JP2634018B2 - Photopolymerizable composition for optical stereolithography - Google Patents

Photopolymerizable composition for optical stereolithography

Info

Publication number
JP2634018B2
JP2634018B2 JP5131279A JP13127993A JP2634018B2 JP 2634018 B2 JP2634018 B2 JP 2634018B2 JP 5131279 A JP5131279 A JP 5131279A JP 13127993 A JP13127993 A JP 13127993A JP 2634018 B2 JP2634018 B2 JP 2634018B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
meth
unsaturated urethane
unsaturated
photopolymerizable composition
parts
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP5131279A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH06322039A (en
Inventor
利治 鈴木
龍彦 尾▲崎▼
雅人 杉浦
弘一 松枝
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Original Assignee
Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Takemoto Oil and Fat Co Ltd filed Critical Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Priority to JP5131279A priority Critical patent/JP2634018B2/en
Publication of JPH06322039A publication Critical patent/JPH06322039A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2634018B2 publication Critical patent/JP2634018B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • C08F220/36Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate containing oxygen in addition to the carboxy oxygen, e.g. 2-N-morpholinoethyl (meth)acrylate or 2-isocyanatoethyl (meth)acrylate

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学的立体造形用光重合
性組成物(以下、単に光重合性組成物という)に関す
る。鋳型製作用模型、倣い加工用模型、形彫放電加工用
模型等、各種の模型や定形物の製作にNC切削加工法が
行なわれているが、近年ではこれらの製作に光学的立体
造形法すなわち光重合性組成物にエネルギー線を照射し
て所定形状に硬化される方法が注目されている。本発明
は上記のような光学的立体造形法に適用される光重合性
組成物であって、特定構造の不飽和ウレタンを含有する
光重合性組成物に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photopolymerizable composition for stereolithography (hereinafter simply referred to as a photopolymerizable composition). The NC cutting method has been used to produce various models and fixed objects such as mold working models, copying machining models, sculpture electric discharge machining models, and the like. Attention has been paid to a method in which a photopolymerizable composition is irradiated with energy rays to be cured into a predetermined shape. The present invention relates to a photopolymerizable composition applied to the above-described optical three-dimensional modeling method, and more particularly to a photopolymerizable composition containing an unsaturated urethane having a specific structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、不飽和ウレタンを含有する光重合
性組成物として、1)ポリウレタンジイソシアネートと
ヒドロキシアルキルアクリレートとから得られる不飽和
ウレタンを含有する例(特開平2−145616)、
2)ポリウレタンジイソシアネートとトリオールジ(メ
タ)アクリレートとから得られる不飽和ウレタンを含有
する例(特開平1−204915、特開昭63−355
50)、3)ポリウレタンジイソシアネートとテトラオ
ールトリアクリレートとから得られる不飽和ウレタンを
含有する例(特開昭61−276863)、4)ポリウ
レタントリ〜ヘキサイソシアネートとトリオールジ(メ
タ)アクリレートとから得られる不飽和ウレタンを含有
する例(特開昭63−35550)、5)トリイソシア
ネートとジオールモノ(メタ)アクリレート又はトリオ
ールジ(メタ)アクリレートとから得られる不飽和ウレ
タンを含有する例(特開昭63−112551)、6)
ジイソシアネートとトリオールジメタクリレートとから
得られる不飽和ウレタンを含有する例(特公昭63−2
0203)がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a photopolymerizable composition containing an unsaturated urethane, 1) an example containing an unsaturated urethane obtained from a polyurethane diisocyanate and a hydroxyalkyl acrylate (JP-A-2-145616);
2) Examples containing unsaturated urethane obtained from polyurethane diisocyanate and triol di (meth) acrylate (JP-A-1-204915, JP-A-63-355)
50), 3) Examples containing unsaturated urethane obtained from polyurethane diisocyanate and tetraol triacrylate (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-276863), 4) Unsaturation obtained from polyurethane tri-hexa isocyanate and triol di (meth) acrylate. Examples containing saturated urethane (JP-A-63-35550), 5) Examples containing unsaturated urethane obtained from triisocyanate and diol mono (meth) acrylate or trioldi (meth) acrylate (JP-A-63-112551) ), 6)
Example containing unsaturated urethane obtained from diisocyanate and triol dimethacrylate (Japanese Patent Publication No. Sho 63-2
0203).

【0003】ところが、上記の従来例には次のような欠
点がある。上記1)〜5)の従来例の場合、光重合性組
成物中の二重結合濃度を高くして、得られる硬化造形物
の架橋密度を大きくしようとすると、光重合反応におけ
る反応収縮が大きくなり、逆に光重合性組成物中の二重
結合濃度を低くして、得られる硬化造形物の架橋密度を
小さくしようとすると、熱的物性に劣る、例えば熱変形
温度の低い硬化造形物しか得られない。また上記6)の
従来例の場合、もともと光重合性組成物中の二重結合濃
度が高いため、光重合反応における反応収縮が著しく大
きく、しかもメタクリル基から成る重合性基を有するこ
とに基因して光重合反応性が低い。従来例では、光重合
反応性の向上、光重合反応における反応収縮の低減及び
得られる硬化造形物の熱的物性の向上を同時に達成でき
ないのである。
However, the above-described conventional example has the following disadvantages. In the case of the above-mentioned conventional examples 1) to 5), when the concentration of double bonds in the photopolymerizable composition is increased to increase the crosslink density of the obtained cured molded article, the reaction shrinkage in the photopolymerization reaction is large. Conversely, when the concentration of double bonds in the photopolymerizable composition is lowered to reduce the crosslink density of the obtained cured molded article, thermal properties are inferior, for example, only the cured molded article having a low heat distortion temperature is obtained. I can't get it. Also, in the case of the conventional example 6), since the double bond concentration in the photopolymerizable composition is originally high, the reaction shrinkage in the photopolymerization reaction is remarkably large, and further, it is based on the fact that it has a polymerizable group consisting of a methacryl group. Low photopolymerization reactivity. In the conventional example, it is impossible to simultaneously improve the photopolymerization reactivity, reduce the reaction shrinkage in the photopolymerization reaction, and improve the thermal properties of the obtained cured molded article.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、不飽和ウレタンを含有する従来の光重合性
組成物では、光重合反応性の向上、光重合反応における
反応収縮の低減及び得られる硬化造形物の熱的物性の向
上を同時に達成できない点である。
The problem to be solved by the present invention is to provide a conventional photopolymerizable composition containing an unsaturated urethane with an improvement in photopolymerization reactivity, a reduction in reaction shrinkage in a photopolymerization reaction, and The point is that it is not possible to simultaneously improve the thermal properties of the obtained cured molded article.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
不飽和ウレタンを含有する光重合性組成物について、不
飽和ウレタンの化学構造と、光重合反応性、光重合反応
における反応収縮及び得られる硬化造形物の熱的物性と
の関係を研究した結果、不飽和ウレタンとして分子中に
アクリロイル基及びメタクリロイル基から成る重合性基
と長鎖脂肪族炭化水素残基を含む疎水基とが所定量導入
された特定構造の不飽和ウレタンを用い、これと共に所
定割合で(メタ)アクリル酸エステルを用いることが正
しく好適であることを見出した。
Means for Solving the Problems Thus, the present inventors have
As for the photopolymerizable composition containing unsaturated urethane, as a result of studying the chemical structure of the unsaturated urethane, the relationship between the photopolymerization reactivity, the reaction shrinkage in the photopolymerization reaction, and the thermal properties of the resulting cured molded article, As the unsaturated urethane, an unsaturated urethane having a specific structure in which a polymerizable group consisting of an acryloyl group and a methacryloyl group and a hydrophobic group containing a long-chain aliphatic hydrocarbon residue are introduced into a molecule in a predetermined amount is used. It was found that the use of (meth) acrylic acid esters was correct and suitable.

【0006】すなわち本発明は、下記の式1で示される
不飽和ウレタン及び下記の式2で示される不飽和ウレタ
ンから選ばれる1種又は2種以上の不飽和ウレタンと、
該不飽和ウレタンと共重合可能な(メタ)アクリル酸エ
ステルと、光重合開始剤とから成り、且つ該不飽和ウレ
タン/該(メタ)アクリル酸エステル=10/90〜9
0/10(重量比)の割合から成ることを特徴とする光
重合性組成物に係る。
That is, the present invention relates to an unsaturated urethane represented by the following formula 1 and one or more unsaturated urethanes selected from the following unsaturated urethanes represented by the following formula 2:
It comprises a (meth) acrylic ester copolymerizable with the unsaturated urethane and a photopolymerization initiator, and the unsaturated urethane / the (meth) acrylic ester = 10/90 to 9
The present invention relates to a photopolymerizable composition, which has a ratio of 0/10 (weight ratio).

【0007】[0007]

【式1】 (Equation 1)

【0008】[0008]

【式2】 (Equation 2)

【0009】[式1及び式2において、 X1,X2:ジイソシアネート及びトリイソシアネートか
ら選ばれるポリイソシアネートからイソシアネート基を
除いた残基 Y1,Y2,Y3:3価のアルコールから水酸基を除いた
残基 Y4:多価アルコール、ポリエーテルポリオール及びポ
リエステルポリオールから選ばれる2又は3価のポリオ
ールから水酸基を除いた残基 R1,R3:同時に同一にならないH又はCH35,R7,R8:同時に同一にならないH又はCH32,R4,R6:炭素数5〜21の脂肪族炭化水素基 j,k,m,n:1又は2であって、且つj+k=2又
は3、m+n=2又は3を満足するもの p,q:0〜2であって、且つp+q=1又は2を満足
するもの]
In the formulas (1) and (2), X 1 , X 2 : residues of polyisocyanate selected from diisocyanate and triisocyanate, excluding isocyanate group Y 1 , Y 2 , Y 3 : hydroxyl group from trihydric alcohol Residues removed Y 4 : Residues obtained by removing hydroxyl groups from di- or tri-valent polyols selected from polyhydric alcohols, polyether polyols and polyester polyols R 1 , R 3 : H or CH 3 R 5 , which are not identical at the same time R 7 , R 8 : H or CH 3 R 2 , R 4 , R 6 : aliphatic hydrocarbon groups having 5 to 21 carbon atoms j, k, m, n: 1 or 2; j + k = 2 or 3, m + n = 2 or 3 p, q: 0 to 2 and p + q = 1 or 2]

【0010】式1で示される不飽和ウレタンは、1)
(メタ)アクリル酸・長鎖脂肪酸混合エステルモノオー
ル(以下、単に混合エステルモノオールという)とジイ
ソシアネートとのウレタン化反応生成物、2)混合エス
テルモノオールとトリイソシアネートとのウレタン化反
応生成物を包含する。
The unsaturated urethane represented by the formula (1) is 1)
(Meth) acrylic acid / long chain fatty acid mixed ester monool (hereinafter simply referred to as mixed ester monool) and urethanization reaction product of diisocyanate; 2) urethanization reaction product of mixed ester monool and triisocyanate Include.

【0011】混合エステルモノオールは、(メタ)アク
リル酸と炭素数6〜22の長鎖脂肪酸と3価のアルコー
ルとから誘導され、分子中に1個の遊離の水酸基を有す
る部分エステルである。
The mixed ester monol is a partial ester derived from (meth) acrylic acid, a long-chain fatty acid having 6 to 22 carbon atoms and a trihydric alcohol and having one free hydroxyl group in the molecule.

【0012】混合エステルモノオールを誘導するのに用
いる3価のアルコールとしては、グリセリン、トリメチ
ロールエタン、トリメチロールプロパン、1,2,6−
ヘキサントリオール等が挙げられる。
The trihydric alcohol used to derive the mixed ester monool includes glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, 1,2,6-
Hexanetriol and the like can be mentioned.

【0013】混合エステルモノオールを誘導するのに用
いる長鎖脂肪酸は炭素数6〜22の、直鎖若しくは分岐
鎖を有する飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸である。かかる
長鎖脂肪酸としては、1)ヘキサン酸、オクタン酸、ド
デカン酸、ステアリン酸等の直鎖状飽和脂肪酸、2)イ
ソオクタン酸、イソパルミチン酸、イソステアリン酸等
の分岐状飽和脂肪酸、3)オレイン酸、エライジン酸等
の不飽和脂肪酸、及びこれらの混合物が挙げられる。
The long-chain fatty acids used to derive the mixed ester monools are straight-chain or branched-chain saturated or unsaturated fatty acids having 6 to 22 carbon atoms. Examples of such long-chain fatty acids include: 1) linear saturated fatty acids such as hexanoic acid, octanoic acid, dodecanoic acid and stearic acid; 2) branched saturated fatty acids such as isooctanoic acid, isopalmitic acid and isostearic acid; 3) oleic acid , Unsaturated fatty acids such as elaidic acid, and the like, and mixtures thereof.

【0014】混合エステルモノオールの合成方法として
は、3価のアルコールと(メタ)アクリル酸と長鎖脂肪
酸との直接エステル化反応、長鎖脂肪酸グリシジルエス
テルと(メタ)アクリル酸との開環付加反応、グリシジ
ル(メタ)アクリレートと長鎖脂肪酸との開環付加反応
等が挙げられ、本発明はかかる合成方法を特に制限する
ものではないが、いずれの合成方法においても、3価の
アルコール1モルに対して(メタ)アクリル酸1モル、
長鎖脂肪酸1モルがエステル結合したものとなる。
As a method for synthesizing the mixed ester monool, a direct esterification reaction of a trihydric alcohol with (meth) acrylic acid and a long-chain fatty acid, and a ring-opening addition of a long-chain fatty acid glycidyl ester with (meth) acrylic acid Reaction, a ring-opening addition reaction between glycidyl (meth) acrylate and a long-chain fatty acid, and the like. The present invention is not particularly limited to such a synthesis method. 1 mole of (meth) acrylic acid to
One mole of the long-chain fatty acid is ester-bonded.

【0015】かくして合成される混合エステルモノオー
ルとしては、1)グリセリンモノメタクリレート・モノ
オクタノエート、トリメチロールプロパンモノアクリレ
ート・モノイソノナノエート、5−メチル−1,2,4
−ヘプタントリオールモノメタクリレート・モノオレエ
ート、1,2,6−ヘキサントリオールモノメタクリレ
ート・モノ2−エチルヘキソエート等が挙げられるが、
グリセリンモノ(メタ)アクリル酸・モノ長鎖脂肪酸混
合エステルモノオールが有利に使用できる。
The mixed ester monool thus synthesized includes: 1) glycerin monomethacrylate / monooctanoate, trimethylolpropane monoacrylate / monoisononanoate, 5-methyl-1,2,4.
-Heptanetriol monomethacrylate / monooleate, 1,2,6-hexanetriol monomethacrylate / mono-2-ethylhexoate, and the like,
Glycerin mono (meth) acrylic acid / mono long chain fatty acid mixed ester monool can be advantageously used.

【0016】式2で示される不飽和ウレタンは、1)混
合エステルモノオールと(メタ)アクリルエステルモノ
オールとジイソシアネートとが1:1:1(モル比)の
割合でウレタン形成した生成物、及び2)混合エステル
モノオールと(メタ)アクリルエステルモノオールとト
リイソシアネートとが1:2:1(モル比)又は2:
1:1(モル比)の割合でウレタン形成した生成物を包
含する。
The unsaturated urethane represented by the formula (2) includes: 1) a product in which a mixed ester monool, a (meth) acrylic ester monool, and a diisocyanate are formed at a ratio of 1: 1: 1 (molar ratio), and 2) A mixed ester monool, (meth) acrylic ester monool and triisocyanate in a ratio of 1: 2: 1 (molar ratio) or 2:
Includes urethane-formed products in a 1: 1 (molar ratio) ratio.

【0017】(メタ)アクリルエステルモノオールは、
1)(メタ)アクリル酸1モルとジオール1モルとから
得られる部分エステル、及び2)(メタ)アクリル酸2
モルとトリオール1モルとから得られる部分エステルを
包含し、かかる部分エステルはいずれも分子中に1個の
遊離の水酸基を有する。
The (meth) acrylic ester monol is
1) a partial ester obtained from 1 mol of (meth) acrylic acid and 1 mol of diol, and 2) (meth) acrylic acid 2
And one mole of triol, each of which has one free hydroxyl group in the molecule.

【0018】(メタ)アクリルエステルモノオールを誘
導するのに用いるジオールやトリオールとしては、1)
2価又は3価のアルコール、2)ポリエーテルジオー
ル、ポリエーテルトリオール、3)ポリエステルジオー
ル、ポリエステルトリオールが挙げられる。
The diols and triols used to derive the (meth) acrylic ester monol include 1)
Dihydric or trihydric alcohol, 2) polyether diol, polyether triol, 3) polyester diol, polyester triol.

【0019】(メタ)アクリルエステルモノオールとし
ては、1)2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシプロピ
ルメタクリレート、4−ヒドロキシブチルメタクリレー
ト、1,6−ヘキサンジオールモノアクリレート等の、
2価のアルコールのモノ(メタ)アクリレート、2)グ
リセリンジアクリレート、グリセリンジメタクリレー
ト、トリメチロールプロパンジメタクリレート、5−メ
チル−1,2,4−ヘプタントリオールジメタクリレー
ト、1,2,6−ヘキサントリオールジメタクリレート
等の、3価のアルコールのジ(メタ)アクリレート、
3)ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリプ
ロピレングリコールモノメタクリレート等の、ポリエー
テルジオールのモノ(メタ)アクリレート、4)エチレ
ングリコールモノグリセリルエーテルジメタクリレー
ト、(ポリ)エトキシル化トリメチロールプロパンジメ
タクリレート、(ポリ)プロポキシル化トリメチロール
プロパンジメタクリレート、(ポリ)エトキシル化グリ
セリン等の、(ポリ)エーテルトリオールのジ(メタ)
アクリレート、5)ポリカプロラクトンジオールモノメ
タクリレート、ポリネオペンチルアジペートジオールモ
ノアクリレート等の、ポリエステルジオールのモノ(メ
タ)アクリレート、6)3価のアルコールを出発物質と
したポリカプロラクトントリオールモノアクリレート又
はモノメタクリレート等の、ポリエステルトリオールの
ジ(メタ)アクリレートが挙げられる。
Examples of the (meth) acryl ester monool include: 1) 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-hydroxybutyl methacrylate, 1,6-hexanediol monoacrylate, etc.
Mono (meth) acrylate of dihydric alcohol, 2) glycerin diacrylate, glycerin dimethacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, 5-methyl-1,2,4-heptanetriol dimethacrylate, 1,2,6-hexanetriol Di (meth) acrylates of trihydric alcohols such as dimethacrylate,
3) Polyether diol mono (meth) acrylates such as polyethylene glycol monoacrylate and polypropylene glycol monomethacrylate; 4) ethylene glycol monoglyceryl ether dimethacrylate; (poly) ethoxylated trimethylolpropane dimethacrylate; (poly) propoxyl (Poly) ether triol di (meth) such as trimethylolpropane dimethacrylate, (poly) ethoxylated glycerin, etc.
Acrylates, 5) Polycaprolactone diol monomethacrylate, polyneopentyl adipate diol monoacrylate, etc., mono (meth) acrylates of polyester diols, 6) Polycaprolactone triol monoacrylate or monomethacrylate starting from trihydric alcohols And polyester triol di (meth) acrylate.

【0020】かかる(メタ)アクリルエステルモノオー
ルを誘導するのに用いるポリオールとしては、分子中に
含まれる水酸基1個当たりの分子量が200以下のもの
が有利に使用できるが、150以下のものが特に有利に
使用できる。
As the polyol used to derive the (meth) acrylic ester monol, those having a molecular weight of 200 or less per hydroxyl group contained in the molecule can be advantageously used, and those having a molecular weight of 150 or less are particularly preferred. It can be used to advantage.

【0021】以上例示したような混合エステルモノオー
ルや(メタ)アクリルエステルモノオールと反応させる
ポリイソシアネートとしては、1)各種のトリレンジイ
ソシアネート、メチレン−ビス−(4−フェニルイソシ
アネート)等の芳香族ジイソシアネート、2)ヘキサメ
チレンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘ
キシルイソシアネート)等の脂肪族ジイソシアネート又
は脂環族ジイソシアネート、3)4−イソシアナトメチ
ル−1−イソシアナト−1−メチル−シクロヘキサン、
5−イソシアナトメチル−1−イソシアナト−1,1−
ジメチル−5−メチル−シクロヘキサン(イソホロンジ
イソシアネート)等の脂肪族・脂環族ジイソシアネー
ト、3)ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート
(NCO基平均3個)等の芳香族ポリイソシアネートが
挙げられる。
Examples of the polyisocyanate to be reacted with the mixed ester monool and the (meth) acrylic ester monool as exemplified above include: 1) Various tolylene diisocyanates and aromatics such as methylene-bis- (4-phenylisocyanate). Diisocyanate, 2) aliphatic diisocyanate or alicyclic diisocyanate such as hexamethylene diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), 3) 4-isocyanatomethyl-1-isocyanato-1-methyl-cyclohexane,
5-isocyanatomethyl-1-isocyanato-1,1-
Aliphatic and alicyclic diisocyanates such as dimethyl-5-methyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate); and 3) aromatic polyisocyanates such as polymethylene polyphenyl polyisocyanate (an average of three NCO groups).

【0022】式1で示される不飽和ウレタンにおいて、
1とR3とは同時に水素原子又はメチル基にならず、ま
た式2で示される不飽和ウレタンにおいて、R5とR7
8とは同時に水素原子又はメチル基にならない。すな
わち、式1で示される不飽和ウレタン及び式2で示され
る不飽和ウレタンにおいては、共に重合性基としてアク
リロイル基及びメタクリロイル基の双方を含有するもの
となる。
In the unsaturated urethane represented by the formula 1,
R 1 and R 3 do not simultaneously form a hydrogen atom or a methyl group, and in the unsaturated urethane represented by the formula 2, R 5 , R 7 and R 8 do not simultaneously form a hydrogen atom or a methyl group. That is, the unsaturated urethane represented by the formula 1 and the unsaturated urethane represented by the formula 2 both contain an acryloyl group and a methacryloyl group as polymerizable groups.

【0023】ポリイソシアネートとしてジイソシアネー
トを用いる場合、式1で示される不飽和ウレタン及び式
2で示される不飽和ウレタンは共に非対称形不飽和ウレ
タンとなる。かかる非対称形不飽和ウレタンを合成する
のに用いるジイソシアネートとしては、立体障害性の置
換基の影響を受けるようなイソシアネート基とその影響
を受けないようなイソシアネート基とを有するもの、又
は脂肪族炭化水素基に結合したイソシアネート基と芳香
族炭化水素基に結合したイソシアネート基とを有するも
の等、相互に反応性の異なるイソシアネート基を有する
ジイソシアネートを用いることが好ましく、かかるジイ
ソシアネートとしては、2,4−トリレンジイソシアネ
ート、イソホロンジイソシアネート、4−イソシアナト
メチル−1−イソシアナト−1−メチル−シクロヘキサ
ン等が挙げられる。
When a diisocyanate is used as the polyisocyanate, the unsaturated urethane represented by the formula (1) and the unsaturated urethane represented by the formula (2) are both asymmetric unsaturated urethanes. As the diisocyanate used for synthesizing such an asymmetric unsaturated urethane, a diisocyanate having an isocyanate group affected by a sterically hindered substituent and an isocyanate group not affected by a sterically hindered substituent, or an aliphatic hydrocarbon It is preferable to use diisocyanates having isocyanate groups having mutually different reactivities, such as those having an isocyanate group bonded to an isocyanate group and an isocyanate group bonded to an aromatic hydrocarbon group. Examples thereof include diisocyanate, isophorone diisocyanate, and 4-isocyanatomethyl-1-isocyanato-1-methyl-cyclohexane.

【0024】本発明は不飽和ウレタンの合成方法を特に
制限するものではなく、その合成には公知の方法、例え
ば特開平4−53809に記載されているような方法が
適用できるが、ジイソシアネートを用いて得られる非対
称形不飽和ウレタンの合成には、予め混合エステルモノ
オール1モルと前記した反応性の異なるイソシアネート
基を有するジイソシアネート1モルとを反応させて不飽
和ウレタンモノイソシアネートとし、次いでこれとは異
なる混合エステルモノオール又は(メタ)アクリルエス
テルモノオールを反応させる方法が好ましい。
In the present invention, the method for synthesizing the unsaturated urethane is not particularly limited, and a known method, for example, a method described in JP-A-4-53809 can be applied to the synthesis. In the synthesis of the asymmetric unsaturated urethane obtained as above, 1 mole of the mixed ester monool and 1 mole of the above-described diisocyanate having an isocyanate group having different reactivity are reacted in advance to obtain an unsaturated urethane monoisocyanate. A method of reacting different mixed ester monools or (meth) acrylic ester monols is preferred.

【0025】本発明は光重合反応性及び得られる硬化造
形物の熱的物性を向上することができる光重合性組成物
を提供するものである。そのために本発明では、重合性
基としてアクリロイル基とメタクリロイル基とを併有す
る不飽和ウレタンを用いる。かかる2種の異なる重合性
基を有することが光重合反応性及び得られる硬化造形物
の熱的物性を向上する上で極めて有効である。光重合反
応性及び熱的物性の向上には、不飽和ウレタン1分子中
に含まれる該重合性基の数と該重合性基1個当りの不飽
和ウレタンの分子量との関係も影響する。実用上好適な
光重合反応性及び熱的物性を得る上で好ましい不飽和ウ
レタンは重合性基1個当りの分子量が150〜450の
もの、更に好ましい不飽和ウレタンは重合性基1個当り
の分子量が200〜400のものである。
The present invention provides a photopolymerizable composition capable of improving the photopolymerization reactivity and the thermal properties of the resulting cured product. Therefore, in the present invention, an unsaturated urethane having both an acryloyl group and a methacryloyl group as a polymerizable group is used. Having such two different polymerizable groups is extremely effective in improving the photopolymerization reactivity and the thermal properties of the resulting cured molded article. The relationship between the number of the polymerizable groups contained in one molecule of the unsaturated urethane and the molecular weight of the unsaturated urethane per one polymerizable group also affects the improvement of the photopolymerization reactivity and the thermal properties. Unsaturated urethanes having a molecular weight of 150 to 450 per polymerizable group are preferable for obtaining photopolymerization reactivity and thermal properties suitable for practical use, and more preferable are those having a molecular weight per polymerizable group. Are 200 to 400.

【0026】また本発明は光重合反応における反応収縮
を低減することができる光重合性組成物を提供するもの
である。そのために本発明では、不飽和ウレタンの分子
中に炭素数5〜21の長鎖脂肪族炭化水素基を導入する
のである。長鎖脂肪族炭化水素基としては、炭素数7〜
17のアルキル基、炭素数15〜19のアルケニル基が
好ましい。また不飽和ウレタン1分子中に占める長鎖脂
肪族炭化水素基の割合を10〜45重量%とするのが好
ましく、15〜40重量%とするのが更に好ましい。
The present invention also provides a photopolymerizable composition capable of reducing the reaction shrinkage in the photopolymerization reaction. Therefore, in the present invention, a long-chain aliphatic hydrocarbon group having 5 to 21 carbon atoms is introduced into the molecule of the unsaturated urethane. The long-chain aliphatic hydrocarbon group has 7 to 7 carbon atoms.
An alkyl group having 17 and an alkenyl group having 15 to 19 carbon atoms are preferred. The proportion of the long-chain aliphatic hydrocarbon group in one molecule of the unsaturated urethane is preferably from 10 to 45% by weight, more preferably from 15 to 40% by weight.

【0027】式1や式2で示される不飽和ウレタンと併
用する(メタ)アクリル酸エステルとしては、1)アク
リル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアク
リル酸アルキル、2)メタクリル酸メチル、メタクリル
酸エチル、メタクリル酸イソブチル等のメタクリル酸ア
ルキル、3)エチレングリコールジアクリレート、1,
4−ブタンジオールジアクリレート等の、2価アルコー
ルのジアクリレート、4)1,2−プロピレングリコー
ルジメタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタ
クリレート等の、2価アルコールのジメタクリレート、
5)グリセリントリアクリレート、トリメチロールプロ
パントリアクリレート等の、3価アルコールのトリアク
リレート、6)グリセリントリメタクリレート、トリメ
チロールエタントリメタクリレート等の、3価アルコー
ルのトリメタクリレート、7)トリメチロールプロパン
ジアクリレート・モノメタクリレート、グリセリンモノ
アクリレート・ジメタクリレート等の、3価アルコール
の混合(メタ)アクリレート、8)ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメ
タクリレート、ペンタエリスリトールジアクリレート・
ジメタクリレート等の、4価アルコールのテトラエステ
ル、9)前記した2〜4価アルコールにエチレンオキサ
イド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等の
アルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオー
ルとアクリル酸、メタクリル酸、これらの混合酸とから
得られる、ポリエーテルポリオールのエステル、10)
前記した2〜4価アルコールにカプロラクトン、ブチロ
ラクトン等の脂肪族ラクトンを付加したポリエステルポ
リオールとアクリル酸、メタクリル酸、これらの混合酸
とから得られる、ポリエステルポリオールのエステルが
挙げられる。
The (meth) acrylate used in combination with the unsaturated urethane represented by the formulas 1 and 2 includes 1) alkyl acrylates such as butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, and 2) methyl methacrylate and methacrylic. Alkyl methacrylates such as ethyl acrylate and isobutyl methacrylate; 3) ethylene glycol diacrylate;
Dihydric alcohol diacrylates such as 4-butanediol diacrylate; 4) dihydric alcohol dimethacrylates such as 1,2-propylene glycol dimethacrylate and 1,6-hexanediol dimethacrylate;
5) trihydric alcohol triacrylate such as glycerin triacrylate and trimethylolpropane triacrylate; 6) trihydric alcohol trimethacrylate such as glycerin trimethacrylate and trimethylolethane trimethacrylate; 7) trimethylolpropane diacrylate. Mixed (meth) acrylate of trihydric alcohol such as monomethacrylate, glycerin monoacrylate / dimethacrylate, 8) pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, pentaerythritol diacrylate
Tetraesters of tetrahydric alcohols such as dimethacrylate; 9) polyether polyols obtained by adding alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide to the aforementioned dihydric alcohols, and acrylic acid, methacrylic acid, and mixtures thereof Esters of polyether polyols obtained from acids and 10)
Esters of polyester polyols obtained from the polyester polyol obtained by adding an aliphatic lactone such as caprolactone and butyrolactone to the above-mentioned dihydric alcohol and acrylic acid, methacrylic acid, and a mixed acid thereof are exemplified.

【0028】以上例示したような(メタ)アクリル酸エ
ステルとしては、アクリル酸エステルとメタクリル酸エ
ステルとの混合物を用いるのが好ましく、アクリル酸と
メタクリル酸の2種を用いた混合エステルを用いるのが
更に好ましい。この場合、アクリル基とメタクリル基と
の比率は、混合物及び混合エステルの双方において、ア
クリル基/メタクリル基=9/1〜1/9(モル比)と
なるようにすることが好ましく、8/2〜5/5(モル
比)となるようにすることが更に好ましい。
As the (meth) acrylic ester exemplified above, a mixture of an acrylic ester and a methacrylic ester is preferably used, and a mixed ester using two kinds of acrylic acid and methacrylic acid is preferably used. More preferred. In this case, the ratio of the acryl group to the methacryl group is preferably such that the acryl group / methacryl group = 9/1 to 1/9 (molar ratio) in both the mixture and the mixed ester, and 8/2. More preferably, it is set to be about 5/5 (molar ratio).

【0029】本発明の光重合性組成物において、不飽和
ウレタンと、該不飽和ウレタンと共重合可能な(メタ)
アクリル酸エステルとの割合は、該不飽和ウレタン/該
(メタ)アクリル酸エステル=10/90〜90/10
(重量比)であり、好ましくは30/70〜70/30
(重量比)である。双方の割合が10/90(重量比)
未満では光重合反応させて得られる硬化造形物の物性が
劣り、逆に90/10(重量比)を超えると光重合性組
成物の粘度が高くなり過ぎて光造形操作が困難になる。
In the photopolymerizable composition of the present invention, an unsaturated urethane and a (meth) copolymerizable with the unsaturated urethane
The ratio of the unsaturated urethane to the (meth) acrylic ester = 10/90 to 90/10
(Weight ratio), preferably 30/70 to 70/30
(Weight ratio). The ratio of both is 10/90 (weight ratio)
When the amount is less than the above, the physical properties of the cured molded article obtained by the photopolymerization reaction are inferior. On the other hand, when the ratio exceeds 90/10 (weight ratio), the viscosity of the photopolymerizable composition becomes too high and the optical molding operation becomes difficult.

【0030】本発明の光重合性組成物は、不飽和ウレタ
ン、(メタ)アクリル酸エステル及び光重合開始剤から
成るものである。本発明は用いる光重合開始剤の種類を
特に限定するものではないが、かかる光重合開始剤とし
ては、1)ベンゾイン、α−メチルベンゾイン、アント
ラキノン、クロルアントラキノン、アセトフェノン等の
カルボニル化合物、2)ジフェニルスルフィド、ジフェ
ニルジスルフィド、ジチオカーバメイト等のイオウ化合
物、3)α−クロルメチルナフタレン、アントラセン等
の多環芳香族化合物が挙げられる。光重合性組成物中に
おけるこれらの光重合開始剤の含有量は、不飽和ウレタ
ン及び(メタ)アクリル酸エステルの合計量100重量
部に対し、通常0.1〜10重量部となるようにする。
光重合開始剤と共に、n−ブチルアミン、トリエタノー
ルアミン、N,N−ジメチルアミノベンゼンスルホン酸
ジアリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタク
リレート等の光増感剤を用いることができる。
The photopolymerizable composition of the present invention comprises an unsaturated urethane, a (meth) acrylate and a photopolymerization initiator. In the present invention, the kind of the photopolymerization initiator to be used is not particularly limited. Examples of the photopolymerization initiator include: 1) carbonyl compounds such as benzoin, α-methylbenzoin, anthraquinone, chloranthraquinone, acetophenone, and 2) diphenyl. Sulfur compounds such as sulfide, diphenyl disulfide and dithiocarbamate; and 3) polycyclic aromatic compounds such as α-chloromethylnaphthalene and anthracene. The content of these photopolymerization initiators in the photopolymerizable composition is usually 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the (meth) acrylate. .
Along with the photopolymerization initiator, a photosensitizer such as n-butylamine, triethanolamine, N, N-dimethylaminobenzenesulfonic acid diallylamide, and N, N-dimethylaminoethyl methacrylate can be used.

【0031】本発明の光重合性組成物は、不飽和ウレタ
ン、(メタ)アクリル酸エステル及び光重合開始剤に加
えて、固体微粒子を含有することができる。固体微粒子
の含有割合は、不飽和ウレタンと(メタ)アクリル酸エ
ステルとの合計量100重量部当り、300重量部以下
となるようにし、好ましくは100重量部以下となるよ
うにする。
The photopolymerizable composition of the present invention may contain solid fine particles in addition to the unsaturated urethane, (meth) acrylate and photopolymerization initiator. The content ratio of the solid fine particles is 300 parts by weight or less, preferably 100 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the (meth) acrylate.

【0032】かかる固体微粒子としては、1)シリカ、
アルミナ等の無機微粒子、2)ポリアミド、塩化ビニ
ル、ポリメチルシロキサン、ポリスチレン、ポリメチル
メタクリレート等の有機高分子微粒子、3)ポリシロキ
サン−ポリビニル複合微粒子、4)ミルドガラス繊維等
が挙げられるが、平均粒子径又は平均繊維長が10μm
以下のものが好ましく、1μm以下のものが更に好まし
い。
As such solid fine particles, 1) silica,
Inorganic fine particles such as alumina; 2) organic high molecular fine particles such as polyamide, vinyl chloride, polymethylsiloxane, polystyrene, and polymethyl methacrylate; 3) polysiloxane-polyvinyl composite fine particles; and 4) milled glass fibers. Particle size or average fiber length is 10μm
The following are preferred, and those with 1 μm or less are more preferred.

【0033】本発明は本発明の光重合性組成物を適用す
る光学的立体造形法を特に限定するものではない。光学
的立体造形法としては各種の方法が知られており(特開
昭56−144478、特開昭60−247514、特
開平1−204915、特開平3−41126等)、こ
れには例えば、最初に硬化層を形成した後、該硬化層の
上に未硬化の組成物を供給し、これにエネルギー線を照
射して次の硬化層を形成する操作を繰り返して行ない、
所望の硬化造形物を形成し、必要に応じて更にポストキ
ュアする方法がある。用いるエネルギー線としては、可
視光線、紫外線、電子線等があるが、紫外線が好まし
い。
The present invention does not particularly limit the optical three-dimensional molding method to which the photopolymerizable composition of the present invention is applied. Various optical three-dimensional modeling methods are known (JP-A-56-144478, JP-A-60-247514, JP-A-1-204915, JP-A-3-41126, etc.). After forming a cured layer, supplying an uncured composition on the cured layer, irradiating the energy beam to this to repeat the operation of forming the next cured layer,
There is a method of forming a desired cured object and post-curing as needed. Examples of the energy beam used include visible light, ultraviolet light, and electron beam, and ultraviolet light is preferable.

【0034】[0034]

【実施例】【Example】

試験区分1(予備合成) 以下に示す予備合成例1〜4を行なった。尚、各予備合
成例において、部は重量部である。 ・予備合成例1 オクタン酸144部(1.0モル)及び触媒としてトリ
エチルアミン2部を反応容器にとり、70℃で保持して
撹拌し、更にグリシジルメタクリレート142部(1.
0モル)を30分かけて滴下した。その後、反応系を7
0℃で5時間保持して合成を終了した。反応物について
オキシラン酸素含有量を定量したが、殆ど検出されなか
った。ここで得た生成物は286部のグリセリンモノメ
タクリレート・モノオクタノエートであり、酸価0.
7、水酸基価198、ケン化価390であった。
Test Category 1 (Preliminary Synthesis) The following preliminary synthesis examples 1 to 4 were performed. In addition, in each preliminary synthesis example, parts are parts by weight. Preparative Synthesis Example 1 144 parts (1.0 mol) of octanoic acid and 2 parts of triethylamine as a catalyst were placed in a reaction vessel, kept at 70 ° C., stirred, and further 142 parts of glycidyl methacrylate (1.
0 mol) was added dropwise over 30 minutes. Then, the reaction system was
It was kept at 0 ° C. for 5 hours to complete the synthesis. The oxirane oxygen content of the reaction was quantified, but hardly detected. The product obtained here is 286 parts of glycerin monomethacrylate monooctanoate and has an acid value of 0.1.
7, hydroxyl value 198, saponification value 390.

【0035】・予備合成例2 オクタン酸144部(1.0モル)、トリエチルアミン
2部及びグリシジルアクリレート128部(1.0モ
ル)を用いて、予備合成例1と同様に操作した。ここで
得た生成物は272部のグリセリンモノアクリレート・
モノオクタノエートであり、酸価0.9、水酸基価20
5、ケン化価412であった。
Preparative Synthesis Example 2 The same operation as in Preparative Synthesis Example 1 was carried out using 144 parts (1.0 mol) of octanoic acid, 2 parts of triethylamine and 128 parts (1.0 mol) of glycidyl acrylate. The product obtained here has 272 parts of glycerin monoacrylate.
Monooctanoate, acid value 0.9, hydroxyl value 20
5, saponification number 412.

【0036】・予備合成例3 イソパルミチン酸256部(1.0モル)、トリエチル
アミン3部及びグリシジルメタクリレート142部
(1.0モル)を用いて、予備合成例1と同様に操作し
た。ここで得た生成物は398部のグリセリンモノメタ
クリレート・モノイソパルミテートであり、酸価1.
1、水酸基価140、ケン化価281であった。
Preparative Synthesis Example 3 The procedure of Preparative Synthesis Example 1 was repeated using 256 parts (1.0 mol) of isopalmitic acid, 3 parts of triethylamine and 142 parts (1.0 mol) of glycidyl methacrylate. The product obtained here is 398 parts of glycerin monomethacrylate / monoisopalmitate and has an acid value of 1.
1, the hydroxyl value was 140, and the saponification value was 281.

【0037】・予備合成例4 グリセリンジアクリレート200部(1.0モル)及び
触媒としてテトラブチルチタネート0.3部を反応容器
にとり、80℃で保持して撹拌し、更にε−カプロラク
トン342部(3.0モル)を30分かけて滴下した。
その後、反応系を100℃で1時間保持して合成を終了
した。ここで得た生成物は542部のグリセリントリカ
プロラクトントリオールジアクリレートであり、酸価
0.4、水酸基価104、ケン化価207であった。
Preparative Synthesis Example 4 200 parts (1.0 mol) of glycerin diacrylate and 0.3 part of tetrabutyl titanate as a catalyst were placed in a reaction vessel, stirred at 80 ° C., and further stirred at 342 parts of ε-caprolactone ( 3.0 mol) was added dropwise over 30 minutes.
Thereafter, the reaction system was maintained at 100 ° C. for 1 hour to complete the synthesis. The product obtained here was 542 parts of glycerin tricaprolactone triol diacrylate, and had an acid value of 0.4, a hydroxyl value of 104 and a saponification value of 207.

【0038】試験区分2(不飽和ウレタンの合成及びモ
ノマー溶液の調製) 以下に示す不飽和ウレタンの合成及びモノマー溶液の調
製を行なった。合成に使用した原料の種類及び使用量等
を表1及び表2にまとめて示し、また得られた不飽和ウ
レタンの内容を表3にまとめて示した。尚、各不飽和ウ
レタンの合成及びモノマー溶液の調製において、部は重
量部、また%は重量%である。 ・不飽和ウレタンA−1の合成及びモノマー溶液a−1
の調製 2,4−トリレンジイソシアネート87部(0.5モ
ル)、乾燥トルエン100部及びジ−n−ブチル錫ジラ
ウレート0.5部を反応容器にとり、50℃で保持して
撹拌し、更に予備合成例1で得たグリセリンモノメタク
リレート・モノオクタノエート143部(0.5モル)
を30分かけて滴下した。この間、反応温度を50〜6
0℃に保った。その後、50〜55℃で反応を続け、反
応物中のイソシアネート基残量が反応に供したジイソシ
アネートの量から算出される理論量の1/2となったと
ころで反応を終了した。ここで得られた反応物は、2,
4−トリレンジイソシアネートとグリセリンモノメタク
リレート・モノオクタノエートとが1/1モル比で結合
した不飽和ウレタンモノイソシアネートである。次にこ
の反応物を60℃で保持して撹拌し、更に予備合成例2
で得たグリセリンモノアクリレート・モノオクタノエー
ト136部(0.5モル)を30分かけて滴下した。こ
の際に反応熱がでるが、反応温度を60〜70℃に保っ
た。その後、70℃で2時間保持して合成を終了した。
更にトリエトキシル化トリメチロールプロパンジアクリ
レート・モノメタクリレート366部を加えて溶解し、
減圧下にトルエンを留去して、不飽和ウレタンA−1を
50%、トリエトキシル化トリメチロールプロパンジア
クリレート・モノメタクリレートを50%含むモノマー
溶液a−1を得た。
Test Category 2 (Synthesis of Unsaturated Urethane and Preparation of Monomer Solution) The following synthesis of unsaturated urethane and preparation of a monomer solution were performed. Tables 1 and 2 show the types and amounts of the raw materials used in the synthesis, and Table 3 shows the contents of the obtained unsaturated urethanes. In the synthesis of each unsaturated urethane and preparation of the monomer solution, parts are parts by weight, and% is% by weight. -Synthesis of unsaturated urethane A-1 and monomer solution a-1
Preparation of 87 parts (0.5 mol) of 2,4-tolylene diisocyanate, 100 parts of dry toluene and 0.5 part of di-n-butyltin dilaurate are placed in a reaction vessel, stirred at 50 ° C., and 143 parts (0.5 mol) of glycerin monomethacrylate monooctanoate obtained in Synthesis Example 1
Was added dropwise over 30 minutes. During this time, the reaction temperature is set to 50-6
It was kept at 0 ° C. Thereafter, the reaction was continued at 50 to 55 ° C., and the reaction was terminated when the remaining amount of isocyanate groups in the reaction product became の of the theoretical amount calculated from the amount of diisocyanate used for the reaction. The reaction product obtained here is 2,
It is an unsaturated urethane monoisocyanate in which 4-tolylene diisocyanate and glycerin monomethacrylate / monooctanoate are combined in a 1/1 molar ratio. Next, the reaction product was stirred while being maintained at 60 ° C.
136 parts (0.5 mol) of glycerin monoacrylate / monooctanoate obtained in the above was added dropwise over 30 minutes. At this time, the reaction heat was generated, but the reaction temperature was maintained at 60 to 70 ° C. Thereafter, the temperature was maintained at 70 ° C. for 2 hours to complete the synthesis.
Further, 366 parts of triethoxylated trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate was added and dissolved.
The toluene was distilled off under reduced pressure to obtain a monomer solution a-1 containing 50% of unsaturated urethane A-1 and 50% of triethoxylated trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate.

【0039】・不飽和ウレタンR−1,R−2の合成及
びモノマー溶液r−1,r−2の調製 不飽和ウレタンA−1の合成及びモノマー溶液a−1の
調製と同様にして、不飽和ウレタンR−1の合成及びモ
ノマー溶液r−1の調製、不飽和ウレタンR−2の合成
及びモノマー溶液r−2の調製を行なった。
Synthesis of unsaturated urethanes R-1 and R-2 and preparation of monomer solutions r-1 and r-2 In the same manner as in the synthesis of unsaturated urethane A-1 and the preparation of monomer solution a-1, Synthesis of saturated urethane R-1 and preparation of monomer solution r-1, synthesis of unsaturated urethane R-2 and preparation of monomer solution r-2 were performed.

【0040】・不飽和ウレタンA−2の合成及びモノマ
ー溶液a−2の調製 予備合成例2で得たグリセリンモノアクリレート・モノ
オクタノエート272部(1.0モル)、予備合成例3
で得たグリセリンモノメタクリレート・モノイソパルミ
テート199部(0.5モル)、ポリエチレングリコー
ル(分子量200)ジアクリレート662部及びジ−n
−ブチル錫ジラウレート0.5部を反応容器にとり、5
0℃で保持して撹拌し、更にポリメチレンポリフェニル
イソシアネート(NCO基平均3個含有)191部
(0.5モル)を30分かけて滴下した。この際に反応
熱がでるが、反応温度を50〜60℃に保った。その
後、60℃で1時間保持して合成を終了した。不飽和ウ
レタンA−2を50%、ポリエチレングリコール(分子
量200)ジアクリレートを50%含むモノマー溶液a
−2を得た。
Synthesis of unsaturated urethane A-2 and preparation of monomer solution a-2 272 parts (1.0 mol) of glycerin monoacrylate monooctanoate obtained in Preparative Synthesis Example 2, Preparative Synthesis Example 3
Glycerin monomethacrylate / monoisopalmitate (199 parts, 0.5 mol), polyethylene glycol (molecular weight 200) diacrylate 662 parts, and di-n
0.5 part of butyltin dilaurate is placed in a reaction vessel, and
The mixture was stirred at 0 ° C., and 191 parts (0.5 mol) of polymethylene polyphenyl isocyanate (containing an average of 3 NCO groups) was added dropwise over 30 minutes. At this time, the reaction heat was generated, but the reaction temperature was kept at 50 to 60 ° C. Thereafter, the temperature was maintained at 60 ° C. for 1 hour to complete the synthesis. Monomer solution a containing 50% of unsaturated urethane A-2 and 50% of polyethylene glycol (molecular weight 200) diacrylate
-2 was obtained.

【0041】・不飽和ウレタンR−3の合成及びモノマ
ー溶液r−3の調製 不飽和ウレタンA−2の合成及びモノマー溶液a−2の
調製と同様にして、不飽和ウレタンR−3の合成及びモ
ノマー溶液r−3の調製を行なった。
Synthesis of unsaturated urethane R-3 and preparation of monomer solution r-3 In the same manner as in the synthesis of unsaturated urethane A-2 and the preparation of monomer solution a-2, the synthesis of unsaturated urethane R-3 and A monomer solution r-3 was prepared.

【0042】・不飽和ウレタンB−1の合成及びモノマ
ー溶液b−1の調製 イソホロンジイソシアネート111部(0.5モル)、
乾燥トルエン100部及びジ−n−ブチル錫ジラウレー
ト0.5部を反応容器にとり、50℃で保持して撹拌
し、更にジエチレングリコールモノメタクリレート87
部(0.5モル)を30分かけて滴下した。この間、反
応温度を50〜60℃に保った。その後、50〜55℃
で反応を続け、反応物中のイソシアネート基残量が反応
に供したジイソシアネートの量から算出される理論量の
1/2となったところで反応を終了した。ここで得られ
た反応物は、イソホロンジイソシアネート1モルとジエ
チレングリコールモノメタクリレート1モルとが結合し
た不飽和ウレタンモノイソシアネートである。次にこの
反応物を60℃で保持して撹拌し、更に予備合成例1で
得たグリセリンモノアクリレート・モノオクタノエート
136部(0.5モル)を30分かけて滴下した。この
際に反応熱がでるが、反応温度を60〜70℃に保っ
た。その後、70℃で2時間保持して合成を終了した。
更にトリエトキシル化トリメチロールプロパンジアクリ
レート・モノメタクリレート334部を加えて溶解し、
減圧下にトルエンを留去して、不飽和ウレタンB−1を
50%、トリエトキシル化トリメチロールプロパンジア
クリレート・モノメタクリレートを50%含むモノマー
溶液b−1を得た。
Synthesis of unsaturated urethane B-1 and preparation of monomer solution b-1 111 parts (0.5 mol) of isophorone diisocyanate,
100 parts of dry toluene and 0.5 part of di-n-butyltin dilaurate are placed in a reaction vessel, kept at 50 ° C. and stirred, and further mixed with diethylene glycol monomethacrylate 87.
(0.5 mol) was added dropwise over 30 minutes. During this time, the reaction temperature was maintained at 50-60 ° C. Then 50-55 ° C
The reaction was continued when the remaining amount of the isocyanate group in the reaction product became 1/2 of the theoretical amount calculated from the amount of the diisocyanate used for the reaction. The reaction product obtained here is an unsaturated urethane monoisocyanate in which 1 mol of isophorone diisocyanate and 1 mol of diethylene glycol monomethacrylate are bonded. Next, this reaction product was stirred while being kept at 60 ° C., and 136 parts (0.5 mol) of glycerin monoacrylate / monooctanoate obtained in Preparative Synthesis Example 1 were added dropwise over 30 minutes. At this time, the reaction heat was generated, but the reaction temperature was maintained at 60 to 70 ° C. Thereafter, the temperature was maintained at 70 ° C. for 2 hours to complete the synthesis.
Further, 334 parts of triethoxylated trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate were added and dissolved,
The toluene was distilled off under reduced pressure to obtain a monomer solution b-1 containing 50% of unsaturated urethane B-1 and 50% of triethoxylated trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate.

【0043】・不飽和ウレタンB−2,R−4の合成及
びモノマー溶液b−2,r−4の調製 不飽和ウレタンB−1の合成及びモノマー溶液b−1の
調製と同様にして、不飽和ウレタンB−2の合成及びモ
ノマー溶液b−2の調製、不飽和ウレタンR−4の合成
及びモノマー溶液r−4の調製を行なった。
Synthesis of unsaturated urethanes B-2 and R-4 and preparation of monomer solutions b-2 and r-4 Unsaturated urethanes B-2 and R-4 were prepared in the same manner as in the synthesis of unsaturated urethane B-1 and the preparation of monomer solutions b-1. Synthesis of saturated urethane B-2, preparation of monomer solution b-2, synthesis of unsaturated urethane R-4, and preparation of monomer solution r-4 were performed.

【0044】・不飽和ウレタンB−3,R−5の合成及
びモノマー溶液b−3,r−5の調製 (メタ)アクリル酸エステルとして、ポリエチレングリ
コール(分子量200)ジアクリレートに代え、トリエ
トキシル化トリメチロールプロパンジアクリレート・モ
ノメタクリレートを用いた他は、不飽和ウレタンA−2
の合成及びモノマー溶液a−2の調製と同様にして、不
飽和ウレタンB−3の合成及びモノマー溶液b−3の調
製、不飽和ウレタンR−5の合成及びモノマー溶液r−
5の調製を行なった。
Synthesis of Unsaturated Urethanes B-3 and R-5 and Preparation of Monomer Solutions b-3 and r-5 As a (meth) acrylic ester, polyethylene glycol (molecular weight 200) diacrylate was used instead of triethoxylation. Other than using trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate, unsaturated urethane A-2
In the same manner as in the preparation of the monomer solution a-2, the synthesis of the unsaturated urethane B-3, the preparation of the monomer solution b-3, the synthesis of the unsaturated urethane R-5, and the monomer solution r-.
Preparation 5 was made.

【0045】[0045]

【表1】 [Table 1]

【0046】[0046]

【表2】 [Table 2]

【0047】表1及び表2において、 数値:部 かっこ内の数値:モル *1:ポリエチレングリコール(分子量200)ジアク
リレート *2:トリエトキシ化トリメチロールプロパンジアクリ
レート・モノメタクリレート **1:グリセリンモノアクリレート・モノオクタノエ
ート **2:グリセリンモノメタクリレート・モノオクタノ
エート **3:グリセリンモノメタクリレート・モノイソパル
ミテート **4:ジエチレングリコールモノメタクリレート **5:グリセリントリカプロラクトントリオールジア
クリレート **6:ヒドロキシエチルアクリレート **7:2,4−トリレンジイソシアネート **8:ポリメチレンポリフェニルイソシアネート(N
CO基平均3個) **9:イソホロンジイソシアネート
In Tables 1 and 2, numerical value: part Numeric value in parentheses: mole * 1: polyethylene glycol (molecular weight: 200) diacrylate * 2: triethoxylated trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate *** 1: glycerin monoacrylate * Monooctanoate ** 2: glycerin monomethacrylate * monooctanoate ** 3: glycerin monomethacrylate * monoisopalmitate ** 4: diethylene glycol monomethacrylate ** 5: glycerin tricaprolactone triol diacrylate ** 6: Hydroxyethyl acrylate ** 7: 2,4-tolylene diisocyanate ** 8: polymethylene polyphenyl isocyanate (N
** 9: isophorone diisocyanate

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】表3において、 A:アクリロイル基 M:メタクリロイル基In Table 3, A: acryloyl group M: methacryloyl group

【0050】試験区分3(実施例及び比較例とその評
価) ・実施例1〜9、比較例1〜7 表1及び表2記載のモノマー溶液を用い、表4又は表5
記載の組成を有する光重合性組成物を調製した。そして
該光重合性組成物を充填した容器を装着の三次元NCテ
ーブル及びヘリウム・カドミウムレーザー光(波長32
50オングストローム)制御システムで主構成された光
学的立体造形装置を用い、光重合性組成物の表面に対し
垂直方向から集束されたヘリウム・カドミウムレーザー
光を照射して、直径150mm×厚さ10mmの円板を造形
した。各光重合性組成物について、造形に要した時間を
測定した。また造形した円板を長さ127mm×12.7
mmにダイヤモンドカッターを用いて切断し、試験片を作
製した。この試験片について、下記の方法で造形収縮率
及び熱変形温度を測定した。結果を表4又は表5に示し
た。
Test Category 3 (Examples and Comparative Examples and Evaluations) Examples 1 to 9 and Comparative Examples 1 to 7 Using the monomer solutions described in Tables 1 and 2, Table 4 or Table 5 was used.
A photopolymerizable composition having the composition described was prepared. Then, a three-dimensional NC table equipped with a container filled with the photopolymerizable composition and a helium-cadmium laser beam (wavelength 32
The surface of the photopolymerizable composition is irradiated with a helium-cadmium laser beam focused from the vertical direction to the surface of the photopolymerizable composition using an optical three-dimensional modeling device mainly composed of a control system (50 Å), and has a diameter of 150 mm and a thickness of 10 mm. I made a disk. For each photopolymerizable composition, the time required for molding was measured. In addition, the shaped disk is 127 mm long x 12.7
The test pieces were cut into mm using a diamond cutter. With respect to this test piece, the molding shrinkage and the heat distortion temperature were measured by the following methods. The results are shown in Table 4 or Table 5.

【0051】造形収縮率:試験片の密度(D1)及び造
形に用いた光重合性組成物の密度(D2)を測定し、下
記の式で造形収縮率を算出した。 造形収縮率(%)={(1/D2)−(1/D1)}×1
00 熱変形温度:JIS−K6919に準じて測定した。
Molding shrinkage: The density (D 1 ) of the test piece and the density (D 2 ) of the photopolymerizable composition used for shaping were measured, and the shaping shrinkage was calculated by the following equation. Modeling shrinkage (%) = {(1 / D 2 ) − (1 / D 1 )} × 1
00 Heat deformation temperature: Measured according to JIS-K6919.

【0052】[0052]

【表4】 [Table 4]

【0053】[0053]

【表5】 [Table 5]

【0054】表4及び表5において、 *3:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(商品名イルガキュア184、チバガイギー社製) *4:平均粒子径が0.1μmのシリカヒューム *5:平均繊維長が10μmのミルドガラス繊維 比較例6:造形した円板に著しいクラックと反りが発生
した 比較例7:造形した円板に反りが発生した
In Tables 4 and 5, * 3: 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (trade name Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy) * 4: Silica fume having an average particle diameter of 0.1 μm * 5: Average fiber length of 10 μm Comparative Example 6: Significant cracks and warpage occurred on the shaped disc Comparative Example 7: Warping occurred on the shaped disc

【0055】[0055]

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、光重合反応性の向上、光重合反応における反応
収縮の低減及び得られる硬化造形物の熱的物性の向上を
同時に達成できるという効果がある。
As is clear from the above, according to the present invention described above, it is possible to simultaneously improve the photopolymerization reactivity, reduce the reaction shrinkage in the photopolymerization reaction, and improve the thermal properties of the cured molded article obtained. This has the effect.

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 下記の式1で示される不飽和ウレタン及
び下記の式2で示される不飽和ウレタンから選ばれる1
種又は2種以上の不飽和ウレタンと、該不飽和ウレタン
と共重合可能な(メタ)アクリル酸エステルと、光重合
開始剤とから成り、且つ該不飽和ウレタン/該(メタ)
アクリル酸エステル=10/90〜90/10(重量
比)の割合から成ることを特徴とする光学的立体造形用
光重合性組成物。 【式1】 【式2】 [式1及び式2において、 X1,X2:ジイソシアネート及びトリイソシアネートか
ら選ばれるポリイソシアネートからイソシアネート基を
除いた残基 Y1,Y2,Y3:3価のアルコールから水酸基を除いた
残基 Y4:多価アルコール、ポリエーテルポリオール及びポ
リエステルポリオールから選ばれる2又は3価のポリオ
ールから水酸基を除いた残基 R1,R3:同時に同一にならないH又はCH3 5,R7,R8:同時に同一にならないH又はCH3 2,R4,R6:炭素数5〜21の脂肪族炭化水素基 j,k,m,n:1又は2であって、且つj+k=2又
は3、m+n=2又は3を満足するもの p,q:0〜2であって、且つp+q=1又は2を満足
するもの]
An unsaturated urethane represented by the following formula (1):
And 1 selected from unsaturated urethanes represented by the following formula 2:
One or more unsaturated urethanes, and the unsaturated urethane
(Meth) acrylic acid ester copolymerizable with
And the unsaturated urethane / (meth)
Acrylic ester = 10 / 90-90 / 10 (weight
Ratio), for optical three-dimensional modeling
Photopolymerizable composition. (Equation 1)(Equation 2)[In the formulas 1 and 2, X1, XTwo: Diisocyanate and triisocyanate
Isocyanate group from polyisocyanate selected from
Residue Y1, YTwo, YThree: Hydroxy group removed from trihydric alcohol
Residue YFour: Polyhydric alcohol, polyether polyol and polyether
Divalent or trivalent polio selected from ester polyols
Residue obtained by removing the hydroxyl group from the1, RThree: H or CH which are not the same at the same timeThree  RFive, R7, R8: H or CH which are not the same at the same timeThree  RTwo, RFour, R6: An aliphatic hydrocarbon group having 5 to 21 carbon atoms j, k, m, n: 1 or 2, and j + k = 2 or
Satisfies 3, m + n = 2 or 3 p, q: 0 to 2, and satisfies p + q = 1 or 2
Things to do]
【請求項2】 (メタ)アクリル酸エステルがアクリル2. The method according to claim 1, wherein the (meth) acrylate is acrylic.
酸エステルとメタクリル酸エステルとの混合物である請A mixture of acid esters and methacrylic esters
求項1記載の光学的立体造形用光重合性組成物。The photopolymerizable composition for optical stereolithography according to claim 1.
【請求項3】 (メタ)アクリル酸エステルが、多価ア3. The method according to claim 1, wherein the (meth) acrylate is a polyvalent alcohol.
ルコール、ポリエーテルポリオール及びポリエステルポAlcohol, polyether polyol and polyester
リオールから選ばれるポリオールの1種又は2種以上One or more polyols selected from riol
と、アクリル酸及びメタクリル酸の2種とから得られるAnd acrylic acid and methacrylic acid.
混合エステルであMixed ester る請求項1記載の光学的立体造形用光The optical three-dimensional object forming light according to claim 1.
重合性組成物。Polymerizable composition.
【請求項4】 更に不飽和ウレタンと(メタ)アクリル
酸エステルとの合計量100重量部当たり、300重量
部以下の割合で固体微粒子を含有する請求項1、2又は
3記載の光学的立体造形用光重合性組成物。
4. A further unsaturated urethane and (meth) per 100 parts by weight per the acrylic acid ester, according to claim 1, 2 or containing the solid fine particles in a proportion of less than 300 parts by weight
3 Symbol mounting for stereolithography photopolymerizable composition.
JP5131279A 1993-05-08 1993-05-08 Photopolymerizable composition for optical stereolithography Expired - Fee Related JP2634018B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5131279A JP2634018B2 (en) 1993-05-08 1993-05-08 Photopolymerizable composition for optical stereolithography

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5131279A JP2634018B2 (en) 1993-05-08 1993-05-08 Photopolymerizable composition for optical stereolithography

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06322039A JPH06322039A (en) 1994-11-22
JP2634018B2 true JP2634018B2 (en) 1997-07-23

Family

ID=15054230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5131279A Expired - Fee Related JP2634018B2 (en) 1993-05-08 1993-05-08 Photopolymerizable composition for optical stereolithography

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2634018B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9522656D0 (en) 1995-11-04 1996-01-03 Zeneca Ltd Mould
JP4543291B2 (en) * 1999-08-25 2010-09-15 東洋紡績株式会社 Photosensitive resin composition
JP4993364B2 (en) * 2007-08-07 2012-08-08 Dic株式会社 Active energy ray-curable resin composition for optical articles

Also Published As

Publication number Publication date
JPH06322039A (en) 1994-11-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2871500B2 (en) Optical three-dimensional modeling resin and optical three-dimensional modeling resin composition
US5731388A (en) Photocurable resins for stereolithography and compositions containing same
GB2110702A (en) Radiation sensitive oligomer compositions
JP2000007641A (en) Resin for optically forming steric form and resin composition for optically forming steric form
JP2725136B2 (en) Optical three-dimensional molding method and three-dimensional molded object
WO1987001697A1 (en) Di(meth)acrylic esters and resin composition
JPS6130557A (en) Novel (meth)acrylic acid ester, and ultraviolet-curable resin composition prepared from said ester
JP3377601B2 (en) Modifier for unsaturated urethane resin for curing molding, unsaturated urethane resin composition for curing molding containing the same, and curing molding method therefor
JP2634018B2 (en) Photopolymerizable composition for optical stereolithography
JP3230882B2 (en) Photopolymerizable composition
CN111819211B (en) Resin composition, polishing pad, and method for producing polishing pad
JP2844583B2 (en) Photopolymerizable composition for optical stereolithography
JPH0971707A (en) Photocurable composition for plastic mold and plastic mold
US5863486A (en) Method of providing leveling property to photocurable resin composition layers in production process of three-dimensional objects by photohardening
JP3377592B2 (en) Modifier for unsaturated urethane resin for curing molding, unsaturated urethane resin composition for curing molding containing the same, and curing molding method therefor
JPH08183823A (en) Stereolithographic resin and stereolithographic resin composition
JPH08183824A (en) Stereolithographic resin and stereolithographic resin composition
JP3468479B2 (en) Photocurable resin composition for stereolithography and method for producing optical stereolithography
JP3073070B2 (en) Method for producing in-mold cured product having high glass transition temperature and in-mold cured product having high glass transition temperature obtained by the production method
JPH09217004A (en) Photo-setting composition for optical three-dimensional molding
JPH08183822A (en) Stereolithographic resin
JPH04314715A (en) Polymerizable composition and molded item prepared by curing same
JPH106404A (en) Manufacture of optical three dimensional shaped article
JPH08323866A (en) Photo-setting liquid for optical three-dimensional shaping and photo-setting composition for optical three-dimensional shaping containing the same
JP3412941B2 (en) Optical forming method of three-dimensional object with excellent shape accuracy and three-dimensional object obtained by the optical forming method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees