキシエタノールフルオレン、及びビスクレゾールフルオレンの合計の割合が、80mol%以上が好ましく、90mol%以上がより好ましく、95mol%以上が更に好ましく、98mol%以上がより更に好ましく、実質的に100mol%がより更に好ましく、100mol%がより更に好ましい、<12>~<22>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<24>前記ポリエステル樹脂が、前記親水性モノマーユニットAを含む全ジカルボン酸モノマーユニットの合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの割合、及び前記ジカルボン酸モノマーユニットBの割合が、それぞれ10~70mol%、及び30~90mol%であり、前記ジカルボン酸モノマーユニットBを得るためのジカルボン酸Bが2,6-ナフタレンジカルボン酸であるポリエステル樹脂αである、<12>~<23>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<25>前記ポリエステル樹脂の重量平均分子量は、3000以上が好ましく、8000以上がより好ましく、10000以上が更に好ましく、80000以下が好ましく、70000以下がより好ましく、60000以下が更に好ましく、50000以下がより更に好ましく、60000以下が好ましく、50000以下がより好ましく、さらに40000以下が好ましい、<12>~<24>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<26>前記親水性基を有するポリアミド樹脂が、親水性基を有する親水性モノマーユニットA、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB、及び疎水性ジアミンモノマーユニットを有し、前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの合計に対する前記親水性モノマーユニットAの割合が2.5~40mol%である、<12>~<25>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<27>前記親水性モノマーユニットAを誘導するためのモノマーAは、ヒドロキシ基含有芳香族ジカルボン酸、第1級アミノ基含有芳香族ジカルボン酸、スルホン酸基含有芳香族ジカルボン酸、及びスルホン酸塩基含有芳香族ジカルボン酸が好ましく、5-ヒドロキシイソフタル酸、1,3,5-ベンゼントリカルボン酸、5-アミノイソフタル酸、5-スルホイソフタル酸、2-スルホテレフタル酸、及び4-スルホ-2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、5-スルホイソフタル酸、及び2-スルホテレフタル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、5-スルホイソフタル酸がより更に好ましい、<12>~<26>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<28>前記ポリアミド樹脂中の前記親水性基の含有量が、0.5mmol/g以上が好ましく、0.6mmol/g以上がより好ましく、0.7mmol/g以上が更に好ましく、3.0mmol/g以下が好ましく、2.0mmol/g以下がより好ましく、1.5mmol/g以下が更に好ましく、0.5~3.0mmol/gが好ましく、0.6~2.0mmol/gがより好ましく、0.7~1.5mmol/gが更に好ましい、<12>~<27>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<29>前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記親水性モノマーユニットAの物質量の割合が、2.5mol%以上であり、4mol%以上が好ましく、6mol%以上がより好ましく、8mol%以上が更に好ましく、10mol%以上がより更に好ましく、40mol%以下であり、35mol%以下が好ましく、31mol%以下がより好ましく、25mol%以下が更に好ましく、20mol%以下がより更に好ましく、15mol%以下がより更に好ましく、10mol%以下がより更に好ましく、8mol%以下がより更に好ましく、2.5~40mol%が好ましく、4~35mol%がより好ましく、6~31mol%が更に好ましく、8~20mol%がより更に好ましく、8~15mol%がより更に好ましく、8~12mol%がより更に好ましい、<12>~<28>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<30>前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBを誘導するためのジカルボン酸Bが、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸、及び脂環式ジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が好ましく、テレフタル酸、イソフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、及び1,3-アダマンタンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上がより好ましく、テレフタル酸、2,5-フランジカルボン酸、及び2,6-ナフタレンジカルボン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種以上が更に好ましく、テレフタル酸がより更に好ましい、<12>~<29>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<31>前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの物質量の合計に対する、前記ポリアミド樹脂中の前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの物質量の割合が、10mol%以上が好ましく、20mol%以上がより好ましく、30mol%以上が更に好ましく、35mol%以上がより更に好ましく、40mol%以上がより更に好ましく、42mol%以上がより更に好ましく、47.5mol%以下が好ましく、45mol%以下がより好ましく、42mol%以下が更に好ましく、40mol%以下がより更に好ましく、10~47.5mol%が好ましく、20~45mol%がより好ましく、30~42mol%が更に好ましい、<12>~<30>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<32>前記親水性モノマーユニットAと前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBのmol比(前記親水性モノマーユニットA/前記疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB)が、10/90以上が好ましく、15/85以上がより好ましく、18/82以上が更に好ましく、20/80以上がより更に好ましく、50/50以下が好ましく、40/60以下がより好ましく、30/70以下が更に好ましく、25/75以下がより更に好ましい、<12>~<31>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<33>前記ポリアミド樹脂の重量平均分子量は、3000以上が好ましく、3500以上がより好ましく、4000以上が更に好ましく、70000以下が好ましく、50000以下がより好ましく、30000以下が更に好ましく、20000以下がより更に好ましい、<12>~<32>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<34>前記親水性基を有する樹脂のガラス転移温度は、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上がより更に好ましく、250℃以下が好ましく220℃以下がより好ましく、200℃以下が更に好ましい、<12>~<33>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<35>前記三次元造形用可溶性材料中の前記親水性基を有する樹脂の含有量は、30質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましく、70質量%以上がより更に好ましく、80質量%以上がより更に好ましく、90質量%以上がより更に好ましく、95質量%以上がより更に好ましく、実質的に100質量%がより更に好ましく、100質量%がより更に好ましい、<12>~<34>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<36>前記三次元造形用可溶性材料のガラス転移温度は、50℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、70℃以上が更に好ましく、80℃以上がより更に好ましく、250℃以下が好ましく220℃以下がより好ましく、200℃以下がさらに好ましい、<12>~<35>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<37>前記三次元物体前駆体処理剤組成物のpHは、6~8が好ましい、<12>~<36>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<38>前記三次元物体前駆体処理剤組成物の使用量は、前記サポート材に対して10質量倍以上が好ましく、20質量倍以上がより好ましく、10000質量倍以下が好ましく、5000質量倍以下がより好ましく、1000質量倍以下が更に好ましく、100質量倍以下が更に好ましい、<12>~<37>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<39>前記サポート材除去工程における前記三次元物体前駆体処理剤組成物の温度は、25℃以上が好ましく、40℃以上がより好ましく、80℃以下が好ましく、70℃以下がより好ましく、25~80℃が好ましく、40~70℃がより好ましい、<12>~<38>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<40>前記サポート材除去工程における前記サポート材を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させる時間は、5分以上が好ましく、180分以下が好ましく、120分以下がより好ましく、90分以下が更に好ましく、60分以下がより更に好ましく、5~180分が好ましく、5~120分がより好ましく、5~90分が更に好ましく、5~60分がより更に好ましい、<12>~<39>のいずれかに記載の三次元物体の製造方法。
<41><1>~<12>に記載の組成物の三次元物体前駆体処理剤としての使用。
<評価サンプル(サポート材の材料である三次元造形用可溶性材料)の作成>
〔ポリエステル樹脂〕
[合成例1]
 2Lステンレス製セパラブルフラスコ(K字管、撹拌機、窒素導入管付)に2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチル388g(東京化成工業社製、一級)、5-スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム51.5g(和光純薬工業社製)、ビスフェノキシエタノールフルオレン(東京化成工業社製)99.9g、エチレングリコール32.4g、チタンテトラブトキシド14mg(東京化成工業社製、一級)、酢酸ナトリウム642mg(和光純薬工業社製、特級)を仕込み、常圧、窒素雰囲気下、マントルヒータで4時間かけて、外温190℃から260℃まで昇温し、そのまま6.5時間加熱撹拌してエステル交換反応を行った。1時間かけて外温260から290℃まで昇温し、同時に常圧から5.2kPaまで減圧した後、2.5時間かけて外温290℃から300℃まで昇温し、同時に550Paから290Paまで減圧しながら撹拌して重縮合を行い、薄茶白色固体(室温)のポリエステル化合物1を得た。重量平均分子量(Mw)は11000、ガラス転移温度は173℃であった。なお、ポリエステル樹脂1の重量平均分子量及びガラス転移温度は下記の方法により測定した。
[合成例2]
 2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチル23.7g、5-スルホイソフタル酸ジメチルナトリウム45.5g、ビスフェノキシエタノールフルオレン98.9g、エチレングリコール21.8g、チタンテトラブトキシド23.9mg、酢酸ナトリウム756mgに変更した以外、合成例1と同じ方法で薄茶白色固体(室温)のポリエステル樹脂2を得た。重量平均分子量は9000、ガラス転移点は196℃であった。
[ポリエステル樹脂の重量平均分子量(Mw)]
 下記条件により、ゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)法を用いて標準ポリスチレンから校正曲線を作成し、ポリエステル樹脂1及び2の重量平均分子量(Mw)を求めた。
(測定条件)
・装置:HLC-8320 GPC(東ソー株式会社製、検出器一体型)
・カラム:α-M×2本(東ソー株式会社製、7.8mmI.D.×30cm)
・溶離液:60mmol/lリン酸+50mmol/l臭素化リチウムジメチルホルムアミド溶液
・流量:1.0ml/min
・カラム温度:40℃
・検出器:RI検出器
・標準物質:ポリスチレン
[ポリエステル樹脂のガラス転移温度]
 プレス機(東洋精機製作所社製 ラボプレスP2-30T)を用い、サンプルを200℃/20MPaの温度/圧力で2分間プレスした後、急冷することにより厚み0.4mmのシートを作成した。このシートから5~10mgのサンプルをハサミで切り出し、アルミパンに精秤して封入し、DSC装置(セイコーインスツル株式会社製DSC7020)を用い、30℃から250℃まで10℃/minで昇温させた後、急速に30℃まで冷却した。再び10℃/minで250℃まで昇温させて得られたDSC曲線より、ポリエステル樹脂1及び2のガラス転移温度(℃)を求めた。
〔ポリアミド樹脂〕
[合成例3]
 温度計、撹拌羽を備えた内容量100ミリリットルのガラス製反応器にテレフタル酸1.16g、イソフタル酸1.16g、5-スルホイソフタル酸一ナトリウム1.61g、ヘキサメチレンジアミン2.32g、4-メチルモルホリン4.04g、N-メチルピロリドン50g、を仕込み、0℃まで降温した。ついで、4-(4,6-ジメトキシ-1,3,5-トリアジン-2-イル)-4-メチルモルホリニウムクロリド13.8gを加え、0℃で保持し、大気中6時間撹拌を継続した。撹拌後、DMF/メタノール混合溶液に注ぎ、ポリマーを沈殿させた。ポリマーを濾別し、60℃減圧乾燥して、白色固体(ポリアミド樹脂1)を得た。重量平均分子量は7200、ガラス転移温度は142℃であった。なお、ポリアミド樹脂の重量平均分子量及びガラス転移温度は下記の方法により測定した。
[ポリアミド樹脂の重量平均分子量(Mw)]
 ポリアミド樹脂10mgをHFIP(1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-propanol 和光純薬製)3gに8時間溶解させ、下記条件に従って、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した。
・測定装置:HLC-8320GPC(TOSOH製)
・溶離液:HFIP/0.5mMトリフルオロ酢酸ナトリウム
・流量:0.2mL/min
・測定温度:40℃
・分析カラム:TSK-Gel Super AWM-H(TOSOH製)
・検量線:ShodexSTANDARD M-75
・標準物質:ポリメチルメタクリレート(PMMA)
[ポリアミド樹脂のガラス転移温度]
 プレス機(東洋精機製作所社製 ラボプレスP2-30T)を用い、サンプルを200℃/20MPaの温度/圧力で2分間プレスした後、急冷することにより厚み0.4mmのシートを作成した。このシートから5~10mgのサンプルをハサミで切り出し、アルミパンに精秤して封入し、DSC装置(セイコーインスツル株式会社製DSC7020)を用い、30℃から250℃まで10℃/minで昇温させた後、急速に30℃まで冷却した。再び10℃/minで250℃まで昇温させて得られたDSC曲線より、ガラス転移温度(℃)を求めた。
<評価方法>
〔処理剤組成物への溶解率〕
[ポリエステル樹脂1及び2]
 ポリエステル樹脂1及びポリエステル樹脂2をそれぞれコーヒーミル(大阪ケミカル株式会社製 Mini Blender)にて粉砕(粉砕時間は120秒)した各ポリマー粉末0.25gを、表1に記載の水溶性化合物の20%水溶液5g(ただし、実施例16は5%水溶液)にそれぞれ分散させた。70℃で5分間静置後、軽く振とうしてポリマー粉末を再分散させ、更に5分間70℃で静置した。溶け残ったポリマーを減圧濾過により濾別(アドバンテック社製、濾紙No.5C/70mm)し、少量のイオン交換水で洗浄した後、乾燥した。溶け残ったポリマーの乾燥質量を測定し、下記式により溶解率を算出した。ポリエステル樹脂1に係る評価結果を表1に、ポリエステル樹脂2に係る評価結果を表2にそれぞれ示す。
 溶解率(%)=(溶解前のポリマー質量-溶け残ったポリマー質量)/溶解前のポリマー質量×100
[ポリアミド樹脂1]
 ポリアミド樹脂1を乳鉢にて粉砕したポリマー粉末0.1gを、40質量% 1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロ-2-プロパノール混合水溶液2g(有機溶剤0.4g、イオン交換水0.6g)に分散させた。70℃で5分間静置後、軽く振とうしてポリマー粉末を再分散させ、更に5分間70℃で静置した。溶け残ったポリマーを減圧濾過により濾別(アドバンテック社製、濾紙No.5C/70mm)し、少量のイオン交換水で洗浄した後、乾燥した。溶け残ったポリマーの乾燥質量を測定し、下記式により溶解率を算出した。評価結果を表2に示す。
 溶解率(%)=(溶解前のポリマー質量―溶け残ったポリマー質量)/溶解前のポリマー質量×100
[市販ポリアミド樹脂]
 市販ポリアミド樹脂としてAQナイロンA-90及びP-70(いずれも東レ株式会社製)について処理剤組成物への溶解性を評価した。AQナイロンA-90は親水性基として3級アミノ基を含むポリアミド樹脂であり、P-70は親水性基としてオキシエチレン基を含むポリアミド樹脂である。重量平均分子量はA-90において溶離液を50mmol/Lジメチルホルムアミド溶液とした以外は、ポリエステル樹脂と同じ方法で求め、A-90は23600、P-70は60600であった。ガラス転移温度はカタログ値から、A-90は46℃、P-70は-47℃であった。処理剤組成物への溶解率はA-90に対しては室温で実施した以外、ポリエステル樹脂と同じ方法で評価した。ただし、P-70はコーヒーミルでは柔らかく粉砕できず、ペレット状態で溶解率を評価した。評価結果を表2に示す。
〔処理剤組成物によるモデル材へのダメージ評価〕
 市販の3Dプリンタ用ABS樹脂フィラメント(ストラタシス社製 ABS-P430Model)3.0cmを切り出し、重量を正確に秤量し、20重量%エチレングリコール-t-ブチルエーテル水溶液5g又はエチレングリコール-t-ブチルエーテルに70℃、3時間浸漬した。処理剤組成物よりフィラメントを取り出し、重量を測定した。また処理剤組成物で処理したフィラメント室温で一晩乾燥した後、折り曲げ試験を実施した。エチレングリコール-t-ブチルエーテルのみに浸漬したフィラメントは膨潤した。評価結果を表3に示す。
 またストラタシス社のポリエーテルイミドフィラメント(ストラタシス社製 ULTEM1010)5cmを正確に秤量し、5質量%ジエチレングリコール-n-ブチルエーテル10gまたはN,N-ジメチルホルムアミド10gに70℃、1時間浸漬した。浸漬後、フィラメントを取り出し、重量を測定し、また乾燥後折り曲げ試験を実施した。同様にN,N-ジメチルホルムアミドに浸漬したフィラメントは重量が減少し、形状が大きく変化した。評価結果を表3に示す。
〔折り曲げ試験〕
 フィラメントを手で90°まで折り曲げ、それを繰り返し、フィラメントが破断するまでの回数を求めた(N=2)。評価結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
 
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
 
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023

Claims (10)

  1.  三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体から、前記サポート材を除去する為の三次元物体前駆体処理剤組成物であって、
     前記三次元物体前駆体処理剤組成物が、水と、Fedors法による溶解度パラメータ(SP値)が8(cal/cm1/2以上13(cal/cm1/2以下である水溶性化合物とを含有する、三次元物体前駆体処理剤組成物。
  2.  前記水溶性化合物が、下記一般式(1)~(4)からなる群より選ばれる少なくとも1種以上である、請求項1に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     
    (ただし、一般式(1)中、Rは、炭素数2以上22以下のアルキル基、ヒドロキシ基、ベンジル基、アセチル基、又はアセトキシ基であり、Xはヒドロキシ基を有しても良い炭素数1以上12以下のアルキレン基、又は-(EO)m1(PO)n1-基であり、m1はオキシエチレン基{-EO-}の平均付加モル数であり、1以上200以下の数であり、n1はオキシプロピレン基{-PO-}の平均付加モル数であり、0以上50以下である。Rは、Rが炭素数2以上4以下のアルキル基の場合、炭素数2以上8以下のアルキル基であり、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有さない炭素数2又は3のアルキレン基の場合、炭素数4以上8以下のアルキル基であり、Rがヒドロキシ基でかつXがヒドロキシ基を有する炭素数3以上8以下のアルキレン基の場合、アリル基であり、Rがアセチル基でかつXが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上4以下で、n1が0である場合、炭素数2以上8以下のアルキル基であり、Rがベンジル基又は炭素数が4より大きく22以下のアルキル基であって、Xが-(EO)m1(PO)n1-基で、m1が1以上200以下で、n1が0以上50以下である場合、水素原子である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     
    (ただし、一般式(2)中、R及びRは、同一又は異なって、炭素数1以上4以下のアルキル基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     
    (ただし、一般式(3)中、Rは、炭素数1以上4以下の直鎖又は分岐のアルキル基である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     
    (ただし、一般式(4)中、R及びRは、同一又は異なって、水素原子又は炭素数1以上4以下のアルキル基である。)
  3.  前記三次元物体前駆体処理剤組成物中の前記水溶性化合物の含有量が、1質量%以上80質量%以下である、請求項1又は2に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
  4.  熱溶融積層方式によって三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体を得る造形工程、及び当該三次元物体前駆体を請求項1~3のいずれか1項に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去するサポート材除去工程を有する三次元物体の製造方法。
  5.  前記サポート材の材料である三次元造形用可溶性材料が、親水性基を有する樹脂を含む、請求項4に記載の三次元物体の製造方法。
  6.  前記親水性基を有する樹脂が、親水性基を有するポリエステル樹脂及び/又は親水性基を有するポリアミド樹脂である、請求項5に記載の三次元物体の製造方法。
  7.  前記ポリエステル樹脂が、親水性基を有する親水性モノマーユニットA、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB、及びジオールモノマーユニットを有し、前記ポリエステル樹脂中の親水性基を有する親水性モノマーユニットA及び疎水性ジカルボン酸モノマーユニットBの合計に対する前記親水性モノマーユニットAの割合が10~70mol%である、請求項6に記載の三次元物体の製造方法。
  8.  前記ポリアミド樹脂が、親水性基を有する親水性モノマーユニットA、疎水性ジカルボン酸モノマーユニットB、及び疎水性ジアミンモノマーユニットを有し、前記ポリアミド樹脂中の全モノマーユニットの合計に対する前記親水性モノマーユニットAの割合が2.5~40mol%である、請求項6又は7に記載の三次元物体の製造方法。
  9.  前記親水性基を有する樹脂のガラス転移温度(Tg)が50℃以上250℃以下である、請求項5~8のいずれか1項に記載の三次元物体の製造方法。
  10.  前記三次元造形用可溶性材料のガラス転移温度(Tg)が50℃以上250℃以下である、請求項5~9のいずれか1項に記載の三次元物体の製造方法。
     
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3495108A4 (en) * 2016-08-05 2020-03-11 Kao Corporation METHOD FOR PRODUCING MELTABLE MATERIAL FOR THREE-DIMENSIONAL SHAPING

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020077127A1 (en) * 2018-10-10 2020-04-16 Stratasys, Inc. Water dispersible sulfonated thermoplastic copolymer for use in additive manufacturing
US11999862B2 (en) * 2020-08-27 2024-06-04 Xerox Corporation Polymer filaments comprising an aqueous-soluble imide polymer and use thereof as a sacrificial printing material in additive manufacturing

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008507619A (ja) 2004-07-26 2008-03-13 ストラタシス・インコーポレイテッド 三次元造形用の可溶性材料および工程
JP2008158350A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Nippon Zeon Co Ltd 光学素子
JP2014083744A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Kao Corp 3dプリンタ造形物用現像液組成物
JP2016078284A (ja) * 2014-10-14 2016-05-16 花王株式会社 三次元造形用可溶性材料
JP2016079379A (ja) * 2014-10-14 2016-05-16 花王株式会社 三次元造形用可溶性材料
WO2016125860A1 (ja) * 2015-02-06 2016-08-11 花王株式会社 三次元造形用可溶性材料

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09277487A (ja) 1996-02-16 1997-10-28 Riso Kagaku Corp 感熱孔版原紙の製版方法並びにそれに用いる感熱孔版原紙及び組成物
EP1194274B1 (en) 1999-04-20 2017-03-22 Stratasys, Inc. Process for three-dimensional modeling
JP4991883B2 (ja) 2007-06-20 2012-08-01 関西ペイント株式会社 複層塗膜形成方法
JP6453765B2 (ja) 2013-12-09 2019-01-16 株式会社ダイセル 電気デバイス製造用溶剤組成物
US20170015063A1 (en) * 2014-03-07 2017-01-19 Canon Kabushiki Kaisha Method of producing three-dimensional shaped article
JP6570662B2 (ja) * 2015-06-19 2019-09-04 ストラタシス,インコーポレイテッド 付加製造に使用される水分散性ポリマー
WO2017167692A1 (en) * 2016-04-01 2017-10-05 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc (co)polyamides obtainable from 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid and a diamine of formula h2n-(ch2)2-o-(ch2)2-o-(ch2)2-nh2
US11911954B2 (en) * 2016-04-01 2024-02-27 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc Method for manufacturing a three-dimensional object
US20170355133A1 (en) * 2016-06-13 2017-12-14 Yoshihito Shimada Method of manufacturing solid freeform fabrication object

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008507619A (ja) 2004-07-26 2008-03-13 ストラタシス・インコーポレイテッド 三次元造形用の可溶性材料および工程
JP2008158350A (ja) * 2006-12-25 2008-07-10 Nippon Zeon Co Ltd 光学素子
JP2014083744A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Kao Corp 3dプリンタ造形物用現像液組成物
JP2016078284A (ja) * 2014-10-14 2016-05-16 花王株式会社 三次元造形用可溶性材料
JP2016079379A (ja) * 2014-10-14 2016-05-16 花王株式会社 三次元造形用可溶性材料
WO2016125860A1 (ja) * 2015-02-06 2016-08-11 花王株式会社 三次元造形用可溶性材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ROBERT F. FEDORS, POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, vol. 14, 1974, pages 147 - 154

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3495108A4 (en) * 2016-08-05 2020-03-11 Kao Corporation METHOD FOR PRODUCING MELTABLE MATERIAL FOR THREE-DIMENSIONAL SHAPING

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