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公開番号2025083927
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-02
出願番号2023197605
出願日2023-11-21
発明の名称3Dプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント、およびその造形品、並びにその製造方法
出願人旭化成株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B29C 64/314 20170101AFI20250526BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】3Dプリンタのノズル径や造形速度などの造形条件によらず、機械物性が安定し、ノズル内での詰まりが発生せずに長時間連続で造形品を造形可能な熱可塑性樹脂フィラメントを提供することを目的とする。
【解決手段】非晶性樹脂(a)を含む熱可塑性樹脂からなる3Dプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントであって、フィラメントの線径が1.500～3.000mmであり、
フィラメントの線径の平均値、および標準偏差により計算される工程能力(線径)が、下記式(1):工程能力(線径)=(線径平均値×0.04)/(6×標準偏差)≧1.33 ・・・ (1)を満たし、フィラメントの真円度=(長径)/(短径)の平均値および標準偏差により計算される工程能力(真円度)が、下記式(2):工程能力(真円度)=(1.03-真円度平均値)/(3×標準偏差)≧1.33 ・・・ (2)を満たす、3Dプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントである。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
非晶性樹脂（ａ）を含む熱可塑性樹脂からなる３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントであって、
フィラメントの線径が１．５００～３．０００ｍｍであり、
フィラメントの線径の平均値、および標準偏差により計算される工程能力（線径）が、下記式（１）：
工程能力（線径）＝(線径平均値×０．０４)／(６×標準偏差)≧１．３３・・・（１）
を満たし、
フィラメントの真円度＝（長径）／（短径）の平均値および標準偏差により計算される工程能力（真円度）が、下記式（２）：
工程能力（真円度）＝(１．０３－真円度平均値)／(３×標準偏差)≧１．３３・・・（２）
を満たす、３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
続きを表示（約 570 文字）【請求項２】
前記式（１）および前記式（２）の各工程能力の計算を５０００点以上の測定値を用いて算出した、請求項１に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
【請求項３】
前記非晶性樹脂（ａ）がポリフェニレンエーテル樹脂を含む、請求項１に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
【請求項４】
さらに、前記熱可塑性樹脂が結晶性樹脂（ｂ）を含み、
該結晶性樹脂（ｂ）がポリアミド系樹脂を含む、請求項３に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
【請求項５】
前記非晶性樹脂（ａ）が、さらにスチレン系樹脂を含む、請求項３に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
【請求項６】
請求項１～５のいずれか１項に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントを用いた、造形品。
【請求項７】
請求項１～５のいずれか１項に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントを製造する方法であって、
溶融した熱可塑性樹脂を１穴の口金から射出してフィラメントを得ることと、
射出後、前記フィラメントをガラス転移温度（Ｔｇ）以下の温度に１５℃／秒以下の速度で徐冷することと、を含む、３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントの製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント、およびその造形品、並びにその製造方法に関するものである
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
３Ｄプリンタに代表される付加製造技術は、従来の射出成形では必須であった金型を使用しない方法であるため、短期間で試作できるというメリッ卜があり、例えば機能確認用の部品の試作に用いられることが多かった。一方で、近年、複雑な構造を有する造形品を作製する技術の一つとして少量多品種製品の直接製造への適用のニーズも増加している。
このような背景の中で、３Ｄプリンタの多くに用いられている熱溶解積層法は、フィラメント状の樹脂材料を３Ｄプリンタノズルへ供給し、ノズルで樹脂材料を溶解しながら、押出された樹脂を造形テーブルに押し付けるように積層を行う技術である。
【０００３】
３Ｄプリンタ用フィラメントに用いられる原料としては、一般的にポリ乳酸等の熱可塑性樹脂が、加工性や流動性の観点から好適に用いられてきた（特許文献１参照）。
下記特許文献２においては、３Ｄプリンタ用フィラメントは真円度が高く、線径の太さムラが少ないことで３Ｄプリンタ造形時の吐出ムラが低減され、得られる造形品の外観が良好となることが報告されている。
また、下記特許文献３においては、線径が安定し、真円に近い断面形状のフィラメントを得る方法として、押出機より押し出されたフィラメントを真空吸引しながらサイジング装置を通過させる方法について報告されている。
下記特許文献４及び５においては、耐熱性や引張強度などの機械物性に優れた造形品を得るために、原料にスーパーエンジニアリングプラスチックを用いることや、繊維強化熱可塑性樹脂を用いたフィラメントについて報告されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－１６９４５６号公報
特開２００５－５２３３９１号公報
特開２０１６－１９３６０１号公報
国際公開第２０２１／０６６０１１号
国際公開第２０２０／２１７９１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱溶解積層法は、現在、工業部品に使用されている熱可塑性樹脂が使用可能な方法であるため、特に工業的な利用が注目されており、物性や製造サイクルの安定が求められている。
しかしながら、従来報告されている方法では、特に非晶性樹脂を用いた場合にフィラメントの線径や真円性が十分に安定しているとはいえず、３Ｄプリンタのノズル径や造形速度などの造形条件を変更することで造形品の機械物性にばらつきが生じることや、長時間連続して造形するとノズル内で詰まりが発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、上記課題を解決するために、本発明は、３Ｄプリンタのノズル径や造形速度などの造形条件によらず、機械物性が安定し、ノズル内での詰まりが発生せずに長時間連続で造形品を造形可能な熱可塑性樹脂フィラメント、およびその造形品、並びにその製造方法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】
【０００７】
上記課題を解決するための本発明の熱可塑性樹脂フィラメントおよびその成形品、並びにその製造方法の構成は以下のとおりである。
【０００８】
［１］非晶性樹脂（ａ）を含む熱可塑性樹脂からなる３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメントであって、
フィラメントの線径が１．５００～３．０００ｍｍであり、
フィラメントの線径の平均値、および標準偏差により計算される工程能力（線径）が、下記式（１）：
工程能力（線径）＝(線径平均値×０．０４)／(６×標準偏差)≧１．３３・・・（１）
を満たし、
フィラメントの真円度＝（長径）／（短径）の平均値および標準偏差により計算される工程能力（真円度）が、下記式（２）：
工程能力（真円度）＝(１．０３－真円度平均値)／(３×標準偏差)≧１．３３・・・（２）
を満たす、３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
【０００９】
［２］前記式（１）および前記式（２）の各工程能力の計算を５０００点以上の測定値を用いて算出した、［１］に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
【００１０】
［３］前記非晶性樹脂（ａ）がポリフェニレンエーテル樹脂を含む、［１］又は［２］に記載の３Ｄプリンタ用熱可塑性樹脂フィラメント。
（【００１１】以降は省略されています）

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