JP7398299B2 - Photocurable composition set for 3D printers, photoprinted products using the same, and manufacturing methods thereof - Google Patents
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Description
本発明は、3Dプリンター用光硬化性組成物セット、それを用いた光造形品ならびにその製造方法に関する。 The present invention relates to a photocurable composition set for 3D printers, a stereolithographic article using the same, and a method for manufacturing the same.
近年、3Dプリンターでは、インクジェットノズルから吐出した液状の光硬化性組成物を硬化させ、積層して光造形するインクジェット方式による光造形法が提案されている。この光造形法を用いた3Dプリンター用インクは、UV等の光硬化により成型体を構成するモデル材用の光硬化性組成物と、モデル材を立体的に積み上げる際のサポート材用の光硬化性組成物とのセットになっている。サポート材の上にモデル材を積層することで、オーバーハング構造や中空構造を造形することが可能となる。 In recent years, for 3D printers, an inkjet-based stereolithography method has been proposed in which a liquid photocurable composition discharged from an inkjet nozzle is cured and layered for stereolithography. The ink for 3D printers using this stereolithography method consists of a photocurable composition for the model material that forms the molded body by photocuring with UV or other light, and a photocurable composition for the support material when stacking the model materials three-dimensionally. It comes in a set with a sex composition. By layering model materials on top of support materials, it is possible to create overhang structures and hollow structures.
上記光造形法では、3Dプリンターでモデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物を同時に吐出した後に1層毎に光硬化して硬化物とし、この硬化物の積層体からサポート材用光硬化性組成物の硬化物を除去することにより目的とする造形物を得る。造形物の造形精度を向上させるためには、同時に吐出されたモデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物の相性が重要である。なぜならば、吐出した際にモデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物の相性が悪いと、接触した界面において含有成分が析出したり白濁するためである。そこで、界面における相溶性を高めることが検討されてきた。 In the above stereolithography method, a photocurable composition for model material and a photocurable composition for support material are simultaneously discharged using a 3D printer, and then photocured layer by layer to form a cured product. The desired shaped object is obtained by removing the cured product of the photocurable composition for support material. In order to improve the modeling accuracy of the model material, the compatibility between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material that are discharged at the same time is important. This is because, if the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material have poor compatibility when discharged, the components will precipitate or become cloudy at the interface where they come into contact. Therefore, efforts have been made to improve the compatibility at the interface.
特許文献1には、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樹脂組成物(モデル材用光硬化性組成物)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樹脂組成物(サポート材用光硬化性組成物)とを組み合わせてなる光造形用インクセットであって、前記モデル材用樹脂組成物の表面張力Mt(mN/m)が前記サポート材用樹脂組成物の表面張力St(mN/m)よりも大きく、かつ、前記表面張力Mt及び前記表面張力Stが0<Mt-St<5を満足する光造形用インクセットが記載されている。 Patent Document 1 describes a resin composition for model materials (photocurable composition for model materials) used in inkjet stereolithography and used for modeling model materials, and a resin composition for modeling support materials. An ink set for stereolithography formed by combining a resin composition for a support material (photocurable composition for a support material) used for a model material, wherein the surface tension Mt (mN/m) of the resin composition for a model material is is larger than the surface tension St (mN/m) of the support material resin composition, and the surface tension Mt and the surface tension St satisfy 0<Mt-St<5. has been done.
本発明者らは、上記光造形法に用いる3Dプリンター用光硬化性組成物セットおいて、同時に吐出されたモデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物の界面において適度な相溶性を有することにより、造形性に優れた3Dプリンター用光硬化性組成物セットを提供できることを見出した。 The present inventors have discovered that, in a photocurable composition set for a 3D printer used in the above-mentioned stereolithography method, at the interface between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material that are simultaneously discharged, It has been found that by having compatibility, it is possible to provide a photocurable composition set for 3D printers with excellent modeling properties.
従って、本発明の課題は、モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物が、界面において適度な相溶性を有することにより、造形性に優れた3Dプリンター用光硬化性組成物セットを提供すること、それを用いた成形性に優れた光造形品ならびにその製造方法を提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to create a photocurable composition for 3D printers with excellent modeling properties by having a photocurable composition for a model material and a photocurable composition for a support material have appropriate compatibility at the interface. The object of the present invention is to provide a product set, a stereolithographic product with excellent moldability using the same, and a method for manufacturing the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、3Dプリンター用光硬化性組成物セットにおいて、サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートとのハンセン溶解度パラメーター距離が所定の関係を満たすことにより、上記課題が解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research in order to solve the above problems, the present inventors have determined that the Hansen solubility parameter distance between the photocurable composition for support material and isobornyl acrylate in a photocurable composition set for 3D printers is The present invention has been completed by discovering that the above problem can be solved by satisfying a predetermined relationship.
すなわち、本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットは、非水溶性単量体(A)と光重合開始剤(B)とを含むモデル材用光硬化性組成物、及び、水溶性単量体(C)と光重合開始剤(D)とを含むサポート材用光硬化性組成物を含み、該サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートとのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)である。上記HSPDがこのような範囲に含まれるとき、該モデル材用光硬化性組成物と該サポート材用光硬化性組成物との相溶性及び水溶解性に優れる。 That is, the photocurable composition set for a 3D printer of the present invention includes a photocurable composition for a model material containing a water-insoluble monomer (A) and a photopolymerization initiator (B), and a water-soluble monomer. a photocurable composition for a support material containing a polymer (C) and a photopolymerization initiator (D), and the Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for a support material and isobornyl acrylate is 12. .9 (MPa 1/2 )<HSPD<17.3 (MPa 1/2 ). When the HSPD is within this range, the compatibility and water solubility between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are excellent.
また、本発明の光造形品は、上記3Dプリンター用光硬化性組成物セットを光硬化させてなる。
さらに、本発明の光造形品の製造方法は、上記3Dプリンター用光硬化性組成物セットを光硬化させて硬化物を得る工程(I)、及び、該硬化物から、上記サポート材用光硬化性組成物が光硬化された硬化物を除去する工程(II)を含んでいる。
Further, the stereolithographic article of the present invention is obtained by photocuring the photocurable composition set for 3D printers.
Furthermore, the method for producing a stereolithographic article of the present invention includes a step (I) of photocuring the photocurable composition set for a 3D printer to obtain a cured product; The method includes a step (II) of removing a cured product obtained by photocuring the composition.
本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セット、それを用いた光造形品ならびにその製造方法によれば、モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物が、界面において適度な相溶性を有することにより、造形性に優れた3Dプリンター用光硬化性組成物セット、ならびにそれを用いた成形性に優れた光造形品を提供できる。 According to the photocurable composition set for 3D printers, the stereolithographic article using the same, and the manufacturing method thereof of the present invention, the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material can be properly mixed at the interface. By having such compatibility, it is possible to provide a photocurable composition set for a 3D printer with excellent moldability, and a photoprinted article using the same with excellent moldability.
[3Dプリンター用光硬化性組成物セット]
本発明に係る3Dプリンター用光硬化性組成物セット(以下、単に組成物セットという場合がある)は、非水溶性単量体(A)と光重合開始剤(B)とを含むモデル材用光硬化性組成物、及び、水溶性単量体(C)と光重合開始剤(D)とを含むサポート材用光硬化性組成物を含んでいる。該サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートとのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが、12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)の範囲に含まれるとき、該モデル材用光硬化性組成物と該サポート材用光硬化性組成物との相溶性及び水溶解性に優れる。
[Photocurable composition set for 3D printer]
The photocurable composition set for 3D printers (hereinafter sometimes simply referred to as composition set) according to the present invention is for model materials containing a water-insoluble monomer (A) and a photopolymerization initiator (B). It contains a photocurable composition, and a photocurable composition for a support material containing a water-soluble monomer (C) and a photopolymerization initiator (D). When the Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and isobornyl acrylate is in the range of 12.9 (MPa 1/2 )<HSPD<17.3 (MPa 1/2 ) , the compatibility and water solubility between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are excellent.
(モデル材用光硬化性組成物)
本発明に係る3Dプリンター用光硬化性組成物セットに含まれるモデル材用光硬化性組成物(以下、単にモデル材用組成物という場合がある)は、非水溶性単量体(A)と光重合開始剤(B)とを含む。
上記モデル材用光硬化性組成物は、非水溶性単量体(A)以外の単量体を含んでいても良い。
(Photocurable composition for model material)
The photocurable composition for model materials (hereinafter sometimes simply referred to as the composition for model materials) included in the photocurable composition set for 3D printers according to the present invention contains a water-insoluble monomer (A). Contains a photopolymerization initiator (B).
The photocurable composition for model materials may contain monomers other than the water-insoluble monomer (A).
上記モデル材用光硬化性組成物に含まれる非水溶性単量体(A)としては、光硬化性を有する単量体で、非水溶性エチレン性不飽和単量体が好ましく、水溶解度(20℃)が20g/L未満の、単官能エチレン性不飽和単量体や多官能エチレン性不飽和単量体等が挙げられる。具体的には、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸等の直鎖または分岐のアルキル(メタ)アクリレート;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、4-t-シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(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、ジメチロールトリシクロデカンジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、N-ヒドロキシフェニル(メタ)アクリレート、等の脂環含有(メタ)アクリレート;テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-メチル-2-エチル-1,3-ジオキソラン、4-(メタ)アクリロイルオキシメチル-2-シクロヘキシル-1,3-ジオキソラン、アダマンチル(メタ)アクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマール(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸グリシジル等の複素環含有(メタ)アクリレート;トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、1,9-ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、3-メチル-1,5-ペンタンジオールジ(メタ)アクリレート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、2-(2-ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート等の直鎖または分岐のアルキレングリコール(メタ)アクリレート;炭素数が1~12のアルキル基を導入したN-アルキル(メタ)アクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、メチルビニルエーテル、スチレン、N-ビニルカプロラクタム等のビニル化合物、アリルオキシメチルアクリル酸メチルなどが挙げられる。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。またこれらの非水溶性単量体(A)は金属成分を含まない単量体であることが好ましい。 The water-insoluble monomer (A) contained in the photocurable composition for model materials is a photocurable monomer, preferably a water-insoluble ethylenically unsaturated monomer, and has a water solubility ( Examples include monofunctional ethylenically unsaturated monomers and polyfunctional ethylenically unsaturated monomers having a temperature of less than 20 g/L (20°C). Specifically, for example, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, isostearyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate. Acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, linear or branched alkyl (meth)acrylates such as acrylic acid; cyclohexyl (meth)acrylate, 4-t-cyclohexyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate; ) acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, dimethylol tricyclodecane di(meth)acrylate, tricyclodecane dimethanol di(meth)acrylate, N-hydroxyphenyl (meth)acrylate, etc. ) Acrylate; Tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, 4-(meth)acryloyloxymethyl-2-methyl-2-ethyl-1,3-dioxolane, 4-(meth)acryloyloxymethyl-2-cyclohexyl-1,3 - Heterocycle-containing (meth)acrylates such as dioxolane, adamantyl (meth)acrylate, cyclic trimethylolpropane formal (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate; tripropylene glycol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol Di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 3-methyl-1,5-pentanediol di(meth)acrylate, 2-n-butyl-2 - Straight chain or branched alkylene glycol (meth)acrylate such as ethyl-1,3-propanediol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, 2-(2-vinyloxyethoxy)ethyl(meth)acrylate ; (meth)acrylamides such as N-alkyl (meth)acrylamide into which an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms has been introduced; vinyl compounds such as vinyl acetate, vinyl propionate, methyl vinyl ether, styrene, N-vinyl caprolactam, allyloxy Examples include methyl methyl acrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Moreover, these water-insoluble monomers (A) are preferably monomers that do not contain metal components.
上記非水溶性単量体(A)の含有量は、モデル材用光硬化性組成物の硬化性を向上させる観点から、上記モデル材用光硬化性組成物全体100質量%に対して、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましい。また、90質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましい。なお、上記非水溶性単量体(A)が2種以上含まれる場合、含有量は、各成分の含有量の合計である。 From the viewpoint of improving the curability of the photocurable composition for model materials, the content of the water-insoluble monomer (A) is 15% by mass based on 100% by mass of the entire photocurable composition for model materials. It is preferably at least 20% by mass, more preferably at least 20% by mass. Further, it is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less. In addition, when two or more types of the above-mentioned water-insoluble monomers (A) are contained, the content is the total content of each component.
また、モデル材用光硬化性組成物に含まれる単量体総量に対する上記非水溶性単量体(A)の含有量は、モデル材用光硬化性組成物の硬化性を向上させる観点から、50~100質量%であることが好ましく、60~100質量%であることがより好ましい。なお、上記非水溶性単量体(A)が2種以上含まれる場合、含有量は、各成分の含有量の合計である。 In addition, the content of the water-insoluble monomer (A) relative to the total amount of monomers contained in the photocurable composition for model materials is determined from the viewpoint of improving the curability of the photocurable composition for model materials. It is preferably 50 to 100% by mass, more preferably 60 to 100% by mass. In addition, when two or more types of the above-mentioned water-insoluble monomers (A) are contained, the content is the total content of each component.
上記モデル材用光硬化性組成物に含まれる光重合開始剤(B)としては、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のベンゾイン化合物;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-オン等のアセトフェノン化合物;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のアントラキノン化合物;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、[3-(3,4-ジメチル-9-オキソチオキサンテン-2-イル)オキシ-2-ヒドロキシプロピル]-トリメチルアザニウムクロリド等のチオキサントン化合物;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のケタール化合物;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のベンゾフェノン化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、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ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド;およびこれらの混合物等が挙げられる。 Examples of the photopolymerization initiator (B) contained in the photocurable composition for model materials include benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin isobutyl ether; acetophenone, 2,2 -diethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 1,1-dichloroacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-phenylpropan-1-one, diethoxyacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenyl Acetophenone compounds such as ketones, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one; 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-chloroanthraquinone, 2-amyl Anthraquinone compounds such as anthraquinone; 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, [3-(3,4-dimethyl-9-oxothioxanthen-2-yl)oxy-2-hydroxypropyl] - Thioxanthone compounds such as trimethylazanium chloride; Ketal compounds such as acetophenone dimethyl ketal and benzyl dimethyl ketal; Benzophenone compounds such as benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, and 4,4'-bismethylaminobenzophenone; 2 , 4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis-(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide, etc. Examples include phosphine oxide; and mixtures thereof.
上記光重合開始剤(B)の含有量としては、モデル材用光硬化性組成物100質量%中、好ましくは0.05~10.0質量%、より好ましくは0.1~9.0質量%、さらに好ましくは2.0~8.0質量%である。なお、上記光重合開始剤(B)が2種以上含まれる場合、含有量は、各成分の含有量の合計である。 The content of the photopolymerization initiator (B) is preferably 0.05 to 10.0% by mass, more preferably 0.1 to 9.0% by mass based on 100% by mass of the photocurable composition for model material. %, more preferably 2.0 to 8.0% by mass. In addition, when two or more types of photopolymerization initiators (B) are included, the content is the total content of each component.
上記モデル材用光硬化性組成物には、本発明の効果を阻害しない範囲で必要により、他の成分を含有させることができる。具体的には、例えば、光開始助剤、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、重合性オリゴマー、水溶性単量体等が挙げられる。 The above-mentioned photocurable composition for model materials may contain other components as necessary within a range that does not impede the effects of the present invention. Specific examples include photoinitiation aids, polymerization inhibitors, surfactants, colorants, antioxidants, chain transfer agents, fillers, polymerizable oligomers, water-soluble monomers, and the like.
光開始助剤としては、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン、N,N-ジメチル-p-トルイジン、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸エチルエステル、N,N-ジメチルアミノ-p-安息香酸イソアミルエチルエステル、N,N-ジヒドロキシエチルアニリン、トリエチルアミンおよびN,N-ジメチルヘキシルアミン等の第3級アミン化合物が挙げられる。 Photoinitiation aids include N,N-dimethylaniline, N,N-diethylaniline, N,N-dimethyl-p-toluidine, N,N-dimethylamino-p-benzoic acid ethyl ester, N,N-dimethyl Examples include tertiary amine compounds such as amino-p-benzoic acid isoamylethyl ester, N,N-dihydroxyethylaniline, triethylamine and N,N-dimethylhexylamine.
重合禁止剤としては、(アルキル)フェノール、ハイドロキノン、カテコール、レゾルシン、p-メトキシフェノール、t-ブチルカテコール、t-ブチルハイドロキノン、ピロガロール、1,1-ピクリルヒドラジル、フェノチアジン、p-ベンゾキノン、ニトロソベンゼン、2,5-ジ-t-ブチル-p-ベンゾキノン、ジチオベンゾイルジスルフィド、ピクリン酸、クペロン、アルミニウムN-ニトロソフェニルヒドロキシルアミン、トリ-p-ニトロフェニルメチル、N-(3-オキシアニリノ-1,3-ジメチルブチリデン)アニリンオキシド、ジブチルクレゾール、シクロヘキサノンオキシムクレゾール、グアヤコール、o-イソプロピルフェノール、ブチラルドキシム、メチルエチルケトキシム、シクロヘキサノンオキシム等が挙げられる。 Polymerization inhibitors include (alkyl)phenol, hydroquinone, catechol, resorcinol, p-methoxyphenol, t-butylcatechol, t-butylhydroquinone, pyrogallol, 1,1-picrylhydrazyl, phenothiazine, p-benzoquinone, and nitrosinol. Benzene, 2,5-di-t-butyl-p-benzoquinone, dithiobenzoyl disulfide, picric acid, cuperone, aluminum N-nitrosophenylhydroxylamine, tri-p-nitrophenylmethyl, N-(3-oxyanilino-1, Examples include 3-dimethylbutylidene) aniline oxide, dibutyl cresol, cyclohexanone oximcresol, guaiacol, o-isopropylphenol, butyraldoxime, methyl ethyl ketoxime, and cyclohexanone oxime.
界面活性剤としては、ノニルフェノールのエチレンオキサイド(以下EOと略記)1~40モル付加物、ステアリン酸EO1~40モル付加物等のPEG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の多価アルコール型非イオン界面活性剤;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のフッ素含有界面活性剤;ポリエーテル変性シリコーンオイル、(メタ)アクリレート変性シリコーンオイル等の変性シリコーンオイル等が挙げられる。 Examples of surfactants include PEG-type nonionic surfactants such as ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) 1 to 40 mol adduct of nonylphenol and 1 to 40 mol adduct of stearic acid; sorbitan palmitic acid monoester, sorbitan stearic acid. Polyhydric alcohol-type nonionic surfactants such as monoesters and sorbitan stearate triesters; fluorine-containing surfactants such as perfluoroalkyl EO 1 to 50 mole adducts, perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl betaines; Examples include modified silicone oils such as ether-modified silicone oil and (meth)acrylate-modified silicone oil.
着色剤としては、トルイジンレッド、パーマネントカーミンFB、ファストイエローG、ジスアゾイエローAAA、ジスアゾオレンジPMP、溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、キレートアゾ顔料、フタロシアニンブルー、インダントロンブルー、キナクリドンレッド、ジオキサジンバイオレット、塩基性染料、酸性染料、アニリンブラック、昼光蛍光顔料、ニトロソ顔料、ニトロ顔料、天然顔料、無機顔料としての金属酸化物、カーボンブラック等が挙げられる。 Colorants include toluidine red, permanent carmine FB, fast yellow G, disazo yellow AAA, disazo orange PMP, soluble azo pigment, condensed azo pigment, chelate azo pigment, phthalocyanine blue, indanthrone blue, quinacridone red, dioxazine violet, and base. Examples include natural pigments, acidic dyes, aniline black, daylight fluorescent pigments, nitroso pigments, nitro pigments, natural pigments, metal oxides as inorganic pigments, and carbon black.
酸化防止剤としては、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、ジラウリル3,3’-チオジプロピオネート、トリフェニルホスファイト、オクチル化ジフェニルアミン、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)等が挙げられる。 As antioxidants, 1,3,5-trimethyl-2,4,6-tris(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)benzene, dilauryl 3,3'-thiodipropionate, Examples include triphenyl phosphite, octylated diphenylamine, 2,6-di-t-butyl-p-cresol, 2,2'-methylenebis(4-methyl-6-t-butylphenol), and the like.
連鎖移動剤としては、ヒドロキノン、ジエチルメチルアミン、ジフェニルアミン、ジエチルジスルフィド、ジ-1-オクチルジスルフィド、トルエン、キシレン、1-ブテン、1-ノネン、ジクロロメタン、四塩化炭素、メタノール、1-ブタノール、エチルチオール、1-オクチルチオール、アセトン、メチルエチルケトン、2-メチル-2-プロピルアルデヒド、1-ペンチルアルデヒド、フェノール、m-クレゾール、p-クレゾール、o-クレゾール等が挙げられる。 Chain transfer agents include hydroquinone, diethylmethylamine, diphenylamine, diethyl disulfide, di-1-octyl disulfide, toluene, xylene, 1-butene, 1-nonene, dichloromethane, carbon tetrachloride, methanol, 1-butanol, ethylthiol. , 1-octylthiol, acetone, methyl ethyl ketone, 2-methyl-2-propyl aldehyde, 1-pentyl aldehyde, phenol, m-cresol, p-cresol, o-cresol and the like.
充填剤としては、アルミナ粉、シリカ粉、タルク、マイカ、クレー、水酸化アルミニウム、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、アルミニウム粉、銅粉、炭素繊維、ガラス繊維、コットン繊維、ナイロン繊維、アクリル繊維、レーヨン繊維、マイクロバルーン、カーボンブラック、金属硫化物、木粉等が挙げられる。 Fillers include alumina powder, silica powder, talc, mica, clay, aluminum hydroxide, calcium carbonate, calcium silicate, aluminum powder, copper powder, carbon fiber, glass fiber, cotton fiber, nylon fiber, acrylic fiber, and rayon. Examples include fibers, microballoons, carbon black, metal sulfides, and wood flour.
水溶性単量体としては、(メタ)アクリル酸;アクリロイルモルホリン;N-ビニルピロリドン;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。 Examples of water-soluble monomers include (meth)acrylic acid; acryloylmorpholine; N-vinylpyrrolidone; Examples include ethylene glycol (meth)acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth)acrylate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl (meth)acrylate, glycerol (meth)acrylate, and methoxypolyethylene glycol acrylate.
上記添加物は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
上記添加物の含有量としては、上記組成物100質量%中、好ましくは0.05~30質量%、より好ましくは0.05~20質量%である。
The above additives may be used alone or in combination of two or more.
The content of the additive is preferably 0.05 to 30% by mass, more preferably 0.05 to 20% by mass based on 100% by mass of the composition.
上記モデル材用光硬化性組成物は、上述した各種成分を用いて調製することができ、その調製手段や条件は特に限定されないが、例えば、一般的な撹拌羽根や超音波ホモジナイザー、高速ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、遊星撹拌装置、3本ロール、ボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミル、ダイノーミル等の混合又は撹拌できる装置を用いて撹拌・混合する方法が挙げられる。溶液調製後に各種フィルターを用いてろ過をしてもよい。 The above photocurable composition for model materials can be prepared using the various components mentioned above, and the preparation means and conditions are not particularly limited, but for example, a general stirring blade, an ultrasonic homogenizer, a high-speed homogenizer, Examples include a method of stirring and mixing using a device that can mix or stir, such as a high-pressure homogenizer, a planetary stirrer, a three-roll mill, a ball mill, a kitty mill, a disk mill, a pin mill, and a dyno mill. After the solution is prepared, it may be filtered using various filters.
上記モデル材用光硬化性組成物は、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、吐出温度での粘度が20mPa・s以下であることが好ましい。なお、モデル材用光硬化性組成物の粘度測定は、JIS Z 8803に準拠し、R100型粘度計を用いて行われる。 The photocurable composition for model material preferably has a viscosity of 20 mPa·s or less at the ejection temperature from the viewpoint of improving ejection properties from an inkjet head. The viscosity of the photocurable composition for model material is measured using an R100 viscometer in accordance with JIS Z 8803.
(サポート材用光硬化性組成物)
本発明に係る3Dプリンター用光硬化性組成物セットに含まれるサポート材用光硬化性組成物(以下、単にサポート材用組成物という場合がある)は、水溶性単量体(C)と光重合開始剤(D)とを含んでいる。上記サポート材用光硬化性組成物は水溶性である。
(Photocurable composition for support material)
The photocurable composition for support material (hereinafter sometimes simply referred to as the composition for support material) included in the photocurable composition set for 3D printers according to the present invention contains a water-soluble monomer (C) and photocurable composition. Contains a polymerization initiator (D). The photocurable composition for support material is water-soluble.
上記サポート材用光硬化性組成物に含まれる水溶性単量体(C)としては、水溶解度(20℃)が20g/L以上の単量体であれば特に限定されず、イオン性基と対イオンとを含有するイオン性単量体でも、非イオン性単量体でもよい。中でも、イオン性基と対イオンとを含有するイオン性単量体が好ましく、また、エチレン性不飽和基を分子内に1つ以上有する単量体が好ましい。より好ましくはイオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体である。
上記イオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体は、イオン性基と対イオンとを含有することにより、水溶性が高い。水溶解度(20℃)は100g/L以上であることが好ましく、200g/L以上であることがより好ましく、500g/L以上であることがさらに好ましい。
The water-soluble monomer (C) contained in the photocurable composition for support material is not particularly limited as long as it has a water solubility (20°C) of 20 g/L or more, and it has an ionic group and It may be an ionic monomer containing a counter ion or a nonionic monomer. Among these, ionic monomers containing an ionic group and a counter ion are preferred, and monomers having one or more ethylenically unsaturated groups in the molecule are preferred. More preferred is a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an ionic group and a counter ion.
The water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an ionic group and a counter ion has high water solubility because it contains an ionic group and a counter ion. The water solubility (at 20° C.) is preferably 100 g/L or more, more preferably 200 g/L or more, and even more preferably 500 g/L or more.
エチレン性不飽和基としては、エチレン基、プロペニル基、ブテニル基、ビニルフェニル基、(メタ)アクリル基、アリルエーテル基、ビニルエーテル基、マレイル基、マレイミド基、(メタ)アクリルアミド基、アセチルビニル基およびビニルアミド基などが挙げられる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」、「メタクリル」の双方又は何れかを意味し、「(メタ)アクリレート」は「アクリレート」、「メタクリレート」の双方又は何れかを意味する。なかでも、(メタ)アクリル基、ビニルエーテル基および(メタ)アクリルアミド基が好ましく、(メタ)アクリル基がより好ましい。 Ethylenically unsaturated groups include ethylene group, propenyl group, butenyl group, vinylphenyl group, (meth)acrylic group, allyl ether group, vinyl ether group, maleyl group, maleimide group, (meth)acrylamide group, acetylvinyl group, and Examples include vinylamide groups. In this specification, "(meth)acrylic" means "acrylic" and/or "methacrylic", and "(meth)acrylate" means "acrylate" and/or "methacrylate". means. Among these, (meth)acrylic group, vinyl ether group and (meth)acrylamide group are preferred, and (meth)acrylic group is more preferred.
上記イオン性基としては、カルボン酸、リン酸、スルホン酸等が挙げられる。中でもカルボン酸が好ましい。 Examples of the ionic group include carboxylic acid, phosphoric acid, and sulfonic acid. Among them, carboxylic acids are preferred.
上記対イオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、アンモニウムイオン等の1価の対イオン;亜鉛イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、ネオジウムイオン等の多価の金属イオンなどが挙げられる。中でも、1価の対イオンが好ましく、ナトリウムイオン、カリウムイオン、またはアンモニウムイオンがより好ましく用いられ、さらに好ましくはカリウムイオンが用いられる。1価の対イオンに加えて、亜鉛イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン、アルミニウムイオン、またはネオジウムイオンなどの多価の金属イオンを用いることも好ましい。 Examples of the counter ions include monovalent counter ions such as sodium ions, potassium ions, and ammonium ions; polyvalent metal ions such as zinc ions, magnesium ions, calcium ions, aluminum ions, and neodymium ions. Among these, monovalent counter ions are preferred, sodium ions, potassium ions, or ammonium ions are more preferred, and potassium ions are even more preferred. In addition to monovalent counterions, it is also preferred to use polyvalent metal ions such as zinc ions, magnesium ions, calcium ions, aluminum ions, or neodymium ions.
対イオンとして、1価の対イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体と、多価の金属イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体とを併用した場合に、サポート材用光硬化性組成物を光硬化して得られる硬化物のサポート性をより向上できる。また、これらに加えて、さらに後述の有機酸及び/又はその塩と併用することは本発明の好ましい形態である。多価金属イオンで好ましくは、亜鉛イオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオンである。 When a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a monovalent counter ion and a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a polyvalent metal ion are used together as counter ions, The support properties of the cured product obtained by photocuring the photocurable composition can be further improved. Moreover, in addition to these, it is a preferable form of the present invention to use together with an organic acid and/or a salt thereof, which will be described later. Preferred polyvalent metal ions are zinc ion, magnesium ion, and calcium ion.
上記サポート材用光硬化性組成物中に好ましくは含まれるイオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体の含有量としては、上記組成物100質量%中、上限としては好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下、下限としては好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。このようにした場合に、サポート材用光硬化性組成物のサポート性をより向上できる。 The content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing an ionic group and a counter ion, which is preferably contained in the photocurable composition for a support material, is set as an upper limit based on 100% by mass of the composition. is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, and the lower limit is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more. be. In this case, the support properties of the photocurable composition for support material can be further improved.
また、上記サポート材用光硬化性組成物に含まれる単量体総量に対する上記イオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体の含有量は、上記サポート材用光硬化性組成物の水溶性を向上させる観点から、60~100質量%であることが好ましく、70~100質量%であることがより好ましい。なお、上記イオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体が2種以上含まれる場合、含有量は、各成分の含有量の合計である。 In addition, the content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing the ionic group and counter ion with respect to the total amount of monomers contained in the photocurable composition for support material is From the viewpoint of improving the water solubility of the composition, the amount is preferably 60 to 100% by mass, more preferably 70 to 100% by mass. In addition, when two or more kinds of water-soluble ethylenically unsaturated monomers containing the above-mentioned ionic group and counter ion are contained, the content is the total content of each component.
対イオンとして1価の対イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体と、対イオンとして多価の金属イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体と、の合計含有量としては、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。下限としては、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。 The total content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a monovalent counterion as a counterion and the water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a polyvalent metal ion as a counterion is The upper limit of 100% by mass of the photocurable composition for support material is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40% by mass or less. The lower limit is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more.
対イオンとして1価の対イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。下限としては、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上である。 The upper limit of the content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a monovalent counterion is preferably 50% by mass or less, based on 100% by mass of the photocurable composition for support material. Preferably it is 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less. The lower limit is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more.
対イオンとして多価の金属イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、下限としては好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
上記のようにした場合にサポート材用光硬化性組成物のサポート性とともに溶解性をより向上できる。
The upper limit of the content of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a polyvalent metal ion as a counter ion is preferably 40% by mass or less, more preferably 40% by mass or less in 100% by mass of the photocurable composition for support material. is 30% by mass or less, and the lower limit is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more.
In the case described above, the support properties and solubility of the photocurable composition for support material can be further improved.
上記サポート材用光硬化性組成物に含まれる、イオン性基としてのカルボン酸と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、3-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、4-(メタ)アクリロイルオキシ安息香酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2-(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸、2-ビニル安息香酸、3-ビニル安息香酸、4-ビニル安息香酸、N-(メタ)アクリロイルアスパラギン酸、ω-(メタ)アクロイルアルカン-1,1ジカルボン酸類の、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩等の1価塩;亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、またはネオジウム塩等の多価塩などが挙げられる。
中でも、ナトリウム塩、カリウム塩等のアルカリ金属塩及びアンモニウム塩等の1価塩が好ましく、より好ましくはナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩である。さらに好ましくはカリウム塩である。
Examples of water-soluble ethylenically unsaturated monomers containing carboxylic acid as an ionic group and counter ions included in the photocurable composition for support materials include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and fumaric acid. , 2-(meth)acryloyloxybenzoic acid, 3-(meth)acryloyloxybenzoic acid, 4-(meth)acryloyloxybenzoic acid, 2-(meth)acryloyloxyethylhexahydrophthalic acid, 2-(meth) Acryloyloxyethyl phthalic acid, 2-(meth)acryloyloxyethylsuccinic acid, 2-vinylbenzoic acid, 3-vinylbenzoic acid, 4-vinylbenzoic acid, N-(meth)acryloyl aspartic acid, ω-(meth) Monovalent salts such as alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts and ammonium salts of acroylalkane-1,1 dicarboxylic acids; polyvalent salts such as zinc salts, magnesium salts, calcium salts, aluminum salts, or neodymium salts Examples include.
Among these, alkali metal salts such as sodium salts and potassium salts and monovalent salts such as ammonium salts are preferred, and sodium salts, potassium salts, and ammonium salts are more preferred. More preferred is potassium salt.
カルボン酸の1価塩と多価金属塩を併用した場合に、サポート材用光硬化性組成物を光硬化して得られる硬化物のサポート性をより向上できる。また、これらに加えて、さらに後述の有機酸及び/又はその塩と併用することは本発明の好ましい形態である。カルボン酸多価金属塩で好ましくは、亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩である。 When a monovalent salt of a carboxylic acid and a polyvalent metal salt are used together, the support properties of a cured product obtained by photocuring a photocurable composition for a support material can be further improved. Moreover, in addition to these, it is a preferable form of the present invention to use together with an organic acid and/or a salt thereof, which will be described later. Among the polyvalent metal carboxylic acid salts, preferred are zinc salts, magnesium salts, and calcium salts.
カルボン酸の1価塩と多価金属塩の合計含有量としては、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。下限としては、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。 The upper limit of the total content of monovalent salts and polyvalent metal salts of carboxylic acid in 100% by mass of the photocurable composition for support material is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, More preferably, it is 40% by mass or less. The lower limit is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more.
カルボン酸の1価塩の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。下限としては、好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上である。 The upper limit of the content of the monovalent salt of carboxylic acid is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less in 100% by mass of the photocurable composition for support material. It is. The lower limit is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more.
カルボン酸の多価金属塩の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、下限としては好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
上記のようにした場合に、サポート材用光硬化性組成物のサポート性とともに溶解性をより向上できる。
The content of the polyvalent metal salt of carboxylic acid is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and preferably 5% by mass as the lower limit, based on 100% by mass of the photocurable composition for support material. % or more, more preferably 10% by mass or more.
In the case described above, the support properties and solubility of the photocurable composition for support material can be further improved.
イオン性基としてのカルボン酸と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体としては、カルボン酸に含まれる炭素数が3~15のナトリウム塩、カリウム塩、亜鉛塩、及びカルシウム塩が好ましく、炭素数3~12のナトリウム塩、カリウム塩、亜鉛塩、及びカルシウム塩がより好ましい。上記炭素数としては、炭素数3~9がより好ましく、炭素数3~6がさらに好ましい。中でも、(メタ)アクリル酸カリウム、(メタ)アクリル酸ナトリウム、(メタ)アクリル酸亜鉛、(メタ)アクリル酸カルシウムが特に好ましい。炭素数が少ない単量体を用いることにより、分子中の疎水性部分を小さくすることができ、水溶性エチレン性不飽和単量体の水溶性をより高められる。 Examples of water-soluble ethylenically unsaturated monomers containing carboxylic acid as an ionic group and a counter ion include sodium salts, potassium salts, zinc salts, and calcium salts containing 3 to 15 carbon atoms in the carboxylic acid. are preferred, and sodium salts, potassium salts, zinc salts, and calcium salts having 3 to 12 carbon atoms are more preferred. The number of carbon atoms is more preferably 3 to 9 carbon atoms, and even more preferably 3 to 6 carbon atoms. Among these, potassium (meth)acrylate, sodium (meth)acrylate, zinc (meth)acrylate, and calcium (meth)acrylate are particularly preferred. By using a monomer with a small number of carbon atoms, the hydrophobic portion in the molecule can be made small, and the water solubility of the water-soluble ethylenically unsaturated monomer can be further increased.
上記サポート材用光硬化性組成物に好ましくは含まれる、イオン性基としてのリン酸と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、モノ(2-アクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート、モノ(2-メタクリロイルオキシエチル)アシッドホスフェート、ジフェニル(2-アクリロイルオキシエチル)ホスフェート、ジフェニル(2-メタクリロイルオキシエチル)ホスフェート、フェニル(2-アクリロイルオキシエチル)ホスフェート、アシッドホスホオキシエチルメタクリレート、メタクロイルオキシエチルアシッドホスフェート、ホスホオキシポリオキシエチレングリコールモノメタクリレート、アシッド・ホスホオキシポリオキシプロピレングリコールメタクリレート、(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシプロピルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロピルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシ-3-ヒドロキシプロピルアシッドホスフェート、(メタ)アクリロイルオキシ-3-クロロ-2-ヒドロキシプロピルアシッドホスフェート、ならびにビニルリン酸、p-ビニルベンゼンリン酸等の分子内にホスホノ基を有する化合物の、ナトリウム塩、カリウム塩、及びアンモニウム塩が挙げられる。 The water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing phosphoric acid as an ionic group and a counter ion, which is preferably contained in the photocurable composition for support materials, is, for example, mono(2-acryloyloxyethyl ) acid phosphate, mono(2-methacryloyloxyethyl) acid phosphate, diphenyl (2-acryloyloxyethyl) phosphate, diphenyl (2-methacryloyloxyethyl) phosphate, phenyl (2-acryloyloxyethyl) phosphate, acid phosphooxyethyl methacrylate , methacroyloxyethyl acid phosphate, phosphooxypolyoxyethylene glycol monomethacrylate, acid phosphooxypolyoxypropylene glycol methacrylate, (meth)acryloyloxyethyl acid phosphate, (meth)acryloyloxypropyl acid phosphate, (meth)acryloyloxy -2-hydroxypropyl acid phosphate, (meth)acryloyloxy-3-hydroxypropyl acid phosphate, (meth)acryloyloxy-3-chloro-2-hydroxypropyl acid phosphate, as well as vinyl phosphoric acid, p-vinylbenzene phosphate, etc. Examples include sodium salts, potassium salts, and ammonium salts of compounds having a phosphono group in the molecule.
上記サポート材用光硬化性組成物に好ましくは含まれる、イオン性基としてのスルホン酸と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体としては、例えば、アリルスルホン酸、イソプレンスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミドエチルスルホン酸、3-(メタ)アクリルアミドプロピルスルホン酸、4-(メタ)アクリルアミドブチルスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、p-ビニルベンゼンスルホン酸、およびビニルスルホン酸等の化合物の、ナトリウム塩、カリウム塩、及びアンモニウム塩が挙げられる。上記例示のイオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体は、単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing sulfonic acid as an ionic group and a counter ion, which is preferably contained in the photocurable composition for support materials, includes, for example, allylsulfonic acid, isoprenesulfonic acid , 2-(meth)acrylamidoethylsulfonic acid, 3-(meth)acrylamidopropylsulfonic acid, 4-(meth)acrylamidobutylsulfonic acid, 2-(meth)acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, p-vinylbenzenesulfone Examples include sodium, potassium, and ammonium salts of acids and compounds such as vinylsulfonic acid. The above-exemplified water-soluble ethylenically unsaturated monomers containing an ionic group and a counter ion may be used alone or in combination of two or more.
上記サポート材用光硬化性組成物に好ましくは含まれる水溶性エチレン性不飽和単量体としては、アクリル酸塩が好ましく、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩、アンモニウム塩、アミン塩等、アクリル酸の1価塩がより好ましく、さらに好ましくはアルカリ金属塩又はアンモニウム塩、特に好ましくはナトリウム塩、カリウム塩又はアンモニウム塩である。最も好ましくはカリウム塩である。 The water-soluble ethylenically unsaturated monomer preferably contained in the photocurable composition for support material is preferably an acrylate, and alkali metal salts such as lithium, sodium, potassium, ammonium salts, amine salts, etc. More preferred are monovalent salts of acrylic acid, even more preferred are alkali metal salts or ammonium salts, particularly preferred are sodium salts, potassium salts or ammonium salts. Most preferred are potassium salts.
上記サポート材用光硬化性組成物に好ましくは含まれる水溶性エチレン性不飽和単量体としては、上記に加えて、亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、アルミニウム塩、またはネオジウム塩等のアクリル酸多価金属塩を含んでいてもよい。アクリル酸多価金属塩で好ましくは、亜鉛塩、マグネシウム塩、カルシウム塩である。 In addition to the above, water-soluble ethylenically unsaturated monomers preferably contained in the photocurable composition for support materials include acrylic acid salts such as zinc salts, magnesium salts, calcium salts, aluminum salts, or neodymium salts. It may also contain a polyvalent metal salt. Among the polyvalent metal salts of acrylic acid, preferred are zinc salts, magnesium salts, and calcium salts.
アクリル酸の1価塩と多価金属塩を併用した場合に、サポート材用光硬化性組成物を光硬化して得られる硬化物のサポート性をより向上できる。アクリル酸の1価塩と多価金属塩を併用する組み合わせとしては、アクリル酸カリウムとアクリル酸亜鉛の組み合わせが好ましい。アクリル酸亜鉛を併用することにより、より高い強度の硬化物を得ることができる。 When a monovalent salt of acrylic acid and a polyvalent metal salt are used together, the support properties of a cured product obtained by photocuring a photocurable composition for a support material can be further improved. As a combination of a monovalent salt of acrylic acid and a polyvalent metal salt, a combination of potassium acrylate and zinc acrylate is preferred. By using zinc acrylate in combination, a cured product with higher strength can be obtained.
アクリル酸の1価塩と多価金属塩の合計含有量としては、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては、好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。下限としては、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。
中でも、アクリル酸カリウムとアクリル酸亜鉛の合計含有量が、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、20~50質量%であることが好ましく、31~40質量%であることがより好ましい。このようにすることにより、組成物の粘度を低くすることができ、またアクリル酸塩の使用量を抑制することによりコストも低くできる。
The upper limit of the total content of monovalent salts and polyvalent metal salts of acrylic acid in 100% by mass of the photocurable composition for support materials is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, More preferably, it is 40% by mass or less. The lower limit is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more.
Among these, the total content of potassium acrylate and zinc acrylate is preferably 20 to 50% by mass, more preferably 31 to 40% by mass based on 100% by mass of the photocurable composition for support material. . By doing so, the viscosity of the composition can be lowered, and the cost can also be lowered by suppressing the amount of acrylate used.
また、アクリル酸の1価塩の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。下限としては、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは15質量%以上である。
アクリル酸の多価金属塩の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、上限としては好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、下限としては好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
上記のようにした場合にサポート材用光硬化性組成物のサポート性とともに溶解性をより向上できる。
The content of the monovalent salt of acrylic acid is preferably at most 50% by mass, more preferably at most 40% by mass, and even more preferably at most 30% by mass, based on 100% by mass of the photocurable composition for support material. % or less. The lower limit is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more.
The content of the polyvalent metal salt of acrylic acid is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and preferably 5% by mass as the lower limit in 100% by mass of the photocurable composition for support material. % or more, more preferably 10% by mass or more.
In the case described above, the support properties and solubility of the photocurable composition for support material can be further improved.
上記イオン性基と対イオンとを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体以外の水溶性エチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリル酸;アクリロイルモルホリン;N-ビニルピロリドン;(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-ヒドロキシエチルアクリルアミド、N-イソプロピルアクリルアミド等のアクリルアミド、メトキシトリエチレングリコール(メタ)アクリレート、エトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、2-(2-エトキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、グリセロール(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコールアクリレート等が挙げられる。 Examples of water-soluble ethylenically unsaturated monomers other than the above-mentioned water-soluble ethylenically unsaturated monomers containing an ionic group and a counter ion include (meth)acrylic acid; acryloylmorpholine; N-vinylpyrrolidone; ) acrylamide, acrylamide such as N,N-dimethylacrylamide, N-hydroxyethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, methoxytriethylene glycol (meth)acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth)acrylate, 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl ( Examples include meth)acrylate, glycerol (meth)acrylate, methoxypolyethylene glycol acrylate, and the like.
上記サポート材用光硬化性組成物中に含まれる水溶性単量体(C)の合計含有量としては、上記組成物100質量%中、上限としては好ましくは70質量%以下、より好ましくは60質量%以下、下限としては好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上、特に好ましくは20質量%超である。 The upper limit of the total content of water-soluble monomers (C) contained in the photocurable composition for support materials is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass, based on 100% by mass of the composition. The lower limit is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, particularly preferably more than 20% by mass.
上記サポート材用光硬化性組成物は、上記水溶性単量体(C)以外の他の不飽和単量体(例えば、水溶解度(20℃)が20g/L未満)を含んでいてもよい。上記他の不飽和単量体としては、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、イソアミル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、イソデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソミリスチル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、n-ステアリル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ジシクロペンテニル(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、メトキシエトキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、t-ブチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル-ジグリコール(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、2-シアノエチル(メタ)アクリレート、メチル=2-(ヒドロキシメチル)アクリレート、および2-エチルヘキシルカルビトール(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート;フェニルアリルエーテル、o-,m-,p-クレゾールモノアリルエーテル、ビフェニル-2-オールモノアリルエーテル、ビフェニル-4-オールモノアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、シクロヘキシルアリルエーテル、およびシクロヘキサンメタノールモノアリルエーテル等のアリルエーテル;ブチルビニルエーテル、ブチルプロペニルエーテル、ブチルブテニルエーテル、ヘキシルビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、フェニルビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、エチルエトキシビニルエーテル、アセチルエトキシエトキシビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル、およびアダマンチルビニルエーテル等のビニルエーテル;フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド、およびn-ヘキシルマレイミド等のマレイミド;ベンジルアクリレート、フェノキシエチルアクリレート、フェノキシエトキシエチルアクリレート、ビスフェノールAジアクリレート、ビスフェノールAのEO付加物ビス(メタ)アクリレート、ビスフェノールAのPO付加物ビス(メタ)アクリレート、水添ビスフェノールAのEO付加物ビス(メタ)アクリレート等の芳香族基を有するモノマーおよび脂環式基を有するモノマー;ポリオキシエチレンジ(メタ)アクリレート、ポリオキシプロピレンジ(メタ)アクリレート等のポリオキシアルキレンジ(メタ)アクリレート;ヒドロキシアルキル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
これらは1種で単独使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
The photocurable composition for support material may contain an unsaturated monomer other than the water-soluble monomer (C) (for example, water solubility (20°C) is less than 20 g/L). . Examples of the other unsaturated monomers include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, and pentyl (meth)acrylate. , isoamyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, isooctyl (meth)acrylate, isononyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, isodecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, iso Myristyl (meth)acrylate, isostearyl (meth)acrylate, n-stearyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxyethoxyethyl (meth)acrylate, methoxyethyl (meth)acrylate, butoxyethyl (meth)acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, dicyclopentenyl (meth)acrylate, dicyclopentanyl (meth)acrylate, methoxyethoxyethyl (meth)acrylate , 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, t-butylcyclohexyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl-diglycol (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 2-cyanoethyl (meth)acrylate, methyl 2-(hydroxymethyl)acrylate, and 2-ethylhexyl carbitol (meth)acrylate, etc. (Meth)acrylate; phenyl allyl ether, o-, m-, p-cresol monoallyl ether, biphenyl-2-ol monoallyl ether, biphenyl-4-ol monoallyl ether, butyl allyl ether, cyclohexyl allyl ether, and cyclohexane Allyl ethers such as methanol monoallyl ether; butyl vinyl ether, butyl propenyl ether, butyl butenyl ether, hexyl vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, phenyl vinyl ether, benzyl vinyl ether, ethyl ethoxy vinyl ether, acetyl ethoxyethoxy vinyl ether, cyclohexyl vinyl ether, adamantyl vinyl ether, etc. Vinyl ethers; maleimides such as phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, and n-hexylmaleimide; benzyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, phenoxyethoxyethyl acrylate, bisphenol A diacrylate, EO adduct of bisphenol A bis(meth)acrylate, PO of bisphenol A Monomers with aromatic groups such as adduct bis(meth)acrylate, EO adduct of hydrogenated bisphenol A bis(meth)acrylate, and monomers with alicyclic group; polyoxyethylene di(meth)acrylate, polyoxypropylene Examples include polyoxyalkylene di(meth)acrylates such as di(meth)acrylate; hydroxyalkyl(meth)acrylates and the like.
These may be used alone or in combination of two or more.
上記他の不飽和単量体の含有量としては、上記組成物100質量%中、50質量%以下であることが好ましい。より好ましくは40質量%以下である。また、他の不飽和単量体の含有量が、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、2質量%未満であることも好ましい。このようにした場合に、サポート材用光硬化性組成物の臭気をより抑制できる。 The content of the other unsaturated monomers is preferably 50% by mass or less based on 100% by mass of the composition. More preferably, it is 40% by mass or less. Moreover, it is also preferable that the content of other unsaturated monomers is less than 2% by mass based on 100% by mass of the photocurable composition for support material. In this case, the odor of the photocurable composition for support material can be further suppressed.
また、サポート材用光硬化性組成物の水溶性を向上させる観点から、上記他の不飽和単量体の含有量としては、0質量%以上50質量%未満であることが好ましく、0質量%以上40質量%未満であることがより好ましい。なお、非水溶性単量体が2種以上含まれる場合、含有量は、各成分の含有量の合計である。 In addition, from the viewpoint of improving the water solubility of the photocurable composition for support material, the content of the other unsaturated monomers is preferably 0% by mass or more and less than 50% by mass, and 0% by mass. More preferably, the content is less than 40% by mass. In addition, when two or more types of water-insoluble monomers are included, the content is the total content of each component.
上記サポート材用光硬化性組成物は、有機酸及び/又はその塩を含んでいてもよい。有機酸及び/又はその塩は、上記水溶性単量体(C)、及び上記他の不飽和単量体以外の化合物である。
有機酸としては、例えば、p-トルエンスルホン酸などの有機スルホン酸、フェニルホスホン酸などの有機リン酸、有機カルボン酸、リン酸エステルなどが挙げられる。なかでも有機カルボン酸が好ましい。有機カルボン酸としては、例えば、脂肪族カルボン酸、芳香族カルボン酸が挙げられる。脂肪族カルボン酸としては、例えば、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、オクチル酸、ノナン酸、デカン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、ベヘン酸、トリデカン酸、ペンタデカン酸、ヘプタデカン酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、マレイン酸、アジピン酸、安息香酸、グリシン、ポリアクリル酸、ポリ乳酸などが挙げられる。芳香族カルボン酸としては、例えば、安息香酸、フタル酸、サリチル酸などが挙げられる。なかでも、脂肪族カルボン酸がより好ましく、乳酸、プロピオン酸、ポリアクリル酸がさらに好ましい。
有機酸の塩としては、例えば、金属カルボン酸塩が挙げられる。金属カルボン酸塩の金属としては、例えば、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムなどのアルカリ土類金属;亜鉛;ジルコニウムなどが挙げられる。なかでもカリウムなどのアルカリ金属が好ましい。有機酸の塩としては、乳酸カリウム、プロピオン酸カリウムが好ましい。
上記サポート材用光硬化性組成物は、有機酸及び/又はその塩を含んでいる場合に、貯蔵安定性がより向上する。
The photocurable composition for support material may contain an organic acid and/or a salt thereof. The organic acid and/or its salt is a compound other than the above-mentioned water-soluble monomer (C) and the above-mentioned other unsaturated monomer.
Examples of the organic acid include organic sulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, organic phosphoric acids such as phenylphosphonic acid, organic carboxylic acids, and phosphoric esters. Among these, organic carboxylic acids are preferred. Examples of organic carboxylic acids include aliphatic carboxylic acids and aromatic carboxylic acids. Examples of aliphatic carboxylic acids include formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, valeric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, octanoic acid, octylic acid, nonanoic acid, decanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, and stearic acid. , behenic acid, tridecanoic acid, pentadecanoic acid, heptadecanoic acid, lactic acid, malic acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, maleic acid, adipic acid, benzoic acid, glycine, polyacrylic acid, polylactic acid Examples include. Examples of aromatic carboxylic acids include benzoic acid, phthalic acid, and salicylic acid. Among these, aliphatic carboxylic acids are more preferred, and lactic acid, propionic acid, and polyacrylic acid are even more preferred.
Examples of organic acid salts include metal carboxylates. Examples of the metal of the metal carboxylate include alkali metals such as lithium, sodium, and potassium; alkaline earth metals such as magnesium, calcium, strontium, and barium; zinc; and zirconium. Among them, alkali metals such as potassium are preferred. As the organic acid salt, potassium lactate and potassium propionate are preferred.
The storage stability of the photocurable composition for a support material is further improved when it contains an organic acid and/or a salt thereof.
有機酸及び/又はその塩の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、水の含有量が好ましくは10質量%以下となる範囲で、上限としては好ましくは60質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下、下限としては好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上である。このようにした場合にサポート材用光硬化性組成物のサポート性・溶解性とともに貯蔵安定性をより向上できる。 The content of the organic acid and/or its salt is within a range where the water content is preferably 10% by mass or less based on 100% by mass of the photocurable composition for support material, and the upper limit is preferably 60% by mass or less. , more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40% by mass or less, and the lower limit is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more. In this case, the support properties, solubility, and storage stability of the photocurable composition for support material can be further improved.
上記サポート材用光硬化性組成物は、光重合開始剤(D)を含んでいる。光重合開始剤(D)としては、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のベンゾイン化合物;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-オン等のアセトフェノン化合物;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のアントラキノン化合物;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、[3-(3,4-ジメチル-9-オキソチオキサンテン-2-イル)オキシ-2-ヒドロキシプロピル]-トリメチルアザニウムクロリド等のチオキサントン化合物;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のケタール化合物;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のベンゾフェノン化合物;2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、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ホスフィンオキシド、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド;およびこれらの混合物等が挙げられる。
これらは1種で単独使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
光重合開始剤(D)の含有量としては、上記組成物100質量%中、好ましくは0.05~10.0質量%、より好ましくは0.1~7.0質量%、さらに好ましくは0.2~5.0質量%である。
The photocurable composition for support material contains a photopolymerization initiator (D). Examples of the photopolymerization initiator (D) include benzoin compounds such as benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin propyl ether, and benzoin isobutyl ether; 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-( Acetophenone compounds such as methylthio)phenyl-2-morpholinopropan-1-one; anthraquinone compounds such as 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, 2-chloroanthraquinone, and 2-amylanthraquinone; 2,4-diethylthioxanthone , 2-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, [3-(3,4-dimethyl-9-oxothioxanthen-2-yl)oxy-2-hydroxypropyl]-trimethylazanium chloride; thioxanthone compounds such as acetophenone dimethyl Ketal compounds such as ketal, benzyl dimethyl ketal; Benzophenone compounds such as benzophenone, 4-benzoyl-4'-methyldiphenyl sulfide, 4,4'-bismethylaminobenzophenone; 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis -(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphine oxide; and mixtures thereof.
These may be used alone or in combination of two or more.
The content of the photopolymerization initiator (D) is preferably 0.05 to 10.0% by mass, more preferably 0.1 to 7.0% by mass, and even more preferably 0. .2 to 5.0% by mass.
上記サポート材用光硬化性組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で溶媒を含んでいてもよい。上記溶媒としては、水;メタノール、エタノール、プロパノール等の1価アルコール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセロール、ポリオキシプロピレングリコールなどのオキシプロピレン基を含むアルキレンオキサイド付加物等のグリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピ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等のグリコールエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルアセテートなどが挙げられる。上記溶剤は1種のみを使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
上記溶媒は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、水の含有量が10質量%以下となるように使用することが好ましい。上記溶媒としては、炭素数3~9のグリコール、グリコールエーテル、グリコールエーテルアセテートが好ましい。
The photocurable composition for a support material may contain a solvent to the extent that the effects of the present invention are not impaired. The above solvents include water; monohydric alcohols such as methanol, ethanol, and propanol; alkylene oxide adducts containing oxypropylene groups such as ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, glycerol, and polyoxypropylene glycol. glycols such as propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and glycol ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate. The above solvents may be used alone or in combination of two or more.
It is preferable to use the above-mentioned solvent so that the content of water is 10% by mass or less in 100% by mass of the photocurable composition for support material. As the solvent, preferred are glycols, glycol ethers, and glycol ether acetates having 3 to 9 carbon atoms.
上記組成物100質量%中、上記溶媒の含有量は、下限としては、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上、さらに好ましくは30質量%以上、上限としては、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、さらに好ましくは70質量%以下である。 The content of the solvent in 100% by mass of the composition has a lower limit of preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, and an upper limit of preferably 90% by mass. % or less, more preferably 80% by mass or less, still more preferably 70% by mass or less.
上記炭素数3~9のグリコール、グリコールエーテル、グリコールエーテルアセテートは合計で、上記組成物100質量%中、30~90質量%含まれていることが好ましく、40~90質量%含まれていることがより好ましい。
中でも、上記組成物100質量%中、プロピレングリコールの含有量が、30~90質量%であることが好ましく、35~80質量%であることがより好ましい。
The above-mentioned glycol having 3 to 9 carbon atoms, glycol ether, and glycol ether acetate are preferably contained in a total amount of 30 to 90% by mass, and preferably 40 to 90% by mass, based on 100% by mass of the above composition. is more preferable.
Among these, the content of propylene glycol is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 35 to 80% by mass, based on 100% by mass of the composition.
上記サポート材用光硬化性組成物には、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。具体的には、例えば、光開始助剤、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。これらの具体例としては、上記モデル材用光硬化性組成物のところで例示したのと同様である。 The above-mentioned photocurable composition for a support material may contain other additives as necessary within a range that does not impede the effects of the present invention. Specific examples include photoinitiation aids, polymerization inhibitors, surfactants, colorants, antioxidants, chain transfer agents, fillers, and the like. Specific examples of these are the same as those exemplified in the photocurable composition for model materials.
上記サポート材用光硬化性組成物では、外観が均一であり、さらに透明であることが好ましい。また、臭気が抑制されていることが好ましい。具体的には、モノマーによる刺激臭が僅かであることが好ましく、モノマーによる刺激臭がないことがより好ましい。上記サポート材用光硬化性組成物では、水溶性単量体(C)以外の他の不飽和単量体の含有量を、好ましくは、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、2質量%未満とすることにより、上記臭気をより効果的に抑制できる。 It is preferable that the photocurable composition for a support material has a uniform appearance and is transparent. Further, it is preferable that odor is suppressed. Specifically, it is preferable that the monomer has a slight irritating odor, and it is more preferable that the monomer has no irritating odor. In the photocurable composition for support material, the content of unsaturated monomers other than the water-soluble monomer (C) is preferably 2% by mass in 100% by mass of the photocurable composition for support material. When the content is less than % by mass, the odor can be suppressed more effectively.
上記サポート材用光硬化性組成物は、硬化性に優れていることが好ましい。硬化性としては、100~3000mJ/cm2の光を照射することにより硬化することが好ましく、100~2000mJ/cm2の光を照射することにより硬化することがより好ましく、100~1000mJ/cm2の光を照射することにより硬化することがさらに好ましい。ここで、硬化するとは、液状でなくなり、流動性がなくなることをいう。 It is preferable that the photocurable composition for a support material has excellent curability. As for curability, it is preferably cured by irradiation with light of 100 to 3000 mJ/cm 2 , more preferably cured by irradiation of light of 100 to 2000 mJ/cm 2 , and cured by irradiation of 100 to 1000 mJ/cm 2 It is more preferable to cure the resin by irradiating it with light. Here, hardening means that it is no longer liquid and has no fluidity.
上記サポート材用光硬化性組成物は、硬化後の硬化物がサポート材として使用されるため、サポート材の必須要件として、硬化物の水溶性が優れている。水溶性は、例えば、硬化物0.5g(表面積4cm2)を金網の上に置き、常温(例えば25℃前後)の水10ml中に浸漬した場合に、1時間以内に溶解することが好ましく、30分以内にほとんど溶解することがより好ましく、15分以内に溶解して不溶物が目視で観察されないことがさらに好ましい。 Since the photocurable composition for a support material is used as a support material after curing, the cured product has excellent water solubility, which is an essential requirement for the support material. Regarding water solubility, for example, when 0.5 g (surface area 4 cm 2 ) of the cured product is placed on a wire mesh and immersed in 10 ml of water at room temperature (for example, around 25° C.), it is preferable that it dissolves within 1 hour. It is more preferable that most of it dissolves within 30 minutes, and even more preferably that it dissolves within 15 minutes and no insoluble matter is visually observed.
上記サポート材用光硬化性組成物における水の含有量は、サポート材用光硬化性組成物100質量%中、10質量%以下が好ましく、より好ましくは10質量%未満、さらに好ましくは5質量%以下、特に好ましくは3質量%以下である。水の含有量の下限は、好ましくは0質量%である。このような範囲とすることにより、硬化性により優れ、硬化後の硬化物の硬度が十分であり、サポート性を向上でき、且つ、溶媒への溶解性により優れるものとすることができる。サポート材用光硬化性組成物中の水の含有量は、仕込んだ各化合物の水の含有量から計算で求めることができる。また、カールフィッシャー測定法で求めることもできる。サポート性(サポート力)とは、サポート材用光硬化性組成物の硬化物がモデル材の硬化物を支える性能であり、後述する方法で測定される、サポート材の硬化物の硬度(ショワE)で表すことができる。 The content of water in the photocurable composition for support material is preferably 10% by mass or less, more preferably less than 10% by mass, and even more preferably 5% by mass based on 100% by mass of the photocurable composition for support material. The content is particularly preferably 3% by mass or less. The lower limit of the water content is preferably 0% by mass. By setting it as such a range, it can have excellent curability, sufficient hardness of the cured product after curing, improved supportability, and better solubility in a solvent. The water content in the photocurable composition for support material can be calculated from the water content of each compound charged. It can also be determined by Karl Fischer measurement. The support property (support force) is the ability of the cured product of the photocurable composition for support material to support the cured product of the model material, and is the hardness of the cured product of the support material (Shower E), which is measured by the method described below. ) can be expressed as
(ハンセン溶解度パラメーター距離HSPD)
本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットでは、上記サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートとのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)の範囲に含まれるとき、上記モデル材用光硬化性組成物と上記サポート材用光硬化性組成物との相溶性及び水溶解性に優れる。
上記ハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)は、サポート材用光硬化性組成物のハンセン溶解度パラメーターとイソボルニルアクリレートとの間の2点間距離である。ハンセン溶解度パラメーターは、溶解性を多次元のベクトルで表したものであり、このベクトルは[δD:分散項(ファンデルワールスの力)、δP:極性項(ダイポール・モーメントの力)、δH:水素結合項]の3つのパラメーターで表される。すなわち、サポート材用光硬化性組成物のベクトルの座標[δDs、δPs、δHs]とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]との間の2点間距離が、ハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)である。
ハンセン溶解度パラメーター距離HSPDは、下記式で表される。
(Hansen solubility parameter distance HSPD)
In the photocurable composition set for 3D printers of the present invention, the Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and isobornyl acrylate is 12.9 (MPa 1/2 )<HSPD<17. 3 (MPa 1/2 ), the compatibility and water solubility between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are excellent.
The Hansen solubility parameter distance HSPD (MPa 1/2 ) is the distance between two points between the Hansen solubility parameter of the photocurable composition for support material and isobornyl acrylate. The Hansen solubility parameter expresses solubility as a multidimensional vector, and this vector is [δD: dispersion term (van der Waals force), δP: polar term (dipole moment force), δH: hydrogen It is expressed by three parameters: the bond term]. That is, the distance between two points between the vector coordinates [δDs, δPs, δHs] of the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of the isobornyl acrylate is the Hansen solubility parameter. The distance HSPD (MPa 1/2 ).
The Hansen solubility parameter distance HSPD is expressed by the following formula.
また、混合物のハンセン溶解度パラメーターは、各組成のハンセン溶解度パラメーターの体積比で混成する決まりである。たとえば、
組成A([δDA、δPA、δHA]、密度dA(g/mL)、重量割合wA(wt%))
組成B([δDB、δPB、δHB]、密度dB(g/mL)、重量割合wB(wt%))
から成る混合物1のハンセン溶解度パラメーター[δD1、δP1、δH1]は下記式で表される。
Furthermore, the Hansen solubility parameter of the mixture is determined by the volume ratio of the Hansen solubility parameters of each composition. for example,
Composition A ([δD A , δP A , δH A ], density d A (g/mL), weight proportion w A (wt%))
Composition B ([δD B , δP B , δH B ], density d B (g/mL), weight ratio w B (wt%))
The Hansen solubility parameters [δD 1 , δP 1 , δH 1 ] of the mixture 1 consisting of the following are expressed by the following formula.
ハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)は、市販のハンセン溶解度パラメーター計算ソフトウェアを用いて求めることができる。 The Hansen solubility parameter distance HSPD (MPa 1/2 ) can be determined using commercially available Hansen solubility parameter calculation software.
本発明に係る組成物セットでは、上記サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]とのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)の範囲に含まれるとき、上記モデル材用光硬化性組成物と上記サポート材用光硬化性組成物との相溶性及び水溶解性に優れることにより、造形性に優れた組成物セットとなる。 In the composition set according to the present invention, the Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of isobornyl acrylate is 12.9 (MPa 1/2 ) < HSPD < 17.3 (MPa 1/2 ), the compatibility and water solubility between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are excellent. This results in a composition set with excellent formability.
上記サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]とのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが12.9MPa1/2より小さいと、上記サポート材用光硬化性組成物ならびにその硬化物の水溶性が低くなる。また、上記サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]とのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが17.3MPa1/2より大きいと、モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物との界面における相溶性が低くなり、界面状態が悪化する。モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物との界面は、白濁しないことが好ましい。 When the Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of isobornyl acrylate is smaller than 12.9 MPa 1/2 , the photocurable composition for support material The water solubility of the composition and its cured product becomes low. In addition, if the Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of isobornyl acrylate is greater than 17.3 MPa 1/2 , photocurable composition for model material The compatibility at the interface between the photocurable composition and the photocurable composition for support material decreases, and the interface condition deteriorates. The interface between the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material is preferably not cloudy.
上記サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]とのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDを12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)とするには、上記サポート材用光硬化性組成物の組成を変更することで調整できる。上記サポート材用光硬化性組成物に適宜の溶剤を添加しても良い。 The Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of isobornyl acrylate is 12.9 (MPa 1/2 ) < HSPD < 17.3 (MPa 1/2 ) can be adjusted by changing the composition of the photocurable composition for support material. An appropriate solvent may be added to the photocurable composition for support material.
本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットでは、上記モデル材用光硬化性組成物と上記サポート材用光硬化性組成物とを、同時に吐出した場合においても上記2つの光硬化性組成物の界面において適度な相溶性を有することにより、造形性に優れ、且つ、上記サポート材用光硬化性組成物ならびにその硬化物が好ましくは水溶性に優れ、成形性に優れた光造形品を提供できる。 In the photocurable composition set for 3D printers of the present invention, even when the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are discharged simultaneously, the two photocurable compositions By having appropriate compatibility at the interface, the photocurable composition for support material and its cured product preferably have excellent moldability, and the above-mentioned photocurable composition for support material and its cured product preferably have excellent water solubility, thereby providing an optically shaped article with excellent moldability. can.
上記モデル材用光硬化性組成物または上記サポート材用光硬化性組成物(以下、これらをまとめて組成物という場合がある)は、媒体で希釈されていてもよい。上記媒体としては、親水性媒体が好ましい。この場合にも、各組成物100質量%中、水の含有量が10質量%以下となることが好ましい。 The above-mentioned photocurable composition for model material or the above-mentioned photocurable composition for support material (hereinafter, these may be collectively referred to as a composition) may be diluted with a medium. The medium is preferably a hydrophilic medium. Also in this case, the water content is preferably 10% by mass or less based on 100% by mass of each composition.
上記組成物は必要に応じてその他の添加剤を、本発明の効果を害しない範囲内において含んでいてもよい。その他の添加剤としては、例えば、乳化安定剤、浸透促進剤、紫外線吸収剤、防腐剤、防黴剤、防錆剤、pH調整剤、表面張力調整剤、消泡剤、粘度調整剤、分散剤、分散安定剤、キレート剤、乾燥防止剤(湿潤剤)、着色剤、褪色防止剤、比抵抗調整剤、皮膜調整剤、酸化防止剤、及び界面活性剤等の公知の添加剤が挙げられる。これらの各種添加剤は、たとえば組成物に直接添加できる。 The above composition may contain other additives as necessary within a range that does not impair the effects of the present invention. Other additives include, for example, emulsion stabilizers, penetration enhancers, ultraviolet absorbers, preservatives, antifungal agents, rust preventives, pH adjusters, surface tension adjusters, antifoaming agents, viscosity modifiers, and dispersants. Known additives include agents, dispersion stabilizers, chelating agents, anti-drying agents (wetting agents), colorants, anti-fading agents, resistivity modifiers, film modifiers, antioxidants, and surfactants. . These various additives can be added directly to the composition, for example.
上記組成物では、25℃における粘度は5~300mPa・sが好ましい。また、表面張力は25~70mN/mが好ましい。 The above composition preferably has a viscosity of 5 to 300 mPa·s at 25°C. Further, the surface tension is preferably 25 to 70 mN/m.
本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットは、インクジェット光造形用であることが好ましく、インクジェット3Dプリンター用インクに好適である。 The photocurable composition set for 3D printers of the present invention is preferably used for inkjet stereolithography, and is suitable as an ink for inkjet 3D printers.
[インクジェット3Dプリンター用カートリッジ]
インクジェット3Dプリンター用カートリッジでは、上記組成物をそれぞれ充填している。インクジェット3Dプリンター用カートリッジは、上記組成物が充填されていればよく、インクジェット3Dプリンター用カートリッジの形態としては公知のものが使用できる。
[Cartridge for inkjet 3D printer]
The cartridge for an inkjet 3D printer is filled with each of the above compositions. The cartridge for an inkjet 3D printer only needs to be filled with the above composition, and any known form of the cartridge for an inkjet 3D printer can be used.
[光造形品]
本発明の光造形品は、上記の3Dプリンター用光硬化性組成物セットを光硬化させてなる。本発明の光造形品では、上記の本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットを使用するため、上記モデル材用光硬化性組成物と上記サポート材用光硬化性組成物とを、同時に吐出した場合においても上記2つの光硬化性組成物の界面において適度な相溶性を有することにより、造形性に優れた光造形品を提供できる。
[Stereolithography]
The optically shaped article of the present invention is obtained by photocuring the above photocurable composition set for 3D printers. In the stereolithographic article of the present invention, since the photocurable composition set for 3D printers of the present invention is used, the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are simultaneously applied. Even when discharged, the two photocurable compositions have appropriate compatibility at the interface, thereby making it possible to provide an optically shaped article with excellent formability.
[光造形品の製造方法]
本発明の光造形品の製造方法は、上記の本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットを光硬化させて硬化物を得る工程(I)、及び、該硬化物から、サポート材用光硬化性組成物が光硬化された硬化物を除去する工程(II)を含んでいる。
[Manufacturing method for stereolithography]
The method for producing a stereolithographic article of the present invention includes a step (I) of photocuring the photocurable composition set for a 3D printer of the present invention to obtain a cured product, and a step (I) of obtaining a cured product by photocuring the photocurable composition set for a 3D printer of the present invention; The method includes a step (II) of removing a photocured cured product of the curable composition.
本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットに含まれるモデル材用光硬化性組成物、及びサポート材用光硬化性組成物は、それぞれ、上述した各種成分を用いて調製することができ、その調製手段や条件は特に限定されないが、例えば、一般的な撹拌羽根や超音波ホモジナイザー、高速ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、遊星撹拌装置、3本ロール、ボールミル、キティーミル、ディスクミル、ピンミル、ダイノーミル等の混合又は撹拌できる装置を用いて撹拌・混合する方法が挙げられる。溶液調製後に各種フィルターを用いてろ過をしてもよい。 The photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material included in the photocurable composition set for 3D printers of the present invention can be prepared using the various components described above, respectively. The preparation means and conditions are not particularly limited, but for example, a general stirring blade, an ultrasonic homogenizer, a high-speed homogenizer, a high-pressure homogenizer, a planetary stirring device, a three-roll mill, a ball mill, a kitty mill, a disk mill, a pin mill, a dyno mill, etc. Examples include a method of stirring and mixing using a mixing or stirring device. After the solution is prepared, it may be filtered using various filters.
上記工程(I)では、好ましくはインクジェット光造形法により、上記の本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットを光硬化させて硬化物を得る。上記工程(I)では、上記モデル材用光硬化性組成物と上記サポート材用光硬化性組成物とを用いる他は、公知の方法が使用できる。具体的には、本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットに含まれるモデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物とを、各ノズルから噴射、印刷等にて造形後、100~3000mJ/cm2程度の紫外線を照射して光硬化させて硬化物を得る等の公知の方法が使用できる。紫外線照射としては、より好ましくは100~2000mJ/cm2の光、さらに好ましくは100~1000mJ/cm2の光である。 In the step (I), preferably by inkjet stereolithography, the photocurable composition set for a 3D printer of the present invention is photocured to obtain a cured product. In step (I), a known method can be used except for using the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material. Specifically, the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material included in the photocurable composition set for 3D printers of the present invention are sprayed from each nozzle, and shaped by printing, etc. Thereafter, known methods such as irradiating ultraviolet rays of about 100 to 3000 mJ/cm 2 to photocure to obtain a cured product can be used. The ultraviolet irradiation is preferably 100 to 2000 mJ/cm 2 , even more preferably 100 to 1000 mJ/cm 2 .
3Dプリンター光造形法では、サポート材用光硬化性組成物の硬化物により、モデル材用光硬化性組成物の外形を支えて造形するため、両者は接して界面を形成する。モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物とを、各ノズルから噴射、印刷等するのは、同時であってもよい。 In the 3D printer stereolithography method, since the outer shape of the photocurable composition for model material is supported and modeled by the cured product of the photocurable composition for support material, the two come into contact to form an interface. The photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material may be sprayed, printed, etc. from each nozzle at the same time.
続いて、上記工程(II)では、上記硬化物から、サポート材用光硬化性組成物が光硬化した硬化物を除去する。本発明の3Dプリンター用光硬化性組成物セットに含まれるモデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物とを光硬化させて得られた硬化物では、サポート材用光硬化性組成物を光硬化させて得られた部分の硬化物が水溶性に優れているため、この部分の硬化物を水等の極性溶媒にて容易に除去できる。除去方法としては、安全面やコスト面から、硬化物を水中に静置してサポート材用組成物を除去する方法が好ましい。 Subsequently, in the step (II), the cured product in which the photocurable composition for support material is photocured is removed from the cured product. In the cured product obtained by photocuring the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material included in the photocurable composition set for 3D printers of the present invention, photocurable composition for support material Since the cured product obtained by photo-curing the composition has excellent water solubility, the cured product in this part can be easily removed with a polar solvent such as water. As the removal method, from the viewpoint of safety and cost, it is preferable to leave the cured product in water and remove the support material composition.
本発明の光造形物の製造方法では、上記モデル材用光硬化性組成物と上記サポート材用光硬化性組成物とを用い、モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物との界面において適度な相溶性を有することにより、造形性に優れ、且つ、上記サポート材用光硬化性組成物の硬化物が好ましくは水溶性に優れているため、成形性に優れた光造形品を容易に製造することができる。 In the method for producing a stereolithographic object of the present invention, the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material are used. It has an appropriate compatibility at the interface with objects, and has excellent formability, and the cured product of the photocurable composition for support materials preferably has excellent water solubility, so it is a photocurable composition with excellent formability. Modeled products can be easily manufactured.
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited by the Examples below, and modifications may be made as appropriate within the scope of the spirit of the preceding and following. Of course, other implementations are also possible, and all of them are included within the technical scope of the present invention.
<モデル材用光硬化性組成物>
表1に示す成分を、表1に示す量(質量部)を使用して、混合撹拌装置を用いて均一に混合して、No.1~9の標準的なモデル材用光硬化性組成物を調製した。
<Photocurable composition for model material>
The components shown in Table 1 were mixed uniformly using a mixing and stirring device using the amounts (parts by mass) shown in Table 1, and No. Standard photocurable compositions for model materials Nos. 1 to 9 were prepared.
<サポート材用光硬化性組成物>
表2~4に示す水溶性単量体ならびに溶剤を、表2~4に示す量(質量部)を使用して、混合撹拌装置を用いて均一に混合して、実施例と比較例の各サポート材用光硬化性組成物を調製した。
<Photocurable composition for support material>
The water-soluble monomers and solvents shown in Tables 2 to 4 were uniformly mixed using a mixing and stirring device using the amounts (parts by mass) shown in Tables 2 to 4. A photocurable composition for support material was prepared.
<ハンセン溶解度パラメーター>
サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]とのハンセン溶解度パラメーターは、ハンセン溶解度パラメーターが既知の溶媒に対する溶解実験を行い、実測結果を市販のソフトウェアHSPiP5.1.03に入力し、Sphere機能により決定した。
イソボルニルアクリレートのハンセン溶解度パラメーターは以下の数値であった。
ハンセン溶解度パラメーター
δD:17.0MPa1/2
δP: 3.1MPa1/2
δH: 3.7MPa1/2
<Hansen solubility parameter>
The Hansen solubility parameters of the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of isobornyl acrylate are determined by performing a dissolution experiment in a solvent with a known Hansen solubility parameter, and using the actual measurement results with commercially available software. It was input into HSPiP5.1.03 and determined using the Sphere function.
The Hansen solubility parameter of isobornyl acrylate was as follows.
Hansen solubility parameter δD: 17.0MPa 1/2
δP: 3.1MPa 1/2
δH: 3.7MPa 1/2
<ハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)>
サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのベクトルの座標[δDm、δPm、δHm]とのハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)を、市販のソフトウェアHSPiP5.1.03を用いてそれぞれ求めた。
各サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートとのハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)を表2~4に示す。
<Hansen solubility parameter distance HSPD (MPa 1/2 )>
The Hansen solubility parameter distance HSPD (MPa 1/2 ) between the photocurable composition for support material and the vector coordinates [δDm, δPm, δHm] of isobornyl acrylate was calculated using commercially available software HSPiP5.1.03. sought each.
Tables 2 to 4 show the Hansen solubility parameter distance HSPD (MPa 1/2 ) between each photocurable composition for support material and isobornyl acrylate.
<相溶性試験>
得られた各サポート材用光硬化性組成物と各モデル材用光硬化性組成物No.1~9を、質量比1:1となるようにスクリュー管に秤取り、100rpmで30秒間撹拌後の混合物の外観を目視によりそれぞれ確認した。評価基準は、次の通りである。結果を表2~4に示す。
○:サポート材用光硬化性組成物と各モデル材用光硬化性組成物No.1~9との各2液が、全て白濁することなく混ざっている。
×:サポート材用光硬化性組成物と各モデル材用光硬化性組成物No.1~9との各2液のうち、いずれかの2液の混合液が白濁する。
<Compatibility test>
The obtained photocurable compositions for support materials and photocurable compositions for model materials No. 1 to 9 were weighed into a screw tube so that the mass ratio was 1:1, and the appearance of each mixture after stirring at 100 rpm for 30 seconds was visually confirmed. The evaluation criteria are as follows. The results are shown in Tables 2 to 4.
○: Photocurable composition for support material and photocurable composition for each model material No. The two liquids 1 to 9 are all mixed together without becoming cloudy.
×: Photocurable composition for support material and photocurable composition for each model material No. Among the two liquids 1 to 9, the mixture of any two liquids becomes cloudy.
<水溶性試験>
得られた各サポート材用光硬化性組成物を硬化した硬化物片3.0gを10mLスクリュー管に入れ、水2.7gを加え水溶解性を評価した。評価基準は、次の通りである。結果を表2~4に示す。
○:硬化物が残存せず、溶解する。
×:硬化物が残存する。
<Water solubility test>
3.0 g of cured pieces of each of the obtained photocurable compositions for support materials were placed in a 10 mL screw tube, and 2.7 g of water was added to evaluate water solubility. The evaluation criteria are as follows. The results are shown in Tables 2-4.
○: No cured product remains and is dissolved.
×: Cured material remains.
上記ハンセン溶解度パラメーター距離HSPD(MPa1/2)と相溶性の関係を図1に示す。図1の横軸において、No.1~7は比較例1~7、No.8~29は実施例1~22、No.30~31は比較例8~9に対応する。
表2~4、図1に示すように、サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)の範囲に含まれるとき、モデル材用光硬化性組成物とサポート材用光硬化性組成物との2液がほとんど白濁することなく混ざり、界面において適度な相溶性を有していた。そして、サポート材用光硬化性組成物の水溶性にも優れていた。これにより、造形性に優れた3Dプリンター用光硬化性組成物セットを提供できる。
FIG. 1 shows the relationship between the Hansen solubility parameter distance HSPD (MPa 1/2 ) and compatibility. On the horizontal axis of FIG. 1 to 7 are Comparative Examples 1 to 7, No. 8 to 29 are Examples 1 to 22, No. Nos. 30 and 31 correspond to Comparative Examples 8 and 9.
As shown in Tables 2 to 4 and FIG. 1, the Hansen solubility parameter distance HSPD of the photocurable composition for support material and isobornyl acrylate is 12.9 (MPa 1/2 ) < HSPD < 17.3 (MPa 1 /2 ), the two liquids, the photocurable composition for model material and the photocurable composition for support material, were mixed with almost no cloudiness and had appropriate compatibility at the interface. . The photocurable composition for support material also had excellent water solubility. Thereby, it is possible to provide a photocurable composition set for 3D printers with excellent modeling properties.
表1~4における化合物名は、以下のとおりである。
IBOA:イソボルニルアクリレート(日本触媒社製)
ACMO:アクリロイルモルホリン(東京化成工業社製)
DCP-A:ジメチロール-トリシクロデカンジアクリレート(共栄社化学社製)
CN968:脂肪族ウレタンアクリレート(Sartomer社製)
MEHQ:4-メトキシフェノール(富士フィルム和光純薬社製)
AAK:アクリル酸カリウム(日本触媒社製)
AA2Zn:アクリル酸亜鉛(日本触媒社製)
PEGA:メトキシポリエチレングリコール#400アクリレート(新中村化学工業社製)
NVP:N-ビニルピロリドン(日本触媒社製)
HEAA:2-ヒドロキシエチルアクリルアミド(東京化成工業社製)
NIPAM:N-イソプロピルアクリルアミド(富士フィルム和光純薬社製)
PG:プロピレングリコール(富士フィルム和光純薬社製)
PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル(東京化成工業社製)
DPGME:ジプロピレングリコールモノメチルエーテル(関東化学社製)
DPGMPE:ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル(関東化学社製)
PGMPE:プロピレングリコールモノプロピルエーテル(東京化成工業社製)
PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(東京化成工業社製)
GLMA:グリセロールメタクリレート(日油社製)
LA:乳酸(富士フィルム和光純薬社製)
DPG:ジプロピレングリコール(富士フィルム和光純薬社製)
DG:ジエチレングリコール(富士フィルム和光純薬社製)
PEG200:ポリエチレングリコール200(和光純薬工業社製)
The compound names in Tables 1 to 4 are as follows.
IBOA: Isobornyl acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
ACMO: Acryloylmorpholine (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.)
DCP-A: Dimethylol-tricyclodecane diacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)
CN968: Aliphatic urethane acrylate (manufactured by Sartomer)
MEHQ: 4-methoxyphenol (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
AAK: Potassium acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
AA2Zn : Zinc acrylate (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
PEGA: Methoxypolyethylene glycol #400 acrylate (manufactured by Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.)
NVP: N-vinylpyrrolidone (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.)
HEAA: 2-hydroxyethylacrylamide (manufactured by Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd.)
NIPAM: N-isopropylacrylamide (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
PG: Propylene glycol (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
PGME: Propylene glycol monomethyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
DPGME: Dipropylene glycol monomethyl ether (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.)
DPGMPE: Dipropylene glycol monopropyl ether (manufactured by Kanto Kagaku Co., Ltd.)
PGMPE: Propylene glycol monopropyl ether (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
GLMA: Glycerol methacrylate (manufactured by NOF Corporation)
LA: Lactic acid (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
DPG: Dipropylene glycol (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
DG: Diethylene glycol (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
PEG200: Polyethylene glycol 200 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
Claims (3)
水溶性単量体(C)と光重合開始剤(D)とを含むサポート材用光硬化性組成物を含み、
該非水溶性単量体(A)として非水溶性エチレン性不飽和単量体を、該モデル材用光硬化性組成物に含まれる単量体総量に対して50~100質量%含有し、
該水溶性単量体(C)として、1価の対イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体と、多価の金属イオンを含有する水溶性エチレン性不飽和単量体とを、合計含有量として、該サポート材用光硬化性組成物100質量%中、5質量%以上60質量%以下含有し、
該サポート材用光硬化性組成物とイソボルニルアクリレートとのハンセン溶解度パラメーター距離HSPDが12.9(MPa1/2)<HSPD<17.3(MPa1/2)の範囲内である、3Dプリンター用光硬化性組成物セット。 A photocurable composition for a model material containing a water-insoluble monomer (A) and a photoinitiator (B), and
A photocurable composition for a support material containing a water-soluble monomer (C) and a photopolymerization initiator (D),
Containing a water-insoluble ethylenically unsaturated monomer as the water-insoluble monomer (A) from 50 to 100% by mass based on the total amount of monomers contained in the photocurable composition for model materials,
As the water-soluble monomer (C), a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a monovalent counter ion and a water-soluble ethylenically unsaturated monomer containing a polyvalent metal ion, The total content is 5% by mass or more and 60% by mass or less in 100% by mass of the photocurable composition for support material,
The 3D Hansen solubility parameter distance HSPD between the photocurable composition for support material and isobornyl acrylate is within the range of 12.9 (MPa 1/2 )<HSPD<17.3 (MPa 1/2 ) Photocurable composition set for printers.
該硬化物から、前記サポート材用光硬化性組成物が光硬化された硬化物を除去する工程(II)
を含む、光造形品の製造方法。
A step (I) of photocuring the photocurable composition set for a 3D printer according to claim 1 to obtain a cured product, and a cured product obtained by photocuring the photocurable composition for a support material from the cured product. Step (II) of removing
A method for manufacturing a stereolithographic product, including:
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