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公開番号2025105212
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023223617
出願日2023-12-28
発明の名称3次元プリンタ成形及び炭素化による炭素成形体の製造のための炭素成形体用組成物及びフィラメント
出願人三菱鉛筆株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類B29C 64/314 20170101AFI20250703BHJP(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】本発明は、3次元プリンタにより成形できる組成物であって、得られた成形体を炭素化することによって炭素成形体を得ることができる組成物を提供する。
【解決手段】本発明の炭素成型体用組成物は、
3次元プリンタ成形及び炭素化による炭素成形体の製造のための炭素成形体用組成物であって、
ピッチを含有しており、前記ピッチの含有率が、前記組成物の質量に対して10質量%以上である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
３次元プリンタ成形及び炭素化による炭素成形体の製造のための炭素成形体用組成物であって、
ピッチを含有しており、前記ピッチの含有率が、前記炭素成形体用組成物の質量に対して１０質量％以上である、
炭素成形体用組成物。
続きを表示（約 620 文字）【請求項２】
前記ピッチの軟化点が、５０℃以上４００℃以下である、請求項１に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項３】
熱可塑性樹脂を更に含有している、請求項１又は２に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項４】
前記熱可塑性樹脂の残炭率が、３０％以下である、請求項３に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂の含有率が、前記炭素成形体用組成物の質量に対して１０質量％以上８０質量％以下である、請求項３に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項６】
炭素質フィラーを更に含有している、請求項１又は２に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項７】
前記炭素質フィラーが、黒鉛、及び炭素繊維からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項６に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項８】
前記炭素質フィラーの含有率が、前記炭素成形体用組成物の質量に対して１０質量％以上８０質量％以下である、請求項６に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項９】
前記炭素成形体用組成物の全体としての残炭率が、１５％以上８５％以下である、請求項１又は２に記載の炭素成形体用組成物。
【請求項１０】
請求項１又は２に記載の炭素成形体用組成物で構成されている、３次元プリンタ成形及び炭素化による炭素成形体の製造のためのフィラメント。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、炭素成形体用組成物、特に３次元プリンタにより成形でき、かつ炭素化する際に形状を維持できる炭素成形体用組成物に関する。また、本発明は、そのような炭素成形体用組成物で構成されているフィラメントに関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
３次元（３Ｄ）プリンタは、ＣＡＤ等により入力された３次元データから薄い断面の形状を計算し、この計算結果をもとに材料を何層にも積層することで立体物を造形する技術であり、付加製造技術（ＡｄｄｉｔｉｖｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）とも呼ばれている。３次元プリンタは、射出成形で用いられる金型を必要とせず、射出成形では成形できない複雑な立体構造を造形することができることから、多品種少量生産技術として注目されている。
【０００３】
３次元プリンタ用材料（付加製造材料ともいう）には、３次元プリンタの方式や用途に応じて、様々な材料が開発されており、主材料としては光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、金属、セラミックス、ワックス等が用いられる。
【０００４】
３次元プリンタの方式は、材料を立体的に造形する方式により、（１）結合剤噴霧方式、（２）指向性エネルギー堆積方式、（３）材料押出方式、（４）材料噴霧方式、（５）粉末床溶融結合方式、（６）シート積層方式、（７）液槽光重合方式等に分類される。前述の方式の中でも、材料押出方式（熱溶解積層方式とも呼ばれる）を採用した３次元プリンタは、低価格化が進んでおり、家庭・オフィス用として需要が高まっている。また、粉末床溶融結合方式を採用した３次元プリンタは、粉末材料のリサイクル性向上を実現したシステムの開発が進み、注目されている方式である。
【０００５】
熱溶解積層方式（材料押出方式）とは、フィラメントと呼ばれる糸状などの形状を有する熱可塑性樹脂を押出しヘッド内部の加熱手段にて流動化したのち、ノズルからプラットフォーム上に吐出し、目的とする造形物の断面形状に従って、少しずつ積層しながら冷却固化することで造形する方法である。
【０００６】
このような熱溶解積層方式の３次元プリンタのための樹脂組成物として、種々の組成物が開示されている。
【０００７】
特許文献１では、平均繊維長１μｍ～３００μｍ、且つ平均アスペクト比３～２００である無機繊維と、熱可塑性樹脂とを含有する樹脂組成物であり、３次元プリンタ用造形材料である樹脂組成物が開示されている。
【０００８】
特許文献２では、熱溶解積層型３次元プリンタ用フィラメントであって、熱可塑性を有するマトリックス樹脂と、この熱可塑性を有するマトリックス樹脂中に分散された機能性ナノフィラーを含む機能性樹脂組成物によって形成されていることを特徴とする熱溶解積層型３次元プリンタ用フィラメントが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
国際公開第２０１８／０４３２３１号
特開２０１６－２８８８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
従来の３次元プリンタにより成形できる成形体は、樹脂をベースとする成形体であった。
（【００１１】以降は省略されています）

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