JP6517456B2 - Optical forming ink set, optical forming product, and method for producing optical forming product - Google Patents
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Description
本特許出願は日本国特許出願第2017−016125号(出願日:2017年1月31日)についてパリ条約上の優先権を主張するものであり、ここに参照することによって、その全体が本明細書中へ組み込まれるものとする。
本発明は、インクジェット光造形法に用いられる光造形用インクセット、該光造形用インクセットを用いて造形された光造形品、及び、前記光造形用インクセットを用いた光造形品の製造方法に関する。This patent application claims priority under the Paris Convention for Japanese Patent Application No. 2017-011125 (filing date: January 31, 2017), which is incorporated herein by reference in its entirety. Shall be incorporated into the book.
The present invention relates to an ink set for optical shaping used in an inkjet light shaping method, an optical shaping article shaped using the ink set for optical shaping, and a method for producing an optical shaping article using the ink set for optical shaping About.
従来、立体造形物を作成する方法として、紫外線等を照射することにより硬化する光硬化性組成物を用いた造形法が広く知られている。具体的に、このような造形法では、光硬化性組成物に紫外線等を照射して硬化させることにより、所定の形状を有する硬化層を形成する。その後、該硬化層の上にさらに光硬化性組成物を供給して硬化させることにより、新たな硬化層を形成する。前記工程を繰り返し行うことにより、立体造形物を作製する。 Heretofore, as a method of producing a three-dimensional object, a forming method using a photocurable composition which is cured by irradiation with ultraviolet light or the like is widely known. Specifically, in such a shaping method, a cured layer having a predetermined shape is formed by irradiating the photocurable composition with ultraviolet light and curing it. Thereafter, a photocurable composition is further supplied on the cured layer and cured to form a new cured layer. The three-dimensional object is produced by repeating the above-mentioned process.
前記造形法の中でも、近年、ノズルから光硬化性組成物を吐出させ、その直後に紫外線等を照射して硬化させることにより、所定の形状を有する硬化層を形成するインクジェット方式による光造形法(以下、インクジェット光造形法という)が報告されている(特許文献1〜5)。インクジェット光造形法は、光硬化性組成物を貯留する大型の樹脂液槽及び暗室の設置が不要である。そのため、従来法に比べて、造形装置を小型化することができる。インクジェット光造形法は、CAD(Computer Aided Design)データに基づいて、自由に立体造形物を作成可能な3Dプリンターによって実現される造形法として、注目されている。 Among the above-mentioned molding methods, in recent years, an optical molding method by an ink jet method in which a cured layer having a predetermined shape is formed by discharging a photocurable composition from a nozzle and irradiating and curing ultraviolet rays immediately thereafter. Hereinafter, the inkjet light molding method is reported (patent documents 1-5). In the inkjet light shaping method, the installation of a large resin liquid tank and a dark room for storing the photocurable composition is not necessary. Therefore, compared with the conventional method, a modeling apparatus can be miniaturized. Ink-jet optical molding is attracting attention as a molding method realized by a 3D printer that can freely create a three-dimensional object based on CAD (Computer Aided Design) data.
インクジェット光造形法において、中空形状等の複雑な形状を有する光造形品を造形する場合には、モデル材を支えるために、該モデル材とサポート材とを組み合わせて形成する(特許文献1、2、4及び5)。サポート材は、モデル材と同様に、光硬化性組成物に紫外線等を照射して硬化させることにより作成される。モデル材を作成した後は、サポート材を、物理的に剥離する、又は、有機溶媒もしくは水に溶解させることにより、前記サポート材を除去することができる。
In the case of forming an optical shaped article having a complicated shape such as a hollow shape in the inkjet optical shaping method, in order to support the model material, the model material and the support material are formed in combination (
近年、インクジェット方式による光造形法を用いて、機械的特性に優れ、かつ、寸法精度が良好な光造形品を造形したいという要望がある。特許文献5では、モデル材用組成物に含まれるエチレン性不飽和単量体のホモポリマーのガラス転移温度を所定の範囲に規定することにより、前記モデル材用組成物を光硬化させることにより得られたモデル材が、機械的特性及び寸法精度に優れることが開示されている。このようなモデル材を用いて造形された光造形品は、例えば、金型、機構部品等として好適に用いることができる。
In recent years, there is a demand for forming an optical shaped article excellent in mechanical characteristics and excellent in dimensional accuracy by using an optical forming method by an inkjet method. In
特許文献5には、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体と、オキシプロピレン基を含むAO付加物及び/又は水と、光重合開始剤とを含有するサポート材用組成物が開示されている。しかしながら、このようなサポート材用組成物を用いたとしても、該サポート材用組成物に含まれる成分の種類及び含有量によっては、該サポート材用組成物を光硬化させることにより得られるサポート材の自立性が劣る場合があった。その結果、特許文献5に開示された前記モデル材用組成物及び前記サポート材用組成物を用いて造形された光造形品は、寸法精度が低下するという問題があった。
本発明は、前記現状に鑑みてなされたものであり、機械的特性に優れ、かつ、寸法精度が良好な光造形品を得るための光造形用インクセット、該光造形用インクセットを用いて造形された光造形品、及び、前記光造形用インクセットを用いた光造形品の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-mentioned present situation, and it is an ink set for photofabrication for obtaining a photofabricated article having excellent mechanical characteristics and good dimensional accuracy, and the ink set for photofabrication An object of the present invention is to provide a manufactured photofabricated product and a method of manufacturing a photofabricated product using the ink composition for photofabrication.
本発明者らは、サポート材用組成物中の非重合成分及び水溶性単官能エチレン性不飽和単量体の含有量を所定の範囲に規定することにより、自立性に優れたサポート材が得られることを見出した。本発明者らは、前記サポート材用組成物と、機械的特性に優れたモデル材を得ることが可能なモデル材用組成物とを用いることにより、寸法精度が良好な光造形品を造形することができることを見出した。 The present inventors obtained a support material having excellent self-sustainability by defining the content of the non-polymerized component and the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer in the composition for a support material in a predetermined range. Found out that The present inventors form an optical shaped article having good dimensional accuracy by using the composition for support material and the composition for model material capable of obtaining a model material excellent in mechanical characteristics. I found that I could do it.
本発明は、前記知見に基づいてなされたものであり、その要旨は、以下の通りである。 The present invention has been made based on the above findings, and the summary thereof is as follows.
(1)インクジェット光造形法に用いられ、かつ、モデル材を造形するために使用されるモデル材用組成物と、サポート材を造形するために使用されるサポート材用組成物とを組み合わせてなる光造形用インクセットであって、
前記モデル材用組成物は、
ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない単官能エチレン性不飽和単量体(A)と、
環構造を有し、ホモポリマーのガラス転移温度が180℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない多官能エチレン性不飽和単量体(B)と、
オリゴマー(C)と、
光重合開始剤(D)と、
を含有し、
前記サポート材用組成物は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、
20〜50重量部の水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)と、
20〜49重量部のオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)と、
35重量部以下の水溶性有機溶剤(c)と、
光重合開始剤(d)と、
を含有する、光造形用インクセット。(1) A combination of a composition for a model material used for inkjet light shaping and used to model a model material and a composition for support material used to model a support material It is an ink set for light shaping,
The composition for the model material is
A monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) having a glass transition temperature of a homopolymer of 80 ° C. or higher and having no urethane group,
A polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) having a ring structure, a homopolymer having a glass transition temperature of 180 ° C. or more, and having no urethane group,
An oligomer (C),
A photopolymerization initiator (D),
Contains
The composition for a support material is 100 parts by weight of the entire composition for a support material,
20 to 50 parts by weight of a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a),
A polyalkylene glycol (b) containing 20 to 49 parts by weight of an oxyethylene group and / or an oxypropylene group;
35 parts by weight or less of a water-soluble organic solvent (c),
A photopolymerization initiator (d),
An ink set for stereolithography that contains
(2)前記モデル材用組成物は、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)が、脂環式骨格を有する、前記(1)に記載の光造形用インクセット。 (2) The ink composition for photofabrication according to (1), wherein the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) has an alicyclic skeleton in the composition for model material.
(3)前記モデル材用組成物は、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)が、脂環式骨格又は芳香環を有する、前記(1)又は(2)に記載の光造形用インクセット。 (3) The composition for model materials described above in (1) or (2), wherein the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) has an alicyclic skeleton or an aromatic ring Ink set.
(4)前記モデル材用組成物は、前記オリゴマー(C)が、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、及び、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーからなる群から選択される1種以上である、前記(1)〜(3)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (4) The composition for model materials is at least one selected from the group consisting of urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, and polyester (meth) acrylate oligomers, as the oligomer (C). The ink set for photofabrication as described in any one of said (1)-(3) which is it.
(5)前記モデル材用組成物において、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、20〜80重量部である、前記(1)〜(4)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (5) In the composition for model materials, the content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for model materials The ink set for photofabrication as described in any one of said (1)-(4).
(6)前記モデル材用組成物において、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、5〜50重量部である、前記(1)〜(5)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (6) In the composition for model materials, the content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is 5 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for model materials. The ink set for photofabrication as described in any one of said (1)-(5).
(7)前記モデル材用組成物において、前記オリゴマー(C)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、10〜45重量部である、前記(1)〜(6)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (7) In the composition for model materials, the content of the oligomer (C) is 10 to 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for model materials. The ink set for stereolithography described in any one of the above.
(8)前記モデル材用組成物において、光重合開始剤(D)の含有量は、該モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.5〜15重量部である、前記(1)〜(7)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (8) In the composition for model materials, the content of the photopolymerization initiator (D) is 0.5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for model materials. The ink set for optical shaping | molding as described in any one of (7)-(7).
(9)前記モデル材用組成物は、該モデル材用組成物を光硬化させることにより得られるモデル材のガラス転移温度が、90〜200℃である、前記(1)〜(8)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (9) The composition for a model material is any of the above (1) to (8), wherein the glass transition temperature of the model material obtained by photocuring the composition for a model material is 90 to 200 ° C. The ink set for light shaping described in or one.
(10)前記サポート材用組成物において、前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、25〜45重量部である、前記(1)〜(9)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (10) In the composition for a support material, the content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is 25 to 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a support material. The ink set for photofabrication as described in any one of said (1)-(9) which is it.
(11)前記サポート材用組成物において、前記ポリアルキレングリコール(b)の含有量は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、25〜45重量部である、前記(1)〜(10)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (11) In the composition for a support material, the content of the polyalkylene glycol (b) is 25 to 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a support material. The ink set for photofabrication as described in any one of (10).
(12)前記サポート材用組成物において、前記水溶性有機溶剤(c)の含有量は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、5重量部以上である、前記(1)〜(11)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (12) In the composition for support material, the content of the water-soluble organic solvent (c) is 5 parts by weight or more with respect to 100 parts by weight of the whole composition for support material. The ink set for photofabrication as described in any one of (11).
(13)前記サポート材用組成物において、光重合開始剤(d)の含有量は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、1〜25重量部である、前記(1)〜(12)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (13) In the composition for a support material, the content of the photopolymerization initiator (d) is 1 to 25 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a support material. The ink set for photofabrication as described in any one of (12).
(14)前記サポート材用組成物は、さらに、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、0.05〜3.0重量部の保存安定化剤(e)を含有する、前記(1)〜(13)のいずれか一つに記載の光造形用インクセット。 (14) The composition for a support material further contains 0.05 to 3.0 parts by weight of a storage stabilizer (e) with respect to 100 parts by weight of the total composition for a support material. The ink set for optical shaping | molding as described in any one of 1)-(13).
(15)インクジェット光造形法により、前記(1)〜(14)のいずれか一つに記載の光造形用インクセットを用いて造形された、光造形品。 (15) A photoformed product formed by the inkjet light shaping method using the ink set for photo formation according to any one of the above (1) to (14).
(16)インクジェット光造形法により、前記(1)〜(14)のいずれか一つに記載の光造形用インクセットを用いて光造形品を製造する方法であって、
前記モデル材用組成物を光硬化させることによりモデル材を得るとともに、前記サポート材用組成物を光硬化させることによりサポート材を得る工程(I)と、
前記サポート材を除去する工程(II)と、
を有する、光造形品の製造方法。(16) A method for producing a photoformed article by the ink set according to any one of the above (1) to (14), using an ink jet photoforming method,
Step (I) of obtaining a support material by photo-curing the composition for model material by photo-curing the composition for model material and photo-curing the composition for support material;
Removing the support material (II);
A method for producing a photofabricated article, comprising:
本発明によれば、機械的特性に優れ、かつ、寸法精度が良好な光造形品を得るための光造形用インクセット、該光造形用インクセットを用いて造形された光造形品、及び、前記光造形用インクセットを用いた光造形品の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, an ink set for photofabrication for obtaining a photofabricated article having excellent mechanical properties and good dimensional accuracy, a photoshaped product fabricated using the ink set for photofabrication, and The manufacturing method of the optical shaping article using the said ink set for optical shaping can be provided.
以下、本発明の一実施形態(以下、本実施形態ともいう)について詳しく説明する。本発明は、以下の内容に限定されるものではない。なお、以下の説明において「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタクリレートの総称であり、アクリレート及びメタクリレートの一方又は両方を意味するものである。「(メタ)アクリロイル」、「(メタ)アクリル」についても同様である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention (hereinafter, also referred to as the present embodiment) will be described in detail. The present invention is not limited to the following contents. In the following description, “(meth) acrylate” is a generic term for acrylate and methacrylate, and means one or both of acrylate and methacrylate. The same applies to “(meth) acryloyl” and “(meth) acrylic”.
1.モデル材用組成物
<単官能エチレン性不飽和単量体(A)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、ホモポリマーのガラス転移温度(以下、Tgともいう)が80℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない単官能エチレン性不飽和単量体(A)を含有する。1. Composition for Model Material <Monofunctional Ethylenically Unsaturated Monomer (A)>
The composition for a model material contained in the ink set for stereolithography according to the present embodiment is a monofunctional ethylene having a glass transition temperature (hereinafter also referred to as Tg) of a homopolymer of 80 ° C. or more and having no urethane group. Containing unsaturated unsaturated monomer (A).
前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)のホモポリマーのTgが80℃以上であると、前記モデル材用組成物を光硬化させることにより得られるモデル材の耐熱性が向上する。前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)のホモポリマーのTgは、85℃以上であることが好ましく、90℃以上であることがより好ましい。また、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)のホモポリマーのTgは、190℃以下であることが好ましく、185℃以下であることがより好ましい。 When the Tg of the homopolymer of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is 80 ° C. or more, the heat resistance of the model material obtained by photocuring the composition for a model material is improved. The Tg of the homopolymer of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is preferably 85 ° C. or more, more preferably 90 ° C. or more. The Tg of the homopolymer of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is preferably 190 ° C. or less, more preferably 185 ° C. or less.
前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)としては、例えば、好適には炭素数が4〜30であって、直鎖又は分岐のアルキル(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが80℃以上の化合物[メチル(メタ)アクリレート]、炭素数6〜20の脂環式骨格を有する(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが80℃以上の化合物[イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート、アダマンチル(メタ)アクリレート等]、複素環式骨格を有する(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが80℃以上の化合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is, for example, preferably a linear or branched alkyl (meth) acrylate having a carbon number of 4 to 30, preferably having a Tg of a homopolymer thereof. Among compounds having a temperature of 80 ° C. or more [methyl (meth) acrylate] and (meth) acrylates having an alicyclic skeleton having 6 to 20 carbon atoms, compounds having a homopolymer Tg of 80 ° C. or more [isobornyl (meth) acrylate, Among the cyclopentanyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate and the like], and (meth) acrylates having a heterocyclic skeleton, compounds having a homopolymer Tg of 80 ° C. or higher are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)は、前記モデル材の硬化時の造形温度(50〜90℃)に耐え、かつ、前記モデル材の寸法精度を向上させる観点から、脂環式骨格を有することが好ましい。具体的には、前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)は、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(メタ)アクリレート及びアダマンチル(メタ)アクリレートから選択される1種以上であることが好ましい。 The monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is an alicyclic from the viewpoint of enduring the shaping temperature (50 to 90 ° C.) at the time of curing of the model material and improving the dimensional accuracy of the model material. It is preferable to have a skeleton. Specifically, the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is at least one selected from isobornyl (meth) acrylate, dicyclopentanyl (meth) acrylate and adamantyl (meth) acrylate. Is preferred.
前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量は、前記モデル材のTg及び耐脆性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、20〜80重量部であることが好ましい。前記単官能エチレン性不飽和単量体(A)の含有量は、25重量部以上であることがより好ましく、45重量部以上であることがさらに好ましく、60重量部以上であることがよりさらに好ましく、65重量部以上であることが特に好ましく、また、75重量部以下であることがより好ましい。なお、前記(A)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(A)成分の含有量の合計である。 The content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is 20 to 80 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a model material from the viewpoint of improving the Tg and the brittleness resistance of the model material It is preferably part. The content of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) is more preferably 25 parts by weight or more, still more preferably 45 parts by weight or more, and still more preferably 60 parts by weight or more The amount is preferably 65 parts by weight or more, and more preferably 75 parts by weight or less. In addition, when two or more types of said (A) component are contained, the said content is the sum total of content of each (A) component.
<多官能エチレン性不飽和単量体(B)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、環構造を有し、ホモポリマーのガラス転移温度が180℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない多官能エチレン性不飽和単量体(B)を含有する。<Polyfunctional ethylenic unsaturated monomer (B)>
The composition for a model material contained in the ink set for stereolithography according to the present embodiment has a ring structure, a homopolymer having a glass transition temperature of 180 ° C. or more, and a polyfunctional ethylenic group having no urethane group. It contains unsaturated monomer (B).
前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)のホモポリマーのTgが180℃以上であると、前記モデル材の耐熱性を向上させることができる。前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)のホモポリマーのTgは、200℃以上であることが好ましく、205℃以上であることがより好ましく、210℃以上であることがさらに好ましい。また、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)のホモポリマーのTgは、230℃以下であることが好ましく、220℃以下であることがより好ましい。 The heat resistance of the said model material can be improved as Tg of the homopolymer of the said polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is 180 degreeC or more. The Tg of the homopolymer of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is preferably 200 ° C. or more, more preferably 205 ° C. or more, and still more preferably 210 ° C. or more. The Tg of the homopolymer of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is preferably 230 ° C. or less, more preferably 220 ° C. or less.
前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)としては、例えば、炭素数10〜30の脂環式骨格を有するジ(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが180℃以上の化合物[ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート等]、炭素数10〜40の芳香環を有するジ(メタ)アクリレートのうち、そのホモポリマーのTgが180℃以上の化合物[ビスフェノキシフルオレンジ(メタ)アクリレート等]等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 Examples of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) include compounds having a homopolymer Tg of 180 ° C. or more among di (meth) acrylates having an alicyclic skeleton having a carbon number of 10 to 30. Among dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate etc.] and di (meth) acrylates having an aromatic ring having 10 to 40 carbon atoms, a compound whose Tg of its homopolymer is 180 ° C. or more [bisphenoxyfluorene (meth) acrylate etc.] Etc. These may be used alone or in combination of two or more.
前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)は、前記モデル材の硬化時の造形温度(50〜90℃)に耐え、かつ、前記モデル材の寸法精度を向上させる観点から、脂環式骨格又は芳香環を有することが好ましい。具体的には、前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)は、ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート、又は、ビスフェノキシフルオレンジ(メタ)アクリレートであることが好ましい。 The polyfunctional ethylenic unsaturated monomer (B) is an alicyclic from the viewpoint of enduring the shaping temperature (50 to 90 ° C.) at the time of curing of the model material and improving the dimensional accuracy of the model material. It is preferable to have a skeleton or an aromatic ring. Specifically, the polyfunctional ethylenic unsaturated monomer (B) is preferably dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate or bisphenoxyfluorene (meth) acrylate.
前記多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量は、前記モデル材の機械強度及び耐熱性を向上させる観点から、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、5〜50重量部であることが好ましい。多官能エチレン性不飽和単量体(B)の含有量は、10重量部以上であることがより好ましく、また、30重量部以下であることがより好ましく、25重量部以下であることがさらに好ましい。なお、前記(B)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(B)成分の含有量の合計である。 From the viewpoint of improving the mechanical strength and heat resistance of the model material, the content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is 5 to 50 with respect to 100 parts by weight of the whole composition for the model material. It is preferable that it is a weight part. The content of the polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) is more preferably 10 parts by weight or more, and further preferably 30 parts by weight or less, and further preferably 25 parts by weight or less preferable. In addition, when two or more types of the said (B) component are contained, the said content is the sum total of content of each (B) component.
<オリゴマー(C)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、オリゴマー(C)を含有する。前記オリゴマー(C)は、重量平均分子量(以下、Mwという)が800〜10,000である。なお、Mwは、GPC(Gel Permeation Chromatography)で測定したポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。<Oligomer (C)>
The composition for model materials contained in the ink set for photo-forming according to the present embodiment contains an oligomer (C). The oligomer (C) has a weight average molecular weight (hereinafter referred to as Mw) of 800 to 10,000. In addition, Mw means the weight average molecular weight of polystyrene conversion measured by GPC (Gel Permeation Chromatography).
前記オリゴマー(C)としては、例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマー等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、モデル材用組成物の硬化性を向上させる観点から、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、及び、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマーから選択される1種以上であることが好ましい。さらに、モデル材用組成物が光硬化時の温度(50〜90℃)に耐え得る耐熱性を有することにより、前記モデル材の寸法精度を向上させる観点から、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマーであることがより好ましい。 As said oligomer (C), a urethane (meth) acrylate oligomer, an epoxy (meth) acrylate oligomer, a polyester (meth) acrylate oligomer, a polyether (meth) acrylate oligomer etc. are mentioned, for example. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, at least one selected from urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, and polyester (meth) acrylate oligomers from the viewpoint of improving the curability of the composition for model materials Is preferred. Further, the composition for model material is a urethane (meth) acrylate oligomer from the viewpoint of improving the dimensional accuracy of the model material by having heat resistance that can withstand the temperature (50 to 90 ° C.) at the time of light curing. Is more preferred.
また、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、および、ポリエーテル(メタ)アクリレートオリゴマーの中でも、二官能以上の多官能オリゴマーであることが好ましく、二官能のオリゴマーであることがより好ましい。 Further, among urethane (meth) acrylate oligomers, epoxy (meth) acrylate oligomers, polyester (meth) acrylate oligomers, and polyether (meth) acrylate oligomers, bifunctional or higher polyfunctional oligomers are preferable, and bifunctional It is more preferable that it is an oligomer of
前記オリゴマー(C)の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、10〜45重量部であることが好ましい。前記オリゴマー(C)の含有量が10重量部未満であると、前記モデル材は、硬化収縮がやや大きくなる。その結果、前記モデル材の寸法精度が悪化する可能性がある。一方、前記オリゴマー(C)の含有量が45重量部を超えると、モデル材用組成物の粘度が高くなる。そのため、前記モデル材用組成物をインクジェットヘッドから吐出させる際、ジェッティング特性が悪化して、飛行曲がりを起こす可能性がある。その結果、前記モデル材の寸法精度が悪化する可能性がある。前記モデル材用組成物全体100重量部に対する前記オリゴマー(C)の含有量は、35重量部以下であることがより好ましく、さらに好ましくは25重量部以下、よりさらに好ましくは25重量部以下である。なお、前記(C)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(C)成分の含有量の合計である。 The content of the oligomer (C) is preferably 10 to 45 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a model material. When the content of the oligomer (C) is less than 10 parts by weight, curing shrinkage of the model material is slightly increased. As a result, the dimensional accuracy of the model material may be degraded. On the other hand, when the content of the oligomer (C) exceeds 45 parts by weight, the viscosity of the composition for model material becomes high. Therefore, when the composition for a model material is discharged from the ink jet head, the jetting property may be deteriorated to cause a flight curve. As a result, the dimensional accuracy of the model material may be degraded. The content of the oligomer (C) is more preferably 35 parts by weight or less, still more preferably 25 parts by weight or less, still more preferably 25 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the whole composition for model materials . In addition, when two or more types of the said (C) component are contained, the said content is the sum total of content of each (C) component.
<光重合開始剤(D)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、光重合開始剤(D)を含有する。<Photoinitiator (D)>
The composition for model materials contained in the ink set for photofabrication according to the present embodiment contains a photopolymerization initiator (D).
前記光重合開始剤(D)は、紫外線、近紫外線または可視光領域の波長の光を照射するとラジカル反応を促進する化合物であれば、特に限定されない。前記光重合開始剤(D)としては、例えば、炭素数14〜18のベンゾイン化合物〔例えば、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、ベンゾインプロピルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル等〕、炭素数8〜18のアセトフェノン化合物〔例えば、アセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、1,1−ジクロロアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−フェニルプロパン−1−オン、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノプロパン−1−オン等〕、炭素数14〜19のアントラキノン化合物〔例えば、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−クロロアントラキノン、2−アミルアントラキノン等〕、炭素数13〜17のチオキサントン化合物〔例えば、2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントン等〕、炭素数16〜17のケタール化合物〔例えば、アセトフェノンジメチルケタール、ベンジルジメチルケタール等〕、炭素数13〜21のベンゾフェノン化合物〔例えば、ベンゾフェノン、4−ベンゾイル−4’−メチルジフェニルサルファイド、4,4’−ビスメチルアミノベンゾフェノン等〕、炭素数22〜28のアシルフォスフィンオキサイド化合物〔例えば、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、ビス−(2、6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルフォスフィンオキサイド、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド等〕、これらの化合物の混合物等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、耐光性を向上させる観点から、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイドであることが好ましい。また、入手可能なアシルフォスフィンオキサイド化合物としては、例えば、BASF社製のDAROCURE TPO等が挙げられる。 The photopolymerization initiator (D) is not particularly limited as long as it is a compound that promotes a radical reaction when irradiated with light of a wavelength in the ultraviolet, near ultraviolet, or visible light region. Examples of the photopolymerization initiator (D) include benzoin compounds having 14 to 18 carbon atoms (eg, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, benzoin isobutyl ether, etc.), and having 8 to 18 carbon atoms Acetophenone compounds [e.g., acetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-phenylpropan-1-one , Diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, etc.], anthraquinone compounds having 14 to 19 carbon atoms [eg, 2 -D Ruanthraquinone, 2-t-butyl anthraquinone, 2-chloroanthraquinone, 2-amyl anthraquinone, etc., thioxanthone compounds having 13 to 17 carbon atoms [eg, 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, etc. A ketal compound having 16 to 17 carbon atoms [eg, acetophenone dimethyl ketal, benzyl dimethyl ketal etc.], a benzophenone compound having a carbon number of 13 to 21 [eg benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, '-Bismethylamino benzophenone etc.], acyl phosphine oxide compounds having 22 to 28 carbon atoms [eg, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide, bis- (2,6-dimeth Kishibenzoiru) -2,4,4-trimethyl pentyl phosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) - phenyl phosphine oxide, etc.], a mixture of these compounds. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of improving light resistance, 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide is preferable. Moreover, as an acyl phosphine oxide compound which can be obtained, DAROCURE TPO made from BASF, etc. are mentioned, for example.
前記光重合開始剤(D)の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.5〜15重量部であることが好ましい。前記光重合開始剤(D)の含有量が上述の範囲内であると、モデル材用組成物の硬化性が良好となり、モデル材の寸法精度が向上する。前記光重合開始剤(D)の含有量は、3重量部以上であることがより好ましく、5重量部以上であることがさらに好ましく、また、13重量部以下であることがより好ましい。なお、前記(D)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(D)成分の含有量の合計である。 The content of the photopolymerization initiator (D) is preferably 0.5 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a model material. When the content of the photopolymerization initiator (D) is in the above-mentioned range, the curability of the composition for model material becomes good, and the dimensional accuracy of the model material is improved. The content of the photopolymerization initiator (D) is more preferably 3 parts by weight or more, still more preferably 5 parts by weight or more, and still more preferably 13 parts by weight or less. In addition, when two or more types of the said (D) component are contained, the said content is the sum total of content of each (D) component.
<その他の添加剤>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要により、その他の添加剤を含有させることができる。その他の添加剤としては、例えば、重合禁止剤、界面活性剤、着色剤、酸化防止剤、連鎖移動剤、充填剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。<Other additives>
The composition for model materials contained in the ink set for stereolithography concerning this embodiment can be made to contain other additives if needed in the range which does not inhibit the effect of the present invention. Examples of other additives include polymerization inhibitors, surfactants, colorants, antioxidants, chain transfer agents, and fillers. These may be used alone or in combination of two or more.
前記重合禁止剤としては、例えば、フェノール化合物[ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール、2,2−メチレン−ビス−(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、1,1,3−トリス−(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン等]、硫黄化合物[ジラウリルチオジプロピオネート等]、リン化合物[トリフェニルフォスファイト等]、アミン化合物[フェノチアジン等]等が挙げられる。前記重合禁止剤の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.05重量部以上であることが好ましく、5重量部以下であることが好ましく、3重量部以下であることがより好ましい。 Examples of the polymerization inhibitor include phenol compounds [hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,2-methylene-bis- (4-methyl-6-t-butylphenol) ), 1,1,3-Tris- (2-methyl-4-hydroxy-5-t-butylphenyl) butane etc.], sulfur compounds [dilaurylthiodipropionate etc.], phosphorus compounds [triphenyl phosphite etc. And amine compounds [phenothiazine etc.] and the like. The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.05 parts by weight or more, preferably 5 parts by weight or less, and 3 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the entire composition for model materials. It is more preferable that
前記界面活性剤としては、例えば、数平均分子量(以下、Mnという)が264〜5,000の化合物、PEG型非イオン界面活性剤[ノニルフェノールのEO1〜40モル付加物、ステアリン酸EO1〜40モル付加物等]、多価アルコール型非イオン界面活性剤[ソルビタンパルミチン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸モノエステル、ソルビタンステアリン酸トリエステル等]、フッ素含有界面活性剤[パーフルオロアルキルEO1〜50モル付加物、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルベタイン等]、変性シリコーンオイル[ポリエーテル変性シリコーンオイル(例えば、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン等)、(メタ)アクリレート変性シリコーンオイル等]等が挙げられる。前記界面活性剤の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.05重量部以上であることが好ましく、3重量部以下であることが好ましく、2重量部以下であることがより好ましい。
Examples of the surfactant include compounds having a number average molecular weight (hereinafter referred to as Mn) of 264 to 5,000, PEG type nonionic surfactant [
前記着色剤としては、顔料及び/又は染料が挙げられる。前記顔料には、有機顔料及び無機顔料が含まれる。 Examples of the colorant include pigments and / or dyes. The pigments include organic pigments and inorganic pigments.
前記着色剤の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.05重量部以上であることが好ましく、2重量部以下であることが好ましく、1重量部以下であることがより好ましい。 The content of the coloring agent is preferably 0.05 parts by weight or more, preferably 2 parts by weight or less, and 1 part by weight or less based on 100 parts by weight of the entire composition for a model material. Is more preferred.
前記酸化防止剤としては、例えば、フェノール化合物〔単環フェノール(2,6−ジ−t−ブチル−p−クレゾール等)、ビスフェノール[2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)等]、多環フェノール[1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン等]等〕、硫黄化合物(ジラウリル3,3’−チオジプロピオネート等)、リン化合物(トリフェニルホスファイト等)、アミン化合物(オクチル化ジフェニルアミン等)等が挙げられる。前記酸化防止剤の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.1重量部以上であることが好ましく、3重量部以下であることが好ましく、2重量部以下であることがより好ましい。 Examples of the antioxidant include phenol compounds [monocyclic phenol (such as 2,6-di-t-butyl-p-cresol, etc.), bisphenol [2,2′-methylenebis (4-methyl-6-t-butylphenol)] Etc.], polycyclic phenols [1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene etc.] etc.], sulfur compounds (dilauryl 3) , 3'-thiodipropionate, etc.), phosphorus compounds (triphenyl phosphite, etc.), amine compounds (octylated diphenylamine, etc.), etc. The content of the antioxidant is preferably 0.1 parts by weight or more, preferably 3 parts by weight or less, and 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a model material. It is more preferable that
前記連鎖移動剤としては、例えば、炭化水素[炭素数6〜24の化合物、例えば、芳香族炭化水素(トルエン、キシレン等)、不飽和脂肪族炭化水素(1−ブテン、1−ノネン等)];ハロゲン化炭化水素(炭素数1〜24の化合物、例えば、ジクロロメタン、四塩化炭素等);アルコール(炭素数1〜24の化合物、例えば、メタノール、1−ブタノール等);チオール(炭素数1〜24の化合物、例えば、エチルチオール、1−オクチルチオール等);ケトン(炭素数3〜24の化合物、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等);アルデヒド(炭素数2〜18の化合物、例えば、2−メチル−2−プロピルアルデヒド、1−ペンチルアルデヒド等);フェノール(炭素数6〜36の化合物、例えば、フェノール、m−、p−又はo−クレゾール等);キノン(炭素数6〜24の化合物、例えば、ヒドロキノン等);アミン(炭素数3〜24の化合物、例えば、ジエチルメチルアミン、ジフェニルアミン等);ジスルフィド(炭素数2〜24の化合物、例えば、ジエチルジスルフィド、ジ−1−オクチルジスルフィド等)等が挙げられる。前記連鎖移動剤の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、0.05重量部以上であることが好ましく、10重量部以下であることが好ましく、5重量部以下であることがより好ましい。 Examples of the chain transfer agent include hydrocarbons [compounds having 6 to 24 carbon atoms, such as aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), unsaturated aliphatic hydrocarbons (1-butene, 1-nonene, etc.)]. Halogenated hydrocarbons (compounds having 1 to 24 carbon atoms such as dichloromethane, carbon tetrachloride etc.); alcohols (compounds having 1 to 24 carbon atoms such as methanol, 1-butanol etc); 24 compounds such as ethylthiol, 1-octylthiol etc .; ketones (compounds having 3 to 24 carbon atoms such as acetone, methyl ethyl ketone etc); aldehydes (compounds having 2 to 18 carbon atoms such as 2-methyl- 2-propyl aldehyde, 1-pentyl aldehyde etc .; phenol (compound having 6 to 36 carbon atoms, for example, phenol, m-, p- or o- Resole and the like); quinone (compound having 6 to 24 carbon atoms, such as hydroquinone and the like); amine (compound having 3 to 24 carbon atoms, such as diethylmethylamine and diphenylamine); disulfide (compound having 2 to 24 carbon atoms, For example, diethyl disulfide, di-1-octyl disulfide and the like can be mentioned. The content of the chain transfer agent is preferably 0.05 parts by weight or more, preferably 10 parts by weight or less, and 5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the entire composition for model materials. It is more preferable that
前記充填剤としては、例えば、金属粉(アルミニウム粉、銅粉等)、金属酸化物(アルミナ、シリカ、タルク、マイカ、クレー等)、金属水酸化物(水酸化アルミニウム等)、金属塩(炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム等)、繊維[無機繊維(炭素繊維、ガラス繊維、アスベスト等)、有機繊維(コットン、ナイロン、アクリル、レーヨン繊維等)等]、マイクロバルーン(ガラス、シラス、フェノール樹脂等)、炭素類(カーボンブラック、石墨、石炭粉等)、金属硫化物(二硫化モリブデン等)、有機粉(木粉等)等が挙げられる。前記充填剤の含有量は、前記モデル材用組成物全体100重量部に対して、3重量部以上であることが好ましく、30重量部以下であることが好ましく、20重量部以下であることがより好ましい。 Examples of the filler include metal powder (aluminum powder, copper powder, etc.), metal oxide (alumina, silica, talc, mica, clay, etc.), metal hydroxide (aluminum hydroxide, etc.), metal salt (carbonate, etc.) Calcium, calcium silicate etc., fiber [inorganic fiber (carbon fiber, glass fiber, asbestos etc.), organic fiber (cotton, nylon, acrylic, rayon fiber etc.) etc], micro balloon (glass, shirasu, phenol resin etc) And carbons (carbon black, graphite, coal powder, etc.), metal sulfides (molybdenum disulfide, etc.), organic powder (wood powder, etc.), etc. The content of the filler is preferably 3 parts by weight or more, preferably 30 parts by weight or less, and 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the entire composition for model materials. More preferable.
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、前記(A)〜(D)成分、並びに、必要により、前記その他の添加剤を、混合攪拌装置等を用いて均一に混合することにより、製造することができる。 The manufacturing method of the composition for model materials contained in the ink set for photofabrication which concerns on this embodiment is not specifically limited. For example, it can manufacture by uniformly mixing the said (A)-(D) component, and the said other additive as needed using a mixing and stirring apparatus etc.
このようにして製造された前記モデル材用組成物は、インクジェットヘッドからの吐出性を良好にする観点から、25℃における粘度が、70mPa・s以下であることが好ましい。なお、モデル材用組成物の粘度の測定は、JIS Z 8803に準拠し、R100型粘度計を用いて行われる。 The composition for model material manufactured in this manner preferably has a viscosity of 70 mPa · s or less at 25 ° C. from the viewpoint of improving the dischargeability from the ink jet head. In addition, the measurement of the viscosity of the composition for model materials is performed using R100 type | mold viscosity meter based on JISZ8803.
前記モデル材用組成物は、前記モデル材の耐熱性を向上させ、かつ、反りを低減させる観点から、前記モデル材のTgが90〜200℃であることが好ましい。前記モデル材のTgは、95℃以上であることがより好ましく、100℃以上であることがさらに好ましい。また、前記モデル材のTgは、190℃以下であることがより好ましく、180℃以下であることがさらに好ましい。 It is preferable that Tg of the said model material is 90-200 degreeC from the viewpoint of improving the heat resistance of the said model material, and reducing the curvature for the said composition for model materials. The Tg of the model material is more preferably 95 ° C. or more, and still more preferably 100 ° C. or more. The Tg of the model material is more preferably 190 ° C. or less, and still more preferably 180 ° C. or less.
なお、本発明におけるTgは、例えば、示差熱測定装置(株式会社マック・サイエンス社製、TG−DTA(2000S))を用いて、測定することができる。 In addition, Tg in this invention can be measured, for example using a differential-heat-measurement apparatus (The Mac Science, Inc. make, TG-DTA (2000S)).
2.サポート材用組成物
<水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物は、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)を含有する。前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)は、光照射により重合して、サポート材用組成物を硬化させる成分である。また、サポート材用組成物を光硬化させることにより得られるサポート材をすばやく水に溶解させる成分である。2. Composition for Support Material <Water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a)>
The composition for a support material contained in the ink set for photo-forming according to the present embodiment contains a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a). The water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is a component that is polymerized by light irradiation to cure the composition for a support material. Moreover, it is a component which dissolves the support material obtained by photocuring the composition for support materials in water quickly.
前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)は、エネルギー線により硬化する特性を有する分子内にエチレン性二重結合を1個有する水溶性の重合性モノマーである。前記(a)成分としては、例えば、炭素数5〜15の水酸基含有(メタ)アクリレート〔例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等〕、Mn200〜1,000のアルキレンオキサイド付加物含有(メタ)アクリレート〔ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、モノアルコキシ(炭素数1〜4)ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、モノアルコキシ(炭素数1〜4)ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、PEA−PPAブロックポリマーのモノ(メタ)アクリレート等〕、炭素数3〜15の(メタ)アクリルアミド誘導体〔(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド等〕、(メタ)アクリロイルモルフォリン等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。 The water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is a water-soluble polymerizable monomer having one ethylenic double bond in a molecule having a property of curing by energy rays. As said (a) component, C5-C15 hydroxyl-containing (meth) acrylate [For example, hydroxyethyl (meth) acrylate, hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate etc.], Alkylene oxide adduct-containing (meth) acrylates having a Mn of 200 to 1,000 (polyethylene glycol mono (meth) acrylates, monoalkoxy (C1-C4) polyethylene glycol mono (meth) acrylates, polypropylene glycol mono (meth) acrylates, mono Alkoxy (C1-C4) polypropylene glycol mono (meth) acrylate, mono (meth) acrylate of PEA-PPA block polymer, etc.], C3-C15 (meth) acrylamide derivative [(meth) acryl , N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-butyl (meth) acrylamide, N, N'-dimethyl (meth) acrylamide, N, N'- Diethyl (meth) acrylamide, N- hydroxyethyl (meth) acrylamide, N- hydroxy propyl (meth) acrylamide, N- hydroxy butyl (meth) acrylamide etc.], (meth) acryloyl morpholine etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
これらの中でも、サポート材用組成物の硬化性を向上させる観点から、N,N’−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリン等であることが好ましい。さらに、人体への皮膚低刺激性の観点から、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリンであることがより好ましい。 Among these, N, N'-dimethyl (meth) acrylamide, N-hydroxyethyl (meth) acrylamide, (meth) acryloyl morpholine and the like are preferable from the viewpoint of improving the curability of the composition for support material . Furthermore, it is more preferable that they are N-hydroxyethyl (meth) acrylamide and (meth) acryloyl morpholine from a viewpoint of the skin hypoallergenicity to a human body.
前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量は、前記サポート材用組成物全体100重量部に対して、20〜50重量部とする。前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が20重量部未満であると、前記サポート材における自立性が充分ではない。そのため、該サポート材をモデル材の下層に配置した際、前記モデル材を充分に支えることができない。その結果、前記モデル材の寸法精度が悪化する。一方、前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が50重量部を超えると、前記サポート材は、水への溶解性が劣る。前記サポート材を完全に除去するまでの水への浸漬時間が長くなると、モデル材がわずかに膨張する。その結果、前記モデル材の微細構造部分において、寸法精度が悪化する場合がある。前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量は、25重量部以上であることが好ましく、45重量部以下であることが好ましい。なお、前記(a)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(a)成分の含有量の合計である。 The content of the water-soluble monofunctional ethylenic unsaturated monomer (a) is 20 to 50 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a support material. If the content of the water-soluble monofunctional ethylenic unsaturated monomer (a) is less than 20 parts by weight, the supportability of the support material is not sufficient. Therefore, when the support material is disposed in the lower layer of the model material, the model material can not be sufficiently supported. As a result, the dimensional accuracy of the model material is degraded. On the other hand, when the content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) exceeds 50 parts by weight, the support material has poor solubility in water. When the immersion time in water until the support material is completely removed, the model material slightly expands. As a result, the dimensional accuracy may deteriorate in the microstructure portion of the model material. The content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is preferably 25 parts by weight or more, and more preferably 45 parts by weight or less. In addition, when two or more types of said (a) component are contained, the said content is the sum total of content of each (a) component.
<オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物は、オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)を含有する。前記ポリアルキレングリコール(b)は、前記サポート材の水への溶解性を高めることができる。<Polyalkylene Glycol Containing Oxyethylene Group and / or Oxypropylene Group (b)>
The composition for a support material contained in the ink set for photo-forming according to the present embodiment contains a polyalkylene glycol (b) containing an oxyethylene group and / or an oxypropylene group. The polyalkylene glycol (b) can enhance the solubility of the support material in water.
前記ポリアルキレングリコール(b)とは、活性水素化合物に少なくともエチレンオキサイド及び/又はプロピレンオキサイドが付加したものである。前記ポリアルキレングリコール(b)としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。活性水素化合物としては、1〜4価アルコール、アミン化合物等が挙げられる。これらの中でも、2価アルコール又は水であることが好ましい。 The polyalkylene glycol (b) is obtained by adding at least ethylene oxide and / or propylene oxide to an active hydrogen compound. Examples of the polyalkylene glycol (b) include polyethylene glycol and polypropylene glycol. These may be used alone or in combination of two or more. As an active hydrogen compound, a mono- to 4-hydric alcohol, an amine compound, etc. are mentioned. Among these, dihydric alcohol or water is preferable.
前記ポリアルキレングリコール(b)のMnは、100〜5,000であることが好ましい。前記ポリアルキレングリコール(b)のMnが前記範囲内であると、光硬化前の前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)と相溶し、かつ、光硬化後の前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)と相溶しない。その結果、前記サポート材の自立性を高め、かつ、該サポート材の水への溶解性を高めることができる。前記ポリアルキレングリコール(b)のMnは、200〜3,000であることがより好ましく、400〜2,000であることがさらに好ましい。 The Mn of the polyalkylene glycol (b) is preferably 100 to 5,000. When the Mn of the polyalkylene glycol (b) is within the above range, it is compatible with the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) before photocuring, and the water solubility after photocuring Incompatible with the monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a). As a result, the supportability of the support material can be enhanced, and the solubility of the support material in water can be enhanced. The Mn of the polyalkylene glycol (b) is more preferably 200 to 3,000, and still more preferably 400 to 2,000.
前記ポリアルキレングリコール(b)の含有量は、前記サポート材用組成物全体100重量部に対して、20〜49重量部とする。前記ポリアルキレングリコール(b)の含有量が20重量部未満であると、前記サポート材は、水への溶解性が劣る。サポート材を完全に除去するまでの水への浸漬時間が長くなると、モデル材がわずかに膨張する。その結果、前記モデル材の微細構造部分において、寸法精度が悪化する場合がある。一方、前記ポリアルキレングリコール(b)の含有量が49重量部を超えると、サポート材用組成物を光硬化させる際、前記ポリアルキレングリコール(b)の浸み出しが生じる場合がある。前記ポリアルキレングリコール(b)の浸み出しが生じると、サポート材とモデル材との界面における密着性が悪くなる。その結果、前記モデル材は、硬化収縮する際に前記サポート材から剥がれやすくなり、寸法精度が悪化する場合がある。また、前記ポリアルキレングリコール(b)の含有量が49重量部を超えると、サポート材用組成物の粘度が高くなる。そのため、前記サポート材用組成物をインクジェットヘッドから吐出させる際、ジェッティング特性が悪化して、飛行曲がりを起こす可能性がある。その結果、前記サポート材の寸法精度が悪化する。よって、該サポート材の上層に成形されたモデル材の寸法精度も悪化する。前記ポリアルキレングリコール(b)の含有量は、25重量部以上であることが好ましく、45重量部以下であることが好ましい。なお、前記(b)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(b)成分の含有量の合計である。 The content of the polyalkylene glycol (b) is 20 to 49 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire composition for a support material. When the content of the polyalkylene glycol (b) is less than 20 parts by weight, the support material has poor solubility in water. As the immersion time in water until the support material is completely removed, the model material slightly expands. As a result, the dimensional accuracy may deteriorate in the microstructure portion of the model material. On the other hand, when the content of the polyalkylene glycol (b) exceeds 49 parts by weight, exudation of the polyalkylene glycol (b) may occur when the composition for a support material is photocured. When the leakage of the polyalkylene glycol (b) occurs, the adhesion at the interface between the support material and the model material deteriorates. As a result, when the model material cures and shrinks, it may be easily peeled off from the support material, and the dimensional accuracy may be deteriorated. When the content of the polyalkylene glycol (b) exceeds 49 parts by weight, the viscosity of the composition for support material is increased. Therefore, when the composition for a support material is discharged from the ink jet head, the jetting property may be deteriorated to cause a flight curve. As a result, the dimensional accuracy of the support material is degraded. Therefore, the dimensional accuracy of the model material formed on the upper layer of the support material also deteriorates. The content of the polyalkylene glycol (b) is preferably 25 parts by weight or more, and more preferably 45 parts by weight or less. In addition, when 2 or more types of the said (b) component are contained, the said content is the sum total of content of each (b) component.
<水溶性有機溶剤(c)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物は、水溶性有機溶剤(c)を含有する。前記水溶性有機溶剤(c)は、前記サポート材の水への溶解性を向上させる成分である。また、サポート材用組成物を低粘度に調整する成分である。<Water-soluble organic solvent (c)>
The composition for a support material contained in the ink set for photo-forming according to the present embodiment contains a water-soluble organic solvent (c). The water-soluble organic solvent (c) is a component that improves the solubility of the support material in water. Moreover, it is a component which adjusts the composition for support materials to low viscosity.
前記水溶性有機溶剤(c)としては、例えば、エチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、ジプロピレングリコールモノアセテート、トリエチレングリコールモノアセテート、トリプロピレングリコールモノアセテート、テトラエチレングリコールモノアセテート、テトラプロピレングリコールモノアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、テトラプロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジアセテート、プロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジプロピルエーテル、プロピレングリコールジプロピルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、プロピレングリコールジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、サポート材の水への溶解性を向上させ、かつ、サポート材用組成物を低粘度に調整する観点から、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、又は、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートであることがより好ましい。 As the water-soluble organic solvent (c), for example, ethylene glycol monoacetate, propylene glycol monoacetate, diethylene glycol monoacetate, dipropylene glycol monoacetate, triethylene glycol monoacetate, tripropylene glycol monoacetate, tetraethylene glycol monoacetate , Tetrapropylene glycol monoacetate, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol mono Butyl ether, Pyrene glycol monobutyl ether, tetrapropylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol diacetate, propylene glycol diacetate, ethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dipropyl ether, propylene glycol dipropyl ether Ethylene glycol dibutyl ether, propylene glycol dibutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol Monoethyl ether acetate, ethylene glycol monopropyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether acetate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, triethylene glycol monomethyl ether or dipropylene glycol monomethyl ether acetate from the viewpoint of improving the solubility of the support material in water and adjusting the composition for the support material to a low viscosity More preferable.
前記水溶性有機溶剤(c)の含有量は、前記サポート材用組成物全体100重量部に対して、35重量部以下とする。前記水溶性有機溶剤(c)の含有量が35重量部を超えると、前記サポート材用組成物を光硬化させる際、前記水溶性有機溶剤(c)の浸み出しが生じる。そのため、該サポート材の上層に成形されたモデル材は、寸法精度が悪化する。前記水溶性有機溶剤(c)の含有量は、前記サポート材の水への溶解性を向上させ、かつ、前記サポート材用組成物を低粘度に調整する観点から、5重量部以上であることが好ましく、10重量部以上であることがより好ましい。また、前記水溶性有機溶剤(c)の含有量は、30重量部以下であることが好ましい。なお、前記(c)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(c)成分の含有量の合計である。 The content of the water-soluble organic solvent (c) is 35 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the whole composition for a support material. When the content of the water-soluble organic solvent (c) exceeds 35 parts by weight, when the composition for a support material is photocured, an exudation of the water-soluble organic solvent (c) occurs. Therefore, the dimensional accuracy of the model material formed on the upper layer of the support material is deteriorated. The content of the water-soluble organic solvent (c) is 5 parts by weight or more from the viewpoint of improving the solubility of the support material in water and adjusting the composition for the support material to a low viscosity. Is preferable, and 10 parts by weight or more is more preferable. Moreover, it is preferable that content of the said water-soluble organic solvent (c) is 30 weight part or less. In addition, when two or more types of the said (c) component are contained, the said content is the sum total of content of each (c) component.
<光重合開始剤(d)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物は、光重合開始剤(d)を含有する。前記光重合開始剤(d)としては、前記モデル材用組成物に含有される光重合開始剤(D)と同様の成分を用いることができる。<Photoinitiator (d)>
The composition for a support material contained in the ink set for photofabrication according to this embodiment contains a photopolymerization initiator (d). As said photoinitiator (d), the component similar to the photoinitiator (D) contained in the said composition for model materials can be used.
前記光重合開始剤(d)の含有量は、前記サポート材用組成物全体100重量部に対して、1〜25重量部であることが好ましく、2〜20重量部であることがより好ましい。前記光重合開始剤(d)の含有量が前記範囲であると、サポート材用組成物の自立性が良好となる。そのため、該サポート材の上層に成形されたモデル材は、寸法精度が向上する。前記光重合開始剤(d)の含有量は、5重量部以上であることがより好ましく、7重量部以上であることがさらに好ましく、また、18重量部以下であることがより好ましい。なお、前記(d)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(d)成分の含有量の合計である。 The content of the photopolymerization initiator (d) is preferably 1 to 25 parts by weight, and more preferably 2 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire composition for a support material. When the content of the photopolymerization initiator (d) is in the above range, the self-supporting property of the composition for support material is improved. Therefore, the dimensional accuracy of the model material formed on the upper layer of the support material is improved. The content of the photopolymerization initiator (d) is more preferably 5 parts by weight or more, still more preferably 7 parts by weight or more, and still more preferably 18 parts by weight or less. In addition, when two or more types of the said (d) component are contained, the said content is the sum total of content of each (d) component.
<表面調整剤(e)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物は、組成物の表面張力を適切な範囲に調整するため、表面調整剤(e)を含有することが好ましい。組成物の表面張力を適切な範囲に調整することにより、モデル材用組成物とサポート材用組成物とが界面で混ざり合うことを抑制することができる。その結果、これらの組成物を用いて、寸法精度が良好な光造形品を得ることができる。この効果を得るため、前記表面調整剤(e)の含有量は、前記サポート材用組成物全体100重量部に対して、0.005〜3.0重量部であることが好ましい。<Surface modifier (e)>
In order to adjust the surface tension of the composition to an appropriate range, it is preferable that the composition for a support material contained in the ink set for photo-forming according to this embodiment contain a surface conditioner (e). By adjusting the surface tension of the composition to an appropriate range, mixing of the composition for model material and the composition for support material at the interface can be suppressed. As a result, by using these compositions, a photofabricated article with good dimensional accuracy can be obtained. In order to obtain this effect, the content of the surface conditioner (e) is preferably 0.005 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire composition for a support material.
前記表面調整剤(e)としては、例えば、シリコーン系化合物等が挙げられる。シリコーン系化合物としては、例えば、ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコーン系化合物等が挙げられる。具体的には、ポリエーテル変性ポリジメチルシロキサン、ポリエステル変性ポリジメチルシロキサン、ポリアラルキル変性ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。これらとして、商品名でBYK−300、BYK−302、BYK−306、BYK−307、BYK−310、BYK−315、BYK−320、BYK−322、BYK−323、BYK−325、BYK−330、BYK−331、BYK−333、BYK−337、BYK−344、BYK−370、BYK−375、BYK−377、BYK−UV3500、BYK−UV3510、BYK−UV3570(以上、ビックケミー社製)、TEGO−Rad2100、TEGO−Rad2200N、TEGO−Rad2250、TEGO−Rad2300、TEGO−Rad2500、TEGO−Rad2600、TEGO−Rad2700(以上、デグサ社製)、グラノール100、グラノール115、グラノール400、グラノール410、グラノール435、グラノール440、グラノール450、B−1484、ポリフローATF−2、KL−600、UCR−L72、UCR−L93(共栄社化学社製)等を用いてもよい。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、前記(e)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(e)成分の含有量の合計である。 As said surface conditioner (e), a silicone type compound etc. are mentioned, for example. Examples of silicone compounds include silicone compounds having a polydimethylsiloxane structure. Specifically, polyether modified polydimethylsiloxane, polyester modified polydimethylsiloxane, polyaralkyl modified polydimethylsiloxane etc. are mentioned. As these, it is trade name with BYK-300, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-315, BYK-320, BYK-322, BYK-323, BYK-325, BYK-330, BYK-330. BYK-331, BYK-333, BYK-337, BYK-344, BYK-370, BYK-375, BYK-377, BYK-UV3500, BYK-UV3510, BYK-UV3570 (above, made by Bick Chemie), TEGO-Rad2100 TEGO-Rad 2200N, TEGO-Rad 2250, TEGO-Rad 2300, TEGO-Rad 2500, TEGO-Rad 2600, TEGO-Rad 2700 (all manufactured by Degussa), Granol 100, Granol 115, Granol 400, Grano Le 410, Granol 435, Granol 440, Granol 450, B-1484, Polyflow ATF-2, KL-600, UCR-L72, UCR-L93 (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and the like may be used. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, when two or more types of the said (e) component are contained, the said content is the sum total of content of each (e) component.
<保存安定化剤(f)>
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物は、さらに、保存安定化剤(f)を含有することが好ましい。保存安定化剤(f)は、組成物の保存安定性を高めることができる。また、熱エネルギーにより重合性化合物が重合することで生じるヘッド詰まりを防止することができる。これらの効果を得るため、前記保存安定化剤(f)の含有量は、前記サポート材用組成物全体100重量部に対して、0.05〜3.0重量部であることが好ましい。<Storage stabilizer (f)>
It is preferable that the composition for a support material contained in the ink set for photo-forming according to the present embodiment further contain a storage stabilizer (f). The storage stabilizer (f) can enhance the storage stability of the composition. In addition, it is possible to prevent head clogging caused by the polymerization of the polymerizable compound by thermal energy. In order to obtain these effects, the content of the storage stabilizer (f) is preferably 0.05 to 3.0 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the entire composition for a support material.
前記保存安定化剤(f)としては、例えば、ヒンダードアミン系化合物(HALS)、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤等が挙げられる。具体的には、ハイドロキノン、メトキノン、ベンゾキノン、p−メトキシフェノール、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ハイドロキノンモノブチルエーテル、TEMPO、4−ヒドロキシ−TEMPO、TEMPOL、クペロンAl、IRGASTAB UV-10、IRGASTAB UV-22、FIRSTCURE ST−1(ALBEMARLE社製)、t−ブチルカテコール、ピロガロール、BASF社製のTINUVIN 111 FDL、TINUVIN 144、TINUVIN 292、TINUVIN XP40、TINUVIN XP60、TINUVIN 400等が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。なお、前記(f)成分が2種以上含まれる場合、前記含有量は、各(f)成分の含有量の合計である。 Examples of the storage stabilizer (f) include hindered amine compounds (HALS), phenolic antioxidants, and phosphorus antioxidants. Specifically, hydroquinone, methoquinone, benzoquinone, p-methoxyphenol, hydroquinone monomethyl ether, hydroquinone monobutyl ether, TEMPO, 4-hydroxy-TEMPO, TEMPOL, cuperone Al, IRGASTAB UV-10, IRGASTAB UV-22, FIRSTCURE ST- 1 (manufactured by ALBEMARLE), t-butyl catechol, pyrogallol, TINUVIN 111 FDL manufactured by BASF, TINUVIN 144, TINUVIN 292, TINUVIN XP40, TINUVIN XP60, TINUVIN 400, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, when two or more types of the said (f) component are contained, the said content is the sum total of content of each (f) component.
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で、必要により、その他の添加剤を含有させることができる。その他の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、着色剤、紫外線吸収剤、光安定剤、重合禁止剤、連鎖移動剤、充填剤等が挙げられる。 In the composition for a support material contained in the ink set for photo-forming according to the present embodiment, other additives can be added as needed, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other additives include antioxidants, colorants, ultraviolet light absorbers, light stabilizers, polymerization inhibitors, chain transfer agents, and fillers.
本実施形態に係る光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物の製造方法は、特に限定されるものではない。例えば、前記(a)〜(d)成分、及び、必要により、前記(e)、(f)成分、その他の添加剤を、混合攪拌装置等を用いて均一に混合することにより、製造することができる。 The manufacturing method of the composition for support materials contained in the ink set for photofabrication which concerns on this embodiment is not specifically limited. For example, the components (a) to (d) and, if necessary, the components (e) and (f), and other additives may be produced by uniformly mixing them using a mixing and stirring apparatus or the like. Can.
このようにして製造された前記サポート材用組成物は、インクジェットヘッドからの吐出性を良好にする観点から、25℃における粘度が、70mPa・s以下であることが好ましい。なお、サポート材用組成物の粘度の測定は、JIS Z 8803に準拠し、R100型粘度計を用いて行われる。 The composition for a support material manufactured in this manner preferably has a viscosity of 70 mPa · s or less at 25 ° C. from the viewpoint of improving the dischargeability from the ink jet head. In addition, the measurement of the viscosity of the composition for support materials is performed using R100 type | mold viscosity meter based on JISZ8803.
3.光造形品及びその製造方法
本実施形態に係る光造形品は、本実施形態に係る光造形用インクセットを用いて造形される。具体的には、インクジェット光造形法により、上述のモデル材用組成物を光硬化させることによりモデル材を得るとともに、上述のサポート材用組成物を光硬化させることによりサポート材を得る工程(I)と、前記サポート材を除去する工程(II)とを経て製造される。前記工程(I)及び前記工程(II)は、特に限定されないが、例えば、以下の方法により行われる。3. Optical Shaped Article and Method of Manufacturing the Same The optical formed article according to the present embodiment is formed using the ink set for optical formation according to the present embodiment. Specifically, a step of obtaining a support material by photo-curing the above-described composition for support material while obtaining the model material by photo-curing the above-mentioned composition for model material by the inkjet light shaping method (I And the step (II) of removing the support material. Although the said process (I) and the said process (II) are not specifically limited, For example, it is performed by the following method.
<工程(I)>
図1は、本実施形態に係る光造形品の製造方法における工程(I)を模式的に示す図である。図1に示すように、三次元造形装置1は、インクジェットヘッドモジュール2及び造形テーブル3を含む。インクジェットヘッドモジュール2は、モデル材用組成物を充填したモデル材用インクジェットヘッド21と、サポート材用組成物を充填したサポート材用インクジェットヘッド22と、ローラー23と、光源24とを有する。<Step (I)>
FIG. 1: is a figure which shows typically process (I) in the manufacturing method of the optical shaping article which concerns on this embodiment. As shown in FIG. 1, the three-
まず、インクジェットヘッドモジュール2を図1中の造形テーブル3に対して、X方向及びY方向に走査させるとともに、モデル材用インクジェットヘッド21からモデル材用組成物を吐出させ、かつ、サポート材用インクジェットヘッド22からサポート材用組成物を吐出させることにより、モデル材用組成物とサポート材用組成物とからなる組成物層を形成する。そして、前記組成物層の上面を平滑にするために、ローラー23を用いて、余分なモデル材用組成物及びサポート材用組成物を除去する。そして、これらの組成物に、光源24を用いて光を照射することにより、造形テーブル3上に、モデル材4及びサポート材5からなる硬化層を形成する。
First, the
次に、造形テーブル3を、前記硬化層の厚み分だけ、図1中のZ方向に降下させる。その後、上述と同様の方法で、前記硬化層の上にさらにモデル材4及びサポート材5からなる硬化層を形成する。これらの工程を繰返し行うことにより、モデル材4及びサポート材5からなる硬化物6を作製する。
Next, the modeling table 3 is lowered in the Z direction in FIG. 1 by the thickness of the hardened layer. Thereafter, in the same manner as described above, a hardened layer composed of the
組成物を硬化させる光としては、例えば、遠赤外線、赤外線、可視光線、近紫外線、紫外線等が挙げられる。これらの中でも、硬化作業の容易性及び効率性の観点から、近紫外線又は紫外線であることが好ましい。 As light which hardens a composition, far infrared rays, infrared rays, visible light, near ultraviolet rays, ultraviolet rays, etc. are mentioned, for example. Among these, near-ultraviolet light or ultraviolet light is preferable from the viewpoint of the easiness and efficiency of the curing operation.
光源24としては、水銀灯、メタルハライドランプ、紫外線LED、紫外線レーザー等が挙げられる。これらの中でも、設備の小型化及び省電力の観点から、紫外線LEDであることが好ましい。なお、光源24として紫外線LEDを用いた場合、紫外線の積算光量は、500mJ/cm2程度であることが好ましい。Examples of the
<工程(II)>
図2は、本実施形態に係る光造形品の製造方法における工程(II)を模式的に示す図である。図2に示すように、工程(I)で作製したモデル材4及びサポート材5からなる硬化物6は、容器7に入れた溶媒8中に浸漬させる。これにより、サポート材5を溶媒8に溶解させて、除去することができる。<Step (II)>
FIG. 2: is a figure which shows typically process (II) in the manufacturing method of the optical molded article which concerns on this embodiment. As shown in FIG. 2, the cured
サポート材を溶解させる溶媒8としては、例えば、イオン交換水、蒸留水、水道水、井戸水等が挙げられる。これらの中でも、不純物が比較的少なく、かつ、安価に入手できるという観点から、イオン交換水であることが好ましい。 Examples of the solvent 8 for dissolving the support material include ion exchange water, distilled water, tap water, well water and the like. Among these, ion-exchanged water is preferable from the viewpoint of relatively low impurities and availability at low cost.
以上の工程により本実施形態に係る光造形品が得られる。上述のように、本実施形態に係る光造形用インクセットでは、該光造形用インクセットに含まれるモデル材用組成物を光硬化させることにより、柔らかく、かつ、引張強度に優れたモデル材を得ることができる。また、本実施形態に係る光造形用インクセットでは、該光造形用インクセットに含まれるサポート材用組成物を光硬化させることにより、自立性に優れたサポート材を得ることができる。このようなモデル材及びサポート材を用いて製造された光造形品は、寸法精度が良好である。 The photofabricated product according to the present embodiment can be obtained by the above steps. As described above, the photoforming ink set according to the present embodiment is soft and has excellent tensile strength by photocuring the composition for model material contained in the photoforming ink set. You can get it. Moreover, in the ink set for photofabrication which concerns on this embodiment, the support material excellent in self-supporting property can be obtained by photocuring the composition for support materials contained in this ink set for photofabrication. The photofabricated article manufactured using such a model material and a support material has a good dimensional accuracy.
以下、本実施形態をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the example which disclosed this embodiment more concretely is shown. The present invention is not limited to these examples.
<モデル材用組成物>
(モデル材用組成物の製造)
表1に示す配合で、(A)〜(D)成分、及び、その他の成分を、混合攪拌装置を用いて均一に混合し、実施例M1〜M7及び比較例m1〜m3のモデル材用組成物を製造した。<Composition for Model Material>
(Production of composition for model material)
In the composition shown in Table 1, the components (A) to (D) and the other components are uniformly mixed using a mixing and stirring apparatus, and the compositions for model materials of Examples M1 to M7 and Comparative Examples m1 to m3. Made things.
IBXA:イソボルニルアクリレート[サートマー SR506D(エチレン性二重結合/1分子:1個)、アルケマ社製]
IBX:イソボルニルメタクリレート[ライトエステルIB−X(エチレン性二重結合/1分子:1個)、共栄社化学社製]
MMA:メチルメタクリレート[ライトエステルM(エチレン性二重結合/1分子:1個)、共栄社化学社製]
PEA:2−フェノキシエチルアクリレート[サートマー SR339A(エチレン性二重結合/1分子:1個)、アルケマ社製]
SMA:ステアリルメタクリレート[ライトエステルS(エチレン性二重結合/1分子:1個)、共栄社化学社製]
DCP−M:ジメチロール−トリシクロデカンジメタクリレート[ライトエステルDCP−M(エチレン性二重結合/1分子:2個)、共栄社化学社製]
A−BPEF:ビスフェノキシフルオレンジアクリレート[A−BPEF(エチレン性二重結合/1分子:2個)、共栄社化学社製]
4−EGA:PEG(Mn200)ジアクリレート[ライトアクリレート4−EG−A(エチレン性二重結合/1分子:2個)、共栄社化学社製]
EBECRYL811:ポリエステルアクリレートオリゴマー[EBECRYL811(エチレン性二重結合/1分子:3個)、ダイセルサイテック社製]
紫光UV3000B:ウレタンアクリレートオリゴマー[紫光UV3000B(エチレン性二重結合/1分子:2個)、日本合成化学社製]
EBECRYL600:エポキシアクリレートオリゴマー[EBECRYL600(エチレン性二重結合/1分子:2個)、ダイセルサイテック社製]
DAROCURE TPO:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド[DAROCURE TPO、BASF社製]
TEGO−Rad2100:ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコンアクリレート[TEGO−Rad2100、デグサ社製]IBXA: Isobornyl acrylate [Sartomer SR506D (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 piece), manufactured by Arkema]
IBX: Isobornyl methacrylate [Light ester IB-X (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 unit), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
MMA: methyl methacrylate [light ester M (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 piece), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
PEA: 2-Phenoxyethyl acrylate [Sartomer SR339A (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 piece), manufactured by Arkema]
SMA: stearyl methacrylate [light ester S (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 unit), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
DCP-M: dimethylol-tricyclodecane dimethacrylate [light ester DCP-M (ethylenic double bond / 1 molecule: 2 pieces), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
A-BPEF: Bisphenoxyfluorene acrylate [A-BPEF (ethylenic double bond / 1 molecule: 2), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
4-EGA: PEG (Mn 200) diacrylate [light acrylate 4-EG-A (ethylenic double bond / 1 molecule: 2 pieces), manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.]
EBECRYL 811: polyester acrylate oligomer [EBECRYL 811 (ethylenic double bond / 1 molecule: 3 pieces), manufactured by Daicel-Cytec]
Purple light UV3000B: Urethane acrylate oligomer [purple light UV3000B (ethylenic double bond / 1 molecule: 2 pieces), manufactured by Japan Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.]
EBECRYL 600: epoxy acrylate oligomer [EBECRYL 600 (ethylenic double bond / 1 molecule: 2 pieces), manufactured by Daicel-Cytec]
DAROCURE TPO: 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide [DAROCURE TPO, manufactured by BASF Corporation]
TEGO-Rad 2100: Silicon acrylate having a polydimethylsiloxane structure [TEGO-Rad 2100, manufactured by Degussa]
<サポート材用組成物>
(サポート材用組成物の製造)
表2及び3に示す配合で、(a)〜(f)成分を、混合攪拌装置を用いて均一に混合し、実施例S1〜S17及び比較例s1〜s6のサポート材用組成物を製造した。そして、これらのサポート材用組成物を用いて、以下の評価を行った。<Composition for support material>
(Production of composition for support material)
The components (a) to (f) were uniformly mixed using the mixing and stirring apparatus according to the formulations shown in Tables 2 and 3, and the compositions for support materials of Examples S1 to S17 and Comparative Examples s1 to s6 were manufactured. . And the following evaluation was performed using these compositions for support materials.
なお、本実施例では、後述するように、照射手段として紫外線LEDを用いて、サポート材用組成物を硬化させた。実施例S17(参考例)のサポート材用組成物については、光重合開始剤(d)の含有量が20重量部を超えることから、光重合開始剤(d)が充分に溶解せず、溶け残りが生じた。これにより、実施例S17のサポート材用組成物に紫外線LEDを照射しても、満足に硬化しなかった。したがって、実施例S17のサポート材用組成物については、以下の評価をすべて行わなかった。 In the present example, as described later, the support material composition was cured using an ultraviolet LED as an irradiation unit. In the composition for a support material of Example S17 (Reference Example), the content of the photopolymerization initiator (d) exceeds 20 parts by weight, and therefore the photopolymerization initiator (d) is not sufficiently dissolved, and the composition is dissolved. The rest has happened. Thereby, even if it irradiated ultraviolet LED to the composition for support materials of Example S17, it did not fully cure | harden. Therefore, the following evaluation was not performed about the composition for support materials of Example S17.
HEAA:N−ヒドロキシエチルアクリルアミド[HEAA(エチレン性二重結合/1分子:1個)、KJケミカルズ社製]
ACMO:アクリロイルモルフォリン[ACMO(エチレン性二重結合/1分子:1個)、KJケミカルズ社製]
DMAA:N,N’−ジメチルアクリルアミド[DMAA(エチレン性二重結合/1分子:1個)、KJケミカルズ社製]
PPG−400:ポリプロピレングリコール[ユニオールD400(分子量400)、日油社製]
PPG−1000:ポリプロピレングリコール[ユニオールD1000(分子量1000)、日油社製]
PEG−400:ポリエチレングリコール[PEG#400(分子量400)、日油社製]
PEG−1000:ポリエチレングリコール[PEG#1000(分子量1000)、日油社製]
MTG:トリエチレングリコールモノメチルエーテル[MTG、日本乳化剤社製]
DPMA:ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート[ダワノールDPMA、ダウケミカル社製]
DAROCURE TPO:2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド[DAROCURE TPO、BASF社製]
TEGO−Rad2100:ポリジメチルシロキサン構造を有するシリコンアクリレート[TEGO−Rad2100、エボニック デグサ ジャパン社製]
H−TEMPO:4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル[HYDROXY−TEMPO、エボニック デグサ ジャパン社製]HEAA: N-hydroxyethyl acrylamide [HEAA (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 piece), manufactured by KJ Chemicals]
ACMO: Acryloyl morpholine [ACMO (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 unit), manufactured by KJ Chemicals]
DMAA: N, N'-dimethyl acrylamide [DMAA (ethylenic double bond / 1 molecule: 1 unit), manufactured by KJ Chemicals]
PPG-400: polypropylene glycol [Uniol D400 (molecular weight 400), manufactured by NOF Corporation]
PPG-1000: polypropylene glycol [Uniol D 1000 (molecular weight 1000), manufactured by NOF Corporation]
PEG-400: polyethylene glycol [PEG # 400 (molecular weight 400), manufactured by NOF Corporation]
PEG-1000: polyethylene glycol [PEG # 1000 (molecular weight 1000), manufactured by NOF Corporation]
MTG: triethylene glycol monomethyl ether [MTG, manufactured by Nippon Emulsifier]
DPMA: Dipropylene glycol monomethyl ether acetate [Dawanol DPMA, manufactured by Dow Chemical Company]
DAROCURE TPO: 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide [DAROCURE TPO, manufactured by BASF Corporation]
TEGO-Rad 2100: Silicon acrylate having a polydimethylsiloxane structure [TEGO-Rad 2100, manufactured by Evonik Degussa Japan Ltd.]
H-TEMPO: 4-hydroxy-2,2,6,6-tetramethylpiperidine-N-oxyl [HYDROXY-TEMPO, manufactured by Evonik Degussa Japan Co., Ltd.]
(粘度の測定)
各サポート材用組成物の粘度は、R100型粘度計(東機産業社製)を用いて、25℃、コーン回転数5rpmの条件下で測定し、下記の基準において評価した。評価結果を表4及び5に示す。
○:粘度 ≦ 70mPa・s
×:粘度 > 70mPa・s(Measurement of viscosity)
The viscosity of each composition for support materials was measured using a R100 viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) under conditions of 25 ° C. and a cone rotation number of 5 rpm, and was evaluated based on the following criteria. The evaluation results are shown in Tables 4 and 5.
○: viscosity ≦ 70 mPa · s
X: viscosity> 70 mPa · s
(水への溶解性)
直径50mmのアルミカップに、各サポート材用組成物2.0gを採取した。次に、照射手段として紫外線LED(NCCU001E、日亜化学工業株式会社製)を用い、全照射光量が500mJ/cm2となるように紫外線を照射して硬化させ、サポート材を得た。その後、サポート材をアルミカップから離型した。続いて、ビーカーに入れたイオン交換水500ml中に、前記サポート材を浸漬した。10分毎にサポート材を目視で観察し、浸漬開始から完全溶解又は元の形状が無くなるまでに要した時間(以下、水溶解時間という)を計測し、下記の基準において溶解性を評価した。評価結果を表4及び5に示す。
○:水溶解時間 ≦ 1時間
△:1時間 < 水溶解時間 <1.5時間
×:水溶解時間 ≧ 1.5時間(Solubility in water)
In an aluminum cup of 50 mm in diameter, 2.0 g of the composition for each support material was collected. Next, an ultraviolet ray LED (NCCU 001E, manufactured by Nichia Chemical Industries, Ltd.) was used as an irradiation unit, and ultraviolet rays were irradiated to be cured so that the total irradiation light amount is 500 mJ / cm 2 to obtain a support material. Thereafter, the support material was released from the aluminum cup. Subsequently, the support material was immersed in 500 ml of ion exchange water placed in a beaker. The support material was visually observed every 10 minutes, and the time required for complete dissolution or disappearance of the original shape from the start of immersion (hereinafter, referred to as water dissolution time) was measured, and the solubility was evaluated based on the following criteria. The evaluation results are shown in Tables 4 and 5.
○: Water dissolution time ≦ 1 hour Δ: 1 hour <water dissolution time <1.5 hours ×: Water dissolution time 時間 1.5 hours
(油状浸み出しの評価)
100mm×100mmのアルミ箔に、各サポート材用組成物1.0gを採取した。次に、照射手段として紫外線LED(NCCU001E、日亜化学工業株式会社製)を用い、全照射光量が500mJ/cm2となるように紫外線を照射して硬化させ、サポート材を得た。なお、この時点でサポート材は固体状態である。このサポート材を2時間放置し、サポート材表面における油状浸み出しの有無を目視で観察し、下記の基準において評価した。評価結果を表4及び5に示す。
○:油状浸み出しが全く観察されなかった。
△:わずかに油状浸み出しが観察された。
×:油状浸み出しが多く観察された。(Evaluation of oily spill)
1.0 g of each composition for support materials was extract | collected to aluminum foil of 100 mm x 100 mm. Next, an ultraviolet ray LED (NCCU 001E, manufactured by Nichia Chemical Industries, Ltd.) was used as an irradiation unit, and ultraviolet rays were irradiated to be cured so that the total irradiation light amount is 500 mJ / cm 2 to obtain a support material. At this point, the support material is in a solid state. The support material was left to stand for 2 hours, and the presence or absence of oily seepage on the surface of the support material was visually observed and evaluated according to the following criteria. The evaluation results are shown in Tables 4 and 5.
○: no oily spill was observed.
Δ: A slight oily spill was observed.
X: Many oily spills were observed.
(自立性の評価)
評価に用いるガラス板(商品名「GLASS PLATE」、アズワン社製、200mm×200mm×厚さ5mm)は、平面視で四角形である。前記ガラス板の上面の四辺に厚さ1mmのスペーサーを配置して、10cm×10cmの正方形の領域を形成した。その領域内に各サポート材用組成物を注型した後、別の前記ガラス板を重ねて載せた。そして、照射手段として紫外線LED(NCCU001E、日亜化学工業株式会社製)を用い、全照射光量が500mJ/cm2となるように紫外線を照射して硬化させ、サポート材を得た。その後、サポート材をガラス板から離型し、カッターで縦10mm、横10mmの形状に切り出して、試験片を得た。次に、該試験片を10枚重ねて、高さ10mmの試験片群を得た。該試験片群は、上から100gの重しを載せた状態で、そのまま30℃に設定したオーブンの中に入れて、1時間放置した。その後、試験片の形状を観察し、下記の基準において自立性を評価した。評価結果を表4及び5に示す。
○:形状に変化がなかった。
△:形状がわずかに変化し、重しが傾いた状態になった。
×:形状が大きく変化した。(Evaluation of independence)
The glass plate (trade name "GLASS PLATE", manufactured by AS ONE Corporation, 200 mm x 200 mm x
○: There was no change in the shape.
Δ: The shape slightly changed, and the weight was inclined.
X: The shape has changed significantly.
表4及び5の結果から分かるように、本発明の要件を全て満たす実施例S1〜S16のサポート材用組成物は、インクジェットヘッドからの吐出に適した粘度であった。また、実施例S1〜S16のサポート材用組成物を光硬化させることにより得られるサポート材は、水への溶解性が高く、かつ、油状浸み出しが抑制された。さらに、実施例S1〜S15のサポート材用組成物を光硬化させることにより得られるサポート材は、充分な自立性を有していた。なお、実施例S16(参考例)のサポート材用組成物は、光重合開始剤(d)の含有量が5重量部未満であることから、紫外線LEDを照射しても、ラジカル反応が促進せず、得られるサポート材の自立性が充分ではなかった。実施例S16のサポート材用組成物は、照射手段として水銀灯又はメタルハライドランプを用いた場合には、光重合開始剤(d)の含有量が3重量部であっても、得られるサポート材が充分な自立性を有する。 As can be seen from the results in Tables 4 and 5, the compositions for support materials of Examples S1 to S16 satisfying all the requirements of the present invention had viscosities suitable for ejection from the ink jet head. In addition, the support material obtained by photocuring the composition for support material of Examples S1 to S16 had high solubility in water and suppressed oil-like oozing. Furthermore, the support material obtained by photocuring the composition for support materials of Examples S1-S15 had sufficient self-supporting property. In the composition for a support material of Example S16 (Reference Example), since the content of the photopolymerization initiator (d) is less than 5 parts by weight, the radical reaction is promoted even when the ultraviolet LED is irradiated. In addition, the supportability of the obtained support material was not sufficient. When a mercury lamp or a metal halide lamp is used as the irradiation means, the composition for a support material of Example S16 has a sufficient support material to be obtained even if the content of the photopolymerization initiator (d) is 3 parts by weight Self-sustaining.
さらに、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が45重量部以下、かつ、オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の含有量が25重量部以上である実施例S1〜S8、S10、S11、S13〜S16のサポート材用組成物から得られるサポート材は、水への溶解性がより高かった。オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の含有量が45重量部以下、かつ、水溶性有機溶剤(c)の含有量が30重量部以下である実施例S1〜S10、S14〜S16のサポート材用組成物から得られるサポート材は、油状浸み出しがより抑制された。水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が25重量部以上である実施例S1〜S7、S9〜S12、S14、S15のサポート材用組成物から得られるサポート材は、より充分な自立性を有していた。 Furthermore, the content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is 45 parts by weight or less, and the content of the polyalkylene glycol (b) containing an oxyethylene group and / or an oxypropylene group is 25 parts by weight The support material obtained from the composition for support materials of Examples S1-S8, S10, S11, and S13-S16 which are more than a part had higher solubility in water. Examples S1 to S10 in which the content of the polyalkylene glycol (b) containing an oxyethylene group and / or the oxypropylene group is 45 parts by weight or less, and the content of the water-soluble organic solvent (c) is 30 parts by weight or less And the support material obtained from the composition for support materials of S14-S16 had more suppression of oil-like oozing. The support material obtained from the composition for a support material of Examples S1 to S7, S9 to S12, S14, and S15 in which the content of the water-soluble monofunctional ethylenic unsaturated monomer (a) is 25 parts by weight or more is: It had more sufficient autonomy.
一方、比較例s1のサポート材用組成物は、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が20重量部未満であることから、サポート材の自立性が充分ではなかった。比較例s2のサポート材用組成物は、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)の含有量が50重量部を超えることから、サポート材の水への溶解性が低かった。比較例s3のサポート材用組成物は、オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の含有量が49重量部を超えることから、粘度が高く、かつ、サポート材において油状浸み出しが生じた。比較例s4のサポート材用組成物は、水溶性有機溶剤(c)の含有量が35重量部を超えることから、サポート材において油状浸み出しが生じた。比較例s5のサポート材用組成物は、オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の含有量が20重量部未満であることから、サポート材の水への溶解性が低かった。また、比較例s5のサポート材用組成物は、水溶性有機溶剤(c)の含有量が35重量部を超えることから、サポート材において油状浸み出しが生じた。比較例s6のサポート材用組成物は、オキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)の含有量が49重量部を超えることから、粘度が高く、かつ、サポート材において油状浸み出しが生じた。 On the other hand, in the composition for support material of Comparative Example s1, since the content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is less than 20 parts by weight, the supportability of the support material is not sufficient. . Since the content of the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) exceeded 50 parts by weight, the composition for a support material of Comparative Example s2 had a low solubility of the support material in water. The composition for a support material of Comparative Example s3 has a high viscosity because the content of the polyalkylene glycol (b) containing an oxyethylene group and / or an oxypropylene group exceeds 49 parts by weight, and the support material is oily. An exudation occurred. The composition for a support material of Comparative Example s4 had an oily spill over the support material because the content of the water-soluble organic solvent (c) exceeded 35 parts by weight. Since the composition for a support material of Comparative Example s5 contains less than 20 parts by weight of a polyalkylene glycol (b) containing an oxyethylene group and / or an oxypropylene group, the solubility of the support material in water is increased. It was low. Moreover, since the content of the water-soluble organic solvent (c) exceeds 35 parts by weight in the composition for a support material of Comparative Example s5, an oily spill occurred in the support material. The composition for a support material of Comparative Example s6 has a high viscosity because the content of the polyalkylene glycol (b) containing an oxyethylene group and / or an oxypropylene group exceeds 49 parts by weight, and the support material is oily. An exudation occurred.
<光造形品>
(光造形品の寸法精度の評価)
表1に示す各モデル材用組成物と、表2及び3に示す各サポート材用組成物とを組み合わせてなる光造形用インクセットを用いて、硬化物を作成した。該硬化物の形状及び目標とする寸法を、図3(a)及び(b)に示す。なお、インクジェットヘッドから各モデル材用組成物及び各サポート材用組成物を吐出させる工程は、解像度が600×600dpi、組成物層の1層の厚さが約13〜14μmとなるように行った。また、各モデル材用組成物及び各サポート材用組成物をそれぞれ光硬化させる工程は、スキャン方向に対してインクジェットヘッドの後ろ側に設置された波長385nmのLED光源を用いて、照度250mW/cm2、組成物層の1層当りの積算光量300mJ/cm2の条件で行った。次に、前記硬化物をイオン交換水に浸漬することにより、サポート材を除去して、光造形品を得た。その後、得られた光造形品をデシケーター内に24時間静置し、充分に乾燥させた。上述の工程により、試験No.1〜10の光造形品を、それぞれ5個ずつ製造した。乾燥後の光造形品について、図3(a)中のx方向及びy方向の寸法を、ノギスを用いて測定し、目標とする寸法からの変化率を算出した。寸法精度は、試験No.1〜10の各光造形品における寸法変化率の平均値を求め、該平均値を用いて下記の基準により評価を行った。評価結果を表6に示す。
○:平均寸法変化率が±1.0%未満
×:平均寸法変化率が±1.0%以上<Photofabricated product>
(Evaluation of dimensional accuracy of photofabricated products)
A cured product was prepared using the photoforming ink set formed by combining each model material composition shown in Table 1 and each support material composition shown in Tables 2 and 3. The shape of the cured product and the target dimensions are shown in FIGS. 3 (a) and (b). The step of discharging each composition for model material and each composition for support material from the ink jet head was performed so that the resolution was 600 × 600 dpi and the thickness of one layer of the composition layer was about 13 to 14 μm. . Further, the step of photocuring each of the composition for model materials and the composition for each support material is performed using an LED light source with a wavelength of 385 nm installed on the back side of the ink jet head in the scanning direction. 2) Conducted under the condition of 300 mJ / cm 2 of integrated light quantity per one layer of the composition layer. Next, the support was removed by immersing the cured product in ion exchange water to obtain a photofabricated product. Thereafter, the resulting light-shaped article was allowed to stand in a desiccator for 24 hours to be sufficiently dried. According to the above-described process, test No. 1 is performed. Five to ten light-shaped articles were produced each. With respect to the dried optical shaped article, the dimensions in the x direction and y direction in FIG. 3A were measured using a caliper, and the rate of change from the target dimension was calculated. For the dimensional accuracy, test No. The average value of the dimensional change rate in each of the 1 to 10 light-shaped articles was determined, and the evaluation was performed according to the following criteria using the average value. The evaluation results are shown in Table 6.
○: Average dimensional change is less than ± 1.0% ×: Average dimensional change is ± 1.0% or more
表6の結果から分かるように、本発明の要件を全て満たす光造形用インクセットを用いて製造された試験No.1〜7の光造形品は、寸法精度が良好であった。 As can be seen from the results in Table 6, test No. 4 produced using the stereolithography ink set satisfying all the requirements of the present invention. The photofabricated products of 1 to 7 had good dimensional accuracy.
本発明の光造形用インクセットは、インクジェット光造形法を用いて、寸法精度が良好な光造形品を製造する際に好適に用いることができる。 The ink set for photofabrication of the present invention can be suitably used when manufacturing a photofabricated article with good dimensional accuracy using an inkjet photofabrication method.
1 三次元造形装置
2 インクジェットヘッドモジュール
21 モデル材用インクジェットヘッド
22 サポート材用インクジェットヘッド
23 ローラー
24 光源
3 造形テーブル
4 モデル材
5 サポート材
6 硬化物
7 容器
8 溶媒
Claims (15)
前記モデル材用組成物は、
ホモポリマーのガラス転移温度が80℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない単官能エチレン性不飽和単量体(A)と、
環構造を有し、ホモポリマーのガラス転移温度が180℃以上であり、かつ、ウレタン基を有しない多官能エチレン性不飽和単量体(B)と、
オリゴマー(C)と、
光重合開始剤(D)と、
を含有し、
前記サポート材用組成物は、該サポート材用組成物全体100重量部に対して、
20〜50重量部の水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)と、
20〜49重量部のオキシエチレン基及び/又はオキシプロピレン基を含むポリアルキレングリコール(b)と、
35重量部以下の水溶性有機溶剤(c)と、
光重合開始剤(d)と、
を含有し、ここで、前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体(a)は、炭素数5〜15の水酸基含有(メタ)アクリレート、Mn200〜1,000のアルキレンオキサイド付加物含有(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−エチル(メタ)アクリルアミド、N−プロピル(メタ)アクリルアミド、N−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N’−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリルアミド、N−ヒドロキシブチル(メタ)アクリルアミド、及び(メタ)アクリロイルモルフォリンからなる群から選択される1種又は2種以上からなる、
光造形用インクセット。 For optical shaping formed by combining a composition for model material used for inkjet photofabrication and used for shaping a model material and a composition for support material used for shaping a support material An ink set,
The composition for the model material is
A monofunctional ethylenically unsaturated monomer (A) having a glass transition temperature of a homopolymer of 80 ° C. or higher and having no urethane group,
A polyfunctional ethylenically unsaturated monomer (B) having a ring structure, a homopolymer having a glass transition temperature of 180 ° C. or more, and having no urethane group,
An oligomer (C),
A photopolymerization initiator (D),
Contains
The composition for a support material is 100 parts by weight of the entire composition for a support material,
20 to 50 parts by weight of a water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a),
A polyalkylene glycol (b) containing 20 to 49 parts by weight of an oxyethylene group and / or an oxypropylene group;
35 parts by weight or less of a water-soluble organic solvent (c),
A photopolymerization initiator (d),
Wherein the water-soluble monofunctional ethylenically unsaturated monomer (a) is a hydroxyl group-containing (meth) acrylate having 5 to 15 carbon atoms, and an alkylene oxide adduct-containing (meth) of Mn 200 to 1,000. ) Acrylate, (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-ethyl (meth) acrylamide, N-propyl (meth) acrylamide, N-butyl (meth) acrylamide, N, N'-dimethyl (meth) acrylamide N, N'-diethyl (meth) acrylamide, N- hydroxyethyl (meth) acrylamide, N- hydroxy propyl (meth) acrylamide, N- hydroxy butyl (meth) acrylamide, and (meth) acryloyl morpholine from Consisting of one or more selected
An ink set for light shaping.
前記モデル材用組成物を光硬化させることによりモデル材を得るとともに、前記サポート材用組成物を光硬化させることによりサポート材を得る工程(I)と、
前記サポート材を除去する工程(II)と、
を有する、光造形品の製造方法。 A method for producing a photofabricated article using the ink set for photofabrication according to any one of claims 1 to 14 by an inkjet photofabrication method,
Step (I) of obtaining a support material by photo-curing the composition for model material by photo-curing the composition for model material and photo-curing the composition for support material;
Removing the support material (II);
A method for producing a photofabricated article, comprising:
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