JP2019206111A - Photo-fabrication ink set, photo-fabricated article, and production method for photo-fabricated article - Google Patents

Photo-fabrication ink set, photo-fabricated article, and production method for photo-fabricated article Download PDF

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浩史 太田
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Abstract

To provide a photo-fabrication ink set for obtaining a photo-fabricated article having excellent mechanical properties and excellent dimensional accuracy by using a support material having excellent water removability as well as excellent self-standing properties.SOLUTION: A photo-fabrication ink set includes a model material composition and a support material composition. The model material composition includes a monofunctional ethylenic unsaturated monomer (A) that has Tg of 80°C or more and does not include urethane groups, a polyfunctional ethylenic unsaturated monomer (B) that includes a ring structure, has Tg of 180°C or more and does not include urethane groups, an oligomer (C), and a photopolymerization initiator (D). The support material composition includes 19-80 pts.mass of a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a), and 15-75 pts.mass of a polyalkylene glycol that has a weight average molecular weight of 300 to 3000 and includes an oxybutylene group (b).SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、インクジェット光造形法に用いられる光造形用インクセット、該光造形用インクセットを用いて造形された光造形品、及び、前記光造形用インクセットを用いた光造形品の製造方法に関する。   The present invention relates to an optical modeling ink set used in an ink jet optical modeling method, an optical modeling product modeled using the optical modeling ink set, and a method of manufacturing an optical modeling product using the optical modeling ink set. About.

従来、立体造形物を作成する方法として、紫外線等を照射することにより硬化する光硬化性組成物を用いた造形法が広く知られている。具体的に、このような造形法では、光硬化性組成物に紫外線等を照射して硬化させることにより、所定の形状を有する硬化層を形成する。その後、該硬化層の上にさらに光硬化性組成物を供給して硬化させることにより、新たな硬化層を形成する。前記工程を繰り返し行うことにより、立体造形物を作製する。   2. Description of the Related Art Conventionally, modeling methods using a photocurable composition that is cured by irradiating ultraviolet rays or the like are widely known as methods for creating a three-dimensional modeled object. Specifically, in such a modeling method, the cured layer having a predetermined shape is formed by irradiating the photocurable composition with ultraviolet rays or the like to cure. Thereafter, a photocurable composition is further supplied onto the cured layer and cured to form a new cured layer. A three-dimensional model is produced by repeating the above steps.

前記造形法の中でも、近年、ノズルから光硬化性組成物を吐出させ、その直後に紫外線等を照射して硬化させることにより、所定の形状を有する硬化層を形成するインクジェット方式による光造形法(以下、インクジェット光造形法という)が報告されている(特許文献1〜5)。インクジェット光造形法は、光硬化性組成物を貯留する大型の樹脂液槽及び暗室の設置が不要である。そのため、従来法に比べて、造形装置を小型化することができる。インクジェット光造形法は、CAD(Computer Aided Design)データに基づいて、自由に立体造形物を作成可能な3Dプリンターによって実現される造形法として、注目されている。   Among the modeling methods, in recent years, an optical modeling method by an ink jet method for forming a cured layer having a predetermined shape by discharging a photocurable composition from a nozzle and immediately irradiating it with ultraviolet rays or the like to cure. Hereinafter, ink jet stereolithography is reported (Patent Documents 1 to 5). Inkjet stereolithography does not require the installation of a large resin bath and a dark room for storing the photocurable composition. Therefore, the modeling apparatus can be downsized as compared with the conventional method. Inkjet stereolithography is attracting attention as a modeling method realized by a 3D printer that can freely create a three-dimensional model based on CAD (Computer Aided Design) data.

インクジェット光造形法において、中空形状等の複雑な形状を有する光造形品を造形する場合には、モデル材を支えるために、該モデル材とサポート材とを組み合わせて形成する(特許文献1)。サポート材は、モデル材と同様に、光硬化性組成物に紫外線等を照射して硬化させることにより作成される。モデル材を作成した後は、サポート材を、物理的に剥離する、又は、有機溶媒もしくは水に溶解させることにより、前記サポート材を除去することができる。   In the inkjet stereolithography method, when modeling a stereolithography product having a complicated shape such as a hollow shape, the model material and the support material are combined to form a model material (Patent Document 1). The support material is created by irradiating the photocurable composition with ultraviolet rays or the like, as in the case of the model material. After the model material is created, the support material can be removed by physically peeling the support material or dissolving the support material in an organic solvent or water.

近年、インクジェット方式による光造形法を用いて、機械的特性に優れ、かつ、寸法精度が良好な光造形品を造形したいという要望がある。特許文献2では、モデル材用組成物に含まれるエチレン性不飽和単量体のホモポリマーのガラス転移温度を所定の範囲に規定することにより、前記モデル材用組成物を光硬化させることにより得られたモデル材が、機械的特性及び寸法精度に優れることが開示されている。このようなモデル材を用いて造形された光造形品は、例えば、金型、機構部品等として好適に用いることができる。   In recent years, there has been a demand for modeling an optical modeling product having excellent mechanical characteristics and good dimensional accuracy by using an optical modeling method using an ink jet method. In Patent Document 2, it is obtained by photocuring the model material composition by defining the glass transition temperature of the homopolymer of the ethylenically unsaturated monomer contained in the model material composition within a predetermined range. It is disclosed that the model material obtained is excellent in mechanical properties and dimensional accuracy. An optically modeled article modeled using such a model material can be suitably used as, for example, a mold, a mechanism part, or the like.

特開2012−111226号公報JP 2012-111226 A 特開2016−20474号公報JP, 2006-20474, A

特許文献2には、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体と、オキシプロピレン基を含むAO付加物及び/又は水と、光重合開始剤とを含有するサポート材用組成物が開示されている。しかしながら、このようなサポート材用組成物を用いたとしても、該サポート材用組成物に含まれる成分の種類及び含有量によっては、該サポート材用組成物を光硬化させることにより得られるサポート材の自立性が劣る場合があった。その結果、特許文献2に開示された前記モデル材用組成物及び前記サポート材用組成物を用いて造形された光造形品は、寸法精度が低下するという問題があった。   Patent Document 2 discloses a composition for a support material containing a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer, an AO adduct containing an oxypropylene group and / or water, and a photopolymerization initiator. Yes. However, even if such a support material composition is used, depending on the type and content of the components contained in the support material composition, the support material obtained by photocuring the support material composition The independence of was sometimes inferior. As a result, there was a problem that the dimensional accuracy of the stereolithographic product modeled using the composition for model material and the composition for support material disclosed in Patent Document 2 deteriorated.

本発明は、サポート材の水除去性に優れ、更に自立性に優れたサポート材を用いて前記現状に鑑みてなされたものであり、機械的特性に優れ、かつ、寸法精度が良好な光造形品を得るための光造形用インクセット、該光造形用インクセットを用いて造形された光造形品、及び、前記光造形用インクセットを用いた光造形品の製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described situation using a support material that is excellent in water removal property of the support material, and further excellent in self-supporting properties, and has excellent mechanical properties and good dimensional accuracy. It is an object to provide an optical modeling ink set for obtaining a product, an optical modeling product modeled using the optical modeling ink set, and a method of manufacturing an optical modeling product using the optical modeling ink set. And

本発明者らは、サポート材用組成物中の非重合成分及び水溶性単官能エチレン性不飽和単量体の含有量を所定の範囲に規定することにより、自立性に優れたサポート材が得られることを見出した。本発明者らは、前記サポート材用組成物と、機械的特性に優れたモデル材を得ることが可能なモデル材用組成物とを用いることにより、寸法精度が良好な光造形品を造形することができることを見出した。   The present inventors obtain a support material excellent in self-supporting property by defining the content of the non-polymerized component and the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer in the composition for the support material within a predetermined range. I found out that The present inventors form an optically shaped article with good dimensional accuracy by using the support material composition and the model material composition capable of obtaining a model material having excellent mechanical properties. I found that I can do it.

本発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、以下の通りである。   This invention is made | formed based on the said knowledge, The summary is as follows.

(1)インクジェット光造形法に用いられ、かつ、モデル材を造形するために使用されるモデル材用組成物と、サポート材を造形するために使用されるサポート材用組成物とを組み合わせてなる光造形用インクセットであって、前記モデル材用組成物は、ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない単官能エチレン性不飽和単量体(A)と、環構造を有し、ホモポリマーのガラス転移温度が180℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない多官能エチレン性不飽和単量体(B)と、オリゴマー(C)と、光重合開始剤(D)と、を含有し、前記サポート材用組成物は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、 19〜80質量部の水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)と15〜75質量部のオキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール(b)とを含有し、前記オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の重量分子量が300〜3000である、光造形用インクセットを提供する。   (1) A combination of a composition for a model material that is used in an ink jet optical modeling method and is used for modeling a model material, and a composition for a support material used for modeling a support material. A stereolithographic ink set, wherein the model material composition has a homopolymer glass transition temperature of 80 ° C. or higher and a monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) having no urethane group. A polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) having a ring structure, a homopolymer having a glass transition temperature of 180 ° C. or higher and having no urethane group, an oligomer (C), and photopolymerization start The support material composition contains 19 to 80 parts by weight of a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (100 parts by weight based on 100 parts by weight of the entire support material composition). a) and 15-75 quality It contains a polyalkylene glycol (b) containing oxybutylene group parts, weight average molecular weight of the polyalkylene glycol (b) comprising the oxybutylene group is 300 to 3000, to provide an ink set for optical molding.

(2)前記モデル材用組成物の前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)が、脂環式骨格を有する。   (2) The monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) of the composition for model material has an alicyclic skeleton.

(3)前記モデル材用組成物の前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)が、脂環式骨格又は芳香環を有する。   (3) The polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) of the model material composition has an alicyclic skeleton or an aromatic ring.

(4)前記モデル材用組成物の前記オリゴマー(C)が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、及び、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーから選択される1種以上である。   (4) The said oligomer (C) of the said composition for model materials is 1 or more types selected from a urethane (meth) acrylate oligomer, an epoxy (meth) acrylate oligomer, and a polyester (meth) acrylate oligomer.

(5)前記モデル材用組成物の前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、60〜80重量部である。   (5) The content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) in the model material composition is 60 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition.

(6)前記モデル材用組成物の前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、5〜30重量部である。   (6) The content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) in the model material composition is 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition.

(7)前記モデル材用組成物の前記オリゴマー(C)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、10〜15重量部である。   (7) The content of the oligomer (C) in the model material composition is 10 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition.

(8)前記モデル材用組成物を光硬化させることにより得られるモデル材のガラス転移温度が、90〜200℃である。   (8) The glass transition temperature of the model material obtained by photocuring the model material composition is 90 to 200 ° C.

(9)前記サポート材用組成物は、1〜20質量部の光重合開始剤(d)を含有する。   (9) The said composition for support materials contains 1-20 mass parts photoinitiator (d).

(10)前記サポート材用組成物は、更に水溶性有機溶剤を含有し、前記水溶性有機溶剤の含有量が、前記サポート材用組成物の全質量100質量部に対して、30質量部以下である。   (10) The support material composition further contains a water-soluble organic solvent, and the content of the water-soluble organic solvent is 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the support material composition. It is.

(11)前記サポート材用組成物は、更に表面調整剤を含有し、前記表面調整剤の含有量が、前記サポート材用組成物の全質量100質量部に対して、0.005質量部以上3.0質量部以下である。   (11) The support material composition further contains a surface conditioner, and the content of the surface conditioner is 0.005 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total mass of the support material composition. 3.0 parts by mass or less.

(12)本発明は、インクジェット光造形法により、(1)〜(11)のいずれか一つに記載の光造形用インクセットを用いて光造形品を製造する方法であって、
前記モデル材用組成物を光硬化させることによりモデル材を得るとともに、前記サポート材用組成物を光硬化させることによりサポート材を得る工程(I)と、
前記サポート材を除去する工程(II)と、
を有する、光造形品の製造方法を提供する。
(12) The present invention is a method for producing an optically shaped product by using the optical shaping ink set according to any one of (1) to (11) by an inkjet optical shaping method,
Step (I) of obtaining a model material by photocuring the composition for model material, and obtaining a support material by photocuring the composition for support material;
Removing the support material (II);
There is provided a method for manufacturing an optically shaped article.

本発明によれば、サポート材の水除去性に優れ、更に自立性に優れたサポート材を用いて前記現状に鑑みてなされたものであり、機械的特性に優れ、かつ、寸法精度が良好な光造形品を得るための光造形用インクセット、該光造形用インクセットを用いて造形された光造形品、及び、前記光造形用インクセットを用いた光造形品の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, the support material is excellent in water removability and is further made in view of the above situation using a support material that is excellent in self-supporting properties, and has excellent mechanical characteristics and good dimensional accuracy. To provide an optical modeling ink set for obtaining an optical modeling product, an optical modeling product modeled using the optical modeling ink set, and an optical modeling manufacturing method using the optical modeling ink set. Can do.

図1は、インクジェット造形法によりサポート材用インク及びモデル材用インクを吐出してエネルギー線を照射している状態を示す模式側面図である。FIG. 1 is a schematic side view showing a state where an ink for a support material and an ink for a model material are ejected by an ink jet modeling method and are irradiated with energy rays. 図2は、インクジェット造形法によりサポート材用インク及びモデル材用インクを吐出している状態を示す模式側面図である。FIG. 2 is a schematic side view showing a state where the support material ink and the model material ink are discharged by the ink jet modeling method. 図3は、インクジェット造形法により吐出したサポート材用インク及びモデル材用インクにエネルギー線を照射している状態を示す模式側面図である。FIG. 3 is a schematic side view showing a state in which energy rays are applied to the support material ink and the model material ink ejected by the ink jet modeling method. 図4は、インクジェット造形法により形成したサポート材とモデル材からなる造形物前駆体の模式側面図である。FIG. 4 is a schematic side view of a modeled article precursor composed of a support material and a model material formed by an ink jet modeling method. 図5は、インクジェット造形法により形成した造形物の模式側面図である。FIG. 5 is a schematic side view of a model formed by the ink jet modeling method.

以下、本発明の一実施形態(以下、本実施形態ともいう)について詳しく説明する。本発明は、以下の内容に限定されるものではない。なお、以下の説明において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの総称であり、アクリレート及びメタクリレートの一方又は両方を意味するものである。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」についても同様である。   Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter also referred to as this embodiment) will be described in detail. The present invention is not limited to the following contents. In the following description, “(meth) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate, and means one or both of acrylate and methacrylate. The same applies to “(meth) acryloyl” and “(meth) acryl”.

1.モデル材用組成物
<単官能エチレン性不飽和単量体(A)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、ホモポリマーのガラス転移温度(以下、Tgともいう)が80℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない単官能エチレン性不飽和単量体(A)を含有する。
1. Composition for model material <Monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A)>
The model material composition contained in the optical modeling ink set according to the present embodiment has a homopolymer glass transition temperature (hereinafter also referred to as Tg) of 80 ° C. or higher, and has no urethane group. The unsaturated unsaturated monomer (A) is contained.

前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)のホモポリマーのTgが80℃以上であると、前記モデル材用組成物を光硬化させることにより得られるモデル材の耐熱性が向上する。前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)のホモポリマーのTgは、85℃以上であることが好ましく、90℃以上であることがより好ましい。また、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)のホモポリマーのTgは、190℃以下であることが好ましく、185℃以下であることがより好ましい。   When the Tg of the homopolymer of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is 80 ° C. or more, the heat resistance of the model material obtained by photocuring the model material composition is improved. The Tg of the homopolymer of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is preferably 85 ° C. or higher, and more preferably 90 ° C. or higher. Further, the Tg of the homopolymer of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is preferably 190 ° C. or lower, and more preferably 185 ° C. or lower.

前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)としては、例えば、炭素数4〜30の直鎖又は分岐のアルキル(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが80℃以上の化合物[メチル(メタ)アクリレート、tert−ブチル(メタ)アクリレート等]、炭素数6〜20の脂環式骨格を有する(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが80℃以上の化合物[シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4−t−シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等]、複素環式骨格を有する(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが80℃以上の化合物[4−(メタ)アクリロイルオキシメチル−2−シクロヘキシル−1,3−ジオキソラン等]等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) include a compound having a Tg of 80 ° C. or more of a homopolymer among linear or branched alkyl (meth) acrylates having 4 to 30 carbon atoms [methyl (Meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, etc.], (meth) acrylate having an alicyclic skeleton having 6 to 20 carbon atoms, a compound having a Tg of 80 ° C. or higher for its homopolymer [cyclohexyl (meth) Acrylate, 4-t-cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, etc.], (meth) acrylate having a heterocyclic skeleton, its homo Compound [4- (meth) acryloyloxymethyl-2 with Tg of polymer of 80 ° C. or higher Cyclohexyl-1,3-dioxolane], and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)は、前記モデル材の硬化時の造形温度(50〜90℃)に耐え、かつ、前記モデル材の寸法精度を向上させる観点から、脂環式骨格を有することが好ましい。具体的には、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート及びアダマンチル(メタ)アクリレートから選択される1種以上であることが好ましい。   The monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is alicyclic from the viewpoint of withstanding the modeling temperature (50 to 90 ° C.) when the model material is cured and improving the dimensional accuracy of the model material. It preferably has a skeleton. Specifically, the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is at least one selected from isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate and adamantyl (meth) acrylate. Is preferred.

前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量は、前記モデル材のTg及び耐脆性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、60〜80重量部であることが好ましい。前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量は、65重量部以上であることがより好ましく、75重量部以下であることがより好ましい。なお、前記(A)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(A)成分の含有量の合計である。   The content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is 60 to 80 weights with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition from the viewpoint of improving Tg and brittleness resistance of the model material. Part. The content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is more preferably 65 parts by weight or more, and more preferably 75 parts by weight or less. In addition, when the said (A) component is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each (A) component.

<多官能エチレン性不飽和単量体(B)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、環構造を有し、ホモポリマーのガラス転移温度が180℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない多官能エチレン性不飽和単量体(B)を含有する。
<Polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B)>
The composition for a model material included in the optical modeling ink set according to the present embodiment has a ring structure, a homopolymer glass transition temperature of 180 ° C. or higher, and has no urethane group. Contains an unsaturated monomer (B).

前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)のホモポリマーのTgが180℃以上であると、前記モデル材の耐熱性を向上させることができる。前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)のホモポリマーのTgは、200℃以上であることが好ましく、205℃以上であることがより好ましく、210℃以上であることがさらに好ましい。また、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)のホモポリマーのTgは、230℃以下であることが好ましく、220℃以下であることがより好ましい。   When the Tg of the homopolymer of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is 180 ° C. or higher, the heat resistance of the model material can be improved. The Tg of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) homopolymer is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 205 ° C. or higher, and further preferably 210 ° C. or higher. Moreover, Tg of the homopolymer of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is preferably 230 ° C. or less, and more preferably 220 ° C. or less.

前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)としては、例えば、炭素数10〜30の脂環式骨格を有するジ(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが180℃以上の化合物[ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート等]、炭素数10〜40の芳香環を有するジ(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが180℃以上の化合物[ビスフェノキシフルオレンジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) include compounds having a homopolymer Tg of 180 ° C. or higher among di (meth) acrylates having an alicyclic skeleton having 10 to 30 carbon atoms [ Dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate, etc.] Among di (meth) acrylates having an aromatic ring having 10 to 40 carbon atoms, compounds having a homopolymer Tg of 180 ° C. or higher [bisphenoxyfluorange (meth) acrylate, etc.] Etc. These may be used alone or in combination of two or more.

前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)は、前記モデル材の硬化時の造形温度(50〜90℃)に耐え、かつ、前記モデル材の寸法精度を向上させる観点から、脂環式骨格又は芳香環を有することが好ましい。具体的には、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)は、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート、又は、ビスフェノキシフルオレンジ(メタ)アクリレートであることが好ましい。   The polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is alicyclic from the viewpoint of withstanding the modeling temperature (50 to 90 ° C.) when the model material is cured and improving the dimensional accuracy of the model material. It preferably has a skeleton or an aromatic ring. Specifically, it is preferable that the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate or bisphenoxyfluorange (meth) acrylate.

前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量は、前記モデル材の機械強度及び耐熱性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、5〜30重量部であることが好ましい。多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量は、10重量部以上であることがより好ましく、25重量部以下であることがより好ましい。なお、前記(B)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(B)成分の含有量の合計である。   From the viewpoint of improving the mechanical strength and heat resistance of the model material, the content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is 5 to 30 with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition. It is preferable that it is a weight part. The content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is more preferably 10 parts by weight or more, and more preferably 25 parts by weight or less. In addition, when the said (B) component is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each (B) component.

<オリゴマー(C)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、オリゴマー(C)を含有する。前記オリゴマー(C)は、重量平均分子量(以下、Mwという)が800〜10,000である。なお、Mwは、GPC(Gel Permeation Chromatography)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。
<Oligomer (C)>
The model material composition included in the optical modeling ink set according to the present embodiment contains the oligomer (C). The oligomer (C) has a weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) of 800 to 10,000. In addition, Mw means the weight average molecular weight of polystyrene conversion measured by GPC (Gel Permeation Chromatography).

前記オリゴマー(C)としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、モデル材用組成物の硬化性を向上させる観点から、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、及び、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーから選択される1種以上であることが好ましい。さらに、モデル材用組成物が光硬化時の温度(50〜90℃)に耐え得る耐熱性を有することにより、前記モデル材の寸法精度を向上させる観点から、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーであることがより好ましい。   Examples of the oligomer (C) include urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, polyester (meth) acrylate oligomers, and polyether (meth) acrylate oligomers. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of improving the curability of the composition for model material, it is at least one selected from urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, and polyester (meth) acrylate oligomers. Is preferred. Furthermore, the composition for model material is a urethane (meth) acrylate oligomer from the viewpoint of improving the dimensional accuracy of the model material by having heat resistance that can withstand the temperature (50 to 90 ° C.) during photocuring. Is more preferable.

また、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、および、ポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマーの中でも、二官能以上の多官能オリゴマーであることが好ましく、二官能のオリゴマーであることがより好ましい。   Among urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, polyester (meth) acrylate oligomers, and polyether (meth) acrylate oligomers, polyfunctional oligomers having two or more functions are preferable. It is more preferable that the oligomer is.

前記オリゴマー(C)の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、10〜15重量部であることが好ましい。前記オリゴマー(C)の含有量が10重量部未満であると、前記モデル材は、硬化収縮がやや大きくなる。その結果、前記モデル材の寸法精度が悪化する可能性がある。一方、前記オリゴマー(C)の含有量が15重量部を超えると、モデル材用組成物の粘度が高くなる。そのため、前記モデル材用組成物をインクジェットヘッドから吐出させる際、ジェッティング特性が悪化して、飛行曲がりを起こす可能性がある。その結果、前記モデル材の寸法精度が悪化する可能性がある。なお、前記(C)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(C)成分の含有量の合計である。   It is preferable that content of the said oligomer (C) is 10-15 weight part with respect to 100 weight part of the said whole composition for model materials. When the content of the oligomer (C) is less than 10 parts by weight, the shrinkage of the model material is slightly increased. As a result, the dimensional accuracy of the model material may deteriorate. On the other hand, when the content of the oligomer (C) exceeds 15 parts by weight, the viscosity of the model material composition becomes high. For this reason, when the model material composition is ejected from the inkjet head, jetting characteristics may be deteriorated and flight bending may occur. As a result, the dimensional accuracy of the model material may deteriorate. In addition, when the said (C) component is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each (C) component.

<光重合開始剤(D)>
本発明のモデル材用組成物は、光重合開始剤を含むことが好ましい。光重合開始剤は、紫外線、近紫外線または可視光領域の波長の光を照射するとラジカル反応を促進する化合物であれば、特に限定されない。上記光重合開始剤としては、低エネルギーで重合を開始させることができれば特に限定されないが、アシルフォスフィンオキサイド化合物、α−アミノアルキルフェノン化合物、α−ヒドロキシキノン化合物、チオキサントン化合物、ベンゾイン化合物、アントラキノン化合物およびケタール化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含む光重合開始剤を用いることが好ましい。
<Photopolymerization initiator (D)>
It is preferable that the composition for model materials of this invention contains a photoinitiator. The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it is a compound that promotes a radical reaction when irradiated with light having a wavelength in the ultraviolet, near ultraviolet, or visible light region. The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as the polymerization can be initiated with low energy. It is preferable to use a photopolymerization initiator containing at least one compound selected from the group consisting of and ketal compounds.

上記アシルフォスフィンオキサイド化合物としては、具体的には、例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジメトキシベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジクロロベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,3,5,6−テトラメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、4−メチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、4−エチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、4−イソプロピルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、1−メチルシクロヘキサノイルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィン酸メチルエステル、2,4,6−トリメチルベンゾイルフェニルフォスフィン酸イソプロピルエステル、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド等が挙げられる。これらは単独で又は複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なアシルフォスフィンオキサイド化合物としては、例えば、BASF社製の“DAROCURE TPO”等が挙げられる。   Specific examples of the acylphosphine oxide compound include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, and 2,6-dichlorobenzoyldiphenylphosphine oxide. 2,3,5,6-tetramethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 4-methylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 4-ethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 4-isopropylbenzoyl Diphenylphosphine oxide, 1-methylcyclohexanoylbenzoyl diphenylphosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -Phenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinic acid methyl ester, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphinic acid isopropyl ester, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4 Examples include 4-trimethylpentylphosphine oxide. These may be used alone or in combination. Examples of the acylphosphine oxide compound available in the market include “DAROCURE TPO” manufactured by BASF.

上記α−アミノアルキルフェノン化合物としては、具体的には、例えば、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、2−メチル−1−[4−(メトキシチオ)−フェニル]−2−モルホリノプロパン−2−オン等が挙げられる。これらは単独で又は複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なα−アミノアルキルフェノン化合物としては、例えば、BASF社製の“IRGACURE 369”、“IRGACURE 907”等が挙げられる。
上記α−ヒドロキシキノン化合物としては、具体的には、例えば、、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−フェニルプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2-メチループロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−[4−(2-ヒドロキシエトキシ)−フェニル] −2−ヒドロキシ2−メチル−1−プロパン1−オン等が挙げられる。これらは単独で又は複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なα−ヒドロキシキノン化合物としては“IRGACURE 184” “DAROCURE 1173”“IRGACURE 2959” “IRGACURE 127” 等が挙げられる。
Specific examples of the α-aminoalkylphenone compound include 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1 -(4-morpholinophenyl) butanone-1, 2-methyl-1- [4- (methoxythio) -phenyl] -2-morpholinopropan-2-one and the like. These may be used alone or in combination. Examples of α-aminoalkylphenone compounds available on the market include “IRGACURE 369” and “IRGACURE 907” manufactured by BASF.
Specific examples of the α-hydroxyquinone compound include 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-hydroxy-2-methyl-phenylpropan-1-one, 2-hydroxy-1- {4- [4 -(2-Hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] -phenyl} -2-methyl-propan-1-one, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl -1-propan-1-one and the like. These may be used alone or in combination. Examples of the α-hydroxyquinone compounds available on the market include “IRGACURE 184”, “DAROCURE 1173”, “IRGACURE 2959”, “IRGACURE 127” and the like.

上記チオキサントン化合物としては、具体的には、例えば、チオキサントン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、4−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、2,4−ジクロロチオキサントン、1−クロロ−4−プロポキシチオキサントン等が挙げられる。これらは単独で又は複数混合して使用してもよい。市場で入手可能なチオキサントン化合物としては、例えば、日本化薬社製の“MKAYACURE DETX−S”、ダブルボンドケミカル社製の“Chivacure ITX”等が挙げられる。   Specific examples of the thioxanthone compound include thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2,4-dimethylthioxanthone, 2,4. -Diethylthioxanthone, 2,4-dichlorothioxanthone, 1-chloro-4-propoxythioxanthone and the like. These may be used alone or in combination. Examples of commercially available thioxanthone compounds include “MKAYACURE DETX-S” manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd. and “Chivacure ITX” manufactured by Double Bond Chemical.

上記ベンゾイン化合物としては、具体的には、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等が挙げられる。   Specific examples of the benzoin compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin isobutyl ether.

上記アントラキノン化合物としては、具体的には、例えば、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン等が挙げられる。   Specific examples of the anthraquinone compound include 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-chloroanthraquinone, and 2-amylanthraquinone.

上記ケタール化合物としては、具体的には、例えば、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等〕、炭素数13〜21のベンゾフェノン化合物〔例えば、ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、4,4’−ビスメチルアミノベンゾフェノン等が挙げられる。   Specific examples of the ketal compound include, for example, acetophenone dimethyl ketal, benzyl dimethyl ketal, and the like, benzophenone compounds having 13 to 21 carbon atoms (for example, benzophenone, 4-benzoyl-4′-methyldiphenyl sulfide, 4,4 Examples include '-bismethylaminobenzophenone.

上記(D)成分の含有量は、樹脂組成物全体100重量部に対して、1〜15重量部である。上記(D)成分の含有量が上記範囲であると、モデル材用組成物の硬化性が良好となり、光造形物の寸法精度が向上する。上記(D)成分の含有量は、2重量部以上であることが好ましく、13重量部以下であることが好ましい。なお、上記(D)成分が2種以上含まれる場合、上記含有量は、各(D)成分の含有量の合計として定める。   Content of the said (D) component is 1-15 weight part with respect to 100 weight part of the whole resin composition. When the content of the component (D) is within the above range, the curability of the model material composition is improved, and the dimensional accuracy of the optically shaped article is improved. The content of the component (D) is preferably 2 parts by weight or more, and preferably 13 parts by weight or less. In addition, when the said (D) component is contained 2 or more types, the said content is defined as the sum total of content of each (D) component.

<その他の添加剤>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要により、その他の添加剤を含有させることができる。その他の添加剤としては、例えば、重合禁止剤、表面調整剤、着色剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、充填剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Other additives>
The composition for a model material included in the optical modeling ink set according to the present embodiment can contain other additives as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention. Examples of other additives include a polymerization inhibitor, a surface conditioner, a colorant, an antioxidant, a chain transfer agent, and a filler. These may be used alone or in combination of two or more.

前記モデル材用組成物は、重合禁止剤を含有することが好ましい。前記モデル材用組成物が重合禁止剤を含有することにより、前記造形品を成形する温度(50〜90℃程度)において、重合が過剰に起きることを抑制することができる。その結果、単量体を安定させることができるため、前記モデル材用組成物が硬化しやすくなる。   The model material composition preferably contains a polymerization inhibitor. When the composition for model materials contains a polymerization inhibitor, it is possible to suppress excessive polymerization at a temperature (about 50 to 90 ° C.) at which the shaped article is molded. As a result, since the monomer can be stabilized, the model material composition is easily cured.

前記重合禁止剤としては、例えば、フェノール化合物[ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル等]、硫黄化合物[ジラウリルチオジプロピオネート等]、リン化合物[トリフェニルフォスファイト等]、アミン化合物[フェノチアジン等]等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the polymerization inhibitor include phenol compounds [hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether and the like], sulfur compounds [dilauryl thiodipropionate and the like], phosphorus compounds [triphenyl phosphite and the like], amine compounds [phenothiazine and the like], and the like. Can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

前記重合禁止剤の含有量は、単量体の安定性および重合速度を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、5重量部以下であることが好ましく、3重量部以下であることがより好ましく、0.1重量部以上であることが好ましい。なお、前記重合禁止剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各重合禁止剤の含有量の合計である。   The content of the polymerization inhibitor is preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition from the viewpoint of improving the stability of the monomer and the polymerization rate. The amount is more preferably 0.1 parts by weight or less, and more preferably 0.1 parts by weight or more. In addition, when the said polymerization inhibitor is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each polymerization inhibitor.

前記表面調整剤(E)としては、例えば、分子量264以上かつMn5,000以下である、PEG型非イオン界面活性剤[ノニルフェノールのエチレンオキサイド(以下、EOと略記)1〜40モル付加物、ステアリン酸EO1〜40モル付加物等]、多価アルコール型非イオン界面活性剤(ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等)、フッ素含有界面活性剤(パーフルオロアルキルEO1〜50モル付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等)、変性シリコーンオイル[ポリエーテル変性シリコーンオイル、(メタ)アクリレート変性シリコーンオイル等]等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。前記表面調整剤のうち、シリコーン系表面調整剤が好ましく、ポリジメチルシロキサン構造を有する表面調整剤が特に好ましい。   Examples of the surface conditioner (E) include a PEG type nonionic surfactant [nonylphenol ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) 1 to 40 mol adduct, stearin having a molecular weight of 264 or more and Mn 5,000 or less. Acid EO 1-40 mol adducts, etc.], polyhydric alcohol type nonionic surfactant (sorbitan palmitic acid monoester, sorbitan stearic acid monoester, sorbitan stearic acid triester, etc.), fluorine-containing surfactant (perfluoroalkyl EO1) ˜50 mol adduct, perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroalkyl betaine, etc.), modified silicone oils [polyether-modified silicone oil, (meth) acrylate-modified silicone oil, etc.] and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Of the surface conditioners, silicone-based surface conditioners are preferable, and surface conditioners having a polydimethylsiloxane structure are particularly preferable.

前記表面調整剤の含有量は、添加効果、並びに、前記モデル材及び前記光造形品の物性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、3重量部以下であることが好ましく、2重量部以下であることがより好ましく、0.1重量部以上であることが好ましい。なお、前記表面調整剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各表面調整剤の含有量の合計である。   The content of the surface conditioning agent is 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition from the viewpoint of improving the addition effect and the physical properties of the model material and the optically shaped article. It is preferably 2 parts by weight or less, more preferably 0.1 parts by weight or more. In addition, when 2 or more types of the said surface conditioning agents are contained, the said content is the sum total of content of each surface conditioning agent.

前記着色剤としては、例えば、顔料、染料等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the colorant include pigments and dyes. These may be used alone or in combination of two or more.

前記顔料には、有機顔料及び/又は無機顔料が含まれる。前記有機顔料としては、以下に例示する顔料が挙げられる。   The pigment includes an organic pigment and / or an inorganic pigment. Examples of the organic pigment include pigments exemplified below.

(アゾ顔料)
不溶性モノアゾ顔料(トルイジンレッド、パーマネントカーミンFB、ファストイエローG等)等;
(多環式顔料)
フタロシアニンブルー等;
(染つけレーキ)
塩基性染料(ビクトリアピュアブルーBOレーキ等)等;
(その他の顔料)
アジン顔料(アニリンブラック等)、昼光蛍光顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料等。
(Azo pigment)
Insoluble monoazo pigments (toluidine red, permanent carmine FB, fast yellow G, etc.), etc .;
(Polycyclic pigment)
Phthalocyanine blue, etc .;
(Dyed rake)
Basic dyes (Victoria Pure Blue BO Lake etc.) etc .;
(Other pigments)
Azine pigments (aniline black, etc.), daylight fluorescent pigments, nitroso pigments, nitro pigments, natural pigments, etc.

前記無機顔料としては、例えば、金属酸化物(酸化鉄、酸化クロム、酸化チタン等)、カーボンブラック等が挙げられる。   Examples of the inorganic pigment include metal oxides (iron oxide, chromium oxide, titanium oxide, etc.), carbon black, and the like.

前記着色剤の含有量は、着色効果、並びに、前記モデル材及び前記光造形品の物性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、2重量部以下であることが好ましく、1重量部以下であることがより好ましく、0.1重量部以上であることが好ましい。なお、前記着色剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各着色剤の含有量の合計である。   The content of the colorant is 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition, from the viewpoint of improving the coloring effect and the physical properties of the model material and the optically shaped article. Is preferably 1 part by weight or less, more preferably 0.1 part by weight or more. In addition, when the said coloring agent is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each coloring agent.

前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール化合物〔単環フェノール(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等)等が挙げられる。   Examples of the antioxidant include phenol compounds [monocyclic phenol (2,6-di-t-butyl-p-cresol etc.) and the like.

前記酸化防止剤の含有量は、酸化防止効果、並びに、前記モデル材及び前記光造形品の物性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、3重量部以下であることが好ましく、2重量部以下であることがより好ましく、0.1重量部以上であることが好ましい。なお、前記酸化防止剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各酸化防止剤の含有量の合計である。   The content of the antioxidant is 3 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition from the viewpoint of improving the antioxidant effect and the physical properties of the model material and the optically shaped article. Preferably, it is 2 parts by weight or less, more preferably 0.1 part by weight or more. In addition, when 2 or more types of the said antioxidant is contained, the said content is the sum total of content of each antioxidant.

前記連鎖移動剤としては、例えば、炭化水素[C6〜24の化合物、例えば、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン等)、不飽和脂肪族炭化水素(1−ブテン、1−ノネン等)等];ハロゲン化炭化水素(C1〜24の化合物、例えば、ジクロロメタン、四塩化炭素)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the chain transfer agent include hydrocarbons [C6-24 compounds such as aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), unsaturated aliphatic hydrocarbons (1-butene, 1-nonene, etc.), etc.]; Halogenated hydrocarbons (C1-24 compounds such as dichloromethane, carbon tetrachloride) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記連鎖移動剤の含有量は、単量体の重合性及び単量体と連鎖移動剤との相溶性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、10重量部以下であることが好ましく、5重量部以下であることがより好ましく、0.05重量部以上であることが好ましい。なお、前記連鎖移動剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各連鎖移動剤の含有量の合計である。   The content of the chain transfer agent is 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition from the viewpoint of improving the polymerizability of the monomer and the compatibility between the monomer and the chain transfer agent. Is preferably 5 parts by weight or less, more preferably 0.05 parts by weight or more. In addition, when the said chain transfer agent is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each chain transfer agent.

前記充填剤としては、例えば、金属粉(アルミニウム粉、銅粉等)、金属酸化物(アルミナ、シリカ、タルク、マイカ、クレー等)、金属水酸化物(水酸化アルミニウム等)、金属塩(炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム等)、繊維[無機繊維(炭素繊維、ガラス繊維、アスベスト等)、有機繊維(コットン、ナイロン、アクリル、レーヨン繊維等)等]、マイクロバルーン(ガラス、シラス、フェノール樹脂等)、炭素類(カーボンブラック、石墨、石炭粉等)、金属硫化物(二硫化モリブデン等)、有機粉(木粉等)等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the filler include metal powder (aluminum powder, copper powder, etc.), metal oxide (alumina, silica, talc, mica, clay, etc.), metal hydroxide (aluminum hydroxide, etc.), metal salt (carbonic acid). Calcium, calcium silicate, etc.), fiber [inorganic fiber (carbon fiber, glass fiber, asbestos, etc.), organic fiber (cotton, nylon, acrylic, rayon fiber, etc.)], microballoon (glass, shirasu, phenol resin, etc.) , Carbons (carbon black, graphite, coal powder, etc.), metal sulfides (molybdenum disulfide, etc.), organic powders (wood powder, etc.) and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記充填剤の含有量は、充填効果、インクジェット吐出可能粘度、並びに、前記モデル材及び前記光造形品の物性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、30重量部以下であることが好ましく、20重量部以下であることがより好ましく、3重量部以上であることが好ましい。なお、前記充填剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各充填剤の含有量の合計である。   The content of the filler is 30% with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition from the viewpoint of improving the filling effect, inkjet dischargeable viscosity, and physical properties of the model material and the stereolithographic product. Is preferably 20 parts by weight or less, more preferably 3 parts by weight or more. In addition, when the said filler is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each filler.

前記その他の添加剤の含有量は、添加効果、並びに、前記モデル材及び前記光造形品の物性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、30重量部以下であることが好ましく、20重量部以下であることがより好ましく、0.05重量部以上であることが好ましい。なお、前記その他の添加剤が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各その他の添加剤の含有量の合計である。   The content of the other additives is 30 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the entire model material composition, from the viewpoint of adding effects and improving the physical properties of the model material and the optically shaped article. Preferably, it is 20 parts by weight or less, more preferably 0.05 part by weight or more. In addition, when the said other additive is contained 2 or more types, the said content is the sum total of content of each other additive.

本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、前記(A)〜(D)成分、並びに、必要により、前記その他の添加剤を、混合攪拌装置、分散機等を用いて均一に混合することにより、製造することができる。   The manufacturing method of the composition for model materials contained in the optical modeling ink set which concerns on this embodiment is not specifically limited. For example, it can manufacture by mixing said (A)-(D) component and the said other additive as needed using a mixing stirrer, a disperser, etc. uniformly.

このようにして製造された前記モデル材用組成物は、インクジェットヘッドからの吐出性を良好にする観点から、25℃における粘度が、70mPa・s以下であることが好ましい。なお、モデル材用組成物の粘度の測定は、JIS Z 8803に準拠し、R100型粘度計を用いて行われる。   The model material composition thus produced preferably has a viscosity at 25 ° C. of 70 mPa · s or less from the viewpoint of improving the dischargeability from the inkjet head. In addition, the measurement of the viscosity of the composition for model materials is performed using R100 type | mold viscosity meter based on JISZ8803.

前記モデル材用組成物は、前記モデル材の耐熱性を向上させ、かつ、反りを低減させる観点から、前記モデル材のTgが90〜200℃であることが好ましい。前記モデル材のTgは、95℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。また、前記モデル材のTgは、190℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることがさらに好ましい。   From the viewpoint of improving the heat resistance of the model material and reducing warpage, the model material composition preferably has a Tg of 90 to 200 ° C. The Tg of the model material is more preferably 95 ° C. or higher, and further preferably 100 ° C. or higher. The Tg of the model material is more preferably 190 ° C. or lower, and further preferably 180 ° C. or lower.

なお、本発明におけるTgは、例えば、示差熱測定装置(株式会社マック・サイエンス社製、TG−DTA(2000S))を用いて、測定することができる。   In addition, Tg in this invention can be measured, for example using a differential-heat measuring apparatus (The Mac Science company make, TG-DTA (2000S)).

2.サポート材用組成物
サポート材用組成物は、光硬化によりサポート材を与える、サポート材用の光硬化性組成物である。モデル材を作成後、サポート材をモデル材から物理的に剥離することにより、または、サポート材を有機溶媒もしくは水に溶解させることにより、モデル材から除去することができる。本発明のモデル材用組成物は、サポート材用組成物として従来公知の種々の組成物との組み合わせにおいて用いることができるが、サポート材を除去する際にモデル材を破損することがなく、環境に優しく、細部まできれいにかつ容易にサポート材を除去することができるため、本発明の光造形用組成物セットを構成するサポート材用組成物は水溶性であることが好ましい。
2. Support Material Composition A support material composition is a photocurable composition for a support material that provides a support material by photocuring. After the model material is created, it can be removed from the model material by physically peeling the support material from the model material or by dissolving the support material in an organic solvent or water. The composition for a model material of the present invention can be used in combination with various conventionally known compositions as a composition for a support material, but does not damage the model material when the support material is removed, and the environment. It is preferable that the support material composition constituting the stereolithography composition set of the present invention is water-soluble because the support material can be removed easily and cleanly in detail.

本発明において、水溶性サポート材用組成物は、少なくとも1種の水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)、少なくとも1種のポリアルキレングリコール(b)および光重合開始剤(c)を含むことが好ましい。
<水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)>
本発明のサポート材用組成物に含まれる水溶性の単官能エチレン性不飽和単量体としては、ラジカル重合性化合物が好ましい。例えば、炭素数5〜15の水酸基含有(メタ)アクリレート〔例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等〕、数平均分子量(Mn)200〜1,000の水酸基含有(メタ)アクリレート〔例えばポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、モノアルコキシ(炭素数1〜4)ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、モノアルコキシ(炭素数1〜4)ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、PEG−PPGブロックポリマーのモノ(メタ)アクリレート等〕、(メタ)アクリルアミド誘導体〔例えば(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等〕、(メタ)アクリロイルモルフォリン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
In the present invention, the water-soluble support material composition comprises at least one water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a), at least one polyalkylene glycol (b), and a photopolymerization initiator (c). It is preferable to contain.
<Water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a)>
The water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer contained in the composition for a support material of the present invention is preferably a radical polymerizable compound. For example, a hydroxyl group-containing (meth) acrylate having 5 to 15 carbon atoms (for example, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc.), number average molecular weight (Mn) 200 to 1,000 hydroxyl group-containing (meth) acrylate [for example, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, monoalkoxy (1 to 4 carbon atoms) polyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol mono (meth) acrylate, monoalkoxy (carbon number 1-4) Polypropylene glycol mono (meth) acrylate, mono (meth) acrylate of PEG-PPG block polymer, etc.], (meth) acrylamide derivatives [eg (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acryl Amide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-butyl (meth) acrylamide, N, N'-dimethyl (meth) acrylamide, N, N'-diethyl (meth) acrylamide, N- Hydroxyethyl (meth) acrylamide, N-hydroxypropyl (meth) acrylamide, N-hydroxybutyl (meth) acrylamide and the like], (meth) acryloylmorpholine and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

サポート材用組成物に含まれる水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量は、上記サポート材用組成物100質量部に対して、19〜80質量部であることが好ましく、より好ましくは22質量部以上であり、さらに好ましくは25質量部以上であり、より好ましくは76質量部以下であり、さらに好ましくは73質量部以下である。水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が上記範囲内であると、サポート材のサポート力を低下させることなく、水によるサポート材の除去性を向上させることができる。
<ポリアルキレングリコール(b)>
サポート材用組成物に含まれ得るポリアルキレングリコール(b)としては、直鎖型、多鎖型のいずれであってもよい。また、水に溶解するものであれば、末端にアルキル基を含んでいてもよく、例えば、好ましくは炭素数6以下のアルキル鎖を含んでいてもよい。このようなポリアルキレングリコール(b)として、具体的には、例えば、オキシブチレン基を有するポリアルキレングリコールが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) contained in the support material composition is preferably 19 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the support material composition. More preferably, it is 22 parts by mass or more, more preferably 25 parts by mass or more, more preferably 76 parts by mass or less, and further preferably 73 parts by mass or less. When the content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is within the above range, the removability of the support material with water can be improved without reducing the support power of the support material.
<Polyalkylene glycol (b)>
The polyalkylene glycol (b) that can be included in the composition for a support material may be either a linear type or a multi-chain type. Moreover, as long as it melt | dissolves in water, the alkyl group may be included in the terminal, for example, Preferably it may contain the C6 or less alkyl chain. Specific examples of such polyalkylene glycol (b) include polyalkylene glycol having an oxybutylene group. These may be used alone or in combination of two or more.

サポート材用組成物に含まれ得るオキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール(b)としては、オキシブチレン基を含んでいれば、特にそのアルキレン部分の構造は限定されず、例えば、オキシブチレン基(オキシテトラメチレン基)のみ有するポリブチレングリコール単体であってもよく、また、オキシブチレン基と他のオキシアルキレン基とを共に有するポリブチレンポリオキシアルキレングリコール(例えば、ポリブチレンポリエチレングリコール)であってもよい。例えば、上記ポリブチレングリコールは、下記化学式(1)で示され、上記ポリブチレンポリエチレングリコールは、下記化学式(2)で示される。

Figure 2019206111
The polyalkylene glycol (b) containing an oxybutylene group that can be contained in the composition for a support material is not particularly limited as long as the polyalkylene glycol (b) contains an oxybutylene group. For example, an oxybutylene group (oxy A polybutylene glycol having only a tetramethylene group), or a polybutylene polyoxyalkylene glycol having both an oxybutylene group and another oxyalkylene group (for example, polybutylene polyethylene glycol). . For example, the polybutylene glycol is represented by the following chemical formula (1), and the polybutylene polyethylene glycol is represented by the following chemical formula (2).
Figure 2019206111

Figure 2019206111
Figure 2019206111

Figure 2019206111
Figure 2019206111

上記化学式(2)において、mは5〜300の整数であることが好ましく、nは2〜150の整数であることが好ましい。より好ましくは、mは6〜200、nは3〜100である。また、化学式(1)および化学式(2)中のオキシブチレン基は、直鎖であってもよいが、分岐していてもよい。   In the above chemical formula (2), m is preferably an integer of 5 to 300, and n is preferably an integer of 2 to 150. More preferably, m is 6 to 200, and n is 3 to 100. Further, the oxybutylene group in the chemical formula (1) and the chemical formula (2) may be a straight chain or may be branched.

サポート材用組成物が、オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール(b)を含むことにより、サポート材のサポート力を低下させずに水による除去性をより向上させることができる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   When the composition for a support material contains the polyalkylene glycol (b) containing an oxybutylene group, the removability by water can be further improved without reducing the support force of the support material. These may be used alone or in combination of two or more.

(b)成分の重量平均分子量は、300以上であり、3000より小さいことが好ましく、更に、800以上であり、2000より小さいことがより好ましい。(b)成分の重量平均分子量が300より小さいと、サポート材用組成物を硬化した際にサポート材のブリーディングが生じる。ブリーディングとは、硬化したサポート材内部から液体成分がサポート材表面に浸みだす現象である。また、ポリアルキレングリコールの重量平均分子量が3000より小さいことにより、サポート材用組成物の吐出安定性に優れる。   Component (b) has a weight average molecular weight of 300 or more, preferably less than 3000, more preferably 800 or more, and more preferably less than 2000. If the weight average molecular weight of component (b) is less than 300, bleeding of the support material occurs when the support material composition is cured. Bleeding is a phenomenon in which a liquid component oozes from the inside of a cured support material to the support material surface. Moreover, since the weight average molecular weight of polyalkylene glycol is smaller than 3000, it is excellent in the discharge stability of the composition for support materials.

(b)成分は、2種類以上使用されてもよい。2種類以上のポリアルキレングリコールが使用される場合、重量平均分子量が300より小さい又は3000より大きいポリアルキレングリコールの含有量は、少量が好ましい。   (B) Two or more types of components may be used. When two or more types of polyalkylene glycol are used, the content of polyalkylene glycol having a weight average molecular weight of less than 300 or greater than 3000 is preferably small.

サポート材用組成物におけるポリアルキレングリコール(b)の含有量は、サポート材用組成物100質量部に対して、15〜75質量部であることが好ましく、より好ましくは17質量部以上であり、さらに好ましくは20質量部以上であり、より好ましくは72質量部以下であり、さらに好ましくは70質量部以下である。ポリアルキレングリコール(b)の含有量が、上記範囲内であると、サポート材のサポート力を低下させずにサポート材の水または水溶性溶媒による除去性を向上させることができる。
<水溶性有機溶剤(c)>
サポート材用組成物は、水溶性有機溶剤(c)を含んでいてもよい。水溶性有機溶剤(c)は、サポート材用組成物を光硬化させて得られるサポート材の水への溶解性を向上させる成分である。また、サポート材用組成物を低粘度に調整する機能も有する。
The content of the polyalkylene glycol (b) in the support material composition is preferably 15 to 75 parts by mass, more preferably 17 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the support material composition. More preferably, it is 20 mass parts or more, More preferably, it is 72 mass parts or less, More preferably, it is 70 mass parts or less. When the content of the polyalkylene glycol (b) is within the above range, the removability of the support material with water or a water-soluble solvent can be improved without reducing the support power of the support material.
<Water-soluble organic solvent (c)>
The composition for a support material may contain a water-soluble organic solvent (c). The water-soluble organic solvent (c) is a component that improves the solubility of the support material obtained by photocuring the support material composition in water. Moreover, it has the function to adjust the composition for support materials to low viscosity.

水溶性有機溶剤(c)としては、グリコール系溶剤を用いることが好ましく、具体的には、例えば、エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノアセテート、トリエチレングリコールモノアセテート、トリプロピレングリコールモノアセテート、テトラエチレングリコールモノアセテート、テトラプロピレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテートなどのグリコールエステル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのグリコールエーテル系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテートなどのグリコールモノエーテルアセテート系溶剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   As the water-soluble organic solvent (c), it is preferable to use a glycol solvent. Specifically, for example, ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, triethylene glycol monoacetate. Glycol ester solvents such as acetate, tripropylene glycol monoacetate, tetraethylene glycol monoacetate, tetrapropylene glycol monoacetate, ethylene glycol diacetate, propylene glycol diacetate; ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl Ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol Monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monobutyl ether, tetrapropylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, Glycol ether solvents such as ethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dipropyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol diethyl ether; ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol Methyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate And glycol monoether acetate solvents such as These may be used alone or in combination of two or more.

中でも、低粘度のサポート材組成物を調製しやすく、また、硬化して得られるサポート材が水溶解性に優れる点から、水溶性有機溶剤(c)としては、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルおよびジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートが好ましい。   Among them, the low-viscosity support material composition is easy to prepare, and the support material obtained by curing is excellent in water solubility. Therefore, as the water-soluble organic solvent (c), triethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol diethyl Ether and dipropylene glycol monomethyl ether acetate are preferred.

サポート材用組成物における水溶性有機溶剤(c)の含有量は、サポート材用組成物100質量部に対して、30質量部以下であることが好ましく、より好ましくは28質量部以下であり、さらに好ましくは25質量部以下である。水溶性有機溶剤(c)の含有量が、上記範囲内であると、サポート材のサポート力を低下させずにサポート材の水または水溶性溶媒による除去性を向上させることができる。
<光重合開始剤(d)>
光重合開始剤(d)としては、モデル材用組成物に含有され得る光重合開始剤として上記に述べた化合物を同様に使用することができる。サポート材用組成物における光重合開始剤の含有量は、サポート材用組成物100質量部に対して、好ましくは1〜20質量部であり、より好ましくは2〜18質量部である。
光重合開始剤の含有量が上記範囲内であると、未反応の重合成分を十分に低減させて、サポート材の硬化性を十分に高めやすい。
The content of the water-soluble organic solvent (c) in the support material composition is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 28 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the support material composition. More preferably, it is 25 parts by mass or less. When the content of the water-soluble organic solvent (c) is within the above range, the removability of the support material with water or the water-soluble solvent can be improved without reducing the support power of the support material.
<Photopolymerization initiator (d)>
As the photopolymerization initiator (d), the compounds described above as photopolymerization initiators that can be contained in the model material composition can be similarly used. The content of the photopolymerization initiator in the support material composition is preferably 1 to 20 parts by mass and more preferably 2 to 18 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the support material composition.
When the content of the photopolymerization initiator is within the above range, unreacted polymerization components can be sufficiently reduced, and the curability of the support material can be sufficiently enhanced.

上記各成分を上記範囲の含有量で含むことにより、優れた水溶解性とサポート力とを兼ね備えたサポート材用組成物を得ることができる。特に、サポート力に優れるため造形中に空気中の水分を取り込みサポート力が低下するという懸念がなく、寸法精度が良好な光造形品が得られる。   By including each of the above components in a content within the above range, a composition for a support material having both excellent water solubility and support ability can be obtained. In particular, since the support power is excellent, there is no concern that the moisture in the air is taken in during modeling and the support power is reduced, and an optical modeling product with good dimensional accuracy can be obtained.

上記サポート材用組成物には、必要により、その他の添加剤を含有させることができる。その他の添加剤としては、例えば、表面調整剤、酸化防止剤、着色剤、顔料分散剤、保存安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤、連鎖移動剤、充填剤等が挙げられる。   If necessary, the composition for a support material may contain other additives. Examples of other additives include surface conditioners, antioxidants, colorants, pigment dispersants, storage stabilizers, ultraviolet absorbers, light stabilizers, polymerization inhibitors, chain transfer agents, and fillers. .

サポート材用組成物に、表面調整剤(d)を配合することによりサポート材用組成物の表面張力を適当な範囲に制御することができ、モデル材用組成物とサポート材用組成物がその界面で混合することを抑制することができる。これにより、寸法精度の良好な光造形品を得ることができる。サポート材用組成物が含み得る表面調整剤としては、本発明のモデル材用組成物に用い得る表面調整剤として例示したものと同様のものを用いることができ、その含有量は、サポート材組成物100質量部に対して0.005質量部以上、3.0質量部以下であることが好ましい。前記表面調整剤のうち、シリコーン系表面調整剤が好ましく、ポリジメチルシロキサン構造を有する表面調整剤が特に好ましい。   The surface tension of the support material composition can be controlled within an appropriate range by blending the surface conditioning agent (d) into the support material composition, and the model material composition and the support material composition Mixing at the interface can be suppressed. Thereby, a stereolithography product with favorable dimensional accuracy can be obtained. As the surface conditioner that can be contained in the support material composition, the same as those exemplified as the surface conditioner that can be used in the model material composition of the present invention can be used. It is preferable that it is 0.005 mass part or more and 3.0 mass part or less with respect to 100 mass parts of things. Of the surface conditioners, silicone-based surface conditioners are preferable, and surface conditioners having a polydimethylsiloxane structure are particularly preferable.

また、サポート材用組成物に保存安定剤を配合することにより保存安定性を向上させることができる。サポート材用組成物が含み得る保存安定剤としては、本発明のモデル材用組成物に用い得る保存安定剤として例示したものと同様のものを用いることができ、その含有量は、サポート材組成物100質量部に対して0.05〜3質量部であることが好ましい。   Moreover, storage stability can be improved by mix | blending a storage stabilizer with the composition for support materials. As the storage stabilizer that can be contained in the support material composition, those exemplified as the storage stabilizer that can be used in the model material composition of the present invention can be used. It is preferable that it is 0.05-3 mass parts with respect to 100 mass parts of things.

本発明において、サポート材用組成物の粘度は、インクジェットノズルからの吐出性を良好にする観点から、25℃において30〜200mPa・sであることが好ましく、より好ましくは35mPa・s以上、さらに好ましくは40mPa・s以上であり、より好ましくは170mPa・s以下、さらに好ましくは150mPa・s以下である。なお、上記粘度の測定は、JIS Z 8803に準拠し、R100型粘度計を用いて行うことができる。   In the present invention, the viscosity of the support material composition is preferably 30 to 200 mPa · s at 25 ° C., more preferably 35 mPa · s or more, and still more preferably, from the viewpoint of improving dischargeability from the inkjet nozzle. Is 40 mPa · s or more, more preferably 170 mPa · s or less, and still more preferably 150 mPa · s or less. In addition, the measurement of the said viscosity can be performed using R100 type | mold viscosity meter based on JISZ8803.

本発明において、サポート材用組成物の表面張力は、好ましくは24〜30mN/mであり、より好ましくは24.5〜29.5mN/mであり、さらに好ましくは25〜29mN/mである。表面張力が上記範囲内であると、ノズルからの吐出液滴を正常に形成することができ、適切な液滴量や着弾精度を確保することやサテライトの発生を抑制することが可能であり、高い造形精度を確保しやすくなる。なお、サポート材用組成物の表面張力は、モデル材用組成物における表面張力の測定方法と同様の方法に従い測定することができる。   In the present invention, the surface tension of the support material composition is preferably 24 to 30 mN / m, more preferably 24.5 to 29.5 mN / m, and further preferably 25 to 29 mN / m. When the surface tension is within the above range, it is possible to normally form droplets ejected from the nozzle, to ensure an appropriate droplet amount and landing accuracy, and to suppress the occurrence of satellites, It becomes easy to ensure high modeling accuracy. In addition, the surface tension of the composition for support material can be measured in accordance with the method similar to the measuring method of the surface tension in the composition for model materials.

本発明のサポート材用組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、混合攪拌装置等を用いて、サポート材用組成物を構成する成分を均一に混合することにより製造することができる。   The manufacturing method of the composition for support materials of this invention is not specifically limited, For example, it can manufacture by mixing the component which comprises the composition for support materials uniformly using a mixing stirring apparatus etc.

3.光造形品及びその製造方法
本実施形態の光造形物の製造方法は、前述の実施形態で説明したマテリアルジェット光造形用組成物セット(光造形用インクセット)を用いた光造形物の製造方法であり、マテリアルジェット(インクジェット)方式プリンターを用いてモデル材用組成物又はサポート材用組成物を吐出した後、モデル材用組成物を光硬化させてモデル材を得るとともに、水溶性サポート材用組成物を光硬化させて水溶性サポート材を得る工程と、前記水溶性サポート材を水に浸水することにより除去する工程を備えている。
3. Optical modeling product and manufacturing method thereof The manufacturing method of the optical modeling object of the present embodiment is a manufacturing method of an optical modeling object using the composition set for material jet optical modeling (ink set for optical modeling) described in the above embodiment. After discharging the composition for the model material or the composition for the support material using a material jet (inkjet) printer, the model material composition is photocured to obtain the model material, and for the water-soluble support material It comprises a step of photocuring the composition to obtain a water-soluble support material, and a step of removing the water-soluble support material by immersing it in water.

本実施形態の光造形物の製造方法は、上記マテリアルジェット光造形用組成物セットを用いているため、造形精度に優れた光造形物を形成することができる。   Since the manufacturing method of the optical modeling thing of this embodiment is using the said composition set for material jet optical modeling, it can form the optical modeling thing excellent in modeling precision.

以下、本実施形態の光造形物の製造方法について図面に基づき説明する。図1は、マテリアルジェット造形法によりサポート材用組成物及びモデル材用組成物を吐出してエネルギー線を照射している状態を示す模式側面図である。図1において、三次元造形装置10は、インクジェットヘッドモジュール11と、造形テーブル12とを備えている。また、インクジェットヘッドモジュール11は、光造形用インクユニット11aと、ローラー11bと、光源11cとを備えている。更に、光造形用インクユニット11aは、モデル材用インク13が充填されたモデル材用インクジェットヘッド11aMと、サポート材用インク14が充填されたサポート材用インクジェットヘッド11aSとを備えている。   Hereinafter, the manufacturing method of the optical modeling thing of this embodiment is explained based on a drawing. FIG. 1 is a schematic side view showing a state in which a support material composition and a model material composition are ejected by a material jet modeling method and irradiated with energy rays. In FIG. 1, the three-dimensional modeling apparatus 10 includes an inkjet head module 11 and a modeling table 12. The ink jet head module 11 includes an optical modeling ink unit 11a, a roller 11b, and a light source 11c. Further, the optical modeling ink unit 11a includes a model material inkjet head 11aM filled with the model material ink 13 and a support material inkjet head 11aS filled with the support material ink.

モデル材用インクジェットヘッド11aMからは、モデル材用組成物13が吐出され、サポート材用インクジェットヘッド11aSからは、サポート材用組成物14が吐出され、光源11cからエネルギー線15が照射され、吐出されたモデル材用組成物13及びサポート材用組成物14を硬化させて、モデル材13PMとサポート材14PSを形成している。図1では、一層目のモデル材13PM及びサポート材14PSを形成する状態を示している。   The model material composition 13 is ejected from the model material inkjet head 11aM, the support material composition 14 is ejected from the support material inkjet head 11aS, and the energy beam 15 is irradiated and ejected from the light source 11c. The model material composition 13 and the support material composition 14 are cured to form the model material 13PM and the support material 14PS. FIG. 1 shows a state in which the first layer model material 13PM and the support material 14PS are formed.

次に、本実施形態の光造形物の製造方法について図面に基づき更に詳細に説明する。本実施形態の光造形物の製造方法では、先ず、図2に示すように、インクジェットヘッドモジュール11を造形テーブル12に対してX方向(図2では右方向)に走査させる共に、モデル材用インクジェットヘッド11aMからモデル材用組成物13を吐出し、サポート材用インクジェットヘッド11aSからサポート材用組成物14を吐出する。これにより、造形テーブル12の上に、モデル材前駆体13Mからなる層とサポート材前駆体14Sからなる層とを、それぞれの界面同士が接触するように隣接して配置する。   Next, the manufacturing method of the optical modeling thing of this embodiment is demonstrated still in detail based on drawing. In the method of manufacturing an optically shaped object according to the present embodiment, first, as shown in FIG. 2, the inkjet head module 11 is scanned in the X direction (right direction in FIG. 2) with respect to the modeling table 12, and the inkjet for model material is used. The model material composition 13 is discharged from the head 11aM, and the support material composition 14 is discharged from the support material inkjet head 11aS. Thereby, on the modeling table 12, the layer which consists of the model material precursor 13M, and the layer which consists of the support material precursor 14S are arrange | positioned adjacently so that each interface may contact.

次に、図3に示すように、インクジェットヘッドモジュール11を造形テーブル12に対して逆X方向(図3では左方向)に走査させると共に、ローラー11bでモデル材前駆体13M及びサポート材前駆体14Sからなる層の表面を平滑にした後、光源11cからエネルギー線15を照射し、モデル材前駆体13M及びサポート材前駆体14Sからなる層を硬化させて、一層目のモデル材13PM及びサポート材14PSからなる層を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 3, the inkjet head module 11 is scanned in the reverse X direction (left direction in FIG. 3) with respect to the modeling table 12, and the model material precursor 13 </ b> M and the support material precursor 14 </ b> S with the roller 11 b. After smoothing the surface of the layer made of the material, the energy beam 15 is irradiated from the light source 11c to cure the layer made of the model material precursor 13M and the support material precursor 14S, and the first model material 13PM and the support material 14PS. A layer consisting of is formed.

続いて、造形テーブル12をZ方向に一層分だけ下降させて、上記と同様の工程を行い、二層目のモデル材及びサポート材からなる層を形成する。その後、上記の工程を繰り返すことにより、図4に示すように、モデル材13PMとサポート材14PSからなる光造形品前駆体16が形成される。   Subsequently, the modeling table 12 is lowered by one layer in the Z direction, the same process as described above is performed, and a second layer of the model material and the support material is formed. Thereafter, by repeating the above steps, as shown in FIG. 4, an optically shaped product precursor 16 composed of the model material 13PM and the support material 14PS is formed.

最後に、図4に示した光造形品前駆体16を水に浸漬することによりサポート材14PSを溶解して除去し、図5に示すような光造形品17が形成される。   Finally, the optical modeling product precursor 16 shown in FIG. 4 is immersed in water to dissolve and remove the support material 14PS, and the optical modeling product 17 as shown in FIG. 5 is formed.

本実施形態の光造形物の製造方法において、光源として、例えば、高圧水銀灯、メタルハライドランプ、UV-LED等を使用できる。三次元造形装置10の小型化が可能であり、消費電力が小さいという観点から、UV-LEDが好ましい。光量は、造形品の硬度および寸法精度の観点から、200〜500mJ/cmが好ましい。光源としてUV-LEDを用いる場合、光が深層まで届きやすくなり、光造形品の硬度および寸法精度を向上させることができることから、中心波長が385〜415nmのものを用いることが好ましい。また、光源11cから照射するエネルギー線15についは、紫外線、近紫外線、可視光線、赤外線、遠赤外線、電子線、α線、γ線およびエックス線等を使用することができるが、硬化作業の容易性及び効率性の観点から、紫外線又は近紫外線が好ましい。 In the method for producing an optically shaped object of the present embodiment, for example, a high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, a UV-LED, or the like can be used as the light source. From the viewpoint that the three-dimensional modeling apparatus 10 can be miniaturized and the power consumption is small, UV-LED is preferable. The amount of light is preferably 200 to 500 mJ / cm 2 from the viewpoint of the hardness and dimensional accuracy of the shaped product. When a UV-LED is used as the light source, it is preferable to use a light having a center wavelength of 385 to 415 nm because light easily reaches a deep layer and the hardness and dimensional accuracy of the optically shaped product can be improved. As the energy rays 15 irradiated from the light source 11c, ultraviolet rays, near ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, far infrared rays, electron beams, α rays, γ rays, X-rays, and the like can be used. And from a viewpoint of efficiency, ultraviolet rays or near ultraviolet rays are preferable.

本発明の製造方法において、例えば、作製する物体の3次元CADデータをもとに、マテリアルジェット方式で積層して立体造形物を構成するモデル材用組成物のデータ、および、作製途上の立体造形物を支持するサポート材用組成物のデータを作製し、さらにマテリアルジェット方式の3Dプリンタで各組成物を吐出するスライスデータを作製し、作製したスライスデータに基づきモデル材用およびサポート材用の各組成物を吐出後、光硬化処理を層ごとに繰り返し、モデル材用組成物の硬化物(モデル材)およびサポート材用組成物の硬化物(サポート材)からなる光造形物を作製することができる。   In the manufacturing method of the present invention, for example, based on the three-dimensional CAD data of the object to be manufactured, the data of the composition for the model material that forms the three-dimensional structure by stacking by the material jet method, and the three-dimensional modeling in the process of preparation The data of the composition for the support material that supports the object is prepared, and further, the slice data for discharging each composition by the material jet type 3D printer is prepared, and each of the material for the model material and the support material is based on the prepared slice data. After the composition is discharged, the photocuring treatment is repeated for each layer to produce an optically shaped article composed of a cured product of the model material composition (model material) and a cured product of the support material composition (support material). it can.

立体造形物を構成する各層の厚みは、造形精度の観点からは薄いほうが好ましいが、造形速度とのバランスからは5〜30μmが好ましい。   The thickness of each layer constituting the three-dimensional model is preferably thin from the viewpoint of modeling accuracy, but is preferably 5 to 30 μm from the balance with the modeling speed.

得られた光造形物は、モデル材とサポート材とが組み合わされたものである。かかる光造形物からサポート材を除去してモデル材である光造形品を得る。サポート材の除去は、例えば、サポート材を溶解させる除去溶剤に得られた光造形物を浸漬し、サポート材を柔軟にした後、ブラシなどでモデル材表面からサポート材を除去して行うことが好ましい。サポート材の除去溶剤には水、水溶性溶剤、例えばグリコール系溶剤、アルコール系溶剤などを用いてもよい。これらは、単独で、あるいは複数用いてもよい。   The obtained optically shaped object is a combination of a model material and a support material. The support material is removed from the stereolithography product to obtain a stereolithography product as a model material. The support material can be removed by, for example, immersing an optical modeling object obtained in a removal solvent that dissolves the support material, softening the support material, and then removing the support material from the model material surface with a brush or the like. preferable. Water or a water-soluble solvent such as a glycol solvent or an alcohol solvent may be used as the solvent for removing the support material. These may be used alone or in combination.

上記光造形品は、水に接触した場合の吸水及び膨潤が抑制されており、微細構造部分の破損及び変形を起こしにくいものである。また、上記光造形品は撥水撥油性に優れ、汚染されにくいものである。   The optically shaped article has suppressed water absorption and swelling when contacted with water, and is less likely to cause breakage and deformation of the fine structure portion. Further, the stereolithographic product is excellent in water and oil repellency and hardly contaminated.

以下、本実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施
例のみに限定されるものではない。
Hereinafter, examples that more specifically disclose the present embodiment will be described. In addition, this invention is not limited only to these Examples.

<モデル材用組成物>
(モデル材用組成物の製造)
表1、表2に示す通り、各成分を、混合攪拌装置を用いて均一に混合し、実施例M1〜M7及び比較例m1〜m3のモデル材用組成物を製造した。
<Model material composition>
(Manufacture of compositions for model materials)
As shown in Tables 1 and 2, the components were uniformly mixed using a mixing and stirring device to produce compositions for model materials of Examples M1 to M7 and Comparative Examples m1 to m3.

Figure 2019206111
Figure 2019206111

Figure 2019206111
Figure 2019206111

<サポート材用組成物>
<サポート材用樹脂組成物>
表3に、下記の実施例及び比較例において、サポート材組成物に使用した成分をまとめた。
<Composition for support material>
<Resin composition for support material>
Table 3 summarizes the components used in the support material composition in the following Examples and Comparative Examples.

Figure 2019206111
Figure 2019206111

(実施例S1〜S13)
先ず、実施例S1〜S13、比較例s1サポート材組成物を次のようにして調製した。即ち、プラスチック製ビンに、表3に示す各成分を表4に示す配合量(単位:質量部)で計り取り、これらを混合することにより各サポート材組成物を調製した。
(Examples S1 to S13)
First, Examples S1 to S13 and Comparative Example s1 Support material compositions were prepared as follows. That is, each support material composition was prepared by measuring each component shown in Table 3 in a plastic bottle in the blending amount (unit: parts by mass) shown in Table 4 and mixing them.

Figure 2019206111
Figure 2019206111

次に、上記実施例S1〜S13、比較例s1のサポート材組成物について、下記に示す方法によって、サポート材組成物の低温安定性、サポート材組成物を硬化したサポート材硬化物の高温高湿条件安定性(サポート力)及び水除去性を評価した。   Next, with respect to the support material compositions of Examples S1 to S13 and Comparative Example s1, the low temperature stability of the support material composition and the high temperature and high humidity of the cured support material obtained by curing the support material composition by the methods described below. Condition stability (supporting power) and water removability were evaluated.

<サポート材組成物の低温安定性>
低温でのサポート材組成物の安定性について評価した。各サポート材組成物をガラス瓶に入れ、そのサポート材組成物入りガラス瓶を温度10℃に設定した恒温槽中で24時間保管した。その後、保管後のサポート材組成物の状態を目視で確認して、下記基準でサポート材組成物の低温安定性を評価した。
<Low temperature stability of support material composition>
The stability of the support material composition at low temperature was evaluated. Each support material composition was put into a glass bottle, and the glass bottle with the support material composition was stored in a thermostatic bath set at a temperature of 10 ° C. for 24 hours. Thereafter, the state of the support material composition after storage was visually confirmed, and the low temperature stability of the support material composition was evaluated according to the following criteria.

サポート材組成物が液体状を維持している場合:低温安定性A(優良)
サポート材組成物が一部凝固(固化)している場合:低温安定性B(良)
サポート材組成物が凝固(固化)している場合:低温安定性C(不良)
<サポート材硬化物のサポート力>
ガラス板上に、縦30mm、横30mm、厚さ5mmの額縁状のシリコンゴムにより枠を形成し、その枠の中に各サポート材組成物を流し込み、メタルハライドランプにより積算光量500mJ/cm2の紫外線を照射し、サポート材硬化物を作製した。続いて、上記硬化物をガラス製シャーレに入れ、その硬化物入りシャーレを温度40℃、相対湿度90%の恒温槽中に2時間放置した。その後、放置後の上記硬化物の状態を目視で確認して、下記基準でサポート材硬化物のサポート力を評価した。
When the support material composition is maintained in a liquid state: low temperature stability A (excellent)
When the support material composition is partially solidified (solidified): low temperature stability B (good)
When the support material composition is solidified (solidified): low temperature stability C (poor)
<Supporting power of cured support material>
A frame is formed on a glass plate with a frame-shaped silicon rubber having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 5 mm, each support material composition is poured into the frame, and an ultraviolet ray with an integrated light amount of 500 mJ / cm 2 is obtained by a metal halide lamp. Was irradiated to produce a cured support material. Subsequently, the cured product was placed in a glass petri dish, and the petri dish containing the cured product was left in a thermostatic bath at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90% for 2 hours. Thereafter, the state of the cured product after standing was visually confirmed, and the support force of the cured support material was evaluated according to the following criteria.

硬化物の表面に液体状物質の発生がなく、硬化物の軟化も確認されない場合:サポート力A(優良)
硬化物の表面に液体状物質がわずかに発生し、硬化物の軟化が若干確認された場合:サポート力B(良)
硬化物の表面に液体状物質が発生し、硬化物の軟化が確認された場合:サポート力C(不良)
<サポート材硬化物の水除去性>
上記サポート材硬化物のサポート力の評価の場合と同様にして、サポート材硬化物を作製した。次に、上記硬化物を、50mLのイオン交換水を満たしたビーカーに入れ、水温を25℃に維持しながら超音波洗浄機で処理し、上記硬化物が溶解するまでの時間を測定し、下記基準でサポート材硬化物の水除去性を評価した。
When there is no generation of liquid substances on the surface of the cured product and no softening of the cured product is confirmed: Support strength A (excellent)
When a slight amount of liquid material is generated on the surface of the cured product and softening of the cured product is confirmed slightly: Support strength B (good)
When a liquid substance is generated on the surface of the cured product and softening of the cured product is confirmed: Support force C (defect)
<Water removability of the cured support material>
A cured support material was produced in the same manner as in the evaluation of the support force of the cured support material. Next, the cured product is placed in a beaker filled with 50 mL of ion exchange water, treated with an ultrasonic cleaner while maintaining the water temperature at 25 ° C., and the time until the cured product is dissolved is measured. The water removal property of the support material cured product was evaluated based on the standard.

硬化物が完全に溶解するまでに30分を要した場合:水除去性A(優良)
硬化物が完全に溶解するまでに1時間を要した場合:水除去性B(良)
硬化物が完全に溶解するまでに2時間を要した場合:水除去性C(不良)
以上の結果を表5に示す。
When it takes 30 minutes for the cured product to completely dissolve: Water removability A (excellent)
When it takes 1 hour for the cured product to completely dissolve: Water removability B (good)
When it takes 2 hours for the cured product to completely dissolve: water removability C (poor)
The results are shown in Table 5.

Figure 2019206111
Figure 2019206111

実施例S1〜S13のサポート材組成物は、全ての評価項目で満足できる結果を得たことが分かる。   It can be seen that the support material compositions of Examples S1 to S13 obtained satisfactory results for all evaluation items.

<光造形品>
<マテリアルジェット光造形用組成物セット(インクセット)>
表6に示す通りに上記モデル材用組成物及びサポート材用組成物を組み合わせることにより、実施例1〜4及び比較例1〜3を調製した。
<Optical modeling products>
<Composition set for material jet stereolithography (ink set)>
Examples 1-4 and Comparative Examples 1-3 were prepared by combining the composition for model materials and the composition for support materials as shown in Table 6.

ガラス板(商品名「GLASS PLATE」、アズワン社製、200mm×200mm×厚さ5mm)の上面四辺に厚さ1mmのスペーサーを配し、10cm×10cmの正方形に仕切った。該正方形内にサポート材用組成物を注型した後、照射手段として紫外線LED(NCCU001E、日亜化学工業株式会社製)を用い、全照射光量が500mJ/cmとなるように紫外線を照射して硬化させ、サポート材を得た。 A spacer having a thickness of 1 mm was arranged on the four upper surfaces of a glass plate (trade name “GLASS PLATE”, manufactured by ASONE, 200 mm × 200 mm × thickness 5 mm), and was partitioned into 10 cm × 10 cm squares. After casting the composition for the support material in the square, an ultraviolet LED (NCCU001E, manufactured by Nichia Corporation) is used as the irradiation means, and ultraviolet rays are irradiated so that the total irradiation light amount becomes 500 mJ / cm 2. And cured to obtain a support material.

次に、上記サポート材の上面四辺に厚さ1mmのスペーサーを配し、10cm×10cmの正方形に仕切った。該正方形内にモデル材用組成物を注型した後、照射手段として紫外線LED(NCCU001E、日亜化学工業株式会社製)を用い、全照射光量が500mJ/cmとなるように紫外線を照射して硬化させ、モデル材を得た。
(密着性の評価)
この状態で30℃の恒温槽に12時間放置し、モデル材とサポート材との密着性の様子を目視にて確認し、下記の基準において評価した。結果を表6に示す。
○:モデル材とサポート材とは密着していた。
×:モデル材とサポート材との界面で剥がれが生じ、モデル材の硬化収縮でモデル材が反るように剥がれた。
Next, spacers having a thickness of 1 mm were arranged on the four sides of the upper surface of the support material and partitioned into squares of 10 cm × 10 cm. After casting the composition for the model material in the square, an ultraviolet LED (NCCU001E, manufactured by Nichia Corporation) is used as the irradiation means, and ultraviolet rays are irradiated so that the total irradiation light amount becomes 500 mJ / cm 2. And cured to obtain a model material.
(Evaluation of adhesion)
In this state, it was left in a thermostatic bath at 30 ° C. for 12 hours, the state of adhesion between the model material and the support material was visually confirmed, and evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 6.
○: The model material and the support material were in close contact.
X: Peeling occurred at the interface between the model material and the support material, and the model material was peeled off so as to be warped by the curing shrinkage of the model material.

Figure 2019206111
Figure 2019206111

表6の結果から分かるように、モデル材用組成物およびサポート材用組成物の両方が本発明の要件を満たす実施例1〜4は、モデル材とサポート材との界面に剥がれが生じず、モデル材とサポート材とがより密着していた。このように、モデル材とサポート材とが密着していれば、寸法精度が良好な光造形品が得られる。   As can be seen from the results in Table 6, Examples 1 to 4 in which both the composition for the model material and the composition for the support material satisfy the requirements of the present invention do not cause peeling at the interface between the model material and the support material, Model material and support material were more closely attached. Thus, if the model material and the support material are in close contact with each other, an optically shaped product with good dimensional accuracy can be obtained.

一方、モデル材用組成物およびサポート材用組成物の一方又は両方が本発明の要件を満たしていない比較例1〜3は、モデル材とサポート材との界面で剥がれが生じた。このように、モデル材とサポート材との密着性が悪いと、光造形品の寸法精度が悪化する。   On the other hand, in Comparative Examples 1 to 3, in which one or both of the model material composition and the support material composition did not satisfy the requirements of the present invention, peeling occurred at the interface between the model material and the support material. As described above, when the adhesion between the model material and the support material is poor, the dimensional accuracy of the stereolithography product deteriorates.

本発明の光造形用インクセットは、インクジェット光造形法を用いて、寸法精度が良好な光造形品を製造する際に好適に用いることができる。   The optical modeling ink set of the present invention can be suitably used when an optical modeling product with good dimensional accuracy is manufactured using an inkjet optical modeling method.

10 三次元造形装置
11 インクジェットヘッドモジュール
11a 光造形用インクユニット
11aM モデル材用インクジェットヘッド
11aS サポート材用インクジェットヘッド
11b ローラー
11c 光源
12 造形テーブル
13 モデル材用インク
13M モデル材前駆体
13PM モデル材
14 サポート材用インク
14S サポート材前駆体
14PS サポート材
15 エネルギー線
16 造形物前駆体
17 造形物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 3D modeling apparatus 11 Inkjet head module 11a Optical modeling ink unit 11aM Model material inkjet head 11aS Support material inkjet head 11b Roller 11c Light source 12 Modeling table 13 Model material ink 13M Model material precursor 13PM Model material 14 Support material Ink 14S support material precursor 14PS support material 15 energy beam 16 modeled object precursor 17 modeled object

Claims (12)

インクジェット光造形法に用いられ、かつ、モデル材を造形するために使用されるモデル材用組成物と、サポート材を造形するために使用されるサポート材用組成物とを組み合わせてなる光造形用インクセットであって、
前記モデル材用組成物は、
ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない単官能エチレン性不飽和単量体(A)と、
環構造を有し、ホモポリマーのガラス転移温度が180℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない多官能エチレン性不飽和単量体(B)と、
オリゴマー(C)と、
光重合開始剤(D)と、
を含有し、
前記サポート材用組成物は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、
19〜80質量部の水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)と
15〜75質量部のオキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール(b)とを含有し、前記オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の重量分子量が300以上であり、3000より小さい、光造形用インクセット。
For optical modeling, which is a combination of a composition for a model material that is used in an inkjet optical modeling method and is used for modeling a model material, and a composition for a support material that is used to model a support material An ink set,
The model material composition is:
A monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) having a glass transition temperature of the homopolymer of 80 ° C. or higher and having no urethane group;
A polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) having a ring structure, having a glass transition temperature of a homopolymer of 180 ° C. or higher, and having no urethane group;
An oligomer (C);
A photopolymerization initiator (D);
Containing
The support material composition is based on 100 parts by weight of the entire support material composition.
19 to 80 parts by mass of a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) and 15 to 75 parts by mass of a polyalkylene glycol (b) containing an oxybutylene group, and containing the oxybutylene group An ink set for stereolithography, wherein the alkylene glycol (b) has a weight molecular weight of 300 or more and less than 3000.
請求項1において、前記モデル材用組成物は、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)が、脂環式骨格を有する光造形用インクセット。   2. The optical modeling ink set according to claim 1, wherein the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) has an alicyclic skeleton. 請求項1又は2において、前記モデル材用組成物は、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)が、脂環式骨格又は芳香環を有する光造形用インクセット。   3. The optical modeling ink set according to claim 1, wherein the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) has an alicyclic skeleton or an aromatic ring. 請求項1〜3のいずれか一つにおいて、前記モデル材用組成物は、前記オリゴマー(C)が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、及び、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーから選択される1種以上である光造形用インクセット。   The composition for model materials according to any one of claims 1 to 3, wherein the oligomer (C) is composed of a urethane (meth) acrylate oligomer, an epoxy (meth) acrylate oligomer, and a polyester (meth) acrylate oligomer. An ink set for stereolithography that is one or more selected. 請求項1〜4のいずれか一つにおいて、前記モデル材用組成物は、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量が、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、60〜80重量部である光造形用インクセット。   5. The model material composition according to claim 1, wherein the content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is 100 parts by weight of the entire model material composition. Ink set for optical modeling that is 60 to 80 parts by weight. 請求項1〜5のいずれか一つにおいて、前記モデル材用組成物は、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量が、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、5〜30重量部である光造形用インクセット。   6. The model material composition according to claim 1, wherein the content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is based on 100 parts by weight of the model material composition as a whole. Ink set for stereolithography that is 5 to 30 parts by weight. 請求項1〜6のいずれか一つにおいて、前記モデル材用組成物は、前記オリゴマー(C)の含有量が、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、10〜15重量部である光造形用インクセット。   The composition for model materials according to any one of claims 1 to 6, wherein the content of the oligomer (C) is 10 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire composition for model materials. An optical modeling ink set. 請求項1〜7のいずれか一つにおいて、前記モデル材用組成物は、該モデル材用組成物を光硬化させることにより得られるモデル材のガラス転移温度が、90〜200℃である光造形用インクセット。   The optical modeling according to claim 1, wherein the model material composition has a glass transition temperature of 90 to 200 ° C. of the model material obtained by photocuring the model material composition. Ink set. 請求項1において、前記サポート材用組成物は、1〜20質量部の光重合開始剤(d)を含有する光造形用インクセット。   2. The optical modeling ink set according to claim 1, wherein the support material composition contains 1 to 20 parts by mass of a photopolymerization initiator (d). 請求項1又は9において、前記サポート材用組成物は、更に水溶性有機溶剤を含有し、
前記水溶性有機溶剤の含有量が、前記サポート材用組成物の全質量100質量部に対して、30質量部以下である光造形用インクセット。
In Claim 1 or 9, the composition for a support material further contains a water-soluble organic solvent,
The ink set for optical modeling, wherein the content of the water-soluble organic solvent is 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the composition for support material.
請求項1又は10において、前記サポート材用組成物は、更に表面調整剤を含有し、
前記表面調整剤の含有量が、前記サポート材用組成物の全質量100質量部に対して、0.005質量部以上3.0質量部以下である光造形用インクセット。
The support composition according to claim 1 or 10, further comprising a surface conditioner,
The ink set for optical modeling, wherein the content of the surface conditioning agent is 0.005 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of the support material composition.
インクジェット光造形法により、請求項1〜11のいずれか一つに記載の光造形用インクセットを用いて光造形品を製造する方法であって、
前記モデル材用組成物を光硬化させることによりモデル材を得るとともに、前記サポート材用組成物を光硬化させることによりサポート材を得る工程(I)と、
前記サポート材を除去する工程(II)と、
を有する、光造形品の製造方法。
It is a method of manufacturing an optical modeling article using an ink modeling for optical modeling according to any one of claims 1 to 11 by an inkjet optical modeling method,
Step (I) of obtaining a model material by photocuring the composition for model material, and obtaining a support material by photocuring the composition for support material;
Removing the support material (II);
A method for manufacturing an optically shaped article.
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