JP7017471B2 - サポート材組成物 - Google Patents
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Description
オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール、
光重合開始剤、及び
連鎖移動剤
を含有する、インクジェット光造形法のサポート材として使用されるサポート材組成物を提供する。
前記水溶性単官能エチレン性不飽和単量体の含有量が15~80質量部、
前記オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコールの含有量が15~75質量部、及び
前記光重合開始剤の含有量が1~20質量部
である。
前記連鎖移動剤の含有量が0.1~5質量部
である。
水溶性単官能エチレン性不飽和単量体は、重合してサポート材の構成成分となりサポート力を発揮するものである。水溶性単官能エチレン性不飽和単量体は、水溶性ではあるが、サポート材に硬さを付与し、サポート能力を向上させる。
オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコールは水溶性ではあるが、サポート材を形成した時の、サポート材のサポート力を低下させるほどの親水性を有さない。但し、オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコールは水溶性であるため、サポート材を形成した時の、サポート材の水除去性に優れている。
HO(CH2CH2CH2CH2O)m(C2H4O)nH (2)
光重合開始剤は、エネルギー線によって単量体の重合反応又は架橋反応を開始させるものであり、本実施形態のサポート材組成物が光重合開始剤を含むことにより、インクジェット光造形法により吐出されたサポート材組成物をエネルギー線の照射によって硬化させることができる。
連鎖移動剤は、ラジカル反応の連鎖移動剤として機能する化合物であれば特に限定されない。連鎖移動剤を使用することにより、組成物に光を照射して光硬化させるときに、硬化物の分子量が低下する。低分子化されたサポート材硬化物は、モデル材組成物が混合した場合でも、水に対する溶解性を保持し易い。そのため、低分子化されたサポート材硬化物は、水除去処理時にモデル材硬化物の表面に残存し難くなる。
表面調整剤は、サポート材組成物の表面張力を、インクジェット法による吐出に適するように調節する効果がある。表面調整剤としては、シリコーン化合物、フッ素化合物等が挙げられる。これらの中でもシリコーン化合物が好ましい。
水溶性有機溶剤は、サポート材組成物の粘度をインクジェット法による吐出に適するように調節する効果がある。
保存安定化剤を含有させることで、硬化性組成物であるサポート材組成物を長期間保存しても、水溶性単官能エチレン性不飽和単量体の重合を抑制でき、サポート材組成物をインクジェットプリンターで吐出した際のヘッド詰まりを防止することができる。
本発明のサポート材組成物の製造方法は特に限定されず、例えば、混合攪拌装置、分散機等を用いて、サポート材組成物を構成する成分を均一に混合することにより製造することができる。
(サポート材組成物の調製)
表1に、サポート材組成物の調製に使用した原料をまとめた。
次に、調製したサポート材組成物について、下記に示す方法によって、低温安定性、サポート力(硬化物の高温高湿条件安定性)及び水除去性を評価した。評価結果を表2~3に示す。
低温でのサポート材組成物の安定性について評価した。融点が高い材料(例えばPEG等)の場合、低温では、融点を下回り凍った状態となり、液体状態を維持しない。また、低温で溶解度が下がり光重合開始剤が溶けきらなくなり、析出する傾向にある。具体的には、各サポート材組成物をガラス瓶に入れ、そのサポート材組成物入りガラス瓶を温度10℃に設定した恒温槽中で24時間保管した。その後、保管後のサポート材組成物の状態を目視で確認して、下記基準でサポート材組成物の低温安定性を評価した。
サポート材組成物が一部凝固(固化)している場合:低温安定性△(良)
サポート材組成物が凝固(固化)している場合:低温安定性×(不良)
ガラス板上に、縦30mm、横30mm、厚さ5mmの額縁状のシリコンゴムにより枠を形成し、その枠の中に各サポート材組成物を少量流し込み、メタルハライドランプにより積算光量500mJ/cm2の紫外線を照射し、サポート材を硬化させた。これを約20回繰り返し積層させて厚さ5mmのサポート材硬化物を作製した。続いて、硬化物をガラス製シャーレに入れ、その硬化物入りシャーレを温度40℃、相対湿度90%の恒温槽中に2時間放置した。その後、放置後の硬化物の状態を目視で確認して、下記基準でサポート材硬化物のサポート力を評価した。尚、比較例s2,s4の硬化物は柔らかすぎてサポート性を有さず、サポート力の評価は行わなかった。
硬化物の表面に液体状物質がわずかに発生し、硬化物の軟化が若干確認された場合:サポート力△(良)
硬化物の表面に液体状物質が発生し、硬化物の軟化が確認された場合:サポート力×(不良)
サポート材硬化物のサポート力の評価の場合と同様にして、サポート材硬化物を作製した。次に、硬化物を、50mLのイオン交換水を満たしたビーカーに入れ、水温を25℃に維持しながら超音波洗浄機で処理し、硬化物が溶解するまでの時間を測定し、下記基準でサポート材硬化物の水除去性を評価した。
硬化物が完全に溶解するまでに要する時間が15~30分の場合:水除去性○(優良)
硬化物が完全に溶解するまでに要する時間が30~60分の場合:水除去性△(良)
硬化物が完全に溶解するまでに要する時間が60分以上の場合:水除去性×(不良)
(モデル材組成物の調製)
表4に、モデル材組成物の調製に使用した原料をまとめた。
(インクセットの調製)
表6に示す通りにモデル材組成物及びサポート材組成物を組み合わせることにより、各実施例のインクセットを調製した。
ガラス板(商品名「GLASS PLATE」、アズワン社製、200mm×200mm×厚さ5mm)の上面四辺に厚さ1mmのスペーサーを配し、10cm×10cmの正方形に仕切った。該正方形内にサポート材組成物を注型した後、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。
次に、調製した造形物について、下記に示す方法によって、密着性、水除去性、ブリーディング、及び界面サポート残りを評価した。結果を表6に示す。
造形物を30℃の恒温槽に入れて12時間放置し、モデル材とサポート材との密着性の様子を目視にて確認し、下記の基準において評価した。
×:モデル材とサポート材との界面で剥がれが生じ、モデル材の硬化収縮でモデル材が反るように剥がれた。
サポート材組成物にモデル材組成物を3質量%の量で含有させた。ガラス板上に、縦10mm、横10mm、厚さ5mmの額縁状のシリコンゴムにより枠を形成し、その枠の中に上記サポート材組成物と上記モデル材組成物の混合物を少量流し込み、メタルハライドランプにより積算光量500mJ/cm2の紫外線を照射し、サポート材を硬化させた。これを約20回繰り返し積層させて厚さ5mmのサポート材硬化物を作製した。続いて、硬化物を50mLのイオン交換水を満たしたビーカーに入れ、水温を25℃に維持しながら超音波洗浄機で処理し、硬化物が溶解するまでの時間を測定し、下記基準でサポート材硬化物の界面サポート除去性を評価した。
硬化物が完全に溶解するまでに要する時間が30~60分の場合:水除去性は良(△)
硬化物が完全に溶解するまでに要する時間が60分以上の場合:水除去性は不良(×)
Claims (6)
- 水溶性単官能エチレン性不飽和単量体、
オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコール、
光重合開始剤、及び
連鎖移動剤
を含有する、インクジェット光造形法のサポート材として使用されるサポート材組成物であって、
該サポート材組成物100質量部に対して、
該水溶性単官能エチレン性不飽和単量体の含有量が15~80質量部、及び
該オキシブチレン基を含むポリアルキレングリコールの含有量が15~75質量部であるサポート材組成物。 - サポート材組成物100質量部に対して、
前記光重合開始剤の含有量が1~20質量部
である請求項1に記載のサポート材組成物。 - サポート材組成物100質量部に対して、
前記連鎖移動剤の含有量が0.1~5質量部
である請求項1又は2に記載のサポート材組成物。 - サポート材組成物100質量部に対して0.005~3.0質量部の表面調整剤を更に含有する請求項1~3のいずれか一項に記載のサポート材組成物。
- サポート材組成物100質量部に対して30質量部以下の水溶性有機溶剤を更に含有する請求項1~4のいずれか一項に記載のサポート材組成物。
- 保存安定化剤を更に含有する請求項1~5のいずれか一項に記載のサポート材組成物。
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