JP7180068B2 - Curable liquid composition, cured product, method for producing cured product, and apparatus for producing cured product - Google Patents

Curable liquid composition, cured product, method for producing cured product, and apparatus for producing cured product Download PDF

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本発明は、硬化型組成物、硬化物、硬化物の製造方法及び硬化物の製造装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a curable composition, a cured product, a method for producing the cured product, and an apparatus for producing the cured product.

近年、3Dプリンターで造形物として硬化物を形成する方式はいくつか知られている。例えば、液体状の光硬化性樹脂として樹脂溶液を紫外線レーザーで一層ずつ硬化させて積層していく方式が知られている。これはSLA(Stereolithography)方式、ステレオリソグラフィー方式などとも称される。ステレオリソグラフィー方式を用いた装置としては、例えば特許文献1、2が知られている。 In recent years, several methods of forming a cured product as a modeled product with a 3D printer are known. For example, a method is known in which a resin solution as a liquid photocurable resin is cured one by one by an ultraviolet laser and laminated. This is also called an SLA (Stereolithography) method, a stereolithography method, or the like. For example, Patent Documents 1 and 2 are known as apparatuses using the stereolithography method.

ステレオリソグラフィー方式の樹脂溶液に用いる材料としては、例えば特許文献3ではジメチルアクリレート、ウレタンアクリレートを用いることが記載されている。また、特許文献4では、(メタ)アクリレート化合物やウレタン(メタ)アクリレート化合物が含まれる放射線硬化性組成物が記載されている。 For example, Patent Document 3 describes the use of dimethyl acrylate and urethane acrylate as materials used in the resin solution of the stereolithography method. Moreover, Patent Document 4 describes a radiation-curable composition containing a (meth)acrylate compound or a urethane (meth)acrylate compound.

従来の樹脂溶液では、アクリル樹脂等の強度の弱い材料がメインであり、高硬度の造形物を得るために熱硬化樹脂の使用が望まれていた。
しかし、熱硬化樹脂をステレオリソグラフィーで使用する場合、反応速度が不十分なため、硬化条件の最適化が定まらず、実用化されていなかった。
Conventional resin solutions mainly consist of weak materials such as acrylic resins, and the use of thermosetting resins has been desired in order to obtain models with high hardness.
However, when a thermosetting resin is used in stereolithography, the reaction rate is insufficient, and the optimization of curing conditions has not been determined, and it has not been put to practical use.

本発明は、ステレオリソグラフィー方式で硬化物を形成する場合であっても耐熱性、強度に優れた硬化物が得られる硬化型組成物を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a curable composition from which a cured product having excellent heat resistance and strength can be obtained even when the cured product is formed by a stereolithography method.

上記課題を解決するために、本発明は電子線及び電磁波の少なくとも一方により重合する硬化型液体組成物であって、熱硬化性樹脂の前駆体と、重合開始剤と、ファイバーと、を含み、23℃で液体であり、前記ファイバーは、繊維径が2~25μmであり、繊維長が50μm以上300μm以下であり、該硬化型液体組成物に対して合計で20質量%以上60質量%以下含まれ、前記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂であり、硬化後の該硬化型液体組成物は、JIS K7191の測定方法において、1.8MPaで荷重したときの荷重たわみ温度が120℃以上であり、前記ファイバーの繊維径及び繊維長は、平均値を表し、前記硬化後の該硬化型液体組成物について、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、SEM)により測定を行い、5箇所の平均を求めて得られたものであることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a curable liquid composition polymerized by at least one of an electron beam and an electromagnetic wave, comprising a thermosetting resin precursor, a polymerization initiator, and fibers, The fibers are liquid at 23° C., have a fiber diameter of 2 to 25 μm, a fiber length of 50 μm or more and 300 μm or less , and are contained in a total amount of 20% by mass or more and 60% by mass or less with respect to the curable liquid composition. The thermosetting resin is an unsaturated polyester resin, and the curable liquid composition after curing has a load deflection temperature of 120° C. or higher when a load of 1.8 MPa is applied in the measurement method of JIS K7191. The fiber diameter and fiber length of the fiber represent average values, and the curable liquid composition after curing is measured with a scanning electron microscope (SEM), and the average of five locations It is characterized by being obtained by seeking .

本発明によれば、ステレオリソグラフィー方式で硬化物を形成する場合であっても耐熱性、強度に優れた硬化物が得られる硬化型組成物を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a curable composition from which a cured product having excellent heat resistance and strength can be obtained even when the cured product is formed by stereolithography.

本発明の硬化物の製造方法の一例を説明するための模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram for demonstrating an example of the manufacturing method of the hardened|cured material of this invention. 本発明の硬化物の製造方法の他の例を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the other example of the manufacturing method of the hardened|cured material of this invention.

以下、本発明に係る硬化型組成物、硬化物、硬化物の製造方法及び硬化物の製造装置について図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。 Hereinafter, the curable composition, the cured product, the method for producing the cured product, and the apparatus for producing the cured product according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the present invention is not limited to the embodiments shown below, and can be changed within the scope of those skilled in the art, such as other embodiments, additions, modifications, deletions, etc. is also included in the scope of the present invention as long as the functions and effects of the present invention are exhibited.

(硬化型組成物)
本発明は、電子線及び電磁波の少なくとも一方により重合する硬化型組成物であって、熱硬化性樹脂の前駆体と、重合開始剤と、を含むことを特徴とする。
(Curable composition)
The present invention is a curable composition that is polymerized by at least one of an electron beam and an electromagnetic wave, and is characterized by containing a thermosetting resin precursor and a polymerization initiator.

本発明によれば、ステレオリソグラフィー方式で硬化物を形成する場合であっても耐熱性、強度に優れた硬化物を得ることができる。また、本発明の硬化型組成物は、特にステレオリソグラフィー方式に好適に用いられ、複雑かつ精細な硬化物を簡便かつ効率よく製造することが可能となる。 According to the present invention, a cured product having excellent heat resistance and strength can be obtained even when the cured product is formed by stereolithography. In addition, the curable composition of the present invention is particularly suitable for use in stereolithography, making it possible to easily and efficiently produce a complicated and fine cured product.

本発明の硬化型組成物は、室温で液体であることが好ましく、23℃で液体であることがより好ましい。この場合、ステレオリソグラフィー方式の造形に特に好適に用いることができる。 The curable composition of the present invention is preferably liquid at room temperature, more preferably liquid at 23°C. In this case, it can be used particularly preferably for stereolithographic modeling.

<熱硬化性樹脂>
本発明の硬化型組成物は、熱硬化性樹脂の前駆体を含み、熱硬化性樹脂は、熱硬化性の前駆体に硬化剤を加え熱をかけることにより効果反応により硬化がおこる樹脂のことである。熱硬化性樹脂としては、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキド樹脂及びジアリルフタレート樹脂から選ばれる1種以上であることが好ましい。
前記熱硬化性樹脂の前駆体は、例えば、電子線及び電磁波の少なくとも一方により重合するモノマーもしくはオリゴマー又はモノマーとオリゴマーの混合物からなる。硬化強度を高めるためにアクリル、ビニルモノマを上記、熱硬化樹脂前駆体に含んでもよい。
<Thermosetting resin>
The curable composition of the present invention contains a thermosetting resin precursor, and the thermosetting resin is a resin that is cured by an effect reaction when a curing agent is added to the thermosetting precursor and heat is applied. is. The thermosetting resin is preferably one or more selected from phenol resins, unsaturated polyester resins, polyimide resins, epoxy resins, urethane resins, alkyd resins and diallyl phthalate resins.
The thermosetting resin precursor comprises, for example, a monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer that is polymerized by at least one of an electron beam and an electromagnetic wave. Acrylic and vinyl monomers may be included in the thermosetting resin precursor to increase curing strength.

硬化型組成物中の熱硬化性樹脂の前駆体の含有量は、適宜変更することが可能であるが、硬化型組成物中に強度を向上させる目的でファイバー、フィラーが含有されている場合、硬化型組成物全体に対して10~80質量%であることが好ましい。ファイバー、フィラーが含有されていない場合は、50質量%以上であることが好ましく、この場合、希釈などの強度低下を抑制することができる。 The content of the precursor of the thermosetting resin in the curable composition can be changed as appropriate. It is preferably 10 to 80% by mass with respect to the entire curable composition. When fibers and fillers are not contained, the content is preferably 50% by mass or more. In this case, reduction in strength due to dilution or the like can be suppressed.

<重合開始剤>
本発明の硬化型組成物は、重合開始剤を含む。電子線及び電磁波の少なくとも一方を吸収する重合開始剤を用いることで反応が進行し、ポリマー化が伸長することにより樹脂が固化し硬化物を得ることができる。重合開始剤としては、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤及び光熱変換剤から選ばれる1種以上が好ましい。
<Polymerization initiator>
The curable composition of the present invention contains a polymerization initiator. By using a polymerization initiator that absorbs at least one of an electron beam and an electromagnetic wave, the reaction proceeds and the polymerization is extended, thereby solidifying the resin and obtaining a cured product. The polymerization initiator is preferably one or more selected from radical polymerization initiators, cationic polymerization initiators, anionic polymerization initiators and photothermal conversion agents.

硬化型組成物中の重合開始剤の含有量は、適宜変更することが可能であるが、硬化型組成物中、0.01~5質量%であることが好ましい。 The content of the polymerization initiator in the curable composition can be changed as appropriate, but is preferably 0.01 to 5% by mass in the curable composition.

<電子線、電磁波>
本発明の硬化型組成物は電子線及び電磁波の少なくとも一方により重合するものであり、電子線及び電磁波としては、必要に応じて適宜変更することができる。電子線及び電磁波としては、重合開始剤を励起させるのに十分な強度を有していることが好ましい。
本発明における電子線及び電磁波としては、例えば、紫外線(UV)、半導体レーザー、DLP(Digital Light Processing、登録商標)タイプでの光源、赤外線レーザー等が挙げられる。
電磁波の波長としては、250~1000nmが好ましい。UV波長の開始剤を使用するときは250~420nmの波長が好ましく、赤外線レーザーの波長が必要なときは、700~900nmの波長が好ましい。
電子線及び電磁波は、2種類以上あってもよく、同時もしくは順番に切り替えて使用されるのでもよい。
<Electron beam, electromagnetic wave>
The curable composition of the present invention is polymerized by at least one of an electron beam and an electromagnetic wave, and the electron beam and the electromagnetic wave can be appropriately changed as required. The electron beam and electromagnetic wave preferably have sufficient intensity to excite the polymerization initiator.
Examples of electron beams and electromagnetic waves in the present invention include ultraviolet (UV) light, semiconductor lasers, DLP (Digital Light Processing, registered trademark) type light sources, and infrared lasers.
The wavelength of the electromagnetic wave is preferably 250-1000 nm. When UV wavelength initiators are used, wavelengths between 250 and 420 nm are preferred, and when infrared laser wavelengths are required, wavelengths between 700 and 900 nm are preferred.
Two or more types of electron beams and electromagnetic waves may be used, and they may be used simultaneously or by switching in order.

<ファイバー、フィラー>
本発明の硬化型組成物は、さらにファイバー(繊維などとも称する)又はフィラーを含むことが好ましい。ファイバー又はフィラーを含むことにより、耐熱性や強度をより向上させることができる。
<Fiber, Filler>
The curable composition of the present invention preferably further contains fibers (also referred to as fibers) or fillers. By including fibers or fillers, heat resistance and strength can be further improved.

ファイバーとしては、ガラスファイバー、カーボンファイバー、アラミドファイバー、金属ファイバー等が挙げられる。
金属ファイバーにおける金属としては、例えば、アルミニウム、マグネシウム等が挙げられる。
フィラーとしては、カーボンナノチューブ、セルロースナノファイバー、ガラスビーズ、フラーレン等が挙げられる。
また、上記の他にも、強度、耐熱性向上の点から、例えば、国際公開第2008/057844号パンフレットに記載のものなどが挙げられる。
これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
Fibers include glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, metal fibers and the like.
Examples of the metal in the metal fiber include aluminum and magnesium.
Examples of fillers include carbon nanotubes, cellulose nanofibers, glass beads, fullerenes, and the like.
In addition to the above, for example, those described in International Publication No. 2008/057844 pamphlet can be used from the viewpoint of improving strength and heat resistance.
These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

これらの中でも、ファイバーとしては、ガラスファイバー、カーボンファイバー、アラミドファイバー及びアルミファイバーから選ばれる1種以上であることが、入手性及び経済性の点で好ましい。 Among these, the fiber is preferably one or more selected from glass fiber, carbon fiber, aramid fiber and aluminum fiber from the standpoint of availability and economy.

ファイバー、フィラーの含有量としては、必要に応じて適宜変更することが可能であるが、硬化型組成物に対して合計で5質量%以上であることが好ましい。5質量%以上含むことにより、耐熱性や強度の向上効果が得られる。 The content of fibers and fillers can be changed as necessary, but the total content is preferably 5% by mass or more relative to the curable composition. By containing 5% by mass or more, the effect of improving heat resistance and strength can be obtained.

また、ファイバー、フィラーの含有量は、硬化型組成物に対して合計で90質量%以下であることが好ましい。この場合、ファイバー又はフィラーが多く含まれるので、造形が困難になることを防ぐことができる。 Moreover, the total content of fibers and fillers is preferably 90% by mass or less with respect to the curable composition. In this case, since many fibers or fillers are included, it is possible to prevent difficulty in modeling.

また、ファイバー、フィラーの含有量は、硬化型組成物の粘度との兼ね合いから、合計で10質量%以上60質量%以下がより好ましい。また、硬化物の強度をより向上させるために、20質量%以上がさらに好ましい。 In addition, the total content of fibers and fillers is more preferably 10% by mass or more and 60% by mass or less in consideration of the viscosity of the curable composition. Moreover, in order to further improve the strength of the cured product, it is more preferably 20% by mass or more.

ファイバーの形状としては、必要に応じて適宜変更することが可能である。例えば、繊維径が1~30μmであることが好ましく、繊維長が50μm以上であることが好ましい。なお、ファイバーの繊維径及び繊維長は、平均値を表し、硬化物について、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、SEM)により測定を行い、5箇所の平均を求めて得られる。 The shape of the fiber can be appropriately changed as required. For example, the fiber diameter is preferably 1 to 30 μm, and the fiber length is preferably 50 μm or more. The fiber diameter and fiber length of the fiber represent average values, and are obtained by measuring the cured product with a scanning electron microscope (SEM) and averaging five points.

繊維径としては、2~25μmがより好ましく、4~15μmがさらに好ましい。
繊維長としては、100μm以上がより好ましく、300μm以上がさらに好ましい。繊維長の上限としては、特に制限されるものではないが、3000μm以下が好ましい。
The fiber diameter is more preferably 2-25 μm, more preferably 4-15 μm.
The fiber length is more preferably 100 μm or longer, more preferably 300 μm or longer. Although the upper limit of the fiber length is not particularly limited, it is preferably 3000 μm or less.

ファイバーがこれらの好適な範囲であると、硬化物の耐熱性や強度をより向上させることができるとともに、硬化物の表面の粗さをファイバー又はフィラーが無添加である場合の硬化物と同程度にすることができる。 When the fiber content is within these preferred ranges, the heat resistance and strength of the cured product can be further improved, and the surface roughness of the cured product is approximately the same as that of the cured product without added fibers or fillers. can be

ファイバー、フィラーと樹脂の密着性を向上させる観点から、収束剤の添加やファイバー、フィラーの表面処理を行ってもよく、中でも表面に疎水化処理されたファイバー、フィラーが好ましく用いられる。 From the viewpoint of improving the adhesion between the fibers and fillers and the resin, a sizing agent may be added and the fibers and fillers may be surface-treated. Among them, fibers and fillers whose surfaces have been hydrophobized are preferably used.

疎水化処理の方法としては、特に限定されず、従来公知の方法を用いることができる。疎水化処理に用いられる疎水化処理剤としては、例えば、ヘキサメチルジシラザン(HMDS)、ジメチルジクロロシラン(DMDS)等のシランカップリング剤、ジメチルシリコーンオイル、アミノ変性シリコーンオイル等のシリコーンオイル処理剤などが挙げられる。これらの中では、シランカップリング剤が好ましく用いられる。 The method of hydrophobizing treatment is not particularly limited, and conventionally known methods can be used. Examples of hydrophobizing agents used for the hydrophobizing treatment include silane coupling agents such as hexamethyldisilazane (HMDS) and dimethyldichlorosilane (DMDS), and silicone oil processing agents such as dimethylsilicone oil and amino-modified silicone oil. etc. Among these, silane coupling agents are preferably used.

<その他の成分>
硬化型組成物は、必要に応じてその他の成分を含んでいてもよい。
例えば、消泡剤、収束剤、架橋剤、減粘剤、表面処理剤、可塑剤、平滑化剤、溶媒等が挙げられる。
<Other ingredients>
The curable composition may contain other components as necessary.
Examples include antifoaming agents, sizing agents, cross-linking agents, viscosity reducing agents, surface treatment agents, plasticizers, smoothing agents, and solvents.

<用途>
本発明の硬化型組成物としては、電子機器パーツや自動車部品のプロトタイプや強度試験用の試作品、エアロスペースや自動車産業のドレスアップツール等に使われる少量ロットでの製品などの用途に使用するための物品を形成することに好適に用いることができる。本発明によれば、既存のステレオリソグラフィー方式での材料と比較し、硬化物の強度が優れることが期待されるため、実用の製品としても使用に耐え得る。
<Application>
The curable composition of the present invention is used for applications such as prototypes of electronic device parts and automobile parts, prototypes for strength tests, and products in small lots used for aerospace and dress-up tools in the automobile industry. It can be suitably used to form an article for. According to the present invention, the strength of the cured product is expected to be superior to that of materials obtained by existing stereolithography methods, so that it can be used as a practical product.

生産スピードは、射出成型のような大量に生産するものには劣ると考えられるが、例えば、小さい部品を平面状に大量に作ることにより必要な生産量を確保することができる。また、射出成型用の型として使用できるといった利点もある。 The production speed is considered to be inferior to mass production such as injection molding, but the required production volume can be secured, for example, by mass-producing small flat parts. Another advantage is that it can be used as a mold for injection molding.

なお、本発明の硬化型組成物は、特にステレオリソグラフィー方式に好適に用いられるが、ステレオリソグラフィー以外の方式にも用いることが可能である。例えば、インクジェット方式での使用も考えられるが、硬化型組成物の粘度やファイバー又はフィラーの径に対応できる吐出機構を考慮する必要がある。 Although the curable composition of the present invention is particularly suitable for stereolithography, it can also be used for systems other than stereolithography. For example, use in an ink jet system is conceivable, but it is necessary to consider an ejection mechanism that can correspond to the viscosity of the curable composition and the diameter of the fiber or filler.

(硬化物)
本発明の硬化物(造形物などとも称する)は、本発明の硬化型組成物からなるものであり、硬化型組成物に電子線及び電磁波の少なくとも一方を照射し、硬化させて得ることができる。
(cured product)
The cured product (also referred to as a modeled product) of the present invention is made of the curable composition of the present invention, and can be obtained by irradiating the curable composition with at least one of electron beams and electromagnetic waves and curing the composition. .

硬化物は、JIS K7191の測定方法において、1.8MPaで荷重したときの荷重たわみ温度が60℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましく、80℃以上であることがさらに好ましい。好適な範囲を満たす場合、硬化物の耐熱性、硬度がより向上し、硬化物の使用の幅が広がり、実用の製品としても使用に耐え得る。 The cured product preferably has a load deflection temperature of 60° C. or higher, more preferably 70° C. or higher, and further preferably 80° C. or higher when a load is applied at 1.8 MPa in the measurement method of JIS K7191. preferable. When the preferable range is satisfied, the heat resistance and hardness of the cured product are further improved, the range of use of the cured product is widened, and the product can withstand use as a practical product.

なお、硬化物を製造する方法としては、適宜操作を変更することができ、例えば、硬化型組成物を順次硬化・積層させた後、積層物全体を加熱してもよい。全体を加熱することで、硬化物の耐熱性や強度が向上する。
本発明においては、耐熱性や強度に優れた硬化物が得られ、造形が完了した後に積層物全体を加熱せずとも、荷重たわみ温度が60℃以上になることを達成しやすくなる。
In addition, as a method for producing a cured product, the operation can be changed as appropriate. For example, the entire laminate may be heated after sequentially curing and laminating the curable compositions. By heating the whole, the heat resistance and strength of the cured product are improved.
In the present invention, a cured product having excellent heat resistance and strength is obtained, and it becomes easy to achieve a deflection temperature under load of 60° C. or higher without heating the entire laminate after modeling is completed.

(硬化物の製造方法及び硬化物の製造装置)
本発明の硬化物の製造方法は、ステージ上又はステージ下に硬化型組成物からなる薄層を形成する薄層形成工程と、薄層の少なくとも一部に電子線及び電磁波の少なくとも一方を照射して硬化する硬化工程と、を有し、硬化型組成物が本発明の硬化型組成物である。
本発明の硬化物の製造装置は、ステージ上又はステージ下に硬化型組成物からなる薄層を形成する薄層形成手段と、薄層の少なくとも一部に電子線及び電磁波の少なくとも一方を照射して硬化する硬化手段と、を有し、硬化型組成物が本発明の硬化型組成物である。
(Method for producing cured product and apparatus for producing cured product)
The method for producing a cured product of the present invention comprises a thin layer forming step of forming a thin layer of a curable composition on or under the stage, and irradiating at least a part of the thin layer with at least one of an electron beam and an electromagnetic wave. and a curing step of curing with a curable composition, and the curable composition is the curable composition of the present invention.
The apparatus for producing a cured product of the present invention comprises thin layer forming means for forming a thin layer of a curable composition on or under the stage, and at least a part of the thin layer is irradiated with at least one of an electron beam and an electromagnetic wave. The curable composition is the curable composition of the present invention.

薄層形成工程及び薄層形成手段としては、適宜変更することが可能である。本発明の硬化物の製造方法、硬化物の製造装置としては、自由液面法、規制液面法等を採用することができる。自由液面法では、例えば、硬化型組成物が供給される貯蔵部内にステージを配置させ、ステージを下げることで、ステージ上に硬化型組成物からなる薄層を形成する。また、硬化型組成物の粘度によっては、薄層が平面になりにくい場合があり、必要に応じて、硬化型組成物をならす工程を行ってもよい。また、規制液面法では、例えば、硬化型組成物が供給される貯蔵部内にステージを配置させ、ステージを上げることで、ステージ下に硬化型組成物からなる薄層を形成する。 The thin layer forming step and thin layer forming means can be changed as appropriate. As the method for producing the cured product and the apparatus for producing the cured product of the present invention, a free liquid surface method, a regulated liquid surface method, or the like can be employed. In the free liquid surface method, for example, a stage is placed in a reservoir to which the curable composition is supplied, and the stage is lowered to form a thin layer of the curable composition on the stage. In addition, depending on the viscosity of the curable composition, it may be difficult to form a thin layer flat, and if necessary, a step of leveling the curable composition may be performed. Further, in the liquid surface regulating method, for example, a stage is placed in a storage section to which the curable composition is supplied, and the stage is raised to form a thin layer of the curable composition under the stage.

硬化工程及び硬化手段としては、電子線及び電磁波の少なくとも一方を照射することができればよく、適宜変更することが可能である。電子線、電磁波の照射の際には、電子線、電磁波を照射する照射ユニットを所望の位置に移動させて照射を行ってもよいし、ある程度の範囲を一括して照射してもよい。照射の範囲は適宜変更することができ、照射の範囲が狭いほど、精密な硬化物が得られる。電子線、電磁波を照射する方向としては、薄層の上方向から行ってもよいし、下方向から行ってもよい。 At least one of an electron beam and an electromagnetic wave can be applied as the curing step and curing means, and can be changed as appropriate. When irradiating electron beams or electromagnetic waves, the irradiation unit that irradiates the electron beams or electromagnetic waves may be moved to a desired position for irradiation, or a certain range may be irradiated all at once. The range of irradiation can be appropriately changed, and the narrower the range of irradiation, the more precise the cured product can be obtained. The electron beam or electromagnetic wave may be applied from above or below the thin layer.

本発明の硬化物の製造装置の一実施形態として、公知の装置を用いることができる。例えば、上述の規制液面法として、特許第5774825号公報に記載の1次元規制方式による製造装置を用いることができ、特許5605589号公報に記載の2次元規制方式による製造装置を用いることができる。
特に制限されるものではないが、本発明では中でも、1次元規制方式、2次元規制方式でのステレオリソグラフィーによる造形が高粘度材料を使用できるため好ましい。
A known device can be used as an embodiment of the device for producing a cured product of the present invention. For example, as the liquid level regulation method described above, a manufacturing apparatus based on the one-dimensional regulation method described in Japanese Patent No. 5774825 can be used, and a manufacturing apparatus based on the two-dimensional regulation method described in Japanese Patent No. 5605589 can be used. .
Although it is not particularly limited, in the present invention, modeling by stereolithography in a one-dimensional regulation method or a two-dimensional regulation method is preferable because high-viscosity materials can be used.

なお、所望の箇所に電子線、電磁波を照射する方法としては、特に制限されるものではなく、適宜変更することが可能である。例えば、ガルバノミラー等を用いて照射位置を変えてもよく、照射ユニットを所望の位置に移動させてもよく、ステージを移動させてもよい。あるいは、ガルバノミラーの代わりにfシーターレンズとポリゴンミラーの組合せを使用してもよい。 Note that the method of irradiating a desired portion with an electron beam or an electromagnetic wave is not particularly limited, and can be changed as appropriate. For example, the irradiation position may be changed using a galvanomirror or the like, the irradiation unit may be moved to a desired position, or the stage may be moved. Alternatively, a combination of an f-theta lens and a polygon mirror may be used instead of the galvo mirror.

本発明では、必要に応じて、薄層形成工程と硬化工程を所定回数繰り返し、硬化物を製造する。所定回数繰り返すことにより、硬化型組成物が硬化した部分が積層して積層物が得られる。積層物を作成しながら、マイクロ波等により反応を進行させてもよく、造形物をIRヒーター等で過熱してもよい。このような積層物を本発明の硬化物としてもよいし、造形物が完成した後に加熱工程を行い、積層物全体を加熱して硬化物としてもよい。全体を加熱することにより、硬化物の耐熱性や強度をより向上させることができ、荷重たわみ温度をより高くすることができる。しかし、本発明においては、このように最後に追加加熱工程を行わなくても良好な耐熱性や強度を得られるという利点がある。 In the present invention, the thin layer forming step and the curing step are repeated a predetermined number of times as necessary to produce a cured product. By repeating the process a predetermined number of times, the cured portion of the curable composition is laminated to obtain a laminate. The reaction may proceed with microwaves or the like while the laminate is being formed, or the modeled article may be heated with an IR heater or the like. Such a laminate may be used as the cured product of the present invention, or a heating step may be performed after the modeled product is completed to heat the entire laminate to obtain a cured product. By heating the whole, the heat resistance and strength of the cured product can be further improved, and the deflection temperature under load can be made higher. However, in the present invention, there is an advantage that good heat resistance and strength can be obtained without performing such an additional heating step at the end.

また、各種材料を用いて硬化型組成物を作製した後、かつ、薄層形成工程の前に、硬化型組成物を攪拌する工程(攪拌工程)を行ってもよい。攪拌することにより、硬化型組成物中における各成分のムラを防止でき、高精密な硬化物が得られやすくなる。攪拌工程には、超音波を使用した振動により攪拌する方法を用いてもよい。 A step of stirring the curable composition (stirring step) may be performed after preparing the curable composition using various materials and before the thin layer forming step. By stirring, unevenness of each component in the curable composition can be prevented, and a highly precise cured product can be easily obtained. For the stirring step, a method of stirring by vibration using ultrasonic waves may be used.

本発明の立体造形物の製造方法は、射出成型のような金型を必要としないため、試作及びプロトタイプの作製においては、圧倒的なコスト削減と工数削減を達成することができる。また、ステレオリソグラフィー方式における複雑かつ精細な硬化物を簡便かつ効率よく製造することが可能といった効果が得られる。 Since the method for manufacturing a three-dimensional object according to the present invention does not require a mold such as injection molding, it can achieve overwhelming cost reduction and man-hour reduction in trial production and prototype production. In addition, it is possible to obtain an effect that a complicated and fine cured product can be produced simply and efficiently in the stereolithography method.

以下、本発明の硬化物の製造方法について、一実施形態を説明するが、本発明はこれに限られるものではない。図1に本実施形態の製造方法を説明するための模式図を示す。図1(A)に示されるように、薄層形成工程によりステージ10上に薄層20を形成する。次に、図1(B)に示されるように、薄層20の少なくとも一部に電子線・電磁波30を照射して硬化させる硬化工程を行う。これにより、図1(C)に示されるように、薄層20の少なくとも一部が硬化され、硬化物40が得られる。その後、所望の造形となるように、薄層20の他の部分に電子線・電磁波30を照射する。次いで、必要に応じて、ステージ10を下げて次の層の薄層を形成した後、硬化工程を繰り返す。 One embodiment of the method for producing a cured product of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto. FIG. 1 shows a schematic diagram for explaining the manufacturing method of this embodiment. As shown in FIG. 1A, a thin layer 20 is formed on the stage 10 by a thin layer forming process. Next, as shown in FIG. 1B, a curing step is performed in which at least part of the thin layer 20 is irradiated with electron beams/electromagnetic waves 30 to be cured. As a result, at least a portion of the thin layer 20 is cured to obtain a cured product 40, as shown in FIG. 1(C). After that, other portions of the thin layer 20 are irradiated with an electron beam/electromagnetic wave 30 so as to form a desired shape. The stage 10 is then lowered, if necessary, to form the next thin layer before repeating the curing process.

図2にその他の実施形態の製造方法を説明するための模式図を示す。図2(A)に示されるように、薄層形成工程によりステージ10下に薄層20を形成する。次に、図2(B)に示されるように、薄層20の少なくとも一部に電子線・電磁波30を照射して硬化させる硬化工程を行う。これにより、図2(C)に示されるように、薄層20の少なくとも一部が硬化され、硬化物40が得られる。その後、所望の造形となるように、薄層20の他の部分に電子線・電磁波30を照射する。次いで、必要に応じて、ステージ10を上げて次の層の薄層を形成した後、硬化工程を繰り返す。 FIG. 2 shows a schematic diagram for explaining the manufacturing method of another embodiment. As shown in FIG. 2A, a thin layer 20 is formed under the stage 10 by a thin layer forming process. Next, as shown in FIG. 2B, a curing step is performed in which at least part of the thin layer 20 is irradiated with electron beams/electromagnetic waves 30 to be cured. As a result, at least a portion of the thin layer 20 is cured to obtain a cured product 40, as shown in FIG. 2(C). After that, other portions of the thin layer 20 are irradiated with an electron beam/electromagnetic wave 30 so as to form a desired shape. The stage 10 is then raised, if necessary, to form the next thin layer before repeating the curing process.

なお、本発明によれば、硬化型組成物の粘度が高い場合であっても造形物を製造することができる。これは、従来のSLA方式とは異なるプロセスを経るためである。例えば従来と異なる攪拌等を行うことで粘度が高い硬化型組成物についても好適に造形を行うことができる。 In addition, according to the present invention, it is possible to manufacture a shaped article even when the viscosity of the curable composition is high. This is because it goes through a process different from the conventional SLA method. For example, a curable composition having a high viscosity can be favorably shaped by performing stirring or the like that is different from the conventional method.

以下、本発明を実施例により詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、実施例1~6、12~15とあるのは、本発明に含まれない参考例1~6、12~15とする。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples. Examples 1 to 6 and 12 to 15 refer to Reference Examples 1 to 6 and 12 to 15, which are not included in the present invention.

(実施例1)
<硬化型組成物の作製>
以下の組成により硬化型組成物を作製した。得られた硬化型組成物は23℃で液体であった(その他の実施例についても同様)。なお、以下、硬化型組成物において「樹脂」とあるのは、樹脂の前駆体(モノマー)を表す(その他の実施例についても同様)。
(Example 1)
<Preparation of curable composition>
A curable composition was prepared with the following composition. The resulting curable composition was liquid at 23°C (the same applies to other examples). In addition, hereinafter, "resin" in the curable composition represents a precursor (monomer) of the resin (the same applies to other examples).

不飽和ポリエステル樹脂(DIC社製LP-921-N)・・・・・・99.5質量%
ラジカル重合開始剤1(BASF社製irgacure1173)・・・0.3質量%
消泡剤(DIC社製RS-408)・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
Unsaturated polyester resin (LP-921-N manufactured by DIC) 99.5% by mass
Radical polymerization initiator 1 (irgacure 1173 manufactured by BASF) ... 0.3% by mass
Defoamer (RS-408 manufactured by DIC) 0.2% by mass

<硬化物の作製>
DWS社製028Jについて、通常のレーザー光源を照射した後に、806nmの半導体レーザーを照射できるように追加改良を行った。なお、通常のレーザー光源、半導体レーザーは本発明でいう電磁波に該当する。
上記得られた硬化型組成物を100g秤量し、上記改良した装置を用いて積層ピッチを50μmにして造形物(硬化物)を作製した。得られた造形物はエタノールで十分に洗浄した後に、自然乾燥させた。造形物は、JIS K7191に記載された試験片をZ軸方向が最も長い辺となるように3本作製した。
<Production of cured product>
028J manufactured by DWS was additionally improved so that it could be irradiated with a semiconductor laser of 806 nm after being irradiated with a normal laser light source. It should be noted that ordinary laser light sources and semiconductor lasers correspond to the electromagnetic waves referred to in the present invention.
100 g of the curable composition obtained above was weighed, and a shaped product (cured product) was produced using the improved apparatus with a lamination pitch of 50 μm. After thoroughly washing the obtained shaped article with ethanol, it was allowed to air dry. As for the shaped article, three test pieces described in JIS K7191 were prepared so that the Z-axis direction was the longest side.

(実施例2)
以下の組成により硬化型組成物を作製し、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 2)
A curable composition was produced with the following composition, and a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

不飽和ポリエステル樹脂(DIC社製LP-921-N)・・・・・・99.5質量%
光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)・・・・・0.3質量%
消泡剤(DIC社製RS-408)・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
Unsaturated polyester resin (LP-921-N manufactured by DIC) 99.5% by mass
Photothermal conversion agent 1 (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) 0.3% by mass
Defoamer (RS-408 manufactured by DIC) 0.2% by mass

(実施例3)
以下の組成により硬化型組成物を作製し、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 3)
A curable composition was produced with the following composition, and a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

ポリアミック酸(宇部社製ユピアーAT)・・・・・・・・・・・・・99.4質量%
アニオン開始剤1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
(2-(9-Oxoxanthen-2-yl)propionic Acid 1,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene Salt(TCI社製))
光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)・・・・・0.2質量%
消泡剤(DIC社製RS-408)・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
Polyamic acid (UPIA AT manufactured by Ube Corporation) 99.4% by mass
Anionic initiator 1: 0.2% by mass
(2-(9-Oxoxanthen-2-yl)propionic Acid 1,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene Salt (manufactured by TCI))
Photothermal conversion agent 1 (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) 0.2% by mass
Defoamer (RS-408 manufactured by DIC) 0.2% by mass

(実施例4)
以下の組成により硬化型組成物を作製し、得られた硬化型組成物を用いて、電子線(アイ・エレクトロンビーム社製 0.1Gy)を照射した以外は実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 4)
A curable composition was prepared with the following composition, and a modeled object was produced in the same manner as in Example 1 except that the obtained curable composition was irradiated with an electron beam (0.1 Gy, manufactured by Eye Electron Beam). made.

液状エポキシ樹脂(DIC社製EPICLON EXA-4850)・49.6質量%
液状エポキシ樹脂(DIC社製EPICLON HP-4710)・・49.7質量%
カチオン開始剤1(ADEKA社製アデカアークルズSP-170)・・0.3質量%
光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)・・・・・0.2質量%
消泡剤(DIC社製RS-408)・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
Liquid epoxy resin (DIC EPICLON EXA-4850) 49.6% by mass
Liquid epoxy resin (EPICLON HP-4710 manufactured by DIC) 49.7% by mass
Cationic initiator 1 (ADEKA Arkles SP-170) 0.3% by mass
Photothermal conversion agent 1 (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) 0.2% by mass
Defoamer (RS-408 manufactured by DIC) 0.2% by mass

(実施例5)
以下の組成により硬化型組成物を作製し、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 5)
A curable composition was produced with the following composition, and a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

液状エポキシ樹脂(DIC社製EPICLON EXA-4850)・49.6質量%
液状エポキシ樹脂(DIC社製EPICLON HP-4710)・・49.7質量%
アニオン開始剤1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.3質量%
(2-(9-Oxoxanthen-2-yl)propionic Acid 1,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene Salt(TCI社製)
光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)・・・・・0.2質量%
消泡剤(DIC社製RS-408)・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
Liquid epoxy resin (DIC EPICLON EXA-4850) 49.6% by mass
Liquid epoxy resin (EPICLON HP-4710 manufactured by DIC) 49.7% by mass
Anionic initiator 1: 0.3% by mass
(2-(9-Oxoxanthen-2-yl)propionic Acid 1,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene Salt (manufactured by TCI)
Photothermal conversion agent 1 (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) 0.2% by mass
Defoamer (RS-408 manufactured by DIC) 0.2% by mass

(実施例6)
以下の組成により硬化型組成物を作製し、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 6)
A curable composition was produced with the following composition, and a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

フェノール樹脂(DIC社製EPICLON EXA-4850)・・49.6質量%
液状エポキシ樹脂(DIC社製EPICLON HP-4710)・・49.7質量%
カチオン開始剤1(ADEKA社製アデカアークルズSP-170)・・0.2質量%
光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)・・・・・0.2質量%
アニオン開始剤1・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・0.1質量%
(2-(9-Oxoxanthen-2-yl)propionic Acid 1,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene Salt(TCI社製)
消泡剤(DIC社製RS-408)・・・・・・・・・・・・・・・・・0.2質量%
Phenolic resin (EPICLON EXA-4850 manufactured by DIC) 49.6% by mass
Liquid epoxy resin (EPICLON HP-4710 manufactured by DIC) 49.7% by mass
Cationic initiator 1 (ADEKA Arkles SP-170) 0.2% by mass
Photothermal conversion agent 1 (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) 0.2% by mass
Anionic initiator 1: 0.1% by mass
(2-(9-Oxoxanthen-2-yl)propionic Acid 1,5,7-Triazabicyclo[4.4.0]dec-5-ene Salt (manufactured by TCI)
Defoamer (RS-408 manufactured by DIC) 0.2% by mass

(実施例7)
実施例1の硬化型組成物にガラスファイバー(日東紡績社製SS05-413、以下「GF1」と表記する)を硬化型組成物全体に対して20質量%加え、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した。これにより本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 7)
Glass fiber (SS05-413 manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., hereinafter referred to as "GF1") was added to the curable composition of Example 1 in an amount of 20% by mass relative to the entire curable composition, and Mazemazeman (manufactured by MISUGI Co., Ltd.) was added. and stirred for 10 minutes. Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例8)
実施例1の硬化型組成物にカーボンファイバー(クレカ社製M-2007S、以下「CF」と表記する)を硬化型組成物全体に対して20質量%加え、ラジカル重合開始剤の代わりに光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)を添加し、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した。これにより本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 8)
Carbon fiber (M-2007S manufactured by Kreca Co., hereinafter referred to as "CF") was added to the curable composition of Example 1 in an amount of 20% by mass with respect to the entire curable composition, and photothermal conversion was performed instead of the radical polymerization initiator. Agent 1 (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) was added and stirred for 10 minutes with a Mixing Man (manufactured by MISUGI). Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例9)
実施例1の硬化型組成物にアラミド繊維(帝人社製、以下「AF」と表記する)を硬化型組成物全体に対して20質量%加え、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した。これにより本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 9)
Add 20% by mass of aramid fiber (manufactured by Teijin, hereinafter referred to as "AF") to the curable composition of Example 1 with respect to the entire curable composition, and stir for 10 minutes with a Mixing Man (manufactured by MISUGI). did. Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例10)
実施例1の硬化型組成物にアルミファイバー(アルミナセブン社製、以下「AlF」と表記する)を硬化型組成物全体に対して20質量%加え、ラジカル重合開始剤の代わりに光熱変換剤1(SigmaAldrich社製IR-806)を添加し、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した。これにより本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 10)
Aluminum fiber (manufactured by Alumina Seven Co., hereinafter referred to as "AlF") was added to the curable composition of Example 1 in an amount of 20% by mass with respect to the entire curable composition, and photothermal conversion agent 1 was used instead of the radical polymerization initiator. (IR-806 manufactured by SigmaAldrich) was added and stirred for 10 minutes with a Maze-Maze Man (manufactured by MISUGI). Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例11)
実施例1の硬化型組成物に、GF1とは繊維長が異なるガラスファイバー(日東紡績社製、以下「GF2」と表記する)を硬化型組成物全体に対して40質量%加え、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した。これにより本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 11)
To the curable composition of Example 1, 40% by mass of glass fiber (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., hereinafter referred to as "GF2") having a different fiber length from GF1 was added to the entire curable composition, and a mixing man was added. (manufactured by MISUGI) and stirred for 10 minutes. Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例12)
実施例2において、不飽和ポリエステル樹脂を実施例3のポリアミック酸(宇部社製ユピアーAT)に変えて硬化型組成物を作製した。次いで、得られた硬化型組成物にガラスファイバー(日東紡績社製、「GF2」)を硬化型組成物全体に対して20質量%加え、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した。これにより本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 12)
A curable composition was produced by replacing the unsaturated polyester resin in Example 2 with the polyamic acid (Upia AT manufactured by Ube Corporation) of Example 3. Next, 20% by mass of glass fiber (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., "GF2") was added to the resulting curable composition, and the mixture was stirred for 10 minutes with a Mixing Man (manufactured by MISUGI). Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例13)
実施例11において、不飽和ポリエステル樹脂の代わりに、アルキド樹脂(荒川化学社製)原料に置き換えた。これにより、本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 13)
In Example 11, the unsaturated polyester resin was replaced with an alkyd resin (manufactured by Arakawa Chemical Co., Ltd.) raw material. Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例14)
実施例11において、不飽和ポリエステル樹脂の代わりに、ジアリルフタレート樹脂(住友ベークライト社製)に置き換えた。これにより、本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 14)
In Example 11, the unsaturated polyester resin was replaced with a diallyl phthalate resin (manufactured by Sumitomo Bakelite Co., Ltd.). Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(実施例15)
実施例11において、不飽和ポリエステル樹脂の代わりに、ウレタンアクリレート樹脂(日本ユピカ社製CBZ500LM-AS)とウレタン樹脂(三井化学社製タケネート500)原料を重量比で1対1になるように置き換えた。また、ラジカル重合開始剤1の量を0.15質量%、さらに光熱変換剤1を0.15質量%追加した。これにより、本実施例の硬化型組成物を得た。次いで、得られた硬化型組成物を用いて実施例1と同様に造形物を作製した。
(Example 15)
In Example 11, instead of the unsaturated polyester resin, urethane acrylate resin (CBZ500LM-AS manufactured by Nippon U-Pica Co., Ltd.) and urethane resin (Takenate 500 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) raw materials were substituted so that the weight ratio was 1:1. . In addition, 0.15% by mass of the radical polymerization initiator 1 and 0.15% by mass of the photothermal conversion agent 1 were added. Thus, a curable composition of this example was obtained. Next, a shaped article was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained curable composition.

(比較例1)
実施例1において、ラジカル重合開始剤1を入れなかった以外は、実施例1と同様にして造形を行った。しかし、造形物は作製できなかった。
(Comparative example 1)
Modeling was carried out in the same manner as in Example 1, except that the radical polymerization initiator 1 was not added. However, the model could not be produced.

(比較例2)
実施例1において、電磁波照射の代わりにアルファー線を照射した以外は、実施例1と同様にして、造形を行った。しかし、造形物はできなかった。
(Comparative example 2)
In Example 1, modeling was performed in the same manner as in Example 1, except that alpha rays were irradiated instead of electromagnetic wave irradiation. However, the molding was not possible.

(比較例3)
実施例3において、アニオン開始剤1及び光熱変換剤1を入れなかった以外は、実施例3と同様にして造形を行った。しかし、造形物は作製できなかった。
(Comparative Example 3)
Modeling was carried out in the same manner as in Example 3, except that the anionic initiator 1 and the photothermal conversion agent 1 were not added. However, the model could not be produced.

(比較例4)
実施例4において、アニオン開始剤1及び光熱変換剤1を入れなかった以外は、実施例4と同様にして造形を行った。しかし、造形物は作製できなかった。
(Comparative Example 4)
In Example 4, modeling was performed in the same manner as in Example 4, except that anionic initiator 1 and photothermal conversion agent 1 were not added. However, the model could not be produced.

(比較例5)
実施例6において、カチオン開始剤1、光熱変換剤1及びアニオン開始剤1を入れなかった以外は、実施例6と同様にして造形を行った。しかし、造形物は作製できなかった。
(Comparative Example 5)
Modeling was carried out in the same manner as in Example 6, except that the cationic initiator 1, the photothermal conversion agent 1 and the anionic initiator 1 were not added. However, the model could not be produced.

(比較例6)
実施例1において、不飽和ポリエステル樹脂をヒドロキシエチルアクリルアミド(KJケミカルズ社製)に変えた以外は、実施例1と同様にして造形を行った。
(Comparative Example 6)
Modeling was carried out in the same manner as in Example 1, except that the unsaturated polyester resin was changed to hydroxyethylacrylamide (manufactured by KJ Chemicals).

(比較例7)
比較例6において、GF1とは繊維径、繊維長が異なるガラスファイバー(日東紡績社製、以下「GF3」と表記する)を硬化型組成物全体に対して10質量%加え、まぜまぜマン(MISUGI社製)で10分間攪拌した以外は、比較例6と同様にして造形を行った。
(Comparative Example 7)
In Comparative Example 6, 10% by mass of a glass fiber (manufactured by Nitto Boseki Co., Ltd., hereinafter referred to as "GF3") having a different fiber diameter and fiber length from GF1 was added to the entire curable composition, and Mazemazeman (MISUGI Modeling was carried out in the same manner as in Comparative Example 6, except that the mixture was stirred for 10 minutes.

(評価)
実施例及び比較例のうち、造形できたものについて、JIS K7191に準じて荷重たわみ試験を行った。測定装置は、東洋精機社製HOT TESTER 3M-2を用い、試験はフラットワイズ方式で1.8MPaで荷重し、0.34mm変動したときの温度を荷重たわみ温度とした。60℃以上を合格とし、70℃以上、80℃以上と高温になるほど、より耐熱性や強度が向上しているといえるため好ましい。
(evaluation)
Of the examples and comparative examples, the molded products were subjected to a deflection test under load according to JIS K7191. A HOT TESTER 3M-2 manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. was used as the measuring device, and the test was performed by a flatwise method with a load of 1.8 MPa, and the temperature when the load changed by 0.34 mm was taken as the deflection temperature under load. A temperature of 60° C. or higher is acceptable, and a temperature of 70° C. or higher and 80° C. or higher is preferable because it can be said that the heat resistance and strength are further improved.

組成及び評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the composition and evaluation results.

Figure 0007180068000001
Figure 0007180068000001

10 ステージ
20 硬化型組成物
30 電子線・電磁波
40 硬化物
10 stage 20 curable composition 30 electron beam/electromagnetic wave 40 cured product

特許第5605589号公報Japanese Patent No. 5605589 特許第5774825号公報Japanese Patent No. 5774825 特開平10-101754号公報JP-A-10-101754 特許第3971412号公報Japanese Patent No. 3971412

Claims (7)

電子線及び電磁波の少なくとも一方により重合する硬化型液体組成物であって、
熱硬化性樹脂の前駆体と、重合開始剤と、ファイバーと、を含み、
23℃で液体であり、
前記ファイバーは、繊維径が2~25μmであり、繊維長が50μm以上300μm以下であり、該硬化型液体組成物に対して合計で20質量%以上60質量%以下含まれ、
前記熱硬化性樹脂は、不飽和ポリエステル樹脂であり、
硬化後の該硬化型液体組成物は、JIS K7191の測定方法において、1.8MPaで荷重したときの荷重たわみ温度が120℃以上であり、
前記ファイバーの繊維径及び繊維長は、平均値を表し、前記硬化後の該硬化型液体組成物について、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope、SEM)により測定を行い、5箇所の平均を求めて得られたものであることを特徴とする光造形用硬化型液体組成物。
A curable liquid composition polymerized by at least one of an electron beam and an electromagnetic wave,
including a thermosetting resin precursor, a polymerization initiator, and fibers;
is liquid at 23°C,
The fibers have a fiber diameter of 2 to 25 μm, a fiber length of 50 μm or more and 300 μm or less , and are contained in a total of 20% or more and 60% or less by mass with respect to the curable liquid composition,
The thermosetting resin is an unsaturated polyester resin,
The curable liquid composition after curing has a deflection temperature under load of 120° C. or higher when a load of 1.8 MPa is applied according to the measurement method of JIS K7191.
The fiber diameter and fiber length of the fiber represent average values, and the curable liquid composition after curing is measured with a scanning electron microscope (SEM), and the average of five points is obtained. A curable liquid composition for stereolithography , which is obtained by :
前記重合開始剤は、ラジカル重合開始剤、カチオン重合開始剤、アニオン重合開始剤及び光熱変換剤から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1に記載の硬化型液体組成物。 2. The curable liquid composition according to claim 1, wherein the polymerization initiator is one or more selected from radical polymerization initiators, cationic polymerization initiators, anionic polymerization initiators and photothermal conversion agents. 前記熱硬化性樹脂の前駆体は、電子線又は電磁波により重合するモノマーもしくはオリゴマー又はモノマーとオリゴマーの混合物からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の硬化型液体組成物。 3. The curable liquid composition according to claim 1, wherein the thermosetting resin precursor comprises a monomer, an oligomer, or a mixture of a monomer and an oligomer that is polymerized by electron beams or electromagnetic waves. 前記ファイバーは、ガラスファイバー及びアラミドファイバーから選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の硬化型液体組成物。 4. The curable liquid composition according to any one of claims 1 to 3, wherein said fiber is one or more selected from glass fiber and aramid fiber. 請求項1~のいずれかに記載の硬化型液体組成物からなることを特徴とする硬化物。 A cured product comprising the curable liquid composition according to any one of claims 1 to 4 . ステージ上又はステージ下に硬化型液体組成物からなる薄層を形成する薄層形成工程と、
前記薄層の少なくとも一部に電子線及び電磁波の少なくとも一方を照射して硬化する硬化工程と、を有し、
前記硬化型液体組成物が請求項1~のいずれかに記載の硬化型液体組成物であることを特徴とする硬化物の製造方法。
a thin layer forming step of forming a thin layer of the curable liquid composition on or under the stage;
a curing step of irradiating at least part of the thin layer with at least one of an electron beam and an electromagnetic wave to cure the thin layer;
A method for producing a cured product, wherein the curable liquid composition is the curable liquid composition according to any one of claims 1 to 4 .
ステージ上又はステージ下に硬化型液体組成物からなる薄層を形成する薄層形成手段と、
前記薄層の少なくとも一部に電子線及び電磁波の少なくとも一方を照射して硬化する硬化手段と、を有し、
前記硬化型液体組成物が請求項1~のいずれかに記載の硬化型液体組成物であることを特徴とする硬化物の製造装置。
a thin layer forming means for forming a thin layer of a curable liquid composition on or under the stage;
a curing means for curing by irradiating at least part of the thin layer with at least one of an electron beam and an electromagnetic wave;
An apparatus for producing a cured product, wherein the curable liquid composition is the curable liquid composition according to any one of claims 1 to 4 .
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