(57)【要約】【課題】機能や特性の異方性が付与された樹脂粒子、例えば特定方向の強度を向上させた樹脂粒子の提供。【解決手段】繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子であって、前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向している樹脂粒子である。この樹脂粒子は、樹脂と繊維状物質とを含有する樹脂粒子用形成材料を繊維状に延伸する延伸工程と、前記延伸工程により得られた繊維状の樹脂粒子用形成材料を柱状の樹脂粒子を形成するように裁断して、前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向した柱状の樹脂粒子を形成する樹脂粒子形成工程と、を含む製造方法を用いることにより製造される。【選択図】図５
2019162842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子であって、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向していることを特徴とする樹脂粒子。
【請求項２】
前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子である、請求項１に記載の樹脂粒子。
【請求項３】
前記第１の樹脂粒子は、前記最大径に対する前記高さの比（高さ／最大径）が０．０５倍以上０．７倍以下である、請求項２に記載の樹脂粒子。
【請求項４】
前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子である、請求項１に記載の樹脂粒子。
【請求項５】
前記第２の樹脂粒子は、前記最大径に対する前記高さの比（高さ／最大径）が１．１倍以上１５倍以下である、請求項４に記載の樹脂粒子。
【請求項６】
前記樹脂粒子における樹脂成分が、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、及びポリエーテルエーテルケトンのいずれかから選択される、請求項１から５のいずれかに記載の樹脂粒子。
【請求項７】
前記樹脂粒子は、立体造形物を製造する材料である立体造形用樹脂粒子として用いられる、請求項１から６のいずれかに記載の樹脂粒子。
【請求項８】
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子の製造方法であって、
樹脂と繊維状物質とを含有する樹脂粒子用形成材料を繊維状に延伸する延伸工程と、
前記延伸工程により得られた繊維状の樹脂粒子用形成材料を柱状の樹脂粒子を形成するように裁断して、前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向した柱状の樹脂粒子を形成する樹脂粒子形成工程と、
を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法。
【請求項９】
前記樹脂粒子形成工程が、裁断幅を調整することにより、前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子を製造する第１の樹脂粒子製造工程、及び前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子を製造する第２の樹脂粒子製造工程の少なくともいずれかの工程を含む、請求項８に記載の樹脂粒子の製造方法。
【請求項１０】
立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する立体造形物の製造装置であって、
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子からなる樹脂粒子群を有する立体造形用樹脂粒子が収容されている供給槽と、前記供給槽から前記立体造形用樹脂粒子を供給する立体造形用樹脂粒子供給手段とを有し、
前記立体造形用樹脂粒子は、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向しており、
前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子群と、前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子群とを含む、
ことを特徴とする立体造形物の製造装置。
【請求項１１】
立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する立体造形物の製造方法であって、
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子からなる樹脂粒子群を有する立体造形用樹脂粒子を用いて立体造形物を造形する工程を含み、
前記立体造形用樹脂粒子は、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向しており、
前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子群と、前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子群とを含む、
ことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１２】
立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する立体造形物の製造方法であって、
前記立体造形用樹脂粒子として、繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子からなる樹脂粒子群を有する立体造形用樹脂粒子を用いて立体造形物を造形する工程と、
前記樹脂粒子における繊維状物質を、前記硬化層を積層する際の積層する高さ方向に揃えて造形する第１の造形工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法。
【請求項１３】
さらに、前記樹脂粒子における繊維状物質を、前記硬化層を積層する際の積層面に平行な方向に揃えて造形する第２の造形工程を含む、請求項１２に記載の立体造形物の製造方法。
【請求項１４】
繊維状物質を含有する立体造形物であって、
立体造形物内の前記繊維状物質の方向を観察した場合、第１の方向と、前記第１の方向に直交する第２の方向の２つの方向に配向している前記繊維状物質の割合が、前記立体造形物内の全繊維状物質に対して、９０％以上であることを特徴とする立体造形物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、樹脂粒子、及びその製造方法、並びに立体造形物の製造への適用に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体造形物を製造する方式として、粉末床溶融（ＰＢＦ：ｐｏｗｄｅｒ  ｂｅｄ  ｆｕｓｉｏｎ）方式が知られている。この方式は金属、無機物、樹脂等の立体造形用粉末を積層し、各層毎もしくは複数層毎に、立体造形用粉末粒子を光、若しくは熱源により設定された形状パターンに造型粉末を溶着させ、立体造形物を作製する方法である。
ＰＢＦ方式としては、選択的にレーザーを照射して立体造形物を形成するＳＬＳ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｌａｓｅｒ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式や、マスクを使い平面状にレーザーを当てるＳＭＳ（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  ｍａｓｋ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式などが知られている。また、上記方式以外にも、インクを用い熱源を照射するＨＳＳ（ｈｉｇｈ  ｓｐｅｅｄ  ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ）方式、バインダー成分を吐出し造形物を造形した後焼結するＢＪ（Ｂｉｎｄｅｒ  ｊｅｔｔｉｎｇ）方式などが知られている。
立体造形物を製造する際に用いられる樹脂の粉末としては、重合法等で作られる球形の樹脂粉末、あるいは凍結粉砕法等で作られる不定形の樹脂粉末が広く用いられている。
また略円筒状の樹脂粉末も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、機能や特性の異方性が付与された樹脂粒子、例えば特定方向の強度を向上させた樹脂粒子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】
【０００４】
前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。即ち、
本発明の樹脂粒子は、
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子であって、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向していることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によると、機能や特性の異方性が付与された樹脂粒子、例えば特定方向の強度を向上させた樹脂粒子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、柱状の樹脂粒子の一例を示す模式図である。
【図２】図２は、柱状の樹脂粒子の他の一例を示す模式図である。
【図３】図３は、立体造形用樹脂粒子として使用する場合に、柱状の樹脂粒子の繊維状物質の配向方向が、硬化層を積層する際の積層する高さ方向（Ｚ方向）に揃っていることを説明する模式図である。
【図４】図４は、立体造形用樹脂粒子として使用する場合に、柱状の樹脂粒子の繊維状物質の配向方向が、硬化層を積層する際の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）に揃っていることを説明する模式図である。
【図５】図５は、立体造形用樹脂粒子における柱状の樹脂粒子の繊維状物質の配向方向が、Ｚ方向とＸＹ方向とのいずれかに揃っていることを説明する模式図である。
【図６】図６は、繊維状物質を含有する樹脂を延伸することによって、繊維状物質の配向方向を同じ方向に揃えていることを説明する模式図である。
【図７】図７は、カット長を短く設定して作製した柱状の樹脂粒子を示す写真である。
【図８】図８は、カット長を長く設定して作製した柱状の樹脂粒子を示す写真である。
【図９】図９は、樹脂粒子の柱状の形状の一例を示す写真である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、円柱体の一例を示す概略斜視図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、図１０Ａの円柱体の側面図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の一例を示す側面図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図１０Ｆ】図１０Ｆは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図１０Ｇ】図１０Ｇは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図１０Ｈ】図１０Ｈは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図１０Ｉ】図１０Ｉは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【図１１】図１１は、本発明の一実施形態に係る立体造形物の製造装置を示す概略図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、立体造形物の製造方法を説明するための概念図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、立体造形物の製造方法を説明するための概念図である。
【図１３Ａ】図１３Ａは、立体造形物の製造方法を説明するための概念図である。
【図１３Ｂ】図１３Ｂは、立体造形物の製造方法を説明するための概念図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
造型物の強度を向上する為に、樹脂粉末にガラスファイバー、カーボンファイバーなどの繊維状物質を混合、添加することは知られている。
しかし、ガラスファイバー、カーボンファイバーなどの繊維状物質を樹脂粉末に混合、添加しようとすると、樹脂粉末を成膜して積層するときに繊維の長手方向は、積層面に平行な方向（平面のＸＹ方向）に沿って積層されてしまうことがわかった。
立体造形物を製造する方法においては、積層間の密着性の観点からＸＹ方向の強度は高くなりやすいが、それに比べ積層する高さ方向（Ｚ方向）の強度は低い。樹脂粉末に繊維状物質を混合・添加したとしても、繊維状物質の繊維方向がＸＹ方向を向いているため、ＸＹ方向の強度は増すが、Ｚ方向の強度向上には繋がらない。
また繊維状物質を含有させた樹脂粉末を用いて造形しても、樹脂粉末が積層される際、特に方向性を持たずランダムな方向に配置されるため、繊維状物質の配向方向もランダムな方向を向いて造形される。したがって、立体造形物全体としては強度の向上が期待できるが、例えば、ある特定の方向の強度を向上させた立体造形物の提供は困難である。
本発明者らは、検討を重ねた結果、例えば、ある特定方向の強度を高めるために使用することができる繊維状物質を含有する樹脂粒子として、以下の構成の樹脂粒子が有効であることを見出した。
さらに、この樹脂粒子を立体造形物を製造する材料である立体造形用樹脂粒子として使用すれば、立体造形物のある特定の方向の強度、特に立体造形物を構成する造形層の高さ方向（Ｚ方向）の強度を向上させることができることがわかった。
【０００８】
（樹脂粒子）
本発明の樹脂粒子は、繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子である。
樹脂粒子における繊維状物質の配向方向は同じ方向に揃っており、繊維状物質は、柱状の樹脂粒子の軸方向に配向している。
樹脂粒子は、繊維状物質と樹脂とを含有し、さらに必要に応じてその他の成分を含有する。
樹脂粒子の製造方法についての詳しい説明は後述するが、本発明では、例えば、次のようにして繊維状物質が、柱状の樹脂粒子の軸方向に配向している。
樹脂と繊維状物質とを含有する樹脂粒子用形成材料を繊維状に延伸する。すると、樹脂繊維が延伸方向に配向する。それに伴い、樹脂中の繊維状物質も樹脂繊維に沿って配向する。これにより、繊維状物質は、柱状の樹脂粒子の軸方向に配向する。
ここで、柱状の樹脂粒子の軸方向とは、柱状形状を形成するために、樹脂を延伸した方向に対応している。
【０００９】
繊維状物質が柱状の樹脂粒子の軸方向に配向している本発明の樹脂粒子は、この特徴ゆえ、機能や特性の異方性が付与された樹脂粒子となる。
ここで、機能や特性の異方性を有するとは、例えば、Ｚ方向とＸＹ方向で化学的、物理的な性質が異なることをいう。より具体的には、Ｚ方向とＸＹ方向で異なる機械的強度を示す、あるいは金属系繊維物質であれば、Ｚ方向とＸＹ方向で異なる電気伝導性や熱伝導性を示すなどをいう。
この特徴を利用し、例えば、本発明の樹脂粒子は、ある特定方向の強度を高めるという目的で使用することができる。
【００１０】
＜樹脂粒子の適用分野＞
本発明の樹脂粒子の適用分野は特に制限はなく、どのような分野にも使用可能であるが、より好ましい態様として、立体造形物を製造する材料である立体造形用樹脂粒子として使用することが挙げられる。
本発明の樹脂粒子は、立体造形用樹脂粒子として使用する他、例えば、表面収縮剤、スペーサー、滑剤、塗料、砥石、添加剤、二次電池セパレーター、食品、化粧品、衣服等において使用することができる。さらに、自動車、精密機器、半導体、航空宇宙、医療等の分野において用いられる材料や金属代替材料としても使用することができる。
【００１１】
＜柱状の形状＞
柱状とは柱体の形状をいう。
柱状形状は、例えば、ＳＥＭ（日本電子株式会社製走査電子顕微鏡ＪＳＭ−７８００ＦＰＲＩＭＥ）を用いて１５０倍の倍率で写真撮影したＳＥＭ画像中の樹脂粒子において、以下のように判定される。
第一の面と、第二の面と、側面と、を有し、且つＳＥＭで観察される範囲において第一の面、及び第二の面の外周領域の全てが側面に沿って延伸した形状を有するものとする。
樹脂粒子の形状が、柱体であることにより、例えば、本発明の樹脂粒子を立体造形用樹脂粒子として使用する場合に、造形層を形成するときに、樹脂粒子を隙間なく詰めることができ、得られる立体造形物の強度を向上させることができる。
柱体としては、向かい合う面を有することが好ましい。向かい合う面は傾斜がついていてもよいが、例えば、生産性や立体造形物の製造に適用した際における立体造形時の安定性の観点から、平行で互いに傾斜がついていないものがより好ましい。なお、柱体は、角部の平滑化処理などがなされることで、樹脂粒子の流動性をさらに向上させてもよい。
【００１２】
柱状の形状例を図９に示す。
図９は、柱体の一例を示す写真である。なお、図９は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）観察による写真である。
図９に示すように、柱体２１は、第一の面２２と、第二の面２３と、側面２４とを有する。第一の面２２は、第一の対向面２２ａと、側面２４に沿って延伸した形状である第一の面の外周領域２２ｂと、を有する。第一の面の外周領域２２ｂは、曲面を介して第一の対向面２２ａと連続する面であり、第一の対向面２２ａと略直交する。第二の面２３は、第一の対向面２２ａと対向する第二の対向面２３ａと、側面２４に沿って延伸した形状である第二の面の外周領域２３ｂと、を有する。第二の面の外周領域２３ｂは、曲面を介して第二の対向面２３ａと連続する面であり、第二の対向面２３ａと略直交する。側面２４は、第一の面２２、及び第二の面２３に隣接する。また、側面２４上に、第一の面の外周領域２２ｂ、及び第二の面の外周領域２３ｂが延伸している。
なお、第一の面の外周領域２２ｂおよび第二の面の外周領域２３ｂ（以降、「外周領域」とも称する）の形状は、側面２４とＳＥＭ画像上で区別可能な形状であればよく、外周領域の一部が側面２４と一体化している形状、外周領域が側面２４と接している形状、及び外周領域と側面２４との間に空間が存在する形状等を含む。また、第一の面の外周領域２２ｂおよび第二の面の外周領域２３ｂは、側面２４の面方向と略同一の面方向となるように設けられていることが好ましい。
なお、図９に示すように、第一の面の外周領域２２ｂおよび第二の面の外周領域２３ｂは、側面２４に沿って延伸してなり、側面２４上に位置する。また、第一の面の外周領域２２ｂおよび第二の面の外周領域２３ｂと、側面２４と、の接続領域近辺を覆う第一の面および第二の面の特徴的な構造は、ボトルキャップ形状とも称する。
【００１３】
また、例えば、略円柱体の樹脂粉末において、底面と上面を有する柱体形状を有するが、嵩密度を高めるため、頂点を持たないことが好ましい。頂点とは、柱体の中に存在する角の部分をいう。
柱体粒子の形状について、図１０Ａから図１０Ｉを用いて説明する。図１０Ａは、円柱体の一例を示す概略斜視図である。図１０Ｂは、図１０Ａの円柱体の側面図である。図１０Ｃは、円柱体の端部に頂点を持たない形状の一例を示す側面図である。図１０Ｄから図１０Ｉは、いずれも円柱体の端部に頂点を持たない形状の他の一例を示す側面図である。
【００１４】
図１０Ａに示す円柱体を、側面から観察すると、図１０Ｂに示すように長方形の形状を有しており、角の部分、すなわち、頂点が４箇所存在する。この端部に頂点を持たない形状の一例が図１０Ｃから図１０Ｉである。柱体粒子の頂点の有無の確認は、柱体粒子の側面に対する投影像から判別することができる。例えば、柱体粒子の側面に対して走査型電子顕微鏡（装置名：Ｓ４２００、株式会社日立製作所製）等を用いて観察し、二次元像として取得する。この場合、投影像は４辺形となり、各々隣り合う２辺によって構成される部位を端部とすると、隣り合う２つの直線のみで構成される場合は、角が形成され頂点を持つことになり、図１０Ｃから図１０Ｉのように端部が円弧によって構成される場合は端部に頂点を持たないことになる。
【００１５】
本発明においては、柱状の樹脂粒子の軸方向に垂直な方向に形成されている樹脂粒子の面を樹脂粒子の底面とする。また、底面と底面に向かい合う面との距離を樹脂粒子の高さとする。ここで、底面は、柱状の樹脂粒子の軸方向に対し略垂直な方向で形成されていれば、厳密に垂直でなくてもよい。例えば、略垂直とは、９０°±３０°程度をいう。
底面の形状としては、特に制限はなく、例えば、以下で記載するように、略円形、略角形などが挙げられる。また、略円形は、略真円形であっても、略楕円形であってもよい。
本発明においては、底面において直径又は長径に相当する直線を最大径という。例えば、略真円形における直径、略楕円形における長径、略四角形における長辺をいう。
柱状形状であるか否かは、例えば、ＳＥＭ（日本電子株式会社製走査電子顕微鏡ＪＳＭ−７８００ＦＰＲＩＭＥ）を用いて１５０倍の倍率で写真撮影したＳＥＭ画像中の樹脂粒子の観察から、判定できる。
なお、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の倍率は樹脂粒子の大きさにより適宜変更可能である。
柱状の樹脂粒子の最大径や高さは、柱状の樹脂粒子を、例えば、１００個観察した時の平均値として求めることができる。
【００１６】
−略柱体形状−
柱体の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、略円柱、略角柱などの立体形状が挙げられる。例えば、本発明の樹脂粒子を立体造形用樹脂粒子として使用する場合には、立体造形用樹脂粒子を成膜した際に粉末の充填密度が高いほうが、立体造形物の強度も高くなるため、樹脂粒子の形状は、略円柱、略角柱の形状であることが好ましい。
樹脂粒子の形状が特に略円柱形状、あるいは略角柱形状である場合について、以下説明する。
略円柱の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、第一の対向面と第二の対向面の形状が略真円である略真円柱体、略楕円である略楕円柱体などが挙げられる。これらの中でも、略真円柱体が好ましい。なお、略円柱体の円部分は、一部が欠けていてもよい。また、略円とは、長径と短径との比（長径／短径）が、１以上１０以下であるものを意味する。
第一の対向面と第二の対向面の面積の大きさが多少ずれていてもよいが、大きい面と小さい面との円の直径の比（大きい面／小さい面）としては、１．５倍以下が好ましく、形が統一されている方が密度を詰めることができる点から、１．１倍以下がより好ましい。
略円柱体の直径としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。なお、略円柱体の円形部分が略楕円形である場合は、直径とは、長径を意味する。
略円柱体の高さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。
略角柱の底面における長辺の長さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。
略角柱の高さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５μｍ以上５００μｍ以下が好ましい。
柱体の底面と底面に向き合う面との距離（高さ）を形成する辺は、切断時に樹脂が軟化し、つぶれた状態（例えば、円柱形ではたる型）も本発明の範囲に含まれるが、弧を描くもの同士で空間を空けてしまうため、粉末を密に詰めることができる点から、辺が直線状になっているものが好ましい。
【００１７】
＜樹脂粒子の樹脂成分＞
樹脂粒子の樹脂成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、本発明の樹脂粒子を立体造形用樹脂粒子として使用する場合には、立体造形用樹脂粒子における樹脂粒子の樹脂としては、熱可塑性樹脂を用いることができる。
熱可塑性樹脂とは、熱をかけると可塑化し溶融するものをいう。熱可塑性樹脂の中でも、結晶性樹脂を用いることができる。結晶性樹脂は、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）の測定した場合に、融解ピークを有するものを意味する。
【００１８】
結晶性樹脂としては、結晶制御された結晶性熱可塑性樹脂が好ましく、熱処理、延伸、結晶核材、超音波処理等、外部刺激の方法により、結晶サイズや結晶配向が制御されている結晶性熱可塑性樹脂がより好ましい。
【００１９】
結晶性熱可塑性樹脂の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、樹脂のガラス転移温度以上の温度で加熱し、結晶性を高めるアニーリング処理や、より結晶性を高めるために結晶核剤を添加し、その後アニーリング処理する方法がある。また、超音波を当てることにより結晶性を高めることや、溶媒に溶解しゆっくりと揮発させることにより結晶性を高める方法が挙げられる。さらにまた、外部電場印加処理による結晶性成長等の工程を経ること、もしくは、延伸することにより高配向、高結晶にしたものを粉砕、裁断等の加工を施す方法などが挙げられる。
【００２０】
アニーリングとしては、樹脂をガラス転移温度から５０℃高い温度にて３日間加熱し、その後、室温までゆっくりと冷却することにより行うことができる。
【００２１】
延伸としては、押し出し加工機を用いて、融点より３０℃以上高い温度にて撹拌しながら、繊維状に樹脂溶解液を伸ばす。この際、溶融液は、１倍以上１０倍以下程度に延伸し繊維にする。延伸は、樹脂ごと溶融粘度ごとに最大の延伸倍率を変えることができる。
【００２２】
超音波としては、グリセリン（東京化成工業株式会社製、試薬グレード）溶媒を樹脂に対して５倍ほど加えた後、融点より２０℃高い温度まで加熱し、超音波発生装置（ヒールシャー社製、ｕｌｔｒａｓｏｎｉｃａｔｏｒ  ＵＰ２００Ｓ）にて２４ｋＨｚ、振幅６０％での超音波を２時間与えることにより行うことができる。その後、室温にてイソプロパノールの溶媒で洗浄後、真空乾燥することが好ましい。
【００２３】
外部電場印加処理としては、樹脂をガラス転移温度以上にて過熱した後に６００Ｖ／ｃｍの交流電場（５００ヘルツ）を１時間印加した後にゆっくりと冷却することにより行うことができる。
【００２４】
立体造形用樹脂粒子として使用する際、例えば、ＰＢＦ方式では、結晶層変化についての温度幅（温度窓）が大きな方が、立体造形物作製時の反り返りを抑制できるために好ましい。結晶層変化は、融解開始温度と冷却時の再結晶点間の差が大きな樹脂粉末の方が、造形性がよくなるため、より差がある方が好ましい。
【００２５】
＜＜樹脂粒子の樹脂の種類＞＞
樹脂粒子を構成する樹脂としては、上述したように、特に限定されないが、例えば、立体造形用樹脂粒子として使用する場合は、熱可塑性樹脂のうち、結晶性樹脂を用いることが好ましい。
結晶性樹脂の種類としては、例えば、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリフェニレンスルフィド、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアセタール（ＰＯＭ、融点：１７５℃）、ポリイミド、フッ素樹脂等のポリマーなどが挙げられる。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して使用してもよい。
熱可塑性樹脂には、上記ポリマー以外に、難燃化剤や可塑剤、熱安定性添加剤や結晶核剤等の添加剤、非結晶性樹脂等のポリマー粒子を含んでいてもよい。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用して使用してもよい。
【００２６】
前記ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン（ＰＰ、融点：１８０℃）などが挙げられる。
前記ポリアミドとしては、例えば、ポリアミド４１０（ＰＡ４１０）、ポリアミド６（ＰＡ６）、ポリアミド６６（ＰＡ６６、融点：２６５℃）、ポリアミド６１０（ＰＡ６１０）、ポリアミド６１２（ＰＡ６１２）、ポリアミド１１（ＰＡ１１）、ポリアミド１２（ＰＡ１２）；半芳香族性のポリアミド４Ｔ（ＰＡ４Ｔ）、ポリアミドＭＸＤ６（ＰＡＭＸＤ６）、ポリアミド６Ｔ（ＰＡ６Ｔ）、ポリアミド９Ｔ（ＰＡ９Ｔ、融点：３００℃）、ポリアミド１０Ｔ（ＰＡ１０Ｔ）などが挙げられる。これらの中でも、ＰＡ９Ｔは、ポリノナメチレンテレフタルアミドとも呼ばれ、炭素が９つのジアミンにテレフタル酸モノマーから構成され、一般的にカルボン酸側が芳香族であるため半芳香族と呼ばれる。さらには、ジアミン側も芳香族である全芳香族としてｐ−フェニレンジアミンとテレフタル酸モノマーとからできるアラミドと呼ばれるものも本発明のポリアミドに含まれる。
前記ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ、融点：２６０℃）やポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ、融点：２１８℃）、ポリ乳酸（ＰＬＡ）などが挙げられる。耐熱性を付与するため一部テレフタル酸やイソフタル酸が入った芳香族を含むポリエステルも本発明に好適に用いることができる。
前記ポリエーテルとしては、例えば、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ、融点：３４３℃）、ポリエーテルケトン（ＰＥＫ）、ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）、ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ）、ポリエーテルエーテルケトンケトン（ＰＥＥＫＫ）、ポリエーテルケトンエーテルケトンケトン（ＰＥＫＥＫＫ）などが挙げられる。前記ポリエーテル以外にも、結晶性ポリマーであればよく、例えば、ポリアセタール、ポリイミド、ポリエーテルスルフォンなどが挙げられる。ＰＡ９Ｔのように融点ピークが２つあるものを用いてもよい。
【００２７】
＜繊維状物質＞
繊維状物質としては、例えば、セルロース系繊維、たんぱく質系繊維、鉱物系繊維、金属系繊維、炭素系繊維、珪酸塩系繊維、高分子系繊維等が挙げられる。
【００２８】
＜その他の成分＞
また、柱状の樹脂粒子には、任意の流動化剤、粒度化剤、強化剤、酸化防止剤等を含有していてもよい。流動化剤の含有量としては、樹脂粒子表面上を覆うために十分な量であればよく、例えば、柱状の樹脂粒子に対して、０．１質量％以上１０質量％以下が好ましい。流動化剤としては、１０μｍ未満の体積平均粒径を有する粒状無機材料を好適に用いることができる。
【００２９】
＜柱状の樹脂粒子の好ましい態様＞
本発明の樹脂粒子の好ましい態様としては、下記第１の樹脂粒子、または下記第２の樹脂粒子が挙げられる。
本発明において、第１の樹脂粒子とは、軸方向に垂直な方向に形成されている樹脂粒子の面を樹脂粒子の底面とし、底面と底面に向かい合う面との距離を樹脂粒子の高さとした場合に、樹脂粒子の底面における最大径が樹脂粒子の高さより大きい樹脂粒子をいう。
第１の樹脂粒子の好ましい態様としては、最大径に対する高さの比（高さ／最大径）が０．０５倍以上０．７倍以下の樹脂粒子が挙げられる。
一方、本発明において、第２の樹脂粒子とは、樹脂粒子の高さが樹脂粒子の底面における最大径より大きい樹脂粒子をいう。
第２の樹脂粒子の好ましい態様としては、最大径に対する高さの比（高さ／最大径）が１．１倍以上１５倍以下の樹脂粒子が挙げられる。
【００３０】
＜立体造形物の製造への適用：立体造形用樹脂粒子としての使用＞
上記本発明の樹脂粒子は、立体造形物を製造する材料である立体造形用樹脂粒子として使用することが好ましい。
立体造形用樹脂粒子としては、上述した第１の樹脂粒子または第２の樹脂粒子を用いるのがより好ましい。
本発明の立体造形用樹脂粒子の好ましい態様としては、上述した第１の樹脂粒子からなる第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子からなる第２の樹脂粒子群とを有する。
本発明の立体造形用樹脂粒子は、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを含んでいれば、その保管や使用形態は問わない。例えば、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを混在させずに、それぞれ別々に第１の樹脂粒子群からなる立体造形用樹脂粒子と第２の樹脂粒子群からなる立体造形用樹脂粒子という形態で保管し、それぞれ別々に使用してもよい。あるいは、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを混合させて、両樹脂粒子群が混合された立体造形用樹脂粒子という形態で使用してもよい。
【００３１】
＜＜第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群＞＞
本発明の立体造形用樹脂粒子は、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とからなる樹脂粒子群を有するのが好ましい。
第１の樹脂粒子群は、樹脂粒子の底面における最大径が樹脂粒子の高さより大きい樹脂粒子からなる。第２の樹脂粒子群は、樹脂粒子の高さが樹脂粒子の底面における最大径より大きい樹脂粒子からなる。
樹脂粒子の底面における最大径が樹脂粒子の高さより大きい、第１の樹脂粒子群に属する樹脂粒子は、例えば、図１の模式図で示される。第１の樹脂粒子群に属する樹脂粒子は、図１で示すように、重力的に自然に、柱体の底面が下になるため、繊維状物質は、高さ方向（Ｚ方向）に配向されている。このため、この柱状の樹脂粒子を成膜して形成した硬化層を積層し立体造形物を造形する場合、繊維状物質は、積層する高さ方向（Ｚ方向）に揃っている。これにより、立体造形物を構成する造形層の高さ方向（Ｚ方向）の強度を向上させることができる。
【００３２】
樹脂粒子の高さが樹脂粒子の底面における最大径より大きい、第２の樹脂粒子群に属する樹脂粒子は、例えば、図２の模式図で示される。第２の樹脂粒子群に属する樹脂粒子は、図２で示すように、重力的に自然に、柱体は横に倒れ、柱体の側面が下になるため、繊維状物質は、面に平行な方向（ＸＹ方向）に配向されている。このため、この柱状の樹脂粒子を成膜して形成した硬化層を積層し立体造形物を造形する場合、繊維状物質は、積層する面に平行な方向（ＸＹ方向）に揃っている。これにより、立体造形物を構成する造形層の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）の強度を向上させることができる。
【００３３】
第１の樹脂粒子群の樹脂粒子は、最大径に対する高さの比（高さ／最大径）が０．０５倍以上０．７倍以下の樹脂粒子であることが好ましい。
０．７倍以下であれば、繊維状物質を、積層する高さ方向（Ｚ方向）に配向させたい場合に、積層する面に平行な方向（ＸＹ方向）に配向させる場合と明確に差をつけることができる。
第２の樹脂粒子群の樹脂粒子は、最大径に対する高さの比（高さ／最大径）が１．１倍以上１５倍以下の樹脂粒子であることが好ましい。
１．１倍以上であれば、繊維状物質を、積層する面に平行な方向（ＸＹ方向）に配向させたい場合に、積層する高さ方向（Ｚ方向）に配向させる場合と明確に差をつけることができる。
【００３４】
柱状の樹脂粒子の最大径や高さは、以下のようにして求めることができる。
例えば、ＳＥＭ（日本電子株式会社製走査電子顕微鏡ＪＳＭ−７８００ＦＰＲＩＭＥ）を用いて１５０倍の倍率で写真撮影したＳＥＭ画像中の立体造形用樹脂粒子における樹脂粒子の観察から、測定する。
最大径及び高さは、柱状の樹脂粒子１００個の測定結果をもとに、その平均値として求める。
【００３５】
上述したように、本発明の立体造形用樹脂粒子は、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを含んでいれば、その保管や使用形態は問わない。例えば、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを混在させずに、それぞれ別々に第１の樹脂粒子群からなる立体造形用樹脂粒子と第２の樹脂粒子群からなる立体造形用樹脂粒子という形態で保管し、それぞれ別々に使用してもよい。
第１の樹脂粒子群に属する樹脂粒子は、図３で示すように、繊維状物質の配向方向が、硬化層を積層する際の積層する高さ方向（Ｚ方向）に揃っている。
第２の樹脂粒子群に属する樹脂粒子は、図４で示すように、繊維状物質の配向方向が、硬化層を積層する際の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）に揃っている。
また、本発明の立体造形用樹脂粒子は、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを混合させて、両樹脂粒子群が混合された立体造形用樹脂粒子という形態で使用してもよい。
両樹脂粒子群が混合された立体造形用樹脂粒子は、図５で示すように、繊維状物質の配向方向が、Ｚ方向とＸＹ方向とのいずれかに揃っている。
この場合、第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを混合割合を変えることにより、立体造形物を構成する、造形層の高さ方向（Ｚ方向）の強度を向上させるか、造形層の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）の強度を向上させるか、適宜調整することができる。
尚、造形層の高さ方向（Ｚ方向）の強度を向上させたい場合には、第１の樹脂粒子群を多くし、第２の樹脂粒子群は、第１の樹脂粒子群に対し、例えば、１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下に抑えるとよい。このように繊維状物質がＺ方向に配向している第１の樹脂粒子群を多く用いて造形することで、得られた立体造形物は、造形層の高さ方向（Ｚ方向）の強度が高いものとなる。
また、造形層の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）の強度を向上させたい場合には、第２の樹脂粒子群を多くし、第１の樹脂粒子群は、第２の樹脂粒子群に対し、例えば、１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下に抑えるとよい。このように繊維状物質がＸＹ方向に配向している第２の樹脂粒子群を多く用いて造形することで、得られた立体造形物は、造形層の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）の強度が高いものとなる。
【００３６】
＜＜柱状の樹脂粒子の割合＞＞
本発明の立体造形用樹脂粒子は、上記繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子（第１の樹脂粒子及び第２の樹脂粒子）を含んでいればよく、必要に応じて、繊維状物質を含有しない柱状の樹脂粒子や、非柱状、いわゆる不定形の樹脂粒子等を含んでもよい。
立体造形用樹脂粒子に含まれる上記繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子の含有量（個数基準）は、立体造形用樹脂粒子に対して５０質量％以上であることが好ましく、７０質量％以上であることがより好ましい。
柱状の樹脂粒子の含有量の具体的な算出方法は、次の手順で行われる。
ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用い１５０倍の倍率で写真撮影し、撮影して得た画像から立体造形用樹脂粒子の個数および柱状の樹脂粒子の個数を求め、柱体の樹脂粒子の個数を立体造形用樹脂粒子の個数で除算して１００を乗算することで算出する。
なお、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）の倍率は立体造形用樹脂粒子の大きさにより適宜変更可能である。また、ＳＥＭ画像から立体造形用樹脂粒子の個数および柱状の樹脂粒子の個数を求める際、本発明では、立体造形用樹脂粒子および柱状の樹脂粒子における最長部が５μｍ以上であるもののみ、個数を数える対象とする。また、柱状の樹脂粒子の含有量を算出する際における立体造形用樹脂粒子の個数は１００個以上であるとする。
【００３７】
＜＜立体造形用樹脂粒子の物性＞＞
本発明の立体造形用樹脂粒子は、下記（１）〜（３）から選択される少なくとも１種を満たすことが好ましい。
（１）示差走査熱量測定において、ＩＳＯ  ３１４６に準拠して、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をＴｍｆ１とし、その後、１０℃／ｍｉｎにて、−３０℃以下まで降温し、さらに、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度をＴｍｆ２としたときに、Ｔｍｆ１＞Ｔｍｆ２となる。なお、吸熱ピークの融解開始温度は、融点での吸熱が終了した後に、熱量の一定となった所から低温側へｘ軸に対して平行な直線を引き、直線から−１５ｍＷ下がった時点での温度である。
（２）示差走査熱量測定において、ＩＳＯ  ３１４６に準拠して、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量から求められる結晶化度をＣｄ１とし、その後、１０℃／ｍｉｎにて、−３０℃以下まで降温し、さらに、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量から求められる結晶化度をＣｄ２としたときに、Ｃｄ１＞Ｃｄ２となる。
（３）Ｘ線回折測定により得られる結晶化度をＣｘ１とし、窒素雰囲気下１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温し、その後、１０℃／ｍｉｎにて、−３０℃以下まで降温し、さらに、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときのＸ線回折測定により得られる結晶化度をＣｘ２としたときに、Ｃｘ１＞Ｃｘ２となる。  上記（１）〜（３）は、同一の立体造形用樹脂粒子について、異なる視点から特性を規定したものであり、上記（１）〜（３）は互いに関連している。
【００３８】
［条件（１）の示差走査熱量測定による溶解開始温度の測定方法］
条件（１）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による溶解開始温度の測定方法としては、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳ  Ｋ７１２１）の測定方法に準じて、示差走査熱量測定装置（例えば、株式会社島津製作所製、ＤＳＣ−６０Ａ等）を使用し、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度（Ｔｍｆ１）を測定する。その後、１０℃／ｍｉｎにて、−３０℃以下まで降温し、さらに、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークの融解開始温度（Ｔｍｆ２）を測定する。なお、吸熱ピークの融解開始温度は、融点での吸熱が終了した後に、熱量の一定となった所から低温側へｘ軸に対して平行な直線を引き、直線から−１５ｍＷ下がった時点での温度である。
［条件（２）の示差走査熱量測定による結晶化度の測定方法］
条件（２）の示差走査熱量測定（ＤＳＣ）による結晶化度の測定方法としては、ＩＳＯ  ３１４６（プラスチック転移温度測定方法、ＪＩＳＫ７１２１）に準拠して、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量（融解熱量）を測定し、完全結晶熱量に対する融解熱量から結晶化度（Ｃｄ１）を求めることができる。その後、１０℃／ｍｉｎにて、−３０℃以下まで降温し、さらに、１０℃／ｍｉｎにて、融点より３０℃高い温度まで昇温したときの吸熱ピークのエネルギー量を測定し、完全結晶熱量に対する融解熱量から結晶化度（Ｃｄ２）を求めることができる。
［条件（３）のＸ線解析装置による結晶化度の測定方法］
条件（３）のＸ線解析装置による結晶化度の測定方法としては、二次元検出器を有するＸ線解析装置（例えば、Ｂｒｕｋｅｒ社、Ｄｉｓｃｏｖｅｒ８等）を使用し、室温にて２θ範囲を１０〜４０に設定し、得られた粉末をガラスプレート上に置き、結晶化度を測定（Ｃｘ１）することができる。次に、ＤＳＣ内において、窒素雰囲気化にて１０℃／ｍｉｎで加熱し、融点より３０℃高い温度まで昇温し、１０分間保温した後、１０℃／ｍｉｎ、−３０℃まで冷却後のサンプルを室温に戻し、Ｃｘ１と同様にして、結晶化度（Ｃｘ２）を測定することができる。
【００３９】
＜＜立体造形用樹脂粒子の用途＞＞
本発明の立体造形用樹脂粒子は、粒度、粒度分布、熱移動特性、溶融粘度、嵩密度、流動性、溶融温度、及び再結晶温度のようなパラメータについて適切なバランスを有する。したがって、ＳＬＳ方式、ＳＭＳ方式、ＨＳＳ方式、ＭＪＦ方式（Ｍｕｌｔｉ  Ｊｅｔ  Ｆｕｓｉｏｎ）、又はＢＪ法などの樹脂粉末を用いた各種立体造形方法において好適に使用される。
【００４０】
＜樹脂粒子の製造方法＞
本発明の樹脂粒子を製造する製造方法は、延伸工程と、樹脂粒子形成工程とを含む。
さらに樹脂粒子形成工程が、第１の樹脂粒子製造工程、及び第２の樹脂粒子製造工程の少なくともいずれかの工程を含むとより好ましい。
延伸工程は、樹脂と繊維状物質とを含有する樹脂粒子用形成材料を繊維状に延伸する工程である。
樹脂粒子形成工程は、延伸工程により得られた繊維状の樹脂粒子用形成材料を柱状の樹脂粒子を形成するように裁断して、柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向した柱状の樹脂粒子を形成する工程である。
第１の樹脂粒子製造工程は、樹脂粒子形成工程において、裁断幅を調整することにより、樹脂粒子の底面における最大径が樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子を製造する工程である。
第２の樹脂粒子製造工程は、樹脂粒子形成工程において、裁断幅を調整することにより、樹脂粒子の高さが樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子を製造する工程である。
【００４１】
以下、樹脂粒子の製造方法について、さらに詳しく説明する。
延伸工程では、樹脂と繊維状物質とを含有する樹脂粒子用形成材料からなる樹脂溶液を延伸する。延伸された樹脂繊維に沿って樹脂中の繊維状物質も同一方向に配向する。このようにして延伸することで、繊維状の樹脂粒子用形成材料を得る。
図６に、繊維状物質を含有する樹脂を延伸することによって、繊維状物質の配向方向が同一方向に配向する様子を示す。
次に、この形成された繊維状の樹脂粒子用形成材料を裁断し、柱状の樹脂粒子を得る。この裁断する際に、裁断幅を変えて裁断する。それにより、柱状の樹脂粒子の最大径に対する高さの比（高さ／最大径）が異なる少なくとも２つの樹脂粒子群（第１の樹脂粒子からなる第１の樹脂粒子群及び第２の樹脂粒子からなる第２の樹脂粒子群）を得る。
図７にカット長を短く設定して作製した第１の樹脂粒子群に属する柱状の樹脂粒子の写真を示す。また、図８にカット長を長く設定して作製した第２の樹脂粒子群に属する柱状の樹脂粒子の写真を示す。
尚、裁断する工程では、形成された繊維状の樹脂粒子用形成材料を、複数まとめて、一つに束ね一体化（一本化）し、この一体化された状態の繊維状の樹脂粒子用形成材料に対して裁断を行なってもよい。安定して裁断を行うには、繊維状の樹脂粒子用形成材料を幾つかまとめて一体化させた状態で裁断する方が好ましい。
【００４２】
延伸工程では、例えば、押し出し加工機を用い、予め樹脂と繊維状物質を乾式混合し、融点より３０℃以上高い温度にて撹拌しながら、繊維状に樹脂溶解液を伸ばすことが好ましい。樹脂溶解液は、１倍以上１０倍以下に延伸し繊維化することが好ましく、２倍以上６倍以下に延伸し繊維化することがより好ましい。延伸の倍率が低いと繊維状物質の方向性を揃わせるのが難しくなる。延伸倍率が高すぎると延伸時に樹脂繊維が切れることがある。この時、押出し加工機のノズル口の形状により繊維断面の形状を決めることができる。例えば、断面を円形形状とする場合は、ノズル口も円形形状であることが好ましい。なお、この工程により、樹脂粒子中の繊維状物質の方向が揃い、樹脂の結晶性も制御することができる。
【００４３】
樹脂粒子形成工程において、繊維状の樹脂粒子用形成材料を一体化して裁断する際は、例えば、以下のようにして行う。
繊維状の樹脂粒子用形成材料を同方向に複数並べて配置して一体化させる。一体化させる方法としては、加熱しながら加圧することでシート状に一体化させる方法、繊維に水を付与して冷却し、氷中に繊維を固定して一体化させる方法などが挙げられるが、加熱しながら加圧することでシート状に一体化させる方法が好ましい。この一体化する工程により、繊維状の樹脂粒子用形成材料を固定化させることができる。加熱しながら加圧することでシート状に一体化させる場合、付加する熱は、用いる樹脂の種類により異なるが、融点以下であることが好ましく、また、融点より１００℃低い温度以上であることが好ましい。また、付加する圧力は、１０ＭＰａ以下であることが好ましい。なお、上記の熱、及び圧力は、次の裁断する工程を経ると一体化していた各繊維が分離する範囲であることが好ましい。また、「加熱しながら加圧する」とは、加熱する工程と加圧する工程を同時に行う場合が好ましいが、加熱する工程後、予熱が残っている状態において加圧する工程を後から行う場合など、加熱する工程と加圧する工程を同時に行わない場合であってもよい。また、一体化した繊維状の樹脂粒子用形成材料の形状はシート状に限らず、次の裁断する工程が適切に行われる範囲であれば特に形状は限定されない。また、繊維状の樹脂粒子用形成材料を複数並べる際の方向は、完全に同一の方向でなくても、略同一の方向であればよい。
なお、延伸工程により得られた繊維状の樹脂粒子用形成材料の断面形状が円形である場合、一体化する工程で加熱しながら加圧することで、繊維状の樹脂粒子用形成材料の一部又は全部が変形して断面形状が多角形となる場合がある。それにより、多角形の断面を有する一体化した繊維状の樹脂粒子用形成材料が作製される。
【００４４】
裁断する工程は、一体化工程で作製した一体化した繊維状の樹脂粒子用形成材料を連続的に裁断して裁断物である柱状の樹脂粒子を作製することが好ましい。裁断する手段としては、ギロチン方式といった上刃と下刃が共に刃物になっている裁断装置、押し切り方式と呼ばれる下側の板と上刃で裁断していく裁断装置、及びＣＯ２レーザー等を用いて裁断する裁断装置などを用いることができる。これら裁断装置を用いて、一体化した繊維状の樹脂粒子用形成材料を繊維状物質の配向方向と垂直な裁断面を有するように裁断することができる。なお、裁断装置のカット幅は、５．０μｍ以上３００．０μｍ以下であることが好ましい。ただしカット幅が狭くなると生産性が低下すると共に、樹脂粒子中に含まれる繊維状物質の繊維長も短くなるため、Ｚ方向の強度向上に寄与しなくなり好ましくない。また、裁断装置のカット速度は、特に制限はないが、１０ｓｐｍ（ｓｈｏｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）以上１，０００ｓｐｍ以下であることが好ましい。
【００４５】
裁断する工程では、一体化する工程で繊維状の樹脂粒子用形成材料をまとめ、繊維状物質の位置、方向を固定した状態で裁断を行うため、樹脂粒子の裁断幅、裁断方向を均一にすることが可能となる。それにより、均一な柱状の樹脂粒子を得ることができる。例えば、裁断する際、一体化する工程を含んでいないと、従来のように、繊維状の樹脂粒子用形成材料を可動式のクランプで固定して裁断手段に向かって移動させ裁断することになる。このようにして柱状の樹脂粒子を形成すると、繊維状の樹脂粒子用形成材料が十分に固定化されていないため、柱状の樹脂粒子の裁断幅、裁断方向にはばらつきが生じる。裁断幅、及び裁断方向がばらつくため、大きさや形状にばらつきのある柱状の樹脂粒子が生成されてしまう可能性もある。また、円柱状の樹脂を斜め方向に切断されたような、想定していない形状の柱状の樹脂粒子が生成されてしまう可能性もある。したがって、裁断する際は、繊維状の樹脂粒子用形成材料を一体化し、その後裁断するのがより好ましい。
尚、裁断方向のばらつきは少ない方が好ましく、切断角度としては７０°以上が好ましい。
【００４６】
（立体造形物の製造装置、製造方法）
上記本発明の樹脂粒子を立体造形用樹脂粒子として使用する具体的態様について、以下説明する。
本発明の立体造形物の製造装置は、上述した本発明の立体造形用樹脂粒子を用いて、該立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する装置である。
本発明の立体造形物の製造方法は、上述した本発明の立体造形用樹脂粒子を用いて、該立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する方法である。
尚、本発明の立体造形物の製造装置は、上述した本発明の立体造形用樹脂粒子が収容されている供給槽と、該供給槽から立体造形用樹脂粒子を供給する立体造形用樹脂粒子供給手段とを有する。
本発明の立体造形物の製造装置は、本発明の立体造形物の製造方法を実施することと同義であるので、本発明の製造装置の説明を通じて本発明の製造方法の詳細についても明らかにする。
本発明の立体造形物の製造装置は、立体造形物を造形する手段として、例えば、立体造形用樹脂粒子を含む層を形成する層形成手段と、層に電磁照射して溶融させる溶融手段と、を有する。層形成工程と溶融工程とを繰り返し立体造形物を造形する。尚、必要に応じて、本発明の立体造形物の製造装置は、その他の手段を有してもよい。
【００４７】
層形成手段としては、例えば、ローラ、ブレード、ブラシ等、又はこれらの組合せなどが挙げられる。
溶融手段としての電磁照射源としては、例えば、ＣＯ２レーザー、赤外照射源、マイクロウエーブ発生器、放射加熱器、ＬＥＤランプ等、又はこれらの組合せなどが挙げられる。
【００４８】
ここで、図１１を用いて、上記の立体造形用樹脂粒子を用いる立体造形物の製造装置について説明する。図１１は、本発明の一実施形態に係る立体造形物の製造装置を示す概略図である。
【００４９】
図１１に示すように、造形装置１は、立体造形用樹脂粒子（以下、造形用の樹脂粉末ともいう）Ｐを収容する収容手段の一例としての供給槽１１、供給槽１１に収容されている樹脂粉末Ｐを供給するローラ１２、ローラ１２によって供給された樹脂粉末Ｐが配され、レーザーＬが走査されるレーザー走査スペース１３、電磁線としてのレーザーＬの照射源である電磁照射源１８、及び電磁照射源１８によって照射されたレーザーＬをレーザー走査スペース１３の所定位置へ反射させる反射鏡１９を有する。また、造形装置１は、供給槽１１、及びレーザー走査スペース１３に収容される樹脂粉末Ｐをそれぞれ加熱するヒータ１１Ｈ，１３Ｈを有する。
【００５０】
反射鏡１９の反射面は、電磁照射源１８がレーザーＬを照射している間、３Ｄ(ｔｈｒｅｅ−ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ)モデルの２次元データに基づいて、移動する。３Ｄモデルの２次元データは、３Ｄモデルを所定間隔でスライスしたときの各断面形状を示す。これにより、レーザーＬの反射角度が変わることで、レーザー走査スペース１３のうち、２次元データによって示される部分に、選択的にレーザーＬが照射される。レーザーＬ照射位置の樹脂粉末は、溶融し、焼結して層を形成する。すなわち、電磁照射源１８は、樹脂粉末Ｐから造形物の各層を形成する層形成手段として機能する。
【００５１】
また、造形装置１の供給槽１１、及びレーザー走査スペース１３には、ピストン１１Ｐ，１３Ｐが設けられている。ピストン１１Ｐ，１３Ｐは、層の造形が完了すると、供給槽１１、及びレーザー走査スペース１３を、造形物の積層方向に対し上、又は下方向に移動させるように移動する。これにより、供給槽１１からレーザー走査スペース１３へ、新たな層の造形に用いられる新たな樹脂粉末Ｐを供給することが可能になる。
【００５２】
造形装置１は、反射鏡１９によってレーザーの照射位置を変えることにより、樹脂粉末Ｐを選択的に溶融させるが、本発明はこのような実施形態に限定されない。本発明の樹脂粉末は、選択的マスク焼結(ＳＭＳ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｍａｓｋ  Ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ)方式の造形装置においても好適に用いられる。ＳＭＳ方式では、例えば、樹脂粉末の一部を遮蔽マスクによりマスクし、電磁線が照射され、マスクされていない部分に赤外線などの電磁線を照射し、選択的に樹脂粉末を溶融することにより造形する。ＳＭＳプロセスを用いる場合、樹脂粉末Ｐは、赤外吸収特性を増強させる熱吸収剤、又は暗色物質などを１種以上含有することが好ましい。熱吸収剤、又は暗色物質としては、カーボンファイバー、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、及びセルロースナノファイバーなどが例示される。ＳＭＳプロセスについては、例えば、米国特許第６，５３１，０８６号明細書に記載されているものを好適に用いることができる。
【００５３】
次に、本発明の立体造形物の製造方法の実施形態について、図１２〜図１３を用いて説明する。
図１２Ａ、図１２Ｂ、図１３Ａ、及び図１３Ｂは、立体造形物の製造方法を説明するための概念図である。
供給槽１１に収容された樹脂粉末Ｐは、ヒータ１１Ｈによって加熱される。供給槽１１の温度としては、樹脂粒子Ｐをレーザー照射により溶融するとき反り返りを抑制する点では、樹脂粒子Ｐの融点以下のなるべく高い温度が好ましいが、供給槽１１での樹脂粉末Ｐの溶融を防ぐ点では、樹脂粉末Ｐの融点より１０℃以上低いことが好ましい。図１２Ａに示すように、造形装置１のエンジンは、供給工程の一例として、ローラ１２を駆動して、供給槽１１の樹脂粉末Ｐをレーザー走査スペース１３へ供給して整地することで、１層分の厚さＴの粉末層を形成する。このとき樹脂粒子の形状、分布によって、図３、図４、あるいは図５のように積層される。レーザー走査スペース１３へ供給された樹脂粉末Ｐは、ヒータ１３Ｈによって加熱される。レーザー走査スペース１３の温度としては、樹脂粒子Ｐをレーザー照射により溶融するときに反り返りを抑制する点では、なるべく高い方が好ましいが、レーザー走査スペース１３での樹脂粉末Ｐの溶融を防ぐ点では、樹脂粉末Ｐの融点より５℃以上低温であることが好ましい。
【００５４】
造形装置１のエンジンは、３Ｄモデルから生成される複数の二次元データの入力を受け付ける。図１２Ｂに示すように、造形装置１のエンジンは、複数の二次元データのうち最も底面側の二次元データに基づいて、反射鏡１９の反射面を移動させつつ、電磁照射源１８からレーザーを照射させる。レーザーの出力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択されるが、１０ワット以上１５０ワット以下が好ましい。レーザーの照射により、粉末層のうち、最も底面側の二次元データによって示される画素に対応する位置の樹脂粉末Ｐが溶融する。レーザーの照射が完了すると、溶融した樹脂は硬化して、最も底面側の二次元データが示す形状の焼結層が形成される。
【００５５】
焼結層の厚みＴとしては、特に限定されないが、平均値として、１０μｍ以上が好ましく、５０μｍ以上がより好ましく、１００μｍ以上が更に好ましい。また、焼結層の厚みＴとしては、特に限定されないが、平均値として、５００μｍ未満が好ましく、３００μｍ未満がより好ましく、２００μｍ未満が更に好ましい。
【００５６】
図１３Ａに示すように、最も底面側の焼結層が形成されると、造形装置１のエンジンは、レーザー走査スペース１３に１層分の厚さＴの造形スペースが形成されるように、ピストン１３Ｐによりレーザー走査スペース１３を１層分の厚さＴ分降下させる。また、造形装置１のエンジンは、新たな樹脂粉末Ｐを供給可能とするため、ピストン１１Ｐを上昇させる。続いて、図１３Ａに示すように、造形装置１のエンジンは、ローラ１２を駆動して、供給槽１１の樹脂粉末Ｐをレーザー走査スペース１３へ供給して整地することで、１層分の厚さＴの粉末層を形成する。
【００５７】
図１３Ｂに示すように、造形装置１のエンジンは、複数の二次元データのうち最も底面側から２層目の二次元データに基づいて、反射鏡１９の反射面を移動させつつ、電磁照射源１８からレーザーを照射させる。これにより、粉末層のうち、最も底面側から２層目の二次元データによって示される画素に対応する位置の樹脂粉末Ｐが溶融する。レーザーの照射が完了すると、溶融した樹脂は硬化して、最も底面側から２層目の二次元データが示す形状の焼結層が、最も底面側の焼結層に積層された状態で形成される。
【００５８】
造形装置１は、上記の供給工程と、層形成工程と、を繰り返すことで、焼結層を積層させる。この焼結された造形層を積層し、複数の二次元データのすべてに基づく造形が完了すると、３Ｄモデルと同形状の立体造形物が得られる。
繊維状物質を含む柱状の樹脂粒子は、レーザーや赤外線など柱状の樹脂粒子を溶融するエネルギーを与えられることによって溶融し、積層間隔中にある他の柱状の樹脂粒子と溶融合着し、更には先に造形された下層の造形層と溶融合着する。このため、繊維状物質の配向している方向性をほぼ維持しながら、上層へと造形層が積層され造形が進行していく。
【００５９】
＜立体造形物の製造方法の具体的実施形態＞
立体造形物の製造方法として、好ましい実施形態を以下に説明する。
本発明の立体造形物の製造方法は、上述した本発明の立体造形用樹脂粒子を用いて、該立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する。
本発明の立体造形物の製造方法は、樹脂粒子における繊維状物質を、硬化層を積層する際の積層する高さ方向に揃えて造形する第１の造形工程を含む。
これにより、立体造形物を構成する造形層の高さ方向（Ｚ方向）の強度を向上させることができる。
さらに、本発明の立体造形物の製造方法は、樹脂粒子における繊維状物質を、硬化層を積層する際の積層面に平行な方向に揃えて造形する第２の造形工程を含むことが好ましい。
これにより、立体造形物を構成する造形層の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）の強度を向上させることができる。
【００６０】
＜立体造形物＞
立体造形物は、本発明の立体造形物の製造方法により好適に製造される。
その結果得られた本発明の立体造形物は、立体造形物内の繊維状物質の方向を観察した場合、以下の特徴を示す。
つまり、本発明の立体造形物は、第１の方向と、第１の方向に直交する第２の方向の２つの方向に配向している繊維状物質の割合が、立体造形物内の全繊維状物質に対して、９０％以上であり、より好ましくは、９５％以上である。
ここで、立体造形物内の繊維状物質の方向を観察は、収束イオンビームで断面を切り出しＳＥＭ観察で確認することができる。
観察する領域は、例えば、立体造形物に対し、ランダムに選んだ５０箇所の立体造形物の断面積を対象にする。
その領域において、繊維状物質の配向方向を観察する。第１の方向と、第２の方向との差は９０°である。それぞれの方向に対し±３０°は、同一方向の範囲内であるとする。
第１の方向と第２の方向とに配向している繊維状物質の数を測定し、また、それらの方向に該当しない繊維状物質の数も測定する。より具体的には、立体造形物の造形層を積層する高さ方向（Ｚ方向）と造形層の積層面に平行な方向（ＸＹ方向）とに配向している（±３０°以内の略Ｚ方向、略ＸＹ方向に配向しているものも含む）繊維状物質の数を測定する。また、Ｚ方向とＸＹ方向に該当しない方向に配向している繊維状物質の数も測定する。そして、立体造形物内の全繊維状物質に対する、第１の方向と第２の方向とに配向している繊維状物質の割合を求める。この割合は、観察した５０箇所の平均値で算出する。
尚、本発明では、第１の方向と第２の方向とに配向している繊維状物質の割合は、立体造形物からランダムに選んだ５０箇所の平均値を求めることにより、立体造形物全体の値としてみなすこととする。
【実施例】
【００６１】
以下、実施例を示して本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例により限定されるものではない。
【００６２】
（実施例１：第１の樹脂粒子群の作製）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を８５０質量部と、ガラスファイバーを１５０質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が６０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバーとしては、商品名：ＥＣＳ０３−１６７Ｓ（セントラルグラスファイバー株式会社製）、線径９μｍのガラスファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅３０μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例１の立体造形用樹脂粒子とした。実施例１の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径６０μｍ、高さ３０μｍであった。
【００６３】
（実施例２：第１の樹脂粒子群の作製）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を８５０質量部と、カーボンファイバーを１５０質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が４０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるカーボンファイバーとしては、商品名：ＸＮ-１００−０１Ｚ（日本グラファイトファイバー（株）製）、線径１０μｍのカーボンファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅２０μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例２の立体造形用樹脂粒子とした。実施例２の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径４０μｍ、高さ２０μｍであった。
【００６４】
（実施例３：第１の樹脂粒子群の作製）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を８５０質量部と、ガラスファイバーを１５０質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が１００μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバーとしては、商品名：ＥＣＳ０３−１６７Ｓ（セントラルグラスファイバー株式会社）、線径９μｍのガラスファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅８μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例３の立体造形用樹脂粒子とした。実施例３の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径１００μｍ、高さ８μｍであった。
【００６５】
（実施例４：第１の樹脂粒子群の作製）
実施例１において、カット幅４０μｍとなるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例４の立体造形用樹脂粒子を得た。実施例４の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径６０μｍ、高さ４０μｍであった。
【００６６】
（実施例５：第１の樹脂粒子群の作製）
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を７００質量部と、ガラスファイバーを３００質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が６０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂としては、商品名：ＨＴ  Ｐ２２ＰＦ（ＶＩＣＴＲＥＸ社製）、融点：３４３℃、ガラス転移温度：１４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバーとしては、商品名：ＥＣＳ０３−１６７Ｓ（セントラルグラスファイバー株式会社）、線径９μｍのガラスファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰａの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅３０μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例５の立体造形用樹脂粒子とした。実施例５の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径６０μｍ、高さ３０μｍであった。
【００６７】
（実施例６：第１の樹脂粒子群の作製）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を９００質量部と、ガラスファイバーを１００質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が１５０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバーとしては、商品名：ＥＣＳ０３−１６７Ｓ（セントラルグラスファイバー株式会社）、線径９μｍのガラスファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅６μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例６の立体造形用樹脂粒子とした。実施例６の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径１５０μｍ、高さ６μｍであった。
但し、実施例６の立体造形用樹脂粒子は、所望の柱状形状とならない場合も含まれており、柱状の樹脂粒子の作製精度は、他の実施例に比べると劣るものとなっていた。尚、下記表に示す結果は、所望の柱状形状となった樹脂粒子に対して行った。
【００６８】
（実施例７：第２の樹脂粒子群の作製）
実施例１において、カット幅４２０μｍとなるようにカット速度１５０ｓｐｍ（ｓｈｏｔｓ  ｐｅｒ  ｍｉｎｕｔｅ）となるように調整した以外は、実施例１と同様にして、実施例７の立体造形用樹脂粒子を得た。実施例７の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径６０μｍ、高さ４２０μｍであった。
【００６９】
（実施例８：第２の樹脂粒子群の作製）
実施例２において、カット幅２００μｍとなるように調整した以外は、実施例２と同様にして、実施例８の立体造形用樹脂粒子を得た。実施例８の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径４０μｍ、高さ２００μｍであった。
【００７０】
（実施例９：第２の樹脂粒子群の作製）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を８５０質量部と、ガラスファイバーを１５０質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が１００μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバーとしては、商品名：ＥＣＳ０３−１６７Ｓ（セントラルグラスファイバー株式会社製）、線径９μｍのガラスファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅１２５μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例９の立体造形用樹脂粒子とした。実施例９の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径１００μｍ、高さ１２５μｍであった。
【００７１】
（実施例１０：第２の樹脂粒子群の作製）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を９００質量部と、ガラスファイバーを１００質量部とを乾式混合した。その後、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が３０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。また、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバーとしては、商品名：ＥＣＳ０３−１６７Ｓ（セントラルグラスファイバー株式会社製）、線径９μｍのガラスファイバーを用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅４２０μｍとなるように調整して裁断した。これを実施例１０の立体造形用樹脂粒子とした。実施例１０の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径３０μｍ、高さ４２０μｍであった。
【００７２】
（実施例１１：第２の樹脂粒子群の作製）
実施例１０において、カット幅５２０μｍとなるように調整した以外は、実施例１０と同様にして、実施例１１の立体造形用樹脂粒子を得た。実施例１１の立体造形用樹脂粒子の柱状の樹脂粒子の大きさは、最大径３０μｍ、高さ５２０μｍであった。
【００７３】
（実施例１２：第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群との混合）
実施例１の立体造形用樹脂粒子と実施例７の立体造形用樹脂粒子を６０:４０の割合で混合し実施例１２の立体造形用樹脂粒子とした。
【００７４】
（実施例１３：第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群との混合）
実施例２の立体造形用樹脂粒子と実施例８の立体造形用樹脂粒子を７５:２５の割合で混合し実施例１３の立体造形用樹脂粒子とした。
【００７５】
（比較例１）
ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂を９００質量部用いて、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が６０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）樹脂としては、商品名：ノバデュラン５０２０（三菱エンジニアリングプラスチック株式会社製）、融点：２１８℃、ガラス転移温度：４３℃の樹脂を用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅６０μｍとなるように調整して裁断した。
この樹脂粉末８５０質量部に、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバー（商品名：セントラルグラスファイバー株式会社  ＥＣＳ０３−１６７Ｓ  線径９μｍ）１５０質量部を乾式混合して比較例１の立体造形用樹脂粒子とした。
【００７６】
（比較例２）
ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂を７００質量部用いて、融点より３０℃高い温度にて撹拌後、ノズル口が円形形状である押し出し加工機（株式会社日本製鋼所製）を用いて繊維状に立体造形用樹脂溶解液を伸ばした。繊維は４倍延伸させることで繊維径（直径）が６０μｍとなるように調整した。
ここで、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂としては、商品名：ＨＴ  Ｐ２２ＰＦ（ＶＩＣＴＲＥＸ社製）、融点：３４３℃、ガラス転移温度：１４３℃の樹脂を用いた。
その後、形成した繊維を同方向に並べて配置し、融点より５０℃低い温度で加熱しながら１０ＭＰaの圧力を付加することでシート状に一体化させた。なお、シート状に一体化した各繊維の断面形状は略多角形であった。更に、シート状に一体化させた繊維を、押し切り方式の裁断装置（株式会社荻野精機製作所製、ＮＪシリーズ１２００型）を用い、カット幅６０μｍとなるように調整して裁断した。
この樹脂粉末８５０質量部に、繊維状物質（繊維状フィラー）であるガラスファイバー（商品名：セントラルグラスファイバー株式会社  ＥＣＳ０３−１６７Ｓ  線径９μｍ）３００質量部を乾式混合して比較例２の立体造形用樹脂粒子とした。
【００７７】
（実施例１〜１３、比較例１〜２）
＜樹脂粒子の積層方向＞
各実施例、及び比較例で得られた立体造形用樹脂粒子を用いて、ＳＬＳ方式造形装置（株式会社リコー製、ＡＭ  Ｓ５５００Ｐ）の供給床中に得られた立体造形用樹脂粒子を加え、立体造形物の製造を行った。設定条件は、０．１５ｍｍの層平均厚みで造形層を形成した。積層された造形層中の柱状の樹脂粒子３００個の繊維の方向を確認した。
なお、繊維の方向は粉末粒子のカット面を基準に±４５°までを考慮してＺ方向の割合を判断した。
【００７８】
＜造形物の強度＞
次にＳＬＳ方式造形装置（株式会社リコー製、ＡＭ  Ｓ５５００Ｐ）の供給床中に得られた立体造形用樹脂粒子を加え、立体造形物の製造を行った。
設定条件は、０．１５ｍｍの層平均厚み、１０ワット以上１５０ワット以下のレーザー出力を設定し、０．１ｍｍのレーザー走査スペース、融点より−３℃の温度を部品床温度に使用した。ＳＬＳ方式造形装置にて、レーザー走査スペース１３の中心部に、ＸＹ平面方向（図１１におけるローラ１２が進行する平面方向）に長辺が向いた５個の引張試験標本（ＸＹ造形物）と、Ｚ軸方向（図１１におけるローラ１２が進行する平面に垂直な方向）に長辺が向いた５個の引張試験標本（Ｚ造形物）を造形した。各々の造形物の間隔は５ｍｍ以上である。引張試験標本は、ＩＳＯ（国際標準化機構）３１６７  Ｔｙｐｅ１Ａ  多目的犬骨様試験標本（標本は、８０ｍｍ長さ、４ｍｍ厚さ、１０ｍｍ幅の中心部分を有する）である。造形時間は、５０時間に設定した。
なお、引張試験における試験速度は、５０ｍｍ／分間にて一定とした。また、引張強度は、それぞれの引張試験標本について５回試験を行い、得られた測定値の平均値とした。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
実施例１から６に示すようにＺ方向の引張り強度は比較例１のＺ方向の引張り強度と比べて大きく向上している。実施例７から１０では繊維状物質が主としてＸＹ方向に配置されるため、ＸＹ方向の引張り強度が大きく向上している。実施例５では樹脂にＰＥＥＫを用いたが、樹脂の違いに関わらず、比較例２と比較してＺ方向の引張り強度は高い結果が得られた。実施例１２、１３は第１の樹脂粒子群と第２の樹脂粒子群とを混合して使用したが、Ｚ方向に揃う粒子の割合に応じてＺ方向の引張り強度が大きくなる結果となった。
尚、実施例１１の立体造形用樹脂粒子は、表１の結果で示すように、ＸＹ方向の強度は向上しているものの、粒子の大きさが５００μｍよりも大きいため造形物の端部において精度が他の実施例のものに比べると劣るものとなっていた。
【００８１】
本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
＜１＞  繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子であって、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向していることを特徴とする樹脂粒子である。
＜２＞  前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子である、前記＜１＞に記載の樹脂粒子である。
＜３＞  前記第１の樹脂粒子は、前記最大径に対する前記高さの比（高さ／最大径）が０．０５倍以上０．７倍以下である、前記＜２＞に記載の樹脂粒子である。
＜４＞  前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子は、前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子である、前記＜１＞に記載の樹脂粒子である。
＜５＞  前記第２の樹脂粒子は、前記最大径に対する前記高さの比（高さ／最大径）が１．１倍以上１５倍以下である、前記＜４＞に記載の樹脂粒子である。
＜６＞  前記樹脂粒子における樹脂成分が、ポリブチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリアセタール、及びポリエーテルエーテルケトンのいずれかから選択される、前記＜１＞から＜５＞のいずれかに記載の樹脂粒子である。
＜７＞  前記樹脂粒子は、立体造形物を製造する材料である立体造形用樹脂粒子として用いられる、前記＜１＞から＜６＞のいずれかに記載の樹脂粒子である。
＜８＞  繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子の製造方法であって、
樹脂と繊維状物質とを含有する樹脂粒子用形成材料を繊維状に延伸する延伸工程と、
前記延伸工程により得られた繊維状の樹脂粒子用形成材料を柱状の樹脂粒子を形成するように裁断して、前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向した柱状の樹脂粒子を形成する樹脂粒子形成工程と、
を含むことを特徴とする樹脂粒子の製造方法である。
＜９＞  前記樹脂粒子形成工程が、裁断幅を調整することにより、前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子を製造する第１の樹脂粒子製造工程、及び前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子を製造する第２の樹脂粒子製造工程の少なくともいずれかの工程を含む、前記＜８＞に記載の樹脂粒子の製造方法である。
＜１０＞  立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する立体造形物の製造装置であって、
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子からなる樹脂粒子群を有する立体造形用樹脂粒子が収容されている供給槽と、前記供給槽から前記立体造形用樹脂粒子を供給する立体造形用樹脂粒子供給手段とを有し、
前記立体造形用樹脂粒子は、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向しており、
前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子群と、前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子群とを含む、
ことを特徴とする立体造形物の製造装置である。
＜１１＞  立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する立体造形物の製造方法であって、
繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子からなる樹脂粒子群を有する立体造形用樹脂粒子を用いて立体造形物を造形する工程を含み、
前記立体造形用樹脂粒子は、
前記柱状の樹脂粒子の軸方向に繊維状物質が配向しており、
前記軸方向に垂直な方向に形成されている前記樹脂粒子の面を前記樹脂粒子の底面とし、前記底面と前記底面に向かい合う面との距離を前記樹脂粒子の高さとした場合に、
前記樹脂粒子の底面における最大径が前記樹脂粒子の高さより大きい第１の樹脂粒子群と、前記樹脂粒子の高さが前記樹脂粒子の底面における最大径より大きい第２の樹脂粒子群とを含む、
ことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜１２＞  立体造形用樹脂粒子の硬化層を積層して、立体造形物を造形する立体造形物の製造方法であって、
前記立体造形用樹脂粒子として、繊維状物質を含有する柱状の樹脂粒子からなる樹脂粒子群を有する立体造形用樹脂粒子を用いて立体造形物を造形する工程と、
前記樹脂粒子における繊維状物質を、前記硬化層を積層する際の積層する高さ方向に揃えて造形する第１の造形工程と、
を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
＜１３＞  さらに、前記樹脂粒子における繊維状物質を、前記硬化層を積層する際の積層面に平行な方向に揃えて造形する第２の造形工程を含む、前記＜１２＞に記載の立体造形物の製造方法である。
＜１４＞  繊維状物質を含有する立体造形物であって、
立体造形物内の前記繊維状物質の方向を観察した場合、第１の方向と、前記第１の方向に直交する第２の方向の２つの方向に配向している前記繊維状物質の割合が、前記立体造形物内の全繊維状物質に対して、９０％以上であることを特徴とする立体造形物である。
【００８２】
前記＜１＞から＜７＞のいずれかに記載の樹脂粒子、前記＜８＞から＜９＞に記載の樹脂粒子の製造方法、前記＜１０＞に記載の立体造形物の製造装置、前記＜１１＞から＜１３＞のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、及び前記＜１４＞に記載の立体造形物によれば、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８３】
【特許文献１】国際公開第２０１７／１１２７２３号
【符号の説明】
【００８４】
１  造形装置
１１  供給槽
１１Ｈ  ヒータ
１１Ｐ  ピストン
１２  ローラ
１３  レーザー走査スペース
１３Ｈ  ヒータ
１３Ｐ  ピストン
１８  電磁照射源
１９  反射鏡
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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【図１０Ｉ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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