JP2019038192A - 三次元物体前駆体処理剤組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本実施形態の三次元物体前駆体処理剤組成物(以下、単に処理剤組成物とも称することがある)は、サポート材及び造形材を有する三次元物体前駆体から前記サポート材を除去するための三次元物体前駆体処理剤組成物であって、アルカリ金属水酸化物、アニオン性乳化剤、及び水を含有する。本実施形態の三次元物体前駆体処理剤組成物によれば、従来よりも速やかにサポート材を除去することができる。
前記アルカリ金属水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及び水酸化カリウム等が例示できる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。これらの中でも速やかにサポート材を除去する観点から水酸化ナトリウムが好ましい。
前記アニオン性乳化剤としては、脂肪酸、アルキル硫酸エステル、アルキルエーテル硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸、アルキルナフタレンスルホン酸、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、及びアルキルリン酸、並びにそれらの塩が例示できる。これらは1種又は2種以上を併用してもよい。これらの中でも速やかにサポート材を除去する観点からアルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩が好ましく、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸のナトリウム塩がより好ましい。このようなアニオン性乳化剤の市販品としては、ペレックスSS−H(アルキルジフェニルエーテルスルホン酸ナトリウム塩;花王株式会社製)が挙げられる。
水は、超純水、純水、イオン交換水、蒸留水、又は通常の水道水等を挙げることができる。水の含有量は、前記処理剤組成物の残部(合計を100質量%とする量)であってよい。前記処理剤組成物中の水の含有量は、速やかにサポート材を除去する観点から70質量%以上が好ましく、75質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。前記処理剤組成物中の水の含有量は、速やかにサポート材を除去する観点から98質量%以下が好ましく、95質量%以下がより好ましく、93質量%以下がさらに好ましい。これらの観点を総合すると、前記処理剤組成物中の水の含有量は、70〜98質量%が好ましく、75〜95質量%がより好ましく、80〜93質量%がさらに好ましい。
前記処理剤組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、水溶性有機溶剤;有機アルカリ剤;分散剤;エチレンジアミン四酢酸塩、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸塩、アルギン酸塩等のビルダー成分;増粘剤;pH調整剤;防腐剤;防錆剤;顔料;着色剤等が含まれていてもよい。着色剤を含有する現像液組成物は、サポート材の種類によっては、サポート材が溶解することで色が変化するため、着色剤は、現像の進行程度や終了時期を示す指示薬としての機能も期待できる。
前記水溶性有機溶剤としては、エタノール、イソプロピルアルコール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、グリセリン、イソプレングリコール、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、3−メチル−3−メトキシブタノール、フェノキシエタノール、フェニルグリコール、フェノキシイソプロパノール、ブチルジグリコール(ジエチレングリコールモノブチルエーテル)、ジブチレンジグリコール及びベンジルアルコール等が例示できる。なお、本明細書において水溶性有機溶剤とは、オクタノール/水分配係数(LogPow)が3.5以下の溶剤を意味する。
前記有機アルカリ剤としてはアミン化合物が挙げられる。当該アミン化合物としては、特開平8−157887号、段落0019〜0028(第4頁第5欄第32行〜第5頁第7欄第48行)に記載の化合物が挙げられる。
前記分散剤としては、アニオン性分散剤、カチオン性分散剤、非イオン性分散剤が挙げられる。これらの中でもアニオン性分散剤が好ましく、アニオン性ポリカルボン酸系がより好ましい。
本実施形態の三次元物体の製造方法は、三次元物体と、サポート材とを含む三次元物体前駆体を得る造形工程、及び当該三次元物体前駆体を前記三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去するサポート材除去工程を有するインクジェット方式による三次元物体の製造方法である。本実施形態の三次元物体の製造方法によれば、従来よりも速やかに、且つ十分に前記メタクリル酸共重合体を含有するサポート材を除去することができる。
前記造形工程は、公知のインクジェット方式による三次元物体の製造方法における三次元物体及びサポート材を含む三次元物体前駆体を得る工程を利用することができる。
前記三次元造形用可溶性材料は、例えば、紫外線硬化性アクリル系モノマー、水溶性粘度調整剤、湿潤剤、及び光重合開始剤を含有する。
前記三次元造形用可溶性材料に含有される紫外線硬化性アクリル系モノマーとしては、非官能性アクリル系モノマー、一官能性アクリル系モノマー、多官能性アクリル系モノマーが挙げられる。当該紫外線硬化性アクリル系モノマーはアクリル系樹脂となるモノマーである。
前記造形材は、例えば、紫外線硬化性アクリル系モノマー、紫外線硬化性アクリル系オリゴマー、光重合開始剤を含有する。前記造形材に係る紫外線硬化性アクリル系モノマーは、三次元造形用可溶性材料に含有される紫外線硬化性アクリル系モノマーと同様である。造形材は、水溶性粘度調整剤、湿潤剤を含まない。また、造形材は、サポート材よりも重合度が高い。
三次元物体前駆体を前記処理剤組成物に接触させる工程で用いる手法は、処理液中に浸漬後撹拌したり、強い水流中に晒したり、該前駆体自体を動かしたりすることが考えられる。しかし、前駆体の棄損防止の観点、及び作業の容易さの観点から、三次元物体前駆体を前記処理剤組成物に浸漬させる手法が好ましい。サポート材の除去性を向上させる観点から、浸漬中に超音波を照射し、サポート材の溶解を促すこともできる。
〔評価サンプルの作製〕
ストラタシス社製3Dプリンタ(商品名:EDEN350V)で図1に示す形状の三次元物体を作製した。当該三次元物体のモデル材はストラタシス社製透明紫外線硬化型アクリル系樹脂(商品名:RGD720)を用いた。図1で示される三次元物体にある5つの穴は反対側の面まで貫通している。なお、図1中の各数値はサンプルの寸法を示し、単位はmmである。当該各穴にストラタシス社製アクリル系三次元造形用可溶性材料(商品名:SUP705)を詰め、充填したサポート材部分の中で直径3mmの充填された穴部に2.4mmの直線状の針金を用いて貫通孔を形成させ、除去剤がサポート材の内部を流れるようにして評価サンプル(三次元物体前駆体)を6個作製した。
各評価サンプルを表1に記載の組成の処理剤組成物に浸漬し、30分おきに取り出して評価サンプルの側面(図1に示す模式図の上側)の外観を写真撮影し、透明である三次元物体越しに映る三次元物体の各穴に詰められているアクリル系三次元造形用可溶性材料の除去された部分の写真上の面積と残留部分の写真上の面積を求め、これらの面積の比(除去された部分の写真上の面積/残留部分の写真上の面積))を隙間除去率とした。
Claims (7)
- サポート材及び造形材を有する三次元物体前駆体から前記サポート材を除去するための三次元物体前駆体処理剤組成物であって、
アルカリ金属水酸化物、アニオン性乳化剤、及び水を含有する、三次元物体前駆体処理剤組成物。 - 更に、アニオン性高分子分散剤を含有する、請求項1に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
- 更に水溶性有機溶剤を、その含有量が10質量%未満であるように含有する、請求項1又は2に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
- 造形材が紫外線硬化型アクリル系樹脂を含む、請求項の1〜3いずれか1項に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物。
- 三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体を得る造形工程、及び当該三次元物体前駆体を三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去するサポート材除去工程を有するインクジェット紫外線硬化方式による三次元物体の製造方法であって、前記三次元物体前駆体処理剤組成物が、請求項1〜4のいずれか1項に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物である、三次元物体の製造方法。
- 三次元物体が、紫外線硬化型アクリル系樹脂を含有する、請求項5に記載の三次元物体の製造方法。
- 三次元物体とサポート材とを含む三次元物体前駆体を請求項1〜4のいずれか1項に記載の三次元物体前駆体処理剤組成物に接触させ、前記サポート材を除去するサポート材除去方法。
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