JP6056032B2 - 付加造形用の安定化マトリックス充填液状放射線硬化性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
本発明は、付加造形プロセス用のマトリックス充填液状放射線硬化性組成物に関する。
[001]三次元物体を作製するための付加造形プロセスは、周知である。付加造形プロセスでは、物体のコンピューター支援設計(CAD)データを利用して三次元部品が構築される。この三次元部品は、液状樹脂、粉末、または他の材料から形成されうる。
[021]特許請求される本発明の第1の態様は、
(a)カチオン重合性脂肪族エポキシドと、
(b)多官能性(メタ)アクリレート成分と、
(c)カチオン光開始剤と、
(d)フリーラジカル光開始剤と、
(e)充填マトリックスであって、
複数の無機ナノ粒子を含むナノ粒子成分と、
複数の無機マイクロ粒子を含むマイクロ粒子成分と
を含み、マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との重量比は、約1:1〜約12:1、より好ましくは約4:1〜約8:1であり、かつマイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子の平均粒子サイズとナノ粒子成分中の無機ナノ粒子の平均粒子サイズとの比は、約2.41:1〜約200:1、より好ましくは約6.46:1〜約100:1である、充填マトリックスと
を含む付加造形用の液状放射線硬化性組成物である。
(a)カチオン重合性成分と、
(b)(メタ)アクリレート成分と、
(c)カチオン光開始剤と、
(d)フリーラジカル光開始剤と、
(e)充填マトリックスであって、
少なくとも約50ナノメートルの平均粒子サイズを有する複数のシリカナノ粒子で構成されたナノ粒子成分と溶媒とを含有する充填粒子ディスパージョンと、
複数の無機マイクロ粒子で構成されたマイクロ粒子成分と、
を含み、マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との重量比は約1:1〜約12:1であり、かつ充填粒子ディスパージョンは約5.5超の粒子ディスパージョンpHを有する、充填マトリックスと
を含む付加造形用の液状放射線硬化性樹脂である。
[027]特許請求される本発明の一実施形態は、
(a)カチオン重合性脂肪族エポキシドと、
(b)多官能性(メタ)アクリレート成分と、
(c)カチオン光開始剤と、
(d)フリーラジカル光開始剤と、
(e)充填マトリックスであって、
複数の無機ナノ粒子を含むナノ粒子成分と、
複数の無機マイクロ粒子を含むマイクロ粒子成分と、
を含み、マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との重量比は、約1:1〜約12:1、より好ましくは約4:1〜約8:1であり、かつマイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子の平均粒子サイズとナノ粒子成分中の無機ナノ粒子の平均粒子サイズとの比は、約2.41:1〜約200:1、より好ましくは約6.46:1〜約100:1である、充填マトリックスと
を含む付加造形用の液状放射線硬化性組成物である。
[028]一実施形態によれば、本発明に係る付加造形用の液状放射線硬化性樹脂は、少なくとも1つのカチオン重合性成分、すなわち、カチオンによりまたは酸発生剤の存在下で開始された重合を行う成分を含む。カチオン重合性成分は、モノマー、オリゴマー、および/またはポリマーであってもよく、脂肪族、芳香族、脂環式、アリール脂肪族、ヘテロ環式の部分、およびそれらの任意の組合せを含有していてもよい。好適な環状エーテル化合物は、側基または脂環式もしくはヘテロ環式の環系の一部を形成する基として環状エーテル基を含みうる。
[039]本発明の一実施形態によれば、本発明に係る付加造形用の液状放射線硬化性樹脂は、少なくとも1つのフリーラジカル重合性成分、すなわち、フリーラジカルにより開始される重合を行う成分を含む。フリーラジカル重合性成分は、モノマー、オリゴマー、および/またはポリマーであり、それらは、単官能性または多官能性の材料であり、すなわち、フリーラジカル開始により重合可能な1、2、3、4、5、6、7、8、9、10...20...30...40...50...100個、またはそれ以上の官能基を有し、脂肪族、芳香族、脂環式、アリール脂肪族、ヘテロ環式の部分またはそれらの任意の組合せを含有しうる。多官能性材料の例としては、デンドリマー、リニアデンドリティックポリマー、デンドリグラフトポリマー、ハイパーブランチポリマー、スターブランチポリマー、ハイパーグラフトポリマーなどのデンドリティックポリマーが挙げられる。たとえば、米国特許出願公開第2009/0093564A1号明細書を参照されたい。デンドリティックポリマーは、1つのタイプの重合性官能基または異なるタイプの重合性官能基、たとえば、アクリレート官能基およびメタクリレート官能基を含有しうる。
[048]付加造形用の既知の液状放射線硬化性樹脂組成物の多くは、樹脂組成物から作製される部品の性質を向上させるために、ヒドロキシ官能性化合物を使用する。
[057]一実施形態によれば、液状放射線硬化性樹脂組成物は、カチオン光開始剤を含む。カチオン光開始剤は、光の照射時にカチオン開環重合を開始させる。
で示されるカチオンと、を有するR置換芳香族チオエーテルトリアリールスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートカチオン光開始剤である。
で示されるカチオンと、を有する芳香族トリアリールスルホニウム塩である。
[082]一実施形態によれば、付加造形用の液状放射線硬化性樹脂は、R置換芳香族チオエーテルトリアリールスルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートカチオン光開始剤に追加されるまたはその代替となるカチオン光開始剤を含む。任意の好適なカチオン光開始剤、たとえば、オニウム塩、ハロニウム塩、ヨードシル塩、セレニウム塩、スルホニウム塩、スルホキソニウム塩、ジアゾニウム塩、メタロセン塩、イソキノリニウム塩、ホスホニウム塩、アルソニウム塩、トロピリウム塩、ジアルキルフェナシルスルホニウム塩、チオピリリウム塩、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、スルホニウムアンチモネート塩、フェロセン、ジ(シクロペンタジエニル鉄)アレーン塩化合物、およびピリジニウム塩、ならびにそれらの任意の組合せからなる群から選択されるものを使用することが可能である。オニウム塩、たとえば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、およびフェロセンは、熱安定性であるという利点を有する。
であり、さらにはそれらの任意の組合せである。
[091]典型的には、フリーラジカル光開始剤は、「ノリッシュI型」として知られる開裂によりラジカルを生成するものおよび「ノリッシュII型」として知られる水素引抜きによりラジカルを生成するものに分類される。ノリッシュII型光開始剤は、フリーラジカル源として作用する水素供与体を必要とする。開始が二分子反応に基づくので、ノリッシュII型光開始剤は、一般的には、ラジカルの単分子生成に基づくノリッシュI型光開始剤よりも遅い。一方、ノリッシュII型光開始剤は、近UV分光領域でより良好な光吸収性を有する。水素供与体、たとえば、アルコール、アミン、またはチオールの存在下で、芳香族ケトン、たとえば、ベンゾフェノン、チオキサントン、ベンジル、およびキノンを光分解すると、カルボニル化合物から生じるラジカル(ケチル型ラジカル)および水素供与体に由来する他のラジカルが生成される。ビニルモノマーの光重合は、通常、水素供与体から生じるラジカルにより開始される。ケチルラジカルは、通常、立体障害および不対電子の非局在化に起因してビニルモノマーに対して反応性ではない。
[0101]本発明に係る付加造形用の液状放射線硬化性組成物はまた、少なくとも1種の充填剤を含む。充填剤としては無機物質がとくに好ましい。なぜなら、それから作製される硬化固体三次元部品に耐水性、耐熱性、およびロバストな機械的性質を付与する傾向があるからである。
により計算されうる。
[0113]以上の無機充填剤は、単独でまたは2種以上の組合せで使用されうる。当業者に一般に知られているように、異なる性質を有する無機充填剤を組み合わせて使用することにより、充填剤に由来する特定の性質を調製樹脂組成物に付与することが可能である。さらに、物質および量が同一であっても、使用される無機充填剤の平均の粒子サイズもしくは繊維長または粒子サイズもしくは繊維長の分布が異なれば、調製樹脂組成物は、異なる粘度を有しうる。したがって、平均の粒子サイズもしくは繊維長だけでなく、粒子サイズもしくは繊維長の分布を適切に決定することにより、または異なる平均の粒子サイズもしくは繊維長を有する同一の物質の無機充填剤を組み合わせて使用することにより、充填剤の必要量ならびに調製樹脂の流動性および他の性質を要望に応じて制御することが可能である。
が得られ、さらに、ナノ粒子半径6がマイクロ粒子半径5の値の
倍に等しいことがわかる。したがって、この構成では、マイクロ粒子成分の平均粒子サイズとナノ粒子成分の平均粒子サイズとの最小比は、
、すなわち、約2.41:1である。
に等しく、かつrは、マイクロ粒子半径25に等しい。したがって、この構成では、マイクロ粒子成分中のマイクロ粒子の平均粒子サイズとナノ粒子成分中のナノ粒子の平均粒子サイズとの最小比は、
、すなわち、約6.46:1である。
[0132]安定剤は、多くの場合、粘度上昇、たとえば、固体像形成プロセスでの使用時の粘度上昇をさらに防止するために樹脂組成物に添加される。有用安定剤としては、米国特許第5,665,792号明細書(その全開示内容が参照により本明細書に組み入れられるものとする)に記載のものが挙げられる。特許請求される本発明では、安定剤の存在は、任意選択である。特定の実施形態では、付加造形用の液状放射線硬化性樹脂組成物は、0.1重量%〜3重量%の安定剤を含む。
(f)カチオン重合性成分と、
(g)(メタ)アクリレート成分と、
(h)カチオン光開始剤と、
(i)フリーラジカル光開始剤と、
(j)さらには、以下のもの、すなわち、
少なくとも約50ナノメートルの平均粒子サイズを有する複数のシリカナノ粒子で構成されたナノ粒子成分と溶媒とを含有する充填粒子ディスパージョンと、
複数の無機マイクロ粒子で構成されたマイクロ粒子成分と、
を含む充填マトリックスと、ただし、マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との重量比は約1:1〜約12:1であり、かつ充填粒子ディスパージョンは約5.5超の粒子ディスパージョンpHを有する、
を含む付加造形用の液状放射線硬化性樹脂である。
[0143]これらの実施例では、本発明に係る付加造形用の液状放射線硬化性樹脂の実施形態を例示する。表1には、本実施例で使用される付加造形用の液状放射線硬化性樹脂の種々の成分が記載されている。
[0144]ハイブリッド硬化光開始パッケージ、カチオン重合性パッケージ、ラジカル重合性パッケージ、および所定の添加剤を利用して、当技術分野で周知の方法に従って、付加造形用の種々の充填液状放射線硬化性樹脂を調製した。MEK−AC−5101ナノ粒子はメチルエチルケトン溶媒中に供給される。標準的技術を用いて、これを脂環式エポキシドと交換して、40%ナノ粒子/60%エポキシド溶液を得た。次いで、マイクロ粒子成分およびナノ粒子成分のタイプおよび/または量を順次入れ替えて、さまざまな充填マトリックスを利用した他の樹脂組成物を調製した。
[0146]25mmの直径を有するZ3/Q1メスシリンダー(S/N10571)を用いて、アントン・パアル・レオプラス・レオメーター(Anton Paar Rheoplus Rheometer)(S/N80325376)により、各サンプルの粘度を測定した。温度を30℃に設定し、50s−1の剪断速度を用いた。回転速度を38.5min−1に設定した。測定容器は、21.4グラムのサンプル(スピンドルに対して十分)が充填されたH−Z3/SMカップ(直径27.110mm)であった。測定をミリパスカル・秒(mPa・s)で記録したが、本明細書ではセンチポアズ(cPs)として報告した。
[0147]40グラムの各サンプルをガラスペトリ皿中に秤取し、摂氏50度(℃)±2℃のオーブン内に配置した。適切な間隔で、各サンプルをオーブンから取り出し、沈降挙動を定性的に調べた。観測された挙動は、沈降でもソフトパックでもハードパックでもなかった。次いで、サンプルをオーブンイに戻し、処方された割当て持続期間(典型的には28日間)にわたり試験を再開した。次いで、ソフトパックまたはハードパックの沈降挙動の最初の徴候が観測された持続期間を記録した。
[0148]40グラムの各サンプルを秤量し、摂氏50度(℃)±2℃のオーブン内に配置した。適切な間隔で、各サンプルをオーブンから取り出し、次いで、2500rpmの遠心分離機に1分間入れ(起こった可能性のあるいずれの分離も再混合するめ)、粘度法に従って粘度を測定した。次いで、サンプルをオーブンイに戻し、処方された割当て持続期間(典型的には28日間)にわたり試験を再開した。測定をミリパスカル・秒(mPa・s)で記録したが、本明細書ではセンチポアズ(cPs)として報告した。アステリスク(*)の付いたセクションは、サンプルの部分ゲル化が起こったため、正確な読みが得られなかったことを示してする。
[0149]Viper SLA機(S/N03FB0244またはS/N02FB0160)によりサンプルを構築した。引張り試験用として、全長6.5インチ、全幅0.75インチ、および厚さ0.125インチの標準I型ドッグボーン形状を使用し、曲げ試験用として、長さ5インチ、全幅0.5インチ、および厚さ0.125インチの標準バー形状を使用した。23℃、50%の相対湿度で7日間にわたり、サンプルの状態調節を行った。引張り性は、ASTM D638−10試験方法に準拠して試験した。曲げ強度および弾性率の性質は、ASTM D−0790試験方法に準拠して試験した。両方試験とも、5G Sintech引張り試験機(S/N 34359)を用いて行った。
[0150]サイズ比は、所与の組成物中のマイクロ粒子成分の平均粒子サイズをその組成物中のナノ粒子成分の平均粒子サイズで割り算することにより導出した。平均粒子サイズは、ISO13329:2009に準拠して決定した。表される値は、単位を有していない。
(式中、rは球状粒子の半径である)により導出可能な各球状粒子の体積を決定することにより、計算を行った。次いで、各粒子の体積にその密度を掛け算することにより、各球状粒子の重量を決定した。以下の実施例に記載のように、マイクロ粒子成分およびナノ粒子成分が両方とも同一密度を有する場合、密度の相対値は比計算に重要でない。最後に、各粒子の重量の値をその粒子が含まれる成分の全組成物中の全重量で割り算して、組成物中に存在する粒子の全数を得た。他のマトリックス成分についても、同様に計算を行って、粒子の数比を決定した。表される値は、単位を有していない。
[0154]光開始パッケージ、カチオン重合性パッケージ、ラジカル重合性パッケージ、および所定の添加剤を組み合わせることにより、当技術分野で周知の方法に従って、付加造形用の種々のベース充填樹脂組成物を調製した。次いで、マイクロ粒子成分およびナノ粒子成分のタイプおよび/または量を順次入れ替えて、さまざまな充填マトリックスを利用した他の樹脂組成物を調製した。そのほかに、カチオン重合性成分を変化させた。粘度および沈降挙動に関して、本明細書に規定される方法に従って、これらのサンプルを試験した。最後に、マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との重量比および体積比ならびにナノ粒子成分とマイクロ粒子成分との粒子数比を計算することにより、充填マトリックス特性を決定した。結果を表3に示す。
[0155]種々の充填粒子ディスパージョンを評価して原料(ナノ粒子成分+溶媒)の粒子ディスパージョンpHを決定した。それぞれ個別の充填粒子ディスパージョンに対する読取りは、20℃で行った。使用前、ベックマン・コールター(Beckman Coulter)Φ250pH計(シリーズ#3527)の電極プローブをpH4の緩衝溶液中に一晩浸漬した。測定を行う前、3つの標準pH緩衝溶液(pH4.0、7.0、および10.01)を用いてpH計を校正した。校正方法およびpHの読取りは、メーター操作説明書(Beckman Φ200 Series Operation Manual、19−21頁)に従って行った。校正後、プローブを蒸溜水で洗浄し、次いで、軽く叩いていずれの水残留物も除去した。引掻き傷および脱水状態を回避するために、ガラスを激しく払拭することはしなかった。
次いで、実施例21〜24で使用したのと同一の4種の市販の充填粒子ディスパージョン中の元の溶媒を3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート溶媒と交換することにより、新しいサンプル調製した。標準的技術に従って達成されたこの溶媒交換により、40%シリカナノ粒子/60%エポキシド溶液を得た。次いで、上記の実施例21〜24の考察に例示される技術に従って、各サンプルで、これらの得られた充填粒子ディスパージョンのpHを記録した。ただし、例外として、8.33:43.75の充填粒子ディスパージョンと試験担体溶液とを生成する代わりに、6.25gの得られた充填粒子ディスパージョンを43.75gの試験担体中に溶解させた。
同一のハイブリッド硬化光開始パッケージ、カチオン重合性パッケージ、ラジカル重合性パッケージおよび所定の添加剤を利用して、当技術分野での周知の方法に従って、付加造形用の2種の充填液状放射線硬化性樹脂を調製した。2種のサンプル間の唯一の差異は、ナノ粒子成分が何であるかということであった。以下に概説された加工曲線測定手順に従って、Ec、Dp、およびE10の値を測定した。さらに、サンプルを上記の実施例25〜29の説明で概説される熱エージング試験に付した。試験の開始時に粘度測定を行い(本明細書で上記の実施例1〜12の考察で概説した手順に従って)、次いで、55℃で7および14日間で再び測定を行い、結果を以下の表6に記録した。
[0158]354.7nmの波長で動作する固体レーザーを用いて、以下の方法に従って加工曲線データ(Ec、DpおよびE10)を作成した。
[0161]実施例1〜31は、付加造形に対して適性が増大されたことを実証するマトリックス充填液状放射線硬化性樹脂組成物である。マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との比(重量比および/または体積比)が、ハードパック沈降現象に抵抗しうる充填マトリックスの生成にきわめて重要であることは、表2および3から明らかである。とくに、マイクロ粒子成分とナノ粒子成分との重量比または体積比が約12:1未満であると、充填マトリックスは、ハードパックへの崩壊に抵抗する驚くほど改良された傾向を示すことが注目される。ハードパック現象は、ナノ粒子成分が充填マトリックスから完全に除去された実施例11および12では、同様に顕著である。したがって、本発明の一実施形態では、望ましくないハードパック相分離を防止するには、ナノ粒子成分およびマイクロ粒子成分の両方の存在が必要である。
Claims (24)
- (a)カチオン重合性脂肪族エポキシドと、
(b)多官能性(メタ)アクリレート成分と、
(c)カチオン光開始剤と、
(d)フリーラジカル光開始剤と、
(e)充填マトリックスであって、
複数の無機ナノ粒子を含むナノ粒子成分と、
複数の無機マイクロ粒子を含むマイクロ粒子成分と、
を含み、前記マイクロ粒子成分と前記ナノ粒子成分との重量比は、1:1〜12:1であり、かつ前記マイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子の平均粒子サイズと前記ナノ粒子成分中の無機ナノ粒子の平均粒子サイズとの比は、2.41:1〜200:1である、充填マトリックスと
を含む、付加造形用の液状放射線硬化性組成物。 - 前記ナノ粒子成分の無機ナノ粒子が、50ナノメートル〜100ナノメートルの平均粒子サイズを有し、かつ前記マイクロ粒子成分の無機マイクロ粒子が、2マイクロメートル〜8マイクロメートルの平均粒子サイズを有する、請求項1に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記マイクロ粒子成分または前記ナノ粒子成分の少なくとも一方が球状粒子を含み、
前記球状粒子が、セラミックス、ガラス、および金属からなる群から選択される、請求項2に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。 - 前記マイクロ粒子成分と前記ナノ粒子成分との重量比が、4:1〜8:1であり、かつ前記マイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子の平均粒子サイズと前記ナノ粒子成分中の無機ナノ粒子の平均粒子サイズとの比が、6.46:1〜100:1である、請求項3に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記脂肪族エポキシド成分が、3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ−3,4−エポキシ)−シクロヘキサン−1,4−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)アジペート、ビニルシクロヘキセンオキシド、4−ビニルエポキシシクロヘキサン、ビニルシクロヘキセンジオキシド、ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメチル)アジペート、3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシル−3’,4’−エポキシ−6’−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、ε−カプロラクトン修飾3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、トリメチルカプロラクトン修飾3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、β−メチル−δ−バレロラクトン修飾3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、メチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサン)、ビシクロヘキシル−3,3’−エポキシド、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、−C(CH3)2−、−CBr2−、−C(CBr3)2−、−C(CF3)2−、−C(CCl3)2−、または−CH(C6H5)−の結合を有するビス(3,4−エポキシシクロヘキシル)、ジシクロペンタジエンジエポキシド、エチレングリコールのジ(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)エーテル、エチレンビス(3,4−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、およびエポキシヘキサヒドロジオクチルフタレートからなる群から選択される脂環式エポキシである、請求項4に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記マイクロ粒子成分と前記ナノ粒子成分との体積比が、1:1〜12:1である、請求項5に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記ナノ粒子成分中の無機ナノ粒子と前記マイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子との数比が、50:1〜1,000,000:1である、請求項6に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記ナノ粒子成分中の無機ナノ粒子と前記マイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子との数比が、5,000:1〜50,000:1である、請求項7に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記組成物の全重量を基準として、
成分(b)が、2重量%〜10重量%の量で存在し、
成分(c)が、1重量%〜10重量%の量で存在し、
成分(d)が、0.1重量%〜5重量%の量で存在し、かつ
成分(e)が、30重量%〜80重量%の量で存在する、
請求項7に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。 - シクロヘキサン基がない多官能性グリシジルエーテルをさらに含む、請求項9に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- 前記シクロヘキサン基がない多官能性グリシジルエーテルがネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルである、請求項10に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。
- オキセタンをさらに含み、かつ
成分(c)が、SbF6 −、PF6 −、BF4 −、(CF3CF2)3PF3 −、(C6F5)4B−、((CF3)2C6H3)4B−、(C6F5)4Ga−、((CF3)2C6H3)4Ga−、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、メタンスルホネート、ブタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、またはp−トルエンスルホネートにより表されるアニオンと、次式(II):
(式(II)中、R1、R2、R3、R5、およびR6は、それぞれ独立して、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシルオキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、ヘテロ環式炭化水素基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、任意選択で置換されたアミノ基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子を表し、R4は、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、ヘテロ環式炭化水素基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、任意選択で置換されたアミノ基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子を表し、m1〜m6は、それぞれ、R1〜R6のそれぞれの出現回数を表し、m1、m4、およびm6は、それぞれ、0〜5の整数を表し、m2、m3、およびm5は、それぞれ、0〜4の整数を表す)
で示されるカチオンと、を有する、請求項11に記載の液状放射線硬化性組成物。 - 前記組成物が、600cPs〜1200cPsの粘度を有し、かつ化学放射線および60分間UVおよび熱後硬化による完全硬化の後、次の性質、すなわち、
(a)1.82MPaで80℃〜120℃の熱歪み温度、
(b)8,000MPa〜12,000MPaの曲げ弾性率、
を有する、請求項11に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物。 - 請求項1に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物の層を形成して化学放射線で選択的に硬化させる工程と、請求項1に記載の付加造形用の液状放射線硬化性組成物の層を形成して選択的に硬化させる工程を複数回繰り返して三次元物体を取得する工程と、を含む三次元物体の形成方法。
- 化学放射線源が、340nm〜415nmの波長を放出する1つ以上のLEDである、請求項15に記載の方法。
- (a)カチオン重合性成分と、
(b)(メタ)アクリレート成分と、
(c)カチオン光開始剤と、
(d)フリーラジカル光開始剤と、
(e)充填マトリックスであって、
少なくとも50ナノメートルの平均粒子サイズを有する複数のシリカナノ粒子で構成されたナノ粒子成分と溶媒とを含有する充填粒子ディスパージョンと、
複数の無機マイクロ粒子で構成されたマイクロ粒子成分と、
を含み、前記マイクロ粒子成分と前記ナノ粒子成分との重量比は1:1〜12:1であり、前記マイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子の平均粒子サイズと前記ナノ粒子成分中の無機ナノ粒子の平均粒子サイズとの比は、2.41:1〜200:1であり、かつ前記充填粒子ディスパージョンは5.5超の粒子ディスパージョンpHを有する、充填マトリックス、
を含む付加造形用の液状放射線硬化性組成物。 - 前記複数のシリカナノ粒子が、50ナノメートル〜100ナノメートルの平均粒子サイズを有し、
前記複数の無機マイクロ粒子が0.2マイクロメートル〜20マイクロメートルの平均粒子サイズを有し、
前記充填粒子ディスパージョンの粒子ディスパージョンpHが6.0〜7.5である、請求項17に記載の液状放射線硬化性組成物。 - 前記充填マトリックスが、全組成物を基準にして50重量%〜70重量%の量で存在する、請求項18に記載の液状放射線硬化性組成物。
- 前記マイクロ粒子成分中の無機マイクロ粒子の平均粒子サイズと前記ナノ粒子成分中のシリカナノ粒子の平均粒子サイズとの比が6.46:1〜100:1であり、
前記マイクロ粒子成分と前記ナノ粒子成分との重量比が4:1〜8:1である、請求項19に記載の液状放射線硬化性組成物。 - 前記溶媒が、メチルエチルケトン、イソプロパノール、エポキシド、オキセタン、およびアクリレートからなる群に属する1種以上から選択される、請求項20に記載の液状放射線硬化性組成物。
- 前記溶媒が3,4−エポキシシクロヘキシルメチル−3’,4’−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートである、請求項21に記載の液状放射線硬化性組成物。
- 成分(c)が、次式(II):
(式中、R1、R2、R3、R5、およびR6は、それぞれ独立して、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、アリールチオカルボニル基、アシルオキシ基、アリールチオ基、アルキルチオ基、アリール基、ヘテロ環式炭化水素基、アリールオキシ基、アルキルスルフィニル基、アリールスルフィニル基、アルキルスルホニル基、アリールスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、任意選択で置換されたアミノ基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子を表し、R4は、アルキル基、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、アルキルチオ基、ヘテロ環式炭化水素基、アルキルスルフィニル基、アルキルスルホニル基、ヒドロキシ(ポリ)アルキレンオキシ基、任意選択で置換されたアミノ基、シアノ基、ニトロ基、またはハロゲン原子を表し、m1〜m6は、それぞれ、R1〜R6のそれぞれの出現回数を表し、m1、m4、およびm6は、それぞれ、0〜5の整数を表し、m2、m3、およびm5は、それぞれ、0〜4の整数を表す)
で示されるカチオンを有するフルオロアルキル置換フルオロホスフェートである、請求項22に記載の液状放射線硬化性組成物。
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