(57)【要約】【課題】十分な白色化により発色性に優れ、部位による色ムラが低減できる粉体混合材料及びその材料を用いた寸法精度、反り、硬さ、強度等の機械特性に優れる造形物並びに該造形物の製造方法及び製造装置を提供する。【解決手段】粉体混合材料は、骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコールと、白色化剤としての澱粉とを含有する。澱粉として、デント種かつ白粒種のコーンスターチを用いる。骨材と水溶性接着剤と白色化剤との重量比は、それぞれ７０〜９０％、５〜１５％：５〜１５％とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコールと、白色化剤とを含有し、前記白色化剤は、アミロースとアミロペクチンとを含み両者の構成比が０〜９：１０〜１である澱粉、ナイロン及びセルロースからなる群から選ばれることを特徴とする粉体混合材料。
【請求項２】
前記澱粉は、コーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ及びα化ハイアミローススターチからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１記載の粉体混合材料。
【請求項３】
前記澱粉は、コーンスターチであることを特徴とする請求項２記載の粉体混合材料。
【請求項４】
前記コーンスターチは、デント種かつ白粒種であることを特徴とする請求項３記載の粉体混合材料。
【請求項５】
前記骨材と前記水溶性接着剤と前記白色化剤との重量比は、それぞれ７０〜９０％、５〜１５％：５〜１５％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の粉体混合材料。
【請求項６】
骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコールと、白色化剤とを含有し、前記白色化剤は、アミロースとアミロペクチンとを含み両者の構成比が０〜９：１０〜１である澱粉、ナイロン及びセルロースからなる群から選ばれる粉体混合材料を用いたことを特徴とする造形物。
【請求項７】
前記澱粉は、コーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ及びα化ハイアミローススターチからなる群から選ばれることを特徴とする請求項６記載の造形物。
【請求項８】
前記澱粉は、コーンスターチであることを特徴とする請求項７記載の造形物。
【請求項９】
前記コーンスターチは、デント種かつ白粒種であることを特徴とする請求項８記載の造形物。
【請求項１０】
前記骨材と前記水溶性接着剤と前記白色化剤との重量比は、それぞれ７０〜９０％、５〜１５％：５〜１５％であることを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項記載の造形物。
【請求項１１】
粉体混合材料に、水を主溶媒とするバインダ溶液を吹き付け、生成される層を積層することで造形物を成形する造形物の製造方法であって、
前記粉体混合材料は、骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコールと、白色化剤とを含有し、前記白色化剤は、アミロースとアミロペクチンとを含み両者の構成比が０〜９：１０〜１である澱粉、ナイロン及びセルロースからなる群から選ばれることを特徴とする造形物の製造方法。
【請求項１２】
前記澱粉は、コーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ及びα化ハイアミローススターチからなる群から選ばれることを特徴とする請求項１１記載の造形物の製造方法。
【請求項１３】
前記澱粉は、コーンスターチであることを特徴とする請求項１２記載の造形物の製造方
法。
【請求項１４】
前記コーンスターチは、デント種かつ白粒種であることを特徴とする請求項１３記載の造形物の製造方法。
【請求項１５】
前記骨材と前記水溶性接着剤と前記白色化剤との重量比は、それぞれ７０〜９０％、５〜１５％：５〜１５％であることを特徴とする請求項１１乃至１４のいずれか１項記載の造形物の製造方法。
【請求項１６】
骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコールと、白色化剤とを含有し、前記白色化剤は、アミロースとアミロペクチンとを含み両者の構成比が０〜９：１０〜１である澱粉、ナイロン及びセルロースからなる群から選ばれる粉体混合材料に、水を主溶媒とするバインダ溶液を吹き付け、生成される層を積層することで造形物を成形する造形物の製造装置であって、
ＸＹ平面に設けられたフレームに対してＺ軸方向に設けられた枠状の部材である枠体と、
前記枠体の内側に配置されると共に前記フレームに対してｚ軸方向に移動可能に設けられ、前記粉体混合材料から生成される層を保持するステージと、
前記ステージに対してＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に設けられ、前記バインダ溶液を吹き付けるヘッドと
を備えることを特徴とする造形物の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体混合材料及びその造形物並びに該造形物の製造方法及び製造装置に係り、更に詳しくは三次元造形に好適に用いられる粉体混合材料及びその粉体混合材料を用いた造形物並びに該造形物の製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
三次元設計データに基づいて三次元造形物（以下、単に造形物という）を製造する三次元造形装置が知られている。このような三次元造形装置における造形方式としては、熱溶解積層方式（ＦＤＭ法：Fused Deposition Modeling）、光造形方式（ＳＴＬ法：Stereo lithography）、粉末焼結方式（ＳＬＳ法：Selective laser Sintering）、インクジェット方式、プロジェクション方式、粉末固着式積層法等、様々な方式が提案され、製品化されている。
【０００３】
上記粉末固着式積層法では、石膏等を含む立体造形用混合粉体に、水を主溶媒とするバインダ溶液を吹き付け、生成される層を積層することで、立体造形物を成形する方式である。
【０００４】
例えば、特許文献１では、アルファ型の半水石膏に加えて、石膏硬化促進剤を含めることによって、造形物の耐久性を高めることを可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１８８８８８号公報（請求項１、段落［００１８］参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
粉体混合材料に白色化剤を含有させることにより、より白色の三次元造形物を造形することができる。ここで、上記白色化剤としては、一般に、酸化チタン、アルミナ、酸化亜鉛、中空ガラス球、石灰石、クレーやそれらの混合物等の無機系顔料が用いられる。
しかしながら、上記白色化剤による造形物は白色と黒色の中間色の色合いであり、白色化は未だ十分ではなかった。また、その上に色インクを吹き付けた場合、着色のため、吹き付けられた色インクの発色の不十分さ、色ムラの一因となっていた。さらに、造形段階において棒状体（ローラ）を用いて粉体を均す場合に、棒状体が造形物に対して接近する方向の面と、造形物から遠ざかる方向の面との間で、色インクの発色の差が顕著であった。また、造形物の耐久性を高めるべく、上記特許文献１記載のように石膏硬化促進剤を加えたり、または酸を含む固体粒状添加剤を添加したりすると作業者の露出皮膚のかぶれや体調不良の原因となっていた。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、十分な白色化により発色性に優れ、部位による色ムラが低減できるとともに、作業者の体調不良を抑制できる粉体混合材料及び該粉体混合材料を用い、寸法精度、反り、硬さ、強度等の機械特性に優れる造形物並びに該造形物の製造方法及び製造装置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】
【０００８】
上述の目的を達成するため、本発明の粉体混合材料は、骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコールと、白色化剤とを含有し、前記白色化剤は、アミロー
スとアミロペクチンとを含み両者の構成比が０〜９：１０〜１である澱粉、ナイロン及びセルロースからなる群から選ばれることを特徴とする。また、本発明によれば、このような粉体混合材料を用いた造形物並びに該造形物の製造方法及び製造装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、十分な白色化により発色性に優れ、部位による色ムラが低減できるとともに、作業者の体調不良を抑制できる粉体混合材料を提供できる。
また、本発明によれば、前記粉体混合材料を用いて、寸法精度、反り、硬さ、強度等の機械特性に優れる造形物並びに該造形物の製造方法及び製造装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の粉体混合材料を用いて造形物を製造するための粉末固着式積層装置の一例を示す概略図である。
【図２】図１の装置を用いた造形物の製造方法を説明する概略図である。
【図３】棒状体（ローラ）を用いて粉体混合材料を均す工程を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。本実施形態の粉体混合材料は、骨材としての石膏と、水溶性接着剤としてのポリビニルアルコール（ＰＶＡ）と、白色化剤としての澱粉、ナイロン又はセルロース等の有機成分とを含有している。
【００１２】
（骨材）
骨材としては石膏が用いられる。石膏は硫酸カルシウム（ＣａＳＯ４）を主成分とする鉱物であり、硫酸カルシウムの１／２水和物である半水石膏（ＣａＳＯ４・０．５Ｈ２Ｏ）、２水和物である石膏（ＣａＳＯ４・２Ｈ２Ｏ）、無水物である硬石膏（ＣａＳＯ４）の３種類に大別される。また、半水石膏は製造方法の違いによってα型半水石膏とβ型半水石膏に区別される。α型半水石膏は高圧釜により溶液（または水蒸気）中で加圧焼成され、水蒸気又は水の中で転移して結晶の形が整って緻密な状態となっている。これに対してβ型半水石膏は常圧で焼成され、原料石膏のままの形でポーラスな状態となり、比較的低強度となる。本発明で用いる石膏は、半水石膏であることが好ましく、α型、β型のいずれも用いることができる。また、石膏の粒度は、分粒機等により粒径を１０〜９０μｍに分級したものを用いることが好ましい。
【００１３】
（水溶性接着剤）
水溶性接着剤としては、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を用いることが好ましい。ＰＶＡは側鎖にヒドロキシル基（−ＯＨ）をもつ高分子であるが、そのモノマーであるビニルアルコールは不安定なため、モノマーの重合ではなく、ポリ酢酸ビニルのけん化によって合成される。このけん化の割合（けん化度）は８０〜９０％、特に８６〜９０％が好ましい。また、ＰＶＡの分子量は、２００００〜３００００が好ましい。
【００１４】
（白色化剤）
白色化剤としては澱粉、ナイロン、セルロース等の有機成分を用いることができるが、特に澱粉が好ましい。澱粉は、その構造によってアミロースとアミロペクチンに分けられる。アミロースは直鎖状の分子で、分子量が比較的小さい。一方、アミロペクチンは枝分かれの多い分子で、分子量が比較的大きい。アミロースとアミロペクチンの性質は異なるが、澱粉の中には両者が共存している。澱粉の直鎖部分は、グルコースがα１−４結合で連なったもので、分岐は直鎖の途中からグルコースのα１−６結合による。アミロースはほとんど分岐を持たないが、アミロペクチンは、平均でグルコース残基約２５個に１個の
割合でα１−６結合による分枝構造を有している。
【００１５】
α−グルコース分子が直鎖状に重合している部分は、水素結合によりα−グルコース残基６個で約１巻きのラセン構造となっている。また、ラセン構造同士も相互に水素結合を介して平行に並び、結晶構造をとる。分子は二重螺旋状態での結晶と、一重螺旋状態での結晶を作りうる。二重螺旋状態の結晶には、お互いのグルコース残基上の水酸基同士で直接水素結合を形成するタイプ（Ａ型：後述するコーンスターチなどの穀類由来のものがこの形）、間に水分子一層をはさむタイプ（Ｂ型：馬鈴薯（片栗粉）などの根茎・球根由来のものがこの型）と、両者の混合したタイプ（Ｃ型：根由来のもの）がある。
【００１６】
本発明で用いる澱粉としては、後述するコーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、などの穀類由来のＡ型が好ましい。また、澱粉は、常温においても高ｐＨの水酸化ナトリウム溶液によって糊化（α化）する。コーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチがそれぞれα化した、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ、α化ハイアミローススターチを用いることもできる。
【００１７】
（コーンスターチ）
コーンスターチ (cornstarch) は、トウモロコシから処理され作られた澱粉である。トウモロコシは、種子の胚乳に含まれる角質デンプンの分布や特性によっていくつかの品種に分けられるが、コーンスターチの原料となるものは、食用として一般に広く認知されているスイートコーン（甘味種）や ポップコーン（爆裂種）などではなく、デントコーン
（馬歯種）やワキシーコーン（糯種）といった品種が使われる。また、粒の色から分類すると、粒が白っぽく柔らかい白粒種、粒が濃い黄色の黄粒種、黄色と白が３対１の割合で現れるバイカラー種がある。本発明では、アミロース含量が２０〜３０％（アミロース：アミロペクチン＝２〜３：８〜７）で、デントコーン（馬歯種）かつ白粒種のものが好ましい。
【００１８】
（ワキシースターチ）
もち種（ワキシーコーン）と呼ばれるトウモロコシを使って作る澱粉であり、アミロースをほとんど含まず（アミロース：アミロペクチン＝０〜２：１０〜８）、透明で、低濃度にもかかわらず糊化温度が低く、冷えても粘度はほとんど上昇しない。
【００１９】
（ハイアミローススターチ）
ハイアミロースと呼ばれるトウモロコシを使って作る澱粉であり、アミロースを５０〜９０％（アミロース：アミロペクチン＝５〜９：５〜１）ほど含み、糊化温度も非常に高く（１３５℃以上にしないと完全には糊化しない）、高濃度でなければ粘度が出ないという特徴がある。
【００２０】
（配合比）
上記骨材と水溶性接着剤と白色化剤との配合比（重量比）は、それぞれ７０〜９０％、５〜１５％：５〜１５％が好ましい。なお、本発明では、従来造形物の耐久性を高めるべく添加していた、硫酸カリウム等の石膏硬化促進剤や酸を含む固体粒状添加剤を省略することができる。
【００２１】
（バインダ溶液）
本実施形態の粉体混合材料は、水を主成分とするバインダ溶液を吹き付け、生成される層を積み重ねることで、造形物を形成することができる。ここで、バインダ溶液としては、グリセリン、２−ピロリドン、ポリビニルピロリドンをそれぞれ重量比で、８０〜９０％、１０〜２０％、０〜１０％含む水溶液とすることができる。
【００２２】
（粉末固着式積層装置）
図１は、本発明の粉体混合材料を用いて造形物を製造するための粉末固着式積層装置の一例を示す概略図である。なお、図１では、鉛直方向をｚ軸、水平面において互いに直交する２方向をｘ軸及びｙ軸としている。
図１に示すように、粉末固着式積層装置１０は、ＸＹ平面に設けられたフレーム１１に対してＺ軸方向に設けられた枠状の部材である枠体１２と、その枠体１２の内側に、フレーム１１に対してｚ軸方向に移動可能に設けられたステージ１３と、そのステージ１３に対してｘ軸方向及びｙ軸方向（ｘｙ平面内）の移動可能に設けられたヘッド１４とを、備えて構成されている。また、サーボモータ１５から出力される駆動力によりステージ１３をフレーム１１に対してｚ軸方向に昇降させるステージ駆動機構１６と、ヘッド１４をステージ１３に対してｘ軸方向及びｙ軸方向に（ｘｙ平面内を）駆動するヘッド駆動機構１７とを、備えている。
【００２３】
図２は、粉末固着式積層装置１０による造形物の製造方法について説明する概略図である。また、図３は、棒状体（ローラ）を用いて粉体混合材料を均す工程を説明する模式図である。
図２に示すように、粉末固着式積層装置１０は、成形対象となる造形物に対応する３次元データ等に基づいて、層状に充填された粉体混合材料１８の一部を、水を溶媒とするバインダ溶液１９によって固化した層状固化物２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、・・・、２１ｋ（以下、単に層状固化物２１ともいう）を順次積層することにより造形物２０を成形する。
【００２４】
すなわち、粉末固着式積層装置１０による造形物の製造においては、先ず、粉体混合材料１８を枠体１２の内側であってステージ１３の鉛直上側（ｚ軸方向上側）に、層状固化物２１の各層に対応する厚さ（例えば、０．１〜０．３ｍｍ程度）に充填する。
【００２５】
次に、図３に示すように、その充填された粉体混合材料１８の表面と枠体１２の鉛直上側表面とが略面一となるようにローラ２２によって粉体混合材料１８を均す。次に、層状に充填された粉体混合材料１８において固化されるべき部分、すなわち成形対象となる造形物２０の一部に対して、ヘッド１４からバインダ溶液１９が射出（滴下）され、その部分が層状固化物として形成（固化）される。この際、ヘッド駆動機構１７によりステージ１３に対してヘッド１４がｘｙ平面内を移動させられつつバインダ溶液１９を射出することによって、成形対象となる造形物２０の一部（第１層）に相当する層状固化物２１ａが形成される。
【００２６】
次に、ステージ駆動機構１６により枠体１２に対して鉛直下方（ｚ軸方向下方）にステージ１３を層状固形物２１ａの層に対応する厚さ分だけ下降させる。以下、上記と同様の処理を繰り返すことにより、層状固化物２１ａ、２１ｂ・・・２１ｋが順次積層されて立体的な造形物が成形されていく。最後に、固化されなかった粉体混合材料１８を取り除くことによって、造形物２０が得られる。
【００２７】
（効果）
（１）本実施形態の粉体混合材料を用いることにより、造形物をより白色化し、色の明度（発色性）を大幅に改善することができる。
（２）本実施形態の粉体混合材料が従来の材料と比べて高い保水性を有することから、バインダ溶液の吹き付けられた部分外へのバインダの滲みる出しを減少できるので、造形方向による色ムラを改善できる。
（３）本実施形態の粉体混合材料を用いることにより、以下の実施例１、２の結果からも明らかな通り、にじみが無く、表面が滑らかで、寸法精度に優れ、反りが少なく、硬さと強度に優れた造形物を提供することができる。
（４）本実施形態の粉体混合材料を用いると、硬化を調整する石膏硬化促進剤（一般的に
は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の硫酸塩）を添加せずに造形物の寸法を一定にすることができる。
（５）本実施形態の粉体混合材料の組成によれば、従来造形物の耐久性を高めるべく添加していた、酸を含む固体粒状添加剤を省略することができる。このため、水溶液は中性であり、作業者の露出皮膚のかぶれや体調不良を生じることを抑制できる。
【実施例】
【００２８】
上記効果を実証すべく、以下に示す要領で行った実施例１，２について説明する。
（実施例１）
骨材としてアルファ型半水石膏（材料Ｎｏ．１〜５６）、ベータ型半水石膏（材料Ｎｏ．５７〜１１２）、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡ（材料Ｎｏ．１〜１４、５７〜７０）、分子量１００００のＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）（材料Ｎｏ．１５〜２８、７１〜８４）、分子量４００００のＰＶＰ（材料Ｎｏ．２９〜４２、８５〜９８）、分子量６３００００のＰＶＰ（材料Ｎｏ．４３〜５６、９９〜１１２）、白色化剤としてコーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ、α化ハイアミローススターチ、デキストリン、マルトデキストリン、アルミナ、酸化チタン、タピオカスターチ、片栗粉、ナイロン、セルロースの１４種類を用いて、粉体混合材料を作製した。ここで、骨材：水溶性接着剤：白色化剤は重量％で８０：１０：１０とした。
【００２９】
次に、図１に示す粉末固着式積層装置１０を用いて３ｃｍ立方の立方体造形物を作製し、明度（発色性）及び造形方向による色ムラを評価した。また、３ｃｍ四方の面造形の状態で、色ムラについて評価した。
【００３０】
明度（発色性）については、見栄えの良い白色の場合を○、くすんで見える白色を△、他の色が混ざった白色を×とした。また、色ムラについては、３ｃｍ四方の面造形において上面にムラが視認できない場合を○、同条件によりわずかにムラが視認できる場合を△、同条件によりムラが視認できる場合を×とした。さらに、造形方向による色ムラについては、立方体の左右前後の面においてムラが視認できない場合を○、同条件によりわずかにムラが視認できる場合を△、同条件によりムラが視認できる場合を×とした。結果を表１−１〜表１−４に示す。
【表１−１】
2017189881.tif 000002
【表１−２】
2017189881.tif 000003
【表１−３】
2017189881.tif 000004
【表１−４】
2017189881.tif 000005
【００３１】
上記表１−１〜１−４の結果より、骨材としてアルファ型半水石膏を用い、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡを用いた場合は（材料Ｎｏ．１〜１４）、白色化剤としてアルミナ（材料Ｎｏ．９）及び酸化チタン（材料Ｎｏ．１０）を用いた場合を除いて、明度（発色性）、色ムラ、及び造形方向による色ムラは比較的良好であった。特に、骨材としてアルファ型半水石膏、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡ、白色化剤としてコーンスターチを用いた場合（材料Ｎｏ．１）は、明度（発色性）、色ムラ、及び造形方向による色ムラは共に○であり、最も良好な結果が得られた。
【００３２】
これに対して、骨材としてアルファ型半水石膏を用いた場合であっても、水溶性接着剤として分子量１００００のＰＶＰ、分子量４００００のＰＶＰ、分子量６３００００のＰＶＰを用いた場合は（材料Ｎｏ．１５〜５６）、色ムラ、及び造形方向による色ムラはいずれも×となり、不適であった。  
【００３３】
また、骨材としてベータ型半水石膏を用い、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡを用いた場合は（材料Ｎｏ．５７〜７０）、白色化剤としてアルミナ（材料Ｎｏ．９）及び酸化チタン（材料Ｎｏ．１０）を用いた場合を除いて、明度（発色性）、色ムラ、及び造形方向による色ムラは比較的良好であった。  
【００３４】
これに対して、骨材としてベータ型半水石膏を用いた場合であっても、水溶性接着剤として分子量１００００のＰＶＰ、分子量４００００のＰＶＰ、分子量６３００００のＰＶＰを用いた場合は（材料Ｎｏ．７１〜１１２）、色ムラ、及び造形方向による色ムラはいずれも×となり、不適であった。
【００３５】
（実施例２）
実施例１と同じく、骨材としてアルファ型半水石膏（材料Ｎｏ．１〜５６）、ベータ型半水石膏（材料Ｎｏ．５７〜１１２）、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡ（材料Ｎｏ．１〜１４、５７〜７０）、分子量１００００のＰＶＰ（材料Ｎｏ．１５〜２８、７１〜８４）、分子量４００００のＰＶＰ（材料Ｎｏ．２９〜４２、８５〜９８）、分子量６３００００のＰＶＰ（材料Ｎｏ．４３〜５６、９９〜１１２）、白色化剤としてコーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ、α化ハイアミローススターチ、デキストリン、マルトデキストリン、アルミナ、酸化チタン、タピオカスターチ、片栗粉、ナイロン、セルロースの１４種類を用いて、粉体混合材料を作製した。ここで、骨材：水溶性接着剤：白色化剤は重量％で８０：１０：１０とした。次に、図１に示す粉末固着式積層装置１０を用いて、にじみ（アライメント）、表面の滑らかさ、寸法精度、反り、エッジ（文字などの微細な造形）、硬さ（もろさ）、強度を評価した。これらの評価は、以下のようにして行った。
【００３６】
にじみ（アライメント）の評価は、図１に示す粉末固着式積層装置１０を用いて幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍの色つきの線を描画し、線幅が１１ｍｍ以上になるにじみが無い場合を○、同条件にて部分的に１１ｍｍ以上になるにじみがある場合を△、同条件にて部分的に１２ｍｍ以上になるにじみがある場合を×とした。
【００３７】
表面の滑らかさの評価は、図１に示す粉末固着式積層装置１０を用いて顔を含む人物像（フィギュア）を造形し、顔の肌の見栄えが良いものを○、顔の肌の見栄えが悪いものを△、顔の肌にざらざら感があるものを×とした。
【００３８】
寸法精度の評価は、図１に示す粉末固着式積層装置１０を用いて３０×１１３×６．５
ｍｍのテストピースを造形した際に、誤差が±１ｍｍ未満の場合を○、同条件にて誤差が±１ｍｍの場合を△、同条件にて誤差が±１ｍｍを超える場合を×とした。
【００３９】
反りの程度の評価は、図１に示す粉末固着式積層装置１０を用いて３０×１１３×６．５ｍｍのテストピースを造形した際、床面からの反りが±０．５ｍｍ未満の場合を○、同条件にて反りが±１ｍｍ未満の場合を△、同条件にて反りが±１ｍｍ以上の場合を×とした。
【００４０】
エッジ（文字などの微細な造形）の評価は、文字サイズ２ｍｍのアルファベット“Ｒ”と“Ｗ”がはっきりと視認できる場合を○、同条件で視認しにくい場合や“Ｒ”の穴が埋まる場合を△、同条件で視認できない場合を×とした。
【００４１】
硬さ（もろさ）の評価は、掘り出しの際に、テストピース３０×１１３×６．５ｍｍの角、フィギュアの顔の鼻耳目が崩れない場合を○、同条件にて角が崩れる場合を×とした。
【００４２】
強度の評価は、材料Ｎｏ．１の抗折値と同等の場合を○、同抗折値の８０％以上の場合を△、８０％未満の場合を×とした。
【表２−１】
2017189881.tif 000006
【表２−２】
2017189881.tif 000007
【表２−３】
2017189881.tif 000008
【表２−４】
2017189881.tif 000009
【００４３】
上記表２−１〜２−４の結果より、骨材としてアルファ型半水石膏を用い、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡを用いた場合は（材料Ｎｏ．
１〜１４）、白色化剤としてコーンスターチ（材料Ｎｏ．１）、ワキシースターチ（材料Ｎｏ．２）、ハイアミローススターチ（材料Ｎｏ．３）を用いた場合は、全ての評価項目が○であり、最良な結果が得られた。
【００４４】
また、白色化剤としてα化コーンスターチ（材料Ｎｏ．４）、α化ワキシースターチ（材料Ｎｏ．５）、α化ハイアミローススターチ（材料Ｎｏ．６）を用いた場合は、共に表面の滑らかさとエッジと強度が△となった以外は、○の評価であり良好な結果が得られた。
【００４５】
白色化剤としてデキストリン（材料Ｎｏ．７）とマルトデキストリン（材料Ｎｏ．８）を用いた場合は、共ににじみ（アライメント）、表面の滑らかさ、硬さ（もろさ）が×であり、不適であった。
【００４６】
白色化剤としてアルミナ（材料Ｎｏ．９）と酸化チタン（材料Ｎｏ．１０）を用いた場合は、共に強度が△となった以外は、○の評価であり、良好な結果が得られた。
【００４７】
白色化剤としてタピオカスターチ（材料Ｎｏ．１１）と片栗粉（材料Ｎｏ．１２）を用いた場合は、硬さ（もろさ）及び強度が×であり、不適であった。
【００４８】
白色化剤としてナイロン（材料Ｎｏ．１３）とセルロース（材料Ｎｏ．１４）を用いた場合は、共にエッジ及び強度が△となった以外は、○の評価であり、良好な結果が得られた。  
【００４９】
これに対して、骨材としてアルファ型半水石膏を用いた場合であっても、水溶性接着剤として分子量１００００のＰＶＰ、分子量４００００のＰＶＰ、分子量６３００００のＰＶＰを用いた場合は（材料Ｎｏ．１５〜５６）、共に少なくともにじみ（アライメント）、エッジが×となり、不適であった。
【００５０】
また、骨材としてベータ型半水石膏を用い、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡを用いた場合は（材料Ｎｏ．５７〜７０）、白色化剤としてコーンスターチ（材料Ｎｏ．５７）、ワキシースターチ（材料Ｎｏ．５８）、ハイアミローススターチ（材料Ｎｏ．５９）を用いた場合は、全ての評価項目が○であり、最良な結果が得られた。
【００５１】
また、白色化剤としてα化コーンスターチ（材料Ｎｏ．６０）、α化ワキシースターチ（材料Ｎｏ．６１）、α化ハイアミローススターチ（材料Ｎｏ．６２）を用いた場合は、共に表面の滑らかさとエッジと強度が△となった以外は、○の評価であり良好な結果が得られた。
【００５２】
白色化剤としてデキストリン（材料Ｎｏ．６３）とマルトデキストリン（材料Ｎｏ．６４）を用いた場合は、共ににじみ（アライメント）、表面の滑らかさ、硬さ（もろさ）が×であり、不適であった。
【００５３】
白色化剤としてアルミナ（材料Ｎｏ．６５）と酸化チタン（材料Ｎｏ．６６）を用いた場合は、共に強度が△となった以外は、○の評価であり、良好な結果が得られた。
【００５４】
白色化剤としてタピオカスターチ（材料Ｎｏ．６７）と片栗粉（材料Ｎｏ．６８）を用いた場合は、硬さ（もろさ）及び強度が×であり、不適であった。
【００５５】
白色化剤としてナイロン（材料Ｎｏ．６９）とセルロース（材料Ｎｏ．７０）を用いた
場合は、共にエッジ及び強度が△となった以外は、○の評価であり、良好な結果が得られた。
【００５６】
これに対して、骨材としてベータ型半水石膏を用いた場合であっても、水溶性接着剤として分子量１００００のＰＶＰ、分子量４００００のＰＶＰ、分子量６３００００のＰＶＰを用いた場合は（材料Ｎｏ．７１〜１１２）、共に少なくともにじみ（アライメント）、エッジが×となり、不適であった。
【００５７】
以上、表１及び表２の結果をまとめると、骨材としてアルファ型半水石膏又はベータ型半水石膏、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡ、白色化剤としてコーンスターチ、ワキシースターチ又はハイアミローススターチの組み合わせが最も良好であり、骨材としてアルファ型半水石膏又はベータ型半水石膏、水溶性接着剤としてけん化度８６〜９０％で分子量２４０００のＰＶＡ、白色化剤としてα化コーンスターチ、α化ワキシースターチ、α化ハイアミローススターチ、ナイロン又はセルロースの組み合わせが良好であることが判明した。また、上記コーンスターチ、ワキシースターチ、ハイアミローススターチ、α化コーンスターチ、α化ワキシースターチ及びα化ハイアミローススターチを澱粉の分子構造で評価すると、アミロースとアミロペクチンとの構成比が０〜９：１０〜１であることが判明した。
【００５８】
以上、本発明のいくつかの実施形態及び実施例を説明したが、これらの実施形態及び実施例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態及び実施例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施の形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５９】
１０・・・粉末固着式積層装置、１１・・・フレーム、１２・・・枠体、１３・・・ステージ、１４・・・ヘッド、１５・・・サーボモータ、１６・・・ステージ駆動機構、１７・・・ヘッド駆動機構、１８・・・粉体混合材料、１９・・・バインダ溶液、２０・・・造形物、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆ，２１ｇ，２１ｈ，２１ｊ，２１ｋ・・・層状固化物、２２・・・ローラ。
【図１】
2017189881.tif 000010
【図２】
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【図３】
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