JP6543498B2 - Manufacturing method of photofabricated article in ink jet photofabrication method - Google Patents

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Description

本発明は、インクジェット光造形法を用いた光造形品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a photoformed product using an inkjet photofabrication method.

液状の光硬化性樹脂にレーザー光や紫外線等の光を照射して、一定のパターンに硬化させ、立体状のデザインモデルやワーキングモデルを作製する方法は幅広く知られており、液状の光硬化性樹脂としては種々のものが提案されている(例えば特許文献1〜6参照)。
近年、インクジェット方式による光造形法が提案され、従来法に比べ、インクジェットノズルから吐出した液状の光硬化性樹脂を硬化させ、積層して光造形することが可能となり、従来のように大型の樹脂液槽や暗室の設置が不要となる等の利点がある。光造形機がコンパクトで小型化できる他、CAD(Computer Aided Design)システムを用いることにより、自由に立体モデルを作製できる3DCADとして注目されている(例えば特許文献7参照)。
There is widely known a method of producing a three-dimensional design model or a working model by irradiating a liquid photocurable resin with light such as laser light or ultraviolet light to cure it in a predetermined pattern, and producing a liquid photocurable resin. Various resins have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 6).
In recent years, the optical shaping method by the ink jet method has been proposed, and compared with the conventional method, the liquid photocurable resin discharged from the ink jet nozzle can be cured, laminated and optically shaped, and a large resin as in the prior art There is an advantage that installation of a liquid tank and a dark room becomes unnecessary. Besides being compact and compact in size, the optical forming machine has attracted attention as a 3D CAD that can freely produce a three-dimensional model by using a CAD (Computer Aided Design) system (see, for example, Patent Document 7).

しかしながらこのような光造形法で造形された造形物は、そのままでは比較的耐熱温度が低いため、耐熱性の要求される部品、例えば自動車のエンジン周りの部品やコピー機等のランプ周りの部品に適用することは困難であった。光造形法で造形した自動車エンジンのインテークマニホールドの造形物をエンジンに取付け、エンジンの燃焼効率や吸気効率を実験する場合、時間の経過に伴いエンジンの熱で造形物が変形してしまうという問題があった。また加熱後の反りが大きく、寸法安定性に不具合が発生する問題があった。   However, because the heat-resistant temperature is relatively low as it is, a shaped object formed by such a stereolithography method is a component requiring heat resistance, for example, a component around an automobile engine or a component around a lamp such as a copier. It was difficult to apply. When attaching a model of an intake manifold of an automobile engine modeled by stereolithography to the engine and testing the combustion efficiency and intake efficiency of the engine, there is a problem that the model deforms due to heat of the engine with the passage of time. there were. In addition, there is a problem that the warpage after heating is large, and a defect occurs in the dimensional stability.

また造形後に後処理して、耐熱性を高め、時間経過にともなうひずみの発生を抑制する技術が開発され、例えば造形物に硬化促進エネルギ−を付与(加熱)し未硬化液を硬化させる技術が知られている(例えば特許文献8)。 In addition, technology is developed after shaping to improve heat resistance and suppress the generation of strain with the passage of time, for example, technology to apply (heat) curing promoting energy to a shaped object and cure the uncured liquid It is known (for example, patent document 8).

特開平1−204915号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 1-204915 特開平8−59760号公報JP-A-8-59760 特開平9−169827号公報JP-A-9-169827 特開平9−316111号公報JP-A-9-316111 特開2001−310918号公報JP 2001-310918 A 特開2004−59601号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-59601 特開2002−67174号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-67174 特開2002−67172号公報JP 2002-67172 A

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、耐熱性及び機械物性に優れた光造形品の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a method for producing an optical shaped article excellent in heat resistance and mechanical properties.

本発明者らは、上記の目的を達成するべく検討を行った結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、インクジェット光造形法を用いた光造形品の製造方法であって、
モデル材(α)が単官能エチレン性不飽和単量体(A)と多官能エチレン性不飽和単量体(B)と光重合開始剤(C)とを含有し、モデル材用吐出ヘッドから前記モデル材(α)を、サポート材用吐出ヘッドからサポート材(β)を造形テーブル上に吐出し、吐出された前記モデル材(α)を光硬化手段により光硬化させ、前記モデル材(α)と前記サポート材(β)からなる層を形成し、さらにこれを高さ方向に繰り返し、前記モデル材(α)と前記サポート材(β)からなる積層体(γ)を形成する工程(I)と、
前記積層体(γ)から前記サポート材(β)にて構成される部分を除去することにより、前記モデル材(α)からなる三次元造形物(δ)を造形物として取り出す工程(II)と、
前記三次元造形物(δ)を加熱処理することにより、三次元造形物内の未硬化成分としての多官能エチレン性不飽和単量体(B)の少なくとも一部を除去する工程(III)と、
を含むことを特徴とする光造形品の製造方法である。
The present inventors arrived at the present invention as a result of studying to achieve the above object.
That is, the present invention relates to a method for producing an optical formed article using an inkjet optical forming method,
The model material (α) contains a monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A), a polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) and a photopolymerization initiator (C), and from the discharge head for the model material The support material (β) is discharged from the support material discharge head onto the shaping table from the support material discharge head, and the discharged model material (α) is photocured by a photocuring means, and the model material (α) Forming a layer comprising the support material (β) and repeating the process in the height direction to form a laminate (γ) comprising the model material (α) and the support material (β) (I) )When,
And removing a three-dimensional structure (δ) made of the model material (α) as a structure by removing the portion composed of the support material (β) from the laminate (γ), and ,
And (III) removing at least a part of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) as an uncured component in the three-dimensional structure by heating the three-dimensional structure (δ) ,
It is a manufacturing method of the light shaping article characterized by including.

本発明の光造形品の製造方法により製造された光造形品は、耐熱性及び機械物性に優れる。   The optical shaping article manufactured by the manufacturing method of the optical shaping article of the present invention is excellent in heat resistance and mechanical physical properties.

インクジェット方式の三次元造形システムの概略図Schematic of inkjet three-dimensional modeling system 三次元造形装置の構成を示す概略図の側面図Side view of a schematic view showing the configuration of a three-dimensional modeling apparatus 三次元造形装置の構成を示す概略図の平面図Plan view of a schematic view showing the configuration of a three-dimensional modeling apparatus 各プリンタヘッドのひとつを下方から見た概略図Schematic view of one of each printer head from below 各プリンタヘッドに対するモデル材及びサポート材を供給する材料供給システムの概略図Schematic of material supply system that supplies model material and support material for each printer head 三次元造形装置を作動させ、三次元の造形物の作製途中を示す概略図Schematic showing the process of producing a three-dimensional object by operating the three-dimensional object forming apparatus (イ)は造形が完了したサポート材を含むモデルを示す概略図、(ロ)は造形が完了したサポート材を含むモデルからサポート材を除去したモデルを示す概略図(A) is a schematic view showing a model including a support material for which shaping has been completed, and (B) is a schematic view showing a model in which the support material is removed from the model including the support material for which shaping is completed.

本発明のインクジェット光造形法を用いた光造形品の製造方法は、モデル材用吐出ヘッドからモデル材(α)を、サポート材用吐出ヘッドからサポート材(β)を造形テーブル上に吐出し、吐出されたモデル材(α)を光硬化手段により光硬化させ、モデル材(α)とサポート材(β)からなる層を形成し、さらにこれを高さ方向に繰り返し、前記モデル材(α)と前記サポート材(β)からなる積層体(γ)を形成する工程(I)と、
前記積層体(γ)から前記サポート材(β)にて構成される部分を除去することにより、前記モデル材(α)からなる三次元造形物(δ)を造形物として取り出す工程(II)と、
前記三次元造形物(δ)を加熱処理することにより、三次元造形物内の未硬化成分としての多官能エチレン性不飽和単量体(B)の少なくとも一部を除去する工程(III)の三段階の工程から構成される。
The method for producing an optically shaped product using the inkjet optical shaping method of the present invention discharges the model material (α) from the discharge head for model material and the support material (β) from the discharge head for support material onto the forming table, The discharged model material (α) is photocured by light curing means to form a layer composed of the model material (α) and the support material (β), and this is repeated in the height direction, and the model material (α) Forming a laminate (γ) comprising the support material (β) and the support material (β);
And removing a three-dimensional structure (δ) made of the model material (α) as a structure by removing the portion composed of the support material (β) from the laminate (γ), and ,
Step (III) of removing at least a part of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) as an uncured component in the three-dimensional structure by heating the three-dimensional structure (δ) It consists of three steps.

本発明のインクジェット光造形法を用いた光造形品の製造方法の最初の工程である工程(I)で用いられるモデル材(α)は単官能エチレン性不飽和単量体(A)、多官能エチレン性不飽和単量体(B)および光重合開始剤(C)の三成分より構成される。 The model material (α) used in the step (I) which is the first step of the method for producing an optical shaped article using the inkjet optical shaping method of the present invention is a monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A), a polyfunctional It is composed of three components of an ethylenically unsaturated monomer (B) and a photopolymerization initiator (C).

本発明における単官能エチレン不飽和単量体(A)はエチレン性不飽和基[(メタ)アクリロイル基及びビニル基等]を1個有する化合物であり、特に限定されない。(A)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。以下具体例を示す。 The monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) in the present invention is a compound having one ethylenically unsaturated group [such as a (meth) acryloyl group and a vinyl group], and is not particularly limited. As (A), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Specific examples are shown below.

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;
[エチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート等メチル(メタ)アクリレート及び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;
[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、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、4−(メタ)アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン及びアダマンチル(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;
[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、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、4−(メタ)アクリロイルオキシメチル−2−メチル−2−エチル−1,3−ジオキソラン等]
炭素数9〜15の芳香環を有する(メタ)アクリレート;
[フェノキシエチル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート等]
炭素数5〜15の水酸基を有する(メタ)アクリレート;
[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)アクリレート及び4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等]
数平均分子量(以下、Mnと略記)200〜2,000の水酸基を有する(メタ)アクリレート;
[ポリエチレングリコール(以下、PEGと略記)モノ(メタ)アクリレート、メトキシ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(以下、PPGと略記)モノ(メタ)アクリレート、メトキシポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート及びPEG−PPGブロックポリマーのモノ(メタ)アクリレート等]
炭素数3〜15の(メタ)アクリルアミド誘導体;
[(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)アクリルアミド及びN−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等]が挙げられる。
A linear or branched alkyl (meth) acrylate having 4 to 30 carbon atoms;
[Ethyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isostearyl (meth) acrylate, etc. methyl (meth) acrylate, tert-butyl (meth) acrylate, etc.]
(Meth) acrylates having a C6-C20 alicyclic skeleton;
[Cyclohexyl (meth) acrylate, 4-t-cyclohexyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 4- (meth) acryloyloxymethyl-2 -Methyl-2-ethyl-1,3-dioxolane and adamantyl (meth) acrylate etc.]
(Meth) acrylates having a heterocyclic backbone;
[4- (Meth) acryloyloxymethyl-2-cyclohexyl-1,3-dioxolane, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 4- (meth) acryloyloxymethyl-2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolane etc]
(Meth) acrylates having an aromatic ring having 9 to 15 carbon atoms;
[Phenoxyethyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate etc.]
(Meth) acrylate having a hydroxyl group of 5 to 15 carbon atoms;
[Hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc.]
(Meth) acrylate having a hydroxyl group having a number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) of 200 to 2,000;
[Polyethylene glycol (hereinafter abbreviated as PEG) mono (meth) acrylate, methoxypolyethylene glycol mono (meth) acrylate, polypropylene glycol (hereinafter abbreviated as PPG) mono (meth) acrylate, methoxypolypropylene glycol mono (meth) acrylate and PEG -Mono (meth) acrylate etc of PPG block polymer]
(Meth) acrylamide derivatives having 3 to 15 carbon atoms;
[(Meth) Acrylamide, N-Methyl (Meth) Acrylamide, 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].

(A)の内、光硬化物の耐熱性の観点から、そのホモポリマーのガラス転移点(以下Tgと省略)は好ましくは80℃以上であり、更に好ましくは85〜190℃である。 Among (A), from the viewpoint of the heat resistance of a light-cured product, the glass transition point (hereinafter abbreviated as Tg) of the homopolymer is preferably 80 ° C. or higher, and more preferably 85 to 190 ° C.

(A)の内、さらに光硬化物の造形精度及び耐熱性の観点から好ましいのは炭素数6〜20の脂環式骨格を有する(メタ)アクリレートであり、更に好ましいのはイソボルニル(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)アクリレートである。   Among (A), preferred is a (meth) acrylate having an alicyclic skeleton having 6 to 20 carbon atoms from the viewpoint of shaping accuracy and heat resistance of a light-cured product, and more preferred is isobornyl (meth) acrylate , Dicyclopentanyl (meth) acrylate and adamantyl (meth) acrylate.

本発明における多官能エチレン性不飽和単量体(B)はエチレン性不飽和基[(メタ)アクリロイル基及びビニル基等]を2個以上有する化合物であり、特に限定されない。
(B)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。以下具体例を示す。
The polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) in the present invention is a compound having two or more ethylenically unsaturated groups [such as a (meth) acryloyl group and a vinyl group] and is not particularly limited.
As (B), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. Specific examples are shown below.

炭素数5〜30の直鎖又は分岐のアルキレングリコールジ、トリ又はテトラ(メタ)アクリレート;
[ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート及びトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、3−メチル−1,5−ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート及び2−n−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオールジ(メタ)アクリレート等]
炭素数10〜30の脂環式骨格を有するジ(メタ)アクリレート;
[ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート等]
炭素数10〜40の芳香環を有するジ(メタ)アクリレート;
[ビスフェノキシフルオレンジ(メタ)アクリレート等]
Mn200〜2,000の水酸基を有するジ(メタ)アクリレート;
[PEGジ(メタ)アクリレート及びPPGジ(メタ)アクリレート等]
等が挙げられる。
C5-C30 linear or branched alkylene glycol di, tri or tetra (meth) acrylate;
[Pentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and trimethylolpropane tetra (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, 1,1 9-nonanediol di (meth) acrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol di (meth) acrylate and 2-n-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol di (meth) acrylate etc.]
Di (meth) acrylates having a C 10-30 alicyclic skeleton;
[Dimethylol-tricyclodecanedi (meth) acrylate etc.]
Di (meth) acrylate having an aromatic ring having 10 to 40 carbon atoms;
[Bisphenoxyfluorene (meth) acrylate etc.]
Di (meth) acrylate having a hydroxyl group of Mn 200 to 2,000;
[PEG di (meth) acrylate and PPG di (meth) acrylate etc]
Etc.

また、(B)として、かさ高いメタクリル基を含有させると、硬化収縮を抑えた上で、Tgを上げることが可能なことから、造形物の反りを抑えた上で、高い耐熱性を発現できることから、(B)のうち特に好ましいのはメタクリル基を分子内に含有する多官能エチレン性不飽和単量体である。 In addition, when a bulky methacryl group is contained as (B), since it is possible to raise the Tg while suppressing the cure shrinkage, it is possible to express high heat resistance while suppressing the warpage of the shaped article. From the above, particularly preferred among (B) are polyfunctional ethylenically unsaturated monomers containing a methacryl group in the molecule.

また、(B)を、上述した脂環式骨格及び/又は芳香環を有する構成にすることによって、更に、造形物の反りを抑えた上で、高い耐熱性を発現するという効果がある。
(B)のうち耐熱性の観点から好ましいものはジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレートおよびビスフェノキシフルオレンジ(メタ)アクリレートである。
(B)の内、光硬化物の耐熱性の観点から、そのホモポリマーのガラス転移点(以下Tgと省略)は好ましくは200℃以上であり、より好ましくは205℃〜230℃、更に好ましくは210〜220℃である。
Further, by making (B) a structure having an alicyclic skeleton and / or an aromatic ring described above, there is an effect of expressing high heat resistance while suppressing warpage of a shaped article.
Among the components (B), preferred from the viewpoint of heat resistance are dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate and bisphenoxyfluorene (meth) acrylate.
Among (B), from the viewpoint of the heat resistance of a light-cured product, the glass transition point (hereinafter referred to as Tg) of the homopolymer is preferably 200 ° C. or higher, more preferably 205 ° C. to 230 ° C., still more preferably It is 210-220 ° C.

本発明における多官能エチレン性不飽和単量体(B)としては、分子内にウレタン基を含有する多官能エチレン性不飽和単量体も使用することができ、例えば、ポリオール、有機ポリイソシアネート及び水酸基を有する(メタ)アクリレートから形成されてなるもの、又は有機ポリイソシアネート及び水酸基を有する(メタ)アクリレートから形成されてなるもの等が挙げられる。   As the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) in the present invention, polyfunctional ethylenically unsaturated monomers containing a urethane group in the molecule can also be used, and examples thereof include polyols, organic polyisocyanates and Those formed of (meth) acrylate having a hydroxyl group, or those formed of (meth) acrylate having an organic polyisocyanate and a hydroxyl group, and the like can be mentioned.

本発明における多官能エチレン性不飽和単量体(B)は耐熱性および硬化収縮性の観点から、好ましくは分子内に2〜6個の、より好ましくは2〜4個のメタクリル基を含有する。   The polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) in the present invention preferably contains 2 to 6, more preferably 2 to 4 methacryl groups in the molecule from the viewpoint of heat resistance and cure shrinkage. .

(B)のうち耐熱性の観点から特に好ましいものはジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレートおよびビスフェノキシフルオレンジメタクリレートである。 Among the components (B), particularly preferred from the viewpoint of heat resistance are dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate and bisphenoxyfluorene methacrylate.

本発明における光重合開始剤(C)としては、
ベンゾイン化合物(炭素数14〜18の化合物);
[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及びベンゾインイソブチルエーテル等]
アセトフェノン化合物(炭素数8〜18の化合物);
〔例えばアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−フェニルプロパン−1−オン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及び2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン〕;
アントラキノン化合物(炭素数14〜19の化合物);
〔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及び2−アミルアントラキノン]
チオキサントン化合物(炭素数13〜17の化合物);
[例えば2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン及び2−クロロチオキサントン]
ケタール化合物(炭素数16〜17の化合物);
[例えばアセトフェノンジメチルケタール及びベンジルジメチルケタール]
ベンゾフェノン化合物(炭素数13〜21の化合物);
[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及び4,4’−ビスメチルアミノベンゾフェノン]
ホスフィンオキシド(炭素数22〜28の化合物);
[例えば1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、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ホスフィンオキシド及びビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキシド];
及びこれらの混合物等が挙げられる。
これらの(C)は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
As the photopolymerization initiator (C) in the present invention,
Benzoin compound (compound having 14 to 18 carbon atoms);
[Eg benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether and benzoin isobutyl ether etc.]
Acetophenone compound (compound having 8 to 18 carbon atoms);
[Eg acetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-phenylpropan-1-one, diethoxy] Acetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one];
Anthraquinone compound (compound having 14 to 19 carbon atoms);
[Eg, 2-ethyl anthraquinone, 2-t-butyl anthraquinone, 2-chloroanthraquinone and 2-amyl anthraquinone]
Thioxanthone compound (compound having 13 to 17 carbon atoms);
[Eg 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone and 2-chlorothioxanthone]
Ketal compound (compound having 16 to 17 carbon atoms);
[Eg acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal]
Benzophenone compounds (compounds having 13 to 21 carbon atoms);
[Eg benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide and 4,4'-bismethylaminobenzophenone]
Phosphine oxide (compound having 22 to 28 carbon atoms);
[Eg, 1,3,5-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide, 2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide, bis- (2,6-dimethoxy benzoyl) -2,4,4-trimethyl pentyl phosphine oxide and bis ( 2,4,6-trimethyl benzoyl) -phenyl phosphine oxide];
And mixtures thereof.
One of these (C) may be used alone, or two or more may be used in combination.

上記(C)の内、光硬化物が黄変しにくいという耐光性の観点から好ましいのは、アセトフェノン化合物及びホスフィンオキシド、更に好ましいのは、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノ−プロパン−1−オン、1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド及びビス−(2、6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、特に好ましいのは、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド及び2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシドである。   Among the above-mentioned (C), acetophenone compounds and phosphine oxides are preferable from the viewpoint of light resistance that the light cured product does not easily turn yellow, and 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1-[-] is more preferable. 4- (Methylthio) phenyl] -2-morpholino-propan-1-one, 1,3,5-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide, 2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide and bis- (2,6-dimethoxy) Benzoyl) -2,4,4-trimethylpentyl phosphine oxide, particularly preferably 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 1,3,5-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide and 2,4,6-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxy It is.

本発明におけるモデル材(α)には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により添加剤(D)を含有させることができる。
(D)には、重合禁止剤、着色剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、充填剤等が含まれ、目的に応じて種々選択することができ、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
The model material (α) in the present invention can optionally contain an additive (D) within the range that does not inhibit the effects of the present invention.
(D) contains a polymerization inhibitor, a colorant, an antioxidant, a chain transfer agent, a filler, etc., and can be selected variously according to the purpose, and one or more of them may be used alone. You may use together.

三次元造形システムを用いた光造形品の製造
<工程(I)>
図1は、インクジェット方式の三次元造形システムの概略図である。図1に示すように、このシステムは、パーソナルコンピュータ(パソコン)1と、このパソコン1と接続される三次元造形装置2とから構成されている。パソコン1は、造形すべき物体の三次元CADデータの入力を受け付け、この入力されたCADデータを三次元造形用のデータとして、例えばSTL(Stereo Lithographyの略)データに変換し、更に、この三次元STLデータから、Z方向にスライスした各レイヤ(層)のデータを生成する。
Production of photofabricated article using three-dimensional modeling system <Step (I)>
FIG. 1 is a schematic view of an inkjet three-dimensional modeling system. As shown in FIG. 1, this system comprises a personal computer (PC) 1 and a three-dimensional modeling apparatus 2 connected to the PC 1. The personal computer 1 receives input of three-dimensional CAD data of an object to be formed, converts the input CAD data as data for three-dimensional formation, for example, into STL (abbreviation of Stereo Lithography) data, and further, this three-order Data of each layer (layer) sliced in the Z direction is generated from the original STL data.

詳細には、造形するワークに対応するモデル材のデータに加え、造形時にモデル材を支持するためのサポート材のデータも生成する。一般的には、例えばZ方向において、下方位置のモデル材の幅より、上方位置のモデル材の幅が大きく、いわゆるオーバーハングしている部分がある場合、1にインストールされているソフトウエアにより、下方位置のモデル材のX、Y方向の周囲にサポート材を配置することにより、このオーバーハング部分を下方より支持するように自動的にサポート材が設けられるようになっている。   Specifically, in addition to data of a model material corresponding to a workpiece to be formed, data of a support material for supporting the model material at the time of formation is also generated. Generally, for example, in the Z direction, if the width of the model material at the upper position is larger than the width of the model material at the lower position, and there is a so-called overhang, the software installed in 1 By arranging the support material around the X and Y directions of the lower position model material, the support material is automatically provided so as to support the overhang portion from below.

更に、1では、三次元造形装置2の保有する造形空間内における、造形用の三次元データのX、Y及びZ方向における位置決めならびに姿勢の決定を、STLデータを用いて行う機能も有している。より具体的には、1の画面上に、三次元造形装置2の保有する造形テーブル上の造形空間を三次元的に表現した仮想三次元空間を表示するとともに、この空間の初期設定位置に、造形すべき物体の三次元のSTLデータを表示し、この画面上において、マウスやカーソルなどのポインティングデバイスを用いて、造形すべき物体の三次元のSTLデータを、三次元造形装置2の保有する造形空間に対して、所望の位置並びに姿勢を決定することができる。   Furthermore, 1 also has the function of performing positioning of the three-dimensional data for modeling in the X, Y and Z directions and determination of posture in the modeling space held by the three-dimensional modeling apparatus 2 using STL data. There is. More specifically, while displaying a virtual three-dimensional space in which a modeling space on a modeling table held by the three-dimensional modeling apparatus 2 is three-dimensionally expressed on one screen, at an initial setting position of this space, The three-dimensional STL data of the object to be modeled is displayed, and the three-dimensional STL data of the object to be modeled is held on the screen using a pointing device such as a mouse or a cursor. The desired position and orientation can be determined relative to the build space.

三次元造形装置2は、上述したZ方向にスライスした各レイヤ(層)のデータを1から一括又は各レイヤ単位で受け取り、各レイヤのデータに基づいて、三次元造形装置2の有する、後述する二次元プリンタヘッドを主走査方向(X方向)及び副走査方向(Y方向)に走査させるとともに、モデル材吐出用のプリンタヘッドからモデル材とサポート材吐出用のプリンタヘッドからサポート材を吐出することにより、各層の形成を行うものである。   The three-dimensional modeling apparatus 2 receives the data of each layer (layer) sliced in the Z direction described above from one at a time or in units of each layer, and based on the data of each layer, the three-dimensional modeling apparatus 2 has A two-dimensional printer head is scanned in a main scanning direction (X direction) and a sub scanning direction (Y direction), and a support material is discharged from a printer material discharge printer head from a model material and a support material discharge printer head. To form each layer.

図2及び図3は、三次元造形装置2の構成を示す概略図であり、図2は側面図、図3は、平面図である。
図2及び図3に示すように、三次元造形装置2は、Z方向に移動可能な造形テーブル21と、この造形テーブル上にモデル材を吐出するためのモデル材用のプリンタヘッド22と、この造形テーブル上にサポート材を吐出するためのサポート材用のプリンタヘッド23と、プリンタヘッド22及び23から吐出され、造形テーブル21上に形成された層の上面を平滑にするために、余分なモデル材及びサポート材を除去するためのローラ24と、塗布された少なくともモデル材を光硬化させるためのUV光源25とを有する。
FIG.2 and FIG.3 is schematic which shows the structure of the three-dimensional modeling apparatus 2, FIG. 2 is a side view, FIG. 3 is a top view.
As shown in FIGS. 2 and 3, the three-dimensional modeling apparatus 2 includes a modeling table 21 movable in the Z direction, a printer head 22 for a model material for discharging a model material onto the modeling table, and a printer head 22. A printer head 23 for a support material for discharging a support material onto a modeling table, and an extra model for smoothing the upper surface of a layer discharged from the printer heads 22 and 23 and formed on the modeling table 21 A roller 24 for removing the material and the support material, and a UV light source 25 for photocuring at least the applied model material.

上述したプリンタヘッド22、23と、平滑化のためのローラ24と、UV光源25は、プリンタヘッドモジュール26に位置決めされて搭載され、図示しない駆動手段によって、造形テーブル21の上方において、主走査方向(X方向)及び副走査方向(Y方向)に一体的に駆動される。   The above-described printer heads 22 and 23, the roller 24 for smoothing, and the UV light source 25 are positioned and mounted on the printer head module 26, and the main scanning direction above the modeling table 21 by a driving unit (not shown) It is integrally driven in the (X direction) and the sub scanning direction (Y direction).

図4は、各プリンタヘッド22及び23のひとつを下方から見た概略図である。図4に示すように、各プリンタヘッド22及び23は、造形テーブルに対向する面に、副走査方向(Y方向)に所定の間隔を持って設けられる、モデル材やサポート材を吐出するための複数のオリフィスを有している。   FIG. 4 is a schematic view of one of the printer heads 22 and 23 as viewed from below. As shown in FIG. 4, each of the printer heads 22 and 23 is provided at a predetermined interval in the sub scanning direction (Y direction) on the surface facing the modeling table, for discharging a model material and a support material. It has a plurality of orifices.

図2において、左側から右側に移動する主走査方向(往路)において少なくともプリンタヘッド22及び23からモデル材とサポート材を造形テーブル上に吐出する場合、ローラ24は、上述した主走査方向の右端部から左方向に移動する復路において作用するようになっており、その際のローラの回転方向は、図2に示す矢印方向、つまり時計回りに回転する。
言い換えれば、ローラ24が作用する時点のプリンタヘッドモジュール26が走査する方向と、ローラ24の下部が回転する方向(図2に示す矢印方向)とが同じ向きに回転するように制御されることが好ましい。
In FIG. 2, in the case where the model material and the support material are discharged onto the modeling table at least from the printer heads 22 and 23 in the main scanning direction (forward path) moving from left to right, the roller 24 is the right end in the above main scanning direction. The roller rotates in the direction of the arrow shown in FIG. 2, that is, in the clockwise direction.
In other words, the direction in which the printer head module 26 scans when the roller 24 acts and the direction in which the lower portion of the roller 24 rotates (direction of the arrow shown in FIG. 2) are controlled to rotate in the same direction. preferable.

UV光源25は、副走査方向に沿って伸びており、その長さは少なくとも、各プリンタヘッドに設けられるすべてのオリフィスを含む長さを有することが望ましい。
また、UV光源25としては、光硬化型の樹脂を硬化させるために一般的によく用いられるUVランプ又はLEDを用いることが好ましい。
また、造形テーブル21は、図示しない駆動手段によって、各レイヤ(層)に対応する各スライスデータに基づいて各レイヤ(層)を形成する毎に、次のレイヤの形成に先だって、各レイヤの厚み分だけ、下方(Z方向)に移動する。
The UV light source 25 extends along the sub-scanning direction, and its length desirably has a length including at least all the orifices provided in each printer head.
Further, as the UV light source 25, it is preferable to use a UV lamp or an LED generally used to cure a photocurable resin.
Further, each time the modeling table 21 forms each layer (layer) based on each slice data corresponding to each layer (layer) by the driving means (not shown), the thickness of each layer is formed prior to the formation of the next layer. Move downward (Z direction) by the minute.

図5は、各プリンタヘッド22及び23に対するモデル材ならびにサポート材を供給する材料供給システムの概略図である。
各プリンタヘッド22及び23に対しては、モデル材及びサポート材のカートリッジ27及び28が各々接続され、その接続経路途中に各々供給用ポンプ29及び30が設けられている。各カートリッジ27及び28は、内部のモデル材又はサポート材がなくなると、交換可能となっている。
FIG. 5 is a schematic view of a material supply system for supplying model materials and support materials to the respective printer heads 22 and 23.
Cartridges 27 and 28 of a model material and a support material are respectively connected to the respective printer heads 22 and 23, and supply pumps 29 and 30 are respectively provided in the connection path. Each of the cartridges 27 and 28 is replaceable when there is no model material or support material inside.

次に、上述したインクジェット方式の三次元造形システムを用いた三次元造形方法について述べる。
三次元造形のためのCADデータが1に入力されると、STLデータに変換されるとともに、上述した画面上にて、三次元造形装置2の保有する造形空間内における三次元的なデータ(モデル)の姿勢を決定した後、1からZ方向の各スライスデータが三次元造形装置2に送られる。
三次元造形装置2は、プリンタヘッドモジュール26を主走査方向に往復動作させるとともに、その往復動作中に、受け取った各スライスデータに基づき適切な位置にモデル材とサポート材とを各プリンタヘッド22及び23から吐出制御させることにより、各スライスデータに対応する各層を造形テーブル上に積層していく。
各層には少なくともモデル材がプリンタヘッド22から適切な位置に吐出され、必要に応じて、サポート材もプリンタヘッド23から適切な位置に吐出され各層が造形されることになる。
Next, the three-dimensional modeling method using the three-dimensional modeling system of the inkjet system mentioned above is described.
When CAD data for three-dimensional modeling is input to 1, it is converted into STL data, and on the screen described above, three-dimensional data (model) in the modeling space held by the three-dimensional modeling apparatus 2 After determining the posture of), each slice data in the 1 to Z direction is sent to the three-dimensional modeling apparatus 2.
The three-dimensional modeling apparatus 2 reciprocates the printer head module 26 in the main scanning direction, and during the reciprocation, the model material and the support material are arranged at appropriate positions based on the received slice data. Each layer corresponding to each slice data is stacked on the forming table by controlling the discharge from the step S23.
At least model material is discharged from the printer head 22 to an appropriate position in each layer, and if necessary, the support material is also discharged from the printer head 23 to an appropriate position to form each layer.

更に、例えば、図2の左から右方向(往路)にプリンタヘッドモジュール26が移動する過程において、各プリンタヘッド22及び23からモデル材とサポート材が吐出される場合、その復路(図2の右から左方向)の過程において、ローラ24が既に造形テーブル21上に塗布されているモデル材とサポート材から形成される表面の平滑化を図るために、余分な材料を取り除くため、モデル材とサポート材の表面に対して接触しつつ、上述した回転方向に回転しつづける。
そして、このローラ24によって平滑化された表面に対して、プリンタヘッドモジュール26に載置されるUV光源25から紫外線を照射することによって、造形テーブル21上に形成されている最上面に位置する層の硬化を行わせる。なお、各層は、少なくともモデル材によって形成され、必要に応じてサポート材を加えて形成されることは言うまでもない。
従って、各層の形成は、各プリンタヘッド22及び23からモデル材とサポート材の吐出により、造形テーブル21上の最上面に位置する層の形成、その層の表面をローラ24による平滑化、平滑化された、造形テーブル21上の最上面に位置する層に対する紫外線の照射による層の硬化によって行われ、これらの工程を繰り返すことにより、三次元のモデルを造形することになる。
Furthermore, for example, when the model material and the support material are discharged from each of the printer heads 22 and 23 in the process of moving the printer head module 26 in the direction from the left to the right (forward path) of FIG. In order to smooth the surface formed from the model material and the support material, the roller 24 has already been applied on the forming table 21 in the process from the left to the left), the model material and the support are removed. While in contact with the surface of the material, it keeps rotating in the above-mentioned rotational direction.
Then, a layer positioned on the uppermost surface formed on the modeling table 21 by irradiating the ultraviolet light from the UV light source 25 mounted on the printer head module 26 to the surface smoothed by the roller 24. To cure the Needless to say, each layer is formed of at least a model material, and a support material is added as needed.
Therefore, each layer is formed by discharging the model material and the support material from each of the printer heads 22 and 23 to form the layer positioned on the top surface of the modeling table 21 and smoothing and smoothing the surface of the layer by the roller 24 The curing of the layer by irradiation of ultraviolet light to the layer located on the top surface of the shaping table 21 is performed, and by repeating these steps, a three-dimensional model is to be shaped.

図6は、三次元造形装置2を作動させ、三次元の造形物の作製途中を示す概略図である。図6に示すMの部分がモデル材によって各層が積層されている部分であり、Sの部分がサポート材によって各層が積層されている部分である。
上述したように、Mの部分のモデル材がZ方向の下方から上方に略Sの字状になっているため、図6に示すモデル材の左右の湾曲している部分を支持するために、Sの部分にサポート材が設けられるように造形させている。
FIG. 6 is a schematic view showing a three-dimensional shaped object being manufactured by operating the three-dimensional modeling apparatus 2. The part M shown in FIG. 6 is a part on which each layer is laminated by the model material, and the part S is a part on which each layer is laminated by a support material.
As described above, since the model material of the M portion is approximately S-shaped from the lower side to the upper side in the Z direction, in order to support the curved portions in the left and right of the model material shown in FIG. It forms so that a support material may be provided in the part of S.

本出願の発明者らは、上述した、インクジェット光造形方法により、造形物の造形工程である、工程(I)によって、単官能エチレン性不飽和単量体(A)と多官能エチレン性不飽和単量体(B)と光重合開始剤(C)とを含有するともに、造形後の目標荷重たわみ温度が90〜120℃となるように調合したモデル材を用いて、インクジェット光造形方法にて造形物を造形した。
そして、造形後の造形物の荷重たわみ温度を測定したところ、荷重たわみ温度が50〜80℃となり、上述した目標荷重たわみ温度に達していないことがわかった。
The inventors of the present application have described the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) and the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer according to the step (I), which is the step of forming a shaped article by the inkjet light shaping method described above. By using a model material containing a monomer (B) and a photopolymerization initiator (C) and prepared so that the target load deflection temperature after shaping becomes 90 to 120 ° C. I formed a shaped object.
And when the load deflection temperature of the modeling thing after modeling was measured, it became clear that load deflection temperature became 50-80 degreeC and did not reach the target load deflection temperature mentioned above.

より具体的には、単官能エチレン性不飽和単量体(A)として、ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上である単量体を使用し、多官能エチレン性不飽和単量体(B)として、ホモポリマーのガラス転移温度が200℃以上であるとともに、メタクリル基を分子内に有する単量体を使用し、さらに光重合開始剤(C)を含有するモデル材を用いて、イングジェット方式にて、造形後の目標値としての荷重たわみ温度が90〜120℃となることを狙ったものの、荷重たわみ温度が50〜80℃となり、上述した目標荷重たわみ温度に達していないことがわかった。
この結果を踏まえ、本出願の発明者らは、造形完了後の造形物を分析した結果、造形物には、未硬化成分が含まれており、この未硬化成分の存在によって、造形物の荷重たわみ温度が目標値に達していない理由であることが判明した。
More specifically, as the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A), a monomer having a homopolymer having a glass transition temperature of 80 ° C. or higher is used, and a polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B )) Using a monomer having a methacryl group in the molecule as well as a homopolymer having a glass transition temperature of 200 ° C. or higher, and further using a model material containing a photopolymerization initiator (C); Although it aimed at the load deflection temperature as a target value after modeling to be 90 to 120 ° C. by the method, it was found that the load deflection temperature was 50 to 80 ° C. and did not reach the target load deflection temperature described above The
Based on this result, the inventors of the present application analyzed the shaped object after completion of shaping, and as a result, the shaped object contains an uncured component, and the presence of this uncured component causes the load of the shaped object It turned out that this is the reason why the deflection temperature did not reach the target value.

更に、このような結果を招いた原因を発明者らが検討した結果、主な原因は、本発明が、モデル材として耐熱性向上と造形物の反りの抑制を両立するために、モデル材の成分として、多官能エチレン性不飽和単量体(B)を用いていること、ならびにモデル材とサポート材を用いるインクジェット光造形方法を造形方法として用いていること、であることがわかった。   Furthermore, as a result of the inventors examining the cause of causing such a result, the main reason is that the present invention makes the model material compatible with the improvement of the heat resistance and the suppression of the warp of the shaped object. It turned out that it is using the polyfunctional ethylenic unsaturated monomer (B) as a component, and using the inkjet photofabrication method using a model material and a support material as a modeling method.

より詳細に説明すると、本発明の基本的な狙いは、造形物の反りを抑制しつつ、モデル材の耐熱性の向上を図る点であり、この狙いの達成のために、多官能エチレン性不飽和単量体(B)をモデル材の成分として用いている。しかしながら、多官能エチレン性不飽和単量体(B)の採用は、一方で、光硬化反応性能の低下を生じることが判明した。より具体的には、多官能エチレン性不飽和単量体(B)の成分に対する光硬化反応性能の低下であり、場合によっては、これら多官能エチレン性不飽和単量体(B)の一部が未硬化成分として、造形物内に残留することが判明した。   Explaining in more detail, the basic aim of the present invention is to improve the heat resistance of the model material while suppressing the warpage of the shaped object, and for the purpose of achieving this aim, a polyfunctional ethylenic non The saturated monomer (B) is used as a component of the model material. However, it has been found that the adoption of the multifunctional ethylenically unsaturated monomer (B), on the other hand, results in a decrease in photocuring reaction performance. More specifically, it is a decrease in photocuring reaction performance with respect to the component of the multifunctional ethylenically unsaturated monomer (B), and in some cases, a part of these polyfunctional ethylenically unsaturated monomers (B) Was found to remain as an uncured component in the shaped article.

<工程(II)>
図7の(イ)は、このようにして造形が完了したサポート材を含むモデルを示す概略図であり、図7の(ロ)は、造形が完了したサポート材を含むモデルからサポート材を除去したモデルを示す概略図である。
図7の(イ)に示すように、三次元造形装置2により、三次元のモデルの造形が完了した時点では、このモデルには、造形中のモデル材の支持のためのサポート材が一体的に形成されている。このため、このサポート材は、水溶解性の材料からなっているため、例えば水に浸けることにより、図7の(ロ)に示すようなモデル材のみからなるモデル(光造形品)を得ることができる。このようにして、本発明の光造形品を得ることができる。
<Step (II)>
(A) of FIG. 7 is a schematic view showing a model including the support material completed in this way, and (B) of FIG. 7 removes the support material from the model including the support material completed. Is a schematic view showing a model that has been
As shown in FIG. 7 (A), when modeling of a three-dimensional model is completed by the three-dimensional modeling apparatus 2, a support material for supporting the model material during modeling is integrated with this model. Is formed. For this reason, since this support material is made of a water-soluble material, for example, by immersing it in water, a model (photo-fabricated article) made of only a model material as shown in FIG. Can. Thus, the photofabricated article of the present invention can be obtained.

なお、上述したサポート材除去では、サポート材の除去を水に浸けることによりおこなったが、本発明におけるサポート材除去は、それ以外の手法、例えば手でモデル材とサポート材を分離することによりサポート材を除去する方法でもよい。   In the support material removal described above, the support material is removed by immersion in water, but the support material removal in the present invention is performed by any other method, for example, by separating the model material and the support material by hand. It may be a method of removing material.

<工程(III)>
工程(III)において、除去される未硬化成分としての(B)は工程(I)の光硬化反応において、未反応の成分のことであり、通常成分全体の0.1〜5%が相当する。
なお、工程(II)後の三次元造形物(δ)中に未硬化成分としての(A)が含まれている場合は、工程(III)において、未硬化成分としての(A)の少なくとも一部を併せて除去しても構わない。
<Step (III)>
In step (III), (B) as an uncured component to be removed refers to an unreacted component in the photo-curing reaction of step (I), which usually corresponds to 0.1 to 5% of the total components. .
In addition, when (A) as an uncured component is contained in the three-dimensional structure (δ) after the step (II), at least one of (A) as an uncured component in the step (III) The parts may be removed together.

前記未硬化成分としての(B)が工程(II)後の三次元造形物(δ)中に存在することが三次元造形物(δ)の耐熱性を低下させている要因であることから、工程(III)において未硬化成分としての(B)の少なくとも一部を取り除くことにより三次元造形物(δ)の耐熱性を向上させることが可能となる。   Because the presence of (B) as the uncured component in the three-dimensional structure (δ) after step (II) is a factor that reduces the heat resistance of the three-dimensional structure (δ), By removing at least a part of (B) as the uncured component in the step (III), it becomes possible to improve the heat resistance of the three-dimensional structure (δ).

前記未硬化成分の除去工程(III)は、三次元造形物(δ)を加熱処理することにより未硬化成分としての(B)の少なくとも一部を三次元造形物(δ)より取り除く目的で実施するものであり、結果として耐熱性向上を図るものである。 The step of removing the uncured component (III) is carried out for the purpose of removing at least a part of (B) as the uncured component from the three-dimensional shaped object (δ) by heat-treating the three-dimensional shaped object (δ). As a result, the heat resistance is improved.

前記未硬化成分の除去工程(III)における加熱処理方法は大気雰囲気下で、又は、溶媒中に浸漬して実施することが可能であり、未反応硬化成分としての(B)の少なくとも一部を除去するために必要な加熱処理温度は好ましくは50〜140℃であり、より好ましくは50〜130℃、さらに好ましくは50〜120℃である。 The heat treatment method in the step of removing the uncured component (III) can be carried out in the atmosphere or by immersion in a solvent, and at least a portion of (B) as an unreacted cured component can be carried out The heat treatment temperature required to remove is preferably 50 to 140 ° C., more preferably 50 to 130 ° C., and still more preferably 50 to 120 ° C.

前記未硬化成分の除去工程(III)における加熱処理方法において、効率よく未反応硬化成分としての(B)の少なくとも一部を除去し、かつ造形物を変形させることなく耐熱性を向上させることのできる好ましい手法は、加熱処理を溶媒に浸漬して行う方法である。 In the heat treatment method in the step of removing the uncured component (III), at least a part of (B) as the unreacted cured component is efficiently removed, and the heat resistance is improved without deforming the shaped object A preferable method that can be performed is a method in which the heat treatment is performed by being immersed in a solvent.

前記未硬化成分の除去工程(III)において三次元造形物(δ)を溶媒に浸漬して加熱処理して未硬化成分としての(B)の少なくとも一部を除去する場合、未硬化成分との相溶性を高め、除去を効率的に行うため、用いる溶媒の溶解度パラメータ−(SP)は、好ましくは8〜18であり、より好ましくは9〜16、さらに好ましくは9〜14である。   In the case of removing at least a part of (B) as an uncured component by immersing the three-dimensional structure (.delta.) In a solvent and performing heat treatment in the removal step (III) of the uncured component, The solubility parameter-(SP) of the solvent used is preferably 8 to 18, more preferably 9 to 16, and further preferably 9 to 14 in order to enhance the compatibility and efficiently perform the removal.

前記未硬化成分の除去工程(III)において、用いる溶媒の沸点は揮発性の観点から、好ましくは200〜500℃、さらに好ましくは250〜500℃である。   From the viewpoint of volatility, the boiling point of the solvent used in the removal step (III) of the uncured component is preferably 200 to 500 ° C., more preferably 250 to 500 ° C.

前記未硬化成分の除去工程(III)において、用いる溶媒の具体例を以下に示す。これらは1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(1)アルキレンオキサイド付加物系溶媒;
本溶媒は活性水素化合物、例えば水、アルコール、アミン、カルボン酸等にエチレンオキサイド(以下EOと省略)、プロピレンオキサイド(以下POと省略)、ブチレンオキサイド(以下BOと省略)等のアルキレンオキサイドを付加することで得られる溶媒である。
例えば、ポリエチレングリコール(水のEO5モル付加物)、プロピレングリコール(水のPO5モル付加物)、ブタノールのEO6モル付加物、ヘキサノールのBO5モル付加物等が挙げられる。
(2)アルコール系およびエーテル系溶媒;
[1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、2−エチル−1−ヘキサノール、ベンジルアルコール、ブチルカルビトール、エチレングリコール、ジ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モノメチルエーテル、ヘキシルグリコール、等]
(3)炭化水素系溶媒;
[ターベン(ソルベントナフサ)、ソルベント#150(高沸点芳香族炭化水素)等]
(4)エステル系溶媒;
[酢酸カルビトール、乳酸ブチル、酢酸メトキシブチル等]
(5)シリコーンオイル;
[ジメチルシリコーンオイル等]
Specific examples of the solvent used in the step of removing the uncured component (III) are shown below. One of these may be used alone, or two or more may be used in combination.
(1) alkylene oxide adduct solvents;
This solvent is obtained by adding an alkylene oxide such as ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO), propylene oxide (hereinafter abbreviated as PO), butylene oxide (hereinafter abbreviated as BO) to active hydrogen compounds such as water, alcohol, amine and carboxylic acid. It is a solvent obtained by
For example, polyethylene glycol (EO 5 mole adduct of water), propylene glycol (PO 5 mole adduct of water), EO 6 mole adduct of butanol, BO 5 mole adduct of hexanol and the like can be mentioned.
(2) alcohol and ether solvents;
[1,4-butanediol, 1,3-butanediol, 2-ethyl-1-hexanol, benzyl alcohol, butyl carbitol, ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, hexyl glycol, etc.]
(3) hydrocarbon solvents;
[Tarben (solvent naphtha), Solvent # 150 (high-boiling aromatic hydrocarbon), etc.]
(4) ester solvents;
[Carbitol acetate, butyl lactate, methoxybutyl acetate etc.]
(5) silicone oil;
[Dimethyl silicone oil etc.]

これらの溶媒のうち、低揮発性および三次元造形物内の未硬化成分との親和性の観点から、好ましいのはアルキレンオキサイド付加物(より好ましくはポリエチレングリコール又はポリプロピレングリコール)である。   Among these solvents, preferred are alkylene oxide adducts (more preferably polyethylene glycol or polypropylene glycol) from the viewpoint of low volatility and affinity with uncured components in the three-dimensional structure.

前記未硬化成分の除去工程(III)は、三次元造形物(δ)を大気雰囲気下で加熱処理することにより行うことも可能であり、その場合、使用する加熱機器は特に限定されない。 It is also possible to perform the removal process (III) of the said unhardened component by heat-processing three-dimensional molded article ((delta)) in air atmosphere, and the heating apparatus to be used in that case is not specifically limited.

本発明における加熱処理前、すなわち工程(II)の後の三次元造形物(δ)の荷重たわみ温度は、耐熱性の観点から、好ましくは50〜80℃であり、より好ましくは55〜75℃、さらに好ましくは60〜75℃である。 The deflection temperature under load of the three-dimensional structure (δ) before heat treatment in the present invention, ie, after step (II) is preferably 50 to 80 ° C., more preferably 55 to 75 ° C. from the viewpoint of heat resistance. More preferably, it is 60-75 ° C.

また本発明における加熱処理後、すなわち工程(III)の後の三次元造形物(ε)の荷重たわみ温度は、耐熱性の観点から、好ましくは90〜120℃であり、より好ましくは92〜115℃、さらに好ましくは95〜110℃である。 Further, the deflection temperature under load of the three-dimensional structure (ε) after the heat treatment in the present invention, ie after the step (III) is preferably 90 to 120 ° C., more preferably 92 to 115, from the viewpoint of heat resistance. ° C, more preferably 95 to 110 ° C.

なお、本発明における三次元造形物の加熱温度範囲の上限は、三次元造形物の最終的な目標の荷重たわみ温度と同等である。また、本発明における三次元造形物の加熱温度は、目標の荷重たわみ温度以下であっても、温度が低いほど熱処理に必要な時間が長くなるとともに、目標荷重たわみ温度より若干低い温度で、熱処理に必要な時間がほとんど変化しない傾向を示すため、目標荷重たわみ温度とその荷重たわみ温度からマイナス40℃の範囲で実験的に定めることが好ましい。 The upper limit of the heating temperature range of the three-dimensional structure in the present invention is equivalent to the final target deflection temperature under load of the three-dimensional structure. Further, even if the heating temperature of the three-dimensional structure in the present invention is below the target deflection temperature, the time required for the heat treatment becomes longer as the temperature is lower, and the heat processing is performed at a temperature slightly lower than the target deflection temperature. In order to show the tendency that the time required for the change hardly changes, it is preferable to experimentally determine in the range of -40.degree. C. from the target load deflection temperature and the load deflection temperature.

また本発明における加熱処理後、すなわち工程(III)の後の三次元造形物(ε)の保管時(40℃×10%RH、24h)の変形量は使用上の観点から好ましくは1.0mm未満であり、さらに好ましくは0.6mm未満である。 After heat treatment in the present invention, that is, the amount of deformation of the three-dimensional structure (ε) after storage in the step (III) (40 ° C. × 10% RH, 24 h) is preferably 1.0 mm from the viewpoint of use It is less than, more preferably less than 0.6 mm.

以下、実施例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、特記しない限り、部は重量部を、%は重量%を意味する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto. Unless otherwise stated, parts mean parts by weight and% means weight%.

製造例1
反応容器にPPG[商品名「PPG−400」、三洋化成工業(株)製、Mn=400]400部、水添MDI(ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート)524部及びウレタン化触媒0.5部を仕込み、80℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシエチルアクリレート232部を加え、80℃で8時間反応させてウレタン基を有するエチレン性不飽和単量体(B−4)を得た。得られたウレタン基を有するエチレン性不飽和単量体(B−4)の官能基数は2、Mnは1,388であった。
Production Example 1
In a reaction vessel, 400 parts of PPG (trade name "PPG-400", manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd., Mn = 400), 524 parts of hydrogenated MDI (dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate), and a urethanization catalyst 0. 5 parts are charged, reacted at 80 ° C. for 4 hours, then 232 parts of 2-hydroxyethyl acrylate is added, and reacted at 80 ° C. for 8 hours to obtain an ethylenically unsaturated monomer (B-4) having a urethane group. The The functional group number of the obtained ethylenically unsaturated monomer (B-4) having a urethane group was 2, and Mn was 1,388.

製造例2
反応容器にPTMG(ポリテトラメチレンエーテルグリコール)[商品名「PTMG−1000」、三菱化学(株)製、Mn1,000]1,000部、IPDI(イソホロンジイソシアネート)333部及びウレタン化触媒0.5部を仕込み、80℃で4時間反応させ、その後2−ヒドロキシエチルアクリレート116部を加え、80℃で8時間反応させてウレタン基を有するエチレン性不飽和単量体(B−5)を得た。得られたウレタン基を有するエチレン性不飽和単量体(B−5)の官能基数は2、Mnは2,898であった。
Production Example 2
In a reaction vessel, 1,000 parts of PTMG (polytetramethylene ether glycol) (trade name “PTMG-1000, manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Mn 1,000), 333 parts of IPDI (isophorone diisocyanate) and a urethanization catalyst 0.5 Parts were charged and reacted at 80 ° C. for 4 hours, then 116 parts of 2-hydroxyethyl acrylate was added and reacted at 80 ° C. for 8 hours to obtain an ethylenically unsaturated monomer (B-5) having a urethane group . The functional group number of the obtained ethylenically unsaturated monomer (B-5) having a urethane group was 2, and the Mn was 2,898.

実施例1
表1に示すモデル材の原料の配合組成(重量部)を均一混合して、実施例1のモデル材(α−1)を得た。
また特開2012−111226号公報の「実施例2−1」に基づきサポート材の原料の配合組成(重量部)を均一混合してサポート材(β−1)を得た。
Example 1
The blending composition (parts by weight) of the raw materials of the model material shown in Table 1 was uniformly mixed to obtain a model material (α-1) of Example 1.
Moreover, based on "Example 2-1" of Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-111226, the mixing composition (weight part) of the raw material of a support material was mixed uniformly, and the support material ((beta) -1) was obtained.

続いてモデル材用吐出ヘッドからモデル材(α−1)を、サポート材用吐出ヘッドからサポート材(β−1)を造形テーブル上に20nL/sの速度で吐出し、吐出されたモデル材を露光量300mJ/cmの光硬化手段により光硬化させ、モデル材とサポート材からなる層を形成し、さらにこれを高さ方向に繰り返し、前記モデル材と前記サポート材からなる積層体(γ−1)を得た(工程I)。 Subsequently, the model material (α-1) is discharged from the model material discharge head, and the support material (β-1) is discharged from the support material discharge head onto the modeling table at a speed of 20 nL / s. Photocuring is performed by photocuring means with an exposure dose of 300 mJ / cm 2 to form a layer consisting of a model material and a support material, and this is repeated in the height direction to obtain a laminate (γ- Obtained 1) (Step I).

前記積層体(γ−1)から前記サポート材(β−1)にて構成される部分をイオン交換水に24時間浸漬して除去することにより、前記モデル材からなる三次元造形物(δ−1)を造形物として取り出した(工程II)。 A three-dimensional model (δ−) made of the model material is obtained by immersing and removing the portion formed of the support material (β-1) from the laminate (γ-1) in ion exchange water for 24 hours. 1) was taken out as a shaped article (Step II).

さらに前記三次元造形物(δ−1)をポリエチレングリコール(Mn約200)(E−1)に浸漬し、温度100℃にて24時間加熱処理することで、実施例1に示す三次元造形物(ε−1)を得た(工程III)。 Furthermore, the three-dimensional structure shown in Example 1 is obtained by immersing the three-dimensional structure (δ-1) in polyethylene glycol (Mn about 200) (E-1) and heat-treating it at a temperature of 100 ° C. for 24 hours. (Ε-1) was obtained (Step III).

実施例2〜8および比較例3〜4
実施例1と同様のサポート材(β−1)を用い、モデル材配合組成(部)以外は上記実施例1と同様の工程処理を行い、三次元造形物(ε−2)〜(ε−8)および(ε’−3)〜(ε’−4)を得た。
Examples 2 to 8 and Comparative Examples 3 to 4
The same support material (β-1) as in Example 1 is used, and the same process as in Example 1 is performed except for the model material composition (parts), and three-dimensional objects (ε-2) to (ε-) 8) and (ε′-3) to (ε′-4) were obtained.

実施例9
モデル材配合組成(重量部)および工程III以外は実施例1と同様に工程処理を行い、工程IIIにおいては表1に示すように循風乾燥機[ESPEC(株)製]を用いて大気雰囲気下中で100℃下、24時間加熱処理することで、実施例9に示す三次元造形物(ε−9)を得た。
Example 9
Process treatment was carried out in the same manner as in Example 1 except for the blending ratio of model material (parts by weight) and step III, and in step III, as shown in Table 1, using an air circulation dryer [ESPEC Co., Ltd.] The three-dimensional structure (ε-9) shown in Example 9 was obtained by heat treatment at 100 ° C. for 24 hours in the lower portion.

比較例1および2
表1に示すとおりモデル材配合組成(重量部)を元に工程Iおよび工程IIを実施し、工程II終了段階に得た三次元造形物(δ’−1)および(δ’−2)については工程IIIの処理を実施せず、それぞれ(ε’−1)および(ε’−2)とした。
Comparative Examples 1 and 2
Steps I and II are carried out based on the model material composition (parts by weight) as shown in Table 1, and three-dimensional shaped objects (δ'-1) and (δ'-2) obtained at the end of step II Of (.epsilon .'- 1) and (.epsilon .'- 2) did not carry out the treatment of step III.

以下の測定方法で加熱処理前後の造形物の荷重たわみ温度、加熱処理後の造形物の破断強度、加熱処理後の造形物の保管時の変形および加熱処理後の造形物のTgを測定した。
結果を表1に示す。
なお、加熱処理を行っていない比較例1及び2については、工程II終了段階に得た三次元造形物について特性の評価を行った。表1には「加熱処理後の荷重たわみ温度」「加熱処理後の破断強度」「加熱処理後の造形物のTg」として示しているが、比較例1及び2では加熱処理は行っていない。
The load deflection temperature of the shaped article before and after heat treatment, the breaking strength of the shaped article after heat treatment, the deformation during storage of the shaped article after heat treatment, and the Tg of the shaped article after heat treatment were measured by the following measurement methods.
The results are shown in Table 1.
In Comparative Examples 1 and 2 in which the heat treatment was not performed, the characteristics of the three-dimensional structure obtained at the end of Step II were evaluated. Although "load deflection temperature after heat treatment", "break strength after heat treatment", and "Tg of a shaped article after heat treatment" are shown in Table 1, heat treatment is not performed in Comparative Examples 1 and 2.

Figure 0006543498
Figure 0006543498

尚、表1における記号が示す内容は以下のとおりである。
(A−1):イソボルニルアクリレート[商品名「ライトアクリレートIBXA」、共栄社化学(株)製、官能基数=1]
(A−2):イソボルニルメタクリレート[商品名「ライトエステルIB−X」、共栄社化学(株)製、官能基数=1]
(A−3):1−アダマンチルアクリレート[商品名「1−AdA」、大阪有機化学工業(株)製、官能基数=1]
In addition, the content which the symbol in Table 1 shows is as follows.
(A-1): Isobornyl acrylate [trade name "light acrylate IBXA" manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., number of functional groups = 1]
(A-2): Isobornyl methacrylate [trade name “Light Ester IB-X”, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., number of functional groups = 1]
(A-3): 1-adamantyl acrylate [trade name "1-AdA", manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Ltd., number of functional groups = 1]

(B−1):ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート[商品名「ライトエステルDCP−M」、共栄社化学(株)製、官能基数=2]
(B−2):ビスフェノキシフルオレンジメタクリレート[商品名「BPEF−MA」、新中村化学(株)製、官能基数=2]
(B−3):ジメチロール−トリシクロデカンジアクリレート[商品名「ライトアクリレートDCP−A」、共栄社化学(株)製、官能基数=2]
(B-1): dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate [trade name "light ester DCP-M", manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., number of functional groups = 2]
(B-2): Bisphenoxyfluorene methacrylate [trade name "BPEF-MA", Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., functional group number 2]
(B-3): dimethylol-tricyclodecane diacrylate [trade name "light acrylate DCP-A", manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., number of functional groups = 2]

(C−1):1,3,5−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド[商品名「ルシリンTPO」、BASF(株)製]
(C−2):1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン[商品名「イルガキュア184」、チバスペシャルティケミカルズ(株)製]
(C−3):ビス(2,4,6、−トリメチルベンゾイル)−フェニルホスフィンオキサイド[商品名「イルガキュア819」、チバスペシャルティケミカルズ(株)製]
(C-1): 1,3,5-trimethyl benzoyl diphenyl phosphine oxide [trade name "Lucirin TPO", manufactured by BASF Corporation]
(C-2): 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone [trade name “IRGACURE 184”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Inc.]
(C-3): bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenyl phosphine oxide [trade name “IRGACURE 819”, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.]

(D−1):ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン[商品名「BYK307」、ビックケミージャパン(株)製](界面活性剤)
(D−2):ヒドロキノンモノメチルエーテル[和光純薬工業(株)製](重合禁止剤)
(D−3):カーボンブラック[商品名「MHIブラック#220」、御国色素(株)製](着色剤)
(D-1): Polyether modified polydimethylsiloxane [trade name "BYK 307", manufactured by BIC Chemie Japan Ltd.] (surfactant)
(D-2): hydroquinone monomethyl ether [manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.] (polymerization inhibitor)
(D-3): carbon black [trade name "MHI black # 220, manufactured by Miku country pigment Co., Ltd.]" (coloring agent)

(E−1):ポリエチレングリコール(Mn約200)[商品名「PEG200」、三洋化成工業(株)製]
(E−2):ポリプロピレングリコール(Mn約400)[商品名「サンニックスPP−400」、三洋化成工業(株)製]
(E−3):ジメチルシリコーンオイル[商品名「KF−96」、信越化学工業(株)製]
(E-1): polyethylene glycol (Mn about 200) [trade name "PEG 200", manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd.]
(E-2): Polypropylene glycol (Mn about 400) [trade name "Sannicks PP-400, manufactured by Sanyo Chemical Industries, Ltd."
(E-3): Dimethyl silicone oil [trade name "KF-96", manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.]

以下の方法で、測定と評価を行った。その結果を表1に記載した。
<加熱処理前の造形物の荷重たわみ温度の測定方法>
工程IIで得られた三次元造形物(δ)を荷重たわみ温度測定装置型番「148−HDPC−3」、安田精機(株)製]を用いて、JIS−K7191に準じて荷重たわみ温度を測定した。荷重は高荷重(1.8MPa)とした。
The measurement and evaluation were performed by the following methods. The results are shown in Table 1.
<Method for measuring the deflection temperature under load of a shaped object before heat treatment>
The load deflection temperature is measured according to JIS-K7191 using the load deflection temperature measurement device model number “148-HDPC-3” (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd.) for the three-dimensional structure (δ) obtained in step II did. The load was high load (1.8 MPa).

<加熱処理後の造形物の荷重たわみ温度の測定方法>
工程IIIで得られた三次元造形物(ε)を上記と同じ方法で荷重たわみ温度を測定した。荷重は高荷重(1.8MPa)とした。
<Method of measuring deflection temperature under load of shaped object after heat treatment>
The deflection temperature under load was measured in the same manner as described above for the three-dimensional structure (ε) obtained in step III. The load was high load (1.8 MPa).

<加熱処理後の造形物の破断強度(N/mm)の測定方法>
工程IIIで得られた三次元造形物(ε)をオートグラフ[(株)島津製作所製]を用いて、試験速度50mm/分で引張り、JIS−K7113に準じて引張破断強度を測定し、破断強度とした。
<Method of measuring breaking strength (N / mm 2 ) of shaped article after heat treatment>
The three-dimensional structure (ε) obtained in step III is pulled at a test speed of 50 mm / min using an autograph [manufactured by Shimadzu Corporation], and the tensile strength at break is measured according to JIS-K7113, It was strength.

<加熱処理後の保管時の変形(mm)の測定方法>
工程IIIで得られた三次元造形物(ε)をカッターで幅5mm、長さ50mmの形状に成型したものを試験片とする。
この試験片を水平固定した状態で恒温恒湿器(40℃、10%RH)中に24時間静置後、重力による変形で垂れ下がった部分と水平面からの距離を測定し、保管時の変形(mm)とした。
<Method of measuring deformation (mm) during storage after heat treatment>
The three-dimensional structure (ε) obtained in step III is molded into a shape of 5 mm in width and 50 mm in length with a cutter to obtain a test piece.
After leaving the test piece horizontally fixed for 24 hours in a constant temperature and humidity chamber (40 ° C., 10% RH), measure the distance from the horizontal surface and the part that hangs down due to deformation due to gravity. mm).

<加熱処理後の造形物のTgの測定方法>
工程IIIで得られた三次元造形物(ε)をカッターで幅5mm、長さ50mmの形状に成型した試験片を用いて、動的粘弾性測定(DMA)装置[型番「Rheogel−E4000」、(株)ユービーエム製]を用いて、DMA法により、引張モード、10HzでTgを測定した。
<Method of measuring Tg of shaped article after heat treatment>
A dynamic viscoelasticity measurement (DMA) apparatus [model number “Rheogel-E4000”, using a test piece obtained by forming the three-dimensional structure (ε) obtained in step III into a shape of 5 mm in width and 50 mm in length with a cutter] The Tg was measured at 10 Hz in a tensile mode by the DMA method using U.S. Pat.

表1に記載の結果から、本発明の製造方法(実施例1〜9)で作成した三次元造形物は、比較用の方法(比較例1〜4)で製造した三次元造形物に比べて、荷重たわみ温度が高く、耐熱性に優れたものであることがわかる。同時に破断強度も高いことから、光造形物としての強度も十分に持ち合わせたものであることが分かる。   From the results described in Table 1, the three-dimensional structure created by the manufacturing method of the present invention (Examples 1 to 9) is compared to the three-dimensional structure fabricated by the method for comparison (Comparative Examples 1 to 4) It can be understood that the deflection temperature under load is high and the heat resistance is excellent. At the same time, since the breaking strength is also high, it can be seen that the strength as a photofabricated object is sufficiently possessed.

本発明の製造方法で作成した三次元造形物は、高い耐熱性及び優れた機械物性を有することから、本発明の製造方法は、インクジェット光造形法における光造形品の製造方法として極めて有用である。   The three-dimensional object produced by the production method of the present invention has high heat resistance and excellent mechanical properties, so the production method of the present invention is extremely useful as a method for producing an optical shaped article in an inkjet optical shaping method. .

1 パーソナルコンピュータ(パソコン)
2 三次元造形装置
21 Z方向に移動可能な造形テーブル
22 モデル材用のプリンタヘッド
23 サポート材用のプリンタヘッド
24 ローラ
25 UV光源
26 プリンタヘッドモジュール
27 モデル材のカートリッジ
28 サポート材のカートリッジ
29 供給用ポンプ
30 供給用ポンプ
1 Personal computer (PC)
2 3D modeling apparatus 21 Modeling table movable in Z direction 22 Printer head for model material 23 Printer head for support material 24 Roller 25 UV light source 26 Printer head module 27 Cartridge for model material 28 Cartridge for support material 29 For supply Pump 30 Pump for supply

Claims (6)

インクジェット光造形法を用いた光造形品の製造方法であって、
モデル材(α)が単官能エチレン性不飽和単量体(A)と多官能エチレン性不飽和単量体(B)と光重合開始剤(C)とを含有し、モデル材用吐出ヘッドから前記モデル材(α)を、サポート材用吐出ヘッドからサポート材(β)を造形テーブル上に吐出し、吐出された前記モデル材(α)を光硬化手段により光硬化させ、前記モデル材(α)と前記サポート材(β)からなる層を形成し、さらにこれを高さ方向に繰り返し、前記モデル材(α)と前記サポート材(β)からなる積層体(γ)を形成する工程(I)と、
前記積層体(γ)から前記サポート材(β)にて構成される部分を除去することにより、前記モデル材(α)からなる三次元造形物(δ)を造形物として取り出す工程(II)と、
前記三次元造形物(δ)を加熱処理することにより、三次元造形物内の未硬化成分としての多官能エチレン性不飽和単量体(B)の少なくとも一部を除去する工程(III)と、
を含み、
前記未硬化成分の除去工程(III)において、加熱処理を溶媒中に浸漬して行うことを特徴とする光造形品の製造方法。
A method for producing a photoformed product using an inkjet light molding method, comprising:
The model material (α) contains a monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A), a polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) and a photopolymerization initiator (C), and from the discharge head for the model material The support material (β) is discharged from the support material discharge head onto the shaping table from the support material discharge head, and the discharged model material (α) is photocured by a photocuring means, and the model material (α) Forming a layer comprising the support material (β) and repeating the process in the height direction to form a laminate (γ) comprising the model material (α) and the support material (β) (I) )When,
And removing a three-dimensional structure (δ) made of the model material (α) as a structure by removing the portion composed of the support material (β) from the laminate (γ), and ,
And (III) removing at least a part of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) as an uncured component in the three-dimensional structure by heating the three-dimensional structure (δ) ,
Only including,
In the removal process (III) of the said unhardened component, heat processing are performed by being immersed in a solvent, The manufacturing method of the light-shaped article characterized by the above-mentioned.
前記未硬化成分の除去工程(III)での加熱処理温度が50〜140℃である請求項1に記載の光造形品の製造方法。   The method for producing an optical formed article according to claim 1, wherein the heat treatment temperature in the removal step (III) of the uncured component is 50 to 140 ° C. 前記未硬化成分の除去工程(III)において、加熱処理を溶解度パラメータ−(SP)が8〜18である溶媒中に浸漬して行うことを特徴とする請求項1または2記載の光造形品の製造方法。 The photoformed article according to claim 1 or 2, wherein the heat treatment is performed by immersing in a solvent having a solubility parameter (SP) of 8 to 18 in the step of removing the uncured component (III). Production method. 前記未硬化成分の除去工程(III)において浸漬に用いられる溶媒がアルキレンオキサイド付加物であることを特徴とする請求項3記載の光造形品の製造方法。   The method according to claim 3, wherein the solvent used for immersion in the removal step (III) of the uncured component is an alkylene oxide adduct. 三次元造形物の加熱処理前の荷重たわみ温度が50〜80℃であり、加熱処理後の荷重たわみ温度が90〜120℃である請求項1〜のいずれか記載の光造形品の製造方法。 The method according to any one of claims 1 to 4 , wherein the load deflection temperature before the heat treatment of the three-dimensional structure is 50 to 80 ° C, and the load deflection temperature after the heat treatment is 90 to 120 ° C. . 多官能エチレン性不飽和単量体(B)が、分子内に2〜6個のメタクリル基を含有する請求項1〜のいずれか記載の光造形品の製造方法。 The method for producing a photoformed article according to any one of claims 1 to 5 , wherein the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) contains 2 to 6 methacryl groups in the molecule.
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