JP7508315B2 - Resin composition for stereolithography - Google Patents

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本発明は光造形用樹脂組成物に関する。より詳細には、本発明は、光学的立体造形法(例えば、吊り上げ式液槽光造形法)によって造形したときに、低粘度で硬化性に優れるため造形しやすく、高強度、高弾性かつ耐摩耗性に優れる立体造形物を得ることができる光造形用樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a resin composition for stereolithography. More specifically, the present invention relates to a resin composition for stereolithography that, when modeled by a stereolithography method (e.g., a suspended liquid tank stereolithography method), is easy to model due to its low viscosity and excellent curing properties, and can give a three-dimensional object that has high strength, high elasticity, and excellent abrasion resistance.

液状の光硬化性樹脂に必要量の制御された光エネルギーを供給して、薄層状に硬化させ、その上にさらに液状光硬化性樹脂を供給した後、制御下に光照射して薄層状に積層硬化させるという工程を繰り返すことによって立体造形物を製造する方法、いわゆる光学的立体造形法が普及している。 A method for producing a three-dimensional object by repeatedly applying a required amount of controlled light energy to a liquid photocurable resin to harden it into a thin layer, then applying more liquid photocurable resin on top of it and irradiating it with light under controlled conditions to harden it into a thin layer, is known as optical three-dimensional modeling.

立体造形物を光学的に製造する際の代表的な方法としては、容器に入れた液状光硬化性樹脂組成物の液面に、所望のパターンが得られるようにコンピューターで制御された紫外線レーザーを選択的に照射して所定の厚さで硬化させて硬化層を形成し、次にその硬化層の上に1層分の液状光硬化性樹脂組成物を供給して、同様に紫外線レーザーを照射して前記と同じように硬化させて連続した硬化層を形成させるという積層操作を繰り返して最終的な形状の立体造形物を製造する液槽光造形という方法が一般に採用されている。この方法による場合は、造形物の形状がかなり複雑であっても、簡単にかつ比較的短時間で、精度良く目的とする立体造形物を製造することができるために近年大きな注目を集めている。さらに、従来は大量に液状光硬化性樹脂組成物を入れた容器中で造形物が降下していく方式が採られていたが、最近は液状光硬化性樹脂組成物が少量で済み、ロスが少ない吊り上げ式が主流になりつつある。 A typical method for optically manufacturing a three-dimensional object is a liquid tank photolithography method, in which the liquid surface of a liquid photocurable resin composition placed in a container is selectively irradiated with a computer-controlled ultraviolet laser to obtain a desired pattern, cured to a predetermined thickness, and a cured layer is formed. Next, one layer of liquid photocurable resin composition is supplied onto the cured layer, and the composition is cured in the same manner as above by irradiating the ultraviolet laser to form a continuous cured layer. This lamination process is repeated to manufacture a three-dimensional object of the final shape. This method has attracted much attention in recent years because it can easily and accurately manufacture the desired three-dimensional object in a relatively short time, even if the object has a fairly complex shape. Furthermore, while a method was previously used in which a model was lowered in a container containing a large amount of liquid photocurable resin composition, a lifting method that requires only a small amount of liquid photocurable resin composition and has little loss is becoming mainstream recently.

そして、光造形法によって得られる立体造形物が単なるコンセプトモデルから、テストモデル、試作品等へと用途が展開されるようになっており、それに伴ってその立体造形物は成形精度に優れていることが益々要求されるようになっている。しかも、そのような特性と併せて使用目的に合わせた特性も優れていることが求められている。とりわけ、歯科材料分野においては、クラウンやブリッジといわれる補綴物は、患者個人ごとに形状が異なり、かつ形状が複雑であることから、光造形法の応用が期待されているが、要求される成形精度(造形性)及び力学的特性が極めて高い。一般に成形精度は硬化性が高く、粘度が低いもので良好な結果が得られやすい。一方、硬化物の強度及び弾性率を向上させる方法としては、一般的に光造形用樹脂組成物へ高強度を発現する単量体の添加、無機粒子の添加が挙げられるが、高強度を発現する単量体は高粘度のものが多く、光造形用樹脂組成物に配合した場合、粘度が上昇し造形が困難となる、また、無機粒子を添加した場合も、粘度が上昇し造形が困難となる傾向があるといった問題があることに加え、フィラーの脱落等が生じやすくなることから耐摩耗性が低下する傾向がある。歯科材料分野以外に、工業分野では、従来、射出成形で成形されていた工業用部品が、光学的立体造形法により、より複雑かつ高機能な構造体としても成形が可能となったり、軽量安価な金型代替や模型材料として応用が進んでいる。しかしながら、これらの用途は成形精度だけでなく、金属或いはエンジニアリングプラスチック代替が多く、樹脂材料としては極めて高い水準の強度或いは耐摩耗性といった物性が要求されることになる。 The uses of the three-dimensional objects obtained by stereolithography have expanded from mere concept models to test models, prototypes, etc., and as a result, there is an increasing demand for these three-dimensional objects to have excellent molding precision. In addition to these properties, they are also required to have excellent properties suited to their intended use. In particular, in the field of dental materials, the application of stereolithography is expected for prosthetics such as crowns and bridges, which have different shapes for each individual patient and are complex in shape, but the molding precision (modeling ability) and mechanical properties required are extremely high. In general, good molding precision is achieved with materials that have high hardening properties and low viscosity. On the other hand, methods for improving the strength and elastic modulus of the cured product generally include the addition of a monomer that exhibits high strength to the resin composition for stereolithography, or the addition of inorganic particles. However, many monomers that exhibit high strength have high viscosity, and when they are mixed into a resin composition for stereolithography, the viscosity increases, making modeling difficult. In addition, when inorganic particles are added, the viscosity also increases, making modeling difficult. In addition, the wear resistance tends to decrease because the filler is more likely to fall off. In addition to the dental material field, in the industrial field, industrial parts that were previously molded by injection molding can now be molded into more complex and highly functional structures by optical stereolithography, and applications are progressing as lightweight and inexpensive mold replacements and model materials. However, these applications often require not only molding precision, but also replacement of metals or engineering plastics, and as a resin material, extremely high levels of physical properties such as strength and wear resistance are required.

このような背景の中、光造形用樹脂組成物に高い成形精度を付与する技術として、特許文献1には、N-アクリロイルモルホリンと特定の構造を有するウレタンアクリレート化合物を配合した低粘度化を可能にした技術が提案されている。さらに特許文献2には、特定の形状の無機粒子を配合し、強度と靭性を付与する技術が提案されている。一方、特許文献3には、特定の構造のウレタンアクリレート化合物と特定の粒子径の無機フィラーを配合した技術が、特許文献4にはウレタンアクリレート化合物と紫外線吸収性フィラーを配合した技術が提案されている。 Against this background, Patent Document 1 proposes a technology for imparting high molding accuracy to a stereolithography resin composition, which enables low viscosity by blending N-acryloylmorpholine with a urethane acrylate compound having a specific structure. Furthermore, Patent Document 2 proposes a technology for imparting strength and toughness by blending inorganic particles of a specific shape. Meanwhile, Patent Document 3 proposes a technology that blends a urethane acrylate compound of a specific structure with an inorganic filler of a specific particle size, and Patent Document 4 proposes a technology that blends a urethane acrylate compound with an ultraviolet absorbing filler.

特開平7-140651号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-140651 特開平8-183821号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-183821 特開2015-43793号公報JP 2015-43793 A 国際公開第2018/074380号International Publication No. 2018/074380

特許文献1に記載の光造形用樹脂組成物は、その造形物の力学的な物性については、具体的に記載されていない。また、特許文献2及び3に記載の光造形用樹脂組成物は、その造形物の弾性率には改善の余地が残されている。さらに、特許文献1~4に記載の光造形用樹脂組成物は、その造形物の耐摩耗性については何ら評価されていない。 The stereolithography resin composition described in Patent Document 1 does not specifically describe the mechanical properties of the object formed therefrom. In addition, the stereolithography resin compositions described in Patent Documents 2 and 3 leave room for improvement in the modulus of elasticity of the object formed therefrom. Furthermore, the stereolithography resin compositions described in Patent Documents 1 to 4 have not been evaluated in any way for the abrasion resistance of the object formed therefrom.

そこで、本発明は、低粘度で硬化性に優れるため造形しやすく、高強度、高弾性かつ耐摩耗性に優れる立体造形物を得ることができる光造形用樹脂組成物に関する。 Therefore, the present invention relates to a resin composition for stereolithography that has low viscosity and excellent curing properties, making it easy to mold, and can produce three-dimensional objects that have high strength, high elasticity, and excellent abrasion resistance.

すなわち、本発明は以下の発明を包含する。
[1]重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)、光重合開始剤(c)、及び平均粒子径が0.75~10μmである球状無機粒子(d)を含有し、
前記球状無機粒子(d)の含有量が、前記重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)、及びその他の重合性単量体の合計量100質量部に対して50~400質量部である、光造形用樹脂組成物;
[2]前記球状無機粒子(d)の真球度が0.70~0.99である、[1]に記載の光造形用樹脂組成物;
[3]前記光造形用樹脂組成物の造形物の曲げ強度が120MPa以上、かつ曲げ弾性率が5.0GPa以上である、[1]又は[2]に記載の光造形用樹脂組成物;
[4]前記重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)の重量平均分子量が500以下である、[1]~[3]のいずれかに記載の光造形用樹脂組成物;
[5]前記(メタ)アクリルアミド化合物(b)が単官能(メタ)アクリルアミド化合物である、[1]~[4]のいずれかに記載の光造形用樹脂組成物;
[6]前記単官能(メタ)アクリルアミド化合物がN-アクリロイルモルホリンである、[5]に記載の光造形用樹脂組成物;
[7][1]~[6]のいずれかに記載の光造形用樹脂組成物の硬化物からなる歯科材料;
[8][1]~[6]のいずれかに記載の光造形用樹脂組成物の硬化物からなる歯科用補綴物;
[9][1]~[6]のいずれかに記載の光造形用樹脂組成物を用いて、光学的立体造形法によって立体造形物を製造する方法;
[10]前記光学的立体造形法が、吊り上げ式液槽光造形法である、[9]に記載の製造方法。
That is, the present invention includes the following inventions.
[1] A composition comprising a urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight average molecular weight of 1000 or less, a (meth)acrylamide compound (b), a photopolymerization initiator (c), and spherical inorganic particles (d) having an average particle size of 0.75 to 10 μm,
a content of the spherical inorganic particles (d) being 50 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b), and other polymerizable monomers, each having a weight-average molecular weight of 1,000 or less;
[2] The stereolithography resin composition according to [1], wherein the spherical inorganic particles (d) have a sphericity of 0.70 to 0.99;
[3] The stereolithography resin composition according to [1] or [2], wherein the bending strength of a molded object of the stereolithography resin composition is 120 MPa or more and the bending modulus of elasticity is 5.0 GPa or more;
[4] The stereolithography resin composition according to any one of [1] to [3], wherein the weight average molecular weight of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight average molecular weight of 1,000 or less is 500 or less;
[5] The stereolithography resin composition according to any one of [1] to [4], wherein the (meth)acrylamide compound (b) is a monofunctional (meth)acrylamide compound;
[6] The stereolithography resin composition according to [5], wherein the monofunctional (meth)acrylamide compound is N-acryloylmorpholine;
[7] A dental material comprising a cured product of the stereolithography resin composition according to any one of [1] to [6];
[8] A dental prosthesis comprising a cured product of the stereolithography resin composition according to any one of [1] to [6];
[9] A method for producing a three-dimensional object by a stereolithography method using the stereolithography resin composition according to any one of [1] to [6];
[10] The manufacturing method according to [9], wherein the optical stereolithography is a suspended liquid tank stereolithography.

本発明の光造形用樹脂組成物は、低粘度で硬化性が高いため造形しやすく、高強度、高弾性かつ耐摩耗性に優れる立体造形物を得ることができる。そのため、各種歯科材料、各種工業部品、特に歯科用補綴物に好適に用いることができる。 The stereolithography resin composition of the present invention has low viscosity and high curing property, making it easy to mold, and can produce three-dimensional objects with high strength, high elasticity, and excellent abrasion resistance. Therefore, it can be suitably used for various dental materials, various industrial parts, and especially dental prostheses.

本発明の光造形用樹脂組成物は、重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)、光重合開始剤(c)、及び平均粒子径が0.75~10μmである球状無機粒子(d)を含有する。なお、本明細書において、数値範囲(各成分の含有量、各成分から算出される値及び各物性等)の上限値及び下限値は適宜組み合わせ可能である。また、本明細書において、「光造形」は「光学的立体造形」ともいう。 The resin composition for stereolithography of the present invention contains (a) a urethane-modified (meth)acrylic compound having a weight-average molecular weight of 1000 or less, (b) a (meth)acrylamide compound, (c) a photopolymerization initiator, and (d) spherical inorganic particles having an average particle size of 0.75 to 10 μm. In this specification, the upper and lower limits of the numerical ranges (contents of each component, values calculated from each component, and each physical property, etc.) can be appropriately combined. In this specification, "stereolithography" is also referred to as "optical three-dimensional modeling".

[重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)]
重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)(以下、単に「ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)」ともいう。)は、本発明の光造形用樹脂組成物において、光造形用樹脂組成物の造形物の強度、弾性、成形精度及び耐摩耗性を高めるために用いられる。重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)は、ポリマー構造を含有しないウレタン化(メタ)アクリル化合物、ポリマー構造を含有するウレタン化(メタ)アクリル化合物が挙げられる。
[Urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight-average molecular weight of 1,000 or less]
The urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight-average molecular weight of 1000 or less (hereinafter also simply referred to as "urethane-modified (meth)acrylic compound (a)") is used in the stereolithography resin composition of the present invention to improve the strength, elasticity, molding accuracy and abrasion resistance of an object molded from the stereolithography resin composition. Examples of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight-average molecular weight of 1000 or less include urethane-modified (meth)acrylic compounds that do not contain a polymer structure and urethane-modified (meth)acrylic compounds that contain a polymer structure.

ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)は、例えば、アルキレン骨格、フェニレン骨格を含有するイソシアネートを含有する化合物と、水酸基(-OH)を有する(メタ)アクリル化合物とを付加反応させることにより、容易に合成することができる。一方、重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)がポリマー構造を含有するウレタン化(メタ)アクリル化合物である場合、強度に優れる観点から重量平均分子量は1000以下であることが必要である。なお、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)がポリマー構造を含有しない場合、重量平均分子量の概念がないため、重量平均分子量の代わりに分子量を適用する。重量平均分子量が1000を超えた場合、造形物が低弾性化する傾向となる。強度及び弾性率の観点から、重量平均分子量は750以下であることが好ましく、700以下であることがより好ましく、500以下であることがさらに好ましい。さらに、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリエーテル等のポリマー構造を含有していないことが好ましく、これらの構造を含有している場合、低弾性化する傾向となる。とりわけウレタン結合は耐水性の観点から1分子内に3個以下であることがより好ましく、2個以下であることがさらに好ましい。なお、本発明における重量平均分子量とは、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)で求めたポリスチレン換算の重量平均分子量を意味する。 The urethane-modified (meth)acrylic compound (a) can be easily synthesized, for example, by addition reaction of a compound containing an isocyanate having an alkylene skeleton or a phenylene skeleton with a (meth)acrylic compound having a hydroxyl group (-OH). On the other hand, when the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight average molecular weight of 1000 or less is a urethane-modified (meth)acrylic compound containing a polymer structure, the weight average molecular weight must be 1000 or less from the viewpoint of excellent strength. In addition, when the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) does not contain a polymer structure, there is no concept of weight average molecular weight, so the molecular weight is applied instead of the weight average molecular weight. When the weight average molecular weight exceeds 1000, the molded object tends to have low elasticity. From the viewpoint of strength and elastic modulus, the weight average molecular weight is preferably 750 or less, more preferably 700 or less, and even more preferably 500 or less. Furthermore, it is preferable that the compound does not contain a polymer structure such as polyester, polycarbonate, polyurethane, polyether, etc., and when these structures are contained, the molded object tends to have low elasticity. In particular, from the viewpoint of water resistance, it is more preferable that the number of urethane bonds in one molecule is 3 or less, and even more preferable that the number is 2 or less. Note that the weight average molecular weight in this invention means the weight average molecular weight calculated in terms of polystyrene as determined by gel permeation chromatography (GPC).

イソシアネート基を有する化合物としては、例えば、メチレンジイソシアネート(MDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート(TMHMDI)、トリシクロデカンジイソシアネート(TCDDI)、アダマンタンジイソシアネート(ADI)、トリレンジイソシアネート(TDI)、キシリレンジイソシアネート(XDI)、及びジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、本発明の光造形用樹脂組成物の造形物が高強度化、高弾性化する観点から、HDI、IPDI、TMHMDI、TCDDIが好ましく、IPDI、TMHMDIがより好ましい。 Examples of compounds having an isocyanate group include methylene diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI), trimethylhexamethylene diisocyanate (TMHMDI), tricyclodecane diisocyanate (TCDDI), adamantane diisocyanate (ADI), tolylene diisocyanate (TDI), xylylene diisocyanate (XDI), and diphenylmethane diisocyanate (MDI). These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of increasing the strength and elasticity of the object molded from the stereolithography resin composition of the present invention, HDI, IPDI, TMHMDI, and TCDDI are preferred, and IPDI and TMHMDI are more preferred.

水酸基を有する(メタ)アクリル化合物としては、例えば、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、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(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、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、2-ヒドロキシ-3-アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、2,2-ビス[4-〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕フェニル]プロパン、1,2-ビス〔3-(メタ)アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ〕エタン、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールのトリ又はテトラ(メタ)アクリレート等のヒドロキシ(メタ)アクリレート化合物等;N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等のヒドロキシ(メタ)アクリルアミド化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、本発明の光造形用樹脂組成物が硬化性に優れる観点から、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-3-アクリロイルオキシプロピル(メタ)アクリレート、N-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミドが好ましく、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートがより好ましい。 Examples of (meth)acrylic compounds having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl (meth)acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, glycerin mono(meth)acrylate, N-hydroxyethyl (meth)acrylamide, N,N-bis(2-hydroxyethyl) (meth)acrylamide, 2-hydroxy hydroxy(meth)acrylate compounds such as 1,2-bis[4-[3-(meth)acryloyloxy-2-hydroxypropoxy]phenyl]propane, 1,2-bis[3-(meth)acryloyloxy-2-hydroxypropoxy]ethane, pentaerythritol tri(meth)acrylate, and dipentaerythritol tri- or tetra(meth)acrylate; and hydroxy(meth)acrylamide compounds such as N-hydroxyethyl(meth)acrylamide and N,N-bis(2-hydroxyethyl)(meth)acrylamide. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of excellent curing properties of the stereolithography resin composition of the present invention, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-acryloyloxypropyl (meth)acrylate, and N-hydroxyethyl (meth)acrylamide are preferred, and 2-hydroxyethyl (meth)acrylate is more preferred.

イソシアネート基を有する化合物と水酸基を有する(メタ)アクリル化合物との付加反応は、公知の方法に従って行うことができ、特に限定はない。 The addition reaction between a compound having an isocyanate group and a (meth)acrylic compound having a hydroxyl group can be carried out according to a known method, and there are no particular limitations.

ポリマー構造を含有しないウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)の例としては、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート(通称:UDMA)、2,4-トリレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート、ビスヒドロキシエチルメタクリレート-イソホロンジウレタン、2,4-トリレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート、N,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス[2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール]テトラメタクリレート、ヘキサメチレンビス{2-カルバモイルオキシ-3-フェノキシプロピル}ジアクリレート、2,4-トリレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ヘキサアクリレート等の二官能以上のウレタン化(メタ)アクリル化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも強度及び弾性の観点から、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート、N,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス[2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール]テトラメタクリレートが好ましく、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレートがより好ましい。 Examples of urethane-modified (meth)acrylic compounds (a) that do not contain a polymer structure include bifunctional or higher urethane-modified (meth)acrylic compounds such as 2,2,4-trimethylhexamethylenebis(2-carbamoyloxyethyl)dimethacrylate (commonly known as UDMA), 2,4-tolylenebis(2-carbamoyloxyethyl)dimethacrylate, bishydroxyethylmethacrylate-isophoronediurethane, 2,4-tolylenebis(2-carbamoyloxyethyl)dimethacrylate, N,N'-(2,2,4-trimethylhexamethylene)bis[2-(aminocarboxy)propane-1,3-diol]tetramethacrylate, hexamethylenebis{2-carbamoyloxy-3-phenoxypropyl}diacrylate, and 2,4-tolylenebis(2-carbamoyloxyethyl)hexaacrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of strength and elasticity, 2,2,4-trimethylhexamethylene bis(2-carbamoyloxyethyl) dimethacrylate and N,N'-(2,2,4-trimethylhexamethylene) bis[2-(aminocarboxy)propane-1,3-diol]tetramethacrylate are preferred, and 2,2,4-trimethylhexamethylene bis(2-carbamoyloxyethyl) dimethacrylate is more preferred.

本発明の光造形用樹脂組成物におけるウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)の含有量は、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部において、10~99質量部であることが好ましく、硬化性、造形物の強度、成形精度及び耐摩耗性により優れる点から、30~90質量部であることがより好ましく、50~80質量部であることがさらに好ましい。 The content of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) in the stereolithography resin composition of the present invention is preferably 10 to 99 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers, and from the viewpoint of superior curability, strength of the molded object, molding precision and abrasion resistance, it is more preferably 30 to 90 parts by mass, and even more preferably 50 to 80 parts by mass.

[(メタ)アクリルアミド化合物(b)]
(メタ)アクリルアミド化合物(b)は、本発明の光造形用樹脂組成物において、光造形用樹脂組成物の粘度を低減するため、並びに硬化性及び耐摩耗性を付与するために用いられる。さらに、本発明では高強度、高弾性を目的として比較的大きい無機粒子が配合されるが、一般的に粒子径が大きく、かつ球状のフィラーを配合した場合、フィラーが脱落しやすい傾向となり、耐摩耗性が低下する。しかしながら、(メタ)アクリルアミド(b)はウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)と共重合することによって、強固かつフィラーとの相互作用が強い硬化物を与えるため、フィラーの脱落を抑制しながら、高強度化、高弾性化されることから、耐摩耗性に優れた硬化物が得られるものと推測される。
[(Meth)acrylamide compound (b)]
The (meth)acrylamide compound (b) is used in the stereolithography resin composition of the present invention to reduce the viscosity of the stereolithography resin composition and to impart curability and abrasion resistance. Furthermore, in the present invention, relatively large inorganic particles are blended for the purpose of high strength and high elasticity, but when a filler with a large particle size and a spherical shape is blended, the filler tends to fall off, and the abrasion resistance decreases. However, (meth)acrylamide (b) is copolymerized with urethane-modified (meth)acrylic compound (a) to give a cured product that is strong and has a strong interaction with the filler, and therefore, it is presumed that a cured product with excellent abrasion resistance can be obtained by increasing the strength and elasticity while suppressing the fall-off of the filler.

(メタ)アクリルアミド化合物(b)の例としては、N-アクリロイルモルホリン、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-プロピル(メタ)アクリルアミド、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-ヘキシル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-n-オクチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ-2-エチルヘキシル(メタ)アクリルアミド、N-(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド、N,N-ビス(2-ヒドロキシエチル)(メタ)アクリルアミド等の単官能(メタ)アクリルアミド化合物が挙げられる。これらは、1種を単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。これらの中でも、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)との混和性が良く、光造形用樹脂組成物の硬化性及び硬化物の耐摩耗性が優れる点で、N-アクリロイルモルホリン、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミドがより好ましく、N-アクリロイルモルホリンがさらに好ましい。 Examples of (meth)acrylamide compounds (b) include monofunctional (meth)acrylamide compounds such as N-acryloylmorpholine, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N,N-di-n-propyl(meth)acrylamide, N-isopropyl(meth)acrylamide, N,N-di-n-butyl(meth)acrylamide, N,N-di-n-hexyl(meth)acrylamide, N,N-di-n-octyl(meth)acrylamide, N,N-di-2-ethylhexyl(meth)acrylamide, N-(2-hydroxyethyl)(meth)acrylamide, and N,N-bis(2-hydroxyethyl)(meth)acrylamide. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, N-acryloylmorpholine, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, and N,N-diethyl(meth)acrylamide are more preferred, and N-acryloylmorpholine is even more preferred, because they have good miscibility with the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), and have excellent curability of the stereolithography resin composition and abrasion resistance of the cured product.

(メタ)アクリルアミド化合物(b)の含有量は、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部において、5~80質量部が好ましく、硬化性、造形物の強度、成形精度及び耐摩耗性により優れる点から、10~60質量部がより好ましく、15~40質量部がさらに好ましい。 The content of (meth)acrylamide compound (b) is preferably 5 to 80 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of urethane-type (meth)acrylic compound (a), (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers, and is more preferably 10 to 60 parts by mass, and even more preferably 15 to 40 parts by mass, in terms of superior curability, strength of the molded product, molding precision and abrasion resistance.

本発明の光造形用樹脂組成物は、重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)以外の他の重合性単量体(以下、単に「他の重合性単量体」ともいう)を含んでいてもよい。 The stereolithography resin composition of the present invention may contain other polymerizable monomers (hereinafter simply referred to as "other polymerizable monomers") other than the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) and the (meth)acrylamide compound (b) having a weight-average molecular weight of 1000 or less.

他の重合性単量体には、ラジカル重合性単量体が好適に用いられる。ラジカル重合性単量体の具体例としては、(メタ)アクリレート系重合性単量体;α-シアノアクリル酸、(メタ)アクリル酸、α-ハロゲン化アクリル酸、クロトン酸、桂皮酸、ソルビン酸、マレイン酸、イタコン酸等のエステル類;ビニルエステル類;ビニルエーテル類;モノ-N-ビニル誘導体;スチレン誘導体等が挙げられる。なかでも、硬化性の観点から、(メタ)アクリレート系重合性単量体が好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してよい。 As the other polymerizable monomer, a radical polymerizable monomer is preferably used. Specific examples of radical polymerizable monomers include (meth)acrylate-based polymerizable monomers; esters such as α-cyanoacrylic acid, (meth)acrylic acid, α-halogenated acrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, sorbic acid, maleic acid, and itaconic acid; vinyl esters; vinyl ethers; mono-N-vinyl derivatives; and styrene derivatives. Among these, (meth)acrylate-based polymerizable monomers are preferred from the viewpoint of curability. These may be used alone or in combination of two or more.

(メタ)アクリレート系重合性単量体としては、重合性基を1個有する単官能性重合性単量体、及び重合性基を複数有する多官能性重合性単量体が挙げられる。 (Meth)acrylate polymerizable monomers include monofunctional polymerizable monomers having one polymerizable group, and polyfunctional polymerizable monomers having multiple polymerizable groups.

単官能性の(メタ)アクリレート系重合性単量体としては、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、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6-ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、10-ヒドロキシデシル(メタ)アクリレート、プロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、エリスリトールモノ(メタ)アクリレート、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、イソプロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、sec-ブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、セチル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、2,3-ジブロモプロピル(メタ)アクリレート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルトリメトキシシラン、(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。 Monofunctional (meth)acrylate polymerizable monomers include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth)acrylate, 10-hydroxydecyl (meth)acrylate, propylene glycol mono(meth)acrylate, glycerol mono(meth)acrylate, erythritol mono(meth)acrylate, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, ) acrylate, sec-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, n-hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, cetyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, isobornyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, 2,3-dibromopropyl (meth)acrylate, 3-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 11-(meth)acryloyloxyundecyltrimethoxysilane, (meth)acrylamide, etc.

多官能性重合性単量体としては、芳香族化合物系の二官能性重合性単量体、脂肪族化合物系の二官能性重合性単量体、三官能性以上の重合性単量体等が挙げられる。 Examples of polyfunctional polymerizable monomers include bifunctional polymerizable monomers of aromatic compounds, bifunctional polymerizable monomers of aliphatic compounds, and trifunctional or higher polymerizable monomers.

芳香族化合物系の二官能性重合性単量体としては、2,2-ビス((メタ)アクリロイルオキシフェニル)プロパン、2,2-ビス〔4-(3-アクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス〔4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(通称「Bis-GMA」)、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシテトラエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシペンタエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジエトキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2-(4-(メタ)アクリロイルオキシジプロポキシフェニル)-2-(4-(メタ)アクリロイルオキシトリエトキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシプロポキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシイソプロポキシフェニル)プロパン、1,4-ビス(2-(メタ)アクリロイルオキシエチル)ピロメリテート等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してよい。これらの中でも、硬化性、硬化物の強度が優れる点で、2,2-ビス〔4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパンが好ましい。2,2-ビス(4-(メタ)アクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパンの中でも、2,2-ビス(4-メタクリロイルオキシポリエトキシフェニル)プロパン(エトキシ基の平均付加モル数が2.6である化合物(通称「D-2.6E」))が好ましい。 Examples of aromatic bifunctional polymerizable monomers include 2,2-bis((meth)acryloyloxyphenyl)propane, 2,2-bis[4-(3-acryloyloxy-2-hydroxypropoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)phenyl]propane (commonly known as "Bis-GMA"), 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxyethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxypolyethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxydiethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxytetraethoxyphenyl)propane, and 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxypentaethoxyphenyl)propane. , 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxydipropoxyphenyl)propane, 2-(4-(meth)acryloyloxydiethoxyphenyl)-2-(4-(meth)acryloyloxyethoxyphenyl)propane, 2-(4-(meth)acryloyloxydiethoxyphenyl)-2-(4-(meth)acryloyloxytriethoxyphenyl)propane, 2-(4-(meth)acryloyloxydipropoxyphenyl)-2-(4-(meth)acryloyloxytriethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxypropoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxyisopropoxyphenyl)propane, 1,4-bis(2-(meth)acryloyloxyethyl)pyromellitate, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 2,2-bis[4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)phenyl]propane and 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxypolyethoxyphenyl)propane are preferred due to their excellent curability and strength of the cured product. Among 2,2-bis(4-(meth)acryloyloxypolyethoxyphenyl)propane, 2,2-bis(4-methacryloyloxypolyethoxyphenyl)propane (a compound with an average number of moles of ethoxy groups added of 2.6 (commonly known as "D-2.6E")) is preferred.

脂肪族化合物系の二官能性重合性単量体としては、グリセロールジ(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ブチレングリコールジ(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、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,3-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(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、2-エチル-1,6-ヘキサンジオールジ(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、1,10-デカンジオールジ(メタ)アクリレート、1,2-ビス(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)エタン等が挙げられる。これらの中でも、硬化性、硬化物の強度が優れる点で、トリエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してよい。 Examples of aliphatic compound-based bifunctional polymerizable monomers include glycerol di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, propylene glycol di(meth)acrylate, butylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, 1,3-butanediol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 2-ethyl-1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,9-nonanediol di(meth)acrylate, 1,10-decanediol di(meth)acrylate, 1,2-bis(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)ethane, and the like. Among these, triethylene glycol dimethacrylate is preferred because of its excellent curability and strength of the cured product. These may be used alone or in combination of two or more.

三官能性以上の重合性単量体としては、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタントリ(メタ)アクリレート、トリメチロールメタントリ(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、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、N,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール〕テトラ(メタ)アクリレート、1,7-ジアクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラ(メタ)アクリロイルオキシメチル-4-オキサヘプタン等が挙げられる。これらの中でも、硬化性、硬化物強度が優れる点で、N,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス〔2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール〕テトラメタクリレート、1,7-ジアクリロイルオキシ-2,2,6,6-テトラアクリロイルオキシメチル-4-オキサヘプタンが好ましい。 Examples of trifunctional or higher polymerizable monomers include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, trimethylolmethane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, N,N'-(2,2,4-trimethylhexamethylene)bis[2-(aminocarboxy)propane-1,3-diol]tetra(meth)acrylate, 1,7-diacryloyloxy-2,2,6,6-tetra(meth)acryloyloxymethyl-4-oxaheptane, etc. Among these, N,N'-(2,2,4-trimethylhexamethylene)bis[2-(aminocarboxy)propane-1,3-diol]tetramethacrylate and 1,7-diacryloyloxy-2,2,6,6-tetraacryloyloxymethyl-4-oxaheptane are preferred due to their excellent curability and strength of the cured product.

[光重合開始剤(c)]
本発明に用いられる光重合開始剤(c)は、一般工業界で使用されている光重合開始剤から選択して使用でき、中でも歯科用途に用いられている光重合開始剤が好ましく用いられる。
[Photopolymerization initiator (c)]
The photopolymerization initiator (c) used in the present invention can be selected from photopolymerization initiators used in general industrial fields, and among them, photopolymerization initiators used for dental purposes are preferably used.

光重合開始剤(c)としては、(ビス)アシルホスフィンオキシド類、チオキサントン類又はチオキサントン類の第4級アンモニウム塩、ケタール類、α-ジケトン類、クマリン類、アントラキノン類、ベンゾインアルキルエーテル化合物、α-アミノケトン系化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してよい。 Examples of photopolymerization initiators (c) include (bis)acylphosphine oxides, thioxanthones or quaternary ammonium salts of thioxanthones, ketals, α-diketones, coumarins, anthraquinones, benzoin alkyl ether compounds, α-aminoketone compounds, etc. These may be used alone or in combination of two or more.

これらの光重合開始剤(c)の中でも、(ビス)アシルホスフィンオキシド類及びその塩、並びにα-ジケトン類からなる群より選択される少なくとも1種を用いることが好ましい。これにより、紫外領域及び可視光領域での光硬化性に優れ、Arレーザー、He-Cdレーザー等のレーザー;ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、発光ダイオード(LED)、水銀灯、蛍光灯等の照明等のいずれの光源を用いても十分な光硬化性を示す光造形用樹脂組成物が得られる。 Among these photopolymerization initiators (c), it is preferable to use at least one selected from the group consisting of (bis)acylphosphine oxides and their salts, and α-diketones. This results in a stereolithography resin composition that has excellent photocurability in the ultraviolet and visible light regions and exhibits sufficient photocurability when using any light source, such as a laser such as an Ar laser or a He-Cd laser; or lighting such as a halogen lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a light-emitting diode (LED), a mercury lamp, or a fluorescent lamp.

上記光重合開始剤(c)として用いられる(ビス)アシルホスフィンオキシド類のうち、アシルホスフィンオキシド類としては、例えば、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、2,6-ジメトキシベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,6-ジクロロベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニルホスフィンオキシド、2,4,6-トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド、2,3,5,6-テトラメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ベンゾイルジ(2,6-ジメチルフェニル)ホスホネート、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ナトリウム塩、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カリウム塩、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のアンモニウム塩等が挙げられる。ビスアシルホスフィンオキシド類としては、例えば、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-4-プロピルフェニルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジクロロベンゾイル)-1-ナフチルホスフィンオキシド、ビス(2,6-ジメトキシベンゾイル)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(2,6-ジメトキシベンゾイル)-2,5-ジメチルフェニ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、ビス(2,5,6-トリメチルベンゾイル)-2,4,4-トリメチルペンチルホスフィンオキシド等が挙げられる。さらに、特開2000-159621号公報に記載されている化合物が挙げられる。 Among the (bis)acylphosphine oxides used as the photopolymerization initiator (c), examples of the acylphosphine oxides include 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dimethoxybenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,6-dichlorobenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylmethoxyphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylethoxyphenylphosphine oxide, 2,3,5,6-tetramethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, benzoyldi(2,6-dimethylphenyl)phosphonate, 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide sodium salt, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide potassium salt, and 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide ammonium salt. Examples of bisacylphosphine oxides include bis(2,6-dichlorobenzoyl)phenylphosphine oxide, bis(2,6-dichlorobenzoyl)-2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis(2,6-dichlorobenzoyl)-4-propylphenylphosphine oxide, bis(2,6-dichlorobenzoyl)-1-naphthylphosphine oxide, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)phenylphosphine oxide, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-2,5-dimethylphenylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide, and bis(2,5,6-trimethylbenzoyl)-2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide. Further examples include compounds described in JP-A-2000-159621.

これらの(ビス)アシルホスフィンオキシド類の中でも、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、2,4,6-トリメチルベンゾイルメトキシフェニ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、及び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ナトリウム塩が特に好ましい。 Among these (bis)acylphosphine oxides, 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, 2,4,6-trimethylbenzoylmethoxyphenylphosphine oxide, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide, and 2,4,6-trimethylbenzoylphenylphosphine oxide sodium salt are particularly preferred.

上記光重合開始剤(c)として用いられるα-ジケトン類としては、例えば、ジアセチル、ベンジル、カンファーキノン、2,3-ペンタジオン、2,3-オクタジオン、9,10-フェナントレンキノン、4,4’-オキシベンジル、アセナフテンキノンが挙げられる。この中でも、可視光領域の光源を使用する場合には、カンファーキノンが特に好ましい。 Examples of α-diketones used as the photopolymerization initiator (c) include diacetyl, benzil, camphorquinone, 2,3-pentadione, 2,3-octadione, 9,10-phenanthrenequinone, 4,4'-oxybenzil, and acenaphthenequinone. Among these, camphorquinone is particularly preferred when using a light source in the visible light region.

本発明の光造形用樹脂組成物における光重合開始剤(c)の含有量は、得られる光造形用樹脂組成物の硬化性等の観点から、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部に対して、0.1~10質量部が好ましく、0.5~7.5質量部がより好ましく、1.0~5.0質量部がさらに好ましい。光重合開始剤(c)の含有量が、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部に対し、10質量部を超える場合、光重合開始剤自体の溶解性が低い場合に、光造形用樹脂組成物からの析出を招くおそれがある。 From the viewpoint of the curability of the resulting stereolithography resin composition, the content of the photopolymerization initiator (c) in the stereolithography resin composition of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass, more preferably 0.5 to 7.5 parts by mass, and even more preferably 1.0 to 5.0 parts by mass, per 100 parts by mass of the total of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b), and other polymerizable monomers. If the content of the photopolymerization initiator (c) exceeds 10 parts by mass per 100 parts by mass of the total of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b), and other polymerizable monomers, and if the solubility of the photopolymerization initiator itself is low, precipitation from the stereolithography resin composition may occur.

[球状無機粒子(d)]
球状無機粒子(d)は、本発明の光造形用樹脂組成物において、特定の含有量の場合に、造形性を損なうことなく高弾性化するために用いられる。すなわち、球状無機粒子(d)が、球状であることによって、光造形用樹脂組成物に剪断応力が掛けられたときに、粒子同士の摩擦抵抗或いは相互作用が小さくなり、光造形用樹脂組成物が低粘度化されるため、造形性に優れる。また、特定の粒径とすることによって、粘度の上昇を抑えつつ、緻密に充填されるため、無機粒子の剛性が造形物に発現し、高弾性化する。しかしながら、無機粒子の粒径が小さすぎる場合、粒子同士の相互作用が大きくなり、高粘度化するだけでなく、無機粒子の剛性が発現しにくい。一方、無機粒子の粒径が大きすぎる場合、組成物が緻密に充填されにくくなり不均一化するため、高弾性化しにくくなる。また、球状無機粒子(d)は、光造形用樹脂組成物の硬化物に耐摩耗性を付与する。
[Spherical inorganic particles (d)]
The spherical inorganic particles (d) are used in the stereolithography resin composition of the present invention in a specific content to increase the elasticity without impairing the moldability. That is, when the spherical inorganic particles (d) are spherical, the frictional resistance or interaction between the particles is reduced when shear stress is applied to the stereolithography resin composition, and the stereolithography resin composition has a low viscosity, resulting in excellent moldability. In addition, by making the particle size specific, the particles are densely packed while suppressing an increase in viscosity, so that the rigidity of the inorganic particles is expressed in the molded object and the elasticity is increased. However, when the particle size of the inorganic particles is too small, the interaction between the particles is increased, and not only the viscosity is increased, but also the rigidity of the inorganic particles is difficult to be expressed. On the other hand, when the particle size of the inorganic particles is too large, the composition is difficult to be densely packed and becomes non-uniform, so that the elasticity is difficult to be increased. In addition, the spherical inorganic particles (d) impart abrasion resistance to the cured product of the stereolithography resin composition.

本発明に用いられる球状無機粒子(d)としては、例えば、石英、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化亜鉛、酸化セリウム、酸化アルミニウム(アルミナ)、シリカ-チタニア、シリカ-チタニア-酸化バリウム、シリカ-ジルコニア、シリカ-アルミナ、アルミノシリケートガラス、フルオロアルミノシリケートガラス、カルシウムフルオロアルミノシリケートガラス、ストロンチウムフルオロアルミノシリケートガラス、バリウムフルオロアルミノシリケートガラス、及びストロンチウムカルシウムフルオロアルミノシリケートガラスが挙げられる。これらもまた、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、得られる光造形用樹脂組成物の硬化物の弾性率が優れる点で、石英、シリカ、アルミナ、ジルコニア、バリウムガラス、フルオロアルミノシリケートガラスが好ましく用いられ、より好ましくはシリカ、バリウムガラスが用いられ、さらに好ましくはシリカが用いられる。 Examples of the spherical inorganic particles (d) used in the present invention include quartz, silica, titanium oxide, zirconium oxide (zirconia), zinc oxide, cerium oxide, aluminum oxide (alumina), silica-titania, silica-titania-barium oxide, silica-zirconia, silica-alumina, aluminosilicate glass, fluoroaluminosilicate glass, calcium fluoroaluminosilicate glass, strontium fluoroaluminosilicate glass, barium fluoroaluminosilicate glass, and strontium calcium fluoroaluminosilicate glass. These may also be used alone or in combination of two or more. Among these, quartz, silica, alumina, zirconia, barium glass, and fluoroaluminosilicate glass are preferably used, more preferably silica and barium glass, and even more preferably silica, in terms of the excellent elastic modulus of the cured product of the stereolithography resin composition obtained.

光造形用樹脂組成物の造形性及び硬化物の力学的特性の観点から、球状無機粒子(d)の平均粒子径は、0.75~10μmであることが必要であり、0.8~5.0μmが好ましく、0.85~2.5μmがより好ましく、0.9~2.0μmがさらに好ましい。球状無機粒子(d)の平均粒子径が0.75μm未満の場合、光造形用樹脂組成物の粘度が高くなり成形精度が低下する傾向となり、また光造形用樹脂組成物の硬化物の弾性率が低下する傾向となり、光造形用樹脂組成物に含まれる樹脂(重合体)の影響を強く受けて耐摩耗性が低下する傾向となる。一方、球状無機粒子(d)の平均粒子径が10μmより大きいと、照射光が散乱しやすくなるため成形精度が低下する傾向となり、また、摩耗の力によって無機粒子が先に脱落しやすくなり、光造形用樹脂組成物の硬化物の耐摩耗性が低下する。ある好適な実施形態では、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)、光重合開始剤(c)、及び平均粒子径が0.75~10μmである球状無機粒子(d)を含有し、平均粒子径が0.75μm未満の無機粒子を含まない光造形用樹脂組成物が挙げられる。また、ある好適な実施形態では、無機粒子として無機繊維ウィスカーを含まない光造形用樹脂組成物が挙げられる。 From the viewpoint of the modeling property of the photo-molding resin composition and the mechanical properties of the cured product, the average particle diameter of the spherical inorganic particles (d) must be 0.75 to 10 μm, preferably 0.8 to 5.0 μm, more preferably 0.85 to 2.5 μm, and even more preferably 0.9 to 2.0 μm. If the average particle diameter of the spherical inorganic particles (d) is less than 0.75 μm, the viscosity of the photo-molding resin composition tends to increase and the molding accuracy tends to decrease, and the elastic modulus of the cured product of the photo-molding resin composition tends to decrease, and the resin (polymer) contained in the photo-molding resin composition tends to be strongly influenced and the abrasion resistance tends to decrease. On the other hand, if the average particle diameter of the spherical inorganic particles (d) is greater than 10 μm, the irradiated light tends to be scattered, so the molding accuracy tends to decrease, and the inorganic particles tend to fall off first due to the force of abrasion, and the abrasion resistance of the cured product of the photo-molding resin composition tends to decrease. In one preferred embodiment, the stereolithography resin composition contains a urethane-modified (meth)acrylic compound (a), a (meth)acrylamide compound (b), a photopolymerization initiator (c), and spherical inorganic particles (d) having an average particle size of 0.75 to 10 μm, but does not contain inorganic particles having an average particle size of less than 0.75 μm. In another preferred embodiment, the stereolithography resin composition does not contain inorganic fiber whiskers as inorganic particles.

球状無機粒子(d)の平均粒子径とは平均一次粒子径であり、レーザー回折散乱法により求めることができる。レーザー回折散乱法は、例えば、レーザー回折式粒子径分布測定装置(SALD-2300:株式会社島津製作所製)により、0.2%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒に用いて体積基準で測定することができる。 The average particle size of the spherical inorganic particles (d) is the average primary particle size, and can be determined by a laser diffraction scattering method. The laser diffraction scattering method can be performed, for example, by a laser diffraction particle size distribution measuring device (SALD-2300: manufactured by Shimadzu Corporation) using a 0.2% aqueous solution of sodium hexametaphosphate as a dispersion medium, and can be measured on a volume basis.

球状無機粒子(d)の形状は流動性に優れる観点から球状であることが必要である。球状無機粒子(d)の真球度が0.70~0.99であることが好ましく、0.80~0.99であることがより好ましく、0.90~0.99であることがさらに好ましい。 The shape of the spherical inorganic particles (d) must be spherical in order to provide excellent fluidity. The sphericity of the spherical inorganic particles (d) is preferably 0.70 to 0.99, more preferably 0.80 to 0.99, and even more preferably 0.90 to 0.99.

球状無機粒子(d)の形状は走査型電子顕微鏡(以下、SEMという)の撮影像より計測することができる。平均粒子径及び真球度は、SEM写真を画像解析装置で処理することにより求めることができる。画像処理するサンプル数は200個以上とし、その平均値を用いる。なお、ここで定義する「真球度」は、SEMの撮影像を画像処理することによって求められる円形度を代用する。円形度は、以下の式で示される。円形度=1は真円を表す。
円形度=(4・π・S)/(L2
(式中、Sは画像処理で得られた粒子の面積を表し、Lは粒子の周囲長を表す。)
また、円形度の算出に用いる粒子径としては、円相当径(真円と仮定した場合の直径)=(4・S/π)1/2とした。
The shape of the spherical inorganic particles (d) can be measured from images taken by a scanning electron microscope (hereinafter referred to as SEM). The average particle size and sphericity can be determined by processing SEM photographs with an image analyzer. The number of samples to be image-processed is 200 or more, and the average value is used. The "sphericity" defined here is substituted for the circularity determined by image processing of the SEM image. The circularity is expressed by the following formula. Circularity=1 represents a perfect circle.
Circularity=(4·π·S)/(L 2 )
(In the formula, S represents the area of the particle obtained by image processing, and L represents the perimeter of the particle.)
The particle diameter used to calculate the circularity was determined as the circle equivalent diameter (diameter when assumed to be a perfect circle)=(4·S/π) 1/2 .

本発明の光造形用樹脂組成物における球状無機粒子(d)の含有量は、得られる光造形用樹脂組成物の稠度、硬化物の成形精度及び力学的特性の観点からウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部に対して、50~400質量部であることが必要であり、75~300質量部が好ましく、100~200質量部がより好ましい。球状無機粒子(d)の含有量が50質量部未満の場合、立体造形物において十分な力学的特性が得られない。一方、球状無機粒子(d)の含有量が、400質量部を超える場合、光造形用樹脂組成物の粘度が上昇し、造形が困難になる。 The content of the spherical inorganic particles (d) in the stereolithography resin composition of the present invention must be 50 to 400 parts by mass, preferably 75 to 300 parts by mass, and more preferably 100 to 200 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers, from the viewpoints of the consistency of the resulting stereolithography resin composition, the molding accuracy and the mechanical properties of the cured product. If the content of the spherical inorganic particles (d) is less than 50 parts by mass, sufficient mechanical properties cannot be obtained in the three-dimensional object. On the other hand, if the content of the spherical inorganic particles (d) exceeds 400 parts by mass, the viscosity of the stereolithography resin composition increases, making it difficult to mold the object.

球状無機粒子(d)は、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部との混和性を調整するため、酸性基を含有する有機化合物;飽和脂肪酸アミド、不飽和脂肪酸アミド、飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド等の脂肪酸アミド;シランカップリング剤等の有機ケイ素化合物、等の公知の表面処理剤で予め表面処理することが好ましい。ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体と球状無機粒子(d)との化学結合性を高めて硬化物の強度及び耐摩耗性を向上させるために、酸性基を含有する有機化合物で表面処理することが好ましい。該酸性基含有有機化合物としては、リン酸基、ピロリン酸基、チオリン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等の酸性基を少なくとも1個有する有機化合物が挙げられ、リン酸基を少なくとも1個有する有機化合物が好ましい。表面処理剤を2種以上使用する場合は、2種以上の表面処理剤の混合物の表面処理剤層としてもよいし、複数の表面処理剤層を積層した複層構造の表面処理剤層としてもよい。 In order to adjust the miscibility with the total amount of 100 parts by mass of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers, it is preferable to preliminarily surface-treat the spherical inorganic particles (d) with a known surface treatment agent such as an organic compound containing an acidic group; a fatty acid amide such as a saturated fatty acid amide, an unsaturated fatty acid amide, a saturated fatty acid bisamide, an unsaturated fatty acid bisamide; or an organic silicon compound such as a silane coupling agent. In order to increase the chemical bonding between the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers and the spherical inorganic particles (d) to improve the strength and abrasion resistance of the cured product, it is preferable to surface-treat the spherical inorganic particles (d) with an organic compound containing an acidic group. Examples of the acidic group-containing organic compound include organic compounds having at least one acidic group such as a phosphoric acid group, a pyrophosphoric acid group, a thiophosphoric acid group, a phosphonic acid group, a sulfonic acid group, or a carboxylic acid group, and an organic compound having at least one phosphoric acid group is preferable. When two or more types of surface treatment agents are used, the surface treatment agent layer may be a mixture of two or more types of surface treatment agents, or a multi-layer structure in which multiple surface treatment agent layers are laminated may be used.

リン酸基を含有する酸性基含有有機化合物としては、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ステアリルアシッドホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルジハイドロジェンホスフェート、3-(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート、4-(メタ)アクリロイルオキシブチルジハイドロジェンホスフェート、5-(メタ)アクリロイルオキシペンチルジハイドロジェンホスフェート、6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシルジハイドロジェンホスフェート、7-(メタ)アクリロイルオキシヘプチルジハイドロジェンホスフェート、8-(メタ)アクリロイルオキシオクチルジハイドロジェンホスフェート、9-(メタ)アクリロイルオキシノニルジハイドロジェンホスフェート、10-(メタ)アクリロイルオキシデシルジハイドロジェンホスフェート、11-(メタ)アクリロイルオキシウンデシルジハイドロジェンホスフェート、12-(メタ)アクリロイルオキシドデシルジハイドロジェンホスフェート、16-(メタ)アクリロイルオキシヘキサデシルジハイドロジェンホスフェート、20-(メタ)アクリロイルオキシイコシルジハイドロジェンホスフェート、ビス〔2-(メタ)アクリロイルオキシエチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔4-(メタ)アクリロイルオキシブチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔6-(メタ)アクリロイルオキシヘキシル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔8-(メタ)アクリロイルオキシオクチル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔9-(メタ)アクリロイルオキシノニル〕ハイドロジェンホスフェート、ビス〔10-(メタ)アクリロイルオキシデシル〕ハイドロジェンホスフェート、1,3-ジ(メタ)アクリロイルオキシプロピルジハイドロジェンホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニルハイドロジェンホスフェート、2-(メタ)アクリロイルオキシエチル-2-ブロモエチルハイドロジェンホスフェート、ビス〔2-(メタ)アクリロイルオキシ-(1-ヒドロキシメチル)エチル〕ハイドロジェンホスフェート、及びこれらの酸塩化物、アルカリ金属塩、アンモニウム塩等が挙げられる。 Examples of acidic group-containing organic compounds that contain phosphoric acid groups include 2-ethylhexyl acid phosphate, stearyl acid phosphate, 2-(meth)acryloyloxyethyl dihydrogen phosphate, 3-(meth)acryloyloxypropyl dihydrogen phosphate, 4-(meth)acryloyloxybutyl dihydrogen phosphate, 5-(meth)acryloyloxypentyl dihydrogen phosphate, 6-(meth)acryloyloxyhexyl dihydrogen phosphate, 7- (Meth)acryloyloxyheptyl dihydrogen phosphate, 8-(meth)acryloyloxyoctyl dihydrogen phosphate, 9-(meth)acryloyloxynonyl dihydrogen phosphate, 10-(meth)acryloyloxydecyl dihydrogen phosphate, 11-(meth)acryloyloxyundecyl dihydrogen phosphate, 12-(meth)acryloyloxydodecyl dihydrogen phosphate, 16-(meth)acryloyloxyhexadecyl dihydrogen phosphate dihydrogen phosphate, 20-(meth)acryloyloxyicosyl dihydrogen phosphate, bis[2-(meth)acryloyloxyethyl]hydrogen phosphate, bis[4-(meth)acryloyloxybutyl]hydrogen phosphate, bis[6-(meth)acryloyloxyhexyl]hydrogen phosphate, bis[8-(meth)acryloyloxyoctyl]hydrogen phosphate, bis[9-(meth)acryloyloxynonyl]hydrogen phosphate, bis[1 Examples include bis[2-(meth)acryloyloxydecyl]hydrogen phosphate, 1,3-di(meth)acryloyloxypropyl dihydrogen phosphate, 2-(meth)acryloyloxyethylphenyl hydrogen phosphate, 2-(meth)acryloyloxyethyl-2-bromoethyl hydrogen phosphate, bis[2-(meth)acryloyloxy-(1-hydroxymethyl)ethyl]hydrogen phosphate, and their acid chlorides, alkali metal salts, and ammonium salts.

また、ピロリン酸基、チオリン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、カルボン酸基等の酸性基を有する酸性基含有有機化合物としては、例えば、国際公開2012/042911号に記載のものを好適に用いることができる。 As an acidic group-containing organic compound having an acidic group such as a pyrophosphate group, a thiophosphate group, a phosphonate group, a sulfonic acid group, or a carboxylic acid group, for example, those described in International Publication No. 2012/042911 can be suitably used.

飽和脂肪酸アミドとしては、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘニン酸アミド等が挙げられる。不飽和脂肪酸アミドとしては、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド等が挙げられる。飽和脂肪酸ビスアミドとしては、エチレンビスパルミチン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド等が挙げられる。不飽和脂肪酸ビスアミドとしては、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N’-ジオレイルセバシン酸アミド等が挙げられる。 Examples of saturated fatty acid amides include palmitic acid amide, stearic acid amide, and behenic acid amide. Examples of unsaturated fatty acid amides include oleic acid amide and erucic acid amide. Examples of saturated fatty acid bisamides include ethylene bispalmitic acid amide, ethylene bisstearic acid amide, and hexamethylene bisstearic acid amide. Examples of unsaturated fatty acid bisamides include ethylene bisoleic acid amide, hexamethylene bisoleic acid amide, and N,N'-dioleylsebacic acid amide.

有機ケイ素化合物としては、R1 nSiX4-nで表される化合物が挙げられる。但し、前記式中、R1は炭素数1~12の置換又は無置換の炭化水素基であり、Xは炭素数1~4のアルコキシ基、ヒドロキシ基、ハロゲン原子又は水素原子を示し、nは0~3の整数であり、但し、R1及びXが複数ある場合にはそれぞれ、同一でも異なっていてもよい。 An example of the organosilicon compound is a compound represented by R 1 n SiX 4-n , where R 1 is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, X is an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a hydroxyl group, a halogen atom or a hydrogen atom, and n is an integer from 0 to 3, and when there are multiple R 1s and multiple Xs, they may be the same or different.

具体的には、例えば、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、3,3,3-トリフルオロプロピルトリメトキシシラン、メチル-3,3,3-トリフルオロプロピルジメトキシシラン、β-(3,4エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロイルオキシプロピルメチルジエトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメチルシラノール、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、トリメチルブロモシラン、ジエチルシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ω-(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリメトキシシラン〔(メタ)アクリロイルオキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3~12、例、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン等〕、ω-(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリエトキシシラン〔(メタ)アクリロイルオキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3~12、例、γ-メタクリロイルオキシプロピルトリエトキシシラン等〕、ヘキサエチルジシラザン、ヘキサn-プロピルジシラザン、ヘキサイソプロピルジシラザン、1,1,2,2-テトラメチル-3,3-ジエチルジシラザン、1,1,3,3-テトラメチルジシラザン、1,1,1,3,3,3-ヘキサメチルジシラザン、1,1,1,3,3-ペンタメチルジシラザン等が挙げられる。 Specific examples include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, isobutyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(β-methoxyethoxy)silane, 3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane, methyl-3,3,3-trifluoropropyldimethoxysilane, and β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl Trimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloyloxypropylmethyldiethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β(aminoethyl)γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane silane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, trimethylsilanol, methyltrichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, phenyltrichlorosilane, diphenyldichlorosilane, vinyltrichlorosilane, trimethylbromosilane, diethylsilane, vinyltriacetoxysilane, ω-(meth)acryloyloxyalkyltrimethoxysilane [number of carbon atoms between the (meth)acryloyloxy group and the silicon atom: 3 to 12, e.g., γ-methacryloyloxyalkyltrimethoxysilane, Examples of such silanes include ω-(meth)acryloyloxyalkyltriethoxysilane [number of carbon atoms between the (meth)acryloyloxy group and the silicon atom: 3 to 12, e.g., γ-methacryloyloxypropyltriethoxysilane], hexaethyldisilazane, hexa-n-propyldisilazane, hexaisopropyldisilazane, 1,1,2,2-tetramethyl-3,3-diethyldisilazane, 1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,1,1,3,3,3-hexamethyldisilazane, and 1,1,1,3,3-pentamethyldisilazane.

この中でも、重合性単量体と共重合し得る官能基を有するシランカップリング剤、例えば、ω-(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリメトキシシラン〔(メタ)アクリロイルオキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3~12〕、ω-(メタ)アクリロイルオキシアルキルトリエトキシシラン〔(メタ)アクリロイルオキシ基とケイ素原子との間の炭素数:3~12〕、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン等が好ましい。 Among these, silane coupling agents having a functional group capable of copolymerizing with a polymerizable monomer, such as ω-(meth)acryloyloxyalkyltrimethoxysilane [number of carbon atoms between the (meth)acryloyloxy group and the silicon atom: 3 to 12], ω-(meth)acryloyloxyalkyltriethoxysilane [number of carbon atoms between the (meth)acryloyloxy group and the silicon atom: 3 to 12], vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, etc. are preferred.

表面処理の方法としては、公知の方法を特に限定されずに用いることができ、例えば、球状無機粒子(d)を激しく撹拌しながら前記の表面処理剤をスプレー添加する方法、適当な溶媒へ球状無機粒子(d)と上記の表面処理剤とを分散又は溶解させた後、溶媒を除去する方法等がある。 The surface treatment method can be any known method without any particular limitation, and examples of such methods include a method in which the surface treatment agent is sprayed onto the spherical inorganic particles (d) while vigorously stirring the particles, and a method in which the spherical inorganic particles (d) and the surface treatment agent are dispersed or dissolved in a suitable solvent, and then the solvent is removed.

前記表面処理剤の使用量は、特に限定されず、例えば、球状無機粒子(d)100質量部に対して、0.1~50質量部が好ましい。 The amount of the surface treatment agent used is not particularly limited, and is preferably, for example, 0.1 to 50 parts by mass per 100 parts by mass of the spherical inorganic particles (d).

また、本発明の光造形用樹脂組成物には、劣化の抑制、又は光硬化性の調整を目的として、公知の安定剤を配合することができる。前記安定剤としては、例えば、重合禁止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、キレート剤、pH調整剤等が挙げられる。安定剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。 The stereolithography resin composition of the present invention may contain a known stabilizer to suppress deterioration or adjust photocurability. Examples of the stabilizer include polymerization inhibitors, ultraviolet absorbers, antioxidants, chelating agents, and pH adjusters. One type of stabilizer may be used alone, or two or more types may be used in combination.

重合禁止剤としては、例えば、ヒドロキノン、ヒドロキノンモノメチルエーテル、ジブチルヒドロキノン、ジブチルヒドロキノンモノメチルエーテル、4-t-ブチルカテコール、2-t-ブチル-4,6-ジメチルフェノール、2,6-ジ-t-ブチルフェノール、3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエンが挙げられる。重合禁止剤の含有量は、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部に対し、0.001~5.0質量部が好ましい。 Examples of polymerization inhibitors include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, dibutylhydroquinone, dibutylhydroquinone monomethyl ether, 4-t-butylcatechol, 2-t-butyl-4,6-dimethylphenol, 2,6-di-t-butylphenol, and 3,5-di-t-butyl-4-hydroxytoluene. The content of the polymerization inhibitor is preferably 0.001 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b), and other polymerizable monomers.

また、本発明の光造形用樹脂組成物には、色調の調整又はペースト性状の調整を目的として、公知の添加剤を配合することができる。前記添加剤としては、例えば、着色剤(顔料、染料)、有機溶媒、増粘剤、界面活性剤等が挙げられる。添加剤は1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。顔料としては、無機顔料、有機顔料が挙げられる。無機顔料としては、例えば、ファーネスブラック、ランプブラック、アセチレンブラック、チャネルブラック等のカーボンブラック(C.I.ピグメントブラック7)類、酸化鉄等が挙げられる。有機顔料としては、例えば、不溶性アゾ顔料、縮合アゾ顔料、アゾレーキ、キレートアゾ顔料等のアゾ顔料;フタロシアニン顔料、ペリレン及びペリノン顔料、アントラキノン顔料、キナクリドン顔料、ジオキサン顔料、チオインジゴ顔料、イソインドリノン顔料、キノフタロン顔料等の多環式顔料;染料キレート(例えば、塩基性染料型キレート、酸性染料型キレート等);染色レーキ(塩基性染料型レーキ、酸性染料型レーキ);ニトロ顔料;ニトロソ顔料;アニリンブラック;昼光蛍光顔料等が挙げられる。顔料は、平均一次粒子径が0.10μm未満の超微粒子であってもよい。 In addition, known additives can be blended into the stereolithography resin composition of the present invention for the purpose of adjusting the color tone or the paste properties. Examples of the additives include colorants (pigments, dyes), organic solvents, thickeners, surfactants, etc. Additives may be used alone or in combination of two or more. Examples of pigments include inorganic pigments and organic pigments. Examples of inorganic pigments include carbon blacks (C.I. Pigment Black 7) such as furnace black, lamp black, acetylene black, and channel black, and iron oxide. Examples of organic pigments include azo pigments such as insoluble azo pigments, condensed azo pigments, azo lakes, and chelate azo pigments; polycyclic pigments such as phthalocyanine pigments, perylene and perinone pigments, anthraquinone pigments, quinacridone pigments, dioxane pigments, thioindigo pigments, isoindolinone pigments, and quinophthalone pigments; dye chelates (e.g., basic dye chelates, acid dye chelates, etc.); dye lakes (basic dye lakes, acid dye lakes); nitro pigments; nitroso pigments; aniline black; and daylight fluorescent pigments. The pigment may be an ultrafine particle having an average primary particle size of less than 0.10 μm.

本発明の光造形用樹脂組成物は、低粘度で造形しやすく、硬化物が高強度、高弾性かつ耐摩耗性に優れる。従って、本発明の光造形用樹脂組成物は、このような利点が生かされる用途に適用でき、例えば、光学的立体造形法により製造される各種立体造形物に用いることができる。なかでも、歯科材料及び工業用部品に好適に用いることができ、特に歯科用補綴物に最適である。 The stereolithography resin composition of the present invention has low viscosity and is easy to mold, and the cured product has high strength, high elasticity, and excellent abrasion resistance. Therefore, the stereolithography resin composition of the present invention can be used in applications that utilize these advantages, for example, for various three-dimensional objects manufactured by optical three-dimensional modeling methods. In particular, it can be used favorably for dental materials and industrial parts, and is particularly suitable for dental prostheses.

本発明の他の実施形態としては、前記したいずれかの光造形用樹脂組成物を用いて、従来公知の光学的立体造形法(例えば、吊り上げ式液槽光造形法)によって立体造形物を製造する方法が挙げられる。 Another embodiment of the present invention is a method for producing a three-dimensional object by a conventionally known optical three-dimensional modeling method (e.g., a suspended liquid tank stereolithography method) using any of the above-mentioned stereolithography resin compositions.

本発明の光造形用樹脂組成物を用いて従来公知の光学的立体造形法(例えば、吊り上げ式液槽光造形法)を行うに当たっては、従来公知の光学的立体造形法及び装置(例えば、DWS社製 DIGITALWAX(登録商標) 028J-Plus等の光造形機)のいずれもが使用できる。そのうちでも、本発明では、樹脂を硬化させるための光エネルギーとして、活性エネルギー光線を用いるのが好ましい。本発明における「活性エネルギー光線」とは、紫外線、電子線、X線、放射線、高周波等の、光造形用樹脂組成物を硬化させ得るエネルギー線を意味する。例えば、活性エネルギー光線は、300~410nmの波長を有する紫外線であってもよい。活性エネルギー光線の光源としては、Arレーザー、He-Cdレーザー等のレーザー;ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、LED、水銀灯、蛍光灯等の照明等が挙げられ、レーザーが特に好ましい。光源としてレーザーを用いた場合には、エネルギーレベルを高めて造形時間を短縮することが可能であり、しかもレーザー光線の良好な集光性を利用して、造形精度の高い立体造形物を得ることができる。 When performing a conventionally known optical three-dimensional modeling method (e.g., a suspended liquid tank stereolithography method) using the stereolithography resin composition of the present invention, any conventionally known optical three-dimensional modeling method and device (e.g., a stereolithography machine such as DIGITALWAX (registered trademark) 028J-Plus manufactured by DWS) can be used. Among them, in the present invention, it is preferable to use active energy rays as the light energy for curing the resin. In the present invention, "active energy rays" refers to energy rays that can cure the stereolithography resin composition, such as ultraviolet rays, electron beams, X-rays, radiation, and high frequency waves. For example, the active energy rays may be ultraviolet rays having a wavelength of 300 to 410 nm. Examples of light sources for active energy rays include lasers such as Ar lasers and He-Cd lasers; and lighting such as halogen lamps, xenon lamps, metal halide lamps, LEDs, mercury lamps, and fluorescent lamps, with lasers being particularly preferred. When using a laser as the light source, it is possible to increase the energy level and shorten the modeling time, and by taking advantage of the excellent focusing properties of the laser beam, it is possible to obtain a three-dimensional object with high modeling accuracy.

上記したように、本発明の光造形用樹脂組成物を用いて光学的立体造形を行うに当たっては、従来公知の方法(例えば、吊り上げ式液槽光造形法)及び従来公知の光造形システム装置のいずれもが採用でき特に制限されないが、本発明で好ましく用いられる光学的立体造形法の代表例としては、所望のパターンを有する硬化層が得られるように、光造形用樹脂組成物に活性エネルギー光線を選択的に照射して硬化層を形成する工程、次いでその硬化層にさらに未硬化液状の光造形用樹脂組成物を供給し、同様に活性エネルギー光線を照射して前記の硬化層と連続した硬化層を新たに形成して積層する工程とを繰り返すことによって最終的に目的とする立体造形物を得る方法を挙げることができる。また、それによって得られる立体造形物はそのまま用いても、また場合によってはさらに光照射によるポストキュアあるいは熱によるポストキュア等を行って、その力学的特性あるいは形状安定性等を一層高いものとしてから使用するようにしてもよい。 As described above, when performing optical three-dimensional modeling using the stereolithography resin composition of the present invention, any of the conventionally known methods (e.g., suspended liquid tank stereolithography) and conventionally known stereolithography system devices can be used without any particular limitations. A representative example of an optical three-dimensional modeling method preferably used in the present invention is a method in which a stereolithography resin composition is selectively irradiated with active energy rays to form a cured layer so as to obtain a cured layer having a desired pattern, and then an uncured liquid stereolithography resin composition is further supplied to the cured layer, and similarly irradiated with active energy rays to form a new cured layer continuous with the cured layer, and the steps are repeated to finally obtain the desired three-dimensional object. The three-dimensional object obtained by this method may be used as it is, or, in some cases, may be used after further post-curing by irradiation with light or post-curing by heat to further improve its mechanical properties or shape stability.

本発明は、本発明の効果を奏する限り、本発明の技術的思想の範囲内において、上記の構成を種々組み合わせた実施形態を含む。 The present invention includes embodiments that combine the above configurations in various ways within the scope of the technical concept of the present invention, as long as the effects of the present invention are achieved.

次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で多くの変更が当分野において通常の知識を有する者により可能である。実施例又は比較例に係る光造形用樹脂組成物に用いた各成分を略号とともに以下に説明する。 Next, the present invention will be explained in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples in any way, and many modifications within the scope of the technical concept of the present invention are possible by those with ordinary knowledge in this field. Each component used in the stereolithography resin composition according to the examples or comparative examples is explained below together with its abbreviation.

[重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)]
UDMA:2,2,4-トリメチルヘキサメチレンビス(2-カルバモイルオキシエチル)ジメタクリレート(共栄社化学株式会社製 分子量:471)
U4TH:N,N’-(2,2,4-トリメチルヘキサメチレン)ビス[2-(アミノカルボキシ)プロパン-1,3-ジオール]テトラメタクリレート(共栄社化学株式会社製 分子量:673)
[Urethanized (meth)acrylic compound (a) having a weight average molecular weight of 1,000 or less]
UDMA: 2,2,4-trimethylhexamethylenebis(2-carbamoyloxyethyl)dimethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., molecular weight: 471)
U4TH: N,N'-(2,2,4-trimethylhexamethylene)bis[2-(aminocarboxy)propane-1,3-diol]tetramethacrylate (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., molecular weight: 673)

[(メタ)アクリルアミド化合物(b)]
ACMO:N-アクリロイルモルホリン(KJケミカルズ株式会社製)
DEAA:N,N-ジエチルアクリルアミド(KJケミカルズ株式会社製)
[(Meth)acrylamide compound (b)]
ACMO: N-acryloylmorpholine (KJ Chemicals Co., Ltd.)
DEAA: N,N-diethylacrylamide (KJ Chemicals Co., Ltd.)

[光重合開始剤(c)]
TPO: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
BAPO: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
[Photopolymerization initiator (c)]
TPO: 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide BAPO: bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenylphosphine oxide

[平均粒子径が0.75~10μmである球状無機粒子(d)]
球状無機粒子(d)-1:γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン処理シリカ(商品名「アドマファイン(登録商標)SO-C4」、株式会社アドマテックス製、平均粒子径:1.0μm、真球度:0.96)
球状無機粒子(d)-2:γ-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン処理シリカ(商品名「アドマファイン(登録商標)SO-C6」、株式会社アドマテックス製、平均粒子径:2.0μm、真球度:0.97)
[Spherical inorganic particles (d) having an average particle size of 0.75 to 10 μm]
Spherical inorganic particles (d)-1: γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane-treated silica (product name "ADMAFINE (registered trademark) SO-C4", manufactured by Admatechs Co., Ltd., average particle size: 1.0 μm, sphericity: 0.96)
Spherical inorganic particles (d)-2: γ-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane-treated silica (product name "ADMAFINE (registered trademark) SO-C6", manufactured by Admatechs Co., Ltd., average particle size: 2.0 μm, sphericity: 0.97)

[その他の重合性単量体]
Bis-GMA:2,2-ビス〔4-(3-メタクリロイルオキシ-2-ヒドロキシプロポキシ)フェニル〕プロパン(新中村化学工業株式会社製)
TEGDMA:トリエチレングリコールジメタクリレート(新中村化学工業株式会社製)
[Other polymerizable monomers]
Bis-GMA: 2,2-bis[4-(3-methacryloyloxy-2-hydroxypropoxy)phenyl]propane (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
TEGDMA: Triethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)

[安定剤]
BHT:3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシトルエン
[Stabilizer]
BHT: 3,5-di-t-butyl-4-hydroxytoluene

(実施例1~7及び比較例1~5)
表1及び表2に示す分量で各成分を常温(20℃±15℃、JIS(日本工業規格) Z 8703:1983)下で混合して、実施例1~7及び比較例1~5に係る光造形用樹脂組成物としてのインクを調製した。
(Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5)
The components shown in Tables 1 and 2 were mixed at room temperature (20°C ± 15°C, JIS (Japanese Industrial Standards) Z 8703:1983) in the amounts shown in Tables 1 and 2 to prepare inks as stereolithography resin compositions according to Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5.

<造形性>
1.造形の可否
各実施例及び比較例のインクについて、光造形機(DWS社製 DIGITALWAX(登録商標) 020D)を用いて、1辺の長さが10.000mmの立方体の立体造形物を、造形ピッチ50μm、レーザー走査速度4300mm/secで製造した。光造形機は、コート材で表面処理されたトレイ及び台座を備える。造形中の立体造形物の光造形機が備える台座からの脱落、造形途切れ、容器の破壊(樹脂組成物を充填しているトレイのコート材の損傷)等がなく、造形可能か目視により観察した(n=5)。1つでも造形できないものがあれば、「造形不可」とした。
2.流動性
一辺の長さが50mmの正方形の底面を有し、厚さ0.05mmのPETフィルムを平面に置き、その中心に各実施例及び比較例のインクを0.5ml滴下して、25℃の恒温室内にて、10分間静置した。次いで、円形に広がったインクの最大径(長径)と最小径(短径)の平均を取り、インクの径を算出した。各実施例及び比較例のインクについて、3つのサンプルをこの方法で測定し、インクの径を算出した(n=3)。算出値の平均値を表1及び表2に示す。さらに、この3回の測定結果の平均値を流動性の測定値とした。流動性が大きいほどインクが流れやすく、造形性に優れることを示す。この試験での粘度が30mm以上のものは、流動性が高く造形性に優れ、40mm以上のものがより好ましい。
3.成形精度
各実施例及び比較例のインクについて、光造形機(DWS社製 DIGITALWAX(登録商標) 020D)を用いて、1辺の長さが10.000mmの立方体の立体造形物を、造形ピッチ50μm、レーザー走査速度4300mm/secで製造した。得られた立体造形物を、エタノールで洗浄し、未重合の重合性単量体を除去した後、マイクロメーターを用いて寸法(単位:mm)を測定し、下記の式により、成形精度について成形誤差を算出した(n=5)。測定値の平均値を表1及び表2に示す。該成形誤差が1.0%以下である場合、成形精度に優れ、歯科用途においてクラウン或いはブリッジを造形した場合に、適合性に優れたものとなりやすく、0.80%以下が好ましい。

Figure 0007508315000001
<Formability>
1. Possibility of modeling For the inks of each Example and Comparative Example, a stereolithography machine (DIGITALWAX (registered trademark) 020D manufactured by DWS) was used to manufacture a cubic three-dimensional object with a side length of 10.000 mm at a modeling pitch of 50 μm and a laser scanning speed of 4300 mm/sec. The stereolithography machine was equipped with a tray and a base whose surface was treated with a coating material. The three-dimensional object being modeled did not fall off the base equipped with the stereolithography machine, the modeling was interrupted, the container was destroyed (damage to the coating material of the tray filled with the resin composition), etc., and it was visually observed whether it was possible to model (n = 5). If even one of them could not be modeled, it was marked as "not possible to model".
2. Fluidity A PET film having a square base with a side length of 50 mm and a thickness of 0.05 mm was placed on a flat surface, and 0.5 ml of the ink of each Example and Comparative Example was dropped at the center of the film, and the film was left to stand for 10 minutes in a thermostatic chamber at 25°C. Next, the maximum diameter (long diameter) and the minimum diameter (short diameter) of the ink that spread in a circle were averaged to calculate the diameter of the ink. For each Example and Comparative Example, three samples were measured by this method to calculate the diameter of the ink (n=3). The average of the calculated values is shown in Tables 1 and 2. Furthermore, the average value of the three measurements was taken as the measured value of fluidity. The greater the fluidity, the easier the ink flows and the better the shape. In this test, a viscosity of 30 mm or more has high fluidity and excellent shapeability, and a viscosity of 40 mm or more is more preferable.
3. Molding accuracy For the inks of each Example and Comparative Example, a stereolithography machine (DIGITALWAX (registered trademark) 020D manufactured by DWS) was used to manufacture a cubic three-dimensional object with a side length of 10.000 mm at a modeling pitch of 50 μm and a laser scanning speed of 4300 mm/sec. The obtained three-dimensional object was washed with ethanol to remove unpolymerized polymerizable monomer, and then the dimensions (unit: mm) were measured using a micrometer, and the molding error for molding accuracy was calculated using the following formula (n=5). The average values of the measured values are shown in Tables 1 and 2. When the molding error is 1.0% or less, the molding accuracy is excellent, and when a crown or bridge is molded in dental applications, it is likely to be excellent in compatibility, and a molding error of 0.80% or less is preferable.
Figure 0007508315000001

<曲げ強さ、曲げ弾性率>
各実施例及び比較例の表1及び表2に記載の組成物について、光造形機(DWS社製 DIGITALWAX(登録商標) 028J-Plus)を用いて、長さ25.0mm×幅2.0mm×厚さ2.0mmの直方体の造形物を、造形ピッチ50μm、レーザー走査速度4300mm/secで製造した。得られた造形物を、メタノールで洗浄し、未重合の重合性単量体を除去した後、光照射機(EnvisionTEC社製 Otoflash(登録商標)G171)を用いて追い込み重合し、硬化物を得た。得られた硬化物をシリコンカーバイド紙300番で研磨した後、精密万能試験機(株式会社島津製作所製、商品名「AG-I 100N」)を用いて、支点間距離20mm、クロスヘッドスピード1mm/分で曲げ強さ(3点曲げ強さ)及び曲げ弾性率を測定した(n=5)。測定値の平均値を表1及び表2に示す。曲げ強さが120MPa以上であり、かつ曲げ弾性率が5.0GPa以上である硬化物は機械的強度に優れ、曲げ強さが140MPa以上であり、かつ曲げ弾性率が6.0GPa以上である硬化物は機械的強度により優れる。
<Flexural strength and flexural modulus>
For the compositions described in Tables 1 and 2 of each Example and Comparative Example, a rectangular parallelepiped object having a length of 25.0 mm, width of 2.0 mm, and thickness of 2.0 mm was manufactured at a modeling pitch of 50 μm and a laser scanning speed of 4300 mm/sec using a stereolithography machine (DIGITALWAX (registered trademark) 028J-Plus manufactured by DWS). The obtained object was washed with methanol to remove unpolymerized polymerizable monomer, and then polymerized by a light irradiation machine (Otoflash (registered trademark) G171 manufactured by EnvisionTEC) to obtain a cured product. The obtained cured product was polished with silicon carbide paper No. 300, and then the bending strength (three-point bending strength) and bending modulus were measured using a precision universal testing machine (manufactured by Shimadzu Corporation, product name "AG-I 100N") at a support distance of 20 mm and a crosshead speed of 1 mm/min (n=5). The average values of the measured values are shown in Tables 1 and 2. A cured product having a flexural strength of 120 MPa or more and a flexural modulus of 5.0 GPa or more has excellent mechanical strength, and a cured product having a flexural strength of 140 MPa or more and a flexural modulus of 6.0 GPa or more has even better mechanical strength.

<耐摩耗性(テーバー摩耗試験)>
各実施例及び比較例の表1及び表2に記載の組成物について、光造形機(DWS社製 DIGITALWAX(登録商標) 028J-Plus)を用いて、縦11cm×横11cm×厚さ0.5cmのシートの造形物を、造形ピッチ50μm、レーザー走査速度4300mm/secで製造した。得られた造形物を、メタノールで洗浄し、未重合の重合性単量体を除去した後、光照射機(EnvisionTEC社製 Otoflash(登録商標)G171)を用いて追い込み重合し、硬化物を得た。該シートから直径10.5cmの円形状に試験片を切り取り、JIS K 6264-2:2005(ランボーン摩耗試験)に準じて、研磨輪としてH-22摩耗輪(TABER INDUSTRIES社製)を用い、1kg荷重、1000回転の条件下でテーバー摩耗量を測定した(n=2)。測定値の平均値を表1及び表2に示す。この試験で摩耗量が55mm3以下であれば耐摩耗性が優れ、50mm3以下であれば耐摩耗性がより優れる。
<Abrasion resistance (Taber abrasion test)>
For the compositions shown in Tables 1 and 2 of each Example and Comparative Example, a sheet-shaped object having a length of 11 cm, a width of 11 cm, and a thickness of 0.5 cm was produced using a stereolithography machine (DIGITALWAX (registered trademark) 028J-Plus manufactured by DWS) at a modeling pitch of 50 μm and a laser scanning speed of 4,300 mm/sec. The resulting object was washed with methanol to remove unpolymerized polymerizable monomer, and then subjected to drive-in polymerization using a photoirradiator (Otoflash (registered trademark) G171 manufactured by EnvisionTEC) to obtain a cured product. A circular test piece with a diameter of 10.5 cm was cut from the sheet, and the Taber abrasion amount was measured (n=2) according to JIS K 6264-2:2005 (Lambourn abrasion test) using an H-22 abrasive wheel (manufactured by TABER INDUSTRIES) as the abrasive wheel under the conditions of a load of 1 kg and 1000 revolutions. The average values of the measured values are shown in Tables 1 and 2. If the abrasion amount in this test is 55 mm3 or less, the abrasion resistance is excellent, and if it is 50 mm3 or less, the abrasion resistance is even better.

Figure 0007508315000002
Figure 0007508315000002

Figure 0007508315000003
無機粒子1:γ-メタクリロイルオキシトリメトキシシラン処理シリカ(商品名「アドマファイン(登録商標)SO-C1」、株式会社アドマテックス製、平均粒子径:300nm、真球度:0.96)
無機粒子2:石英(MARUWA QUARTZ製)をボールミルで粉砕し、平均粒子径が約2.8μmの石英粉を得た後、この石英粉100質量部に対して、通法により3質量部の3-メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシランで表面処理を行った破砕状無機粒子。
ウレタンアクリレート1:ポリエーテル系ウレタンジアクリレート(新中村化学工業株式会社製 分子量1400)
Figure 0007508315000003
Inorganic particle 1: γ-methacryloyloxytrimethoxysilane-treated silica (product name "ADMAFINE (registered trademark) SO-C1", manufactured by Admatechs Co., Ltd., average particle size: 300 nm, sphericity: 0.96)
Inorganic particles 2: Quartz (manufactured by Maruwa Quartz) is pulverized in a ball mill to obtain quartz powder with an average particle size of about 2.8 μm, and then 100 parts by mass of this quartz powder is surface-treated with 3 parts by mass of 3-methacryloyloxypropyltrimethoxysilane in a conventional manner to obtain crushed inorganic particles.
Urethane acrylate 1: Polyether-based urethane diacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., molecular weight 1400)

表1及び表2に示す通り、実施例1~7における光造形用樹脂組成物は、造形可能な粘度を有し、成形精度に優れていた。また、その硬化物は、曲げ強さ、曲げ弾性率及び耐摩耗性に優れていた。比較例1の重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(A)を含有しない組成物、及び球状無機粒子でなく破砕状の無機粒子を含有する比較例5に係る組成物は、造形が不可であった。重量平均分子量が1000を超えるウレタン化(メタ)アクリル化合物を含有する比較例2に係る組成物、及び(メタ)アクリルアミド化合物(b)を含有しない比較例3に係る組成物は、粘度が高く成形精度に劣り、その硬化物は、曲げ強度、弾性率及び耐摩耗性に劣っていた。平均粒子径が0.75より小さい球状無機粒子を含有する比較例4に係る組成物は、耐摩耗性に劣っていた。 As shown in Tables 1 and 2, the stereolithography resin compositions in Examples 1 to 7 had a viscosity that allowed modeling and excellent molding accuracy. In addition, the cured products had excellent bending strength, bending modulus, and abrasion resistance. The composition of Comparative Example 1 that did not contain a urethane-modified (meth)acrylic compound (A) with a weight average molecular weight of 1000 or less, and the composition of Comparative Example 5 that contained crushed inorganic particles instead of spherical inorganic particles, were not capable of modeling. The composition of Comparative Example 2 that contained a urethane-modified (meth)acrylic compound with a weight average molecular weight of more than 1000, and the composition of Comparative Example 3 that did not contain a (meth)acrylamide compound (b) had high viscosity and poor molding accuracy, and the cured products had poor bending strength, modulus, and abrasion resistance. The composition of Comparative Example 4 that contained spherical inorganic particles with an average particle size of less than 0.75 had poor abrasion resistance.

本発明の光造形用樹脂組成物は、光学的立体造形法(例えば、吊り上げ式液槽光造形法)によって造形したときに、低粘度かつ硬化性に優れるため造形しやすく、造形物が高強度、高弾性かつ耐摩耗性に優れるため、各種歯科材料及び工業用部品、特に歯科用補綴物に好適である。 When the stereolithography resin composition of the present invention is used for stereolithography (e.g., suspended liquid tank stereolithography), it is easy to mold because of its low viscosity and excellent curing properties, and the molded objects have high strength, high elasticity, and excellent abrasion resistance, making it suitable for various dental materials and industrial parts, especially dental prostheses.

Claims (10)

重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)、光重合開始剤(c)、及び平均粒子径が0.75~10μmである球状無機粒子(d)を含有し、
前記ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)の含有量が、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部において、30~90質量部であり、
前記(メタ)アクリルアミド化合物(b)の含有量が、ウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)及びその他の重合性単量体の総量100質量部において、10~60質量部であり、
前記球状無機粒子(d)の含有量が、前記重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)、(メタ)アクリルアミド化合物(b)、及びその他の重合性単量体の合計量100質量部に対して50~400質量部である、光造形用樹脂組成物。
The composition comprises a urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight-average molecular weight of 1000 or less, a (meth)acrylamide compound (b), a photopolymerization initiator (c), and spherical inorganic particles (d) having an average particle size of 0.75 to 10 μm,
the content of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) is 30 to 90 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers;
the content of the (meth)acrylamide compound (b) is 10 to 60 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylamide compound (a), the (meth)acrylamide compound (b) and other polymerizable monomers,
The content of the spherical inorganic particles (d) is 50 to 400 parts by mass per 100 parts by mass of the total amount of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a), the (meth)acrylamide compound (b), and other polymerizable monomers, each having a weight-average molecular weight of 1,000 or less.
前記球状無機粒子(d)の真球度が0.70~0.99である、請求項1に記載の光造形用樹脂組成物。 The stereolithography resin composition according to claim 1, wherein the spherical inorganic particles (d) have a sphericity of 0.70 to 0.99. 前記光造形用樹脂組成物の造形物の曲げ強度が120MPa以上、かつ曲げ弾性率が5.0GPa以上である、請求項1又は2に記載の光造形用樹脂組成物。 The stereolithography resin composition according to claim 1 or 2, wherein the bending strength of the object molded from the stereolithography resin composition is 120 MPa or more and the bending modulus of elasticity is 5.0 GPa or more. 前記重量平均分子量が1000以下のウレタン化(メタ)アクリル化合物(a)の重量平均分子量が500以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物。 The stereolithography resin composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the weight average molecular weight of the urethane-modified (meth)acrylic compound (a) having a weight average molecular weight of 1000 or less is 500 or less. 前記(メタ)アクリルアミド化合物(b)が単官能(メタ)アクリルアミド化合物である、請求項1~4のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物。 The stereolithography resin composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the (meth)acrylamide compound (b) is a monofunctional (meth)acrylamide compound. 前記単官能(メタ)アクリルアミド化合物がN-アクリロイルモルホリンである、請求項5に記載の光造形用樹脂組成物。 The stereolithography resin composition according to claim 5, wherein the monofunctional (meth)acrylamide compound is N-acryloylmorpholine. 請求項1~6のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物の硬化物からなる歯科材料。 A dental material comprising a cured product of the stereolithography resin composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1~6のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物の硬化物からなる歯科用補綴物。 A dental prosthesis made of a cured product of the stereolithography resin composition according to any one of claims 1 to 6. 請求項1~6のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物を用いて、光学的立体造形法によって立体造形物を製造する方法。 A method for producing a three-dimensional object by a photolithography method using the photolithography resin composition according to any one of claims 1 to 6. 前記光学的立体造形法が、吊り上げ式液槽光造形法である、請求項9に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 9, wherein the stereolithography is a suspended liquid tank stereolithography method.
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