(57)【要約】【課題】  造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい立体物を造形できる造形材料を提供する。【解決手段】  低分子糖類と、水溶性高分子と、を含有し、前記水溶性高分子は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも１つであり、前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を１００質量％としたときに、１．０質量％より大きく３０質量％未満であることを特徴とする造形材料。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
低分子糖類と、水溶性高分子と、を含有し、
前記水溶性高分子は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも１つを含有し、
前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を１００質量％としたときに、１．０質量％より大きく３０質量％未満であることを特徴とする造形材料。
【請求項２】
前記低分子糖類が、分子量が１００以上１０００以下の糖類であることを特徴とする請求項１に記載の造形材料。
【請求項３】
前記低分子糖類が、単糖、二糖、三糖、四糖、五糖、単糖由来の糖アルコール、二糖由来の糖アルコール、三糖由来の糖アルコール、四糖由来の糖アルコール、および、五糖由来の糖アルコールからなる群から選択される少なくとも１つであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の造形材料。
【請求項４】
前記低分子糖類の含有量が、造形材料の全体を１００質量％としたときに、５０質量％以上９０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の造形材料。
【請求項５】
前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を１００質量％としたときに、５．０質量％以上２０質量％以下であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の造形材料。
【請求項６】
さらに、非水溶性の充填材を含有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の造形材料。
【請求項７】
前記充填材が、セルロースナノファイバーであることを特徴とする請求項６に記載の造形材料。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の造形材料であって、前記造形材料が積層造形法に用いられる造形材料であることを特徴とする造形材料。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の造形材料であって、前記造形材料がサポート材料であることを特徴とする造形材料。
【請求項１０】
三次元モデルのスライスデータに応じて少なくとも１種類の造形材料からなる材料層を形成し、前記材料層を積層することで前記三次元モデルを実体化した立体物を製造する立体物の製造方法であって、
前記少なくとも１種類の造形材料が、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の造形材料を含むことを特徴とする立体物の製造方法。
【請求項１１】
立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する第１の工程と、
水を含む液体に前記造形物を接触させることにより、前記造形物から前記サポート部を除去して前記立体物を形成する第２の工程と、を含む立体物の製造方法であって、
前記第１の工程において、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の造形材料を用いて、前記サポート部を形成することを特徴とする立体物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、造形材料、および、立体物の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体物を製造する方法として、作製したい立体物（造形対象物）の断面データに基づいて造形材料を積層する、積層造形法が注目されている。
【０００３】
オーバーハング部や可動部などを含む複雑な形状の立体物を積層造形法によって作製する場合、立体物を構成する構造部が存在しない領域の上に構造部を配置することになる。このような場合には、配置する構造部を支持するために当該構造部の重力方向の下側にサポート部を設ける場合がある。つまり、立体物の空隙となる部分には、積層造形法による造形の過程において必要に応じてサポート部が形成される。このサポート部は最終的には除去される。
【０００４】
特許文献１には、積層造形法において、サポート部を形成するサポート材料として糖類やポリアルキレンオキシド、ポリビニルアルコールなどの水溶性材料を用いることが記載されている。サポート材料として水溶性材料を用い、構造部を形成する構造材料として非水溶性材料を用いることで、構造部およびサポート部を有する立体物を水に浸けることにより、サポート部を選択的に溶解除去できる。このように、水を含む液体と接触させることによってサポート部を除去できることは、サポート部の除去の容易性の観点から好ましい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１８０５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
糖類のような分子量の低い水溶性材料は水に対する溶解度が高いため、分子量の低い水溶性材料をサポート材料として用いると、サポート部の除去性を高くすることができる。しかしながら、糖類のような分子量の低い水溶性材料を用いて形成したサポート部は硬くて脆くなりやすい。硬くて脆いサポート部は、積層造形途中または積層造形後に衝撃力が加わるとクラックが発生しやすいため、立体物の造形精度を低下させてしまうことがある。
【０００７】
一方、ポリアルキレンオキシドやポリビニルアルコールなどの分子量の高い水溶性材料をサポート材料として用いると、形成されるサポート部の耐衝撃性を高くすることができる。しかしながらこれらの材料は水に対する溶解度が糖類のような分子量の低い水溶性材料に比べて著しく低いため、これらの材料をサポート材料として用いるとサポート部の除去性が著しく低下してしまう。
【０００８】
したがって、造形後に水によって除去可能な従来の造形材料は、水による除去性と耐衝撃性とを両立できていないという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は上述の課題に鑑み、造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい造形材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一側面としての造形材料は、低分子糖類と、水溶性高分子と、を含有し、前記水溶性高分子は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも１つであり、前記水溶性高分子の含有量が、造形材料の全体を１００質量％としたときに、１．０質量％より大きく３０質量％未満であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい立体物を造形できる造形材料を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態に係る造形装置の第１の構成例を模式的に示す図である。
【図２】本実施形態に係る造形装置の第２の構成例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について適宜図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、本発明においては、その趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下に説明する実施形態に対して適宜変更、改良等が加えられたものについても本発明の範囲に含まれる。
【００１４】
本明細書において「造形材料」とは、立体物を製造する際に用いる造形材料をいう。造形材料は、目的とする立体物を構成する構造材料（モデル材料）と、構造材料の積層を支持するサポート材料とに分類される。サポート材料で構成されているサポート部は、構造材料の存在しない領域の上に配置される構造材料を支える部分であり、最終的には除去される部分である。
【００１５】
また、本明細書において「造形材粒子」とは、粒子状の造形材料を指す。造形材粒子は、粒子状の構造材料である「構造材粒子（モデル材粒子）」と、粒子状のサポート材料である「サポート材粒子」とに分類される。また、本明細書においては、造形材粒子を含む粉末を「サポート材」、構造材粒子を含有する粉末を「構造材粉末（モデル材粉末）」、サポート材粒子を含有する粉末を「サポート材粉末」、とそれぞれ称する。
【００１６】
また、本明細書において「水溶性材料」とは水溶性を有する材料を指し、水に対する溶解度が１以上の材料をいう。すなわち、「水溶性」とは、水に対する溶解度が１以上である性質を指す。また、「非水溶性材料」とは水溶性を有さない材料を指し、水に対する溶解度が１未満の材料をいう。ここで、「水に対する溶解度」とは、１気圧において、水温２０℃の純水１００ｇに溶ける質量をグラム単位で表した数値とする。
【００１７】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る造形材料は、低分子糖類（Ａ）と、水溶性高分子（Ｂ）と、を含有する。低分子糖類（Ａ）はその分子量の小ささに起因して水に対する溶解度が大きい。そのため、造形材料が低分子糖類（Ａ）を含有することで、当該造形材料を用いて形成した立体物を水を含有する液体と接触させたときに、当該造形材料によって形成した部分（サポート部や構造部）を効率的に除去することができる。以下の説明においては、造形材料によって形成した部分を「造形部」と称することがある。
【００１８】
しかしながら、造形材料が低分子糖類（Ａ）のみから構成されていると、これにより形成される造形部は靱性が低くなる傾向にある。サポート部や構造部の靱性が低いと、サポート部や構造部に衝撃力が加わったときにクラック（ひび割れ）が発生しやすくなってしまう。構造部にクラックが発生すると立体物そのものの形状が変化してしまうため、立体物の造形精度が低下してしまう。また、構造部またはサポート部にクラックが発生すると構造部またはサポート部の上部に積層される構造部の形状に影響を与えるため、立体物の形状が変化してしまうことがあり、やはり立体物の造形精度が低下してしまうことがある。
【００１９】
なお、ここでいう「衝撃力」は物理的な衝撃力および熱的な衝撃力を含む。熱的な衝撃力とは、物体の温度の急激な変化をいう。例えば、造形材料を積層造形法に適用し、造形材料を加熱および／または冷却しつつ立体物の造形を行う際には、数秒間（たとえば５秒間）で温度を数百℃（たとえば約２００℃）変化させる場合がある。このとき、温度変化にさらされるサポート部および構造部内には温度変化に伴う内部応力が発生し、これが熱的な衝撃力となり、サポート部または構造部のクラックにつながることがある。
【００２０】
そこで本実施形態に係る造形材料は、低分子糖類（Ａ）に加えて水溶性高分子（Ｂ）を含有する。水溶性高分子（Ｂ）は低分子糖類（Ａ）に比べて分子量が大きな成分であり、低分子糖類（Ａ）に比べて弾性が高く、外部から力が加えられたときに塑性変形できる。このような水溶性高分子（Ｂ）を含む造形材料によって形成した造形部は、水溶性高分子（Ｂ）が弾性成分として機能することで、衝撃力が加えられた際にも応力を緩和することができる。そのため、造形材料が低分子糖類（Ａ）に加えて水溶性高分子（Ｂ）を含有することで、形成する造形部におけるクラックの発生を抑制することができ、立体物の造形精度を向上させることができる。
【００２１】
しかしながら、水溶性高分子（Ｂ）は低分子糖類（Ａ）に比べて分子量が大きいため、水溶性の材料ではあるものの、低分子糖類（Ａ）に比べると水溶性が低い傾向にある。また、水溶性高分子（Ｂ）を水に溶解させた液体は、同量の低分子糖類（Ａ）を水に溶解させた液体に比べて粘度がかなり大きい。このように、水溶性高分子（Ｂ）は水溶性が低いことに加えて溶解後の液体を除去するために時間がかかるため、造形材料に水溶性高分子（Ｂ）を多量に加えてしまうと、造形部の水による除去性が著しく低下してしまう。
【００２２】
そこで本実施形態に係る造形材料は、水溶性高分子（Ｂ）の含有量が、造形材料の全量を１００質量％としたときに１．０質量％より大きく３０質量％未満となるように、水溶性高分子（Ｂ）を含有する。本実施形態ではこれにより、造形後に水によって容易に除去可能であり、かつ、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい造形材料を提供することができる。なお、本明細書において「容易に除去可能」とは、除去に必要な時間が短い、あるいは、除去するために特殊な作業や環境が不要、の少なくとも一方を満たすことをいう。
【００２３】
以下、造形材料が含有する各成分について説明する。
【００２４】
＜低分子糖類（Ａ）＞
造形材料に含有される低分子糖類（Ａ）は、水溶性高分子（Ｂ）よりも分子量が低い糖類である。低分子糖類（Ａ）は水に対する溶解度の大きな水溶性材料である。低分子糖類（Ａ）の水に対する溶解度は１０より大きいことが好ましく、５０より大きいことがより好ましい。
【００２５】
低分子糖類（Ａ）は、分子量が１００以上１０００以下の糖類であることが好ましい。低分子糖類（Ａ）は、分子量が１００以上１０００以下の糖または糖アルコールであることがより好ましい。低分子糖類（Ａ）の分子量を１０００以下とすることで、造形材料によって構成した部分の水による除去性をより向上させることができる。
【００２６】
分子量が１００以上１０００以下の糖としては、単糖、二糖、三糖、四糖、五糖、または、分子量１０００以下のオリゴ糖を用いることが好ましい。また、分子量が１００以上１０００以下の糖アルコールとしては、単糖由来の糖アルコール、二糖由来の糖アルコール、三糖由来の糖アルコール、四糖由来の糖アルコール、または、分子量１０００以下のオリゴ糖由来の糖アルコールを用いることが好ましい。なお、ここでいう「Ｘ糖由来の糖アルコール」とは、Ｘ糖を還元して得られる糖アルコールを指す。
【００２７】
低分子糖類（Ａ）は、単糖、二糖、三糖、四糖、五糖、単糖由来の糖アルコール、二糖由来の糖アルコール、三糖由来の糖アルコール、四糖由来の糖アルコール、および、五糖由来の糖アルコールからなる群から選択される少なくとも１つであることが特に好ましい。
【００２８】
低分子糖類（Ａ）は、一種類の糖類のみから構成されていてもよいし、複数種類の糖類から構成されていてもよい。ここで、低分子糖類（Ａ）の「種類」とは化学構造によって決まるものとし、化学構造が異なっている場合に種類が異なっていると表現する。
【００２９】
低分子糖類（Ａ）の具体例としては、例えば、グルコース（分子量１８０．２）、キシロース（分子量１５０．１）、フラクトース（分子量１８０．２）等の単糖；スクロース（分子量３４２．３）、ラクトース（分子量３４２．３）、マルトース（分子量３４２．３）、トレハロース（分子量３４２．３）、イソマルツロース（パラチノース（登録商標）；分子量３４２．３）等の二糖；メレジトース（分子量５０４．４）、マルトトリオース（分子量５０４．４）、ニゲロトリオース（分子量５０４．４）、ラフィノース（分子量５０４．４）、ケストース（分子量５０４．４）等の三糖；マルトテトラオース（分子量６６６．６）、スタキオース（分子量６６６．６）等の四糖；五糖；が挙げられる。
【００３０】
また、低分子糖類（Ａ）の具体例としては、例えば、キシリトール（分子量１５２．２）、ソルビトール（分子量１８２．２）、マンニトール（分子量１８２．２）、エリスリトール（分子量１２２．１）等の単糖由来の糖アルコール；ラクチトール（分子量３４４．３）、マルチトール（分子量３４４．３）等の二糖由来の糖アルコール；三糖由来の糖アルコール；四糖由来の糖アルコール；五糖由来の糖アルコール；が挙げられる。
【００３１】
また、低分子糖類（Ａ）の具体例としては、例えば、イソマルトオリゴ糖、フラクトオリゴ糖、キシロオリゴ糖、大豆オリゴ糖、ガラクトオリゴ糖、ニゲロオリゴ糖、乳果オリゴ糖等のオリゴ糖のうち、分子量が１００以上１０００以下のオリゴ糖；分子量が１００以上１０００以下のオリゴ糖アルコール；が挙げられる。
【００３２】
低分子糖類（Ａ）の造形材料における配合割合は、造形材料の全体を１００質量％としたときに、５０質量％以上９０質量％以下であることが好ましい。また、当該配合割合は、５５質量％以上８０質量％以下であることがより好ましい。低分子糖類（Ａ）の配合割合を５０質量％以上とすることにより、当該造形材料によって形成される造形部の水による除去性を高くすることができる。また、低分子糖類（Ａ）の配合割合を９０質量％以下とすることにより、当該造形材料によって形成される部分の耐衝撃性を向上させることができる。
【００３３】
＜水溶性高分子（Ｂ）＞
造形材料に含有される水溶性高分子（Ｂ）は、水溶性を有する高分子である。
【００３４】
水溶性高分子（Ｂ）は、分子量が１０００より大きいことが好ましく、分子量が５０００より大きいことがより好ましく、分子量が１００００より大きいことがさらに好ましく、分子量が２００００より大きいことが特に好ましい。水溶性高分子（Ｂ）の分子量の上限は特に限定されるものではないが、造形後の水による除去性の観点から、１０００００以下であることが好ましく、５００００以下であることがより好ましい。
【００３５】
本実施形態に係る水溶性高分子（Ｂ）は、ポリアルキレングリコール類、および、ポリビニルアルコール類からなる群から選択される少なくとも１つを含有する。
【００３６】
ここで、本明細書において、「ポリアルキレングリコール類」はポリアルキレングリコールおよびその誘導体を含み、「ポリビニルアルコール類」はポリビニルアルコールおよびその誘導体を含む。
【００３７】
水溶性高分子（Ｂ）は、一種類の高分子のみから構成されていてもよいし、複数種類の高分子から構成されていてもよい。ここで、水溶性高分子（Ｂ）の「種類」とは化学構造によって決まるものとし、化学構造が異なっている場合に種類が異なっていると表現する。水溶性高分子（Ｂ）が複数種類の高分子から構成されている場合には、水溶性高分子（Ｂ）を構成するすべての種類の高分子の分子量が１０００より大きいことが好ましい。
【００３８】
水溶性高分子（Ｂ）の具体例としては、例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレングリコール（ＰＰＧ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）等のアルキレングリコール類；ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、エチレン・ビニルアルコール共重合体（ＥＶＯＨ）、ブテンジオールビニルアルコール共重合体（ＢＶＯＨ）等のポリビニルアルコール類；が挙げられる。
【００３９】
本実施形態において、水溶性高分子（Ｂ）の造形材料における配合割合は、造形材料の全体を１００質量％としたときに、１．０質量％より大きく３０質量％未満である。また、当該配合割合は、５質量％以上３０質量％未満であることがより好ましく、５．０質量％以上２０質量％以下であることがさらに好ましく、１０質量％以上２０質量％以下であることが特に好ましい。水溶性高分子（Ｂ）の配合割合を３０質量％未満とすることにより、当該造形材料によって形成される造形部の水による除去性を高くすることができる。また、水溶性高分子（Ｂ）の配合割合を１．０質量％より大きくすることにより、当該造形材料によって形成される部分の耐衝撃性を向上させることができる。
【００４０】
＜その他の水溶性成分（Ｃ）＞
本実施形態に係る造形材料は、低分子糖類（Ａ）、水溶性高分子（Ｂ）に加えて、その他の水溶性成分（Ｃ）を含有していてもよい。
【００４１】
低分子糖類（Ａ）、水溶性高分子（Ｂ）、および、その他の水溶性成分（Ｃ）を含む水溶性材料の配合割合は、造形材料の全量を１００質量％としたときに、５１質量％より大きいことが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましい。また、当該配合割合は７０質量％以上であることが特に好ましい。当該配合割合を５１質量％より大きくし、造形材料の主成分を水溶性材料とすることで、当該造形材料によって形成される造形部の水による除去性を高くすることができる。なお、前記配合割合の上限については特に限定されるものではないが、水溶性材料の配合割合は、造形材料の全量を１００質量％としたときに、９５質量％以下であってもよいし、９０質量％以下であってもよい。
【００４２】
＜非水溶性成分（Ｄ）＞
本実施形態に係る造形材料は、上記の水溶性材料に加えて、非水溶性成分（Ｄ）を含有していてもよい。非水溶性成分（Ｄ）としては、充填材（フィラー）、顔料、分散剤などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４３】
（充填材（フィラー））
本実施形態に係る造形材料は、充填材（フィラー）を含有することが好ましい。充填材は、非水溶性無機材料であってもよいし、非水溶性有機材料であってもよい。充填材は、粒子状であってもよいし、繊維状であってもよい。充填材は、造形材料の特性を調整する材料であることが好ましいが、これに限定されるものではない。造形材料が粒子状の造形材料（造形材粒子）である場合には、充填材は、造形材粒子の粒径よりも小さなサイズであることが好ましい。
【００４４】
粒子状の充填材の具体例としては、例えば、炭酸カルシウム、アルミナ、タルク、マイカ、ウラストナイト、ゾノライト、炭化ケイ素、シリカ、ガラス、カーボンブラック、黒鉛、金属粉などが挙げられるが、これに限定されるものではない。なお、粒子状の充填材は中実粒子状であってもよいし、中空状であってもよい。
【００４５】
繊維状の充填材の具体例としては、例えば、アラミド繊維、セルロース繊維、炭素繊維、ガラス繊維、アラミドナノファイバー、セルロースナノファイバーなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００４６】
これらの中でも、本実施形態に係る造形材料は繊維状の充填材を含有することが好ましい。繊維状の充填材を用いることで、造形材料の内部に繊維状の充填材からなるマトリクスを形成することができ、造形材料の特性の調整を効果的に行うことができるからである。なお、充填材によって調整できる造形材料の特性としては、例えば、粘弾性や、強度、硬さ、靱性などの機械的性質などがある。例えば、造形材料の内部に繊維状の充填材からなるマトリクスを形成することで、造形材料を加熱したときに充填材以外の成分の粘性が増加したとしても、繊維状の充填材のマトリクスによって上記成分の粘性流動の動きを妨げることができる。これにより、造形材料の加熱時の弾性を高めることができ、粘弾性を調整することができる。
【００４７】
繊維状の充填材としては、ナノサイズの直径または長さを有する繊維材料（以下、「ナノファイバー」と称する）を用いることが好ましい。造形材料がナノファイバーを含有することで、造形材料中にナノファイバーを分散させることができ、造形材料中に３次元的な網目構造を形成しやすくなる。これにより、造形材料の特性の調整をより効果的に行うことができる。
【００４８】
なお、本実施形態で用いるナノファイバーは、平均繊維径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることが好ましく、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることがさらに好ましく、１ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが特に好ましい。また、ナノファイバーの長さは、平均繊維径の４倍以上あることが好ましく、１０倍以上であることがより好ましく、５０倍以上であることがさらに好ましい。ナノファイバーの長さを平均繊維径より十分に大きくすることで、上述のような網目構造の造形材料内部における均一性を向上させることができる。
【００４９】
また、充填材は、水に分散する材料であることが好ましい。後述するように、サポート部の除去工程においては水を含む液体（除去液）に中間造形物を接触させることで、水溶性材料を除去液に溶解させる。このとき、充填材は水に溶解しないために残存することになるが、造形部のうち水溶性材料が存在していた領域が空隙となるため、充填材は除去液によって押し流されて除去される。このとき充填材が水に分散する材料であれば、より容易に充填材を除去することができ、造形材料の水による除去性を向上させることができる。
【００５０】
＜シェル＞
後述するように、本実施形態に係る造形材料の形状は特に限定はされないが、造形材料は、粒子状の造形材料（造形材粒子）であってもよい。本実施形態に係る造形材料を造形材粒子とする際には、粒子の表面の少なくとも一部を覆うシェルをさらに有することが好ましい。すなわち本実施形態に係る造形材粒子は、低分子糖類（Ａ）、水溶性高分子（Ｂ）、その他の水溶性成分（Ｃ）、および、非水溶性成分（Ｄ）からなるコアと、コアの表面の少なくとも一部を覆うシェルと、を有することが好ましい。
【００５１】
シェルの材質は特に限定はされず、水溶性材料であっても非水溶性材料であってもよいが、シェルに最も多く含まれる材料の水に対する溶解度は、コアに含まれる水溶性材料の水に対する溶解度より小さいことが好ましい。なお、シェルに最も多く含まれる材料の水に対する溶解度が、「コアに含まれる水溶性材料の水に対する溶解度より小さい」とは、コアに含まれるいずれの水溶性材料の水に対する溶解度よりも小さいことを言う。また、シェルは複数種類の材料で構成されていてもよい。シェルに最も多く含まれる材料は、水に対する溶解度が１０より小さい材料が好ましく、５より小さい材料がより好ましく、１未満であればさらに好ましい。
【００５２】
このような構成を有する造形材粒子は、コア表面に対するシェルの被覆率やコアやシェルの材料に応じて、適切な条件で熱エネルギーまたは熱エネルギーと圧力を付与することにより、コアの材料を粒子表面に露出させることができる。例えば、造形材粒子をコアまたは造形材粒子の軟化温度以上に加熱する、あるいは、コアまたは造形材粒子の軟化温度以上に加熱すると同時に加圧することによって、シェル構造を破壊して、コアの材料を表面に露出させることができる。ここで、本明細書においては、室温から温度を上昇させながら動的粘弾性を測定した際に、損失弾性率が１０８Ｐａ以下となる温度を「軟化温度」とする。
【００５３】
あるいは、選択的にシェルの材料を溶解する溶液を造形粒子に噴霧し、粒子表面にできる液滴の表面張力を利用してシェルの材料を粒子表面に偏在させ、コアの材料を露出させることも可能である。
【００５４】
このように、本実施形態に係る造形材粒子は、その表面に水に対する溶解度の低い材料（シェル）が形成されているため、粉体の状態で水分量の多い雰囲気においても、吸湿による凝集が抑制され、流動性の低下が抑制される。したがって、特に湿度管理をしなくても、積層造形法に適した粉体の状態を維持することができる。
【００５５】
シェルに最も多く含まれる材料の例として、有機化合物および高分子化合物に代表される有機物、金属、セラミックスなどに代表される無機物、および、有機物と無機物とを含む有機・無機複合材料などが挙げられるが、これらの材料に限定されるものではない。
【００５６】
上記の有機物としては、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂物質、グリセリン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類などのエステル化合物、エチルセルロースなどのセルロース誘導体の一部を好適に用いることができる。
【００５７】
また、無機物であれば、酸化ケイ素、酸化チタン、アルミナなどの無機酸化物を好適に用いることができる。また、これらの無機酸化物に対してフッ素が直接結合した構造を有するものも、好ましく用いられる。
【００５８】
＜造形材料の粘弾性＞
本実施形態に係る造形材料は、造形材料の貯蔵弾性率が１ＭＰａとなる温度をＴ（℃）としたときに、Ｔ℃以上（Ｔ＋１０）℃以下の温度範囲で、造形材料の貯蔵弾性率が造形材料の損失弾性率より常に大きいことが好ましい。本実施形態に係る造形材料はこのような粘弾性特性を有するため、軟化させてもゴムのような挙動を示し、流動せず、形状を保とうとする。そのため、加熱して積層する際に所望の形状に造形部を形成しやすく、また、形成した造形部が熱せられたときにも形状が変化しにくくなる。そのため、立体物の造形精度を向上させることができる。なお、本実施形態に係る造形材料の上述のような粘弾性特性は、水溶性材料の組成に応じて充填材を適切に選択することによって調整することができる。
【００５９】
また、本実施形態に係る造形材料をサポート材料として用い、他の種類の構造材料とともに積層造形する場合には、本実施形態に係る造形材料の貯蔵弾性率は、積層造形プロセスの加熱工程における温度範囲で、構造材料の貯蔵弾性率以上であることが好ましい。
【００６０】
サポート材料の貯蔵弾性率がともに積層する構造材料の貯蔵弾性率より小さいと、加熱工程または積層工程において、サポート材料のみが大きく変形してしまう可能性がある。サポート材料は本来、構造材料の積層を支持するために使用するため、サポート材料の変形が大きくなると構造材料によって形成する構造部の形状を変化させてしまう。その結果、立体物の造形精度が低下してしまう。そこでサポート材料の貯蔵弾性率を構造材料の貯蔵弾性率よりも大きくしておくことで、構造材料よりもサポート材料のほうを常に固い状態とすることができ、積層造形プロセスの全体を通して、サポート部によって構造部を支持することができるようになる。
【００６１】
例えば、造形材料の貯蔵弾性率は、積層造形プロセスの全体を通じて、０．１ＭＰａ以上であることが好ましい。これにより、サポート材料が著しく軟化して流失してしまうことを抑制することができる。
【００６２】
造形材料の粘弾性や軟化温度などの各種特性は、複数の材料を混合させることにより所望の値に調整することが可能である。例えば、低分子糖類（Ａ）としてマルトテトラオースと、マルトテトラオースよりも軟化温度の低いラクチトールと、を混合して用いて、その比率を調整することで、低分子糖類（Ａ）の軟化温度を調整することができる。また、セルロースナノファイバーなどの充填材を加えることにより、粘弾性特性を調整することができる。
【００６３】
＜造形材料の形状＞
本実施形態に係る造形材料の形状は特に限定はされない。例えば、本実施形態に係る造形材料を紛体状の造形材料（造形材粉体）を用いて造形を行うタイプの積層造形法に適用する場合には、粒子状の造形材料（造形材粒子）またはその集合体である造形材粉体としてもよい。このようなタイプの積層造形法としては、粉末焼結積層造形方式（ＳＬＳ）やバインダージェッティング（結合剤噴射）方式、電子写真方式などがある。また、本実施形態に係る造形材料を熱溶解積層法（ＦＤＭ）方式の積層造形法に適用する場合には、ペレット状、ロッド状、フィラメント状の造形材料としてもよい。
【００６４】
＜造形材粒子および造形材粉体の製造方法＞
本実施形態に係る造形材粒子または造形材粉体の製造方法は特に限定はされない。造形材粒子または造形材粉体を得るための製造方法の一例としては以下の方法が挙げられる。
【００６５】
１つ目の方法としては、スプレードライ法がある。この方法では、低分子糖類（Ａ）、水溶性高分子（Ｂ）、および、その他の水溶性成分（Ｃ）を含む水溶液中に、繊維材料などの非水溶性成分（Ｄ）を分散させたものを原料液とする。そして、この原料液を気体中に噴霧して急速に乾燥させることによって、造形材粒子（または造形材粉体）を得る。この方法によれば、造形材粒子の平均粒径や円形度を比較的均一にすることができるため好ましい。
【００６６】
２つ目の方法としては、混練粉砕法がある。この方法では、低分子糖類（Ａ）、水溶性高分子（Ｂ）、その他の水溶性成分（Ｃ）、および、非水溶性成分（Ｄ）を溶融混練して固形物を得、得られた固形物を粉砕して造形材粒子（または造形材粉体）を得る。この方法によれば、造形材粒子を安価に製造することが可能である。
【００６７】
その他の方法として、機械粉砕法や、溶融状態で媒体中に分散させ冷却することで粒子を得る溶融分散冷却法などを用いて造形材粒子（または造形材粉体）を製造してもよい。なお、これらの製造方法においては、上述の通りその他の水溶性成分（Ｃ）および非水溶性成分（Ｄ）は任意の成分なので添加しなくてもよい。
【００６８】
＜立体物の製造方法＞
次に本発明の造形材料を用いた積層造形法の例について説明する。本実施形態に係る立体物の製造方法は、三次元モデルのスライスデータに応じて、本発明の造形材料を含む少なくとも１種類の造形材料からなる材料層を形成し、材料層を積層することで三次元モデル（造形対象物）を実体化した立体物を製造する方法である。
【００６９】
なお、ここでいう「スライスデータ」は、三次元モデルの造形データを積層方向に所定の間隔でスライスして生成される複数のスライス画像データであってもよい。このとき、それぞれのスライス画像データは、層ごとの造形材料の二次元的な配置情報を含むデータである。スライス画像データは、造形材料によって材料層を形成し、形成した材料層を積層していくタイプの積層造形法に好適に用いることができる。あるいは、「スライスデータ」は、造形材料を配置していく経路情報を含むツールパスデータであってもよい。ツールパスデータは、熱溶解積層法（ＦＤＭ）方式の積層造形法に好適に用いることができる。
【００７０】
本実施形態に係る立体物の製造方法は、三次元モデルのスライスデータに応じて、本発明の造形材料を含む少なくとも１種類の造形材料からなる材料層を形成する材料層形成工程と、材料層を積層する材料層積層工程と、を有するということもできる。なお、材料層積層工程は、材料層形成工程で形成した第１の材料層上で第２の材料層を形成する工程であってもよいし、第１の材料層上以外の場所で形成した第２の材料層を第１の材料層の上に積層する工程であってもよい。
【００７１】
また、本実施形態に係る造形材料をサポート材料として、積層造形法に適用する場合には、本実施形態に係る立体物の製造方法は、次の［１］〜［２］の工程を有する。
【００７２】
［１］立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する第１の工程（造形物形成工程）
［２］水を含む液体に前記造形物を接触させることにより、前記造形物から前記サポート部を除去して前記立体物を形成する第２の工程（除去工程）
以下、各工程について詳しく説明する。
【００７３】
［１］造形物形成工程
本工程は、立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する工程である。積層造形法により、三次元モデルのスライスデータに応じて、少なくとも１種類の構造材料を用いて構造部を形成し、少なくとも１種類のサポート材料を用いてサポート部を形成する。本実施形態では、サポート部を形成するサポート材料として、本発明の造形材料を用いる。
【００７４】
造形物形成工程は、次の［１ａ］〜［１ｂ］の工程を有していてもよい。
【００７５】
［１ａ］材料層形成工程
本工程は、三次元モデルのスライスデータに応じて、構造材料と、必要に応じてサポート材料と、を配置して、材料層を形成する工程である。
【００７６】
なおここでは、造形対象物の三次元モデルから生成されるスライスデータに、サポート部のスライスデータが付加された合成データが用いられる。なお、三次元モデルからスライスデータを生成する前に三次元モデルにサポート部のモデルデータを付加した状態でスライス処理を行い、スライスデータ（合成データ）を生成してもよい。あるいは、三次元モデルからスライスデータを生成した後に、三次元モデルのスライスデータに対してサポート部のスライスデータを付加してもよい。本明細書における「三次元モデルのスライスデータ」は、上述のように必要に応じてサポート部のスライスデータが付加された合成データも含む。
【００７７】
構造材料およびサポート材料を配置する方法は特に限定はされず、積層造形法において使用される種々の方法を用いることができる。中でも、熱溶解積層法（ＦＤＭ）方式または電子写真方式を用いることが好ましい。これらの方式によれば、複数種類の造形材料のそれぞれをスライスデータに応じて容易に配置していくことができる。
【００７８】
［１ｂ］材料層積層工程
本工程は、材料層形成工程で形成された材料層を繰り返し積層して、造形物を形成する工程である。材料層の積層は、別体として形成した材料層を、先に形成した材料層の表面に積層しても良いし、先に形成した材料層の表面上に、新たな材料層を直接形成して積層しても良い。また、別体として形成した材料層を先に形成した材料層の表面に積層する際は、一旦基材の上に材料層を形成した後に、先に形成した材料層の表面に転写しても良い。この際に用いる基材を、転写体と呼ぶ。材料層を転写体に転写する際には、静電エネルギーを利用した静電転写や熱エネルギーを利用した熱転写など、公知の転写方法が使用可能である。
【００７９】
造形物形成工程では、上記の［１ａ］および［１ｂ］の工程を複数回、例えば三次元モデルのスライスデータに応じた回数分だけ繰り返して、造形物を形成する。
【００８０】
［２］除去工程
本工程は、［１］の工程によって得られた造形物のうち、サポート部を除去して立体物を得る工程である。なお、サポート部の除去は造形物を、水を含む液体（以下、「除去液」と称する）に接触させることで行う。
【００８１】
本実施形態では水溶性材料を含むサポート材料を用いてサポート部を形成していたため、サポート部を構成する水溶性材料が除去液に溶解する。また、本実施形態ではサポート材料として低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）とを含むサポート材料を用いたため、低分子糖類（Ａ）は速やかに除去液に溶解し、サポート部を容易に除去できる。
【００８２】
造形物を除去液に接触させる方法は特に限定はされず、造形物全体を除去液に浸漬してもよいし、除去液をシャワー状に噴出して造形物に浴びせかけてもよい。造形物を除去液に浸漬する場合には、造形物の形状にもよるが、除去液に水流を加えたり超音波振動を加えたりすると、サポート部の除去が促進されるため好ましい。除去液は、構造部が熱変形しない温度の範囲で、適宜加温することが好ましい。
【００８３】
＜造形装置＞
立体物を構成する構造部と、前記構造部を支持するサポート部と、を含む造形物を積層造形法により形成する造形装置について、図１および図２を用いて説明する。本実施形態に係る造形装置は、サポート部を形成するサポート材料として、本発明の造形材料を用いる。
【００８４】
図１は、本実施形態に係る造形装置の第１の構成例を模式的に示す図である。図１（ａ）に示すように、第１の構成例の造形装置１００は、粒子層形成部１１０と、積層部１２０と、粒子層形成部１１０で形成された粒子層を積層部１２０へと搬送する搬送体１３０と、を有する。本実施形態に係る造形装置１００の構成と動作について説明する。
【００８５】
粒子層形成部１１０は、材料供給部１１１、像担持体１１２、露光装置１１３と、を有する。粒子層形成部１１０は、構造材粉末による粒子像を像担持体１１２ａ上に、サポート材粉末による粒子像を像担持体１１２ｂ上に、それぞれ形成する。そして、これらの粒子像を搬送体１３０の上へ転写して、構造材粉末およびサポート材粉末によって構成される粒子層（材料層）を形成する。
【００８６】
以下、材料層の形成工程について詳細に説明するが、各粒子像の形成について共通する説明の中では構成部材の参照符号の添え字ａ〜ｄを省略し、材料供給部１１１、像担持体１１２などと記載する。
【００８７】
まず、像担持体１１２の表面を不図示の帯電装置で一様に帯電させる。帯電の方法については特に限定はされない。
【００８８】
露光装置１１３を用いて、作製する造形物のスライスデータ（断面データ）に従って、帯電した像担持体１１２を露光し、像担持体１１２の表面上に静電潜像を形成する。具体的には、作製する造形物のスライスデータにおける構造部領域の静電潜像を像担持体１１２ａに、サポート部領域の静電潜像を像担持体１１２ｂに形成する。
【００８９】
続いて、材料供給部１１１から造形材粉末（構造材粉末またはサポート材粉末）を像担持体１１２に供給する。これにより、像担持体１１２の表面上の静電潜像が形成された領域、または静電潜像が形成されなかった領域のいずれかに配置される。これにより、静電潜像を可視化し、像担持体１１２ａの表面上には構造材粉末による粒子像を形成し、像担持体１１２ｂの表面上にはサポート材粉末による粒子像を形成することができる。
【００９０】
その後、像担持体１１２ａ、１１２ｂに各々配置された各粒子像を、搬送体１３０上へと所定のタイミングで転写する。これにより、構造材粉末による粒子像と、サポート材粉末による粒子像と、からなる粒子層を形成することができる。すなわち、構造材粉末およびサポート材粉末のいずれか一方が配置されてなる第１の層が転写された転写体に、他方の粒子が配置されてなる第２の層を転写して、粒子層を形成する。なお、粒子像を搬送体１３０へと転写する順番は特に限定はされず、構造材粉末からなる粒子像を転写した後にサポート材粉末からなる粒子像を転写してもよいし、その逆の順番で転写してもよい。
【００９１】
なお、ここでは粒子層形成部１１０が材料供給部１１１、像担持体１１２、露光装置１１３のセットを２つ有する例を用いて説明したが、これに限定はされない。すなわち、複数種類の構造材粉末や複数種類のサポート材粉末を用いて造形を行う場合には、粒子層形成部１１０は、造形材粉末（構造材粉末およびサポート材粉末）の種類の数だけ、上記セットを有していればよい。
【００９２】
搬送体１３０に形成された粒子層は、搬送体１３０の回転によって積層位置まで移動される。粒子層が積層位置まで移動されると、温度制御手段１２２により加熱されて粒子層を構成する粒子を互いに融着させる。そして、ステージ１２１の上面またはステージ１２１上に形成されている生成途中の造形物上に転写され、積層される。
【００９３】
この際、粒子層のうち構造材粉末からなる領域は立体物を構成する部分（構造部１７ａ）として積層され、サポート材粉末からなる領域はサポート部１７ｂとして積層される。すなわち、本実施形態に係る立体物の製造方法における積層工程は、粒子層を加熱して粒子を融着させる加熱融着工程を含む。
【００９４】
粒子層を加熱し、粒子層を構成する粒子を互いに融着させるタイミングは、特に限定はされず、積層の前、積層と同時、積層の後のいずれで行っても良いし、それらのうちの複数のタイミングで行っても良い。
【００９５】
また、加熱融着工程では、粒子層中の構造材粒子とサポート材粒子はともに、温度制御手段（不図示）によって加熱され、これらの粒子はほぼ同じ温度に温度制御される。このとき温度制御手段（不図示）は、構造材粒子およびサポート材粒子がともに軟化する温度で加熱を行うことが好ましい。したがって、構造材粒子とサポート材粒子の軟化温度が異なる場合は、温度制御手段（不図示）はいずれか高い方の温度以上の温度で加熱を行うことが好ましい。
【００９６】
本実施形態に係る造形装置１００は、上述の材料層形成工程と材料層積層工程をスライスデータに応じた回数分だけ繰り返すことで、図１（ｂ）に示すような造形物１９を形成する。その後、造形物１９を除去液に接触させることでサポート部１７ｂが除去され、図１（ｃ）に示すような立体物２０が得られる。
【００９７】
図２は、本実施形態に係る造形装置の第２の構成例を示す図である。第２の構成例の造形装置２００は、熱溶解積層法（ＦＤＭ）方式によって造形を行う装置である。図２（ａ）に示すように、第２の構成例の造形装置２００は、造形コントローラ２１０と、ステージ１２１と、ステージ１２１を駆動するステージ駆動部２３０と、を有している。さらに、造形装置２００は、構造材料を吐出するノズル２２１ａと、サポート材料を吐出するノズル２２１ｂと、ノズル２２１ａおよびノズル２２１ｂを駆動するノズル駆動部２２０と、を有している。さらに、造形装置２００は、ノズル２２１ａに構造材料を供給する材料供給部２２２ａと、ノズル２２１ｂにサポート材料を供給する材料供給部２２２ｂと、を有している。
【００９８】
造形コントローラ２１０は、作製する造形物のスライスデータ（ツールパスデータ）に基づいて、ノズル駆動部２２０および／またはステージ駆動部２３０を制御するための制御信号を生成する。ノズル駆動部２２０は制御信号を受信してノズル２２１ａおよびノズル２２１ｂの動作や材料吐出量を制御し、ステージ駆動部２３０は制御信号を受信してステージ１２１の動作を制御する。これにより、図２（ｂ）に示すような造形物１９を形成する。その後、造形物１９を除去液に接触させることでサポート部１７ｂが除去され、図２（ｃ）に示すような立体物２０が得られる。
【実施例】
【００９９】
以下に実施例について説明するが、本発明は実施例によって制限されるものではない。
【０１００】
（造形材粉体の調製）
造形材粉体１〜８を下記方法にて調製した。
【０１０１】
＜調製例１＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工社製、分子量６６６）を２．８０ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製、分子量３４４）を１．２０ｋｇ用いた。また、水溶性高分子（Ｂ）としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製、平均分子量２８０００）を０．２５ｋｇ用いた。さらに、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１０２】
低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）、非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子１からなる造形材粉体１を得た。
【０１０３】
ここで、粒径の測定は、レーザー回折散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９５０（ＨＯＲＩＢＡ社製）を用いて行った。
【０１０４】
まず、測定溶媒が入ったバッチ式セルをレーザー回折散乱式粒度分布測定装置ＬＡ−９５０（ＨＯＲＩＢＡ社製）にセットして光軸の調整、バックグラウンドの調整を行なった。この時使用する溶媒は、粒子が溶解しないものを選択する必要がある。ここでは、イソプロピルアルコール（特級  キシダ化学社製）を用いた。測定対象の粉体を、タングステンランプの透過率が９５％〜９０％になるまでバッチ式セルに添加し、粒度分布の測定を行った。得られた測定結果から、体積基準の平均粒径を算出した。以下、平均粒径の測定は同様に行った。
【０１０５】
＜調製例２＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工社製、分子量６６６）を２．６３ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製、分子量３４４）を１．１３ｋｇ用いた。水溶性高分子（Ｂ）としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製、平均分子量２８０００）を０．５０ｋｇ用いた。さらに、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１０６】
低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）、非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子２からなる造形材粉体２を得た。
【０１０７】
＜調製例３＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工社製、分子量６６６）を２．２８ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製、分子量３４４）を０．９８ｋｇ用いた。水溶性高分子（Ｂ）としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製、平均分子量２８０００）を１．００ｋｇ用いた。さらに、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１０８】
低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）、非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子３からなる造形材粉体３を得た。
【０１０９】
＜調製例４＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工社製、分子量６６６）を２．６３ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製、分子量３４４）を１．１３ｋｇ用いた。水溶性高分子（Ｂ）としてブテンジオールビニルアルコールコポリマー（ニチゴーＧポリマーＯＫＳ−１０１１、日本合成化学社製、分子量２００００〜４００００）を０．５０ｋｇ用いた。さらに、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１１０】
低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）、非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子４からなる造形材粉体４を得た。
【０１１１】
＜調製例５＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工社製、分子量６６６）を２．９４ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製、分子量３４４）を１．２６ｋｇ用いた。水溶性高分子（Ｂ）としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製、平均分子量２８０００）を０．０５ｋｇ用いた。さらに、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１１２】
低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）、非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子５からなる造形材粉体５を得た。
【０１１３】
＜調製例６＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工社製、分子量６６６）を１．９３ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製、分子量３４４）を０．８３ｋｇ用いた。水溶性高分子（Ｂ）としてポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製、平均分子量２８０００）を１．５０ｋｇ用いた。さらに、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１１４】
低分子糖類（Ａ）と水溶性高分子（Ｂ）、非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子６からなる造形材粉体６を得た。
【０１１５】
＜調製例７＞
低分子糖類（Ａ）として、マルトテトラオース（日食フジオリゴ＃４５０、日本食品化工株式会社製）を２．９８ｋｇ、ラクチトール無水和物ＬＣ−０（物産フードサイエンス社製）を１．２８ｋｇ用いた。また、非水溶性成分（Ｄ）としてセルロースナノファイバー（セリッシュ  ＦＤ−２００Ｌ、ダイセルファインケム社製）を３．７５ｋｇ（セルロースナノファイバー：水＝２０：８０）用いた。
【０１１６】
低分子糖類（Ａ）と非水溶性成分（Ｄ）を水１７．０ｋｇに溶解または分散させた分散液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子７からなる造形材粉体７を得た。
【０１１７】
＜調製例８＞
水溶性高分子（Ｂ）として、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製、平均分子量２８０００）を５．００ｋｇ用いた。
【０１１８】
水溶性高分子（Ｂ）を水２０．０ｋｇに溶解させた溶液を調製し、スプレードライ装置を用いてスプレードライ法によって粉体を作製した。得られた粉体を構成する複数の粒子を分級することで、平均粒径２５μｍの複数の造形材粒子８からなる造形材粉体８を得た。
【０１１９】
＜実施例１＞
（耐衝撃性（熱）の評価）
以下のような手順で、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性を評価した。調製例１の造形材粉体１を直径８ｍｍのペレット成形用の金型に約０．０５ｇ投入した。その後、加圧プレス装置（マサダ製作所製  ＭＡＳＡＤＡ  ＪＡＣＫ  ＭＨ−１０）で０．１ＭＰａの荷重をかけ、加圧しながら電熱ヒーターで１２０℃に保温し、直径８ｍｍ、厚さ１ｍｍのペレットを得た。得られたペレットをスライドガラス上に載せ、このスライドガラスをホットプレート（ＮＤ−１  アズワン社製）上に載せて２２０℃まで加熱し、ペレットを溶融させた。加熱後１分間保持した後に、スライドガラスを室温のアルミニウム製のブロック（１５０ｍｍ×１００ｍｍ×２０ｍｍ）の上に載せて、ペレットを急冷した。急冷後、ペレットのスライドガラス側の面をスライドガラス越しに光学顕微鏡にて観察し、ペレットにクラック（ひび割れ）が生じているか否かを確認した。
【０１２０】
評価基準は以下の通りである。
【０１２１】
Ａ  クラックが観察されなかった
Ｂ  クラックが５か所未満である
Ｃ  クラックが５か所以上である
（水による除去性の評価）
また、水による除去性は、造形材粉体１を水に投入し、造形材粉体１の水可溶分が水に溶解した後の溶液の粘度を測定することで評価した。水０．８０ｋｇに造形材粉体１を０．２０ｋｇ投入し、撹拌して造形材粉体１の水可溶分を溶解させ、溶液の粘度を測定した。粘度は回転式粘度計ビスメトロンＶＤＡ２（芝浦セムテック社製）を用いて測定した。粘度の測定は全て室温（２５℃）で行った。
【０１２２】
評価基準は以下の通りである。
【０１２３】
Ａ  粘度が１００ｍＰａ・ｓ以下である
Ｂ  粘度が１０００ｍＰａ・ｓ未満である
Ｃ  粘度が１０００ｍＰａ・ｓ以上である
＜実施例２＞
調製例２の造形材粉体２について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を
実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１２４】
＜実施例３＞
調製例３の造形材粉体３について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１２５】
＜実施例４＞
調製例４の造形材粉体４について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１２６】
＜比較例１＞
調製例５の造形材粉体５について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１２７】
＜比較例２＞
調製例６の造形材粉体６について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１２８】
＜比較例３＞
調製例７の造形材粉体７について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１２９】
＜比較例４＞
調製例８の造形材粉体８について、熱的な衝撃力に対する耐衝撃性と水による除去性を実施例１と同様にして評価した。結果を表１に示す。
【０１３０】
【表１】
2018119026.tif 000002
【０１３１】
なお、表１において、ＰＶＡはポリビニルアルコール（ＰＶＡ−５０５、クラレ社製）を表し、ＢＶＯＨはブテンジオールビニルアルコールコポリマー（ニチゴーＧポリマーＯＫＳ−１０１１、日本合成化学社製）を表す。
【０１３２】
実施例１では、耐衝撃性の評価において、クラックが１〜２か所見られたが形状は維持しており、おおむね良好な結果となった。実施例２〜４では、耐衝撃性の評価において、いずれもクラックの発生は見られなかった。したがって、実施例１〜４の造形材粉末１〜４はいずれも、衝撃力が加わってもクラックの生じにくい立体物を造形できると評価できた。
【０１３３】
水に溶解させた後の溶液の粘度は、実施例３で１００ｍＰａ・ｓを超えて１０００ｍＰａ・ｓ未満の粘度になったが、実施例１、２、４ではいずれも１００ｍＰａ・ｓを下回った。したがって、実施例１〜４の造形材粉末１〜４はいずれも、造形後に水によって容易に除去できると評価できた。
【０１３４】
一方、比較例１では、水に溶解させた後の溶液の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下と低い値であったが、耐衝撃性に関する評価においては細かいクラックが３０〜１００か所以上発生した。また、比較例２では、耐衝撃性の評価においてはクラックの発生は見られなかったが、水に溶解させた後の溶液の粘度が１６００ｍＰａ・ｓと、非常に大きくなった。溶液の粘度がこのように大きくなると、立体物の周囲で溶液の交換が生じにくくなり、水による容易には除去できなくなる。
【０１３５】
比較例３では、水に溶解させた後の溶液の粘度は１００ｍＰａ・ｓ以下と低い値であったが、耐衝撃性に関する評価においては細かいクラックが３０〜１００か所以上発生した。さらに、クラックが生じた部分からの造形材料の脱落が発生し、破片が散らばった。また、比較例４では、耐衝撃性の評価においてはクラックの発生は見られなかったが、水に溶解させた後の溶液の粘度が５０００ｍＰａ・ｓ以上と非常に大きくなった。
【符号の説明】
【０１３６】
１７ａ  構造物
１７ｂ  サポート部
１９  造形物
２０  立体物
【図１】
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【図２】
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