树脂组合物、三维打印机用长丝和树脂粉末以及造型物及其制造方法技术

本发明专利技术提供容易进行制造并且在使用三维打印机的造型中能够改善造型物的层间剥离、造型物的翘曲和收缩的树脂组合物、三维打印机用长丝和树脂粉末以及造型物及其制造方法。该树脂组合物的特征在于，含有平均纤维长度为1μm～300μm且平均长径比为3～200的无机纤维和热塑性树脂，该树脂组合物为三维打印机用造型材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】树脂组合物、三维打印机用长丝和树脂粉末以及造型物及其制造方法
本专利技术涉及作为三维打印机用造型材料的树脂组合物、三维打印机用长丝和树脂粉末、以及造型物及其制造方法。
技术介绍
三维(3D)打印机是通过由CAD等输入的三维数据计算薄的截面的形状并基于该计算结果将材料叠层任意层来形成立体物的技术，也被称为附加制造技术(AdditiveManufacturingTechnology)。三维打印机不需要注射成型所使用的模具且能够形成通过注射成型无法成型的复杂的立体结构，因此作为多品种少量生产技术受到关注。关于三维打印机用材料(也称为附加制造材料)，根据三维打印机的方式和用途，已开发了各种各样的材料，已使用光固性树脂、热塑性树脂、金属、陶瓷、蜡等作为主要材料。根据对材料进行立体造型的方式，三维打印机的方式可以分为：(1)结合剂喷雾方式、(2)指向性能量沉积方式、(3)材料挤出方式、(4)材料喷雾方式、(5)粉末床熔融结合方式、(6)片材叠层方式、(7)液体槽光聚合方式等。在上述的方式中，采用材料挤出方式(也称为热熔解叠层方式)的三维打印机的低价格化已有进展，作为家庭和办公用的需求正在提高。另外，采用粉末床熔融结合方式的三维打印机中，实现粉末材料再循换性的提高的系统的开发正在进行，是备受关注的方式。所谓热熔解叠层方式，是指利用挤出头内部的加热部件使被称为长丝的具有丝状等形状的热塑性树脂流化后，从喷嘴喷出至平台上，根据作为目标的造型物的截面形状，一边一点点地叠层一边冷却固化而进行造型的方法。然而，使用没有配合添加剂的热塑性树脂(所谓的纯树脂)进行造型时，有造型物的层间剥离、造型物的翘曲等问题。另外，使用配合有玻璃纤维、碳纤维等纤维状填料的热塑性树脂组合物时，有因挤出头的堵塞、挤出头的磨损等而造型困难这样的问题。另一方面，在专利文献1中，公开了通过将配合有碳纳米管等纳米填料的热塑性树脂用于热熔解叠层方式三维打印机，可以得到只利用热塑性树脂无法获得的具有所希望的功能的造型物。所谓粉末床熔融结合方式，是指：形成树脂粉末的薄层，根据作为目标的造型物的截面形状，利用激光或电子束等能量源使其熔融并固化，在其上叠层新的树脂粉末的薄层，与上述同样根据造型物的截面形状，利用激光或电子束等能量源使其熔融并固化，通过重复这些工序进行造型的方法。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2016－28887号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术问题然而已知：如专利文献1，不容易将纳米填料均匀地分散在热塑性树脂中，所得到的热塑性树脂组合物的熔融粘度增加。另外，用于改善造型物的层间剥离、造型物的翘曲和收缩的具体方法尚未被公开。在粉末床熔融结合方式中，由于将树脂叠层，与热熔解叠层方式同样也有造型物的层间剥离、造型物的翘曲和收缩的问题。本专利技术的目的在于，提供容易制造并且在使用三维打印机的造型中能够改善造型物的层间剥离、造型物的翘曲和收缩的树脂组合物、三维打印机用长丝和树脂粉末、以及造型物及其制造方法。用于解决技术问题的技术手段本专利技术提供以下的树脂组合物、三维打印机用长丝和树脂粉末、以及造型物及其制造方法。项1一种树脂组合物，其含有平均纤维长度为1μm～300μm且平均长径比为3～200的无机纤维、和热塑性树脂，该树脂组合物为三维打印机用造型材料。项2如项1所述的树脂组合物，其中，上述无机纤维的莫氏硬度为5以下。项3如项1或2所述的树脂组合物，其中，上述无机纤维为选自钛酸钾、硅灰石中的至少1种。项4如项1～3中任一项所述的树脂组合物，其中，树脂组合物的合计量100质量％中，上述无机纤维的含量为1质量％～40质量％。项5如项1～4中任一项所述的树脂组合物，其中，上述三维打印机为热熔解叠层方式或粉末床熔融结合方式。项6一种热熔解叠层方式三维打印机用长丝，其包含项1～4中任一项所述的树脂组合物。项7一种粉末床熔融结合方式三维打印机用树脂粉末，其包含项1～4中任一项所述的树脂组合物。项8一种利用三维打印机对项1～4中任一项所述的树脂组合物进行造型而成的造型物。项9一种利用热熔解叠层方式三维打印机对项6所述的长丝进行造型而成的造型物。项10一种利用粉末床熔融结合方式三维打印机对项7所述的树脂粉末进行造型而成的造型物。项11一种造型物的制造方法，其使用项1～4中任一项所述的树脂组合物并利用三维打印机制造造型物。项12一种造型物的制造方法，其中，将项6所述的长丝供给热熔解叠层方式三维打印机。项13一种造型物的制造方法，其中，将项7所述的树脂粉末供给粉末床熔融结合方式三维打印机。专利技术效果利用本专利技术，容易进行制造，并且在使用三维打印机的造型中能够改善造型物的层间剥离、造型物的翘曲和收缩。附图说明图1是表示使用比较例1的树脂组合物制造的造型物的照片。图2是表示使用实施例2的树脂组合物制造的造型物的照片。图3是表示拉伸试验片的形状的侧视图。图4是表示弯曲试验片的形状的截面图。图5是用于对试验例1～11和比较试验例1～8中制作的平板状造型物的翘曲量进行说明的示意侧视图。图6是用于对试验例34、比较试验例23～24中制作的弯曲试验片的造型物的翘曲量进行说明的示意侧视图。具体实施方式以下，对本专利技术的优选实施方式的一个例子进行说明。但是，以下的实施方式只是示例。本专利技术不受以下的实施方式任何限定。＜树脂组合物＞本专利技术的树脂组合物含有平均纤维长度为1μm～300μm且平均长径比为3～200的无机纤维(A)、和热塑性树脂(B)，根据需要还可以含有其它添加剂(C)。(无机纤维(A))本专利技术所使用的无机纤维为由纤维状颗粒构成的粉末，平均纤维长度为1μm～300μm，并且平均长径比为3～200。平均纤维长度优选为1μm～200μm，更优选为3μm～100μm，进一步优选为5μm～50μm。平均长径比优选为3～100，更优选为5～50，进一步优选为8～40。通过使用具有上述平均纤维长度和平均长径比的无机纤维，容易进行制造，并且在使用三维打印机的造型中能够改善造型物的层间剥离、造型物的翘曲和收缩。从挤出头的磨损的观点考虑，本专利技术所使用的无机纤维的莫氏硬度优选为5以下，更优选为1～5，进一步优选为2～5。作为无机纤维，例如可以列举钛酸钾、硅灰石、硼酸铝、硼酸镁、硬硅钙石、氧化锌、碱性硫酸镁等。在上述各种无机纤维中，从机械物性的观点考虑，优选为选自钛酸钾、硅灰石中的至少1种。莫氏硬度是表示物质的硬度的指标，将矿物彼此摩擦后，受到损伤的是硬度小的物质。作为钛酸钾，可以广泛使用现有公知的化合物，可以列举四钛酸钾、六钛酸钾、八钛酸钾等。钛酸钾的尺寸只要在上述无机纤维的尺寸范围内，就没有特别限制，通常，平均纤维直径为0.01μm～1μm、优选为0.05μm～0.8μm、更优选为0.1μm～0.7μm，平均纤维长度为1μm～50μm、优选为3μm～30μm、更优选为10μm～20μm，平均长径比为10以上、优选为10～100、更优选为15～35。本专利技术中，也可以使用市售品，例如可以使用大塚化学株式会社制造的“TISMOD”(平均纤维长度15μm、平均纤维直径0.5μm)、“TISMON”(平均纤维长度15μm、平均纤维直径0.5μm)等。硅灰石是由偏硅酸钙形成的无机纤维。硅灰石的尺寸只要在上述的无机纤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种树脂组合物，其特征在于：含有平均纤维长度为1μm～300μm且平均长径比为3～200的无机纤维和热塑性树脂，该树脂组合物为三维打印机用造型材料。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.08.30 JP 2016-167914;2017.04.03 JP 2017-073781.一种树脂组合物，其特征在于：含有平均纤维长度为1μm～300μm且平均长径比为3～200的无机纤维和热塑性树脂，该树脂组合物为三维打印机用造型材料。2.如权利要求1所述的树脂组合物，其特征在于：所述无机纤维的莫氏硬度为5以下。3.如权利要求1或2所述的树脂组合物，其特征在于：所述无机纤维为选自钛酸钾、硅灰石中的至少1种。4.如权利要求1～3中任一项所述的树脂组合物，其特征在于：在树脂组合物的合计量100质量％中，所述无机纤维的含量为1质量％～40质量％。5.如权利要求1～4中任一项所述的树脂组合物，其特征在于：所述三维打印机为热熔解叠层方式或粉末床熔融结...

【专利技术属性】
技术研发人员：稻田幸辅，冈田政五郎，宝田彰，
申请(专利权)人：大塚化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP