JP2021000839A - Liquid set for three-dimensional modeling - Google Patents

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Abstract

To provide a liquid set for three-dimensional modeling, which is capable of easily and efficiently producing a three-dimensional model having a plurality of regions having different compressive stresses and elastic modulus.SOLUTION: There is provided a liquid set for three-dimensional modeling, comprising: a first liquid containing a solvent and a curable material; and a second liquid having a composition different from that of the first liquid, in which the solvent in the first liquid contains water, the curable material in the first liquid contains a polymerizable monomer, the first liquid further contains minerals, and the second liquid does not contain the curable material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、立体造形用液体セットに関する。 The present invention relates to a liquid set for three-dimensional modeling.

三次元の立体物を造形する技術として、3Dプリンタ(AM:Additive Manufacturing)と呼ばれる技術が知られている。 As a technique for modeling a three-dimensional three-dimensional object, a technique called a 3D printer (AM: Adaptive Manufacturing) is known.

この技術は、積層方向について薄く切った断面形状を計算し、その形状に従って各層を形成して積層することにより立体物を造形する技術である。
また、立体物を造形する手法としては、熱溶融積層法(FDM:Fused Deposition Molding)、インクジェッティング、バインダージェッティング、マテリアルジェッティング、光造形(SLA:Stereo Lithography Apparatus)、粉末焼結積層造形(SLS:Selective Laser Sintering)などが知られている。これらの中でも、近年、マテリアルジェッティングにより液状の光硬化性樹脂を造形物の必要箇所に像形成し、これを多層化することで三次元の立体物を造形する方式が開発されている。
This technique is a technique for forming a three-dimensional object by calculating a cross-sectional shape sliced thinly in the stacking direction, forming each layer according to the shape, and stacking the layers.
In addition, as a method for modeling a three-dimensional object, Fused Deposition Modeling (FDM), ink jetting, binder jetting, material jetting, stereolithography (SLA), powder sintering lamination modeling (SLA: Stereo Lithografy Apparatus), powder sintering lamination modeling (SLA) SLS: Selective Laser Sintering) and the like are known. Among these, in recent years, a method has been developed in which a liquid photocurable resin is formed into an image at a required part of a modeled object by material jetting, and a three-dimensional three-dimensional object is formed by multi-layering the image.

前記三次元の立体物を造形する装置として、例えば、造形材料の粗密の程度を表す充填率又は混合比に従って造形材料を積層し、領域又はパーツ単位で造形材料の違いにより重量を変えて、立体物を造形することができる立体物造形装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 As a device for modeling the three-dimensional three-dimensional object, for example, the modeling materials are laminated according to the filling rate or the mixing ratio indicating the degree of density of the modeling material, and the weight is changed for each region or part according to the difference in the modeling material to form a three-dimensional object. A three-dimensional object modeling apparatus capable of modeling an object has been proposed (see, for example, Patent Document 1).

本発明は、圧縮応力、及び弾性率が異なる複数の領域を有する立体造形物を、簡便かつ効率よく製造することができる立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、複雑かつ精細な立体造形物を簡便に効率よく製造可能な立体造形物の製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a three-dimensional model that can easily and efficiently manufacture a three-dimensional model having a plurality of regions having different compressive stresses and elastic moduli.
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a three-dimensional model capable of easily and efficiently producing a complicated and fine three-dimensional model.

前記課題を解決するための手段としての本発明の立体造形物の製造方法は、硬化性材料を含む液体からなる液膜を硬化させてなる層を複数積層する立体造形物の製造方法であって、前記硬化性材料を含む液体として溶媒及び硬化性材料を含む第1の液体と、前記第1の液体とは組成の異なる第2の液体と、を用いて、前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量とを制御することにより、硬化後の圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する前記液膜を形成する。 The method for producing a three-dimensional model of the present invention as a means for solving the above-mentioned problems is a method for producing a three-dimensional model in which a plurality of layers formed by curing a liquid film made of a liquid containing a curable material are laminated. Using a first liquid containing a solvent and a curable material as the liquid containing the curable material and a second liquid having a composition different from that of the first liquid, the first liquid and the first liquid are used. By controlling the position at which the liquid of 2 is applied and the amount of the liquid applied, the liquid film having a plurality of regions having different compressive stress and elastic modulus after curing is formed.

本発明によると、圧縮応力、及び弾性率が異なる複数の領域を有する立体造形物を、簡便かつ効率よく製造することができる立体造形物の製造方法を提供することができる。
また、本発明は、複雑かつ精細な立体造形物を簡便に効率よく製造可能な立体造形物の製造方法を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a three-dimensional model that can easily and efficiently manufacture a three-dimensional model having a plurality of regions having different compressive stresses and elastic moduli.
In addition, the present invention can provide a method for manufacturing a three-dimensional model that can easily and efficiently manufacture a complicated and fine three-dimensional model.

図1は、実施例1の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比を層毎に変えた際のハイドロゲル中の強度分布の一例を示す模式図である。FIG. 1 shows a case where the mass ratio of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 1 is changed for each layer. It is a schematic diagram which shows an example of the intensity distribution in a hydrogel. 図2は、図1に示した水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を横にした図である。FIG. 2 is a horizontal view of a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component shown in FIG. 図3は、実施例2の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 2. Is. 図4は、図3における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the elastic modulus distribution at the time of 20% compression in FIG. 図5は、実施例3の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 5 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 3. Is. 図6は、図5における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing the elastic modulus distribution at the time of 20% compression in FIG. 図7は、実施例4の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 4. Is. 図8は、図7における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram showing the elastic modulus distribution at 20% compression in FIG. 7. 図9は、実施例5の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比を変えた際の弾性率及び圧縮応力の変化の一例を示すグラフである。FIG. 9 shows the elastic modulus when the mass ratio of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component of Example 5, is changed. It is a graph which shows an example of the change of compressive stress. 図10は、実施例6の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比を変えた際の弾性率及び圧縮応力の変化の一例を示すグラフである。FIG. 10 shows the elastic modulus when the mass ratio of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 6 is changed. It is a graph which shows an example of the change of compressive stress. 図11は、実施例7の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比を変えた際の弾性率及び圧縮応力の変化の一例を示すグラフである。FIG. 11 shows the elastic modulus when the mass ratio of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 7 is changed. It is a graph which shows an example of the change of compressive stress. 図12は、実施例8の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 12 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component of Example 8. Is. 図13は、図12における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 13 is a schematic view showing the elastic modulus distribution at the time of 20% compression in FIG. 図14は、実施例9のオイルゲルにおける第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 14 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the oil gel of Example 9. 図15は、図14における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 15 is a schematic view showing the elastic modulus distribution at the time of 20% compression in FIG. 図16は、実施例10のオイルゲルにおける第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 16 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the oil gel of Example 10. 図17は、図16における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 17 is a schematic view showing the elastic modulus distribution at the time of 20% compression in FIG. 図18は、比較例1の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比分布の一例を示す模式図である。FIG. 18 is a schematic view showing an example of the mass ratio distribution of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component of Comparative Example 1. Is. 図19は、図18における20%圧縮時の弾性率分布を示す模式図である。FIG. 19 is a schematic view showing the elastic modulus distribution at the time of 20% compression in FIG. 図20は、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形装置の一例を示す概略図である。FIG. 20 is a schematic view showing an example of a three-dimensional modeling apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention. 図21は、本発明の液滴吐出方式により第1の液体と第2の液体とを混合する一例を示す概略図である。FIG. 21 is a schematic view showing an example of mixing the first liquid and the second liquid by the droplet ejection method of the present invention. 図22は、本発明の立体造形物における第1の液体の含有量と第2の液体の含有量との質量比を変えた一例を示す模式図である。FIG. 22 is a schematic view showing an example in which the mass ratio of the content of the first liquid and the content of the second liquid in the three-dimensional model of the present invention is changed. 図23は、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形装置の一例を示す概略図である。FIG. 23 is a schematic view showing an example of a three-dimensional modeling apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention. 図24は、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形装置の一例を示す概略図である。FIG. 24 is a schematic view showing an example of a three-dimensional modeling apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention. 図25は、本発明の立体造形物の製造方法に用いられる立体造形装置の一例を示す概略図である。FIG. 25 is a schematic view showing an example of a three-dimensional modeling apparatus used in the method for manufacturing a three-dimensional model of the present invention. 図26は、立体造形物の寸法精度を求めるための図である。FIG. 26 is a diagram for obtaining the dimensional accuracy of the three-dimensional model. 図27は、立体造形物が支持体構造物によって支持された状態を示す図である。FIG. 27 is a diagram showing a state in which the three-dimensional model is supported by the support structure. 図28は、立体造形物と支持体構造物とを分離した状態を示す図である。FIG. 28 is a diagram showing a state in which the three-dimensional model and the support structure are separated.

(立体造形物の製造方法、及び立体造形物の製造装置)
本発明の立体造形物の製造方法は、硬化性材料を含む液体からなる液膜を硬化させてなる層を複数積層する立体造形物の製造方法であって、前記硬化性材料を含む液体として溶媒及び前記硬化性材料を含む第1の液体と、前記第1の液体とは組成の異なる第2の液体と、を用いて、前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量とを制御することにより、硬化後の圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する前記液膜を形成し、更に必要に応じてその他の工程を含む。
(Manufacturing method of three-dimensional model and equipment for manufacturing three-dimensional model)
The method for producing a three-dimensional model of the present invention is a method for producing a three-dimensional model in which a plurality of layers formed by curing a liquid film composed of a liquid containing a curable material are laminated, and a solvent is used as the liquid containing the curable material. A position and a position for imparting the first liquid and the second liquid by using a first liquid containing the curable material and a second liquid having a composition different from that of the first liquid. By controlling the amount, the liquid film having a plurality of regions having different compressive stresses and elastic moduli after curing is formed, and if necessary, other steps are included.

本発明の立体造形物の製造方法は、三次元の立体物を造形する従来の方法においては、硬化後の圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する液膜を形成すること、及びこれを簡便に達成できる手段は見出されていないという知見に基づくものである。 In the method for producing a three-dimensional object of the present invention, in the conventional method for forming a three-dimensional object, a liquid film having a plurality of regions having different compressive stresses and elastic moduli after curing is formed, and this is achieved. It is based on the finding that no means that can be easily achieved have been found.

また、本発明者らは、以下のことを知見した。
ゲルは、液体と固体の中間の性質を有し、有機高分子化合物などの三次元網目の中に溶媒を安定的に取り込んだものであり、医薬、医療、食品、農業、工業などの各種分野に幅広く利用されている。
前記ゲルの中でも、溶媒として水を主成分とするゲル(以下、「ハイドロゲル」とも称することがある)は、高い含水率により生体適合性を持ち、医療分野への応用が期待されている。
また、生体の代替物(例えば、軟骨、眼球等の硝子体等)へと適用するにあたり、複雑かつ精細な構造を持ち、立体造形物中の硬さを自由に制御できるゲル状又は軟質な前記ハイドロゲル等からなる立体造形物に対するニーズは高まりつつある。
しかしながら、複雑かつ精細な構造を三次元データから再現できる立体造形物の製造方法や、造形物中の硬さを自由に制御できる方法は未だ提供されていないのが現状である。立体造形物の作製には、薄層を積み上げて構成する、従来のインクジェット光立体造形方式を用いることが好ましいが、得られる立体造形物中の硬さを自由に制御することは極めて困難であることを見出した。
In addition, the present inventors have found the following.
Gels have properties intermediate between liquids and solids, and are those in which a solvent is stably incorporated into a three-dimensional network such as an organic polymer compound, and are used in various fields such as medicine, medicine, food, agriculture, and industry. Widely used in.
Among the gels, a gel containing water as a main component as a solvent (hereinafter, also referred to as "hydrogel") has biocompatibility due to its high water content, and is expected to be applied to the medical field.
Further, when applied to a substitute for a living body (for example, a vitreous body such as cartilage or an eyeball), the gel-like or soft product having a complicated and fine structure and capable of freely controlling the hardness in a three-dimensional object. The need for three-dimensional objects made of hydrogels and the like is increasing.
However, the current situation is that a method for manufacturing a three-dimensional model that can reproduce a complicated and detailed structure from three-dimensional data and a method for freely controlling the hardness in the model have not yet been provided. It is preferable to use a conventional inkjet optical three-dimensional modeling method in which thin layers are stacked to produce a three-dimensional model, but it is extremely difficult to freely control the hardness of the obtained three-dimensional model. I found that.

前記立体造形物の製造方法は、前記第1の工程、及び前記第2の工程を複数回繰り返す。前記繰り返し回数としては、特に制限はなく、作製する立体造形物の大きさ、形状などに応じて適宜選択することができる。
前記立体造形物の大きさとしては、1層あたりの平均厚みが、10μm以上50μm以下が好ましい。前記平均厚みが、10μm以上50μm以下であると、精度よく、また、剥離することもなく造形することが可能であり、立体造形物の高さ分だけ積層することができる。
In the method for manufacturing a three-dimensional model, the first step and the second step are repeated a plurality of times. The number of repetitions is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the size, shape, and the like of the three-dimensional model to be produced.
As for the size of the three-dimensional model, the average thickness per layer is preferably 10 μm or more and 50 μm or less. When the average thickness is 10 μm or more and 50 μm or less, it is possible to perform modeling with high accuracy and without peeling, and it is possible to stack by the height of the three-dimensional modeled object.

前記立体造形物の製造方法においては、前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量とを制御することにより、硬化後の圧縮応力及び弾性率が連続的に異なる複数の領域を有する前記液膜を形成し、圧縮応力、及び弾性率が個々の領域毎に異なる立体造形物を効率よく製造することができる。
前記硬化後の圧縮応力及び弾性率が連続的に異なる複数の領域としては、第1の工程において得られる、同一の膜内、膜間などが挙げられる。これらの中でも、第1の工程において得られる膜の同一の膜内において前記硬化後の圧縮応力及び弾性率が連続的に異なることが好ましい。
前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量としては、形成された膜、同一膜内等において異なっていれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
また、前記立体造形物の製造方法としては、後述する立体造形用液体セットにおける第1の液体及び第2の液体を付与する液体付与工程と、前記形成された膜を硬化させる膜硬化工程と、を含む態様も好適に用いることができる。
前記立体造形物の製造方法における各工程について詳細に説明する。
In the method for producing a three-dimensional model, by controlling the position and amount of the first liquid and the second liquid to be applied, a plurality of pieces having a continuous difference in compressive stress and elastic modulus after curing. By forming the liquid film having regions, it is possible to efficiently produce a three-dimensional model having different compressive stress and elastic modulus for each region.
Examples of the plurality of regions in which the compressive stress and elastic modulus after curing are continuously different include the same in-membrane and inter-membrane obtained in the first step. Among these, it is preferable that the compressive stress and elastic modulus after curing are continuously different in the same film of the film obtained in the first step.
The position and amount of the first liquid and the second liquid to be applied are not particularly limited as long as they are different in the formed film, in the same film, etc., and can be appropriately selected depending on the intended purpose. ..
Further, as a method for producing the three-dimensional model, there are a liquid application step of applying the first liquid and the second liquid in the liquid set for three-dimensional modeling described later, and a film curing step of curing the formed film. Aspects including the above can also be preferably used.
Each step in the method for manufacturing a three-dimensional model will be described in detail.

<第1の工程、及び第1の手段>
前記第1の工程は、溶媒及び硬化性材料を含む第1の液体、並びに第1の液体とは組成が異なる第2の液体を、同一領域に付与する工程(液体付与工程)である。
前記第1の工程は、第1の液体及び第2の液体を付与する液体付与手段により好適に行うことができる。
<First step and first means>
The first step is a step of applying a first liquid containing a solvent and a curable material and a second liquid having a composition different from that of the first liquid to the same region (liquid application step).
The first step can be preferably performed by the liquid applying means for applying the first liquid and the second liquid.

前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する方法としては、液滴が適切な精度で目的の領域に付与できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液滴吐出方式などが挙げられる。前記液滴吐出方式としては、例えば、ディスペンサー方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。なお、これらの方式を実施するには公知の装置を好適に使用することができる。
これらの中でも、前記ディスペンサー方式は、液滴の定量性に優れるが、付与面積が狭くなる。前記スプレー方式は、簡便に微細な吐出物を形成でき、付与面積が広く、付与性に優れるが、液滴の定量性が悪く、スプレー流による飛散が発生する。前記インクジェット方式は、前記スプレー方式に比べ、液滴の定量性が良く、前記ディスペンサー方式に比べ、付与面積が広くできる利点があり、複雑な立体造形物を精度良くかつ効率よく形成することができる。このため、本発明においては、前記インクジェット方式を用いることが好ましい。
The method for applying the first liquid and the second liquid is not particularly limited as long as the droplets can be applied to the target region with appropriate accuracy, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, a droplet ejection method and the like can be mentioned. Examples of the droplet ejection method include a dispenser method, a spray method, and an inkjet method. A known device can be preferably used to carry out these methods.
Among these, the dispenser method is excellent in the quantitativeness of droplets, but the imparted area is narrowed. In the spray method, fine ejected substances can be easily formed, the application area is wide, and the application property is excellent, but the quantification of droplets is poor and scattering due to the spray flow occurs. The inkjet method has an advantage that the quantification of droplets is better than that of the spray method and a large area can be applied as compared with the dispenser method, and a complicated three-dimensional model can be formed accurately and efficiently. .. Therefore, in the present invention, it is preferable to use the above-mentioned inkjet method.

前記液滴吐出方式を用いる場合、装置としては、前記第1の液体、前記第2の液体等を吐出可能なノズルを有することが好ましい。なお、前記ノズルとしては、公知のインクジェットプリンターにおけるノズルを好適に使用することができ、前記インクジェットプリンターとしては、例えば、リコーインダストリー株式会社製のMH5420/5440などが好適に挙げられる。前記インクジェットプリンターは、ヘッド部から一度に滴下できる液量が多く、付与面積が広いため、付与の高速化を図ることができる点で好ましい。 When the droplet ejection method is used, it is preferable that the apparatus has a nozzle capable of ejecting the first liquid, the second liquid, and the like. As the nozzle, a nozzle from a known inkjet printer can be preferably used, and examples of the nozzle include MH5420 / 5440 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd. The inkjet printer is preferable in that the amount of liquid that can be dropped from the head portion at one time is large and the application area is large, so that application speed can be increased.

<<第1の液体>>
前記第1の液体は、溶媒、及び硬化性材料を含み、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記第1の液体は、前記第2の液体とは組成が異なる。
<< First liquid >>
The first liquid contains a solvent and a curable material, and further contains other components as needed.
The composition of the first liquid is different from that of the second liquid.

−溶媒−
前記溶媒としては、例えば、水、アルコール、ケトン、エーテル、エステル、炭化水素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、アリルアルコール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール、1,2−エタンジオール、1,2−プロパンジオール、2−メトキシエタノール、2−エトキシエタノール、2−プロポキシエタノール、2−(メトキシエトキシ)エタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、エチルカルビトール、ブチルカルビトールなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記ケトンとしては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、2−ペンタノン、3−ペンタノン、2−ヘキサノン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン、4−ヘプタノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記エーテルとしては、例えば、ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、1,2−ジエトキシエタンなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記エステルとしては、例えば、酢酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸プロピル、ギ酸ブチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセタート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセタート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、γーブチロラクトン、メタクリル酸メチル、イソブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−エトキシエチルアクリレート、トリフルオロエチルアクリレート、メタクリル酸グリシジルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記炭化水素としては、例えば、n−ヘキサン、シクロヘキサン;ベンゼン;トルエン;キシレン;ソルベントナフサ;スチレン;ジクロロメタン、トリクロロエチレン等のハロゲン化炭化水素などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、水、トルエンが好ましい。
− Solvent −
Examples of the solvent include water, alcohols, ketones, ethers, esters, hydrocarbons and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the alcohol include methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-octanol, 2-. Ethyl-1-hexanol, allyl alcohol, benzyl alcohol, cyclohexanol, 1,2-ethanediol, 1,2-propanediol, 2-methoxyethanol, 2-ethoxyethanol, 2-propoxyethanol, 2- (methoxyethoxy) Examples thereof include ethanol, 1-methoxy-2-propanol, dipropylene glycol monomethyl ether, diacetone alcohol, ethyl carbitol, butyl carbitol and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the ketone include acetone, methyl ethyl ketone, 2-pentanone, 3-pentanone, 2-hexanone, methyl isobutyl ketone, 2-heptanone, 4-heptanone, diisobutyl ketone, cyclohexanone and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the ether include diethyl ether, dipropyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, 1,2-diethoxyethane and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the ester include methyl acetate, ethyl formate, propyl formate, butyl formate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, hydroxyethyl methacrylate, and hydroxyethyl acrylate. , Γ-Butyrolactone, methyl methacrylate, isobutyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-ethoxyethyl acrylate, trifluoroethyl acrylate, glycidyl methacrylate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the hydrocarbon include n-hexane, cyclohexane; benzene; toluene; xylene; solvent naphtha; styrene; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane and trichlorethylene. These may be used alone or in combination of two or more.
Of these, water and toluene are preferable.

−硬化性材料−
前記硬化性材料としては、硬化性を有していれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、光重合性官能基を有する化合物が好ましく、重合性モノマーがより好ましい。
前記重合性モノマーとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、(メタ)アクリロイル基、ビニル基、アリル基等の、ラジカルを発生する光重合開始剤で硬化可能なエチレン性の不飽和基を含む化合物;エポキシ基等の、酸を発生する光酸発生剤で硬化可能な環状エーテル基を含む化合物が好ましく、硬化性の点から、エチレン性の不飽和基を含む化合物がより好ましい。
前記エチレン性の不飽和基を含む化合物としては、例えば、(メタ)アクリルアミド基を有する化合物、(メタ)アクリレート化合物、(メタ)アクリロイル基を有する化合物、ビニル基を有する化合物、アリル基を有する化合物などが挙げられる。
-Curable material-
The curable material is not particularly limited as long as it has curability and can be appropriately selected depending on the intended purpose. However, a compound having a photopolymerizable functional group is preferable, and a polymerizable monomer is more preferable.
The polymerizable monomer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but can be cured with a photopolymerization initiator that generates radicals such as a (meth) acryloyl group, a vinyl group and an allyl group. Compounds containing an ethylenically unsaturated group; compounds containing a cyclic ether group curable with a photoacid generator that generates an acid, such as an epoxy group, are preferable, and from the viewpoint of curability, they contain an ethylenically unsaturated group. Compounds are more preferred.
Examples of the compound containing an ethylenically unsaturated group include a compound having a (meth) acrylamide group, a (meth) acrylate compound, a compound having a (meth) acryloyl group, a compound having a vinyl group, and a compound having an allyl group. And so on.

また、前記重合性モノマーとしては、例えば、単官能重合性モノマー、多官能重合性モノマーなどを用いることができる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Further, as the polymerizable monomer, for example, a monofunctional polymerizable monomer, a polyfunctional polymerizable monomer, or the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

−−単官能重合性モノマー−−
前記単官能重合性モノマーとしては、例えば、アクリルアミド、N−置換アクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換アクリルアミド誘導体、N−置換メタクリルアミド誘導体、N,N−ジ置換メタクリルアミド誘導体、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート(EHA)、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート(HEA)、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート(HPA)、カプロラクトン変性テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、3−メトキシブチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、2−フェノキシエチル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、カプロラクトン(メタ)アクリレート、エトキシ化ノニルフェノール(メタ)アクリレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、アクリロイルモルホリンが好ましい。
--Monofunctional polymerizable monomer ---
Examples of the monofunctional polymerizable monomer include acrylamide, N-substituted acrylamide derivative, N, N-di-substituted acrylamide derivative, N-substituted methacrylicamide derivative, N, N-di-substituted methacrylicamide derivative, and 2-ethylhexyl (meth). ) Acrylate (EHA), 2-hydroxyethyl (meth) acrylate (HEA), 2-hydroxypropyl (meth) acrylate (HPA), caprolactone-modified tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, 3-methoxybutyl (Meta) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, isodecyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, tridecyl (meth) acrylate, caprolactone (meth) Examples thereof include acrylate and ethoxylated nonylphenol (meth) acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, and acryloylmorpholine are preferable.

前記単官能重合性モノマーを重合させることにより、有機ポリマーが得られる。
前記単官能重合性モノマーの含有量としては、第1の液体全量に対して、0.5質量%以上20質量%以下が好ましい。
An organic polymer can be obtained by polymerizing the monofunctional polymerizable monomer.
The content of the monofunctional polymerizable monomer is preferably 0.5% by mass or more and 20% by mass or less with respect to the total amount of the first liquid.

−−多官能重合性モノマー−−
前記多官能重合性モノマーとしては、例えば、二官能重合性モノマー、三官能以上の重合性モノマーなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記二官能重合性モノマーとしては、例えば、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート,ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールヒドロキシピバリン酸エステルジ(メタ)アクリレート(MANDA)、ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート(HPNDA)、1,3−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(BGDA)、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート(BUDA)、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート(HDDA)、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(DEGDA)、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート(NPGDA)、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(TPGDA)、カプロラクトン変性ヒドロキシピバリン酸ネオペンチルグリコールエステルジ(メタ)アクリレート、プロポキシ化オペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、エトキシ変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール200ジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール400ジ(メタ)アクリレート、メチ
レンビスアクリルアミドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
--Multifunctional polymerizable monomer ---
Examples of the polyfunctional polymerizable monomer include a bifunctional polymerizable monomer and a trifunctional or higher functional polymerizable monomer. These may be used alone or in combination of two or more.
Examples of the bifunctional polymerizable monomer include tripropylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol hydroxy. Pivalic acid ester di (meth) acrylate (MANDA), hydroxypivalate neopentyl glycol ester di (meth) acrylate (HPNDA), 1,3-butanediol di (meth) acrylate (BGDA), 1,4-butanediol di ( Meta) acrylate (BUDA), 1,6-hexanediol di (meth) acrylate (HDDA), 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate (DEGDA), neopentyl glycol di (meth) ) Acrylic (NPGDA), Tripropylene glycol di (meth) acrylate (TPGDA), Caprolactone-modified neopentyl glycol ester di (meth) acrylate, propoxylated opentyl glycol di (meth) acrylate, ethoxy-modified bisphenol A di ( Examples thereof include meta) acrylate, polyethylene glycol 200 di (meth) acrylate, polyethylene glycol 400 di (meth) acrylate, and methylenebisacrylamide. These may be used alone or in combination of two or more.

前記三官能以上の重合性モノマーとしては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート(TMPTA)、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート(PETA)、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート(DPHA)、トリアリルイソシアネート、ε−カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールの(メタ)アクリレート、トリス(2ーヒドロキシエチル)イソシアヌレートトリ(メタ)アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート,プロポキシ化トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化グリセリルトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヒドロキシペンタ(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、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ペンタ(メタ)アクリレートエステルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the trifunctional or higher polymerizable monomer include trimethylpropantri (meth) acrylate (TMPTA), pentaerythritol tri (meth) acrylate (PETA), dipentaerythritol hexa (meth) acrylate (DPHA), and triallyl. (Meta) acrylate of isocyanate, ε-caprolactone-modified dipentaerythritol, tris (2-hydroxyethyl) isocyanurate tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylolpropanthry (meth) acrylate, propoxylated trimethylolpropanthry (meth) Acrylate, propoxylated glyceryltri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hydroxypenta (meth) acrylate, ditrimethylolpropanetetra (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, penta ( Meta) acrylate ester and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

前記多官能重合性モノマーの含有量としては、第1の液体中の単官能モノマー全量に対して、0.01モル%以上10モル%以下が好ましい。前記含有量が、0.01モル%以上10モル%以下であると、ゲルの圧縮応力の調整が容易になる。 The content of the polyfunctional polymerizable monomer is preferably 0.01 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total amount of the monofunctional monomer in the first liquid. When the content is 0.01 mol% or more and 10 mol% or less, the compressive stress of the gel can be easily adjusted.

前記立体造形物が臓器モデルである場合は、前記立体造形物は、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である軟質立体造形物であることが好ましい。
前記軟質立体造形物としては、水溶性有機ポリマーと、層状粘土鉱物の分散物とが複合化して形成された三次元網目構造の中に、水及び前記水に溶解する成分が包含されている、有機−無機複合ハイドロゲルであることが好ましい。
この場合、前記第1の液体としては、水及びハイドロゲル前駆体を含有することが好ましい。前記水及びハイドロゲル前駆体を含む第1の液体は、「軟質成形体用材料」とも称される。
When the three-dimensional model is an organ model, the three-dimensional model is preferably a soft three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
The soft three-dimensional model includes water and a component soluble in water in a three-dimensional network structure formed by combining a water-soluble organic polymer and a dispersion of layered clay minerals. It is preferably an organic-inorganic composite hydrogel.
In this case, the first liquid preferably contains water and a hydrogel precursor. The first liquid containing the water and the hydrogel precursor is also referred to as a "soft molded material".

−水−
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、超純水などが挙げられる。
前記水は、保湿性付与、抗菌性付与、導電性付与、圧縮応力、弾性率の調整などの目的に応じて有機溶媒等のその他の成分を溶解又は分散させてもよい。
-Water-
Examples of the water include ion-exchanged water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, pure water such as distilled water, and ultrapure water.
The water may dissolve or disperse other components such as an organic solvent depending on the purpose such as imparting moisturizing property, imparting antibacterial property, imparting conductivity, compressive stress, and adjusting elastic modulus.

−ハイドロゲル前駆体−
前記ハイドロゲル前駆体は、鉱物、及び重合性モノマーを含有し、更に必要に応じて、その他の成分を含有してなる。
-Hydrogel precursor-
The hydrogel precursor contains minerals and polymerizable monomers, and further contains other components, if necessary.

−−鉱物−−
前記鉱物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水に分散可能な鉱物などが挙げられる。
前記水に分散可能な鉱物としては、例えば、層状粘土鉱物の分散物などが挙げられる。
前記層状粘土鉱物の分散物とは、水中で一次結晶のレベルで均一に分散可能な層状粘土鉱物を意味する。
--Minerals ---
The mineral is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include minerals which can be dispersed in water.
Examples of the mineral dispersible in water include a dispersion of layered clay minerals.
The dispersion of the layered clay mineral means a layered clay mineral that can be uniformly dispersed in water at the level of primary crystals.

前記層状粘土鉱物の分散物としては、例えば、水膨潤性スメクタイト、水膨潤性雲母などが挙げられ、より具体的には、ナトリウムを層間イオンとして含む水膨潤性ヘクトライト、水膨潤性モンモリロナイト、水膨潤性サポナイト、水膨潤性剛性雲母などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、適宜合成したものであってもよいし、市販品であってもよい。 Examples of the dispersion of the layered clay mineral include water-swellable smectite, water-swellable mica, and more specifically, water-swellable hectorite containing sodium as an interlayer ion, water-swellable montmorillonite, and water. Examples include swellable saponite and water-swellable rigid mica. These may be used alone or in combination of two or more. Further, it may be an appropriately synthesized product or a commercially available product.

前記市販品としては、例えば、合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)、SWN(Coop Chemical Ltd.製)、フッ素化ヘクトライト SWF(Coop Chemical Ltd.製)などが挙げられる。
前記鉱物の含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、第1の液体全量に対して、1質量%以上40質量%以下が好ましい。
Examples of the commercially available product include synthetic hectorite (Raponite XLG, manufactured by RockWood), SWN (manufactured by Coop Chemical Ltd.), and fluorinated hectorite SWF (manufactured by Coop Chemical Ltd.).
The content of the mineral is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to the total amount of the first liquid.

−−重合性モノマー−−
前記ハイドロゲル前駆体における前記重合性モノマーとしては、前記第1の液体における硬化性材料としての前記重合性モノマーと同様のものを用いることができる。
前記重合性モノマーは、重合すると有機ポリマーとなる。
前記有機ポリマーとしては、ハイドロゲル前駆体を用いる点から、水溶性有機ポリマーが好ましい。
前記水溶性有機ポリマーとしては、例えば、アミド基、アミノ基、水酸基、テトラメチルアンモニウム基、シラノール基、エポキシ基等を有する水溶性有機ポリマーなどを挙げられる。
前記アミド基、前記アミノ基、前記水酸基、前記テトラメチルアンモニウム基、前記シラノール基、前記エポキシ基等を有する水溶性有機ポリマーは、水系のゲルの強度を保つために有利な構成成分である。
--Polymerizable monomer ---
As the polymerizable monomer in the hydrogel precursor, the same polymerizable monomer as the curable material in the first liquid can be used.
When the polymerizable monomer is polymerized, it becomes an organic polymer.
As the organic polymer, a water-soluble organic polymer is preferable from the viewpoint of using a hydrogel precursor.
Examples of the water-soluble organic polymer include a water-soluble organic polymer having an amide group, an amino group, a hydroxyl group, a tetramethylammonium group, a silanol group, an epoxy group and the like.
The water-soluble organic polymer having the amide group, the amino group, the hydroxyl group, the tetramethylammonium group, the silanol group, the epoxy group and the like is an advantageous constituent component for maintaining the strength of the aqueous gel.

前記第1の液体の液滴の体積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、2pL以上60pL以下が好ましく、15pL以上30pL以下がより好ましい。前記第1の液体の液滴の体積が、2pL以上であると、吐出安定性を向上でき、60pL以下であると、造形用の吐出ノズル等に液体を充填する際に、充填が容易になる。
前記第1の工程において形成される膜における前記第1の液体の含有量(質量%)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記第1の液体の付与量により制御することができる。
なお、前記第1の液体の付与量は、前記第1の液体の液滴の体積に前記第1の液体の液滴数を掛けることにより算出することができる。
The volume of the droplet of the first liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 2 pL or more and 60 pL or less is preferable, and 15 pL or more and 30 pL or less is more preferable. When the volume of the first liquid droplet is 2 pL or more, the discharge stability can be improved, and when it is 60 pL or less, filling becomes easy when the liquid is filled in the discharge nozzle for modeling or the like. ..
The content (mass%) of the first liquid in the film formed in the first step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and the amount of the first liquid to be applied can be appropriately selected. Can be controlled by
The amount of the first liquid applied can be calculated by multiplying the volume of the droplets of the first liquid by the number of droplets of the first liquid.

−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、安定化剤、表面処理剤、重合開始剤、着色剤、粘度調整剤、乾燥防止剤、接着性付与剤、酸化防止剤、老化防止剤、架橋促進剤、紫外線吸収剤、可塑剤、防腐剤、分散剤、重合促進剤などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a stabilizer, a surface treatment agent, a polymerization initiator, a colorant, a viscosity modifier, an antidrying agent, and an adhesiveness. Examples include an imparting agent, an antioxidant, an antioxidant, a cross-linking accelerator, an ultraviolet absorber, a plasticizer, an antiseptic, a dispersant, and a polymerization accelerator.

−−安定化剤−−
前記安定化剤としては、前記鉱物を分散安定させ、ゾル状態を保つために用いられる。
また、液滴吐出方式では液体としての特性安定化のために必要に応じて安定化剤が用いられる。
前記安定化剤としては、例えば、高濃度リン酸塩、グリコール、非イオン界面活性剤などが挙げられる。
前記非イオン界面活性剤としては、適宜合成してもよく、市販品を用いてもよい。前記市販品としては、例えば、商品名:LS106(花王株式会社製)などが挙げられる。
--Stabilizer ---
As the stabilizer, it is used to disperse and stabilize the mineral and maintain a sol state.
Further, in the droplet ejection method, a stabilizer is used as needed to stabilize the characteristics of the liquid.
Examples of the stabilizer include high-concentration phosphate, glycol, nonionic surfactant and the like.
As the nonionic surfactant, it may be synthesized as appropriate, or a commercially available product may be used. Examples of the commercially available product include trade name: LS106 (manufactured by Kao Corporation).

−−表面処理剤−−
前記表面処理剤としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、クマロン樹脂、脂肪酸エステル、グリセライド、ワックスなどが挙げられる。
--Surface treatment agent ---
Examples of the surface treatment agent include polyester resin, polyvinyl acetate resin, silicone resin, kumaron resin, fatty acid ester, glyceride, and wax.

−−重合開始剤−−
前記重合開始剤としては、例えば、熱重合開始剤、光重合開始剤などが挙げられる。これらの中でも、保存安定性の点から、活性エネルギー線を照射することによりラジカル又はカチオンを生成する光重合開始剤が好ましい。
--Polymerization initiator ---
Examples of the polymerization initiator include thermal polymerization initiators and photopolymerization initiators. Among these, a photopolymerization initiator that generates radicals or cations by irradiating with active energy rays is preferable from the viewpoint of storage stability.

前記光重合開始剤としては、光(特に波長220nm以上400nm以下の紫外線)の照射によりラジカルを生成する任意の物質を用いることができる。
前記光重合開始剤としては、例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、p,p’−ジクロロベンゾフェノン、p,p−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−n−プロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾイン−n−ブチルエーテル、ベンジルメチルケタール、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、メチルベンゾイルフォーメート、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシドなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記光重合開始剤としては、市販品を用いてもよく、前記市販品としては、例えば、Irgacure184(BASF社製)などが挙げられる。
As the photopolymerization initiator, any substance that generates radicals by irradiation with light (particularly ultraviolet rays having a wavelength of 220 nm or more and 400 nm or less) can be used.
Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p'-dichlorobenzophenone, p, p-bisdiethylaminobenzophenone, and Michler ketone. , Benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin-n-propyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin-n-butyl ether, benzyl methyl ketal, thioxanthone, 2-chlorothioxanthone, 2-hydroxy-2 -Methyl-1-phenyl-1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, methylbenzoylformate, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, azobisisobutyro Examples thereof include nitrile, benzoyl peroxide and di-tert-butyl peroxide. These may be used alone or in combination of two or more.
As the photopolymerization initiator, a commercially available product may be used, and examples of the commercially available product include Irgacure 184 (manufactured by BASF).

前記熱重合開始剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アゾ系開始剤、過酸化物開始剤、過硫酸塩開始剤、レドックス(酸化還元)開始剤などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The thermal polymerization initiator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, an azo-based initiator, a peroxide initiator, a persulfate initiator, and a redox (oxidation-reduction) initiator. And so on. These may be used alone or in combination of two or more.

前記アゾ系開始剤としては、例えば、VA−044、VA−46B、V−50、VA−057、VA−061、VA−067、VA−086、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 33)、2,2’−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩(VAZO 50)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(VAZO 52)、2,2’−アゾビス(イソブチロニトリル)(VAZO 64)、2,2’−アゾビス−2−メチルブチロニトリル(VAZO 67)、1,1−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)(VAZO 88)(以上、DuPont Chemical社から入手可能)、2,2’−アゾビス(2−シクロプロピルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(メチルイソブチレ−ト)(V−601)(以上、和光純薬工業株式会社より入手可能)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the azo-based initiator include VA-044, VA-46B, V-50, VA-057, VA-061, VA-067, VA-086, 2,2'-azobis (4-methoxy-2). , 4-Dimethylvaleronitrile) (VAZO 33), 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride (VAZO 50), 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (VAZO 52) ), 2,2'-Azobis (isobutyronitrile) (VAZO 64), 2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile (VAZO 67), 1,1-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile) ( VAZO 88) (Available from DuPont Chemical), 2,2'-azobis (2-cyclopropylpropionitrile), 2,2'-azobis (methylisobutyrate) (V-601) (above, sum) (Available from Kojunyaku Kogyo Co., Ltd.). These may be used alone or in combination of two or more.

前記過酸化物開始剤としては、例えば、過酸化ベンゾイル、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過酸化デカノイル、ジセチルパーオキシジカーボネート、ジ(4−t−ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート(Perkadox 16S)(Akzo Nobel社から入手可能)、ジ(2−エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート(Lupersol 11)(以上、Elf Atochem社から入手可能)、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート(Trigonox 21−C50)(Akzo Nobel社から入手可能)、過酸化ジクミルなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the peroxide initiator include benzoyl peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, decanoyl peroxide, disetylperoxydicarbonate, and di (4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate (Perkadox 16S). ) (Available from Akzo Nobel), di (2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-butylperoxypivalate (Lupersol 11) (above, available from Elf Atochem), t-butylperoxy-2 -Ethylhexanoate (Trigonox 21-C50) (available from Akzo Nobel), dicumyl peroxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記過硫酸塩開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、ペルオキソ二硫酸ナトリウムなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the persulfate initiator include potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, sodium peroxodisulfate and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記レドックス(酸化還元)開始剤としては、例えば、前記過硫酸塩開始剤とメタ亜硫酸水素ナトリウム及び亜硫酸水素ナトリウムのような還元剤との組合せ、前記有機過酸化物と第3級アミンに基づく系(例えば、過酸化ベンゾイルとジメチルアニリンに基づく系)、有機ヒドロパーオキシドと遷移金属に基づく系(例えば、クメンヒドロパーオキシドとコバルトナフテートに基づく系)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the redox (oxidation-reduction) initiator include a combination of the persulfate initiator and a reducing agent such as sodium metahydrosulfate and sodium hydrogen sulfite, and a system based on the organic peroxide and a tertiary amine. Examples include benzoyl peroxide and dimethylaniline-based systems, organic hydroperoxide and transition metal-based systems (eg, cumene hydroperoxide and cobalt naphthate-based systems), and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記光重合開始剤は、前記第1の液体とは組成が異なる前記第2の液体に独立して含まれることが好ましい。前記光重合開始剤を前記第1の液体には含まれず、前記第2の液体にのみ使用することで、前記第1の液体の貯蔵時での保存安定性を向上でき、かつ同じ保存安定性の面から仮に前記第1の液体に重合開始剤を使用したと仮定した場合より多くの添加が可能となる。そのため、立体造形物の重合率が上がり、効率よく製造可能となる。
前記熱重合開始剤は、前記光重合開始剤と同様に、前記第1の液体の保存安定性の点から前記第2の液体に含まれることが好ましい。また、重合促進剤を含有することが好ましい。
また、前記光重合開始剤の合計の含有量としては、前記立体造形用液体セット全量に対して、1質量%以下が好ましい。前記含有量が、1質量%以下であると、前記第1の液体と前記第2の液体とが混合した後において硬化反応の阻害を防止できる。
It is preferable that the photopolymerization initiator is independently contained in the second liquid having a composition different from that of the first liquid. By using the photopolymerization initiator not contained in the first liquid but only in the second liquid, the storage stability of the first liquid during storage can be improved, and the same storage stability can be obtained. From this aspect, more addition is possible than if it were assumed that the polymerization initiator was used in the first liquid. Therefore, the polymerization rate of the three-dimensional model increases, and efficient production becomes possible.
Like the photopolymerization initiator, the thermal polymerization initiator is preferably contained in the second liquid from the viewpoint of storage stability of the first liquid. Moreover, it is preferable to contain a polymerization accelerator.
The total content of the photopolymerization initiator is preferably 1% by mass or less with respect to the total amount of the three-dimensional modeling liquid set. When the content is 1% by mass or less, inhibition of the curing reaction can be prevented after the first liquid and the second liquid are mixed.

−−着色剤−−
前記着色剤としては、前記第1の液体、及び前記第2の液体のいずれにも含有させることができるが、前記第2の液体に含有させることが好ましい。
前記着色剤としては、前記第2の液体中に溶解又は安定に分散し、更に熱安定性に優れた染料、顔料等が適している。これらの中でも、溶解性染料(Solvent Dye)が好ましい。また色の調整等で2種類以上の着色剤を適時混合してもよい。
--Colorant ---
The colorant can be contained in either the first liquid or the second liquid, but it is preferably contained in the second liquid.
As the colorant, a dye, a pigment or the like that dissolves or is stably dispersed in the second liquid and has excellent thermal stability is suitable. Among these, a soluble dye (Solvent Dye) is preferable. Further, two or more kinds of colorants may be mixed in a timely manner for color adjustment or the like.

前記染料としては、例えば、ブラック染料、マゼンタ染料、シアン染料、イエロー染料などが挙げられる。
前記ブラック染料としては、例えば、MS BLACK VPC(三井東圧株式会社製)、AIZEN SOT BLACK−1、AIZEN SOT BLACK−5(以上、保土谷化学株式会社製)、RESORIN BLACK GSN 200%、RESOLIN BLACK BS(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET BLACK A−N(日本化薬株式会社製)、DAIWA BLACK MSC(ダイワ化成株式会社製)、HSB−202(三菱化成株式会社製)、NEPTUNE BLACK X60、NEOPEN BLACK X58(BASF社製)、Oleosol Fast BLACK RL(田岡化学工業株式会社製)、Chuo BLACK80、Chuo BLACK80−15(以上、中央合成化学株式会社製)などが挙げられる。
Examples of the dye include black dye, magenta dye, cyan dye, yellow dye and the like.
Examples of the black dye include MS BLACK VPC (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.), AIZEN SOT BLACK-1, AIZEN SOT BLACK-5 (manufactured by Hodoya Chemical Co., Ltd.), RESORIN BLACK GSN 200%, and RESOLIN BLACK. BS (above, made by Bayer Japan), KAYASET BLACK AN (made by Nippon Kasei Co., Ltd.), DAIWA BLACK MSC (made by Daiwa Kasei Corp.), HSB-202 (made by Mitsubishi Kasei Corp.), NEPTUNE BLACK X60, Examples thereof include NEOPEN BLACK X58 (manufactured by BASF), Oleosol Fast BLACK RL (manufactured by Taoka Chemical Co., Ltd.), Chuo BLACK80, and Chuo BLACK80-15 (manufactured by Chuo Synthetic Chemical Co., Ltd.).

前記マゼンタ染料としては、例えば、MS Magenta VP、MS Magenta HM−1450、MS Magenta Hso−147(以上、三井東圧株式会社製)、AIZENSOT Red−1、AIZEN SOT Red−2、AIZEN SOT Red−3、AIZEN SOT Pink−1、SPIRON Red GEHSPECIAL(以上、保土谷化学株式会社製)、RESOLIN Red FB 200%、MACROLEX Red Violet R、MACROLEX ROT 5B(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET RedB、KAYASET Red 130、KAYASET Red 802(以上、日本化薬株式会社製)、PHLOXIN,ROSE BENGAL、ACID Red(以上、ダイワ化成株式会社製)、HSR−31、DIARESIN RedK(以上、三菱化成株式会社製)、Oil Red(BASF社製)、Oil Pink330(中央合成化学株式会社製)などが挙げられる。 Examples of the magenta dye include MS Magenta VP, MS Magenta HM-1450, MS Magenta Hso-147 (all manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.), AIZENSOT Red-1, AIZEN SOT Red-2, AIZEN SOT Red-3. , AIZEN SOT Pink-1, SPIRON Red GEHSPECIAL (above, manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), RESOLIN Red FB 200%, MACROLEX Red Violet R, MACROLEX ROT 5B (above, manufactured by Bayer Japan), KAYASET RED , KAYASET Red 802 (above, manufactured by Nippon Kasei Corp.), PHLOXIN, ROSE BENGAL, ACID Red (above, manufactured by Daiwa Kasei Corp.), HSR-31, DIARESIN RedK (above, manufactured by Mitsubishi Kasei Corp.), Oil Red (BASF), Oil Pink330 (manufactured by Chuo Synthetic Chemical Co., Ltd.) and the like.

前記シアン染料としては、例えば、MS Cyan HM−1238、MS Cyan HSo−16、Cyan Hso−144、MS Cyan VPG(以上、三井東圧株式会社製)、AIZEN SOT Blue−4(保土谷化学株式会社製)、RESOLIN BR.Blue BGLN 200%、MACROLEX Blue RR、CERES BlueGN、SIRIUS SUPRATURQ.Blue Z−BGL、SIRIUS SUPRA TURQ.Blue FB−LL330%(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Blue Fr、KAYASET Blue N、KAYASET Blue 814、Turq.Blue GL−5 200、LightBlue BGL−5 200(以上、日本化薬株式会社製)、DAIWA Blue 7000、Oleosol Fast Blue GL(以上、ダイワ化成株式会社製)、DIARESINBlue P(三菱化成株式会社製)、SUDAN Blue 670、NEOPEN Blue808、ZAPON Blue 806(以上、BASF社製)などが挙げられる。 Examples of the cyan dye include MS Cyan HM-1238, MS Cyan HSo-16, Cyan Hso-144, MS Cyan VPG (manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.), AIZEN SOT Blue-4 (Hodoya Chemical Co., Ltd.). ), RESOLIN BR. Blue BGLN 200%, MACROLEX Blue RR, CERES BlueGN, SIRIUS SUPRATURQ. Blue Z-BGL, SIRIUS SUPRA TURQ. Blue FB-LL330% (above, manufactured by Bayer Japan), KAYASET Blue Fr, KAYASET Blue N, KAYASET Blue 814, Turq. Blue GL-5 200, LightBlue BGL-5 200 (manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), DAIWA Blue 7000, Oleosol Fast Blue GL (manufactured by Daiwa Kasei Corp.), DIARESINBlue P (manufactured by Mitsubishi Kasei Corp.), Examples thereof include SUDAN Blue 670, NEOPEN Blue 808, and ZAPON Blue 806 (all manufactured by BASF).

前記イエロー染料としては、例えば、MS Yellow HSm−41、Yellow KX−7、Yellow EX−27(以上、三井東圧株式会社製)、AIZENSOT Yellow−1、AIZEN SOT YelloW−3、AIZEN SOT Yellow−6(以上、保土谷化学株式会社製)、MACROLEX Yellow 6G、MACROLEX FLUOR、Yellow 10GN(以上、バイエルジャパン社製)、KAYASET Yellow SF−G、KAYASET Yellow2G、KAYASET Yellow A−G、KAYASET Yellow E−G
(以上、日本化薬株式会社製)、DAIWA Yellow 330HB(ダイワ化成株式会社製)、HSY−68(三菱化成株式会社製)、SUDAN Yellow 146、NEOPEN Yellow 075(以上、BASF社製)、Oil Yellow 129(中央合成化学株式会社製)などが挙げられる。
Examples of the yellow dye include MS Yellow HSm-41, Yellow KX-7, Yellow EX-27 (all manufactured by Mitsui Toatsu Co., Ltd.), AIZENSOT Yellow-1, AIZEN SOT YellowW-3, and AIZEN SOT Yellow-6. (The above is manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd.), MACROLEX Yellow 6G, MACROLEX FLUOR, Yellow 10GN (The above is manufactured by Bayer Japan), KAYASET Yellow SF-G, KAYASET Yellow2G, KAYASET Yellow A-G, KAYASE
(Nippon Kayaku Co., Ltd.), DAIWA Yellow 330HB (Daiwa Kasei Corp.), HSY-68 (Mitsubishi Kasei Corp.), SUDAN Yellow 146, NEOPEN Yellow 075 (BASF), Oil Yellow 129 (manufactured by Chuo Synthetic Chemical Co., Ltd.) and the like.

前記顔料としては、各種の有機顔料、無機顔料等が挙げられ、例えば、アゾレーキ、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料、フタロシアニン顔料、ペリレン顔料、アントセキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサジン顔料、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などが挙げられる。 Examples of the pigment include various organic pigments, inorganic pigments and the like. For example, azo pigments such as azo lakes, insoluble azo pigments, condensed azo pigments and chelate azo pigments, phthalocyanine pigments, perylene pigments, antothequinone pigments, quinacridone pigments and dioxazine pigments. , Polycyclic pigments such as thioindigo pigments, isoindolinone pigments, quinophthalone pigments and the like.

前記顔料としては、具体的には、カラーインデックスに記載される下記の番号の有機顔料又は無機顔料が使用できる。
赤又はマゼンタ顔料としては、例えば、Pigment Red 3、5、19、22、31、38、43、48:1、48:2、48:3、48:4、48:5、49:1、53:1、57:1、57:2、58:4、63:1、81、81:1、81:2、81:3、81:4、88、104、108、112、122、123、144、146、149、166、168、169、170、177、178、179、184、185、208、216、226、257、Pigment Violet 3、19、23、29、30、37、50、88、Pigment Orange 13、16、20、36などが挙げられる。
Specifically, as the pigment, an organic pigment or an inorganic pigment having the following number described in the color index can be used.
Examples of red or magenta pigments include Pigment Red 3, 5, 19, 22, 31, 38, 43, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 48: 5, 49: 1, 53. 1, 57: 1, 57: 2, 58: 4, 63: 1, 81, 81: 1, 81: 2, 81: 3, 81: 4, 88, 104, 108, 112, 122, 123, 144 , 146, 149, 166, 168, 169, 170, 177, 178, 179, 184, 185, 208, 216, 226, 257, Pigment Violet 3, 19, 23, 29, 30, 37, 50, 88, Pigment Examples include Orange 13, 16, 20, 36 and the like.

青又はシアン顔料としては、例えば、pigment Blue 1、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:6、16、17−1、22、27、28、29、36、60などが挙げられる。
緑顔料としては、例えば、Pigment Green 7、26、36、50などが挙げられる。
黄顔料としては、例えば、Pigment Yellow 1、3、12、13、14、17、34、35、37、55、74、81、83、93、94、95、97、108、109、110、137、138、139、153、154、155、157、166、167、168、180、185、193などが挙げられる。
黒顔料としては、例えば、Pigment Black 7、28、26などが挙げられる。
Examples of blue or cyan pigments include pigment Blue 1, 15, 15: 1, 15: 2, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 17-1, 22, 27, 28, 29, 36. , 60 and the like.
Examples of the green pigment include Pigment Green 7, 26, 36, 50 and the like.
Examples of yellow pigments include Pigment Yellow 1, 3, 12, 13, 14, 17, 34, 35, 37, 55, 74, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 108, 109, 110, 137. 138, 139, 153, 154, 155, 157, 166, 167, 168, 180, 185, 193 and the like.
Examples of the black pigment include Pigment Black 7, 28, 26 and the like.

前記顔料としては、市販品を用いることができ、前記市販品としては、例えば、クロモファインイエロー2080、5900、5930、AF−1300、2700L、クロモファインオレンジ3700L、6730、クロモファインスカーレット6750、クロモファインマゼンタ6880、6886、6891N、6790、6887、クロモファインバイオレット RE、クロモファインレッド6820、6830、クロモファインブルーHS−3、5187、5108、5197、5085N、SR−5020、5026、5050、4920、4927、4937、4824、4933GN−EP、4940、4973、5205、5208、5214、5221、5000P、クロモファイングリーン2GN、2GO、2G−550D、5310、5370、6830、クロモファインブラックA−1103、セイカファストエロー10GH、A−3、2035、2054、2200、2270、2300、2400(B)、2500、2600、ZAY−260、2700(B)、2770、セイカファストレッド8040、C405(F)、CA120、LR−116、1531B、8060R、1547、ZAW−262、1537B、GY、4R−4016、3820、3891、ZA−215、セイカファストカーミン6B1476T−7、1483LT、3840、3870、セイカファストボルドー10B−430、セイカライトローズR40、セイカライトバイオレットB800、7805、セイカファストマルーン460N、セイカファストオレンジ900、2900、セイカライトブルーC718、A612、シアニンブルー4933M、4933GN−EP、4940、4973(以上、大日精化工業株式会社製);KET Yellow 401、402、403、404、405、406、416、424、KET Orange 501、KET Red 301、302、303、304、305、306、307、308、309、310、336、337、338、346、KET Blue 101、102、103、104、105、106、111、118、124、KET Green 201(以上、DIC株式会社製);Colortex Yellow 301、314、315、316、P−624、314、U10GN、U3GN、UNN、UA−414、U263、Finecol Yellow T−13、T−05、Pigment Yellow1705、Colortex Orange 202、Colortex Red101、103、115、116、D3B、P−625、102、H−1024、105C、UFN、UCN、UBN、U3BN、URN、UGN、UG276、U456、U457、105C、USN、Colortex Maroon601、Colortex BrownB610N、Colortex Violet600、Pigment Red 122、Colortex Blue516、517、518、519、A818、P−908、510、Colortex Green402、403、Colortex Black 702、U905(以上、山陽色素株式会社製);Lionol Yellow 1405G、Lionol Blue FG7330、FG7350、FG7400G、FG7405G、ES、ESP−S(以上、東洋インキ製造株式会社製);Toner Magenta E02、Permanent RubinF6B、Toner Yellow HG、Permanent Yellow GG−02、Hostapeam BlueB2G(以上、ヘキストインダストリ社製);カーボンブラック#2600、#2400、#2350、#2200、#1000、#990、#980、#970、#960、#950、#850、MCF88、#750、#650、MA600、MA7、MA8、MA11、MA100、MA100R、MA77、#52、#50、#47、#45、#45L、#40、#33、#32、#30、#25、#20、#10、#5、#44、CF9(以上、三菱化学株式会社製)などが挙げられる。 As the pigment, a commercially available product can be used, and as the commercially available product, for example, Chromofine Yellow 2080, 5900, 5930, AF-1300, 2700L, Chromofine Orange 3700L, 6730, Chromofine Scarlet 6750, Chromofine Magenta 6880, 6886, 6891N, 6790, 6878, Chromo Fine Violet RE, Chromo Fine Red 6820, 6830, Chromo Fine Blue HS-3, 5187, 5108, 5197, 5085N, SR-5020, 5026, 5050, 4920, 4927, 4937, 4824, 4933GN-EP, 4940, 4973, 5205, 5208, 5214, 5221 5000P, Chromo Fine Green 2GN, 2GO, 2G-550D, 5310, 5370, 6830, Chromo Fine Black A-1103, Seika Fast Yellow 10GH , A-3, 2035, 2054, 2200, 2270, 2300, 2400 (B), 2500, 2600, ZAY-260, 2700 (B), 2770, Seika Fast Red 8040, C405 (F), CA120, LR-116 , 1531B, 8060R, 1547, ZAW-262, 1537B, GY, 4R-4016, 3820, 3891, ZA-215, Seika Fast Carmin 6B 1476T-7, 1843LT, 3840, 3870, Seika Fast Bordeaux 10B-430, Seika Light Rose R40, Seika Light Violet B800, 7805, Seika Fast Maroon 460N, Seika Fast Orange 900, 2900, Seika Light Blue C718, A612, Cyanin Blue 4933M, 4933GN-EP, 4940, 4973 (all manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.) KET Yellow 401, 402, 403, 404, 405, 406, 416, 424, KET Orange 501, KET Red 301, 302, 303, 304, 305, 306, 307, 308, 309, 310, 336, 337, 338. 346, KET Blue 101, 102, 103, 104, 105, 106, 111, 118, 124, KET Green 201 (all manufactured by DIC Co., Ltd.); Colortex Yellow 301, 314, 315, 316, P-624, 314 , U10GN, U 3GN, UNN, UA-414, U263, Finecol Yellow T-13, T-05, Pigment Yellow 1705, Colortex Orange 202, Colortex Red101, 103, 115, 116, D3B, P-625, 102, H-1024, 105C, UFN, UCN, UBN, U3BN, URN, UGN, UG276, U456, U457, 105C, USN, Colorex Maroon601, Colortex BrownB610N, Colortex Violet600, PigmentRed12, 518Blue 510, Colorex Green402, 403, Colortex Black 702, U905 (above, manufactured by Sanyo Pigment Co., Ltd.); ); Toner Magenta E02, Permanent Rubin F6B, Toner Yellow HG, Permanent Yellow GG-02, Hostapeam BlueB2G (all manufactured by Hexto Industry); Carbon Black # 2600, # 2400, # 2350, # 2400, # 2400, # 2 , # 980, # 970, # 960, # 950, # 850, MCF88, # 750, # 650, MA600, MA7, MA8, MA11, MA100, MA100R, MA77, # 52, # 50, # 47, # 45, Examples thereof include # 45L, # 40, # 33, # 32, # 30, # 25, # 20, # 10, # 5, # 44, CF9 (all manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation).

−粘度調整剤−
前記粘度調整剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、プロピレングリコールなどが挙げられる。
-Viscosity modifier-
The viscosity adjusting agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include propylene glycol.

−乾燥防止剤−
前記乾燥防止剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、グリセリンなどが挙げられる。
-Anti-drying agent-
The anti-drying agent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include glycerin.

−分散剤−
前記分散剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、エチドロン酸などが挙げられる。
-Dispersant-
The dispersant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include etidronic acid.

−重合促進剤−
前記重合促進剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミンなどが挙げられる。
-Polymerization accelerator-
The polymerization accelerator is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine and the like.

前記第1の液体の表面張力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、20mN/m以上45mN/m以下が好ましく、25mN/m以上34mN/m以下がより好ましい。
前記表面張力が、20mN/m以上であると、吐出安定性を向上でき、45mN/m以下であると、造形用の吐出ノズル等に液体を充填しやすくなる。
なお、前記表面張力は、例えば、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)などを用いて測定することができる。
The surface tension of the first liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 20 mN / m or more and 45 mN / m or less is preferable, and 25 mN / m or more and 34 mN / m or less is more preferable. preferable.
When the surface tension is 20 mN / m or more, the discharge stability can be improved, and when it is 45 mN / m or less, it becomes easy to fill the discharge nozzle for modeling or the like with a liquid.
The surface tension can be measured using, for example, a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) or the like.

前記第1の液体の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、温度を調整することで適宜利用可能であるが、例えば、25℃で、3mPa・s以上20mPa・s以下が好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下がより好ましい。
前記粘度が、3mPa・s以上20mPa・s以下であると、吐出安定性を向上できる。
なお、前記粘度は、例えば、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)などを用いて25℃の環境下で測定することができる。
The viscosity of the first liquid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose, and can be appropriately used by adjusting the temperature. For example, at 25 ° C., 3 mPa · s or more and 20 mPa. -S or less is preferable, and 6 mPa · s or more and 12 mPa · s or less is more preferable.
When the viscosity is 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, the discharge stability can be improved.
The viscosity can be measured in an environment of 25 ° C. using, for example, a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

<<第2の液体>>
前記第2の液体は、前記第1の液体とは組成が異なり、立体造形時における第1の液体に含有される成分の濃度コントロールをする機能を有する。即ち、本発明においては、第1の液体と第2の液体を同一領域に成膜し両者を混合させる。この際、前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量とを制御することにより、成膜中の硬化性材料濃度を調整するものである。
前記第2の液体は、溶媒を含有することが好ましく、さらに必要に応じて、光重合開始剤、熱重合開始剤、鉱物、架橋剤、その他の成分を含有してなる。
前記溶媒としては、前記第1の液体と同様のものを用いることができる。
<< Second liquid >>
The second liquid has a composition different from that of the first liquid, and has a function of controlling the concentration of components contained in the first liquid at the time of three-dimensional modeling. That is, in the present invention, the first liquid and the second liquid are formed into a film in the same region and both are mixed. At this time, the concentration of the curable material during the film formation is adjusted by controlling the position and amount at which the first liquid and the second liquid are applied.
The second liquid preferably contains a solvent, and if necessary, contains a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, a mineral, a cross-linking agent, and other components.
As the solvent, the same solvent as that of the first liquid can be used.

前記第2の液体としては、前記第1の液体中の重合性モノマーと同じ重合性モノマーを含有することもでき、また、前記第1の液体中の重合性モノマーとは異なる重合性モノマーを含有することもできる。
前記重合性モノマーとしては、前記第1の液体と同様のものを用いることができる。
しかし、第1の液体に重合開始剤等の添加剤を加えた際に、第1の液体に含まれる硬化性材料(重合性モノマー等)と反応して、保存安定性が悪化することがある。その場合、添加剤を第2の液体に添加し、第1の液体と第2の液体とを吐出後に混合させることで硬化性材料に重合開始剤等の添加剤の効果を与えることができることから、第2の液体には硬化性材料(重合性モノマー等)を含有しないことが好ましい。
The second liquid may contain the same polymerizable monomer as the polymerizable monomer in the first liquid, and may contain a polymerizable monomer different from the polymerizable monomer in the first liquid. You can also do it.
As the polymerizable monomer, the same one as that of the first liquid can be used.
However, when an additive such as a polymerization initiator is added to the first liquid, it may react with a curable material (polymerizable monomer or the like) contained in the first liquid, resulting in deterioration of storage stability. .. In that case, since the additive is added to the second liquid and the first liquid and the second liquid are mixed after being discharged, the effect of the additive such as the polymerization initiator can be given to the curable material. , It is preferable that the second liquid does not contain a curable material (polymerizable monomer or the like).

−光重合開始剤、及び熱重合開始剤−
前記光重合開始剤、及び前記熱重合開始剤としては、前記第1の液体と同様のものを用いることができる。
前記光重合開始剤、及び前記熱重合開始剤としては、前記第1の液体中に含有させることもできるが、保存安定性の点から、前記第2の液体に含有させることが好ましい。
また、前記光重合開始剤に加え、熱重合開始剤を含有させることで、光重合開始剤だけでは重合反応が完結しない場合に、熱重合開始剤により重合反応を進行させることで反応を完結することができる。また、重合促進剤を含有することが好ましい。
前記第1の液体に熱重合開始剤が含まれると、重合性モノマーと反応してしまい液体の保存安定性が損なわれるため、重合性モノマーが含まれない第2の液体に熱重合開始剤が含まれることが好ましい。
-Photopolymerization initiator and thermal polymerization initiator-
As the photopolymerization initiator and the thermal polymerization initiator, the same ones as those of the first liquid can be used.
The photopolymerization initiator and the thermal polymerization initiator may be contained in the first liquid, but are preferably contained in the second liquid from the viewpoint of storage stability.
Further, by containing a thermal polymerization initiator in addition to the photopolymerization initiator, when the polymerization reaction is not completed by the photopolymerization initiator alone, the reaction is completed by advancing the polymerization reaction with the thermal polymerization initiator. be able to. Moreover, it is preferable to contain a polymerization accelerator.
If the first liquid contains a thermal polymerization initiator, it reacts with the polymerizable monomer and the storage stability of the liquid is impaired. Therefore, the thermal polymerization initiator is added to the second liquid that does not contain the polymerizable monomer. It is preferably included.

−鉱物−
前記鉱物としては、前記第1の液体と同様のものを用いることができる。
-Minerals-
As the mineral, the same mineral as the first liquid can be used.

−架橋剤−
前記架橋剤としては、例えば、N,N’−メチレンビスアクリルアミド、ポリエチレングリコールジアクリレートなどが挙げられる。
-Crosslinking agent-
Examples of the cross-linking agent include N, N'-methylenebisacrylamide, polyethylene glycol diacrylate and the like.

−その他の成分−
前記その他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記第1の液体と同様のものを用いることができる。
-Other ingredients-
The other components are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and the same components as the first liquid can be used.

前記第2の液体の表面張力としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、20mN/m以上45mN/m以下が好ましく、25mN/m以上34mN/m以下がより好ましい。
前記表面張力が、20mN/m以上であると、吐出安定性を向上でき、45mN/m以下であると、造形用の吐出ノズル等に液体を充填しやすくなる。
なお、前記表面張力は、例えば、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)などを用いて測定することができる。
The surface tension of the second liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, 20 mN / m or more and 45 mN / m or less is preferable, and 25 mN / m or more and 34 mN / m or less is more preferable. preferable.
When the surface tension is 20 mN / m or more, the discharge stability can be improved, and when it is 45 mN / m or less, it becomes easy to fill the discharge nozzle for modeling or the like with a liquid.
The surface tension can be measured using, for example, a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) or the like.

前記第2の液体の粘度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、温度を調整することで適宜利用可能であるが、25℃で、3mPa・s以上20mPa・s以下が好ましく、6mPa・s以上12mPa・s以下がより好ましい。
前記粘度が、3mPa・s以上20mPa・s以下であると、吐出安定性を向上できる。
なお、前記粘度は、例えば、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)などを用いて25℃の環境下で測定することができる。
The viscosity of the second liquid is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose, and can be appropriately used by adjusting the temperature. However, at 25 ° C., 3 mPa · s or more and 20 mPa · s. The following is preferable, and 6 mPa · s or more and 12 mPa · s or less is more preferable.
When the viscosity is 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, the discharge stability can be improved.
The viscosity can be measured in an environment of 25 ° C. using, for example, a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).

前記第2の液体の液滴の体積としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、2pL以上60pL以下が好ましく、15pL以上30pL以下がより好ましい。前記液滴の体積が、2pL以上であると、吐出安定性を向上でき、60pL以下であると、造形用の吐出ノズル等に液体を充填する際に、充填が容易になる。
前記第1の工程において形成される膜における前記第2の液体の含有量(質量%)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記第2の液体の付与量により制御することができる。
なお、前記第2の液体の付与量は、前記第2の液体の液滴の体積に前記第2の液体の液滴数を掛けることにより算出することができる。
The volume of the droplet of the second liquid is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably 2 pL or more and 60 pL or less, and more preferably 15 pL or more and 30 pL or less. When the volume of the droplet is 2 pL or more, the discharge stability can be improved, and when the volume is 60 pL or less, filling becomes easy when the liquid is filled in the discharge nozzle for modeling or the like.
The content (mass%) of the second liquid in the film formed in the first step is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, and the amount of the second liquid to be applied can be appropriately selected. Can be controlled by
The amount of the second liquid applied can be calculated by multiplying the volume of the droplets of the second liquid by the number of droplets of the second liquid.

[粘度変化率]
前記第1の液体及び前記第2の液体における保存前粘度(初期粘度)と50℃で2週間放置した後(保存後粘度)との粘度変化率としては、20%以下が好ましく、10%以下がより好ましい。
前記粘度変化率が、20%以下であると、前記第1の液体及び前記第2の液体の保存安定性が適正であり、例えば、前記第2の液体の付与をインクジェット法により行った際に吐出安定性が良好となる。
[Viscosity change rate]
The viscosity change rate between the first liquid and the second liquid before storage (initial viscosity) and after being left at 50 ° C. for 2 weeks (viscosity after storage) is preferably 20% or less, preferably 10% or less. Is more preferable.
When the viscosity change rate is 20% or less, the storage stability of the first liquid and the second liquid is appropriate, for example, when the second liquid is applied by an inkjet method. Good discharge stability.

前記保存前粘度(初期粘度)と前記50℃で2週間放置した後(保存後粘度)との粘度変化率は、以下のようにして測定することができる。
前記第1の液体、及び前記第2の液体をポリプロピレン製広口瓶(50mL)に入れて、50℃の恒温槽中に2週間放置した後、恒温槽から取り出して室温(25℃)になるまで放置して、粘度測定を行う。恒温槽に入れる前の第1の液体、及び前記第2の液体の粘度を保存前粘度、恒温槽から取り出した後の第1の液体、及び前記第2の液体の粘度を保存後粘度とし、下記式により粘度変化率を算出する。なお、前記保存前粘度及び前記保存後粘度は、R型粘度計(東機産業株式会社製)を用いて、25℃で測定することができる。
粘度変化率(%)=[(保存後粘度)−(保存前粘度)]/(保存前粘度)×100
The viscosity change rate between the viscosity before storage (initial viscosity) and the viscosity after standing at 50 ° C. for 2 weeks (viscosity after storage) can be measured as follows.
The first liquid and the second liquid are placed in a polypropylene wide-mouthed bottle (50 mL), left in a constant temperature bath at 50 ° C. for 2 weeks, and then removed from the constant temperature bath until the temperature reaches room temperature (25 ° C.). Leave it to stand and measure the viscosity. The viscosities of the first liquid and the second liquid before being placed in the constant temperature bath are defined as the viscosities before storage, and the viscosities of the first liquid and the second liquid after being taken out from the constant temperature bath are defined as the viscosities after storage. The viscosity change rate is calculated by the following formula. The viscosity before storage and the viscosity after storage can be measured at 25 ° C. using an R-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
Viscosity change rate (%) = [(Viscosity after storage)-(Viscosity before storage)] / (Viscosity before storage) x 100

前記第1の液体及び前記第2の液体の保存前粘度は、25℃で、25mPa・s以下が好ましく、3mPa・s以上20mPa・s以下がより好ましく、3mPa・s以上10mPa・s以下が特に好ましい。前記粘度が、25mPa・s以下であると、インクジェットノズルからの吐出を安定化することができる。
前記第1の液体及び前記第2の液体の保存後粘度は、25℃で、3mPa・s以上10mPa・s以下が好ましい。
The viscosity of the first liquid and the second liquid before storage is preferably 25 mPa · s or less, more preferably 3 mPa · s or more and 20 mPa · s or less, and particularly preferably 3 mPa · s or more and 10 mPa · s or less at 25 ° C. preferable. When the viscosity is 25 mPa · s or less, the ejection from the inkjet nozzle can be stabilized.
The viscosity of the first liquid and the second liquid after storage is preferably 3 mPa · s or more and 10 mPa · s or less at 25 ° C.

前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量との制御する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液滴の体積を変更して制御する方法、液滴の液滴数を変更して制御する方法などが挙げられる。 The method for controlling the position and amount of the first liquid and the second liquid to be applied is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the volume of the droplet is changed. And control by changing the number of droplets.

本発明の立体造形物の製造方法は、前記第1の液体と前記第2の液体とを混合し、反応させることによって硬化させるものである。従って、前記第1の液体に硬化性材料(重合性モノマー等)が含まれており、前記硬化性材料と反応して保存安定性を低下させる添加剤は前記第2の液体に含有させることが好ましい。
前記第2の液体に、前記第1の液体に含まれる硬化性材料と反応し保存安定性を低下させる(通常は粘度上昇が大きく、ゲル化する変化が起こる)材料を添加することにより、造形時の製膜直後に膜がゲル化し、造形精度が向上するなどの効果を付与することができる。
In the method for producing a three-dimensional model of the present invention, the first liquid and the second liquid are mixed and reacted to be cured. Therefore, the first liquid may contain a curable material (polymerizable monomer, etc.), and an additive that reacts with the curable material to reduce storage stability may be contained in the second liquid. preferable.
By adding a material that reacts with the curable material contained in the first liquid to reduce the storage stability (usually, a large increase in viscosity causes a gelation change) to the second liquid. Immediately after the film is formed, the film gels, and the effect of improving the molding accuracy can be imparted.

<第2の工程、及び第2の手段>
前記第2の工程は、前記第1の工程により形成された液膜を硬化させ、硬化した膜を積層させることで、領域毎に圧縮応力及び弾性率を変えられる立体造形物を造形する工程(膜硬化工程)である。硬化後の膜は、硬化性材料が他の成分と共に構造体を形成した状態になっている。前記第2の工程(膜硬化工程)は、前記第2の手段(膜硬化手段)により好適に行うことができる。
<Second step and second means>
The second step is a step of curing the liquid film formed by the first step and laminating the cured film to form a three-dimensional model in which the compressive stress and elastic modulus can be changed for each region (). Film curing process). The cured film is in a state where the curable material forms a structure together with other components. The second step (film curing step) can be preferably performed by the second means (film curing means).

前記第2の手段としての膜硬化手段としては、例えば、紫外線(UV)照射ランプ、電子線などが挙げられる。前記膜硬化手段には、オゾンを除去する機構が具備されることが好ましい。
前記紫外線(UV)照射ランプの種類としては、例えば、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドなどが挙げられる。
前記超高圧水銀灯は点光源であるが、光学系と組み合わせて光利用効率を高くしたDeepUVタイプは、短波長領域の照射が可能である。
前記メタルハライドは、波長領域が広いため着色物に有効であり、Pb、Sn、Fe等の金属のハロゲン化物が用いられ、光重合開始剤の吸収スペクトルに合わせて選択できる。硬化に用いられるランプとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、FusionSystem社製のHランプ、Dランプ、Vランプ等のような市販されているものも使用することができる。
Examples of the film curing means as the second means include an ultraviolet (UV) irradiation lamp, an electron beam, and the like. It is preferable that the film curing means is provided with a mechanism for removing ozone.
Examples of the type of the ultraviolet (UV) irradiation lamp include a high-pressure mercury lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, and a metal halide lamp.
The ultra-high pressure mercury lamp is a point light source, but the DeepUV type, which has high light utilization efficiency in combination with an optical system, can irradiate in a short wavelength region.
Since the metal halide has a wide wavelength region, it is effective for colored substances, and halides of metals such as Pb, Sn, and Fe are used, and the metal halide can be selected according to the absorption spectrum of the photopolymerization initiator. The lamp used for curing is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, commercially available lamps such as H lamp, D lamp and V lamp manufactured by FusionSystem are also used. be able to.

また本発明においては、UV−LED(Ultra Violet-Light Emitting Diode:紫外線発光ダイオード)が好適に使用される。
LEDの発光波長としては特に制限するものではなく、一般的には365nm、375nm、385nm、395nm、405nmのものがあるが、造形物への色の影響を考慮すると、開始剤の吸収が大きくなるように、短波長発光の方が有利である。
UV−LEDは、一般的に用いられる紫外線照射ランプ(高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ)、電子線などにくらべ、硬化時にサンプルに与える熱エネルギーが小さく、サンプルの熱損傷が小さくなる。
特に、本発明で造形するハイドロゲルは、水を蓄えた状態で存在することで、その特徴を発現するため、この効果は顕著なものである。
Further, in the present invention, a UV-LED (Ultra Violet-Light Emitting Diode) is preferably used.
The emission wavelength of the LED is not particularly limited, and generally includes those having a wavelength of 365 nm, 375 nm, 385 nm, 395 nm, and 405 nm. However, considering the influence of color on the modeled object, the absorption of the initiator becomes large. As such, short wavelength light emission is more advantageous.
Compared to commonly used ultraviolet irradiation lamps (high-pressure mercury lamps, ultra-high-pressure mercury lamps, metal halide lamps), electron beams, etc., UV-LEDs give less heat energy to the sample during curing, and the thermal damage to the sample is smaller.
In particular, the hydrogel formed in the present invention exhibits its characteristics when it exists in a state of storing water, and thus this effect is remarkable.

<第3の工程、及び第3の手段>
前記第3の工程は、第2の工程により硬化した硬化性材料で構成される立体造形物を支持するための硬質成形体となる第3の液体を、前記第1の液体及び前記第2の液体とは異なる領域に付与して成膜する工程であり、第3の手段により実施することができる。
前記第3の手段としての第3の液体を付与する手段としては、前記立体造形物の製造装置における前記第1の手段と同様の手段を用いることができる。
<Third step and third means>
In the third step, the third liquid, which is a hard molded body for supporting a three-dimensional molded object composed of the curable material cured by the second step, is the first liquid and the second liquid. It is a step of applying the film to a region different from the liquid to form a film, and can be carried out by a third means.
As a means for applying the third liquid as the third means, the same means as the first means in the three-dimensional model manufacturing apparatus can be used.

<<第3の液体>>
前記第3の液体は、立体造形物を支持するための硬質成形体となる液体である(「硬質成形体用材料」とも称することがある)。前記第3の液体は、硬化性材料を含有し、重合開始剤を含有することが好ましく、更に必要に応じてその他の成分を含有してなるが、水や層状粘度鉱物は含まない。
前記第3の液体としては、前記第1の液体及び前記第2の液体とは組成の異なることが好ましい。
<< Third liquid >>
The third liquid is a liquid that becomes a hard molded body for supporting a three-dimensional molded object (sometimes referred to as a "material for a hard molded body"). The third liquid preferably contains a curable material, a polymerization initiator, and if necessary, other components, but does not contain water or layered viscosity minerals.
The composition of the third liquid is preferably different from that of the first liquid and the second liquid.

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

前記第1の液体及び第2の液体とは異なる領域に付与するとは、前記第3の液体と前記第1の液体及び第2の液体の付与領域が重ならないことを意味し、前記第3の液体と前記第1の液体及び第2の液体とが隣接していても構わない。
前記第3の液体を付与する方法としては、前記第3の液体からなる液滴が適切な精度で目的の場所に付与できる方式であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、液滴吐出方式などが挙げられる。前記液滴吐出方式としては、例えば、ディスペンサー方式、インクジェット方式などが挙げられる。
Applying to a region different from the first liquid and the second liquid means that the third liquid and the granting regions of the first liquid and the second liquid do not overlap, and the third liquid The liquid and the first liquid and the second liquid may be adjacent to each other.
The method for applying the third liquid is not particularly limited as long as the droplets composed of the third liquid can be applied to a target place with appropriate accuracy, and can be appropriately selected according to the purpose. It can be done, and examples thereof include a droplet ejection method. Examples of the droplet ejection method include a dispenser method and an inkjet method.

第3の工程、手段は以下の方法に置き換えることもできる。
前記第1の工程で用いられる第1の液体と第2の液体を用い、同様に立体造形物を支持するための構造体(以下、支持体構造物)を作製する。この支持体構造物は作製する立体造形物と圧縮応力や弾性率が大きく異なる構造体であり、先ほどの場合と同様に、第2の工程で硬化し、造形した後に除去される。
支持体構造物は、立体造形物を造形する際にそれを支え、かつ、造形後には除去されるものであるから、必要最低限の強度を有すれば良い。あるいは、支持体造形物の除去性を高めることは、立体造形物の生産性を高めることになるため、弾性率が低く、外的な力により容易に崩壊する様な方式を採用しても良い。
いずれにせよ、目的とする立体造形物を構成する第1および第2の液体を用い、立体造形物とは物性値の異なる構造体を作製することが肝要である。簡便的には、支持体構造物における第1の液体に対する第2の液体の比率を、造形が成立する範囲で、目的とする立体造形物の割合から大きくシフトさせればよい。
The third step and means can be replaced with the following methods.
Using the first liquid and the second liquid used in the first step, a structure for supporting the three-dimensional model (hereinafter referred to as a support structure) is similarly produced. This support structure is a structure whose compressive stress and elastic modulus are significantly different from those of the three-dimensional model to be produced, and is cured in the second step and removed after modeling as in the previous case.
Since the support structure supports the three-dimensional model when it is modeled and is removed after the model, it is sufficient to have the minimum necessary strength. Alternatively, since increasing the removability of the support modeled object increases the productivity of the three-dimensional modeled object, a method having a low elastic modulus and easily collapsing due to an external force may be adopted. ..
In any case, it is important to prepare a structure having a physical property value different from that of the three-dimensional model by using the first and second liquids constituting the target three-dimensional model. For convenience, the ratio of the second liquid to the first liquid in the support structure may be largely shifted from the ratio of the target three-dimensional model within the range in which the modeling is established.

<その他の工程>
前記その他の工程としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、剥離工程、成形体の研磨工程、成形体の清浄工程などが挙げられる。
特に、第3の工程で硬化された膜を平滑化させる工程を導入することが望ましい。
第2の工程、第3の工程で製膜、硬化された膜は、全ての領域が狙いの膜厚(層厚)になっているとは限らない。
インクジェット方式の場合は不吐出があったり、インクジェット方式/ディスペンサー方式共に、ドット間段差などが生じることがあり、高精度な積層構造物を形成するためには、不十分な場合がある。
これを補償するためには、層を形成した直後にメカ的に平滑化する(均す)、メカ的に削り取る、平滑度を検知して次の層の積層時に製膜量をドットレベルで調整する、などの方法が考えられる。
本発明で使用するハイドロゲルは、対象とする造形物が内臓等であるため、その硬度は比較的柔らかい。このため平滑化に際しては、層を形成した直後にメカ的に均す平滑化方法が有効に使用することが出来る。
メカ的に平滑化する方法とは、例えば、ブレード形状の部材で均す、ローラー形状の部材で均すなどの方法が挙げられる。
図24においてはローラー形状の平滑化部材20、21を示し、図25においてはブレード形状の平滑化部材22、23を示した。
<Other processes>
The other steps are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a peeling step, a polishing step of a molded body, and a cleaning step of a molded body.
In particular, it is desirable to introduce a step of smoothing the film cured in the third step.
The film formed and cured in the second step and the third step does not necessarily have the target film thickness (layer thickness) in all regions.
In the case of the inkjet method, there may be non-ejection, or in both the inkjet method and the dispenser method, a step between dots may occur, which may be insufficient for forming a highly accurate laminated structure.
To compensate for this, the layer is mechanically smoothed (leveled) immediately after it is formed, mechanically scraped off, the smoothness is detected, and the film formation amount is adjusted at the dot level when the next layer is laminated. , Etc. can be considered.
The hardness of the hydrogel used in the present invention is relatively soft because the target model is an internal organ or the like. Therefore, in smoothing, a smoothing method that mechanically smoothes immediately after forming the layer can be effectively used.
Examples of the method of mechanically smoothing include a method of leveling with a blade-shaped member and a method of leveling with a roller-shaped member.
In FIG. 24, roller-shaped smoothing members 20 and 21 are shown, and in FIG. 25, blade-shaped smoothing members 22 and 23 are shown.

以上説明したように、本発明の立体造形物の製造方法においては、液滴吐出方式などの細孔より液体を吐出することにより、1層ずつの像を形成できるように付与され、硬化前の第1の液体と第2の液体とが、所定領域に所定の付与量で付与され、部分的に硬化後の圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する液膜を形成するようにする。ここで、第1の液体と第2の液体との量比を変えることで、質量比を容易に変えることができ、一定の体積あたりの架橋剤量や重合性ポリマー量などを制御することができる。これにより、圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する立体造形物を得ることができる。 As described above, in the method for producing a three-dimensional model of the present invention, the liquid is discharged from the pores of a droplet ejection method or the like so that an image of each layer can be formed, and the liquid is applied before curing. The first liquid and the second liquid are applied to a predetermined region in a predetermined amount so as to form a liquid film having a plurality of regions having partially different compressive stress and elastic modulus after curing. Here, by changing the amount ratio of the first liquid and the second liquid, the mass ratio can be easily changed, and the amount of the cross-linking agent and the amount of the polymerizable polymer per constant volume can be controlled. it can. As a result, it is possible to obtain a three-dimensional model having a plurality of regions having different compressive stresses and elastic moduli.

従来の立体造形物の製造方法においては、単一の硬化性材料、又は複数の硬化性材料を異なる領域に打ち分けて圧縮応力及び弾性率が異なる部位を有する立体造形物を造形していた。しかしながら、従来の立体造形物の製造方法では複数の硬化性材料由来の圧縮応力及び弾性率だけを含む立体造形物しか製造できなかった。その結果、連続的に異なる圧縮応力及び弾性率を有する立体造形物の造形はできなかった。これに対して、本発明の立体造形物の製造方法は、前記第1の液体と前記第2の液体とを付与し、硬化後の圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する前記液膜を形成することにより、圧縮応力及び弾性率を制御できる。 In the conventional method for manufacturing a three-dimensional object, a single curable material or a plurality of curable materials are divided into different regions to form a three-dimensional object having parts having different compressive stress and elastic modulus. However, the conventional method for producing a three-dimensional model can only produce a three-dimensional model containing only compressive stress and elastic modulus derived from a plurality of curable materials. As a result, it was not possible to form a three-dimensional model having continuously different compressive stresses and elastic moduli. On the other hand, in the method for producing a three-dimensional model of the present invention, the liquid film is provided with the first liquid and the second liquid and has a plurality of regions having different compressive stress and elastic modulus after curing. The compressive stress and elastic modulus can be controlled by forming.

本発明の立体造形物の製造方法は、複雑かつ精細な軟質立体造形物を簡便に効率よく製造することができるため、臓器モデルの製造に好適に用いることができる。 Since the method for producing a three-dimensional model of the present invention can easily and efficiently produce a complicated and fine soft three-dimensional object, it can be suitably used for producing an organ model.

以下、本発明の立体造形物の製造方法及び立体造形物の製造装置の具体的な実施形態について説明する。ここでは代表例として、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の製造方法について述べる。 Hereinafter, a method for manufacturing a three-dimensional model and a specific embodiment of an apparatus for manufacturing a three-dimensional model will be described. Here, as a typical example, a method for manufacturing a three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, will be described.

前記第1の液体をハイドロゲル造形体用液体材料組成物(以下、「A液」とも称することがある)として用いて、前記第2の液体を、重合開始剤を含むA液を希釈するためのインク(以下、「B液」とも称することがある)として用いて、領域によって圧縮応力及び弾性率の異なる水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を製造することができる。 To use the first liquid as a liquid material composition for a hydrogel model (hereinafter, also referred to as "Liquid A") and use the second liquid to dilute the liquid A containing a polymerization initiator. (Hereinafter, also referred to as “Liquid B”), it is possible to produce a three-dimensional molded product which is a hydrogel molded body containing water having different compressive stress and elastic modulus depending on the region as a main component.

まず、三次元CADで設計された三次元形状又は三次元スキャナやディジタイザで取り込んだ三次元形状のサーフェイスデータ或いはソリッドデータを、STLフォーマットに変換して積層造形装置に入力する。 First, the surface data or solid data of the three-dimensional shape designed by the three-dimensional CAD or the three-dimensional shape captured by the three-dimensional scanner or digitizer is converted into the STL format and input to the laminated modeling apparatus.

次に、三次元形状の圧縮応力分布の測定を行う。手法としては、特に制限はないが、例えば、MR Elastography(以下、MRE)を用いることで三次元形状の圧縮応力分布データを得て、このデータを積層造形装置に入力する。入力された圧縮応力データに基づいて、三次元形状のデータに対応する領域に吐出するA液とB液との付与量を決定する。
この入力されたデータに基づいて、造形しようとする三次元形状の造形方向を決める。造形方向は特に制限はないが、通常はZ方向(高さ方向)が最も低くなる方向を選ぶ。
Next, the compressive stress distribution of the three-dimensional shape is measured. The method is not particularly limited, but for example, MR Elastography (hereinafter referred to as MRE) is used to obtain three-dimensional compressive stress distribution data, and this data is input to the laminated modeling apparatus. Based on the input compressive stress data, the amount of liquid A and liquid B to be discharged to the region corresponding to the three-dimensional shape data is determined.
Based on this input data, the modeling direction of the three-dimensional shape to be modeled is determined. The modeling direction is not particularly limited, but usually the direction in which the Z direction (height direction) is the lowest is selected.

造形方向を確定したら、その三次元形状のX−Y面、X−Z面、Y−Z面への投影面積を求め、立体造形物のブロック形状を得る。得られたブロック形状を一層の厚みでZ方向に輪切り(スライス)にする。一層の厚みは使う材料によるが、通常は20μm以上60μm以下が好ましい。造形しようとする立体造形物が1個の場合は、このブロック形状がZステージ(一層造形毎に一層分ずつ下降する造形物をのせるテーブル)の真中に来るように配置される。また、複数個同時に造形する場合はブロック形状がZステージに配置されるが、ブロック形状を積み重ねることも可能である。これらのブロック形状化や輪切りデータ(スライスデータ:等高線データ)やZステージへの配置は、使用材料を指定すれば自動的に作成することも可能である。 After determining the modeling direction, the projected area of the three-dimensional shape on the XY plane, the XY plane, and the YY plane is obtained to obtain the block shape of the three-dimensional model. The obtained block shape is sliced in the Z direction with a single layer thickness. The thickness of the layer depends on the material used, but is usually preferably 20 μm or more and 60 μm or less. When there is one three-dimensional model to be modeled, this block shape is arranged so as to come to the center of the Z stage (a table on which a model object that descends by one layer for each layer model). Further, when a plurality of block shapes are formed at the same time, the block shapes are arranged on the Z stage, but it is also possible to stack the block shapes. These block shaping, round slice data (slice data: contour line data), and arrangement on the Z stage can be automatically created by specifying the material to be used.

次に、造形工程を実施する。異なるヘッドαとβ(図20)を双方向に動かして、A液とB液とを所定領域に所定の付与量比で吐出し、ドットを形成する。その際、図21のようにドットにおいてA液とB液とを混合し、所定の質量比(A液:B液)にすることが可能である。
さらに、連続したドットを形成することで、所定の質量比(A液:B液)が所定の領域にあるA液及びB液の混合液膜を作製することができる。そして、A液及びB液の混合液膜に紫外線(UV)光を照射することで硬化して、図20のように所定の領域に所定の質量比(A液:B液)を有するハイドロゲル膜を形成することができる。
Next, the modeling process is carried out. The different heads α and β (FIG. 20) are moved in both directions to discharge the liquid A and the liquid B into a predetermined region at a predetermined application amount ratio to form dots. At that time, as shown in FIG. 21, it is possible to mix the liquid A and the liquid B at the dots to obtain a predetermined mass ratio (liquid A: liquid B).
Further, by forming continuous dots, a mixed liquid film of liquid A and liquid B having a predetermined mass ratio (liquid A: liquid B) in a predetermined region can be produced. Then, the mixed liquid film of the liquid A and the liquid B is cured by irradiating it with ultraviolet (UV) light, and a hydrogel having a predetermined mass ratio (liquid A: liquid B) in a predetermined region as shown in FIG. A film can be formed.

前記ハイドロゲル膜を一層形成した後に、前記ステージ(図20)が一層分の高さだけ下降する。再度、前記ハイドロゲル膜上に連続したドットを形成することで、所定の質量比(A液:B液)が所定の領域にあるA液及びB液の混合液膜を作製する。A液及びB液の混合液膜に紫外(UV)光を照射することで硬化して、ハイドロゲル膜を形成する。これらの積層を繰り返すことで、図22のような立体造形が可能となる。
このように立体造形した水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物は、図22のようにハイドロゲル内で異なるA液及びB液の質量比(A液:B液)を有し、連続的に圧縮応力、及び弾性率を変えることができる。
After forming one layer of the hydrogel film, the stage (FIG. 20) descends by the height of one layer. By forming continuous dots on the hydrogel film again, a mixed liquid film of liquid A and liquid B having a predetermined mass ratio (liquid A: liquid B) in a predetermined region is produced. The mixed liquid film of the liquid A and the liquid B is cured by irradiating it with ultraviolet (UV) light to form a hydrogel film. By repeating these laminations, three-dimensional modeling as shown in FIG. 22 becomes possible.
As shown in FIG. 22, the three-dimensional modeled object, which is a hydrogel model containing water as a main component, has different mass ratios of solutions A and B (solution A: solution B) in the hydrogel. However, the compressive stress and elastic modulus can be changed continuously.

また、ハイドロゲル前駆体を噴射するインクジェットヘッドに紫外(UV)光照射機を隣接させることにより、平滑処理に要する時間を省くことができ、高速造形が可能である(図23)。この際、UV光照射機として、UV-LEDを用いることにより、造形中の造形物に照射される熱エネルギーを低減することができ、有効な手段である。
また図24および図25に示す様に、インクジェットヘッドおよびUV光照射機(14,15)に隣接して、平滑化部材(20、21、22、23)を設けることにより、一層ごとの平滑化、層厚の制御も可能になり、本発明の造形において非常に有効な手段である。
Further, by placing an ultraviolet (UV) light irradiator adjacent to the inkjet head that injects the hydrogel precursor, the time required for the smoothing process can be saved, and high-speed modeling is possible (FIG. 23). At this time, by using a UV-LED as the UV light irradiator, it is possible to reduce the thermal energy radiated to the modeled object being modeled, which is an effective means.
Further, as shown in FIGS. 24 and 25, smoothing of each layer is performed by providing smoothing members (20, 21, 22, 23) adjacent to the inkjet head and the UV light irradiator (14, 15). , The layer thickness can also be controlled, which is a very effective means in the modeling of the present invention.

(立体造形用液体セット)
本発明の立体造形用液体セットは、前記第1の液体と、前記第2の液体とを含んでなり、更に必要に応じてその他の成分を含んでなる。
前記第1の液体としては、溶媒として水、硬化性材料として重合性モノマーを含み、鉱物をさらに含むことが好ましく、さらに重合開始剤を含むことがより好ましい。
前記重合性モノマーとしては、前記立体造形物の製造方法における第1の液体の重合性モノマーと同様のものを用いることができる。
前記第2の液体としては、架橋剤、及び鉱物の少なくともいずれかを含むことが好ましく、さらに重合開始剤を含むことがより好ましい。
前記架橋剤としては、前記立体造形物の製造方法における第2の液体の架橋剤と同様のものを用いることができる。
前記鉱物としては、前記立体造形物の製造方法における第2の液体の鉱物と同様のものを用いることができる。
前記第1の液体及び前記第2の液体における重合開始剤としては、前記立体造形物の製造方法における第2の液体の重合開始剤と同様のものを用いることができる。
(Liquid set for 3D modeling)
The liquid set for three-dimensional modeling of the present invention comprises the first liquid and the second liquid, and further contains other components as necessary.
The first liquid preferably contains water as a solvent, a polymerizable monomer as a curable material, and further contains a mineral, and more preferably contains a polymerization initiator.
As the polymerizable monomer, the same one as the first liquid polymerizable monomer in the method for producing a three-dimensional model can be used.
The second liquid preferably contains at least one of a cross-linking agent and a mineral, and more preferably contains a polymerization initiator.
As the cross-linking agent, the same cross-linking agent as the second liquid cross-linking agent in the method for producing the three-dimensional model can be used.
As the mineral, the same mineral as the second liquid mineral in the method for producing the three-dimensional model can be used.
As the polymerization initiator in the first liquid and the second liquid, the same one as the polymerization initiator in the second liquid in the method for producing the three-dimensional model can be used.

本発明の立体造形用液体セットは、各種立体造形物の製造に好適に用いることができ、特に臓器モデル等に代表される複雑かつ精細な立体造形物の製造に好適に用いることができる。 The liquid set for three-dimensional modeling of the present invention can be suitably used for producing various three-dimensional objects, and in particular, can be suitably used for producing complex and fine three-dimensional objects represented by an organ model or the like.

(ハイドロゲル造形体)
前記ハイドロゲル造形体としては、本発明の立体造形物の製造方法により製造され、80%歪み圧縮応力及び弾性率の少なくともいずれかが、連続的な勾配を有する。
(Hydrogel model)
The hydrogel model is manufactured by the method for producing a three-dimensional model of the present invention, and at least one of 80% strain compressive stress and elastic modulus has a continuous gradient.

前記ハイドロゲル造形体の80%歪み圧縮応力としては、10kPa以上10,000kPa以下が好ましい。前記80%歪み圧縮応力が、10kPa以上であると、造形中に形が崩れることを防止でき、100,000kPa以下であると、造形後に割れることを防止できる。なお、前記80%歪み圧縮応力は、万能試験機(株式会社島津製作所製、AG−I)で測定することができる。 The 80% strain compressive stress of the hydrogel model is preferably 10 kPa or more and 10,000 kPa or less. When the 80% strain compressive stress is 10 kPa or more, it is possible to prevent the shape from collapsing during molding, and when it is 100,000 kPa or less, it is possible to prevent cracking after molding. The 80% strain compressive stress can be measured with a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-I).

前記ハイドロゲル造形体としては、医療分野への応用の点から、生体適合性を持つことが好ましく、水を主成分として含むハイドロゲル造形体であることがより好ましく、領域毎に圧縮応力及び弾性率が異なる水を主成分として含むハイドロゲル造形体であることが特に好ましい。 From the viewpoint of application to the medical field, the hydrogel model is preferably biocompatible, more preferably a hydrogel model containing water as a main component, and compressive stress and elasticity for each region. It is particularly preferable that the hydrogel model contains water having a different ratio as a main component.

80%歪み圧縮応力及び弾性率の少なくともいずれかが連続的な勾配を有するとは、造形物であるハイドロゲル中において領域毎に80%歪み圧縮応力及び弾性率が制御され、複数の領域において、80%歪み圧縮応力及び弾性率の少なくともいずれかが一定の増加又は減少することを意味する。 When at least one of the 80% strain compressive stress and the elastic modulus has a continuous gradient, the 80% strain compressive stress and the elastic modulus are controlled for each region in the hydrogel which is a model, and in a plurality of regions, It means that at least one of 80% strain compressive stress and elastic modulus increases or decreases by a certain amount.

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

(第1の液体及び第2の液体の作製例1)
<A液の作製>
減圧脱気を30分間実施したイオン交換水を純水として用いた。
(Example 1 of Production of First Liquid and Second Liquid)
<Preparation of solution A>
Ion-exchanged water that had been degassed under reduced pressure for 30 minutes was used as pure water.

まず、純水60質量%を撹拌させながら、層状粘土鉱物として[Mg5.34Li0.66Si8O20(OH)4]Na−0.66の組成を有する合成ヘクトライト(ラポナイトXLG、RockWood社製)6質量%を少しずつ添加し、撹拌して分散液を作製した。 次に、合成ヘクトライトの分散剤としてエチドロン酸(東京化成工業株式会社製)0.3質量%を添加して分散液を得た。
次に、得られた分散液に、硬化性材料として、活性アルミナのカラムを通過させ重合禁止剤を除去したアクリロイルモルホリン(ACMO、KJケミカルズ株式会社製)22質量%を添加した。更に、架橋剤としてN,N’−メチレンビスアクリルアミド(MBAA、東京化成工業株式会社製)0.2質量%を添加した。乾燥防止剤としてグリセリン(阪本薬品工業株式会社製)10.2質量%、及び界面活性剤としてLS106(花王株式会社製)0.3質量%を添加して混合した。
次に、重合促進剤としてN,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TEMED、東京化成工業株式会社製)0.4質量%添加した後に、光重合開始剤として4質量%Irgacure184(BASF社製)メタノール溶液(光重合開始剤液)0.6質量%を添加して撹拌混合した。撹拌混合の後、減圧脱気を10分間実施した。続いて、ろ過を行うことで、不純物等を除去し、均質なA液を得た。
得られたA液について、以下のようにして、表面張力及び粘度を測定した。表面張力は30.0mN/m、粘度は25℃で6.5mPa・sであった。
First, while stirring 60% by mass of pure water, 6% by mass of synthetic hectorite (Laponite XLG, manufactured by RockWood) having a composition of [Mg5.34Li0.66Si8O20 (OH) 4] Na-0.66 as a layered clay mineral. Was added little by little and stirred to prepare a dispersion. Next, 0.3% by mass of etidronic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a dispersant for synthetic hectorite to obtain a dispersion.
Next, 22% by mass of acryloyl morpholine (ACMO, manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd.) from which the polymerization inhibitor had been removed by passing through a column of activated alumina was added to the obtained dispersion as a curable material. Further, 0.2% by mass of N, N'-methylenebisacrylamide (MBAA, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a cross-linking agent. Glycerin (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) 10.2% by mass as an anti-drying agent and LS106 (manufactured by Kao Corporation) 0.3% by mass as a surfactant were added and mixed.
Next, 0.4% by mass of N, N, N', N'-tetramethylethylenediamine (TEMED, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) was added as a polymerization accelerator, and then 4% by mass Irgacure184 (BASF) was added as a photopolymerization initiator. 0.6% by mass of a methanol solution (photopolymerization initiator solution) was added and stirred and mixed. After stirring and mixing, degassing under reduced pressure was carried out for 10 minutes. Subsequently, by performing filtration, impurities and the like were removed, and a homogeneous liquid A was obtained.
The surface tension and viscosity of the obtained solution A were measured as follows. The surface tension was 30.0 mN / m, and the viscosity was 6.5 mPa · s at 25 ° C.

[表面張力の測定]
得られたA液について、表面張力計(自動接触角計DM−701、協和界面科学株式会社製)を用いて、懸滴法により表面張力を測定した。
[Measurement of surface tension]
The surface tension of the obtained solution A was measured by a suspension method using a surface tension meter (automatic contact angle meter DM-701, manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).

[粘度の測定]
得られたA液について、回転粘度計(VISCOMATE VM−150III、東機産業株式会社製)で25.0℃の環境で測定した。
[Measurement of viscosity]
The obtained solution A was measured with a rotational viscometer (VISCOMATE VM-150III, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) in an environment of 25.0 ° C.

(第1の液体及び第2の液体の作製例2〜9)
<B液〜I液の作製>
第1の液体及び第2の液体の作製例1において、下記表1に示す組成、及び含有量に変更した以外は、第1の液体及び第2の液体の作製例1と同様にして、B液〜I液を得た。
得られたB液〜I液について、第1の液体及び第2の液体の作製例1と同様にして、表面張力及び粘度を測定した。
(Examples 2 to 9 for producing the first liquid and the second liquid)
<Preparation of liquids B to I>
In Production Example 1 of the first liquid and the second liquid, B is the same as in Production Example 1 of the first liquid and the second liquid, except that the composition and content are changed to those shown in Table 1 below. Liquids to I were obtained.
The surface tension and viscosity of the obtained liquids B to I were measured in the same manner as in Preparation Example 1 of the first liquid and the second liquid.

下記表1に、A液〜I液の組成、及び物性を示した。 Table 1 below shows the composition and physical characteristics of solutions A to I.

なお、表1において、成分の商品名、及び製造会社名については下記の通りである。
・トルエン:溶媒(和光純薬工業株式会社製)
・プロピレングリコール:粘度調整剤(和光純薬工業株式会社製)
・グリセリン:乾燥防止剤(阪本薬品工業株式会社製)
・LS106:界面活性剤(花王株式会社製)
・エチドロン酸:分散剤(東京化成工業株式会社製)
・光重合開始剤液:Irgacure184(BASF社製)を4質量%/メタノール96質量%
・熱重合開始剤液1:ペルオキソ二硫酸ナトリウムを2質量%/純水98質量%
・熱重合開始剤液2:2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)
・ラポナイトXLG:層状粘土鉱物(RockWood社製)
・アクリロイルモルホリン(ACMO):KJケミカルズ株式会社製
・N,N−ジメチルアクリルアミド(DMAA):KJケミカルズ株式会社製
・N,N’−メチレンビスアクリルアミド(MBAA):東京化成工業株式会社製
・N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン(TEMED):重合促進剤、
東京化成工業株式会社製
In Table 1, the product names of the ingredients and the names of the manufacturing companies are as follows.
-Toluene: Solvent (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
-Propylene glycol: Viscosity adjuster (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Glycerin: Anti-drying agent (manufactured by Sakamoto Yakuhin Kogyo Co., Ltd.)
-LS106: Surfactant (manufactured by Kao Corporation)
・ Etidronic acid: Dispersant (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
-Photopolymerization initiator solution: Irgacure184 (manufactured by BASF) 4% by mass / methanol 96% by mass
-Thermal polymerization initiator solution 1: 2% by mass of sodium peroxodisulfate / 98% by mass of pure water
-Thermal polymerization initiator solution 2: 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile)
・ Laponite XLG: Layered clay mineral (manufactured by RockWood)
・ Acryloyl morpholine (ACMO): manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd. ・ N, N-dimethylacrylamide (DMAA): manufactured by KJ Chemicals Co., Ltd. ・ N, N'-methylenebisacrylamide (MBAA): manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. ・ N, N, N', N'-Tetramethylethylenediamine (TEMED): Polymerization Accelerator,
Made by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.

(実施例1)
第1の液体としてA液を用い、第2の液体としてB液を用いた。
A液、及びB液を用いて、以下(1)工程〜(4)工程のようにして図1に示すような水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。
(1)はじめにA液とB液の質量比(A液:B液)を2:1にして混合して縦30mm×横30mm×高さ8mmの型に高さが2mmになるまで、つまり7.2立方cm流し込み、27℃下で6時間静置することでハイドロゲルの第1層を作製した。
(2)次に、A液とB液の質量比(A液:B液)を1:1にして混合して縦30mm×横30mm×高さ8mmの型にはじめに作製したハイドロゲルの第1層の上から同様に7.2立方cm流し込み、27℃下で6時間静置することで第2層を作製した。
(3)さらに、A液とB液の質量比(A液:B液)を1:2にして混合して縦30mm×横30mm×高さ8mmの型に前記2層のハイドロゲルの上から同様に7.2立方cm流し込み、27℃下で6時間静置することで第3層を作製した。
(4)最後に、A液とB液の質量比(A液:B液)を1:3にして混合して縦30mm×横30mm×高さ8mmの型に前記3層のハイドロゲルの上から同様に7.2立方cm流し込み、27℃下で12時間静置することで、第4層を作製し、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。
得られたハイドロゲルの構造を図1に模式的に示した。
(Example 1)
Liquid A was used as the first liquid, and liquid B was used as the second liquid.
Using the solutions A and B, a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component as shown in FIG. 1 was obtained in the following steps (1) to (4).
(1) First, the mass ratio of liquid A and liquid B (liquid A: liquid B) is set to 2: 1 and mixed until the height becomes 2 mm in a mold of length 30 mm × width 30 mm × height 8 mm, that is, 7 The first layer of hydrogel was prepared by pouring 2 cubic cm and allowing it to stand at 27 ° C. for 6 hours.
(2) Next, the first hydrogel prepared first in a mold having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a height of 8 mm by mixing the mass ratio of the solution A and the solution B (solution A: solution B) at 1: 1. A second layer was prepared by pouring 7.2 cubic cm from above the layer and allowing it to stand at 27 ° C. for 6 hours.
(3) Further, the mass ratio of the liquid A and the liquid B (solution A: liquid B) is set to 1: 2 and mixed to form a mold having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a height of 8 mm from above the two layers of hydrogel. Similarly, a third layer was prepared by pouring 7.2 cubic cm and allowing it to stand at 27 ° C. for 6 hours.
(4) Finally, the mass ratio of solution A and solution B (solution A: solution B) is set to 1: 3 and mixed to form a mold having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a height of 8 mm on the three-layer hydrogel. The fourth layer was prepared by pouring 7.2 cubic cm in the same manner and allowing it to stand at 27 ° C. for 12 hours to obtain a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
The structure of the obtained hydrogel is schematically shown in FIG.

得られた4層構造の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物について各層毎の弾性率を測定するために、図2に示すように得られた水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を横に倒して圧縮試験機を用いて上方から直径1mmの円柱状の金属を水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物に押し込み、その応力を圧縮試験機により層ごとに3点(N1、N2、及びN3)で測定することによって各層について20%圧縮時の弾性率を測定した。その結果を表2に示す。 In order to measure the elastic modulus of each layer of the obtained three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, the obtained hydro containing water as a main component is shown in FIG. The three-dimensional model, which is a gel model, is tilted sideways and a columnar metal with a diameter of 1 mm is pushed from above into the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as the main component, using a compression tester to apply the stress. The elastic modulus at 20% compression was measured for each layer by measuring at three points (N1, N2, and N3) for each layer with a compression tester. The results are shown in Table 2.

前記表2の結果から、層毎にA液とB液の質量比(A液:B液)を変えることにより各層が異なる弾性率を示すことが分かる。
なお、図1、及び図2において弾性率の大小を濃度の濃淡で示しており、弾性率の大きい層ほど濃度をより濃くなるように示している。
From the results in Table 2 above, it can be seen that each layer exhibits a different elastic modulus by changing the mass ratio of solution A and solution B (solution A: solution B) for each layer.
In addition, in FIGS. 1 and 2, the magnitude of the elastic modulus is shown by the density, and the layer having the higher elastic modulus is shown to have a higher concentration.

ここで、図1のように型内にA液とB液の質量比(A液:B液)を変えたハイドロゲルの層を重ねることで、積層剥離しない水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製できた。さらに、図2のようにして弾性率を測定したところ、表2に示すように弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物することができた。 Here, as shown in FIG. 1, by stacking layers of hydrogels having different mass ratios of liquid A and liquid B (liquid A: liquid B) in the mold, hydrogel molding containing water that does not peel off as a main component. I was able to create a three-dimensional model that is a body. Further, when the elastic modulus was measured as shown in FIG. 2, as shown in Table 2, it was possible to obtain a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water having a plurality of regions having different elastic moduli as a main component. ..

(実施例2)
第1の液体としてA液(造形体用液)を用い、第2の液体としてB液(希釈用液)を用いた。
A液、及びB液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)に充填し、300dpi×300dpiとなるように吐出した。吐出する液滴の体積を制御して質量比(A液:B液)を図3に示すように変えて水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。図3は、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における1領域のA液とB液との液滴の体積を制御した混合比分布を示している。
(Example 2)
Liquid A (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid B (dilution liquid) was used as the second liquid.
Liquids A and B were filled in an inkjet head (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) and discharged so as to have a size of 300 dpi × 300 dpi. By controlling the volume of the droplets to be ejected and changing the mass ratio (liquid A: liquid B) as shown in FIG. 3, a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component was produced. FIG. 3 shows a mixing ratio distribution in which the volume of droplets of liquid A and liquid B in one region is controlled in a three-dimensional model that is a hydrogel model containing water as a main component.

具体的には、第1の液体用、及び第2の液体用のヘッドを4ヘッドずつ用いてA液及びB液を吐出した。1領域に吐出する液体の総付与量が144pLとなるように制御した。例えば、A液の液滴の体積:B液の液滴の体積が、それぞれ24pL:120pL、48pL:96pL、72pL:72pLになるように液体の体積を変更してハイドロゲルを含む膜を形成し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させた。100層同様に膜を形成した後、硬化して、3次元の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦20mm×横20mm×高さ2mmの水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。
この水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物について20%圧縮時の弾性率を測定した。前記弾性率の測定は、万能試験機(株式会社島津製作所製、AG−I)、ロードセル1kN、1kN用圧縮治具を用いて、直径1mmの円柱状の金属を水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物に押しこみ、ロードセルに掛かる圧縮に対する応力をコンピュータに記録し、変位量に対する応力をプロットし、弾性率を測定した。また、押しこむ領域は、図3において、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の領域(x,y)のx,yともに0〜20までの2mm×2mmの領域ごとに測定した。
Specifically, liquid A and liquid B were discharged using four heads for the first liquid and four heads for the second liquid. The total amount of liquid to be discharged into one region was controlled to be 144 pL. For example, the volume of the liquid is changed so that the volume of the droplet of the liquid A: the volume of the droplet of the liquid B is 24 pL: 120 pL, 48 pL: 96 pL, and 72 pL: 72 pL, respectively, to form a film containing hydrogel. , UV irradiator (SPOT CURE SP5-250DB, manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.) was used to irradiate with a light amount of 350 mJ / cm2 to cure. After forming a film in the same manner as in 100 layers, it was cured to prepare a three-dimensional model which is a hydrogel model containing three-dimensional water as a main component. A three-dimensional model was obtained, which was a hydrogel model containing water having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm as a main component without delamination.
The elastic modulus at the time of 20% compression was measured for the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. The elastic modulus is measured using a universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, AG-I) and a compression jig for load cells 1 kN and 1 kN, and a hydrogel containing a columnar metal having a diameter of 1 mm as a main component of water. It was pushed into a three-dimensional modeled object, which was a modeled object, and the stress due to compression applied to the load cell was recorded on a computer, the stress against the amount of displacement was plotted, and the elastic modulus was measured. Further, in FIG. 3, in FIG. 3, the region to be pushed is each 2 mm × 2 mm region from 0 to 20 for both x and y of the region (x, y) of the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. It was measured.

前記弾性率の測定結果を表3及び図4に示した。図4は、図3に示した水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における2mm×2mmの領域ごとの弾性率の値(MPa)を示しており、図3の各質量比(A液:B液)の膜の領域と図4における20%圧縮時の弾性率の値の領域とは対応している。20%圧縮時の弾性率とは、20%圧縮時の圧縮応力の傾きを意味する。 The measurement results of the elastic modulus are shown in Table 3 and FIG. FIG. 4 shows the elastic modulus value (MPa) for each region of 2 mm × 2 mm in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component shown in FIG. 3, and each mass ratio of FIG. The region of the film of (Liquid A: Liquid B) and the region of the elastic modulus value at 20% compression in FIG. 4 correspond to each other. The elastic modulus at the time of 20% compression means the slope of the compressive stress at the time of 20% compression.

下記表3及び図4の結果から、A液とB液との液滴の体積を変更し、質量比(A液:B液)を制御することで面内において連続的に弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製できることが分かった。 From the results of Table 3 and FIG. 4 below, by changing the volume of the droplets of liquid A and liquid B and controlling the mass ratio (liquid A: liquid B), the elastic moduli are continuously different in the plane. It was found that a three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water having the above region as a main component, can be produced.

(実施例3)
第1の液体としてA液(造形体用液)を用い、第2の液体としてB液(希釈用液)を用いた。
A液、及びB液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)に充填し、300dpi×300dpiとなるように吐出した。吐出する液滴の液滴数を変更して、各領域の質量比(A液:B液)を図5に示すように変えて水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。図5は、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における1領域のA液とB液との液滴の液滴数を変更した混合比分布を示している。
具体的には、第1の液体用、及び第2の液体用のヘッドを4ヘッドずつ用いてA液とB液とを吐出した。1領域に吐出する液体の総付与量が144pLとなるように制御した。
また、液滴の体積1滴は36pLとし、1領域の液滴数が4滴になるように吐出した。例えば、1領域に対するA液の液滴数:B液の液滴数が、それぞれ1:3、2:2、3:1、4:0になるように液体の液滴数を制御して水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を含む膜を形成し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させた。100層同様に膜を形成した後に硬化して、3次元の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦20mm×横20mm×高さ2mmの水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。
得られた水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物について20%圧縮時の弾性率を測定した。
ここで、実施例2と同様にして、20%圧縮時の弾性率を測定した。測定結果を下記表3及び図6に示した。
(Example 3)
Liquid A (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid B (dilution liquid) was used as the second liquid.
Liquids A and B were filled in an inkjet head (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) and discharged so as to have a size of 300 dpi × 300 dpi. By changing the number of droplets to be ejected and changing the mass ratio of each region (liquid A: liquid B) as shown in FIG. 5, a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component is produced. Made. FIG. 5 shows a mixing ratio distribution in which the number of droplets of liquid A and liquid B in one region is changed in a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
Specifically, liquid A and liquid B were discharged using four heads for the first liquid and four heads for the second liquid. The total amount of liquid to be discharged into one region was controlled to be 144 pL.
Further, the volume of one droplet was 36 pL, and the droplet was discharged so that the number of droplets in one region was four. For example, water is controlled by controlling the number of liquid droplets so that the number of droplets of liquid A and the number of droplets of liquid B per region are 1: 3, 2: 2, 3: 1, 4: 0, respectively. A film containing a three-dimensional model, which is a hydrogel model containing the above as a main component, was formed and cured by irradiating a light amount of 350 mJ / cm2 with an ultraviolet irradiator (SPOT CURE SP5-250DB, manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). .. A three-dimensional model, which is a hydrogel model containing three-dimensional water as a main component, was produced by forming a film in the same manner as the 100 layers and then curing the film. A three-dimensional model was obtained, which was a hydrogel model containing water having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm as a main component without delamination.
The elastic modulus at the time of 20% compression was measured for the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
Here, the elastic modulus at the time of 20% compression was measured in the same manner as in Example 2. The measurement results are shown in Table 3 and FIG. 6 below.

図6に、図5に示した水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における2mm×2mmの領域ごとの弾性率(MPa)の測定値を示した。
図5の各質量比(A液:B液)の膜の領域と図6における20%圧縮時の弾性率の値の領域とは対応している。
前記表3及び図6の結果から、A液とB液との質量比(A液:B液)、すなわち液滴の液滴数を、図5のように変更することで、図6に示すように20%圧縮時の弾性率を簡便に変えられることが分かった。
また、実施例1とは異なり、面内において連続的に弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製することができた。
FIG. 6 shows the measured values of the elastic modulus (MPa) for each region of 2 mm × 2 mm in the three-dimensional model which is the hydrogel model containing water as the main component shown in FIG.
The region of the film of each mass ratio (liquid A: liquid B) in FIG. 5 corresponds to the region of the elastic modulus value at 20% compression in FIG.
From the results of Table 3 and FIG. 6, the mass ratio of liquid A and liquid B (liquid A: liquid B), that is, the number of droplets is changed as shown in FIG. As described above, it was found that the elastic modulus at the time of 20% compression can be easily changed.
Further, unlike Example 1, it was possible to produce a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component having a plurality of regions having a plurality of regions having different elastic moduli in the plane.

(実施例4)
第1の液体としてF液(造形体用液)を用い、第2の液体としてB液(希釈用液)を用いた。
F液、及びB液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)に充填し、300dpi×300dpiで吐出した。吐出する液滴の体積を制御して質量比(F液:B液)を図7に示すように変更して水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。図7は水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における1領域のF液とB液との液滴の体積を変更した混合比分布を示している。
具体的には、第1の液体用、及び第2の液体用のヘッドを4ヘッドずつ用いてF液とB液とを吐出した。1領域に吐出する液体の総付与量が144pLとなるように制御した。
例えば、F液の液滴の体積:B液の液滴の体積が、24pL:120pL、48pL:96pL、72pL:72pLになるように液体の体積を変更して水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の液膜を形成し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させた。100層同様に液膜を形成した後に硬化して、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦20mm×横20mm×高さ2mmの水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。
ここで、実施例2と同様にして、得られた水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の20%圧縮時の弾性率を測定した。弾性率の測定した結果を下記表3及び図8に示した。図8は、図7に示し水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における縦2mm×横2mmの領域ごとの弾性率の値(MPa)を示しており、図7の各質量比(F液:B液)の膜の領域と図8における20%圧縮時の弾性率の値の領域とは対応している。
下記表3及び図8の結果から、F液とB液との質量比(F液:B液)を変更することで異なる弾性率を得られることが分かった。
(Example 4)
Liquid F (liquid for modeling body) was used as the first liquid, and liquid B (dilution liquid) was used as the second liquid.
Liquids F and B were filled in an inkjet head (MH5420, manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) and discharged at 300 dpi × 300 dpi. By controlling the volume of the droplets to be discharged and changing the mass ratio (liquid F: liquid B) as shown in FIG. 7, a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component was produced. FIG. 7 shows a mixing ratio distribution in which the volumes of droplets of liquid F and liquid B in one region are changed in a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
Specifically, the F liquid and the B liquid were discharged by using four heads for the first liquid and four heads for the second liquid. The total amount of liquid to be discharged into one region was controlled to be 144 pL.
For example, hydrogel molding containing water as a main component by changing the volume of the liquid so that the volume of the droplet of the liquid F: the volume of the droplet of the liquid B is 24 pL: 120 pL, 48 pL: 96 pL, 72 pL: 72 pL. A liquid film of a three-dimensional shaped object, which is a body, was formed and cured by irradiating a light amount of 350 mJ / cm2 with an ultraviolet irradiator (SPOT CURE SP5-250DB manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). Similarly to the 100 layers, a liquid film was formed and then cured to prepare a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. A three-dimensional model was obtained, which was a hydrogel model containing water having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm as a main component without delamination.
Here, in the same manner as in Example 2, the elastic modulus at 20% compression of the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, was measured. The results of measuring the elastic modulus are shown in Table 3 and FIG. 8 below. FIG. 8 shows the elastic modulus value (MPa) for each region of 2 mm in length × 2 mm in width in the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component as shown in FIG. 7, and each mass in FIG. The region of the film of the ratio (liquid F: liquid B) and the region of the elastic modulus value at the time of 20% compression in FIG. 8 correspond to each other.
From the results in Table 3 and FIG. 8 below, it was found that different elastic moduli can be obtained by changing the mass ratio of the F solution and the B solution (F solution: B solution).

また、実施例1とは異なり、面内において連続的に弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製することができた。しかしながら、ラポナイトXLGが含まれていないと非常に弾性率が弱いハイドロゲルを主成分として含む立体造形物であることが分かった。 Further, unlike Example 1, it was possible to produce a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component having a plurality of regions having a plurality of regions having different elastic moduli in the plane. However, it was found that it is a three-dimensional model containing hydrogel as a main component, which has a very weak elastic modulus when Laponite XLG is not contained.

(実施例5)
第1の液体としてA液(造形体用液)を用い、第2の液体としてB液(希釈用液)を用いた。
A液、及びB液を、実施例1と同様にして、下記表3に示すように、A液とB液との質量比(A液:B液)を変更して混合し、縦30mm×横30mm×高さ8mmの型に流し込み、27℃下で12時間静置することで水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。
実施例1における20%圧縮時の弾性率と同様の方法により、70%圧縮時の圧縮応力、80%圧縮時の圧縮応力、及び20%圧縮時の弾性率を測定した。
ここで70%圧縮時の圧縮応力、及び80%圧縮時の圧縮応力により、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の靭性を評価することができる。測定結果を図9に示した。
(Example 5)
Liquid A (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid B (dilution liquid) was used as the second liquid.
Liquid A and liquid B are mixed in the same manner as in Example 1 by changing the mass ratio of liquid A and liquid B (liquid A: liquid B) as shown in Table 3 below, and the length is 30 mm ×. It was poured into a mold having a width of 30 mm and a height of 8 mm and allowed to stand at 27 ° C. for 12 hours to prepare a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
The compressive stress at 70% compression, the compressive stress at 80% compression, and the elastic modulus at 20% compression were measured by the same method as the elastic modulus at 20% compression in Example 1.
Here, the toughness of the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, can be evaluated by the compressive stress at 70% compression and the compressive stress at 80% compression. The measurement results are shown in FIG.

図9に示したように、A液の割合が高くなると、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の圧縮応力を高くすることができることが分かった。つまり、A液と、B液との質量比(A液:B液)を変えることで水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の圧縮応力を容易に変えることができることが分かった。
この立体造形用液体セットの各液体の付与する付与量を制御することで、硬化後の弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を形成することができることが分かった。
As shown in FIG. 9, it was found that when the ratio of the liquid A was increased, the compressive stress of the three-dimensional model, which was a hydrogel model containing water as a main component, could be increased. That is, it was found that the compressive stress of a three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, can be easily changed by changing the mass ratio of solution A and solution B (solution A: solution B). It was.
By controlling the amount of each liquid applied to the liquid set for three-dimensional modeling, a three-dimensional modeled object which is a hydrogel model containing water having a plurality of regions having different elastic moduli after curing is formed. It turns out that it can be done.

(実施例6)
第1の液体としてC液(造形体用液)を用い、第2の液体としてD液(希釈用液)を用いた。
C液、及びD液を用いて、実施例1と同様にして、下記表3に示すように、C液とD液との質量比(C液:D液)を制御して混合し、30mm×30mm×8mmの型に流し込み、27℃下で12時間静置することで水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。実施例1と同様にして、作製した水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の70%圧縮時の圧縮応力、80%圧縮時の圧縮応力、及び20%圧縮時の弾性率を測定した。結果を下記表3及び図10に示した。
図10に示したように、D液の割合が高いと、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の圧縮応力を高くすることができた。つまり、C液と、D液との質量比(C液:D液)を制御することで水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の圧縮応力、及び弾性率を容易に変えることができることが分かった。
そして、この立体造形用液体セットの各液体の付与する付与量を制御することで、硬化後の弾性率が異なる複数の領域を有する立体造形物を形成することができることが分かった。
(Example 6)
Liquid C (liquid for modeling body) was used as the first liquid, and liquid D (dilution liquid) was used as the second liquid.
Using the C solution and the D solution, as shown in Table 3 below, the mass ratio of the C solution and the D solution (C solution: D solution) was controlled and mixed in the same manner as in Example 1, and the mixture was 30 mm. It was poured into a mold of × 30 mm × 8 mm and allowed to stand at 27 ° C. for 12 hours to prepare a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. In the same manner as in Example 1, the compression stress at 70% compression, the compression stress at 80% compression, and the elastic modulus at 20% compression of the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. Was measured. The results are shown in Table 3 and FIG. 10 below.
As shown in FIG. 10, when the ratio of the liquid D was high, the compressive stress of the three-dimensional model, which was a hydrogel model containing water as a main component, could be increased. That is, by controlling the mass ratio of the C liquid and the D liquid (C liquid: D liquid), the compressive stress and elastic modulus of the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component can be easily changed. It turns out that it can be done.
Then, it was found that by controlling the amount of each liquid applied to the liquid set for three-dimensional modeling, it is possible to form a three-dimensional model having a plurality of regions having different elastic moduli after curing.

(実施例7)
第1の液体としてA液(造形体用液)を用い、第2の液体としてE液(希釈用液)を用いた。
A液及びE液を用いて、実施例1と同様にして、下記表3に示すように、A液とE液との質量比(A液:E液)を制御して混合し、縦30mm×横30mm×高さ8mmの型に流し込み、27℃下で12時間静置することで水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。実施例5と同様にして、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の70%圧縮時の圧縮応力、80%圧縮時の圧縮応力、及び20%圧縮時の弾性率を測定した。結果を下記表3及び図11に示した。
図11に示すように、E液の割合が高いと、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の圧縮応力を低くすることができた。つまり、A液と、E液との質量比(A液:E液)を制御することで水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の圧縮応力を容易に変えることができることが分かった。
そして、この立体造形用液体セットの各液体の付与量を制御することで、硬化後の弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を形成することができることが分かった。
(Example 7)
Liquid A (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid E (dilution liquid) was used as the second liquid.
Using the solution A and the solution E, as shown in Table 3 below, the mass ratio of the solution A and the solution E (solution A: solution E) was controlled and mixed in the same manner as in Example 1, and the length was 30 mm. A three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, was prepared by pouring it into a mold having a width of 30 mm and a height of 8 mm and allowing it to stand at 27 ° C. for 12 hours. In the same manner as in Example 5, the compressive stress at 70% compression, the compressive stress at 80% compression, and the elastic modulus at 20% compression of a three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, are measured. did. The results are shown in Table 3 and FIG. 11 below.
As shown in FIG. 11, when the ratio of the liquid E was high, the compressive stress of the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, could be reduced. That is, by controlling the mass ratio of the liquid A and the liquid E (liquid A: liquid E), the compressive stress of the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as a main component, can be easily changed. Do you get it.
Then, by controlling the amount of each liquid applied to the liquid set for three-dimensional modeling, a three-dimensional modeled object which is a hydrogel model containing water having a plurality of regions having different elastic moduli after curing is formed. It turns out that it can be done.

(実施例8)
非接触ディスペンサー(Cyber Jet 2、武蔵エンジニアリング株式会社製)を2連ヘッドで用いた。Cyber Jet 2を2連ヘッドで用いることにより、2液の混合比をショット数で正確に管理できる。
第1の液体としてA液(造形体用液)を用い、第2の液体としてB液(希釈用液)を用いた。
ディスペンサー1からA液を、ディスペンサー2からB液を1滴あたり0.03mgで吐出した。吐出する液滴の液滴数を変更して質量比(A液:B液)を図12に示すように変えて水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。図12は水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における1領域のA液とB液の液滴の体積を変更した混合比分布を示している。
具体的には、1領域(縦5mm×横5mm×高さ5mm)に吐出する液体の質量が0.09mgすなわち3滴分となるように調整した。例えば、A液の液滴数:B液の液滴数=3:0、2:1、1:2となるように液体の液滴の体積を変化させて吐出し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させることで3次元の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦15mm×横15mm×高さ5mmの水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。この水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物について、実施例2と同様にして、20%圧縮時の弾性率を測定した。なお、直径1mmの円柱状の金属の押しこむ領域は水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の領域(x,y)のx,yともに0〜15までの2.5mm×2.5mmの領域ごとに測定した。測定した結果を表3及び図13に示した。
(Example 8)
A non-contact dispenser (Cyber Jet 2, manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) was used with a double head. By using Cyber Jet 2 with a double head, the mixing ratio of the two liquids can be accurately controlled by the number of shots.
Liquid A (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid B (dilution liquid) was used as the second liquid.
Solution A was discharged from Dispenser 1 and Solution B was discharged from Dispenser 2 at 0.03 mg per drop. The mass ratio (liquid A: liquid B) was changed as shown in FIG. 12 by changing the number of droplets to be discharged to prepare a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. FIG. 12 shows a mixing ratio distribution in which the volumes of the droplets of the liquid A and the liquid B in one region are changed in the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component.
Specifically, the mass of the liquid discharged into one region (length 5 mm × width 5 mm × height 5 mm) was adjusted to 0.09 mg, that is, 3 drops. For example, the volume of the liquid droplets is changed and discharged so that the number of droplets of the liquid A: the number of droplets of the liquid B = 3: 0, 2: 1, 1: 2, and the ultraviolet irradiator (Ushio Denki) A three-dimensional model, which is a hydrogel model containing three-dimensional water as a main component, was produced by irradiating and curing a light amount of 350 mJ / cm2 with SPOT CURE SP5-250DB manufactured by Co., Ltd. A three-dimensional model was obtained, which was a hydrogel model containing water as a main component and having a length of 15 mm, a width of 15 mm and a height of 5 mm, which did not delaminate. The elastic modulus at 20% compression was measured in the same manner as in Example 2 for the three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. The region where the cylindrical metal with a diameter of 1 mm is pushed in is 2.5 mm × from 0 to 15 for both x and y of the region (x, y) of the three-dimensional model, which is a hydrogel model containing water as the main component. It was measured every 2.5 mm region. The measurement results are shown in Table 3 and FIG.

図12の各質量比(A液:B液)の膜の領域と図13における20%圧縮時の弾性率の値の領域とは対応している。
図13の結果から、A液とB液の質量比(A液:B液)、すなわち液滴の液滴数を図12のように変更することで図13に示すように弾性率を簡便に変えられることが分かった。
また、実施例1とは異なり、面内において連続的に圧縮応力が異なる領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製することができた。
The region of the film of each mass ratio (liquid A: liquid B) in FIG. 12 corresponds to the region of the elastic modulus value at 20% compression in FIG.
From the results of FIG. 13, by changing the mass ratio of liquid A and liquid B (liquid A: liquid B), that is, the number of droplets as shown in FIG. 12, the elastic modulus can be easily adjusted as shown in FIG. It turns out that it can be changed.
Further, unlike Example 1, it was possible to produce a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component, which has regions in which the compressive stress is continuously different in the plane.

(実施例9)
第1の液体としてG液(造形体用液)を用い、第2の液体としてH液(希釈用液)を用いた。
実施例2と同様にして、G液、及びH液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)に充填し、吐出した。吐出する液滴の体積を変更して質量比(G液:H液)を図14に示すように変更してオイルゲルを作製した。図14はオイルゲルにおける1領域のG液とH液の液滴の体積を変更した混合比分布を示している。
具体的には、G液、及びH液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)4ヘッドずつ充填し、G液とH液を吐出した。1領域に吐出する液体の総付与量が144pLとなるように調整した。例えば、G液の液滴の体積:H液の液滴の体積が24pL:120pL、48pL:96pL、72pL:72pLのように液体の液滴の体積を変更してオイルゲルの液膜を形成し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させた。100層同様に液膜を形成した後に硬化して、3次元のオイルゲル立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦20mm×横20mm×高さ2mmのオイルゲルを得た。
このオイルゲルについて実施例2と同様の測定方法で20%圧縮時の弾性率を測定した。測定した結果を下記表3及び図15に示す。図15は、図14に示したオイルゲルにおける縦2mm×横2mmの領域ごとの弾性率の値(MPa)を示しており、図14の各質量比(G液:H液)の膜の領域と図15における20%圧縮時の弾性率の値の領域とは対応している。
G液とH液の混合比を変えることで異なる弾性率を得られることが分かる。
(Example 9)
Liquid G (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid H (dilution liquid) was used as the second liquid.
In the same manner as in Example 2, the G solution and the H solution were filled in an inkjet head (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) and discharged. An oil gel was prepared by changing the volume of the droplets to be discharged and changing the mass ratio (G solution: H solution) as shown in FIG. FIG. 14 shows a mixing ratio distribution in which the volumes of droplets of liquid G and liquid H in one region are changed in the oil gel.
Specifically, the G liquid and the H liquid were filled with four inkjet heads (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.), and the G liquid and the H liquid were discharged. The total amount of liquid discharged into one region was adjusted to 144 pL. For example, the volume of the droplet of the liquid G: the volume of the droplet of the liquid H is 24 pL: 120 pL, 48 pL: 96 pL, 72 pL: 72 pL, and the volume of the liquid droplet is changed to form an oil gel liquid film. It was cured by irradiating it with a light amount of 350 mJ / cm2 with an ultraviolet irradiator (SPOT CURE SP5-250DB manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). A three-dimensional oil gel three-dimensional model was prepared by forming a liquid film in the same manner as the 100 layers and then curing the film. An oil gel having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm was obtained without delamination.
The elastic modulus of this oil gel at 20% compression was measured by the same measuring method as in Example 2. The measurement results are shown in Table 3 and FIG. 15 below. FIG. 15 shows the elastic modulus value (MPa) for each region of 2 mm in length × 2 mm in width in the oil gel shown in FIG. 14, and the region of the film having each mass ratio (liquid G: liquid H) in FIG. It corresponds to the region of the elastic modulus value at the time of 20% compression in FIG.
It can be seen that different elastic moduli can be obtained by changing the mixing ratio of the G solution and the H solution.

(実施例10)
第1の液体としてG液(造形体用液)を用い、第2の液体としてI液(希釈用液)を用いた。実施例2と同様にして、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)に充填し、吐出した。
吐出する液滴の体積を変更して液滴の質量比(G液:I液)を図16に示すように変えてオイルゲルを作製した。図16はオイルゲルにおける1領域のG液とI液の液滴の体積を変更した混合比分布を示している。
具体的には、G液、及びI液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)4ヘッドずつ充填し、G液とI液を吐出した。1領域に吐出する液体の総付与量が144pLとなるように調整した。例えば、G液の液滴の体積:I液の液滴の体積が、24pL:120pL、48pL:96pL、72pL:72pLのように液体の液滴の体積を変更してオイルゲルの液膜を形成し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させた。100層同様に液膜を形成した後に硬化して、3次元のオイルゲル立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦20mm×横20mm×高さ2mmのオイルゲルを得た。
このオイルゲルについて実施例2と同様にして、20%圧縮時の弾性率を測定した。測定した結果を表3及び図17に示す。図17は、図16に示したオイルゲルにおける縦2mm×横2mmの領域ごとの弾性率の値(MPa)を示しており、図16の各質量比(G液:I液)の膜の領域と図17における弾性率の値の領域とは対応している。
G液とI液の混合比を変更することで異なる弾性率を得られることが分かる。
ここでG液:I液=1:0の領域と、G液:I液=1:1の領域で得られたオイルゲルの重合率を熱重量分析装置(Rigaku社製、Thermo plus TG8120)により測定した。具体的には、前記領域のオイルゲルから縦2mm×横2mm×高さ2mmの立方体を切り出して熱重量分析によりポリマー含有率を測定することで重合率を求めた。G液:I液=1:0の領域では重合率は92%であったのに対し、G液:I液=1:1の領域では重合率は97%と上昇しており、熱重合開始剤の効果を確認できた。
(Example 10)
Liquid G (liquid for modeling body) was used as the first liquid, and liquid I (dilution liquid) was used as the second liquid. In the same manner as in Example 2, an inkjet head (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) was filled and discharged.
An oil gel was prepared by changing the volume of the droplets to be discharged and changing the mass ratio of the droplets (liquid G: liquid I) as shown in FIG. FIG. 16 shows a mixing ratio distribution in which the volumes of droplets of liquid G and liquid I in one region are changed in the oil gel.
Specifically, liquid G and liquid I were filled with four inkjet heads (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.), and liquid G and liquid I were discharged. The total amount of liquid discharged into one region was adjusted to 144 pL. For example, the volume of the droplet of the liquid G: the volume of the droplet of the liquid I is 24 pL: 120 pL, 48 pL: 96 pL, 72 pL: 72 pL, and the volume of the liquid droplet is changed to form an oil gel liquid film. , UV irradiator (SPOT CURE SP5-250DB, manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.) was used to irradiate with a light amount of 350 mJ / cm2 to cure. A three-dimensional oil gel three-dimensional model was prepared by forming a liquid film in the same manner as the 100 layers and then curing the film. An oil gel having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm was obtained without delamination.
The elastic modulus of this oil gel at 20% compression was measured in the same manner as in Example 2. The measurement results are shown in Table 3 and FIG. FIG. 17 shows the elastic modulus value (MPa) for each region of 2 mm in length × 2 mm in width in the oil gel shown in FIG. 16, and the region of the film having each mass ratio (liquid G: liquid I) of FIG. It corresponds to the region of the elastic modulus value in FIG.
It can be seen that different elastic moduli can be obtained by changing the mixing ratio of the G solution and the I solution.
Here, the polymerization rate of the oil gel obtained in the region of G solution: I solution = 1: 0 and the G solution: I solution = 1: 1 region was measured by a thermogravimetric analyzer (Thermo plus TG8120 manufactured by Rigaku). did. Specifically, a cube having a length of 2 mm, a width of 2 mm, and a height of 2 mm was cut out from the oil gel in the region, and the polymer content was measured by thermogravimetric analysis to determine the polymerization rate. The polymerization rate was 92% in the region of G solution: I solution = 1: 0, whereas the polymerization rate increased to 97% in the G solution: I solution = 1: 1 region, and thermal polymerization was started. The effect of the agent could be confirmed.

(比較例1)
第1の液体としてA液(造形体用液)を用い、第2の液体としてB液(希釈用液)を用いた。
実施例2と同様にして、前記A液、及び前記B液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)に充填し、300dpi×300dpiで吐出した。吐出した液滴の体積、すなわち、質量比(A液:B液)を1:1にして水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。図18は、水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物における1領域のA液とB液の液滴の体積が1:1であることを示している。
具体的には、G液、及びI液を、インクジェットヘッド(リコーインダストリー株式会社製、MH5420)4ヘッドずつ充填し、A液とB液を吐出した。1領域に吐出する液体の総付与量が144pLとなるように調整した。A液の液滴の体積:B液の液滴の体積が72pL:72pLのように液体の液滴の体積を一定にして水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物の液膜を形成し、紫外線照射機(ウシオ電機株式会社製、SPOT CURE SP5−250DB)で350mJ/cm2の光量を照射して硬化させた。100層同様に液膜を形成した後に硬化して、3次元の水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を作製した。層間剥離しない、縦20mm×横20mm×高さ2mmの水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物を得た。
得られた水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物について、実施例2と同様にして、20%圧縮時の弾性率を測定した。測定した結果を下記表3及び図19に示す。
図18の各混合比の膜の領域と図19における弾性率の値の領域とは対応している。
ここで、A液とB液の質量比(A液:B液)を一定にすると、一様な20%弾性率を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物ができた。
実施例2、及び実施例3とは異なり、弾性率が異なる複数の領域を有する水を主成分として含むハイドロゲル造形体である立体造形物は作製できなかった。
(Comparative Example 1)
Liquid A (liquid for modeling) was used as the first liquid, and liquid B (dilution liquid) was used as the second liquid.
In the same manner as in Example 2, the solution A and the solution B were filled in an inkjet head (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.) and discharged at 300 dpi × 300 dpi. The volume of the ejected droplets, that is, the mass ratio (liquid A: liquid B) was set to 1: 1 to prepare a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. FIG. 18 shows that the volume of droplets of liquid A and liquid B in one region in a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component is 1: 1.
Specifically, liquid G and liquid I were filled with four inkjet heads (MH5420 manufactured by Ricoh Industry Co., Ltd.), and liquid A and liquid B were discharged. The total amount of liquid discharged into one region was adjusted to 144 pL. Volume of liquid droplet A: The volume of liquid droplet B is 72 pL: 72 pL. The liquid film of a three-dimensional model that is a hydrogel model containing water as the main component with a constant volume of liquid droplets. Was formed and cured by irradiating a light amount of 350 mJ / cm2 with an ultraviolet irradiator (SPOT CURE SP5-250DB, manufactured by Ushio Electric Co., Ltd.). A three-dimensional model, which is a hydrogel model containing three-dimensional water as a main component, was produced by forming a liquid film in the same manner as the 100 layers and then curing the film. A three-dimensional model was obtained, which was a hydrogel model containing water having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm as a main component without delamination.
The elastic modulus at 20% compression was measured in the same manner as in Example 2 for the obtained three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component. The measurement results are shown in Table 3 and FIG. 19 below.
The region of the film having each mixing ratio in FIG. 18 and the region of the elastic modulus value in FIG. 19 correspond to each other.
Here, when the mass ratio of the liquid A and the liquid B (liquid A: liquid B) was made constant, a three-dimensional model was formed, which was a hydrogel model containing water having a uniform 20% elastic modulus as a main component. ..
Unlike Examples 2 and 3, a three-dimensional model which is a hydrogel model containing water as a main component having a plurality of regions having different elastic moduli could not be produced.

(実施例11)
第1の液体としてA液、第2の液体としてB液を用いた。
実施例2の場合と同様に、図20に示す装置を用い、A液とB液の混合比が2:1になる領域と、1:2になる領域を打ち分けて、縦20mm×横20mm×高さ2mmの立体造形物となる様に積層を行った。造形条件は、実施例2に準じた。
(Example 11)
Liquid A was used as the first liquid, and liquid B was used as the second liquid.
As in the case of the second embodiment, using the apparatus shown in FIG. 20, the region where the mixing ratio of the liquid A and the liquid B is 2: 1 and the region where the mixing ratio is 1: 2 are separated, and the length is 20 mm × the width is 20 mm. × Lamination was performed so as to form a three-dimensional model having a height of 2 mm. The modeling conditions were in accordance with Example 2.

(実施例12)
図23に示す装置を用い、実施例11に準じて縦20mm×横20mm×高さ2mmの立体造形物を作製した。
図23に示す装置に用いる光源は、UV−LED(Integration社製、SubZero-LED 365nm)であり、350mJ/cmの光量になるように調整して使用した。
(Example 12)
Using the apparatus shown in FIG. 23, a three-dimensional model having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm was produced according to Example 11.
The light source used in the apparatus shown in FIG. 23 was a UV-LED (SubZero-LED manufactured by Integration Co., Ltd., 365 nm), which was adjusted to a light intensity of 350 mJ / cm 2 .

(実施例13)
図24に示す装置を用い、実施例11に準じて縦20mm×横20mm×高さ2mmの立体造形物を作製した。
図24に示す装置に用いる光源は、UV−LED(Integration社製、SubZero-LED 365nm)であり、350mJ/cmの光量になるように調整して使用した。
平滑化部材は逆転方向に回転させて使用した。
(Example 13)
Using the apparatus shown in FIG. 24, a three-dimensional model having a length of 20 mm, a width of 20 mm, and a height of 2 mm was produced according to Example 11.
The light source used in the apparatus shown in FIG. 24 was a UV-LED (SubZero-LED manufactured by Integration, 365 nm), which was adjusted to have a light intensity of 350 mJ / cm 2 .
The smoothing member was used by rotating it in the reverse direction.

実施例11−13の造形物について以下の評価を行った。
[造形体の成形性]
目視にて造形物全体の形状、組成が異なる領域での不具合の有無を観察した。
(評価基準)
◎ : 良好
○ : 普通
× : 不良
The following evaluations were made on the modeled objects of Examples 11-13.
[Moldability of modeled body]
We visually observed the presence or absence of defects in areas where the shape and composition of the entire modeled object were different.
(Evaluation criteria)
◎: Good ○: Normal ×: Bad

[水平方向の誤差]及び[垂直方向の誤差]
図26に示した様に、実施例11−13で造形した造形体における水平方向および垂直方向の寸法を10か所測定した。この10か所のバラつき度合いを求め評価を行った。
(評価基準)
◎ : 良好
○ : 普通
× : 不良
[Horizontal error] and [Vertical error]
As shown in FIG. 26, the horizontal and vertical dimensions of the model formed in Example 11-13 were measured at 10 points. The degree of variation in these 10 locations was determined and evaluated.
(Evaluation criteria)
◎: Good ○: Normal ×: Bad

(実施例14)
第1の液体としてA液、第2の液体としてB液を用いた。
図23に示す装置を用いて、図27に示す立体造形物および支持体構造物を形成した。立体造形物の領域はA液とB液の混合比が2:1、支持体構造物の領域はA液とB液の混合比が1:5の比率で形成した。
造形の際、支持体構造物の領域は立体造形物を支持できるだけの最低限の強度を保った。
造形後、図28に示す様に、支持体構造物を破壊しながら剥離することで、立体造形物を取り出すことが出来た。
(Example 14)
Liquid A was used as the first liquid, and liquid B was used as the second liquid.
Using the device shown in FIG. 23, the three-dimensional model and the support structure shown in FIG. 27 were formed. The region of the three-dimensional model was formed with a mixing ratio of liquid A and liquid B of 2: 1, and the region of the support structure was formed with a mixing ratio of liquid A and liquid B of 1: 5.
At the time of modeling, the area of the support structure maintained the minimum strength to support the three-dimensional model.
After modeling, as shown in FIG. 28, the three-dimensional modeled object could be taken out by peeling off the support structure while destroying it.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 硬化性材料を含む液体からなる液膜を硬化させてなる層を複数積層する立体造形物の製造方法であって、
前記硬化性材料を含む液体として溶媒及び前記硬化性材料を含む第1の液体と、前記第1の液体とは組成の異なる第2の液体と、を用いて、前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量とを制御することにより、硬化後の圧縮応力及び弾性率が異なる複数の領域を有する前記液膜を形成することを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<2> 前記第1の液体と前記第2の液体とを含む複数の液体を、それらの付与量比を変えて同一位置に付与することを繰り返し、同一層となる液膜内に圧縮応力及び弾性率の異なる複数の領域を作製する前記<1>に記載の立体造形物の製造方法である。
<3> 前記第1の液体及び前記第2の液体の付与方法が、液滴吐出方式である前記<1>又は<2>に記載の立体造形物の製造方法である。
<4> 前記第1の液体の付与量及び前記第2の液体の付与量が、付与する液滴の体積の変更により調節される前記<1>から<3>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<5> 前記第1の液体の付与量及び前記第2の液体の付与量が、付与する液滴の液滴数の変更により調節される前記<1>から<3>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<6> 前記第2の液体が、前記硬化性材料を含まない前記<1>から<5>のいずれかに記載の立体造形物の製造方法である。
<7> 溶媒及び硬化性材料を含む第1の液体と、前記第1の液体とは組成の異なる第2の液体と、を有することを特徴とする立体造形用液体セットである。
<8> 前記第1の液体中の前記溶媒が、水を含み、前記第1の液体中の前記硬化性材料が、重合性モノマーを含み、前記第1の液体が、鉱物をさらに含む前記<7>に記載の立体造形用液体セットである。
<9> 前記第2の液体が、架橋剤、及び鉱物の少なくともいずれかを含む前記<7>から<8>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<10> 前記鉱物が、層状粘土鉱物の分散物である前記<8>又は<9>に記載の立体造形用液体セットである。
<11> 前記第1の液体及び第2の液体の少なくともいずれかが、重合開始剤を含む前記<7>から<10>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<12> 前記第2の液体が、前記第1の液体中の前記重合性モノマーとは異なる重合性モノマーを含む前記<7>から<11>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<13> 前記第2の液体が、前記第1の液体中の前記重合性モノマーと同じ重合性モノマーを含む前記<7>から<11>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<14> 前記第2の液体が、前記硬化性材料を含まない前記<7>から<11>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<15> 前記第1の液体及び第2の液体とは組成の異なる第3の液体をさらに有する前記<7>から<14>のいずれかに記載の立体造形用液体セットである。
<16> 前記<7>から<15>のいずれかに記載の立体造形用液体セットにおける第1の液体及び第2の液体を付与する液体付与工程と、前記液体付与工程により形成された液膜を硬化させる膜硬化工程と、を含むことを特徴とする立体造形物の製造方法である。
<17> 前記<7>から<15>のいずれかに記載の立体造形用液体セットにおける第1の液体及び第2の液体を付与する液体付与手段と、
前記液体付与手段により形成された液膜を硬化させる膜硬化手段と、を有することを特徴とする立体造形物の製造装置である。
<18> 前記液体付与手段が、液滴吐出方式である前記<17>に記載の立体造形物の製造装置である。
<19> 前記膜硬化手段がUV-LEDである前記<17>又は<18>に記載の立体造形物の製造装置である。
<20> 硬化された液膜を平滑化する手段を有する前記<17>から<19>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置である。
<21> 80%歪み圧縮応力及び弾性率の少なくともいずれかが、連続的な勾配を有することを特徴とするハイドロゲル造形体である。
<22> 前記80%歪み圧縮応力が、10kPa以上10,000kPa以下である前記<21>に記載のハイドロゲル造形体である。
<23> 硬化性材料を含む液体からなる液膜を硬化させてなる層を複数積層する立体造形物の製造方法であって、前記硬化性材料を含む液体として溶媒及び前記硬化性材料を含む第1の液体と、前記第1の液体とは組成の異なる第2の液体とを用いて、前記第1の液体及び前記第2の液体を付与する位置と付与量とを制御することにより、立体造形物とそれを支持する支持体構造物のいずれをも形成することを特徴とする立体造形物の製造方法である。
Examples of aspects of the present invention are as follows.
<1> A method for manufacturing a three-dimensional model in which a plurality of layers formed by curing a liquid film composed of a liquid containing a curable material are laminated.
The first liquid and the first liquid containing the solvent and the curable material and the second liquid having a composition different from that of the first liquid are used as the liquid containing the curable material. A method for producing a three-dimensional model, characterized in that the liquid film having a plurality of regions having different compressive stress and elastic modulus after curing is formed by controlling the position and the amount of liquid to be applied. is there.
<2> A plurality of liquids including the first liquid and the second liquid are repeatedly applied to the same position by changing the application amount ratio thereof, and compressive stress and compressive stress are generated in the liquid film forming the same layer. The method for producing a three-dimensional model according to <1>, wherein a plurality of regions having different elastic moduli are produced.
<3> The method for applying the first liquid and the second liquid is the method for producing a three-dimensional model according to the above <1> or <2>, which is a droplet ejection method.
<4> The three-dimensional modeling according to any one of <1> to <3>, wherein the amount of the first liquid applied and the amount of the second liquid applied are adjusted by changing the volume of the droplet to be applied. It is a manufacturing method of goods.
<5> The amount according to any one of <1> to <3>, wherein the amount of the first liquid applied and the amount of the second liquid applied are adjusted by changing the number of droplets to be applied. This is a method for manufacturing a three-dimensional model.
<6> The method for producing a three-dimensional model according to any one of <1> to <5>, wherein the second liquid does not contain the curable material.
<7> A liquid set for three-dimensional modeling, which comprises a first liquid containing a solvent and a curable material, and a second liquid having a composition different from that of the first liquid.
<8> The solvent in the first liquid contains water, the curable material in the first liquid contains a polymerizable monomer, and the first liquid further contains minerals. 7> is the liquid set for three-dimensional modeling.
<9> The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <8>, wherein the second liquid contains at least one of a cross-linking agent and a mineral.
<10> The liquid set for three-dimensional modeling according to <8> or <9>, wherein the mineral is a dispersion of layered clay minerals.
<11> The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <10>, wherein at least one of the first liquid and the second liquid contains a polymerization initiator.
<12> The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <11>, wherein the second liquid contains a polymerizable monomer different from the polymerizable monomer in the first liquid. ..
<13> The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <11>, wherein the second liquid contains the same polymerizable monomer as the polymerizable monomer in the first liquid.
<14> The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <11>, wherein the second liquid does not contain the curable material.
<15> The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <14>, which further comprises a third liquid having a composition different from that of the first liquid and the second liquid.
<16> The liquid application step of applying the first liquid and the second liquid in the liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <15>, and the liquid film formed by the liquid application step. This is a method for producing a three-dimensional model, which comprises a film curing step of curing the three-dimensional object.
<17> The liquid applying means for applying the first liquid and the second liquid in the three-dimensional modeling liquid set according to any one of <7> to <15>.
It is a three-dimensional model manufacturing apparatus characterized by having a film curing means for curing a liquid film formed by the liquid applying means.
<18> The liquid applying means is the apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to <17>, which is a droplet ejection method.
<19> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to <17> or <18>, wherein the film curing means is a UV-LED.
<20> The apparatus for manufacturing a three-dimensional model according to any one of <17> to <19>, which has a means for smoothing the cured liquid film.
<21> A hydrogel model characterized in that at least one of 80% strain compressive stress and elastic modulus has a continuous gradient.
<22> The hydrogel model according to <21>, wherein the 80% strain compressive stress is 10 kPa or more and 10,000 kPa or less.
<23> A method for producing a three-dimensional model in which a plurality of layers formed by curing a liquid film containing a curable material are laminated, and the liquid containing the curable material includes a solvent and the curable material. By using the liquid 1 and the second liquid having a composition different from that of the first liquid, the position and amount of applying the first liquid and the second liquid are controlled to form a three-dimensional object. It is a method for manufacturing a three-dimensional model, which is characterized by forming both a model and a support structure that supports the model.

前記<1>から<6>のいずれか又は前記<16>に記載の立体造形物の製造方法、前記<7>から<15>のいずれかに記載の立体造形用液体セット、前記<17>から<20>のいずれかに記載の立体造形物の製造装置、及び前記<21>から<22>のいずれかに記載のハイドロゲル造形体、前記<23>に記載の立体造形物の製造方法によると、従来における前記諸問題を解決し、前記本発明の目的を達成することができる。 The method for producing a three-dimensional model according to any one of <1> to <6> or <16>, the liquid set for three-dimensional modeling according to any one of <7> to <15>, and <17>. The apparatus for manufacturing the three-dimensional model according to any one of <20>, the hydrogel model according to any one of <21> to <22>, and the method for manufacturing the three-dimensional model according to <23>. According to the above, it is possible to solve the conventional problems and achieve the object of the present invention.

10 造形装置
11 造形体液用インク噴射ヘッドユニット
12 希釈液用インク噴射ヘッドユニット
14、15 UV-LED照射機
16 造形体支持基板
17 ステージ
18 造形体
20、21 平滑化部材(ローラ形状)
22、23 平滑化部材(ブレード形状)
30 立体造形物
31、32 支持体構造物
10 Modeling device 11 Ink injection head unit for modeling body fluid 12 Ink injection head unit for diluent liquid 14, 15 UV-LED irradiator 16 Modeling body support substrate
17 Stage 18 Modeling body 20, 21 Smoothing member (roller shape)
22, 23 Smoothing member (blade shape)
30 Three-dimensional model 31, 32 Support structure

特許第5408207号公報Japanese Patent No. 5408207

Claims (6)

溶媒及び硬化性材料を含む第1の液体と、前記第1の液体とは組成の異なる第2の液体と、を有し、前記第1の液体中の前記溶媒が、水を含み、前記第1の液体中の前記硬化性材料が、重合性モノマーを含み、前記第1の液体が、鉱物をさらに含み、前記第2の液体が、前記硬化性材料を含まないことを特徴とする立体造形用液体セット。 It has a first liquid containing a solvent and a curable material, and a second liquid having a composition different from that of the first liquid, and the solvent in the first liquid contains water and is said to be the first liquid. Three-dimensional modeling characterized in that the curable material in the liquid 1 contains a polymerizable monomer, the first liquid further contains minerals, and the second liquid does not contain the curable material. For liquid set. 前記重合性モノマーが、活性エネルギー線硬化性化合物である、請求項1に記載の立体造形用液体セット。 The liquid set for three-dimensional modeling according to claim 1, wherein the polymerizable monomer is an active energy ray-curable compound. 前記第2の液体が、架橋剤、及び鉱物の少なくともいずれかを含む請求項1又は2に記載の立体造形用液体セット。 The liquid set for three-dimensional modeling according to claim 1 or 2, wherein the second liquid contains at least one of a cross-linking agent and a mineral. 前記鉱物が、層状粘土鉱物の分散物である請求項1から3のいずれかに記載の立体造形用液体セット。 The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 3, wherein the mineral is a dispersion of layered clay minerals. 前記第1の液体及び前記第2の液体の少なくともいずれかが、重合開始剤を含む請求項1から4のいずれかに記載の立体造形用液体セット。 The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 4, wherein at least one of the first liquid and the second liquid contains a polymerization initiator. 前記第1の液体及び前記第2の液体とは組成の異なる第3の液体をさらに有する請求項1から5のいずれかに記載の立体造形用液体セット。

The liquid set for three-dimensional modeling according to any one of claims 1 to 5, further comprising a first liquid and a third liquid having a composition different from that of the second liquid.

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