JPH10330626A - Resin composition for optical modeling - Google Patents

Resin composition for optical modeling

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JPH10330626A
JPH10330626A JP9160605A JP16060597A JPH10330626A JP H10330626 A JPH10330626 A JP H10330626A JP 9160605 A JP9160605 A JP 9160605A JP 16060597 A JP16060597 A JP 16060597A JP H10330626 A JPH10330626 A JP H10330626A
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JP
Japan
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resin composition
stereolithography
fine particles
inorganic solid
solid fine
Prior art date
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Application number
JP9160605A
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Japanese (ja)
Inventor
Junichi Tamura
順一 田村
Tsuneo Hagiwara
恒夫 萩原
Tatsuhiko Ozaki
龍彦 尾崎
Toshiji Suzuki
利治 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Nabtesco Corp
Original Assignee
Takemoto Oil and Fat Co Ltd
Teijin Seiki Co Ltd
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Publication date
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  • Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain the subject composition that is free from thixotropy by formulating specific inorganic solid fine particles and/or whisker and phosphate ester salt surfactant to a photosetting resin in specific amounts. SOLUTION: This composition has a viscosity of >=5,000 cp at 25 deg.C and causes no change in viscosity, even when a stress is loaded. In a particularly preferred embodiment, the objective composition is prepared by formulating (A) 5-70 vol.%, based on the whole volume of the composition, of inorganic solid particles with the average particle, sizes of 3-70 μm and (B) 0.01-1 wt.%, based on the weight of the component A, of a phosphate ester salt surfactant into a liquid photosetting resin. In another embodiment, (C) 5-30 wt.%, based on the whole volume of the composition, of whisker having 0.3-1 μm diameter, 10-70 μm length and 10-100 aspect ratio and (B) 0.01-1 wt.%, based on the weight of the component C, of the component B are formulated to the photosetting resin thereby giving the objective resin composition.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光造形用樹脂組成
物およびそれを用いる光造形物の製造方法に関する。よ
り詳細には、本発明は、流動粘性的にチキソトロピー性
を有しておらず、流動や撹拌などの応力が加えられた
り、または光造形用樹脂組成物に加えられる応力が変化
しても、粘度低下や粘度変化が生じず一定の粘度を保っ
ており、そのため光学的立体造形などの光造形によって
造形物を製造する際に、寸法精度や物性に優れる光造形
物を、良好な取り扱い性や作業性で製造することのでき
る光造形用樹脂組成物およびそれを用いて光造形方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resin composition for stereolithography and a method for producing a stereolithography using the same. More specifically, the present invention does not have thixotropic properties in terms of flow viscosity, even when stress such as flow or stirring is applied, or even when the stress applied to the stereolithographic resin composition changes, A constant viscosity is maintained without causing a decrease in viscosity or a change in viscosity.Therefore, when manufacturing a molded article by stereolithography such as optical three-dimensional modeling, an optical molded article having excellent dimensional accuracy and physical properties can be processed with good handling properties. The present invention relates to a stereolithography resin composition that can be manufactured with workability and a stereolithography method using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、液状の光硬化性樹脂組成物は被
覆剤(特にハードコート剤)、ホトレジスト、歯科用材
料などとして広く用いられているが、近年、三次元CA
Dに入力されたデータに基づいて光硬化性樹脂組成物を
立体的に光学造形する方法が特に注目を集めている。光
学的立体造形技術に関しては、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、その上に更に液状光硬化性樹脂を供給した後に制
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光学的立体
造形法が特開昭56−144478号公報によって開示
され、そしてその基本的な実用方法が更に特開昭60−
247515号公報によって提案された。そしてその
後、光学的立体造形技術に関する多数の提案がなされて
おり、例えば、特開昭62−35966号公報、特開平
1−204915号公報、特開平2−113925号公
報、特開平2−145616号公報、特開平2−153
722号公報、特開平3−15520号公報、特開平3
−21432号公報、特開平3−41126号公報など
には光学的立体造形法に係る技術が開示されている。
2. Description of the Related Art In general, liquid photocurable resin compositions are widely used as coatings (especially hard coating agents), photoresists, dental materials, and the like.
A method of three-dimensionally optically molding the photocurable resin composition based on the data input to D has attracted particular attention. Regarding the optical three-dimensional molding technology, a required amount of controlled light energy is supplied to a liquid photo-curable resin to cure it into a thin layer, and then a liquid photo-curable resin is further supplied thereon, and then the light is controlled. Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-144478 discloses an optical three-dimensional modeling method for producing a three-dimensional molded product by repeating a process of irradiating and laminating and hardening into a thin layer, and further discloses a basic practical method. Showa 60-
247515. After that, a number of proposals regarding optical three-dimensional modeling technology have been made, for example, JP-A-62-35966, JP-A-1-204915, JP-A-2-113925, and JP-A-2-145616. Gazette, JP-A-2-153
722, JP-A-3-15520, JP-A-3-15520
Japanese Patent Application Laid-Open No. 21432 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-41126 disclose techniques relating to an optical three-dimensional printing method.

【0003】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
の厚みに硬化させ、次にその硬化層の上に1層分の液状
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を有する立
体造形物を製造する方法が一般に広く採用されている。
この方法による場合は、造形物の形状がかなり複雑であ
っても簡単に且つ比較的短時間で目的とする立体造形物
を製造することが出来るために近年特に注目を集めてい
る。
[0003] A typical method for optically producing a three-dimensional object is a computer controlled ultraviolet ray so as to obtain a desired pattern on the liquid surface of a liquid photocurable resin composition placed in a container. A laser is selectively irradiated to cure to a predetermined thickness, and then one layer of the liquid resin composition is supplied on the cured layer and similarly irradiated with an ultraviolet laser to be cured as described above. In general, a method of manufacturing a three-dimensional structure having a final shape by repeating a lamination operation of forming a continuous hardened layer by a continuous process is widely adopted.
In the case of this method, even if the shape of the modeled object is considerably complicated, the target three-dimensional modeled object can be easily manufactured in a relatively short time, so that it has been receiving particular attention in recent years.

【0004】そして、光学的立体造形法で用いる光硬化
性樹脂組成物としては、光重合性の変性(ポリ)ウレタ
ン(メタ)アクリレート系化合物、オリゴエステルアク
リレート系化合物、エポキシアクリレート系化合物、エ
ポキシ系化合物、ポリイミド系化合物、アミノアルキド
系化合物、ビニルエーテル系化合物などの光重合性化合
物の1種または2種以上を主成分としこれに光重合開始
剤を添加したものが挙げられ、そして最近では、特開平
1−204915号公報、特開平1−213304号公
報、特開平2−28261号公報、特開平2−7561
7号公報、特開平2−145616号公報、特開平3−
104626号公報、特開平3−114732号公報、
特開平3−1147324号公報などには各種の改良技
術が開示されている。
The photocurable resin composition used in the optical three-dimensional molding method includes a photopolymerizable modified (poly) urethane (meth) acrylate-based compound, an oligoester acrylate-based compound, an epoxy acrylate-based compound, and an epoxy-based compound. Compounds include one or more of photopolymerizable compounds such as a compound, a polyimide compound, an aminoalkyd compound, and a vinyl ether compound as a main component, and a photopolymerization initiator added thereto. JP-A-1-204915, JP-A-1-213304, JP-A-2-28261, JP-A-2-7561
7, JP-A-2-145616, JP-A-3-
104626, JP-A-3-114732,
Various improved techniques are disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-147324.

【0005】上記したような従来の光硬化性樹脂組成物
は、一般に高粘度の液体であり、そのためチキソトロピ
ー性を有し、流動、移動などの応力が樹脂組成物に加え
られると、粘度低下や粘度変化を生じ一定の粘度を保つ
ことができない。特に、光硬化性樹脂組成物を所定の厚
みに1層分ずつ供給して硬化させる操作を繰り返して行
う上記した光学的立体造形技術においては、光硬化性樹
脂組成物を1層分ずつ供給する際の樹脂組成物の流動や
移動などによって光硬化性樹脂組成物に応力が加えら
れ、その結果、チキソトロピー性の光硬化性樹脂組成物
の粘度が低下し、1層分ずつ供給される光硬化性樹脂組
成物の層厚が一定にならなかったり、得られる造形物の
寸法精度が低下したものとなり易い。また、光硬化性樹
脂組成物の1層分の厚さを一定にしようとする場合は、
供給時に光硬化性樹脂組成物の粘度低下や粘度変化を見
込んで精密な計算を行って光学的立体造形時に供給する
樹脂組成物の厚さを厳密に制御する必要があり、そのた
め高度の制御技術や制御装置が必要となり、光学的立体
造形用技術をコストのかかるものとしている。
The above-mentioned conventional photocurable resin compositions are generally high-viscosity liquids, and therefore have thixotropy. When a stress such as flow or movement is applied to the resin composition, the viscosity of the resin composition may decrease. A change in viscosity occurs and a constant viscosity cannot be maintained. In particular, in the above-described optical three-dimensional modeling technique in which the operation of supplying the photocurable resin composition to the predetermined thickness one layer at a time and curing the same is repeated, the photocurable resin composition is supplied one layer at a time. Stress is applied to the photocurable resin composition by the flow or movement of the resin composition at the time, and as a result, the viscosity of the thixotropic photocurable resin composition decreases, and the photocurable resin supplied one layer at a time is supplied. The layer thickness of the conductive resin composition is not constant, and the dimensional accuracy of the obtained molded article is likely to be reduced. Also, when trying to make the thickness of one layer of the photocurable resin composition constant,
It is necessary to strictly control the thickness of the resin composition to be supplied at the time of optical three-dimensional molding by performing precise calculations in anticipation of the viscosity decrease and viscosity change of the photocurable resin composition at the time of supply, and therefore advanced control technology And a control device are required, and the technology for optical three-dimensional printing is expensive.

【0006】また、光学的立体造形法で用いられる光硬
化性樹脂組成物としては、取り扱い性、造形速度、造形
精度などの点から、液状を呈し、しかもその粘度が高す
ぎないこと、硬化時の体積収縮が小さいこと、光硬化し
て得られる立体造形物の力学的特性が良好であることな
どが必要とされている。そして、近年、光学的立体造形
物の需要および用途が拡大する傾向にあり、それに伴っ
て用途によっては前記した諸特性と併せて、高い熱変形
温度を有していて耐熱性に優れる立体造形物が求められ
るようになっている。
[0006] The photocurable resin composition used in the optical three-dimensional molding method is a liquid in view of handleability, molding speed, molding accuracy, etc., and its viscosity is not too high. It is required that the volumetric shrinkage is small and that the three-dimensional structure obtained by photocuring has good mechanical properties. In recent years, the demand and use of optical three-dimensional objects have tended to expand, and depending on the application, the three-dimensional objects having a high heat deformation temperature and excellent heat resistance in addition to the above-described characteristics depending on the application. Is required.

【0007】そして、本発明者らは、耐熱性に優れ且つ
体積収縮の小さい光学的立体造形物を得るべく色々研究
を重ねてきたが、特定の充填剤を液状光硬化性樹脂中に
配合して光学的立体造形を行うと、硬化時の体積収縮が
小さくて寸法精度に優れ、しかも機械的物性が良好であ
り、熱変形温度が高くて耐熱性にも優れる光学的立体造
形物が得られることを見出して出願した(特許第255
4443号および特開平8−20620号)。そして、
充填剤を含有する光硬化性樹脂組成物は、充填剤を配合
しないものに比べて粘度が一層高く、チキソトロピー性
が一層大きくなるという傾向がある。そのため、充填剤
を含有する光硬化性樹脂組成物では、充填剤を含有しな
いものに比べて、流動時や移動時などと、静置時との粘
度差が大きく、流動時や移動時には粘度が低くなり、し
かも流動速度や移動速度などが高くなるほどの粘度の低
下が一層著しくなる。そのため、充填剤を含有する光硬
化性樹脂組成物を用いて上記した光学的立体造形を行う
場合は、光造形用樹脂組成物を流動下に1層分ずつ供給
する光硬化性樹脂組成物の層厚に高度な制御技術や制御
装置が必要になっている。
The present inventors have been conducting various studies to obtain an optical three-dimensional object having excellent heat resistance and small volume shrinkage. However, a specific filler is mixed in a liquid photocurable resin. By performing optical three-dimensional modeling, it is possible to obtain an optical three-dimensional molded article that has a small volume shrinkage during curing, excellent dimensional accuracy, good mechanical properties, high heat deformation temperature and excellent heat resistance And filed an application (Patent No. 255)
4443 and JP-A-8-20620). And
Photocurable resin compositions containing fillers tend to have higher viscosities and greater thixotropic properties than those without fillers. Therefore, in the photocurable resin composition containing a filler, the viscosity difference between when flowing, when moving, etc., and when standing still, is larger than when not containing a filler, and the viscosity when flowing or moving is higher. The lower the viscosity and the higher the flow speed or moving speed, the more the viscosity decreases. Therefore, when performing the above-described optical three-dimensional modeling using a photocurable resin composition containing a filler, the photocurable resin composition is supplied one layer at a time while the resin composition for stereolithography is supplied under flow. Advanced control techniques and control devices are required for layer thickness.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、チキ
ソトロピー性が無く、そのため静置時と、流動時や移動
時などとで粘度の差が生じず、しかも流動速度、供給速
度、移動速度などが変化しても粘度が一定に保たれ得
る、取り扱い性および作業性に優れる、非チキソトロピ
ー性の光造形用樹脂組成物を提供することである。さら
に、本発明の目的は、前記した非チキソトロピー性の光
造形用樹脂組成物を用いて光造形を行って造形物を製造
する方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide no thixotropic property, so that there is no difference in viscosity between standing, flowing, moving, etc., and the flow speed, supply speed, and movement speed. An object of the present invention is to provide a non-thixotropic stereolithography resin composition that can maintain a constant viscosity even when the composition changes, and is excellent in handleability and workability. Further, an object of the present invention is to provide a method for producing a molded article by performing optical molding using the above-described non-thixotropic optical molding resin composition.

【0009】上記の目的を達成すべく本発明者らは鋭意
研究を重ねてきた。その結果、5,000cp以上の高
い粘度を有しているにも拘わらず、チキソトロピー性が
無く、流動、移動、撹拌などの応力が加えられても、粘
度の低下が生じず、しかも流動速度、移動速度、撹拌速
度が変化しても、粘度変化の生じない光造形用樹脂組成
物を初めて得ることができたのである。そして、本発明
者らは、そのようなチキソトロピー性の無い光造形用樹
脂組成物が、光硬化性樹脂中に特定の無機固体微粒子お
よび/またはウイスカーを特定の割合で含有させると共
に、リン酸エステル塩系界面活性剤を特定の量で含有さ
せることによって得られること、そしてそのようなチキ
ソトロピー性の無い光造形用樹脂組成物を用いると、樹
脂組成物に加えられる応力が変化しても樹脂の粘度が変
化しないために、極めて良好な取り扱い性、作業性で、
耐熱性、力学的特性に優れる光造形物を寸法精度良く製
造できることを見出し、それらの知見に基づいて本発明
を完成した。
The present inventors have intensively studied to achieve the above object. As a result, despite having a high viscosity of 5,000 cp or more, there is no thixotropy, and even if stress such as flow, movement, and stirring is applied, the viscosity does not decrease, and the flow speed, Even if the moving speed and the stirring speed were changed, a stereolithography resin composition in which the viscosity did not change could be obtained for the first time. The present inventors have found that such a resin composition for stereolithography having no thixotropic property allows specific inorganic solid fine particles and / or whiskers to be contained in a photocurable resin at a specific ratio and a phosphate ester. It can be obtained by including a salt-based surfactant in a specific amount, and the use of such a stereolithographic resin composition having no thixotropic property allows the resin to be formed even when the stress applied to the resin composition changes. Because the viscosity does not change, with extremely good handling and workability,
The inventors have found that it is possible to manufacture an optically shaped article having excellent heat resistance and mechanical properties with high dimensional accuracy, and based on those findings, completed the present invention.

【0010】すなわち、本発明は、25℃に於ける粘度
が5,000cp以上であって、且つ応力が加えられて
も粘度変化を生じない光造形用樹脂組成物である。本発
明の光硬化性樹脂組成物では、その25℃における粘度
が5,000〜100,000cpであることが、取り
扱い性、光造形性、得られる光造形物の寸法精度などの
点から好ましく、10,000〜70,000cpであ
ることがより好ましく、20,000〜60,000c
pであることが更に好ましい。ここで、本明細書でいう
光造形用樹脂組成物の粘度は、回転式B型粘度計を用い
て測定したときの粘度を表す。
That is, the present invention is a resin composition for stereolithography which has a viscosity at 25 ° C. of 5,000 cp or more and does not cause a change in viscosity even when stress is applied. In the photocurable resin composition of the present invention, it is preferable that the viscosity at 25 ° C. is 5,000 to 100,000 cp from the viewpoint of handleability, optical shaping property, dimensional accuracy of the obtained optically shaped article, and the like. It is more preferably 10,000 to 70,000 cp, and 20,000 to 60,000 c
More preferably, p. Here, the viscosity of the resin composition for stereolithography referred to in the present specification indicates a viscosity when measured using a rotary B-type viscometer.

【0011】そして、本発明は、液状光硬化性樹脂中
に、平均粒径3〜70μmの無機固体微粒子を光造形用
樹脂組成物の全容量に基づいて5〜70容量%、および
リン酸エステル塩系界面活性剤を前記無機固体微粒子の
重量に基づいて0.01〜1重量%の割合で含有してな
る、上記した光造形用樹脂組成物をその好ましい態様と
して包含する。
The present invention relates to a liquid photocurable resin comprising 5 to 70% by volume of inorganic solid fine particles having an average particle size of 3 to 70 μm, based on the total volume of the resin composition for stereolithography, and a phosphate ester. The resin composition for stereolithography described above, which contains a salt-based surfactant in a ratio of 0.01 to 1% by weight based on the weight of the inorganic solid fine particles, is included as a preferred embodiment thereof.

【0012】さらに、本発明は、光硬化性樹脂中に、径
0.3〜1μm、長さ10〜70μmおよびアスペクト
比10〜100のウイスカーを光造形用樹脂組成物の全
容量に基づいて5〜30容量%、並びにリン酸エステル
塩系界面活性剤を前記ウイスカーの重量に基づいて0.
01〜1重量%の割合で含有してなる、上記した光造形
用樹脂組成物を好ましい態様として包含する。
Further, the present invention provides a method for forming a whisker having a diameter of 0.3 to 1 μm, a length of 10 to 70 μm and an aspect ratio of 10 to 100 in a photocurable resin based on the total volume of the resin composition for stereolithography. -30% by volume and a phosphate ester based surfactant based on the weight of the whisker.
As a preferred embodiment, the above-mentioned resin composition for stereolithography, which is contained at a ratio of 01 to 1% by weight, is included.

【0013】また、本発明は、液状光硬化性樹脂中に、
光造形用樹脂組成物の全容量に基づいて、平均粒径3〜
70μmの無機固体微粒子を5〜70容量%および径
0.3〜1μm、長さ10〜70μmおよびアスペクト
比10〜100のウイスカーを5〜30容量%、並びに
リン酸エステル塩系界面活性剤を前記無機固体微粒子お
よびウイスカーの合計重量に基づいて0.01〜1重量
%の割合で含有してなる、上記した光造形用樹脂組成物
を好ましい態様として包含する。
[0013] The present invention also provides a liquid photocurable resin,
Based on the total volume of the stereolithography resin composition, the average particle size is 3 to
5 to 70% by volume of 70 μm inorganic solid fine particles and 5 to 30% by volume of whiskers having a diameter of 0.3 to 1 μm, a length of 10 to 70 μm and an aspect ratio of 10 to 100, and a phosphate ester-based surfactant as described above. The resin composition for stereolithography described above, which is contained in a ratio of 0.01 to 1% by weight based on the total weight of the inorganic solid fine particles and the whiskers, is included as a preferred embodiment.

【0014】そして、本発明は、上記したリン酸エステ
ル塩系界面活性剤として酸性リン酸エステルのアミン塩
からなる界面活性剤を用いてなる上記した光造形用樹脂
組成物をその好ましい態様として包含する。
Further, the present invention includes, as a preferred embodiment thereof, the above-mentioned resin composition for stereolithography, wherein the above-mentioned phosphate ester-based surfactant is a surfactant comprising an amine salt of an acidic phosphate ester. I do.

【0015】さらに、本発明は、無機固体微粒子とし
て、下記の数式(1)で示される相対標準偏差値が0.
5よりも小さい真球度を有する無機固体微粒子を用いて
なる上記した光造形用樹脂組成物をその好ましい態様と
して包含する。
Further, according to the present invention, as the inorganic solid fine particles, the relative standard deviation represented by the following formula (1) is 0.1.
The above-mentioned resin composition for stereolithography using inorganic solid fine particles having a sphericity of less than 5 is included as a preferred embodiment thereof.

【0016】[0016]

【数2】 (Equation 2)

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下に本発明について詳細に説明
する。上記したように、5,000cp以上(25℃)
の粘度を示す高粘度光造形用樹脂組成物は一般にチキソ
トロピー性を有し、流動、移動、撹拌などの応力が樹脂
組成物に加えられると、粘度が低下する。しかも、加え
られる応力が大きくなるほど粘度が低くなり、そのため
応力に応じて粘度が色々変化する。それに対して、本発
明の光造形用樹脂組成物は、25℃における粘度が5,
000cp以上であって高い粘度を有しているにも拘わ
らず、チキソトロピー性を示さず、樹脂組成物に加わる
応力(例えば樹脂組成物の流動速度、撹拌速度移動速度
など)が変化しても、粘度が変わらず、一定の粘度を示
し、かかる点で従来にない特異な性質を有しているとい
うことができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail. As mentioned above, 5,000 cp or more (25 ° C)
The high-viscosity resin composition for stereolithography having a viscosity of (1) generally has thixotropic properties, and the viscosity decreases when a stress such as flow, movement, or stirring is applied to the resin composition. Moreover, as the applied stress increases, the viscosity decreases, so that the viscosity changes variously according to the stress. On the other hand, the stereolithography resin composition of the present invention has a viscosity at 25 ° C. of 5,
Despite having a high viscosity of at least 000 cp and exhibiting a high viscosity, it does not exhibit thixotropic properties, and even if the stress applied to the resin composition (eg, the flow rate of the resin composition, the moving speed of the stirring speed, etc.) changes, The viscosity does not change and shows a constant viscosity. In this respect, it can be said that it has a unique property that has never been seen before.

【0018】チキソトロピー性が無く且つ25℃での粘
度が5,000cp以上である光造形用樹脂組成物はい
ずれも本発明の範囲に包含されるが、本発明の光造形用
樹脂組成物としては、特に好ましくは、下記の〜の
光造形用樹脂組成物を挙げることができる。 液状光硬化性樹脂中に、平均粒径3〜70μmの無
機固体微粒子を光造形用樹脂組成物の全容量に基づいて
5〜70容量%、およびリン酸エステル塩系界面活性剤
を前記無機固体微粒子の重量に基づいて0.01〜1重
量%の割合で含有してなる光造形用樹脂組成物。 光硬化性樹脂中に、径0.3〜1μm、長さ10〜
70μmおよびアスペクト比10〜100のウイスカー
を光造形用樹脂組成物の全容量に基づいて5〜30容量
%、並びにリン酸塩系界面活性剤を前記ウイスカーの重
量に基づいて0.01〜1重量%の割合で含有してなる
光造形用樹脂組成物。 液状光硬化性樹脂中に、光造形用樹脂組成物の全容
量に基づいて、平均粒径3〜70μmの無機固体微粒子
を5〜70容量%および径0.3〜1μm、長さ10〜
70μmおよびアスペクト比10〜100のウイスカー
を5〜30容量%、並びにリン酸塩系界面活性剤を前記
無機固体微粒子およびウイスカーの合計重量に基づいて
0.01〜1重量%の割合で含有してなる光造形用樹脂
組成物。
Any stereolithography resin composition having no thixotropic property and having a viscosity at 25 ° C. of 5,000 cp or more is included in the scope of the present invention. Particularly preferred are the following resin compositions for stereolithography. In the liquid photocurable resin, 5 to 70% by volume of inorganic solid fine particles having an average particle size of 3 to 70 μm based on the total volume of the resin composition for stereolithography, and a phosphate ester-based surfactant as the inorganic solid A stereolithographic resin composition containing 0.01 to 1% by weight based on the weight of the fine particles. 0.3-1 μm in diameter and 10-10 in length in photocurable resin
A whisker having a thickness of 70 μm and an aspect ratio of 10 to 100 is 5 to 30% by volume based on the total volume of the resin composition for stereolithography, and a phosphate surfactant is 0.01 to 1% by weight based on the weight of the whisker. % Of the resin composition for stereolithography. In the liquid photocurable resin, based on the total volume of the resin composition for stereolithography, 5 to 70% by volume of inorganic solid fine particles having an average particle size of 3 to 70 μm, a diameter of 0.3 to 1 μm, and a length of 10 to 10%.
5 to 30% by volume of whiskers having 70 μm and an aspect ratio of 10 to 100, and 0.01 to 1% by weight of a phosphate-based surfactant based on the total weight of the inorganic solid fine particles and the whiskers. A resin composition for stereolithography.

【0019】上記のおよびの光造形用樹脂組成物に
用いる無機固体微粒子としては、ガラスビーズ、タルク
微粒子、酸化ケイ素微粒子、酸化アルミニウム微粒子、
水酸化アルミニウム微粒子、酸化マグネシウム微粒子、
酸化カルシウム微粒子、窒化アルミニウム微粒子、炭酸
カルシウム微粒子、カーボンブラック微粒子などを挙げ
ることができ、本発明の光造形用樹脂組成物は前記した
無機固体微粒子の1種のみを含有してもまたは2種以上
を含有してもよい。
The inorganic solid fine particles used in the resin composition for stereolithography described above and above include glass beads, talc fine particles, silicon oxide fine particles, aluminum oxide fine particles,
Aluminum hydroxide fine particles, magnesium oxide fine particles,
Fine particles of calcium oxide, fine particles of aluminum nitride, fine particles of calcium carbonate, fine particles of carbon black, and the like can be given. The resin composition for stereolithography of the present invention may contain only one kind of the inorganic solid fine particles described above, or may contain two or more kinds. May be contained.

【0020】本発明で用いる無機固体微粒子は、上記の
ように、その平均粒径が3〜70μmであることが好ま
しい。無機固体微粒子の平均粒径が3μm未満である
と、光造形用樹脂組成物の粘度が高くなって、所定量の
配合が困難になったり、光造形時の樹脂組成物の取り扱
い性が不良になる場合がある。一方、無機固体微粒子の
平均粒径が70μmを超えると、光造形用樹脂組成物の
粘度の増大はそれほど著しくはないが、光造形時に紫外
線などの照射エネルギーの散乱が生じて造形精度が低下
し易くなり、しかも光造形、特に光学的立体造形を行う
際の一層当たりの膜厚に制限を受けて造形精度が低下し
易くなる。光造形用樹脂組成物の取り扱い性、造形性、
得られる光形物の寸法精度などの点から、無機固体微粒
子の平均粒径が10〜60μmであることがより好まし
く、15〜50μmであることがさらに好ましい。な
お、本明細書でいう無機固体微粒子の平均粒径は、走査
型電子顕微鏡にて測定して得た無機固体微粒子の平均粒
径をいい、その詳細については、以下の実施例の項に記
載するとおりである。
As described above, the inorganic solid fine particles used in the present invention preferably have an average particle diameter of 3 to 70 μm. When the average particle size of the inorganic solid fine particles is less than 3 μm, the viscosity of the resin composition for stereolithography increases, and it becomes difficult to mix a predetermined amount of the resin composition, or the handleability of the resin composition during stereolithography becomes poor. May be. On the other hand, when the average particle diameter of the inorganic solid fine particles exceeds 70 μm, the increase in the viscosity of the resin composition for stereolithography is not so significant, but at the time of stereolithography, scattering of irradiation energy such as ultraviolet rays occurs to lower the modeling accuracy. In addition, the molding accuracy is easily reduced due to the limitation of the film thickness per layer when performing the optical shaping, particularly the optical three-dimensional shaping. The handleability and moldability of the resin composition for stereolithography,
In light of the dimensional accuracy of the obtained optical product, the average particle diameter of the inorganic solid fine particles is more preferably from 10 to 60 μm, and still more preferably from 15 to 50 μm. In addition, the average particle diameter of the inorganic solid fine particles referred to in this specification refers to the average particle diameter of the inorganic solid fine particles obtained by measuring with a scanning electron microscope, the details of which are described in the following Examples. That's right.

【0021】本発明で用いる無機固体微粒子は、透明で
あってもまたは不透明であってもよいが、一般的には上
記した無機固体微粒子を含有する本発明の光造形用樹脂
組成物から得られる造形物は不透明になることが多い。
そのため、無機固体微粒子による耐熱性の向上効果を確
保しながら、造形物を透明なものにしたい場合は、上記
した無機固体微粒子をサブミクロンの極めて小さな微粒
子状にして、適当な表面処理を施して光造形用樹脂組成
物中に安定に分散させるようにすると、光造形用樹脂組
成物の粘度の上昇を抑制しながら、透明な造形物を得る
ことが可能になる場合がある。
The inorganic solid fine particles used in the present invention may be transparent or opaque, but are generally obtained from the resin composition for stereolithography of the present invention containing the above-mentioned inorganic solid fine particles. Artifacts often become opaque.
Therefore, while ensuring the effect of improving the heat resistance of the inorganic solid fine particles, when it is desired to make the molded article transparent, the above-mentioned inorganic solid fine particles are formed into extremely small submicron fine particles, and an appropriate surface treatment is performed. When the resin composition for stereolithography is stably dispersed in the resin composition, it may be possible to obtain a transparent molded article while suppressing an increase in the viscosity of the resin composition for stereolithography.

【0022】また、無機固体微粒子の形状は、滑らかな
球状であることが好ましく、それによって、光造形用樹
脂組成物がチキソトロピー性を示さなくなり、しかも光
学的立体造形などに光造形を行う際に照射エネルギーの
乱反射が少なくなって、寸法精度の高い光造形物を得る
ことが可能になる。さらに、光造形用樹脂組成物の粘度
の増大が生じず、取り扱い性および造形性に優れる光造
形用樹脂組成物を得ることができる。特に、無機固体微
粒子として、下記の数式(1)で示される相対標準偏差
値が0.5よりも小さい(すなわち0.5未満の)真球
度を有する真球またはそれに近い形状のものを用いるこ
とが、チキソトロピー性の無い光造形用樹脂組成物を得
る上で、さらに光造形用樹脂組成物の粘度増大の防止お
よび光造形物の寸法精度の向上などの点から好ましく、
0.3以下であることがより好ましい。
The shape of the inorganic solid fine particles is preferably a smooth sphere, so that the resin composition for stereolithography no longer exhibits thixotropic properties. Irregular reflection of irradiation energy is reduced, and it is possible to obtain an optically shaped object with high dimensional accuracy. Further, the resin composition for stereolithography does not increase in viscosity of the resin composition for stereolithography, and a resin composition for stereolithography excellent in handleability and moldability can be obtained. In particular, as the inorganic solid fine particles, those having a sphericity having a sphericity smaller than 0.5 (that is, less than 0.5) or a shape close thereto having a relative standard deviation value represented by the following formula (1) are used. It is preferable to obtain a resin composition for stereolithography without thixotropic properties, from the viewpoint of preventing an increase in the viscosity of the resin composition for stereolithography and improving the dimensional accuracy of the stereolithographic article,
More preferably, it is 0.3 or less.

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】上記およびの光造形用樹脂組成物は、
上記したように、無機固体微粒子を、光造形用樹脂組成
物の全容量に基づいて、5〜70容量%の割合で含有す
ることが好ましく、10〜40容量%の割合で含有する
ことがより好ましい。無機固体微粒子の含有量が5容量
%未満であると、無機固体微粒子の強化材および耐熱性
の向上材としての特質が充分に発揮されにくくなり、一
方70容量%を超えると、光造形用樹脂組成物の粘度が
異常に高くなって光造形が行いにくくなり、しかも使用
する無機固体微粒子の平均粒径に大きな制約を受け易く
なる。
The resin composition for stereolithography described above and
As described above, the inorganic solid fine particles are preferably contained at a ratio of 5 to 70% by volume, more preferably at a ratio of 10 to 40% by volume, based on the total volume of the resin composition for stereolithography. preferable. When the content of the inorganic solid fine particles is less than 5% by volume, the properties of the inorganic solid fine particles as a reinforcing material and a heat resistance improving material are hardly sufficiently exhibited. The viscosity of the composition becomes abnormally high, so that it is difficult to perform optical shaping, and the average particle size of the inorganic solid fine particles to be used tends to be greatly restricted.

【0025】また、上記およびの本発明の光造形用
樹脂組成物で用いるウイスカーは、上記のように、径が
0.3〜1μm、長さが10〜70μmおよびアスペク
ト比10〜100であることが好ましく、径が0.3〜
0.7μm、長さが20〜50μm、アスペクト比が2
0〜70であることがより好ましい。ウイスカーの径が
0.3μm未満であると、光造形物における熱変形温
度、曲げ弾性率、および機械的特性が低いものとなり易
く、一方1μmを超えると光造形用樹脂組成物の粘度増
大を招き、取り扱い性、造形性が低下し易い。また、ウ
イスカーの長さが10μm未満であると、熱変形温度、
曲げ弾性率および機械的特性が低くなり易く、一方70
μmを超えると光造形用樹脂組成物の粘度増大を招き、
取り扱い性、造形性が低下し易い。特に、ウイスカーの
アスペクト比が上記した10〜100の範囲にあること
が、光造形用樹脂組成物の粘度が適当なものとなって、
造形操作が容易になり、しかも光造形時の体積収縮の低
減、得られる造形物の機械的特性や側面精度の向上など
の点から好ましい。なお、本明細書でいうウイスカーの
寸法およびアスペクト比は、レーザー回析/散乱式粒度
分布測定装置を用いて測定した寸法およびアスペクト比
をいい、その詳細については下記の実施例の項に記載す
るとおりである。
The whisker used in the resin composition for stereolithography according to the present invention has a diameter of 0.3 to 1 μm, a length of 10 to 70 μm, and an aspect ratio of 10 to 100, as described above. Is preferred, and the diameter is 0.3 to
0.7 μm, length 20-50 μm, aspect ratio 2
More preferably, it is 0 to 70. When the diameter of the whisker is less than 0.3 μm, the thermal deformation temperature, the bending elastic modulus, and the mechanical properties of the optically formed article tend to be low, and when it exceeds 1 μm, the viscosity of the optically molded resin composition is increased. , Handleability and formability are likely to be reduced. When the length of the whisker is less than 10 μm, the heat deformation temperature,
Flexural modulus and mechanical properties tend to be low, while 70
If it exceeds μm, the viscosity of the resin composition for stereolithography is increased,
The handleability and the formability are easily reduced. In particular, the aspect ratio of the whisker is in the above range of 10 to 100, the viscosity of the resin composition for stereolithography becomes appropriate,
It is preferable from the viewpoint of facilitating the molding operation, reducing the volume shrinkage at the time of optical molding, and improving the mechanical properties and the lateral accuracy of the obtained molded article. In addition, the dimension and aspect ratio of the whisker referred to in the present specification refer to the dimension and aspect ratio measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution analyzer, and details thereof are described in the following Examples. It is as follows.

【0026】ウイスカーの種類は特に制限されず、例え
ば、ホウ酸アルミニウム系ウイスカー、酸化アルミニウ
ム系ウイスカー、窒化アルミニウム系ウイスカー水、酸
化硫酸マグネシウム系ウイスカー、酸化チタン系ウイス
カーなどを挙げることができ、前記したウイスカーの1
種または2種以上を用いることができる。
The type of whisker is not particularly limited, and examples thereof include aluminum borate whiskers, aluminum oxide whiskers, aluminum nitride whisker water, magnesium oxide whiskers, and titanium oxide whiskers. Whisker 1
Species or two or more can be used.

【0027】本発明の光造形用樹脂組成物は、ウイスカ
ーを、光造形用樹脂組成物の全容量に基づいて、5〜3
0容量%の割合で含有することが好ましく、7〜25容
量%の割合で含有することがより好ましい。ウイスカー
の含有量が5容量%未満であると、ウイスカーを配合す
ることによる熱変形温度および曲げ弾性率の向上効果が
発揮されにくくなり、しかも光学的立体造形物の機械的
強度が低いものとなり易い。一方、ウイスカーの含有量
が上記した30容量%を超えると、光造形用樹脂組成物
の粘度が増大して光学的立体造形が行いにくくなり、し
かも光造形物の寸法精度が低下し易い。
The resin composition for stereolithography according to the present invention is characterized in that whiskers are used in an amount of 5 to 3 based on the total volume of the resin composition for stereolithography.
The content is preferably 0% by volume, more preferably 7 to 25% by volume. When the content of the whisker is less than 5% by volume, the effect of improving the heat deformation temperature and the flexural modulus by blending the whisker is difficult to be exhibited, and the mechanical strength of the optical three-dimensional structure is likely to be low. . On the other hand, when the content of the whisker exceeds 30% by volume, the viscosity of the resin composition for stereolithography increases, so that it is difficult to perform optical three-dimensional molding, and the dimensional accuracy of the stereolithography is likely to decrease.

【0028】無機固体微粒子とウイスカーの両方を含有
する上記の光造形用樹脂組成物では、無機固体微粒子
とウイスカーの合計含有量が、光造形用樹脂組成物の全
容量に基づいて10〜70容量%であることが好まし
く、20〜60容量%であることがより好ましい。無機
固体微粒子とウイスカーの合計含有割合が10容量%未
満であると、光造形時の体積収縮が大きくなって、得ら
れる造形物の寸法精度が低下したものとなり易く、しか
も光造形物の熱変形温度、曲げ弾性率、機械的強度が低
いものとなり易い。一方、無機固体微粒子とウイスカー
の合計含有割合が70容量%を超えると、光造形用樹脂
組成物の粘度が増大して、取り扱い性、造形性が不良に
なり易く、しかも得られる光造形物の寸法精度が低くな
り易い。
In the above-mentioned stereolithography resin composition containing both the inorganic solid fine particles and the whiskers, the total content of the inorganic solid fine particles and the whiskers is 10 to 70 volumes based on the total volume of the stereolithography resin composition. %, More preferably 20 to 60% by volume. If the total content of the inorganic solid fine particles and the whiskers is less than 10% by volume, volumetric shrinkage during stereolithography increases, and the dimensional accuracy of the resulting molded article is likely to be reduced. Temperature, flexural modulus and mechanical strength tend to be low. On the other hand, when the total content ratio of the inorganic solid fine particles and the whiskers exceeds 70% by volume, the viscosity of the resin composition for stereolithography increases, and the handleability and the moldability tend to be poor. Dimensional accuracy tends to be low.

【0029】無機固体微粒子および/またはウイスカー
を含有する上記〜の光造形用樹脂組成物では、無機
固体微粒子およびウイスカーの一方または両方がシラン
カップリング剤で表面処理されていてもよく、無機固体
微粒子およびウイスカーの両方がシランカップリング剤
で表面処理されていることが好ましい。無機固体微粒子
および/またはウイスカーがシランカップリング剤で表
面処理されている場合には、熱変形温度、曲げ弾性率、
機械的強度の一層高い光造形物を得ることができる。
In the stereolithography resin composition containing the inorganic solid fine particles and / or whiskers, one or both of the inorganic solid fine particles and the whiskers may be surface-treated with a silane coupling agent, It is preferred that both the whiskers and the whiskers have been surface-treated with a silane coupling agent. When the inorganic solid fine particles and / or whiskers are surface-treated with a silane coupling agent, heat deformation temperature, flexural modulus,
It is possible to obtain an optically formed object having a higher mechanical strength.

【0030】その場合のシランカップリング剤として
は、充填剤の表面処理などに従来から用いられているシ
ランカップリング剤のいずれもが使用でき、好ましいシ
ランカップリング剤としては、アミノシラン、エポキシ
シラン、ビニルシランおよび(メタ)アクリルシランを
挙げることができる。より具体的には、γ−アミノプロ
ピルトリエトキシシラン、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、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
ランなどのアミノシラン;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などのエポキシシラ
ン;ビニルトリクロロシラン、ビニルジエトキシシラ
ン、ビニル−トリス(β−メトキシエトキシシラン)な
どのビニルシラン;トリメトキシシランメタクリレート
などの(メタ)アクリルシランなどを挙げることがで
き、これらのシランカップリング剤の1種または2種以
上を用いることができる。
As the silane coupling agent in this case, any of the silane coupling agents conventionally used for surface treatment of a filler or the like can be used. Preferred silane coupling agents are aminosilane, epoxysilane, Vinyl silane and (meth) acryl silane can be mentioned. More specifically, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl)-
aminosilanes such as γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropylmethyldimethoxysilane; β- (3,4-epoxycyclohexyl) -ethyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyl Epoxysilanes such as trimethoxysilane; vinylsilanes such as vinyltrichlorosilane, vinyldiethoxysilane and vinyl-tris (β-methoxyethoxysilane); and (meth) acrylsilanes such as trimethoxysilane methacrylate. One or more of the above silane coupling agents can be used.

【0031】シランカップリング剤によって無機固体微
粒子および/またはウイスカーの表面処理を行う場合
に、使用する光硬化性樹脂の種類によって、シランカッ
プリング剤の機能の発揮の仕方に違いが生じることがあ
るので、各々の光硬化性樹脂に適したシランカップリン
グ剤を選択して無機固体微粒子および/またはウイスカ
ーの表面処理を行うことが好ましい。例えば、ビニル系
不飽和化合物から主としてなる光硬化性樹脂では、ビニ
ルシランおよび/または(メタ)アクリルシランを用い
ることが好ましく、またエポキシ系化合物から主として
なる光硬化性樹脂ではエポキシシランを用いることが好
ましい。
When the surface treatment of the inorganic solid fine particles and / or whiskers is carried out with the silane coupling agent, the manner of exerting the function of the silane coupling agent may differ depending on the type of the photocurable resin used. Therefore, it is preferable to select a silane coupling agent suitable for each photocurable resin and perform surface treatment of the inorganic solid fine particles and / or whiskers. For example, it is preferable to use vinylsilane and / or (meth) acrylsilane for a photocurable resin mainly composed of a vinyl-based unsaturated compound, and it is preferable to use epoxysilane for a photocurable resin mainly composed of an epoxy-based compound. .

【0032】光硬化性樹脂中に上記した無機固体微粒子
および/またはウイスカーを含有させた光造形用樹脂組
成物であって、且つ例えば5,000cp以上(25
℃)というような高い粘度を有する光造形用樹脂組成物
は、一般的にチキソトロピー性を有し、光造形用樹脂組
成物に流動、撹拌、移動などの応力が加えられると粘度
が低下し、加えられる応力が大きくなるほど粘度が低く
なる。そのため、チキソトロピー性を有するそのような
光造形用樹脂組成物は、取り扱い性が充分に良好である
とは言えず、光造形時にはそのような粘度低下を予め計
算に入れて綿密な制御を行う必要があり、例えば光造形
時に1層分として供給される樹脂組成物の量や層の厚
さ、光照射の量や強さなどの細かい制御が必要となる。
A resin composition for stereolithography containing the above-mentioned inorganic solid fine particles and / or whiskers in a photocurable resin, for example, 5,000 cp or more (25
C)), the resin composition for stereolithography having a high viscosity such as generally has thixotropy, and the viscosity decreases when a stress such as flow, stirring, or movement is applied to the resin composition for stereolithography, The higher the applied stress, the lower the viscosity. Therefore, such a stereolithographic resin composition having thixotropic properties cannot be said to be sufficiently good in handleability, and it is necessary to carefully calculate such a decrease in viscosity during stereolithography in advance and perform close control. For example, it is necessary to precisely control the amount of the resin composition supplied as one layer at the time of stereolithography, the thickness of the layer, and the amount and intensity of light irradiation.

【0033】それに対して、本発明の光造形用樹脂組成
物はチキソトロピー性を有しておらず、特に上記〜
の本発明の光造形用樹脂組成物においては、無機固体微
粒子および/またはウイスカーと共に、リン酸エステル
塩系界面活性剤を、無機固体微粒子および/またはウイ
スカーの重量に基づいて0.01〜1重量%の割合で含
有していることによってチキソトロピー性が無いものと
なっている。上記の〜の本発明の光造形用樹脂組成
物では、リン酸エステル塩系界面活性剤を無機固体微粒
子および/またはウイスカーの重量に基づいて0.03
〜0.5重量%の割合で含有していることがより好まし
い。リン酸エステル塩系界面活性剤の含有量が0.01
重量%未満であると、光造形用樹脂組成物のチキソトロ
ピー性を無くすことが困難になり易く、一方1重量%を
超えても添加してもチキソトロピー性に対する効果に差
が生じない。
On the other hand, the resin composition for stereolithography of the present invention does not have thixotropic properties, and
In the resin composition for stereolithography of the present invention, the phosphate ester-based surfactant is used together with the inorganic solid fine particles and / or whiskers in an amount of 0.01 to 1 weight based on the weight of the inorganic solid fine particles and / or whiskers. %, There is no thixotropic property. In the stereolithography resin composition of the present invention, the phosphate ester-based surfactant is used in an amount of 0.03 based on the weight of the inorganic solid fine particles and / or whiskers.
More preferably, it is contained at a ratio of 0.5% by weight. When the content of the phosphate ester-based surfactant is 0.01
When the amount is less than 1% by weight, it becomes difficult to eliminate the thixotropy of the resin composition for stereolithography. On the other hand, even if it exceeds 1% by weight, there is no difference in the effect on the thixotropy.

【0034】リン酸エステル塩系界面活性剤としては、
陰イオン界面活性剤として従来から知られている酸性リ
ン酸エステルと塩基性化合物との塩を用いることがで
き、代表例としては、下記の一般式(I)で表されるポ
リオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸、一般式
(II)で表されるポリオキシアルキレンアルキルフェニ
ルエーテルリン酸、一般式(III)で表されるアルキル
リン酸などの酸性リン酸エステル;
As the phosphate ester-based surfactants,
As the anionic surfactant, a conventionally known salt of an acidic phosphate and a basic compound can be used, and a typical example is a polyoxyalkylene alkyl ether represented by the following general formula (I). Acidic phosphoric acid esters such as phosphoric acid, polyoxyalkylene alkylphenyl ether phosphoric acid represented by the general formula (II), and alkyl phosphoric acid represented by the general formula (III);

【0035】[0035]

【化1】 [式中、R1はアルキル基、R2はメチレン基、イソプロ
ピレン基などのアルキレン基、qはアルキレンオキシ基
(−R2−O−)の繰り返し単位数(重合度)、mは1ま
たは2、nは1または2で、m+n=3である]と、塩
基性化合物とから形成されるリン酸エステル塩系界面活
性剤を挙げることができる。
Embedded image [Wherein, R 1 is an alkyl group, R 2 is an alkylene group such as a methylene group or an isopropylene group, and q is an alkyleneoxy group.
(-R 2 -O-) repeating units (degree of polymerization), m is 1 or 2, n is 1 or 2, m + n = 3], and a basic compound, Surfactants.

【0036】そのうちでも、本発明で用いるリン酸エス
テル塩系界面活性剤では、酸性リン酸エステルと塩を形
成する塩基性化合物がアミン類であることが好ましく、
その場合のアミン類としては、例えば、モノエタノール
アミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、
イソプロパノールアミンなどのアルカノールアミン類;
メチルジエタノールアミン、エチルモノエタノールアミ
ン、ブチルジエタノールアミンなどのN−アルキル化ア
ルカノールアミン類;モルホリン、ピリジンなどの環状
アミン類などを挙げることができる。酸性リン酸エステ
ルは前記したアミンの1種または2種以上と塩を形成し
ていることができる。
Among them, in the phosphate ester salt surfactant used in the present invention, the basic compound which forms a salt with the acidic phosphate ester is preferably an amine,
As amines in that case, for example, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine,
Alkanolamines such as isopropanolamine;
Examples include N-alkylated alkanolamines such as methyldiethanolamine, ethylmonoethanolamine, and butyldiethanolamine; and cyclic amines such as morpholine and pyridine. The acidic phosphoric acid ester can form a salt with one or more of the above-mentioned amines.

【0037】本発明では、液状光硬化性樹脂として、光
造形において従来から用いられて液状光硬化性樹脂のい
ずれも使用でき、各種オリゴマー、各種の単官能性ビニ
ル化合物、多官能性ビニル化合物、エポキシ系化合物な
どの1種または2種以上と、光重合開始剤および必要に
応じて増感剤などを含有する液状光硬化性樹脂が好まし
く用いられる。限定されるものではないが、本発明で用
い得るオリゴマー、単官能性ビニル化合物、多官能性ビ
ニル化合物、エポキシ系化合物の具体例としては、以下
のものを挙げることができる。
In the present invention, as the liquid photocurable resin, any of the liquid photocurable resins conventionally used in stereolithography can be used, and various oligomers, various monofunctional vinyl compounds, polyfunctional vinyl compounds, A liquid photocurable resin containing one or more of epoxy compounds and the like, a photopolymerization initiator and, if necessary, a sensitizer and the like is preferably used. Although not limited, specific examples of oligomers, monofunctional vinyl compounds, polyfunctional vinyl compounds, and epoxy compounds that can be used in the present invention include the following.

【0038】[オリゴマー]ウレタンアクリレートオリ
ゴマー、エポキシアクリレートオリゴマー、エステルア
クリレートオリゴマーなど。
[Oligomer] Urethane acrylate oligomer, epoxy acrylate oligomer, ester acrylate oligomer and the like.

【0039】[単官能性ビニル化合物] ○アクリル系化合物:イソボルニルアクリレート、イソ
ボルニルメタクリレート、ジシクロペンテニルアクリレ
ート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペ
ンテニロキシエチルアクリレート、ジシクロペンテニロ
キシエチルメタクリレート、ジシクロペタニルアクリレ
ート、ジシクロペタニルメタクリレート、ボルニルアク
リレート、ボルニルメタクリレート、2−ヒドロキシエ
チルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、2−
ヒドロキシプロピルアクリレート、フェノキシエチルア
クリレート、モルホリンアクリルアミド、モルホリンメ
タクリルアミド、アクリルアミドなど。 ○他の単官能性化合物:N−ビニルピロリドン、N−ビ
ニルカプロラクタム、酢酸ビニル、スチレンなど。
[Monofunctional vinyl compound] Acrylic compound : isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, dicyclopentenyl acrylate, dicyclopentenyl methacrylate, dicyclopentenyloxyethyl acrylate, dicyclopentenyloxyethyl methacrylate , Dicyclopetanyl acrylate, dicyclopetanyl methacrylate, bornyl acrylate, bornyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, cyclohexyl acrylate, 2-
Hydroxypropyl acrylate, phenoxyethyl acrylate, morpholine acrylamide, morpholine methacrylamide, acrylamide and the like. ○ Other monofunctional compounds : N-vinylpyrrolidone, N-vinylcaprolactam, vinyl acetate, styrene and the like.

【0040】[多官能性ビニル化合物]トリメチロール
プロパントリアクリレート、エチレンオキサイド変性ト
リメチロールプロパントリアクリレート、エチレングリ
コールジアクリレート、テトラエチレングリコールジア
クリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、
1,4−ブタンジオールジアクリレート、1,6−ヘキ
サンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコール
ジアクリレート、ジシクロペンタニルジアクリレート、
ポリエステルジアクリレート、エチレンオキサイド変性
ビスフェノールAジアクリレート、ペンタエリスリトー
ルトリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアク
リレート、プロピレンオキサイド変性トリメチロールプ
ロパントリアクリレート、プロピレンオキサイド変性ビ
スフェノールAジアクリレート、トリス(アクリロキシ
エチル)イソシアヌレートなど。
[Polyfunctional vinyl compound] Trimethylolpropane triacrylate, ethylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate, ethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate,
1,4-butanediol diacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, dicyclopentanyl diacrylate,
Polyester diacrylate, ethylene oxide-modified bisphenol A diacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, propylene oxide-modified trimethylolpropane triacrylate, propylene oxide-modified bisphenol A diacrylate, tris (acryloxyethyl) isocyanurate and the like.

【0041】[エポキシ化合物]水素添加ビスフェノー
ルAジグリシジルエーテル、3,4−エポキシシクロヘ
キシルメチル−3,4−エポキシシクロヘキサンカルボ
キシレート、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル−
5,5−スピロ−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−
メタ−ジオキサン、ビス(3,4−エポキシシクロヘキ
シルメチル)アジペートなど。
[Epoxy compound] hydrogenated bisphenol A diglycidyl ether, 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexanecarboxylate, 2- (3,4-epoxycyclohexyl-
5,5-spiro-3,4-epoxy) cyclohexane-
Meta-dioxane, bis (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate and the like.

【0042】また、本発明の光造形用樹脂組成物に用い
る光硬化性樹脂で使用する光重合開始剤は特に制限され
ず、光硬化性樹脂組成物で従来から用いられている光重
合開始剤のいずれもが使用できる。限定されるものでは
ないが、光重合開始剤の代表例としては、2,2−ジメ
トキシ−2−フェニルアセトフェノン、1−ヒドロキシ
シクロヘキシルフェニルケトン、アセトフェノン、ベン
ゾフェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデ
ヒド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミ
ン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、ミヒラ
ーケトンなどを挙げることができ、これらの1種または
2種以上を用いることができる。また、必要に応じて、
アミン系化合物などの増感剤を併用してもよい。
The photopolymerization initiator used in the photocurable resin used in the resin composition for stereolithography of the present invention is not particularly limited, and the photopolymerization initiator conventionally used in the photocurable resin composition is used. Any of these can be used. Although not limited, typical examples of the photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, acetophenone, benzophenone, xanthone, fluorenone, benzaldehyde, fluorene, anthraquinone, Examples thereof include triphenylamine, carbazole, 3-methylacetophenone, and Michler's ketone, and one or more of these can be used. Also, if necessary,
A sensitizer such as an amine compound may be used in combination.

【0043】本発明の光造形用樹脂組成物は、上記した
成分以外にも、必要に応じて、レベリング剤、リン酸エ
ステル塩系界面活性剤以外の界面活性剤、有機高分子改
質剤、有機可塑剤、有機重合体ビーズなどを含有してい
てもよい。
The stereolithographic resin composition of the present invention may further comprise, if necessary, a leveling agent, a surfactant other than a phosphate ester-based surfactant, an organic polymer modifier, It may contain an organic plasticizer, organic polymer beads, or the like.

【0044】本発明の光造形用樹脂組成物は、光を遮断
し得る状態に保存した場合には、通常、10〜40℃の
温度で、約6〜18ケ月の長期に亙って、その変性や重
合を防止しながら良好な光硬化性能を保ちながら保存す
ることができる。本発明の光造形用樹脂組成物は、その
特性、特にチキソトロピー性を示さず、光造形時の取り
扱い性、光造形性に優れているという特性、更には光で
硬化した際に体積収縮率が小さくて寸法精度に優れ、し
かも高い熱変形温度を有していて耐熱性に優れ、且つ力
学的特性に優れるという特性を活かして各種の光造形技
術に用いることができる。限定されるものではないが、
本発明の光造形用樹脂組成物は、例えば、光学的立体造
形、光照射を伴う流延成形、注型、塗布などによる造形
などに用いることができ、それによって各種の立体造形
物、各種の成形品、簡易型、膜状物、その他の製品を製
造することができる。
When the resin composition for stereolithography of the present invention is stored in a state where light can be blocked, it is usually used at a temperature of 10 to 40 ° C. for a long period of about 6 to 18 months. It can be stored while maintaining good photocuring performance while preventing denaturation and polymerization. The resin composition for stereolithography of the present invention has its properties, particularly showing no thixotropy, handling properties during stereolithography, properties of being excellent in stereolithography, and further, volume shrinkage when cured with light. It can be used in various stereolithography techniques by making use of its small size, excellent dimensional accuracy, high heat deformation temperature, excellent heat resistance, and excellent mechanical properties. Although not limited,
The resin composition for stereolithography of the present invention can be used, for example, for optical three-dimensional molding, casting with light irradiation, casting, molding by coating, and the like. Molded products, simple molds, films, and other products can be manufactured.

【0045】本発明の光造形用樹脂組成物を用いて光学
的立体造形を行う場合は、従来既知の光学的立体造形方
法および装置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、Arレーザー、He−Cdレーザー、キセノンラン
プ、メタルハライドランプ、水銀灯、蛍光灯などからは
発生される活性エネルギー光線を用いるのが好ましく、
レーザー光線が特に好ましく用いられる。活性エネルギ
ー光線としてレーザー光線を用いた場合には、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。
In the case of performing optical three-dimensional modeling using the resin composition for stereolithography of the present invention, any of conventionally known optical three-dimensional modeling methods and apparatuses can be used. Among them,
In the present invention, as light energy for curing the resin, it is preferable to use an active energy ray generated from an Ar laser, a He-Cd laser, a xenon lamp, a metal halide lamp, a mercury lamp, a fluorescent lamp, or the like,
Laser beams are particularly preferably used. When a laser beam is used as the active energy beam, it is possible to increase the energy level and shorten the molding time, and to obtain a three-dimensional object with high modeling accuracy by utilizing the good light condensing property of the laser beam. be able to.

【0046】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
既知の方法や従来既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、上記した無
機固体微粒子および/またはウイスカー並びにリン酸エ
ステル塩系界面活性剤と共に更に光エネルギー吸収剤を
含有する本発明の光造形用樹脂組成物からなる1つの層
に所望のパターンを有する硬化層が得られるように活性
エネルギー光線を選択的に照射して硬化層を形成し、次
いでその硬化層に未硬化液状の光硬化性樹脂組成物を供
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する積層する操作を繰
り返すことによって最終的に目的とする立体的造形物を
得る方法を挙げることができる。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更
に光照射によるポストキュアや熱によるポストキュアな
どを行って、その力学的特性や形状安定性などを一層高
いものとしてから使用するようにしてもよい。
As described above, in performing optical three-dimensional modeling using the resin composition for stereolithography of the present invention, any of a conventionally known method and a conventionally known stereolithography system apparatus can be adopted, and there is no particular limitation. However, typical examples of the optical three-dimensional modeling method preferably used in the present invention include the light of the present invention which further contains a light energy absorber together with the above-mentioned inorganic solid fine particles and / or whiskers and a phosphate ester-based surfactant. One layer of the molding resin composition is selectively irradiated with an active energy ray so as to obtain a cured layer having a desired pattern to form a cured layer, and then the uncured liquid photocured on the cured layer By repeating the operation of supplying a reactive resin composition, irradiating active energy rays in the same manner, and laminating a new cured layer continuous with the cured layer. And a method of obtaining a three-dimensional shaped object to be finally purposes. The three-dimensional structure obtained thereby can be used as it is, or in some cases, post-curing by light irradiation or post-curing by heat, etc., to use it after further improving its mechanical properties and shape stability etc. You may do so.

【0047】その際に立体造形物の構造、形状、サイズ
などは特に制限されず、各々の用途に応じて決めること
ができる。そして、本発明の光学的立体造形法の代表的
な応用分野としては、設計の途中で外観デザインを検証
するためのモデル、部品の機能性をチェックするための
モデル、鋳型を制作するための樹脂型、金型を制作する
ためのベースモデル、試作金型用の直接型、樹脂成形品
などを製造する際の簡易型などの作製などを挙げること
ができる。より具体的には、精密部品、電気・電子部
品、家具、建築構造物、自動車用部品、各種容器類、鋳
物、金型、母型などのためのモデルや加工用モデルなど
の製作を挙げることができる。特にその良好な耐熱性、
力学的特性、高い寸法精度などの特性を活かして、高温
部品の試作、例えば複雑な熱媒回路の設計、複雑な構造
の熱媒挙動の解析企画用の部品の製造などに極めて有効
に使用することができる。
At this time, the structure, shape, size, and the like of the three-dimensional structure are not particularly limited, and can be determined according to each use. Typical application fields of the optical three-dimensional modeling method of the present invention include a model for verifying an external design during a design, a model for checking the functionality of parts, and a resin for producing a mold. Examples include the production of a mold, a base model for producing a mold, a direct mold for a prototype mold, and a simplified mold for producing a resin molded product. More specifically, production of precision parts, electric / electronic parts, furniture, building structures, automobile parts, various containers, castings, molds, models for molds, and models for processing. Can be. Especially its good heat resistance,
Utilizing characteristics such as mechanical characteristics and high dimensional accuracy, it can be used very effectively for prototyping high-temperature components, for example, designing components for complex heat transfer circuits, and planning for analysis of heat transfer behavior of complex structures. be able to.

【0048】さらに、上記したように、本発明の光造形
用樹脂組成物は、光学的立体造形だけではなく、光照射
を伴う各種の造形技術、例えば、光照射を伴う流延成
形、注型、塗布などにも有効に用いることができ、それ
によって上記した各種の成形品や膜状物、その他の製品
を得ることができる。
Further, as described above, the resin composition for stereolithography of the present invention can be used not only for optical three-dimensional molding but also for various molding techniques involving light irradiation, for example, cast molding with light irradiation, casting. , Coating, etc., whereby the above-mentioned various molded products, film-like products, and other products can be obtained.

【0049】[0049]

【実施例】以下で実施例等によって本発明について具体
的に説明するが、本発明は以下の例によって何ら限定さ
れない。以下の例において、無機固体微粒子(ガラスビ
ーズ)の平均粒径並びにウイスカーの寸法およびアスペ
クト比は次のようにして求めた。また、光学的立体造形
により得られる光学的立体造形物の引張強度、引張伸
度、引張弾性率、熱伝導率、熱変形温度および光学的立
体造形時の体積収縮率は次のようにして求めた。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples and the like, but the present invention is not limited to the following examples. In the following examples, the average particle size of the inorganic solid fine particles (glass beads) and the size and aspect ratio of the whisker were determined as follows. In addition, the tensile strength, tensile elongation, tensile modulus, thermal conductivity, heat deformation temperature, and volumetric shrinkage during optical three-dimensional modeling of an optical three-dimensional model obtained by optical three-dimensional modeling are obtained as follows. Was.

【0050】[無機固体微粒子(ガラスビーズ)の平均
粒径]電子顕微鏡の試料台上にガラスビーズを個々の粒
子が可能な限り重ならないようにして散在させ、金スパ
ッタリング装置によりその表面に金薄膜蒸着層を厚さ2
00〜300Åで形成し、走査型電子顕微鏡にて10,
000〜30,000倍で観測し、粒径測定装置(日本
レギュレーター株式会社製「ルーゼックス500」)を
用いて、少なくとも100個のガラスビーズの面積円相
当径を求めて、その平均値を採った。
[Average Particle Size of Inorganic Solid Fine Particles (Glass Beads)] Glass beads are scattered on a sample stage of an electron microscope so that the individual particles do not overlap as much as possible. Deposition layer thickness 2
Formed at 100-300 °, and with a scanning electron microscope,
Observed at 000 to 30,000 times, using a particle size measuring device ("Luzex 500" manufactured by Nippon Regulator Co., Ltd.), the area equivalent circle diameter of at least 100 glass beads was determined, and the average value was taken. .

【0051】[ウイスカーの寸法およびアスペクト比]
レーザー回析/散乱式粒度分布測定装置(株式会社的場
製作所製「LA−7000」)を使用し、分散媒として
イオン交換水を用いて、イオン交換水中にウイスカーを
1重量%の割合で分散させ、その粒度分布を調べ、小さ
い方から10%の部分(D10)における粒度を径(繊
維径)とし、90%の部分(D90)における粒度を長
さ(繊維長)とした。また、アスペクト比をD90/D
10として求めた。
[Dimensions and aspect ratio of whisker]
Using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (“LA-7000” manufactured by Matoba Seisakusho Co., Ltd.), whiskers are dispersed in ion-exchanged water at a ratio of 1% by weight using ion-exchanged water as a dispersion medium. The particle size distribution was examined, and the particle size at the 10% portion (D10) from the smaller one was defined as the diameter (fiber diameter), and the particle size at the 90% portion (D90) was defined as the length (fiber length). When the aspect ratio is D90 / D
It was determined as 10.

【0052】[光学的立体造形物の引張強度、引張伸度
および引張弾性率]光学的立体造形によって製造したダ
ンベル形状試験片を用いて、JIS K 7113に準拠
して、その引張強度、引張伸度および引張弾性率を測定
した。
[Tensile Strength, Tensile Elongation and Tensile Elasticity of Optical Three-Dimensional Object] Using a dumbbell-shaped test piece manufactured by optical three-dimensional molding, its tensile strength and tensile elongation are measured in accordance with JIS K 7113. The degree and tensile modulus were measured.

【0053】[光学的立体造形物の熱伝導率]光学的立
体造形によって製造した縦×横×厚さ=50mm×50
mm×6mmの試験片を用いて、JIS K0129に
準拠して、DSCにより温度傾斜法で熱伝導率を測定し
た。
[Thermal conductivity of optical three-dimensional molded article] Length × width × thickness = 50 mm × 50 manufactured by optical three-dimensional molding
Using a test piece of mm × 6 mm, the thermal conductivity was measured by DSC according to JIS K0129 by a temperature gradient method.

【0054】[光学的立体造形物の熱変形温度]光学的
立体造形によって製造したダンベル形状試験片を用い
て、JIS K7207に準拠してA法(荷重18.5
kg/mm2)で熱変形温度を測定した。
[Thermal deformation temperature of optical three-dimensional molded article] Using a dumbbell-shaped test piece manufactured by optical three-dimensional molding, method A (load 18.5) according to JIS K7207
kg / mm 2 ).

【0055】[光学的立体造形時の体積収縮率]光学的
立体造形に用いた光硬化前の光造形用樹脂組成物の比重
(d1)と、光学的立体造形により得られた光学的立体
造形物(ダンベル形状試験片)の比重(d2)をそれぞ
れ測定して、下記の数式(2)によりその体積収縮率
(%)を求めた。
[Volume shrinkage rate during optical three-dimensional modeling] The specific gravity (d 1 ) of the stereolithographic resin composition before photocuring used in the optical three-dimensional modeling, and the optical three-dimensional model obtained by the optical three-dimensional modeling The specific gravity (d 2 ) of the molded article (dumbbell-shaped test piece) was measured, and the volume shrinkage (%) was determined by the following equation (2).

【0056】[0056]

【数4】 体積収縮率(%)={(d2−d1)/d2}×100 (2)## EQU4 ## Volume shrinkage (%) = {(d 2 −d 1 ) / d 2 } × 100 (2)

【0057】《製造例1》[ウレタンアクリレートオリ
ゴマーとモルホリンアクリルアミドを含む反応生成物の
製造] (1) 攪拌機、冷却管および側管付きの滴下ロートを
備えた内容積5リットルの三つ口フラスコに、イソホロ
ンジイソシアネート888g、モルホリンアクリルアミ
ド906gおよびジブチル錫ジラウレート1.0gを仕
込んで、オイルバスで内温が80〜90℃になるように
加熱した。 (2) 予め50℃に保温した上記の側管付きの滴下ロ
ートにグリセリンモノメタクリレートモノアクリレート
856gにメチルヒドロキノン0.7gを均一に混合溶
解させた液を仕込み、この滴下ロート内の液を、上記
(1)のフラスコ中の内容物に、窒素雰囲気下でフラス
コの内容物の温度を80〜90℃に保ちながら撹拌下に
滴下混合して、同温度で2時間撹拌して反応させた。 (3) 次いで、フラスコの内容物の温度を60℃に下
げた後、別の滴下ロートに仕込んだペンタエリスリトー
ルのプロピレンオキサイド4モル付加物(ペンタエリス
リトールの4個の水酸基にプロピレンオキサイドをそれ
ぞれ1モル付加したもの)366gを素早く滴下して加
え、フラスコの内容物の温度を80〜90℃に保って4
時間反応させて、ウレタンアクリレートオリゴマーとモ
ルホリンアクリルアミドを含む反応生成物を製造し、得
られた反応生成物を温かいうちにフラスコから取り出し
た。
<< Production Example 1 >> [Production of a reaction product containing a urethane acrylate oligomer and morpholine acrylamide] (1) A 5-liter three-necked flask equipped with a dropping funnel equipped with a stirrer, a condenser tube and a side tube. , 888 g of isophorone diisocyanate, 906 g of morpholine acrylamide and 1.0 g of dibutyltin dilaurate were heated in an oil bath so that the internal temperature was 80 to 90 ° C. (2) A liquid obtained by uniformly mixing and dissolving 0.7 g of methylhydroquinone in 856 g of glycerin monomethacrylate monoacrylate is charged into the dropping funnel with the side tube previously heated to 50 ° C., and the liquid in the dropping funnel is mixed with The contents in the flask of (1) were dropped and mixed under stirring in a nitrogen atmosphere while maintaining the temperature of the contents of the flask at 80 to 90 ° C, and reacted by stirring at the same temperature for 2 hours. (3) Then, after lowering the temperature of the contents of the flask to 60 ° C., a 4-mol adduct of propylene oxide of pentaerythritol charged in another dropping funnel (each of 1 mol of propylene oxide was added to 4 hydroxyl groups of pentaerythritol) 366 g was quickly added dropwise and the temperature of the contents of the flask was maintained at 80 to 90 ° C.
The reaction was carried out for a time to produce a reaction product containing a urethane acrylate oligomer and morpholine acrylamide, and the obtained reaction product was taken out of the flask while it was still warm.

【0058】《実施例1》[光造形用樹脂組成物の製
造] (1) 攪拌機、冷却管および側管付き滴下ロートを備
えた内容積5リットルの三つ口フラスコに、製造例1で
得られた、ウレタンアクリレートオリゴマーとモルホリ
ンアクリルアミドを含む反応生成物2020g、モルホ
リンアクリルアミド454gおよびジシクロペンタニル
ジアクリレート1060gを仕込み、減圧脱気窒素置換
した。次いで、紫外線を遮断した環境下に、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン(チバガイギー社製
「イルガキュアー184」;光重合開始剤)118gを
添加し、完全に溶解するまで温度25℃で混合攪拌して
(混合撹拌時間約1時間)、無色透明な粘稠液体である
光硬化性樹脂を得た。この光硬化性樹脂の温度25℃に
おける粘度を回転式B型粘度計を用いて測定したとこ
ろ、2100cpであった。
<< Example 1 >> [Production of Resin Composition for Stereolithography] (1) Obtained in Production Example 1 in a 5-liter three-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, and a dropping funnel with side tubes. 2020 g of a reaction product containing the urethane acrylate oligomer and morpholine acrylamide, 454 g of morpholine acrylamide, and 1060 g of dicyclopentanyl diacrylate were charged, and the atmosphere was replaced with nitrogen under reduced pressure. Next, 118 g of 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone (“Irgacure 184” manufactured by Ciba Geigy; photopolymerization initiator) was added in an environment where ultraviolet rays were blocked, and mixed and stirred at a temperature of 25 ° C. until completely dissolved ( The mixing and stirring time was about 1 hour) to obtain a photocurable resin which was a colorless and transparent viscous liquid. The viscosity of this photocurable resin at a temperature of 25 ° C. was measured using a rotary B-type viscometer, and was 2100 cp.

【0059】(2) 上記(1)で得られた光硬化性樹
脂3652gを万能撹拌機(ダルトン株式会社製;内容
積10リットル)に入れ、酸性リン酸エステルのモルホ
リン塩(ポリオキシプロピレングリコールリン酸エステ
ルのモルホリン塩)(竹本油脂株式会社製「スーパーダ
インV201」)28g、アクリルシラン系カップリン
グ剤[東芝シリコーン社製;γ(メタクリロキシプロピ
ル)トリメトキシシラン]で処理したガラスビーズ[平
均粒径15μm、上記の数式(1)による真球度の相対
標準偏差値0.3]4169g(最終的に得られる光造
形用樹脂組成物の全容量に基づいて32容量%)、およ
び同じアクリルシラン系カップリング剤で処理したホウ
酸アルミニウムウイスカー(四国化成工業株式会社製
「アルボレックスYS−4」;径0.5〜0.7μm、
アスペクト比50〜70)1251g(最終的に得られ
る光造形用樹脂組成物の全容量に基づいて8容量%)を
添加し、一日撹拌し、脱泡処理して、光造形用樹脂組成
物を製造した。 (3) 上記(2)で得られた光造形用樹脂組成物の2
5℃の粘度を回転式B型粘度計のロータの回転速度を下
記の表1に示すように変えて測定したところ、下記の表
1に示すとおりであった。
(2) 3652 g of the photocurable resin obtained in the above (1) was put into a universal stirrer (Dalton Co., Ltd .; internal volume: 10 liters), and a morpholine salt of an acidic phosphoric acid ester (polyoxypropylene glycol phosphorus) was added. Glass beads treated with 28 g of a morpholine salt of an acid ester ("Super Dyne V201" manufactured by Takemoto Yushi Co., Ltd.) and an acrylic silane coupling agent [manufactured by Toshiba Silicone; γ (methacryloxypropyl) trimethoxysilane] [average particle size] Diameter 15 μm, relative standard deviation of sphericity according to the above formula (1) 0.3] 4169 g (32% by volume based on the total volume of the finally obtained stereolithography resin composition), and the same acrylic silane Aluminum borate whisker treated with an organic coupling agent ("Albolex YS" manufactured by Shikoku Chemicals Co., Ltd.) 4 "; diameter 0.5~0.7μm,
1251 g (aspect ratio 50 to 70) (8% by volume based on the total volume of the finally obtained stereolithography resin composition) is added, and the mixture is stirred for one day, defoamed, and processed. Was manufactured. (3) 2 of the resin composition for stereolithography obtained in the above (2)
The viscosity at 5 ° C. was measured by changing the rotation speed of the rotor of the rotary B-type viscometer as shown in Table 1 below, and the results were as shown in Table 1 below.

【0060】[0060]

【表1】 ロータの回転数 光造形用樹脂組成物の粘度(25℃) (回/分) (cp) 2 40,000 4 40,500 10 39,800 20 40,000 [Table 1] Rotational speed of rotor Viscosity of stereolithographic resin composition (25 ° C) (times / min) (cp) 2 40,000 4 40,500 10 39,800 20 40,000

【0061】上記の表1の結果から明らかなように、本
発明の光造形用樹脂組成物は、ロータの回転速度が変化
しても、すなわち光造形用樹脂組成物に加えられる応力
が変化しても、一定の粘度を保っており、チキソトロピ
ー性を示さない。
As is evident from the results shown in Table 1 above, the resin composition for stereolithography of the present invention exhibits a change in the stress applied to the resin composition for stereolithography even when the rotation speed of the rotor changes. However, it maintains a constant viscosity and does not exhibit thixotropic properties.

【0062】《実施例2》[光学的立体造形物の製造] 実施例1の(2)で得られた光造形用樹脂組成物を用い
て、超高速光造形システム(帝人製機株式会社製「SO
LIFORM500」)を使用して、水冷Arレーザー
光(出力500mW;波長333,351,364n
m)を表面に対して垂直に照射して、照射エネルギー2
0〜30mJ/cm2の条件下にスライスピッチ(積層
厚み)0.05mm、1層当たりの平均造形時間2分で
光学的立体造形を行って、引張強度、引張伸び、引張弾
性率、熱伝導率、および熱変形温度を測定するための光
学的立体造形物(試験片)を製造した。得られた光学的
立体造形物(試験片)をイソプロピルアルコールで洗浄
した後、3KWの紫外線を10分間照射してポストキュ
アを行った。それにより得られた光学的立体造形物(試
験片)の物性を上記した方法で測定したところ、下記の
表2に示すとおりであった。さらに、この実施例2の光
学的立体造形物の製造に用いた光硬化前の光造形用樹脂
組成物の比重(d1)と、ポストキュア後の立体造形物
の比重(d2)をそれぞれ測定して、上記の数式(2)
によりその体積収縮率を求めたところ、下記の表2に示
すとおりであった。
<< Example 2 >> [Production of optical three-dimensional molded article] An ultra-high-speed optical molding system (manufactured by Teijin Seiki Co., Ltd.) was obtained by using the resin composition for stereolithography obtained in (2) of Example 1. "SO
LIFORM 500 ”) using a water-cooled Ar laser beam (output: 500 mW; wavelength: 333, 351, 364 n)
m) is irradiated perpendicularly to the surface, and the irradiation energy 2
Under the conditions of 0 to 30 mJ / cm 2 , the slice pitch (lamination thickness) is 0.05 mm, and the optical modeling is performed with an average modeling time of 2 minutes per layer, and the tensile strength, the tensile elongation, the tensile elastic modulus, and the thermal conductivity are performed. An optical three-dimensional object (test piece) for measuring the rate and the heat distortion temperature was manufactured. After the obtained optical three-dimensional structure (test piece) was washed with isopropyl alcohol, it was irradiated with 3 KW ultraviolet rays for 10 minutes to perform post cure. The physical properties of the optical three-dimensional structure (test piece) obtained by the measurement were measured by the above-described methods, and were as shown in Table 2 below. Further, the specific gravity (d 1 ) of the stereolithographic resin composition before photocuring and the specific gravity (d 2 ) of the three-dimensional molded article after post-curing used in the production of the optical three-dimensional molded article of Example 2 were respectively determined. Measure and use the above equation (2)
The volumetric shrinkage was determined by the above, and was as shown in Table 2 below.

【0063】[0063]

【表2】 [光学的立体造形物の物性] 引張強度 8.3kg/mm2 引張伸度 1.4% 引張弾性率 1650kg/m2 熱伝導率 0.43KCal/m・Hr・℃ 熱変形温度 271℃ 体積収縮率 1.7% [Table 2] [Physical properties of optically three-dimensional objects] Tensile strength 8.3 kg / mm 2 Tensile elongation 1.4% Tensile elasticity 1650 kg / m 2 Thermal conductivity 0.43 KCal / m · Hr · ° C Heat deformation temperature 271 ° C Volume shrinkage 1.7%

【0064】上記の表2の結果から、本発明の光造形用
樹脂組成物を用いて光造形を行った場合には、力学的特
性に優れ、しかも熱変形温度が高くて耐熱性に優れる光
造形物を、1.7%という極めて小さい体積収縮率で良
好な寸法精度で得られることがわかる。
From the results shown in Table 2 above, when the stereolithography was performed using the resin composition for stereolithography of the present invention, the light having excellent mechanical properties, high heat deformation temperature and excellent heat resistance was obtained. It can be seen that the molded article can be obtained with a very small volume shrinkage of 1.7% and good dimensional accuracy.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明の光造形用樹脂組成物は、流動粘
性的にチキソトロピー性を有しておらず、流動や撹拌な
どの応力が加えられたり、または光造形用樹脂組成物に
加えられる応力が変化しても、粘度低下や粘度変化が生
じず一定の粘度を保つことができる。そのため、本発明
の光造形用樹脂組成物は取り扱い性に極めて優れてい
る。そして、本発明の光造形用樹脂組成物を用いて、光
学的立体造形やその他の光造形によって造形物や各種の
製品を製造すると、寸法精度や物性に優れる光造形物
を、良好な取り扱い性や作業性で円滑に製造することが
できる。さらに、リン酸エステル塩系界面活性剤と共に
無機固体微粒子および/またはウイスカーを含有する本
発明の光造形用樹脂組成物を用いて得られる光造形物や
製品は、力学的特性、耐熱性の点においても優れた特性
を有している。
The resin composition for stereolithography of the present invention does not have thixotropic properties in terms of flow viscosity, and is subjected to stress such as flow or stirring, or added to the resin composition for stereolithography. Even if the stress changes, a constant viscosity can be maintained without a decrease in viscosity or a change in viscosity. Therefore, the resin composition for stereolithography of the present invention is extremely excellent in handleability. And, when using the resin composition for stereolithography of the present invention to produce molded articles and various products by optical three-dimensional molding and other optical molding, an optical molded article having excellent dimensional accuracy and physical properties can be easily handled. It can be manufactured smoothly with good workability. Furthermore, an optically molded article or a product obtained by using the optically molded resin composition of the present invention containing the inorganic solid fine particles and / or whiskers together with the phosphate ester-based surfactant has mechanical properties and heat resistance. Also has excellent characteristics.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI C08K 5/521 C08K 5/521 7/18 7/18 (72)発明者 尾崎 龍彦 愛知県豊橋市中浜町74番地の1 (72)発明者 鈴木 利治 愛知県豊橋市牧野町142番地の1──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI C08K 5/521 C08K 5/521 7/18 7/18 (72) Inventor Tatsuhiko Ozaki 74-1, Nakahamacho, Toyohashi-shi, Aichi 72) Inventor Toshiharu Suzuki 142-1, Makino-cho, Toyohashi-shi, Aichi

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 25℃に於ける粘度が5,000cp以
上であって、且つ応力が加えられても粘度変化を生じな
い光造形用樹脂組成物。
1. A stereolithography resin composition having a viscosity at 25 ° C. of 5,000 cp or more and which does not change in viscosity even when stress is applied.
【請求項2】 液状光硬化性樹脂中に、平均粒径3〜7
0μmの無機固体微粒子を光造形用樹脂組成物の全容量
に基づいて5〜70容量%、およびリン酸エステル塩系
界面活性剤を前記無機固体微粒子の重量に基づいて0.
01〜1重量%の割合で含有することからなる請求項1
の光造形用樹脂組成物。
2. An average particle size of 3 to 7 in the liquid photocurable resin.
The inorganic solid fine particles having a particle size of 0 μm are 5 to 70% by volume based on the total volume of the resin composition for stereolithography, and the phosphate ester-based surfactant is 0.1% based on the weight of the inorganic solid fine particles.
2. The composition according to claim 1, wherein the content is from 0.01 to 1% by weight.
Resin composition for stereolithography.
【請求項3】 光硬化性樹脂中に、径0.3〜1μm、
長さ10〜70μmおよびアスペクト比10〜100の
ウイスカーを光造形用樹脂組成物の全容量に基づいて5
〜30容量%、並びにリン酸エステル塩系界面活性剤を
前記ウイスカーの重量に基づいて0.01〜1重量%の
割合で含有することからなる請求項1の光造形用樹脂組
成物。
3. A photocurable resin, comprising: a diameter of 0.3 to 1 μm;
Whiskers having a length of 10 to 70 μm and an aspect ratio of 10 to 100 are prepared based on the total volume of the stereolithography resin composition by 5
The stereolithographic resin composition according to claim 1, further comprising a phosphate ester salt surfactant in an amount of 0.01 to 1% by weight based on the weight of the whisker.
【請求項4】 液状光硬化性樹脂中に、光造形用樹脂組
成物の全容量に基づいて、平均粒径3〜70μmの無機
固体微粒子を5〜70容量%および径0.3〜1μm、
長さ10〜70μmおよびアスペクト比10〜100の
ウイスカーを5〜30容量%、並びにリン酸エステル塩
系界面活性剤を前記の無機固体微粒子およびウイスカー
の合計重量に基づいて0.01〜1重量%の割合で含有
することからなる請求項1の光造形用樹脂組成物。
4. An inorganic solid fine particle having an average particle size of 3 to 70 μm, based on the total volume of the resin composition for stereolithography, in a liquid photocurable resin, having a volume of 5 to 70% by volume and a diameter of 0.3 to 1 μm.
5 to 30% by volume of whiskers having a length of 10 to 70 μm and an aspect ratio of 10 to 100, and 0.01 to 1% by weight of a phosphate ester-based surfactant based on the total weight of the inorganic solid fine particles and the whiskers. The resin composition for stereolithography according to claim 1, which is contained at a ratio of:
【請求項5】 リン酸エステル塩系界面活性剤が、酸性
リン酸エステルのアミン塩からなる界面活性剤である請
求項1〜4のいずれか1項の光造形用樹脂組成物。
5. The resin composition for stereolithography according to claim 1, wherein the phosphate ester-based surfactant is a surfactant comprising an amine salt of an acidic phosphate ester.
【請求項6】 無機固体微粒子として、下記の数式
(1)で示される相対標準偏差値が0.5よりも小さい
真球度を有するものを用いる請求項2、4および5のい
ずれか1項の光造形用樹脂組成物。 【数1】
6. The method according to claim 2, wherein the inorganic solid fine particles have a sphericity with a relative standard deviation value represented by the following formula (1) smaller than 0.5. Resin composition for stereolithography. (Equation 1)
【請求項7】 無機固体微粒子および/またはウイスカ
ーがシランカップリング剤で表面処理されている請求項
2〜6のいずれか1項の光造形用樹脂組成物。
7. The resin composition for stereolithography according to claim 2, wherein the inorganic solid fine particles and / or whiskers are surface-treated with a silane coupling agent.
【請求項8】 液状光硬化性樹脂が、光重合性化合物お
よび光重合開始剤を含有する液状光硬化性樹脂である請
求項1〜7のいずれか1項の光造形用樹脂組成物。
8. The resin composition for stereolithography according to claim 1, wherein the liquid photocurable resin is a liquid photocurable resin containing a photopolymerizable compound and a photopolymerization initiator.
【請求項9】 光学的立体造形用である請求項1〜8の
いずれか1項の光造形用樹脂組成物。
9. The resin composition for stereolithography according to claim 1, which is used for optical three-dimensional modeling.
【請求項10】 請求項1〜9のいずれか1項の光造形
用樹脂組成物を用いて光造形を行って造形物を製造する
方法。
10. A method for producing a molded article by carrying out optical molding using the resin composition for optical molding according to any one of claims 1 to 9.
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