JP2020073333A - Resin components for three-dimensional modeling - Google Patents

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Takahiro Matano
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Abstract

To provide resin compositions for three-dimensional modeling that can accurately produce three-dimensional modeling objects that can match the coefficient of thermal expansion with that of the peripheral members when used for the component parts of various devices.SOLUTION: This invention is a resin composition for three-dimensional modeling that contains a curable resin and a glass filler, and wherein the glass filler has a coefficient of thermal expansion of 60×10/°C or less at -40°C to 50°C, and the content of SiOas the composition is 90 mass% or less.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は立体造形用樹脂組成物及びそれを用いた立体造形物の製造方法に関する。   The present invention relates to a resin composition for three-dimensional modeling and a method for producing a three-dimensional molded article using the resin composition.

従来、樹脂材料等を積層させて立体造形物を得る方法が知られている。例えば光造形法、粉末床溶融焼結法、熱溶解積層(Fused deposition modeling:FDM)法等種々の方法が提案され実用化されている(例えば特許文献1参照)。   BACKGROUND ART Conventionally, a method of obtaining a three-dimensional object by laminating resin materials and the like is known. For example, various methods such as a stereolithography method, a powder bed fusion sintering method, and a hot melt deposition (Fused deposition modeling: FDM) method have been proposed and put to practical use (see, for example, Patent Document 1).

なかでも光造形法は、細やかな造形や正確なサイズ表現に優れており、広く普及している。光造形法は以下のようにして立体造形物を作製するものである。まず液状の光硬化性樹脂を満たした槽内に造形ステージを設け、造形ステージ上の光硬化性樹脂に紫外線レーザー等の活性エネルギー線を照射して所望のパターンの硬化層を形成する。このようにして硬化層を1層形成すると造形ステージを1層分だけ下げて、硬化層上に未硬化の光硬化性樹脂を導入し、同様にして活性エネルギー線を光硬化性樹脂に照射して前記硬化層上に新たな硬化層を積み上げる。この操作を繰り返すことにより、所定の立体造形物を得る。また、粉末焼結法は、樹脂、金属、セラミックスまたはガラスの粉末を満たした槽内に造形ステージを設け、造形ステージ上の粉末に活性エネルギー線を照射し、軟化変形にて所望のパターンの硬化層を形成するものである。   Among them, the stereolithography method is widely used because it is excellent in fine modeling and accurate size expression. The stereolithography method is a method for producing a three-dimensional object as follows. First, a molding stage is provided in a tank filled with a liquid photocurable resin, and the photocurable resin on the molding stage is irradiated with an active energy ray such as an ultraviolet laser to form a cured layer having a desired pattern. In this way, when one cured layer is formed, the molding stage is lowered by one layer, the uncured photocurable resin is introduced onto the cured layer, and the active energy ray is similarly irradiated to the photocurable resin. A new cured layer is stacked on the cured layer. By repeating this operation, a predetermined three-dimensional object is obtained. Further, in the powder sintering method, a molding stage is provided in a tank filled with resin, metal, ceramics or glass powder, the active energy ray is irradiated to the powder on the molding stage, and the desired pattern is cured by softening deformation. It forms a layer.

特開平7−26060号公報JP-A-7-26060

上記の方法により得られた立体造形物は、例えば例えば各種測定装置や温度調節器の構成部品等に使用される場合、周辺部材(例えば金属)との熱膨張係数の整合が求められる。また、そのような部品は形状が複雑なものが多く、上記の方法により精度良く作製することが困難である。   When the three-dimensional model obtained by the above method is used, for example, as a component of various measuring devices or temperature controllers, it is required to match the coefficient of thermal expansion with peripheral members (for example, metal). In addition, many such parts have complicated shapes, and it is difficult to manufacture them with high accuracy by the above method.

以上に鑑み、本発明は、各種装置の構成部品に使用される際に、周辺部材との熱膨張係数の整合を図ることができる立体造形物を精度良く作製することが可能な立体造形用樹脂組成物を提供することを目的とする。   In view of the above, the present invention is a resin for three-dimensional modeling capable of accurately manufacturing a three-dimensional molded article that can match the thermal expansion coefficient with peripheral members when used as a component of various devices. It is intended to provide a composition.

本発明の立体造形用樹脂組成物は、硬化性樹脂とガラスフィラーを含有する立体造形用樹脂組成物であって、ガラスフィラーが、−40〜50℃において60×10−7/℃以下の熱膨張係数を有し、かつ、組成としてSiOの含有量が90質量%以下であることを特徴とする。 The resin composition for three-dimensional modeling of the present invention is a resin composition for three-dimensional modeling containing a curable resin and a glass filler, wherein the glass filler has a heat of 60 × 10 −7 / ° C. or less at −40 to 50 ° C. It is characterized by having a coefficient of expansion and having a SiO 2 content of 90 mass% or less as a composition.

一般に樹脂は熱膨張係数が大きく、温度変化による寸法変形が大きい。一方、本発明の立体造形用樹脂組成物は、熱膨張係数が60×10−7/℃以下と低いガラスフィラーを含有するため、樹脂組成物の寸法変形を抑制することができ、得られる立体造形物は高い寸法安定性を有する。 Generally, a resin has a large coefficient of thermal expansion and a large dimensional deformation due to temperature change. On the other hand, since the resin composition for three-dimensional modeling of the present invention contains a glass filler having a low thermal expansion coefficient of 60 × 10 −7 / ° C. or less, dimensional deformation of the resin composition can be suppressed and the obtained three-dimensional structure can be obtained. The shaped article has high dimensional stability.

ところで、得られる立体造形物の機械的強度を高めることを目的として、樹脂組成物中の充填材の含有量を多くすると、樹脂組成物の流動性が低下するため、複雑な形状を有する立体造形物を精度良く作製することが困難になる。しかしながら、本発明では充填材としてSiOの含有量が90質量%以下のガラスフィラーを用いているため、球状等の樹脂組成物の流動性を低下させにくい形状に容易に成形が可能である。よって、樹脂組成物中に多く含有させた場合であっても、立体造形物を精度良く作製することが可能となる。 By the way, if the content of the filler in the resin composition is increased for the purpose of increasing the mechanical strength of the obtained three-dimensional molded article, the fluidity of the resin composition is lowered, and thus the three-dimensional molding having a complicated shape is performed. It becomes difficult to manufacture things with high precision. However, in the present invention, since a glass filler having a SiO 2 content of 90% by mass or less is used as a filler, it is possible to easily mold the resin composition into a shape such as a spherical shape that does not deteriorate the fluidity. Therefore, even when a large amount is contained in the resin composition, a three-dimensional molded item can be accurately manufactured.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーの比表面積が、下記式により表される理論比表面積の3倍以下であることが好ましい。   In the resin composition for three-dimensional modeling of the present invention, the specific surface area of the glass filler is preferably 3 times or less than the theoretical specific surface area represented by the following formula.

理論比表面積(m/g)=6/(密度(g/cm)×平均粒径D50(μm)) Theoretical specific surface area (m 2 / g) = 6 / (density (g / cm 3 ) × average particle size D50 (μm))

理論比表面積は、ガラスフィラーが平均粒子径D50の直径を有する球状であると仮定した場合の比表面積である。ガラスフィラーの比表面積が理論比表面積の3倍以下と小さく規定すれば、ガラスフィラー表面の凹凸が小さく、樹脂組成物の流動性を向上させやすくなる。 The theoretical specific surface area is a specific surface area when it is assumed that the glass filler has a spherical shape having a diameter of the average particle diameter D 50 . If the specific surface area of the glass filler is specified as small as 3 times or less of the theoretical specific surface area, the irregularities on the surface of the glass filler are small and the fluidity of the resin composition is easily improved.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーが略球状であることが好ましい。このようにすれば、樹脂組成物の流動性をより一層向上させやすくなる。   In the three-dimensional modeling resin composition of the present invention, the glass filler is preferably substantially spherical. This makes it easier to improve the fluidity of the resin composition.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーが、組成として質量%で、SiO 30〜85%、Al 0〜30%、B 0〜50%、LiO+NaO+KO 0.01〜10%を含有することが好ましい。このようにすれば、ガラスフィラーの軟化点が低下して、成形性が向上しやすくなる。ここで「LiO+NaO+KO」は各成分の含有量の合量を意味する。 In stereolithography resin composition of the present invention, the glass filler is, by mass% as a composition, SiO 2 30~85%, Al 2 O 3 0~30%, B 2 O 3 0~50%, Li 2 O + Na 2 It is preferable to contain 0.01 to 10% of O + K 2 O. With this, the softening point of the glass filler is lowered, and the moldability is easily improved. Here, “Li 2 O + Na 2 O + K 2 O” means the total content of the components.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーが、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 15〜30%、LiO 2〜10%、NaO 0〜3%、KO 0〜3%、MgO 0〜5%、ZnO 0〜10%、BaO 0〜5%、TiO 0〜5%、ZrO 0〜4%、P 0〜5%、及びSnO 0〜2.5%を含有することが好ましい。このようにすれば、ガラスフィラーの熱膨張係数を低下させやすくなる。 In stereolithography resin composition of the present invention, the glass filler is, by mass% as a composition, SiO 2 55~75%, Al 2 O 3 15~30%, Li 2 O 2~10%, Na 2 O 0~ 3%, K 2 O 0 to 3%, MgO 0 to 5%, ZnO 0 to 10%, BaO 0 to 5%, TiO 2 0 to 5%, ZrO 2 0 to 4%, P 2 O 5 0 to 5 %, And SnO 2 0 to 2.5% are preferably contained. By doing so, the thermal expansion coefficient of the glass filler can be easily lowered.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーにおける、鉛、水銀、クロム、カドミウム、フッ素、ヒ素の含有量が各々0.01質量%以下であることが好ましい。このようにすれば、環境上好ましい立体造形物を得ることができる。   In the resin composition for three-dimensional modeling of the present invention, the content of lead, mercury, chromium, cadmium, fluorine and arsenic in the glass filler is preferably 0.01% by mass or less. By doing so, it is possible to obtain an environmentally preferable three-dimensional object.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーの軟化点が1200℃以下であることが好ましい。このようにすれば、球状等に容易に成形することが可能となる。   In the three-dimensional modeling resin composition of the present invention, the softening point of the glass filler is preferably 1200 ° C. or lower. By doing so, it becomes possible to easily form a spherical shape or the like.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーの波長400nmにおける光透過率が5%以上であることが好ましい。このようにすれば、光造形法を適用した場合に、活性エネルギー線が樹脂組成物内部にゆき渡りやすくなり、製造効率が向上しやすくなる。   In the three-dimensional modeling resin composition of the present invention, it is preferable that the glass filler has a light transmittance of 5% or more at a wavelength of 400 nm. By doing so, when the stereolithography method is applied, the active energy rays are easily spread inside the resin composition, and the production efficiency is easily improved.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、ガラスフィラーが結晶を析出している(結晶化ガラス)ことが好ましい。このようにすれば、ガラスフィラーの熱膨張係数を低下させることができる。そのため、得られる立体造形物の熱膨張係数も低下して、寸法安定性を向上させることができる。   In the resin composition for three-dimensional modeling of the present invention, it is preferable that the glass filler deposits crystals (crystallized glass). By doing so, the coefficient of thermal expansion of the glass filler can be reduced. Therefore, the thermal expansion coefficient of the obtained three-dimensional model is also lowered, and the dimensional stability can be improved.

本発明の立体造形用樹脂組成物において、硬化性樹脂として光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることができる。   In the resin composition for three-dimensional modeling of the present invention, a photocurable resin or a thermosetting resin can be used as the curable resin.

本発明の立体造形用樹脂組成物が、体積%で、硬化性樹脂 30〜99%、ガラスフィラー 1〜70%を含有することが好ましい。   It is preferable that the resin composition for three-dimensional modeling of the present invention contains a curable resin of 30 to 99% and a glass filler of 1 to 70% by volume.

本発明の立体造形物の製造方法は、樹脂組成物からなる液状層に選択的に活性エネルギー線を照射して所定のパターンを有する硬化層を形成し、前記硬化層上に新たな液状層を形成した後に活性エネルギー線を照射して前記硬化層と連続した所定パターンを有する新たな硬化層を形成し、所定の立体造形物が得られるまで前記硬化層の積層を繰り返す立体造形物の製造方法であって、樹脂組成物として、上記の立体造形用樹脂組成物を使用することを特徴とする。   The method for producing a three-dimensional molded article of the present invention, a liquid layer comprising a resin composition is selectively irradiated with active energy rays to form a cured layer having a predetermined pattern, and a new liquid layer is formed on the cured layer. A method for producing a three-dimensional object which, after being formed, irradiates an active energy ray to form a new hardened layer having a predetermined pattern continuous with the hardened layer and repeats lamination of the hardened layer until a predetermined three-dimensional object is obtained. And, as the resin composition, the above-mentioned three-dimensional modeling resin composition is used.

本発明によれば、各種装置の構成部品に使用される際に、周辺部材との熱膨張係数の整合を図ることができる立体造形物を精度良く作製することが可能な立体造形用樹脂組成物を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resin composition for three-dimensional modeling which can manufacture a three-dimensional molded article which can match a thermal expansion coefficient with a peripheral member accurately when it is used for the component parts of various apparatuses. Can be provided.

本発明の立体造形用樹脂組成物は、硬化性樹脂とガラスフィラーを含有する。各々の含有量割合は、体積%で、硬化性樹脂 30〜99%、ガラスフィラー 1〜70%であることが好ましい。より好ましくは、硬化性樹脂が35〜95%、40〜90%、特に45〜85%であり、ガラスフィラーが5〜65%、10〜60%、特に15〜55%である。ガラスフィラーの含有量が少なすぎると、機械的強度の向上効果が得られにくくなる。一方、ガラスフィラーの含有量が多すぎる場合も、各ガラスフィラー粒子における硬化性樹脂との接触面積が小さくなり、得られる立体造形物の機械的強度が低くなる傾向がある。また光造形法の場合は、樹脂組成物の粘度が高くなり過ぎて、造形ステージ上に新たな液状層を形成しにくくなる等の不具合が生じやすくなる。   The three-dimensional modeling resin composition of the present invention contains a curable resin and a glass filler. The content ratio of each is preferably 30% to 99% of curable resin and 1% to 70% of glass filler in terms of volume%. More preferably, the curable resin is 35 to 95%, 40 to 90%, particularly 45 to 85%, and the glass filler is 5 to 65%, 10 to 60%, and particularly 15 to 55%. If the content of the glass filler is too small, it becomes difficult to obtain the effect of improving the mechanical strength. On the other hand, when the content of the glass filler is too large, the contact area of each glass filler particle with the curable resin is small, and the mechanical strength of the obtained three-dimensional molded article tends to be low. Further, in the case of the optical molding method, the viscosity of the resin composition becomes too high, which makes it difficult to form a new liquid layer on the molding stage.

本発明で使用する硬化性樹脂は、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれであってもよく、採用する造形法によって適宜選択することができる。例えば光造形法を使用する場合は液状の光硬化性樹脂を選択すればよく、また粉末焼結法を採用する場合は粉末状の熱硬化性樹脂を選択すればよい。   The curable resin used in the present invention may be either a photocurable resin or a thermosetting resin, and can be appropriately selected depending on the modeling method adopted. For example, a liquid photocurable resin may be selected when the stereolithography method is used, and a powdery thermosetting resin may be selected when the powder sintering method is employed.

光硬化性樹脂としては、重合性のビニル系化合物、エポキシ系化合物等種々の樹脂を選択することができる。また単官能性化合物や多官能性化合物のモノマーやオリゴマーが用いられる。これらの単官能性化合物、多官能性化合物は、特に限定されるものではない。以下に光硬化性樹脂の代表例を挙げる。   As the photocurable resin, various resins such as polymerizable vinyl compounds and epoxy compounds can be selected. Monomers and oligomers of monofunctional compounds and polyfunctional compounds are also used. These monofunctional compounds and polyfunctional compounds are not particularly limited. Typical examples of the photocurable resin are given below.

重合性のビニル系化合物の単官能性化合物としては、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ジンクロペンテニルアクリレート、ボルニルアクリレート、ボルニルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシプロピルアクリレート、プロピレングリコールアクリレート、ビニルピロリドン、アクリルアミド、酢酸ビニル、スチレン等が挙げられる。また多官能性化合物としては、トリメチロールプロパントリアクリレート、EO変性トリメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、ジシクロペンテニルジアクリレート、ポリエステルジアクリレート、ジアリルフタレート等が挙げられる。これらの単官能性化合物や多官能性化合物の1種以上を単独又は混合物の形で使用することができる。   Examples of the monofunctional compound of a polymerizable vinyl compound include isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, zinc pentenyl acrylate, bornyl acrylate, bornyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, and propylene glycol. Examples thereof include acrylate, vinylpyrrolidone, acrylamide, vinyl acetate and styrene. As the polyfunctional compound, trimethylolpropane triacrylate, EO-modified trimethylolpropane triacrylate, ethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, 1,6 -Hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, dicyclopentenyl diacrylate, polyester diacrylate, diallyl phthalate and the like. One or more of these monofunctional compounds and polyfunctional compounds can be used alone or in the form of a mixture.

ビニル系化合物の重合開始剤としては、光重合開始剤が用いられる。光重合開始剤としては、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、ミヒラーケトン等が代表的なものとして挙げることができ、これらの開始剤を1種または2種以上組み合わせて使用することができる。必要に応じてアミン系化合物等の増感剤を併用することも可能である。これらの重合開始剤の使用量は、ビニル系化合物に対してそれぞれ0.1〜10質量%であることが好ましい。   A photopolymerization initiator is used as the polymerization initiator for the vinyl compound. As the photopolymerization initiator, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, acetophenone, benzophenone, xanthone, fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, triphenylamine, carbazole, 3-methylacetophenone, Michler's ketone and the like can be mentioned as a typical example, and these initiators can be used alone or in combination of two or more kinds. If necessary, a sensitizer such as an amine compound may be used in combination. The amount of each of these polymerization initiators used is preferably 0.1 to 10% by mass based on the vinyl compound.

エポキシ系化合物としては、水素添加ビスフェノールAジグリシジルエーテル、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サンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−m−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート等が挙げられる。これらのエポキシ系化合物を用いる場合には、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート等のエネルギー活性カチオン開始剤を用いることができる。   Examples of epoxy compounds include hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, and 2- (3,4-epoxycyclohexyl-5,5-spiro-3,4. -Epoxy) cyclohexane-m-dioxane, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate and the like. When using these epoxy compounds, an energy active cation initiator such as triphenylsulfonium hexafluoroantimonate can be used.

さらに光硬化性樹脂には、レベリング剤、界面活性剤、有機高分子化合物、有機可塑剤等を必要に応じて添加してもよい。   Further, a leveling agent, a surfactant, an organic polymer compound, an organic plasticizer, etc. may be added to the photocurable resin, if necessary.

本発明で使用するガラスフィラーは、−40〜50℃において60×10−7/℃以下熱膨張係数を有し、かつ、組成としてSiOの含有量が90質量%以下であることを特徴とする。それにより、得られる立体造形物の熱膨張係数を低減することができるとともに、球状等の樹脂組成物の流動性を低下させにくい形状に容易に成形が可能である。以下、ガラスフィラーの具体的な組成について説明する。なお以下の各成分の含有量に関する説明において、特に断りがない限り「%」は質量%を表す。 The glass filler used in the present invention has a coefficient of thermal expansion of 60 × 10 −7 / ° C. or less at −40 to 50 ° C., and has a SiO 2 content of 90 mass% or less as a composition. To do. Thereby, the thermal expansion coefficient of the obtained three-dimensional molded item can be reduced, and at the same time, the resin composition can be easily molded into a shape such as a spherical shape that does not deteriorate the fluidity of the resin composition. Hereinafter, the specific composition of the glass filler will be described. In the following description regarding the content of each component, “%” represents mass% unless otherwise specified.

(ガラス組成A)
ガラスフィラーとして、組成として質量%で、SiO 30〜85%、Al 0〜30%、B 0〜50%、LiO+NaO+KO 0〜10%を含有するものが使用できる。このようにガラス組成を限定した理由を以下に説明する。
(Glass composition A)
As the glass filler, in mass% as a composition, those containing SiO 2 30~85%, Al 2 O 3 0~30%, B 2 O 3 0~50%, the 2 O 0~10% Li 2 O + Na 2 O + K Can be used. The reason for limiting the glass composition in this way will be described below.

SiOはガラス骨格を形成する成分であり、化学的耐久性を向上させやすく、失透を抑制する効果がある。SiOの含有量は30〜85%、40〜75%、特に45〜70%であることが好ましい。SiOが少なすぎると、上記効果が得られにくくなる。一方、SiOが多すぎると、軟化点が高くなって成形性に劣る傾向がある。 SiO 2 is a component that forms a glass skeleton, and has an effect of easily improving chemical durability and suppressing devitrification. The content of SiO 2 is preferably 30 to 85%, 40 to 75%, and particularly preferably 45 to 70%. If the amount of SiO 2 is too small, it becomes difficult to obtain the above effect. On the other hand, when the amount of SiO 2 is too large, the softening point tends to be high and the moldability tends to be poor.

Alはガラス化安定成分である。また化学的耐久性を向上させる効果が高い。Alの含有量は0〜30%、2.5〜25%、特に5〜20%であることが好ましい。Alが多すぎると、軟化点が上昇して成形しにくくなる。また、溶融性や化学的耐久性が低下しやすくなったり、失透しやすくなる。 Al 2 O 3 is a vitrification-stable component. It also has a high effect of improving chemical durability. The content of Al 2 O 3 is preferably 0 to 30%, 2.5 to 25%, and particularly preferably 5 to 20%. If the amount of Al 2 O 3 is too large, the softening point rises and it becomes difficult to mold. In addition, meltability and chemical durability are likely to be lowered, and devitrification is likely to occur.

はガラス骨格を形成する成分である。また化学的耐久性を向上させやすく、失透を抑制する効果がある。Bの含有量は0〜50%、2.5〜40%、特に5〜30%であることが好ましい。Bの含有量が多すぎると、溶融性が低下したり、成形時に軟化しにくくなり、製造が困難になる。 B 2 O 3 is a component that forms a glass skeleton. Further, it has the effect of easily improving chemical durability and suppressing devitrification. The content of B 2 O 3 is preferably 0 to 50%, 2.5 to 40%, and particularly 5 to 30%. When the content of B 2 O 3 is too large, the meltability is lowered, and it becomes difficult to soften during molding, which makes manufacturing difficult.

LiO、NaO及びKOは軟化点を低下させ、成形を容易にする成分である。LiO+NaO+KOの含有量は0〜10%、0.01〜9%、0.1〜8%、特に1〜7%であることが好ましい。LiO+NaO+KOが多すぎると、熱膨張係数が大きくなったり、化学的耐久性が低下しやすくなる。なお、LiO、NaO及びKOの各成分の含有量も上記範囲とすることが好ましい。 Li 2 O, Na 2 O and K 2 O are components that lower the softening point and facilitate molding. The content of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is preferably 0 to 10%, 0.01 to 9%, 0.1 to 8%, and particularly preferably 1 to 7%. If the amount of Li 2 O + Na 2 O + K 2 O is too large, the thermal expansion coefficient tends to be large and the chemical durability tends to be low. The content of each component of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O is also preferably set in the above range.

ガラスフィラーには、上記成分以外にも以下の成分を含有させることができる。   The glass filler may contain the following components in addition to the above components.

MgO、CaO、SrO、BaO及びZnOは化学的耐久性を大きく低下させずに粘度を低下させる成分である。これらの成分の含有量は、合量で0〜50%、0.1〜50%、1〜40%、特に2〜30%であることが好ましい。これらの成分の含有量が多すぎると、失透しやすくなる。   MgO, CaO, SrO, BaO and ZnO are components that reduce the viscosity without greatly reducing the chemical durability. The total content of these components is preferably 0 to 50%, 0.1 to 50%, 1 to 40%, and particularly 2 to 30%. When the content of these components is too large, devitrification tends to occur.

はガラス骨格を形成する成分であり、光透過率や化学的耐久性を向上させやすく、また失透を抑制する効果もある。Pの含有量は0〜50%、2.5〜40%、特に5〜30%であることが好ましい。Pが多すぎると、溶融性が低下しやすくなる。また耐候性が低下しやすくなる。一方、Pが少なすぎると失透しやすくなる。 P 2 O 5 is a component that forms a glass skeleton, and it is easy to improve light transmittance and chemical durability, and also has an effect of suppressing devitrification. The content of P 2 O 5 is preferably 0 to 50%, 2.5 to 40%, and particularly preferably 5 to 30%. If the amount of P 2 O 5 is too large, the meltability tends to decrease. In addition, the weather resistance is likely to decrease. On the other hand, if P 2 O 5 is too small, devitrification is likely to occur.

(ガラス組成B)
ガラスフィラーとしては、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 15〜30%、LiO 2〜10%、NaO 0〜3%、KO 0〜3%、MgO 0〜5%、ZnO 0〜10%、BaO 0〜5%、TiO 0〜5%、ZrO 0〜4%、P 0〜5%、及びSnO 0〜2.5%を含有するものが使用できる。上記組成を有するガラスフィラーは、結晶化開始温度以上で加熱することにより、低膨張特性を有するβ−石英固溶体及び/またはβ−ユークリプタイトを析出する性質を有する。
(Glass composition B)
As the glass filler, the composition is mass%, and SiO 2 55 to 75%, Al 2 O 3 15 to 30%, Li 2 O 2 to 10%, Na 2 O 0 to 3%, K 2 O 0 to 3%. , 0~5% MgO, 0~10% ZnO , BaO 0~5%, TiO 2 0~5%, ZrO 2 0~4%, P 2 O 5 0~5%, and SnO 2 0 to 2.5 % Can be used. The glass filler having the above composition has a property of precipitating a β-quartz solid solution and / or β-eucryptite having a low expansion property when heated at a temperature above the crystallization start temperature.

上記のようにガラス組成を限定した理由を以下に説明する。   The reason for limiting the glass composition as described above will be described below.

SiOはガラス骨格を形成するとともに、結晶の構成成分にもなる。SiOの含有量は55〜75%、特に60〜75%であることが好ましい。SiOが少なすぎると、熱膨張係数が高くなったり、化学的耐久性が低下する傾向がある。一方、SiOが多すぎると、溶融性が低下しやすくなる。また、溶融ガラスの粘度が大きくなって、清澄や成形が困難となる傾向がある。 SiO 2 forms a glass skeleton and also serves as a constituent component of crystals. The content of SiO 2 is preferably 55 to 75%, particularly preferably 60 to 75%. If the amount of SiO 2 is too small, the coefficient of thermal expansion tends to be high and the chemical durability tends to be low. On the other hand, if the amount of SiO 2 is too large, the meltability tends to decrease. Further, the viscosity of the molten glass becomes large, and fining and molding tend to be difficult.

Alはガラス骨格を形成するとともに、結晶の構成成分にもなる。Alの含有量は15〜30%、特に17〜27%であることが好ましい。Alが少なすぎると、熱膨張係数が高くなったり、化学的耐久性が低下する傾向がある。一方、Alが多すぎると、溶融性が低下する傾向がある。また、溶融ガラスの粘度が大きくなって、清澄や成形が困難となる傾向がある。さらに失透しやすくなる。 Al 2 O 3 forms a glass skeleton and also serves as a constituent component of crystals. The content of Al 2 O 3 is preferably 15 to 30%, particularly preferably 17 to 27%. When the amount of Al 2 O 3 is too small, the coefficient of thermal expansion tends to be high and the chemical durability tends to be low. On the other hand, when Al 2 O 3 is too much, the meltability tends to decrease. Further, the viscosity of the molten glass becomes large, and fining and molding tend to be difficult. Furthermore, it becomes easier to devitrify.

LiOは結晶の構成成分であり、結晶性に大きな影響を与えるとともに、粘度を低下させて溶融性及び成形性を向上させる成分である。LiOの含有量は2〜10%、2〜7%、2〜5%、特に2〜4.8%であることが好ましい。LiOの含有量が少なすぎると、結晶が析出しにくくなったり、溶融性が低下しやすくなる。また、粘度が大きくなって、清澄や成形が困難になる傾向がある。一方、LiOの含有量が多すぎると、失透しやすくなる。 Li 2 O is a constituent component of crystals and is a component that greatly affects the crystallinity and reduces the viscosity to improve the meltability and moldability. The content of Li 2 O is preferably 2 to 10%, 2 to 7%, 2 to 5%, and particularly 2 to 4.8%. If the content of Li 2 O is too small, it becomes difficult for crystals to precipitate, or the meltability tends to decrease. In addition, the viscosity tends to increase, and fining and molding tend to be difficult. On the other hand, when the content of Li 2 O is too large, devitrification is likely to occur.

NaO及びKOは、粘度を低下させて溶融性及び成形性を向上させるための成分である。NaO及びKOの含有量は各々0〜3%、特に各々0.1〜1%であることが好ましい。NaOまたはKOの含有量が多すぎると、失透しやすくなり、また熱膨張係数が高くなりやすい。さらに、ガラスフィラーを樹脂に配合した際に、樹脂が変質するおそれがある。 Na 2 O and K 2 O are components for lowering the viscosity and improving the meltability and moldability. The content of Na 2 O and K 2 O is preferably 0 to 3%, particularly preferably 0.1 to 1%. If the content of Na 2 O or K 2 O is too large, devitrification tends to occur and the coefficient of thermal expansion tends to increase. Further, when the glass filler is mixed with the resin, the resin may deteriorate.

MgOは熱膨張係数を調整するための成分である。MgOの含有量は0〜5%、0.1〜3%、特に0.3〜2%であることが好ましい。MgOの含有量が多すぎると、失透しやすくなり、また熱膨張係数が高くなりやすい。   MgO is a component for adjusting the thermal expansion coefficient. The content of MgO is preferably 0 to 5%, 0.1 to 3%, and more preferably 0.3 to 2%. If the content of MgO is too large, devitrification is likely to occur and the coefficient of thermal expansion tends to be high.

ZnOは熱膨張係数を調整するための成分である。ZnOの含有量は0〜10%、0〜7%、0〜3%、特に0.1〜1%であることが好ましい。ZnOの含有量が多すぎると、失透しやすくなる。   ZnO is a component for adjusting the thermal expansion coefficient. The ZnO content is preferably 0 to 10%, 0 to 7%, 0 to 3%, and particularly preferably 0.1 to 1%. If the ZnO content is too high, devitrification tends to occur.

BaOは、粘度を低下させて溶融性及び成形性を向上させるための成分である。BaOの含有量は0〜5%、特に0.1〜3%であることが好ましい。BaOの含有量が多すぎると、失透しやすくなる。   BaO is a component for lowering the viscosity and improving the meltability and moldability. The content of BaO is preferably 0 to 5%, particularly preferably 0.1 to 3%. If the content of BaO is too large, devitrification tends to occur.

TiO及びZrOは、結晶化工程で結晶を析出させるための核形成剤として作用する成分である。TiOの含有量は0〜5%、特に1〜4%であることが好ましい。ZrOの含有量は0〜4%、特に0.1〜3%であることが好ましい。TiOまたはZrOの含有量が多すぎると、失透しやすくなる。 TiO 2 and ZrO 2 are components that act as a nucleating agent for precipitating crystals in the crystallization process. The content of TiO 2 is preferably 0 to 5%, particularly preferably 1 to 4%. The ZrO 2 content is preferably 0 to 4%, particularly preferably 0.1 to 3%. If the content of TiO 2 or ZrO 2 is too large, devitrification tends to occur.

は分相を促進して結晶核の形成を助ける成分である。Pの含有量は0〜5%、特に0.1〜4%であることが好ましい。Pの含有量が多すぎると、過剰に分相して光透過率が低下しやすくなる。 P 2 O 5 is a component that promotes phase separation and helps formation of crystal nuclei. The content of P 2 O 5 is preferably 0 to 5%, particularly preferably 0.1 to 4%. If the content of P 2 O 5 is too large, the phases are excessively separated, and the light transmittance is likely to decrease.

SnOは清澄剤として働く成分である。SnOの含有量は0〜2.5%、特に0.1〜2%であることが好ましい。SnOの含有量が多すぎると、失透しやすくなったり、光透過率が低下しやすくなる。 SnO 2 is a component that acts as a fining agent. The SnO 2 content is preferably 0 to 2.5%, particularly preferably 0.1 to 2%. When the content of SnO 2 is too large, devitrification tends to occur, or the light transmittance tends to decrease.

上記成分以外にも、B、CaO、SrO等を本発明の効果を損なわない範囲で適宜含有させることができる。 In addition to the above components, B 2 O 3 , CaO, SrO and the like can be appropriately contained within a range that does not impair the effects of the present invention.

なお、ガラス組成A及びガラス組成Bのいずれにおいても、環境上の理由から、ガラス組成中の鉛、水銀、クロム、カドミウム、フッ素及びヒ素の含有量は各々0.01質量%以下とすることが好ましい。また光透過率の低下を抑制する観点から、ガラス組成中のFe、NiO及びCuOの含有量は合量で1%以下、0.75%以下、特に0.5%以下であることが好ましく、TiO、WO、La、Gd3、及びBiの含有量は合量で5%以下、2.5%以下、特に1%以下であることが好ましい。 In addition, in each of the glass composition A and the glass composition B, the content of lead, mercury, chromium, cadmium, fluorine and arsenic in the glass composition should be 0.01% by mass or less for environmental reasons. preferable. Further, from the viewpoint of suppressing a decrease in light transmittance, the total content of Fe 2 O 3 , NiO and CuO in the glass composition is 1% or less, 0.75% or less, and particularly 0.5% or less. Is preferred, and the total content of TiO 2 , WO 3 , La 2 O 3 , Gd 2 O 3, and Bi 2 O 3 is 5% or less, 2.5% or less, and particularly preferably 1% or less. ..

本発明のガラスフィラーの−40〜50℃における熱膨張係数は60×10−7/℃以下であり、50×10−7/℃以下、特に40×10−7/℃以下であることが好ましい。ガラスフィラーの熱膨張係数が高すぎると、得られる立体造形物の熱膨張係数を低減する効果が得られにくくなる。なお、上記のガラス組成Bを有するガラスフィラーは、結晶析出により例えば5×10−7/℃以下、3×10−7/℃以下、特に2×10−7/℃以下という低熱膨張係数を達成することが可能である。 The thermal expansion coefficient of the glass filler of the present invention at −40 to 50 ° C. is 60 × 10 −7 / ° C. or less, preferably 50 × 10 −7 / ° C. or less, and particularly preferably 40 × 10 −7 / ° C. or less. .. If the coefficient of thermal expansion of the glass filler is too high, it becomes difficult to obtain the effect of reducing the coefficient of thermal expansion of the obtained three-dimensional model. The glass filler having the above glass composition B achieves a low coefficient of thermal expansion of, for example, 5 × 10 −7 / ° C. or less, 3 × 10 −7 / ° C. or less, and particularly 2 × 10 −7 / ° C. or less by crystal precipitation. It is possible to

ガラスフィラーの比表面積は、下記式で表される理論比表面積の3倍以下、2.5倍以下、特に2倍以下であることが好ましい。このようにすれば、ガラスフィラー表面の凹凸が小さく、樹脂組成物の流動性を向上させやすくなる。ガラスフィラーに対してファイアポリッシュ等の加工を施すことにより、表面粗さが小さくなり比表面積を低減することができる。ガラスフィラーの形状は特に限定されないが、比表面積を小さくする観点から、略球状であることが好ましい。   The specific surface area of the glass filler is preferably 3 times or less, 2.5 times or less, and more preferably 2 times or less the theoretical specific surface area represented by the following formula. By doing so, the irregularities on the surface of the glass filler are small, and the fluidity of the resin composition can be easily improved. By subjecting the glass filler to processing such as fire polishing, the surface roughness can be reduced and the specific surface area can be reduced. The shape of the glass filler is not particularly limited, but it is preferably substantially spherical from the viewpoint of reducing the specific surface area.

理論比表面積(m/g)=6/(密度(g/cm)×平均粒子径D50(μm)) Theoretical specific surface area (m 2 / g) = 6 / (density (g / cm 3 ) × average particle diameter D 50 (μm))

ガラスフィラーの比表面積は0.1〜5m/g、0.5〜4m/g、特に0.75〜3m/gであることが好ましい。ガラスフィラーの比表面積が小さすぎると、大粒径化しやすくなり、樹脂組成物の流動性が低下しやすくなる。一方、ガラスフィラーの比表面積が大きすぎると、樹脂組成物の流動性が低下したり、界面泡が抜けにくくなる。また、得られる立体造形物の機械的強度が低下しやすくなる。 The specific surface area of the glass filler is preferably 0.1 to 5 m 2 / g, 0.5 to 4 m 2 / g, and particularly preferably 0.75 to 3 m 2 / g. If the specific surface area of the glass filler is too small, the particle size tends to increase, and the fluidity of the resin composition tends to decrease. On the other hand, when the specific surface area of the glass filler is too large, the fluidity of the resin composition is lowered and the interfacial bubbles are hard to come off. In addition, the mechanical strength of the obtained three-dimensional model is likely to decrease.

ガラスフィラーの平均粒子径D50は1〜500μm、1.5〜100μm、2〜50μm、特に2.5〜20μmであることが好ましい。ガラスフィラーの平均粒子径D50が小さくなるほど充填率を高めることができるが、硬化性樹脂の流動性が低下したり、界面泡が抜けにくくなる傾向がある。一方、ガラスフィラーの平均粒子径D50が大きいほど充填率が低下しやすくなる。 The average particle diameter D 50 of the glass filler is preferably 1 to 500 μm, 1.5 to 100 μm, 2 to 50 μm, and particularly preferably 2.5 to 20 μm. The smaller the average particle diameter D 50 of the glass filler is, the higher the filling rate can be, but the fluidity of the curable resin tends to decrease, and the interfacial bubbles tend not to come out easily. On the other hand, the larger the average particle diameter D 50 of the glass filler is, the more easily the filling rate is lowered.

なお本発明において、平均粒子径D50は一次粒子のメジアン径での50%体積累積径を示し、レーザー回折式粒度分布測定装置により測定された値をいう。 In the present invention, the average particle diameter D 50 represents the 50% volume cumulative diameter of the median diameter of primary particles, and is a value measured by a laser diffraction type particle size distribution measuring device.

ガラスフィラーの波長400nmにおける光透過率は5%以上、10%以上、30%以上、50%以上、特に70%以上であることが好ましい。特に光造形法の場合は、ガラスフィラーの波長400nmにおける光透過率が低すぎると、活性エネルギー線が樹脂組成物内部に侵入しにくくなり、硬化しにくくなる。   The light transmittance of the glass filler at a wavelength of 400 nm is preferably 5% or more, 10% or more, 30% or more, 50% or more, and particularly preferably 70% or more. Particularly in the case of the stereolithography method, if the light transmittance of the glass filler at a wavelength of 400 nm is too low, the active energy rays are less likely to enter the inside of the resin composition and hard to cure.

ガラスフィラーの密度は特に限定されず、目的とする用途応じて適宜調整すれば良い。例えば、ガラスフィラーの密度は2.4〜4g/cm、特に2.5〜3.5g/cmの範囲で適宜調整することが好ましい。 The density of the glass filler is not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the intended use. For example, the density of the glass filler is preferably adjusted appropriately in the range of 2.4 to 4 g / cm 3 , and particularly 2.5 to 3.5 g / cm 3 .

ガラスフィラーの屈折率nd及びアッベ数νdは特に限定されず、使用する樹脂に応じて適宜調整すれば良い。例えば、ガラスフィラーの屈折率ndは1.40〜1.75、アッベ数νdは30〜70の範囲で適宜調整することが好ましい。   The refractive index nd and the Abbe's number νd of the glass filler are not particularly limited and may be appropriately adjusted according to the resin used. For example, it is preferable to appropriately adjust the refractive index nd of the glass filler within the range of 1.40 to 1.75 and the Abbe number νd within the range of 30 to 70.

ガラスフィラーは、表面がシランカップリング剤によって処理されていることが好ましい。シランカップリング剤で処理すれば、ガラスフィラーと硬化性樹脂の結合力を高めることができ、より機械的強度に優れた立体造形物を得ることが可能になる。また、ガラスフィラーと硬化性樹脂のなじみがよくなり、界面泡を低減できる。さらに、ガラスフィラーの耐候性を向上させることができる。シランカップリング剤としては、例えばアミノシラン、エポキシシラン、アクリルシラン等が好ましい。なおシランカップリング剤は、用いる硬化性樹脂によって適宜選択すればよく、例えば光硬化性樹脂としてビニル系不飽和化合物を用いる場合にはアクリルシラン系シランカップリング剤が最も好ましく、またエポキシ系化合物を用いる場合にはエポキシシラン系シランカップリング剤を用いることが望ましい。   The surface of the glass filler is preferably treated with a silane coupling agent. By treating with a silane coupling agent, the binding force between the glass filler and the curable resin can be increased, and it becomes possible to obtain a three-dimensional molded article having more excellent mechanical strength. In addition, the compatibility between the glass filler and the curable resin is improved, and interface bubbles can be reduced. Furthermore, the weather resistance of the glass filler can be improved. As the silane coupling agent, for example, aminosilane, epoxysilane, acrylsilane and the like are preferable. The silane coupling agent may be appropriately selected depending on the curable resin used. For example, when a vinyl unsaturated compound is used as the photocurable resin, an acrylic silane silane coupling agent is most preferable, and an epoxy compound is used. When used, it is desirable to use an epoxysilane-based silane coupling agent.

さらに、機械的強度向上を目的として、酸化物ナノ粒子を、樹脂組成物中に1体積%以下の割合で含有させてもよい。酸化物ナノ粒子としては、ZrO、AlまたはSiO等を使用することができる。なお、これらの酸化物ナノ粒子は、ガラスフィラーの樹脂との濡れ性を向上し、樹脂組成物の粘度を低下させる効果も有する。酸化物ナノ粒子の平均粒子径は、1〜1000nm、2.5〜750nm、特に5〜500nmであることが好ましい。酸化物ナノ粒子の平均粒子径が小さすぎると、機械的強度を向上させる効果が得られにくい。酸化物ナノ粒子の平均粒子径が大きすぎると、樹脂組成物の粘度を低下させる効果が得られにくくなる。また、樹脂との屈折率の違いから生じる散乱により、樹脂組成物の光透過率が低下しやすくなる。 Further, oxide nanoparticles may be contained in the resin composition at a ratio of 1% by volume or less for the purpose of improving mechanical strength. As the oxide nanoparticles, ZrO 2 , Al 2 O 3, SiO 2 or the like can be used. These oxide nanoparticles also have the effect of improving the wettability of the glass filler with the resin and reducing the viscosity of the resin composition. The average particle diameter of the oxide nanoparticles is preferably 1 to 1000 nm, 2.5 to 750 nm, and particularly preferably 5 to 500 nm. If the average particle size of the oxide nanoparticles is too small, it is difficult to obtain the effect of improving the mechanical strength. If the average particle diameter of the oxide nanoparticles is too large, it becomes difficult to obtain the effect of reducing the viscosity of the resin composition. Further, the light transmittance of the resin composition is likely to decrease due to the scattering caused by the difference in the refractive index with the resin.

次に、本発明の立体造形物の製造方法の一例を説明する。具体的には、光硬化性樹脂を含む樹脂組成物を用いた立体造形物の製造方法について説明する。なお樹脂組成物は既述の通りであり、ここでは説明を省略する。   Next, an example of the manufacturing method of the three-dimensional molded object of the present invention will be described. Specifically, a method for producing a three-dimensional object using a resin composition containing a photocurable resin will be described. The resin composition is as described above, and the description is omitted here.

まず光硬化性樹脂組成物からなる1層の液状層を準備する。例えば液状の光硬化性樹脂組成物を満たした槽内に造形用ステージを設け、ステージ上面が液面から所望の深さ(例えば0.2mm程度)となるように位置させる。このようにすることで、ステージ上に液状層を準備することができる。   First, one liquid layer made of a photocurable resin composition is prepared. For example, a modeling stage is provided in a tank filled with a liquid photocurable resin composition, and the stage upper surface is positioned so as to have a desired depth (for example, about 0.2 mm) from the liquid surface. By doing so, a liquid layer can be prepared on the stage.

次に、この液状層に活性エネルギー線、例えば紫外線レーザーを照射して光硬化性樹脂を硬化させ、所定のパターンを有する硬化層を形成する。なお活性エネルギー線としては、紫外線の他に、可視光線、赤外線等のレーザー光を用いることができる。   Next, the liquid layer is irradiated with an active energy ray, for example, an ultraviolet laser to cure the photocurable resin to form a cured layer having a predetermined pattern. As the active energy ray, laser light such as visible light or infrared light can be used in addition to ultraviolet light.

続いて、形成した硬化層上に、光硬化性樹脂組成物からなる新たな液状層を準備する。例えば、前記した造形用ステージを1層分下降させることにより、硬化層上に光硬化性樹脂を導入し、新たな液状層を準備することができる。   Then, a new liquid layer made of a photocurable resin composition is prepared on the formed cured layer. For example, it is possible to prepare a new liquid layer by introducing the photocurable resin onto the cured layer by lowering the modeling stage by one layer.

その後、硬化層上に準備した新たな液状層に活性エネルギー線を照射して、前記硬化層と連続した新たな硬化層を形成する。   Then, a new liquid layer prepared on the hardened layer is irradiated with an active energy ray to form a new hardened layer continuous with the hardened layer.

以上の操作を繰り返すことによって硬化層を連続的に積層し、所定の立体造形物を得る。   By repeating the above operation, the cured layers are continuously laminated to obtain a predetermined three-dimensional model.

本発明の製造方法により得られる立体造形物は、各種測定装置の位置決め部材や温度調節器の構成部品等として好適である。   The three-dimensional object obtained by the manufacturing method of the present invention is suitable as a positioning member of various measuring devices, a component of a temperature controller, and the like.

以下に本発明の立体造形用樹脂組成物を実施例に基づいて説明する。表1は本発明の実施例及び比較例を示している。   Below, the resin composition for three-dimensional modeling of this invention is demonstrated based on an Example. Table 1 shows examples and comparative examples of the present invention.

(光硬化性樹脂の調製)
まずイソホロンジイソシアネート、モルホリンアクリルアミド及びジブチル錫ジラウレートをオイルバスで加熱した。次に、グリセリンモノメタクリレートモノアクリレートにメチルヒドロキノンを均一に混合溶解させた液を入れ撹拌混合して反応させた。さらに、ペンタエリスリトールのプロピレンオキサイド4モル付加物(ペンタエリスリトールの4個の水酸基にプロピレンオキサイドをそれぞれ1モル付加したもの)を加えて反応させることにより、ウレタンアクリレートオリゴマーとモルホリンアクリルアミドを含む反応生成物を作製した。
(Preparation of photocurable resin)
First, isophorone diisocyanate, morpholine acrylamide and dibutyltin dilaurate were heated in an oil bath. Next, a liquid in which methylhydroquinone was uniformly mixed and dissolved in glycerin monomethacrylate monoacrylate was put, and the mixture was reacted by stirring and mixing. Further, by adding 4 moles of propylene oxide of pentaerythritol (one mole of propylene oxide added to each of the four hydroxyl groups of pentaerythritol) and reacting, a reaction product containing a urethane acrylate oligomer and morpholine acrylamide is obtained. It was made.

得られた反応生成物に、モルホリンアクリルアミド、ジシクロペンタニルジアクリレートを添加した。さらに、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(光重合開始剤)を添加し、無色透明なアクリル系光硬化性樹脂を得た。このアクリル系光硬化性樹脂は、粘度が1Pa・s、硬化後の屈折率ndが1.5103であった。   Morpholine acrylamide and dicyclopentanyl diacrylate were added to the obtained reaction product. Further, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (photopolymerization initiator) was added to obtain a colorless and transparent acrylic photocurable resin. The acrylic photocurable resin had a viscosity of 1 Pa · s and a refractive index nd after curing of 1.5103.

(ガラスフィラーの調製)
まず表1に示す組成となるように原料を調合し、1500〜1600℃で4〜8時間溶融した。溶融ガラスを成形ローラーでフィルム状に成形した後、粉砕し、平均粒子径D50が5μmのガラス粉末を作製した。得られたガラス粉末を酸素バーナーのフレームに当て、球状に成形した。その後、分級をすることで平均粒子径D50が5μmのガラスフィラー(ガラスビーズ)を得た。得られたガラスフィラーについて、以下の方法により各特性を測定した。
(Preparation of glass filler)
First, raw materials were prepared so as to have the composition shown in Table 1 and melted at 1500 to 1600 ° C. for 4 to 8 hours. The molten glass was molded into a film with a molding roller and then pulverized to prepare a glass powder having an average particle diameter D 50 of 5 μm. The obtained glass powder was applied to the frame of an oxygen burner and molded into a spherical shape. Then, classification was performed to obtain a glass filler (glass beads) having an average particle diameter D 50 of 5 μm. Each characteristic of the obtained glass filler was measured by the following methods.

軟化点はファイバーエロンゲーション法を用いて測定した。   The softening point was measured using the fiber elongation method.

密度はアルキメデス法により測定した。   The density was measured by the Archimedes method.

屈折率nd及びアッべ数νdは精密屈折率計(島津デバイス製KPR−2000)を用いて測定した。   The refractive index nd and the Abbe number νd were measured using a precision refractometer (KPR-2000 manufactured by Shimadzu Device).

波長400nmにおける光透過率は、肉厚1mm±0.01mmで両面鏡面研磨を行った試料を準備し、分光光度計(島津製作所製UV−3100)を用いて測定した。   The light transmittance at a wavelength of 400 nm was measured using a spectrophotometer (UV-3100 manufactured by Shimadzu Corp.) by preparing a sample having a thickness of 1 mm ± 0.01 mm and mirror-polished on both sides.

熱膨張係数はディラトメーターを用いて測定した。   The thermal expansion coefficient was measured using a dilatometer.

(光造形用樹脂組成物の調製)
光硬化性樹脂とガラスフィラーをそれぞれ70体積%及び30体積%となるように秤量して3本ローラーにより混練を行うことにより、均質にガラスフィラーを分散させたペースト状の樹脂組成物を得た。
(Preparation of resin composition for stereolithography)
The photocurable resin and the glass filler were weighed to be 70% by volume and 30% by volume, respectively, and kneaded with three rollers to obtain a paste-like resin composition in which the glass filler was homogeneously dispersed. ..

得られたペースト状樹脂組成物をテフロン(登録商標)製の内寸30mm□の型枠に流し入れた。その後、500mW、波長364nmの光を10秒間照射した後、80℃でアニールすることにより立体造形物を得た。得られた立体造形物について、熱膨張係数を測定した。結果を表1に示す。   The obtained paste resin composition was poured into a mold made of Teflon (registered trademark) and having an inner size of 30 mm □. Then, after irradiating with light of 500 mW and a wavelength of 364 nm for 10 seconds, it was annealed at 80 ° C. to obtain a three-dimensional object. The thermal expansion coefficient of the obtained three-dimensional model was measured. The results are shown in Table 1.

表1から明らかなように、実施例1、2の立体造形物は熱膨張係数が690×10−7/℃以下であった。一方、比較例1、2立体造形物は熱膨張係数が750×10−7/℃以上と高かった。 As is clear from Table 1, the three-dimensional shaped objects of Examples 1 and 2 had a thermal expansion coefficient of 690 × 10 −7 / ° C. or less. On the other hand, the thermal expansion coefficient of Comparative Examples 1 and 2 was as high as 750 × 10 −7 / ° C. or higher.

Claims (11)

硬化性樹脂とガラスフィラーを含有する立体造形用樹脂組成物であって、
ガラスフィラーが、−40〜50℃において60×10−7/℃以下の熱膨張係数を有し、かつ、組成としてSiOの含有量が90質量%以下であり、
ガラスフィラーの平均粒子径D50が1.5〜50μmであることを特徴とする立体造形用樹脂組成物。
A three-dimensional modeling resin composition containing a curable resin and a glass filler,
The glass filler has a coefficient of thermal expansion of 60 × 10 −7 / ° C. or less at −40 to 50 ° C., and the content of SiO 2 as a composition is 90 mass% or less,
An average particle diameter D 50 of the glass filler is 1.5 to 50 μm.
ガラスフィラーの比表面積が、下記式により表される理論比表面積の3倍以下であることを特徴とする請求項1に記載の立体造形用樹脂組成物。
理論比表面積(m/g)=6/(密度(g/cm)×平均粒径D50(μm))
The resin composition for three-dimensional modeling according to claim 1, wherein the specific surface area of the glass filler is 3 times or less of the theoretical specific surface area represented by the following formula.
Theoretical specific surface area (m 2 / g) = 6 / (density (g / cm 3 ) × average particle size D50 (μm))
ガラスフィラーが略球状であることを特徴とする請求項1または2に記載の立体造形用樹脂組成物。   The three-dimensional resin composition according to claim 1 or 2, wherein the glass filler has a substantially spherical shape. ガラスフィラーが、組成として質量%で、SiO 30〜85%、Al 0〜30%、B 0〜50%、LiO+NaO+KO 0.01〜10%を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。 The glass filler contains SiO 2 30 to 85%, Al 2 O 3 0 to 30%, B 2 O 3 0 to 50%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0.01 to 10% in terms of composition by mass%. The resin composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 3, characterized in that. ガラスフィラーが、組成として質量%で、SiO 55〜75%、Al 15〜30%、LiO 2〜10%、NaO 0〜3%、KO 0〜3%、MgO 0〜5%、ZnO 0〜10%、BaO 0〜5%、TiO 0〜5%、ZrO 0〜4%、P 0〜5%、及びSnO 0〜2.5%を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。 The composition of the glass filler in mass% is SiO 2 55 to 75%, Al 2 O 3 15 to 30%, Li 2 O 2 to 10%, Na 2 O 0 to 3%, K 2 O 0 to 3%, 0~5% MgO, 0~10% ZnO, BaO 0~5%, TiO 2 0~5%, ZrO 2 0~4%, P 2 O 5 0~5%, and SnO 2 0 to 2.5% The resin composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 3, further comprising: ガラスフィラーにおける、鉛、水銀、クロム、カドミウム、フッ素及びヒ素の含有量が各々0.01質量%以下であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。   The content of lead, mercury, chromium, cadmium, fluorine, and arsenic in the glass filler is 0.01% by mass or less, respectively, and the three-dimensional modeling resin according to any one of claims 1 to 5. Composition. ガラスフィラーの軟化点が1200℃以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。   The softening point of the glass filler is 1200 ° C or lower, and the resin composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 6. ガラスフィラーの波長400nmにおける光透過率が5%以上であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。   The resin composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 7, wherein the glass filler has a light transmittance of 5% or more at a wavelength of 400 nm. ガラスフィラーが結晶を析出していることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。   The resin composition for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 8, wherein the glass filler deposits crystals. 硬化性樹脂が光硬化性樹脂または熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項に記載の立体造形用樹脂組成物。   The curable resin is a photocurable resin or a thermosetting resin, The three-dimensional modeling resin composition according to claim 1, wherein the curable resin is a photocurable resin or a thermosetting resin. 樹脂組成物からなる液状層に選択的に活性エネルギー光線を照射して所定のパターンを有する硬化層を形成し、前記硬化層上に新たな液状層を形成した後に活性エネルギー線を照射して前記硬化層と連続した所定パターンを有する新たな硬化層を形成し、所定の立体造形物が得られるまで前記硬化層の積層を繰り返す立体造形物の製造方法であって、樹脂組成物として、請求項1〜10のいずれかに記載の立体造形用樹脂組成物を使用することを特徴とする立体造形物の製造方法。   A liquid layer made of a resin composition is selectively irradiated with an active energy ray to form a cured layer having a predetermined pattern, and a new liquid layer is formed on the cured layer, and then an active energy ray is irradiated to form the cured layer. A method for producing a three-dimensional model, comprising forming a new cured layer having a predetermined pattern continuous with the cured layer, and repeating the lamination of the cured layer until a predetermined three-dimensional model is obtained, which is a resin composition. A method for producing a three-dimensional object, comprising using the resin composition for three-dimensional object according to any one of 1 to 10.
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