JP2016078437A - Liquid for stereoscopic molding, liquid set for stereoscopic molding, method for producing stereoscopic molding and stereoscopic molding - Google Patents

Liquid for stereoscopic molding, liquid set for stereoscopic molding, method for producing stereoscopic molding and stereoscopic molding Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for producing a stereoscopic molding that can simply and efficiently produce a complicated and high definition stereoscopic molding represented by an organ model or the like.SOLUTION: The method for producing a stereoscopic molding comprises repeating a plurality of times a first step of applying a first liquid as a hydrogel precursor including at least a polyfunctional monomer to form a film and a second step of curing the film formed in the first step. Alternatively, the method for producing a stereoscopic molding comprises repeating a plurality of times a first step of applying a first liquid as a hydrogel precursor including at least a polyfunctional monomer to form a film, a third step of applying a second liquid including a hydrogel precursor and having a composition different from that of the first liquid to a position different from that to which the first liquid is applied to form a film, and a fourth step of curing the films formed each in the first step and the third step.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、立体造形用液体、立体造形用液体セット、立体造形物の製造方法、及び立体造形物に関する。   The present invention relates to a three-dimensional modeling liquid, a three-dimensional modeling liquid set, a method for manufacturing a three-dimensional model, and a three-dimensional model.

近年、インクジェット方式により液状の光硬化性樹脂を造形物の必要箇所に像形成し、これを多層化することで三次元造形物を形成するインクジェット光造形方式が提案されている。前記インクジェット光造形方式においては、立体造形物とは異なる材料からなる支持体を同時に形成し、立体造形中における立体造形物の変形や落下を防止する方法が提案されている(例えば、特許文献1及び2参照)。   2. Description of the Related Art In recent years, an inkjet optical modeling method has been proposed in which a liquid photocurable resin is imaged at a necessary portion of a modeled object by an inkjet method, and a three-dimensional modeled object is formed by multilayering this. In the inkjet optical modeling method, a method has been proposed in which a support made of a material different from that of a three-dimensional model is formed at the same time to prevent the three-dimensional model from being deformed or dropped during the three-dimensional model (for example, Patent Document 1). And 2).

最近、医療用の臓器モデルや再生医療に用いる細胞の足場材料などの立体的かつ精細な構造を持つゲル状乃至軟質な立体造形物に対するニーズが増えつつあるが、複雑かつ精細な構造を三次元データから再現できる立体造形物の製造方法は、未だ提供されていない。特に、手術の練習等に用いられる臓器モデルは臓器内部の血管等の管構造、腫瘍の部分などの複雑な内部構造を有しており、型を用いて前記臓器モデルを製作することは極めて困難である。   Recently, there is an increasing need for gel-like or soft three-dimensional objects with three-dimensional and fine structures such as medical organ models and cell scaffold materials used in regenerative medicine. A method for manufacturing a three-dimensional structure that can be reproduced from data has not yet been provided. In particular, organ models used for surgical practice etc. have complex internal structures such as blood vessel structures inside the organ and tumor parts, and it is extremely difficult to produce the organ model using a mold. It is.

本発明は、臓器モデル等に代表される複雑かつ精細な立体造形物を簡便に効率よく製造可能な立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the manufacturing method of the three-dimensional molded item which can manufacture the complicated and fine three-dimensional molded item represented by the organ model etc. simply and efficiently.

前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造方法は、多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
前記第一の工程で形成された膜を硬化させる第二の工程と、
を複数回繰り返すことを特徴とする。
The method for producing a three-dimensional structure according to the present invention as a means for solving the above-described problems includes a first step of forming a film by applying a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer,
A second step of curing the film formed in the first step;
Is repeated a plurality of times.

本発明によると、臓器モデル等に代表される複雑かつ精細な立体造形物を簡便に効率よく製造可能な立体造形物の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the manufacturing method of the three-dimensional molded item which can manufacture the complicated and fine three-dimensional molded item represented by the organ model etc. simply and efficiently can be provided.

図1は、層状鉱物、及び層状鉱物を水中で分散させた状態の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a layered mineral and a state in which the layered mineral is dispersed in water. 図2は、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形装置の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of a three-dimensional modeling apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional modeled object of the present invention. 図3は、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形装置の他の一例を示す概略図である。FIG. 3 is a schematic view showing another example of the three-dimensional modeling apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional modeled object of the present invention. 図4Aは、本発明の立体造形物の製造方法で製造された立体造形物の一例を示す概略斜視図である。FIG. 4A is a schematic perspective view illustrating an example of a three-dimensional structure manufactured by the method for manufacturing a three-dimensional structure according to the present invention. 図4Bは、図4Aの概略断面図である。4B is a schematic cross-sectional view of FIG. 4A.

(立体造形用液体(第一の液体))
本発明の立体造形用液体、即ち、本発明の立体造形物の製造方法で用いる第一の液体は、ハイドロゲル前駆体からなり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
(3D modeling liquid (first liquid))
The liquid for three-dimensional modeling of the present invention, that is, the first liquid used in the method for manufacturing a three-dimensional molded object of the present invention is composed of a hydrogel precursor and further contains other components as necessary.

<ハイドロゲル前駆体>
前記ハイドロゲル前駆体は、多官能モノマーを少なくとも含み、水、有機溶剤、層状鉱物、単官能モノマー、及び重合開始剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
<Hydrogel precursor>
The hydrogel precursor preferably contains at least a polyfunctional monomer, preferably contains water, an organic solvent, a layered mineral, a monofunctional monomer, and a polymerization initiator, and further contains other components as necessary. .

−多官能モノマー−
前記多官能モノマーは、不飽和炭素−炭素結合を2つ以上有する化合物であり、活性エネルギー線硬化型モノマーが好ましく、例えば、2官能モノマー、3官能モノマー、3官能以上のモノマーなどが挙げられる。
前記多官能モノマーのホモポリマーは、水溶性であることが好ましい。本発明において、前記多官能モノマーのホモポリマーの水溶性は、例えば、30℃の水100gに前記ホモポリマーを1g混合して撹拌したとき、その90質量%以上が溶解するものを意味する。
-Multifunctional monomer-
The polyfunctional monomer is a compound having two or more unsaturated carbon-carbon bonds, and is preferably an active energy ray-curable monomer. Examples thereof include a bifunctional monomer, a trifunctional monomer, and a trifunctional or higher monomer.
The homopolymer of the polyfunctional monomer is preferably water-soluble. In the present invention, the water-solubility of the homopolymer of the polyfunctional monomer means that, for example, when 1 g of the homopolymer is mixed with 100 g of water at 30 ° C. and stirred, 90% by mass or more thereof is dissolved.

前記2官能モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(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,テトラエチレングリコールジ(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、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート(MANDA)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート(HPNDA)、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(BGDA)、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(BUDA)、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート(HDDA)、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(DEGDA)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート(NPGDA)、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(TPGDA)、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、メチレンビスアクリルアミドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the bifunctional monomer include tripropylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol hydroxypivalic acid. Ester di (meth) acrylate (MANDA), hydroxypivalate neopentyl glycol ester di (meth) acrylate (HPNDA), 1,3-butanediol di (meth) acrylate (BGDA), 1,4-butanediol di (meth) Acrylate (BUDA), 1,6-hexanediol di (meth) acrylate (HDDA), 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate DEGDA), neopentyl glycol di (meth) acrylate (NPGDA), tripropylene glycol di (meth) acrylate (TPGDA), caprolactone-modified hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester di (meth) acrylate, propoxylated neopentyl glycol di (meta) ) Acrylate, ethoxy modified bisphenol A di (meth) acrylate, polyethylene glycol 200 di (meth) acrylate, polyethylene glycol 400 di (meth) acrylate, methylene bisacrylamide and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記3官能モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート(PETA)、トリアリルイソシアネート、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the trifunctional monomer include trimethylolpropane tri (meth) acrylate (TMPTA), pentaerythritol tri (meth) acrylate (PETA), triallyl isocyanate, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate. Ethoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri (meth) acrylate, propoxylated glyceryl tri (meth) acrylate, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記3官能以上のモノマーとしては、例えば、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(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、ペンタ(メタ)アクリレートエステル、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(DPHA)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the tri- or higher functional monomer include pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, penta ( And (meth) acrylate ester and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA). These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記多官能モノマーの含有量は、立体造形用液体の全量に対して、0.001質量%以上1質量%以下が好ましく、0.01質量%以上0.5質量%以下がより好ましい。前記含有量が、0.001質量%以上1質量%以下の範囲であると、得られるハイドロゲルの弾性率及び硬度を適正な範囲に調整することができる。   The content of the polyfunctional monomer is preferably 0.001% by mass or more and 1% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 0.5% by mass or less with respect to the total amount of the three-dimensional modeling liquid. When the content is in the range of 0.001% by mass to 1% by mass, the elastic modulus and hardness of the obtained hydrogel can be adjusted to an appropriate range.

−水−
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水などを用いることができる。前記水には、保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、硬度調整などの目的に応じて有機溶媒等のその他の成分を溶解乃至分散させてもよい。
前記水の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
-Water-
As the water, for example, ion-exchanged water, ultrafiltered water, reverse osmosis water, pure water such as distilled water, or ultrapure water can be used. In the water, other components such as an organic solvent may be dissolved or dispersed depending on purposes such as imparting moisture retention, imparting antibacterial properties, imparting conductivity, and adjusting hardness.
There is no restriction | limiting in particular as content of the said water, According to the objective, it can select suitably.

−有機溶剤−
前記有機溶剤としては、水性であることが好ましく、例えば、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトンなどが挙げられる。
前記有機溶剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、1,2,6−ヘキサントリオール、1,2−ブタンジオール、1,2−ヘキサンジオール、1,2−ペンタンジオール、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ブタンジオール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、2,2−ジメチル−1,3−プロパンジオール、2,3−ブタンジオール、2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、2−ピロリドン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、3−メチル−1,3−ブタンジオール、3−メチル−1,3−ヘキサンジオール、N−メチル−2−ピロリドン、N−メチルピロリジノン、β−ブトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、β−メトキシ−N,N−ジメチルプロピオンアミド、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクタム、エチレングリコール、エチレングリコール−n−ブチルエーテル、エチレングリコール−n−プロピルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルヘキシルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、グリセリン、ジエチレングリコール、ジエチレングリコール−n−ヘキシルエーテル、ジエチレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジグリセリン、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジグリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールエチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルエーテル、トリプロピレングリコール、トリプロピレングリコール−n−プロピルエーテル、トリプロピレングリコールメチルエーテル、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、プロピルプロピレンジグリコール、プロピレングリコール(1,2−プロパンジオール)、プロピレングリコール−n−ブチルエーテル、プロピレングリコール−t−ブチルエーテル、プロピレングリコールフェニルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ヘキシレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記有機溶剤の含有量は、立体造形用液体の全量に対して、1質量%以上40質量%以下が好ましく、5質量%以上20質量%以下がより好ましい。
-Organic solvent-
The organic solvent is preferably aqueous, and examples thereof include alcohols such as ethanol, ethers, and ketones.
The organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 1,2,6-hexanetriol, 1,2-butanediol, 1,2-hexanediol, 1,2 -Pentanediol, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-butanediol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol 2,2-dimethyl-1,3-propanediol, 2,3-butanediol, 2,4-pentanediol, 2,5-hexanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2-pyrrolidone, 2-methyl-1,3-propanediol, 2-methyl-2,4-pentanediol, 3-methyl-1,3-butanediol, 3-methyl-1,3-hex Diol, N-methyl-2-pyrrolidone, N-methylpyrrolidinone, β-butoxy-N, N-dimethylpropionamide, β-methoxy-N, N-dimethylpropionamide, γ-butyrolactone, ε-caprolactam, ethylene glycol, Ethylene glycol-n-butyl ether, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol phenyl ether, ethylene glycol mono-2-ethylhexyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, glycerin, diethylene glycol, diethylene glycol-n-hexyl ether, diethylene glycol methyl ether, Diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diglycol Serine, dipropylene glycol, dipropylene glycol-n-propyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiglycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, triethylene glycol ethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol Ethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol methyl ether, tripropylene glycol, tripropylene glycol-n-propyl ether, tripropylene glycol methyl ether, trimethylolethane, trimethylolpropane, propylpropylene diglycol, propylene glycol (1,2- Propanediol), propylene glycol-n-butyl ether, Propylene glycol -t- butyl ether, propylene glycol phenyl ether, propylene glycol monoethyl ether, hexylene glycol, polyethylene glycol, and polypropylene glycol. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The content of the organic solvent is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total amount of the three-dimensional modeling liquid.

−層状鉱物−
前記層状鉱物は、単一層の状態で水に分散した層状鉱物であることが好ましい。
ここで、図1の上図に示すように、前記層状鉱物は、単位格子を結晶内に持つ二次元円盤状の結晶が積み重なった状態を呈しており、前記層状鉱物を水中で分散させると、図1の下図に示すように、各単一層状態で分離して円盤状の結晶となる。
前記層状鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水膨潤性層状粘土鉱物などが挙げられる。
前記水膨潤性層状粘土鉱物としては、例えば、水膨潤性スメクタイト、水膨潤性雲母などが挙げられる。より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性合成雲母などが挙げられる。
前記水膨潤性とは、図1に示すように層状鉱物の層間に水分子が挿入され、水中に分散されることを意味する。
前記水膨潤性層状粘土鉱物としては、前記例示したものを、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、また、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。
前記市販品としては、例えば、合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)、SWN(Coop Chemical Ltd.製)、フッ素化ヘクトライト SWF(Coop Chemical Ltd.製)などが挙げられる。これらの中でも、合成ヘクトライトが好ましい。
前記層状鉱物の含有量は、立体造形用液体の全量に対して、1質量%以上40質量%以下が好ましく、1質量%以上15質量%以下がより好ましい。前記含有量が、1質量%以上40質量%以下の範囲において、立体造形用液体の粘度が適正であり、インクジェットでの吐出性及び立体造形物の硬度が良好となる。
-Layered minerals-
The layered mineral is preferably a layered mineral dispersed in water in a single layer state.
Here, as shown in the upper diagram of FIG. 1, the layered mineral presents a state in which two-dimensional disk-shaped crystals having a unit cell in the crystal are stacked, and when the layered mineral is dispersed in water, As shown in the lower diagram of FIG. 1, each single layer is separated into a disk-like crystal.
There is no restriction | limiting in particular as said layered mineral, According to the objective, it can select suitably, For example, a water swelling layered clay mineral etc. are mentioned.
Examples of the water-swellable layered clay mineral include water-swellable smectite and water-swellable mica. More specifically, water-swellable hectorite containing sodium as an interlayer ion, water-swellable montmorillonite, water-swellable saponite, water-swellable synthetic mica and the like can be mentioned.
The water swellability means that water molecules are inserted between layers of a layered mineral and dispersed in water as shown in FIG.
As the water-swellable layered clay mineral, those exemplified above may be used singly or in combination of two or more, or may be appropriately synthesized, Commercial products may be used.
Examples of the commercially available products include synthetic hectorite (Laponite XLG, manufactured by Rockwood), SWN (manufactured by Coop Chemical Ltd.), and fluorinated hectorite SWF (manufactured by Coop Chemical Ltd.). Among these, synthetic hectorite is preferable.
The content of the layered mineral is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less with respect to the total amount of the three-dimensional modeling liquid. When the content is in the range of 1% by mass or more and 40% by mass or less, the viscosity of the liquid for three-dimensional modeling is appropriate, and the ejectability by inkjet and the hardness of the three-dimensional modeled object are good.

−単官能モノマー−
前記単官能モノマーは、不飽和炭素−炭素結合を1つ有する化合物であり、例えば、アクリルアミド、N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体、その他の単官能モノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Monofunctional monomer-
The monofunctional monomer is a compound having one unsaturated carbon-carbon bond, for example, acrylamide, N-substituted acrylamide derivative, N, N-disubstituted acrylamide derivative, N-substituted methacrylamide derivative, N, N- Examples include di-substituted methacrylamide derivatives and other monofunctional monomers. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、又はN,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、などが挙げられる。   The N-substituted acrylamide derivative, N, N-disubstituted acrylamide derivative, N-substituted methacrylamide derivative, or N, N-disubstituted methacrylamide derivative is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. Examples thereof include N, N-dimethylacrylamide and N-isopropylacrylamide.

前記その他の単官能モノマーとしては、例えば、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート(EHA)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HEA)、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート(HPA)、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(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、ラウリル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール(メタ)アクリレート、ウレタン(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the other monofunctional monomers include 2-ethylhexyl (meth) acrylate (EHA), 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (HEA), 2-hydroxypropyl (meth) acrylate (HPA), and caprolactone-modified tetrahydroflur. Furyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, Isooctyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, caprolactone (meth) acrylate, ethoxylated nonylphenol (meth) acrylate, urethane (meth) acrylate, etc. It is below. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記単官能モノマーを重合させることにより、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機ポリマーが得られる。
前記アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する水溶性有機ポリマーは、ハイドロゲルの強度を保つために有利な構成成分である。
前記単官能モノマーの含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、立体造形用液体の全量に対して、1質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上5質量%以下がより好ましい。前記含有量が、1質量%以上10質量%以下の範囲であると、立体造形用液体中の層状鉱物の分散安定性が保たれ、かつ立体造形物の延伸性を向上させるという利点がある。前記延伸性とは、立体造形物を引張った際に伸び、破断しない特性のことを言う。
By polymerizing the monofunctional monomer, a water-soluble organic polymer having an amide group, amino group, hydroxyl group, tetramethylammonium group, silanol group, epoxy group or the like can be obtained.
The water-soluble organic polymer having the amide group, amino group, hydroxyl group, tetramethylammonium group, silanol group, epoxy group or the like is an advantageous component for maintaining the strength of the hydrogel.
The content of the monofunctional monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. It is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, and preferably 1% by mass with respect to the total amount of the three-dimensional modeling liquid. More preferred is 5% by mass or less. When the content is in the range of 1% by mass or more and 10% by mass or less, there is an advantage that the dispersion stability of the layered mineral in the three-dimensional modeling liquid is maintained and the stretchability of the three-dimensional model is improved. The stretchability refers to a property that does not stretch and break when a three-dimensional structure is pulled.

−重合開始剤−
前記重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。
-Polymerization initiator-
Examples of the polymerization initiator include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator.

−−熱重合開始剤−−
前記熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス(酸化還元)開始剤などが挙げられる。
--- Thermal polymerization initiator-
The thermal polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an azo initiator, a peroxide initiator, a persulfate initiator, or a redox (oxidation reduction) initiator. Etc.

前記アゾ系開始剤としては、例えば、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 33)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(VAZO 50)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 52)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(VAZO 64)、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(VAZO 67)、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO 88)(いずれもDuPont Chemical社から入手可能)、VA−044、VA−46B、V−50、VA−057、VA−061、VA−067、VA−086、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(メチルイソブチレ−ト)(V−601)(いずれも和光純薬工業株式会社より入手可能)などが挙げられる。   Examples of the azo initiator include 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) (VAZO 33), 2,2′-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride ( VAZO 50), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (VAZO 52), 2,2'-azobis (isobutyronitrile) (VAZO 64), 2,2'-azobis-2- Methylbutyronitrile (VAZO 67), 1,1-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile) (VAZO 88) (all available from DuPont Chemical), VA-044, VA-46B, V-50, VA- 057, VA-061, VA-067, VA-086, 2,2′-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2, '- azobis (methyl isobutyrate - DOO) (V-601) (both available from Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and the like.

前記過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(Perkadox 16S)(Akzo Nobel社から入手可能)、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート(Lupersol 11)(Elf Atochem社から入手可能)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(Trigonox 21−C50)(Akzo Nobel社から入手可能)、過酸化ジクミルなどが挙げられる。   Examples of the peroxide initiator include benzoyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, dicetyl peroxydicarbonate, di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate (Perkadox 16S). ) (Available from Akzo Nobel), di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-butyl peroxypivalate (Lupersol 11) (available from Elf Atochem), t-butylperoxy-2-ethyl Hexanoate (Trigonox 21-C50) (available from Akzo Nobel), dicumyl peroxide, and the like.

前記過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどが挙げられる。   Examples of the persulfate initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate.

前記レドックス(酸化還元)開始剤としては、例えば、前記過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組み合わせ、前記有機過酸化物と第3級アミンに基づく系(例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系)、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系(例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系)などが挙げられる。   Examples of the redox initiator include a combination of the persulfate initiator and a reducing agent such as sodium metabisulfite and sodium bisulfite, a system based on the organic peroxide and a tertiary amine. (For example, a system based on benzoyl peroxide and dimethylaniline), a system based on an organic hydroperoxide and a transition metal (for example, a system based on cumene hydroperoxide and cobalt naphthate), and the like.

−−光重合開始剤−−
前記光重合開始剤としては、光(特に波長220nm〜400nmの紫外線)の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2、2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、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、メチルベンゾイルフォーメート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
-Photopolymerization initiator-
As the photopolymerization initiator, any substance that generates radicals upon irradiation with light (particularly, ultraviolet rays having a wavelength of 220 nm to 400 nm) can be used.
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p′-dichlorobenzophenone, p, p-bisdiethylaminobenzophenone, Michler's ketone , Benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin-n-propyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin-n-butyl ether, benzyl methyl ketal, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-hydroxy-2 -Methyl-1-phenyl-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) 2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, methylbenzoylfo Formate, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, and di -tert- butyl peroxide. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記重合開始剤の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、立体造形用液体のモノマー全量に対して、0.01質量%〜3質量%が好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in content of the said polymerization initiator, Although it can select suitably according to the objective, 0.01 mass%-3 mass% are preferable with respect to the monomer whole quantity of the liquid for three-dimensional modeling.

−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、界面活性剤、着色剤、安定化剤、水溶性樹脂、低沸点アルコール、表面処理剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, surfactants, colorants, stabilizers, water-soluble resins, low-boiling alcohols, surface treatment agents, viscosity adjustments Agents, adhesion-imparting agents, antioxidants, anti-aging agents, crosslinking accelerators, ultraviolet absorbers, plasticizers, preservatives, dispersants and the like.

−立体造形用液体の物性−
前記立体造形用液体の表面張力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20mN/m以上45mN/m以下が好ましく、25mN/m以上34mN/m以下がより好ましい。
前記表面張力が、20mN/m以上であると、立体造形の際に立体造形用液体の吐出性が良好であり、45mN/m以下であると、吐出ノズル等に立体造形用液体を充填する際の充填性が良好である。
なお、前記表面張力は、例えば、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)などを用いて測定することができる。
-Physical properties of 3D modeling liquid-
There is no restriction | limiting in particular as surface tension of the said three-dimensional modeling liquid, Although it can select suitably according to the objective, 20 mN / m or more and 45 mN / m or less are preferable, and 25 mN / m or more and 34 mN / m or less are more preferable. .
When the surface tension is 20 mN / m or more, the discharge property of the three-dimensional modeling liquid is good at the time of three-dimensional modeling, and when it is 45 mN / m or less, the three-dimensional modeling liquid is filled into the discharge nozzle or the like. The filling property is good.
The surface tension can be measured using, for example, a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

前記立体造形用液体の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、25℃で、3mPa・s以上20mPa・s以下が好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下がより好ましい。
前記粘度が、3mPa・s以上20mPa・s以下の範囲であると、立体造形の際の立体造形用液体の吐出性が良好である。
なお、前記粘度は、例えば、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)などを用いて25℃の環境下で測定することができる。
The viscosity of the three-dimensional modeling liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. It is preferably 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less at 25 ° C., and 6 mPa · s or more and 12 mPa · s or less. Is more preferable.
When the viscosity is in the range of 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, the discharge property of the liquid for three-dimensional modeling is good.
In addition, the said viscosity can be measured in 25 degreeC environment using a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, the Toki Sangyo Co., Ltd. make) etc., for example.

前記立体造形用液体を硬化させて得られるハイドロゲルの80%歪み圧縮応力は、0.4MPa以上が好ましい。前記80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上であると、生体質感に近い硬さを再現でき、リアルな臓器モデルが提供できるという利点がある。
前記80%歪み圧縮応力は、例えば、万能試験機(株式会社島津製作所製、AG−I)などを用いて測定することができる。
The 80% strain compressive stress of the hydrogel obtained by curing the three-dimensional modeling liquid is preferably 0.4 MPa or more. When the 80% strain compressive stress is 0.4 MPa or more, there is an advantage that hardness close to a living body texture can be reproduced and a realistic organ model can be provided.
The 80% strain compressive stress can be measured using, for example, a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-I).

本発明の立体造形用液体は、各種立体造形物の製造に好適に用いることができ、後述する本発明の立体造形用液体セット、本発明の立体造形物の製造方法、及び本発明の立体造形物として特に好適に用いることができる。   The three-dimensional modeling liquid of the present invention can be suitably used for the production of various three-dimensional models, and the three-dimensional modeling liquid set of the present invention, the three-dimensional model manufacturing method of the present invention, and the three-dimensional modeling of the present invention described later. It can be particularly suitably used as a product.

(立体造形用液体セット)
本発明の立体造形用液体セットは、第一の液体と、第二の液体とを含んでなり、第三の液体及び第四の液体を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の成分等を含んでなる。
(3D modeling liquid set)
The three-dimensional modeling liquid set of the present invention includes a first liquid and a second liquid, and preferably includes a third liquid and a fourth liquid, and other components as necessary. Comprising.

<第二の液体>
前記第二の液体としては、ハイドロゲル前駆体を含み、前記第一の液体とは組成が異なる以外は同様のものを用いることができる。
前記第一の液体とは組成が異なるとは、前記第二の液体を構成する成分の種類及び含有量の少なくともいずれかが前記第一の液体とは異なることを意味する。
<Second liquid>
As said 2nd liquid, the same thing can be used except a hydrogel precursor and a composition different from said 1st liquid.
The composition different from that of the first liquid means that at least one of the types and contents of the components constituting the second liquid is different from that of the first liquid.

前記第一の液体及び前記第二の液体は、硬化させると互いに弾性率(80%歪み圧縮応力又は圧縮弾性率)が異なるハイドロゲルとなるものが好ましい。これにより、1つの立体造形物中に弾性率が異なる領域を有する立体造形物を効率よく製造することができる。   It is preferable that the first liquid and the second liquid become hydrogels having different elastic moduli (80% strain compressive stress or compressive elastic modulus) when cured. Thereby, the three-dimensional molded item which has the area | region where an elasticity modulus differs in one three-dimensional molded item can be manufactured efficiently.

<第三の液体>
前記第三の液体は、重合開始剤を少なくとも含み、水、及び有機溶剤を含有することが好ましく、更に必要に応じて、多官能モノマー、単官能モノマー、及びその他の成分を含有してもよい。なお、前記第三の液体は、層状鉱物は含まない。
<Third liquid>
The third liquid preferably contains at least a polymerization initiator, preferably contains water and an organic solvent, and may further contain a polyfunctional monomer, a monofunctional monomer, and other components as necessary. . The third liquid does not contain a layered mineral.

−重合開始剤−
前記重合開始剤としては、熱重合開始剤、光重合開始剤が挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点から、光重合開始剤が好ましい。
前記熱重合開始剤及び光重合開始剤としては、本発明の前記立体造形用液体と同様のものを用いることができる。
-Polymerization initiator-
Examples of the polymerization initiator include a thermal polymerization initiator and a photopolymerization initiator. Among these, a photopolymerization initiator is preferable from the viewpoint of storage stability.
As the thermal polymerization initiator and the photopolymerization initiator, the same ones as the three-dimensional modeling liquid of the present invention can be used.

前記光重合開始剤を前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかとは異なる第三の液体に独立して使用することで、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかの貯蔵時での保存安定性を確保でき、かつ同じ保存安定性の面から仮に前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかに光重合開始剤を使用したと仮定した場合より多くの添加が可能となる。それ故、立体造形物の重合率が上がり、効率よく製造可能となる。
前記第三の液体は、保存安定性の点から、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかよりも光重合開始剤の含有量が多いことが好ましく、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかが、光重合開始剤を含有しないことがより好ましい。
By using the photopolymerization initiator independently for a third liquid different from at least one of the first liquid and the second liquid, at least one of the first liquid and the second liquid Than when assuming that a photopolymerization initiator is used in at least one of the first liquid and the second liquid from the aspect of the same storage stability. Many additions are possible. Therefore, the polymerization rate of the three-dimensional structure increases, and it becomes possible to manufacture efficiently.
From the viewpoint of storage stability, the third liquid preferably has a higher content of photopolymerization initiator than at least one of the first liquid and the second liquid. More preferably, at least one of the second liquids does not contain a photopolymerization initiator.

前記多官能モノマー、前記単官能モノマー、及び前記その他の成分は、前記第一の液体と同様のものが使用でき、前記重合開始剤との組合せで、より好適なモノマーを適宜選択することができる。   The polyfunctional monomer, the monofunctional monomer, and the other components can be the same as those in the first liquid, and a more suitable monomer can be appropriately selected in combination with the polymerization initiator. .

−粘度変化率−
前記第三の液体は、50℃で2週間放置した前後の粘度変化率が20%以下であることが好ましく、10%以下がより好ましい。
前記粘度変化率が、10%以下であると、前記第三の液体の保存安定性が適正であり、例えば、前記第三の液体の付与をインクジェット法により行った際に吐出安定性が良好となる。
-Viscosity change rate-
The third liquid preferably has a viscosity change rate of 20% or less before and after being allowed to stand at 50 ° C. for 2 weeks, more preferably 10% or less.
When the viscosity change rate is 10% or less, the storage stability of the third liquid is appropriate. For example, when the application of the third liquid is performed by an inkjet method, the discharge stability is good. Become.

前記50℃で2週間放置した前後の粘度変化率は、以下のようにして測定することができる。
前記第三の液体をポリプロピレン製広口瓶(50mL)に入れて、50℃の恒温槽中に2週間放置した後、恒温槽から取り出して室温(25℃)になるまで放置して、粘度測定を行う。恒温槽に入れる前の第三の液体の粘度を保存前粘度、恒温槽から取り出した後の第三の液体の粘度を保存後粘度とし、下記式により粘度変化率を算出する。なお、前記保存前粘度及び前記保存後粘度は、R型粘度計(東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
粘度変化率(%)=[(保存後粘度)−(保存前粘度)]/(保存前粘度)×100
The viscosity change rate before and after being allowed to stand at 50 ° C. for 2 weeks can be measured as follows.
Place the third liquid in a polypropylene jar (50 mL) and leave it in a thermostatic bath at 50 ° C. for 2 weeks, then remove it from the thermostatic bath and leave it to room temperature (25 ° C.) to measure the viscosity. Do. The viscosity of the third liquid before entering the thermostatic bath is the viscosity before storage, and the viscosity of the third liquid after taking out from the thermostatic bath is the viscosity after storage, and the viscosity change rate is calculated by the following formula. The pre-storage viscosity and the post-storage viscosity can be measured at 25 ° C. using an R-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
Viscosity change rate (%) = [(viscosity after storage) − (viscosity before storage)] / (viscosity before storage) × 100

前記第三の液体の保存前粘度は、25℃で、20mPa・s以下が好ましく、3mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましく、3mPa・s以上12mPa・s以下が更に好ましい。前記粘度が、20mPa・s以下であると、インクジェットノズルからの吐出が安定化する。
前記第三の液体の保存後粘度は、25℃で、3mPa・s以上12mPa・s以下が好ましい。
The viscosity before storage of the third liquid at 25 ° C. is preferably 20 mPa · s or less, more preferably 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, and further preferably 3 mPa · s or more and 12 mPa · s or less. When the viscosity is 20 mPa · s or less, ejection from the ink jet nozzle is stabilized.
The post-storage viscosity of the third liquid is preferably 3 mPa · s or more and 12 mPa · s or less at 25 ° C.

<第四の液体>
前記第四の液体は、ハイドロゲル(軟質体)で構成される立体造形物を支持するための硬質成形体となる液体である(「硬質成形体用材料」ともいう)。前記第四の液体は、硬化性材料を含有し、重合開始剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有してなるが、水や層状鉱物は含まない。
<Fourth liquid>
The fourth liquid is a liquid that becomes a hard molded body for supporting a three-dimensional structure formed of hydrogel (soft body) (also referred to as “material for hard molded body”). The fourth liquid contains a curable material, preferably contains a polymerization initiator, and further contains other components as necessary, but does not contain water or layered minerals.

−硬化性材料−
前記硬化性材料としては、活性エネルギー線(紫外線、電子線等)照射、加熱等により重合反応を生起し硬化する化合物であることが好ましく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、活性エネルギー線硬化性化合物、熱硬化性化合物などが挙げられる。これらの中でも、常温で液体の材料が好ましい。
-Curable material-
The curable material is preferably a compound that causes a polymerization reaction upon irradiation with active energy rays (ultraviolet rays, electron beams, etc.), heating, and the like, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include energy ray curable compounds and thermosetting compounds. Among these, materials that are liquid at room temperature are preferable.

前記活性エネルギー線硬化性化合物は、分子構造中にラジカル重合可能な不飽和二重結合を有する比較的低粘度のモノマーであり、前記第一の液体、及び前記第二の液体において用いられる多官能モノマー及び単官能モノマーから適宜選択して使用することができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記硬化性材料の含有量は、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
The active energy ray-curable compound is a relatively low-viscosity monomer having an unsaturated double bond capable of radical polymerization in a molecular structure, and is used in the first liquid and the second liquid. It can be used by appropriately selecting from monomers and monofunctional monomers. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
The content of the curable material is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.

−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、着色剤、水溶性樹脂、低沸点アルコール、界面活性剤、粘度調整剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, colorants, water-soluble resins, low-boiling alcohols, surfactants, viscosity modifiers, adhesion-imparting agents, oxidation agents, etc. Inhibitors, anti-aging agents, crosslinking accelerators, ultraviolet absorbers, plasticizers, preservatives, dispersants and the like can be mentioned.

前記第四の液体の表面張力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、20mN/m以上45mN/m以下が好ましく、25mN/m以上34mN/m以下がより好ましい。
前記表面張力が、20mN/m以上であると、立体造形の際の吐出性が良好であり、45mN/m以下であると、立体造形用の吐出ノズル等に前記第四の液体を充填する際の充填性が良好である。
なお、前記表面張力は、例えば、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)などを用いて測定することができる。
The surface tension of the fourth liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 20 mN / m or more and 45 mN / m or less, and more preferably 25 mN / m or more and 34 mN / m or less. .
When the surface tension is 20 mN / m or more, the ejection property at the time of three-dimensional modeling is good, and when it is 45 mN / m or less, when the fourth liquid is filled into the three-dimensional modeling discharge nozzle or the like The filling property is good.
The surface tension can be measured using, for example, a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

前記第四の液体の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、温度を調整することで適宜利用可能であるが、25℃で、3mPa・s以上20mPa・s以下が好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下がより好ましい。
前記粘度が3mPa・s以上20mPa・s以下の範囲において、立体造形の際の前記第四の液体の吐出性が良好である。
なお、前記粘度は、例えば、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)などを用いて25℃の環境下で測定することができる。
The viscosity of the fourth liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. It can be appropriately used by adjusting the temperature, but at 25 ° C., it is 3 mPa · s or more and 20 mPa · s. The following is preferable, and 6 mPa · s or more and 12 mPa · s or less is more preferable.
In the range where the viscosity is 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, the dischargeability of the fourth liquid at the time of three-dimensional modeling is good.
In addition, the said viscosity can be measured in 25 degreeC environment using a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, the Toki Sangyo Co., Ltd. make) etc., for example.

本発明の立体造形用液体セットは、各種立体造形物の製造に好適に用いることができ、特に臓器モデル等に代表される複雑かつ精細であり、1つの立体造形物中に弾性率が異なる領域を有する立体造形物の製造に好適に用いられ、後述する本発明の立体造形物の製造方法、及び本発明の立体造形物に特に好適に用いることができる。   The liquid set for three-dimensional modeling of the present invention can be suitably used for the production of various three-dimensional models, and is particularly complex and fine as represented by an organ model, etc., and a region having a different elastic modulus in one three-dimensional model It can be suitably used for the production of a three-dimensional modeled object having the above, and can be particularly suitably used for the method for producing a three-dimensional modeled object of the present invention described later and the three-dimensional modeled object of the present invention.

(立体造形物の製造方法)
<第一の形態>
本発明の第一の形態に係る立体造形物の製造方法は、第一の工程と、第二の工程とを含み、第五の工程及び第八の工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
(Method for manufacturing a three-dimensional model)
<First form>
The manufacturing method of the three-dimensional structure according to the first embodiment of the present invention includes the first step and the second step, preferably includes the fifth step and the eighth step, and further if necessary. And other steps.

−第一の工程−
前記第一の工程は、多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体を付与して成膜する工程である。
前記第一の液体としては、本発明の前記立体造形用液体と同様のものを用いることができる。
-First step-
The first step is a step of forming a film by applying a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer.
As the first liquid, the same liquid as the three-dimensional modeling liquid of the present invention can be used.

前記第一の液体を付与する方法としては、前記第一の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。なお、これらの方式を実施するには公知の装置を好適に使用することができる。
これらの中でも、本発明においては、前記インクジェット方式が特に好ましい。前記インクジェット方式は、前記スプレー方式に比べ、液滴の定量性が良く、前記ディスペンサー方式に比べ、塗布面積が広くできる利点があり、複雑な立体形状を精度良くかつ効率よく形成し得る点で好ましい。
The method for applying the first liquid is not particularly limited as long as it is a method in which droplets made of the first liquid can be applied to a target location with appropriate accuracy, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a dispenser method, a spray method, an inkjet method, etc. are mentioned. In order to carry out these methods, a known apparatus can be suitably used.
Among these, the inkjet method is particularly preferable in the present invention. The ink jet method is advantageous in that the quantitative property of droplets is better than the spray method, and there is an advantage that the coating area can be widened compared to the dispenser method, and a complicated three-dimensional shape can be formed accurately and efficiently. .

−第二の工程−
前記第二の工程は、前記第一の工程で形成された膜を硬化させる工程である。
-Second step-
The second step is a step of curing the film formed in the first step.

前記膜を硬化する手段としては、例えば、紫外線(UV)照射ランプ、電子線照射装置、加熱装置などが挙げられる。前記膜を硬化する手段は、オゾン除去機構を有していることが好ましい。
前記紫外線(UV)照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。
前記超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたDeepUVタイプは、短波長領域の照射が可能である。
前記メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Pb、Sn、Fe等の金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、FusionSystem社製のHランプ、Dランプ、又はVランプ等のような市販されているものを使用することができる。
Examples of the means for curing the film include an ultraviolet (UV) irradiation lamp, an electron beam irradiation apparatus, and a heating apparatus. The means for curing the film preferably has an ozone removing mechanism.
Examples of the ultraviolet (UV) irradiation lamp include a high-pressure mercury lamp, an ultrahigh-pressure mercury lamp, and a metal halide.
The ultra-high pressure mercury lamp is a point light source, but the Deep UV type, which has high light utilization efficiency in combination with an optical system, can irradiate in a short wavelength region.
Since the metal halide has a wide wavelength range, it is effective for a colored material. A metal halide such as Pb, Sn, or Fe is used, and can be selected according to the absorption spectrum of the photopolymerization initiator. There is no restriction | limiting in particular as a lamp | ramp used for hardening, According to the objective, it can select suitably, For example, using what is marketed like H lamp, D lamp, or V lamp etc. made from Fusion System. can do.

前記加熱装置における加熱としては、例えば、形成された膜に熱源を接触させて加熱する方法、遠赤外線、近赤外線又はマイクロウェーブ等を照射する方法、熱風を吹き付ける方法等の形成された膜に熱源を接触させずに加熱する方法などが挙げられる。
なお、前記加熱は、単独で行うことができるが、紫外線照射前、紫外線照射と同時、又は紫外線照射後に行うこともできる。
As the heating in the heating device, for example, a method of heating the formed film by contacting a heat source, a method of irradiating far infrared rays, near infrared rays, microwaves, or the like, a method of blowing hot air, etc. The method of heating without making it contact is mentioned.
In addition, although the said heating can be performed independently, it can also be performed before ultraviolet irradiation, simultaneously with ultraviolet irradiation, or after ultraviolet irradiation.

硬化後の膜は、前記単官能モノマー及び前記多官能モノマーが重合してなる水溶性有機ポリマーと、前記層状鉱物とが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水及び該水に溶解する成分が包含されている。   The cured film is composed of water and water in a three-dimensional network structure formed by combining the water-soluble organic polymer obtained by polymerizing the monofunctional monomer and the polyfunctional monomer and the layered mineral. A component that dissolves is included.

−第五の工程−
前記第五の工程は、重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体と同じ位置に付与する工程である。
前記第五の工程は、前記第一の工程と前記第二の工程の間で行われることが好ましい。
前記第三の液体としては、重合開始剤を含み、前記第一の液体とは組成が異なる以外は同様のものを用いることができる。前記第一の液体と組成が異なるとは、前記第一の液体を構成する成分の種類及び含有量の少なくともいずれかが前記第三の液体とは異なることを意味する。
前記第三の液体を前記第一の液体と同じ位置に付与するとは、先に付与されている前記第一の液体の上に、重ねて前記第三の液体を付与することを意味する。前記第三の液体は、前記第一の液体と相溶可能であるため、前記第三の液体を前記第一の液体と同じ位置に付与することにより、前記第三の液体中に含まれている重合開始剤を前記第一の液体中に含まれるモノマーの重合開始剤として働かせることができる。
-Fifth process-
The fifth step is a step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as the first liquid.
The fifth step is preferably performed between the first step and the second step.
As said 3rd liquid, the same thing can be used except a polymerization initiator except that a composition differs from said 1st liquid. The composition different from that of the first liquid means that at least one of the types and contents of components constituting the first liquid is different from that of the third liquid.
Applying the third liquid to the same position as the first liquid means applying the third liquid on the first liquid that has been previously applied. Since the third liquid is compatible with the first liquid, the third liquid is included in the third liquid by applying the third liquid to the same position as the first liquid. The polymerization initiator can act as a polymerization initiator for the monomer contained in the first liquid.

前記第三の液体としては、本発明の立体造形用液体セットにおける前記第三の液体と同様のものを用いることができる。
前記第三の液体を付与する方法としては、前記第三の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
As the third liquid, the same liquid as the third liquid in the three-dimensional modeling liquid set of the present invention can be used.
The method for applying the third liquid is not particularly limited as long as it is a system that can apply droplets made of the third liquid to a target location with appropriate accuracy, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a dispenser method, a spray method, an inkjet method, etc. are mentioned.

−第八の工程−
前記第八の工程は、前記ハイドロゲルで構成される立体造形物を支持するための硬質成形体となる第四の液体を、前記第一の液体とは異なる位置に付与して成膜する工程である。
-Eighth process-
The eighth step is a step of forming a film by applying a fourth liquid, which is a hard molded body for supporting the three-dimensional structure formed of the hydrogel, to a position different from the first liquid. It is.

前記第四の液体としては、本発明の前記立体造形用液体セットにおける第四の液体と同様のものを用いることができる。
前記第一の液体と異なる位置に付与するとは、前記第四の液体と前記第一の液体の付与位置が重ならないことを意味し、前記第四の液体と前記第一の液体とが隣接していても構わない。前記第四の液体は、前記第一の液体と組成が異なり混和しにくいため、前記第四の液体と前記第一の液体とが隣接する場合でも、硬化後の両者の境界は明瞭となる。
前記第四の液体を付与する方法としては、前記第四の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
As the fourth liquid, the same liquid as the fourth liquid in the three-dimensional modeling liquid set of the present invention can be used.
Applying to a position different from the first liquid means that the application position of the fourth liquid and the first liquid does not overlap, and the fourth liquid and the first liquid are adjacent to each other. It does not matter. Since the fourth liquid has a composition different from that of the first liquid and is difficult to mix, even when the fourth liquid and the first liquid are adjacent to each other, the boundary between the four liquids after curing becomes clear.
The method for applying the fourth liquid is not particularly limited as long as it is a system that can apply droplets of the fourth liquid to a target location with appropriate accuracy, and may be appropriately selected according to the purpose. For example, a dispenser method, a spray method, an inkjet method, etc. are mentioned.

−その他の工程−
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、三次元データの取得や加工を行うデータ処理工程、ハイドロゲルとその支持体(硬質成形体)を剥離する剥離工程、立体造形物の清浄工程、立体造形物の研磨工程などが挙げられる。
-Other processes-
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, the data processing process which acquires and processes three-dimensional data, hydrogel and its support body (hard molding) The peeling process to peel, the cleaning process of a three-dimensional molded item, the polishing process of a three-dimensional molded article, etc. are mentioned.

前記第一の形態の立体造形物の製造方法においては、前記各工程を複数回繰り返すものである。前記繰り返し回数としては、作製する立体造形物の大きさ、形状、構造などに応じて異なり一概には規定できないが、一層あたりの厚みが10μm以上50μm以下の範囲であれば、精度よく、剥離することもなく造形することが可能であるため、作製する立体造形物の高さ分だけ繰り返して積層することが必要である。   In the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the first aspect, the above steps are repeated a plurality of times. The number of repetitions varies depending on the size, shape, structure, etc. of the three-dimensional structure to be produced, and cannot be specified unconditionally. Since it is possible to form without any problem, it is necessary to repeat the stacking for the height of the three-dimensional structure to be manufactured.

<第二の形態>
本発明の第二の形態に係る立体造形物の製造方法は、前記第一の工程と、第三の工程と、第四の工程とを含み、第六の工程及び第七の工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
<Second form>
The manufacturing method of the three-dimensional structure according to the second aspect of the present invention includes the first step, the third step, and the fourth step, and includes the sixth step and the seventh step. Is preferable, and further includes other steps as necessary.

−第三の工程−
前記第三の工程は、ハイドロゲル前駆体を含み、前記第一の液体とは組成の異なる第二の液体を前記第一の液体とは異なる位置に付与して成膜する工程である。
前記第一の液体とは異なる位置に付与するとは、前記第一の液体と前記第二の液体の付与位置が重ならないことを意味し、前記第一の液体と前記第二の液体とが隣接していても構わない。前記第二の液体は、前記第一の液体と組成が異なるが相溶可能であるため、前記第二の液体と前記第一の液体とが隣接する隣接部で両者は相溶し、硬化させると互いに弾性率が異なる1つのハイドロゲルを形成することができる。
前記第一の液体及び第二の液体としては、本発明の立体造形用液体セットにおける前記第一の液体及び前記第二の液体と同様のものを用いることができる。
前記第二の液体を付与する方法としては、前記第二の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
-Third step-
The third step is a step of forming a film containing a hydrogel precursor and applying a second liquid having a composition different from that of the first liquid to a position different from that of the first liquid.
Applying to a position different from the first liquid means that the application position of the first liquid and the second liquid does not overlap, and the first liquid and the second liquid are adjacent to each other. It does not matter. The second liquid has a composition different from that of the first liquid, but is compatible with each other. Therefore, the second liquid and the first liquid are compatible with each other at an adjacent portion and cured. And one hydrogel having different elastic moduli can be formed.
As said 1st liquid and 2nd liquid, the thing similar to said 1st liquid and said 2nd liquid in the liquid set for three-dimensional model | molding of this invention can be used.
The method for applying the second liquid is not particularly limited as long as it is a system that can apply droplets made of the second liquid to a target location with appropriate accuracy, and may be appropriately selected according to the purpose. For example, a dispenser method, a spray method, an inkjet method, etc. are mentioned.

−第四の工程−
前記第四の工程は、前記第一の工程及び前記第三の工程でそれぞれ形成された膜を硬化させる工程である。
前記第一の工程で形成された膜の硬化と、前記第三の工程で形成された膜の硬化とは、同時に行ってもよいし、別々に行ってもよいが、生産効率の点から同時に行うことが好ましい。
前記膜を硬化する手段としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記第一の形態の立体造形物の製造方法における前記第二の工程と同様である。
-Fourth step-
The fourth step is a step of curing the films formed in the first step and the third step, respectively.
Curing of the film formed in the first step and curing of the film formed in the third step may be performed simultaneously or separately, but simultaneously from the viewpoint of production efficiency. Preferably it is done.
There is no restriction | limiting in particular as a means to harden | cure the said film | membrane, According to the objective, it can select suitably, For example, it is the same as that of the said 2nd process in the manufacturing method of the three-dimensional molded item of said 1st form.

−第六の工程−
前記第六の工程は、重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与する工程である。
前記第六の工程は、前記第一の工程と前記第三の工程の間、又は前記第三の工程と前記第四の工程の間で行われることが好ましい。
前記第三の液体としては、重合開始剤を含み、前記第一の液体及び前記第二の液体とは組成が異なる以外は同様のものを用いることができる。前記第一の液体及び前記第二の液体とは組成が異なるとは、前記第一の液体及び前記第二の液体を構成する成分の種類及び含有量の少なくともいずれかが前記第三の液体とは異なることを意味する。
前記第三の液体を前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与するとは、先に付与されている前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかの上に、重ねて前記第三の液体を付与することを意味する。前記第三の液体は、前記第一の液体及び前記第二の液体と相溶可能であるため、前記第三の液体を前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与することにより、前記第三の液体中に含まれている重合開始剤を前記第一の液体及び前記第二の液体中に含まれるモノマーの重合開始剤として働かせることができる。
-Sixth process-
The sixth step is a step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as at least one of the first liquid and the second liquid.
The sixth step is preferably performed between the first step and the third step, or between the third step and the fourth step.
As said 3rd liquid, a polymerization initiator is included, The same thing can be used except said 1st liquid and said 2nd liquid having a different composition. The first liquid and the second liquid are different in composition from each other that at least one of the types and contents of the components constituting the first liquid and the second liquid is different from the third liquid. Means different.
Applying the third liquid to the same position as at least one of the first liquid and the second liquid means that at least one of the first liquid and the second liquid previously applied It means that the third liquid is applied on top of the other. Since the third liquid is compatible with the first liquid and the second liquid, the third liquid is placed at the same position as at least one of the first liquid and the second liquid. By applying, the polymerization initiator contained in the third liquid can act as a polymerization initiator for the monomer contained in the first liquid and the second liquid.

前記第三の液体としては、本発明の立体造形用液体セットにおける前記第三の液体と同様のものを用いることができる。
前記第三の液体を付与する方法としては、前記第三の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
As the third liquid, the same liquid as the third liquid in the three-dimensional modeling liquid set of the present invention can be used.
The method for applying the third liquid is not particularly limited as long as it is a system that can apply droplets made of the third liquid to a target location with appropriate accuracy, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a dispenser method, a spray method, an inkjet method, etc. are mentioned.

−第七の工程−
前記第七の工程は、前記ハイドロゲルで構成される立体造形物を支持するための硬質成形体となる第四の液体を、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかとは異なる位置に付与して成膜する工程である。
-Seventh process-
The seventh step is different from at least one of the first liquid and the second liquid in a fourth liquid that is a rigid molded body for supporting the three-dimensional structure formed of the hydrogel. This is a step of forming a film by applying it to a position.

前記第四の液体としては、本発明の前記立体造形用液体セットにおける第四の液体と同様のものを用いることができる。
前記第一の液体及び第二の液体とは異なる位置に付与するとは、前記第四の液体と前記第一の液体及び第二の液体の付与位置が重ならないことを意味し、前記第四の液体と前記第一の液体及び第二の液体とが隣接していても構わない。前記第四の液体は、前記第一の液体及び前記第二の液体と組成が異なり混和しにくいため、前記第四の液体と前記第一の液体又は前記第二の液体とが隣接する場合でも、硬化後の両者の境界は明瞭となる。
前記第四の液体を付与する方法としては、前記第四の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に塗布できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
As the fourth liquid, the same liquid as the fourth liquid in the three-dimensional modeling liquid set of the present invention can be used.
Applying to a position different from the first liquid and the second liquid means that the application position of the fourth liquid and the first liquid and the second liquid do not overlap, and the fourth liquid The liquid and the first liquid and the second liquid may be adjacent to each other. Since the fourth liquid has a composition different from that of the first liquid and the second liquid and is difficult to mix, the fourth liquid may be adjacent to the first liquid or the second liquid. The boundary between the two after curing becomes clear.
The method for applying the fourth liquid is not particularly limited as long as it is a system that can apply droplets of the fourth liquid to a target location with appropriate accuracy, and may be appropriately selected according to the purpose. For example, a dispenser method, a spray method, an inkjet method, etc. are mentioned.

−その他の工程−
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、三次元データの取得や加工を行うデータ処理工程、ハイドロゲルとその支持体(硬質成形体)を剥離する剥離工程、立体造形物の清浄工程、立体造形物の研磨工程などが挙げられる。
-Other processes-
There is no restriction | limiting in particular as said other process, According to the objective, it can select suitably, For example, the data processing process which acquires and processes three-dimensional data, hydrogel and its support body (hard molding) The peeling process to peel, the cleaning process of a three-dimensional molded item, the polishing process of a three-dimensional molded article, etc. are mentioned.

前記第二の形態の立体造形物の製造方法においては、前記各工程を複数回繰り返すものである。前記繰り返し回数としては、作製する立体造形物の大きさ、形状、構造などに応じて異なり一概には規定できないが、一層あたりの厚みが10μm以上50μm以下の範囲であれば、精度よく、剥離することもなく造形することが可能であるため、作製する立体造形物の高さ分だけ繰り返して積層することが必要である。   In the manufacturing method of the three-dimensional structure according to the second aspect, the above steps are repeated a plurality of times. The number of repetitions varies depending on the size, shape, structure, etc. of the three-dimensional structure to be produced, and cannot be specified unconditionally. Since it is possible to form without any problem, it is necessary to repeat the stacking for the height of the three-dimensional structure to be manufactured.

前記データ処理工程については、例えば、特許第5239037号公報の記載を参照して行うことができ、本発明においては、例えば、データの取得から立体造形用液体セットを用いて各液体を吐出させるまでを以下のようにして行う。   The data processing step can be performed with reference to, for example, the description of Japanese Patent No. 5239037. In the present invention, for example, from the acquisition of data to the discharge of each liquid using a three-dimensional modeling liquid set Is performed as follows.

まず、三次元CADで設計された三次元形状あるいは三次元キャナやディジタイザで取り込んだ三次元形状のサーフェイスデータあるいはソリッドデータを、STLフォーマットに変換して得られた各種データを立体造形装置に入力する。この入力された各種データに基づいて、造形しようとする三次元形状の造形方向を決める。なお、造形方向については、特に制限はなく、通常はZ方向(高さ方向)が最も低くなる方向を選ぶことが好ましい。   First, various data obtained by converting the surface data or solid data of the 3D shape designed by 3D CAD, or the 3D shape surface data or solid data captured by the 3D canner or digitizer, to the 3D modeling apparatus is input. . Based on the input various data, the modeling direction of the three-dimensional shape to be modeled is determined. In addition, there is no restriction | limiting in particular about a modeling direction, Usually, it is preferable to select the direction where the Z direction (height direction) becomes the lowest.

造形方向を確定した後、その三次元形状のX−Y面、X−Z面、Y−Z面への投影面積を求める。得られたブロック形状に補強のため、X−Y面の上面を除いて、その他の各面を適当量外側に移動させる。移動させる量としては、特に制限はなく、形状や大きさや使用材料で異なるが、およそ1mm〜10mm程度である。これで造形しようとする形状を閉じ込めた(上面は開放されている)ブロック形状が特定される。   After determining the modeling direction, the projection area of the three-dimensional shape onto the XY plane, XZ plane, and YZ plane is obtained. In order to reinforce the obtained block shape, the other surfaces are moved outward by an appropriate amount except for the upper surface of the XY plane. There is no restriction | limiting in particular as an amount to move, Although it changes with shapes, magnitude | sizes, and used materials, it is about 1 mm-about 10 mm. With this, the block shape in which the shape to be shaped is confined (the upper surface is opened) is specified.

このブロック形状を一層の厚みでZ方向に輪切り(スライス)にする。前記一層の厚みは使用する材料により異なり一概には規定できないが、10μm以上50μm以下が好ましい。造形しようとする立体造形物が1個の場合はこのブロック形状がZステージ(一層造形毎に一層分ずつ下降する造形物を載せるテーブル)の真中に来るように配置される。また、複数個同時に造形する場合はブロック形状がZステージに配置されるが、ブロック形状を積み重ねることも可能である。これらブロック形状化や輪切りデータ(スライスデータ:等高線データ)やZステージへの配置は、使用する材料を指定すれば自動的に作成することも可能である。   This block shape is cut into slices (slices) in the Z direction with a single layer thickness. The thickness of the one layer varies depending on the material used and cannot be defined unconditionally, but is preferably 10 μm or more and 50 μm or less. When there is one three-dimensional model to be modeled, this block shape is arranged so as to be in the middle of the Z stage (a table on which a model that descends one layer at a time for each model). In addition, when a plurality of models are formed simultaneously, the block shape is arranged on the Z stage, but the block shapes can be stacked. These block shaping, circular cut data (slice data: contour data), and arrangement on the Z stage can be automatically created by designating the material to be used.

次に、輪切りデータの最外郭の輪郭線を基準に、内外判定(輪郭線上の位置に、前記立体造形用液体セットの各液体を噴射するかを判定すること)で、各液体をインクジェット方式で噴射する位置が制御される。   Next, based on the contour line of the outermost contour of the ring slice data, the inside / outside determination (determining whether each liquid of the three-dimensional modeling liquid set is ejected to a position on the contour line) is performed by using an inkjet method. The position to inject is controlled.

前記立体造形用液体セットにおける各液体を噴射する順序としては、例えば、前記第一の液体、前記第二の液体、及び前記第四の液体を用いる場合においては、支持体を形成する前記第四の液体を噴射してから、立体造形物(ハイドロゲル)を形成する前記第一の液体及び第二の液体の少なくともいずれかを噴射することが好ましい。このような順序で噴射させると、先に支持体で溝や堰などの溜部ができ、その中に前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかを噴射することになり、前記第一の液体及び前記第二の液体として常温で液体の材料を使っても「たれ」の心配がなく、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂等を幅広く用いることができる。なお、更に第三の液体を用いる場合には、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかを噴射した後、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に前記第三の液体を噴射する以外は、同様である。   For example, when the first liquid, the second liquid, and the fourth liquid are used, the fourth liquid forming the support body may be used as the order in which the liquids in the three-dimensional modeling liquid set are ejected. It is preferable to eject at least one of the first liquid and the second liquid forming the three-dimensional structure (hydrogel) after ejecting the liquid. When ejected in this order, a reservoir such as a groove or a weir is formed in the support body first, and at least one of the first liquid and the second liquid is ejected into the reservoir, Even if liquid materials are used as the first liquid and the second liquid at room temperature, there is no concern about “sagging”, and a wide range of photo-curing resins, thermosetting resins, and the like can be used. When a third liquid is further used, after ejecting at least one of the first liquid and the second liquid, the same position as at least one of the first liquid and the second liquid This is the same except that the third liquid is ejected to the first.

また、造形時間をより短縮させるには、一体化したインクジェットヘッドの往路及び復路のそれぞれで前記第一の液体、前記第二の液体、及び前記第四の液体の少なくともいずれかを噴射して積層する方法が好ましい。更に、前記立体造形用液体セットの各液体を噴射するインクジェットヘッドに活性エネルギー線照射機(例えば、紫外線照射機)又は赤外線照射機を隣接させることにより、平滑処理に要する時間を省くことができ、高速造形が可能である。   Further, in order to further shorten the modeling time, at least one of the first liquid, the second liquid, and the fourth liquid is ejected and laminated in each of the forward path and the return path of the integrated inkjet head. Is preferred. Furthermore, by making an active energy ray irradiator (for example, an ultraviolet irradiator) or an infrared irradiator adjacent to an inkjet head that ejects each liquid of the three-dimensional modeling liquid set, the time required for the smoothing process can be saved, High-speed modeling is possible.

以上説明したように、本発明の立体造形物の製造方法においては、インクジェット法又はディスペンサー法などの細孔より液体を吐出することにより、一層ずつの像を形成できるように塗布され、硬化する前の前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと前記第四の液体とが、接する部分が明瞭に分離され、混和しない非相溶状態にある。
従来の造形方法においては、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと前記第四の液体との接触部分が相溶し、光硬化時に境界が不鮮明になる。その結果、立体造形物の表面に微小な凹凸が残留する結果となるが、本発明の立体造形物の製造方法においては、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと前記第四の液体とが非相溶状態であることにより、光硬化後の境界が鮮明になる。更に、得られた立体造形物と支持体との硬度の差により、剥離性が向上する。これにより、立体造形物の表面平滑性が向上し、造形後の研磨工程を省略又は大幅に軽減することが可能となる。
As described above, in the method for producing a three-dimensional structure according to the present invention, the liquid is ejected from the pores such as the ink jet method or the dispenser method, and is applied so as to form an image one by one before being cured. At least one of the first liquid and the second liquid and the fourth liquid are in an incompatible state where the contact portions are clearly separated and immiscible.
In the conventional modeling method, a contact portion between at least one of the first liquid and the second liquid and the fourth liquid is compatible, and the boundary becomes unclear during photocuring. As a result, fine irregularities remain on the surface of the three-dimensional structure, but in the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention, at least one of the first liquid and the second liquid and the fourth liquid. Since the liquid is incompatible with the liquid, the boundary after photocuring becomes clear. Furthermore, peelability improves due to the difference in hardness between the obtained three-dimensional model and the support. Thereby, the surface smoothness of a three-dimensional molded item improves, and it becomes possible to abbreviate | omit or reduce significantly the grinding | polishing process after modeling.

<立体造形装置>
図2は、本発明で用いられる立体造形装置の一例を示す概略図である。
図2の立体造形装置39は、インクジェットヘッドを配列したヘッドユニットを用いて、造形物用噴射ヘッドユニット30から前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかを、支持体用噴射ヘッドユニット31、32から前記第三の液体を噴射し、隣接した紫外線照射機又は赤外線照射装置33、34で立体造形用液体セットの各液体を硬化しながら積層する。
なお、図2では、造形物用噴射ヘッドユニット30は1つしか設けていないが、2つ以上設けることもできる。また、紫外線照射機33、34に隣接した位置に赤外線照射機(不図示)を増設して立体造形用液体セットの各液体を加熱硬化しながら積層することもできる。
前記第四の液体を支持体用噴射ヘッドユニット31、32から噴射し固化させて溜部を有する第一の支持体層を形成し、前記第一の支持体層の溜部に前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかを造形物用噴射ヘッドユニット30から噴射し、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかに活性エネルギー線を照射して第一の造形物層を形成して、前記第一の支持体層の上に前記第四の液体を噴射し固化させて溜部を有する第二の支持体層を積層し、前記第二の支持体層の溜部に前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかを噴射し、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかに活性エネルギー線を照射して前記第一の造形物層の上に第二の造形物層を積層して立体造形物35を製作する。
<3D modeling equipment>
FIG. 2 is a schematic view showing an example of a three-dimensional modeling apparatus used in the present invention.
The three-dimensional modeling apparatus 39 in FIG. 2 uses a head unit in which inkjet heads are arranged to transfer at least one of the first liquid and the second liquid from the modeling-object ejection head unit 30 to a support ejection head. The third liquid is ejected from the units 31 and 32, and the liquids in the three-dimensional modeling liquid set are stacked while being cured by the adjacent ultraviolet irradiators or infrared irradiators 33 and 34.
In FIG. 2, only one modeling object ejection head unit 30 is provided, but two or more modeling object ejection head units 30 may be provided. It is also possible to add an infrared irradiator (not shown) at a position adjacent to the ultraviolet irradiators 33 and 34 and stack the liquids of the three-dimensional modeling liquid set while heat curing.
The fourth liquid is ejected from the support jet head units 31 and 32 and solidified to form a first support layer having a reservoir, and the first support layer has a first support layer formed on the first support layer. At least one of the liquid and the second liquid is ejected from the ejection head unit 30 for the modeled object, and the first modeling is performed by irradiating at least one of the first liquid and the second liquid with active energy rays. Forming a physical layer, spraying and solidifying the fourth liquid on the first support layer, laminating a second support layer having a reservoir, and forming the second support layer At least one of the first liquid and the second liquid is sprayed on the reservoir, and at least one of the first liquid and the second liquid is irradiated with active energy rays, thereby the first modeling. A second three-dimensional object layer is laminated on the object layer to produce a three-dimensional object 35 .

マルチヘッドユニットが矢印A方向に移動する時は、基本的に支持体用噴射ヘッドユニット31、造形物用噴射ヘッドユニット30、紫外線照射機又は赤外線照射装置34を用いて、支持体36、立体造形物35を造形物支持基板37上に形成する。なお、支持体用噴射ヘッドユニット32、紫外線照射機又は赤外線照射装置33を補助的に用いてもよい。   When the multi-head unit moves in the direction of the arrow A, basically, the support 36, the three-dimensional modeling is performed using the support jet head unit 31, the model jet head unit 30, the ultraviolet irradiator or the infrared irradiator 34. The object 35 is formed on the modeling object support substrate 37. The support jet head unit 32, the ultraviolet irradiator or the infrared irradiator 33 may be used as an auxiliary.

また、マルチヘッドユニットが矢印B方向に移動する時は、基本的に支持体用噴射ヘッドユニット32、造形物用噴射ヘッドユニット30、紫外線照射機又は赤外線照射装置33を用いて、支持体36、立体造形物35を造形物支持基板37に形成する。なお、支持体用噴射ヘッドユニット31、紫外線照射機又は赤外線照射装置34を補助的に用いてもよい。   Further, when the multi-head unit moves in the direction of arrow B, basically, using the support jet head unit 32, the model jet head unit 30, the ultraviolet irradiator or the infrared irradiator 33, the support 36, The three-dimensional model 35 is formed on the model support substrate 37. The support jetting head unit 31, the ultraviolet irradiator, or the infrared irradiator 34 may be used as an auxiliary.

更に、造形物用噴射ヘッドユニット30、支持体用噴射ヘッドユニット31、32、及び紫外線照射機又は赤外線照射装置33、34と、立体造形物35及び支持体36とのギャップを一定に保つため、積層回数に合わせて、ステージ36を下げながら積層する。   Furthermore, in order to keep the gap between the injection head unit 30 for the molded object, the injection head units 31 and 32 for the support body, and the ultraviolet irradiator or infrared irradiation device 33 and 34, and the three-dimensional object 35 and the support body 36 constant, Lamination is performed while lowering the stage 36 in accordance with the number of laminations.

図3は、図2よりも各層の平滑性を向上できる構成とした造形物製造工程の他の一例を示す概略図である。基本的な工程は図2と同じであるが、紫外線照射機又は赤外線照射装置33、34を造形物用噴射ヘッド30と支持体用噴射ヘッドユニット31、32との間に配置している点が異なる。   FIG. 3 is a schematic view showing another example of a molded article manufacturing process having a configuration capable of improving the smoothness of each layer as compared with FIG. 2. The basic process is the same as in FIG. 2 except that an ultraviolet irradiator or infrared irradiator 33, 34 is disposed between the molded article ejection head 30 and the support ejection head units 31, 32. Different.

また、立体造形装置39では、紫外線照射機又は赤外線照射装置33、34は矢印A、Bのいずれの方向に移動する際も使用し、その紫外線照射又は赤外線照射に伴って発生する熱により、積層された前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかの表面が平滑化され、結果として立体造形物の寸法安定性が向上する。   Further, in the three-dimensional modeling apparatus 39, the ultraviolet irradiator or the infrared irradiators 33 and 34 are used when moving in either direction of arrows A and B, and the layers are laminated by heat generated by the ultraviolet irradiation or infrared irradiation. The surface of at least one of the first liquid and the second liquid is smoothed, and as a result, the dimensional stability of the three-dimensional structure is improved.

また、立体造形装置39としては、インク回収機構、リサイクル機構などを付加することも可能である。ノズル面に付着した前記立体造形用液体セットの各液体を除去するブレードや不吐出ノズルの検出機構を具備していてもよい。更に造形時の装置内環境温度を制御することも好ましい。   Further, as the three-dimensional modeling apparatus 39, an ink recovery mechanism, a recycling mechanism, or the like can be added. You may provide the detection mechanism of the braid | blade which removes each liquid of the said three-dimensional modeling liquid set adhering to the nozzle surface, or a non-ejection nozzle. It is also preferable to control the environmental temperature in the apparatus during modeling.

(立体造形物)
本発明の立体造形物は、本発明の前記立体造形用液体を硬化させてなるハイドロゲルからなり、好ましくは、第一のハイドロゲルで構成された第一の領域と、前記第一のハイドロゲルとは異なる弾性率(80%歪み圧縮応力又は圧縮弾性率)を有する第二のハイドロゲルで構成された第二の領域とを少なくとも有し、用途にもよるが、前記第一のハイドロゲル及び前記第二のハイドロゲルのいずれか一方の80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上であり、もしくは圧縮弾性率が0.3MPa以上が好ましい。これにより、1つの立体造形物中に弾性率が異なる領域を有する立体造形物(ハイドロゲル)が得られる。
前記80%歪み圧縮応力は、例えば、万能試験機(株式会社島津製作所製、AG−I)などを用いて測定することができる。前記圧縮弾性率は、10%歪み圧縮応力と20%歪み圧縮応力の差分をとり10%変位時の傾きとして算出することができる。
(3D objects)
The three-dimensional modeled object of the present invention comprises a hydrogel obtained by curing the three-dimensional modeled liquid of the present invention, and preferably, a first region constituted by the first hydrogel and the first hydrogel. At least a second region composed of a second hydrogel having a different elastic modulus (80% strain compressive stress or compressive elastic modulus), and depending on the application, the first hydrogel and The 80% strain compressive stress of either one of the second hydrogels is preferably 0.4 MPa or more, or the compression elastic modulus is preferably 0.3 MPa or more. Thereby, the three-dimensional molded item (hydrogel) which has the area | region from which an elasticity modulus differs in one three-dimensional molded item is obtained.
The 80% strain compressive stress can be measured using, for example, a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-I). The compressive elastic modulus can be calculated as the slope at the time of 10% displacement by taking the difference between 10% strain compressive stress and 20% strain compressive stress.

前記ハイドロゲル前駆体からなるハイドロゲルは、少なくとも多官能モノマーが重合してなる水溶性有機ポリマーと、層状鉱物の単一層分散体とが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水が包含されているハイドロゲルであることが好ましい。   The hydrogel composed of the hydrogel precursor includes a water-soluble organic polymer obtained by polymerizing at least a polyfunctional monomer and a three-dimensional network structure formed by combining a single layer dispersion of a layered mineral with water. It is preferable that it is a hydrogel in which is included.

前記水溶性有機ポリマーとしては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基などを有する有機ポリマーが挙げられる。
前記水溶性有機ポリマーは、水系のゲルの強度を保つために有利な構成成分である。
前記有機ポリマーは、水溶性を示す限りにおいて、ホモポリマー(単独重合体)であってもよいし、ヘテロポリマー(共重合体)であってもよく、また、変性されていてもよいし、公知の官能基が導入されていてもよく、また塩の形態であってもよいが、ホモポリマーが好ましい。
本発明において、前記水溶性有機ポリマーの水溶性とは、例えば、30℃の水100gに該水溶性有機ポリマーを1g混合して撹拌したとき、その90質量%以上が溶解するものを意味する。
Examples of the water-soluble organic polymer include organic polymers having an amide group, amino group, hydroxyl group, tetramethylammonium group, silanol group, epoxy group, and the like.
The water-soluble organic polymer is an advantageous component for maintaining the strength of the aqueous gel.
The organic polymer may be a homopolymer (homopolymer), a heteropolymer (copolymer), or may be modified as long as it exhibits water solubility. These functional groups may be introduced, and may be in the form of a salt, but a homopolymer is preferred.
In the present invention, the water solubility of the water-soluble organic polymer means that, for example, when 1 g of the water-soluble organic polymer is mixed with 100 g of water at 30 ° C. and stirred, 90% by mass or more thereof is dissolved.

図4A及び図4Bに示すように、本発明の立体造形物において、前記第一の領域(領域A)は、前記第二の領域(領域B)を完全に包含していることが好ましい。   As shown to FIG. 4A and 4B, in the three-dimensional molded item of this invention, it is preferable that said 1st area | region (area | region A) includes the said 2nd area | region (area | region B) completely.

前記立体造形物は、1つの立体造形物中に弾性率が異なる領域を有することができるので、臓器モデル等として好適に用いられる。前記臓器モデルは、硬度や弾性率の異なる血管や疾患部等の内部構造を忠実に再現でき、かつ臓器の触感及び切れ味が所望の臓器に極めて近く、更に手術用メスでの切開が可能であるため、手技練習用臓器モデルとして特に好適である。   Since the three-dimensional model can have regions with different elastic moduli in one three-dimensional model, it is preferably used as an organ model or the like. The organ model can faithfully reproduce internal structures such as blood vessels and diseased parts with different hardness and elastic modulus, the tactile sensation and sharpness of the organ are very close to the desired organ, and can be opened with a scalpel. Therefore, it is particularly suitable as an organ model for procedure practice.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(第四の液体(硬質成形体用液体)の製造例1)
−硬質成形体用液体1の作製−
硬化性材料としてウレタンアクリレート(三菱レイヨン株式会社製、商品名:ダイヤビームUK6038)10質量部、硬化性材料としてネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジメタクリレート(日本化薬株式会社製、商品名:KAYARAD MANDA)90質量部、光重合開始剤(BASF社製、商品名:イルガキュア184)3質量部、及び着色剤として青顔料(東洋インキ株式会社製、商品名:Lionol Blue 7400G)2質量部からなる合計300gをホモジナイザー(日立工機株式会社製、HG30)を用いて、回転数2,000rpmで均質な混合物が得られるまで分散した。続いて、ろ過を行い不純物等を除去し、最後に真空脱気を10分間実施し、硬質成形体用液体1を得た。
得られた硬質成形体用液体1について、以下のようにして、表面張力及び粘度を測定したところ、表面張力は27.1mN/m、粘度は25℃で10.1mPa・sであった。
(Production Example 1 of Fourth Liquid (Liquid for Hard Molded Body))
-Preparation of liquid 1 for hard molded body-
10 parts by mass of urethane acrylate (Made by Mitsubishi Rayon Co., Ltd., trade name: Diabeam UK6038) as curable material, and neopentyl glycol hydroxypivalate ester dimethacrylate (made by Nippon Kayaku Co., Ltd., trade name: KAYARAD MANDA) as curable material ) 90 parts by mass, 3 parts by mass of a photopolymerization initiator (manufactured by BASF, trade name: Irgacure 184), and 2 parts by mass of a blue pigment (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd., trade name: Lionol Blue 7400G) as a colorant 300 g was dispersed using a homogenizer (manufactured by Hitachi Koki Co., Ltd., HG30) at a rotational speed of 2,000 rpm until a homogeneous mixture was obtained. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like, and finally vacuum deaeration was performed for 10 minutes to obtain a liquid 1 for hard molded body.
When the surface tension and viscosity of the obtained liquid 1 for hard molded body were measured as follows, the surface tension was 27.1 mN / m and the viscosity was 10.1 mPa · s at 25 ° C.

<表面張力の測定>
得られた硬質成形体用液体1について、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)を用いて、懸滴法により表面張力を測定した。
<Measurement of surface tension>
About the obtained liquid 1 for hard molded bodies, surface tension was measured by a hanging drop method using a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

<粘度の測定>
得られた硬質成形体用液体1について、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)を用いて、25℃で粘度を測定した。
<Measurement of viscosity>
About the obtained liquid 1 for hard molded objects, the viscosity was measured at 25 degreeC using the rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, the Toki Sangyo Co., Ltd. make).

(実施例1)
<立体造形用液体1(第一の液体又は第二の液体)の作製>
表1に示す組成に基づき、以下のようにして、立体造形用液体1を作製した。
Example 1
<Preparation of 3D modeling liquid 1 (first liquid or second liquid)>
Based on the composition shown in Table 1, the three-dimensional modeling liquid 1 was produced as follows.

−水の調製−
減圧脱気を10分間実施したイオン交換水を純水として用いた。
-Preparation of water-
Ion-exchanged water subjected to vacuum degassing for 10 minutes was used as pure water.

−開始剤液の調製−
・光重合開始剤液として、エタノール98質量部に対して光重合開始剤(イルガキュア184、BASF社製)を2質量部の割合で溶解させ、水溶液として準備した。
・熱重合開始剤液1として、純水98質量部に対してペルオキソ2硫酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)を2質量部の割合で溶解させ、水溶液として準備した。
・熱重合開始剤液2として、純水98質量部に対してVA−067(和光純薬工業株式会社製)を2質量部の割合で溶解させ、水溶液として準備した。
-Preparation of initiator solution-
-As a photoinitiator liquid, the photoinitiator (Irgacure 184, BASF company make) was dissolved in the ratio of 2 mass parts with respect to 98 mass parts of ethanol, and it prepared as aqueous solution.
-As thermal-polymerization initiator liquid 1, sodium peroxodisulfate (made by Wako Pure Chemical Industries Ltd.) was dissolved in the ratio of 2 mass parts with respect to 98 mass parts of pure waters, and it prepared as aqueous solution.
-As thermal-polymerization initiator liquid 2, VA-067 (made by Wako Pure Chemical Industries Ltd.) was dissolved in the ratio of 2 mass parts with respect to 98 mass parts of pure waters, and it prepared as aqueous solution.

−立体造形用液体1の調製−
まず、前記純水195質量部を攪拌させながら、層状鉱物として[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)8質量部を少しずつ添加し、攪拌して分散液を作製した。
次に、得られた分散液に、単官能モノマーとして活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したN,N−ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製、DMAA)20質量部、及び多官能モノマーとしてメチレンビスアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製、MBAA)0.3質量部を添加した。更に、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)2質量部を添加して混合した。
次に、氷浴で冷却しながら、前記光重合開始剤液を0.5質量部、及び前記熱重合開始剤液1を5質量部添加し、攪拌混合後、減圧脱気を10分間実施した。続いて、ろ過を行い不純物等を除去し、立体造形用液体1を調製した。
得られた立体造形用液体1について、前記硬質成形体用液体1と同様にして測定した表面張力は31.1mN/mであり、前記硬質成形体用液体1と同様にして測定した粘度は25℃で9.8mPa・sであった。これらの結果を表1に示した。
-Preparation of liquid for solid modeling 1-
First, the pure water while 195 parts by mass was stirred, a layered mineral [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4] Na - 0.66 synthetic hectorite having a composition of (Laponite XLG, 8 parts by mass (manufactured by Rockwood) was added little by little and stirred to prepare a dispersion.
Next, 20 parts by mass of N, N-dimethylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., DMAA) from which the polymerization inhibitor was removed by passing through a column of activated alumina as a monofunctional monomer was added to the obtained dispersion. As a functional monomer, 0.3 part by mass of methylene bisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., MBAA) was added. Furthermore, 2 parts by mass of sodium dodecyl sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and mixed as a surfactant.
Next, while cooling in an ice bath, 0.5 parts by mass of the photopolymerization initiator liquid and 5 parts by mass of the thermal polymerization initiator liquid 1 were added, and after stirring and mixing, vacuum degassing was performed for 10 minutes. . Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like, and a three-dimensional modeling liquid 1 was prepared.
The obtained three-dimensional modeling liquid 1 has a surface tension of 31.1 mN / m measured in the same manner as the hard molded body liquid 1 and a viscosity measured in the same manner as the hard molded body liquid 1 is 25. It was 9.8 mPa · s at ° C. These results are shown in Table 1.

<ハイドロゲルの作製>
次に、前記立体造形用液体1を型に流し込み、石英ガラスで蓋をして密閉状態とし、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cmの光量を照射して、10mm×10mm×10mmの立方体形状のハイドロゲル1を作製した。
得られたハイドロゲル1について、以下のようにして、圧縮試験を行った。結果を表1に示した。
<Production of hydrogel>
Next, the three-dimensional modeling liquid 1 is poured into a mold, covered with quartz glass and sealed, and irradiated with a light amount of 350 mJ / cm 2 with an ultraviolet irradiator (SPUSURE SP5-250DB manufactured by USHIO INC.). Then, a hydrogel 1 having a cubic shape of 10 mm × 10 mm × 10 mm was produced.
About the obtained hydrogel 1, the compression test was done as follows. The results are shown in Table 1.

<圧縮試験>
万能試験機(株式会社島津製作所製、AG−I)に、ロードセル1kN、1kN用圧縮治具を設け、10mm×10mm×10mmの形状のハイドロゲル1を設置した。前記ロードセルに掛かる圧縮に対する応力をコンピュータに記録し、変位量に対する応力をプロットした。
破断したハイドロゲルについては破断時の圧縮応力を最大値とし、破断しなかったハイドロゲルについては80%歪み圧縮応力を示す。
また、ハイドロゲルの圧縮弾性率も同じ万能試験機から得られる測定データより得た。圧縮弾性率としては、10%歪み圧縮応力と20%歪み圧縮応力との差分をとり10%変位時の傾きとして算出した。
<Compression test>
A universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-I) was provided with a compression jig for a load cell of 1 kN and 1 kN, and a hydrogel 1 having a shape of 10 mm × 10 mm × 10 mm was installed. The stress against compression applied to the load cell was recorded in a computer, and the stress against displacement was plotted.
The fractured hydrogel has a maximum compressive stress at the time of fracture, and the hydrogel that did not break shows 80% strain compressive stress.
Moreover, the compression elastic modulus of hydrogel was obtained from the measurement data obtained from the same universal testing machine. As the compressive elastic modulus, the difference between the 10% strain compressive stress and the 20% strain compressive stress was calculated as the slope at the time of 10% displacement.

(実施例2〜8及び比較例1)
<立体造形用液体2〜9の作製>
実施例1において、下記表1〜表3に示す組成及び含有量に変更した以外は、実施例1と同様にして、立体造形用液体2〜9を調製した。
得られた立体造形用液体2〜9について、実施例1と同様にして、表面張力、及び粘度を測定した。結果を表1〜表3に示した。
次に、得られた立体造形用液体2〜7、9を用い、前記ハイドロゲル1の作製と同様にして、ハイドロゲル2〜7、9を作製した。また、立体造形用液体8を用い、前記ハイドロゲル1の作製時に使用した紫外線照射機を赤外線照射機に変更して、80℃に加熱してハイドロゲル8を作製した。
得られたハイドロゲル2〜9について、前記ハイドロゲル1と同様にして、圧縮試験を行った。結果を表1〜表3に示した。
(Examples 2 to 8 and Comparative Example 1)
<Preparation of 3D modeling liquids 2-9>
In Example 1, three-dimensional modeling liquids 2 to 9 were prepared in the same manner as in Example 1 except that the compositions and contents shown in Tables 1 to 3 below were changed.
About the obtained 3D modeling liquids 2 to 9, the surface tension and the viscosity were measured in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 1 to 3.
Next, using the obtained three-dimensional modeling liquids 2 to 7 and 9, hydrogels 2 to 7 and 9 were prepared in the same manner as the preparation of the hydrogel 1. Moreover, using the solid modeling liquid 8, the ultraviolet irradiator used when the hydrogel 1 was produced was changed to an infrared irradiator, and heated to 80 ° C. to produce the hydrogel 8.
The obtained hydrogels 2 to 9 were subjected to a compression test in the same manner as the hydrogel 1. The results are shown in Tables 1 to 3.

表1〜表3で用いた材料の詳細については、以下のとおりである。
*層状鉱物:XLG:[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)
*単官能モノマー1:DMAA:N,N−ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)
*単官能モノマー2:IPAM:N−イソプロピルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)
*多官能モノマー:MBAA:メチレンビスアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)
*光重合開始剤液(イルガキュア184を2質量部/エタノール98質量部)
*熱重合開始剤液1(ペルオキソ2硫酸Naを2質量部/水98質量部)
*熱重合開始剤液2(VA−067を2質量部/水98質量部)
Details of the materials used in Tables 1 to 3 are as follows.
* Layered mineral: XLG: [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4 ] Synthetic hectorite having a composition of Na 0.66 (Laponite XLG, manufactured by Rockwood)
* Monofunctional monomer 1: DMAA: N, N-dimethylacrylamide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
* Monofunctional monomer 2: IPAM: N-isopropylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
* Multifunctional monomer: MBAA: Methylenebisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
* Photopolymerization initiator solution (Irgacure 184 2 parts by mass / ethanol 98 parts by mass)
* Thermal polymerization initiator solution 1 (Na peroxodisulfate 2 parts by mass / 98 parts by mass of water)
* Thermal polymerization initiator liquid 2 (VA-067 is 2 parts by mass / water 98 parts by mass)

(実施例9)
表4に示す立体造形用液体セットを用い、図2に示す立体造形装置を用い、図4A及び図4Bに示すような立体造形物を作製した。
まず、第1の液体としての前記立体造形用液体1及び第2の液体としての前記立体造形用液体4を、立体造形装置のインクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH2420)に通じる2つのタンクに充填し、各インクジェットヘッドから前記2種の立体造形用液体をそれぞれ噴射させ、膜を製膜した。なお、前記第一の液体と前記第二の液体とは異なる位置に噴射されていた。
次に、前記膜に、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cmの光量を照射して、前記膜を硬化させた。これら一連の工程を繰り返すことにより、立体造形物1を造形した。
得られた立体造形物1は、図4A及び図4Bに示すように、内部にハイドロゲル4からなる領域B、該領域Bの外側に、ハイドロゲル1からなる領域Aを有していた。
得られた立体造形物1について、以下のようにして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
Example 9
Using the three-dimensional modeling liquid set shown in Table 4 and the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 2, a three-dimensional modeled object as shown in FIGS. 4A and 4B was produced.
First, the three-dimensional modeling liquid 1 as the first liquid and the three-dimensional modeling liquid 4 as the second liquid are supplied to two tanks that communicate with an inkjet head (MH2420, manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) of the three-dimensional modeling apparatus. The two types of three-dimensional modeling liquids were respectively ejected from each ink jet head to form a film. The first liquid and the second liquid were ejected at different positions.
Next, the film was cured by irradiating the film with a light amount of 350 mJ / cm 2 with an ultraviolet irradiation machine (SPOT CURE SP5-250DB, manufactured by USHIO INC.). By repeating these series of steps, the three-dimensional structure 1 was formed.
As shown in FIGS. 4A and 4B, the obtained three-dimensional structure 1 had a region B made of the hydrogel 4 inside, and a region A made of the hydrogel 1 outside the region B.
About the obtained three-dimensional molded item 1, the structure of the three-dimensional molded item was evaluated as follows. The results are shown in Table 5.

<立体造形物の構造>
○:立体造形物が図4A及び図4Bに示す異なる弾性率の2つの領域A、Bから形成されている
△:立体造形物が図4A及び図4Bに示す異なる弾性率の2つの領域A、Bから形成されているが、搬送の際に崩れやすく、立体造形物として問題がある
×:立体造形物が図4A及び図4Bに示す異なる弾性率の2つの領域A、Bから形成されていない
<Structure of 3D object>
○: Solid object is formed from two regions A and B having different elastic moduli shown in FIGS. 4A and 4B. Δ: Two-dimensional object is two regions A having different elastic moduli shown in FIGS. 4A and 4B. Although it is formed from B, it is easy to collapse at the time of conveyance, and there is a problem as a three-dimensional structure. ×: The three-dimensional structure is not formed from two regions A and B having different elastic moduli shown in FIGS. 4A and 4B.

(実施例10)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体2及び第2の液体としての立体造形用液体4を用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物2の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 10)
In Example 9, as shown in Table 4, the 3D modeling liquid 2 as the first liquid and the 3D modeling liquid 4 as the second liquid were used, and the 3D modeling was performed in the same manner as in Example 9. 3D modeling of the thing 2 was performed and it carried out similarly to Example 9, and evaluated the structure of the 3D modeling object. The results are shown in Table 5.

(実施例11)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体3及び第2の液体としての立体造形用液体4を用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物3の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 11)
In Example 9, as shown in Table 4, the 3D modeling liquid 3 as the first liquid and the 3D modeling liquid 4 as the second liquid were used, and the 3D modeling was performed in the same manner as in Example 9. Three-dimensional modeling of the thing 3 was performed and it carried out similarly to Example 9, and evaluated the structure of the three-dimensional molded article. The results are shown in Table 5.

(実施例12)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体1、第2の液体としての立体造形用液体4、及び第4の液体としての硬質成形体用液体1を用い、立体造形物4及び支持体の形成を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 12)
In Example 9, as shown in Table 4, the three-dimensional modeling liquid 1 as the first liquid, the three-dimensional modeling liquid 4 as the second liquid, and the rigid molded body liquid 1 as the fourth liquid are used. The three-dimensional object 4 and the support were formed, and the structure of the three-dimensional object was evaluated in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table 5.

(実施例13)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体5及び第2の液体としての立体造形用液体4を用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物5の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 13)
In Example 9, as shown in Table 4, the three-dimensional modeling liquid 5 was used as the first liquid and the three-dimensional modeling liquid 4 was used as the second liquid. 3D modeling of the thing 5 was performed and it carried out similarly to Example 9, and evaluated the structure of the three-dimensional molded article. The results are shown in Table 5.

(実施例14)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体6及び第2の液体としての立体造形用液体4を用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物6の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 14)
In Example 9, as shown in Table 4, the 3D modeling liquid 6 as the first liquid and the 3D modeling liquid 4 as the second liquid were used in the same manner as in Example 9, except that the 3D modeling liquid 4 was used. The object 6 was three-dimensionally modeled, and the structure of the three-dimensional object was evaluated in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table 5.

(実施例15)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体7及び第2の液体としての立体造形用液体4を用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物7の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 15)
In Example 9, as shown in Table 4, the 3D modeling liquid 7 as the first liquid and the 3D modeling liquid 4 as the second liquid were used in the same manner as in Example 9, except that the 3D modeling liquid 4 was used. Three-dimensional modeling of the thing 7 was performed and it carried out similarly to Example 9, and evaluated the structure of the three-dimensional molded article. The results are shown in Table 5.

(実施例16)
実施例9において、表4に示すように第1の液体として立体造形用液体1及び第2の液体として立体造形用液体8を用い、実施例8と同様にして、立体造形用液体1については紫外線照射機で照射して硬化させ、立体造形用液体8については赤外線照射機で80℃に加熱して硬化させ、これら一連の工程を繰り返すことにより、立体造形物8の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 16)
In Example 9, as shown in Table 4, the three-dimensional modeling liquid 1 was used as the first liquid and the three-dimensional modeling liquid 8 was used as the second liquid. Irradiated with an ultraviolet irradiator and cured, and the three-dimensional modeling liquid 8 was cured by heating to 80 ° C. with an infrared irradiator, and three-dimensional modeling of the three-dimensional modeled object 8 was performed by repeating these series of steps. In the same manner as in Example 9, the structure of the three-dimensional structure was evaluated. The results are shown in Table 5.

(実施例17)
実施例9において、表4に示すように第1の液体として立体造形用液体8及び第2の液体として立体造形用液体1を用い、実施例9と同様にして、立体造形用液体1については紫外線照射機で照射して硬化させ、立体造形用液体8については赤外線照射機で80℃に加熱して硬化させ、これら一連の工程を繰り返すことにより、立体造形物9の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Example 17)
In Example 9, as shown in Table 4, the 3D modeling liquid 8 was used as the first liquid and the 3D modeling liquid 1 was used as the second liquid. Irradiate and cure with an ultraviolet irradiator, and the solid modeling liquid 8 is heated and cured at 80 ° C. with an infrared irradiator. By repeating these series of steps, the three-dimensional model 9 is three-dimensionally modeled. In the same manner as in Example 9, the structure of the three-dimensional structure was evaluated. The results are shown in Table 5.

(比較例2)
実施例9において、表4に示すように第1の液体としての立体造形用液体9、第2の液体としての立体造形用液体4、及び第4の液体としての硬質成形体用液体1を用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物10の立体造形及び支持体の形成を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Comparative Example 2)
In Example 9, as shown in Table 4, the three-dimensional modeling liquid 9 as the first liquid, the three-dimensional modeling liquid 4 as the second liquid, and the hard molded body liquid 1 as the fourth liquid are used. Except for the above, the three-dimensional object 10 was formed and the support was formed in the same manner as in Example 9, and the structure of the three-dimensional object was evaluated in the same manner as in Example 9. The results are shown in Table 5.

(比較例3)
第2の液体として立体造形用液体4を用い、予め内部構造体を型で形成し、それを型内に設置して第1の液体としての立体造形用液体1を更に型に流し込み、石英ガラスで蓋をして密閉状態とし、実施例9と同様にして、光硬化させたが、中心形状をなす、領域Bが所定位置に固定できず、下部に落下してしまい、立体造形物を作製できなかった。
(Comparative Example 3)
The solid modeling liquid 4 is used as the second liquid, the internal structure is formed in advance in a mold, and the solid structure is placed in the mold, and the three-dimensional modeling liquid 1 as the first liquid is further poured into the mold. In the same manner as in Example 9, it was photocured in the same manner as in Example 9. However, the central shape, the region B could not be fixed at a predetermined position, dropped to the lower part, and a three-dimensional model was produced. could not.

(比較例4)
実施例9において、表4に示すように立体造形用液体1を1種のみ用いた以外は、実施例9と同様にして、立体造形物11の立体造形を行い、実施例9と同様にして、立体造形物の構造を評価した。結果を表5に示した。
(Comparative Example 4)
In Example 9, as shown in Table 4, except that only one type of three-dimensional modeling liquid 1 was used, three-dimensional modeling of the three-dimensional model 11 was performed in the same manner as in Example 9, and the same as in Example 9. The structure of the three-dimensional model was evaluated. The results are shown in Table 5.

(調製例1)
<第一の液体又は第二の液体(立体造形用液体)1−1の調製>
まず、前記純水195質量部を攪拌させながら、層状鉱物として[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)16質量部を少しずつ添加し、攪拌して分散液を作製した。
次に、得られた分散液に、単官能モノマーとして活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したN,N−ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製、DMAA)20質量部、及び多官能モノマーとしてメチレンビスアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製、MBAA)0.3質量部を添加した。更に、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)2質量部を添加して混合した後、減圧脱気を10分間実施した。続いて、ろ過を行い、不純物等を除去し、第一液体又は第二の液体(立体造形用液体)1−1を調製した。
(Preparation Example 1)
<Preparation of the first liquid or the second liquid (solid modeling liquid) 1-1>
First, the pure water while 195 parts by mass was stirred, a layered mineral [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4] Na - 0.66 synthetic hectorite having a composition of (Laponite XLG, 16 parts by mass (manufactured by Rockwood) was added little by little and stirred to prepare a dispersion.
Next, 20 parts by mass of N, N-dimethylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., DMAA) from which the polymerization inhibitor was removed by passing through a column of activated alumina as a monofunctional monomer was added to the obtained dispersion. As a functional monomer, 0.3 part by mass of methylene bisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., MBAA) was added. Furthermore, after adding 2 parts by mass of sodium dodecyl sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a surfactant and mixing, vacuum degassing was performed for 10 minutes. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like, and a first liquid or a second liquid (solid modeling liquid) 1-1 was prepared.

<保存安定性>
得られた第一の液体又は第二の液体1−1をポリプロピレン製広口瓶(50mL)に入れて、50℃の恒温槽に2週間放置し、前記恒温槽から取り出して室温(25℃)になるまで放置し、1気圧下で初期粘度(保存前粘度)を測定した。
前記第一の液体又は第二の液体1−1をポリプロピレン製広口瓶(50mL)に入れて、50℃の恒温槽に2週間放置した後、恒温槽から取り出した。恒温槽から取り出した前記第一の液体又は第二の液体1−1を、室温(25℃)になるまで放置した後、1気圧下で保存後粘度を測定した。前記保存前粘度及び前記保存後粘度は、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)を用いて測定した。
得られた測定結果から、下記の数式1により、粘度変化率を算出し、下記基準で保存安定性を評価した。
[数式1]
粘度変化率(%)=[(保存後粘度)−(保存前粘度)]/(保存前粘度)×100
[評価基準]
A:粘度変化率が10%以下である。
B:粘度変化率が10%を超え、20%以下である。
C:粘度変化率が20%を超えている。
前記保存前粘度、前記保存後粘度の測定結果、及び前記保存安定性の評価結果について表6に示した。
<Storage stability>
The obtained first liquid or second liquid 1-1 is put into a polypropylene wide-mouth bottle (50 mL), left in a thermostatic bath at 50 ° C. for 2 weeks, taken out from the thermostatic bath and brought to room temperature (25 ° C.). The initial viscosity (viscosity before storage) was measured at 1 atm.
The first liquid or the second liquid 1-1 was put in a polypropylene wide-mouth bottle (50 mL), left in a thermostatic bath at 50 ° C. for 2 weeks, and then taken out from the thermostatic bath. The first liquid or the second liquid 1-1 taken out from the thermostat was allowed to stand until it reached room temperature (25 ° C.), and the viscosity was measured after storage at 1 atm. The pre-storage viscosity and the post-storage viscosity were measured using a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
From the obtained measurement results, the viscosity change rate was calculated by the following formula 1, and the storage stability was evaluated according to the following criteria.
[Formula 1]
Viscosity change rate (%) = [(viscosity after storage) − (viscosity before storage)] / (viscosity before storage) × 100
[Evaluation criteria]
A: The viscosity change rate is 10% or less.
B: The viscosity change rate exceeds 10% and is 20% or less.
C: Viscosity change rate exceeds 20%.
The measurement results of the pre-storage viscosity, the post-storage viscosity, and the storage stability evaluation results are shown in Table 6.

(調製例2及び4〜5)
<第一の液体又は第二の液体(立体造形用液体)1−2、及び1−4〜1−5の調製>
前記調製例1において、下記表6に示す組成及び含有量に変更した以外は、前記調製例1と同様にして、第一又は第二の液体1−2、及び1−4〜1−5を調製した。
得られた第一の液体又は第二の液体1−2、及び1−4〜1−5について、調製例1と同様にして、保存安定性を評価した。結果を表6に示した。
(Preparation Examples 2 and 4-5)
<Preparation of the first liquid or the second liquid (solid modeling liquid) 1-2 and 1-4 to 1-5>
In the said preparation example 1, except having changed into the composition and content shown in following Table 6, it carried out similarly to the said preparation example 1, and made the 1st or 2nd liquid 1-2 and 1-4-1-5. Prepared.
About the obtained 1st liquid or the 2nd liquid 1-2 and 1-4-1-5, it carried out similarly to the preparation example 1, and evaluated storage stability. The results are shown in Table 6.

(調製例3)
<第一の液体又は第二の液体(立体造形用液体)1−3の調製>
まず、前記純水195質量部を攪拌させながら、層状鉱物として[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)8質量部を少しずつ添加し、攪拌して分散液を作製した。
次に、得られた分散液に、単官能モノマー2として活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したN−イソプロピルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製、IPAM)20質量部、及び多官能モノマーとしてメチレンビスアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製、MBAA)0.3質量部を添加した。更に、界面活性剤としてドデシル硫酸ナトリウム(和光純薬工業株式会社製)2質量部を添加して混合した。
次に、氷浴で冷却しながら、前記光重合開始剤液を1質量部、及び前記熱重合開始剤液1を10質量部添加し、攪拌混合後、減圧脱気を10分間実施した。続いて、ろ過を行い不純物等を除去し、第一の液体又は第二の液体(立体造形用液体)1−3を調製した。
得られた第一の液体又は第二の液体1−3について、調製例1と同様にして、保存安定性を評価した。結果を表6に示した。
(Preparation Example 3)
<Preparation of the first liquid or the second liquid (three-dimensional modeling liquid) 1-3>
First, the pure water while 195 parts by mass was stirred, a layered mineral [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4] Na - 0.66 synthetic hectorite having a composition of (Laponite XLG, 8 parts by mass (manufactured by Rockwood) was added little by little and stirred to prepare a dispersion.
Next, 20 parts by mass of N-isopropylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., IPAM) from which the polymerization inhibitor was removed by passing through a column of activated alumina as the monofunctional monomer 2 was added to the obtained dispersion, and polyfunctional As a monomer, 0.3 part by mass of methylene bisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., MBAA) was added. Furthermore, 2 parts by mass of sodium dodecyl sulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and mixed as a surfactant.
Next, while cooling in an ice bath, 1 part by mass of the photopolymerization initiator liquid and 10 parts by mass of the thermal polymerization initiator liquid 1 were added, and after stirring and mixing, vacuum degassing was performed for 10 minutes. Subsequently, filtration was performed to remove impurities and the like, and a first liquid or a second liquid (solid modeling liquid) 1-3 was prepared.
About the obtained 1st liquid or 2nd liquid 1-3, it carried out similarly to the preparation example 1, and evaluated storage stability. The results are shown in Table 6.

(調製例6〜8)
<第三の液体3−1〜3−3の調製>
前記調製例3において、下記表7に示す組成及び含有量に変更した以外は、前記調製例3と同様にして、第三の液体3−1〜3−3を調製した。
得られた第三の液体3−1〜3−3について、調製例1と同様にして、保存安定性を評価した。結果を表7に示した。
(Preparation Examples 6 to 8)
<Preparation of third liquid 3-1 to 3-3>
In Preparation Example 3, third liquids 3-1 to 3-3 were prepared in the same manner as Preparation Example 3, except that the composition and content shown in Table 7 were changed.
The obtained third liquids 3-1 to 3-3 were evaluated for storage stability in the same manner as in Preparation Example 1. The results are shown in Table 7.

表6及び表7で用いた材料の詳細については、以下のとおりである。
*層状鉱物:XLG:[Mg5.34Li0.66Si20(OH)]Na 0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)
*単官能モノマー1:DMAA:N,N−ジメチルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)
*単官能モノマー2:IPAM:N−イソプロピルアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)
*多官能モノマー:MBAA:メチレンビスアクリルアミド(和光純薬工業株式会社製)
*光重合開始剤液(イルガキュア184を2質量部/エタノール98質量部)
*熱重合開始剤液1(ペルオキソ2硫酸Naを2質量部/水98質量部)
Details of the materials used in Tables 6 and 7 are as follows.
* Layered mineral: XLG: [Mg 5.34 Li 0.66 Si 8 O 20 (OH) 4 ] Synthetic hectorite having a composition of Na 0.66 (Laponite XLG, manufactured by Rockwood)
* Monofunctional monomer 1: DMAA: N, N-dimethylacrylamide (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
* Monofunctional monomer 2: IPAM: N-isopropylacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
* Multifunctional monomer: MBAA: Methylenebisacrylamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
* Photopolymerization initiator solution (Irgacure 184 2 parts by mass / ethanol 98 parts by mass)
* Thermal polymerization initiator solution 1 (Na peroxodisulfate 2 parts by mass / 98 parts by mass of water)

(実施例18〜20、及び22)
表8に示す立体造形用液体セットを用い、図2に示す立体造形装置を用いて、立体造形物を作製した。
具体的には、表8に示す前記第一液体又は第二の液体、及び前記第三の液体を、立体造形装置のインクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH2420)に通じる2つタンクに充填し、各インクジェットヘッドから前記2種の液体をそれぞれ噴射させ、膜を製膜した。なお、前記第三の液体は、前記第一の液体又は前記第二の液体と同一の位置に噴射した。
次に、前記膜に、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で、表8に示す光量の紫外線を照射して、前記膜を硬化させた。これら一連の工程を繰り返すことにより、実施例18〜20、及び22の立体造形物を作製した。
(Examples 18 to 20 and 22)
Using the three-dimensional modeling liquid set shown in Table 8, a three-dimensional model was manufactured using the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG.
Specifically, the first liquid or the second liquid shown in Table 8 and the third liquid are filled into two tanks that lead to an inkjet head (MH2420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) of the three-dimensional modeling apparatus. Each of the two liquids was ejected from each ink jet head to form a film. The third liquid was ejected at the same position as the first liquid or the second liquid.
Next, the film was cured by irradiating the film with ultraviolet light having a light amount shown in Table 8 with an ultraviolet irradiator (USHIO Corporation, SPOT CURE SP5-250DB). By repeating these series of steps, three-dimensionally shaped objects of Examples 18 to 20 and 22 were produced.

(実施例21)
下記表8に示すように立体造形用液体セットとして、図2の支持体用噴射ヘッドユニット31に硬質成形体用液体1を用い、立体造形物及び支持体を形成した以外は、実施例18〜20、及び22と同様にして、実施例21の立体造形物を作製した。
(Example 21)
As shown in Table 8 below, as a three-dimensional modeling liquid set, Examples 18 to 18 were used except that the solid molding liquid 1 was used for the support jetting head unit 31 in FIG. In the same manner as 20 and 22, a three-dimensionally shaped article of Example 21 was produced.

次に、得られた実施例18〜22の立体造形物について、以下のようにして、80%歪み圧縮応力を測定した。結果を表8に示した。   Next, 80% distortion compressive stress was measured as follows about the obtained three-dimensional molded item of Examples 18-22. The results are shown in Table 8.

<80%歪み圧縮応力評価(圧縮試験)>
万能試験機(株式会社島津製作所製、AG−I)に、ロードセル1kN、1kN用圧縮治具を設け、10mm×10mm×10mmの形状の立体造形物を設置した。前記ロードセルに掛かる圧縮に対する応力をコンピュータに記録し、変位量に対する応力をプロットした。
破断した立体造形物については破断時の圧縮応力を最大値とし、破断しなかった立体造形物については80%歪み圧縮応力とし、下記基準により評価した。
[評価基準]
○:立体造形物の80%歪み圧縮応力が1.0MPa以上である
△:立体造形物の80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上1.0MPa未満である
×:立体造形物の80%歪み圧縮応力が0.4MPa未満である
<80% strain compression stress evaluation (compression test)>
A universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-I) was provided with a compression jig for a load cell of 1 kN and 1 kN, and a three-dimensional modeled object having a shape of 10 mm × 10 mm × 10 mm was installed. The stress against compression applied to the load cell was recorded in a computer, and the stress against displacement was plotted.
The fractured three-dimensional model was set to the maximum compressive stress at the time of rupture, and the three-dimensional model that was not fractured was set to 80% strain compressive stress.
[Evaluation criteria]
◯: 80% strain compression stress of the three-dimensional model is 1.0 MPa or more Δ: 80% strain compression stress of the three-dimensional model is 0.4 MPa or more and less than 1.0 MPa ×: 80% strain compression of the three-dimensional model The stress is less than 0.4 MPa

(実施例23)
実施例12の立体造形用液体セットと同じ立体造形用液体1、立体造形用液体4、及び硬質成形体用液体1を用い、図2に示す立体造形装置により、データ処理を特許第5239037号公報の記載に準じて行い得られた、肝臓の三次元モデルデータに基づき、ブタの肝臓の臓器モデルを造形した。
得られた肝臓の臓器モデルは、実際のブタの肝臓と形状、触感、及び弾力が近似していた。
(Example 23)
Using the same three-dimensional modeling liquid 1, three-dimensional modeling liquid 4, and rigid molding liquid 1 as the three-dimensional modeling liquid set of Example 12, data processing is performed by the three-dimensional modeling apparatus shown in FIG. 2 in Japanese Patent No. 5239037. Based on the three-dimensional model data of the liver obtained according to the description, a pig liver organ model was formed.
The obtained liver organ model approximated the shape, touch and elasticity of an actual pig liver.

本発明の態様は、例えば、以下のとおりである。
<1> 多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
前記第一の工程で形成された膜を硬化させる第二の工程と、
を複数回繰り返すことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<2> 多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
ハイドロゲル前駆体を含み、前記第一の液体とは組成の異なる第二の液体を前記第一の液体とは異なる位置に付与して成膜する第三の工程と、
前記第一の工程及び前記第三の工程でそれぞれ形成された膜を硬化させる第四の工程と、を複数回繰り返すことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<3> 重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体と同じ位置に付与する第五の工程を更に含む前記<1>に記載の立体造形物の製造方法である。
<4> 重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与する第六の工程を更に含む前記<2>に記載の立体造形物の製造方法である。
<5> 前記第三の液体における重合開始剤の含有量が、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかにおける重合開始剤の含有量よりも多い前記<4>に記載の立体造形物の製造方法である。
<6> 前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかが、重合開始剤を含有しない前記<2>及び<4>から<5>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<7> 前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかが、重合開始剤を含有する前記<2>及び<4>から<6>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<8> 前記重合開始剤が、光重合開始剤及び熱重合開始剤のいずれかである前記<3>から<5>及び<7>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<9> 前記ハイドロゲル前駆体が、単一層の状態で水に分散した層状鉱物を少なくとも含む前記<1>から<8>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<10> 前記第一の液体及び第二の液体の少なくともいずれかが単官能モノマーを含む前記<2>及び<4>から<9>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<11> 前記第二の液体が多官能モノマーを含む前記<2>及び<4>から<10>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<12> 前記層状鉱物が合成ヘクトライトである前記<9>から<11>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<13> 前記多官能モノマーが、活性エネルギー線硬化型モノマーである前記<1>から<12>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<14> 前記単官能モノマー又は多官能モノマーが、そのホモポリマーが水溶性である前記<10>から<13>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<15> 前記第一の液体の付与方法が、インクジェット法及びディスペンサー法のいずれかである前記<1>から<2>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<16> 前記第二の液体の付与方法が、インクジェット法及びディスペンサー法のいずれかである前記<2>に記載の立体造形物の製造方法である。
<17> 前記第三の液体の付与方法が、インクジェット法及びディスペンサー法のいずれかである前記<3>から<4>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<18> 第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
第二の液体を前記第一の液体とは異なる位置に付与して成膜する第三の工程と、
前記第一の工程及び前記第三の工程でそれぞれ形成された膜を硬化させる第四の工程と、を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、
前記第一の液体及び前記第二の液体は、硬化させると互いに弾性率が異なるハイドロゲルとなるものであることを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<19> 重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与する第六の工程を更に含む前記<18>に記載の立体造形物の製造方法である。
<20> 前記ハイドロゲルの一方の80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上である前記<18>から<19>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<21> 前記ハイドロゲルで構成される立体造形物を支持するための硬質成形体となる第四の液体を、前記第一の液体及び第二の液体の少なくともいずれかとは異なる位置に付与して成膜する第七の工程を更に含む前記<18>から<20>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<22> 多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体であることを特徴とする立体造形用液体である。
<23> 粘度が25℃で3mPa・s以上20mPa・s以下であり、かつ硬化させて得られるハイドロゲルの80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上である前記<22>に記載の立体造形用液体である。
<24> 多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体と、ハイドロゲル前駆体を含み前記第一の液体とは組成の異なる第二の液体と、を含むことを特徴とする立体造形用液体セットである。
<25> 前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかよりも重合開始剤の含有量が多い第三の液体を更に有する前記<24>に記載の立体造形用液体セットである。
<26> 前記第三の液体の50℃で2週間放置した前後の粘度変化率が20%以下である前記<25>に記載の立体造形用液体セットである。
<27> 前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかが、重合開始剤を含有しない前記<24>から<26>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<28> 前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかが、重合開始剤を含有する前記<24>から<26>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<29> 前記重合開始剤が、光重合開始剤及び熱重合開始剤のいずれかである前記<25>から<26>及び<28>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<30> 前記第一の液体及び前記第二の液体が、硬化させると互いに弾性率が異なるハイドロゲルとなるものである前記<24>から<29>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<31> 第一のハイドロゲルで構成された第一の領域と、前記第一のハイドロゲルとは異なる弾性率を有する第二のハイドロゲルで構成された第二の領域と、を少なくとも有し、
前記第一のハイドロゲル及び前記第二のハイドロゲルのいずれか一方の80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上であることを特徴とする立体造形物である。
<32> 前記第一のハイドロゲル及び第二のハイドロゲルのいずれか一方の圧縮弾性率が0.3MPa以上である前記<31>に記載の立体造形物である。
<33> 前記第一の領域が、第二の領域を完全に包含している前記<31>から<32>のいずれかに記載の立体造形物である。
<34> 前記ハイドロゲルが、水溶性有機ポリマーと、層状鉱物の単一層分散体とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルである前記<31>から<33>のいずれかに記載の立体造形物である。
<35> 臓器モデルとして用いられる前記<31>から<34>のいずれかに記載の立体造形物である。
Aspects of the present invention are as follows, for example.
<1> a first step of forming a film by applying a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer;
A second step of curing the film formed in the first step;
Is a method for producing a three-dimensional modeled object characterized by repeating a plurality of times.
<2> a first step of forming a film by applying a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer;
A third step that includes a hydrogel precursor and forms a film by applying a second liquid having a composition different from that of the first liquid to a position different from that of the first liquid;
It is a manufacturing method of the three-dimensional molded item characterized by repeating the 4th process of hardening the film formed by said 1st process and said 3rd process in multiple times, respectively.
<3> The method for producing a three-dimensional structure according to <1>, further including a fifth step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as the first liquid.
<4> The solid according to <2>, further including a sixth step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as at least one of the first liquid and the second liquid. It is a manufacturing method of a molded article.
<5> The solid according to <4>, wherein the content of the polymerization initiator in the third liquid is larger than the content of the polymerization initiator in at least one of the first liquid and the second liquid. It is a manufacturing method of a molded article.
<6> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <2> and <4> to <5>, wherein at least one of the first liquid and the second liquid does not contain a polymerization initiator. It is.
<7> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <2> and <4> to <6>, wherein at least one of the first liquid and the second liquid contains a polymerization initiator. It is.
<8> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <3> to <5> and <7>, wherein the polymerization initiator is any one of a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator.
<9> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <8>, wherein the hydrogel precursor includes at least a layered mineral dispersed in water in a single layer state.
<10> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <2> and <4> to <9>, wherein at least one of the first liquid and the second liquid contains a monofunctional monomer.
<11> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <2> and <4> to <10>, wherein the second liquid contains a polyfunctional monomer.
<12> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <9> to <11>, wherein the layered mineral is synthetic hectorite.
<13> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <12>, wherein the polyfunctional monomer is an active energy ray-curable monomer.
<14> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <10> to <13>, wherein the monofunctional monomer or the polyfunctional monomer has a water-soluble homopolymer.
<15> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <2>, wherein the application method of the first liquid is one of an inkjet method and a dispenser method.
<16> The method for producing a three-dimensional structure according to <2>, wherein the application method of the second liquid is either an inkjet method or a dispenser method.
<17> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <3> to <4>, wherein the method for applying the third liquid is any one of an inkjet method and a dispenser method.
<18> a first step of applying a first liquid to form a film;
A third step of forming a film by applying the second liquid to a position different from the first liquid;
A method for producing a three-dimensional structure that repeats the fourth step of curing the film formed in each of the first step and the third step, a plurality of times,
The first liquid and the second liquid are hydrogels having different elastic moduli from each other when cured.
<19> The solid according to <18>, further including a sixth step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as at least one of the first liquid and the second liquid. It is a manufacturing method of a molded article.
<20> The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <18> to <19>, wherein one 80% strain compression stress of the hydrogel is 0.4 MPa or more.
<21> A fourth liquid serving as a hard molded body for supporting the three-dimensional structure formed of the hydrogel is provided at a position different from at least one of the first liquid and the second liquid. The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <18> to <20>, further including a seventh step of forming a film.
<22> A three-dimensional modeling liquid, which is a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer.
<23> For three-dimensional modeling according to <22>, wherein the viscosity is 3 mPa · s to 20 mPa · s at 25 ° C., and the 80% strain compression stress of the hydrogel obtained by curing is 0.4 MPa or more. It is liquid.
<24> A first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer, and a second liquid containing a hydrogel precursor and having a composition different from that of the first liquid. It is a liquid set for three-dimensional modeling.
<25> The three-dimensional modeling liquid set according to <24>, further including a third liquid having a polymerization initiator content higher than at least one of the first liquid and the second liquid.
<26> The liquid set for three-dimensional modeling according to <25>, wherein the viscosity change rate of the third liquid before and after being allowed to stand at 50 ° C. for 2 weeks is 20% or less.
<27> The three-dimensional modeling liquid set according to any one of <24> to <26>, wherein at least one of the first liquid and the second liquid does not contain a polymerization initiator.
<28> The three-dimensional modeling liquid set according to any one of <24> to <26>, wherein at least one of the first liquid and the second liquid contains a polymerization initiator.
<29> The three-dimensional modeling liquid set according to any one of <25> to <26> and <28>, wherein the polymerization initiator is any one of a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator.
<30> The three-dimensional modeling liquid set according to any one of <24> to <29>, wherein the first liquid and the second liquid are hydrogels having different elastic moduli from each other when cured. It is.
<31> having at least a first region composed of the first hydrogel and a second region composed of the second hydrogel having an elastic modulus different from that of the first hydrogel. ,
The three-dimensional structure is characterized in that the 80% strain compressive stress of either the first hydrogel or the second hydrogel is 0.4 MPa or more.
<32> The three-dimensional structure according to <31>, wherein one of the first hydrogel and the second hydrogel has a compression elastic modulus of 0.3 MPa or more.
<33> The three-dimensional structure according to any one of <31> to <32>, wherein the first region completely includes the second region.
<34> From the above <31>, wherein the hydrogel is a hydrogel in which water is contained in a three-dimensional network structure formed by combining a water-soluble organic polymer and a single layer dispersion of a layered mineral. <33> A three-dimensional structure according to any one of the above.
<35> The three-dimensional structure according to any one of <31> to <34>, which is used as an organ model.

前記<1>から<21>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法、前記<22>から<23>のいずれかに記載の立体造形用液体、前記<24>から<30>のいずれかに記載の立体造形用液体セット、及び前記<31>から<35>のいずれかに記載の立体造形物は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、前記立体造形物の製造方法、前記立体造形用液体、前記立体造形用液体セット、及び前記立体造形物は、臓器モデル等に代表される複雑かつ精細な立体造形物を簡便に効率よく製造可能な立体造形物の製造方法、立体造形用液体、立体造形用液体セット、及び立体造形物を提供することを目的とする。   The method for producing a three-dimensional structure according to any one of <1> to <21>, the liquid for three-dimensional structure according to any one of <22> to <23>, any one of <24> to <30> The three-dimensional modeling liquid set described above and the three-dimensional modeling object described in any one of <31> to <35> are intended to solve the above-described problems and achieve the following objects. . That is, the manufacturing method of the three-dimensional modeled object, the three-dimensional modeled liquid, the three-dimensional modeled liquid set, and the three-dimensional modeled object easily and efficiently manufacture a complicated and fine three-dimensional modeled object represented by an organ model or the like. It aims at providing the manufacturing method of the possible three-dimensional molded item, the liquid for three-dimensional modeling, the liquid set for three-dimensional modeling, and the three-dimensional molded item.

特許第4366538号公報Japanese Patent No. 4366538 特許第4908679号公報Japanese Patent No. 4908679

30 造形物用噴射ヘッドユニット
31、32 支持体用噴射ヘッドユニット
33、34 紫外線照射機又は赤外線照射装置
35 立体造形物
36 支持体
37 造形物支持基板
38 ステージ
39 立体造形装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 Injection head unit for modeling objects 31, 32 Injection head unit for support bodies 33, 34 Ultraviolet irradiation machine or infrared irradiation apparatus 35 Three-dimensional modeling object 36 Support body 37 Modeling object support substrate 38 Stage 39 Three-dimensional modeling apparatus

Claims (20)

多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
前記第一の工程で形成された膜を硬化させる第二の工程と、
を複数回繰り返すことを特徴とする立体造形物の製造方法。
A first step of forming a film by applying a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer;
A second step of curing the film formed in the first step;
A method for producing a three-dimensional modeled object characterized by repeating a plurality of times.
多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
ハイドロゲル前駆体を含み、前記第一の液体とは組成の異なる第二の液体を前記第一の液体とは異なる位置に付与して成膜する第三の工程と、
前記第一の工程及び前記第三の工程でそれぞれ形成された膜を硬化させる第四の工程と、を複数回繰り返すことを特徴とする立体造形物の製造方法。
A first step of forming a film by applying a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer;
A third step that includes a hydrogel precursor and forms a film by applying a second liquid having a composition different from that of the first liquid to a position different from that of the first liquid;
The method for producing a three-dimensional structure, wherein the fourth step of curing the films formed in the first step and the third step is repeated a plurality of times.
重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体と同じ位置に付与する第五の工程を更に含む請求項1に記載の立体造形物の製造方法。   The manufacturing method of the three-dimensional molded item of Claim 1 which further includes the 5th process of providing the 3rd liquid which contains a polymerization initiator at least to the same position as said 1st liquid. 重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与する第六の工程を更に含む請求項2に記載の立体造形物の製造方法。   The three-dimensional structure according to claim 2, further comprising a sixth step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as at least one of the first liquid and the second liquid. Method. 前記第三の液体における重合開始剤の含有量が、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかにおける重合開始剤の含有量よりも多い請求項4に記載の立体造形物の製造方法。   5. The three-dimensional structure according to claim 4, wherein the content of the polymerization initiator in the third liquid is greater than the content of the polymerization initiator in at least one of the first liquid and the second liquid. Method. 前記ハイドロゲル前駆体が、単一層の状態で水に分散した層状鉱物を少なくとも含む請求項1から5のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。   The manufacturing method of the three-dimensional molded item according to any one of claims 1 to 5, wherein the hydrogel precursor includes at least a layered mineral dispersed in water in a single layer state. 前記第一の液体及び第二の液体の少なくともいずれかが単官能モノマーを含む請求項2及び4から6のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 2, wherein at least one of the first liquid and the second liquid contains a monofunctional monomer. 前記第二の液体が多官能モノマーを含む請求項2及び4から7のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。   The manufacturing method of the three-dimensional molded item in any one of Claim 2 and 4 to 7 in which said 2nd liquid contains a polyfunctional monomer. 第一の液体を付与して成膜する第一の工程と、
第二の液体を前記第一の液体とは異なる位置に付与して成膜する第三の工程と、
前記第一の工程及び前記第三の工程でそれぞれ形成された膜を硬化させる第四の工程と、を複数回繰り返す立体造形物の製造方法であって、
前記第一の液体及び前記第二の液体は、硬化させると互いに弾性率が異なるハイドロゲルとなるものであることを特徴とする立体造形物の製造方法。
A first step of applying a first liquid to form a film;
A third step of forming a film by applying the second liquid to a position different from the first liquid;
A method for producing a three-dimensional structure that repeats the fourth step of curing the film formed in each of the first step and the third step, a plurality of times,
The method for producing a three-dimensional structure, wherein the first liquid and the second liquid become hydrogels having different elastic moduli from each other when cured.
重合開始剤を少なくとも含む第三の液体を、前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかと同じ位置に付与する第六の工程を更に含む請求項9に記載の立体造形物の製造方法。   The three-dimensional structure according to claim 9, further comprising a sixth step of applying a third liquid containing at least a polymerization initiator to the same position as at least one of the first liquid and the second liquid. Method. 前記ハイドロゲルで構成される立体造形物を支持するための硬質成形体となる第四の液体を、前記第一の液体及び第二の液体の少なくともいずれかとは異なる位置に付与して成膜する第七の工程を更に含む請求項9から10のいずれかに記載の立体造形物の製造方法。   A film is formed by applying a fourth liquid, which is a rigid molded body for supporting the three-dimensional structure composed of the hydrogel, to a position different from at least one of the first liquid and the second liquid. The manufacturing method of the three-dimensional molded item in any one of Claim 9 to 10 which further contains a 7th process. 多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体であることを特徴とする立体造形用液体。   A three-dimensional modeling liquid, which is a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer. 粘度が25℃で3mPa・s以上20mPa・s以下であり、かつ硬化させて得られるハイドロゲルの80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上である請求項12に記載の立体造形用液体。   The liquid for three-dimensional modeling according to claim 12, wherein the viscosity is 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less at 25 ° C, and the 80% strain compressive stress of the hydrogel obtained by curing is 0.4 MPa or more. 多官能モノマーを少なくとも含むハイドロゲル前駆体としての第一の液体と、ハイドロゲル前駆体を含み前記第一の液体とは組成の異なる第二の液体と、を含むことを特徴とする立体造形用液体セット。   For three-dimensional modeling, comprising: a first liquid as a hydrogel precursor containing at least a polyfunctional monomer; and a second liquid containing a hydrogel precursor and having a composition different from that of the first liquid. Liquid set. 前記第一の液体及び前記第二の液体の少なくともいずれかよりも重合開始剤の含有量が多い第三の液体を更に有する請求項14に記載の立体造形用液体セット。   The three-dimensional modeling liquid set according to claim 14, further comprising a third liquid having a polymerization initiator content higher than at least one of the first liquid and the second liquid. 第一のハイドロゲルで構成された第一の領域と、前記第一のハイドロゲルとは異なる弾性率を有する第二のハイドロゲルで構成された第二の領域と、を少なくとも有し、
前記第一のハイドロゲル及び前記第二のハイドロゲルのいずれか一方の80%歪み圧縮応力が0.4MPa以上であることを特徴とする立体造形物。
Having at least a first region composed of a first hydrogel and a second region composed of a second hydrogel having an elastic modulus different from that of the first hydrogel;
The three-dimensional structure characterized by the 80% strain compressive stress of either one of said 1st hydrogel and said 2nd hydrogel being 0.4 Mpa or more.
前記第一のハイドロゲル及び前記第二のハイドロゲルのいずれか一方の圧縮弾性率が0.3MPa以上である請求項16に記載の立体造形物。   The three-dimensional modeled object according to claim 16, wherein the compression elastic modulus of one of the first hydrogel and the second hydrogel is 0.3 MPa or more. 前記第一の領域が、前記第二の領域を完全に包含している請求項16から17のいずれかに記載の立体造形物。   The three-dimensional structure according to any one of claims 16 to 17, wherein the first region completely includes the second region. 前記ハイドロゲルが、水溶性有機ポリマーと、層状鉱物の単一層分散体とが複合化して形成された三次元網目構造中に水が包含されているハイドロゲルである請求項16から18のいずれかに記載の立体造形物。   The hydrogel is a hydrogel in which water is contained in a three-dimensional network structure formed by combining a water-soluble organic polymer and a single layer dispersion of a layered mineral. The three-dimensional structure described in 2. 臓器モデルとして用いられる請求項16から19のいずれかに記載の立体造形物。   The three-dimensional structure according to any one of claims 16 to 19, which is used as an organ model.
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Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176006A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 株式会社リコー Hydrogel precursor liquid and liquid set for three-dimensional molding, and hydrogel molded object and method for manufacturing three-dimensional molded object using the same
JP2017107189A (en) * 2015-11-26 2017-06-15 晃一 上田 Three-dimensional entity model and method for manufacturing the model
JP2017205965A (en) * 2016-05-19 2017-11-24 株式会社リコー Production method and production apparatus of solid molded object
JP2017205964A (en) * 2016-05-19 2017-11-24 株式会社リコー Production method and production apparatus of solid molded object, and liquid set for solid molding used therefor
JP2018035272A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社リコー Hydrogel structure, and production method and use of the same
JP2018035271A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社リコー Hydrogel structure, and production method and use of the same
JP2018075750A (en) * 2016-11-08 2018-05-17 株式会社リコー Method and apparatus for manufacturing three-dimensional object
JP2018141091A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 凸版印刷株式会社 Ionization radiation polymerizable composition, ionization radiation cured film, and method for producing the ionization radiation cured film
JP2018165325A (en) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社リコー Composite, training kit, and production method of composite
JP2018165024A (en) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社リコー Liquid set for three-dimensional fabrication, method for manufacturing three-dimensional object, and apparatus for three-dimensional fabrication
KR20190047100A (en) * 2016-09-22 2019-05-07 스트라타시스 엘티디. Formulations, methods and systems for making arbitrary shapes
CN111033378A (en) * 2017-07-28 2020-04-17 斯特拉塔西斯公司 Formulation for additive manufacturing of three-dimensional objects made of soft material
JP2020138538A (en) * 2019-02-22 2020-09-03 株式会社リコー Three-dimensional shaping object, manufacturing method of three-dimensional shaping object, liquid set for three-dimensional shaping and manufacturing device for three-dimensional shaping object
US10950143B2 (en) 2016-08-31 2021-03-16 Ricoh Company, Ltd. Hydrogel structure, blood vessel, internal organ model, practice tool for medical procedure, and method of manufacturing the hydrogel structure
US10994475B2 (en) 2016-09-22 2021-05-04 Stratasys Ltd. Method for solid freeform fabrication

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004123840A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd Optically shaping resin composition and optically shaping method using the same
JP2005035299A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Hewlett-Packard Development Co Lp Reactive polymer system capable of being inkjet jetted for free formation of solid three-dimensional object
JP2005081563A (en) * 2003-09-04 2005-03-31 Ricoh Printing Systems Ltd Support material for three-dimensional laminated shaped article, intermediate thereof and method and apparatus for manufacturing three-dimensional laminated shaped article
JP2007508058A (en) * 2003-10-09 2007-04-05 ジェニファー エイチ. エリセーエフ, Multilayered polymer hydrogels for tissue regeneration
JP2007530770A (en) * 2004-04-02 2007-11-01 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Chemical composition
JP2009298146A (en) * 2008-05-15 2009-12-24 Fujifilm Corp Process for producing three-dimensional shaped object, material for three dimensional shaping, and three-dimensional shaped object

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004123840A (en) * 2002-09-30 2004-04-22 Fuji Photo Film Co Ltd Optically shaping resin composition and optically shaping method using the same
JP2005035299A (en) * 2003-07-18 2005-02-10 Hewlett-Packard Development Co Lp Reactive polymer system capable of being inkjet jetted for free formation of solid three-dimensional object
JP2005081563A (en) * 2003-09-04 2005-03-31 Ricoh Printing Systems Ltd Support material for three-dimensional laminated shaped article, intermediate thereof and method and apparatus for manufacturing three-dimensional laminated shaped article
JP2007508058A (en) * 2003-10-09 2007-04-05 ジェニファー エイチ. エリセーエフ, Multilayered polymer hydrogels for tissue regeneration
JP2007530770A (en) * 2004-04-02 2007-11-01 ヒューレット−パッカード デベロップメント カンパニー エル.ピー. Chemical composition
JP2009298146A (en) * 2008-05-15 2009-12-24 Fujifilm Corp Process for producing three-dimensional shaped object, material for three dimensional shaping, and three-dimensional shaped object

Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016176006A (en) * 2015-03-20 2016-10-06 株式会社リコー Hydrogel precursor liquid and liquid set for three-dimensional molding, and hydrogel molded object and method for manufacturing three-dimensional molded object using the same
JP2017107189A (en) * 2015-11-26 2017-06-15 晃一 上田 Three-dimensional entity model and method for manufacturing the model
JP2017205965A (en) * 2016-05-19 2017-11-24 株式会社リコー Production method and production apparatus of solid molded object
JP2017205964A (en) * 2016-05-19 2017-11-24 株式会社リコー Production method and production apparatus of solid molded object, and liquid set for solid molding used therefor
JP2018035272A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社リコー Hydrogel structure, and production method and use of the same
JP2018035271A (en) * 2016-08-31 2018-03-08 株式会社リコー Hydrogel structure, and production method and use of the same
US10950143B2 (en) 2016-08-31 2021-03-16 Ricoh Company, Ltd. Hydrogel structure, blood vessel, internal organ model, practice tool for medical procedure, and method of manufacturing the hydrogel structure
KR20190047100A (en) * 2016-09-22 2019-05-07 스트라타시스 엘티디. Formulations, methods and systems for making arbitrary shapes
US10994475B2 (en) 2016-09-22 2021-05-04 Stratasys Ltd. Method for solid freeform fabrication
US11958236B2 (en) 2016-09-22 2024-04-16 Stratasys Ltd. Method and system for solid freeform fabrication
US11433597B2 (en) 2016-09-22 2022-09-06 Stratasys Ltd. Method of layerwise fabrication of a three-dimensional object
JP2019529183A (en) * 2016-09-22 2019-10-17 ストラタシス リミテッド Formulations, methods, and systems for solid freeform fabrication
KR102079669B1 (en) 2016-09-22 2020-02-20 스트라타시스 엘티디. Formulations, methods and systems for fabricating arbitrary shapes
US10589459B2 (en) 2016-09-22 2020-03-17 Stratasys Ltd. Method of layerwise fabrication of a three-dimensional object
JP2018075750A (en) * 2016-11-08 2018-05-17 株式会社リコー Method and apparatus for manufacturing three-dimensional object
JP2018141091A (en) * 2017-02-28 2018-09-13 凸版印刷株式会社 Ionization radiation polymerizable composition, ionization radiation cured film, and method for producing the ionization radiation cured film
JP2018165325A (en) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社リコー Composite, training kit, and production method of composite
JP2018165024A (en) * 2017-03-28 2018-10-25 株式会社リコー Liquid set for three-dimensional fabrication, method for manufacturing three-dimensional object, and apparatus for three-dimensional fabrication
CN111033378A (en) * 2017-07-28 2020-04-17 斯特拉塔西斯公司 Formulation for additive manufacturing of three-dimensional objects made of soft material
CN111033378B (en) * 2017-07-28 2024-03-19 斯特拉塔西斯公司 Formulation for additive manufacturing of three-dimensional objects made of soft material
JP2020138538A (en) * 2019-02-22 2020-09-03 株式会社リコー Three-dimensional shaping object, manufacturing method of three-dimensional shaping object, liquid set for three-dimensional shaping and manufacturing device for three-dimensional shaping object
JP7441413B2 (en) 2019-02-22 2024-03-01 株式会社リコー Three-dimensional object, method for manufacturing three-dimensional object, liquid set for three-dimensional object, manufacturing device for three-dimensional object

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