JP2015202613A - Method for manufacturing three-dimensional molded article, apparatus for manufacturing three-dimensional molded article, and three-dimensional molded article - Google Patents

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加藤 真一
Shinichi Kato
真一 加藤
嵩貴 平田
Koki Hirata
嵩貴 平田
福本 浩
Hiroshi Fukumoto
福本  浩
千草 佐藤
Chigusa Sato
千草 佐藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a three-dimensional molded article by which a three-dimensional molded article excellent in dimensional accuracy can be stably manufactured, to provide an apparatus for manufacturing a three-dimensional molded article, which can stably manufacture a three-dimensional molded article with excellent dimensional accuracy, and to provide a three-dimensional molded article manufactured by using the above method for manufacturing a three-dimensional molded article.SOLUTION: The method for manufacturing a three-dimensional molded article of the present invention is carried out by repeating a series of steps including: a layer forming step of forming a layer by using a composition containing a granular material; and a binder liquid imparting step of imparting a binder liquid into the layer to bind the granular material. An amount of the binder liquid to be imparted is controlled depending on the compatibility of the granular material and the binder liquid.

Description

本発明は、三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional structure, a three-dimensional structure manufacturing apparatus, and a three-dimensional structure.

粉末(粒体)を含む組成物を用いて材料層(単位層)を形成し、これらを積層することにより、三次元造形物を造形する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、次のような操作を繰り返すことによって三次元造形物を造形する。まず、粉末を均一な厚さで薄く敷き詰めて材料層を形成し、この材料層の所望部分のみにおいて、選択的に粉末同士を結合させ結合部を形成する。この結果、粉末同士が結合した結合部に薄い板状の部材(以下、「断面部材」という)が形成される。その後、その材料層の上にさらに材料層を薄く形成し、所望部分のみにおいて、選択的に粉末同士を結合させ結合部を形成する。その結果、新たに形成された材料層にも、新たな断面部材が形成される。このとき、新たに形成された断面部材は、先に形成された断面部材にも結合される。このような操作を繰り返して、薄い板状の断面部材(結合部)を一層ずつ積層することによって、三次元造形物を造形することができる。   A technique for forming a three-dimensional structure by forming a material layer (unit layer) using a composition containing powder (particles) and laminating them is known (for example, see Patent Document 1). . In this technique, a three-dimensional structure is formed by repeating the following operations. First, powder is spread thinly with a uniform thickness to form a material layer, and the powder is selectively bonded only at a desired portion of the material layer to form a bonded portion. As a result, a thin plate-like member (hereinafter referred to as “cross-sectional member”) is formed at the joint where the powders are joined. Thereafter, a material layer is further thinly formed on the material layer, and the powder is selectively bonded to each other only at a desired portion to form a bonded portion. As a result, a new cross-sectional member is also formed in the newly formed material layer. At this time, the newly formed cross-sectional member is also coupled to the previously formed cross-sectional member. By repeating such an operation and laminating thin plate-like cross-sectional members (joining portions) one by one, a three-dimensional structure can be formed.

しかしながら、従来においては、寸法精度に優れた三次元造形物を得ることが困難であった。   However, conventionally, it has been difficult to obtain a three-dimensional structure with excellent dimensional accuracy.

特開2003−53847号公報JP 2003-53847 A

本発明の目的は、寸法精度に優れた三次元造形物を安定的に製造することができる三次元造形物の製造方法を提供すること、寸法精度に優れた三次元造形物を安定的に製造することができる三次元造形物製造装置を提供すること、また、前記三次元造形物の製造方法を用いて製造された三次元造形物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a manufacturing method of a three-dimensional structure that can stably manufacture a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy, and to stably manufacture a three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy. An object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a three-dimensional structure, and to provide a three-dimensional structure manufactured using the method for manufacturing a three-dimensional structure.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形物の製造方法は、粒体を含む組成物を用いて、層を形成する層形成工程と、
前記層に前記粒体を結合するための結着液を付与する結着液付与工程とを含む一連の工程を繰り返し行うものであり、
前記粒体と前記結着液との相溶性に応じて、前記結着液の付与量を調整することを特徴とする。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The method for producing a three-dimensional structure of the present invention includes a layer forming step of forming a layer using a composition containing granules,
A series of steps including a binding liquid application step of applying a binding liquid for binding the particles to the layer,
The amount of the binding liquid applied is adjusted according to the compatibility between the particles and the binding liquid.

これにより、寸法精度に優れた三次元造形物を安定的に製造することができる三次元造形物の製造方法を提供することができる。   Thereby, the manufacturing method of the three-dimensional structure which can manufacture the three-dimensional structure excellent in dimensional accuracy stably can be provided.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記粒体と前記結着液との相溶性が高いほど、前記結着液の付与量を多いものとすることが好ましい。
これにより、三次元造形物の寸法精度を特に優れたものとすることができる。
In the method for producing a three-dimensional structure according to the present invention, it is preferable that the amount of the binding liquid applied increases as the compatibility between the particles and the binding liquid increases.
Thereby, the dimensional accuracy of the three-dimensional structure can be made particularly excellent.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記粒体は、有機材料で構成されたものであることが好ましい。   In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, it is preferable that the granules are made of an organic material.

これにより、前記粒体と前記結着液の密着性が上がり、造形物の機械的強度が向上する。   Thereby, the adhesiveness of the said granule and the said binding liquid goes up, and the mechanical strength of a molded article improves.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記組成物は、前記粒体に加えて、前記粒体を分散する溶媒を含むペースト状のものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, it is preferable that the composition is a paste that includes a solvent for dispersing the particles in addition to the particles.

これにより、組成物の流動性を高め層形成時の作業性を向上させることができ、層形成時等における粉末(粒体)の不本意な飛散等を効果的に防止することができる。   Thereby, the fluidity | liquidity of a composition can be improved and the workability | operativity at the time of layer formation can be improved, and the unintentional scattering of the powder (granule) at the time of layer formation etc. can be prevented effectively.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記一連の工程は、前記層形成工程と前記結着液付与工程との間に、前記溶媒を除去する溶媒除去工程を有していることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the series of steps preferably include a solvent removal step of removing the solvent between the layer formation step and the binding liquid application step. .

これにより、三次元造形物の機械的強度をより確実にさらに優れたものとすることができる。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure can be further improved.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記溶媒除去工程は、加熱により行うものであることが好ましい。   In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, the solvent removal step is preferably performed by heating.

これにより、三次元造形物の機械的強度のさらなる向上を図ることができる。また、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the further improvement of the mechanical strength of a three-dimensional structure can be aimed at. In addition, the productivity of the three-dimensional structure can be made particularly excellent.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記結着液は、紫外線硬化性樹脂を含むものであり、
前記一連の工程において、前記結着液付与工程の後に、紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂を硬化させる硬化工程を有していることが好ましい。
In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, the binding liquid contains an ultraviolet curable resin,
In the series of steps, it is preferable to have a curing step of irradiating ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin after the binding liquid applying step.

これにより、三次元造形物の機械的強度や三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、結着液の保存安定性、三次元造形物の生産コストの面からも有利である。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure and the productivity of the three-dimensional structure can be made particularly excellent. It is also advantageous from the viewpoint of storage stability of the binding liquid and production cost of the three-dimensional structure.

本発明の三次元造形物製造装置は、粒体を含む組成物を用いて、層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置であって、
前記組成物が付与され、前記層が形成されるステージと、
前記層に前記粒体を結合するための結着液を付与する結着液付与手段とを備え、
前記粒体と前記結着液との相溶性に応じて、前記結着液の付与量を調整することを特徴とする。
The three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention is a three-dimensional structure manufacturing apparatus that manufactures a three-dimensional structure by laminating layers using a composition containing granules,
A stage to which the composition is applied and the layer is formed;
A binding liquid applying means for applying a binding liquid for binding the particles to the layer;
The amount of the binding liquid applied is adjusted according to the compatibility between the particles and the binding liquid.

これにより、機械的強度および寸法精度に優れた三次元造形物を安定的に製造することができる三次元造形物製造装置を提供することができる。   Thereby, the three-dimensional structure manufacturing apparatus which can manufacture stably the three-dimensional structure excellent in mechanical strength and dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物製造装置では、所定の前記粒体との相溶性が互いに異なる複数種の前記結着液を付与することができるように構成されていることが好ましい。
これにより、種々の三次元造形物の製造に好適に対応することができる。
In the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that a plurality of types of binding liquids having different compatibility with the predetermined particles can be applied.
Thereby, it can respond suitably to manufacture of various three-dimensional modeling objects.

本発明の三次元造形物製造装置では、所定の前記結着液との相溶性が互いに異なる複数種の前記粒体を供給することができるように構成されていることが好ましい。
これにより、種々の三次元造形物の製造に好適に対応することができる。
In the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that a plurality of types of the particles having different compatibility with the predetermined binding liquid can be supplied.
Thereby, it can respond suitably to manufacture of various three-dimensional modeling objects.

本発明の三次元造形物製造装置では、前記結着液は、紫外線硬化性樹脂を含むものであり、
三次元造形物製造装置は、紫外線照射手段を備えていることが好ましい。
In the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention, the binding liquid contains an ultraviolet curable resin,
It is preferable that the three-dimensional structure manufacturing apparatus includes ultraviolet irradiation means.

これにより、三次元造形物の機械的強度や三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形物の生産コスト等の面からも有利である。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure and the productivity of the three-dimensional structure can be made particularly excellent. It is also advantageous from the viewpoint of the production cost of the three-dimensional structure.

本発明の三次元造形物は、本発明の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、機械的強度および寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured using the manufacturing method of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength and dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物は、本発明の装置を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、機械的強度および寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured using the apparatus of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength and dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows each process typically about suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows each process typically about suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows each process typically about suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically suitable embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention.

以下、添付する図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について詳細な説明をする。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

《三次元造形物の製造方法》
まず、本発明の三次元造形物の製造方法について説明する。
<Method for producing three-dimensional structure>
First, the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the present invention will be described.

図1、図2、図3は、本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を模式的に示す断面図である。   1, 2, and 3 are cross-sectional views schematically showing each step in a preferred embodiment of the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention.

図1、図2、図3に示すように、本実施形態の製造方法は、粒体を含む組成物11を用いて、所定の厚さを有する層1を形成する層形成工程(1a、1e)と、層1から溶媒を除去する溶媒除去工程(層加熱工程)(1b、1f)と、インクジェット法により、層1に対し、結着液12を付与する結着液付与工程(1c、1g)と、層1に付与された結着液12中に含まれる結合剤を硬化させ、粒体を結合させることにより、層1中に硬化部(結合部)13を形成する硬化工程(1d、1h)とを有し、これらの工程を順次繰り返し行い(1i)、さらに、その後に、各層1を構成する粒体のうち、結合剤により結合していないものを除去する未結合粒子除去工程(1j)を有している。   As shown in FIGS. 1, 2, and 3, the manufacturing method of the present embodiment uses a composition 11 containing particles to form a layer 1 having a predetermined thickness (1 a, 1 e). ), A solvent removing step (layer heating step) (1b, 1f) for removing the solvent from the layer 1, and a binding liquid applying step (1c, 1g) for applying the binding liquid 12 to the layer 1 by an inkjet method. ) And a binder contained in the binding liquid 12 applied to the layer 1 to cure the binder and bond the granules, thereby forming a cured portion (bonded portion) 13 in the layer 1 (1d, 1h), and sequentially repeating these steps (1i), and then removing unbound particles that are not bound by the binder among the particles constituting each layer 1 ( 1j).

以下、各工程について説明する。
≪層形成工程≫
層形成工程では、粒体を含む組成物(三次元造形用組成物)11を用いて、所定の厚さを有する層1を形成する(1a、1e)。
Hereinafter, each step will be described.
≪Layer formation process≫
In the layer forming step, a layer 1 having a predetermined thickness is formed using a composition (a composition for three-dimensional modeling) 11 including particles (1a, 1e).

組成物11が粒体を含むものであることにより、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度を優れたものとすることができる。また、三次元造形物10の耐熱性や機械的強度等を優れたものとすることができる。   When the composition 11 includes particles, the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be improved. Moreover, the heat resistance, mechanical strength, etc. of the three-dimensional structure 10 can be made excellent.

組成物(三次元造形用組成物)11は、粒体を含むものであればよいが、粒体を分散する溶媒を含むペースト状のものであるのが好ましい。   Although the composition (composition for three-dimensional modeling) 11 should just contain a granule, it is preferable that it is a paste-like thing containing the solvent which disperse | distributes a granule.

これにより、組成物11の流動性を高め層1形成時の作業性を向上させることができる。また、層1形成時等における粉末(粒体)の不本意な飛散等を効果的に防止することができる。   Thereby, the fluidity | liquidity of the composition 11 can be improved and the workability | operativity at the time of layer 1 formation can be improved. In addition, it is possible to effectively prevent unintentional scattering of the powder (particles) when the layer 1 is formed.

前記溶媒は、粒体を分散する機能を有するものであればいかなるものであってもよいが、水系溶媒であるのが好ましい。   The solvent may be any solvent as long as it has a function of dispersing particles, but is preferably an aqueous solvent.

水系溶媒は、一般に適度な揮発性を有しているため、層形成工程における作業性(作業のしやすさ、作業効率)を特に優れたものとしつつ、最終的に得られる三次元造形物10中に溶媒が不本意に残存することを確実に防止することができる。   Since the aqueous solvent generally has appropriate volatility, the workability (ease of work, work efficiency) in the layer formation process is particularly excellent, and the finally obtained three-dimensional structure 10 It is possible to reliably prevent the solvent from remaining unintentionally.

また、水系溶媒は、水素結合等により、分子間の結合力が強く、溶媒除去工程(層加熱工程)において、層1からの溶媒分子(水系溶媒)の除去に伴い、層1の内部(深部)に存在する溶媒分子も層1の外表面側に移動する効果が非水系の溶媒に比べて強く表れる。したがって、水系溶媒を用いることにより、層1中に溶媒が不本意に残存することを効果的に防止することができる。   In addition, the aqueous solvent has a strong bonding force between molecules due to hydrogen bonding or the like, and in the solvent removal step (layer heating step), the solvent molecule (aqueous solvent) is removed from the layer 1 to remove the inside of the layer 1 (the deep part). The effect that the solvent molecules present in (1) also move to the outer surface side of the layer 1 appears more strongly than the non-aqueous solvent. Therefore, by using an aqueous solvent, it is possible to effectively prevent the solvent from remaining unintentionally in the layer 1.

また、水系溶媒は、一般に安全性が高い。このため、三次元造形物10の製造時における作業者の安全を図る上でも好ましい。   In addition, the aqueous solvent is generally highly safe. For this reason, it is preferable also when aiming at a worker's safety at the time of manufacture of the three-dimensional structure 10.

なお、本発明において、水系溶媒とは、水または水との親和性の高い液体のことをいい、具体的には、25℃における水100gに対する溶解度が、50g以上のもののことをいう。   In the present invention, the aqueous solvent means water or a liquid having a high affinity with water, and specifically means a solvent having a solubility in 100 g of water at 25 ° C. of 50 g or more.

以下の説明では、組成物11が溶媒(特に、水系溶媒)を含むものである場合について中心的に説明する。
なお、組成物11については、後に詳述する。
In the following description, the case where the composition 11 includes a solvent (particularly an aqueous solvent) will be mainly described.
The composition 11 will be described in detail later.

本工程では、平坦化手段を用いて、層1を表面が平坦化されたものとして形成する。
1回目の層形成工程では、ステージ41の表面に所定の厚さで層1を形成する(1a)。このとき、ステージ41の側面と側面支持部45とが密着(当接)した状態となっており、ステージ41と側面支持部45との間から、組成物11が落下することが防止されている。
In this step, the layer 1 is formed with a flattened surface using a flattening means.
In the first layer formation step, the layer 1 is formed with a predetermined thickness on the surface of the stage 41 (1a). At this time, the side surface of the stage 41 and the side surface support portion 45 are in close contact (contact), and the composition 11 is prevented from falling from between the stage 41 and the side surface support portion 45. .

2回目以降の層形成工程では、先の工程で形成された層1(第1の層)の表面に新たな層1(第2の層)を形成する(1e)。このとき、ステージ41の層1(ステージ41上に複数の層1がある場合には、少なくとも最も上側に設けられた層1)の側面と側面支持部45とが密着(当接)した状態となっており、ステージ41とステージ41上の層1との間から、組成物11が落下することが防止されている。   In the second and subsequent layer formation steps, a new layer 1 (second layer) is formed on the surface of the layer 1 (first layer) formed in the previous step (1e). At this time, the side surface of the layer 1 of the stage 41 (at least the uppermost layer 1 when there are a plurality of layers 1 on the stage 41) and the side surface support portion 45 are in close contact (contact). Thus, the composition 11 is prevented from falling from between the stage 41 and the layer 1 on the stage 41.

本工程における組成物11の粘度(E型粘度計(東京計器社製 VISCONIC ELD)を用いて測定される値)は、500mPa・s以上60000mPa・s以下であるのが好ましく、1000mPa・s以上20000mPa・s以下であるのがより好ましい。これにより、形成される層1における不本意な膜厚のばらつきの発生をより効果的に防止することができる。   The viscosity of the composition 11 in this step (value measured using an E-type viscometer (VISCONIC ELD manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.)) is preferably 500 mPa · s or more and 60000 mPa · s or less, and preferably 1000 mPa · s or more and 20000 mPa. -More preferably, it is s or less. Thereby, generation | occurrence | production of the unintentional dispersion | variation in the film thickness in the layer 1 formed can be prevented more effectively.

本工程で形成する層1の厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm以上500μm以下であるのが好ましく、10μm以上100μm以下であるのがより好ましい。   The thickness of the layer 1 formed in this step is not particularly limited, but is preferably 5 μm or more and 500 μm or less, for example, and more preferably 10 μm or more and 100 μm or less.

これにより、三次元造形物10の生産性を十分に優れたものとしつつ、製造される三次元造形物10における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物10の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、溶媒除去工程(層加熱工程)における溶媒の除去も短時間で効率よく行うことができ、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   Thereby, while making the productivity of the three-dimensional structure 10 sufficiently excellent, the occurrence of unintentional irregularities in the manufactured three-dimensional structure 10 is more effectively prevented, and the three-dimensional structure 10 The dimensional accuracy can be made particularly excellent. Moreover, the solvent removal in a solvent removal process (layer heating process) can also be performed efficiently in a short time, and the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent.

≪溶媒除去工程(層加熱工程)≫
層形成工程で層1を形成した後、層1中に含まれる溶媒を除去する(1b、1f)。
これにより、最終的に得られる三次元造形物10中の溶媒の含有率を特に低いものとすることができ、粒体と結合剤との結合力を特に高いものとすることができる。また、後に詳述する結着液付与工程において、粒体と結着液12との相溶性に応じて、結着液12の付与量を調整することによる効果がより確実に発揮される。以上のようなことから、三次元造形物10の機械的強度をより確実にさらに優れたものとすることができる。
≪Solvent removal process (layer heating process) ≫
After forming the layer 1 in the layer forming step, the solvent contained in the layer 1 is removed (1b, 1f).
Thereby, the content rate of the solvent in the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly low, and the bonding force between the particles and the binder can be made particularly high. Moreover, in the binding liquid application | coating process explained in full detail behind, the effect by adjusting the application quantity of the binding liquid 12 according to the compatibility of a granule and the binding liquid 12 is more reliably exhibited. From the above, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be further improved.

本工程は、いかなる方法で行うものであってもよく、例えば、層1を減圧環境下に置いたり、乾燥気体(溶媒成分の含有率の低い気体)を吹きかけること等により行うこともできるが、加熱処理(層加熱処理)により行うものであるのが好ましい。   This step may be performed by any method, for example, by placing the layer 1 in a reduced pressure environment or by spraying a dry gas (a gas having a low content of solvent component). It is preferable to perform the heat treatment (layer heat treatment).

これにより、効率よく、層1中の溶媒の含有率を特に低いものとすることができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度のさらなる向上を図ることができ、また、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the content rate of the solvent in the layer 1 can be made particularly low efficiently. As a result, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be further improved, and the productivity of the three-dimensional structure can be particularly improved.

特に、本工程では、第1の加熱処理と、第1の加熱処理よりも高温で加熱する第2の加熱処理とを行うのが好ましい。   In particular, in this step, it is preferable to perform the first heat treatment and the second heat treatment that is heated at a higher temperature than the first heat treatment.

このように、第1の加熱処理とその後の第2の加熱処理とを組み合わせて行うことにより、組成物11(層1)が水系溶媒を含むものである場合に、層1中の水系溶媒の含有率を効率よく低下させることができ、三次元造形物10の生産性を優れたものとしつつ、三次元造形物10中における水系溶媒の含有率を確実に低いものとすることができる。したがって、後の工程で付与される結着液12による結合の強度を確実に優れたものとすることができ、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度も容易かつ確実に優れたものとすることができる。   Thus, when the composition 11 (layer 1) contains an aqueous solvent by combining the first heat treatment and the subsequent second heat treatment, the content of the aqueous solvent in the layer 1 Can be efficiently reduced, and the content of the aqueous solvent in the three-dimensional structure 10 can be reliably reduced while the productivity of the three-dimensional structure 10 is excellent. Therefore, the strength of the bonding by the binding liquid 12 applied in the subsequent step can be surely excellent, and the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 is easily and reliably excellent. Can be.

このような効果が得られるのは、以下のような理由によるものであると考えられる。
すなわち、第1の加熱処理においては、層1の外表面からの水系溶媒の蒸発速度、および、層1の内部(深部)に存在していた水系溶媒の層1の外表面付近への移行速度を比較的大きいものとしつつ、これらのバランスを保つことができ、結果として、層1の内部(深部)に水系溶媒が閉じ込められてしまうのを防止しつつ、層1全体としての水系溶媒の含有率を効率よく低下させることができる。また、第2の加熱処理においては、加熱温度を高いものとすることにより、層1に残存している水系溶媒を効率良く除去し、層1全体としての水系溶媒の含有率を十分に低いものとすることができる。したがって、水系溶媒が層1中に残存することにより結着液による粒体の結合が阻害されることを効果的に防止することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を容易かつ確実に優れたものとすることができるものと考えられる。
It is considered that such an effect is obtained for the following reason.
That is, in the first heat treatment, the evaporation rate of the aqueous solvent from the outer surface of the layer 1 and the transfer rate of the aqueous solvent existing in the inside (deep part) of the layer 1 to the vicinity of the outer surface of the layer 1 Can be kept relatively large, and as a result, the aqueous solvent as a whole of the layer 1 can be contained while preventing the aqueous solvent from being trapped inside the layer 1 (deep part). The rate can be reduced efficiently. Further, in the second heat treatment, by increasing the heating temperature, the aqueous solvent remaining in the layer 1 is efficiently removed, and the content of the aqueous solvent as the entire layer 1 is sufficiently low. It can be. Therefore, it is possible to effectively prevent the aqueous solvent from remaining in the layer 1 from inhibiting the binding of the particles by the binding liquid. As a result, it is considered that the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be easily and reliably made excellent.

<第1の加熱処理>
層加熱工程では、まず、第1の加熱処理を行う。
<First heat treatment>
In the layer heating step, first, a first heat treatment is performed.

第1の加熱処理では、主に、層形成工程で形成された層1の外表面付近に存在していた水系溶媒を適切な速度で蒸発させるとともに、層1の内部(深部)に存在していた水系溶媒を層1の外表面付近に移動させることを目的としている。   In the first heat treatment, mainly the aqueous solvent present in the vicinity of the outer surface of the layer 1 formed in the layer forming step is evaporated at an appropriate speed and is present in the layer 1 (in the deep part). The purpose is to move the aqueous solvent to the vicinity of the outer surface of the layer 1.

第1の加熱処理での層1の加熱温度は、第2の加熱処理での加熱温度よりも低いものであればよいが、30℃以上70℃以下であるのが好ましく、35℃以上60℃以下であるのがより好ましい。   Although the heating temperature of the layer 1 in the first heat treatment may be lower than the heating temperature in the second heat treatment, it is preferably 30 ° C. or higher and 70 ° C. or lower, preferably 35 ° C. or higher and 60 ° C. The following is more preferable.

これにより、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとしつつ、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while the productivity of the three-dimensional structure 10 is particularly excellent.

第1の加熱処理は、いかなる方法で行うものであってもよく、例えば、ホットプレートを用いた方法、赤外線ヒーターを用いた方法、熱風を用いた方法等により行うことができるが、熱風を用いた方法が好ましい。   The first heat treatment may be performed by any method. For example, the first heat treatment may be performed by a method using a hot plate, a method using an infrared heater, a method using hot air, or the like. Preferred method.

これにより、層1の外表面からの水系溶媒の蒸発、層1の内部(深部)からの外表面への水系溶媒の移動をより効率よく進行させることができ、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the evaporation of the aqueous solvent from the outer surface of the layer 1 and the movement of the aqueous solvent from the inside (deep part) of the layer 1 to the outer surface can be progressed more efficiently, and the productivity of the three-dimensional structure 10 is increased. Can be made particularly excellent.

第1の加熱処理での熱風の風速は、1.0m/秒以上30m/秒以下であるのが好ましく、2.0m/秒以上20m/秒以下であるのがより好ましい。   The wind speed of the hot air in the first heat treatment is preferably 1.0 m / sec or more and 30 m / sec or less, and more preferably 2.0 m / sec or more and 20 m / sec or less.

これにより、層1の不本意な変形等をより確実に防止しつつ、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, productivity of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while preventing unintentional deformation or the like of the layer 1 more reliably.

第1の加熱処理の処理時間(加熱時間)は、0.1秒以上60秒以下であるのが好ましく、1秒以上45秒以下であるのがより好ましい。   The treatment time (heating time) of the first heat treatment is preferably 0.1 second or longer and 60 seconds or shorter, and more preferably 1 second or longer and 45 seconds or shorter.

これにより、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとしつつ、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while the productivity of the three-dimensional structure 10 is particularly excellent.

なお、第1の加熱処理は、層1の全体に対して一括して行うものであってもよいし、層1の各部位について順次行うものであってもよい。層1の各部位について順次、第1の加熱処理を施す場合は、各部位についての処理時間が、それぞれ、前記条件を満足するのが好ましい。   Note that the first heat treatment may be performed collectively for the entire layer 1 or sequentially for each portion of the layer 1. When the first heat treatment is sequentially performed on each part of the layer 1, it is preferable that the treatment time for each part satisfies the above-described conditions.

熱風を用いて第1の加熱処理を行う場合、層1の外表面側の斜め方向(層1の法線方向から所定角度傾斜した方向)から熱風を吹き付けるのが好ましい。   When the first heat treatment is performed using hot air, it is preferable to blow the hot air from an oblique direction on the outer surface side of the layer 1 (a direction inclined by a predetermined angle from the normal direction of the layer 1).

これにより、層1の外表面からの水系溶媒の蒸発、層1の内部(深部)からの外表面への水系溶媒の移動をさらに効率よく進行させることができ、三次元造形物10の生産性をさらに優れたものとすることができる。   Thereby, the evaporation of the aqueous solvent from the outer surface of the layer 1 and the movement of the aqueous solvent from the inside (deep part) of the layer 1 to the outer surface can be further efficiently advanced, and the productivity of the three-dimensional structure 10 is increased. Can be further improved.

層1の法線と熱風の吹き付け方向とのなす角θは、10°以上85°以下であるのが好ましく、30°以上80°以下であるのがより好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
The angle θ formed by the normal of the layer 1 and the hot air blowing direction is preferably 10 ° to 85 °, and more preferably 30 ° to 80 °.
Thereby, the effect mentioned above is exhibited more notably.

また、熱風の吹き付け方向は、一定であってもよいし、経時的に変化するものであってもよい。   Moreover, the blowing direction of hot air may be constant or may change with time.

<第2の加熱処理>
前述した第1の加熱処理の後に第2の加熱処理を行う。
第2の加熱処理では、第1の加熱処理での加熱温度よりも高い温度で層1を加熱する。
<Second heat treatment>
After the first heat treatment described above, a second heat treatment is performed.
In the second heat treatment, the layer 1 is heated at a temperature higher than the heating temperature in the first heat treatment.

第2の加熱処理では、主に、前述した第1の加熱処理により水系溶媒の含有率が低くなった層に、より高い温度での加熱処理を施すことにより、三次元造形物10の生産性の低下を招くことなく、層1全体としての水系溶媒の含有率を十分に低くすることを目的とする。   In the second heat treatment, the productivity of the three-dimensional structure 10 is mainly obtained by performing the heat treatment at a higher temperature on the layer in which the content of the aqueous solvent is lowered by the first heat treatment described above. The purpose is to sufficiently reduce the content of the aqueous solvent in the layer 1 as a whole without incurring a decrease in the thickness.

第2の加熱処理での層1の加熱温度は、40℃以上120℃以下であるのが好ましく、45℃以上90℃以下であるのがより好ましい。   The heating temperature of the layer 1 in the second heat treatment is preferably 40 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and more preferably 45 ° C. or higher and 90 ° C. or lower.

これにより、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとしつつ、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while the productivity of the three-dimensional structure 10 is particularly excellent.

第2の加熱処理は、いかなる方法で行うものであってもよく、例えば、ホットプレートを用いた方法、赤外線ヒーターを用いた方法、熱風を用いた方法等により行うことができるが、熱風を用いた方法が好ましい。   The second heat treatment may be performed by any method. For example, the second heat treatment may be performed by a method using a hot plate, a method using an infrared heater, a method using hot air, or the like. Preferred method.

これにより、層1の外表面からの水系溶媒の蒸発、層1の内部(深部)からの外表面への水系溶媒の移動をより効率よく進行させることができ、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the evaporation of the aqueous solvent from the outer surface of the layer 1 and the movement of the aqueous solvent from the inside (deep part) of the layer 1 to the outer surface can be progressed more efficiently, and the productivity of the three-dimensional structure 10 is increased. Can be made particularly excellent.

第2の加熱処理での熱風の風速は、1.0m/秒以上30m/秒以下であるのが好ましく、2.0m/秒以上20m/秒以下であるのがより好ましい。   The wind speed of the hot air in the second heat treatment is preferably 1.0 m / sec or more and 30 m / sec or less, and more preferably 2.0 m / sec or more and 20 m / sec or less.

これにより、層1の不本意な変形等をより確実に防止しつつ、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, productivity of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while preventing unintentional deformation or the like of the layer 1 more reliably.

第2の加熱処理の処理時間(加熱時間)は、0.1秒以上60秒以下であるのが好ましく、1秒以上45秒以下であるのがより好ましい。   The treatment time (heating time) of the second heat treatment is preferably from 0.1 second to 60 seconds, and more preferably from 1 second to 45 seconds.

これにより、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとしつつ、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while the productivity of the three-dimensional structure 10 is particularly excellent.

なお、第2の加熱処理は、層1の全体に対して一括して行うものであってもよいし、層1の各部位について順次行うものであってもよい。層1の各部位について順次、第2の加熱処理を施す場合は、各部位についての処理時間が、それぞれ、前記条件を満足するのが好ましい。   Note that the second heat treatment may be performed collectively for the entire layer 1, or may be sequentially performed for each part of the layer 1. When the second heat treatment is sequentially performed on each part of the layer 1, it is preferable that the processing time for each part satisfies the above-described conditions.

熱風を用いて第2の加熱処理を行う場合、層1の外表面側の斜め方向(層1の法線方向から所定角度傾斜した方向)から熱風を吹き付けるのが好ましい。   When the second heat treatment is performed using hot air, it is preferable to blow the hot air from an oblique direction on the outer surface side of the layer 1 (a direction inclined by a predetermined angle from the normal direction of the layer 1).

これにより、層1の外表面からの水系溶媒の蒸発、層1の内部(深部)からの外表面への水系溶媒の移動をさらに効率よく進行させることができ、三次元造形物10の生産性をさらに優れたものとすることができる。   Thereby, the evaporation of the aqueous solvent from the outer surface of the layer 1 and the movement of the aqueous solvent from the inside (deep part) of the layer 1 to the outer surface can be further efficiently advanced, and the productivity of the three-dimensional structure 10 is increased. Can be further improved.

層1の法線と熱風の吹き付け方向とのなす角θは、10°以上85°以下であるのが好ましく、30°以上80°以下であるのがより好ましい。
これにより、前述した効果がより顕著に発揮される。
The angle θ formed by the normal of the layer 1 and the hot air blowing direction is preferably 10 ° to 85 °, and more preferably 30 ° to 80 °.
Thereby, the effect mentioned above is exhibited more notably.

また、熱風の吹き付け方向は、一定であってもよいし、経時的に変化するものであってもよい。   Moreover, the blowing direction of hot air may be constant or may change with time.

≪結着液付与工程≫
次に、当該層1に対し、層1を構成する粒体を結合するための結着液12を付与する(1c、1g)。
≪Binding liquid application process≫
Next, the binding liquid 12 for binding the particles constituting the layer 1 is applied to the layer 1 (1c, 1g).

本工程では、層1のうち三次元造形物10の実部(実体のある部位)に対応する部位にのみ、選択的に結着液12を付与する。   In this step, the binding liquid 12 is selectively applied only to a part of the layer 1 corresponding to the real part (substantial part) of the three-dimensional structure 10.

これにより、層1を構成する粒体同士を強固に結合させ、最終的に所望の形状の硬化部(結合部)13を形成することができる。また、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を優れたものとすることができる。   Thereby, the granule which comprises the layer 1 can be firmly couple | bonded, and the hardening part (joint part) 13 of a desired shape can be finally formed. Moreover, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made excellent.

本工程では、層1を構成する粒体と、結着液12との相溶性に応じて、結着液12の付与量(単位体積当たりの付与量)を調整する。   In this step, the application amount of the binding liquid 12 (application amount per unit volume) is adjusted according to the compatibility between the particles constituting the layer 1 and the binding liquid 12.

具体的には、粒体と結着液12との相溶性が高いほど、本工程で結着液12の付与量(単位体積当たりの付与量)を多いものとし、粒体と結着液12との相溶性が低いほど、本工程で結着液12の付与量(単位体積当たりの付与量)を少ないものとする。   Specifically, the higher the compatibility between the granules and the binding liquid 12, the larger the application amount of the binding liquid 12 (application amount per unit volume) in this step, and the granules and the binding liquid 12. The lower the compatibility with is, the smaller the applied amount of the binding liquid 12 (applied amount per unit volume) in this step.

このように、粒体と結着液12との相溶性に応じて、結着液12の付与量を調整することにより、粒体間の空隙を結着液12で好適に満たすことができ、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度および寸法精度を優れたものとすることができる。   Thus, by adjusting the application amount of the binding liquid 12 according to the compatibility between the particles and the binding liquid 12, the gap between the particles can be suitably filled with the binding liquid 12, The mechanical strength and dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made excellent.

これは、以下のような理由によるものであると考えられる。
すなわち、粒体と結着液12との相溶性により、層1を構成する粒体の結着液12の吸収性が異なる。このため、例えば、粒体と結着液12との相溶性が高い場合には、粒体に吸収される結着液12の量が多くなることを考慮して、付与する結着液12の量を多くすることにより、粒体間に存在する結着液12の量が不足することを防止することができる。また、粒体と結着液12との相溶性が低い場合には、粒体に吸収される結着液12の量が少なくなることを考慮して、付与する結着液12の量を少なくすることにより、層1に過剰の結着液12が供給されることを防止することができ、層1の所望の部位に選択的に結着液12が存在するようにすることができる。
This is considered to be due to the following reasons.
That is, the absorbability of the binding liquid 12 of the granules constituting the layer 1 varies depending on the compatibility between the granules and the binding liquid 12. For this reason, for example, when the compatibility between the particles and the binding liquid 12 is high, the amount of the binding liquid 12 to be applied is increased in consideration of an increase in the amount of the binding liquid 12 absorbed by the particles. By increasing the amount, it is possible to prevent the amount of the binding liquid 12 existing between the granules from being insufficient. In addition, when the compatibility between the granules and the binding liquid 12 is low, the amount of the binding liquid 12 to be applied is reduced in consideration of the fact that the amount of the binding liquid 12 absorbed by the granules is reduced. By doing so, it is possible to prevent the excessive binding liquid 12 from being supplied to the layer 1, and to allow the binding liquid 12 to selectively exist at a desired portion of the layer 1.

以上のようなことから、粒体と結着液12との相溶性に応じて、結着液12の付与量を調整することにより、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度および寸法精度を優れたものとすることができる。   From the above, by adjusting the application amount of the binding liquid 12 according to the compatibility between the granules and the binding liquid 12, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 and The dimensional accuracy can be made excellent.

これに対し、粒体と結着液との相溶性に応じた結着液の付与量の調整を行わない場合には、前記のような優れた効果は得られない。   On the other hand, in the case where the amount of the binding liquid applied according to the compatibility between the particles and the binding liquid is not adjusted, the excellent effects as described above cannot be obtained.

例えば、粒体と結着液との相溶性が高い場合には、一般に、粒体は比較的高い割合で、結着液を吸収し膨潤することとなる。このため、粒体と結着液との相溶性が高いにもかかわらず、結着液の付与量を調整しない場合には、付与された結着液のうち粒体に吸収されるものの割合が多くなり、粒体(粒子)間に存在する結着液の量が少なくなるため、粒体(粒子)同士の結合力が低下し、三次元造形物の機械的強度が低いものとなる。   For example, when the compatibility between the particles and the binding liquid is high, the particles generally absorb the binding liquid and swell at a relatively high rate. For this reason, in the case where the amount of binding liquid applied is not adjusted despite the high compatibility between the particles and the binding liquid, the proportion of the binding liquid applied that is absorbed by the granules Since the amount of the binding liquid existing between the particles (particles) increases, the bonding force between the particles (particles) decreases, and the mechanical strength of the three-dimensional structure becomes low.

また、粒体と結着液との相溶性が低い場合には、一般に、粒体に吸収される結着液の割合は低いものとなる。このため、粒体と結着液との相溶性が低いにもかかわらず、結着液の付与量を調整しない場合には、付与された結着液を粒体(粒子)間に好適に保持することができず、結着液が層内の所望の部位(例えば、層の外部や、層中の結着液を付与すべきでない部位(結着部とすべきでない部位)等)に溢れだす。その結果、最終的に得られる三次元造形物の寸法精度は低いものとなる。   In addition, when the compatibility between the particles and the binding liquid is low, generally, the ratio of the binding liquid absorbed by the particles is low. For this reason, even when the compatibility between the particles and the binding liquid is low, when the amount of the binding liquid applied is not adjusted, the applied binding liquid is suitably held between the particles (particles). The binding liquid overflows to a desired part in the layer (for example, the outside of the layer or a part where the binding liquid in the layer should not be applied (a part that should not be a binding part)). It's out. As a result, the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure is low.

上記のように、本工程では、層1を構成する粒体と、結着液12との相溶性に応じて、結着液12の付与量を調整するが、粒体と結着液12との相溶性の指標としては、例えば、SP(溶解度パラメータ)値を採用することができる。すなわち、粒体のSP値と結着液12のSP値との差の絶対値が小さいほど相溶性が高いといえ、粒体のSP値と結着液12のSP値との差の絶対値が大きいほど相溶性が低いといえる。   As described above, in this step, the application amount of the binding liquid 12 is adjusted according to the compatibility between the particles constituting the layer 1 and the binding liquid 12, but the granules and the binding liquid 12 As the compatibility index, for example, an SP (solubility parameter) value can be adopted. That is, it can be said that the smaller the absolute value of the difference between the SP value of the granule and the SP value of the binding solution 12 is, the higher the compatibility is, and the absolute value of the difference between the SP value of the granule and the SP value of the binding solution 12 is. It can be said that compatibility is so low that is large.

なお、層1が複数種の粒体を含むものである場合、粒体のSP値としては、これらの加重平均値を粒体のSP値として採用することができ、結着液12が複数種の成分を含むものである場合、結着液12のSP値としては、これらの成分の加重平均値を結着液のSP値として採用することができる。   When the layer 1 includes a plurality of types of granules, these weighted average values can be adopted as the SP values of the granules, and the binding liquid 12 includes a plurality of types of components. As the SP value of the binding liquid 12, a weighted average value of these components can be adopted as the SP value of the binding liquid.

また、本実施形態では、層1に対する結着液12の付与を、インクジェット法により行う。   In the present embodiment, the binding liquid 12 is applied to the layer 1 by an ink jet method.

これにより、結着液12の付与パターンが微細な形状のものであっても再現性よく結着液12を付与することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度を特に高いものとすることができる。また、結着液12の付与量の調整をより好適に行うことができる。   Thereby, even if the application pattern of the binding liquid 12 has a fine shape, the binding liquid 12 can be applied with good reproducibility. As a result, the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly high. Moreover, adjustment of the application amount of the binder liquid 12 can be performed more suitably.

結着液12の付与量(単位体積当たりの付与量)の具体例を挙げると、層1の厚さが10μm以上100μm以下であり、結着液12を720dpiで吐出する場合、1ドット当たりの結着液12の付与量は、粒体と結着液12との組み合わせに応じて、0.5ng以上80ng以下の範囲で調整するのが好ましい。   As a specific example of the application amount of the binding liquid 12 (application amount per unit volume), when the thickness of the layer 1 is 10 μm or more and 100 μm or less and the binding liquid 12 is ejected at 720 dpi, it is per dot. The amount of the binding liquid 12 applied is preferably adjusted in the range of 0.5 ng to 80 ng depending on the combination of the granules and the binding liquid 12.

例えば、層1の厚さが50μmであり、結着液12を720dpiで1ドット当たりの結着液12の付与量は、粒体と結着液12とのSP値の差の絶対値が2以下においては、5ng以上60ng以下の範囲で調整するのが好ましい。また、粒体と結着液12とのSP値の差の絶対値が2より大きい場合、1ng以上10ng以下の範囲で調整するのが好ましい。
これにより、前述した効果がより確実に発揮される。
なお、結着液12については、後に詳述する。
For example, the thickness of the layer 1 is 50 μm, the binding liquid 12 is applied at 720 dpi, and the amount of the binding liquid 12 applied per dot is such that the absolute value of the difference in SP value between the particles and the binding liquid 12 is 2. In the following, it is preferable to adjust in the range of 5 ng or more and 60 ng or less. Further, when the absolute value of the difference in SP value between the granule and the binding liquid 12 is larger than 2, it is preferably adjusted in the range of 1 ng to 10 ng.
Thereby, the effect mentioned above is exhibited more reliably.
The binding liquid 12 will be described in detail later.

≪硬化工程(結合工程)≫
結着液付与工程で層1に結着液12を付与した後、層1に付与された結着液12に含まれる結合剤を硬化させ、硬化部(結合部)13を形成する(1d、1h)。
≪Curing process (bonding process) ≫
After the binding liquid 12 is applied to the layer 1 in the binding liquid application step, the binder contained in the binding liquid 12 applied to the layer 1 is cured to form a cured portion (bonding portion) 13 (1d, 1h).

前述したように、結着液付与工程において、結着液12の付与量は、粒体と結着液12との相溶性に応じて調整されているため、結合部13を形成すべき領域において、隣り合う粒体の間に、適量の結着液12が存在している。その結果、本工程で形成される結合部13は、粒体同士の結合強度が優れたものとなっている。その結果、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。また、層1の所望の部位に選択的に結着液12が付与されており、不本意な部位への結着液の流出等が確実に防止されているため、所望の形状の結合部13が確実に形成される。その結果、最終的に得られる三次元造形物10は寸法精度に優れたものとなる。   As described above, in the binding liquid application step, the application amount of the binding liquid 12 is adjusted according to the compatibility between the particles and the binding liquid 12, and therefore in the region where the bonding portion 13 is to be formed. An appropriate amount of the binding liquid 12 exists between the adjacent particles. As a result, the bonding portion 13 formed in this step has excellent bonding strength between particles. As a result, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent. In addition, since the binding liquid 12 is selectively applied to a desired part of the layer 1 and the outflow of the binding liquid to the unintentional part is reliably prevented, the coupling part 13 having a desired shape is obtained. Is reliably formed. As a result, the finally obtained three-dimensional structure 10 has excellent dimensional accuracy.

本工程は、結合剤の種類により異なるが、例えば、結合剤が熱硬化性樹脂の場合、加熱により行うことができ、結合剤が光硬化性樹脂の場合、対応する光の照射により行うことができる(例えば、結合剤が紫外線硬化性樹脂の場合は紫外線の照射により行うことができる)。   Although this step varies depending on the type of binder, for example, when the binder is a thermosetting resin, it can be performed by heating, and when the binder is a photocurable resin, it can be performed by irradiation with the corresponding light. (For example, when the binder is an ultraviolet curable resin, it can be performed by irradiation with ultraviolet rays).

なお、結着液付与工程と硬化工程とは、同時進行的に行ってもよい。すなわち、1つの層1全体のパターン全体が形成される前に、結着液12が付与された部位から順次硬化反応を進行させるものであってもよい。   In addition, you may perform a binding liquid provision process and a hardening process simultaneously. That is, before the entire pattern of one layer 1 is formed, the curing reaction may proceed sequentially from the portion to which the binding liquid 12 is applied.

また、例えば、結合剤が硬化性成分でない場合には、本工程を省略することができる。この場合、前述した結着液付与工程が結合工程を兼ねることとなる。   For example, when the binder is not a curable component, this step can be omitted. In this case, the binding liquid application process described above also serves as the bonding process.

≪未結合粒子除去工程≫
そして、前記のような一連の工程を繰り返し行い(1i)、その後、後処理工程として、各層1を構成する粒体のうち、結合剤により結合していないもの(未結合粒子)を除去する未結合粒子除去工程(1j)を行う。これにより、三次元造形物10が取り出される。
≪Unbound particle removal process≫
Then, a series of steps as described above are repeated (1i), and then, as post-processing steps, among the particles constituting each layer 1, those not bound by the binder (unbound particles) are not removed. A bonded particle removing step (1j) is performed. Thereby, the three-dimensional structure 10 is taken out.

本工程の具体的な方法としては、例えば、刷毛等で未結合粒子を払い除ける方法、未結合粒子を吸引により除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法(例えば、液体中に前記のようにして得られた積層体を浸漬する方法、液体を吹き付ける方法等)、超音波振動等の振動を付与する方法等が挙げられる。また、これらから選択される2種以上の方法を組み合わせて行うことができる。より具体的には、空気等の気体を吹き付けた後に、水等の液体に浸漬する方法や、水等の液体に浸漬した状態で、超音波振動を付与する方法等が挙げられる。中でも、前記のようにして得られた積層体に対し、水を含む液体を付与する方法(特に、水を含む液体中に浸漬する方法)を採用するのが好ましい。   As a specific method of this step, for example, a method of removing unbound particles with a brush, a method of removing unbound particles by suction, a method of blowing a gas such as air, a method of applying a liquid such as water ( Examples thereof include a method of immersing the laminate obtained as described above in a liquid, a method of spraying a liquid, and a method of applying vibration such as ultrasonic vibration. Moreover, it can carry out combining 2 or more types of methods selected from these. More specifically, there are a method of immersing in a liquid such as water after blowing a gas such as air, a method of applying ultrasonic vibration in a state of immersing in a liquid such as water, and the like. Especially, it is preferable to employ | adopt the method (especially the method of immersing in the liquid containing water) which provides the liquid containing water with respect to the laminated body obtained as mentioned above.

前述したような本発明の製造方法によれば、機械的強度および寸法精度に優れた三次元造形物を安定的に製造することができる。   According to the manufacturing method of the present invention as described above, a three-dimensional structure excellent in mechanical strength and dimensional accuracy can be stably manufactured.

《三次元造形物製造装置》
次に、本発明の三次元造形物製造装置について説明する。
《Three-dimensional structure manufacturing device》
Next, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention is demonstrated.

図4は、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を模式的に示す断面図である。   FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a preferred embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.

三次元造形物製造装置100は、粒体を含む組成物(三次元造形用組成物)11を用いて、層1を繰り返し成形し積層することにより、三次元造形物10を製造するものである。   The three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 manufactures the three-dimensional structure 10 by repeatedly forming and laminating the layer 1 using the composition (composition for three-dimensional structure) 11 including the particles. .

図4に示すように、三次元造形物製造装置100は、制御部2と、粒体を含む組成物11を収容する組成物供給部3と、組成物供給部3から供給された組成物11を用いて層1を形成する層形成部4と、層1を加熱する加熱手段(層加熱手段)7と、層1に結着液12を吐出する結着液吐出部(結着液付与手段)5と、結着液12を硬化させるためのエネルギー線を照射するエネルギー線照射手段(硬化手段)6とを有している。
制御部2は、コンピューター21と、駆動制御部22とを有している。
As shown in FIG. 4, the three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 includes a control unit 2, a composition supply unit 3 that contains a composition 11 that includes particles, and a composition 11 that is supplied from the composition supply unit 3. A layer forming unit 4 that forms the layer 1 using heat, a heating unit (layer heating unit) 7 that heats the layer 1, and a binding liquid discharge unit (binding liquid applying unit) that discharges the binding liquid 12 to the layer 1 ) 5 and energy beam irradiation means (curing means) 6 for irradiating energy beams for curing the binding liquid 12.
The control unit 2 includes a computer 21 and a drive control unit 22.

コンピューター21は、内部にCPUやメモリ等を備えて構成される一般的な卓上型コンピューター等である。コンピューター21は、三次元造形物10の形状をモデルデータとしてデータ化し、それを平行な幾層もの薄い断面体にスライスして得られる断面データ(スライスデータ)を駆動制御部22に対して出力する。   The computer 21 is a general desktop computer configured with a CPU, a memory, and the like inside. The computer 21 converts the shape of the three-dimensional structure 10 as model data, and outputs cross-section data (slice data) obtained by slicing the shape into parallel thin layers of slices to the drive control unit 22. .

駆動制御部22は、層形成部4、層加熱手段7、結着液吐出部5、エネルギー線照射手段6等をそれぞれに駆動する制御手段として機能する。具体的には、例えば、結着液吐出部5による結着液12の吐出パターンや吐出量、組成物供給部3からの組成物11の供給量、ステージ41の下降量、層加熱手段7のよる加熱の条件(加熱温度、温風の風速等)等を制御する。   The drive control unit 22 functions as a control unit that drives the layer forming unit 4, the layer heating unit 7, the binding liquid discharge unit 5, the energy beam irradiation unit 6, and the like. Specifically, for example, the discharge pattern and discharge amount of the binding liquid 12 by the binding liquid discharge unit 5, the supply amount of the composition 11 from the composition supply unit 3, the descending amount of the stage 41, the layer heating means 7 The heating conditions (heating temperature, warm air speed, etc.) are controlled.

組成物供給部3は、駆動制御部22からの指令により移動し、内部に収容された組成物11が、組成物仮置部44に供給されるように構成されている。   The composition supply unit 3 is configured to move in response to a command from the drive control unit 22, and the composition 11 accommodated therein is supplied to the composition temporary placement unit 44.

特に、図示の構成では、互いに異なる種類の組成物11を供給するために、複数の組成物供給部3として、組成物供給部3A、組成物供給部3B、組成物供給部3C、および、組成物供給部3Dを備えている。   In particular, in the illustrated configuration, in order to supply different types of compositions 11, a composition supply unit 3 A, a composition supply unit 3 B, a composition supply unit 3 C, and a composition are provided as a plurality of composition supply units 3. The product supply unit 3D is provided.

そして、これらの組成物供給部3A、3B、3C、3Dに収容された組成物11は、互いに、所定の結着液12との相溶性が異なる粒体を含むものである。より具体的には、例えば、組成物供給部3Aには、ポリメタクリル酸エチルで構成された粒体を含む組成物11が収容され、組成物供給部3Bには、ポリスチレンで構成された粒体を含む組成物11が収容され、組成物供給部3Cには、ナイロン6で構成された粒体を含む組成物11が収容され、組成物供給部3Dには、シリカで構成された粒体を含む組成物11が収容されたものとすることができる。   And the composition 11 accommodated in these composition supply part 3A, 3B, 3C, 3D contains the granule from which compatibility with the predetermined | prescribed binding liquid 12 mutually differs. More specifically, for example, the composition supply unit 3A contains a composition 11 containing granules composed of polyethyl methacrylate, and the composition supply unit 3B contains granules composed of polystyrene. In the composition supply unit 3C, the composition 11 containing granules composed of nylon 6 is accommodated, and in the composition supply unit 3D, granules composed of silica are contained. The composition 11 to be contained can be accommodated.

このような構成であることにより、組成物供給部内に収容された組成物の置換等を行わなくても、製造すべき三次元造形物10に求められる特性(物性)等に応じて、組成物11の種類を好適に選択することができる。また、粒体と結着液12との相溶性を好適に調整することができる。以上のようなことから、種々の三次元造形物10の製造に好適に対応することができる。   With such a configuration, the composition contained in the composition supply unit can be replaced according to the characteristics (physical properties) and the like required for the three-dimensional structure 10 to be manufactured without performing the replacement of the composition accommodated in the composition supply unit. Eleven types can be suitably selected. In addition, the compatibility between the particles and the binding liquid 12 can be suitably adjusted. From the above, it can respond suitably for the manufacture of various three-dimensional structures 10.

層形成部4は、組成物供給部3から供給された組成物11を一時的に保持する組成物仮置部44と、組成物仮置部44に保持された組成物11を平坦化しつつ層1を形成するスキージー(平坦化手段)42と、スキージー42の動作を規制するガイドレール43と、形成された層1を支持するステージ41と、ステージ41を取り囲む側面支持部(枠体)45とを有している。   The layer forming unit 4 includes a composition temporary placement unit 44 that temporarily holds the composition 11 supplied from the composition supply unit 3 and a layer while flattening the composition 11 held in the composition temporary storage unit 44. Squeegee (flattening means) 42 for forming 1, a guide rail 43 for regulating the operation of the squeegee 42, a stage 41 for supporting the formed layer 1, and a side support part (frame body) 45 surrounding the stage 41, have.

先に形成された層1の上に、新たな層1を形成するのに際して、先に形成された層1を、側面支持部45に対して相対的に下方に移動させる。これにより、新たに形成される層1の厚さが規定される。   When forming a new layer 1 on the previously formed layer 1, the previously formed layer 1 is moved downward relative to the side surface support portion 45. Thereby, the thickness of the newly formed layer 1 is defined.

特に、本実施形態では、ステージ41は、先に形成された層1の上に、新たな層1を形成するのに際して、駆動制御部22からの指令により所定量だけ順次下降する。このように、ステージ41がZ方向(上下方向)に移動可能に構成されていることにより、新たな層1の形成に際して、層1の厚さを調整するために移動させるべき部材の数を減らすことができるため、三次元造形物製造装置100の構成をより単純なものとすることできる。   In particular, in the present embodiment, when the new layer 1 is formed on the previously formed layer 1, the stage 41 is sequentially lowered by a predetermined amount according to a command from the drive control unit 22. As described above, since the stage 41 is configured to be movable in the Z direction (up and down direction), the number of members to be moved in order to adjust the thickness of the layer 1 is reduced when the new layer 1 is formed. Therefore, the configuration of the three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 can be made simpler.

ステージ41は、表面(組成物11が付与される部位)が平坦なものである。
これにより、厚さの均一性の高い層1を容易かつ確実に形成することができる。また、製造される三次元造形物10において、不本意な変形等が生じることを効果的に防止することができる。
The stage 41 has a flat surface (part to which the composition 11 is applied).
Thereby, the layer 1 with high uniformity of thickness can be formed easily and reliably. Moreover, in the three-dimensional structure 10 to be manufactured, it is possible to effectively prevent unintentional deformation or the like from occurring.

ステージ41は、高強度の材料で構成されたものであるのが好ましい。ステージ41の構成材料としては、例えば、ステンレス鋼等の各種金属材料等が挙げられる。   The stage 41 is preferably composed of a high-strength material. Examples of the constituent material of the stage 41 include various metal materials such as stainless steel.

また、ステージ41の表面(組成物11が付与される部位)には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物11の構成材料や結着液12の構成材料がステージ41に付着してしまうことをより効果的に防止したり、ステージ41の耐久性を特に優れたものとし、三次元造形物10のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。ステージ41の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。   Further, the surface of the stage 41 (site to which the composition 11 is applied) may be subjected to surface treatment. Thereby, for example, the constituent material of the composition 11 and the constituent material of the binding liquid 12 are more effectively prevented from adhering to the stage 41, or the durability of the stage 41 is made particularly excellent. It is possible to achieve stable production of the original shaped article 10 over a longer period of time. Examples of the material used for the surface treatment of the surface of the stage 41 include fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene.

スキージー42は、Y方向に延在する長手形状を有するものであり、下部先端が尖った刃状の形状を有するブレードを備えている。   The squeegee 42 has a longitudinal shape extending in the Y direction, and includes a blade having a blade-like shape with a pointed lower end.

ブレードのY方向の長さは、ステージ41(造形領域)の幅(Y方向の長さ)以上のものである。   The length of the blade in the Y direction is greater than or equal to the width of the stage 41 (modeling region) (the length in the Y direction).

なお、三次元造形物製造装置100は、スキージー42による組成物11の拡散が円滑に行えるように、ブレードに微小振動を与えるバイブレーション機構(図示せず)を備えていてもよい。   The three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 may include a vibration mechanism (not shown) that applies minute vibrations to the blade so that the composition 11 can be smoothly diffused by the squeegee 42.

側面支持部45は、ステージ41上に形成された層1の側面を支持する機能を有する。また、層1の形成時には、層1の面積を規定する機能も有している。   The side surface support part 45 has a function of supporting the side surface of the layer 1 formed on the stage 41. Further, when the layer 1 is formed, it also has a function of defining the area of the layer 1.

また、側面支持部45の表面(組成物11と接触しうる部位)には、表面処理が施されていてもよい。これにより、例えば、組成物11の構成材料や結着液12の構成材料が側面支持部45に付着してしまうことをより効果的に防止したり、側面支持部45の耐久性を特に優れたものとし、三次元造形物10のより長期間にわたる安定的な生産を図ったりすることができる。また、先に形成された層1を側面支持部45に対して相対的に下方に移動させる際に、層1に不本意な乱れが生じることを効果的に防止することができる。その結果、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度、信頼性を特に優れたものとすることができる。側面支持部45の表面の表面処理に用いられる材料としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂等が挙げられる。   In addition, the surface of the side surface support portion 45 (site that can come into contact with the composition 11) may be subjected to surface treatment. Thereby, for example, the constituent material of the composition 11 and the constituent material of the binding liquid 12 are more effectively prevented from adhering to the side surface support portion 45, and the durability of the side surface support portion 45 is particularly excellent. As a result, stable production of the three-dimensional structure 10 over a longer period of time can be achieved. Further, when the previously formed layer 1 is moved downward relative to the side support 45, it is possible to effectively prevent the layer 1 from being disturbed unintentionally. As a result, the dimensional accuracy and reliability of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent. As a material used for the surface treatment of the surface of the side support part 45, for example, a fluorine-based resin such as polytetrafluoroethylene can be cited.

層加熱手段7は、層1に加熱処理(層加熱処理)を施すものである。
特に、本実施形態では、層加熱手段7は、前述した第1の加熱処理および第2の加熱処理を施すものである。
The layer heating means 7 performs a heat treatment (layer heat treatment) on the layer 1.
In particular, in the present embodiment, the layer heating means 7 performs the first heat treatment and the second heat treatment described above.

このように、単一の層加熱手段7が第1の加熱処理および第2の加熱処理を施すことができるものであることにより、三次元造形物製造装置100の構成を簡略化することができる。   Thus, since the single layer heating means 7 can perform the first heat treatment and the second heat treatment, the configuration of the three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 can be simplified. .

加熱処理の条件は、例えば、図示しないセンサーにより層1の温度や層1の溶媒の含有率等を検出し、その検出結果に基づいて、制御してもよい。また、タイマーにより、加熱条件の変更を行ってもよい。   The conditions for the heat treatment may be controlled based on the detection result of detecting the temperature of the layer 1 or the content of the solvent in the layer 1 with a sensor (not shown), for example. Moreover, you may change a heating condition with a timer.

結着液付与手段(結着液吐出部)5は、図示しない結着液収容部から供給された結着液12を、層1に付与するものである。   The binding liquid applying means (binding liquid discharge unit) 5 applies the binding liquid 12 supplied from a binding liquid storage unit (not shown) to the layer 1.

結着液吐出部(結着液付与手段)5は、駆動制御部22からの指令により、各層1において形成すべきパターンに応じて結着液12の付与パターン等が制御されている。また、層1(結着液12が付与されるべき層1)中に含まれる粒体との相溶性に応じて、結着液12の吐出量(単位体積当たりの吐出量)を調整するように制御されている。   The binding liquid discharge section (binding liquid applying means) 5 controls the application pattern of the binding liquid 12 and the like according to the pattern to be formed in each layer 1 according to a command from the drive control section 22. Further, the discharge amount (discharge amount per unit volume) of the binding liquid 12 is adjusted according to the compatibility with the particles contained in the layer 1 (the layer 1 to which the binding liquid 12 is to be applied). Is controlled.

これにより、粒体間の空隙を結着液12で好適に満たすことができ、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度および寸法精度を優れたものとすることができる。   Thereby, the space | gap between granule can be filled with the binder liquid 12 suitably, and the mechanical strength and dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 finally obtained can be made excellent.

特に、本実施形態では、互いに異なる種類の結着液12を付与することができるように、複数種の結着液12を収容する複数の結着液収容部(図示しない)を備えており、結着液吐出部(結着液付与手段)5に供給される結着液12の種類を変更することが可能に構成されている。   In particular, the present embodiment includes a plurality of binding liquid storage portions (not shown) for storing a plurality of types of binding liquids 12 so that different types of binding liquids 12 can be applied. The type of the binding liquid 12 supplied to the binding liquid discharge unit (binding liquid applying means) 5 can be changed.

そして、これらの結着液収容部に収容された結着液12は、互いに、所定の粒体との相溶性が異なるものである。   And the binding liquid 12 accommodated in these binding liquid accommodating parts mutually differs in compatibility with a predetermined granule.

このような構成であることにより、結着液収容部内に収容された結着液12の置換等を行わなくても、製造すべき三次元造形物10に求められる特性(物性)等に応じて、結着液12の種類を好適に選択することができる。また、粒体と結着液12との相溶性を好適に調整することができる。以上のようなことから、種々の三次元造形物10の製造に好適に対応することができる。   With such a configuration, according to the characteristics (physical properties) and the like required for the three-dimensional structure 10 to be manufactured without performing the replacement of the binding liquid 12 stored in the binding liquid storage unit. The type of the binding liquid 12 can be suitably selected. In addition, the compatibility between the particles and the binding liquid 12 can be suitably adjusted. From the above, it can respond suitably for the manufacture of various three-dimensional structures 10.

また、本実施形態では、結着液付与手段5が、インクジェット法により結着液12を吐出する結着液吐出部である。   Further, in the present embodiment, the binding liquid application unit 5 is a binding liquid discharge unit that discharges the binding liquid 12 by an ink jet method.

これにより、微細なパターンで結着液12を付与することができ、微細な構造を有する三次元造形物10であっても特に生産性良く製造することができる。   Thereby, the binding liquid 12 can be applied in a fine pattern, and even the three-dimensional structure 10 having a fine structure can be manufactured particularly with high productivity.

液滴吐出方式(インクジェット法の方式)としては、ピエゾ方式や、結着液12を加熱して発生した泡(バブル)により結着液12を吐出させる方式等を用いることができるが、結着液12の構成成分の変質のし難さ等の観点から、ピエゾ方式が好ましい。   As a droplet discharge method (inkjet method), a piezo method, a method of discharging the binding liquid 12 with bubbles generated by heating the binding liquid 12, and the like can be used. The piezo method is preferred from the standpoint of difficulty in altering the constituent components of the liquid 12.

エネルギー線照射手段(硬化手段)6は、層1に付与された結着液12を硬化させるためのエネルギー線を照射するものである。   The energy ray irradiating means (curing means) 6 irradiates energy rays for curing the binding liquid 12 applied to the layer 1.

エネルギー線照射手段6が照射するエネルギー線の種類は、結着液12の構成材料により異なるが、例えば、紫外線、可視光線、赤外線、X線、γ線、電子線、イオンビーム等が挙げられる。中でも、コスト面、三次元造形物の生産性の観点から、紫外線を用いるのが好ましい。
前述したような本発明の三次元造形物製造装置によれば、機械的強度および寸法精度に優れた三次元造形物を安定的に製造することができる。
The type of energy beam irradiated by the energy beam irradiation unit 6 varies depending on the constituent material of the binding liquid 12, and examples thereof include ultraviolet rays, visible rays, infrared rays, X-rays, γ rays, electron beams, and ion beams. Among these, from the viewpoint of cost and productivity of the three-dimensional structure, it is preferable to use ultraviolet rays.
According to the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention as described above, a three-dimensional structure excellent in mechanical strength and dimensional accuracy can be stably manufactured.

<組成物(三次元造形用組成物)>
次に、本発明の三次元造形物の製造に用いる組成物(三次元造形用組成物)11について詳細に説明する。
<Composition (Composition for 3D modeling)>
Next, the composition (composition for three-dimensional modeling) 11 used for manufacturing the three-dimensional modeled object of the present invention will be described in detail.

組成物(三次元造形用組成物)11は、少なくとも、複数個の粒体を含む三次元造形用粉末を含むものである。   The composition (three-dimensional modeling composition) 11 includes at least a three-dimensional modeling powder including a plurality of particles.

(三次元造形用粉末(粒体))
三次元造形用粉末を構成する粒体の構成材料としては、例えば、無機材料や有機材料、これらの複合体等が挙げられる。
(3D modeling powder (particles))
Examples of the constituent material of the particles constituting the three-dimensional modeling powder include inorganic materials, organic materials, and composites thereof.

粒体を構成する無機材料としては、例えば、各種金属や金属化合物等が挙げられる。金属化合物としては、例えば、シリカ、アルミナ、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、酸化マグネシウム、チタン酸カリウム等の各種金属酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム等の各種金属水酸化物;窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ等の各種金属窒化物;炭化珪素、炭化チタン等の各種金属炭化物;硫化亜鉛等の各種金属硫化物;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種金属の炭酸塩;硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等の各種金属の硫酸塩;ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム等の各種金属のケイ酸塩;リン酸カルシウム等の各種金属のリン酸塩;ホウ酸アルミニウム、ホウ酸マグネシウム等の各種金属のホウ酸塩や、これらの複合化物等が挙げられる。   As an inorganic material which comprises a granule, various metals, a metal compound, etc. are mentioned, for example. Examples of the metal compound include various metal oxides such as silica, alumina, titanium oxide, zinc oxide, zircon oxide, tin oxide, magnesium oxide, and potassium titanate; various kinds such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, and calcium hydroxide. Metal hydroxides; various metal nitrides such as silicon nitride, titanium nitride and aluminum nitride; various metal carbides such as silicon carbide and titanium carbide; various metal sulfides such as zinc sulfide; various metals such as calcium carbonate and magnesium carbonate Carbonates; sulfates of various metals such as calcium sulfate and magnesium sulfate; silicates of various metals such as calcium silicate and magnesium silicate; phosphates of various metals such as calcium phosphate; aluminum borate, magnesium borate, etc. And various metal borates and composites thereof.

粒体を構成する有機材料としては、例えば、合成樹脂、天然高分子等が挙げられ、より具体的には、ポリエチレン樹脂;ポリプロピレン;ポリエチレンオキサイド;ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミン;ポリスチレン;ポリウレタン;ポリウレア;ポリエステル;シリコーン樹脂;アクリルシリコーン樹脂;ポリメタクリル酸メチル等の(メタ)アクリル酸エステルを構成モノマーとする重合体;メタクリル酸メチルクロスポリマー等の(メタ)アクリル酸エステルを構成モノマーとするクロスポリマー(エチレンアクリル酸共重合樹脂等);ナイロン12、ナイロン6、共重合ナイロン等のポリアミド樹脂;ポリイミド;カルボキシメチルセルロールス;ゼラチン;デンプン;キチン;キトサン等が挙げられる。   Examples of organic materials constituting the granules include synthetic resins and natural polymers. More specifically, polyethylene resins; polypropylene; polyethylene oxide; polypropylene oxide, polyethyleneimine; polystyrene; polyurethane; polyurea; A silicone resin; an acrylic silicone resin; a polymer having a (meth) acrylic acid ester such as polymethyl methacrylate as a constituent monomer; a cross polymer having a (meth) acrylic acid ester as a constituent monomer such as a methyl methacrylate crosspolymer (ethylene Acrylic acid copolymer resin, etc.); polyamide resin such as nylon 12, nylon 6, copolymer nylon; polyimide; carboxymethyl cellulose; gelatin; starch; chitin;

中でも、粒体は、有機材料で構成されたものであるのが好ましい。
これにより、紫外線硬化性樹脂を含む結着液との相溶性が高くなり、前記粒体と前記結着液の密着性が上がり、造形物の機械的強度が向上する。
Especially, it is preferable that a granule is comprised with the organic material.
Thereby, compatibility with the binding liquid containing the ultraviolet curable resin is increased, the adhesion between the particles and the binding liquid is increased, and the mechanical strength of the molded article is improved.

粒体の構成材料のSP値の具体例を挙げると、例えば、ポリメタクリル酸エチルが9.7、ポリメタクリル酸メチルが9.1以上9.5以下、エチレン−アクリル酸共重合体が9.5、ナイロン12が9.9、ポリスチレンが10.3、ナイロン6が11.6、ポリアクリルニトリルが14.8である。   Specific examples of the SP value of the constituent material of the granule include, for example, 9.7 for polyethyl methacrylate, 9.1 to 9.5 for polymethyl methacrylate, and 9. for ethylene-acrylic acid copolymer. 5. Nylon 12 is 9.9, polystyrene is 10.3, nylon 6 is 11.6, and polyacrylonitrile is 14.8.

三次元造形用粉末を構成する粒体の平均粒径は、特に限定されないが、1μm以上25μm以下であるのが好ましく、1μm以上15μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物10における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物10の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形用粉末の流動性、三次元造形用粉末を含む組成物(三次元造形用組成物)11の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   The average particle diameter of the particles constituting the three-dimensional modeling powder is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 15 μm or less. As a result, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent, and the occurrence of unintentional irregularities in the manufactured three-dimensional structure 10 can be more effectively prevented. The dimensional accuracy of the molded article 10 can be made particularly excellent. In addition, the fluidity of the powder for three-dimensional modeling and the fluidity of the composition (three-dimensional modeling composition) 11 including the powder for three-dimensional modeling are particularly excellent, and the productivity of the three-dimensional model 10 is particularly excellent. Can be.

なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で3分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器(COULTER ELECTRONICS INS製TA−II型)にて、50μmのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。   In the present invention, the average particle diameter means a volume-based average particle diameter. For example, a dispersion obtained by adding a sample to methanol and dispersing for 3 minutes with an ultrasonic disperser (Coulter counter method particle size distribution analyzer ( It can be determined by measuring with a 50 μm aperture using COULTER ELECTRONICS INS TA-II type).

三次元造形用粉末を構成する粒体のDmaxは、3μm以上40μm以下であるのが好ましく、5μm以上30μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物10における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物10の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形用粉末の流動性、三次元造形用粉末を含む組成物(三次元造形用組成物)11の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   The Dmax of the particles constituting the three-dimensional modeling powder is preferably 3 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 30 μm or less. As a result, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent, and the occurrence of unintentional irregularities in the manufactured three-dimensional structure 10 can be more effectively prevented. The dimensional accuracy of the molded article 10 can be made particularly excellent. In addition, the fluidity of the powder for three-dimensional modeling and the fluidity of the composition (three-dimensional modeling composition) 11 including the powder for three-dimensional modeling are particularly excellent, and the productivity of the three-dimensional model 10 is particularly excellent. Can be.

三次元造形用粉末を構成する粒体は、いかなる形状を有するものであってもよいが、球形状をなすものであるのが好ましい。これにより、三次元造形用粉末の流動性、三次元造形用粉末を含む組成物(三次元造形用組成物)11の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物10における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物10の寸法精度を特に優れたものとすることができる。   The particles constituting the powder for three-dimensional modeling may have any shape, but preferably have a spherical shape. Thereby, the fluidity of the powder for three-dimensional modeling and the fluidity of the composition (three-dimensional modeling composition) 11 including the powder for three-dimensional modeling are particularly excellent, and the productivity of the three-dimensional model 10 is particularly improved. While being able to be excellent, it is possible to more effectively prevent the occurrence of unintentional irregularities in the manufactured three-dimensional structure 10 and to make the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 10 particularly excellent. Can do.

組成物(三次元造形用組成物)11中における三次元造形用粉末の含有率は、5質量%以上90質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上80質量%以下であるのがより好ましい。これにより、組成物(三次元造形用組成物)11の流動性を十分に優れたものとしつつ、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   The content of the three-dimensional modeling powder in the composition (three-dimensional modeling composition) 11 is preferably 5% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less. preferable. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent while the fluidity of the composition (composition for three-dimensional structure) 11 is sufficiently excellent. .

(溶媒)
組成物11は、粒体に加えて、溶媒を含むものであってもよい。
(solvent)
The composition 11 may contain a solvent in addition to the granules.

これにより、好適に組成物11をペースト状のものとすることができ、組成物11の流動性を安定的に優れたものとし、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   Thereby, the composition 11 can be suitably paste-like, the fluidity of the composition 11 should be stably excellent, and the productivity of the three-dimensional structure 10 should be particularly excellent. Can do.

特に、組成物11が、溶媒として水系溶媒を含む場合、以下のような効果が得られる。
すなわち、水系溶媒は、水との親和性が高いものであるため、後述する水溶性樹脂を好適に溶解することができる。これにより、組成物11の流動性を良好なものとすることができ、組成物11を用いて形成される層1の厚さの不本意なばらつきをより効果的に防止することができる。また、水系溶媒が除去された状態の層1を形成した際に、層1全体にわたって、より高い均一性で、水溶性樹脂を粒体に付着させることができ、不本意な組成のむらが発生するのをより効果的に防止することができる。このため、最終的に得られる三次元造形物10の各部位での機械的強度の不本意なばらつきの発生をより効果的に防止することができ、三次元造形物10の信頼性をより高いものとすることができる。
In particular, when the composition 11 contains an aqueous solvent as a solvent, the following effects can be obtained.
That is, since the aqueous solvent has a high affinity with water, a water-soluble resin described later can be suitably dissolved. Thereby, the fluidity | liquidity of the composition 11 can be made favorable and the unintentional dispersion | variation in the thickness of the layer 1 formed using the composition 11 can be prevented more effectively. In addition, when the layer 1 in a state where the aqueous solvent is removed is formed, the water-soluble resin can be adhered to the particles with higher uniformity over the entire layer 1, and unintentionally uneven composition occurs. Can be more effectively prevented. For this reason, generation | occurrence | production of the unintentional dispersion | variation in the mechanical strength in each site | part of the three-dimensional structure 10 finally obtained can be prevented more effectively, and the reliability of the three-dimensional structure 10 is higher. Can be.

組成物11を構成する水系溶媒としては、例えば、水;メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール性溶媒;メチルエチルケトン、アセトン等のケトン系溶媒;エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールエーテル系溶媒;プロピレングリコール1−モノメチルエーテル2−アセタート、プロピレングリコール1−モノエチルエーテル2−アセタート等のグリコールエーテルアセテート系溶媒;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the aqueous solvent constituting the composition 11 include water; alcoholic solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; ketone solvents such as methyl ethyl ketone and acetone; glycol ethers such as ethylene glycol monoethyl ether and ethylene glycol monobutyl ether. Solvent; glycol ether acetate solvents such as propylene glycol 1-monomethyl ether 2-acetate, propylene glycol 1-monoethyl ether 2-acetate; polyethylene glycol, polypropylene glycol and the like, and one or two selected from these A combination of the above can be used.

中でも、組成物11は、水を含むものであるのが好ましい。これにより、水溶性樹脂をより確実に溶解することができ、組成物11の流動性、組成物11を用いて形成される層1の組成の均一性を特に優れたものとすることができる。また、水は層加熱工程での除去が容易である。また、人体に対する安全性、環境問題の観点等からも有利である。   Especially, it is preferable that the composition 11 contains water. Thereby, water-soluble resin can be dissolved more reliably and the fluidity of the composition 11 and the uniformity of the composition of the layer 1 formed using the composition 11 can be made particularly excellent. Moreover, water is easy to remove in the layer heating step. Moreover, it is advantageous from the viewpoint of safety to the human body and environmental problems.

組成物11中における溶媒の含有率は、5質量%以上88質量%以下であるのが好ましく、10質量%以上80質量%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮されるとともに、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   The content of the solvent in the composition 11 is preferably 5% by mass or more and 88% by mass or less, and more preferably 10% by mass or more and 80% by mass or less. Thereby, while the effect as mentioned above is exhibited more notably, the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent.

水系溶媒が水を含むものである場合、水系溶媒中に占める水の割合は、80質量%以上であるのが好ましく、90質量%以上であるのがより好ましい。
これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。
When the aqueous solvent contains water, the proportion of water in the aqueous solvent is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.

(水溶性樹脂)
組成物11は、複数個の粒体とともに、水溶性樹脂を含むものであってもよい。
(Water-soluble resin)
The composition 11 may contain a water-soluble resin together with a plurality of granules.

水溶性樹脂を含むことにより、層1の結着液12が付与されていない部位において粒体同士を結合(仮固定)し、粒体の不本意な飛散等をより効果的に防止することができる。これにより、作業者の安全や、製造される三次元造形物10の寸法精度のさらなる向上を図ることができる。   By including the water-soluble resin, the particles can be bonded (temporarily fixed) to each other at the portion where the binding liquid 12 of the layer 1 is not applied, and unintentional scattering of the particles can be more effectively prevented. it can. Thereby, the further improvement of the operator's safety and the dimensional accuracy of the manufactured three-dimensional structure 10 can be aimed at.

水溶性樹脂は、少なくともその一部が水に可溶なものであればよいが、例えば、25℃における水に対する溶解度(水100gに溶解可能な質量)が5[g/100g水]以上のものであるのが好ましく、10[g/100g水]以上のものであるのがより好ましい。   Any water-soluble resin may be used as long as at least a part thereof is soluble in water. For example, the solubility in water at 25 ° C. (mass soluble in 100 g of water) is 5 [g / 100 g water] or more. It is preferable that it is more than 10 [g / 100g water].

水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリカプロラクタムジオール、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、ポリアクリルアミド、変性ポリアミド、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合ポリマー等の合成ポリマー、コーンスターチ、マンナン、ペクチン、寒天、アルギン酸、デキストラン、にかわ、ゼラチン等の天然ポリマー、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、酸化でんぷん、変性でんぷん等の半合成ポリマー等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl pyrrolidone (PVP), polycaprolactam diol, sodium polyacrylate, ammonium polyacrylate, polyacrylamide, modified polyamide, polyethyleneimine, polyethylene oxide, ethylene oxide and propylene. Synthetic polymers such as random copolymer with oxide, natural polymers such as corn starch, mannan, pectin, agar, alginic acid, dextran, glue, gelatin, semi-synthetic polymers such as carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, oxidized starch, and modified starch 1 type selected from these, or 2 or more types can be used in combination.

水溶性樹脂製品の具体例としては、例えば、メチルセルロース(信越化学社製、メトローズSM−15)、ヒドロキシエチルセルローズ(フジケミカル社製、AL−15)、ヒドロキシプロピルセルローズ(日本ソーダ社製、HPC−M)、カルボキシメチルセルローズ(ニチリン化学社製、CMC−30)、澱粉リン酸エステルナトリュウム(I)(松谷化学社製、ホスター5100)、ポリビニルピロリドン(東京化学社製、PVP K−90)、メチルビニルエーテル/無水マレイン酸コポリマー(GAFガントレット社製、AN−139)、ポリアクリル酸ナトリウム(東亜合成製、アロンT−50、アロンA−210、アロンAC−103)、ポリアクリル酸アンモニウム(東亜合成製、アロンA−30SL、アロンAS−1100、アロンAS−1800)、ポリアクリルアミド(和光純薬社製)、変性ポリアミド(変性ナイロン)(東レ社製、AQナイロン)、ポリエチレンオキサイド(製鉄化学社製、PEO−1、明成化学工業社製、アルコックス)、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドとのランダム共重合ポリマー(明成化学工業社製、アルコックスEP)、ポリアクリル酸ナトリウム(和光純薬社製)、カルボキシビニルポリマー/架橋型アクリル系水溶性樹脂(住友精化社製、アクペック)等が挙げられる。   Specific examples of the water-soluble resin product include, for example, methyl cellulose (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Metroise SM-15), hydroxyethyl cellulose (manufactured by Fuji Chemical Co., Ltd., AL-15), hydroxypropyl cellulose (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd., HPC- M), carboxymethyl cellulose (manufactured by Nichirin Chemical Co., Ltd., CMC-30), starch phosphate sodium sodium (I) (manufactured by Matsutani Chemical Co., Ltd., Hoster 5100), polyvinylpyrrolidone (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., PVP K-90), methyl Vinyl ether / maleic anhydride copolymer (GAF Gauntlet, AN-139), sodium polyacrylate (Toa Gosei, Aron T-50, Aron A-210, Aron AC-103), ammonium polyacrylate (Toa Gosei) Aron A-30SL, Aron AS-110 , Aron AS-1800), polyacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), modified polyamide (modified nylon) (manufactured by Toray Industries, AQ nylon), polyethylene oxide (manufactured by Steel Manufacturing Chemical Co., Ltd., PEO-1, manufactured by Meisei Chemical Industries, Ltd.) Alcox), random copolymer of ethylene oxide and propylene oxide (manufactured by Meisei Chemical Co., Ltd., Alcox EP), sodium polyacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), carboxyvinyl polymer / crosslinked acrylic water-soluble resin (Sumitomo Seika Co., Ltd., ACPEC) and the like.

中でも、水溶性樹脂がポリビニルアルコールである場合、三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。また、ケン化度や重合度の調整により、水溶性樹脂の特性(例えば、水溶性、耐水性等)や組成物11の特性(例えば、粘度、粒体の固定力、濡れ性等)をより好適に制御することができる。このため、多様な三次元造形物10の製造により好適に対応することができる。また、ポリビニルアルコールは、各種水溶性樹脂の中でも、安価で、かつ、供給が安定したものである。このため、生産コストを抑制しつつ、安定的な三次元造形物10の製造を行うことができる。   Among these, when the water-soluble resin is polyvinyl alcohol, the mechanical strength of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent. Further, by adjusting the degree of saponification and the degree of polymerization, the characteristics of the water-soluble resin (for example, water solubility, water resistance, etc.) and the characteristics of the composition 11 (for example, viscosity, fixing force of granules, wettability, etc.) are further improved. It can control suitably. For this reason, it can respond suitably by manufacture of the various three-dimensional structure 10. Polyvinyl alcohol is inexpensive and stable in supply among various water-soluble resins. For this reason, the stable three-dimensional structure 10 can be manufactured while suppressing the production cost.

水溶性樹脂がポリビニルアルコールを含むものである場合、当該ポリビニルアルコールのケン化度は、75以上98以下であるのが好ましい。これにより、水に対するポリビニルアルコールの溶解度の低下を抑制することができる。そのため、組成物11が水を含むものである場合に、隣接する層1間の接着性の低下をより効果的に抑制することができる。   When the water-soluble resin contains polyvinyl alcohol, the saponification degree of the polyvinyl alcohol is preferably 75 or more and 98 or less. Thereby, the fall of the solubility of the polyvinyl alcohol with respect to water can be suppressed. Therefore, when the composition 11 contains water, the adhesive fall between the adjacent layers 1 can be suppressed more effectively.

水溶性樹脂がポリビニルアルコールを含むものである場合、当該ポリビニルアルコールの重合度は、300以上2500以下であるのが好ましい。これにより、組成物11が水を含むものである場合に、各層1の機械的強度や隣接する層1間の接着性を特に優れたものとすることができる。   When the water-soluble resin contains polyvinyl alcohol, the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol is preferably 300 or more and 2500 or less. Thereby, when the composition 11 contains water, the mechanical strength of each layer 1 and the adhesiveness between adjacent layers 1 can be made particularly excellent.

また、水溶性樹脂がポリビニルピロリドン(PVP)である場合、以下のような効果が得られる。すなわち、ポリビニルピロリドンは、ガラス、金属、プラスチック等の各種材料に対する接着性に優れているため、層1のうち結着液12が付与されない部分の強度・形状の安定性を特に優れたものとし、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、ポリビニルピロリドンは、各種有機溶媒に対して、高い溶解性を示すため、組成物11が有機溶媒を含む場合において、組成物11の流動性を特に優れたものとすることができ、不本意な厚さのばらつきがより効果的に防止された層1を好適に形成することができ、最終的に得られる三次元造形物10の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、ポリビニルピロリドンは、水に対しても高い溶解性を示すため、未結合粒子除去工程(造形終了後)において、各層1を構成する粒体のうち、結合剤により結合していないものを容易かつ確実に除去することができる。また、ポリビニルピロリドンは、各種着色剤との親和性に優れているため、結着液付与工程において着色剤を含む結着液12を用いた場合に、着色剤が不本意に拡散してしまうのを効果的に防止することができる。また、ペースト状の組成物11がポリビニルピロリドンを含むものであると、組成物11中に泡が巻き込まれてしまうことを効果的に防止することができ、層形成工程において、泡の巻き込みによる欠陥が発生するのを効果的により防止することができる。   Further, when the water-soluble resin is polyvinyl pyrrolidone (PVP), the following effects can be obtained. That is, since polyvinylpyrrolidone is excellent in adhesiveness to various materials such as glass, metal, and plastic, the strength and shape stability of the portion to which the binder 12 is not applied in the layer 1 are particularly excellent. The dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent. Moreover, since polyvinylpyrrolidone shows high solubility with respect to various organic solvents, when the composition 11 contains an organic solvent, the fluidity of the composition 11 can be made particularly excellent. Thus, the layer 1 in which the variation in thickness is more effectively prevented can be suitably formed, and the dimensional accuracy of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent. Moreover, since polyvinylpyrrolidone shows high solubility also to water, in the unbonded particle removal process (after the completion of modeling), among the particles constituting each layer 1, those that are not bound by a binder are easy. And it can be removed reliably. Moreover, since polyvinylpyrrolidone is excellent in affinity with various colorants, when the binding liquid 12 containing the colorant is used in the binding liquid application step, the colorant diffuses unintentionally. Can be effectively prevented. Moreover, when the paste-like composition 11 contains polyvinylpyrrolidone, it is possible to effectively prevent bubbles from being entrained in the composition 11, and defects due to entrainment of bubbles occur in the layer forming step. This can be effectively prevented.

水溶性樹脂がポリビニルピロリドンを含むものである場合、当該ポリビニルピロリドンの重量平均分子量は、10000以上1700000以下であるのが好ましく、30000以上1500000以下であるのがより好ましい。これにより、前述した機能をより効果的に発揮することができる。   When the water-soluble resin contains polyvinyl pyrrolidone, the weight average molecular weight of the polyvinyl pyrrolidone is preferably 10,000 or more and 170,000 or less, and more preferably 30,000 or more and 1500,000 or less. Thereby, the function mentioned above can be exhibited more effectively.

組成物11中における水溶性樹脂の含有率は、0.1質量%以上20質量%以下であるのが好ましく、0.2質量%以上15質量%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮されるとともに、三次元造形物10の生産性を特に優れたものとすることができる。   The content of the water-soluble resin in the composition 11 is preferably 0.1% by mass or more and 20% by mass or less, more preferably 0.2% by mass or more and 15% by mass or less. Thereby, while the effect as mentioned above is exhibited more notably, the productivity of the three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent.

(その他の成分)
また、組成物11は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤;重合促進剤;浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);定着剤;防黴剤;防腐剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;キレート剤;pH調整剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
The composition 11 may contain components other than those described above. Examples of such components include a polymerization initiator; a polymerization accelerator; a penetration accelerator; a wetting agent (humectant); a fixing agent; an antifungal agent; an antiseptic; an antioxidant; an ultraviolet absorber; Examples include regulators.

<結着液>
次に、本発明の三次元造形物の製造に用いる結着液について詳細に説明する。
結着液12は、少なくとも結合剤を含むものである。
<Binding liquid>
Next, the binding liquid used for manufacturing the three-dimensional structure of the present invention will be described in detail.
The binding liquid 12 contains at least a binder.

(結合剤)
結合剤としては、例えば、熱可塑性樹脂;熱硬化性樹脂;可視光領域の光により硬化する可視光硬化性樹脂(狭義の光硬化性樹脂)、紫外線硬化性樹脂、赤外線硬化性樹脂等の各種光硬化性樹脂;X線硬化性樹脂等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、得られる三次元造形物10の機械的強度や三次元造形物10の生産性等の観点から、結合剤は、硬化性樹脂を含むものであるのが好ましい。また、各種硬化性樹脂の中でも、得られる三次元造形物10の機械的強度や三次元造形物10の生産性、結着液12の保存安定性等の観点から、特に、紫外線硬化性樹脂(重合性化合物)が好ましい。
(Binder)
Examples of the binder include various kinds of materials such as thermoplastic resins; thermosetting resins; visible light curable resins (narrowly defined photocurable resins) that are cured by light in the visible light region, ultraviolet curable resins, and infrared curable resins. Photocurable resin; X-ray curable resin and the like can be mentioned, and one or more selected from these can be used in combination. Especially, it is preferable that a binder contains curable resin from viewpoints, such as mechanical strength of the three-dimensional structure 10 obtained, and productivity of the three-dimensional structure 10. Among various curable resins, in particular, from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure 10, the productivity of the three-dimensional structure 10, the storage stability of the binding liquid 12, in particular, an ultraviolet curable resin ( Polymerizable compounds) are preferred.

紫外線硬化性樹脂(重合性化合物)としては、紫外線照射により、光重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合または開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。   As the ultraviolet curable resin (polymerizable compound), a resin in which addition polymerization or ring-opening polymerization is initiated by irradiation with ultraviolet rays by radical species or cationic species generated from a photopolymerization initiator, and a polymer is preferably used. . Examples of the polymerization mode of addition polymerization include radical, cation, anion, metathesis, and coordination polymerization. Examples of the ring-opening polymerization method include cation, anion, radical, metathesis, and coordination polymerization.

付加重合性化合物としては、例えば、少なくとも1個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物等が挙げられる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも1個、好ましくは2個以上有する化合物が好ましく使用できる。   Examples of the addition polymerizable compound include compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond. As the addition polymerizable compound, a compound having at least one, preferably two or more terminal ethylenically unsaturated bonds can be preferably used.

エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物および多官能の重合性化合物、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、例えば、不飽和カルボン酸(例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸等)や、そのエステル類、アミド類等が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。   The ethylenically unsaturated polymerizable compound has a chemical form of a monofunctional polymerizable compound and a polyfunctional polymerizable compound, or a mixture thereof. Examples of the monofunctional polymerizable compound include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), esters thereof, amides, and the like. As the polyfunctional polymerizable compound, an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound, or an amide of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound is used.

また、ヒドロキシル基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類とイソシアネート類、エポキシ類との付加反応物、カルボン酸との脱水縮合反応物等も使用できる。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類およびチオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、アルコール類、アミン類またはチオール類との置換反応物も使用できる。   In addition, unsaturated carboxylic acid esters or amides having nucleophilic substituents such as hydroxyl group, amino group, mercapto group and the like, addition products of isocyanates and epoxies, dehydration condensation products of carboxylic acids, etc. Can be used. In addition, addition reaction products of unsaturated carboxylic acid esters or amides having an electrophilic substituent such as an isocyanate group or an epoxy group with alcohols, amines and thiols, as well as removal of halogen groups, tosyloxy groups, etc. A substitution reaction product of an unsaturated carboxylic acid ester or amide having a releasing substituent and an alcohol, amine or thiol can also be used.

不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステルであるラジカル重合性化合物の具体例としては、例えば、(メタ)アクリル酸エステルが代表的であり、単官能のもの、多官能のもののいずれも用いることができる。   Specific examples of the radical polymerizable compound that is an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound include, for example, (meth) acrylic acid ester, which is either monofunctional or polyfunctional. Can also be used.

単官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、トリルオキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the monofunctional (meth) acrylate include, for example, tolyloxyethyl (meth) acrylate, phenyloxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, isobornyl (Meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, etc. are mentioned.

二官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(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、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the bifunctional (meth) acrylate include, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) ) Acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, penta Examples include erythritol di (meth) acrylate and dipentaerythritol di (meth) acrylate.

三官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(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、ジ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)アクリロイルオキシプロピル)エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、トリ((メタ)アクリロイルオキシエチル)イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ソルビトールトリ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the trifunctional (meth) acrylate include, for example, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylolethane tri (meth) acrylate, trimethylolpropane alkylene oxide-modified tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri ( (Meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate, trimethylolpropane tri ((meth) acryloyloxypropyl) ether, isocyanuric acid alkylene oxide modified tri (meth) acrylate, dipentaerythritol tri (meth) acrylate propionate, tri ((Meth) acryloyloxyethyl) isocyanurate, hydroxypivalaldehyde-modified dimethylolpropane tri (meth) acrylate, sorbitol tri ( Data) acrylate, and the like.

四官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ソルビトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the tetrafunctional (meth) acrylate include, for example, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, sorbitol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate propionate, Examples include ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate.

五官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ソルビトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the pentafunctional (meth) acrylate include sorbitol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.

六官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ソルビトールヘキサ(メタ)アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ(メタ)アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the hexafunctional (meth) acrylate include, for example, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, sorbitol hexa (meth) acrylate, phosphazene alkylene oxide modified hexa (meth) acrylate, captolactone modified dipentaerythritol hexa ( And (meth) acrylate.

(メタ)アクリレート以外の重合性化合物としては、例えば、イタコン酸エステル、クロトン酸エステル、イソクロトン酸エステル、マレイン酸エステル等が挙げられる。   Examples of the polymerizable compound other than (meth) acrylate include itaconic acid ester, crotonic acid ester, isocrotonic acid ester, maleic acid ester and the like.

イタコン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、1,3−ブタンジオールジイタコネート、1,4−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等が挙げられる。   Examples of itaconic acid esters include ethylene glycol diitaconate, propylene glycol diitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4-butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, and pentaerythritol diesterate. Examples include itaconate and sorbitol tetritaconate.

クロトン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等が挙げられる。   Examples of crotonic acid esters include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, and sorbitol tetradicrotonate.

イソクロトン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等が挙げられる。   Examples of the isocrotonic acid ester include ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate, and sorbitol tetraisocrotonate.

マレイン酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等が挙げられる。   Examples of maleic acid esters include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate, and sorbitol tetramaleate.

その他のエステルの例としては、例えば、特公昭46−27926号公報、特公昭51−47334号公報、特開昭57−196231号公報に記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭59−5240号公報、特開昭59−5241号公報、特開平2−226149号公報に記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平1−165613号公報に記載のアミノ基を含有するもの等も用いることができる。   Examples of other esters include aliphatic alcohol esters described in JP-B-46-27926, JP-B-51-47334, JP-A-57-196231, and JP-A-59- Those having an aromatic skeleton described in Japanese Patent No. 5240, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-5241, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-226149, and those containing an amino group described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-165613 are also used. be able to.

また、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミドのモノマーの具体例としては、例えば、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、1,6−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等が挙げられる。   Specific examples of the amide monomer of unsaturated carboxylic acid and aliphatic polyvalent amine compound include, for example, methylene bis-acrylamide, methylene bis-methacrylamide, 1,6-hexamethylene bis-acrylamide, 1,6-hexa. Examples include methylene bis-methacrylamide, diethylenetriamine trisacrylamide, xylylene bisacrylamide, and xylylene bismethacrylamide.

その他の好ましいアミド系モノマーとしては、例えば、特公昭54−21726号公報に記載のシクロへキシレン構造を有するもの等が挙げられる。   Examples of other preferable amide monomers include those having a cyclohexylene structure described in JP-B No. 54-21726.

また、イソシアネートと水酸基との付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭48−41708号公報に記載されている1分子に2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記式(1)で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた1分子中に2個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。   In addition, a urethane-based addition polymerizable compound produced by using an addition reaction between an isocyanate and a hydroxyl group is also suitable. As such a specific example, for example, one molecule described in JP-B-48-41708 A vinyl urethane compound containing two or more polymerizable vinyl groups in one molecule obtained by adding a vinyl monomer containing a hydroxyl group represented by the following formula (1) to a polyisocyanate compound having two or more isocyanate groups. Etc.

CH=C(R)COOCHCH(R)OH (1)
(ただし、式(1)中、RおよびRは、それぞれ独立に、HまたはCHを示す。)
CH 2 = C (R 1) COOCH 2 CH (R 2) OH (1)
(However, in formula (1), R 1 and R 2 each independently represent H or CH 3. )

本発明において、エポキシ基、オキセタン基等の環状エーテル基を分子内に1つ以上有するカチオン開環重合性の化合物を紫外線硬化性樹脂(重合性化合物)として好適に用いることができる。   In the present invention, a cationic ring-opening polymerizable compound having at least one cyclic ether group such as an epoxy group or an oxetane group in the molecule can be suitably used as the ultraviolet curable resin (polymerizable compound).

カチオン重合性化合物としては、例えば、開環重合性基を含む硬化性化合物等が挙げられ、中でも、ヘテロ環状基含有硬化性化合物が特に好ましい。このような硬化性化合物としては、例えば、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテル類、ビニルエーテル類等が挙げられ、中でも、エポキシ誘導体、オキセタン誘導体、ビニルエーテル類が好ましい。   Examples of the cationic polymerizable compound include a curable compound containing a ring-opening polymerizable group, and among them, a heterocyclic group-containing curable compound is particularly preferable. Such curable compounds include, for example, epoxy derivatives, oxetane derivatives, tetrahydrofuran derivatives, cyclic lactone derivatives, cyclic carbonate derivatives, cyclic imino ethers such as oxazoline derivatives, vinyl ethers, etc. Among them, epoxy derivatives, oxetanes, etc. Derivatives and vinyl ethers are preferred.

好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば、単官能グリシジルエーテル類、多官能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類等が挙げられる。   Examples of preferred epoxy derivatives include monofunctional glycidyl ethers, polyfunctional glycidyl ethers, monofunctional alicyclic epoxies, polyfunctional alicyclic epoxies, and the like.

グリシジルエーテル類の具体的な化合物を例示すると、例えば、ジグリシジルエーテル類(例えば、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールAジグリシジルエーテル等)、3官能以上のグリシジルエーテル類(例えば、トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレート等)、4官能以上のグリシジルエーテル類(例えば、ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル等)、脂環式エポキシ類(例えば、セロキサイド2021P、セロキサイド2081、エポリードGT−301、エポリードGT−401(以上、ダイセル化学工業(株)製))、EHPE(ダイセル化学工業(株)製)、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチルエーテル等)、オキセタン類(例えば、OX−SQ、PNOX−1009(以上、東亞合成(株)製)等)等が挙げられる。   Specific examples of glycidyl ethers include, for example, diglycidyl ethers (for example, ethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether, etc.), trifunctional or higher glycidyl ethers (for example, trimethylolethane triglycidyl). Ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, triglycidyl trishydroxyethyl isocyanurate, etc.), tetra- or higher functional glycidyl ethers (for example, sorbitol tetraglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycyl ether, poly of cresol novolac resin) Glycidyl ether, polyglycidyl ether of phenol novolac resin, etc.), alicyclic epoxies (eg, Celoxide 2) 21P, Celoxide 2081, Epolide GT-301, Epolide GT-401 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), EHPE (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), polycyclohexyl epoxy methyl ether of phenol novolac resin, etc. Oxetanes (for example, OX-SQ, PNOX-1009 (above, manufactured by Toagosei Co., Ltd.)) and the like.

重合性化合物としては、脂環式エポキシ誘導体を好ましく用いることができる。「脂環式エポキシ基」とは、シクロペンテン基、シクロヘキセン基等のシクロアルケン環の二重結合を過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化した部分構造を言う。   As the polymerizable compound, an alicyclic epoxy derivative can be preferably used. The “alicyclic epoxy group” refers to a partial structure obtained by epoxidizing a double bond of a cycloalkene ring such as a cyclopentene group or a cyclohexene group with an appropriate oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid.

脂環式エポキシ化合物としては、シクロヘキセンオキシド基またはシクロペンテンオキシド基を1分子内に2個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。脂環式エポキシ化合物の具体例としては、例えば、4−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、(3,4−エポキシシクロヘキシル)メチル−3,4−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシル)アジペート、ジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビス(2,3−エポキシシクロペンチル)エーテル、ジ(2,3−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジエンジオキサイド等が挙げられる。   The alicyclic epoxy compound is preferably a polyfunctional alicyclic epoxy having two or more cyclohexene oxide groups or cyclopentene oxide groups in one molecule. Specific examples of the alicyclic epoxy compound include, for example, 4-vinylcyclohexylene dioxide, (3,4-epoxycyclohexyl) methyl-3,4-epoxycyclohexylcarboxylate, di (3,4-epoxycyclohexyl) adipate, Examples include di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (2,3-epoxycyclopentyl) ether, di (2,3-epoxy-6-methylcyclohexylmethyl) adipate, and dicyclopentadiene dioxide.

分子内に脂環式構造を有しない通常のエポキシ基を有するグリシジル化合物を、単独で使用したり、前記の脂環式エポキシ化合物と併用することもできる。   The glycidyl compound which has a normal epoxy group which does not have an alicyclic structure in a molecule | numerator can be used independently, or can also be used together with the said alicyclic epoxy compound.

このような通常のグリシジル化合物としては、例えば、グリシジルエーテル化合物やグリシジルエステル化合物等を挙げることができるが、グリシジルエーテル化合物を併用することが好ましい。   Examples of such normal glycidyl compounds include glycidyl ether compounds and glycidyl ester compounds, but it is preferable to use glycidyl ether compounds in combination.

グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、例えば、1,3−ビス(2,3−エポキシプロピロキシ)ベンゼン、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポシキ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジルエーテル化合物、1,4−ブタンジオールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリトリグリシジルエーテル等の脂肪族グリシジルエーテル化合物等が挙げられる。グリシジルエステルとしては、例えば、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステル等を挙げることができる。   Specific examples of the glycidyl ether compound include 1,3-bis (2,3-epoxypropyloxy) benzene, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac. Glycidyl ether compounds such as epoxy resin, trisphenol methane epoxy resin, aliphatic glycidyl ethers such as 1,4-butanediol glycidyl ether, glycerol triglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane tritriglycidyl ether Compounds and the like. Examples of the glycidyl ester include a glycidyl ester of linolenic acid dimer.

重合性化合物としては、4員環の環状エーテルであるオキセタニル基を有する化合物(以下、単に「オキセタン化合物」ともいう。)を使用することができる。オキセタニル基含有化合物は、1分子中にオキセタニル基を1個以上有する化合物である。   As the polymerizable compound, a compound having an oxetanyl group which is a 4-membered cyclic ether (hereinafter, also simply referred to as “oxetane compound”) can be used. An oxetanyl group-containing compound is a compound having one or more oxetanyl groups in one molecule.

結着液12中における結合剤の含有率は、80質量%以上であるのが好ましく、85質量%以上であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる三次元造形物10の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   The content of the binder in the binding liquid 12 is preferably 80% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 10 can be made particularly excellent.

(その他の成分)
また、結着液12は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、顔料、染料等の各種着色剤;分散剤;界面活性剤;重合開始剤;重合促進剤;溶媒;浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);定着剤;防黴剤;防腐剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;キレート剤;pH調整剤;増粘剤;フィラー;凝集防止剤;消泡剤等が挙げられる。
(Other ingredients)
Further, the binding liquid 12 may contain components other than those described above. Examples of such components include various colorants such as pigments and dyes; dispersants; surfactants; polymerization initiators; polymerization accelerators; solvents; penetration enhancers; wetting agents (humectants); Examples include glazes; antiseptics; antioxidants; ultraviolet absorbers; chelating agents; pH adjusters; thickeners; fillers;

特に、結着液12が着色剤を含むことにより、着色剤の色に対応する色に着色された三次元造形物10を得ることができる。   In particular, when the binding liquid 12 contains a colorant, the three-dimensional structure 10 colored in a color corresponding to the color of the colorant can be obtained.

特に、着色剤として、顔料を含むことにより、結着液12、三次元造形物10の耐光性を良好なものとすることができる。顔料は、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。   In particular, the light resistance of the binding liquid 12 and the three-dimensional structure 10 can be improved by including a pigment as the colorant. As the pigment, either an inorganic pigment or an organic pigment can be used.

無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄、酸化チタン等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
前記無機顔料の中でも、好ましい白色を呈するためには、酸化チタンが好ましい。
Examples of the inorganic pigment include carbon blacks (CI pigment black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, channel black, iron oxide, titanium oxide, and the like, and one kind selected from these. Alternatively, two or more kinds can be used in combination.
Among the inorganic pigments, titanium oxide is preferable in order to exhibit a preferable white color.

有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレンおよびペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料、染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等)、染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ)、ニトロ顔料、ニトロソ顔料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the organic pigment include insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo lakes and chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and quinophthalone. Polycyclic pigments such as pigments, dye chelates (for example, basic dye type chelates, acidic dye type chelates), dyeing lakes (basic dye type lakes, acid dye type lakes), nitro pigments, nitroso pigments, aniline black, Daylight fluorescent pigments and the like can be mentioned, and one or more selected from these can be used in combination.

さらに詳しくは、黒色(ブラック)の顔料として使用されるカーボンブラックとしては、例えば、No.2300、No.900、MCF88、No.33、No.40、No.45、No.52、MA7、MA8、MA100、No.2200B等(以上、三菱化学社(Mitsubishi Chemical Corporation)製)、Raven 5750、Raven 5250、Raven 5000、Raven 3500、Raven 1255、Raven 700等(以上、コロンビアカーボン(Carbon Columbia)社製)、Rega1 400R、Rega1 330R、Rega1 660R、Mogul L、Monarch 700、Monarch 800、Monarch 880、Monarch 900、Monarch 1000、Monarch 1100、Monarch 1300、Monarch 1400等(以上、キャボット社(CABOT JAPAN K.K.)製)、Color Black FW1、Color Black FW2、Color Black FW2V、Color Black FW18、Color Black FW200、Color B1ack S150、Color Black S160、Color Black S170、Printex 35、Printex U、Printex V、Printex 140U、Special Black 6、Special Black 5、Special Black 4A、Special Black 4(以上、デグッサ(Degussa)社製)等が挙げられる。   More specifically, as carbon black used as a black (black) pigment, for example, No. 2300, no. 900, MCF88, No. 33, no. 40, no. 45, no. 52, MA7, MA8, MA100, no. 2200B (Mitsubishi Chemical Corporation), Raven 5750, Raven 5250, Raven 5000, Raven 3500, Raven 1255, Raven 700, etc. Rega1 330R, Rega1 660R, Mogul L, Monarch 700, Monarch 800, Monarch 880, Monarch 900, Monarch 1000, Monarch 1100, Monarch 1300, Monarch 1400, etc. (above, manufactured by Cabot Corp. (CABOL J) Black FW1, Col r Black FW2, Color Black FW2V, Color Black FW18, Color Black FW200, Color B1ack S150, Color Black S160, Color Black S170, Printex 35, Printex U, Printex V, Printex 140U, Special Black 6, Special Black 5, Special Black 4A, Special Black 4 (made by Degussa).

白色(ホワイト)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントホワイト 6、18、21等が挙げられる。   Examples of white pigments include C.I. I. Pigment white 6, 18, 21 and the like.

黄色(イエロー)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントイエロー 1、2、3、4、5、6、7、10、11、12、13、14、16、17、24、34、35、37、53、55、65、73、74、75、81、83、93、94、95、97、98、99、108、109、110、113、114、117、120、124、128、129、133、138、139、147、151、153、154、167、172、180等が挙げられる。   Examples of yellow (yellow) pigments include C.I. I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 10, 11, 12, 13, 14, 16, 17, 24, 34, 35, 37, 53, 55, 65, 73, 74, 75, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 108, 109, 110, 113, 114, 117, 120, 124, 128, 129, 133, 138, 139, 147, 151, 153, 154, 167, 172, 180 and the like.

紅紫色(マゼンタ)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントレッド 1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37、38、40、41、42、48(Ca)、48(Mn)、57(Ca)、57:1、88、112、114、122、123、144、146、149、150、166、168、170、171、175、176、177、178、179、184、185、187、202、209、219、224、245、またはC.I.ピグメントヴァイオレット 19、23、32、33、36、38、43、50等が挙げられる。   Examples of magenta pigments include C.I. I. Pigment Red 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 40, 41, 42, 48 (Ca), 48 (Mn), 57 (Ca), 57: 1, 88, 112, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 150, 166, 168 170, 171, 175, 176, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 202, 209, 219, 224, 245, or C.I. I. Pigment violet 19, 23, 32, 33, 36, 38, 43, 50 and the like.

藍紫色(シアン)の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントブルー 1、2、3、15、15:1、15:2、15:3、15:34、15:4、16、18、22、25、60、65、66、C.I.バット ブルー 4、60等が挙げられる。   Examples of the violet (cyan) pigment include C.I. I. Pigment Blue 1, 2, 3, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15:34, 15: 4, 16, 18, 22, 25, 60, 65, 66, C.I. I. Bat Blue 4, 60 and the like.

また、前記以外の顔料としては、例えば、C.I.ピグメントグリーン 7,10、C.I.ピグメントブラウン 3,5,25,26、C.I.ピグメントオレンジ 1,2,5,7,13,14,15,16,24,34,36,38,40,43,63等が挙げられる。   Examples of other pigments include C.I. I. Pigment green 7,10, C.I. I. Pigment brown 3, 5, 25, 26, C.I. I. Pigment orange 1, 2, 5, 7, 13, 14, 15, 16, 24, 34, 36, 38, 40, 43, 63, and the like.

結着液12が顔料を含むものである場合、当該顔料の平均粒径は、300nm以下であるのが好ましく、50nm以上250nm以下であるのがより好ましい。これにより、結着液12の吐出安定性や結着液12中における顔料の分散安定性を特に優れたものとすることができるとともに、より優れた画質の画像を形成することができる。   When the binder liquid 12 contains a pigment, the average particle diameter of the pigment is preferably 300 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 250 nm or less. Thereby, the discharge stability of the binding liquid 12 and the dispersion stability of the pigment in the binding liquid 12 can be made particularly excellent, and an image with better image quality can be formed.

また、染料としては、例えば、酸性染料、直接染料、反応性染料、および塩基性染料等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the dye include acid dyes, direct dyes, reactive dyes, basic dyes, and the like, and one or more selected from these can be used in combination.

染料の具体例としては、例えば、C.I.アシッドイエロー 17,23,42,44,79,142、C.I.アシッドレッド 52,80,82,249,254,289、C.I.アシッドブルー 9,45,249、C.I.アシッドブラック 1,2,24,94、C.I.フードブラック 1,2、C.I.ダイレクトイエロー 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173、C.I.ダイレクトレッド 1,4,9,80,81,225,227、C.I.ダイレクトブルー 1,2,15,71,86,87,98,165,199,202、C.I.ダイレクドブラック 19,38,51,71,154,168,171,195、C.I.リアクティブレッド 14,32,55,79,249、C.I.リアクティブブラック 3,4,35等が挙げられる。   Specific examples of the dye include C.I. I. Acid Yellow 17, 23, 42, 44, 79, 142, C.I. I. Acid Red 52, 80, 82, 249, 254, 289, C.I. I. Acid Blue 9, 45, 249, C.I. I. Acid Black 1, 2, 24, 94, C.I. I. Food Black 1, 2, C.I. I. Direct Yellow 1,12,24,33,50,55,58,86,132,142,144,173, C.I. I. Direct Red 1,4,9,80,81,225,227, C.I. I. Direct Blue 1, 2, 15, 71, 86, 87, 98, 165, 199, 202, C.I. I. Directed Black 19, 38, 51, 71, 154, 168, 171, 195, C.I. I. Reactive Red 14, 32, 55, 79, 249, C.I. I. Reactive black 3, 4, 35 etc. are mentioned.

結着液12が着色剤を含むものである場合、当該結着液12中における着色剤の含有率は、1質量%以上20質量%以下であるのが好ましい。これにより、特に優れた隠蔽性および色再現性が得られる。   When the binder liquid 12 contains a colorant, the content of the colorant in the binder liquid 12 is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less. Thereby, particularly excellent concealability and color reproducibility can be obtained.

特に、結着液12が着色剤として酸化チタンを含むものである場合、当該結着液12中における酸化チタンの含有率は、12質量%以上30質量%以下であるのが好ましく、14質量%以上25質量%以下であるのがより好ましい。これにより、特に優れた隠蔽性が得られる。   In particular, when the binding liquid 12 contains titanium oxide as a colorant, the content of titanium oxide in the binding liquid 12 is preferably 12% by mass or more and 30% by mass or less, and more preferably 14% by mass or more and 25% by mass. It is more preferable that the amount is not more than mass%. Thereby, a particularly excellent concealing property can be obtained.

結着液12が顔料を含む場合に、分散剤をさらに含むものであると、顔料の分散性をより良好なものとすることができる。分散剤としては、特に限定されないが、例えば、高分子分散剤等の顔料分散液を調製するのに慣用されている分散剤が挙げられる。高分子分散剤の具体例としては、例えば、ポリオキシアルキレンポリアルキレンポリアミン、ビニル系ポリマーおよびコポリマー、アクリル系ポリマーおよびコポリマー、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、アミノ系ポリマー、含珪素ポリマー、含硫黄ポリマー、含フッ素ポリマー、およびエポキシ樹脂のうち1種以上を主成分とするもの等が挙げられる。高分子分散剤の市販品としては、例えば、味の素ファインテクノ社製のアジスパーシリーズ、ノベオン(Noveon)社から入手可能なソルスパーズシリーズ(Solsperse 36000等)、BYK社製のディスパービックシリーズ、楠本化成社製のディスパロンシリーズ等が挙げられる。   When the binder liquid 12 contains a pigment, the dispersibility of the pigment can be further improved if it further contains a dispersant. Although it does not specifically limit as a dispersing agent, For example, the dispersing agent currently used in preparing pigment dispersion liquids, such as a polymer dispersing agent, is mentioned. Specific examples of the polymer dispersant include, for example, polyoxyalkylene polyalkylene polyamine, vinyl polymer and copolymer, acrylic polymer and copolymer, polyester, polyamide, polyimide, polyurethane, amino polymer, silicon-containing polymer, and sulfur-containing polymer. , Fluorine-containing polymers, and epoxy resins having one or more types as main components. Commercially available polymer dispersants include, for example, Ajinomoto Fine Techno's Ajisper series, Solsperse series (Solsperse 36000, etc.) available from Noveon, BYK's Dispervic series, Enomoto Kasei The company's Disparon series, etc. are listed.

結着液12が界面活性剤を含むものであると、三次元造形物10の耐擦性をより良好なものとすることができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤としての、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーン等を用いることができ、中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いるのが好ましい。界面活性剤の具体例としては、例えば、BYK−347、BYK−348、BYK−UV3500、3510、3530、3570(以上、BYK社製商品名)等を挙げられる。   When the binding liquid 12 contains a surfactant, the three-dimensional structure 10 can have better abrasion resistance. The surfactant is not particularly limited. For example, polyester-modified silicone or polyether-modified silicone as a silicone-based surfactant can be used, and among them, polyether-modified polydimethylsiloxane or polyester-modified polydimethylsiloxane. Is preferably used. Specific examples of the surfactant include, for example, BYK-347, BYK-348, BYK-UV3500, 3510, 3530, 3570 (above, trade names manufactured by BYK).

また、結着液12は、溶媒を含むものであってもよい。これにより、結着液12の粘度調整を好適に行うことでき、結着液12が高粘度の成分を含むものであっても、結着液12のインクジェット方式による吐出安定性を特に優れたものとすることができる。   Further, the binding liquid 12 may include a solvent. Thereby, the viscosity of the binding liquid 12 can be suitably adjusted, and even when the binding liquid 12 includes a high-viscosity component, the discharge stability of the binding liquid 12 by the inkjet method is particularly excellent. It can be.

溶媒としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル等の酢酸エステル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−n−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類;エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類等が挙げられ、これらから選択される1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the solvent include (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether; ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-acetate Acetates such as propyl, n-butyl acetate and iso-butyl acetate; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethyl n-butyl ketone, diisopropyl ketone, acetylacetone, etc. Ketones: Examples include alcohols such as ethanol, propanol, and butanol, and one or more selected from these can be used in combination.

また、結着液12の粘度は、10mPa・s以上30mPa・s以下であるのが好ましく、15mPa・s以上25mPa・s以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法による結着液12の吐出安定性を特に優れたものとすることができる。なお、本明細書中において、粘度とは、特に条件の指定がない限り、E型粘度計(東京計器社製 VISCONIC ELD)を用いて25℃において測定される値をいう。   The viscosity of the binding liquid 12 is preferably 10 mPa · s or more and 30 mPa · s or less, and more preferably 15 mPa · s or more and 25 mPa · s or less. Thereby, the discharge stability of the binding liquid 12 by the inkjet method can be made particularly excellent. In the present specification, the viscosity means a value measured at 25 ° C. using an E-type viscometer (VISCONIC ELD manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.) unless otherwise specified.

《三次元造形物》
本発明の三次元造形物は、前述したような製造方法、製造装置を用いて製造することができる。
《Three-dimensional structure》
The three-dimensional structure of the present invention can be manufactured using the manufacturing method and manufacturing apparatus as described above.

これにより、機械的強度および寸法精度に優れた三次元造形物を提供することができる。   Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength and dimensional accuracy can be provided.

本発明の三次元造形物の用途は、特に限定されないが、例えば、人形、フィギュア等の鑑賞物・展示物;インプラント等の医療機器等が挙げられる。   The use of the three-dimensional structure of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include appreciation objects / exhibits such as dolls and figures; medical devices such as implants.

また、本発明の三次元造形物は、プロトタイプ、量産品、オーダーメード品のいずれに適用されるものであってもよい。   Moreover, the three-dimensional structure of the present invention may be applied to any of prototypes, mass-produced products, and custom-made products.

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。   As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these.

例えば、前述した実施形態では、ステージを下降させる構成について代表的に説明したが、本発明の製造方法では、例えば、側面支持部が上方に移動するように構成されていてもよい。   For example, in the above-described embodiment, the configuration for lowering the stage has been representatively described. However, in the manufacturing method of the present invention, for example, the side support portion may be configured to move upward.

また、平坦化手段として、前述したようなスキージーの代わりに、ローラー等を用いてもよい。   Further, a roller or the like may be used as the flattening means instead of the squeegee as described above.

また、本発明の三次元造形物製造装置は、組成物供給部から供給された組成物のうち層の形成に用いられなかったものを回収するための、図示しない回収機構を備えるものであってもよい。これにより、層形成部に余剰の組成物が蓄積されることを防止しつつ、十分な量の組成物を供給することができるため、層における欠陥の発生をより効果的に防止しつつ、より安定的に三次元造形物を製造することができる。また、回収した組成物を、再度、三次元造形物の製造に用いることができるため、三次元造形物の製造コストの低減に寄与することができ、また、省資源の観点からも好ましい。   Moreover, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention includes a recovery mechanism (not shown) for recovering a composition supplied from the composition supply unit that was not used for forming a layer. Also good. Thereby, it is possible to supply a sufficient amount of the composition while preventing the surplus composition from accumulating in the layer forming portion, and thus more effectively preventing the occurrence of defects in the layer. A three-dimensional structure can be manufactured stably. Moreover, since the recovered composition can be used again for the production of the three-dimensional structure, it can contribute to the reduction of the manufacturing cost of the three-dimensional structure, and is also preferable from the viewpoint of resource saving.

また、本発明の三次元造形物製造装置は、未結合粒子除去工程で除去された組成物を回収するための回収機構を備えていてもよい。   Moreover, the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention may be provided with the collection | recovery mechanism for collect | recovering the compositions removed by the unbound particle removal process.

また、図示の構成では、三次元造形物製造装置は、層の加熱を行う加熱手段(層加熱手段)として、1つの加熱手段を備えているが、2つ以上の層加熱手段を備えていてもよい。これにより、例えば、第1の加熱処理および第2の加熱処理の条件の調整をより好適に行うことができる。また、層の各部位での加熱条件の不本意なばらつきをより効果的に抑制することができる。
また、三次元造形物製造装置は、加熱手段を備えていないものであってもよい。
In the illustrated configuration, the three-dimensional structure manufacturing apparatus includes one heating unit as a heating unit (layer heating unit) for heating the layer, but includes two or more layer heating units. Also good. Thereby, for example, the conditions of the first heat treatment and the second heat treatment can be adjusted more suitably. Moreover, the unintentional dispersion | variation in the heating conditions in each site | part of a layer can be suppressed more effectively.
In addition, the three-dimensional structure manufacturing apparatus may not include a heating unit.

また、前述した実施形態では、全ての層に対して、結合部を形成するものとして説明したが、結合部が形成されない層を有していてもよい。例えば、ステージの直上に形成された層に対して、結合部を形成しないものとし、犠牲層として機能させてもよい。   Further, in the above-described embodiment, it has been described that the coupling portion is formed for all layers, but a layer in which the coupling portion is not formed may be included. For example, a coupling portion may not be formed with respect to a layer formed immediately above the stage, and may function as a sacrificial layer.

また、前述した実施形態では、粒体と結着液との相溶性が高いほど、結着液の付与量が多いものとなるように、結着液の付与量を調整する場合について中心的に説明したが、本発明においては、粒体と結着液との相溶性に応じて、結着液の付与量を調整するものであれば、調整方法は、上記のようなものに限定されない。   Further, in the above-described embodiment, the case where the amount of binding liquid applied is adjusted so that the higher the compatibility between the particles and the binding liquid, the larger the amount of binding liquid applied. As described above, in the present invention, the adjustment method is not limited to the above as long as the amount of the binding liquid applied is adjusted according to the compatibility between the particles and the binding liquid.

また、前述した実施形態では、結着液付与工程をインクジェット法により行う場合について中心的に説明したが、結着液付与工程は他の方法(例えば、他の印刷方法)を用いて行うものであってもよい。   In the above-described embodiment, the case where the binding liquid application process is performed by the ink jet method has been mainly described. However, the binding liquid application process is performed using another method (for example, another printing method). There may be.

また、前述した実施形態では、層形成工程および結着液付与工程に加え、硬化工程も、層形成工程および結着液付与工程と合わせて繰り返し行うものとして説明したが、硬化工程は、繰り返し行うものでなくてもよい。例えば、硬化されていない複数の層を備えた積層体を形成した後に一括して行うものであってもよい。   In the above-described embodiment, the curing process is described as being repeatedly performed together with the layer forming process and the binding liquid applying process in addition to the layer forming process and the binding liquid applying process. However, the curing process is repeatedly performed. It doesn't have to be a thing. For example, it may be performed collectively after forming a laminate including a plurality of uncured layers.

また、前述した実施形態では、繰り返し行う一連の工程中において、層加熱工程を行った後に、結着液付与工程、結合工程を行う場合について説明したが、結着液付与工程、結合工程は、層加熱工程の前に行うものであってもよい。   Further, in the above-described embodiment, the case where the binding liquid application process and the bonding process are performed after performing the layer heating process in the series of repeated processes is described. It may be performed before the layer heating step.

また、本発明の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、中間処理工程、後処理工程を行ってもよい。   Moreover, in the manufacturing method of this invention, you may perform a pre-processing process, an intermediate processing process, and a post-processing process as needed.

前処理工程としては、例えば、ステージの清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、着色工程、被覆層形成工程、未硬化の結合剤を確実に硬化させるための光照射処理を行う結合剤硬化完了工程等が挙げられる。
Examples of the pretreatment process include a stage cleaning process.
Examples of the post-processing step include a cleaning step, a shape adjustment step for performing deburring, a coloring step, a coating layer forming step, and a binder curing completion step for performing a light irradiation process for reliably curing the uncured binder. Etc.

また、前述した実施形態では、結着液付与工程と硬化工程(結合工程)とを有する方法について中心的に説明したが、例えば、結着液が結合剤として熱可塑性樹脂を含むものを用いた場合には、結着液付与工程の後に硬化工程(結合工程)を設ける必要がない(結着液付与工程に結合工程を兼ねさせることができる)。また、このような場合、三次元造形物製造装置は、エネルギー線照射手段(硬化手段)を備えていなくてもよい。   In the above-described embodiment, the method having the binding liquid application process and the curing process (bonding process) has been mainly described. For example, the binding liquid includes a thermoplastic resin as a binder. In some cases, it is not necessary to provide a curing step (bonding step) after the binding liquid applying step (the binding liquid applying step can be combined with the bonding step). In such a case, the three-dimensional structure manufacturing apparatus may not include the energy beam irradiation unit (curing unit).

また、前述した実施形態では、平坦化手段がステージ上を移動するものとして説明したが、ステージが移動することにより、ステージとスキージーとの位置関係が変化し、平坦化がなされるものであってもよい。   In the above-described embodiment, the flattening means is described as moving on the stage. However, the movement of the stage changes the positional relationship between the stage and the squeegee, and flattening is performed. Also good.

また、前述した実施形態では、組成物(三次元造形用組成物)が、溶媒(特に、水系溶媒)を含むものである場合について中心的に説明したが、本発明において、組成物は、溶媒を含まないものであってもよい。
また、組成物は、ペースト状をなすものでなくてもよい。
In the embodiment described above, the case where the composition (composition for three-dimensional modeling) includes a solvent (particularly an aqueous solvent) has been mainly described. However, in the present invention, the composition includes a solvent. It may not be.
Further, the composition may not be in the form of a paste.

10…三次元造形物
1…層
11…組成物(三次元造形用組成物)
12…結着液
13…硬化部(結合部)
100…三次元造形物製造装置
2…制御部
21…コンピューター
22…駆動制御部
3、3A、3B、3C、3D…組成物供給部
4…層形成部
41…ステージ
42…スキージー(平坦化手段)
43…ガイドレール
44…組成物仮置部
45…側面支持部(枠体)
5…結着液吐出部(結着液付与手段)
6…エネルギー線照射手段(硬化手段)
7…加熱手段(層加熱手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Three-dimensional modeling thing 1 ... Layer 11 ... Composition (Composition for three-dimensional modeling)
12 ... Binding liquid 13 ... Curing part (bonding part)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Three-dimensional structure manufacturing apparatus 2 ... Control part 21 ... Computer 22 ... Drive control part 3, 3A, 3B, 3C, 3D ... Composition supply part 4 ... Layer formation part 41 ... Stage 42 ... Squeegee (flattening means)
43 ... Guide rail 44 ... Composition temporary placement part 45 ... Side support part (frame)
5: Binding liquid discharge part (binding liquid applying means)
6. Energy beam irradiation means (curing means)
7. Heating means (layer heating means)

Claims (13)

粒体を含む組成物を用いて、層を形成する層形成工程と、
前記層に前記粒体を結合するための結着液を付与する結着液付与工程とを含む一連の工程を繰り返し行うものであり、
前記粒体と前記結着液との相溶性に応じて、前記結着液の付与量を調整することを特徴とする三次元造形物の製造方法。
A layer forming step of forming a layer using a composition containing granules,
A series of steps including a binding liquid application step of applying a binding liquid for binding the particles to the layer,
A method for producing a three-dimensional structure, wherein the amount of the binding liquid applied is adjusted in accordance with the compatibility between the particles and the binding liquid.
前記粒体と前記結着液との相溶性が高いほど、前記結着液の付与量を多いものとする請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1, wherein the higher the compatibility between the particles and the binding liquid, the greater the amount of the binding liquid applied. 前記粒体は、有機材料で構成されたものである請求項1または2に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1 or 2, wherein the particles are made of an organic material. 前記組成物は、前記粒体に加えて、前記粒体を分散する溶媒を含むペースト状のものである請求項1ないし3のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of claims 1 to 3, wherein the composition is a paste that includes a solvent that disperses the particles in addition to the particles. 前記一連の工程は、前記層形成工程と前記結着液付与工程との間に、前記溶媒を除去する溶媒除去工程を有している請求項4に記載の三次元造形物の製造方法。   5. The method for producing a three-dimensional structure according to claim 4, wherein the series of steps includes a solvent removal step of removing the solvent between the layer formation step and the binding liquid application step. 前記溶媒除去工程は、加熱により行うものである請求項5に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 5, wherein the solvent removing step is performed by heating. 前記結着液は、紫外線硬化性樹脂を含むものであり、
前記一連の工程において、前記結着液付与工程の後に、紫外線を照射して前記紫外線硬化性樹脂を硬化させる硬化工程を有している請求項1ないし6のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。
The binding liquid contains an ultraviolet curable resin,
7. The three-dimensional according to claim 1, further comprising a curing step of irradiating ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin after the binding liquid applying step in the series of steps. Manufacturing method of a model.
粒体を含む組成物を用いて、層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置であって、
前記組成物が付与され、前記層が形成されるステージと、
前記層に前記粒体を結合するための結着液を付与する結着液付与手段とを備え、
前記粒体と前記結着液との相溶性に応じて、前記結着液の付与量を調整することを特徴とする三次元造形物製造装置。
A three-dimensional structure manufacturing apparatus that manufactures a three-dimensional structure by laminating layers using a composition containing granules,
A stage to which the composition is applied and the layer is formed;
A binding liquid applying means for applying a binding liquid for binding the particles to the layer;
The three-dimensional structure manufacturing apparatus characterized by adjusting the application amount of the binding liquid according to the compatibility between the particles and the binding liquid.
所定の前記粒体との相溶性が互いに異なる複数種の前記結着液を付与することができるように構成されている請求項8に記載の三次元造形物製造装置。   The three-dimensional structure manufacturing apparatus according to claim 8, wherein the three-dimensional structure manufacturing apparatus is configured to be able to apply a plurality of types of the binding liquids having different compatibility with the predetermined particles. 所定の前記結着液との相溶性が互いに異なる複数種の前記粒体を供給することができるように構成されている請求項8または9に記載の三次元造形物製造装置。   The three-dimensional structure manufacturing apparatus according to claim 8 or 9, wherein the three-dimensional structure manufacturing apparatus is configured to be able to supply a plurality of types of the particles having different compatibility with the predetermined binding liquid. 前記結着液は、紫外線硬化性樹脂を含むものであり、
三次元造形物製造装置は、紫外線照射手段を備えている請求項8ないし10のいずれか1項に記載の三次元造形物製造装置。
The binding liquid contains an ultraviolet curable resin,
The three-dimensional structure manufacturing apparatus according to any one of claims 8 to 10, wherein the three-dimensional structure manufacturing apparatus includes ultraviolet irradiation means.
請求項1ないし7のいずれか1項に記載の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする三次元造形物。   A three-dimensional structure manufactured using the manufacturing method according to any one of claims 1 to 7. 請求項8ないし11のいずれか1項に記載の装置を用いて製造されたことを特徴とする三次元造形物。   A three-dimensional structure manufactured using the apparatus according to any one of claims 8 to 11.
JP2014082550A 2014-04-14 2014-04-14 Method for manufacturing three-dimensional molded article, apparatus for manufacturing three-dimensional molded article, and three-dimensional molded article Pending JP2015202613A (en)

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