JP2016112793A - Three-dimensional molding composition, manufacturing method of three-dimensional molding, three-dimensional molding manufacturing apparatus and three-dimensional molding - Google Patents

Three-dimensional molding composition, manufacturing method of three-dimensional molding, three-dimensional molding manufacturing apparatus and three-dimensional molding Download PDF

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

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a three-dimensional molding composition capable of manufacturing a three-dimensional molding excellent in mechanical strength, and further to provide a manufacturing method of the three-dimensional molding capable of manufacturing the three-dimensional molding excellent in the mechanical strength, a three-dimensional molding manufacturing apparatus and the three-dimensional molding excellent in the mechanical strength.SOLUTION: A three-dimensional molding composition of the present invention includes: particles; a surface treatment agent modifying surfaces of the particles; and solvent. It is preferable that the surface treatment agent be at least one agent selected from a group consisting of a silane coupling agent, a titanate-based coupling agent, an aluminate-based coupling agent and a zirconate-based coupling agent. It is preferable that each of the particles be at least one element selected from a group consisting of silica, calcium carbonate, alumina and titanium oxide.SELECTED DRAWING: None

Description

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

粉体を結合液で固めながら、三次元物体を造形する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、次のような操作を繰り返すことによって三次元物体を造形する。まず、粉体を均一な厚さで薄く敷き詰めて粉体層を形成し、この粉体層の所望部分に結合液を吐出することによって粉体同士を結合させる。この結果、粉体層の中で、結合液が吐出された部分だけが結合して、薄い板状の部材(以下、「断面部材」という)が形成される。その後、その粉体層の上にさらに粉体層を薄く形成し、所望部分に結合液(硬化性インク)を吐出する。その結果、新たに形成された粉体層の結合液が吐出された部分にも、新たな断面部材が形成される。このとき、粉体層上に吐出した結合液が染み込んで、先に形成された断面部材に到達するので、新たに形成された断面部材は先に形成された断面部材にも結合される。このような操作を繰り返して、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層することによって、三次元物体を造形することができる。   A technique for modeling a three-dimensional object while solidifying powder with a binding liquid is known (see, for example, Patent Document 1). In this technique, a three-dimensional object is formed by repeating the following operations. First, the powder is thinly spread with a uniform thickness to form a powder layer, and the powder is bonded to each other by discharging a binding liquid to a desired portion of the powder layer. As a result, in the powder layer, only the portion where the binding liquid is discharged is bonded to form a thin plate-like member (hereinafter referred to as “cross-sectional member”). Thereafter, a thin powder layer is formed on the powder layer, and a binding liquid (curable ink) is discharged to a desired portion. As a result, a new cross-sectional member is also formed in the portion of the newly formed powder layer where the binding liquid has been discharged. At this time, since the binding liquid discharged onto the powder layer soaks and reaches the previously formed cross-sectional member, the newly formed cross-sectional member is also bonded to the previously formed cross-sectional member. By repeating such operations and laminating thin plate-like cross-sectional members one by one, a three-dimensional object can be formed.

このような三次元造形技術は、造形しようとする物体の三次元形状データさえあれば、粉体を結合させて直ちに造形可能であり、造形に先立って金型を作成するなどの必要がないので、迅速にしかも安価に三次元物体を造形することが可能である。また、薄い板状の断面部材を一層ずつ積層して造形するので、例えば内部構造を有する複雑な物体であっても、複数の部品に分けることなく一体の造形物として形成することが可能である。   With such 3D modeling technology, as long as there is 3D shape data of the object to be modeled, it is possible to immediately model by combining powder, and there is no need to create a mold prior to modeling. It is possible to form a three-dimensional object quickly and inexpensively. In addition, since thin plate-like cross-sectional members are layered one by one and shaped, for example, even a complex object having an internal structure can be formed as an integrated shaped object without being divided into a plurality of parts. .

しかしながら、従来においては、結合液による結合力を十分に高いものとすることができず、三次元造形物の強度を十分に高いものとすることができなかった。   However, conventionally, the binding force by the binding liquid cannot be made sufficiently high, and the strength of the three-dimensional structure cannot be made sufficiently high.

特開平6−218712号公報JP-A-6-218712

本発明の目的は、機械的強度に優れた三次元造形物を製造することができる三次元造形用組成物を提供すること、機械的強度に優れた三次元造形物を製造することができる三次元造形物の製造方法および三次元造形物製造装置を提供すること、機械的強度に優れた三次元造形物を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a composition for three-dimensional modeling that can produce a three-dimensional modeled object with excellent mechanical strength, and a tertiary that can produce a three-dimensional modeled article with excellent mechanical strength. An object of the present invention is to provide an original modeled object manufacturing method and a three-dimensional modeled object manufacturing apparatus, and to provide a three-dimensional modeled object excellent in mechanical strength.

このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の三次元造形用組成物は、粒子と、
前記粒子の表面を改質する表面処理剤と、
溶媒と、を含むことを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物を製造することができる。
Such an object is achieved by the present invention described below.
The composition for three-dimensional modeling of the present invention includes particles,
A surface treatment agent for modifying the surface of the particles;
And a solvent.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be manufactured.

本発明の三次元造形用組成物では、前記表面処理剤は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。   In the three-dimensional structure forming composition of the present invention, the surface treatment agent is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, and a zirconate coupling agent. It is preferable that

これにより、得られる三次元造形物の機械的強度をより優れたものとすることができる。   Thereby, the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure can be made more excellent.

本発明の三次元造形用組成物では、前記シランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤および/またはアクリル系シランカップリング剤であることが好ましい。
これにより、得られる三次元造形物の機械的強度をより効果的に向上させることができる。
In the three-dimensional structure forming composition of the present invention, the silane coupling agent is preferably an amino silane coupling agent and / or an acrylic silane coupling agent.
Thereby, the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure can be improved more effectively.

本発明の三次元造形用組成物では、前記チタネート系カップリング剤は、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートを含むことが好ましい。
これにより、得られる三次元造形物の機械的強度をより効果的に向上させることができる。
In the three-dimensional structure forming composition of the present invention, the titanate coupling agent preferably includes isopropyl triisostearoyl titanate.
Thereby, the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure can be improved more effectively.

本発明の三次元造形用組成物では、前記粒子は、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタンからなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
これにより、得られる三次元造形物の機械的強度をより優れたものとすることができる。
In the three-dimensional structure forming composition of the present invention, the particles are preferably at least one selected from the group consisting of silica, calcium carbonate, alumina, and titanium oxide.
Thereby, the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure can be made more excellent.

本発明の三次元造形物の製造方法は、層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
粒子と、当該粒子の表面を改質する表面処理剤と、溶媒と、を含む三次元造形用組成物を用いて前記層を形成する層形成工程と、
前記層を加熱し、溶媒を除去する加熱工程と、
前記層に、複数の前記粒子同士を結合する結合剤を含む結合液を吐出する吐出工程と、を有することを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。
The method for producing a three-dimensional structure of the present invention is a method for producing a three-dimensional structure by producing a three-dimensional structure by laminating layers,
A layer forming step of forming the layer using a composition for three-dimensional modeling including particles, a surface treatment agent for modifying the surface of the particles, and a solvent;
Heating the layer to remove the solvent; and
A discharge step of discharging a binding liquid containing a binder that binds the plurality of particles to the layer.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be manufactured efficiently.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記表面処理剤は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
これにより、得られる三次元造形物の機械的強度をより優れたものとすることができる。
In the method for producing a three-dimensional structure of the present invention, the surface treatment agent is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, and a zirconate coupling agent. Preferably it is a seed.
Thereby, the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure can be made more excellent.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記加熱工程では、前記層を40℃以上180℃以下の温度に加熱することが好ましい。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物をより効率よく製造することができる。
In the three-dimensional structure manufacturing method of the present invention, in the heating step, the layer is preferably heated to a temperature of 40 ° C. or higher and 180 ° C. or lower.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be manufactured more efficiently.

本発明の三次元造形物の製造方法では、前記層形成工程、前記加熱工程、前記吐出工程を繰り返し行った後、前記結合剤によって結合していない前記粒子を除去する除去工程を有することが好ましい。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物をより効率よく製造することができる。
In the method for producing a three-dimensional structure according to the present invention, it is preferable to include a removal step of removing the particles that are not bound by the binder after repeatedly performing the layer forming step, the heating step, and the discharging step. .
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be manufactured more efficiently.

本発明の三次元造形物製造装置は、層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置であって、
粒子と、当該粒子の表面を改質する表面処理剤と、溶媒と、を含む三次元造形用組成物を用いて前記層を形成する層形成手段と、
前記層を加熱し、溶媒を除去する加熱手段と、
前記層に、複数の前記粒子同士を結合する結合剤を含む結合液を吐出する吐出手段と、を有することを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物を効率よく製造することができる。
The three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention is a three-dimensional structure manufacturing apparatus for manufacturing a three-dimensional structure by laminating layers,
A layer forming means for forming the layer using a three-dimensional modeling composition comprising particles, a surface treatment agent for modifying the surface of the particles, and a solvent;
Heating means for heating the layer and removing the solvent;
The layer includes discharge means for discharging a binding liquid containing a binder that bonds the plurality of particles to each other.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be manufactured efficiently.

本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a three-dimensional structure of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be provided.

本発明の三次元造形物は、本発明の三次元造形物製造装置により製造されたことを特徴とする。
これにより、機械的強度に優れた三次元造形物を提供することができる。
The three-dimensional structure of the present invention is manufactured by the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention.
Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be provided.

本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows each process about suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows each process about suitable embodiment of the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention. 本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を上から平面視した平面図である。It is the top view which planarly viewed suitable embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of this invention from the top. 図3に示す三次元造形物製造装置の側面図である。It is a side view of the three-dimensional structure manufacturing apparatus shown in FIG. 各実施例および各比較例で製造する三次元造形物(三次元造形物A)の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the three-dimensional structure (three-dimensional structure A) manufactured by each Example and each comparative example. 各実施例および各比較例で製造する三次元造形物(三次元造形物B)の形状を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the shape of the three-dimensional structure (three-dimensional structure B) manufactured by each Example and each comparative example.

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

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

図1、図2は、本発明の三次元造形物の製造方法の好適な実施形態について、各工程を示す模式図である。   FIG. 1 and FIG. 2 are schematic views showing each step in a preferred embodiment of the method for producing a three-dimensional structure of the present invention.

図1、図2に示すように、本実施形態の製造方法は、粒子と当該粒子の表面を改質する表面処理剤と溶媒とを含む三次元造形用組成物を用いて、層1を形成する層形成工程(1a、1d)と、形成した層1を加熱し、溶媒の少なくとも一部を除去する加熱工程と、インクジェット法により、層1に対し、結合剤を含む結合液2を付与する吐出工程(1b、1e)と、層1に付与された結合液2中に含まれる結合剤を硬化させる硬化工程(1c、1f)とを有し、これらの工程を順次繰り返し行い、さらに、その後に、各層1を構成する粒子のうち、結合剤により結合していないものを除去する未結合粒子除去工程(1h)を有している。   As shown in FIGS. 1 and 2, the manufacturing method of the present embodiment forms the layer 1 using a three-dimensional modeling composition containing particles, a surface treatment agent that modifies the surface of the particles, and a solvent. A layer forming step (1a, 1d) to be performed, a heating step in which the formed layer 1 is heated to remove at least part of the solvent, and a binding liquid 2 containing a binder is applied to the layer 1 by an inkjet method. A discharge step (1b, 1e) and a curing step (1c, 1f) for curing the binder contained in the binding liquid 2 applied to the layer 1, and sequentially repeating these steps; In addition, an unbound particle removal step (1h) for removing particles that are not bound by the binder among the particles constituting each layer 1 is included.

以下、各工程について詳細に説明する。
<層形成工程>
まず、造形ステージ102上に、三次元造形用組成物を用いて、層1を形成する(1a)。
Hereinafter, each step will be described in detail.
<Layer formation process>
First, the layer 1 is formed on the modeling stage 102 using the composition for three-dimensional modeling (1a).

本工程は、例えば、スキージ法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スピンコート法等の方法を用いることにより行うことができる。   This step can be performed, for example, by using a method such as a squeegee method, a screen printing method, a doctor blade method, or a spin coating method.

本工程で形成される層1の厚さは、特に限定されないが、10μm以上100μm以下であるのが好ましく、10μm以上50μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物1000の生産性を十分に優れたものとしつつ、製造される三次元造形物1000における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止することができる。   The thickness of the layer 1 formed in this step is not particularly limited, but is preferably 10 μm or more and 100 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 50 μm or less. Thereby, generation | occurrence | production of the unintentional unevenness | corrugation etc. in the three-dimensional structure 1000 manufactured can be prevented more effectively, making the productivity of the three-dimensional structure 1000 sufficiently excellent.

<加熱工程>
次に、形成した層1を加熱する。
<Heating process>
Next, the formed layer 1 is heated.

これにより、層1を構成する三次元造形用組成物中に含まれる溶媒の少なくとも一部が除去される。   Thereby, at least one part of the solvent contained in the composition for three-dimensional modeling which comprises the layer 1 is removed.

また、本工程では、溶媒の除去とともに、三次元造形用組成物中に含まれる表面処理剤によって粒子表面が改質される。このように粒子表面が改質されることにより、粒子表面と後述する結合液(結合剤)との親和性が高くなり、最終的に得られる三次元造形物の機械的強度を優れたものとすることができる。   Further, in this step, the particle surface is modified by the surface treatment agent contained in the three-dimensional structure forming composition along with the removal of the solvent. By modifying the particle surface in this way, the affinity between the particle surface and a binding liquid (binder) described later is increased, and the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure is excellent. can do.

なお、三次元造形用組成物として調製する前に、予め粒子に対して表面処理剤で表面処理を施すことも考えられるが、工程数が増えて製造方法が煩雑になってしまう問題がある。また、表面処理を施した粒子を購入して使用することも考えられるが、コストが高くなってしまう問題がある。さらに、表面処理を施してから時間が経っていない状態の粒子のほうが結合剤との親和性が高い傾向があり、本発明のように結合液を吐出する直前に粒子の表面改質をすることで、得られる三次元造形物1000の機械的強度をさらに高いものとすることができる。   In addition, before preparing as a composition for three-dimensional modeling, it is also conceivable to subject the particles to a surface treatment with a surface treatment agent in advance, but there is a problem that the number of steps increases and the manufacturing method becomes complicated. In addition, although it is conceivable to purchase and use particles that have been subjected to surface treatment, there is a problem that the cost increases. Furthermore, particles that have not undergone time since surface treatment tend to have a higher affinity with the binder, and the surface of the particles is modified immediately before discharging the binding liquid as in the present invention. Thus, the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure 1000 can be further increased.

本工程では、層1を40℃以上180℃以下の温度に加熱するのが好ましく、80℃以上150℃以下の温度に加熱するのがより好ましい。これにより、粒子表面の官能基と表面処理剤の官能基との脱水縮合反応が起き易く、且つ表面処理剤が分解しない温度で溶媒の除去と粒子表面の改質とをより効率よく進行させることができる。
なお、三次元造形用組成物については、後に詳述する。
In this step, the layer 1 is preferably heated to a temperature of 40 ° C. or higher and 180 ° C. or lower, more preferably heated to a temperature of 80 ° C. or higher and 150 ° C. or lower. As a result, the dehydration condensation reaction between the functional group of the particle surface and the functional group of the surface treatment agent can easily occur, and the removal of the solvent and the modification of the particle surface can proceed more efficiently at a temperature where the surface treatment agent does not decompose Can do.
The three-dimensional modeling composition will be described in detail later.

<吐出工程>
その後、インクジェット法により、層1に対し、結合剤を含む結合液2を吐出する(1b)。
<Discharge process>
Thereafter, a binding liquid 2 containing a binder is discharged onto the layer 1 by an ink jet method (1b).

本工程では、層1のうち三次元造形物1000の実部(実体のある部位)に対応する部位にのみ、選択的に結合液2を付与する。   In this step, the binding liquid 2 is selectively applied only to the part of the layer 1 corresponding to the real part (the part with the substance) of the three-dimensional structure 1000.

本工程では、インクジェット法により結合液2を付与するため、結合液2の付与パターンが微細な形状のものであっても再現性よく結合液2を付与することができる。
なお、結合液2については、後に詳述する。
In this step, since the binding liquid 2 is applied by an ink jet method, the binding liquid 2 can be applied with good reproducibility even if the application pattern of the binding liquid 2 has a fine shape.
The binding liquid 2 will be described in detail later.

<硬化工程>
次に、層1に付与された結合剤を硬化させ、硬化部3を形成する(1c)。これにより、粒子同士の結合強度を特に優れたものとすることができ、その結果、最終的に得られる三次元造形物1000の機械的強度や耐水性を特に優れたものとすることができる。
<Curing process>
Next, the binder applied to the layer 1 is cured to form the cured part 3 (1c). Thereby, the bond strength between the particles can be made particularly excellent, and as a result, the mechanical strength and water resistance of the finally obtained three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent.

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

なお、吐出工程と硬化工程とは、同時進行的に行ってもよい。すなわち、1つの層1全体のパターン全体が形成される前に、結合液2が付与された部位から順次硬化反応を進行させるものであってもよい。   The discharge process and the curing process may be performed simultaneously. That is, before the entire pattern of one layer 1 is formed, the curing reaction may be sequentially advanced from the portion to which the binding liquid 2 is applied.

その後、前記の一連の工程を繰り返し行う(1d、1e、1f参照)。これにより、前記各層1のうち、結合液2が付与された部位の粒子が結合した状態となり、このような状態の層1が複数積層された積層体としての三次元造形物1000が得られる(1g参照)。   Thereafter, the series of steps described above is repeated (see 1d, 1e, and 1f). Thereby, it becomes the state which the particle | grains of the site | part to which the coupling | bonding liquid 2 was provided among each said layer 1 couple | bonded, and the three-dimensional structure 1000 as a laminated body by which the layer 1 of such a state was laminated | stacked is obtained ( 1g).

また、2回目以降の吐出工程(1d参照)で層1に付与された結合液2は、当該層1を構成する粒子同士の結合に利用されるとともに、付与された結合液2の一部は、それよりも下の層1に浸透する。このため、結合液2は、各層1内での粒子同士を結合だけでなく、隣接する層間での粒子同士の結合にも利用される。その結果、最終的に得られる三次元造形物1000は、全体としての機械的強度に優れたものとなる。   In addition, the binding liquid 2 applied to the layer 1 in the second and subsequent ejection steps (see 1d) is used for bonding particles constituting the layer 1, and part of the applied binding liquid 2 is , Penetrates the lower layer 1. For this reason, the binding liquid 2 is used not only for bonding particles in each layer 1 but also for bonding particles between adjacent layers. As a result, the finally obtained three-dimensional structure 1000 has excellent mechanical strength as a whole.

<未結合粒子除去工程>
そして、前記のような一連の工程を繰り返し行った後に、後処理工程として、各層1を構成する粒子のうち、結合剤により結合していないもの(未結合粒子)を除去する未結合粒子除去工程(1h)を行う。これにより、三次元造形物1000が取り出される。
<Unbound particle removal step>
Then, after repeating the series of steps as described above, as a post-treatment step, among the particles constituting each layer 1, unbound particle removal step of removing particles not bound by the binder (unbound particles) (1h) is performed. Thereby, the three-dimensional structure 1000 is taken out.

本工程の具体的な方法としては、例えば、刷毛等で未結合粒子を払い除ける方法、未結合粒子を吸引により除去する方法、空気等の気体を吹き付ける方法、水等の液体を付与する方法(例えば、液体中に前記のようにして得られた積層体を浸漬する方法、液体を吹き付ける方法等)、超音波振動等の振動を付与する方法等が挙げられる。また、これらから選択される2種以上の方法を組み合わせて行うことができる。より具体的には、空気等の気体を吹き付けた後に、水等の液体に浸漬する方法や、水等の液体に浸漬した状態で、超音波振動を付与する方法等が挙げられる。中でも、前記のようにして得られた積層体に対し、水を含む液体を付与する方法(特に、水を含む液体中に浸漬する方法)を採用するのが好ましい。これにより、未結合粒子を、より容易かつより確実に、三次元造形物1000から、除去することができる。また、未結合粒子を除去する際に三次元造形物1000に傷等の欠陥が生じることをより確実に防止することができる。また、このような方法を採用することにより、三次元造形物1000の洗浄を兼ねて行うことができる。   As a specific method of this step, for example, a method of removing unbound particles with a brush, a method of removing unbound particles by suction, a method of blowing a gas such as air, a method of applying a liquid such as water ( Examples thereof include a method of immersing the laminate obtained as described above in a liquid, a method of spraying a liquid, and a method of applying vibration such as ultrasonic vibration. Moreover, it can carry out combining 2 or more types of methods selected from these. More specifically, there are a method of immersing in a liquid such as water after blowing a gas such as air, a method of applying ultrasonic vibration in a state of immersing in a liquid such as water, and the like. Especially, it is preferable to employ | adopt the method (especially the method of immersing in the liquid containing water) which provides the liquid containing water with respect to the laminated body obtained as mentioned above. Thereby, unbound particles can be removed from the three-dimensional structure 1000 more easily and more reliably. In addition, it is possible to more reliably prevent a defect such as a scratch from occurring in the three-dimensional structure 1000 when removing the unbound particles. In addition, by adopting such a method, the three-dimensional structure 1000 can be washed.

2.三次元造形用組成物
次に、三次元造形用組成物について詳細に説明する。
2. Next, the three-dimensional modeling composition will be described in detail.

三次元造形用組成物は、複数の粒子と、当該粒子の表面を改質する表面処理剤と、溶媒と、を含むものである。   The three-dimensional modeling composition includes a plurality of particles, a surface treatment agent that modifies the surface of the particles, and a solvent.

以下、各成分について詳細に説明する。
≪粒子≫
三次元造形用組成物は、粒子を含んでいる。
Hereinafter, each component will be described in detail.
<Particle>
The three-dimensional structure forming composition contains particles.

粒子の構成材料としては、例えば、無機材料や有機材料、これらの複合体等が挙げられる。   Examples of the constituent material of the particles include inorganic materials, organic materials, and composites thereof.

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

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

中でも、粒子は、無機材料で構成されたものであるのが好ましく、金属酸化物で構成されたものであるのがより好ましく、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタンからなる群から選択される少なくとも1種であるのがさらに好ましい。これにより、三次元造形物の機械的強度、耐光性等の特性を特に優れたものとすることができる。また、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタンは、流動性にも優れているため、厚さの均一性がより高い層の形成に有利であるとともに、三次元造形物1000の生産性、寸法精度を特に優れたものとすることができる。   Among these, the particles are preferably composed of an inorganic material, more preferably composed of a metal oxide, and at least selected from the group consisting of silica, calcium carbonate, alumina, and titanium oxide. More preferably, it is one. Thereby, the characteristics such as mechanical strength and light resistance of the three-dimensional structure can be made particularly excellent. In addition, silica, calcium carbonate, alumina, and titanium oxide are excellent in fluidity, which is advantageous for forming a layer with higher thickness uniformity and productivity and dimensional accuracy of the three-dimensional structure 1000. Can be made particularly excellent.

粒子の平均粒径は、特に限定されないが、1μm以上25μm以下であるのが好ましく、1μm以上15μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物1000の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物1000における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物1000の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物の生産性を特に優れたものとすることができる。なお、本発明において、平均粒径とは、体積基準の平均粒径を言い、例えば、サンプルをメタノールに添加し、超音波分散器で3分間分散した分散液をコールターカウンター法粒度分布測定器(COULTER ELECTRONICS INS製TA−II型)にて、50μmのアパチャーを用いて測定することにより求めることができる。   The average particle diameter of the particles is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more and 25 μm or less, and more preferably 1 μm or more and 15 μm or less. As a result, the mechanical strength of the three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent, and the occurrence of unintentional irregularities in the manufactured three-dimensional structure 1000 can be more effectively prevented. The dimensional accuracy of the shaped object 1000 can be made particularly excellent. Moreover, the fluidity of the composition for three-dimensional modeling can be made particularly excellent, and the productivity of the three-dimensional modeling thing can be made particularly excellent. In the present invention, the average particle diameter means a volume-based average particle diameter. For example, a dispersion obtained by adding a sample to methanol and dispersing for 3 minutes with an ultrasonic disperser (Coulter counter method particle size distribution analyzer ( It can be determined by measuring with a 50 μm aperture using COULTER ELECTRONICS INS TA-II type).

粒子のDmaxは、3μm以上40μm以下であるのが好ましく、5μm以上30μm以下であるのがより好ましい。これにより、三次元造形物1000の機械的強度を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物1000における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物1000の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物1000の生産性を特に優れたものとすることができる。また、製造される三次元造形物1000の表面における、粒子による光の散乱をより効果的に防止することができる。   The Dmax of the particles is preferably 3 μm or more and 40 μm or less, and more preferably 5 μm or more and 30 μm or less. As a result, the mechanical strength of the three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent, and the occurrence of unintentional irregularities in the manufactured three-dimensional structure 1000 can be more effectively prevented. The dimensional accuracy of the shaped object 1000 can be made particularly excellent. Moreover, the fluidity of the composition for three-dimensional modeling can be made particularly excellent, and the productivity of the three-dimensional modeling object 1000 can be made particularly excellent. Moreover, the scattering of the light by particle | grains in the surface of the three-dimensional structure 1000 manufactured can be prevented more effectively.

粒子は、いかなる形状を有するものであってもよいが、球形状をなすものであるのが好ましい。これにより、三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物1000の生産性を特に優れたものとすることができるとともに、製造される三次元造形物1000における不本意な凹凸の発生等をより効果的に防止し、三次元造形物1000の寸法精度を特に優れたものとすることができる。また、製造される三次元造形物1000の表面における、粒子による光の散乱をより効果的に防止することができる。   The particles may have any shape, but preferably have a spherical shape. Thereby, the fluidity of the composition for three-dimensional modeling can be made particularly excellent, the productivity of the three-dimensional model 1000 can be made particularly excellent, and the unwillingness in the manufactured three-dimensional model 1000 can be achieved. Generation of unevenness and the like can be more effectively prevented, and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent. Moreover, the scattering of the light by particle | grains in the surface of the three-dimensional structure 1000 manufactured can be prevented more effectively.

三次元造形用組成物中における粒子の含有率は、10質量%以上90質量%以下であるのが好ましく、15質量%以上58質量%以下であるのがより好ましい。粒子は多孔性であってもよく、かさ密度が概ね0.1g/cm〜1.0g/cmの範囲が適当であり、0.15g/cm〜0.5g/cmの範囲の多孔性粉末がより好ましい。これにより、三次元造形用組成物の流動性を十分に優れたものとしつつ、最終的に得られる三次元造形物1000の機械的強度を特に優れたものとすることができる。 The content of the particles in the three-dimensional modeling composition is preferably 10% by mass or more and 90% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 58% by mass or less. The particles may be porous, the range of the bulk density of approximately 0.1g / cm 3 ~1.0g / cm 3 is suitably in the range of 0.15g / cm 3 ~0.5g / cm 3 A porous powder is more preferable. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent while sufficiently improving the fluidity of the three-dimensional structure forming composition.

≪表面処理剤≫
三次元造形用組成物は、粒子表面を改質する表面処理剤を含んでいる。
≪Surface treatment agent≫
The composition for three-dimensional modeling contains a surface treatment agent that modifies the particle surface.

表面処理剤は、結合剤との親和性を向上するように粒子表面を改質する機能を有している。   The surface treatment agent has a function of modifying the particle surface so as to improve the affinity with the binder.

このような表面処理剤としては、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも1種を用いるのが好ましい。これにより、粒子表面と結合剤との親和性をより高いものとすることができる。その結果、結合剤による粒子同士の結合力をより高いものとすることができ、得られる三次元造形物1000の機械的強度をより優れたものとすることができる。   As such a surface treatment agent, it is preferable to use at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, and a zirconate coupling agent. Thereby, the affinity between the particle surface and the binder can be made higher. As a result, the bonding force between the particles by the binder can be made higher, and the mechanical strength of the obtained three-dimensional structure 1000 can be made more excellent.

シランカップリング剤としては、例えば、アミノ系シランカップリング剤、ウレイド系シランカップリング剤、ビニル系シランカップリング剤、メタクリル系シランカップリング剤、エポキシ系シランカップリング剤、メルカプト系シランカップリング剤、イソシアネート系シランカップリング剤等が挙げられる。これらの中でも、特に、シランカップリング剤として、アミノ系シランカップリング剤および/またはアクリル系シランカップリング剤を用いるのが好ましい。これにより、粒子表面と結合剤との親和性をさらに高いものとすることができる。   Examples of silane coupling agents include amino silane coupling agents, ureido silane coupling agents, vinyl silane coupling agents, methacrylic silane coupling agents, epoxy silane coupling agents, and mercapto silane coupling agents. And isocyanate-based silane coupling agents. Among these, it is particularly preferable to use an amino silane coupling agent and / or an acrylic silane coupling agent as the silane coupling agent. Thereby, the affinity between the particle surface and the binder can be further increased.

また、シランカップリング剤の具体例としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、3−(アクリルオキシ)プロピルトリメトキシシラン、N−2−アミノエチル−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−(β−アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、ビニルトリス(β−メトキシ−エトキシ)シラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)−エチルトリメトキシシラン、γ−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネ−トプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Specific examples of the silane coupling agent include, for example, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, phenyltriethoxysilane, 3- (acryloxy) propyltrimethoxysilane, N-2-aminoethyl-3-amino. Propylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropylmethyldiethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N- (β-aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-glycine Sidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, vinyltris (β-methoxy-ethoxy) silane, β- (3 , 4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, γ-phenylaminopropyltrimethoxysilane, ureidopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, and the like. .

チタネート系カップリング剤としては、例えば、アルキルホスファイト基を有するチタネート系カップリング剤、アルキルホスフェート基を有するチタネート系カップリング剤、アルキルパイロホスフェート基を有するチタネート系カップリング剤、テトラアルキルタイプ、モノアルコキシタイプ、配位タイプ、キレートタイプ、第4級塩タイプ、ネオアルコキシタイプ、シクロヘテロ原子タイプ等が挙げられる。   Examples of titanate coupling agents include titanate coupling agents having an alkyl phosphite group, titanate coupling agents having an alkyl phosphate group, titanate coupling agents having an alkyl pyrophosphate group, tetraalkyl type, mono Examples include an alkoxy type, a coordination type, a chelate type, a quaternary salt type, a neoalkoxy type, and a cycloheteroatom type.

チタネート系カップリング剤の具体例としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリドデシルベンゼンスルホニルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトライソプロピルビス(ジオクチルホスファィト)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファィト)チタネート、テトラ(2,2ージアリルオキシメチルー1ーブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファィトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートーチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート、イソプロピルトリオクタイノルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリ(ジオクチルホスフェート)チタネート、イソプロピルトリクミルフエニールチタネート、イソプロピルトリ(N−アミノエチルーアミノエチル)チタネート、ジクミルフエニルオキシアセテートチタネートジイソステアロイルエチレンチタネート、ネオペンチル(ジアリール)オキシ−(トリ)ジオクチルホスファトチタネート、ジネオペンチル(ジアリール)オキシ−ジ(パラアミノ)ベンゾイルチタネート、ネオペンチル(ジアリール)オキシ−トリ(N−エチレンジアミノ)エチルチタネート、ジネオペンチル(ジアリール)オキシ−トリ(m−アミノ)フェニルチタネート等が挙げられる。これらの中でも、特に、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートを用いるのが好ましい。これにより、粒子表面と結合剤との親和性をさらに高いものとすることができる。   Specific examples of the titanate coupling agent include, for example, isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl tridodecylbenzenesulfonyl titanate, isopropyl tris (dioctylpyrophosphate) titanate, tetraisopropyl bis (dioctyl phosphate) titanate, tetraoctyl bis (ditrityl). Decyl phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphat titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate, isopropyltrioctai Nortitanate, isopropyl dimethacrylisostearoyl titanate, isopropylisostearoyl Acrylic titanate, isopropyl tri (dioctyl phosphate) titanate, isopropyl tricumyl phenyl titanate, isopropyl tri (N-aminoethyl-aminoethyl) titanate, dicumyl phenyloxyacetate titanate diisostearoyl ethylene titanate, neopentyl (diaryl) oxy- ( Tri) dioctyl phosphato titanate, dineopentyl (diaryl) oxy-di (paraamino) benzoyl titanate, neopentyl (diaryl) oxy-tri (N-ethylenediamino) ethyl titanate, dineopentyl (diaryl) oxy-tri (m-amino) phenyl titanate Etc. Among these, it is particularly preferable to use isopropyl triisostearoyl titanate. Thereby, the affinity between the particle surface and the binder can be further increased.

アルミネート系カップリング剤の具体例としては、例えば、アルキルアセトアセテートアルミニウムジイソプロピレート、ジイソブチル(オレイル)アセトアセチルアルミネート、ジイソプロピル(オレイル)アセトアセチルアルミネート、アミノジルコアルミネート、カルボキシルジルコアルミネート、メタクリルオキシジルコアルミネート、脂肪酸ジルコアルミネート、メルカプトジルコアルミネート等が挙げられる。   Specific examples of the aluminate coupling agent include, for example, alkyl acetoacetate aluminum diisopropylate, diisobutyl (oleyl) acetoacetyl aluminate, diisopropyl (oleyl) acetoacetyl aluminate, amino zircoaluminate, carboxyl zircoaluminate, Examples include methacryloxy zirco aluminate, fatty acid zirco aluminate, mercapto zirco aluminate and the like.

ジルコネート系カップリング剤の具体例としては、例えば、ステアリン酸ジルコニウム、テトラ(2,2−ジアリロキシメチル)ブチル−ジ(ジトリデシル)ホスフィトジルコネート、ネオペンチル(ジアリール)オキシ−(トリ)ジオクチルホスファトジルコネート、ジネオペンチル(ジアリール)オキシ−ジ(パラアミノ)ベンゾイルジルコネート、ネオペンチル(ジアリール)オキシ−トリ(N−エチレンジアミノ)エチルジルコネート、ジネオペンチル(ジアリール)オキシ−トリ(m−アミノ)フェニルジルコネート等が挙げられる。   Specific examples of the zirconate coupling agent include, for example, zirconium stearate, tetra (2,2-diallyloxymethyl) butyl-di (ditridecyl) phosphitozirconate, neopentyl (diaryl) oxy- (tri) dioctylphos Fattyzirconate, Dineopentyl (diaryl) oxy-di (paraamino) benzoyl zirconate, Neopentyl (diaryl) oxy-tri (N-ethylenediamino) ethyl zirconate, Dineopentyl (diaryl) oxy-tri (m-amino) phenylzirconate Etc.

三次元造形用組成物中における表面処理剤の含有率は、0.1質量%以上10質量%以下であるのが好ましく、0.5質量%以上5質量%以下であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる三次元造形物1000の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   The content of the surface treatment agent in the composition for three-dimensional modeling is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, and more preferably 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent.

≪溶媒≫
三次元造形用組成物は、溶媒を含んでいる。これにより、三次元造形用組成物の流動性を特に優れたものとし、三次元造形物1000の生産性を特に優れたものとすることができる。
≪Solvent≫
The three-dimensional structure forming composition contains a solvent. Thereby, the fluidity | liquidity of the composition for three-dimensional modeling can be made especially excellent, and the productivity of the three-dimensional modeling thing 1000 can be made especially excellent.

三次元造形用組成物を構成する溶媒としては、特に限定されないが、水系溶媒を用いるのが好ましい。水系溶媒としては、水および/または水との相溶性に優れる液体で構成されたものであるが、主として水で構成されたものであるのが好ましく、特に、水の含有率が70wt%以上のものであるのが好ましく、90wt%以上のものであるのがより好ましい。これにより、水溶性樹脂をより確実に溶解することができ、三次元造形用組成物の流動性、三次元造形用組成物を用いて形成される層1の組成の均一性を特に優れたものとすることができる。また、水は層1形成後の除去が容易であるとともに、三次元造形物1000中に残存した場合においても悪影響を与えにくい。また、人体に対する安全性、環境問題の観点等からも有利である。   Although it does not specifically limit as a solvent which comprises the composition for three-dimensional modeling, It is preferable to use an aqueous solvent. The aqueous solvent is composed of water and / or a liquid having excellent compatibility with water, but is preferably composed mainly of water, and particularly the water content is 70 wt% or more. It is preferable that it is 90 wt% or more. Thereby, the water-soluble resin can be more reliably dissolved, and the fluidity of the three-dimensional modeling composition and the uniformity of the composition of the layer 1 formed using the three-dimensional modeling composition are particularly excellent. It can be. In addition, water is easy to remove after the formation of the layer 1, and even when it remains in the three-dimensional structure 1000, it is difficult to adversely affect water. Moreover, it is advantageous from the viewpoint of safety to the human body and environmental problems.

三次元造形用組成物中における溶媒の含有率は、5質量%以上75質量%以下であるのが好ましく、35質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような溶媒を含むことによる効果がより顕著に発揮されるとともに、三次元造形物1000の製造過程において溶媒を短時間で容易に除去することができるため、三次元造形物1000の生産性向上の観点から有利である。   The content of the solvent in the three-dimensional modeling composition is preferably 5% by mass or more and 75% by mass or less, and more preferably 35% by mass or more and 70% by mass or less. Thereby, while the effect by including a solvent as mentioned above is exhibited more notably, since a solvent can be easily removed in a short time in the manufacturing process of the three-dimensional structure 1000, the three-dimensional structure 1000 This is advantageous from the viewpoint of improving productivity.

特に、三次元造形用組成物が溶媒として水を含むものである場合、三次元造形用組成物中における水の含有率は、20質量%以上73質量%以下であるのが好ましく、50質量%以上70質量%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような効果がより顕著に発揮される。   In particular, when the three-dimensional modeling composition contains water as a solvent, the content of water in the three-dimensional modeling composition is preferably 20% by mass to 73% by mass, and more preferably 50% by mass to 70% by mass. It is more preferable that the amount is not more than mass%. Thereby, the effects as described above are more remarkably exhibited.

≪水溶性樹脂≫
三次元造形用組成物は、上記成分とともに、水溶性樹脂を含むものでいてもよい。水溶性樹脂を含むことにより、粒子同士を結合(仮固定)し、粒子の不本意な飛散等を効果的に防止することができる。これにより、作業者の安全や、製造される三次元造形物1000の寸法精度の向上を図ることができる。また、水溶性樹脂は、粒子表面との親和性が高いため、粒子表面を容易に被覆することができる。
≪Water-soluble resin≫
The composition for three-dimensional modeling may contain a water-soluble resin together with the above components. By including the water-soluble resin, the particles can be bonded (temporarily fixed), and the particles can be effectively prevented from being unintentionally scattered. Thereby, the improvement of a worker's safety and the dimensional accuracy of the three-dimensional structure 1000 manufactured can be aimed at. Further, since the water-soluble resin has high affinity with the particle surface, the particle surface can be easily coated.

水溶性樹脂は、少なくともその一部が水に可溶なものであるのが好ましく、例えば、25℃における水に対する溶解度(水100gに溶解可能な質量)が5[g/100g水]以上のものであるのがより好ましく、10[g/100g水]以上のものであるのがさらに好ましい。これにより、粒子表面との親和性をより高いものとすることができるとともに、未結合粒子除去工程において、未結合粒子をより容易に除去することができる。   It is preferable that at least a part of the water-soluble resin is soluble in water. For example, the solubility in water at 25 ° C. (mass soluble in 100 g of water) is 5 [g / 100 g water] or more. It is more preferable that it is 10 [g / 100 g water] or more. Thereby, the affinity with the particle surface can be made higher, and unbound particles can be more easily removed in the unbound particle removal step.

三次元造形用組成物中において、水溶性樹脂は、少なくとも層形成工程において、液状の状態(例えば、溶解状態、溶融状態等)をなすものであるのが好ましい。これにより、容易かつ確実に、三次元造形用組成物を用いて形成される層1の厚さの均一性を、より高いものとすることができる。   In the composition for three-dimensional modeling, the water-soluble resin is preferably in a liquid state (for example, a dissolved state, a molten state, etc.) at least in the layer forming step. Thereby, the uniformity of the thickness of the layer 1 formed using the composition for three-dimensional modeling can be made higher easily and reliably.

水溶性樹脂としては、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸アンモニウム、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンオキサイド、ポリエチレングリコール、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミンからなる群から選択される少なくとも1種を含むものを用いるのが好ましい。これにより、水溶性樹脂と粒子との親和性(水溶性樹脂が有する水溶性の官能基と粒子表面の水酸基またはカルボキシル基またはアミノ基との間で水素結合)を特に高いものとすることができる。   The water-soluble resin includes at least one selected from the group consisting of polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, sodium polyacrylate, ammonium polyacrylate, carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, polyethylene oxide, polyethylene glycol, polyacrylamide, and polyethyleneimine. It is preferable to use what is included. Thereby, the affinity between the water-soluble resin and the particles (hydrogen bond between the water-soluble functional group of the water-soluble resin and the hydroxyl group, carboxyl group, or amino group on the particle surface) can be made particularly high. .

また、水溶性樹脂は水酸基を有し、水系溶媒との親和性(溶解性)が高いため容易に均一に溶解させることができる。三次元造形用組成物中における水溶性樹脂の含有率は、粒子の嵩体積に対して、15体積%以下であるのが好ましく、2体積%以上5体積%以下であるのがより好ましい。これにより、前述したような水溶性樹脂の機能を十分に発揮させつつ、結合液が侵入する空間をより広く確保することができ、三次元造形物1000の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   In addition, since the water-soluble resin has a hydroxyl group and has high affinity (solubility) with an aqueous solvent, it can be easily and uniformly dissolved. The content of the water-soluble resin in the three-dimensional modeling composition is preferably 15% by volume or less, and more preferably 2% by volume or more and 5% by volume or less with respect to the bulk volume of the particles. This makes it possible to ensure a wider space for the binding liquid to enter while sufficiently exerting the function of the water-soluble resin as described above, and to make the mechanical strength of the three-dimensional structure 1000 particularly excellent. be able to.

≪その他の成分≫
また、三次元造形用組成物は、前述した以外の成分を含むものであってもよい。このような成分としては、例えば、重合開始剤;重合促進剤;浸透促進剤;湿潤剤(保湿剤);定着剤;防黴剤;防腐剤;酸化防止剤;紫外線吸収剤;キレート剤;pH調整剤等が挙げられる。
≪Other ingredients≫
Further, the three-dimensional modeling composition may include components other than those described above. Examples of such components include a polymerization initiator; a polymerization accelerator; a penetration accelerator; a wetting agent (humectant); a fixing agent; an antifungal agent; an antiseptic; an antioxidant; an ultraviolet absorber; Examples include regulators.

3.結合液
次に、結合液について詳細に説明する。
3. Next, the binding liquid will be described in detail.

≪結合剤≫
結合液は、少なくとも結合剤を含むものである。
結合剤は、硬化することによって、粒子を結合する機能を備えた成分である。
<< Binder >>
The binding liquid contains at least a binder.
The binder is a component having a function of binding particles by curing.

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

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

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

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

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

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

単官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェニルオキシエチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、メチル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the monofunctional (meth) acrylate include, for example, phenoxyethyl (meth) acrylate, phenyloxyethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, isobornyl ( And (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, and the like.

二官能の(メタ)アクリレートの具体例としては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラメチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4−シクロヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル、ジプロピレングリコールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート等が挙げられる。   Specific examples of the bifunctional (meth) acrylate include, for example, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-butanediol di (meth) acrylate, tetramethylene glycol di (meth) ) Acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, penta Erythritol di (meth) acrylate, dipentaerythritol di (meth) acrylate, 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, dipropylene glycol diacrylate, tripropylene Recall diacrylate and the like.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

結合液中における結合剤の含有率は、80質量%以上であるのが好ましく、85質量%以上であるのがより好ましい。これにより、最終的に得られる三次元造形物1000の機械的強度を特に優れたものとすることができる。   The content of the binder in the binding liquid is preferably 80% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more. Thereby, the mechanical strength of the finally obtained three-dimensional structure 1000 can be made particularly excellent.

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

特に、結合液が着色剤を含むことにより、着色剤の色に対応する色に着色された三次元造形物1000を得ることができる。   In particular, when the binding liquid contains a colorant, the three-dimensional structure 1000 colored in a color corresponding to the color of the colorant can be obtained.

特に、着色剤として、顔料を含むことにより、結合液、三次元造形物1000の耐光性を良好なものとすることができる。顔料は、無機顔料および有機顔料のいずれも使用することができる。   In particular, the light resistance of the binding liquid and the three-dimensional structure 1000 can be improved by including a pigment as the colorant. As the pigment, either an inorganic pigment or an organic pigment can be used.

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

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

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

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

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

特に、結合液が着色剤として酸化チタンを含むものである場合、当該結合液中における酸化チタンの含有率は、12質量%以上18質量%以下であるのが好ましく、14質量%以上16質量%以下であるのがより好ましい。これにより、特に優れた隠蔽性が得られる。   In particular, when the binding liquid contains titanium oxide as a colorant, the content of titanium oxide in the binding liquid is preferably 12% by mass or more and 18% by mass or less, and is 14% by mass or more and 16% by mass or less. More preferably. Thereby, a particularly excellent concealing property can be obtained.

結合液が顔料を含む場合に、分散剤をさらに含むものであると、顔料の分散性をより良好なものとすることができる。その結果、顔料の偏りによる部分的な機械的強度の低下をより効果的に抑制することができる。   When the binding liquid contains a pigment, the dispersibility of the pigment can be further improved if it further contains a dispersant. As a result, a partial decrease in mechanical strength due to pigment bias can be more effectively suppressed.

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

結合液が界面活性剤を含むものであると、三次元造形物1000の耐擦性をより良好なものとすることができる。界面活性剤としては、特に限定されないが、例えば、シリコーン系界面活性剤としての、ポリエステル変性シリコーンやポリエーテル変性シリコーン等を用いることができ、中でも、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサンまたはポリエステル変性ポリジメチルシロキサンを用いるのが好ましい。界面活性剤の具体例としては、例えば、BYK−UV3500、3510、3530、3570(以上、BYK社製商品名)等を挙げられる。   When the binding liquid contains a surfactant, the three-dimensional structure 1000 can have better abrasion resistance. The surfactant is not particularly limited. For example, polyester-modified silicone or polyether-modified silicone as a silicone-based surfactant can be used, and among them, polyether-modified polydimethylsiloxane or polyester-modified polydimethylsiloxane. Is preferably used. Specific examples of the surfactant include, for example, BYK-UV3500, 3510, 3530, 3570 (above, trade names manufactured by BYK).

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

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

また、結合液の粘度は、7mPa・s以上25mPa・s以下であるのが好ましく、10mPa・s以上20mPa・s以下であるのがより好ましい。これにより、インクジェット法によるインクの吐出安定性を特に優れたものとすることができる。なお、本明細書中において、粘度とは、E型粘度計(東京計器社製 VISCONIC ELD)を用いて25℃において測定される値をいう。
また、三次元造形物1000の製造には、複数種の結合液を用いてもよい。
Further, the viscosity of the binding liquid is preferably 7 mPa · s or more and 25 mPa · s or less, and more preferably 10 mPa · s or more and 20 mPa · s or less. Thereby, the discharge stability of the ink by the inkjet method can be made particularly excellent. In addition, in this specification, a viscosity means the value measured in 25 degreeC using an E-type viscosity meter (Tokyo Keiki Co., Ltd. VISCONIC ELD).
Moreover, you may use multiple types of binding liquid for manufacture of the three-dimensional structure 1000.

例えば、着色剤を含む結合液(カラーインク)と、着色剤を含まない結合液(クリアインク)とを用いてもよい。これにより、例えば、三次元造形物1000の外観上、色調に影響を与える領域に付与する結合液として着色剤を含む結合液を用い、三次元造形物1000の外観上、色調に影響を与えない領域に付与する結合液として着色剤を含まない結合液を用いてもよい。また、最終的に得られる三次元造形物1000において、着色剤を含む結合液を用いて形成された領域の外表面に、着色剤を含まない結合液を用いた領域(コート層)を設けるように、複数種の結合液を併用してもよい。   For example, a binding liquid containing a colorant (color ink) and a binding liquid not containing a colorant (clear ink) may be used. Accordingly, for example, a binding liquid containing a colorant is used as a binding liquid to be applied to a region that affects the color tone on the appearance of the three-dimensional structure 1000, and the color tone is not affected on the appearance of the three-dimensional structure 1000. A binding liquid that does not contain a colorant may be used as the binding liquid applied to the region. Further, in the finally obtained three-dimensional structure 1000, an area (coat layer) using a binding liquid not containing a colorant is provided on the outer surface of the area formed using the binding liquid containing a colorant. In addition, a plurality of types of binding liquids may be used in combination.

また、例えば、異なる組成の着色剤を含む複数種の結合液を用いてもよい。これにより、これらの結合液の組み合わせにより、表現できる色再現領域を広いものとすることができる。   Further, for example, a plurality of types of binding liquids containing different colorants may be used. Thereby, the color reproduction area which can be expressed can be made wide by the combination of these binding liquids.

複数種の結合液を用いる場合、少なくとも、シアンの結合液、マゼンタの結合液およびイエローの結合液を用いるのが好ましい。これにより、これらの結合液の組み合わせにより、表現できる色再現領域をより広いものとすることができる。   When a plurality of types of binding liquids are used, it is preferable to use at least a cyan binding liquid, a magenta binding liquid, and a yellow binding liquid. Thereby, the color reproduction area which can be expressed can be made wider by the combination of these binding liquids.

また、白色(ホワイト)の結合液を、他の有色の結合液と併用することにより、例えば、以下のような効果が得られる。すなわち、最終的に得られる三次元造形物1000を、白色(ホワイト)の結合液が付与された第1の領域と、第1の領域と重なり合い、かつ、第1の領域よりも外表面側に設けられた白色以外の有色の結合液が付与された領域とを有するものとすることができる。これにより、白色(ホワイト)の結合液が付与された第1の領域が隠蔽性を発揮することができ、三次元造形物1000の彩度をより高めることができる。   Further, by using the white (white) binding liquid in combination with other colored binding liquids, for example, the following effects can be obtained. That is, the finally obtained three-dimensional structure 1000 is overlapped with the first region to which the white (white) binding liquid is applied, and the first region, and on the outer surface side of the first region. And a region to which a colored binding liquid other than white is provided. Thereby, the 1st area | region to which the white (white) binding liquid was provided can exhibit concealment property, and the chroma of the three-dimensional structure 1000 can be improved more.

4.三次元造形物製造装置
次に、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態について説明する。
4). Next, a preferred embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention will be described.

図3は、本発明の三次元造形物製造装置の好適な実施形態を上から平面視した平面図、図4は、図3に示す三次元造形物製造装置の側面図である。   FIG. 3 is a plan view of a preferred embodiment of the three-dimensional structure manufacturing apparatus of the present invention viewed from above, and FIG. 4 is a side view of the three-dimensional structure manufacturing apparatus shown in FIG.

三次元造形物製造装置100は、粒子と、当該粒子の表面を改質する表面処理剤と、溶媒とを含む三次元造形用組成物を用いて形成した層1を積層することにより、三次元造形物を製造する装置である。   The three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 has a three-dimensional structure by laminating a layer 1 formed using a composition for three-dimensional structure including particles, a surface treatment agent that modifies the surface of the particles, and a solvent. It is an apparatus for manufacturing a modeled object.

三次元造形物製造装置100は、図3、図4に示すように、三次元造形物が造形される造形部10と、三次元造形用組成物を供給する供給部11と、供給された三次元造形用組成物を用いて造形部10に三次元造形用組成物の層1を形成するスキージ(層形成手段)12と、層1を形成した際に余剰の三次元造形用組成物を回収する回収部13と、層1を加熱する加熱手段14と、層1に対して結合剤を含む結合液を吐出する吐出部15と、層1に対して紫外線を照射する紫外線照射手段16と、を有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the three-dimensional structure manufacturing apparatus 100 includes a modeling unit 10 on which a three-dimensional structure is modeled, a supply unit 11 that supplies a composition for three-dimensional modeling, and a supplied tertiary. A squeegee (layer forming means) 12 that forms the layer 1 of the three-dimensional modeling composition on the modeling unit 10 using the original modeling composition, and the surplus three-dimensional modeling composition is recovered when the layer 1 is formed. A recovery unit 13 for heating, a heating unit 14 for heating the layer 1, a discharge unit 15 for discharging a binding liquid containing a binder to the layer 1, an ultraviolet irradiation unit 16 for irradiating the layer 1 with ultraviolet rays, have.

造形部10は、図3、図4に示すように、枠体101と、枠体101内部に設けられた造形ステージ102とを有している。   As shown in FIGS. 3 and 4, the modeling unit 10 includes a frame body 101 and a modeling stage 102 provided inside the frame body 101.

枠体101は、枠状の部材で構成されている。
造形ステージ102は、XY平面において矩形型の形状を有している。
The frame body 101 is composed of a frame-shaped member.
The modeling stage 102 has a rectangular shape on the XY plane.

造形ステージ102は、図示せぬ駆動手段によってZ軸方向に可動(昇降)するよう構成されている。   The modeling stage 102 is configured to move (lift) in the Z-axis direction by a driving unit (not shown).

枠体101の内壁面と造形ステージ102とで形成される領域に層1が形成される。
また、造形部10は、図示せぬ駆動手段によってX軸方向に駆動可能となっている。
The layer 1 is formed in a region formed by the inner wall surface of the frame body 101 and the modeling stage 102.
The modeling unit 10 can be driven in the X-axis direction by a driving unit (not shown).

そして、造形部10が、X軸方向、すなわち、後述する吐出部15の描画領域へ移動することで、吐出部15によって層1に結合液が吐出される。   Then, when the modeling unit 10 moves in the X-axis direction, that is, to a drawing region of the discharge unit 15 to be described later, the binding liquid is discharged to the layer 1 by the discharge unit 15.

供給部11は、三次元造形物製造装置100内に三次元造形用組成物を供給する機能を有している。   The supply unit 11 has a function of supplying a 3D modeling composition into the 3D model manufacturing apparatus 100.

供給部11は、三次元造形用組成物が供給される供給領域111と、供給領域111に対して三次元造形用組成物を供給する供給手段112とを有している。   The supply unit 11 includes a supply region 111 to which the three-dimensional modeling composition is supplied, and a supply unit 112 that supplies the three-dimensional modeling composition to the supply region 111.

供給領域111は、X軸方向に長尺の長方形状をなしており、枠体101の一辺と接するように設けられている。また、供給領域111は、枠体101の上面と面一となるように設けられている。   The supply region 111 has a long rectangular shape in the X-axis direction, and is provided in contact with one side of the frame body 101. The supply region 111 is provided so as to be flush with the upper surface of the frame body 101.

供給領域111に供給された三次元造形用組成物は、後述するスキージ12により、造形ステージ102に搬送され、層1を形成する。   The composition for three-dimensional modeling supplied to the supply region 111 is conveyed to the modeling stage 102 by the squeegee 12 described later, and forms the layer 1.

スキージ(層形成手段)12は、X軸方向に長尺の板状をなしている。また、スキージ12は、図示せぬ駆動手段によってY軸方向に駆動するよう構成されている。また、スキージ12は、その短軸方向の先端が、枠体101の上面および供給領域111と接するよう構成されている。   The squeegee (layer forming means) 12 has a long plate shape in the X-axis direction. Further, the squeegee 12 is configured to be driven in the Y-axis direction by a driving unit (not shown). Further, the squeegee 12 is configured such that the tip in the short axis direction is in contact with the upper surface of the frame body 101 and the supply region 111.

このスキージ12は、Y軸方向に移動しながら、供給領域111に供給された三次元造形用組成物を造形ステージ102に搬送し、造形ステージ102上に層1を形成する。   The squeegee 12 moves the composition for three-dimensional modeling supplied to the supply region 111 to the modeling stage 102 while moving in the Y-axis direction, and forms the layer 1 on the modeling stage 102.

本実施形態では、スキージ12の移動方向と、造形部10の移動方向とが交差(直交)するよう構成されている。このような構成とすることにより、吐出部15による結合液の吐出が行われている際に、次の層1の形成の準備を行うことができ、三次元造形物の生産効率を向上させることができる。   In this embodiment, the moving direction of the squeegee 12 and the moving direction of the modeling unit 10 are configured to intersect (orthogonal). By adopting such a configuration, it is possible to prepare for the formation of the next layer 1 when the discharge of the binding liquid by the discharge unit 15 is performed, and to improve the production efficiency of the three-dimensional structure. Can do.

回収部13は、上面が開口した箱状の部材であり、造形部10とは別体として設けられている。この回収部13は、層1の形成で余剰となった三次元造形用組成物を回収する機能を有している。   The collection unit 13 is a box-shaped member whose upper surface is opened, and is provided separately from the modeling unit 10. The collection unit 13 has a function of collecting the composition for three-dimensional modeling that has become excessive due to the formation of the layer 1.

回収部13は、枠体101と接しており、枠体101を介して供給部11と対向するように設けられている。   The collection unit 13 is in contact with the frame body 101 and is provided to face the supply unit 11 through the frame body 101.

スキージ12によって運ばれた余剰の三次元造形用組成物は、この回収部13で回収され、回収された三次元造形用組成物は、再利用に供される。   The surplus composition for three-dimensional modeling carried by the squeegee 12 is recovered by the recovery unit 13, and the recovered three-dimensional modeling composition is reused.

加熱手段14は、層1を加熱して、層1を乾燥させる機能を有している。すなわち、層1中に含まれる溶媒の少なくとも一部を除去する機能を有している。また、加熱手段14の加熱により、層1中に含まれる粒子表面が表面処理剤により改質されるよう構成されている。
吐出部15は、形成した層1に対して結合液を吐出する機能を有している。
The heating means 14 has a function of heating the layer 1 and drying the layer 1. That is, it has a function of removing at least a part of the solvent contained in the layer 1. Further, the surface of the particles contained in the layer 1 is modified by the surface treatment agent by the heating of the heating means 14.
The discharge unit 15 has a function of discharging the binding liquid to the formed layer 1.

具体的には、造形ステージ102上に層1を形成した造形部10がX軸方向に移動し、吐出部15の下部の描画領域に差し掛かった際に、層1に対して吐出部15から結合液が吐出される。   Specifically, when the modeling unit 10 in which the layer 1 is formed on the modeling stage 102 moves in the X-axis direction and reaches the drawing area below the ejection unit 15, the coupling unit 15 is coupled to the layer 1 from the ejection unit 15. Liquid is discharged.

吐出部15は、インクジェット方式で、結合液の液滴を吐出する液滴吐出ヘッドが搭載されている。また、吐出部15は、図示せぬ結合液供給部を備えている。本実施形態では、いわゆるピエゾ駆動方式の液滴吐出ヘッドが採用されている。   The discharge unit 15 is mounted with a droplet discharge head that discharges a droplet of a binding liquid by an inkjet method. Moreover, the discharge part 15 is provided with the coupling liquid supply part which is not illustrated. In the present embodiment, a so-called piezo drive type droplet discharge head is employed.

紫外線照射手段16は、吐出部15の移動方向(X軸方向)の両端に2つ設けられている。   Two ultraviolet irradiation means 16 are provided at both ends in the moving direction (X-axis direction) of the discharge unit 15.

紫外線照射手段16は、層1に対して紫外線を照射することにより、層1中の結合剤を硬化させ、層1中の粒子同士を結合させる機能を有している。   The ultraviolet irradiation means 16 has a function of curing the binder in the layer 1 by irradiating the layer 1 with ultraviolet rays and bonding the particles in the layer 1 together.

なお、上述した説明では、層形成手段として、スキージ12を用いた場合について説明したが、スキージに限定されず、例えば、ローラーであってもよい。   In the above description, the case where the squeegee 12 is used as the layer forming unit has been described. However, the squeegee 12 is not limited to the squeegee and may be a roller, for example.

また、回収部13には、スキージ12に付着した三次元造形用組成物を除去する除去手段を設けてもよい。除去手段としては、超音波、ふき取り、静電気等を用いることができる。   Further, the collection unit 13 may be provided with a removing unit that removes the three-dimensional modeling composition attached to the squeegee 12. As the removing means, ultrasonic waves, wiping, static electricity or the like can be used.

また、三次元造形用組成物が溶媒を含んでいない場合には、加熱手段17は無くてもよい。   Further, when the three-dimensional modeling composition does not contain a solvent, the heating means 17 may not be provided.

また、上記説明では、紫外線照射手段16を有するものとして説明したが、これに限定されない。例えば、結合剤が熱硬化性樹脂を含む場合には、加熱手段であってもよい。   Moreover, although it demonstrated as having the ultraviolet irradiation means 16 in the said description, it is not limited to this. For example, when the binder contains a thermosetting resin, it may be a heating means.

5.三次元造形物
本発明の三次元造形物は、前述したような三次元造形物の製造方法または三次元造形物製造装置を用いて製造されたものである。これにより、機械的強度に優れた三次元造形物を提供することができる。
5. Three-dimensional structure The three-dimensional structure of the present invention is manufactured using the three-dimensional structure manufacturing method or the three-dimensional structure manufacturing apparatus as described above. Thereby, the three-dimensional structure excellent in mechanical strength can be provided.

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

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

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

例えば、前述した実施形態では、回収部と造形部とが別体となっている構成について説明したが、これに限定されず、回収部と造形部とは一体的に構成されていてもよい。この場合、スキージは移動せずに、造形部および回収部の移動によって層1を形成するものであってもよい。   For example, in the above-described embodiment, the configuration in which the recovery unit and the modeling unit are separate from each other has been described. However, the configuration is not limited thereto, and the recovery unit and the modeling unit may be configured integrally. In this case, the layer 1 may be formed by moving the modeling part and the recovery part without moving the squeegee.

また、本発明の三次元造形物の製造方法においては、必要に応じて、前処理工程、後処理工程を行ってもよい。   Moreover, in the manufacturing method of the three-dimensional structure of this invention, you may perform a pre-processing process and a post-processing process as needed.

前処理工程としては、例えば、造形ステージの清掃工程等が挙げられる。
後処理工程としては、例えば、洗浄工程、バリ取り等を行う形状調整工程、着色工程、被覆層形成工程、未硬化の紫外線硬化性樹脂を確実に硬化させるための光照射処理や加熱処理を行う紫外線硬化性樹脂硬化完了工程等が挙げられる。
As a pre-processing process, the cleaning process of a modeling stage etc. are mentioned, for example.
As the post-treatment process, for example, a cleaning process, a shape adjustment process for deburring, a coloring process, a coating layer forming process, a light irradiation process or a heat treatment for surely curing an uncured ultraviolet curable resin is performed. Examples include an ultraviolet curable resin curing completion step.

また、前述した実施形態では、全ての層に対して、結合液を付与するものとして説明したが、結合液が付与されない層を有していてもよい。例えば、造形ステージの直上に形成された層に対して、結合液を付与しないものとし、犠牲層として機能させてもよい。   Moreover, although embodiment mentioned above demonstrated as what provides a binding liquid with respect to all the layers, you may have the layer to which a binding liquid is not provided. For example, the binding liquid may not be applied to the layer formed immediately above the modeling stage, and the layer may function as a sacrificial layer.

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

以下に具体的な実施例をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。なお、以下の説明において、特に温度条件を示していない処理は、室温(25℃)において行ったものである。また、各種測定条件についても特に温度条件を示していないものは、室温(25℃)における数値である。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to specific examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, the processing that does not particularly indicate the temperature condition is performed at room temperature (25 ° C.). Moreover, what does not show temperature conditions in particular also about various measurement conditions is a numerical value in room temperature (25 degreeC).

[1]三次元造形物の製造
(実施例1)
1.三次元造形用組成物の調製
まず、表面に水酸基を多数有するシリカ粒子(東ソー・シリカ社製、商品名「Nipsil E−75」:平均粒径2.4μm)で構成された粉末を用意した。
[1] Production of three-dimensional structure (Example 1)
1. Preparation of Composition for Three-Dimensional Modeling First, a powder composed of silica particles having a large number of hydroxyl groups on the surface (trade name “Nipsil E-75” manufactured by Tosoh Silica Co., Ltd .: average particle size 2.4 μm) was prepared.

次に、粉末:30.00質量%と、水:59.00質量%と、水溶性樹脂としてのポリアクリル酸アンモニウム:10.00質量%と、カップリング剤としての3−アミノプロピルトリエトキシシラン:1.00質量%とを混合し、三次元造形用組成物を得た。   Next, powder: 30.00 mass%, water: 59.00 mass%, ammonium polyacrylate as a water-soluble resin: 10.00 mass%, and 3-aminopropyltriethoxysilane as a coupling agent 1.00 mass% was mixed and the composition for three-dimensional modeling was obtained.

2.三次元造形物の製造
得られた三次元造形用組成物を用いて、図5に示すような形状、すなわち、厚さ:4mm×長さ:150mmであり、斜線部で示された両端(図中の上側および下側)に設けられた領域の幅が20mm、長さが35mmであり、これらの領域に挟まれた領域の幅が10mmであり、長さが80mmである三次元造形物A、および、図6に示すような形状、すなわち、厚さ:4mm×幅:10mm×長さ:80mmの立方体形状である三次元造形物Bを、以下のようにして製造した。
2. Manufacture of three-dimensional structure Using the obtained composition for three-dimensional structure, the shape as shown in FIG. 5, that is, thickness: 4 mm × length: 150 mm, both ends indicated by hatched portions (see FIG. A three-dimensional structure A having a width of 20 mm and a length of 35 mm provided in the upper and lower sides), a width of 10 mm between the areas, and a length of 80 mm. And the three-dimensional structure B which is a shape as shown in FIG. 6, ie, the cube shape of thickness: 4 mm × width: 10 mm × length: 80 mm, was manufactured as follows.

まず、三次元造形装置を用意し、支持体(ステージ)の表面に、三次元造形用組成物を用いて、スキージー法により、厚さ:50μmの層を形成した(層形成工程)。   First, a three-dimensional modeling apparatus was prepared, and a layer having a thickness of 50 μm was formed on the surface of the support (stage) using the three-dimensional modeling composition by a squeegee method (layer forming step).

次に、層形成後に層を150℃に加熱し2分間放置することにより三次元造形用組成物中に含まれる水の除去およびシリカ粒子表面の表面改質を行った。   Next, after the layer formation, the layer was heated to 150 ° C. and allowed to stand for 2 minutes to remove water contained in the three-dimensional modeling composition and to modify the surface of the silica particles.

次に、三次元造形用組成物で構成された層に、インクジェット法により、所定のパターンでインクを付与した(インク吐出工程)。インクとしては、以下の組成で25℃における粘度が22mPa・sのものを用いた。   Next, ink was applied in a predetermined pattern to the layer constituted by the three-dimensional modeling composition by an inkjet method (ink ejection step). As the ink, an ink having the following composition and a viscosity at 25 ° C. of 22 mPa · s was used.

<紫外線硬化性樹脂>
・フェノキシエチルアクリレート:20.00質量%
・イソボルニルアクリレート:20.00質量%
・アクリル酸2−(2−ビニロキシエトキシ)エチル:50.00質量%
<UV curable resin>
・ Phenoxyethyl acrylate: 20.00% by mass
Isobornyl acrylate: 20.00% by mass
・ 2- (2-vinyloxyethoxy) ethyl acrylate: 50.00% by mass

<重合開始剤>
・ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド:5.00質量%
・2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド:4.50質量%
<Polymerization initiator>
Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide: 5.00% by mass
2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide: 4.50% by mass

<重合禁止剤>
・p−メトキシフェノール:0.10質量%
<Polymerization inhibitor>
・ P-methoxyphenol: 0.10% by mass

<界面活性剤>
・BYK3500(BYK社製商品名):0.40質量%
<Surfactant>
-BYK3500 (trade name manufactured by BYK): 0.40 mass%

次に、前記層に紫外線を照射し、三次元造形用組成物中に含まれる紫外線硬化性樹脂を硬化させた(硬化工程)。   Next, the layer was irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin contained in the three-dimensional modeling composition (curing step).

その後、製造すべき三次元造形物の形状に応じて、インクの付与パターンを変更しつつ、複数の層が積層するように、前記層形成工程ないし硬化工程の一連の工程を繰り返し行った。   Thereafter, a series of steps from the layer formation step to the curing step were repeated so that a plurality of layers were stacked while changing the ink application pattern according to the shape of the three-dimensional structure to be manufactured.

その後、前記のようにして得られた積層体を水中に浸漬し、超音波振動を付与することにより、各層を構成する粒子のうち、紫外線硬化性樹脂により結合していないもの(未結合粒子)を除去し、三次元造形物Aおよび三次元造形物Bをそれぞれ2個ずつ得た。
その後、60℃×20分間という条件で、乾燥処理を施した。
Thereafter, the laminate obtained as described above is immersed in water and subjected to ultrasonic vibration, whereby particles constituting each layer are not bound by an ultraviolet curable resin (unbound particles). Was removed, and two three-dimensional structures A and two three-dimensional structures B were obtained.
Then, the drying process was performed on the conditions of 60 degreeC * 20 minutes.

(実施例2〜7、比較例1〜3)
三次元造形用組成物の調製に用いる原料の種類、各成分の配合比を変更することにより、三次元造形用組成物の構成を表1に示すように変更し、加熱工程における条件を表1に示すように変更した以外は、前記実施例1と同様にして三次元造形物を製造した。
(Examples 2-7, Comparative Examples 1-3)
The composition of the three-dimensional modeling composition is changed as shown in Table 1 by changing the type of raw materials used for the preparation of the three-dimensional modeling composition and the mixing ratio of each component, and the conditions in the heating process are shown in Table 1. A three-dimensional structure was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the change was made as shown in FIG.

前記各実施例および各比較例の三次元造形用組成物の構成を表1に示す。なお、表中、表面処理済シリカは、3−アミノプロピルトリエトキシシランで湿式処理をしたNipsil E−75を示し、アルミナは、日本アエロジル社製、商品名「AEROXIDE Alu 65」を示し、酸化チタンは、日本アエロジル社製、商品名「AEROXIDE TIO P25」を示す。 Table 1 shows the configurations of the three-dimensional modeling compositions of the examples and the comparative examples. In the table, the surface-treated silica indicates Nipsil E-75 wet-treated with 3-aminopropyltriethoxysilane, and alumina indicates a product name “AEROXIDE Alu 65” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd., and titanium oxide. Indicates a product name “AEROXIDE TIO 2 P25” manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.

Figure 2016112793
Figure 2016112793

[2]評価
[2.1]引張強度および引張弾性率
前記各実施例および各比較例の三次元造形物Aについて、JIS K 7161:1994(ISO 527:1993)に準拠し、引張降伏応力:50mm/分、引張弾性率:1mm/分という条件で測定を行い、引張強度および引張弾性率について、以下の基準に従い評価した。
[2] Evaluation [2.1] Tensile strength and tensile modulus About the three-dimensional structure A of each Example and each Comparative Example, in accordance with JIS K 7161: 1994 (ISO 527: 1993), tensile yield stress: Measurement was performed under the conditions of 50 mm / min and tensile modulus: 1 mm / min, and the tensile strength and tensile modulus were evaluated according to the following criteria.

(引張強度)
A:引張強度が30MPa以上。
B:引張強度が20MPa以上30MPa未満。
C:引張強度が10MPa以上20MPa未満。
D:引張強度が10MPa未満。
(Tensile strength)
A: Tensile strength is 30 MPa or more.
B: Tensile strength is 20 MPa or more and less than 30 MPa.
C: Tensile strength is 10 MPa or more and less than 20 MPa.
D: Tensile strength is less than 10 MPa.

(引張弾性率)
A:引張弾性率が1.5GPa以上。
B:引張弾性率が1.0GPa以上1.5GPa未満。
C:引張弾性率が0.5GPa以上1.0GPa未満。
D:引張弾性率が0.5GPa未満。
(Tensile modulus)
A: The tensile elastic modulus is 1.5 GPa or more.
B: Tensile modulus is 1.0 GPa or more and less than 1.5 GPa.
C: Tensile modulus is 0.5 GPa or more and less than 1.0 GPa.
D: Tensile modulus is less than 0.5 GPa.

[2.2]曲げ強度および曲げ弾性率
前記各実施例および各比較例の三次元造形物Bについて、JIS K 7171:1994(ISO 178:1993)に準拠し、支点間距離64mm、試験速度:2mm/分という条件で測定を行い、曲げ強度および曲げ弾性率について、以下の基準に従い評価した。
[2.2] Flexural strength and flexural modulus About the three-dimensional structure B of each of the above Examples and Comparative Examples, the distance between fulcrums of 64 mm and the test speed are in accordance with JIS K 7171: 1994 (ISO 178: 1993). Measurement was performed under the condition of 2 mm / min, and bending strength and flexural modulus were evaluated according to the following criteria.

(曲げ強度)
A:曲げ強度が60MPa以上。
B:曲げ強度が45MPa以上60MPa未満。
C:曲げ強度が30MPa以上45MPa未満。
D:曲げ強度が30MPa未満。
(Bending strength)
A: Bending strength is 60 MPa or more.
B: Bending strength is 45 MPa or more and less than 60 MPa.
C: Bending strength is 30 MPa or more and less than 45 MPa.
D: Bending strength is less than 30 MPa.

(曲げ弾性率)
A:曲げ弾性率が2.4GPa以上。
B:曲げ弾性率が2.2GPa以上2.4GPa未満。
C:曲げ弾性率が2.0GPa以上2.2GPa未満。
D:曲げ弾性率が2.0GPa未満。
(Flexural modulus)
A: Bending elastic modulus is 2.4 GPa or more.
B: The flexural modulus is 2.2 GPa or more and less than 2.4 GPa.
C: Flexural modulus is 2.0 GPa or more and less than 2.2 GPa.
D: Flexural modulus is less than 2.0 GPa.

これらの結果を表1にまとめて示した。
表1から明らかなように、本発明では、機械的強度に優れた三次元造形物が得られた。これに対し、比較例では、十分な結果が得られなかった。
These results are summarized in Table 1.
As is apparent from Table 1, in the present invention, a three-dimensional structure excellent in mechanical strength was obtained. On the other hand, in the comparative example, sufficient results were not obtained.

1…層
2…結合液
3…硬化部
10…造形部
11…供給部
12…スキージ(層形成手段)
13…回収部
14…加熱手段
15…吐出部
16…紫外線照射手段
100…三次元造形物製造装置
101…枠体
102…造形ステージ
111…供給領域
112…供給手段
1000…三次元造形物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Layer 2 ... Binding liquid 3 ... Curing part 10 ... Modeling part 11 ... Supply part 12 ... Squeegee (layer formation means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 ... Recovery part 14 ... Heating means 15 ... Discharge part 16 ... Ultraviolet irradiation means 100 ... Three-dimensional structure manufacturing apparatus 101 ... Frame body 102 ... Modeling stage 111 ... Supply area 112 ... Supply means 1000 ... Three-dimensional structure

Claims (12)

粒子と、
前記粒子の表面を改質する表面処理剤と、
溶媒と、を含むことを特徴とする三次元造形用組成物。
Particles,
A surface treatment agent for modifying the surface of the particles;
A composition for three-dimensional modeling, comprising a solvent.
前記表面処理剤は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも1種である請求項1に記載の三次元造形用組成物。   The three-dimensional modeling according to claim 1, wherein the surface treatment agent is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, and a zirconate coupling agent. Composition. 前記シランカップリング剤は、アミノ系シランカップリング剤および/またはアクリル系シランカップリング剤である請求項2に記載の三次元造形用組成物。   The three-dimensional structure forming composition according to claim 2, wherein the silane coupling agent is an amino silane coupling agent and / or an acrylic silane coupling agent. 前記チタネート系カップリング剤は、イソプロピルトリイソステアロイルチタネートを含む請求項2または3に記載の三次元造形用組成物。   The three-dimensional structure forming composition according to claim 2 or 3, wherein the titanate coupling agent includes isopropyl triisostearoyl titanate. 前記粒子は、シリカ、炭酸カルシウム、アルミナ、酸化チタンからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1ないし4のいずれか1項に記載の三次元造形用組成物。   The three-dimensional structure forming composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the particles are at least one selected from the group consisting of silica, calcium carbonate, alumina, and titanium oxide. 層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物の製造方法であって、
粒子と、当該粒子の表面を改質する表面処理剤と、溶媒と、を含む三次元造形用組成物を用いて前記層を形成する層形成工程と、
前記層を加熱し、溶媒を除去する加熱工程と、
前記層に、複数の前記粒子同士を結合する結合剤を含む結合液を吐出する吐出工程と、を有することを特徴とする三次元造形物の製造方法。
It is a manufacturing method of a three-dimensional structure that manufactures a three-dimensional structure by laminating layers,
A layer forming step of forming the layer using a composition for three-dimensional modeling including particles, a surface treatment agent for modifying the surface of the particles, and a solvent;
Heating the layer to remove the solvent; and
A method for producing a three-dimensional structure, comprising: a step of discharging a binding liquid containing a binder that binds the plurality of particles to the layer.
前記表面処理剤は、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミネート系カップリング剤、ジルコネート系カップリング剤からなる群から選択される少なくとも1種である請求項6に記載の三次元造形物の製造方法。   The three-dimensional modeling according to claim 6, wherein the surface treatment agent is at least one selected from the group consisting of a silane coupling agent, a titanate coupling agent, an aluminate coupling agent, and a zirconate coupling agent. Manufacturing method. 前記加熱工程では、前記層を40℃以上180℃以下の温度に加熱する請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1, wherein in the heating step, the layer is heated to a temperature of 40 ° C. or higher and 180 ° C. or lower. 前記層形成工程、前記加熱工程、前記吐出工程を繰り返し行った後、前記結合剤によって結合していない前記粒子を除去する除去工程を有する請求項1または2に記載の三次元造形物の製造方法。   The method for producing a three-dimensional structure according to claim 1, further comprising a removal step of removing the particles that are not bound by the binder after repeatedly performing the layer forming step, the heating step, and the discharging step. . 層を積層することにより、三次元造形物を製造する三次元造形物製造装置であって、
粒子と、当該粒子の表面を改質する表面処理剤と、溶媒と、を含む三次元造形用組成物を用いて前記層を形成する層形成手段と、
前記層を加熱し、溶媒を除去する加熱手段と、
前記層に、複数の前記粒子同士を結合する結合剤を含む結合液を吐出する吐出手段と、を有することを特徴とする三次元造形物製造装置。
A three-dimensional structure manufacturing apparatus for manufacturing a three-dimensional structure by laminating layers,
A layer forming means for forming the layer using a three-dimensional modeling composition comprising particles, a surface treatment agent for modifying the surface of the particles, and a solvent;
Heating means for heating the layer and removing the solvent;
The three-dimensional structure manufacturing apparatus characterized by having discharge means for discharging a binding liquid containing a binder that binds the plurality of particles to the layer.
請求項7ないし9のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法により製造されたことを特徴とする三次元造形物。   A three-dimensional structure manufactured by the method for manufacturing a three-dimensional structure according to any one of claims 7 to 9. 請求項10に記載の三次元造形物製造装置により製造されたことを特徴とする三次元造形物。   A three-dimensional structure manufactured by the three-dimensional structure manufacturing apparatus according to claim 10.
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