JP2016179638A - Composition liquid for three-dimensional molding, three-dimensional molding set, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, and method for manufacturing three-dimensional molded object - Google Patents

Composition liquid for three-dimensional molding, three-dimensional molding set, apparatus for manufacturing three-dimensional molded object, and method for manufacturing three-dimensional molded object Download PDF

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Nozomi Tamoto
望 田元
鈴木 康夫
Yasuo Suzuki
康夫 鈴木
成瀬 充
Mitsuru Naruse
充 成瀬
山口 剛男
Takeo Yamaguchi
剛男 山口
義浩 法兼
Yoshihiro Norikane
義浩 法兼
景子 尾阪
Keiko Osaka
景子 尾阪
寛 岩田
Hiroshi Iwata
寛 岩田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition liquid for three-dimensional molding, from which a three-dimensional molded object having a complicated three-dimensional shape with high strength and high dimensional accuracy can be efficiently and inexpensively manufactured by using a powder material.SOLUTION: The composition liquid for three-dimensional molding is to be used for molding a three-dimensional object made of a powder material for three-dimensional molding by supplying the liquid to a powder material layer formed of the powder material for three-dimensional molding. The liquid comprises water and urethane resin particles. The composition liquid for three-dimensional molding may contain a crosslinking agent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、立体造形物を製造可能な立体造形用組成液、立体造形セット、それらを用いた立体造形物の製造装置、及び立体造形物の製造方法に関する。   TECHNICAL FIELD The present invention relates to a three-dimensional modeling composition solution, a three-dimensional modeling set, a three-dimensional modeling manufacturing apparatus using them, and a three-dimensional modeling manufacturing method.

近年、複雑な形状をした立体造形物を製造するニーズが高まっている。従来の型を利用して立体造形物を製造する方法は、複雑で微細な造形物の製造には限界があり、型が高額で、低ロット生産には適用できないなど、多くの問題を抱えていた。これに対し、形状データを用いて、各種材料を積層しながら立体造形物を直接製造する積層造形(付加造形とも称する)は、これらの問題を解決できる有効な方法として注目されている。   In recent years, there is an increasing need to manufacture a three-dimensional model having a complicated shape. The method of manufacturing a three-dimensional model using a conventional mold has many problems such as the limitation of manufacturing complex and fine models, the mold is expensive and cannot be applied to low-lot production. It was. On the other hand, layered modeling (also referred to as additive modeling) that directly manufactures a three-dimensional modeled object while laminating various materials using shape data has attracted attention as an effective method that can solve these problems.

これらの中でも、インクジェットヘッドを使用するバインダージェット方式は、造形速度が速く、材料の適用性が広いことから注目されている。例えば、特許文献1(特許2729110号公報)には、平面状に敷き詰めた粉末層の選択された領域に、結合剤材料を塗付し、これを繰り返して積層し、未接合の粉末材料を除去することによって立体成形物を得る方法が開示されている。また、特許文献2(特開平08−192468号公報)には、所定の径及び混合比を有する大小二種類の金属粒子を散布し、ノズルからバインダーを噴射し造形後、小粒子金属の溶融温度以上、大粒子金属の溶融温度以下で加熱する立体モデルの製造方法が開示されている。   Among these, the binder jet method using an inkjet head has been attracting attention because of its high modeling speed and wide applicability of materials. For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent No. 2729110), a binder material is applied to a selected region of a powder layer spread in a flat shape, and this is repeatedly laminated to remove unbonded powder material. Thus, a method for obtaining a three-dimensional molded product is disclosed. In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 08-192468), two kinds of large and small metal particles having a predetermined diameter and mixing ratio are dispersed, a binder is injected from a nozzle, and after molding, the melting temperature of the small particle metal As mentioned above, the manufacturing method of the three-dimensional model heated below the melting temperature of a large particle metal is disclosed.

さらに、特許文献3(特開2014−24252号公報)には、半水石膏を含む粉体に、インクジェットヘッドから造形液を吐出する立体造形装置において、立体造形物の最も表面側を構成する最表面部位に対して吐出させる造形液のエマルジョン添加物の平均濃度を、最表面部位よりも内側を構成する部位に対して吐出させるエマルジョン添加物の平均濃度よりも高い濃度とする方法が開示されている。   Furthermore, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 2014-24252), in a three-dimensional modeling apparatus that discharges a modeling liquid from an inkjet head to a powder containing hemihydrate gypsum, the most surface side of the three-dimensional modeled object is configured. A method is disclosed in which the average concentration of the emulsion additive of the modeling liquid to be discharged to the surface portion is higher than the average concentration of the emulsion additive to be discharged to the portion constituting the inner side of the outermost surface portion. Yes.

本発明は、高い強度及び寸法精度を両立し、複雑な立体形状を有する立体造形物を製造することが可能な立体造形用組成液を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a three-dimensional composition liquid that is capable of producing a three-dimensional structure having a complicated three-dimensional shape while achieving both high strength and dimensional accuracy.

前記課題を解決するための手段としては、以下の通りである。
即ち、本発明は、立体造形用粉末材料からなる立体物を造形するために用いる立体造形用組成液であって、水とウレタン樹脂粒子を含有することを特徴とする立体造形用組成液である。
Means for solving the problems are as follows.
That is, the present invention is a three-dimensional modeling composition liquid used for modeling a three-dimensional object made of a three-dimensional modeling powder material, which is characterized by containing water and urethane resin particles. .

本発明によれば、複雑な形状を有する立体造形物の強度並びに寸法精度を高め、更にこれらを高効率、低コストで製造することが可能な立体造形用組成液を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the strength and dimensional accuracy of the three-dimensional molded item which has a complicated shape can be improved, and the composition liquid for three-dimensional modeling which can manufacture these with high efficiency and low cost can be provided.

本発明の立体造形物製造プロセスの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the three-dimensional molded item manufacturing process of this invention. 本発明の立体造形物製造プロセスの他の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows another example of the three-dimensional molded item manufacturing process of this invention. 本発明の立体造形物製造装置における立体造形用粉末材料を収容する粉末貯蔵槽の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the powder storage tank which accommodates the powder material for three-dimensional modeling in the three-dimensional molded item manufacturing apparatus of this invention.

本発明の立体造形用組成液は、水とウレタン樹脂粒子とを含有している。
本発明の前記立体造形用組成液は、例えば、予め形成された立体造形用粉末材料の層の所望の領域に供与すると、前記立体造形用組成液に含有される水及びウレタン樹脂粒子が前記粉末材料の隙間に染み込み、前記粉末材料の表面に無数の前記ウレタン樹脂粒子が付着する。前記粉末材料層の形成工程及び前記立体造形用組成液の供与工程を繰り返し、その後前記立体造形用組成液に含有される水を主体とする液体成分を蒸発させると、前記粉末材料表面を覆っていたウレタン樹脂粒子が皮膜化する。これらの皮膜が形成される過程で隣接する前記粉末材料同士が接着する。さらに最低造膜温度以上になるとウレタン樹脂粒子からなる皮膜が強固に融着し、立体造形物が形成される。一方、前記組成液が供与されなかった領域は、前記粉末材料同士が接着されないため、立体造形物として取り込まれずに除去される。
The composition liquid for three-dimensional modeling of the present invention contains water and urethane resin particles.
For example, when the composition liquid for three-dimensional modeling of the present invention is provided to a desired region of a layer of powder material for three-dimensional modeling formed in advance, water and urethane resin particles contained in the three-dimensional modeling composition liquid are the powder. It penetrates into the gaps between the materials, and countless urethane resin particles adhere to the surface of the powder material. When the powder material layer forming step and the three-dimensional modeling composition liquid donating step are repeated, and then the liquid component mainly composed of water contained in the three-dimensional modeling composition liquid is evaporated, the powder material surface is covered. The urethane resin particles become a film. Adjacent powder materials adhere to each other in the process of forming these films. Furthermore, when it becomes more than minimum film forming temperature, the film | membrane which consists of urethane resin particles will fuse | melt firmly, and a three-dimensional molded item will be formed. On the other hand, the region where the composition liquid has not been supplied is removed without being taken in as a three-dimensional structure because the powder materials are not bonded to each other.

本発明の立体造形用組成液は、水及びウレタン樹脂粒子を含有しており、前記ウレタン樹脂粒子は水に溶解せず、分散乃至乳化されてなる。そのため、バインダー樹脂を溶解させた場合に比べて粘度を低く保つことが可能になる。その結果、特にインクジェット方式を用いる場合には、吐出安定性の向上やノズル詰まりの抑制が可能になり、立体造形物の強度や寸法精度を高めることができる。   The three-dimensional modeling composition liquid of the present invention contains water and urethane resin particles, and the urethane resin particles are not dissolved in water but dispersed or emulsified. Therefore, it becomes possible to keep a viscosity low compared with the case where binder resin is dissolved. As a result, particularly when an ink jet method is used, it is possible to improve ejection stability and to suppress nozzle clogging, and to increase the strength and dimensional accuracy of a three-dimensional structure.

また、バインダー樹脂を溶解させる場合、強度を向上させるためにバインダー樹脂の分子量や添加量を高くすると粘度上昇が顕著に起こり、制約が大きかった。しかし、本発明におけるウレタン樹脂粒子は、水中に分散乃至乳化しているため、分子量や添加量を増加させても粘度に及ぼす影響が小さく、バインダー樹脂を溶解させる場合に比べ、立体造形物の強度を高める上で非常に有効なものである。   In addition, when the binder resin is dissolved, if the molecular weight or the addition amount of the binder resin is increased in order to improve the strength, the viscosity is remarkably increased and the restriction is large. However, since the urethane resin particles in the present invention are dispersed or emulsified in water, increasing the molecular weight or the added amount has little effect on the viscosity, and the strength of the three-dimensional structure is higher than when the binder resin is dissolved. It is very effective in increasing

更に、本発明の水及びウレタン樹脂粒子を含有させた前記立体造形用組成液は、様々な立体造形用粉末材料に適用でき、これ以外にバインダー樹脂を付与しなくても高い強度並びに寸法精度を実現できるため、簡便で高効率、低コストで立体造形物を製造することができる。加えて、前記立体造形用組成液、あるいは前記立体造形用粉末材料に別途バインダー樹脂を含有させることも可能であり、これにより、高い寸法精度を維持し、立体造形物の強度をより一層高めることが可能であり有効かつ有用である。   Furthermore, the three-dimensional modeling composition liquid containing water and urethane resin particles of the present invention can be applied to various three-dimensional modeling powder materials, and has high strength and dimensional accuracy without adding a binder resin. Since it is realizable, a three-dimensional molded item can be manufactured simply, highly efficiently, and at low cost. In addition, it is also possible to separately include a binder resin in the three-dimensional modeling composition liquid or the three-dimensional modeling powder material, thereby maintaining high dimensional accuracy and further increasing the strength of the three-dimensional modeling object. Is possible, effective and useful.

以下、本発明における実施の形態の一例について説明する。但し、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明の立体造形用組成液は、立体造形用粉末材料と組み合わせることにより立体造形物を製造することができる。例えば、前記立体造形用粉末材料の層を形成し、その上に前記立体造形用組成液を供与し、これらの操作を繰り返し行って、乾燥することにより、立体造形物を製造することができる。更に、必要に応じて脱脂処理、焼結処理を行うことにより、立体焼結物を製造することができる。
Hereinafter, an example of an embodiment in the present invention will be described. However, the present invention is not limited to these.
The composition for three-dimensional modeling of the present invention can produce a three-dimensional model by combining with the three-dimensional modeling powder material. For example, a three-dimensional model can be manufactured by forming a layer of the three-dimensional model powder material, supplying the three-dimensional model composition liquid thereon, repeating these operations, and drying. Furthermore, a three-dimensional sintered product can be manufactured by performing a degreasing process and a sintering process as necessary.

<立体造形用組成液>
本発明の立体造形用組成液は、水及びウレタン樹脂粒子を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
<Composition liquid for three-dimensional modeling>
The composition liquid for three-dimensional modeling of the present invention contains water and urethane resin particles, and further contains other components as necessary.

−ウレタン樹脂粒子−
本発明の立体造形用組成液には、ウレタン樹脂粒子が含有される。本発明におけるウレタン樹脂粒子とは、一つあるいは複数のウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂が、前記組成液中で粒子状に含有されるものを示す。例えば、ウレタン樹脂は、従来公知のウレタン樹脂と同様に、例えばイソシアネート基とポリオールやアミン等との重付加反応により得られ、これを水中に分散乃至乳化させることにより得ることができる。
-Urethane resin particles-
The three-dimensional modeling composition liquid of the present invention contains urethane resin particles. The urethane resin particles in the present invention refer to those in which a resin having one or more urethane bonds and / or urea bonds is contained in the composition liquid. For example, a urethane resin can be obtained by, for example, a polyaddition reaction between an isocyanate group and a polyol, an amine, or the like, as in the known urethane resin, and can be obtained by dispersing or emulsifying this in water.

前記ウレタン樹脂粒子及び水を含有した立体造形用組成液を、前記立体造形用粉末材料層に供与すると、前記粉末材料の界面から下方へ水と共に前記ウレタン樹脂粒子が染み込み、前記粉末材料の表面に付着する。前記粉末材料層の形成工程及び前記組成液の供与工程を繰り返し、その過程で前記組成液に含有される水を主体とする液体成分の蒸発が進むと、前記ウレタン樹脂粒子が濃縮及び細密充填化され、前記粉末材料の表面に薄く高濃度に密着したウレタン樹脂粒子の集合体からなる皮膜が形成される。この時、同様にウレタン樹脂粒子の皮膜が形成された隣接する粉末材料と接着する。更に乾燥が進み、最低造膜温度(MFT:minimum film-forming temperature)以上になると、隣接する粉末材料と接着した状態でウレタン樹脂粒子同士が融着し、さらにポリマー鎖の相互拡散が生ずる。これにより、高い強度を有する立体造形物を得ることが可能になる。一方、前記組成液が供与されなかった領域は、前記粉末材料同士が接着されないため、立体造形物として取り込まれずに除去される。   When the composition liquid for three-dimensional modeling containing the urethane resin particles and water is supplied to the powder material layer for three-dimensional modeling, the urethane resin particles soak into the surface of the powder material together with water downward from the interface of the powder material. Adhere to. The process of forming the powder material layer and the process of supplying the composition liquid are repeated, and when the liquid component mainly composed of water contained in the composition liquid is evaporated in the process, the urethane resin particles are concentrated and densely packed. Then, a film made of an aggregate of urethane resin particles that are thin and closely adhered to the surface of the powder material is formed. At this time, it adheres to the adjacent powder material on which a film of urethane resin particles is similarly formed. When the drying further proceeds and the temperature reaches a minimum film-forming temperature (MFT) or more, the urethane resin particles are fused with each other while adhering to the adjacent powder material, and further, the polymer chains mutually diffuse. Thereby, it becomes possible to obtain a three-dimensional molded article having high strength. On the other hand, the region where the composition liquid has not been supplied is removed without being taken in as a three-dimensional structure because the powder materials are not bonded to each other.

本発明の前記組成液には少なくとも水及びウレタン樹脂粒子が含有されるため、ウレタン樹脂粒子は固体であれば水に分散された状態で含有され、液体であれば水に乳化された状態で含有される。本発明においては、どちらの状態でも使用可能であるが、ノズル詰まりの影響が少なく、前記粉体材料表面に皮膜を形成しやすいため、立体造形物の強度アップに有効であることから、ウレタン樹脂粒子は前記組成液中に乳化された状態で含有されることがより好ましい。   Since the composition liquid of the present invention contains at least water and urethane resin particles, the urethane resin particles are contained in a state dispersed in water if they are solid, and contained in a state emulsified in water if they are liquid. Is done. In the present invention, it can be used in either state, but since it is less affected by nozzle clogging and is easy to form a film on the surface of the powder material, it is effective in increasing the strength of a three-dimensional molded object. More preferably, the particles are contained in an emulsified state in the composition liquid.

前記ウレタン樹脂粒子を予め水中に乳化させたものは、ウレタン樹脂エマルジョンあるいはコロイドとも称され、本発明において特に有効に使用することができる。この場合、水中に前記ウレタン樹脂が粒子状に含有されているため、水中油滴(O/W)型のエマルジョンである。ウレタン樹脂粒子の水への乳化方法としては、親水基あるいは親水性セグメントを導入したウレタン樹脂を水中に乳化する方法(自己乳化型)と、疎水性のウレタン樹脂を界面活性剤によって水中に乳化する方法(強制乳化型)とに大別される。自己乳化型は、例えば、溶剤中で高分子量化し、水分散後に脱溶剤を行うアセトン法や、水中でプレポリマーを分散した後、ジアミン等で高分子化するプレポリマーミキシング法といった従来公知の方法で作製することができる。強制乳化型は、例えば、溶液重合ポリウレタンを界面活性剤の存在下、乳化分散させた後、溶剤を除去する脱溶剤強制乳化法や、末端イソシアネートプレポリマーを乳化分散した後、ジアミンで鎖伸長するプレポリマー強制乳化法といった従来公知の方法で作製することができる。   Those obtained by pre-emulsifying the urethane resin particles in water are also called urethane resin emulsions or colloids, and can be used particularly effectively in the present invention. In this case, since the urethane resin is contained in water in the form of particles, it is an oil-in-water (O / W) type emulsion. As a method of emulsifying urethane resin particles in water, a method of emulsifying a urethane resin having a hydrophilic group or a hydrophilic segment introduced into water (self-emulsifying type), or emulsifying a hydrophobic urethane resin in water with a surfactant. It is roughly divided into the method (forced emulsification type). The self-emulsification type is a conventionally known method such as an acetone method in which a high molecular weight is obtained in a solvent and the solvent is removed after dispersion in water, or a prepolymer mixing method in which a prepolymer is dispersed in water and then polymerized with diamine or the like. Can be produced. In the forced emulsification type, for example, a solution-polymerized polyurethane is emulsified and dispersed in the presence of a surfactant, and then a solvent-removed forced emulsification method in which the solvent is removed or a terminal isocyanate prepolymer is emulsified and dispersed, and then chain-extended with diamine. It can be prepared by a conventionally known method such as a prepolymer forced emulsification method.

本発明においては、親水基を導入したウレタン樹脂粒子(自己乳化型)を用いることが好ましい。その理由は、ウレタン樹脂粒子表面に親水基が導入されていることにより、表面が親水性を有する立体造形用粉末材料に対し濡れ性が向上し、ウレタン樹脂粒子が前記粉末材料の表面に均等に浸透し、その結果立体造形物の強度のみならず、強度の均一性を向上させることができるからである。また、表面が親水性を有する立体造形用粉末材料に対して接着性が向上し、皮膜の剥離による立体造形物の崩壊を抑制することができる。立体造形用粉末材料は、金属やセラミックなど表面が親水性のものが多く、これらを有効に使用することができる。なお、表面が疎水性の粉末材料であっても、親水化処理をすることにより、上記効果を得ることができる。   In the present invention, it is preferable to use urethane resin particles having a hydrophilic group introduced (self-emulsifying type). The reason is that the hydrophilic group is introduced on the surface of the urethane resin particles, so that the wettability is improved with respect to the powder material for three-dimensional modeling having a hydrophilic surface, and the urethane resin particles are evenly distributed on the surface of the powder material. This is because, as a result, not only the strength of the three-dimensional model can be improved, but also the strength uniformity can be improved. Moreover, adhesiveness improves with respect to the powder material for three-dimensional model | molding whose surface has hydrophilicity, and collapse of the three-dimensional model | molding object by peeling of a film | membrane can be suppressed. The three-dimensional modeling powder material has many hydrophilic surfaces such as metals and ceramics, and these can be used effectively. In addition, even if the surface is a hydrophobic powder material, the above-described effects can be obtained by performing a hydrophilic treatment.

一方、強制乳化型のエマルジョンを用いた場合は、界面活性剤によって前記粉末材料への濡れ性は向上できたとしても、乾燥中あるいは乾燥後に界面活性剤が表面にブリードアウトすることにより、形成したウレタン樹脂による皮膜の接着性が低下し、立体造形物の強度が低下する場合がある。また、低分子量のものしか得られなかったり、分散粒径が大きくなったりすることがあり、立体造形物の強度アップ効果がやや低下する場合がある。以上のことから、本発明においては、自己乳化型のウレタン樹脂エマルジョンを用いることがより好ましい。なお、ウレタン樹脂エマルジョンには、自己乳化型と強制乳化型の複合型も存在するが、ウレタン樹脂に親水基が導入された自己乳化型を含んでいれば、より好ましく使用できる。   On the other hand, when a forced emulsification type emulsion was used, even if the wettability to the powder material could be improved by the surfactant, the surfactant was formed by bleeding out on the surface during or after drying. The adhesiveness of the film by the urethane resin may be reduced, and the strength of the three-dimensional model may be reduced. Moreover, only a thing with a low molecular weight may be obtained, or a dispersion | distribution particle size may become large, and the strength improvement effect of a three-dimensional molded item may fall a little. From the above, in the present invention, it is more preferable to use a self-emulsifying urethane resin emulsion. In addition, the urethane resin emulsion includes a self-emulsifying type and a forced emulsifying type, but if the urethane resin emulsion includes a self-emulsifying type in which a hydrophilic group is introduced into the urethane resin, it can be used more preferably.

自己乳化型のウレタン樹脂に導入される親水基としては、そのイオン性によってアニオン性、カチオン性、ノニオン性の三つに分類される。アニオン性の親水基の代表例としては、カルボキシル基やスルホ基など、カチオン性の親水基の代表例としては、アミノ基やアンモニウム基など、ノニオン性の親水基の代表例としては、エチレンオキサイドやポリオールなどが挙げられる。本発明においては、特に限定されないが、これらの親水基の中でもアニオン性の親水基がより好ましい。アニオン性の親水基を有する自己乳化型ウレタン樹脂粒子を用いることによって、得られる立体造形物の強度を高める上で効果が高い。   The hydrophilic group introduced into the self-emulsifying type urethane resin is classified into three groups, anionic, cationic and nonionic, depending on its ionicity. Representative examples of anionic hydrophilic groups include carboxyl groups and sulfo groups, representative examples of cationic hydrophilic groups include amino groups and ammonium groups, and representative examples of nonionic hydrophilic groups include ethylene oxide and A polyol etc. are mentioned. In the present invention, although not particularly limited, an anionic hydrophilic group is more preferable among these hydrophilic groups. By using self-emulsifying urethane resin particles having an anionic hydrophilic group, the effect of increasing the strength of the resulting three-dimensional structure is high.

本発明に用いられるウレタン樹脂粒子は、親水基の他に、反応性基を導入することも可能であり、架橋効果によって立体造形物の強度をより高めることが可能であることから非常に有効である。反応性基を有するウレタン樹脂粒子にも、自己乳化型と強制乳化型があるが、本発明においては上記の通り自己乳化型がより好ましい。前記反応性基を導入したウレタン樹脂粒子は、反応性基によって架橋し、三次元網目構造を形成することにより、立体造形物の更なる強度向上に有効である。   The urethane resin particles used in the present invention can introduce a reactive group in addition to a hydrophilic group, and are extremely effective because the strength of the three-dimensional structure can be further increased by a crosslinking effect. is there. The urethane resin particles having a reactive group also include a self-emulsifying type and a forced emulsifying type. In the present invention, the self-emulsifying type is more preferable as described above. The urethane resin particles into which the reactive group is introduced are effective for further improving the strength of the three-dimensional structure by crosslinking with the reactive group to form a three-dimensional network structure.

前記反応性基としては、架橋反応が生じるものであれば、如何なるものでも使用可能であるが、特にイソシアネート基を有するものが好ましい。イソシアネート基は反応性が高く、立体造形物の強度向上に特に有効である。この場合、イソシアネート基をブロック剤で保護したブロックイソシアネートが特に好ましく用いられる。ブロックイソシアネートは、後から熱処理を施すことにより、ブロック剤が解離し、イソシアネート基が再生する。そのため、造形した後に熱処理を施すことにより、強度アップの著しい効果を得ることができる。また、立体造形用組成液中に含有させた状態であっても、熱を与えない限り反応性基はブロック剤で保護されているため、粘度が上昇したり、固化したりすることを抑制でき、非常に有効である。   Any reactive group may be used as long as it causes a crosslinking reaction, and those having an isocyanate group are particularly preferable. Isocyanate groups are highly reactive and are particularly effective in improving the strength of three-dimensional structures. In this case, a blocked isocyanate in which an isocyanate group is protected with a blocking agent is particularly preferably used. When the blocked isocyanate is subjected to a heat treatment later, the blocking agent is dissociated and the isocyanate group is regenerated. Therefore, a remarkable effect of increasing the strength can be obtained by performing a heat treatment after modeling. Moreover, even if it is in the state of being included in the composition liquid for three-dimensional modeling, the reactive group is protected with a blocking agent unless heat is applied, so that the viscosity can be prevented from increasing or solidifying. Is very effective.

前記ウレタン樹脂粒子の分子量については、重量平均分子量で10以上10以下、より好ましくは10以上10以下である。分子量が10以上であることにより、立体造形物の強度アップ効果が十分に発揮され、分子量が10以下であることにより、立体造形用組成液の増粘や液寿命の低下を防止することができる。なお、ウレタン樹脂の重量平均分子量は、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。 The molecular weight of the urethane resin particles is from 10 3 to 10 7 , more preferably from 10 4 to 10 6 in terms of weight average molecular weight. When the molecular weight is 10 3 or more, the effect of increasing the strength of the three-dimensional structure is sufficiently exhibited, and when the molecular weight is 10 7 or less, the increase in the viscosity of the three-dimensional composition liquid and the decrease in the life of the liquid are prevented. Can do. In addition, the weight average molecular weight of a urethane resin can be measured using gel permeation chromatography (GPC), for example.

前述の通り、前記立体造形用組成液にバインダー樹脂を溶解させる場合、樹脂の分子量が高くなると液粘度が上昇したり、経時で増粘したり、不溶物が混在したりして、インクジェット方式を用いた場合に前記組成液の吐出安定性が低下したり、ノズル詰まりが発生したりしやすくなる。このことは、立体造形物の強度やその均一性の低下、更には寸法精度の低下等を引き起こす。しかし、本発明のようにウレタン樹脂粒子を用いると、水に樹脂を溶解させる必要がないため、液粘度に大きな影響を与えずにウレタン樹脂の分子量を高くすることが可能であり、立体造形物の強度と寸法精度を一層高めることができる。   As described above, when the binder resin is dissolved in the three-dimensional modeling composition liquid, when the molecular weight of the resin increases, the liquid viscosity increases, the viscosity increases with time, or insoluble matter is mixed, and the inkjet method is used. When used, the discharge stability of the composition liquid is lowered, and nozzle clogging is likely to occur. This causes a decrease in strength and uniformity of the three-dimensional modeled object, and a decrease in dimensional accuracy. However, when urethane resin particles are used as in the present invention, since it is not necessary to dissolve the resin in water, the molecular weight of the urethane resin can be increased without greatly affecting the liquid viscosity. Strength and dimensional accuracy can be further increased.

更に、ウレタン樹脂エマルジョンに含有されるウレタン樹脂は、網目状に架橋させ、高分子量化した内部架橋構造体を形成させることが可能である。例えば、従来公知の方法に従って、イソシアネート基を末端に有するプレポリマーを合成し、これを乳化させた後、内部のイソシアネート基を鎖伸長することによって内部架橋構造体を形成することができる。このようにウレタン樹脂粒子に上記のような内部架橋構造体や高分子量体を使用でき、かつ添加量も比較的増加させることが可能であるため、立体造形物の強度を高める上で非常に有効かつ有用である。   Furthermore, the urethane resin contained in the urethane resin emulsion can be crosslinked in a network form to form a high molecular weight internal crosslinked structure. For example, an internal cross-linked structure can be formed by synthesizing a prepolymer having an isocyanate group at the end and emulsifying it according to a conventionally known method, and then chain-extending the internal isocyanate group. As described above, the internal cross-linked structure and the high molecular weight body as described above can be used for the urethane resin particles, and the addition amount can be relatively increased, so it is very effective in increasing the strength of the three-dimensional structure. And useful.

本発明に用いられるウレタン樹脂粒子の平均粒子径は、0.001μm以上1.0μm以下が好ましく、0.005μm以上0.6μm以下がより好ましく、0.01μm以上0.3μm以下がさらに好ましい。一般に、これらの分散粒径は、0.1μm以上をエマルジョン、0.1μm未満をコロイド、1nm未満を水溶液として分類されることが多いが、本発明のウレタン樹脂粒子は、コロイド及びエマルジョンを含む領域である。ウレタン樹脂粒子の平均粒子径が0.001μm以上であることにより、立体造形用粉末材料同士の接着力が向上し、立体造形物の強度が高めることが可能になる。一方、ウレタン樹脂粒子の平均粒径が1.0μm以下であることにより、ノズル詰まりを防止でき、かつ浸透性や皮膜形成能が向上し、立体造形物の強度バラツキの低減や寸法精度を高めることが可能になる。   The average particle diameter of the urethane resin particles used in the present invention is preferably from 0.001 μm to 1.0 μm, more preferably from 0.005 μm to 0.6 μm, and still more preferably from 0.01 μm to 0.3 μm. In general, these dispersed particle sizes are often classified as emulsions of 0.1 μm or more, colloids of less than 0.1 μm, and aqueous solutions of less than 1 nm. The urethane resin particles of the present invention are regions containing colloids and emulsions. It is. When the average particle diameter of the urethane resin particles is 0.001 μm or more, the adhesive force between the powder materials for three-dimensional modeling is improved, and the strength of the three-dimensional model can be increased. On the other hand, when the average particle size of the urethane resin particles is 1.0 μm or less, nozzle clogging can be prevented, permeability and film forming ability are improved, strength variation of the three-dimensional structure is reduced, and dimensional accuracy is increased. Is possible.

本発明に用いられるウレタン樹脂粒子のガラス転移温度は、20℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度が20℃以上であることにより、ウレタン樹脂の硬度が高まる傾向にあることから、立体造形物の強度を高める上で有効である。なお、ガラス転移温度は、動的粘弾性測定装置や示差走査熱量計(DSC)等により測定することができる。   The glass transition temperature of the urethane resin particles used in the present invention is preferably 20 ° C. or higher, and more preferably 40 ° C. or higher. When the glass transition temperature is 20 ° C. or higher, the hardness of the urethane resin tends to increase, which is effective in increasing the strength of the three-dimensional structure. The glass transition temperature can be measured with a dynamic viscoelasticity measuring device, a differential scanning calorimeter (DSC) or the like.

前記ウレタン樹脂粒子は、上記の通り粉末材料の表面に皮膜を形成することによって本発明の効果が得られることから、皮膜形成能が高い方が好ましい。ウレタン樹脂の基本構造は、凝集力の弱い主にポリオールの非結晶性部分で構成されるソフトセグメントと、凝集力の強い主にウレタン結合あるいはウレア結合の結晶性部分で構成されるハードセグメントからなる。ソフトセグメントは分子間力が弱く、可撓性、柔軟性、屈曲性等を与え、ハードセグメントは分子間力が強く、強靭性、耐熱性、耐摩耗性等を与える。これらの相反する性質をバランスよく備えていることがウレタン樹脂の特徴であり、皮膜形成能に優れ、かつ得られた皮膜は強靭であるため、高い強度を有する立体造形物の製造を可能にしたものと考えられる。また、ハードセグメントは、水素結合に基づく二次結合の効果も得られ、このことも立体造形物の強度アップに貢献しているものと考えられる。   The urethane resin particles preferably have a higher film-forming ability since the effects of the present invention can be obtained by forming a film on the surface of the powder material as described above. The basic structure of urethane resin consists of a soft segment composed mainly of non-crystalline part of polyol with weak cohesion and a hard segment composed mainly of crystalline part of urethane bond or urea bond with strong cohesion. . The soft segment has a weak intermolecular force and gives flexibility, flexibility, flexibility, and the like, and the hard segment has a strong intermolecular force and gives toughness, heat resistance, wear resistance and the like. It is the characteristic of urethane resin that it has these conflicting properties in a well-balanced manner, and it has excellent film-forming ability, and the film obtained is tough, so that it is possible to produce a three-dimensional structure with high strength. It is considered a thing. In addition, the hard segment also has an effect of secondary bonding based on hydrogen bonding, which is considered to contribute to an increase in strength of the three-dimensional structure.

本発明に用いられる前記ウレタン樹脂粒子は、ウレタン結合及び/又はウレア結合を有する樹脂微粒子であればよく、他に如何なる官能基や置換基、あるいは共重合体を形成するためのセグメントを有していても良い。例えば、エーテル結合を含むポリエーテル型ウレタン樹脂、エステル結合を含むポリエステル型ウレタン樹脂、カーボネート結合を含むポリカーボネート型ウレタン樹脂なども使用可能である。   The urethane resin particles used in the present invention may be resin fine particles having a urethane bond and / or a urea bond, and have any other functional group, substituent, or segment for forming a copolymer. May be. For example, a polyether type urethane resin containing an ether bond, a polyester type urethane resin containing an ester bond, a polycarbonate type urethane resin containing a carbonate bond, and the like can be used.

また、本発明に用いられる前記ウレタン樹脂粒子は、ウレタン樹脂とそれ以外の樹脂との複合エマルジョンであってもよく、例えば、ウレタンアクリル複合エマルジョンなども有効に使用することができる。これは、粒子内にアクリルとウレタンを含有させたもので、例えば、アクリルポリマーにウレタンを変性させたり、反応性のアクリルとウレタンをエマルジョン中に含有させ水の蒸発によって架橋させる構造にしたり、アクリル成分をコア、ウレタン成分をシェルとしたコアシェル構造を持たせたものなどが知られており、本発明においても有効に使用することができる。このような複合化は、耐久性、対候性、粉末材料との密着性等の向上に有効であり、立体造形物の強度や耐久性をより一層高める上で有効である。   In addition, the urethane resin particles used in the present invention may be a composite emulsion of a urethane resin and other resins. For example, a urethane acrylic composite emulsion can be used effectively. This is a product that contains acrylic and urethane in the particles. For example, urethane can be modified into an acrylic polymer, or reactive acrylic and urethane can be included in the emulsion and crosslinked by evaporation of water. Those having a core-shell structure in which the component is a core and the urethane component is a shell are known and can be used effectively in the present invention. Such compounding is effective in improving durability, weather resistance, adhesion to the powder material, and the like, and is effective in further increasing the strength and durability of the three-dimensional structure.

前記ウレタン樹脂粒子は、合成することも可能であるが、水性ウレタン樹脂エマルジョンとして市販されているものもあり、本発明において有効に使用することができる。
前記ウレタン樹脂エマルジョンの一例としては、スーパーフレックスシリーズ、スーパーフレックスEシリーズ、スーパーフレックスRシリーズ、エラストロンシリーズ、エラストロンBNシリーズ(第一工業製薬製商品名)、タケラックWシリーズ、タケラックWSシリーズ(三井化学製商品名)、アデカボンタイターHUXシリーズ(アデカ製商品名)、パーマリンシリーズ、ユーコートシリーズ、ユープレンシリーズ(三洋化成工業製商品名)等が挙げられる。具体例としては、スーパーフレックス110、126、130、150、170、210、620、800、820、830HS、860、870、エラストロンBN−11、BN−69、BN−77等(第一工業製薬製商品名)、タケラックW−615、W−6010、W−6020、W−6061、W−511、W−405、W−7004、W−605、W−512A6、W−635、W−635C、WS−7000、WS−5000、WS−5070X、WS−4000、XW−75−X35等(三井化学製商品名)、アデカボンタイターHUX−290H、HUX−395D、HUX−394、HUX−232、HUX−240、HUX−320、HUX−350、HUX−380、HUX−381、HUX−388、HUX−380A、HUX−386、HUX−401、HUX−750、HUX−670、HUX−680、HUX−575、HUX−580、HUX−822、HUX−830等(アデカ製商品名)、パーマリンUA−310、UA−368、ユーコートUS−230、ユープレンUXA−307(三洋化成工業製商品名)等が挙げられる。但し、これらは一例であって、限定されるものではない。これらのウレタン樹脂エマルジョンは、1種単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、前記ウレタン樹脂エマルジョンを、他の樹脂系エマルジョンと混合して用いることも可能である。
The urethane resin particles can be synthesized, but some are commercially available as aqueous urethane resin emulsions, and can be used effectively in the present invention.
Examples of the urethane resin emulsion include Superflex series, Superflex E series, Superflex R series, Elastron series, Elastron BN series (Daiichi Kogyo Seiyaku brand name), Takelac W series, Takelac WS series (Mitsui Chemicals). Product name), Adeka Bon titer HUX series (Adeka product name), Permarin series, U-Coat series, Euprene series (Sanyo Chemical Industries product name), and the like. Specific examples include Superflex 110, 126, 130, 150, 170, 210, 620, 800, 820, 830HS, 860, 870, Elastron BN-11, BN-69, BN-77, etc. (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku) Product name), Takerak W-615, W-6010, W-6020, W-6061, W-511, W-405, W-7004, W-605, W-512A6, W-635, W-635C, WS -7000, WS-5000, WS-5070X, WS-4000, XW-75-X35, etc. (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals), Adekabon titer HUX-290H, HUX-395D, HUX-394, HUX-232, HUX- 240, HUX-320, HUX-350, HUX-380, HUX-381, HUX-388, HUX-38 A, HUX-386, HUX-401, HUX-750, HUX-670, HUX-680, HUX-575, HUX-580, HUX-822, HUX-830, etc. (trade names made by Adeka), Permarin UA-310, Examples include UA-368, U-coat US-230, Uprene UXA-307 (trade name, manufactured by Sanyo Chemical Industries). However, these are only examples and are not limited. These urethane resin emulsions may be used alone or in combination of two or more. Further, the urethane resin emulsion can be used by mixing with other resin emulsion.

前記ウレタン樹脂粒子の含有量は、特に制限されることなく必要に応じて適宜決めることができるが、立体造形用組成液の総質量に対して1〜50質量%が好ましく、5〜30質量%がより好ましい。前記ウレタン樹脂粒子の含有量が1質量%以上であることにより、立体造形物の強度を高める効果を得ることができ、50質量%以下であることにより、立体造形用組成液の経時における増粘を低減することができ、その結果吐出安定性が向上でき、寸法精度の向上に有効となる。   Although content of the said urethane resin particle can be suitably determined as needed without being restrict | limited especially, 1-50 mass% is preferable with respect to the total mass of the three-dimensional modeling composition liquid, and 5-30 mass%. Is more preferable. When the content of the urethane resin particles is 1% by mass or more, an effect of increasing the strength of the three-dimensional model can be obtained, and when the content is 50% by mass or less, the viscosity of the three-dimensional model composition liquid increases over time. As a result, the discharge stability can be improved and the dimensional accuracy can be improved.

−水−
本発明の前記立体造形用組成液には、水が含有される。本発明のウレタン樹脂粒子は、水中油滴(O/W)型であり、水が含有されることにより、ウレタン樹脂粒子が安定に分散乃至乳化される。
水としては、特に制限されることなく、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水を用いることができる。水の含有量は、特に制限されることなく必要に応じて適宜決定すればよいが、立体造形用組成液の総質量に対して、20〜95質量%が好ましく、40〜90質量%がより好ましく、50〜85質量%がさらに好ましい。
-Water-
The composition liquid for three-dimensional modeling of the present invention contains water. The urethane resin particles of the present invention are an oil-in-water (O / W) type, and the urethane resin particles are stably dispersed or emulsified by containing water.
The water is not particularly limited, and pure water such as ion exchange water, ultrafiltered water, reverse osmosis water, distilled water, or ultrapure water can be used. The water content is not particularly limited and may be appropriately determined as necessary, but is preferably 20 to 95% by mass and more preferably 40 to 90% by mass with respect to the total mass of the three-dimensional composition liquid. Preferably, 50 to 85% by mass is more preferable.

−水溶性溶剤−
本発明の前記立体造形用組成液には、水溶性溶剤を含有することが可能であり、有効である。水溶性溶剤は、立体造形用組成液を、特にインクジェットノズルから吐出させる際、水分保持力や吐出安定性を高める上で有効である。これらが低下すると、ヘッドが乾燥して、吐出が不安定になったり、ノズル詰まりが生じたりし、その結果立体造形物に脆い部分が生じたり、寸法精度の低下を引き起こす場合がある。
-Water-soluble solvent-
The composition solution for three-dimensional modeling of the present invention can contain a water-soluble solvent and is effective. The water-soluble solvent is effective in increasing the moisture retention and ejection stability, particularly when the 3D modeling composition liquid is ejected from the inkjet nozzle. When these are lowered, the head is dried, the ejection becomes unstable, or nozzle clogging occurs, and as a result, a fragile portion is formed in the three-dimensional structure, or the dimensional accuracy is lowered.

前記水溶性溶剤としては、水溶性を示す液体材料であれば、如何なるものでも使用することが可能である。例えば、アルコール、多価アルコール、エーテル、ケトンなどが挙げられる。具体的には、エタノール、プロパノール、ブタノール、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2−ブタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,3−ブタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ヘキサンジオール、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、β−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、β−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクタム、エチレングリコール、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、ジエチレングリコール、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジグリセリン、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールn−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジグリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、プロピルプロピレンジグリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコール-n-ブチルエーテル、プロピレングリコール-t-ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどを用いることができる。但し、これは一例であって、これらに限定されるものではない。   Any water-soluble solvent can be used as long as it is a water-soluble liquid material. For example, alcohol, polyhydric alcohol, ether, ketone and the like can be mentioned. Specifically, ethanol, propanol, butanol, 1,2,6-hexanetriol, 1,2-butanediol, 1,2-hexanediol, 1,2-pentanediol, 1,3-dimethyl-2-imidazo Lidinone, 1,3-butanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, 2,2-dimethyl-1,3-propanediol 2,3-butanediol, 2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-pyrrolidone, 2-methyl-1,3-propanediol, 2- Methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-hexanediol, N-methyl-2-pi Lidon, N-methylpyrrolidinone, β-butoxy-N, N-dimethylpropionamide, β-methoxy-N, N-dimethylpropionamide, γ-butyrolactone, ε-caprolactam, ethylene glycol, ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene Glycol-n-propyl ether, ethylene glycol phenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, glycerin, diethylene glycol, diethylene glycol-n-hexyl ether, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether , Diethylene glycol monomethyl ether, diglycerin, dipropylene glycol, Dipropylene glycol n-propyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiglycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, triethylene Glycol methyl ether, tripropylene glycol, tripropylene glycol-n-propyl ether, tripropylene glycol methyl ether, trimethylol ethane, trimethylol propane, propyl propylene diglycol, propylene glycol, propylene glycol-n-butyl ether, propylene glycol-t -Butyl ether, propylene glycol phenyl Ether, propylene glycol monoethyl ether, hexylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol may be employed. However, this is an example, and the present invention is not limited to these.

本発明の立体造形用組成液全体に占める前記水溶性溶剤の割合は、5質量%〜60質量%が好ましく、10質量%〜50質量%がより好ましく、15質量%〜40質量%がさらに好ましい。前記水溶性溶剤が5質量%以上であることにより、立体造形用組成液の水分保持力を維持することができ、インクジェットヘッドの保管時における乾燥を防止し、その結果吐出不良やノズル詰まりを抑制することが可能になる。また、事前に行うチェック時と実際の吐出時の吐出量を一致させることができ、所望の強度や形状を有する立体造形物を製造することができる。一方、水溶性溶剤が60質量%以下であることにより、立体造形用組成液の粘度上昇を低減でき、吐出安定性の向上や立体造形物の乾燥性を高めることができ、製造効率の向上や立体造形物の変形を抑制することが可能になる。   The proportion of the water-soluble solvent in the total three-dimensional modeling composition liquid of the present invention is preferably 5% by mass to 60% by mass, more preferably 10% by mass to 50% by mass, and further preferably 15% by mass to 40% by mass. . When the water-soluble solvent is 5% by mass or more, the moisture retention of the three-dimensional modeling composition liquid can be maintained, and drying during storage of the inkjet head is prevented, resulting in suppression of ejection failure and nozzle clogging. It becomes possible to do. Moreover, the amount of discharge at the time of the check performed in advance and the amount of discharge at the time of actual discharge can be matched, and the three-dimensional molded item having desired strength and shape can be manufactured. On the other hand, when the water-soluble solvent is 60% by mass or less, the increase in viscosity of the three-dimensional modeling composition liquid can be reduced, the discharge stability can be improved, and the drying property of the three-dimensional model can be improved. It becomes possible to suppress a deformation | transformation of a three-dimensional molded item.

−架橋剤−
本発明の前記立体造形用組成液には、架橋剤を含有することが可能であり、有効である。前記架橋剤は、立体造形用粉末材料の表面に形成された前記ウレタン樹脂粒子からなる皮膜を架橋させることが可能であり、立体造形物の強度を高める上で有効である。また、後述のように、立体造形用粉末材料の表面に予め樹脂を被覆する場合、被覆した前記樹脂と架橋させることも可能であり、立体造形物の強度を更に高める上で有効である。
-Crosslinking agent-
The composition liquid for three-dimensional modeling of the present invention can contain a crosslinking agent and is effective. The cross-linking agent can cross-link the film made of the urethane resin particles formed on the surface of the three-dimensional modeling powder material, and is effective in increasing the strength of the three-dimensional model. As will be described later, when the resin is previously coated on the surface of the powder material for three-dimensional modeling, it is possible to crosslink with the coated resin, which is effective in further increasing the strength of the three-dimensional modeled object.

前記架橋剤としては、前記ウレタン樹脂粒子や、立体造形用粉末材料に樹脂を被覆する場合、その樹脂と架橋するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。前記ウレタン樹脂粒子の架橋剤としては、例えば、イソシアネート系架橋剤、ブロックイソシアネート系架橋剤、水溶性メラミン樹脂、水溶性エポキシ樹脂、オキサゾリン系化合物、カルボジイミド系化合物、アジリジン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、立体造形物の強度や立体造形用組成液の液寿命の観点から、ブロックイソシアネート系架橋剤が好ましく用いられる。ブロックイソシアネートとは、イソシアネート基をブロック剤で保護した構造を有し、常温では反応しないため、前記組成液の増粘や固化を抑制でき、非常に有効である。ブロック剤としては、例えば、フェノール系、アルコール系、活性メチレン系、ラクタム系、オキシム系、メルカプタン系等が挙げられる。   The cross-linking agent is not particularly limited as long as the urethane resin particles or the powder material for three-dimensional modeling are coated with a resin, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the crosslinking agent for the urethane resin particles include an isocyanate crosslinking agent, a blocked isocyanate crosslinking agent, a water-soluble melamine resin, a water-soluble epoxy resin, an oxazoline compound, a carbodiimide compound, and an aziridine compound. Among these, from the viewpoint of the strength of the three-dimensional model and the liquid life of the three-dimensional model composition, a blocked isocyanate crosslinking agent is preferably used. Blocked isocyanate has a structure in which an isocyanate group is protected with a blocking agent and does not react at room temperature. Therefore, it is possible to suppress thickening and solidification of the composition liquid, which is very effective. Examples of the blocking agent include phenolic, alcoholic, active methylene, lactam, oxime, mercaptan and the like.

他には、例えば、金属塩、金属錯体、有機ジルコニウム系化合物や有機チタン系化合物などの多価金属化合物、水溶性有機架橋剤、キレート剤等の架橋剤も有効に使用することができる。これらは立体造形用粉末材料に樹脂を被覆した際、その樹脂に対する架橋剤としても使用することができる。   Besides, for example, metal salts, metal complexes, polyvalent metal compounds such as organic zirconium compounds and organic titanium compounds, water-soluble organic crosslinking agents, and crosslinking agents such as chelating agents can also be used effectively. These can be used also as a crosslinking agent for the resin when the powder material for three-dimensional modeling is coated with a resin.

金属塩としては、2価以上の陽イオン金属を水中で電離するものが好適に用いられ、具体例としては、オキシ塩化ジルコニウム八水和物(4価)、水酸化アルミニウム(3価)、水酸化マグネシウム(2価)、チタンラクテートアンモニウム塩(4価)、塩基性酢酸アルミニウム(3価)、炭酸酸化ジルコニウムアンモニウム塩(4価)、チタントリエタノールアミネート(4価)、などが好適に用いられる。
有機ジルコニウム系化合物や有機チタン系化合物としては、主にアルコキシド、キレート、アシレートなどが好適に用いられ、前者としては、例えば、酸塩化ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、オキシ塩化ジルコニウム、オキシ硝酸ジルコニウム、乳酸ジルコニウムアンモニウム、ステアリン酸ジルコニウム、ジルコニウムラクテートアンモニウム塩などが、有機チタン系化合物としては、例えば、チタンアシレート、チタンアルコキシド、チタンラクテート、チタンラクテートアンモニウム塩、チタントリエタノールアミネートなどが挙げられる。また、水溶性有機架橋剤としては、例えば、カルボジイミド基含有化合物、ビスビニルスルホン酸化合物などが、メラミン化合物としては、例えば、メチロール化メラミンなどが挙げられる。なお、これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
As the metal salt, one that ionizes a divalent or higher cation metal in water is preferably used. Specific examples include zirconium oxychloride octahydrate (tetravalent), aluminum hydroxide (trivalent), water Magnesium oxide (divalent), titanium lactate ammonium salt (tetravalent), basic aluminum acetate (trivalent), zirconium carbonate ammonium salt (tetravalent), titanium triethanolamate (tetravalent), etc. are preferably used. It is done.
As the organozirconium-based compound and organotitanium-based compound, mainly alkoxide, chelate, acylate and the like are preferably used. Examples of the former include zirconium oxychloride, ammonium zirconium carbonate, zirconium oxychloride, zirconium oxynitrate, zirconium lactate. Examples of the organic titanium-based compounds such as ammonium, zirconium stearate, zirconium lactate ammonium salt, and the like include titanium acylate, titanium alkoxide, titanium lactate, titanium lactate ammonium salt, and titanium triethanolamate. Examples of the water-soluble organic crosslinking agent include carbodiimide group-containing compounds and bisvinyl sulfonic acid compounds, and examples of the melamine compound include methylolated melamine. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

これらは市販品を使用することができ、該市販品としては、例えば、エラストロンBNシリーズ(第一工業製薬製)、オキシ塩化ジルコニウム八水和物(第一稀元素化学工業株式会社製、酸塩化ジルコニウム)、水酸化アルミニウム(和光純薬工業株式会社製、水酸化マグネシウム(和光純薬工業株式会社製)、チタンラクテートアンモニウム塩(マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスTC−300、TC−310)、ジルコニウムラクテートアンモニウム塩(マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスZC−300)、塩基性酢酸アルミニウム(和光純薬工業株式会社製)、ビスビニルスルホン化合物(富士ファインケミカル株式会社製、VS−B(K−FJC))、炭酸酸化ジルコニウムアンモニウム塩(第一稀元素化学工業株式会社製、ジルコゾールAC−7、AC−20)、チタントリエタノールアミネート(マツモトファインケミカル株式会社製、オルガチックスTC−400)、オキシ塩化ジルコニウム(第一稀元素化学工業株式会社製、ジルコゾールZC−20)、オキシ硝酸ジルコニウム(第一稀元素化学工業株式会社製、ジルコゾールZN)、グリオキシル酸塩(Safelink SPM−01、日本合成化学工業株式会社製)、アジピン酸ジヒドラジド(大塚化学株式会社製)などが挙げられる。   Commercially available products can be used. Examples of the commercially available products include Elastrone BN series (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), zirconium oxychloride octahydrate (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd., acidification). Zirconium), aluminum hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), magnesium hydroxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), titanium lactate ammonium salt (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., Organics TC-300, TC-310), Zirconium lactate ammonium salt (manufactured by Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., ORGATIZ ZC-300), basic aluminum acetate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), bisvinylsulfone compound (manufactured by Fuji Fine Chemical Co., Ltd., VS-B (K-FJC) )), Zirconium oxide ammonium carbonate ( One rare element chemical industry, Zircosol AC-7, AC-20), Titanium triethanolamate (Matsumoto Fine Chemical Co., Ltd., Organics TC-400), Zirconium oxychloride (First rare element chemical industry) Zircosol ZC-20), zirconium oxynitrate (Daiichi Rare Element Chemical Co., Ltd., Zircosol ZN), glyoxylate (Safelink SPM-01, Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), adipic acid dihydrazide (Otsuka Chemical) Etc.).

前記立体造形用組成液における前記架橋剤の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、前記ウレタン樹脂粒子に対し、0.1質量%〜50質量%、より好ましくは0.5質量%〜30質量%、さらに好ましくは1質量%〜10質量%である。また、立体造形用粉末材料に樹脂を被覆した場合、前記樹脂に対しても上記の範囲が好ましい。前記架橋剤の含有量が0.1質量%以上であることにより、立体造形物の強度アップ効果を得ることができる。一方、架橋剤の含有量が50質量%以下であることにより、立体造形用組成液の増粘やゲル化を防止でき、液保存性や粘度安定性を高める効果を得ることができる。
−その他の成分−
前記立体造形用組成液に含有されるその他の成分としては、例えば界面活性剤、消泡剤、pH調整剤、防腐防黴剤、保存剤、安定化剤など、従来公知の材料を加えることが可能である。
There is no restriction | limiting in particular as content of the said crosslinking agent in the said three-dimensional modeling composition liquid, According to the objective, it can select suitably. For example, it is 0.1 mass%-50 mass% with respect to the said urethane resin particle, More preferably, it is 0.5 mass%-30 mass%, More preferably, it is 1 mass%-10 mass%. Moreover, when resin is coat | covered to the powder material for three-dimensional modeling, said range is preferable also with respect to the said resin. When the content of the crosslinking agent is 0.1% by mass or more, an effect of increasing the strength of the three-dimensional structure can be obtained. On the other hand, when the content of the crosslinking agent is 50% by mass or less, thickening and gelation of the three-dimensional composition liquid can be prevented, and the effect of improving liquid storage stability and viscosity stability can be obtained.
-Other ingredients-
As other components contained in the three-dimensional modeling composition liquid, for example, a conventionally known material such as a surfactant, an antifoaming agent, a pH adjuster, an antiseptic / antifungal agent, a preservative, and a stabilizer may be added. Is possible.

−−界面活性剤−−
前記界面活性剤は、主に前記立体造形用組成液の前記立体造形用粉末材料への濡れ性や浸透性、表面張力を制御する目的で使用される。本発明において用いられる界面活性剤は、従来公知の材料を使用することが可能であるが、特に下記のものが好適に使用される。
界面活性剤としては、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤、両性界面活性剤が用いられる。
--Surfactant--
The surfactant is mainly used for the purpose of controlling wettability, permeability, and surface tension of the three-dimensional modeling composition liquid into the three-dimensional modeling powder material. As the surfactant used in the present invention, conventionally known materials can be used, and the following are particularly preferably used.
As the surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, or an amphoteric surfactant is used.

−−pH調整剤−−
pH調整剤は、前記立体造形用組成液を所望のpHに調整することを主目的として使用される。pH調整剤としては、前記立体造形用組成液のpHを制御できるものであれば、如何なる材料をも使用することができる。
本発明においては、立体造形物製造装置の立体造形用組成液供給手段にインクジェット方式を用いる場合、ノズルヘッド部分の腐食や目詰り防止の観点から、5(弱酸性)〜12(塩基性)が好ましく、8〜10(弱塩基性)がより好ましい。前記pH調整剤の添加により、前記立体造形用組成液のpHを任意に調整することができる。なお、前記架橋剤の中には、pH調整剤としても機能し得るものもある。
--PH adjuster--
The pH adjuster is used mainly for the purpose of adjusting the composition liquid for three-dimensional modeling to a desired pH. Any material can be used as the pH adjuster as long as it can control the pH of the three-dimensional composition liquid.
In this invention, when using an inkjet system for the composition liquid supply means for three-dimensional structure manufacturing apparatus, the 5 (weakly acidic) to 12 (basic) are used from the viewpoint of preventing corrosion and clogging of the nozzle head portion. 8-10 (weakly basic) is more preferable. By adding the pH adjusting agent, the pH of the three-dimensional modeling composition liquid can be arbitrarily adjusted. Some of the crosslinking agents can also function as pH adjusting agents.

−立体造形用組成液の調製方法−
前記立体造形用組成液の調製方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、最初に水を主成分とする液体に前記ウレタン樹脂粒子を分散乃至乳化したエマルジョンを作製し、これに必要に応じて水や水溶性溶剤、界面活性剤等の添加剤を添加することが好ましい。また、架橋剤を含有させる場合は、予め水に溶解させておくことが好ましい。
-Preparation method of three-dimensional modeling composition liquid-
The method for preparing the three-dimensional modeling composition liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. First, an emulsion in which the urethane resin particles are dispersed or emulsified in a liquid mainly composed of water. It is preferable to prepare and add additives such as water, a water-soluble solvent, and a surfactant as necessary. Moreover, when it contains a crosslinking agent, it is preferable to make it melt | dissolve in water previously.

<立体造形セット>
本発明の立体造形セットは、前記立体造形用組成液と、前記立体造形用粉末材料からなる。前記立体造形用組成液は、前記立体造形用粉末材料の層に供与され、前記立体造形用組成液に含有されるウレタン樹脂粒子が、前記立体造形用粉末材料の表面に付着し、その後前記立体造形用組成液に含有される水や水溶性溶剤などの液体が蒸発することで、ウレタン樹脂粒子が細密充填化し、皮膜が形成されるとともに同様に皮膜が形成された隣接する立体造形用粉末材料同士が接着する。さらに最低造膜温度以上になると、ウレタン樹脂粒子が融着し、高い強度を有する立体造形物を得ることができる。
<3D modeling set>
The three-dimensional modeling set of the present invention includes the three-dimensional modeling composition liquid and the three-dimensional modeling powder material. The three-dimensional modeling composition liquid is provided to the layer of the three-dimensional modeling powder material, and the urethane resin particles contained in the three-dimensional modeling composition liquid adhere to the surface of the three-dimensional modeling powder material, and then the three-dimensional modeling powder. Liquids such as water and water-soluble solvents contained in the composition liquid for modeling evaporate, so that the urethane resin particles are finely packed and a film is formed. Adhere to each other. Furthermore, when it becomes more than minimum film forming temperature, a urethane resin particle will fuse | melt and the three-dimensional molded item which has high intensity | strength can be obtained.

−立体造形用粉末材料−
本発明の立体造形セットに含まれる立体造形用粉末材料は、粉末状であって、かつ本発明の前記立体造形用組成液を供与し、その後乾燥することにより、立体造形用粉末材料同士が接着し、立体造形物を形成できるものであれば、如何なるものでも使用することができる。なお、本発明の立体造形用粉末材料は、種々の材質の粉末状の基材をそのまま立体造形用粉末材料として用いても良いし、前記基材の表面に樹脂を被覆したものでも良いし、表面処理を施したものでも良いし、あるいは基材がコアシェル型構造を有するものであっても良い。
-Powder material for solid modeling-
The powder material for three-dimensional modeling included in the three-dimensional modeling set of the present invention is in a powder form, and the three-dimensional modeling powder material is bonded to each other by supplying the three-dimensional modeling composition liquid of the present invention and then drying. Any material that can form a three-dimensional model can be used. In addition, the three-dimensional modeling powder material of the present invention may be used as a three-dimensional modeling powder material as it is as a powdered base material of various materials, or the surface of the base material may be coated with a resin, The surface treatment may be performed, or the substrate may have a core-shell structure.

前記基材としては、粉末乃至粒子の形態を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。材質としては、例えば、金属、セラミックス、カーボン、ポリマー、木材、生体親和材料、砂などが挙げられるが、高強度な立体造形物を得る観点からは、最終的に焼結処理が可能な金属、セラミックスなどがより好ましい。   The substrate is not particularly limited as long as it has a powder or particle form, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the material include metal, ceramics, carbon, polymer, wood, biocompatible material, and sand. From the viewpoint of obtaining a high-strength three-dimensional modeled object, a metal that can be finally sintered, Ceramics and the like are more preferable.

前記金属としては、材質として金属を含むものであれば特に限定されるものではなく、例えば、Mg、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、In、Sn、Ta、W、さらにこれらの合金が挙げられる。これらの中でも、ステンレス(SUS)鋼、鉄、銀、銅、チタン、ジルコニウム、あるいはこれらの合金などが好適に用いられる。該ステンレス(SUS)鋼としては、例えば、SUS304、SUS316L、SUS317、SUS329、SUS410、SUS430、SUS440、SUS630などが挙げられる。   The metal is not particularly limited as long as it contains a metal as a material. For example, Mg, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, In, Sn, Ta, W, and alloys thereof may be mentioned. Among these, stainless steel (SUS) steel, iron, silver, copper, titanium, zirconium, or alloys thereof are preferably used. Examples of the stainless steel (SUS) include SUS304, SUS316L, SUS317, SUS329, SUS410, SUS430, SUS440, and SUS630.

前記セラミックスとしては、例えば、酸化物、炭化物、窒化物、水酸化物などが挙げられる。酸化物としては、例えば、シリカ(SiO2)、アルミナ(Al23)、ジルコニア(ZrO2)、チタニア(TiO2)などが挙げられる。前記カーボンとしては、例えば、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、フラーレンなどが挙げられる。 Examples of the ceramic include oxides, carbides, nitrides, and hydroxides. Examples of the oxide include silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), zirconia (ZrO 2 ), titania (TiO 2 ), and the like. Examples of the carbon include graphite, graphene, carbon nanotube, carbon nanohorn, and fullerene.

前記ポリマーとしては、例えば、水に不溶な公知の樹脂微粒子などが挙げられる。前記木材としては、例えば、ウッドチップ、セルロースなどが挙げられる。前記生体親和材料としては、例えば、ポリ乳酸、リン酸カルシウムなどが挙げられる。これらの材料は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the polymer include known resin fine particles that are insoluble in water. Examples of the wood include wood chips and cellulose. Examples of the biocompatible material include polylactic acid and calcium phosphate. These materials may be used alone or in combination of two or more.

これらの基材としては、市販されているものを使用することもできる。一例としては、ステンレス鋼は山陽特殊鋼製のPSS316L、シリカはトクヤマ製のエクセリカSE−15、アルミナは大明化学工業製のタイミクロンTM−5D、ジルコニアは東ソー製のTZ−B53などを例示することができる。   As these base materials, commercially available materials can also be used. For example, PSS316L made by Sanyo Special Steel for stainless steel, Excelica SE-15 made by Tokuyama for silica, Tymicron TM-5D made by Daimei Chemical Industry, TZ-B53 made by Tosoh, etc. for zirconia. Can do.

本発明の立体造形用組成液には、水とウレタン樹脂粒子が含有されてなる。この場合、前記ウレタン樹脂が水性であることにより、水に分散乃至乳化された状態を形成できることから、本発明においては特に好ましい。水性のウレタン樹脂粒子としては、例えば、前述の自己乳化型もしくは強制乳化型のウレタン樹脂エマルジョンを好適に用いることができる。
これらの水性ウレタン樹脂粒子を用いる場合、前記立体造形用粉末材料の表面は、親水性であることが好ましい。立体造形用粉末材料の表面が親水性であることにより、前記ウレタン樹脂粒子の立体造形用粉末材料への濡れ性や浸透性、あるいは基材との接着性が向上し、得られる立体造形物の高強度化、さらに強度の均一化に対し有効となる。その点から基材としては、金属やセラミックスが特に好ましく用いられる。前記基材のうち、表面が疎水性を有するものは、親水性を有する膜で表面を被覆したり、表面処理したりすることにより、親水化することが可能であり、これらの方法により前記組成液の濡れ性や浸透性が高まることから、立体造形物の強度向上効果を得ることが可能になる。
The three-dimensional modeling composition liquid of the present invention contains water and urethane resin particles. In this case, since the urethane resin is aqueous, it can form a state dispersed or emulsified in water, and thus is particularly preferable in the present invention. As the aqueous urethane resin particles, for example, the aforementioned self-emulsifying type or forced emulsifying type urethane resin emulsion can be preferably used.
When using these water-based urethane resin particles, the surface of the powder material for three-dimensional modeling is preferably hydrophilic. Since the surface of the powder material for three-dimensional modeling is hydrophilic, the wettability and permeability of the urethane resin particles to the powder material for three-dimensional modeling, or the adhesion to the base material is improved, and the resulting three-dimensional model is obtained. This is effective for increasing strength and making the strength uniform. From this point, metals and ceramics are particularly preferably used as the base material. Among the substrates, those having a hydrophobic surface can be hydrophilized by coating the surface with a hydrophilic film or by surface treatment. Since the wettability and penetrability of the liquid are increased, it is possible to obtain an effect of improving the strength of the three-dimensional structure.

本発明の立体造形セットに含まれる前記立体造形用粉末材料は、上記の通り基材そのものを立体造形用粉末材料として使用することができるが、前記基材に樹脂を被覆したものを立体造形用粉末材料として使用することも可能である。樹脂を被覆することによって、立体造形用組成液の濡れ性や浸透性を高めることが可能になるほか、前記樹脂が粉末材料同士の接着力を高め、得られる立体造形物の強度を更に向上できることから、有効である。   As described above, the three-dimensional modeling powder material included in the three-dimensional modeling set of the present invention can use the base material itself as the three-dimensional modeling powder material. It can also be used as a powder material. By coating the resin, it becomes possible to increase the wettability and permeability of the composition liquid for three-dimensional modeling, and the resin can increase the adhesion between the powder materials and further improve the strength of the three-dimensional modeled object to be obtained. Therefore, it is effective.

前記基材の表面に樹脂を被覆する場合は、従来公知の樹脂を用いることが可能である。 前記基材被覆樹脂としては、特に限定されないが、取扱い性や環境負荷等の観点から、水溶性であることが好ましく、例えば、水溶性樹脂、水溶性プレポリマーなどが挙げられる。前記水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、セルロース樹脂、デンプン、ゼラチン、ビニル樹脂、アミド樹脂、イミド樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレングリコールなどが挙げられる。これらは、前記水溶性を示す限りにおいて、ホモポリマー(単独重合体)であってもよいし、ヘテロポリマー(共重合体)であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよい。   When the resin is coated on the surface of the base material, a conventionally known resin can be used. Although it does not specifically limit as said base material coating resin, From viewpoints, such as handleability and an environmental load, it is preferable that it is water-soluble, for example, water-soluble resin, a water-soluble prepolymer, etc. are mentioned. Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol resin, polyacrylic acid resin, cellulose resin, starch, gelatin, vinyl resin, amide resin, imide resin, acrylic resin, and polyethylene glycol. These may be homopolymers (homopolymers) or heteropolymers (copolymers) as long as they exhibit the above-mentioned water solubility, may be modified, are publicly known A functional group may be introduced or may be in the form of a salt.

例えば、前記ポリビニルアルコール樹脂であれば、無変性のものであってもよいし、アセトアセチル基、アセチル基、シリコーン等による変性ポリビニルアルコール(アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール、アセチル化変性ポリビニルアルコール、シリコーン変性ポリビニルアルコールなど)であってもよい。また、ブタンジオールビニルアルコール共重合体等の共重合体であってもよい。   For example, the polyvinyl alcohol resin may be unmodified, modified polyvinyl alcohol (acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol, acetylated modified polyvinyl alcohol, silicone modified) by acetoacetyl group, acetyl group, silicone or the like. Polyvinyl alcohol). Further, it may be a copolymer such as a butanediol vinyl alcohol copolymer.

また、前記ポリアクリル酸樹脂であれば、ポリアクリル酸であってもよいし、ポリアクリル酸ナトリウム等の塩であってもよい。前記セルロース樹脂であれば、例えば、セルロースであってもよいし、カルボキシメチルセルロース(CMC)等であってもよい。また、前記アクリル樹脂であれば、例えば、ポリアクリル酸、アクリル酸・無水マレイン酸共重合体などであってもよい。前記水溶性プレポリマーとしては、例えば、止水剤等に含まれる接着性の水溶性イソシアネートプレポリマー、などが挙げられる。これらの前記基材被覆樹脂は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、また、適宜合成したものであってもよい。   Moreover, if it is the said polyacrylic acid resin, polyacrylic acid may be sufficient and salts, such as sodium polyacrylate, may be sufficient. If it is the said cellulose resin, a cellulose, carboxymethylcellulose (CMC), etc. may be sufficient, for example. Moreover, if it is the said acrylic resin, polyacrylic acid, an acrylic acid / maleic anhydride copolymer, etc. may be sufficient, for example. Examples of the water-soluble prepolymer include an adhesive water-soluble isocyanate prepolymer contained in a water-stopping agent and the like. These substrate coating resins may be used singly or in combination of two or more, or may be appropriately synthesized.

本発明においては、前記樹脂の中でも、架橋性官能基を有するものがより好ましい。前記架橋性官能基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基、カルボキシル基、アミド基、リン酸基、チオール基、アセトアセチル基、エーテル結合、などが挙げられ、前述の変性ポリビニルアルコールも有効に使用することができる。前記立体造形用粉末材料の表面に架橋性官能基を有する樹脂を被覆し、立体造形用組成液に架橋剤を含有させると、前記粉末材料の層に前記組成液を供与した際、前記粉末材料の表面に被覆された樹脂が前記組成液によって溶解し、隣接する粉末材料と接着すると同時に、前記組成液に含有された架橋剤によって前記粉末材料と架橋することにより、得られる立体造形物の強度が高まることから、非常に有効である。前記架橋剤としては、前述の架橋剤を好適に使用することができる。   In the present invention, among the resins, those having a crosslinkable functional group are more preferable. The crosslinkable functional group is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a hydroxyl group, a carboxyl group, an amide group, a phosphate group, a thiol group, an acetoacetyl group, and an ether bond. The above-mentioned modified polyvinyl alcohol can also be used effectively. When the surface of the three-dimensional modeling powder material is coated with a resin having a crosslinkable functional group and a cross-linking agent is contained in the three-dimensional modeling composition liquid, when the composition liquid is provided to the powder material layer, the powder material The resin coated on the surface of the solid solution is dissolved by the composition liquid and adheres to the adjacent powder material, and at the same time, the cross-linking agent contained in the composition liquid crosslinks the powder material to obtain the strength of the three-dimensional structure to be obtained. Is very effective. As the crosslinking agent, the aforementioned crosslinking agents can be preferably used.

前記基材被覆樹脂にポリビニルアルコールを用いる場合、平均重合度は300以上1700以下であることが好ましく、400以上1200以下であることがより好ましい。平均重合度が300以上であることにより、立体造形物の強度を高める上で有効であり、平均重合度が1700以下であることにより、前記基材に樹脂を被覆する際、コーティング性が向上し、樹脂被覆した粉末材料を高効率で製造することができる。これらの樹脂は、重合度やケン化度の異なる樹脂を1種単独で使用してもよいし、2種以上併用してもよい。   When polyvinyl alcohol is used for the substrate coating resin, the average degree of polymerization is preferably 300 or more and 1700 or less, and more preferably 400 or more and 1200 or less. When the average degree of polymerization is 300 or more, it is effective in increasing the strength of the three-dimensional structure, and when the average degree of polymerization is 1700 or less, the coating property is improved when the substrate is coated with the resin. Thus, a resin-coated powder material can be produced with high efficiency. As these resins, resins having different degrees of polymerization and saponification may be used singly or in combination of two or more.

前記基材被覆樹脂は、市販品を用いることも可能である。前記市販品としては、例えば、ポリビニルアルコール(クラレ製、PVAシリーズ)、ポリアクリル酸(東亞合成製、ジュリマーシリーズ)、ポリアクリル酸ナトリウム(東亞合成製、ジュリマーシリーズ)、アセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(日本合成化学工業製、ゴーセファイマー)、カルボキシ基変性ポリビニルアルコール(日本合成化学工業製、ゴーセネックスシリーズ)、ブタンジオールビニルアルコール共重合体(日本合成化学工業製、ニチゴーG−ポリマーシリーズ)、カルボキシメチルセルロース(第一工業製、セロゲン5A)、デンプン(三和澱粉工業製、ハイスタードPSS−5)、ゼラチン(新田ゼラチン製、ビーマトリックスゼラチン)などが挙げられる。   Commercially available products can also be used as the substrate coating resin. Examples of the commercially available products include polyvinyl alcohol (manufactured by Kuraray, PVA series), polyacrylic acid (manufactured by Toagosei, Julimer series), sodium polyacrylate (manufactured by Toagosei, Julimer series), and acetoacetyl group-modified polyvinyl. Alcohol (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, Goosefimer), carboxy group-modified polyvinyl alcohol (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, Gohsenx series), butanediol vinyl alcohol copolymer (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry, Nichigo G-polymer series) ), Carboxymethylcellulose (Daiichi Kogyo, Cellogen 5A), starch (Sanwa Starch Kogyo, Hystad PSS-5), gelatin (Nitta Gelatin, Bee Matrix Gelatin) and the like.

基材に樹脂を被覆する場合、樹脂の平均膜厚は5nm以上1,000nm以下が好ましく、10nm以上500nm以下がより好ましく、30nm以上300nm以下が更に好ましく、50nm以上200nm以下が特に好ましい。樹脂の平均膜厚が5nm以上であることにより、立体造形物の強度アップ効果が得られ、焼結前の型崩れを防止することができ、一方平均膜厚が1,000nm以下であることにより、得られる立体造形物の寸法精度の低下を防止することができる。なお、前記樹脂の平均膜厚は、例えば、前記立体造形用粉末材料をアクリル樹脂等に包埋した後、エッチング等を行って前記基材の表面を露出させた後、走査型トンネル顕微鏡STM、原子間力顕微鏡AFM、走査型電子顕微鏡SEMなどを用いることにより、測定することができる。   When the resin is coated on the substrate, the average film thickness of the resin is preferably 5 nm to 1,000 nm, more preferably 10 nm to 500 nm, still more preferably 30 nm to 300 nm, and particularly preferably 50 nm to 200 nm. When the average film thickness of the resin is 5 nm or more, the effect of increasing the strength of the three-dimensional structure can be obtained, and the shape loss before sintering can be prevented, while the average film thickness is 1,000 nm or less. And the fall of the dimensional accuracy of the three-dimensional molded item obtained can be prevented. The average film thickness of the resin is, for example, after embedding the powder material for three-dimensional modeling in an acrylic resin or the like, and performing etching or the like to expose the surface of the base material, and then scanning tunnel microscope STM, It can be measured by using an atomic force microscope AFM, a scanning electron microscope SEM or the like.

前記基材表面に形成される樹脂の被覆率(面積率)としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、15%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、80%以上が特に好ましい。被覆率が低くても、基材表面に樹脂が形成されていれば、本発明の効果を得ることは可能であるが、被覆率が高い方が立体造形物の強度が向上でき、かつ強度の異方性が低減できることから、より有効である。前記被覆率は、例えば、前記立体造形用粉末材料の光学顕微鏡、マイクロスコープ、あるいはSEM等による観察写真から、前記立体造形用粉末材料の表面積に対する前記樹脂による被覆された領域の面積を求め、それらの割合(%)の平均値から算出することができる。また、樹脂で被覆された部分をSEM−EDS等のエネルギー分散型X線分光法を用いた元素マッピングを行うことによっても測定することができる。   The coverage (area ratio) of the resin formed on the substrate surface is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, it is preferably 15% or more, more preferably 50% or more, 80% or more is particularly preferable. Even if the coverage is low, the effect of the present invention can be obtained as long as the resin is formed on the substrate surface. However, the higher the coverage, the strength of the three-dimensional structure can be improved, and the strength Since anisotropy can be reduced, it is more effective. The coverage is obtained by, for example, determining the area of the region covered with the resin with respect to the surface area of the powder material for three-dimensional modeling from an observation photograph of the powder material for three-dimensional modeling using an optical microscope, a microscope, or an SEM. It can calculate from the average value of the ratio (%). Moreover, it can measure also by performing the element mapping using the energy dispersive X-ray spectroscopy, such as SEM-EDS, about the part coat | covered with resin.

前記立体造形用粉末材料の平均粒子径としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができるが、0.5μm以上、500μm以下が好ましく、5μm以上150μm以下がより好ましく、10μm以上100μm以下が更に好ましい。前記平均粒子径が0.5μm以上であることにより、立体造形物の製造効率の低下や、立体造形に要する時間の増加、基材の取扱性やハンドリング性の低下などを抑制できる。一方、前記平均粒子径が500μm以下であることにより、立体造形物の空隙の増加や基材同士の接点の減少による立体造形物あるいはそれを焼結した立体焼結物の強度低下を防止することができる。前記立体造形用粉末材料の平均粒子径は、例えば、前述の粒子径分布測定装置マイクロトラックMT3000IIシリーズ(マイクロトラックベル製)などを用いて測定することが可能である。   The average particle diameter of the powder material for three-dimensional modeling is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 0.5 μm or more and 500 μm or less, more preferably 5 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 100 μm. The following is more preferable. By the said average particle diameter being 0.5 micrometer or more, the fall of the manufacture efficiency of a three-dimensional molded item, the increase in the time which a three-dimensional modeling requires, the handleability of a base material, and the handleability, etc. can be suppressed. On the other hand, when the average particle diameter is 500 μm or less, the strength of the three-dimensional object or the three-dimensional sintered object obtained by sintering the three-dimensional object due to an increase in the voids of the three-dimensional object or a decrease in the contacts between the base materials is prevented. Can do. The average particle size of the powder material for three-dimensional modeling can be measured using, for example, the above-described particle size distribution measuring device Microtrac MT3000II series (manufactured by Microtrac Bell).

前記立体造形用粉末材料の形状や円形度については、特に制限されるものではなく、目的に応じて適宜選択することができるが、形状は球形が、円形度が高い(1.0に近い)方がより好ましい。これにより、前記立体造形用粉末材料が最密充填され、得られる立体造形物並びに立体焼結物の空隙を低減することができ、強度アップに有効な場合がある。円形度の測定は、公知の円形度測定装置を用いて測定することが可能であり、一例としてはフロー式粒子像分析装置FPIA−3000(マルバーンインストゥルメンツ製)などが挙げられる。   The shape and circularity of the powder material for three-dimensional modeling are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, the shape is spherical and the circularity is high (close to 1.0). Is more preferable. Thereby, the said powder material for three-dimensional model | molding is closely packed, the space | gap of the three-dimensional model | molded article and three-dimensional sintered article obtained can be reduced, and it may be effective for strength improvement. The circularity can be measured by using a known circularity measuring device, and examples thereof include a flow type particle image analyzer FPIA-3000 (manufactured by Malvern Instruments).

−その他の成分−
その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、流動化剤、フィラー、レベリング剤、焼結助剤、などが挙げられる。前記立体造形用粉末材料が、前記流動化剤を含むと前記立体造形用粉末材料による層を高い平滑度で効率よく形成し得る点で好ましい。前記フィラーを含むと得られる立体造形物に空隙等が生じ難くなる点で好ましい。前記レベリング剤を含むと該立体造形用粉末材料の濡れ性が向上し、ハンドリング等が容易になる点で好ましい。前記焼結助剤を含むと、得られた立体造形物につき焼結処理を行う場合において、より低温での焼結が可能となる点で好ましい。
-Other ingredients-
There is no restriction | limiting in particular as another component, Although it can select suitably according to the objective, For example, a fluidizing agent, a filler, a leveling agent, a sintering aid, etc. are mentioned. It is preferable that the three-dimensional modeling powder material contains the fluidizing agent in that a layer of the three-dimensional modeling powder material can be efficiently formed with high smoothness. The inclusion of the filler is preferable in that voids or the like are less likely to occur in the three-dimensional structure to be obtained. The inclusion of the leveling agent is preferable in that the wettability of the three-dimensional modeling powder material is improved and handling becomes easy. When the sintering aid is included, it is preferable in that sintering can be performed at a lower temperature when the obtained three-dimensional structure is subjected to a sintering process.

−立体造形用粉末材料の製造方法−
本発明において用いられる立体造形用粉末材料は、前記基材をそのまま使用することが可能である。これらの基材は、従来公知の方法を用いて製造することができる。例えば、固体に圧縮、衝撃、摩擦等を加えて細分化する粉砕法、溶湯を噴霧させて急冷粉体を得るアトマイズ法、液体に溶解した成分を沈殿させる析出法、気化させて晶出させる気相反応法等が挙げられる。本発明に用いられる前記立体造形用粉末材料としては、製造方法に特に制限されないが、より好ましい方法としては球状の形状が得られ、粒径のバラツキが少ないアトマイズ法が挙げられる。アトマイズ法としては、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、遠心アトマイズ法、プラズマアトマイズ法などが挙げられるが、いずれも好適に用いられる。
-Manufacturing method of powder material for three-dimensional modeling-
The three-dimensional modeling powder material used in the present invention can use the base material as it is. These base materials can be manufactured using a conventionally known method. For example, a pulverization method that compresses solids by applying compression, impact, friction, etc., an atomization method that sprays molten metal to obtain a quenched powder, a precipitation method that precipitates components dissolved in a liquid, and a gas that vaporizes and crystallizes. Examples include a phase reaction method. Although it does not restrict | limit especially in the manufacturing method as said powder material for three-dimensional modeling used for this invention, As a more preferable method, the spherical shape is obtained and the atomizing method with few dispersion | variation in a particle size is mentioned. Examples of the atomizing method include a water atomizing method, a gas atomizing method, a centrifugal atomizing method, a plasma atomizing method, and the like, and any of them is preferably used.

一方、前記基材に樹脂を被覆したものを立体造形用粉末材料として用いる場合も、その方法に特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、転動流動法、スプレードライ法、撹拌混合添加法、ディッピング法、ニーダーコート法、などが好適に挙げられる。また、これらの被覆方法は、公知の市販の各種コーティング装置、造粒装置などを用いて実施することができる。   On the other hand, also when using what coated the resin to the said base material as a powder material for three-dimensional modeling, there is no restriction | limiting in particular in the method, According to the objective, it can select suitably. For example, a tumbling flow method, a spray drying method, a stirring and mixing addition method, a dipping method, a kneader coating method, and the like are preferable. Moreover, these coating methods can be implemented using various well-known commercially available coating apparatuses, granulating apparatuses, and the like.

これらの中でも、樹脂の被覆率が高く、膜厚の均一性に優れることから、転動流動法が好ましく用いられる。転動流動法は、下から熱風を送り込み、粉末を空中に巻き上げて流動層を形成し、それにバインダー樹脂を含む液体を噴霧することによって粒子にコーティングする方法である。コーティングは、市販されている転動流動コーティング装置を用いて行うことができる。   Among these, the rolling flow method is preferably used because of the high resin coverage and excellent film thickness uniformity. The rolling flow method is a method of coating particles by feeding hot air from below, winding powder into the air to form a fluidized bed, and spraying a liquid containing a binder resin on it. The coating can be performed using a commercially available rolling fluid coating apparatus.

また、樹脂だけでなく、基材表面に化学的手法あるいは物理的手法を用いて、金属や金属酸化物等をコーティングする方法も知られており、これらも有効に使用することができる。また、前記基材表面を親水化処理する方法や基材表面を洗浄する方法も知られており、これらも有効に使用できる。   In addition to a resin, a method of coating a metal, a metal oxide, or the like by using a chemical method or a physical method on a substrate surface is also known, and these can also be used effectively. Also known are a method for hydrophilizing the substrate surface and a method for washing the substrate surface, which can also be used effectively.

<立体造形物の製造方法及び製造装置>
本発明の立体造形物の製造方法は、従来公知の方法を用いることが可能であるが、例えば以下の方法を用いることが好ましい。
すなわち、前記立体造形用粉末材料層形成工程により、前記立体造形用粉末材料の層を形成し、その層に前記立体造形用組成液供給工程により、前記立体造形用組成液を供給し、これらの工程を繰り返し、立体造形物を製造する製造方法である。更に必要に応じて乾燥工程など、その他の工程を含む。
<Method and apparatus for manufacturing a three-dimensional model>
Although the conventionally well-known method can be used for the manufacturing method of the three-dimensional molded item of this invention, it is preferable to use the following methods, for example.
That is, the layer of the three-dimensional modeling powder material is formed by the three-dimensional modeling powder material layer forming step, and the three-dimensional modeling composition liquid is supplied to the layer by the three-dimensional modeling composition liquid supplying step. It is a manufacturing method which repeats a process and manufactures a three-dimensional molded item. Furthermore, other processes, such as a drying process, are included as needed.

また、本発明の立体造形物の製造装置は、従来公知の装置を用いることが可能であるが、例えば以下の装置を用いることが好ましい。すなわち、前記立体造形用粉末材料層形成手段により、前記立体造形用粉末材料の層を形成し、その層に前記立体造形用組成液供給手段により、前記立体造形用組成液を供給し、これらの工程を繰り返し、立体造形物を製造する製造装置である。更に必要に応じて粉末材料収容部、組成液収容部、乾燥手段など、その他の手段を含む。   Moreover, although the conventionally well-known apparatus can be used for the manufacturing apparatus of the three-dimensional molded item of this invention, it is preferable to use the following apparatuses, for example. That is, a layer of the three-dimensional modeling powder material is formed by the three-dimensional modeling powder material layer forming unit, and the three-dimensional modeling composition liquid supply unit is supplied to the layer by the three-dimensional modeling composition liquid supply unit. It is a manufacturing apparatus which repeats a process and manufactures a three-dimensional molded item. Furthermore, other means such as a powder material container, a composition liquid container, and a drying unit are included as necessary.

得られた立体造形物は、立体形状を有するものであれば、如何なる形状のものであっても良い。このようにして得られた立体造形物は、必要に応じて脱脂処理、更に焼結処理を行うことによって、立体造形物の焼結体、すなわち立体焼結物を得ることができる。   The obtained three-dimensional model may have any shape as long as it has a three-dimensional shape. The three-dimensional structure obtained in this manner can be obtained by performing a degreasing process and a sintering process as necessary, thereby obtaining a sintered body of the three-dimensional structure, that is, a three-dimensional sintered object.

本発明の立体造形物の製造方法は、前記立体造形用粉末材料の層を形成する立体造形用粉末材料層形成工程と、前記立体造形用粉末材料の層上に前記立体造形用組成液を供給する立体造形用組成液供給工程を含み、前記立体造形用組成液は水とウレタン樹脂粒子を含有する。   The manufacturing method of the three-dimensional model | molding of this invention supplies the said three-dimensional model | molding composition liquid on the layer of the three-dimensional model | molding powder material layer formation process which forms the layer of the three-dimensional model | molding powder material, and the said three-dimensional model | molding powder material layer A three-dimensional modeling composition liquid supply step, wherein the three-dimensional modeling composition liquid contains water and urethane resin particles.

図1に、本発明の立体造形セットを用いて、立体造形物を製造するためのプロセス概略図の一例を示す。図1に示される立体造形物製造装置は、造形用粉末貯蔵槽1と供給用粉末貯蔵槽2とを有し、これらの粉末貯蔵槽は、それぞれ上下に移動可能なステージ3を有し、該ステージ3上に立体造形用粉末材料を載置し、前記立体造形用粉末材料からなる層を形成する。造形用粉末貯蔵槽1の上には、前記粉末貯蔵槽内の立体造形用粉末材料に向けて立体造形用組成液6を吐出する立体造形用組成液供給手段5を有し、更に、供給用粉末貯蔵槽2から造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料を供給すると共に、造形用粉末貯蔵槽1の立体造形用粉末材料(層)表面を均すことが可能な立体造形用粉末材料層形成手段4(以下、リコーターとも称する)を有する。   In FIG. 1, an example of the process schematic for manufacturing a three-dimensional molded item is shown using the three-dimensional modeling set of this invention. The three-dimensional structure manufacturing apparatus shown in FIG. 1 has a modeling powder storage tank 1 and a supply powder storage tank 2, each of which has a stage 3 movable up and down, A powder material for three-dimensional modeling is placed on the stage 3, and a layer made of the powder material for three-dimensional modeling is formed. On the powder storage tank 1 for modeling, it has the composition liquid supply means 5 for three-dimensional modeling which discharges the composition liquid 6 for three-dimensional modeling toward the powder material for three-dimensional modeling in the said powder storage tank, and also for supply 3D modeling powder material capable of leveling the surface of the 3D modeling powder material (layer) in the modeling powder storage tank 1 while supplying the 3D modeling powder material from the powder storage tank 2 to the modeling powder storage tank 1 It has a layer forming means 4 (hereinafter also referred to as a recoater).

図1(a)及び(b)は、供給用粉末貯蔵槽2から造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料を供給するとともに、平滑な表面を有する立体造形用粉末材料層を形成する工程を示す。造形用粉末貯蔵槽1及び供給用粉末貯蔵槽2の各ステージ3を制御し、所望の層厚になるようにギャップを調整し、前記立体造形用粉末材料層形成手段4を供給用粉末貯蔵槽2から造形用粉末貯蔵槽1に移動させることにより、造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料層が形成される。   1A and 1B show a process of supplying a three-dimensional modeling powder material from the supply powder storage tank 2 to the modeling powder storage tank 1 and forming a three-dimensional modeling powder material layer having a smooth surface. Indicates. Each stage 3 of the powder storage tank 1 for modeling and the powder storage tank 2 for supply is controlled, the gap is adjusted so as to have a desired layer thickness, and the powder material layer forming means 4 for three-dimensional modeling is used as the powder storage tank for supply By moving from 2 to the modeling powder storage tank 1, the three-dimensional modeling powder material layer is formed in the modeling powder storage tank 1.

図1(c)は、造形用粉末貯蔵槽1の立体造形用粉末材料層上に前記立体造形用組成液供給手段5を用いて、立体造形用組成液6を滴下する工程を示す。この時、立体造形用粉末材料層上に立体造形用組成液6を滴下する位置は、立体造形物を幾層もの平面にスライスした二次元画像データ(スライスデータ)により決定される。   FIG. 1 (c) shows a step of dripping the three-dimensional modeling composition liquid 6 onto the three-dimensional modeling powder material layer of the modeling powder storage tank 1 using the three-dimensional modeling composition liquid supply means 5. At this time, the position at which the three-dimensional modeling composition liquid 6 is dropped on the three-dimensional modeling powder material layer is determined by two-dimensional image data (slice data) obtained by slicing the three-dimensional modeling object into several planes.

図1(d)及び(e)は、供給用粉末貯蔵槽2のステージ3を上昇させ、造形用粉末貯蔵槽1のステージ3を降下させ、所望の層厚になるようにギャップを制御し、再び前記立体造形用粉末材料層形成手段4を供給用粉末貯蔵槽2から造形用粉末貯蔵槽1に移動させることにより、造形用粉末貯蔵槽1に新たに立体造形用粉末材料層が形成される。
図1(f)は、再び造形用粉末貯蔵槽1の立体造形用粉末材料層上に前記立体造形用組成液供給手段5を用いて、立体造形用組成液6を滴下する工程である。
これらの一連の工程を繰り返し、必要に応じて乾燥させ、立体造形用組成液が付着していない立体造形用粉末材料を除去することによって、立体造形物を得ることができる。
1 (d) and (e), the stage 3 of the supply powder storage tank 2 is raised, the stage 3 of the modeling powder storage tank 1 is lowered, and the gap is controlled so as to have a desired layer thickness. By moving the three-dimensional modeling powder material layer forming means 4 from the supply powder storage tank 2 to the modeling powder storage tank 1 again, a new three-dimensional modeling powder material layer is formed in the modeling powder storage tank 1. .
FIG. 1 (f) is a step in which the three-dimensional modeling composition liquid 6 is dropped on the three-dimensional modeling powder material layer of the modeling powder storage tank 1 again using the three-dimensional modeling composition liquid supply means 5.
By repeating these series of steps, drying as necessary, and removing the three-dimensional modeling powder material to which the three-dimensional modeling composition liquid is not attached, a three-dimensional modeled object can be obtained.

図2は、本発明の立体造形物製造装置の他の一例を示す。図2の立体造形物製造装置は、原理的には図1と同じものであるが、立体造形用粉末材料の供給機構が異なる。
図2(a)及び(b)は、供給用粉末貯蔵槽2から造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料を供給するとともに、平滑な表面を有する立体造形用粉末材料層を形成する工程を示す。造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料が供給された後、所望の層厚になるようにギャップを調整し、立体造形用粉末材料層形成手段4を移動させることにより、造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料層が形成される。
FIG. 2 shows another example of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention. 2 is the same as that of FIG. 1 in principle, but the supply mechanism of the powder material for three-dimensional modeling is different.
FIGS. 2A and 2B show a process of supplying a three-dimensional modeling powder material from the supply powder storage tank 2 to the modeling powder storage tank 1 and forming a three-dimensional modeling powder material layer having a smooth surface. Indicates. After the powder material for three-dimensional modeling is supplied to the powder storage tank 1 for modeling, the powder is stored for modeling by adjusting the gap so as to have a desired layer thickness and moving the powder material layer forming means 4 for three-dimensional modeling. A three-dimensional modeling powder material layer is formed in the tank 1.

図2(c)は、造形用粉末貯蔵槽1の立体造形用粉末材料層上に前記立体造形用組成液供給手段5を用いて、立体造形用組成液6を滴下する工程を示す。この時、立体造形用粉末材料層上に立体造形用組成液6を滴下する位置は、立体造形物を幾層もの平面にスライスした二次元画像データ(スライスデータ)により決定される。   FIG. 2 (c) shows a step of dropping the three-dimensional modeling composition liquid 6 on the three-dimensional modeling powder material layer of the modeling powder storage tank 1 using the three-dimensional modeling composition liquid supply means 5. At this time, the position at which the three-dimensional modeling composition liquid 6 is dropped on the three-dimensional modeling powder material layer is determined by two-dimensional image data (slice data) obtained by slicing the three-dimensional modeling object into several planes.

図2(d)及び(e)は、造形用粉末貯蔵槽1のステージ3を降下させ、再び供給用粉末貯蔵槽2より造形用粉末貯蔵槽1に立体造形用粉末材料を供給し、所望の層厚になるようにギャップを制御し、再び前記立体造形用粉末材料層形成手段4を移動させることにより、造形用粉末貯蔵槽1に新たに立体造形用粉末材料層が形成される。
図2(f)は、再び造形用粉末貯蔵槽1の立体造形用粉末材料層上に前記立体造形用組成液供給手段5を用いて、立体造形用組成液6を滴下する工程である。
2D and 2E, the stage 3 of the modeling powder storage tank 1 is lowered, and the three-dimensional modeling powder material is supplied from the supply powder storage tank 2 to the modeling powder storage tank 1 again. By controlling the gap so as to have a layer thickness and moving the three-dimensional modeling powder material layer forming means 4 again, a three-dimensional modeling powder material layer is newly formed in the modeling powder storage tank 1.
FIG. 2 (f) is a step in which the three-dimensional modeling composition liquid 6 is dropped again on the three-dimensional modeling powder material layer of the modeling powder storage tank 1 using the three-dimensional modeling composition liquid supply means 5.

これらの一連の工程を繰り返し、必要に応じて乾燥させ、立体造形用組成液が付着していない立体造形用粉末材料を除去することによって、立体造形物を得ることができる。図2に示す構成の立体造形物製造装置は、よりコンパクトにできるメリットを有する。なお、これらは立体造形物を製造するプロセスを示す一例であって、本発明はこれらに限定されるものではない。   By repeating these series of steps, drying as necessary, and removing the three-dimensional modeling powder material to which the three-dimensional modeling composition liquid is not attached, a three-dimensional modeled object can be obtained. The three-dimensional structure manufacturing apparatus having the configuration shown in FIG. 2 has an advantage that it can be made more compact. In addition, these are examples which show the process which manufactures a three-dimensional molded item, Comprising: This invention is not limited to these.

−立体造形用粉末材料層形成工程及び粉末材料層形成手段−
前記立体造形用粉末材料層形成工程は、支持体上、あるいは立体造形用粉末材料の上に、前記立体造形用粉末材料を用いて所定の厚みの立体造形用粉末材料の層を形成する工程である。
前記立体造形用粉末材料層形成手段は、支持体上、あるいは立体造形用粉末材料の上に、前記立体造形用粉末材料を用いて所定の厚みの立体造形用粉末材料の層を形成する手段である。
-Powder material layer forming step for three-dimensional modeling and powder material layer forming means-
The three-dimensional modeling powder material layer forming step is a step of forming a three-dimensional modeling powder material layer having a predetermined thickness on the support or the three-dimensional modeling powder material using the three-dimensional modeling powder material. is there.
The three-dimensional modeling powder material layer forming means is a means for forming a three-dimensional modeling powder material layer having a predetermined thickness on the support or the three-dimensional modeling powder material using the three-dimensional modeling powder material. is there.

前記支持体は、立体造形用粉末材料を載置させるベースプレートであり、従来公知のものを使用することができる。前記支持体の表面は、平滑であってもよいし、粗面であってもよく、また平面であってもよいし、曲面であってもよいが、表面の離形性に優れる方が好ましい。   The support is a base plate on which the three-dimensional modeling powder material is placed, and a conventionally known one can be used. The surface of the support may be smooth, rough, flat, or curved, but preferably has excellent surface releasability. .

前記立体造形用粉末材料を前記支持体上に載置させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。従来公知の方法も使用することができ、例えば、カウンタ回転機構(カウンタローラー)を用いる方法や、前記立体造形用粉末材料をブラシやローラ、あるいはブレード等の部材を用いて層を形成する方法、前記立体造形用粉末材料の表面を押圧部材を用いて押圧して層を形成する方法などが好適に用いられる。この場合、前記立体造形用粉末材料の層厚は、昇降可能な前記造形用粉末貯蔵槽と前記供給用粉末貯蔵槽とのギャップを制御することにより調整することができる。   There is no restriction | limiting in particular as a method of mounting the said powder material for three-dimensional model | molding on the said support body, According to the objective, it can select suitably. Conventionally known methods can also be used, for example, a method using a counter rotation mechanism (counter roller), a method of forming a layer of the three-dimensional modeling powder material using a member such as a brush, a roller, or a blade, A method of forming a layer by pressing the surface of the powder material for three-dimensional modeling using a pressing member is preferably used. In this case, the layer thickness of the three-dimensional modeling powder material can be adjusted by controlling the gap between the modeling powder storage tank and the supply powder storage tank that can be moved up and down.

前記立体造形用粉末材料層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一層当たりの平均厚みは、20μm以上500μm以下が好ましく、50μm以上300μm以下がより好ましい。前記厚みが20μm以上であることにより、立体造形用組成液が所望の領域を超えて染みわたり、寸法精度が低下するのを防止することができる。また、造形時間が顕著に増加したり、立体造形物の製造効率の大幅な低下を抑制することができる。一方、前記立体造形用粉末材料層の厚みが500μm以下であることにより、得られる立体造形物の層間剥離が低減でき、寸法精度や強度を向上させることができる。なお、前記立体造形用粉末材料層の平均厚みは、公知の方法に従って測定することができ、例えば立体造形物の断面を走査型電子顕微鏡やレーザー顕微鏡等を用いて観察する方法が挙げられる。   The thickness of the powder material layer for three-dimensional modeling is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the average thickness per layer is preferably 20 μm or more and 500 μm or less, and 50 μm or more and 300 μm or less. More preferred. When the thickness is 20 μm or more, it is possible to prevent the three-dimensional modeling composition liquid from permeating beyond a desired region and the dimensional accuracy from being lowered. Moreover, modeling time can increase notably and the significant fall of the manufacturing efficiency of a three-dimensional molded item can be suppressed. On the other hand, when the thickness of the three-dimensional modeling powder material layer is 500 μm or less, delamination of the three-dimensional model to be obtained can be reduced, and dimensional accuracy and strength can be improved. In addition, the average thickness of the said powder material layer for three-dimensional model | molding can be measured in accordance with a well-known method, For example, the method of observing the cross section of a three-dimensional model | molded object using a scanning electron microscope, a laser microscope, etc. is mentioned.

図3に粉末貯蔵槽の概略図の一例を示す。粉末貯蔵槽10は、箱型形状を成し、供給槽2と造形槽1の2つの上面が開放された槽を備えている。供給槽2と造形槽1のそれぞれの内側には、ステージが昇降可能に保持される。ステージの側面はそれぞれの槽の枠に接するようにして配置され、ステージの上面は水平に保たれている。これらの粉末貯蔵槽の周りには上面が開放された凹形状である粉末落下口7が設けられている。粉末落下口7には、粉末層を形成する際に平坦化ローラによって集積された余剰粉末が落下する。粉末落下口7に落下した余剰粉末は、必要に応じて作業者もしくは吸引機構などによって、造形槽1の上方に位置する粉末供給部内に戻される。   FIG. 3 shows an example of a schematic diagram of a powder storage tank. The powder storage tank 10 has a box shape and includes a tank in which two upper surfaces of the supply tank 2 and the modeling tank 1 are opened. Inside each of the supply tank 2 and the modeling tank 1, a stage is held so that it can be raised and lowered. The side surfaces of the stage are arranged so as to contact the frame of each tank, and the upper surface of the stage is kept horizontal. Around these powder storage tanks, a powder drop opening 7 having a concave shape with an open upper surface is provided. When the powder layer is formed, surplus powder collected by the flattening roller falls on the powder dropping port 7. The surplus powder that has fallen to the powder dropping port 7 is returned to the powder supply unit located above the modeling tank 1 by an operator or a suction mechanism as necessary.

粉末材料収容部は、タンク状を成しており、供給槽2の上方に配置されている。造形の初期動作時や供給槽の粉末量が減少した場合、タンク内の粉末を供給槽に供給する。粉末供給のための粉末搬送方法としては、スクリューを利用したスクリューコンベア方式や、エアーを利用した空気輸送方式などが挙げられる。   The powder material container has a tank shape and is disposed above the supply tank 2. In the initial operation of modeling or when the amount of powder in the supply tank decreases, the powder in the tank is supplied to the supply tank. Examples of the powder conveying method for supplying powder include a screw conveyor method using a screw and an air transportation method using air.

平坦化ローラは、粉末を供給槽2から造形槽1へと搬送させ、所定の厚み(例えば厚さ(Δt1−Δt2))の粉末層を形成する機能を有している。平坦化ローラは、図示するように、造形槽1及び供給槽2の内寸(即ち、「粉末が供される部分又は仕込まれている部分」の幅)よりも長い棒材であり、両端が往復動装置に支持されている。平坦化ローラは、回転しながら供給槽2の外側から供給槽2及び造形槽1の上方を通過するようにして水平移動し、これにより粉末を造形槽1上へと供給できる。具体的には、供給槽2のステージを上昇、造形槽1のステージを下降させる。この際、造形槽1の最上粉末材料層と平坦化ローラの下部(下方接線部)との間隔がΔt1となるようにステージの下降距離を設定することが好ましい。   The flattening roller has a function of conveying powder from the supply tank 2 to the modeling tank 1 and forming a powder layer having a predetermined thickness (for example, thickness (Δt1−Δt2)). As shown in the figure, the flattening roller is a bar longer than the inner dimension of the modeling tank 1 and the supply tank 2 (that is, the width of the “part where the powder is supplied or charged”), and both ends are It is supported by a reciprocating device. The flattening roller moves horizontally so as to pass above the supply tank 2 and the modeling tank 1 from the outside of the supply tank 2 while rotating, whereby powder can be supplied onto the modeling tank 1. Specifically, the stage of the supply tank 2 is raised and the stage of the modeling tank 1 is lowered. At this time, it is preferable to set the lowering distance of the stage so that the distance between the uppermost powder material layer of the modeling tank 1 and the lower portion (downward tangent portion) of the flattening roller is Δt1.

本実施形態では、Δt1が50〜300μm程度であることが好ましく、例えば約150μmである。次いで、供給槽2の上面レベルよりも上方に位置する粉末を、平坦化ローラを回転・移動することで造形槽1へと供給し、造形槽1のステージ上に所定の厚さΔt1の粉末層を形成する。ここで、平坦化ローラは、造形槽1及び供給槽2の上面レベルとの距離を一定に保って移動できるようになっている。 一定に保って移動できる結果、平坦化ローラで粉末を造形槽1の上へと搬送させつつ、造形槽1上、又は既に形成された造形層の上に均一厚さの粉末層を形成できる。   In the present embodiment, Δt1 is preferably about 50 to 300 μm, for example, about 150 μm. Next, the powder positioned above the upper surface level of the supply tank 2 is supplied to the modeling tank 1 by rotating and moving the flattening roller, and a powder layer having a predetermined thickness Δt1 is placed on the stage of the modeling tank 1. Form. Here, the flattening roller can move while maintaining a constant distance from the upper surface level of the modeling tank 1 and the supply tank 2. As a result of being kept constant, the powder layer having a uniform thickness can be formed on the modeling tank 1 or on the already formed modeling layer while conveying the powder onto the modeling tank 1 with a flattening roller.

平坦化ローラは、粉末材料の搬送のためには、水平移動する方向に対してカウンタ方向(逆回転)に回転することが望ましいが、粉末材料の密度向上のためにカウンタ方向とは反対方向(順回転)に回転することも可能である。また、一度ローラを逆回転しながら水平移動した後、造形槽1のステージをΔt2上昇させ、ローラを順回転しながら水平移動することで、粉末の搬送と密度向上効果を得ることもできる。本実施形態では、Δt2が50〜100μm程度であることが好ましく、例えば約50μmである。この(Δt1−Δt2)が造形層の厚み、つまり積層ピッチに相当する。   The flattening roller is preferably rotated in the counter direction (reverse rotation) with respect to the horizontal movement direction for conveying the powder material. However, in order to improve the density of the powder material, the flattening roller is opposite to the counter direction ( It is also possible to rotate forward. In addition, after the roller is moved horizontally while rotating in the reverse direction, the stage of the modeling tank 1 is raised by Δt2 and moved horizontally while rotating the roller in the forward direction, thereby obtaining the effect of conveying powder and improving the density. In the present embodiment, Δt2 is preferably about 50 to 100 μm, for example, about 50 μm. This (Δt1-Δt2) corresponds to the thickness of the modeling layer, that is, the stacking pitch.

また、平坦化ローラには付着した粉末を除去するための粉末除去板を設けることが好ましい。粉末除去板は、平坦化した領域にローラに付着した粉末の飛散を防止するために、粉末未平坦化領域でかつ、ローラ回転中心以下の位置でローラに接するように設けるのが望ましい。なお、平坦化部材はローラだけではなく、角材のブレードでも可能である。粉末材料の特性(例えば粒子の凝縮度合いや流動性など)や、粉末材料の保存状態(例えば高湿度環境での保存)に応じて、平坦化部材の選定や駆動条件を変更できる。また、高密度化条件も同様に駆動条件を変更できる。   The flattening roller is preferably provided with a powder removing plate for removing the adhered powder. The powder removing plate is desirably provided so as to be in contact with the roller in the powder non-planarized region and at a position below the roller rotation center in order to prevent the powder adhering to the roller from scattering in the flattened region. The flattening member can be not only a roller but also a square blade. Depending on the characteristics of the powder material (for example, the degree of particle condensation and fluidity) and the storage state of the powder material (for example, storage in a high humidity environment), the selection of the planarizing member and the driving conditions can be changed. Further, the driving conditions can be changed in the same way for the densification conditions.

ヘッドは、シアンヘッド、マゼンタヘッド、イエローヘッド、ブラックヘッド、およびクリアヘッドを備えている。立体造形物製造装置の内部には、シアン造形組成液、マゼンタ造形組成液、イエロー造形組成液、ブラック造形組成液、およびクリア造形組成液の各々を収容した複数のタンクが装着されている。ヘッドが備える各色のヘッドの各々は、可撓性を有するチューブ(図示せず)によって、対応する色の組成液を収容したタンクに接続されている。ヘッドは制御によって、各色の組成液を粉末材料層に吐出する。なお、ヘッド数や吐出する組成液の種類は変更できる。 例えば、造形物に色づけが不要である場合は、クリアヘッドのみをセットし、クリア造形組成液のみを吐出してもよい。   The head includes a cyan head, a magenta head, a yellow head, a black head, and a clear head. A plurality of tanks that contain a cyan modeling composition liquid, a magenta modeling composition liquid, a yellow modeling composition liquid, a black modeling composition liquid, and a clear modeling composition liquid are mounted inside the three-dimensional modeled object manufacturing apparatus. Each of the heads of each color included in the head is connected to a tank containing a composition liquid of the corresponding color by a flexible tube (not shown). The head discharges the composition liquid of each color to the powder material layer under control. The number of heads and the type of composition liquid to be discharged can be changed. For example, in the case where coloring is not necessary for the modeled object, only the clear head may be set and only the clear modeling composition liquid may be discharged.

ヘッドは、ガイドレールを利用してY軸、Z軸方向に移動することができる。そして、平坦化ローラによって供給槽・造形槽の表面を平坦化、高密度化している場合、ヘッドは干渉しない位置に退避することができる。ヘッドによって吐出された組成液が粉末材料と混合されると、粉末材料に含まれる樹脂が溶解し、隣接する粉末材料同士が結合する。その結果、厚さ(Δt1−Δt2)の造形層が形成される。   The head can move in the Y-axis and Z-axis directions using the guide rail. When the surface of the supply tank / modeling tank is flattened and densified by the flattening roller, the head can be retreated to a position where it does not interfere. When the composition liquid discharged by the head is mixed with the powder material, the resin contained in the powder material is dissolved, and adjacent powder materials are bonded to each other. As a result, a modeling layer having a thickness (Δt1−Δt2) is formed.

次いで、上述した粉末供給・平坦化工程、高密度化工程、ヘッドによる組成液吐出工程を繰り返して新たな造形層を形成する。この際、新たな造形層とその下層の造形層とは一体化して立体造形物の一部を構成する。以後、粉末材料の供給・平坦化工程、高密度化工程、ヘッドによる組成液吐出工程を必要な回数繰り返すことによって、立体造形物を完成させる。   Next, a new modeling layer is formed by repeating the above-described powder supply / flattening step, high-density step, and composition liquid discharge step by the head. At this time, the new modeling layer and the lower modeling layer are integrated to form a part of the three-dimensional modeled object. Thereafter, the three-dimensional object is completed by repeating the powder material supply / flattening step, the densification step, and the composition liquid discharging step by the head as many times as necessary.

ヘッドクリーニング機構は、主にキャップとワイパーブレードで構成されている。
キャップをヘッド下方のノズル面に密着させ、ノズルから造形液を吸引する。ノズルに詰まった粉末材料の排出や高粘度化した組成液を排出するためである。その後、ノズルのメニスカス形成(ノズル内は負圧状態である)のため、ノズル面をワイプ(拭き取り)する。また、ヘッドクリーニング機構は、組成液の吐出が行われない場合にヘッドのノズル面を覆い、粉末材料がノズルに混入することや組成液が乾燥することを防止する。
なお、使用する粉末材料の材質や粒径、要求される精度に応じて、粉末材料層の厚みや平坦化手段の駆動条件や、高密度化駆動条件は適宜変更してよい。
The head cleaning mechanism is mainly composed of a cap and a wiper blade.
The cap is brought into close contact with the nozzle surface below the head, and the modeling liquid is sucked from the nozzle. This is for discharging the powder material clogged in the nozzle and discharging the composition liquid with increased viscosity. Thereafter, the nozzle surface is wiped (wiped) to form a meniscus for the nozzle (the inside of the nozzle is in a negative pressure state). Further, the head cleaning mechanism covers the nozzle surface of the head when the composition liquid is not discharged, and prevents the powder material from being mixed into the nozzle and the composition liquid from drying.
Note that the thickness of the powder material layer, the driving condition of the flattening means, and the high density driving condition may be appropriately changed according to the material and particle size of the powder material to be used and the required accuracy.

−立体造形用組成液供与工程及び組成液供与手段−
前記立体造形用組成液供与工程は、前記粉末材料層形成工程で形成した粉末材料層に、前記立体造形用組成液を供与する工程である。
前記立体造形用組成液供与手段は、前記粉末材料層形成手段により形成された立体造形用粉末材料層に、前記立体造形用組成液を供与する手段である。
前記立体造形用組成液の前記立体造形用粉末材料層への供与手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサ方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
-Composition liquid donating step and composition liquid donating means for three-dimensional modeling-
The three-dimensional modeling composition liquid donating step is a step of donating the three-dimensional modeling composition liquid to the powder material layer formed in the powder material layer forming step.
The three-dimensional modeling composition liquid donating means is a means for donating the three-dimensional modeling composition liquid to the three-dimensional modeling powder material layer formed by the powder material layer forming means.
The means for providing the three-dimensional modeling composition liquid to the three-dimensional modeling powder material layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a dispenser method, a spray method, and an inkjet method. It is done.

前記ディスペンサ方式は、液体を精度よく定量供給することが可能な装置の総称である。液滴の定量性に優れるが、塗布面積が狭く、立体造形物のサイズが制約される場合がある。前記スプレー方式は、圧縮した空気や高圧ガス等を用いて液体を微小液滴化して噴霧する装置を言う。塗布面積が広く、塗布性に優れるが、液滴の定量性が低く、スプレー流による粉末の飛散が発生するため、得られる立体造形物の寸法精度が低下する場合がある。前記インクジェット方式は、圧電素子やヒーターを用いて非常に微細な液滴を吐出することが可能な装置である。微量な液滴を吐出でき、しかもその定量性が高く、複雑な立体形状を有する立体造形物を高精度にかつ高効率に製造することが可能である。以上のことから、本発明における立体造形用組成液供給手段としては、インクジェット方式が特に好ましく用いられる。   The dispenser system is a general term for apparatuses that can accurately and accurately supply a liquid. Although it is excellent in the quantitative property of a droplet, an application area is narrow and the size of a three-dimensional molded item may be restricted. The spray method refers to a device that atomizes a liquid into fine droplets using compressed air, high-pressure gas, or the like. Although the coating area is wide and the coating property is excellent, the quantification accuracy of the droplets is low, and the scattering of the powder due to the spray flow occurs. The inkjet system is an apparatus that can eject very fine droplets using a piezoelectric element or a heater. A small amount of liquid droplets can be ejected, and its quantitativeness is high, and a three-dimensional structure having a complicated three-dimensional shape can be manufactured with high accuracy and high efficiency. From the above, the ink jet system is particularly preferably used as the three-dimensional modeling composition liquid supply means in the present invention.

前記インクジェット方式による前記立体造形用組成液供与手段は、公知のインクジェットプリンターによるノズル(吐出ヘッド)を好適に使用することができる。前記インクジェットプリンターによるノズルは、ヘッド部から一度に滴下できるインク量が多く、塗布面積が広いため、塗布の高速化を図ることができる点で好ましい。また、前記ノズルは、前記立体造形用組成液を精度良く吐出できるため、高い寸法精度を有する立体造形物を製造することが可能である。本発明においては、前記ノズルを使用して立体造形物を製造する場合、立体造形用組成液に水及びウレタン樹脂粒子を含有しており、樹脂を溶解させていないため、前記組成液の粘度上昇を抑制することができ、ノズル詰まりや吐出安定性の低下を低減でき、寸法精度の高い立体造形物を得ることが可能であるため、非常に有効である。   A nozzle (discharge head) by a known ink jet printer can be suitably used as the three-dimensional modeling composition liquid supply means by the ink jet method. The nozzle by the ink jet printer is preferable in that the amount of ink that can be dropped from the head portion at a time is large and the application area is large, so that the application can be speeded up. Moreover, since the said nozzle can discharge the said composition liquid for three-dimensional modeling with a sufficient precision, it is possible to manufacture the three-dimensional molded item which has a high dimensional accuracy. In the present invention, when producing a three-dimensional structure using the nozzle, water and urethane resin particles are contained in the three-dimensional composition liquid, and the resin is not dissolved, so the viscosity of the composition liquid increases. Since it is possible to suppress clogging of nozzles and decrease in discharge stability and to obtain a three-dimensional shaped object with high dimensional accuracy, it is very effective.

−その他の工程及びその他の手段−
本発明の立体造形物製造装置には、その他の如何なる手段を有しても良い。例えば、前記立体造形用粉末材料を収容する粉末材料収容部は、前記立体造形用粉末材料が収容された部材であり、その大きさ、形状、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、貯留槽、袋、カートリッジ、タンクなどが挙げられる。
-Other processes and other means-
The three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention may have any other means. For example, the powder material container for accommodating the three-dimensional modeling powder material is a member in which the three-dimensional modeling powder material is stored, and there is no particular limitation on the size, shape, material, and the like, depending on the purpose. It can select suitably, For example, a storage tank, a bag, a cartridge, a tank, etc. are mentioned.

また、前記立体造形用組成液を収容する立体造形用組成液収容部は、前記立体造形用組成液が収容された部材であり、その大きさ、形状、材質などについては特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、貯留槽、袋、カートリッジ、タンクなどが挙げられる。   Further, the three-dimensional modeling composition liquid storage portion that stores the three-dimensional modeling composition liquid is a member in which the three-dimensional modeling composition liquid is stored, and there is no particular limitation on the size, shape, material, and the like. The storage tank, bag, cartridge, tank, etc. can be mentioned as appropriate.

また、乾燥工程は、立体造形物に含まれる立体造形用組成液を蒸発させ、立体造形物を乾燥させる工程であり、有効である。乾燥工程は、立体造形用粉末材料層をすべて積層させてから乾燥しても良いし、一層毎積層させる過程でその都度乾燥させても良い。乾燥手段としては、加熱することにより立体造形物に含有される立体造形用組成液の蒸発を促進できるものであれば、従来公知の如何なる手段でも使用することができ、例えば加熱乾燥器などを使用することができる。また、乾燥手段は、立体造形物の製造装置に一体化されていても良いし、別体としても良い。   Moreover, a drying process is a process of evaporating the three-dimensional modeling composition liquid contained in a three-dimensional molded item, and drying a three-dimensional molded item, and is effective. The drying step may be performed after all the three-dimensional modeling powder material layers are laminated, or may be dried each time in the process of laminating each layer. As the drying means, any conventionally known means can be used as long as it can accelerate the evaporation of the three-dimensional composition liquid contained in the three-dimensional structure by heating, for example, using a heat dryer or the like. can do. Moreover, a drying means may be integrated with the manufacturing apparatus of a three-dimensional molded item, and is good also as another body.

乾燥手段を設けることにより、早期に立体造形物の強度を高めることができるため、立体造形物が型崩れしたり、変形したりするリスクを低減することができる。この時、立体造形用組成液に含有するウレタン樹脂粒子の最低造膜温度以上の温度で乾燥することが好ましい。これにより、立体造形物の強度を大幅に高めることができる。また、立体造形用組成液に架橋剤を含有させる場合には、乾燥手段を設けることにより、立体造形物の強度を早期に高めることが可能になる場合があり有効である。一方、乾燥を過剰に行うと、立体造形用組成液が付着していない立体造形用粉末材料までもが熱融着し、立体造形物の寸法精度が低下する場合がある。   By providing the drying means, the strength of the three-dimensional structure can be increased at an early stage, and therefore, the risk that the three-dimensional structure is deformed or deformed can be reduced. At this time, it is preferable to dry at a temperature equal to or higher than the minimum film-forming temperature of the urethane resin particles contained in the three-dimensional modeling composition liquid. Thereby, the intensity | strength of a three-dimensional molded item can be raised significantly. In addition, when a cross-linking agent is included in the three-dimensional modeling composition liquid, it is effective in some cases that it is possible to increase the strength of the three-dimensional modeled product at an early stage by providing a drying means. On the other hand, if the drying is performed excessively, even the three-dimensional modeling powder material to which the three-dimensional modeling composition liquid is not attached may be heat-sealed, and the dimensional accuracy of the three-dimensional model may be reduced.

その他の工程としては、例えば、表面保護処理工程、塗装工程、などが挙げられる。その他の手段としては、例えば、表面保護処理手段、塗装手段、などが挙げられる。
前記表面保護処理工程は、前記立体造形物に保護層を形成する工程である。この表面保護処理工程を行うことにより、高い耐久性を有する立体造形物を得ることができる。前記保護層の具体例としては、耐水性層、耐候性層、耐光性層、断熱性層、光沢層、などが挙げられる。前記表面保護処理手段としては、公知の表面保護処理装置、例えば、スプレー装置、コーティング装置などが挙げられる。
Examples of other processes include a surface protection treatment process and a painting process. Examples of other means include surface protection treatment means and painting means.
The surface protection treatment step is a step of forming a protective layer on the three-dimensional structure. By performing this surface protection treatment step, a three-dimensional model having high durability can be obtained. Specific examples of the protective layer include a water resistant layer, a weather resistant layer, a light resistant layer, a heat insulating layer, and a glossy layer. Examples of the surface protection treatment means include known surface protection treatment devices such as a spray device and a coating device.

前記塗装工程は、前記立体造形物に塗装を行う工程である。前記塗装工程を行うことにより、前記立体造形物を所望の色に着色させることができる。前記塗装手段としては、公知の塗装装置、例えば、スプレー、ローラ、刷毛等による塗装装置などが挙げられる。   The painting step is a step of painting the three-dimensional structure. By performing the coating process, the three-dimensional model can be colored in a desired color. Examples of the coating means include known coating apparatuses, such as a coating apparatus using a spray, a roller, a brush, and the like.

<立体造形物の脱脂及び焼結>
得られた立体造形物は、必要に応じて脱脂、並びに焼結される。
脱脂とは、樹脂分を除去する処理のことを示す。脱脂処理において、樹脂分を十分に除去しておかなければ、その後の焼結処理において、立体焼結物に変形や亀裂が生じる場合がある。脱脂する方法としては、昇華法、溶剤抽出法、自然乾燥法、加熱法などが挙げられるが、中でも加熱法が好ましい。
<Degreasing and sintering of 3D objects>
The obtained three-dimensional model is degreased and sintered as necessary.
Degreasing refers to a treatment for removing the resin component. If the resin content is not sufficiently removed in the degreasing treatment, deformation and cracks may occur in the three-dimensional sintered product in the subsequent sintering treatment. Examples of the degreasing method include a sublimation method, a solvent extraction method, a natural drying method, and a heating method, and among them, the heating method is preferable.

前記加熱法は、得られた立体造形物を脱脂が可能な温度で熱処理する方法である。大気雰囲気で行うほか、必要に応じて、真空または減圧雰囲気、非酸化性雰囲気、加圧雰囲気、あるいは窒素ガス、アルゴンガス、水素ガス、アンモニア分解ガス等のガス雰囲気で熱処理する方法も用いられる。脱脂処理の温度や時間は、基材や樹脂によって適宜設定することが可能であるが、本発明の立体造形用粉末材料は、樹脂に前記ポリビニルアルコールを使用しているため、比較的脱脂処理温度が低く、時間を短縮することが可能であり、立体焼結物の製造効率が高まる点で有効である。   The heating method is a method of heat-treating the obtained three-dimensional structure at a temperature at which degreasing is possible. In addition to the air atmosphere, a heat treatment method in a vacuum or reduced pressure atmosphere, a non-oxidizing atmosphere, a pressurized atmosphere, or a gas atmosphere such as nitrogen gas, argon gas, hydrogen gas, ammonia decomposition gas, or the like may be used as necessary. Although the temperature and time of the degreasing treatment can be appropriately set depending on the base material and the resin, the three-dimensional modeling powder material of the present invention uses the polyvinyl alcohol as a resin, and therefore has a relatively degreasing temperature. Is low, it is possible to shorten the time, and is effective in that the production efficiency of the three-dimensional sintered product is increased.

また、このような熱処理による脱脂は、複数の工程に分けて行うことも可能であり、有効である。例えば、前半と後半で熱処理温度を変えたり、低温と高温を繰り返し行ったりすることも可能である。なお、樹脂は脱脂処理によって完全に除去されなくてもよく、脱脂処理の完了時点で、その一部が残存していてもよい。   Moreover, degreasing by such heat treatment can be performed in a plurality of steps and is effective. For example, it is possible to change the heat treatment temperature in the first half and the second half, or to repeatedly perform low and high temperatures. The resin may not be completely removed by the degreasing treatment, and a part of the resin may remain at the time when the degreasing treatment is completed.

一方、焼結とは、粉末を高温で固結する方法を言う。前述の脱脂処理によって得られた脱脂物を焼結炉で焼結させることにより、立体焼結物を得ることができる。焼結することにより、立体造形用粉末材料の基材は拡散並びに粒成長し、全体として緻密で空隙の少ない高強度の立体焼結物を得ることができる。
焼結時の温度や時間、雰囲気、昇温速度などの条件は、基材の組成や立体造形物の脱脂状態、サイズや形状等により適宜設定される。但し、焼結温度が低すぎると、焼結が十分に進行せず、立体焼結物の強度や密度が低下する場合がある。一方、焼結温度が高すぎると、立体焼結物の寸法精度が低下する場合がある。焼結雰囲気は、特に限定されないが、大気雰囲気の他、真空または減圧雰囲気、非酸化性雰囲気、窒素ガス、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気で行うことも可能である。また、焼結は、2段階またはそれ以上で行ってもよい。例えば、焼結条件の異なる1次焼結と2次焼結とを行ったり、1次焼結と2次焼結の焼結温度や時間、焼結雰囲気を変更したりすることも可能である。
On the other hand, sintering refers to a method in which powder is consolidated at a high temperature. A three-dimensional sintered product can be obtained by sintering the degreased product obtained by the aforementioned degreasing treatment in a sintering furnace. By sintering, the base material of the powder material for three-dimensional modeling is diffused and grain-grown, and a high-strength three-dimensional sintered product with a dense and few voids as a whole can be obtained.
Conditions such as temperature, time, atmosphere, and heating rate during sintering are appropriately set depending on the composition of the base material, the degreased state of the three-dimensional structure, size, shape, and the like. However, if the sintering temperature is too low, the sintering does not proceed sufficiently, and the strength and density of the three-dimensional sintered product may decrease. On the other hand, if the sintering temperature is too high, the dimensional accuracy of the three-dimensional sintered product may decrease. The sintering atmosphere is not particularly limited, but may be performed in an inert gas atmosphere such as a vacuum or reduced pressure atmosphere, a non-oxidizing atmosphere, nitrogen gas, argon gas, etc. in addition to an air atmosphere. Sintering may be performed in two stages or more. For example, it is possible to perform primary sintering and secondary sintering with different sintering conditions, or to change the sintering temperature, time, and sintering atmosphere of primary sintering and secondary sintering. .

以上のようにして得られる立体焼結物の密度は、用途等によって異なるが、例えば、90%以上、好ましくは94%以上であることが立体焼結物の強度面から好ましい。本発明の立体造形用粉末材料は、基材に樹脂を含有させているため、樹脂量が少なく、脱脂及び焼結の前後における造形物の変形や収縮等が生じにくく、緻密で高強度の立体焼結物を得ることができる。   The density of the three-dimensional sintered product obtained as described above varies depending on the application and the like, but is preferably 90% or more, and preferably 94% or more from the viewpoint of the strength of the three-dimensional sintered product. Since the powder material for three-dimensional modeling of the present invention contains a resin in the base material, the amount of the resin is small, and deformation and shrinkage of the modeled object are not likely to occur before and after degreasing and sintering. A sintered product can be obtained.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

[実施例1]
<立体造形用粉末材料1>
立体造形用粉末材料1として、ステンレス鋼(SUS316L)粉末(PSS316L、体積平均粒径43μm、山陽特殊製鋼株式会社製)を用いた。
<立体造形用組成液1>
水70質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス210、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH6〜8、アニオン性、平均粒径0.05μm、最低造膜温度約23℃、ガラス転移点41℃、第一工業製薬製)10質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液1を作製した。
[Example 1]
<Powder material 1 for three-dimensional modeling>
As the three-dimensional modeling powder material 1, stainless steel (SUS316L) powder (PSS316L, volume average particle size 43 μm, manufactured by Sanyo Special Steel Co., Ltd.) was used.
<Composition liquid 1 for three-dimensional modeling>
Aqueous urethane resin emulsion (Superflex 210, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 6-8, anionic, average particle size 0.05 μm, minimum film-forming temperature about 23 ° C., glass transition to 70 parts by mass of water 10 parts by mass of a point 41 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare a composition solution 1 for three-dimensional modeling.

<立体造形物1>
立体造形用粉末材料層形成手段にカウンターローラーを用い、立体造形用組成液供給手段にインクジェットヘッドを用いた図1に示される立体造形物製造装置により、以下の方法に従って立体造形物1を作製した。前記立体造形物製造装置の粉末材料収容部に、前記立体造形用粉末材料1を、同様の組成液収容部に前記立体造形用組成液1を入れ、3Dデータを入力し、図1に示すプロセスを繰り返して、短冊形状を有する立体造形物1を作製した。なお、立体造形用粉末材料層の一層の平均厚みは、約90μmになるように調整し、合計30層積層した。
次いで、約2時間風乾した後、乾燥器に入れ、70℃で3時間乾燥を行った。その後、立体造形用組成液が付着していない立体造形用粉末材料を刷毛等で取り除き、再び乾燥器に入れ、120℃で8時間乾燥を行い、そのまま室温まで放冷し、立体造形物1を作製した。
<Three-dimensional model 1>
A three-dimensional object 1 was prepared according to the following method using the three-dimensional object manufacturing apparatus shown in FIG. 1 using a counter roller as the three-dimensional object powder material layer forming means and using an ink jet head as the three-dimensional object composition supplying means. . The process shown in FIG. 1 is performed by putting the 3D modeling powder material 1 in the powder material container of the three-dimensional model manufacturing apparatus and the 3D modeling composition liquid 1 in the same composition liquid container and inputting 3D data. Was repeated to produce a three-dimensional model 1 having a strip shape. In addition, the average thickness of one layer of the powder material layer for three-dimensional modeling was adjusted to be about 90 μm, and a total of 30 layers were laminated.
Subsequently, after air-drying for about 2 hours, it put into the dryer and dried at 70 degreeC for 3 hours. Thereafter, the three-dimensional modeling powder material to which the three-dimensional modeling composition liquid is not attached is removed with a brush or the like, placed in a dryer again, dried at 120 ° C. for 8 hours, and allowed to cool to room temperature. Produced.

<立体造形物1の曲げ応力試験>
得られた立体造形物1は、精密万能試験機(オートグラフAGS−J、島津製作所製)を用いて曲げ応力試験を行った。測定には、3点曲げ試験治具及び1kN用ロードセルを用い、支点間距離を24mmに設定し、破断した時の応力を最大応力とした。得られた測定結果は、下記基準によって分類した。結果を表1に示す。
−評価基準−
A:12.0MPa以上
B:9.0MPa以上12.0MPa未満
C:6.0MPa以上9.0MPa未満
D:3.0MPa以上6.0MPa未満
E:3.0MPa未満
<Bending stress test of the three-dimensional structure 1>
The obtained three-dimensional structure 1 was subjected to a bending stress test using a precision universal testing machine (Autograph AGS-J, manufactured by Shimadzu Corporation). For the measurement, a three-point bending test jig and a load cell for 1 kN were used, the distance between fulcrums was set to 24 mm, and the stress at the time of fracture was defined as the maximum stress. The obtained measurement results were classified according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
-Evaluation criteria-
A: 12.0 MPa or more B: 9.0 MPa or more and less than 12.0 MPa C: 6.0 MPa or more and less than 9.0 MPa D: 3.0 MPa or more and less than 6.0 MPa E: Less than 3.0 MPa

<立体造形物1の寸法精度評価>
得られた立体造形物1は、目視観察により寸法精度を評価した。その結果を下記基準によって分類した。結果を表1に示す。
−評価基準−
A:立体造形物の表面が滑らかで凹凸が少なく、反りも生じていないレベル
B:立体造形物の表面に僅かに凹凸や反りが認められるレベル
C:立体造形物の一部に凹凸や反りが認められるレベル
D:立体造形物の半分以上に凹凸や反りが認められるレベル
E:立体造形物全体に凹凸や反りが認められ、狙いの形状と明らかに異なるレベル
<Dimensional accuracy evaluation of the three-dimensional structure 1>
The obtained three-dimensional structure 1 evaluated the dimensional accuracy by visual observation. The results were classified according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
-Evaluation criteria-
A: Level in which the surface of the three-dimensional structure is smooth, less unevenness, and no warpage occurs B: Level in which unevenness or warpage is slightly observed on the surface of the three-dimensional structure C: Concavities and convexities in part of the three-dimensional structure Permitted level D: Level where unevenness and warpage are recognized in more than half of the three-dimensional structure E: Level where unevenness and warpage are recognized throughout the three-dimensional structure, clearly different from the target shape

<立体造形物1の脱脂及び焼結>
上記で得られた立体造形物1について、乾燥機を用いて、窒素雰囲気下、400℃まで昇温させて脱脂工程を行い、更に焼結炉内で真空条件下、1,300℃で焼結処理を行った。
<Degreasing and sintering of the three-dimensional structure 1>
About the three-dimensional molded object 1 obtained above, using a dryer, the temperature is raised to 400 ° C. in a nitrogen atmosphere to perform a degreasing step, and further sintering is performed at 1,300 ° C. under vacuum in a sintering furnace. Processed.

[実施例2]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液2に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物2を作製した。得られた立体造形物2を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液2>
水50質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス210、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH6〜8、アニオン性、平均粒径0.05μm、最低造膜温度約23℃、ガラス転移点41℃、第一工業製薬製)30質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液2を作製した。
[Example 2]
A three-dimensional object 2 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 2. Using the obtained three-dimensional model 2, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Composition liquid 2 for solid modeling>
Aqueous urethane resin emulsion (Superflex 210, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 6-8, anionic, average particle size 0.05 μm, minimum film-forming temperature about 23 ° C., glass transition to 50 parts by mass of water 30 parts by mass of a point 41 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed with stirring to prepare a composition liquid 2 for three-dimensional modeling.

[実施例3]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液3に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物3を作製した。得られた立体造形物3を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液3>
水50質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス210、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH6〜8、アニオン性、平均粒径0.05μm、最低造膜温度約23℃、ガラス転移点41℃、第一工業製薬製)50質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液3を作製した。
[Example 3]
A three-dimensional object 3 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 3. Using the obtained three-dimensional structure 3, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling liquid 3>
Aqueous urethane resin emulsion (Superflex 210, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 6-8, anionic, average particle size 0.05 μm, minimum film-forming temperature about 23 ° C., glass transition to 50 parts by mass of water 50 parts by mass of a point 41 ° C. (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) was added and mixed by stirring to prepare a composition liquid 3 for three-dimensional modeling.

[実施例4]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液4に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物4を作製した。得られた立体造形物4を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液4>
水70質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス130、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH7.5〜9.5、アニオン性、平均粒径0.02μm、最低造膜温度約55℃、ガラス転移点101℃、第一工業製薬製)5質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)25質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液4を作製した。
[Example 4]
A three-dimensional object 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 4. Using the obtained three-dimensional structure 4, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Composition liquid 4 for three-dimensional modeling>
In 70 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 130, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 7.5 to 9.5, anionic, average particle size 0.02 μm, minimum film-forming temperature about 55 5 parts by mass of glass transition point 101 ° C, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and 25 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) are added and mixed by stirring. Was made.

[実施例5]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液5に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物5を作製した。得られた立体造形物5を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液5>
水60質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス130、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH7.5〜9.5、アニオン性、平均粒径0.02μm、最低造膜温度約55℃、ガラス転移点101℃、第一工業製薬製)20質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液5を作製した。
[Example 5]
A three-dimensional object 5 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 5. Using the obtained three-dimensional model 5, the bending stress test and the dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 5>
In 60 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 130, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 7.5 to 9.5, anionic, average particle size 0.02 μm, minimum film-forming temperature about 55 20 parts by mass of glass transition point 101 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), and mixed by stirring. Was made.

[実施例6]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液6に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物6を作製した。得られた立体造形物6を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液6>
水50質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス126、自己乳化型、不揮発分30±1wt%、pH7〜9、アニオン性、平均粒径0.01μm、最低造膜温度約5℃以下、ガラス転移点72℃、第一工業製薬製)30質量部を添加し、さらに1,2−プロパンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液6を作製した。
[Example 6]
A three-dimensional object 6 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 6. Using the obtained three-dimensional model 6, a bending stress test and evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 6>
In 50 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 126, self-emulsifying type, non-volatile content 30 ± 1 wt%, pH 7-9, anionic, average particle size 0.01 μm, minimum film forming temperature of about 5 ° C. or less, glass 30 parts by mass of transition point 72 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and further 20 parts by mass of 1,2-propanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare a composition liquid 6 for three-dimensional modeling. .

[実施例7]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液7に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物7を作製した。得られた立体造形物7を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液7>
水50質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス170、自己乳化型、不揮発分33±1wt%、pH7〜9、アニオン性、平均粒径0.02μm、最低造膜温度約5℃以下、ガラス転移点75℃、第一工業製薬製)30質量部を添加し、さらに1,2−プロパンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液7を作製した。
[Example 7]
A three-dimensional object 7 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 7. Using the obtained three-dimensional model 7, the bending stress test and the dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 7>
In 50 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 170, self-emulsifying type, nonvolatile content 33 ± 1 wt%, pH 7-9, anionic, average particle size 0.02 μm, minimum film-forming temperature of about 5 ° C. or less, glass 30 parts by mass of transition point 75 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and 20 parts by mass of 1,2-propanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare 3D modeling composition liquid 7. .

[実施例8]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液8に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物8を作製した。得られた立体造形物8を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液8>
水60質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス820、自己乳化型、不揮発分30±1wt%、pH7〜9、アニオン性、平均粒径0.03μm、最低造膜温度約40℃、ガラス転移点46℃、第一工業製薬製)20質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液8を作製した。
[Example 8]
A three-dimensional object 8 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 8. Using the obtained three-dimensional structure 8, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 8>
In 60 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 820, self-emulsifying type, non-volatile content 30 ± 1 wt%, pH 7-9, anionic, average particle size 0.03 μm, minimum film forming temperature about 40 ° C., glass transition A point 46 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (20 parts by mass) was added, and further 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (20 parts by mass) was added and mixed by stirring to prepare a three-dimensional modeling composition liquid 8.

[実施例9]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液9に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物9を作製した。得られた立体造形物9を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液9>
水60質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス110、自己乳化型、不揮発分30±1wt%、pH7〜9、アニオン性、平均粒径0.09μm、最低造膜温度5℃以下、ガラス転移点48℃、第一工業製薬製)20質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液9を作製した。
[Example 9]
A three-dimensional object 9 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 9. Using the obtained three-dimensional model 9, the bending stress test and dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 9>
60 parts by mass of water, aqueous urethane resin emulsion (Superflex 110, self-emulsifying type, nonvolatile content 30 ± 1 wt%, pH 7-9, anionic, average particle size 0.09 μm, minimum film-forming temperature 5 ° C. or less, glass transition 20 parts by mass of a point 48 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare a composition solution 9 for three-dimensional modeling.

[実施例10]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液10に変更し、乾燥温度を120℃に変更した以外は、すべて実施例2と同様にして、立体造形物10を作製した。得られた立体造形物10を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液10>
水56.8質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス210、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH6〜8、アニオン性、平均粒径0.05μm、最低造膜温度約23℃、ガラス転移点41℃、第一工業製薬製)20質量部、ブロック化イソシアネート系架橋剤(エラストロンBN−77、自己乳化型、不揮発分30.0〜32.0%、pH6.5〜8.5、アニオン性、解離温度120℃以上、第一工業製薬製)3.2質量部、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液1を作製した。
[Example 10]
The three-dimensional structure 10 was prepared in the same manner as in Example 2 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional structure composition liquid 10 and the drying temperature was changed to 120 ° C. Using the obtained three-dimensional structure 10, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 10>
In 56.8 parts by weight of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 210, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 6-8, anionic, average particle size 0.05 μm, minimum film-forming temperature of about 23 ° C., Glass transition point 41 ° C., Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 20 parts by mass, blocked isocyanate crosslinking agent (Elastolon BN-77, self-emulsifying type, nonvolatile content 30.0-32.0%, pH 6.5-8.5) , Anionic, dissociation temperature of 120 ° C. or higher, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 3.2 parts by mass, and 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 20 parts by mass are added, stirred and mixed, and the composition for three-dimensional modeling 1 was produced.

[実施例11]
立体造形用粉末材料1を以下の立体造形用粉末材料2に、立体造形用組成液5を立体造形用組成液11に変更した以外は、すべて実施例5と同様にして、立体造形物11を作製した。得られた立体造形物11を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用粉末材料2>
基材として、シリカ粒子(エクセリカSE−15K、体積平均粒径24μm、株式会社トクヤマ製)を用いた。
基材被覆樹脂溶液として、水95質量部に、撹拌しながらアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセネックスZ−100、平均重合度500、ケン化度98.5mol%、日本合成化学工業製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、基材被覆樹脂溶液1を作製した。
転動流動コーティング装置(MP−01、パウレック製)に、前記基材を投入し、さらに前記基材被覆樹脂溶液をスプレー噴霧することにより、基材に樹脂コーティングを行い、樹脂被覆した立体造形用粉末材料2を作製した。
[Example 11]
The three-dimensional object 11 is changed in the same manner as in Example 5 except that the three-dimensional modeling powder material 1 is changed to the following three-dimensional modeling powder material 2 and the three-dimensional modeling composition liquid 5 is changed to the three-dimensional modeling composition liquid 11. Produced. Using the obtained three-dimensional model 11, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Powder material 2 for 3D modeling>
Silica particles (Excellica SE-15K, volume average particle size 24 μm, manufactured by Tokuyama Corporation) were used as the substrate.
As a base material coating resin solution, 5 parts by mass of 95 parts by mass of water with stirring and acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (Gocenex Z-100, average polymerization degree 500, saponification degree 98.5 mol%, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) Then, the mixture was heated and stirred to prepare a substrate coating resin solution 1.
The substrate is put into a rolling fluidized coating apparatus (MP-01, manufactured by POWREC), and the substrate-coated resin solution is spray-sprayed to perform resin coating on the substrate and resin-coated for three-dimensional modeling Powder material 2 was produced.

<立体造形用組成液11>
水60質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス130、自己乳化型、不揮発分35±1wt%、pH7.5〜9.5、アニオン性、平均粒径0.02μm、最低造膜温度約55℃、ガラス転移点101℃、第一工業製薬製)20質量部、ジルコニウム系架橋剤(ジルコゾールAC−20、第一稀元素化学工業製)5質量部、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液11を作製した。
<3D modeling composition 11>
In 60 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 130, self-emulsifying type, non-volatile content 35 ± 1 wt%, pH 7.5 to 9.5, anionic, average particle size 0.02 μm, minimum film-forming temperature about 55 ° C, glass transition point 101 ° C, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 20 parts by mass, zirconium-based crosslinking agent (Zircozol AC-20, Daiichi Rare Chemicals) 5 parts by mass, and 1,2-butanediol (Tokyo Kasei) 20 parts by mass of (industrial product) was added and mixed by stirring to prepare a three-dimensional modeling composition liquid 11.

[実施例12]
立体造形用粉末材料1を以下の立体造形用粉末材料3に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物12を作製した。得られた立体造形物12を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用粉末材料3>
基材として、ステンレス鋼(SUS316L)粉末(PSS316L、体積平均粒径12μm、山陽特殊製鋼株式会社製)を用いた。
基材被覆樹脂溶液として、水95質量部に、撹拌しながらアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセネックスZ−100、平均重合度500、ケン化度98.5mol%、日本合成化学工業製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、基材被覆樹脂溶液1を作製した。
転動流動コーティング装置(MP−01、パウレック製)に、前記基材を投入し、さらに前記基材被覆樹脂溶液をスプレー噴霧することにより、基材に樹脂コーティングを行い、樹脂被覆した立体造形用粉末材料3を作製した。
[Example 12]
A three-dimensional model 12 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling powder material 1 was changed to the following three-dimensional modeling powder material 3. Using the obtained three-dimensional model 12, the bending stress test and the dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1.
<Powder material 3 for 3D modeling>
Stainless steel (SUS316L) powder (PSS316L, volume average particle size 12 μm, manufactured by Sanyo Special Steel Co., Ltd.) was used as the substrate.
As a base material coating resin solution, 5 parts by mass of 95 parts by mass of water with stirring and acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (Gocenex Z-100, average polymerization degree 500, saponification degree 98.5 mol%, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) Then, the mixture was heated and stirred to prepare a substrate coating resin solution 1.
The substrate is put into a rolling fluidized coating apparatus (MP-01, manufactured by POWREC), and the substrate-coated resin solution is spray-sprayed to perform resin coating on the substrate and resin-coated for three-dimensional modeling Powder material 3 was produced.

[実施例13]
立体造形用組成液1を立体造形用組成液4に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、立体造形物13を作製した。得られた立体造形物13を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
[Example 13]
A three-dimensional object 13 was produced in the same manner as in Example 12 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the three-dimensional composition liquid 4. Using the obtained three-dimensional structure 13, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.

[実施例14]
立体造形用組成液1を立体造形用組成液8に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、立体造形物14を作製した。得られた立体造形物14を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
[Example 14]
A three-dimensional object 14 was produced in the same manner as in Example 12 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the three-dimensional composition liquid 8. Using the obtained three-dimensional structure 14, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.

[実施例15]
立体造形用粉末材料2を以下の立体造形用粉末材料4に変更した以外は、すべて実施例11と同様にして、立体造形物15を作製した。得られた立体造形物15を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用粉末材料4>
基材として、球状アルミナ粒子(DAM−45、d50:41.2μm、電気化学工業製)を用いた。
基材被覆樹脂溶液として、水95質量部に、撹拌しながらアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセネックスZ−100、平均重合度500、ケン化度98.5mol%、日本合成化学工業製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、基材被覆樹脂溶液1を作製した。
転動流動コーティング装置(MP−01、パウレック製)に、前記基材を投入し、さらに前記基材被覆樹脂溶液をスプレー噴霧することにより、基材に樹脂コーティングを行い、樹脂被覆した立体造形用粉末材料3を作製した。
[Example 15]
A three-dimensional model 15 was produced in the same manner as in Example 11 except that the three-dimensional model powder material 2 was changed to the following three-dimensional model powder material 4. Using the obtained three-dimensional model 15, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Powder material 4 for 3D modeling>
As the substrate, spherical alumina particles (DAM-45, d50: 41.2 μm, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) were used.
As a base material coating resin solution, 5 parts by mass of 95 parts by mass of water with stirring and acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (Gocenex Z-100, average polymerization degree 500, saponification degree 98.5 mol%, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) Then, the mixture was heated and stirred to prepare a substrate coating resin solution 1.
The substrate is put into a rolling fluidized coating apparatus (MP-01, manufactured by POWREC), and the substrate-coated resin solution is spray-sprayed to perform resin coating on the substrate and resin-coated for three-dimensional modeling Powder material 3 was produced.

[実施例16]
立体造形用粉末材料3を以下の立体造形用粉末材料5に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、立体造形物16を作製した。得られた立体造形物16を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用粉末材料5>
基材として、ステンレス鋼(SUS316L)粉末(PSS316L、体積平均粒径12μm、山陽特殊製鋼株式会社製)を用いた。
基材被覆樹脂溶液として、水95質量部に、撹拌しながらダイアセトン変性ポリビニルアルコール(DポリマーDF−05、平均重合度500、ケン化度99.0mol%、日本酢ビポバール製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、基材被覆樹脂溶液2を作製した。
転動流動コーティング装置(MP−01、パウレック製)に、前記基材を投入し、さらに前記基材被覆樹脂溶液2をスプレー噴霧することにより、基材に樹脂コーティングを行い、樹脂被覆した立体造形用粉末材料5を作製した。
[Example 16]
A three-dimensional model 16 was produced in the same manner as in Example 12 except that the three-dimensional modeling powder material 3 was changed to the following three-dimensional modeling powder material 5. Using the obtained three-dimensional structure 16, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Powder material 5 for three-dimensional modeling>
Stainless steel (SUS316L) powder (PSS316L, volume average particle size 12 μm, manufactured by Sanyo Special Steel Co., Ltd.) was used as the substrate.
As a base coating resin solution, 5 parts by mass of diacetone-modified polyvinyl alcohol (D polymer DF-05, average polymerization degree 500, saponification degree 99.0 mol%, manufactured by Nippon Vinegar Bipovar) is added to 95 parts by mass of water with stirring. The substrate coating resin solution 2 was prepared by heating and stirring.
The base material is put into a tumbling fluidized coating apparatus (MP-01, manufactured by POWREC), and the base material coating resin solution 2 is sprayed and sprayed onto the base material to form a resin-coated three-dimensional model. A powder material 5 was prepared.

[実施例17]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液12に変更した以外は、すべて実施例16と同様にして、立体造形物17を作製した。得られた立体造形物17を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液12>
水60質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス620、自己乳化型、不揮発分30±1wt%、pH7〜9、カチオン性、平均粒径0.03μm、最低造膜温度30℃、ガラス転移点43℃、第一工業製薬製)20質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液12を作製した。
[Example 17]
A three-dimensional object 17 was produced in the same manner as in Example 16 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 12. Using the obtained three-dimensional model 17, the bending stress test and dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 12>
In 60 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 620, self-emulsifying type, non-volatile content 30 ± 1 wt%, pH 7-9, cationic, average particle size 0.03 μm, minimum film-forming temperature 30 ° C., glass transition point 20 parts by mass of 43 ° C, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and further 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare a composition liquid 12 for three-dimensional modeling.

[実施例18]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液13に変更した以外は、すべて実施例16と同様にして、立体造形物18を作製した。得られた立体造形物18を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液13>
水57.7質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス620、自己乳化型、不揮発分30±1wt%、pH7〜9、カチオン性、平均粒径0.03μm、最低造膜温度30℃、ガラス転移点43℃、第一工業製薬製)20質量部、ブロック化イソシアネート系架橋剤(エラストロンBN−04、自己乳化型、不揮発分32.5〜34.5%、pH6.0〜8.0、アニオン性、解離温度120℃以上、第一工業製薬製)2.3質量部、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液13を作製した。
[Example 18]
A three-dimensional object 18 was produced in the same manner as in Example 16 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 13. Using the obtained three-dimensional structure 18, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 13>
In 57.7 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 620, self-emulsifying type, nonvolatile content 30 ± 1 wt%, pH 7-9, cationic, average particle size 0.03 μm, minimum film-forming temperature 30 ° C., glass Transition point 43 ° C., Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 20 parts by mass, blocked isocyanate crosslinking agent (Elastolon BN-04, self-emulsifying type, non-volatile content 32.5-34.5%, pH 6.0-8.0, Anionicity, dissociation temperature of 120 ° C. or higher, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. (2.3 parts by mass) and 1,2-butanediol (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) (20 parts by mass) are added and mixed by stirring. Was made.

[実施例19]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液14に変更した以外は、すべて実施例16と同様にして、立体造形物19を作製した。得られた立体造形物19を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液14>
水58質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックス620、自己乳化型、不揮発分30±1wt%、pH7〜9、カチオン性、平均粒径0.03μm、最低造膜温度30℃、ガラス転移点43℃、第一工業製薬製)20質量部、架橋剤(アジピン酸ジヒドラジドADH、日本ヒドラジン工業製)2質量部、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液14を作製した。
[Example 19]
A three-dimensional model 19 was produced in the same manner as in Example 16 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 14. Using the obtained three-dimensional model 19, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 14>
In 58 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex 620, self-emulsifying type, non-volatile content 30 ± 1 wt%, pH 7-9, cationic, average particle size 0.03 μm, minimum film-forming temperature 30 ° C., glass transition point Add 43 parts by mass of 43 ° C., Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 20 parts by mass, 2 parts by mass of a cross-linking agent (Adipic acid dihydrazide ADH, Nippon Hydrazine Kogyo), and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (Tokyo Chemical Industry). The three-dimensional modeling composition liquid 14 was prepared by mixing.

[実施例20]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液15に変更した以外は、すべて実施例16と同様にして、立体造形物20を作製した。得られた立体造形物20を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液15>
水57質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(スーパーフレックスR−5002、反応型、強制乳化型、不揮発分39.5±1wt%、pH5〜7、ノニオン性、平均粒径0.50μm、最低造膜温度25℃、ガラス転移点−43℃、第一工業製薬製)20質量部、架橋剤(アジピン酸ジヒドラジドADH、日本ヒドラジン工業製)3質量部、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液15を作製した。
[Example 20]
A three-dimensional object 20 was produced in the same manner as in Example 16 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 15. Using the obtained three-dimensional model 20, the bending stress test and the dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 15>
In 57 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Superflex R-5002, reaction type, forced emulsification type, nonvolatile content 39.5 ± 1 wt%, pH 5-7, nonionic properties, average particle size 0.50 μm, minimum film formation Temperature 25 ° C, glass transition point -43 ° C, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd. 20 parts by mass, cross-linking agent (adipic acid dihydrazide ADH, Nippon Hydrazine Kogyo) 3 parts by mass, and 1,2-butanediol (Tokyo Chemical Industry) ) 20 parts by mass was added and mixed by stirring to prepare a composition solution 15 for three-dimensional modeling.

[実施例21]
立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液16に変更した以外は、すべて実施例16と同様にして、立体造形物21を作製した。得られた立体造形物21を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液16>
水60質量部に、水性ウレタン樹脂エマルジョン(パーマリンUA−350、強制乳化型、不揮発分32wt%、pH8.0、アニオン性、平均粒径0.07μm、最低造膜温度5℃以下、ガラス転移点−65℃、第一工業製薬製)25質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)15質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液16を作製した。
[Example 21]
A three-dimensional object 21 was produced in the same manner as in Example 16 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional composition liquid 16. Using the obtained three-dimensional structure 21, a bending stress test and evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Composition liquid 16 for three-dimensional modeling>
In 60 parts by mass of water, an aqueous urethane resin emulsion (Permarin UA-350, forced emulsification type, non-volatile content 32 wt%, pH 8.0, anionic, average particle size 0.07 μm, minimum film forming temperature 5 ° C. or less, glass transition point 25 parts by mass of −65 ° C., manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and 15 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare a three-dimensional modeling composition liquid 16.

[比較例1]
実施例1において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液17に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物22を作製した。得られた立体造形物22を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液17>
水80質量部に、撹拌しながらアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセネックスZ−100、平均重合度500、ケン化度98.5mol%、日本合成化学工業製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、樹脂溶液を作製した。さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)15質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液17を作製した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, the three-dimensional molded item 22 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 17. Using the obtained three-dimensional structure 22, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Composition liquid 17 for three-dimensional modeling>
To 80 parts by mass of water, 5 parts by mass of acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (Gocenex Z-100, average polymerization degree 500, saponification degree 98.5 mol%, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) was added with stirring, and the mixture was stirred with heating. Thus, a resin solution was prepared. Further, 15 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added and mixed by stirring to prepare a composition liquid 17 for three-dimensional modeling.

[比較例2]
実施例1において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液18に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物23を作製した。得られた立体造形物23を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液18>
水73質量部に、撹拌しながらアセトアセチル基変性ポリビニルアルコール(ゴーセネックスZ−100、平均重合度500、ケン化度98.5mol%、日本合成化学工業製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、樹脂溶液を作製した。次いで、ジルコニウム系架橋剤(ジルコゾールAC−20、第一稀元素化学工業製)2質量部添加後撹拌し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液18を作製した。
[Comparative Example 2]
In Example 1, the three-dimensional molded item 23 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 18. Using the obtained three-dimensional structure 23, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 18>
While stirring, 5 parts by mass of acetoacetyl group-modified polyvinyl alcohol (Gosenx Z-100, average polymerization degree 500, saponification degree 98.5 mol%, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) was added to 73 parts by mass of water, followed by stirring with heating. Thus, a resin solution was prepared. Next, 2 parts by mass of a zirconium-based cross-linking agent (Zircozol AC-20, manufactured by Daiichi Rare Element Chemical Industry) was added and stirred, and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was further added, followed by stirring and mixing. The composition liquid 18 for three-dimensional modeling was produced.

[比較例3]
実施例1において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液19に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物24を作製した。得られた立体造形物24を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液19>
水75質量部に、撹拌しながらダイアセトン変性ポリビニルアルコール(DポリマーDF−05、平均重合度500、ケン化度99.0mol%、日本酢ビポバール製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、樹脂溶液を作製した。さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液19を作製した。
[Comparative Example 3]
In Example 1, the three-dimensional molded item 24 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 19. Using the obtained three-dimensional structure 24, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 19>
To 75 parts by mass of water, 5 parts by mass of diacetone-modified polyvinyl alcohol (D polymer DF-05, average polymerization degree 500, saponification degree 99.0 mol%, manufactured by Nihon Vinegar Bipoval) was added with stirring. A resin solution was prepared. Furthermore, 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added and mixed by stirring to prepare a composition liquid 19 for three-dimensional modeling.

[比較例4]
実施例1において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液20に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物25を作製した。得られた立体造形物25を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液20>
水73質量部に、撹拌しながらダイアセトン変性ポリビニルアルコール(DポリマーDF−05、平均重合度500、ケン化度99.0mol%、日本酢ビポバール製)5質量部添加し、加熱撹拌を行って、樹脂溶液を作製した。次いで架橋剤(アジピン酸ジヒドラジドADH、日本ヒドラジン工業製)2質量部を加え撹拌し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液20を作製した。
[Comparative Example 4]
In Example 1, the three-dimensional molded object 25 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 20. Using the obtained three-dimensional structure 25, the bending stress test and the evaluation of the dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Composition liquid 20 for three-dimensional modeling>
While stirring, 5 parts by mass of diacetone-modified polyvinyl alcohol (D polymer DF-05, average polymerization degree 500, saponification degree 99.0 mol%, manufactured by Nihon Vinegar Bipovar) was added to 73 parts by mass of water, and the mixture was heated and stirred. A resin solution was prepared. Next, 2 parts by mass of a crosslinking agent (adipic acid dihydrazide ADH, manufactured by Nippon Hydrazine Kogyo) was added and stirred, and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was further added, stirred and mixed, and the composition for three-dimensional modeling 20 was produced.

[比較例5]
実施例1において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液21に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物26を作製した。得られた立体造形物26を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液21>
水60質量部に、アクリル樹脂エマルジョン(Rheovis AS1130、不揮発分30wt%、BASF製)20質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液21を作製した。
[Comparative Example 5]
In Example 1, the three-dimensional molded object 26 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 21. Using the obtained three-dimensional structure 26, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<Composition liquid 21 for three-dimensional modeling>
To 60 parts by mass of water, 20 parts by mass of an acrylic resin emulsion (Rheovis AS1130, nonvolatile content 30 wt%, manufactured by BASF) is added, and further 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) is added and mixed by stirring. The composition liquid 21 for three-dimensional modeling was produced.

[比較例6]
実施例1において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液22に変更した以外は、すべて実施例1と同様にして、立体造形物27を作製した。得られた立体造形物27を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液22>
水57質量部に、アクリル樹脂エマルジョン(Rheovis AS1130、不揮発分30wt%、BASF製)20質量部、ブロック化イソシアネート系架橋剤(エラストロンBN−77、自己乳化型、不揮発分30.0〜32.0%、pH6.5〜8.5、アニオン性、解離温度120℃以上、第一工業製薬製)3質量部、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液22を作製した。
[Comparative Example 6]
In Example 1, the three-dimensional model 27 was produced in the same manner as in Example 1 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 22. Using the obtained three-dimensional model 27, the bending stress test and the evaluation of the dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.
<3D modeling composition 22>
57 parts by weight of water, 20 parts by weight of acrylic resin emulsion (Rheovis AS1130, non-volatile content 30 wt%, manufactured by BASF), blocked isocyanate-based crosslinking agent (Elastolon BN-77, self-emulsifying type, non-volatile content 30.0-32.0 %, PH 6.5-8.5, anionic, dissociation temperature 120 ° C. or higher, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) 3 parts by mass, and 1,2-butanediol (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.) 20 parts by mass are added and stirred. And the three-dimensional modeling composition liquid 22 was produced.

[比較例7]
実施例11において、立体造形用組成液11を上記の立体造形用組成液21に変更した以外は、すべて実施例11と同様にして、立体造形物28を作製した。得られた立体造形物28を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
[Comparative Example 7]
In Example 11, a three-dimensional object 28 was prepared in the same manner as in Example 11 except that the three-dimensional composition liquid 11 was changed to the three-dimensional composition liquid 21 described above. Using the obtained three-dimensional structure 28, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.

[比較例8]
実施例16において、立体造形用組成液1を上記の立体造形用組成液21に変更した以外は、すべて実施例16と同様にして、立体造形物29を作製した。得られた立体造形物29を用い、実施例1と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
[Comparative Example 8]
In Example 16, a three-dimensional object 29 was produced in the same manner as in Example 16 except that the three-dimensional composition liquid 1 was changed to the three-dimensional composition liquid 21 described above. Using the obtained three-dimensional structure 29, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 1.

[比較例9]
実施例12において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液23に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、立体造形物30を作製した。得られた立体造形物30を用い、実施例12と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液23>
水50質量部に、スチレンアクリル樹脂エマルジョン(モビニール747、不揮発分43%、pH6.0〜8.0、ノニオン性、最低造膜温度15℃、ガラス転移温度42℃、日本合成化学工業製)30質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液23を作製した。
[Comparative Example 9]
In Example 12, the three-dimensional molded object 30 was produced in the same manner as in Example 12 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 23. Using the obtained three-dimensional structure 30, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 12.
<3D modeling liquid 23>
50 parts by mass of water, styrene acrylic resin emulsion (mobile 747, non-volatile content 43%, pH 6.0 to 8.0, nonionic properties, minimum film forming temperature 15 ° C., glass transition temperature 42 ° C., manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry) 30 Mass parts were added, and further 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) were added and mixed by stirring to prepare a three-dimensional modeling composition liquid 23.

[比較例10]
実施例12において、立体造形用組成液1を以下の立体造形用組成液24に変更した以外は、すべて実施例12と同様にして、立体造形物31を作製した。得られた立体造形物31を用い、実施例12と同様にして、曲げ応力試験及び寸法精度の評価を行った。
<立体造形用組成液24>
水50質量部に、アクリル樹脂エマルジョン(モビニール8020、コロイダルシリカ含有、不揮発分43%、pH8.5〜10.0、アニオン性、最低造膜温度0℃、ガラス転移温度−22℃、日本合成化学工業製)30質量部を添加し、さらに1,2−ブタンジオール(東京化成工業製)20質量部を加え、撹拌混合し、立体造形用組成液24を作製した。
[Comparative Example 10]
In Example 12, the three-dimensional model 31 was produced in the same manner as in Example 12 except that the three-dimensional modeling composition liquid 1 was changed to the following three-dimensional modeling composition liquid 24. Using the obtained three-dimensional model 31, the bending stress test and the evaluation of dimensional accuracy were performed in the same manner as in Example 12.
<Solid modeling composition 24>
In 50 parts by mass of water, an acrylic resin emulsion (containing vinyl 8020, colloidal silica, non-volatile content 43%, pH 8.5 to 10.0, anionic, minimum film-forming temperature 0 ° C., glass transition temperature −22 ° C., Nippon Synthetic Chemical 30 parts by mass of Kogyo Co., Ltd. was added, and 20 parts by mass of 1,2-butanediol (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added and mixed by stirring to prepare a three-dimensional modeling composition liquid 24.

立体造形用組成液の組成を表1に示し、その評価結果を表2に示す。   Table 1 shows the composition of the three-dimensional modeling composition liquid, and Table 2 shows the evaluation results.

本発明の立体造形用組成液は、ウレタン樹脂粒子が含有されていることにより、基材そのものを立体造形用粉末材料として用いても、高強度で高い寸法精度を有する立体造形物を製造することができた。さらに、立体造形用組成液に架橋剤を含有させたり、立体造形用粉末材料の表面に樹脂を被覆したりすることによって、立体造形物の更なる強度アップを実現することができた。また、立体造形用組成液に含有されるウレタン樹脂粒子は、増粘の影響が少なく、インクジェットヘッドのノズル詰まりが発生しにくいため、立体造形用組成液の吐出安定性が向上し、高い寸法精度を安定的に維持することができた。これらの方法を用いて、複雑な立体形状を有する立体造形物を作製し、脱脂処理の後に焼結を行って得られた立体焼結物は、複雑な形状を維持し、硬くて丈夫な立体構造物であることが確認できた。
一方、比較例の立体造形物は、立体造形用組成液の吐出安定性が低下して吐出量が変化したり、粉末層中に吐出された立体造形用組成液の量に偏りが見られ、その結果立体造形物の強度が全体的に低かったり、強度の強弱が場所によって異なり、部分的に非常に脆い部分があったり、立体造形物の乾燥時に収縮が大きい箇所が存在し、狙いの形状を再現できていなかったり、いくつもの問題が認められた。また、これらの方法を用いて、複雑な立体形状を有する立体造形物を作製し、脱脂処理の後に焼結を行って得られた立体焼結物は、内部に空隙が多く、細い部分は脆くて、外観的にも反りや膨らみが見られ、狙いの形状が維持されておらず、強度及び寸法精度ともに劣ることが確認された。
The composition liquid for three-dimensional modeling of the present invention produces a three-dimensional modeled article having high strength and high dimensional accuracy even if the base material itself is used as a three-dimensional modeling powder material by containing urethane resin particles. I was able to. Furthermore, further strength improvement of a three-dimensional model | molding object was realizable by making the composition liquid for three-dimensional model | molding contain a crosslinking agent, or coat | covering resin on the surface of the powder material for three-dimensional model | molding. In addition, the urethane resin particles contained in the three-dimensional modeling composition liquid are less affected by thickening and are less likely to cause nozzle clogging of the inkjet head, so the ejection stability of the three-dimensional modeling composition liquid is improved and high dimensional accuracy is achieved. Was able to be maintained stably. Using these methods, a three-dimensional object having a complicated three-dimensional shape is produced, and the three-dimensional sintered object obtained by sintering after the degreasing process maintains a complicated shape and is a hard and durable three-dimensional object. It was confirmed that it was a structure.
On the other hand, the three-dimensional modeled object of the comparative example has a lower discharge stability of the three-dimensional modeling composition liquid and the discharge amount is changed, or a bias is seen in the amount of the three-dimensional modeling composition liquid discharged into the powder layer, As a result, the strength of the three-dimensional model is low overall, the strength varies depending on the location, there are some parts that are very fragile, and there are places where the shrinkage is large when the three-dimensional model is dried, and the target shape Could not be reproduced, and a number of problems were recognized. In addition, using these methods, a three-dimensional molded article having a complicated three-dimensional shape is prepared, and the three-dimensional sintered article obtained by sintering after the degreasing treatment has many voids inside and the thin portion is brittle. As a result, it was confirmed that the appearance was also warped and swollen, the target shape was not maintained, and the strength and dimensional accuracy were inferior.

1 造形側粉末貯留槽
2 供給側粉末貯留槽
3 ステージ
4 立体造形用組成液
5 インクジェットヘッド
6 均し機構
7 粉末落下口
10 粉末貯蔵槽
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modeling side powder storage tank 2 Supply side powder storage tank 3 Stage 4 Three-dimensional modeling composition liquid 5 Inkjet head 6 Leveling mechanism 7 Powder drop port 10 Powder storage tank

特許2729110号公報Japanese Patent No. 2729110 特開平08−192468号公報Japanese Patent Laid-Open No. 08-192468 特開2014−24252号公報JP 2014-24252 A

Claims (15)

立体造形用粉末材料からなる立体物を造形するために用いる立体造形用組成液であって、水とウレタン樹脂粒子とを含有することを特徴とする立体造形用組成液。   A three-dimensional modeling composition liquid used for modeling a three-dimensional object made of a three-dimensional modeling powder material, comprising water and urethane resin particles. 前記ウレタン樹脂粒子を構成するウレタン樹脂が、親水基を有することを特徴とする請求項1に記載の立体造形用組成液。   The three-dimensional modeling composition liquid according to claim 1, wherein the urethane resin constituting the urethane resin particles has a hydrophilic group. 前記親水基が、アニオン性であることを特徴とする請求項2に記載の立体造形用組成液。   The composition liquid for three-dimensional modeling according to claim 2, wherein the hydrophilic group is anionic. 前記ウレタン樹脂粒子の平均粒子径が、0.2μm以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の立体造形用組成液。   The composition liquid for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 3, wherein the urethane resin particles have an average particle size of 0.2 µm or less. 前記ウレタン樹脂粒子のガラス転移点が、20℃以上であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の立体造形用組成液。   The composition liquid for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 4, wherein a glass transition point of the urethane resin particles is 20 ° C or higher. 前記立体造形用組成液が、さらに架橋剤を含有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の立体造形用組成液。   The said three-dimensional modeling composition liquid contains a crosslinking agent further, The three-dimensional modeling composition liquid in any one of Claim 1 thru | or 5 characterized by the above-mentioned. 前記立体造形用組成液が、さらに水溶性溶剤を含有することを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の立体造形用組成液。   The three-dimensional modeling composition liquid according to any one of claims 1 to 6, wherein the three-dimensional modeling composition liquid further contains a water-soluble solvent. 前記立体造形用粉末材料と、請求項1乃至7のいずれかに記載の前記立体造形用組成液と、を含むことを特徴とする立体造形セット。   A three-dimensional modeling set comprising the three-dimensional modeling powder material and the three-dimensional modeling composition liquid according to any one of claims 1 to 7. 前記立体造形用粉末材料が、金属及びセラミックの少なくとも一種であることを特徴とする請求項8に記載の立体造形セット。   The three-dimensional modeling set according to claim 8, wherein the three-dimensional modeling powder material is at least one of a metal and a ceramic. 前記立体造形用粉末材料の表面に、水溶性樹脂が被覆されていることを特徴とする請求項8又は9に記載の立体造形セット。   The three-dimensional modeling set according to claim 8 or 9, wherein a surface of the powder material for three-dimensional modeling is coated with a water-soluble resin. 前記水溶性樹脂が、ポリビニルアルコールであることを特徴とする請求項10に記載の立体造形セット。   The three-dimensional modeling set according to claim 10, wherein the water-soluble resin is polyvinyl alcohol. 請求項8乃至11のいずれかに記載の立体造形セットを有し、さらに前記立体造形用粉末材料の層を形成する粉末材料層形成手段と、前記立体造形用粉末材料の層に前記立体造形用組成液を供給する立体造形用組成液供給手段を有することを特徴とする立体造形物の製造装置。   A three-dimensional modeling set according to any one of claims 8 to 11, further comprising a powder material layer forming means for forming a layer of the three-dimensional modeling powder material, and the three-dimensional modeling powder material layer. An apparatus for producing a three-dimensional structure, comprising a three-dimensional composition liquid supply means for supplying a composition liquid. 前記立体造形用組成液供給手段が、インクジェット方式であることを特徴とする請求項12に記載の立体造形物の製造装置。   The three-dimensional structure manufacturing apparatus according to claim 12, wherein the three-dimensional composition liquid supply means is an ink jet system. 請求項8乃至11のいずれかに記載の立体造形セットを用い、前記立体造形用粉末材料の層に、前記立体造形用組成液を供給することを特徴とする立体造形物の製造方法。   A method for producing a three-dimensional structure, comprising using the three-dimensional structure set according to any one of claims 8 to 11, wherein the three-dimensional structure composition liquid is supplied to the layer of the three-dimensional structure powder material. 前記立体造形用粉末材料の層に、前記立体造形用組成液を供給する方法が、インクジェット方式であることを特徴とする請求項14に記載の立体造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 14, wherein a method of supplying the three-dimensional structure composition liquid to the layer of the three-dimensional structure powder material is an ink jet method.
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