JP2015189942A - Photocurable resin composition, container, solid molding manufacturing installation and manufacturing method of solid molding - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光硬化性樹脂組成物、容器、立体造形物製造装置及び立体造形物の製造方法に関する。 The present invention relates to a photocurable resin composition, a container, a three-dimensional modeled manufacturing apparatus, and a three-dimensional modeled manufacturing method.
近年、三次元CADに入力されたデータに基づいて液状の光硬化性樹脂組成物を立体的に光学造形する方法が広く採用されるようになっている。この造形方法によれば、金型等を作製することなく目的とする立体造形物を良好な寸法精度で製造し得る。 In recent years, a method of three-dimensional optical modeling of a liquid photocurable resin composition based on data input to a three-dimensional CAD has been widely adopted. According to this modeling method, a target three-dimensional model can be manufactured with good dimensional accuracy without producing a mold or the like.
このような立体造形物の製造方法に用いる光硬化性樹脂組成物として、ジメタクリレート系ラジカル重合性モノマーと、アシルホスフィンオキサイド系ラジカル重合開始剤とを含む面露光方式による光学的立体造形用樹脂組成物が提案されている(特許文献1)。 A resin composition for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method containing a dimethacrylate radical polymerizable monomer and an acylphosphine oxide radical polymerization initiator as a photocurable resin composition used in the method for producing such a three-dimensional modeled product. The thing is proposed (patent document 1).
しかしながら、前述の組成物では、ラジカル反応が進行しにくく、充分な造形精度が得られない。 However, in the above-described composition, the radical reaction is difficult to proceed and sufficient modeling accuracy cannot be obtained.
そこで、本発明は、造形精度に優れた面露光方式による光学的立体造形に用いる光硬化性樹脂組成物を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the photocurable resin composition used for the optical three-dimensional modeling by the surface exposure system excellent in modeling precision.
前記目的を達成するために、本発明の光硬化性樹脂組成物は、
下記A〜Cを含むことを特徴とする光硬化性樹脂組成物である。
A:アシルホスフィンオキサイド化合物を含む光重合開始剤
B:下記式B1で表される化合物及び下記式B2で表される化合物の少なくとも一方の光重合性モノマー化合物
C:第3級有機ホスフィン化合物
aは単結合又は二重結合を表し、
R1、R2、及びR3は、メチル基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
X1及びX2は、それぞれ、下記式B3で表される置換基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
X1及びX2の少なくとも一方は、下記式B3で表される置換基である。
bは、単結合又はエーテル結合を表す。
nは、0以上の整数である。
R7は、CmH2m+1で表される置換基であり、mは、0以上の整数である。
*は結合手を表す。
R4、R5、及びR6は、メチル基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
X3及びX4は、それぞれ、上記式B3で表される置換基又は水素原子であり、同一でも異なっても良く、
X3及びX4の少なくとも一方は、前記式B3で表される置換基である。
In order to achieve the object, the photocurable resin composition of the present invention comprises:
It is a photocurable resin composition characterized by including following AC.
A: Photopolymerization initiator B containing acylphosphine oxide compound B: Photopolymerizable monomer compound C: tertiary organic phosphine compound at least one of a compound represented by the following formula B1 and a compound represented by the following formula B2
a represents a single bond or a double bond;
R 1 , R 2 , and R 3 are a methyl group or a hydrogen atom, and may be the same or different.
X 1 and X 2 are each a substituent represented by the following formula B3 or a hydrogen atom, and may be the same or different.
At least one of X 1 and X 2 is a substituent represented by the following formula B3.
b represents a single bond or an ether bond.
n is an integer of 0 or more.
R 7 is a substituent represented by C m H 2m + 1 , and m is an integer of 0 or more.
* Represents a bond.
R 4 , R 5 , and R 6 are a methyl group or a hydrogen atom, and may be the same or different.
X 3 and X 4 are each a substituent represented by the above formula B3 or a hydrogen atom, and may be the same or different,
At least one of X 3 and X 4 is a substituent represented by the formula B3.
本発明の光硬化性樹脂組成物は、前記光重合性モノマー化合物として、前記Bを使用することにより、組成物粘度を低くすることができるため、取り扱いが容易となる。さらに、本発明の光硬化性樹脂組成物は、前記A及び前記Cを併用することで、ラジカル反応を促進することができるため、高速造形(低光量造形)が可能となる。このため、本発明の光硬化性樹脂組成物は、光学的立体造形の造形精度を向上させることが可能である。 The photocurable resin composition of the present invention can be easily handled because the viscosity of the composition can be lowered by using B as the photopolymerizable monomer compound. Furthermore, since the photocurable resin composition of the present invention can promote radical reaction by using A and C together, high-speed modeling (low-light modeling) is possible. For this reason, the photocurable resin composition of this invention can improve the modeling precision of optical three-dimensional modeling.
本発明の光硬化性樹脂組成物について説明する。前述のとおり、本発明の光硬化性樹脂組成物は、面露光方式による光学的立体造形に用いる光硬化性樹脂組成物であって、前記A〜Cを含む。 The photocurable resin composition of the present invention will be described. As above-mentioned, the photocurable resin composition of this invention is a photocurable resin composition used for the optical three-dimensional modeling by a surface exposure system, Comprising: Said AC.
前述のとおり、本発明の光硬化性樹脂組成物は、前記光重合性モノマー化合物として、前記Bを使用することにより、組成物粘度を低くすることができるため、取り扱いが容易となる。 As described above, the photocurable resin composition of the present invention is easy to handle because the viscosity of the composition can be lowered by using B as the photopolymerizable monomer compound.
また、本発明の光硬化性樹脂組成物は、前記A及び前記Cを併用することで、ラジカル反応を促進することができるため、高速造形(低光量造形)が可能となる。一般に、面露光方式による光学的立体造形には、波長380nm以上の紫外域から近紫外域では硬化性に劣るので、波長380nm以下の光が必要である。しかしながら、波長380nm以下の光は、取扱いが困難である。波長380nm以下の短波長は、高エネルギーであり、光が当たってしまう材料の変質を引き起こしてしまう場合がある。このため、前記光学的立体造形物の製造において、外部との遮光が必要となる。加えて、波長380nm以下の光では、深部重合が困難である。これは、波長が短くなると、光硬化樹脂の深さ方向へ光が進入出来なくなり、造形可能な厚みが薄くなり、積層造形に時間を要する事となるためである。さらに、着色材料が、光重合樹脂に混入されていると、前記光の反射率及び吸収率が飛躍的に上昇するため、より短波長光の深さ方向への侵入が困難となる。これに対し、前記A、前記B及び前記Cを全て含む本発明の光硬化性樹脂組成物は、例えば、波長380nm以上の比較的低エネルギーの近紫外光であっても、光重合反応は深部でも進行し、十分な硬化性が得られ、さらに、微細部分の造形精度に優れる。 Moreover, since the photocurable resin composition of this invention can accelerate | stimulate a radical reaction by using said A and said C together, high-speed modeling (low light quantity modeling) is attained. In general, optical three-dimensional modeling by the surface exposure method requires light having a wavelength of 380 nm or less because it is inferior in curability from the ultraviolet region having a wavelength of 380 nm or more to the near ultraviolet region. However, it is difficult to handle light having a wavelength of 380 nm or less. A short wavelength having a wavelength of 380 nm or less is high energy and may cause alteration of the material that is exposed to light. For this reason, in manufacture of the said optical three-dimensional molded item, light shielding with the exterior is needed. In addition, deep polymerization is difficult with light having a wavelength of 380 nm or less. This is because when the wavelength is shortened, light cannot enter in the depth direction of the photo-curing resin, the thickness that can be formed becomes thin, and it takes time for layered modeling. Furthermore, when the coloring material is mixed in the photopolymerization resin, the reflectance and absorption rate of the light are remarkably increased, so that it is difficult to penetrate the shorter wavelength light in the depth direction. On the other hand, the photo-curable resin composition of the present invention containing all of A, B and C has a deep photopolymerization reaction even in the case of relatively low energy near ultraviolet light having a wavelength of 380 nm or more. However, it progresses, sufficient curability is obtained, and furthermore, the molding accuracy of the fine part is excellent.
このため、本発明の光硬化性樹脂組成物は、光学的立体造形の造形精度を向上させることが可能である。 For this reason, the photocurable resin composition of this invention can improve the modeling precision of optical three-dimensional modeling.
[物質A]
前記Aにおいて、アシルホスフィンオキサイド化合物は、式(A)で表される化合物である。
(R20)3P=O (A)
式(A)において、
3つのR20は、それぞれ、有機基であり、3つのR20は同一でも異なっていてもよく、少なくとも1つのR20は、アシル基である。
[Substance A]
In A, the acylphosphine oxide compound is a compound represented by the formula (A).
(R 20 ) 3 P = O (A)
In formula (A),
Each of the three R 20 is an organic group, and the three R 20 may be the same or different, and at least one R 20 is an acyl group.
式(A)において、少なくとも1つのR20が、アシル基以外の基であることが好ましい。前記アシル基以外の基は、フェニル基等のアリール基(芳香族基)であることが好ましい。 In the formula (A), it is preferable that at least one R 20 is a group other than an acyl group. The group other than the acyl group is preferably an aryl group (aromatic group) such as a phenyl group.
また、式(A)において、少なくとも1つのR20が、アロイル基(芳香族カルボニル基)であることが好ましい。前記アロイル基は、式(A1)で表される基であることが好ましい。
R21、R22及びR23は、それぞれ、直鎖もしくは分岐アルキル基であり、同一でも異なってもよい。
*は、結合手を表す。
式(A1)で表されるアロイル基は、式(A)中に複数存在する場合は、同一でも異なっていてもよい。
In formula (A), at least one R 20 is preferably an aroyl group (aromatic carbonyl group). The aroyl group is preferably a group represented by the formula (A1).
R 21 , R 22 and R 23 are each a linear or branched alkyl group, and may be the same or different.
* Represents a bond.
When a plurality of aroyl groups represented by the formula (A1) are present in the formula (A), they may be the same or different.
式(A1)において、R21、R22及びR23は、全てメチル基であることが好ましい。 In the formula (A1), it is preferable that R 21 , R 22 and R 23 are all methyl groups.
前記Aは、式(A−1)で表される化合物及び式(A−2)で表される化合物の少なくとも一方を含むことがより好ましい。
前記Aは、自家調製してもよいし、市販品を用いてもよい。前記市販品は、例えば、BASF社製の「IRGACURE(登録商標)819」及び「Lucirin(登録商標)TPO」等があげられる。前記Aは、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 A may be prepared in-house or a commercially available product may be used. Examples of the commercially available products include “IRGACURE (registered trademark) 819” and “Lucirin (registered trademark) TPO” manufactured by BASF. One type of A may be used alone, or two or more types may be used in combination.
前記光硬化性樹脂組成物全量に対する前記Aの配合量(A割合)は、特に限定されず、例えば、0.1重量%〜6重量%である。前記A割合が、前記範囲内であれば、前記光硬化性樹脂組成物は、適度に硬化される。また、前記A割合は、6重量%以下であれば、前記Aによる立体造形物の着色が低減される。前記A割合は、好ましくは、0.5重量%〜5重量%であり、より好ましくは、1重量%〜4重量%である。 The blending amount (A ratio) of A with respect to the total amount of the photocurable resin composition is not particularly limited, and is, for example, 0.1 wt% to 6 wt%. If the A ratio is within the above range, the photocurable resin composition is appropriately cured. Moreover, if the said A ratio is 6 weight% or less, coloring of the three-dimensional molded item by said A will be reduced. The proportion A is preferably 0.5 wt% to 5 wt%, more preferably 1 wt% to 4 wt%.
[物質B]
前記B(光重合性モノマー)は、下記式B1で表される化合物及び下記式B2で表される化合物の少なくとも一方の光重合性モノマー化合物である。
aは単結合又は二重結合を表す。
また、R1、R2、及びR3は、メチル基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
また、X1及びX2は、それぞれ、下記式B3で表される置換基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
また、X1及びX2の少なくとも一方は、下記式B3で表される置換基である。
bは、単結合又はエーテル結合を表す。
また、nは、0以上の整数である。
また、R7は、CmH2m+1で表される置換基であり、mは、0以上の整数である。
また、*は結合手を表す。
R4、R5、及びR6は、メチル基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
また、X3及びX4は、それぞれ、上記式B3で表される置換基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
また、X3及びX4の少なくとも一方は、上記式B3で表される置換基である。
[Substance B]
The B (photopolymerizable monomer) is at least one photopolymerizable monomer compound of a compound represented by the following formula B1 and a compound represented by the following formula B2.
a represents a single bond or a double bond.
R 1 , R 2 , and R 3 are a methyl group or a hydrogen atom, and may be the same or different.
X 1 and X 2 are each a substituent or a hydrogen atom represented by the following formula B3, and may be the same or different.
Further, at least one of X 1 and X 2 is a substituent represented by the following formula B3.
b represents a single bond or an ether bond.
N is an integer of 0 or more.
R 7 is a substituent represented by C m H 2m + 1 , and m is an integer of 0 or more.
* Represents a bond.
R 4 , R 5 , and R 6 are a methyl group or a hydrogen atom, and may be the same or different.
X 3 and X 4 are each a substituent or a hydrogen atom represented by the formula B3 and may be the same or different.
At least one of X 3 and X 4 is a substituent represented by the above formula B3.
前記光硬化性樹脂組成物において、光重合性モノマー化合物として前記Bを含む事により、前記光硬化性樹脂組成物のガラス転移点が高くなり、粘度が適度なものとなる。これにより、立体造形物の製造が容易となる。具体的には、例えば、後述する図1及び図2に示す立体造形物製造装置の工作台21を所定ピッチだけ上昇、又は下降させた際の前記光硬化性樹脂組成物の工作台21の移動方向への追従性が向上し、工作台21の移動方向における立体造形物の寸法精度が向上する。 In the said photocurable resin composition, by containing said B as a photopolymerizable monomer compound, the glass transition point of the said photocurable resin composition becomes high, and a viscosity becomes a moderate thing. Thereby, manufacture of a three-dimensional molded item becomes easy. Specifically, for example, the movement of the work table 21 of the photocurable resin composition when the work table 21 of the three-dimensional object manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 described later is raised or lowered by a predetermined pitch. The followability to a direction improves and the dimensional accuracy of the three-dimensional molded item in the moving direction of the work table 21 improves.
前記光硬化性樹脂組成物のガラス転移点は、示差走査熱量計を用いて光硬化性樹脂のガラス転移に伴う熱変化を検出することにより測定した時の測定値が、30℃以上が好ましく、より好ましくは、60℃以上であり、さらに好ましくは、80℃以上である。 The glass transition point of the photocurable resin composition is preferably measured at 30 ° C. or more when measured by detecting a thermal change associated with the glass transition of the photocurable resin using a differential scanning calorimeter, More preferably, it is 60 degreeC or more, More preferably, it is 80 degreeC or more.
前記光硬化性樹脂組成物の粘度は、回転粘度計を用いて、25℃、ローターNo.2、60rpmの条件にて測定した時の測定値が、約700mPa・s以下が好ましく、より好ましくは、200mPa・s〜700mPa・sであり、さらに好ましくは、230mPa・s〜370mPa・sである。前記測定値が、約700mPa・s以下であれば、前記光硬化性樹脂組成物の取り扱いが容易である。また、造形時におけるステージ移動時の液追従性が良くなり、液面が平滑になる。 The viscosity of the photocurable resin composition was measured using a rotational viscometer at 25 ° C., rotor No. 2, The measured value when measured under the condition of 60 rpm is preferably about 700 mPa · s or less, more preferably 200 mPa · s to 700 mPa · s, and further preferably 230 mPa · s to 370 mPa · s. . When the measured value is about 700 mPa · s or less, the photocurable resin composition is easy to handle. In addition, the liquid followability when moving the stage during modeling is improved, and the liquid level becomes smooth.
前記Bにおいて、前記式B1で表される化合物を含む場合、前記X1及びX2のいずれか一方が、水素原子であり、かつ前記Bにおいて、前記式B2で表される化合物を含む場合、前記X3及びX4のいずれか一方が、水素原子であることが好ましい。具体的な化合物としては、例えば、下記式B4〜B8で表される化合物が挙げられる。これにより、前記光硬化性樹脂組成物の粘度がさらに低下するため、取り扱いが一層容易となる。
さらに、前記式B3において、下記一般式B9で表されるように、R7が、メチル基であることが好ましい。これにより、酸素が存在しない環境下(例えば、光を空気と接触する上面とは反対の下面から照射する環境下)におけるラジカル重合反応において、より余剰効果を少なくし、微細造形を可能とする。
さらに、前記Bが、前記式B1で表される化合物であり、前記式B1中、aが単結合であることが好ましい。具体的には、前記式B4〜B8の中でも、前記aが単結合である前記式B6若しくはB7で表される化合物が挙げられる。これにより、前記光重合開始剤により発生したラジカルがビニル基を攻撃し、光重合反応が進みやすくなり、前記光硬化性樹脂組成物の硬化性が向上する。これにより、余剰効果を少なくし、微細造形を可能とする。また、造形物の硬度が向上する。 Furthermore, it is preferable that B is a compound represented by the formula B1, and in the formula B1, a is a single bond. Specifically, among the formulas B4 to B8, the compound represented by the formula B6 or B7, in which the a is a single bond, is mentioned. Thereby, the radical generated by the photopolymerization initiator attacks the vinyl group, the photopolymerization reaction easily proceeds, and the curability of the photocurable resin composition is improved. Thereby, a surplus effect is reduced and fine modeling is enabled. Moreover, the hardness of a molded article improves.
前記Bが、前記式B2で表される化合物であることが好ましい。前記式B2で表される化合物として、具体的には、前記式B8で表される化合物が挙げられる。これにより、前記光硬化性樹脂組成物の粘度がさらに低下するとともに、硬化性がさらに向上する。また、造形物の硬度が向上する。 The B is preferably a compound represented by the formula B2. Specific examples of the compound represented by Formula B2 include a compound represented by Formula B8. Thereby, while the viscosity of the said photocurable resin composition further falls, sclerosis | hardenability improves further. Moreover, the hardness of a molded article improves.
前記式B1で表される化合物及び前記式B2で表される化合物は、自家調製してもよいし、市販品を用いてもよい。 The compound represented by Formula B1 and the compound represented by Formula B2 may be prepared in-house or commercially available products may be used.
前記式B1で表され、かつaが二重結合である化合物の前記市販品としては、例えば、日立化成(株)製の「FA−511AS(R1〜R3:水素原子、X1:水素原子、X2:式B3で表され、bは単結合であり、nは0であり、R7は、水素原子)、」、「FA−512AS(R1〜R3:水素原子、X1:水素原子、X2:式B3で表され、bは、エーテル結合であり、nは2であり、R7は、水素原子)」、「FA−512M(R1〜R3:水素原子、X1:水素原子、X2:式B3で表され、bは、エーテル結合であり、nは2であり、R7は、メチル基)」、「FA−512MT(R1〜R3:水素原子、X1:水素原子、X2:式B3で表され、bは、エーテル結合であり、nは2であり、R7は、メチル基)」等が挙げられる。 Examples of the commercially available compound represented by the formula B1 and a being a double bond include “FA-511AS (R 1 to R 3 : hydrogen atom, X 1 : hydrogen) manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd. Atom, X 2 : represented by Formula B3, b is a single bond, n is 0, R 7 is a hydrogen atom), ”“ FA-512AS (R 1 to R 3 : hydrogen atom, X 1 : Hydrogen atom, X 2 : represented by formula B3, b is an ether bond, n is 2, R 7 is a hydrogen atom) ”,“ FA-512M (R 1 to R 3 : hydrogen atom, X 1 : hydrogen atom, X 2 : represented by formula B3, b is an ether bond, n is 2, R 7 is a methyl group), “FA-512MT (R 1 to R 3 : hydrogen atom, X 1: a hydrogen atom, X 2: represented by formula B3, b is an ether bond, n is 2, R 7 is Methyl group) ", and the like.
また、前記式B1で表され、かつaが単結合である化合物の前記市販品としては、例えば、日立化成(株)製の「FA−513M(R1〜R3:水素原子、X1:水素原子、X2:式B3で表され、bは、単結合であり、nは0であり、R7は、メチル基)、「FA−513AS(R1〜R3:水素原子、X1:水素原子、X2:式B3で表され、bは単結合であり、nは0であり、R7は、水素原子);新中村化学工業(株)製の、「DCP(R1〜R3:水素原子、X1及びX2:式B3で表され、bは単結合であり、nは1であり、R7は、メチル基)」、「A−DCP(R1〜R3:水素原子、X1及びX2:式B3で表され、bは単結合であり、nは1であり、R7は、水素原子)等が挙げられる。 Further, the formula is represented by B1, and examples of the commercially available products of the compound a is a single bond, for example, Hitachi Chemical Co., Ltd. "FA-513M (R 1 ~R 3 : hydrogen atom, X 1: Hydrogen atom, X 2 : represented by formula B3, b is a single bond, n is 0, R 7 is a methyl group), “FA-513AS (R 1 to R 3 : hydrogen atom, X 1 : Hydrogen atom, X 2 : represented by the formula B3, b is a single bond, n is 0, R 7 is a hydrogen atom); “DCP (R 1 to R 1 -N) manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. R 3 : hydrogen atom, X 1 and X 2 : represented by formula B3, b is a single bond, n is 1, R 7 is a methyl group), “A-DCP (R 1 to R 3 : Hydrogen atom, X 1 and X 2 : represented by formula B3, b is a single bond, n is 1, and R 7 is a hydrogen atom).
前記式B2で表される化合物の前記市販品としては、例えば、アーク(株)製の「イソボニルアクリレート(R4〜R6:メチル基、X3:式B3で表され、bは単結合であり、nは0であり、R7は、水素原子、X2:水素原子」、「イソボニルメタアクリレート(R4〜R6:メチル基、X3:式B3で表され、bは単結合であり、nは0であり、R7は、メチル基、X2:水素原子)」等が挙げられる。 Examples of the commercial product of the compound represented by the formula B2 include “Isobonyl acrylate (R 4 to R 6 : methyl group, X 3 : represented by the formula B3, manufactured by ARK Co., Ltd., and b represents a single bond. N is 0, R 7 is a hydrogen atom, X 2 : hydrogen atom, “isobonyl methacrylate (R 4 to R 6 : methyl group, X 3 : represented by formula B3, b is a single atom A bond, n is 0, and R 7 is a methyl group, X 2 : a hydrogen atom) ”or the like.
前記式B1で表される化合物及び前記式B2で表される化合物は、それぞれ、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 The compound represented by the formula B1 and the compound represented by the formula B2 may be used singly or in combination of two or more.
前記光硬化性樹脂組成物全量に対する前記Bの配合量(B割合)は、特に限定されないが、例えば、0.1重量%〜20重量%であり、好ましくは、1.0重量%〜10重量%であり、より好ましくは、2重量%〜7重量%である。前記B割合が、0.1重量%以上であれば、適度な粘度が得られ、硬化物の硬度が向上する。一方、前記B割合が、20重量%以下であれば、適度な寸法精度を得ることが出来る。 The blending amount (B ratio) of the B with respect to the total amount of the photocurable resin composition is not particularly limited, and is, for example, 0.1 wt% to 20 wt%, preferably 1.0 wt% to 10 wt%. %, More preferably 2 to 7% by weight. If the said B ratio is 0.1 weight% or more, moderate viscosity will be obtained and the hardness of hardened | cured material will improve. On the other hand, if the B ratio is 20% by weight or less, appropriate dimensional accuracy can be obtained.
[物質C]
前記C(第3級有機ホスフィン化合物)とは、式(C)で表される化合物である。
R31、R32及びR33は、それぞれ、有機基であり、R31、R32及びR33は同一でも異なっていてもよい。
[Substance C]
The C (tertiary organic phosphine compound) is a compound represented by the formula (C).
R 31 , R 32 and R 33 are each an organic group, and R 31 , R 32 and R 33 may be the same or different.
式(C)において、前記有機基は、アリール基(芳香族基)であることが好ましい。これにより、より余剰硬化なく硬化性促進ができる。前記アリール基は、フェニル基であることが好ましい。これにより、さらに、余剰硬化なく硬化性促進ができる。前記フェニル基は、1又は複数の炭化水素基で置換されていても置換されていなくてもよい。前記炭化水素基は、直鎖もしくは分岐アルキル基であることが好ましく、メチル基であることが特に好ましい。 In the formula (C), the organic group is preferably an aryl group (aromatic group). Thereby, sclerosis | hardenability can be accelerated | stimulated without excessive hardening. The aryl group is preferably a phenyl group. Thereby, curability can be further accelerated without excessive curing. The phenyl group may be substituted or unsubstituted with one or more hydrocarbon groups. The hydrocarbon group is preferably a linear or branched alkyl group, and particularly preferably a methyl group.
式(C)において、R31、R32及びR33が、それぞれ、フェニル基、o−トリル基、m−トリル基又はp−トリル基であることがより好ましい。 In the formula (C), R 31 , R 32 and R 33 are more preferably a phenyl group, an o-tolyl group, an m-tolyl group or a p-tolyl group, respectively.
前記Cは、式(C1)で表される化合物を含むことがさらに好ましい。前記Cは、式(C−1)で表される化合物、式(C−2)で表される化合物、式(C−3)で表される化合物及び式(C−4)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも一つの化合物を含むことがさらに好ましい。前記Cは、式(C−1)で表される化合物を含むことが特に好ましい。式(C−1)で表される化合物を含ませることで、反り部における余剰硬化オーバーハング等の造形精度をさらに向上させることが可能となる。 More preferably, the C includes a compound represented by the formula (C1). The C is represented by the compound represented by the formula (C-1), the compound represented by the formula (C-2), the compound represented by the formula (C-3), and the formula (C-4). More preferably, it comprises at least one compound selected from the group consisting of compounds. The C particularly preferably includes a compound represented by the formula (C-1). By including the compound represented by the formula (C-1), it is possible to further improve the modeling accuracy such as excessive curing overhang in the warped portion.
Rは、水素原子、CpH2p+1(pは、1〜4の整数)又はCqH2q+1O(qは、1〜4の整数)である。
R is a hydrogen atom, (the p, 1 to 4 integer) C p H 2p + 1 (the q, 1 to 4 integer) or C q H 2q + 1 O is.
前記Cは、自家調製してもよいし、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、北興化学工業(株)製の「TOTP(登録商標)(式(C−1)で表される化合物、トリオルトトリルホスフィン)」、「TMTP(登録商標)(式(C−2)で表される化合物、トリメタトリルホスフィン)」、「TPTP(登録商標)(式(C−3)で表される化合物、トリパラトリルホスフィン)」、「ホクコー TPP(登録商標)(式(C−4)で表される化合物、トリフェニルホスフィン)」が挙げられる。さらに、前記式(D−1)で表される化合物は、「TPAP(登録商標)(トリスパラメトキシフェニルホスフィン)」、「DPCP(登録商標)(ジフェニルシクロヘキシルホスフィン)」、「TCHP(登録商標)(トリシクロヘキシルホスフィン)」、「ホクコー TBP(登録商標)(トリ−n−ブチルホスフィン)」、「TTBuP(登録商標)(トリターシャリーブチルホスフィン)」、「TOCP(登録商標)(トリ−n−オクチルホスフィン)」、「DPPST(登録商標)(パラスチリルジフェニルホスフィン)」、「Amphos([4−(N,N−ジメチルアミノ)フェニル]ジ−tert−ブチルホスフィン)」及び「DPPC(登録商標)(ジフェニルホスフィナスクロライド)」等があげられる。前記Cは、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を併用してもよい。 C may be prepared in-house or a commercially available product may be used. Examples of the commercially available products include “TOTP (registered trademark) (compound represented by formula (C-1), triorthotolylphosphine)”, “TMTP (registered trademark)” (formula) manufactured by Hokuko Chemical Co., Ltd. (Compound represented by (C-2), trimetatolylphosphine) "," TPTP (registered trademark) (compound represented by formula (C-3), tripalatolylphosphine) "," Hokuko TPP (registered trademark) " (Compound represented by formula (C-4), triphenylphosphine) ”. Furthermore, the compound represented by the formula (D-1) includes “TPAP (registered trademark) (trisparamethoxyphenylphosphine)”, “DPCP (registered trademark) (diphenylcyclohexylphosphine)”, “TCHP (registered trademark)”. (Tricyclohexylphosphine) "," Hokuko TBP (registered trademark) (tri-n-butylphosphine) "," TTBuP (registered trademark) (tritertiary butylphosphine) "," TOCP (registered trademark) (tri-n- Octylphosphine) ”,“ DPPST® (parastyryl diphenylphosphine) ”,“ Amphos ([4- (N, N-dimethylamino) phenyl] di-tert-butylphosphine) ”and“ DPPC® ”. (Diphenylphosphinas chloride) "and the like. C may be used alone or in combination of two or more.
前記光硬化性樹脂組成物全量に対する前記Cの配合量は、特に限定されないが、例えば、0.005重量%〜0.5重量%であり、好ましくは、0.01重量%〜0.1重量%であり、より好ましくは、0.02重量%〜0.07重量%である。 The blending amount of C with respect to the total amount of the photocurable resin composition is not particularly limited, and is, for example, 0.005 wt% to 0.5 wt%, preferably 0.01 wt% to 0.1 wt%. %, More preferably 0.02 wt% to 0.07 wt%.
前記光硬化性樹脂組成物は、必要に応じて、さらに、従来公知の添加剤を含んでもよい。前記添加剤としては、例えば、紫外線吸収剤等があげられる。 The photocurable resin composition may further contain a conventionally known additive as necessary. Examples of the additive include an ultraviolet absorber.
前記光硬化性樹脂組成物は、例えば、前記A、前記B及び前記Cと、必要に応じて他の添加剤とを、従来公知の方法で均一に混合することにより調製できる。 The photocurable resin composition can be prepared by, for example, uniformly mixing the A, the B, and the C and, if necessary, other additives by a conventionally known method.
つぎに、本発明の容器について説明する。本発明の容器は、面露光方式による光学的立体造形に用いる容器であって、前記容器は、光硬化性樹脂組成物を含み、前記光硬化性樹脂組成物が、本発明の光硬化性樹脂組成物であることを特徴とする。本発明の容器としては、例えば、カートリッジ、ボトル等があげられる。本発明の容器は、光硬化性樹脂組成物が充填されるものであることから、遮光性を有していることが好ましい。 Next, the container of the present invention will be described. The container of the present invention is a container used for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method, and the container contains a photocurable resin composition, and the photocurable resin composition is the photocurable resin of the present invention. It is a composition. Examples of the container of the present invention include a cartridge and a bottle. Since the container of the present invention is filled with the photocurable resin composition, it preferably has light shielding properties.
つぎに、立体造形物製造装置及び立体造形物の製造方法について例をあげて説明する。 Next, the three-dimensional model manufacturing apparatus and the three-dimensional model manufacturing method will be described with examples.
本例の立体造形物製造装置は、面露光方式による光学的立体造形に用いる立体造形物製造装置であって、上部開口、又は上面もしくは下面が光透過性を有し、内部に光硬化性樹脂組成物が充填された液槽と、前記液槽内を上下に移動可能な工作台と、前記液槽の上部又は下部において、前記光硬化性樹脂組成物の表面に光を照射する照射手段とを含む立体造形物製造装置であって、前記光硬化性樹脂組成物が、本発明の光硬化性樹脂組成物であることを特徴とする。 The three-dimensional object manufacturing apparatus of this example is a three-dimensional object manufacturing apparatus used for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method, and the upper opening, or the upper surface or the lower surface has light transmittance, and a photocurable resin inside. A liquid tank filled with the composition; a work table that can move up and down in the liquid tank; and irradiation means for irradiating light on the surface of the photocurable resin composition at the upper or lower part of the liquid tank; The said photocurable resin composition is the photocurable resin composition of this invention, It is characterized by the above-mentioned.
本例の立体造形物の製造方法は、面露光方式による光学的立体造形に用いる立体造形物の製造方法であって、本発明の光硬化性樹脂組成物に光を照射して立体造形物を製造することを特徴とする。 The manufacturing method of the three-dimensional structure of this example is a manufacturing method of the three-dimensional structure used for the optical three-dimensional structure by a surface exposure system, Comprising: Light is irradiated to the photocurable resin composition of this invention, and a three-dimensional structure is manufactured. It is characterized by manufacturing.
前述の立体造形物の製造方法は、例えば、前述の立体造形物製造装置を用いて実施可能である。 The manufacturing method of the above-mentioned three-dimensional molded item can be implemented using the above-mentioned three-dimensional molded item manufacturing apparatus, for example.
図1に、前述の立体造形物製造装置の構成の一例を示す。図1に示すとおり、この立体造形物製造装置は、内部に本発明の光硬化性樹脂組成物12が充填される液槽11と、液槽11に本発明の光硬化性樹脂組成物12を供給するカートリッジ30と、液槽11内を上下に移動可能な工作台21と、液槽11の下部において、光硬化性樹脂組成物12の表面に光14を照射する照射手段15とを主要な構成要素として含む。本発明の光硬化性樹脂組成物12は、一端がカートリッジ30に連結したチューブ31を介して、カートリッジ30から液槽11へと供給される。
In FIG. 1, an example of a structure of the above-mentioned three-dimensional molded item manufacturing apparatus is shown. As shown in FIG. 1, this three-dimensional structure manufacturing apparatus includes a
液槽11の底面には、石英ガラス等の透光板からなる透光窓13が設けられている。照射手段15は、透光窓13に向けて光14を照射するためのレンズを内蔵している。照射手段15は、光ファイバー16及び光シャッター18を介して、光源20に接続している。照射手段15は、移動手段17により水平面内のX−Y方向(図1において、X方向は、左右方向、Y方向は、紙面に垂直な方向)に移動可能とされている。工作台21は、エレベータ22により上下方向に移動可能とされている。移動手段17及びエレベータ22は、コンピュータ23により制御される。
A
図1に示す立体造形物製造装置を用いた立体造形物の製造は、例えば、つぎのようにして実施される。まず、工作台21を透光窓13よりもわずかに上方に位置させ、光14を目的とする立体造形物の水平断面に沿って走査させる。光14の光量は、特に制限されないが、例えば、0.1mW・s/mm2〜0.9mW・s/mm2である。この走査は、コンピュータ23により制御された移動手段17により行われる。
The manufacture of a three-dimensional structure using the three-dimensional structure manufacturing apparatus shown in FIG. 1 is performed as follows, for example. First, the work table 21 is positioned slightly above the
目的とする立体造形物の一つの水平断面(底面又は上面に相当する部分)の全てに光14を照射した後、工作台21を所定ピッチだけ上昇させ、硬化樹脂層24と透光窓13との間に未硬化の光硬化性樹脂組成物12を流入させる。その後、前述と同様にして、光14を照射する。この操作を繰り返すことにより、立体造形物が多層積層体として得られる。本発明の光硬化性樹脂組成物12により製造された立体造形物は、造形精度に優れる。本例の立体造形物製造装置及び立体造形物の製造方法は、光硬化性樹脂組成物12の使用量が少なくて済み、その組成の自由度も高いが、立体造形物が透光窓13に貼り付くため、小型の立体造形物の製造に向いている。本発明の光硬化性樹脂組成物12は、反り部における余剰硬化オーバーハング等の造形精度に優れるため、このような小型の立体造形物の製造にも好適に利用可能である。
After irradiating all of one horizontal section (a portion corresponding to the bottom surface or the top surface) of the target three-dimensional model with
図2に、前述の立体造形物製造装置の構成のその他の例を示す。図2において、図1と同一部分には、同一符号を付している。図1に示す立体造形物製造装置が液槽11の底面側から光14を照射するものであるのに対し、図2に示す立体造形物製造装置は、本発明の光硬化性樹脂組成物12の液面12aの上方から光14を照射するものである。図2に示す立体造形物製造装置を用いた立体造形物の製造は、例えば、工作台21又はその上の硬化樹脂層24と液面12aとの間に所定の厚さとなるように光硬化性樹脂組成物12を介在させた後、光14を照射して目的とする立体造形物の一水平断面の硬化物を形成した後、工作台21を所定ピッチだけ下降させるようにしたものであり、その他の操作は図1に示す立体造形物製造装置を用いたのと同様である。本例の立体造形物製造装置及び立体造形物の製造方法によれば、多量の光硬化性樹脂組成物12を要し、その組成の自由度も低いものの、大型の立体造形物を製造可能である。
In FIG. 2, the other example of a structure of the above-mentioned three-dimensional molded item manufacturing apparatus is shown. In FIG. 2, the same parts as those in FIG. While the three-dimensional object manufacturing apparatus shown in FIG. 1 irradiates light 14 from the bottom side of the
図1及び図2に示した立体造形物製造装置及びそれらを用いた立体造形物の製造方法について説明したが、本例の立体造形物製造装置及び立体造形物の製造方法は、これらの例に限定されない。 Although the three-dimensional model manufacturing apparatus shown in FIGS. 1 and 2 and the three-dimensional model manufacturing method using them have been described, the three-dimensional model manufacturing apparatus and the three-dimensional model manufacturing method of this example are described in these examples. It is not limited.
以上のように、本発明の光硬化性樹脂組成物は、造形精度に優れたものである。本発明の光硬化性樹脂組成物の用途は、特に限定されず、各種の面露光方式による光学的立体造形に広く適用可能である。 As described above, the photocurable resin composition of the present invention is excellent in modeling accuracy. The use of the photocurable resin composition of the present invention is not particularly limited, and can be widely applied to optical three-dimensional modeling by various surface exposure methods.
11 液槽
12 光硬化性樹脂組成物
12a 液面
13 透光窓
14 光
15 露光手段
16 光ファイバー
17 移動手段
18 光シャッター
20 光源
21 工作台
22 エレベータ
23 コンピュータ
24 硬化樹脂層
30 カートリッジ
31 チューブ
DESCRIPTION OF
Claims (8)
下記A〜Cを含むことを特徴とする光硬化性樹脂組成物。
A:アシルホスフィンオキサイド化合物を含む光重合開始剤
B:下記式B1で表される化合物及び下記式B2で表される化合物の少なくとも一方の光重合性モノマー化合物
C:第3級有機ホスフィン化合物
aは単結合又は二重結合を表し、
R1、R2、及びR3は、メチル基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
X1及びX2は、それぞれ、下記式B3で表される置換基又は水素原子であり、同一でも異なっても良く、
X1及びX2の少なくとも一方は、下記式B3で表される置換基である。
bは、単結合又はエーテル結合を表す。
nは、0以上の整数である。
R7は、CmH2m+1で表される置換基であり、mは、0以上の整数である。
*は結合手を表す。
R4、R5、及びR6は、メチル基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
X3及びX4は、それぞれ、上記式B3で表される置換基又は水素原子であり、同一でも異なっても良い。
X3及びX4の少なくとも一方は、前記式B3で表される置換基である。
A photocurable resin composition used for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method,
The photocurable resin composition characterized by including following AC.
A: Photopolymerization initiator B containing acylphosphine oxide compound B: Photopolymerizable monomer compound C: tertiary organic phosphine compound at least one of a compound represented by the following formula B1 and a compound represented by the following formula B2
a represents a single bond or a double bond;
R 1 , R 2 , and R 3 are a methyl group or a hydrogen atom, and may be the same or different.
X 1 and X 2 are each a substituent represented by the following formula B3 or a hydrogen atom, and may be the same or different,
At least one of X 1 and X 2 is a substituent represented by the following formula B3.
b represents a single bond or an ether bond.
n is an integer of 0 or more.
R 7 is a substituent represented by C m H 2m + 1 , and m is an integer of 0 or more.
* Represents a bond.
R 4 , R 5 , and R 6 are a methyl group or a hydrogen atom, and may be the same or different.
X 3 and X 4 are each a substituent represented by the above formula B3 or a hydrogen atom, and may be the same or different.
At least one of X 3 and X 4 is a substituent represented by the formula B3.
前記式B1中、aが単結合である請求項1から3のいずれか一項に記載の光硬化性樹脂組成物。 The B is a compound represented by the formula B1;
The photocurable resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein a is a single bond in the formula B1.
前記容器は、光硬化性樹脂組成物を含み、
前記光硬化性樹脂組成物が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光硬化性樹脂組成物であることを特徴とする容器。 A container used for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method,
The container includes a photocurable resin composition,
The said photocurable resin composition is a photocurable resin composition as described in any one of Claims 1-5, The container characterized by the above-mentioned.
上部開口、又は上面もしくは下面が光透過性を有し、内部に光硬化性樹脂組成物が充填された液槽と、
前記液槽内を上下に移動可能な工作台と、
前記液槽の上部又は下部において、前記光硬化性樹脂組成物の表面に光を照射する照射手段とを含む立体造形物製造装置であって、
前記光硬化性樹脂組成物が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の光硬化性樹脂組成物であることを特徴とする立体造形物製造装置。 A three-dimensional model manufacturing apparatus used for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method,
An upper opening, or a liquid tank in which an upper surface or a lower surface is light transmissive, and is filled with a photocurable resin composition inside;
A worktable that can move up and down in the liquid tank;
In the upper part or the lower part of the liquid tank, a three-dimensional structure manufacturing apparatus including irradiation means for irradiating light on the surface of the photocurable resin composition,
The said photocurable resin composition is the photocurable resin composition as described in any one of Claims 1-5, The three-dimensional molded item manufacturing apparatus characterized by the above-mentioned.
請求項1〜5のいずれか一項に記載の光硬化性樹脂組成物に光を照射して立体造形物を製造することを特徴とする立体造形物の製造方法。 A manufacturing method of a three-dimensional object to be used for optical three-dimensional modeling by a surface exposure method,
A method for producing a three-dimensional modeled object, wherein the photocurable resin composition according to any one of claims 1 to 5 is irradiated with light to produce a three-dimensional modeled object.
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