(57)【要約】      （修正有）【課題】３Ｄプリンター用の造形材料において、新たなバリエーションを有する造形物を得ることが可能な造形材料を提供する。【解決手段】直径０．５〜１０ｍｍの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料１であり、該線状体は熱可塑性樹脂によって構成され、熱可塑性樹脂中に動物の肉、脂、皮、骨、爪、歯、牙、角、殻、甲羅、鱗、貝殻、羽、毛、臓器、代謝物、分泌物、乳、卵、生体鉱物、生体高分子の少なくともいずれか１種からなる動物性粉体を含む。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
直径０．５〜１０ｍｍの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、熱可塑性合成樹脂中に動物の肉、脂、皮、骨、爪、歯、牙、角、殻、甲羅、鱗、貝殻、羽、毛、臓器、代謝物、分泌物、乳、卵、生体鉱物、生体高分子の少なくともいずれか１種からなる動物性粉体を含むことを特徴とする造形材料。
【請求項２】
熱可塑性合成樹脂が、ポリエステル系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の造形材料。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、付加製造装置（３次元プリンター）に用いるための造形材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂成形体は、射出成形、押出成形など各種の方法で成形されており、日用品の分野や産業分野などで幅広く利用されている。少量多品種の成形体を得る方法として、３次元プリンター（３Ｄプリンター）に代表される立体造形機による成形方法が注目されている。
【０００３】
３Ｄプリンターの手法には、熱溶解積層法（ＦＤＭ）、光造形法（ＳＬＡ）、粉末焼結積層法（ＳＬＳ）などがあり、それぞれで技術開発が進められている。個人用などではＦＤＭ法の造形装置が広く用いられており、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）やポリ乳酸樹脂などの熱可塑性合成樹脂を原料とした線状体が造形材料として知られている。
【０００４】
たとえば特許文献１には、高精度の造形を可能とするための材料として、平均直径が０．０６９〜０．０７４インチ（約１．７５〜１．９０ｍｍ）、長さが２０フィート（約６．１ｍ）以上、直径の標準偏差が０．０００４インチ（０．０１ｍｍ）以下である造形材料が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２００５−５２３３９１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
少量多品種の成形体を得ることができる３Ｄプリンター用の造形材料には、種々の機能や質感等の種々のバリエーションを有するものが期待される。本考案は、３Ｄプリンター用の造形材料において、新たなバリエーションを有する造形物を得ることが可能な造形材料を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本考案の造形材料は、直径０．５〜１０ｍｍの線状体であって、該線状体は、付加製造装置に適用して所望の造形物を得るための造形材料であり、該線状体は熱可塑性合成樹脂によって構成され、熱可塑性合成樹脂中に動物の肉、脂、皮、骨、爪、歯、牙、角、殻、甲羅、鱗、貝殻、羽、毛、臓器、代謝物、分泌物、乳、卵、生体鉱物、生体高分子の少なくともいずれか１種からなる動物性粉体を含むことを特徴とする造形材料を要旨とする。
【０００８】
本考案の造形材料は、熱可塑性合成樹脂によって構成されてなり、直径０．５〜１０ｍｍの線状体である。線状体は、数ｍ〜数百ｍの連続線状物であり、これを巻いてリール状として、３Ｄプリンターに取り付けて所望の形状の成形体（造形物）を得る。造形材料の好ましい直径は１ｍｍ以上であり、特に直径１．７５ｍｍの造形材料は、市販の熱溶解積層法による３Ｄプリンターに適用できることから好ましい。また、線状体は、必要応じて、３ｍｍ〜１０００ｍｍ程度の所定の長さにカットして使用してもよい。
【０００９】
本考案の造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂は、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、アクリル系樹脂、ビニル系樹脂、熱可塑性エラストマー等が挙げられる。なかでも、力学特性の調整の容易さや汎用性の高さから、ポリエステル系樹脂を好適に使用できる。
【００１０】
また、ポリエステル系樹脂のなかでも、ポリ乳酸は、反りが発生しにくいために好ましく、Ｄ体含有量が低いポリＬ乳酸は、黄色味が帯びにくいため、さらに好ましい。黄色味を帯びにくくするためには、Ｄ体含有量が１．５モル％未満であることが好ましい。
【００１１】
また、融点が１３０〜２００℃程度のポリエステル共重合体を好ましく用いることができる。造形時に、３Ｄプリンターは熱可塑性合成樹脂の融点以上の温度に設定する必要があるが、造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂の融点の上限を２００℃以下とすることにより、３Ｄプリンターの設定温度を極めて高温状態にする必要がないため好ましい。融点が１３０〜２００℃程度のポリエステル共重合体としては、本出願人が提案している特願２０１８−５２７６３３号に記載されているポリエステル共重合体を好ましく用いることができる。このポリエステル共重合体は、酸成分としてテレフタル酸を含み、ジオール成分としてエチレングリコール及び１，４−ブタンジオールを含むポリエステル共重合体であり、好ましい融点が１３０〜２００℃であり、また、ガラス転移温度は５０℃以下、結晶化温度は１２０℃以下である。このため、得られる造型物をガラス転移温度以上に加温すると、容易に形状変更が可能となり、また、形状変更した後に、結晶化温度にて熱処理すると、結晶化が進み高強度または高剛性の造型物とすることができる。
【００１２】
なお、造形材料を構成する熱可塑性合成樹脂は、１種の樹脂から構成されるものであっても、２種以上の複数の樹脂から構成されるものであってもよく、複数の樹脂から構成される場合、２種以上の樹脂をブレンドしたポリマーブレンドしたものを用いてもよく、線状体において、２種以上の複数の樹脂を複合してなる形態としてもよい。
【００１３】
また、熱可塑性合成樹脂中には、後述する動物性粉体以外に、本考案の目的を阻害しない範囲において、染料、顔料、相溶化剤、展着剤、滑剤、充填剤、酸化防止剤、光吸収剤、安定剤、難燃剤、ｐＨ調整剤、抗菌剤、防腐剤、保存料、香料、可塑剤、粘度調整剤、透明化剤、帯電防止剤、結晶核剤等の添加剤が含まれてもよい。具体的には、例えば、造形材料に使用する熱可塑性合成樹脂がポリ乳酸のような硬くて脆い樹脂であり、かつ植物粉体を比較的多量に添加する場合、得られる造形材料は、製造時や取り扱い時において、屈曲などの負荷がかかった場合に、破断や欠損しやすいものとなりやすいため、本考案が目的とする性能を損なわない範囲で、可塑剤、柔軟化剤、低剛性・高靱性のポリマー、熱可塑性エラストマーなどを添加して耐屈曲性や耐衝撃性などを補うことが好ましい。
【００１４】
本考案の造形材料は、熱可塑性合成樹脂中に動物の肉、脂、皮、骨、爪、歯、牙、角、殻、甲羅、鱗、貝殻、羽、毛、臓器、代謝物、分泌物、乳、卵、生体鉱物、生体高分子の少なくともいずれか１種からなる動物性粉体を含む。具体的には、鶏肉、牛脂、牛皮、豚骨、ヒトの爪や歯、鹿等の角、蝉の抜け殻、スッポン等の甲羅、魚類の鱗、ホタテ等の貝類の貝殻、蝶等の昆虫類の羽や鳥類の羽、羽毛、羊等の毛、蛇の胆嚢、牛の胆石、ムササビの糞、牛や山羊等の乳、鶏等の卵、蚕が合成する絹、マンモスなどの化石、真珠、蜂蜜などが挙げられる。また、動物の肉、脂、皮、骨、爪、歯、牙、角、殻、甲羅、鱗、貝殻、羽、毛、臓器、代謝物、分泌物、乳、卵、生体鉱物、生体高分子の少なくともいずれか１種を搾汁・蒸留・抽出およびまたは精製により一部の成分を除去したものや、搾汁・蒸留・抽出およびまたは精製して得られた液体を乾燥などにより粉末化したものも、本考案においては、動物性粉体として用いることができる。
【００１５】
動物性粉体は、乾燥品であっても非乾燥品であってもよく、熱可塑性合成樹脂中に良好に混合可能な形態であればよい。一般には、乾燥粉体が取扱性の点で好ましい。なお、複数の動物性原材料や添加剤を混合して粉体化したものを、本考案において、動物性粉体として用いることができる。また、このような動物性粉体は、公知の粉砕方法を適用して粉砕したものを用いればよい。公知の粉砕方法としては、乾燥した状態で、あるいはスラリー状態で粉砕処理される。具体的にはボールミル、ハンマーミル、ロールクラッシャー、塔式摩砕機、冷凍粉砕機等が挙げられる。また、動物性粉体は濾過・篩過・分級などの分離操作や、発酵・染色・洗浄・殺菌・加熱・燻製・燃焼などの加工、熱可塑性合成樹脂との混練性や分散性、徐放性を調整するための表面処理（例えば、コーティング、マイクロカプセル化、プラズマ処理）などを施してもよく、これらの加工は粉砕の前後のどちらのタイミングで実施してもよい。
【００１６】
動物性粉体の粒径は、熱可塑性合成樹脂中に良好に含有でき、溶融紡糸可能な程度であればよいが、動物性粉体中に含まれる粉体の径の最大径は３０μｍ以下が好ましい。動物性粉体中に含まれる粉体の最大径を３０μｍ以下とすることにより、溶融紡糸の際に、ノズルパックに目詰まりが生じにくく、良好に溶融紡糸が行うことができ、また３Ｄプリンターで造形する際にノズル閉塞などのトラブルが起こりにくくなる。このような理由から、動物性粉体の粒径は、さらに好ましくは最大径が２０μｍである。また、粉体の径の下限は、取扱い性の観点から０．０１μｍがよい。
【００１７】
また、熱可塑性合成樹脂に動物性粉体を混合する際には、熱可塑性合成樹脂との混練性、熱可塑性合成樹脂中への分散性、さらには耐熱性を調整するために、動物性粉体に、適宜の加工や表面処理、例えば、コーティング、マイクロカプセル化、プラズマ処理、マスターバッチ化等を施してもよい。
【００１８】
本考案の造形材料は、熱可塑性合成樹脂と動物性粉体とを混合したものを原料とし、熱可塑性合成樹脂を溶融して、これを紡糸ノズルから押し出すことによって連続した線状体のものを得ることができる。例えば、原料を溶融紡糸法によって紡糸した後、延伸して熱可塑性合成樹脂を結晶化させて線状体を得る、あるいは紡糸した後に未延伸の状態で線状体を得る。延伸により結晶化させる場合の熱処理温度は、熱可塑性合成樹脂の結晶化が進行する後述する温度範囲で行うのがよい。原料となる熱可塑性合成樹脂と動物性粉体との混合比は、材料の比重や相性、混練方法、動物性粉体の粒径によっても異なるが、質量比で、熱可塑性合成樹脂：動物性粉体＝７０：３０〜９９．９９：０．０１がよい。熱可塑性合成樹脂の質量が７０質量％以上とすることにより、線状体が造形時に容易に折れず、また得られる造形物は脆くなく、通常の使用において破壊されることのない強度を維持することができる。
【考案の効果】
【００１９】
３Ｄプリンターによる造形材料として、種々の機能や質感等の種々のバリエーションを有することが期待される中、本考案における種々の動物性粉体が含まれる造形材料によれば、新たなバリエーションを有する造形物を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本考案の線状体の造形材料（１）を示す概略斜視図である。造形材料（１）は、連続しており、リール（２）に巻かれている。
【符号の説明】
【００２１】
１：造形材料
２：リール
【図１】
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