JP2016002704A - Composition liquid for 3d shaping, ink set for 3d shaping, and method for manufacturing 3d shaped object - Google Patents

Composition liquid for 3d shaping, ink set for 3d shaping, and method for manufacturing 3d shaped object Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composition liquid for 3D shaping that can be cured by ultraviolet irradiation and can obtain high toughness, and a 3D shaped object manufacturing method using the composition liquid.SOLUTION: A composition liquid for 3D shaping contains at least two monofunctional monomers having an ethylenically polymerizable group and a photoinitiator. The monofunctional monomers comprise a monofunctional monomer having an ionic group and a monofunctional monomer not having an ionic group. The composition liquid further contains the counter ion of the ionic groups.

Description

本発明は、3D造形用光組成液、3D造形用インクセットおよび3D造形物の製造方法に関する。   The present invention relates to a 3D modeling optical composition liquid, a 3D modeling ink set, and a method for manufacturing a 3D modeling object.

近年、3D造形物を製造する方法として、液体状の光硬化組成物にレーザー光や紫外線を照射してその照射部分を硬化・積層させる方法や、インクジェットにより基材上に光硬化組成物を着弾させ、着弾した光硬化組成物に紫外線を照射して硬化させる方法が広く知られている。   In recent years, as a method for producing a 3D model, a liquid photocuring composition is irradiated with laser light or ultraviolet rays to cure and laminate the irradiated part, or the photocuring composition is landed on a substrate by inkjet. A method of irradiating and curing the landed photocuring composition with ultraviolet rays is widely known.

最近では、3D造形物の試作段階において、試作品の形状だけでなく機能についても確認したいという要望がある。特にABSライクの材料を用いた試作品について、ABS並みの靱性を持った造形物で性状を確認したいという要望がある。   Recently, there is a demand to confirm not only the shape of the prototype but also the function at the prototype stage of the 3D model. In particular, there is a demand for confirming the properties of a prototype using ABS-like material with a molded object having the same toughness as ABS.

靱性とは、高い剛性と降伏後伸びることによる破断しにくさとを併せもつ性質で、靱性が高い高分子としては、たとえばABS樹脂のように堅いポリスチレンアクリロニトリル樹脂にブタジエンゴムを配合することにより達成するゴム添加型樹脂、ならびに、ポリエチレンテレフタレートおよびポリカーボネート樹脂のように、剛直で分子間相互作用が強い高分子が上げられる。しかし、光硬化による3D造形法では、モノマーを重合させて造形物を製造するため、上記の樹脂と同じように別のゴムを配合する製造方法は採用できない。たとえば、ゴムを配合したモノマーを光重合で3D造形物を作成しても、靱性が低いものしかできなかった。   Toughness is a property that combines high rigidity and resistance to breakage due to elongation after yielding. As a high-toughness polymer, for example, it is achieved by blending butadiene rubber with hard polystyrene acrylonitrile resin such as ABS resin. Such as rubber-added resins and polyethylene terephthalate and polycarbonate resins, which are rigid and have high intermolecular interactions. However, in the 3D modeling method by photocuring, since a model is manufactured by polymerizing monomers, a manufacturing method in which another rubber is blended in the same manner as the above resin cannot be adopted. For example, even if a monomer blended with rubber was used to create a 3D model by photopolymerization, only a low toughness was produced.

高い靱性を有する3D造形物を得る方法としては、カチオン重合系とラジカル重合系を併用して、硬化速度の違いを用いて硬化物内で相分離を起こさせる方法がある(特許文献1、特許文献2)。   As a method for obtaining a 3D shaped article having high toughness, there is a method in which a cationic polymerization system and a radical polymerization system are used in combination, and phase separation is caused in the cured product using a difference in curing speed (Patent Document 1, Patent). Reference 2).

一方、UVインクジェットを用いて高強度の光造形物を得る方法としては、特許文献3に、光硬化感度を高めつつ、不要な硬化が起きるのを防ぐために、多官能アクリレートと連鎖移動材のチオール化合物を用いる方法が記載されている。   On the other hand, as a method for obtaining a high-strength stereolithography using UV inkjet, Patent Document 3 discloses that a polyfunctional acrylate and a thiol of a chain transfer material are used in order to prevent unnecessary curing while increasing photocuring sensitivity. Methods using compounds are described.

特開2013−151703号公報JP 2013-151703 A 特開2013−166893号公報JP 2013-166893 A 特表2007−530724号公報Special table 2007-530724 特開2012−255045号公報JP 2012-255045 A 特開2012−219255号公報JP 2012-219255 A

特許文献1や特許文献2に記載のように、カチオン重合系とラジカル重合系とを併用した組成物を用いて3D造形物を製造しようとすると、ラジカル重合系を単独で用いる場合よりも光硬化感度が低下するため、紫外線では組成物が硬化せず、高価なレーザー光を用いなければならない。そのため、製造コストが高くなるという欠点があった。   As described in Patent Document 1 and Patent Document 2, when a 3D shaped article is manufactured using a composition in which a cationic polymerization system and a radical polymerization system are used in combination, photocuring is performed as compared with a case where a radical polymerization system is used alone. Since the sensitivity is lowered, the composition is not cured by ultraviolet rays, and an expensive laser beam must be used. For this reason, there is a drawback that the manufacturing cost is increased.

また、特許文献3に記載の方法では、多官能アクリレートを多く用いるため、高い剛性は得られているものの、伸びはほとんどなく、靱性が低い造形物に留まっていた。   Further, in the method described in Patent Document 3, since a large amount of polyfunctional acrylate is used, high rigidity is obtained, but there is almost no elongation and the molded article has low toughness.

上記の問題に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、紫外線照射によって硬化させることができ、さらには高い靱性が得られる3D造形物が得られる3D造形用組成液、それを含む3D造形用インクセット、および、それを用いた3D造形物の製造方法を提供することである。   In view of the above problems, the problem to be solved by the present invention is a composition liquid for 3D modeling that can be cured by ultraviolet irradiation and that can provide a 3D modeled article with high toughness, and for 3D modeling including the same An ink set and a method for producing a 3D structure using the ink set are provided.

上記の課題に鑑み、本発明の第一は、3D造形用組成液に関する。
[1]エチレン重合性基を有する少なくとも2種類の単官能モノマーと光開始剤とを含有する3D造形用組成液であって、該単官能モノマーは、イオン性基を有する単官能モノマーおよびイオン性基を有しない単官能モノマーを含み、該組成液は、該イオン性基の対イオンをさらに含有する、組成液。
[2]前記イオン性基を有しない単官能モノマーは、芳香族基を有するモノマーおよび脂環式基を有するモノマーの少なくともいずれかを含有することを特徴とする、[1]に記載の組成液。
[3]エチレン重合性基を有する多官能モノマーをさらに含有する、[1]または[2]に記載の組成液。
[4]前記イオン性基はカルボン酸基およびリン酸基の少なくともいずれかであり、前記対イオンは1〜3価の陽イオンである、[1]〜[3]のいずれかに記載の組成液。
[5]前記イオン性基は3級アミノ基および4級アンモニウム基の少なくともいずれかであり、前記対イオンは1〜3価の陰イオンである、[1]〜[3]のいずれかに記載の組成液。
[6]該組成液は、カチオン重合性の化合物を実質的に含有しない、[1]〜[5]のいずれかに記載の組成液。
[7]剥離剤をさらに含有する、[1]〜[6]のいずれかに記載の組成液。
In view of the above problems, the first of the present invention relates to a 3D modeling composition liquid.
[1] A composition liquid for 3D modeling containing at least two types of monofunctional monomers having an ethylene polymerizable group and a photoinitiator, wherein the monofunctional monomer includes a monofunctional monomer having an ionic group and an ionic group A composition liquid comprising a monofunctional monomer having no group, wherein the composition liquid further contains a counter ion of the ionic group.
[2] The composition liquid according to [1], wherein the monofunctional monomer having no ionic group contains at least one of a monomer having an aromatic group and a monomer having an alicyclic group. .
[3] The composition liquid according to [1] or [2], further containing a polyfunctional monomer having an ethylene polymerizable group.
[4] The composition according to any one of [1] to [3], wherein the ionic group is at least one of a carboxylic acid group and a phosphoric acid group, and the counter ion is a 1 to 3 valent cation. liquid.
[5] The ionic group is at least one of a tertiary amino group and a quaternary ammonium group, and the counter ion is a 1-3 valent anion, according to any one of [1] to [3]. Composition liquid.
[6] The composition liquid according to any one of [1] to [5], wherein the composition liquid does not substantially contain a cationically polymerizable compound.
[7] The composition liquid according to any one of [1] to [6], further containing a release agent.

また、本発明の第二は、3D造形用インクセットに関する。
[8][1]〜[7]のいずれかに記載の組成液と、サポート材組成液とを含む、3D造形用インクセット。
The second aspect of the present invention relates to an ink set for 3D modeling.
[8] A 3D modeling ink set comprising the composition liquid according to any one of [1] to [7] and a support material composition liquid.

また、本発明の第三は、3D造形物の製造方法に関する。
[9][1]〜[7]のいずれかに記載の組成液に活性光線を照射する工程を有する、3D造形物の製造方法。
Moreover, the 3rd of this invention is related with the manufacturing method of 3D modeling thing.
[9] A method for producing a 3D structure, comprising a step of irradiating the composition liquid according to any one of [1] to [7] with actinic rays.

本発明の3D造形用組成液を用いて3D造形物を造形することにより、紫外線照射によって硬化させることができ、さらには高い靱性を有し、壊れにくい3D造形物が得られる。また、本発明によれば、高い靱性を有して、壊れにくい3D造形物が得られる3D造形物の製造方法を提供することができる。   By modeling the 3D model using the composition liquid for 3D modeling of the present invention, a 3D model that can be cured by irradiation with ultraviolet rays and that has high toughness and is difficult to break is obtained. Moreover, according to this invention, it can provide the manufacturing method of the 3D modeling thing which has high toughness and can obtain the 3D modeling thing which is hard to break.

図1はUV−IJ法による3D造形システムの1態様を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a 3D modeling system based on the UV-IJ method. 図2はUV−IJ法による3D造形物の製造方法のフロー図である。FIG. 2 is a flowchart of a method for producing a 3D structure by the UV-IJ method. 図3はUV−IJ法による3D造形物の製造方法の工程(その一)の側面図である。FIG. 3 is a side view of the process (part 1) of the method for producing a 3D structure by the UV-IJ method. 図4AはUV−IJ法による3D造形物の製造方法の工程(その二)の側面図および図4Bはその上面図である。FIG. 4A is a side view of the process (part 2) of the method for producing a 3D structure by the UV-IJ method, and FIG. 4B is a top view thereof. 図5AはUV−IJ法による3D造形物の製造方法の工程(その三)の側面図および図5Bはその上面図である。FIG. 5A is a side view of the process (part 3) of the method for manufacturing a 3D structure by the UV-IJ method, and FIG. 5B is a top view thereof. 図6AはUV−IJ法による3D造形物の製造方法の工程(その四)の側面図および図6Bはその上面図である。FIG. 6A is a side view of the process (part 4) of the method for producing a 3D structure by the UV-IJ method, and FIG. 6B is a top view thereof. 図7AはUV−IJ法による3D造形物の製造方法の工程(その五)の側面図および図7Bはその上面図である。FIG. 7A is a side view of the process (part 5) of the method for manufacturing a 3D structure by the UV-IJ method, and FIG. 7B is a top view thereof. 図8は本発明の3D造形物の製造方法により得られたモデル材の斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a model material obtained by the method for manufacturing a 3D structure of the present invention.

以下に、実施形態を挙げて本発明を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。   The present invention will be described below with reference to embodiments, but the present invention is not limited to the following embodiments.

1.3D造形用組成液
本発明の3D造形用組成液は、エチレン重合性基を有する少なくとも2種類の単官能モノマーと光開始剤とを含有する3D造形用組成液であって、前記単官能モノマーは、イオン性基を有する単官能モノマーおよびイオン性基を有しない単官能モノマーを含み、前記組成液は、前記イオン性基の対イオンをさらに含有する。
1.3D modeling composition liquid The 3D modeling composition liquid of the present invention is a 3D modeling composition liquid containing at least two types of monofunctional monomers having an ethylene polymerizable group and a photoinitiator, and the monofunctional composition liquid. The monomer includes a monofunctional monomer having an ionic group and a monofunctional monomer having no ionic group, and the composition liquid further contains a counter ion of the ionic group.

1−1.エチレン重合性基を有する単官能モノマー
エチレン重合性基を有する単官能モノマーとは、エチレン重合性基を分子内に1つ有するモノマーである。本発明の3D造形用組成液は、エチレン重合性基を有する少なくとも2種類の単官能モノマーを含み、この単官能モノマーとして、イオン性基を有する単官能モノマーおよびイオン性基を有しない単官能モノマーを含有する。
1-1. Monofunctional monomer having an ethylene polymerizable group The monofunctional monomer having an ethylene polymerizable group is a monomer having one ethylene polymerizable group in the molecule. The composition liquid for 3D modeling of the present invention includes at least two types of monofunctional monomers having an ethylene polymerizable group, and as the monofunctional monomer, a monofunctional monomer having an ionic group and a monofunctional monomer having no ionic group Containing.

1−1−1.イオン性基を有する単官能モノマー
本発明のイオン性基を有する単官能モノマーとは、分子内にエチレン重合性基を1つ有し、さらに分子内にイオン性基を有するモノマーである。
1-1-1. Monofunctional monomer having ionic group The monofunctional monomer having an ionic group of the present invention is a monomer having one ethylene polymerizable group in the molecule and further having an ionic group in the molecule.

イオン性基とは、正または負の電荷を有する官能基を意味する。イオン性基は極性が高いため、本発明の3D造形用組成液を重合して得られる炭化水素鎖からなる高分子中でイオン性基が集まってドメインを形成する。このドメインは比較的弱い力で集合しており、応力を加えられると破壊されやすいが、またすぐに再形成されやすいという性質を有する。本発明の3D造形用組成液に活性光線を照射して製造した3D造形物では、このドメインが3D造形物中に散在しているため、応力付加時にこのドメインの破壊および再形成が生じて応力が分散され、強度および伸びが向上するものと考えられる。   An ionic group means a functional group having a positive or negative charge. Since the ionic group has high polarity, the ionic group gathers in a polymer composed of hydrocarbon chains obtained by polymerizing the composition liquid for 3D modeling of the present invention to form a domain. This domain aggregates with a relatively weak force and has the property of being easily destroyed when subjected to stress, but also readily reformed. In the 3D modeling object manufactured by irradiating the composition liquid for 3D modeling of the present invention with actinic rays, this domain is scattered in the 3D modeling object. Is dispersed, and the strength and elongation are considered to be improved.

また、3D造形物を製造する際に、イオン性基は光硬化中に各層の表面に排斥されやすい。次の層を形成する際に、この表面に排斥されたイオン性基が次の層のイオン性基とドメインを形成することにより、本発明では3D造形物の積層間の強度および伸びも向上すると考えられる。   Moreover, when manufacturing 3D modeling thing, an ionic group is easy to be excluded on the surface of each layer during photocuring. When forming the next layer, the ionic group excreted on the surface forms a domain with the ionic group of the next layer, so that in the present invention, the strength and elongation between stacks of the 3D structure are also improved. Conceivable.

エチレン重合性基には、エチレン基、プロペニル基、ブテニル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリル基、アリルエーテル基、ビニルエーテル基、マレイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基、アセチルビニル基およびビニルアミド基などが含まれる。なお、本発明において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」、「メタクリル」の双方又はいずれかを意味し、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」、「メタクリレート」の双方又はいずれかを意味する。   Ethylene polymerizable groups include ethylene, propenyl, butenyl, vinylphenyl, (meth) acryl, allyl ether, vinyl ether, maleyl, maleimide, (meth) acrylamide, acetylvinyl and vinylamide Group etc. are included. In the present invention, “(meth) acryl” means “acryl” and / or “methacryl”, and “(meth) acrylate” means both “acrylate” and “methacrylate”. To do.

これらのうち(メタ)アクリレート基、ビニルエーテル基および(メタ)アクリルアミド基が好ましく、(メタ)アクリレート基がさらに好ましい。   Of these, (meth) acrylate groups, vinyl ether groups and (meth) acrylamide groups are preferred, and (meth) acrylate groups are more preferred.

イオン性基としては、酸性基および塩基性基のいずれをも用いることができる。イオン性基を有する単官能モノマーが有することができる酸性基の例には、カルボン酸基、リン酸基、スルホン酸基が含まれる。塩基性基の例には、1〜3級アミノ基、4級アンモニウム基などが含まれる。これらのうち、酸性基としては、カルボン酸基およびリン酸基の少なくともいずれかであることが好ましく、塩基性基としては、3級アミノ基および4級アンモニウム基の少なくともいずれかであることが好ましい。   As the ionic group, either an acidic group or a basic group can be used. Examples of the acidic group that the monofunctional monomer having an ionic group can have include a carboxylic acid group, a phosphoric acid group, and a sulfonic acid group. Examples of the basic group include a primary to tertiary amino group, a quaternary ammonium group, and the like. Among these, the acidic group is preferably at least one of a carboxylic acid group and a phosphoric acid group, and the basic group is preferably at least one of a tertiary amino group and a quaternary ammonium group. .

イオン性基を有する単官能モノマーの数平均分子量を、150〜1000とすることで、UV−IJ(ultraviolet-inkjet)法による3D造形物の製造時にインクジェット出射性を高めることができるほか、SLA(stereolithography)法による3D造形物の製造時に液体の対流を防いで硬化性を大きくし、破断応力を高めることが可能となる。また、イオン性基を有する単官能モノマーの数平均分子量を150〜600とすることで、インクジェット出射性および硬化性をさらに高めることができる。   By setting the number-average molecular weight of the monofunctional monomer having an ionic group to 150 to 1000, it is possible to improve the ink jetting property at the time of manufacturing a 3D shaped article by the UV-IJ (ultraviolet-inkjet) method. It is possible to prevent convection of liquid during manufacturing of a 3D structure by stereolithography method, increase curability, and increase breaking stress. Moreover, inkjet output property and sclerosis | hardenability can further be improved by making the number average molecular weight of the monofunctional monomer which has an ionic group into 150-600.

3D造形用組成液中に含まれるイオン性基を有する単官能モノマーの比率は、特に限定されないが、組成液の全質量に対して5質量%〜40質量%であることが好ましく、10質量%〜30質量%であることがさらに好ましい。イオン性基を有する単官能モノマーの量を5質量%以上とすることで、剛性が向上し、イオン性基を有する単官能モノマーの量を40質量%以下とすることで、降伏後の延びを保持することが出来る。   Although the ratio of the monofunctional monomer which has an ionic group contained in the composition liquid for 3D modeling is not specifically limited, It is preferable that it is 5 mass%-40 mass% with respect to the total mass of a composition liquid, and 10 mass%. More preferably, it is -30 mass%. By making the amount of the monofunctional monomer having an ionic group 5% by mass or more, the rigidity is improved, and by making the amount of the monofunctional monomer having an ionic group 40% by mass or less, the elongation after yielding is increased. Can be held.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記カルボン酸基を有する単官能モノマーの例には、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、N−(メタ)アクリロイルアスパラギン酸、2−アセトアセトキシエチル(メタ)アクリレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンフタレート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルハイドロジェンマレート、2−(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、3−(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、4−(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、11−(メタ)アクリロイルオキシウンデカン−1,1−ジカルボン酸、10−(メタ)アクリロイルオキシデカン−1,1−ジカルボン酸、12−(メタ)アクリロイルオキシドデカン−1,1−ジカルボン酸、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキサン−1,1−ジカルボン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシエチル−3’−メタクリロイルオキシ−2’−(3,4−ジカルボキシベンゾイルオキシ)プロピルサクシネート、1,4−ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ピロメリテート、4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)トリメリテートアンハイドライド、4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)トリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシエチルトリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシブチルトリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルトリメリテート、4−(メタ)アクリロイルオキシデシルトリメリテート、4−アクリロイルオキシブチルトリメリテート、6−(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン−1,2,6−トリカルボン酸無水物、6−(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン−2,3,6−トリカルボン酸無水物、4−(メタ)アクリロイルオキシエチルカルボニルプロピオノイル−1,8−ナフタル酸無水物、および4−(メタ)アクリロイルオキシエチルナフタレン−1,8−トリカルボン酸無水物等の分子内に複数のカルボキシル基あるいはその酸無水物基を有する重合性モノマーが含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having a carboxylic acid group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid and 2- (meth) acryloyl. Roxyethylphthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, N- (meth) acryloylaspartic acid, 2-acetoacetoxyethyl (meth) acrylate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hydrogen phthalate, 2- (Meth) acryloyloxyethyl hydrogen maleate, 2- (meth) acryloyloxybenzoic acid, 3- (meth) acryloyloxybenzoic acid, 4- (meth) acryloyloxybenzoic acid, 11- (meth) acryloyloxyundecane-1 , 1-Dicarboxylic acid, 10- (meth) acryloyloxydecane 1,1-dicarboxylic acid, 12- (meth) acryloyl oxide decane-1,1-dicarboxylic acid, 6- (meth) acryloyloxyhexane-1,1-dicarboxylic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl-3 ′ -Methacryloyloxy-2 '-(3,4-dicarboxybenzoyloxy) propyl succinate, 1,4-bis (2- (meth) acryloyloxyethyl) pyromellitate, 4- (2- (meth) acryloyloxyethyl) Trimellitate anhydride, 4- (2- (meth) acryloyloxyethyl) trimellitate, 4- (meth) acryloyloxyethyl trimellitate, 4- (meth) acryloyloxybutyl trimellitate, 4- (meth) acryloyl Oxyhexyl trimellitate, 4- (meth) acrylo Luoxydecyl trimellitate, 4-acryloyloxybutyl trimellitate, 6- (meth) acryloyloxyethylnaphthalene-1,2,6-tricarboxylic acid anhydride, 6- (meth) acryloyloxyethylnaphthalene-2,3 , 6-tricarboxylic acid anhydride, 4- (meth) acryloyloxyethylcarbonylpropionoyl-1,8-naphthalic acid anhydride, 4- (meth) acryloyloxyethylnaphthalene-1,8-tricarboxylic acid anhydride, etc. A polymerizable monomer having a plurality of carboxyl groups or acid anhydride groups thereof is included in the molecule.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記リン酸基を有する単官能モノマーの例には、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、ビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)ハイドロジェンフォスフェート、2−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンフォスフェート、10−(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンフォスフェート、6−(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンフォスフェート、および2−(メタ)アクリロイルオキシエチル2−ブロモエチルハイドロジェンフォスフェート等の分子内にホスフィニコオキシ基又はホスホノオキシ基を有す重合性単量体、ならびにビニルリン酸、p−ビニルベンゼンリン酸等の分子内にホスホノ基を有する重合性モノマーが含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having a phosphate group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include 2- (meth) acryloyloxyethyl acid phosphate, bis (2- (meth) acryloyloxy). Ethyl) hydrogen phosphate, 2- (meth) acryloyloxyethyl phenyl hydrogen phosphate, 10- (meth) acryloyloxydecyl dihydrogen phosphate, 6- (meth) acryloyloxyhexyl dihydrogen phosphate, and 2- (meth) acryloyloxyethyl 2-bromoethyl hydrogenphosphate and other polymerizable monomers having a phosphinicooxy group or phosphonooxy group in the molecule, and vinyl phosphate, p-vinylbenzene phosphate, etc. Phosphono group in the molecule It includes polymerizable monomer is.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記スルホン酸基を有する単官能モノマーの例には、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、p−ビニルベンゼンスルホン酸、およびビニルスルホン酸等の重合性モノマーが含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having a sulfonic acid group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include 2- (meth) acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, p-vinylbenzenesulfonic acid, And polymerizable monomers such as vinyl sulfonic acid.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記3級アミノ基または4級アンモニウム基を有する単官能モノマーの例には、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、トリメチルアンモニウムエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、およびp−ビニル−N−ジメチルアニリンならびにこれらの4級化物などが挙げられる。   Examples of the monofunctional monomer having a tertiary amino group or a quaternary ammonium group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, Examples thereof include trimethylammonium ethyl (meth) acrylate, dimethylaminopropylacrylamide, and p-vinyl-N-dimethylaniline and quaternized products thereof.

1−1−2.イオン性基を有しない単官能モノマー
本発明のイオン性基を有しない単官能モノマーとは、分子内にエチレン重合性基を1つ有し、さらに分子内にイオン性基を有しないモノマーである。
1-1-2. Monofunctional monomer having no ionic group The monofunctional monomer having no ionic group of the present invention is a monomer having one ethylene polymerizable group in the molecule and further having no ionic group in the molecule. .

イオン性基を有しない単官能モノマーは、重合したときに直鎖構造を形成することにより、製造した3D造形物の伸びを高めることができる。   The monofunctional monomer having no ionic group can increase the elongation of the produced 3D shaped article by forming a linear structure when polymerized.

エチレン重合性基には、前記イオン性基を有する単官能モノマーと同様に、エチレン基、プロペニル基、ブテニル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリル基、アリルエーテル基、ビニルエーテル基、マレイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基、アセチルビニル基およびビニルアミド基などが含まれる。   The ethylene polymerizable group includes an ethylene group, a propenyl group, a butenyl group, a vinylphenyl group, a (meth) acryl group, an allyl ether group, a vinyl ether group, a maleyl group, and a maleimide as in the case of the monofunctional monomer having the ionic group. Groups, (meth) acrylamide groups, acetylvinyl groups, vinylamide groups and the like.

これらのうち、(メタ)アクリル基、アリルエーテル基、ビニルエーテル基およびマレイミド基が好ましく、(メタ)アクリル基がさらに好ましい。   Of these, a (meth) acryl group, an allyl ether group, a vinyl ether group, and a maleimide group are preferable, and a (meth) acryl group is more preferable.

イオン性基を有しない単官能モノマーの数平均分子量は、150〜1000とすることで、UV−IJ法による3D造形物の製造時にインクジェット出射性を高めることができるほか、SLA法による3D造形物の製造時に液体の対流を防いで硬化性を大きくし、破断応力を高めることが可能となる。   When the number average molecular weight of the monofunctional monomer having no ionic group is 150 to 1000, the inkjet emission property can be improved at the time of producing the 3D model by the UV-IJ method, and the 3D model by the SLA method. It is possible to prevent convection of the liquid at the time of manufacturing, increase the curability, and increase the breaking stress.

3D造形用組成液中に含まれるイオン性基を有しない単官能モノマーの比率は、特に限定されないが、組成液の全質量に対して50質量%〜95質量%であることが好ましく、65質量%〜90質量%であることがさらに好ましい。イオン性基を有する単官能モノマーの量を5質量%以上と40質量%とすることで、剛性と延び、すなわち靱性を向上させることができる。   Although the ratio of the monofunctional monomer which does not have an ionic group contained in the composition liquid for 3D modeling is not specifically limited, It is preferable that it is 50 mass%-95 mass% with respect to the total mass of a composition liquid, and 65 mass It is more preferable that it is% -90 mass%. By setting the amount of the monofunctional monomer having an ionic group to 5 mass% or more and 40 mass%, rigidity and elongation, that is, toughness can be improved.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記(メタ)アクリル基を有しイオン性基を有しない単官能モノマーの例には、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ペンチルアクリレート、イソアミルアクリレート、オクチルアクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニルアクリレート、デシルアクリレート、イソデシルアクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチルアクリレート、イソステアリルアクリレート、n-ステアリルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエトキシエチルアクリレート、ブトキシエチル(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、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、メトキシエトキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル−ジグリコールアクリレート、4-ヒドロキシブチルアクリレート、メトキシトリエチレングリコールアクリレート、エトキシジエチレングリコールアクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチルアクリレート、および2-エチルヘキシルカルビトールアクリレート等が含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having a (meth) acryl group and not having an ionic group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, pentyl acrylate, and isoamyl. Acrylate, octyl acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isononyl acrylate, decyl acrylate, isodecyl acrylate, lauryl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, isomyristyl acrylate, isostearyl acrylate, n-stearyl acrylate, cyclohexyl acrylate, Benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethoxyethyl acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) Acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, methoxyethoxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2- Hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, t-butylcyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol acrylate, 4-hydroxybutyl acrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, ethoxy Examples include diethylene glycol acrylate, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate, and 2-ethylhexyl carbitol acrylate.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記アリルエーテル基を有しイオン性基を有しない単官能モノマーの例には、フェニルアリルエーテル、o−,m−,p−クレゾールモノアリルエーテル、ビフェニル−2−オールモノアリルエーテル、ビフェニル-4-オールモノアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル、およびシクロヘキサンメタノールモノアリルエーテル等が含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having an allyl ether group and not having an ionic group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include phenyl allyl ether, o-, m-, p-cresol mono. Examples include allyl ether, biphenyl-2-ol monoallyl ether, biphenyl-4-ol monoallyl ether, butyl allyl ether, cyclohexyl allyl ether, and cyclohexane methanol monoallyl ether.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記ビニルエーテル基を有しイオン性基を有しない単官能モノマーの例には、ブチルビニルエーテル、ブチルプロペニルエーテル、ブチルブテニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、エチルエトキシビニルエーテル、アセチルエトキシエトキシビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、およびアダマンチルビニルエーテル等が含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having a vinyl ether group and not having an ionic group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include butyl vinyl ether, butyl propenyl ether, butyl butenyl ether, hexyl vinyl ether, Examples include ethyl hexyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, ethyl ethoxy vinyl ether, acetyl ethoxy ethoxy vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, and adamantyl vinyl ether.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記マレイミド基を有しイオン性基を有しない単官能モノマーの例には、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、およびn−ヘキシルマレイミドなどが含まれる。   Examples of the monofunctional monomer having a maleimide group and not having an ionic group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, and n-hexylmaleimide. .

イオン性基を有しない単官能モノマーは、芳香族基を有するモノマーおよび脂環式基を有するモノマーの少なくともいずれかを含有することが好ましい。なお、本発明において芳香族基には、炭素環式芳香族基および複素環式芳香族基のいずれもが含まれる。芳香族基は、2以上の環状構造を含んでいてもよく、任意に置換されていてもよい。本発明において脂環式基とは、芳香族以外の飽和または不飽和の炭素環を含む官能基を意味する。炭素環は炭素以外の原子を含んでもよく、任意に置換されていてもよい。脂環式基は2以上の炭素環を含んでもよい。   The monofunctional monomer having no ionic group preferably contains at least one of a monomer having an aromatic group and a monomer having an alicyclic group. In the present invention, the aromatic group includes both a carbocyclic aromatic group and a heterocyclic aromatic group. The aromatic group may contain two or more cyclic structures and may be optionally substituted. In the present invention, the alicyclic group means a functional group containing a saturated or unsaturated carbocycle other than aromatic. A carbocycle may contain atoms other than carbon and may be optionally substituted. The alicyclic group may contain two or more carbocycles.

イオン性基を有しない単官能モノマーが、芳香族基を有するモノマーおよび脂環式基を有するモノマーの少なくともいずれかを含有すると、芳香族基または脂環式基が、π−π結合または立体障害等により高分子鎖の移動を妨げるため、製造した3D造形物の靱性をより高めることが出来る。   When the monofunctional monomer having no ionic group contains at least one of a monomer having an aromatic group and a monomer having an alicyclic group, the aromatic group or alicyclic group becomes a π-π bond or steric hindrance. Since the movement of the polymer chain is hindered by, for example, the toughness of the manufactured 3D structure can be further increased.

このようなモノマーの例には、ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエトキシエチルアクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ビス(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ビス(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのEO付加物ビス(メタ)アクリレート等が含まれる。   Examples of such monomers include benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethoxyethyl acrylate, isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentenyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate, bisphenol A diacrylate, bisphenol EO adduct bis (meth) acrylate of A, PO adduct bis (meth) acrylate of bisphenol A, EO adduct bis (meth) acrylate of hydrogenated bisphenol A, and the like are included.

1−2.対イオン
本発明の3D造形用組成液は、上記イオン性基を有するモノマーが有するイオン性基の対イオンを含有する。対イオンとは、上記イオン性基とイオン対を形成することのできるイオンをいい、上記イオン性基が酸性基の場合は塩基性イオンを、上記イオン性基が塩基性基の場合は酸性イオンを、それぞれ用いることができる。
1-2. Counter ion The composition liquid for 3D modeling of the present invention contains a counter ion of an ionic group possessed by the monomer having the ionic group. The counter ion refers to an ion capable of forming an ion pair with the ionic group. When the ionic group is an acidic group, a basic ion is used. When the ionic group is a basic group, an acidic ion is used. Can be used respectively.

例えば、前記イオン性基を有するモノマーとして酸性基を有するモノマーを用いた場合、対イオンとしては、水素原子または1〜3価の陽イオンをもちいることが出来る。用いることが出来る陽イオンは、リチウムイオン、ナトリウムイオン、亜鉛イオン、チタニウムイオン、カルシウムイオン、鉄イオン、銅イオンなどの金属イオン、水素イオン、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウムなどの有機アンモニウムイオンが挙げられる。   For example, when a monomer having an acidic group is used as the monomer having an ionic group, a hydrogen atom or a 1 to 3 valent cation can be used as the counter ion. Cations that can be used are metal ions such as lithium ion, sodium ion, zinc ion, titanium ion, calcium ion, iron ion, copper ion, hydrogen ion, trimethylammonium, tetramethylammonium, triethylammonium, tetraethylammonium, etc. An organic ammonium ion is mentioned.

また、前記イオン性基を有するモノマーとして塩基基を有するモノマーを用いた場合、対イオンとしては、水素原子または1〜3価の陰イオンを用いることができる。用いることができる対イオンとしては、塩素イオン、臭素イオン、酢酸イオン、フタル酸イオン、硫酸イオン、コハク酸イオンなどが挙げられる。   When a monomer having a base group is used as the monomer having an ionic group, a hydrogen atom or a 1 to 3 valent anion can be used as the counter ion. Examples of counter ions that can be used include chlorine ions, bromine ions, acetate ions, phthalate ions, sulfate ions, and succinate ions.

1−3.エチレン重合性基を有する多官能モノマー
本発明の3D造形用組成液は、エチレン重合性基を有する多官能モノマーをさらに含有してもよい。
1-3. Polyfunctional monomer having an ethylene polymerizable group The 3D modeling composition liquid of the present invention may further contain a polyfunctional monomer having an ethylene polymerizable group.

3D造形物の伸びと強度を確保するため、本発明の3D造形用組成液は、エチレン重合性基を有する多官能モノマーを0質量%以上20質量%以下、好ましくは5質量%以上15質量%以下、含んでもよい。   In order to ensure the elongation and strength of the 3D modeling object, the composition liquid for 3D modeling of the present invention contains 0 to 20% by mass of a polyfunctional monomer having an ethylene polymerizable group, preferably 5 to 15% by mass. Hereinafter, it may be included.

エチレン重合性基には、前記イオン性基を有する単官能モノマーと同様に、エチレン基、プロペニル基、ブテニル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリル基、アリルエーテル基、ビニルエーテル基、マレイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基、アセチルビニル基およびビニルアミド基などが含まれる。   The ethylene polymerizable group includes an ethylene group, a propenyl group, a butenyl group, a vinylphenyl group, a (meth) acryl group, an allyl ether group, a vinyl ether group, a maleyl group, and a maleimide as in the case of the monofunctional monomer having the ionic group. Groups, (meth) acrylamide groups, acetylvinyl groups, vinylamide groups and the like.

これらのうち、(メタ)アクリル基、アリルエーテル基およびビニルエーテル基が好ましく、(メタ)アクリル基がさらに好ましい。   Among these, a (meth) acryl group, an allyl ether group, and a vinyl ether group are preferable, and a (meth) acryl group is more preferable.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記(メタ)アクリル基を有する多官能モノマーは、二官能または三官能以上の(メタ)アクリレート化合物であってもよい。   The polyfunctional monomer having a (meth) acryl group that can be contained in the composition liquid for 3D modeling of the present invention may be a bifunctional or trifunctional or higher (meth) acrylate compound.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、二官能(メタ)アクリレート化合物の例には、トリエチレングリコールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジメチロール−トリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートおよびポリテトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレートなどが含まれる。   Examples of the bifunctional (meth) acrylate compound that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, and polyethylene glycol di (meta). ) Acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol Di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, dimethylol-tricyclodecane di (meth) acrylate, bisphenol A PO adduct di (meth) acrylate, hydroxypivalate neopentyl glycol di (meth) acrylate Such rates and polytetramethylene glycol di (meth) acrylates include.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、三官能以上の(メタ)アクリレート化合物の例にはトリメチロールプロパントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(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、グリセリンプロポキシトリ(メタ)アクリレートおよびペンタエリスリトールエトキシテトラ(メタ)アクリレートなどが含まれる。   Examples of tri- or higher functional (meth) acrylate compounds that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth). ) Acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, glycerin propoxytri (meth) acrylate, pentaerythritol ethoxytetra (meth) acrylate, and the like.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記(メタ)アクリル基を有する多官能モノマーは、ウレタンアクリレートであってもよい。   Urethane acrylate may be sufficient as the polyfunctional monomer which has the said (meth) acryl group which the composition liquid for 3D modeling of this invention can contain.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記(メタ)アクリル基を有する多官能モノマーは、変性物であってもよい。変性物の例には、エチレンオキサイド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキサイド変性ペンタエリスリトールテトラアクリレート等のエチレンオキサイド変性(メタ)アクリレート化合物;カプロラクトン変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート等のカプロラクトン変性(メタ)アクリレート化合物;およびカプロラクタム変性ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のカプロラクタム変性(メタ)アクリレート化合物などが含まれる。   A modified product may be sufficient as the polyfunctional monomer which has the said (meth) acryl group which the composition liquid for 3D modeling of this invention can contain. Examples of modified products include ethylene oxide-modified (meth) acrylate compounds such as ethylene oxide-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate and ethylene oxide-modified pentaerythritol tetraacrylate; caprolactone such as caprolactone-modified trimethylolpropane tri (meth) acrylate Modified (meth) acrylate compounds; and caprolactam-modified (meth) acrylate compounds such as caprolactam-modified dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記アリルエーテル基を有する多官能モノマーは、二官能または三官能以上のアリルエーテル化合物であってもよい。   The polyfunctional monomer having an allyl ether group that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention may be a bifunctional or trifunctional or higher functional allyl ether compound.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、二官能アリルエーテル化合物の例には、1,4-シクロヘキサンジメタノールジアリルエーテル、アルキレン(炭素数2〜5)グリコールジアリルエーテル、及びポリエチレングリコール(重量平均分子量:100〜4000)ジアリルエーテルなどが挙げられる。また、グリセリンジアリルエーテル、トリメチロールプロパンジアリルエーテル、ペンタエリスリトールジアリルエーテルおよびポリグリセリン(重合度2〜5)ジアリルエーテルなどが含まれる。   Examples of the bifunctional allyl ether compound that the 3D modeling composition liquid of the present invention can contain include 1,4-cyclohexanedimethanol diallyl ether, alkylene (2 to 5 carbon atoms) glycol diallyl ether, and polyethylene glycol (Weight average molecular weight: 100 to 4000) diallyl ether and the like. Further, glyceryl diallyl ether, trimethylolpropane diallyl ether, pentaerythritol diallyl ether, polyglycerol (degree of polymerization 2 to 5) diallyl ether and the like are included.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、三官能以上のアリルエーテル化合物の例には、トリメチロールプロパントリアリルエーテル、グリセリントリアリルエーテル、ペンタエリスリトールテトラアリルエーテルおよびテトラアリルオキシエタン、ならびにペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ジグリセリントリアリルエーテル、ソルビトールトリアリルエーテルおよびポリグリセリン(重合度3〜13)ポリアリルエーテルなどが含まれる。   Examples of trifunctional or higher functional allyl ether compounds that can be contained in the 3D modeling composition liquid of the present invention include trimethylolpropane triallyl ether, glyceryl triallyl ether, pentaerythritol tetraallyl ether, and tetraallyloxyethane, And pentaerythritol triallyl ether, diglyceryl triallyl ether, sorbitol triallyl ether, polyglycerin (polymerization degree 3 to 13) polyallyl ether, and the like.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、前記ビニルエーテル基を有する多官能モノマーは、二官能、三官能または四官能以上のビニルエーテル化合物であってもよい。   The polyfunctional monomer having a vinyl ether group that can be contained in the composition liquid for 3D modeling of the present invention may be a bifunctional, trifunctional, or tetrafunctional or higher vinyl ether compound.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、二官能ビニルエーテル化合物の例には、エチレングリコールジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、プロピレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールビニルエーテル、ブチレンジビニルエーテル、ジブチレングリコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジビニルエーテル、シクロヘキサンジオールジビニルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル、ノルボルニルジメタノールジビニルエーテル、イソバイニルジビニルエーテル、ジビニルレゾルシンおよびジビニルハイドロキノンなどが含まれる。   Examples of the bifunctional vinyl ether compound that can be contained in the composition liquid for 3D modeling of the present invention include ethylene glycol divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, triethylene glycol divinyl ether, propylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol vinyl ether, buty Examples thereof include range vinyl ether, dibutylene glycol divinyl ether, neopentyl glycol divinyl ether, cyclohexanediol divinyl ether, cyclohexane dimethanol divinyl ether, norbornyl dimethanol divinyl ether, isovinyl divinyl ether, divinyl resorcin, and divinyl hydroquinone.

本発明の3D造形用組成液が含有することのできる、三官能以上のビニルエーテル化合物の例には、グリセリントリビニルエーテル、グリセリンエチレンオキシド付加物トリビニルエーテル(エチレンオキシドの付加モル数6)、トリメチロールプロパントリビニルエーテルおよびトリビニルエーテルエチレンオキシド付加物トリビニルエーテル(エチレンオキシドの付加モル数3)等の三官能ビニルエーテル化合物、ならびにペンタエリスリトールトリビニルエーテル、ジトリメチロールプロパンヘキサビニルエーテルおよびそれらのオキシエチレン付加物等の四官能以上のビニルエーテル化合物などが含まれる。   Examples of the tri- or higher functional vinyl ether compound that can be contained in the composition liquid for 3D modeling of the present invention include glycerin trivinyl ether, glycerin ethylene oxide adduct trivinyl ether (addition mole number of ethylene oxide 6), trimethylolpropane trivinyl ether. And trifunctional ether ether compounds such as trivinyl ether (addition mole number of ethylene oxide 3), and trifunctional vinyl ether compounds such as pentaerythritol trivinyl ether, ditrimethylolpropane hexavinyl ether and their oxyethylene adduct, etc. Is included.

1−4.光開始剤
本発明の3D造形用組成液は、光開始剤を含有する。光開始剤としては、光ラジカル開始剤を用いることができる。
1-4. Photoinitiator The 3D modeling composition liquid of the present invention contains a photoinitiator. As the photoinitiator, a photoradical initiator can be used.

光ラジカル開始剤には、開裂型と水素引き抜き型とがある。本発明の3D造形用組成液は、少なくとも開裂型の光開始剤を含むことが好ましい。つまり、本発明の3D造形用組成液は、(a)開裂型と水素引き抜き型の両方の光開始剤を含有していてもよく、(b)開裂型の光開始剤のみを含有していてもよい。所望の効果に応じて、用いる光開始剤の種類を適宜使い分ければよい。   The photo radical initiator includes a cleavage type and a hydrogen abstraction type. The 3D modeling composition liquid of the present invention preferably contains at least a cleavage type photoinitiator. That is, the 3D modeling composition liquid of the present invention may contain (a) both a cleavage type and a hydrogen abstraction type photoinitiator, and (b) contain only a cleavage type photoinitiator. Also good. What is necessary is just to use properly the kind of photoinitiator to be used according to a desired effect.

3D造形用組成液が、(a)開裂型と水素引き抜き型の両方の光開始剤を含有している場合は、開裂型の開始剤を質量比として多く含有していることが好ましい。光開始剤における水素引き抜き型開始剤の割合は、30質量%以下であることが好ましく、20質量%以上30質量%以下であることがより好ましい。   When the composition liquid for 3D modeling contains (a) both a cleavage type and a hydrogen abstraction type photoinitiator, it is preferable to contain a large amount of the cleavage type initiator as a mass ratio. The ratio of the hydrogen abstraction type initiator in the photoinitiator is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or more and 30% by mass or less.

3D造形用組成液中に光開始剤として開裂型と水素引き抜き型の両方の種類の重合開始剤を含有していると、3D造形用組成液の硬化速度が上昇する。この理由は定かではないが、開裂型と水素引き抜き型の光開始剤が並存すると、水素引き抜き型の重合開始剤が増感剤のような役割を果たすために重合速度が向上するものと考えられる。これは通常の印刷に比べ、はるかに大きな時間を要する3D造形物の製造において、重要である。   When the 3D modeling composition liquid contains both types of polymerization initiators as a photoinitiator, a cleavage type and a hydrogen abstraction type, the curing speed of the 3D modeling composition liquid increases. Although the reason for this is not clear, it is considered that when the photoinitiator of the cleavage type and the hydrogen abstraction type coexist, the polymerization rate of the hydrogen abstraction type initiator functions as a sensitizer so that the polymerization rate is improved. . This is important in the production of 3D objects that require much longer time than ordinary printing.

3D造形用組成液が、(b)開裂型の光開始剤のみを含有している(水素引き抜き型の開始剤を含有していない)場合には、(a)開裂型と水素引き抜き型の両方の光開始剤を含有している場合と比較して、3D造形用組成液の硬化物の伸びまたは弾性が向上することがある。この理由は定かではないが、以下のように考えることができる。単官能モノマーの重合により得られる線状高分子間で、水素引き抜き型の重合開始剤によってグラフト反応が発生すると、不規則な架橋が生じることがある。架橋が規則的であれば、硬化物を伸長させた際に均一に力を受けるため、高い伸縮性を維持することができる。ところが、硬化物中に不規則な架橋があると、硬化物を伸長させた際に組成物中の特定の部位に応力が集中する。そのため、架橋部位または線状高分子鎖の破断を招くために、かえって伸びまたは弾性が低下すると考えられる。   When the composition liquid for 3D modeling contains only (b) a cleavage type photoinitiator (no hydrogen abstraction type initiator), (a) both the cleavage type and the hydrogen abstraction type The elongation or elasticity of the cured product of the 3D modeling composition liquid may be improved as compared with the case where the photoinitiator is contained. The reason for this is not clear, but can be considered as follows. If a graft reaction occurs between linear polymers obtained by polymerization of monofunctional monomers with a hydrogen abstraction type polymerization initiator, irregular crosslinking may occur. If the cross-linking is regular, a uniform force is applied when the cured product is stretched, so that high stretchability can be maintained. However, if there are irregular crosslinks in the cured product, stress is concentrated at specific sites in the composition when the cured product is stretched. For this reason, it is considered that elongation or elasticity is lowered in order to cause breakage of the cross-linked site or the linear polymer chain.

そのため、3D造形物の作製スピードを早めることが求められる場合には、3D造形用組成液に、(a)開裂型と水素引き抜き型の両方の種類の重合開始剤を含有させることが好ましい。一方、硬化物の耐久性を重視する場合には、(b)開裂型の光開始剤のみを含有させる(水素引き抜き型の光開始剤を実質的に含有させない)ことが好ましい。   Therefore, when it is required to increase the production speed of the 3D modeling object, it is preferable that the 3D modeling composition liquid contains (a) both types of polymerization initiators of a cleavage type and a hydrogen abstraction type. On the other hand, when importance is attached to the durability of the cured product, it is preferable to contain only (b) a cleavage type photoinitiator (substantially contain no hydrogen abstraction type photoinitiator).

開裂型の光開始剤の例には、ジエトキシアセトフェノン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニルプロパン-1-オン、ベンジルジメチルケタール、1-(4-イソプロピルフェニル)-2-ヒドロキシ-2-メチルプロパン-1-オン、4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル-(2-ヒドロキシ-2-プロピル)ケトン、1-ヒドロキシシクロヘキシル−フェニルケトン、2-メチル-2-モルホリノ(4-チオメチルフェニル)プロパン-1-オン、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルホリノフェニル)−ブタノン等のアセトフェノン系;ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル等のベンゾイン類;2,4,6-トリメチルベンゾインジフェニルホスフィンオキシド等のアシルホスフィンオキシド系;ベンジルおよびメチルフェニルグリオキシエステルなどが含まれる。   Examples of cleavage type photoinitiators include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethyl ketal, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2 -Methylpropan-1-one, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl- (2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexyl-phenylketone, 2-methyl-2-morpholino (4-thiomethylphenyl) ) Acetophenones such as propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone; benzoins such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether; 2,4,6 -Acylphosphine oxide systems such as trimethylbenzoindiphenylphosphine oxide; benzyl and methylpheny Luglyoxyester and the like are included.

水素引き抜き型の光開始剤の例には、ベンゾフェノン類(ベンゾフェノン、N,N-ジエチルベンゾフェノン、等)、チオキサントン類(2,4-ジエチルチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、クロロチオキサントン、イソプロポキシクロロチオキサントン等)、アントラキノン類(エチルアントラキノン、ベンズアントラキノン、アミノアントラキノン、クロロアントラキノン等)、アクリジン類(9-フェニルアクリジン、1,7-ビス(9,9'-アクリジニル)ヘプタン等)等が含まれる。   Examples of hydrogen abstraction type photoinitiators include benzophenones (benzophenone, N, N-diethylbenzophenone, etc.), thioxanthones (2,4-diethylthioxanthone, isopropylthioxanthone, chlorothioxanthone, isopropoxychlorothioxanthone, etc.), Anthraquinones (ethyl anthraquinone, benzanthraquinone, aminoanthraquinone, chloroanthraquinone, etc.), acridines (9-phenylacridine, 1,7-bis (9,9′-acridinyl) heptane, etc.) and the like are included.

3D造形用組成液における光開始剤の含有量は、活性光線や本発明で用いる各種モノマーの種類などにもよるが、0.01質量%〜10質量%であることが好ましい。   The content of the photoinitiator in the 3D modeling composition liquid is preferably 0.01% by mass to 10% by mass, although it depends on the actinic rays and the types of various monomers used in the present invention.

1−5.剥離剤
3D造形用組成液には、その硬化物と後述のサポート材組成液の硬化物との剥離を容易にするために、さらに剥離剤を含んでもよい。剥離剤は、インクの全質量に対して0.01質量%〜3.0質量%含有することが好ましい。0.01質量%未満では基材との剥離性が低下し、3.0質量%を超えると、硬化前の3D造形用組成液の液滴が合一しやすくなり、インク滲みの原因となることがある。
1-5. Release agent The 3D modeling composition liquid may further contain a release agent in order to facilitate the release of the cured product and the cured product of the support material composition liquid described below. The release agent is preferably contained in an amount of 0.01% by mass to 3.0% by mass with respect to the total mass of the ink. If it is less than 0.01% by mass, the releasability from the substrate is lowered, and if it exceeds 3.0% by mass, the droplets of the 3D modeling composition liquid before curing are likely to coalesce and cause ink bleeding. Sometimes.

剥離剤としては、シリコン界面活性剤、フッ素界面活性剤、セバシン酸ステアリルのような高級脂肪酸エステルが挙げられるが、好ましくは、シリコン界面活性剤である。また、剥離剤は、3D造形用組成液および下記で述べるサポート材組成液のいずれかに含有させればよいが、両方に含有させることがより好ましい。   Examples of the release agent include silicon surfactants, fluorine surfactants, and higher fatty acid esters such as stearyl sebacate, and silicon surfactants are preferable. Further, the release agent may be contained in either the 3D modeling composition liquid or the support material composition liquid described below, but it is more preferable to contain both in both.

1−6.他のインク成分
本発明の3D造形用組成液には、必要に応じて光開始助剤や重合禁止剤などがさらに含まれていてもよい。光開始助剤は、たとえば第3級アミン化合物であってよく、芳香族第3級アミン化合物が好ましい。芳香族第3級アミン化合物の例には、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミンおよびN,N-ジメチルヘキシルアミン等が含まれる。なかでも、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステルが好ましい。3D造形用組成液に、これらの化合物が、一種のみ含まれていてもよく、二種類以上が含まれていてもよい。
1-6. Other ink components The composition liquid for 3D modeling of the present invention may further contain a photoinitiator auxiliary agent or a polymerization inhibitor, if necessary. The photoinitiation assistant may be, for example, a tertiary amine compound, and is preferably an aromatic tertiary amine compound. Examples of aromatic tertiary amine compounds include N, N-dimethylaniline, N, N-diethylaniline, N, N-dimethyl-p-toluidine, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid isoamyl ethyl ester, N, N-dihydroxyethylaniline, triethylamine, N, N-dimethylhexylamine and the like are included. Of these, N, N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester and N, N-dimethylamino-p-benzoic acid isoamyl ethyl ester are preferred. Only 1 type of these compounds may be contained in the composition liquid for 3D modeling, and 2 or more types may be contained.

重合禁止剤の例には、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシム等が含まれる。   Examples of polymerization inhibitors include (alkyl) phenol, hydroquinone, catechol, resorcin, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, pyrogallol, 1,1-picrylhydrazyl, phenothiazine, p-benzoquinone , Nitrosobenzene, 2,5-di-t-butyl-p-benzoquinone, dithiobenzoyl disulfide, picric acid, cuperone, aluminum N-nitrosophenylhydroxylamine, tri-p-nitrophenylmethyl, N- (3-oxyanilino- 1,3-dimethylbutylidene) aniline oxide, dibutylcresol, cyclohexanone oxime cresol, guaiacol, o-isopropylphenol, butyraloxime, methyl ethyl ketoxime, cyclohexanone oxime and the like.

また、3D造形用組成液には、前記イオン性基を有する単官能モノマー、イオン性基を有しないモノマーまたは多官能モノマー以外の重合性化合物が含まれていてもよい。含まれていてもよい重合性化合物には、上記したもの以外のモノマー、重合度が2〜20であり重合性を有するオリゴマーおよび重合性を有するポリマー等が含まれる。   In addition, the 3D modeling composition liquid may contain a polymerizable compound other than the monofunctional monomer having an ionic group, a monomer having no ionic group, or a polyfunctional monomer. Examples of the polymerizable compound that may be contained include monomers other than those described above, oligomers having a polymerization degree of 2 to 20 and polymerizability, and polymers having polymerizability.

なお、本発明の3D造形用組成液には、エポキシ基を有する化合物等の、カチオン重合性の化合物が含まれてもよい。なお、ビニルエーテル基はラジカル重合およびカチオン重合のいずれの重合もすることができるため、ここでいうカチオン重合性の化合物には含めない。カチオン重合性の化合物の含有量は、組成物の全質量に対して0質量%以上10質量%以下とすることができるが、本発明の3D造形用組成液は、カチオン重合性の化合物を実質的に含まないことが好ましい。カチオン重合性の化合物を0質量%以上10質量%以下と少なくすることで、光硬化感度の低下を防ぎ、紫外線でも組成液を硬化させることが可能となる。カチオン重合性の化合物を実質的に含まないとは、組成液の全質量に対して、カチオン重合性の化合物の含有比が1質量%以下であることを意味する。   The composition liquid for 3D modeling of the present invention may contain a cationically polymerizable compound such as a compound having an epoxy group. The vinyl ether group is not included in the cationically polymerizable compound here because it can be either radical polymerization or cationic polymerization. The content of the cationically polymerizable compound can be 0% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total mass of the composition, but the 3D modeling composition liquid of the present invention substantially contains the cationically polymerizable compound. It is preferably not included. By reducing the cation polymerizable compound to 0% by mass or more and 10% by mass or less, it is possible to prevent a decrease in photocuring sensitivity and to cure the composition liquid even with ultraviolet rays. The phrase “substantially free of cationically polymerizable compound” means that the content ratio of the cationically polymerizable compound is 1% by mass or less with respect to the total mass of the composition liquid.

本発明の3D造形用組成液をインクジェットヘッドより出射する場合は、3D造形用組成液の粘度は100mPa.s以下であることが好ましい。   When the 3D modeling composition liquid of the present invention is emitted from the inkjet head, the viscosity of the 3D modeling composition liquid is 100 mPa.s. It is preferable that it is s or less.

2.3D造形用インクセット
本発明の3D造形用組成液を、後述するUV−IJ法による3D造形物の製造方法におけるモデル材組成液として用いる場合、モデル材組成液としての本発明の3D造形用組成液を、サポート材組成液とあわせて3D造形用インクセットとしてもよい。サポート材組成液は、後述する3D造形物の製造方法における一態様において、3D造形物の空間部分を形作り、モデル材組成液としての本発明の3D造形用組成液を製造中に支えるために用いることができる。3D造形用インクセットに含まれるサポート材組成液は、特に限定されないものの、熱溶融するもの、または光硬化性でその硬化物が水溶性であるか、または水膨潤性であるものが好ましい。また、サポート材組成液の硬化物と、モデル材組成液の硬化物とが剥離しやすいことが好ましい。
2.3 Ink set for 3D modeling When the 3D modeling composition liquid of the present invention is used as a model material composition liquid in a method for producing a 3D molded article by the UV-IJ method described later, the 3D modeling of the present invention as a model material composition liquid The composition liquid may be combined with the support material composition liquid to form a 3D modeling ink set. The support material composition liquid is used to form the space portion of the 3D structure and support the 3D structure composition liquid of the present invention as a model material composition liquid during manufacture in one aspect of the method for manufacturing a 3D structure to be described later. be able to. The support material composition liquid contained in the 3D modeling ink set is not particularly limited, but is preferably one that melts by heat, or is photocurable and the cured product is water-soluble or water-swellable. Moreover, it is preferable that the hardened | cured material of a support material composition liquid and the hardened | cured material of a model material composition liquid peel easily.

熱溶融するものとしては、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、カルナバワックス、エステルワックス、アミドワックス、PEG20000などのワックス類が挙げられる。光硬化性でその硬化物が水溶性であるか、または水膨潤性であるものとは、例えば、光重合性官能基(炭素炭素不飽和基など)を有する水溶性化合物(水溶性モノマー)と、光開裂型開始剤と、水と、を主成分とする光硬化樹脂組成物でありうるが、特に限定されない。サポート材組成液には、さらに水溶性高分子が含まれていてもよい。   Examples of the material that melts hot include waxes such as paraffin wax, microcrystalline wax, carnauba wax, ester wax, amide wax, and PEG 20000. What is photocurable and the cured product is water-soluble or water-swellable is, for example, a water-soluble compound (water-soluble monomer) having a photopolymerizable functional group (carbon-carbon unsaturated group, etc.) The photocurable resin composition may contain a photocleavable initiator and water, but is not particularly limited. The support material composition liquid may further contain a water-soluble polymer.

サポート材組成液に含まれる水溶性モノマーの例には、水溶性(メタ)アクリレート、ポリオキシエチレンジアクリレート、ポリオキシプロピレンジアクリレート、アクロロイルモルホリン、ヒドロキシアルキルアクリレート;水溶性のアクリルアミドとして、アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミドなどが含まれる。サポート材組成液に含まれる水溶性高分子の例には、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルアルコールなどが含まれる。サポート材組成液に含まれる光開裂型開始剤の例には、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-2-メチル-1-プロパン-1-オンなどが挙げられるが、特に限定されない。   Examples of water-soluble monomers contained in the support material composition liquid include water-soluble (meth) acrylate, polyoxyethylene diacrylate, polyoxypropylene diacrylate, achloroyl morpholine, hydroxyalkyl acrylate; water-soluble acrylamide, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide and the like are included. Examples of the water-soluble polymer contained in the support material composition liquid include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyvinyl alcohol and the like. Examples of the photocleavable initiator contained in the support material composition liquid include 1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-methyl-1-propan-1-one, but are particularly limited. Not.

サポート材組成液をインクジェットヘッドより出射する場合は、サポート材組成液の粘度は100mPa.s以下であることが好ましい。   When the support material composition liquid is emitted from the inkjet head, the viscosity of the support material composition liquid is 100 mPa.s. It is preferable that it is s or less.

3.3D造形物の製造方法
本発明の3D造形物の製造方法は、上記した3D造形用組成液に活性光線を照射する工程を含む。活性光線としては、特に限定されることはないが、紫外線、電子線、レーザー光などを用いることができる。
3. Manufacturing method of 3D modeling object The manufacturing method of the 3D modeling object of this invention includes the process of irradiating an active light to the above-mentioned 3D modeling composition liquid. The actinic light is not particularly limited, and ultraviolet rays, electron beams, laser light, and the like can be used.

UV−IJ法では、インクジェットを用いて3D造形用組成液を基材に塗布して、基材に着弾した3D造形用組成液に活性光線を照射して硬化させる。その後、塗布と硬化を繰り返すことで、3D造形物を製造する。SLA法では、容器に入れられた3D造形用組成液に活性光線を照射して、照射された3D造形用組成液を硬化させる。その後、硬化された3D造形用組成液を一層分の厚さだけ降下させた後、再度活性光線を照射してその上の層を硬化させていく。   In the UV-IJ method, a 3D modeling composition liquid is applied to a base material using an ink jet, and the 3D modeling composition liquid landed on the base material is irradiated with actinic rays to be cured. Then, 3D modeling thing is manufactured by repeating application and hardening. In the SLA method, the 3D modeling composition liquid placed in the container is irradiated with actinic rays to cure the irradiated 3D modeling composition liquid. Thereafter, the cured 3D modeling composition liquid is lowered by a thickness of one layer, and then the active layer is irradiated again to cure the layer thereon.

活性光線が紫外線である場合、活性光線照射部(紫外線照射手段)の例には、蛍光管(低圧水銀ランプ、殺菌灯)、冷陰極管、紫外レーザー、数100Pa〜1MPaまでの動作圧力を有する低圧、中圧、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプおよびLED(発光ダイオード)等が含まれる。硬化性の観点から、照度100mW/cm以上の紫外線を照射する紫外線照射手段;具体的には、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプおよびLED等が好ましく、消費電力が少ない点から、LEDがより好ましい。具体的には、Phoseon Technology社製 395nm、水冷LEDを用いることができる。 When the actinic ray is an ultraviolet ray, examples of the actinic ray irradiation unit (ultraviolet irradiation means) include a fluorescent tube (low pressure mercury lamp, germicidal lamp), a cold cathode tube, an ultraviolet laser, and an operating pressure of several hundreds Pa to 1 MPa. Low pressure, medium pressure, high pressure mercury lamp, metal halide lamp, LED (light emitting diode) and the like are included. From the viewpoint of curability, ultraviolet irradiation means for irradiating ultraviolet rays having an illuminance of 100 mW / cm 2 or more; specifically, high-pressure mercury lamps, metal halide lamps and LEDs are preferable, and LEDs are more preferable from the viewpoint of low power consumption. Specifically, a 395 nm, water-cooled LED manufactured by Phoseon Technology can be used.

活性光線が電子線である場合、活性光線照射部(電子線照射手段)の例には、スキャニング方式、カーテンビーム方式、ブロードビーム方式等の電子線照射手段が含まれる。処理能力の観点から、カーテンビーム方式の電子線照射手段が好ましい。電子線照射手段の例には、日新ハイボルテージ(株)製の「キュアトロンEBC−200−20−30」、AIT(株)製の「Min−EB」等が含まれる。   When the active light beam is an electron beam, examples of the active light beam irradiation unit (electron beam irradiation unit) include electron beam irradiation units such as a scanning method, a curtain beam method, and a broad beam method. From the viewpoint of processing capability, a curtain beam type electron beam irradiation means is preferable. Examples of the electron beam irradiation means include “Curetron EBC-200-20-30” manufactured by Nissin High Voltage Co., Ltd., “Min-EB” manufactured by AIT Co., Ltd., and the like.

活性光線が電子線である場合、電子線照射の加速電圧は、十分な硬化を行うためには、30〜250kVとすることが好ましく、30〜100kVとすることがより好ましい。加速電圧が100〜250kVである場合、電子線照射量は30〜100kGyであることが好ましく、30〜60kGyであることがより好ましい。   When the actinic ray is an electron beam, the acceleration voltage for electron beam irradiation is preferably 30 to 250 kV and more preferably 30 to 100 kV in order to perform sufficient curing. When the acceleration voltage is 100 to 250 kV, the electron beam irradiation amount is preferably 30 to 100 kGy, and more preferably 30 to 60 kGy.

活性光線がレーザー光である場合、半導体励起固体レーザー、Arレーザー、He−Cdレーザーなどの紫外線レーザーを用いることができる。   When the actinic ray is a laser beam, an ultraviolet laser such as a semiconductor excitation solid laser, an Ar laser, or a He—Cd laser can be used.

本発明の3D造形用組成液は、カチオン重合性の化合物の含有量を実質的に含まないため、最もエネルギー負荷、装置負荷が少ない紫外線でも十分に硬化させることができる。したがって、紫外線以上にエネルギーが高い電子線、レーザー光を使用しても良いが、紫外線を用いることで、より安価で3D造形物を製造することができる。   Since the composition liquid for 3D modeling of the present invention does not substantially contain the content of the cationic polymerizable compound, it can be sufficiently cured even with ultraviolet rays having the least energy load and apparatus load. Therefore, although an electron beam and laser light having higher energy than ultraviolet rays may be used, 3D shaped objects can be manufactured at a lower cost by using ultraviolet rays.

3−1.UV−IJ法による3D造形物の製造方法
UV−IJ法による3D造形物の製造方法では、上述の3D造形用組成液を含むモデル材組成液と、サポート材組成液と、を用いることが好ましい。3D造形物の造形過程において、3D造形用組成液の硬化前後の物理的・化学的性質が変化する。そのため、上述の3D造形用組成液を含むモデル材組成液と後述するサポート材組成液とを用いることによって、モデル材組成液の形状を維持しながら製造していくことがより好ましい。3D造形用組成液の硬化物とサポート材組成液の硬化物とは、剥離が比較的容易である。
3-1. Method for Producing 3D Modeled Object by UV-IJ Method In the method for producing 3D modeled object by UV-IJ method, it is preferable to use a model material composition liquid containing the above-mentioned 3D modeling composition liquid and a support material composition liquid. . In the 3D modeling process, the physical and chemical properties of the 3D modeling composition before and after curing change. Therefore, it is more preferable to manufacture while maintaining the shape of the model material composition liquid by using the model material composition liquid containing the above-described 3D modeling composition liquid and a support material composition liquid described later. The cured product of the 3D modeling composition liquid and the cured product of the support material composition liquid are relatively easy to peel.

このとき、サポート材組成液をインクジェットで吐出して3D造形物の空間部分を形作り、モデル材組成液をインクジェットで吐出して3D造形物を形作る。サポート材組成液とモデル材組成液とを同時に吐出してもよいし、サポート材組成液を先に吐出して、その後モデル材組成液を吐出してもよい。インクジェットで吐出したサポート材組成液およびモデル材組成液の少なくとも一方を含む第nの膜を硬化させて第nの硬化層を形成し、その上に同様に吐出した第n+1の膜を硬化させると、第n+1の膜は、第nの硬化層とも接着して硬化するため、積層方向にも接着しながら硬化していく。こうしてすべての硬化層を形成したあと、サポート材組成液の硬化物を除去することで、目的の3D造形物を得ることができる。   At this time, the support material composition liquid is ejected with an ink jet to form a space portion of the 3D modeled object, and the model material composition liquid is ejected with an ink jet to form a 3D modeled object. The support material composition liquid and the model material composition liquid may be discharged simultaneously, or the support material composition liquid may be discharged first and then the model material composition liquid may be discharged. When the nth film containing at least one of the support material composition liquid and the model material composition liquid discharged by inkjet is cured to form the nth cured layer, and the n + 1th film discharged in the same manner is cured thereon. The (n + 1) th film is cured while adhering to the nth cured layer, and thus is cured while adhering in the stacking direction. After all the cured layers are formed in this way, the target 3D modeled product can be obtained by removing the cured product of the support material composition liquid.

UV−IJ法による具体的な製造方法の例は、3D造形物の各層におけるモデル材組成液およびサポート材組成液の吐出位置を表す複数の平面データに含まれる第1の平面データに基づいて、モデル材組成液およびサポート材組成液の少なくともいずれか一方をインクジェットヘッドのノズルから基材上に吐出して第1の膜を形成し、前記第1の膜を光硬化させて第1の硬化層を形成する工程と、前記複数の平面データに含まれる第n(nは2以上の整数)の平面データに基づいて、モデル材組成液およびサポート材組成液の少なくともいずれか一方をインクジェットヘッドのノズルから第n−1の硬化層上に吐出して第nの膜を形成し、第nの膜を光硬化させて第nの硬化層を形成する工程とを有し、第nの膜を形成し第nの硬化層を形成する工程を少なくとも1回以上行い、その後サポート材組成液を除去する工程をさらに有する。   An example of a specific manufacturing method by the UV-IJ method is based on first plane data included in a plurality of plane data representing the discharge positions of the model material composition liquid and the support material composition liquid in each layer of the 3D modeled object. At least one of the model material composition liquid and the support material composition liquid is ejected from the nozzle of the ink jet head onto the base material to form a first film, and the first film is photocured to form a first cured layer. And a nozzle of an ink jet head based on at least one of the model material composition liquid and the support material composition liquid based on the nth (n is an integer of 2 or more) plane data included in the plurality of plane data. Forming an nth film by discharging onto the (n-1) th hardened layer to form an nth hardened layer by photocuring the nth film. N-th cured layer is formed That step was carried out at least once, further comprising the step of removing the subsequent support material composition liquid.

なお、上記UV−IJ法による具体的な製造方法は、CAD(Computer Aided Design)データを3D造形用データであるSTL(Stereo Lithography)データに変換する工程、およびSTLデータに基づいて前記複数の平面データを作成する工程をさらに有していてもよい。また、購入する等の方法で入手したSTLデータまたは複数の平面データを用いてもよい。   The specific manufacturing method based on the UV-IJ method includes a step of converting CAD (Computer Aided Design) data into STL (Stereo Lithography) data which is 3D modeling data, and the plurality of planes based on the STL data. You may further have the process of producing data. Further, STL data obtained by a method such as purchase or a plurality of plane data may be used.

3−2.UV−IJ法による3D造形システムおよび装置
図1には、UV−IJ法による3D造形システムの例の概要が示される。図1に示されるUV−IJ法による3D造形システムは、インクジェット部1に、上下(図面Z方向)に駆動する駆動手段(図示省略)を備えるステージ11と、左右(図面XY方向)に移動可能にレール(図示省略)上に配置された、モデル材組成液またはサポート材組成液を吐出するインクジェット装置12と、を有する。
3-2. FIG. 1 shows an outline of an example of a 3D modeling system based on the UV-IJ method. The 3D modeling system based on the UV-IJ method shown in FIG. 1 is movable in the left and right (drawing XY directions) with a stage 11 provided with driving means (not shown) for driving the inkjet unit 1 up and down (drawing Z direction). And an inkjet device 12 for discharging a model material composition liquid or a support material composition liquid, which is disposed on a rail (not shown).

インクジェット装置12は、モデル材組成液用インクジェットヘッド13と、サポート材組成液用インクジェットヘッド14と、膜厚調整用ローラ15と、光源16とを備える。モデル材組成液用インクジェットヘッド13およびサポート材組成液用インクジェットヘッド14は、それぞれ吐出用のノズルを有する。モデル材組成液用インクジェットヘッド13は、配管13aを介してポンプ13bと光硬化性組成物タンク13cに連通する。光硬化性組成物タンク13cには、本願発明の3D造形用組成液を含むモデル材組成液を入れることができる。サポート材組成液用インクジェットヘッド14は、配管14aを介してポンプ14bと光硬化性組成物タンク14cに連通する。光硬化性組成物タンク14cには、サポート材組成液を入れることができる。   The ink jet device 12 includes a model material composition ink jet head 13, a support material composition ink jet head 14, a film thickness adjusting roller 15, and a light source 16. The ink jet head 13 for model material composition liquid and the ink jet head 14 for support material composition liquid each have a nozzle for ejection. The ink jet head 13 for a model material composition liquid communicates with a pump 13b and a photocurable composition tank 13c through a pipe 13a. The photocurable composition tank 13c can contain a model material composition liquid containing the 3D modeling composition liquid of the present invention. The support material composition liquid-jet head 14 communicates with a pump 14b and a photocurable composition tank 14c via a pipe 14a. A support material composition liquid can be placed in the photocurable composition tank 14c.

図1に示すように、UV−IJ法による3D造形システムは、さらに演算制御部2と、CADデータ等の3D造形用データを入力するための入力装置4と、CADデータから変換されたSTLデータや、STLデータから得られたスライスデータを出力する出力装置5と、STLデータや仮想3D造形物等を表示する表示装置6と、3D造形物を製造するために必要な種々の情報、例えばロット番号と、CADデータ番号、STLデータ番号、モデル材組成液およびサポート材組成液を含む光硬化性組成物セットの番号等を関連付けて記録するための記憶装置3とを有する。   As shown in FIG. 1, the 3D modeling system based on the UV-IJ method further includes an arithmetic control unit 2, an input device 4 for inputting 3D modeling data such as CAD data, and STL data converted from CAD data. Output device 5 that outputs slice data obtained from STL data, display device 6 that displays STL data, virtual 3D objects, etc., and various information necessary for manufacturing 3D objects, such as lots And a storage device 3 for associating and recording the number, the CAD data number, the STL data number, the number of the photocurable composition set including the model material composition liquid and the support material composition liquid, and the like.

演算制御部2は、CADデータに基づいてSTLデータを算出するSTL演算手段21と、所望の3D造形物にあった光硬化性組成物セットを選択するよう情報を送るインクセット制御手段22と、ステージを駆動させる情報を送るステージ制御手段23と、モデル材組成液またはサポート材組成液を吐出させる情報を送るインクジェット制御手段24と、所望の厚さになるよう層を研磨する情報を送るローラ制御手段25と、吐出された光硬化性組成物を硬化させるために光照射するよう情報を送るUV光源制御手段26と、を備える。   The calculation control unit 2 includes an STL calculation unit 21 that calculates STL data based on CAD data, an ink set control unit 22 that sends information to select a photocurable composition set suitable for a desired 3D model, and Stage control means 23 for sending information for driving the stage, inkjet control means 24 for sending information for discharging the model material composition liquid or the support material composition liquid, and roller control for sending information for polishing the layer to a desired thickness Means 25 and UV light source control means 26 for sending information to irradiate light to cure the discharged photocurable composition.

演算制御部2は、CPU等の通常のコンピュータシステムで用いられる演算装置等で構成すればよい。入力装置4としては、例えばキーボード、マウス等のポインティングデバイスが挙げられる。出力装置5としては、例えばプリンタ等が挙げられる。表示装置6としては、例えば液晶ディスプレイ、モニタ等の画像表示装置等が挙げられる。記憶装置3としてはROM、RAM、磁気ディスクなどの記憶装置が使用可能である。   The arithmetic control unit 2 may be configured by an arithmetic device used in a normal computer system such as a CPU. Examples of the input device 4 include pointing devices such as a keyboard and a mouse. Examples of the output device 5 include a printer. Examples of the display device 6 include an image display device such as a liquid crystal display and a monitor. As the storage device 3, a storage device such as a ROM, a RAM, or a magnetic disk can be used.

3−3.UV−IJ法による3D造形システムを用いた3D造形物の製造フロー
図1に示すUV−IJ法による3D造形システムを用いるUV−IJ法による3D造形物の製造方法について、図2のフロー図を参照しながら詳細に説明する。
3-3. Manufacturing flow of 3D modeling object using 3D modeling system by UV-IJ method About the manufacturing method of 3D modeling object by UV-IJ method using the 3D modeling system by UV-IJ method shown in FIG. 1, the flowchart of FIG. Details will be described with reference to FIG.

(イ)ステップS101において、例えばCADデータを入力する。そしてステップS102において、CADデータを3D造形用データとしてのSTLデータに変換する。なお、STLデータから形成される仮想3D造形物を出力装置5上に表示して所望の形状が形成されるか否かを確認し、所望の形状が形成されない場合は、STLデータに修正を加えてもよい。   (A) In step S101, for example, CAD data is input. In step S102, the CAD data is converted into STL data as 3D modeling data. It should be noted that a virtual 3D structure formed from the STL data is displayed on the output device 5 to check whether a desired shape is formed. If the desired shape is not formed, the STL data is corrected. May be.

(ロ)ステップS103において、図3に示すように仮想3D造形物を図3のZ方向において複数の薄片状の層に微分割し、各層におけるモデル材組成液の吐出位置データを得る。また、各平面データにおいて、モデル材組成液を支持または固定するためのサポート材組成液の吐出位置データも併せて作成する。モデル材組成液のX,Y方向の周囲にサポート材組成液を吐出することで、いわゆるオーバーハング部分、例えば「K」の字の第二画目部分等を下方からサポート材組成液で支持することができる。モデル材組成液の吐出位置データとサポート材組成液の吐出位置データを同じ層ごとに組み合わせて、本発明における「第1の平面データD1、第2の平面データD2、…第Xの平面データDX」を得る。   (B) In step S103, as shown in FIG. 3, the virtual 3D structure is finely divided into a plurality of lamellar layers in the Z direction of FIG. 3, and discharge position data of the model material composition liquid in each layer is obtained. Further, in each plane data, discharge position data of the support material composition liquid for supporting or fixing the model material composition liquid is also created. By discharging the support material composition liquid around the X and Y directions of the model material composition liquid, a so-called overhang portion, for example, the second image portion of the letter “K” is supported from below by the support material composition liquid. be able to. By combining the discharge position data of the model material composition liquid and the discharge position data of the support material composition liquid for each layer, the “first plane data D1, second plane data D2,. Get.

(ハ)ステップS105において、仮想3D造形物のデータや複数の平面データに基づいて、最適な光硬化性組成物セットを用意する。   (C) In step S105, an optimal photocurable composition set is prepared based on the data of the virtual 3D structure and the plurality of plane data.

(ニ)ステップS108において、第1の平面データD1に基づき、駆動手段を作動させてステージとインクジェット装置との相対的な位置を合わせる。   (D) In step S108, based on the first plane data D1, the driving means is operated to align the relative positions of the stage and the ink jet apparatus.

(ホ)ステップS110において、図4に示すように、第1の平面データD1に基づいてインクジェットの位置を制御して、ステージ上の適切な位置にモデル材組成液(Ma)およびサポート材組成液(S)の少なくともいずれか一方をインクジェットヘッドのノズルから吐出していき、第1の膜を形成する。各ノズルから吐出される1滴あたりの液滴量は、画像の解像度にもよるが、1pl〜70plが好ましく、2〜50plがより好ましい。その後、ステップS112において、活性光線を照射して第1の膜を光硬化させて第1の硬化層を得る。なお、第1の硬化層の厚みが均一であるか否かを確認し、均一でない場合は厚い部分を研磨して、第1の硬化層の厚さを均一にすることが好ましい。なお、硬化後の各硬化層の厚さは、1〜25μm程度であることが好ましい。   (E) In step S110, as shown in FIG. 4, the position of the ink jet is controlled based on the first plane data D1, and the model material composition liquid (Ma) and the support material composition liquid are placed at appropriate positions on the stage. At least one of (S) is discharged from the nozzles of the inkjet head to form the first film. The amount of droplets ejected from each nozzle is preferably 1 pl to 70 pl, more preferably 2 to 50 pl, although it depends on the resolution of the image. Thereafter, in step S112, the first film is photocured by irradiating actinic rays to obtain a first cured layer. In addition, it is preferable to confirm whether or not the thickness of the first hardened layer is uniform, and if not uniform, the thick portion is polished to make the thickness of the first hardened layer uniform. In addition, it is preferable that the thickness of each hardened layer after hardening is about 1-25 micrometers.

活性光線の照射は、3D造形用組成液滴が記録媒体上に付着した後10秒以内、好ましくは0.001秒〜5秒以内、より好ましくは0.01秒〜2秒以内に行う。隣り合う3D造形用組成液滴同士が合一するのを抑制するためである。活性光線の照射は、1層分の3D造形用組成液を吐出した後に行われることが好ましい。   Irradiation with actinic rays is performed within 10 seconds, preferably within 0.001 second to 5 seconds, and more preferably within 0.01 second to 2 seconds after the 3D modeling composition droplet is deposited on the recording medium. This is to prevent the adjacent 3D modeling composition droplets from being united. Irradiation with actinic rays is preferably performed after discharging the composition liquid for 3D modeling for one layer.

(ヘ)ステップS114において、形成すべき層がさらにあるかを判定する。形成すべき層がさらにある場合は、ステップS108に戻り、図5に示すように、ひとつの硬化層の厚さ分だけ、ステージ11の位置を下方(Z方向)に移動させる。その後、ステップS110、S112により第nの硬化層を第n−1の硬化層上に形成する。そして、図6、図7に示すように、最終層(第Xの硬化層)が積層されるまで、ステップS108、S110、S112、S114の手順を繰り返して複数の層を積層させる。ステップS114において、形成すべき層がこれ以上はない場合は、ステップS116に移行する。   (F) In step S114, it is determined whether there are more layers to be formed. If there are more layers to be formed, the process returns to step S108, and the position of the stage 11 is moved downward (Z direction) by the thickness of one hardened layer, as shown in FIG. Then, an nth hardened layer is formed on the n-1st hardened layer by steps S110 and S112. Then, as shown in FIGS. 6 and 7, the steps S108, S110, S112, and S114 are repeated until a final layer (Xth cured layer) is stacked, and a plurality of layers are stacked. If there are no more layers to be formed in step S114, the process proceeds to step S116.

(ト)ステップS116において、サポート材組成液の硬化物を除去する。例えば、サポート材組成液の硬化物を水で膨潤させて除去する。この除去工程と併せて、他の除去工程、例えばサポート材組成液の硬化物に高圧水を噴霧してモデル材の硬化物からサポート材組成液の硬化物を除去してもよい。   (G) In step S116, the cured product of the support material composition liquid is removed. For example, the cured product of the support material composition liquid is removed by swelling with water. In addition to this removal step, the cured product of the support material composition liquid may be removed from the cured product of the model material by spraying high-pressure water on the cured product of the support material composition solution, for example.

以上により、図8に示すような、3D造形物Mを作製することができる。   As described above, a 3D structure M as shown in FIG. 8 can be produced.

[実施形態の変形例]
以上に記載した実施形態においては、モデル材組成液用のインクジェットヘッドが1つの例を示したが、モデル材組成液用のインクジェットヘッド数は1つに制限されない。例えばモデル材組成液用に2つのインクジェットヘッドを設け、各インクジェットヘッドのノズルから物性が異なるモデル材組成液を同時に吐出し、モデル材組成液を混合させて複合材料として造形することもできる。
[Modification of Embodiment]
In the embodiment described above, one example of the inkjet head for the model material composition liquid is shown, but the number of inkjet heads for the model material composition liquid is not limited to one. For example, two ink jet heads may be provided for the model material composition liquid, model material composition liquids having different physical properties may be simultaneously discharged from the nozzles of the respective ink jet heads, and the model material composition liquid may be mixed to form a composite material.

(実施例1)
(モデル材組成液の調製)
2−アクリロイロキシヘキサヒドロフタル酸(対イオン:水素) 5質量部
フェノキシエチルアクリレート 58.6質量部
イソボルニルアクリレート 15質量部
イソステアリルアクリレート 10質量部
トリシクロデカンジメタノールジメタクリレート 15質量部
2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド(TPO) 1質量部
2,4−ジエチルチオキサンテン−9−オン(DETX) 0.3質量部
KF−969(シリコンオイル) 0.1質量部
を混合加熱溶解して、モデル材組成液とした。
(Example 1)
(Preparation of model material composition)
2-acryloyloxyhexahydrophthalic acid (counter ion: hydrogen) 5 parts by mass Phenoxyethyl acrylate 58.6 parts by mass Isobornyl acrylate 15 parts by mass Isostearyl acrylate 10 parts by mass Tricyclodecane dimethanol dimethacrylate 15 parts by mass 2 , 4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide (TPO) 1 part by mass 2,4-diethylthioxanthen-9-one (DETX) 0.3 part by mass KF-969 (silicon oil) 0.1 part by mass Were mixed and heated to obtain a model material composition liquid.

(サポート材組成液の調製)
ポリオキシエチレン(n≒9)ジアクリレート40gと、水60gと、光開始剤irgacure2959(BASF社製)5gと、シリコン界面活性剤(TSF−4452)0.1gとを混合して溶解させサポート材組成液とした。
(Preparation of support material composition)
A support material prepared by mixing 40 g of polyoxyethylene (n≈9) diacrylate, 60 g of water, 5 g of photoinitiator irgacure 2959 (manufactured by BASF), and 0.1 g of silicon surfactant (TSF-4442). It was set as the composition liquid.

(3D造形物の製造)
ポリエチレンテレフタレートフィルム上に、サポート材組成液を、コニカミノルタIJ社製のインクジェットヘッドKM512MHを用いて、サポート層を形成した。具体的には、1ドットあたりの液滴量を14plとし、720dpi×720dpiで液滴を出射した。着弾した液滴に、高圧水銀灯により光量400ml/cmの紫外線を照射して、硬化させる操作を繰り返して、10cm×2cm、厚さ1mmのサポート層を形成した。
(Manufacture of 3D objects)
A support layer was formed on the polyethylene terephthalate film using the support material composition liquid using an inkjet head KM512MH manufactured by Konica Minolta IJ. Specifically, the amount of droplets per dot was 14 pl, and the droplets were emitted at 720 dpi × 720 dpi. The landing droplets were irradiated with ultraviolet rays having a light amount of 400 ml / cm 2 by a high-pressure mercury lamp and cured, and a support layer having a thickness of 10 cm × 2 cm and a thickness of 1 mm was formed.

形成したサポート層の上に、モデル材組成液を用いて、サポート層の作製と同じ方法で10cm×2cm、厚さ5mmのモデル層を形成した。次に、サポート層とモデル層との積層体を水に浸すことで、モデル層をポリエチレンテレフタレートフィルムとサポート層から分離させて、3D造形物(硬化膜)を得た。   On the formed support layer, a model layer having a size of 10 cm × 2 cm and a thickness of 5 mm was formed by using the model material composition liquid in the same manner as the support layer. Next, the model layer was separated from the polyethylene terephthalate film and the support layer by immersing the laminate of the support layer and the model layer in water to obtain a 3D structure (cured film).

モデル材組成液の組成を表1〜表3に記載のように変更し、それぞれについて同様の手順によって3D造形物を得た。   The composition of the model material composition liquid was changed as shown in Tables 1 to 3, and 3D objects were obtained by the same procedure for each.

[降伏応力、破断伸びおよび破断応力の測定]
室温で、走査方向、および積層方向に引張速度 20mm/minで一定荷重をかけて降伏応力、破断時の破断伸びおよび破断応力を測定した。
[Measurement of yield stress, elongation at break and stress]
The yield stress, the breaking elongation at break and the breaking stress were measured by applying a constant load at room temperature at a tensile rate of 20 mm / min in the scanning direction and the laminating direction.

[総合評価]
総合評価は以下の基準で行った。
○:降伏応力 25MPa以上、かつ、0.85<=破断応力/降伏応力<=1.2 かつ 破断伸び 5%以上
△:降伏応力 15MPa以上、かつ、0.6<破断応力/降伏応力<=1.7 かつ 破断伸び 3%以上で、○以外のもの
×:降伏点までに破壊された場合、または、上記条件よりも悪い場合
[Comprehensive evaluation]
Comprehensive evaluation was performed according to the following criteria.
○: Yield stress 25 MPa or more and 0.85 <= breaking stress / yield stress <= 1.2 and elongation at break 5% or more Δ: Yield stress 15 MPa or more and 0.6 <breaking stress / yield stress <= 1.7 and elongation at break of 3% or more, other than x: When broken by yield point or worse than the above conditions

Figure 2016002704
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Figure 2016002704
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Figure 2016002704
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本発明の3D造形用組成液を用いて製造した3D造形物は、降伏応力、破断応力および破断伸びのバランスがよく、高い靱性を有していた。また、今回の実施例で検討したインクは、すべて出射性は良好であった。   The 3D model produced using the 3D modeling composition liquid of the present invention had a good balance of yield stress, breaking stress and breaking elongation, and had high toughness. Further, all of the inks examined in this example had good emission characteristics.

本発明の3D造形用組成液は紫外線によって硬化することができ、その硬化物は高い靱性を有する。そのため、3D造形によって、好ましい特性を有する試作品を廉価に製造することができる。   The composition liquid for 3D modeling of the present invention can be cured by ultraviolet rays, and the cured product has high toughness. Therefore, a prototype having desirable characteristics can be manufactured inexpensively by 3D modeling.

1 インクジェット部
2 演算制御部
3 記憶装置
4 入力装置
5 出力装置
6 表示装置
11 ステージ
12 インクジェット装置
13 モデル材用インクジェットヘッド
14 サポート材用インクジェットヘッド
16 光源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inkjet part 2 Arithmetic control part 3 Memory | storage device 4 Input device 5 Output device 6 Display apparatus 11 Stage 12 Inkjet apparatus 13 Inkjet head for model materials 14 Inkjet head for support materials 16 Light source

Claims (9)

エチレン重合性基を有する少なくとも2種類の単官能モノマーと光開始剤とを含有する3D造形用組成液であって、
該単官能モノマーは、イオン性基を有する単官能モノマーおよびイオン性基を有しない単官能モノマーを含み、
該組成液は、該イオン性基の対イオンをさらに含有する、組成液。
A composition liquid for 3D modeling containing at least two types of monofunctional monomers having an ethylene polymerizable group and a photoinitiator,
The monofunctional monomer includes a monofunctional monomer having an ionic group and a monofunctional monomer having no ionic group,
The composition liquid further contains a counter ion of the ionic group.
前記イオン性基を有しない単官能モノマーは、芳香族基を有するモノマーおよび脂環式基を有するモノマーの少なくともいずれかを含有することを特徴とする、請求項1に記載の組成液。   The composition liquid according to claim 1, wherein the monofunctional monomer having no ionic group contains at least one of a monomer having an aromatic group and a monomer having an alicyclic group. エチレン重合性基を有する多官能モノマーをさらに含有する、請求項1または2に記載の組成液。   The composition liquid according to claim 1 or 2, further comprising a polyfunctional monomer having an ethylene polymerizable group. 前記イオン性基はカルボン酸基およびリン酸基の少なくともいずれかであり、前記対イオンは1〜3価の陽イオンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成液。   The composition liquid according to any one of claims 1 to 3, wherein the ionic group is at least one of a carboxylic acid group and a phosphoric acid group, and the counter ion is a 1 to 3 valent cation. 前記イオン性基は3級アミノ基および4級アンモニウム基の少なくともいずれかであり、前記対イオンは1〜3価の陰イオンである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の組成液。   The composition liquid according to claim 1, wherein the ionic group is at least one of a tertiary amino group and a quaternary ammonium group, and the counter ion is a 1-3 valent anion. . 該組成液は、カチオン重合性の化合物を実質的に含有しない、請求項1〜5のいずれか1項に記載の組成液。   The composition liquid according to claim 1, wherein the composition liquid does not substantially contain a cationically polymerizable compound. 剥離剤をさらに含有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の組成液。   The composition liquid according to any one of claims 1 to 6, further comprising a release agent. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成液と、サポート材組成液とを含む、3D造形用インクセット。   An ink set for 3D modeling comprising the composition liquid according to claim 1 and a support material composition liquid. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の組成液に活性光線を照射する工程を有する、3D造形物の製造方法。   The manufacturing method of 3D modeling thing which has the process of irradiating actinic light to the composition liquid of any one of Claims 1-7.
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