WO2005021248A1 - 三次元造形物の製造方法 - Google Patents

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WO2005021248A1
WO2005021248A1 PCT/JP2004/011767 JP2004011767W WO2005021248A1 WO 2005021248 A1 WO2005021248 A1 WO 2005021248A1 JP 2004011767 W JP2004011767 W JP 2004011767W WO 2005021248 A1 WO2005021248 A1 WO 2005021248A1
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WO
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binder
group
dimensional structure
producing
compound
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PCT/JP2004/011767
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English (en)
French (fr)
Inventor
Shojiro Sano
Original Assignee
Fuji Photo Film Co., Ltd.
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Application filed by Fuji Photo Film Co., Ltd. filed Critical Fuji Photo Film Co., Ltd.
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Priority to US10/569,269 priority patent/US20070007698A1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/165Processes of additive manufacturing using a combination of solid and fluid materials, e.g. a powder selectively bound by a liquid binder, catalyst, inhibitor or energy absorber
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2995/00Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds
    • B29K2995/0018Properties of moulding materials, reinforcements, fillers, preformed parts or moulds having particular optical properties, e.g. fluorescent or phosphorescent
    • B29K2995/002Coloured

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a three-dimensional structure, and more particularly, to manufacture a three-dimensional structure by sequentially laminating cross-sectional shapes obtained by cutting a target three-dimensional structure by a plurality of cross sections. About the method.
  • the powder is spread into a thin layer having a uniform thickness on a flat surface by a blade mechanism, and an ink jet nozzle head is run on the thin layer surface of the powder to form a slice of the object to be molded.
  • the binder is discharged according to the cross-sectional shape based on the obtained cross-sectional data.
  • the powder material in the region where the binder has been discharged is brought into a bonded state, and is also bonded to the already formed lower layer cross-sectional shape.
  • the process of discharging the binder is repeated while sequentially laminating the thin powder layers on the upper part until the entire model is completed.
  • the area where the binder has not been discharged is in a state where the powder is not individually bonded to each other, so that the powder can be easily removed when removing the molded article from the apparatus,
  • the target object can be separated.
  • a colored three-dimensional structure is obtained by discharging a binder colored with any of yellow (Y), magenta (M), and cyan (C).
  • Y yellow
  • M magenta
  • C cyan
  • the characteristics (texture, color) of the formed object are not actually at a satisfactory level as compared with the desired object.
  • the strength may be weak and may be broken depending on the handling method of the three-dimensional structure. Therefore, conventionally, the strength has been increased by impregnating a resin, a wax, and the like between the powder particles of the three-dimensional structure after manufacture. However, such a process takes time and effort.
  • a binder is discharged in accordance with the cross-sectional shape of the object to be formed based on the sliced cross-sectional data of the object, but there is a problem that a volume change is caused by the bonding. Due to this volume change, dimensional accuracy has been reduced, and it has been difficult to obtain a desired three-dimensional structure. In addition, a change in volume affects its mechanical properties and bondability. Generally, when a large change in volume is involved, internal stress is generated and strength is reduced.
  • the addition of a dye for coloring may reduce the curability of the molded article, and may cause stickiness or texture of the molded article.
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 2729110
  • Patent Document 2 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-150556
  • a step of forming a powder material into a layer having a predetermined thickness on a support (a layer forming step), and a step of forming the powder material into a cross-sectional shape based on sliced cross-sectional data of a modeling object.
  • a method for producing a three-dimensional structure comprising sequentially repeating a step of forming a layer imagewise with a binder (a step of forming a cross-sectional shape), wherein the viscosity of the binder at 25 ° C is 5 to 10 OmPa. 's, a method for producing a three-dimensional structure,
  • the colored binder contains a polymerizable compound and an oil-soluble dye (1) one (3) the method for producing a three-dimensional structure according to any one,
  • the binder is cured by the application of energy (1) one (4) any force, the method for producing a three-dimensional structure according to one
  • the binder is cured by the application of light energy; (1) one (5) force;
  • binder use is made of at least one colored binder, a white colored binder, and two or more binders selected from the group consisting of colorless binders. (7) The method for producing a three-dimensional structure according to any one of the above,
  • the colored binder is a yellow binder, a magenta binder, a cyan binder, and (1)
  • the binder comprises a monofunctional acrylate and / or a bifunctional acrylate, (1) one (9),
  • the binder comprises (a) at least one trifunctional or higher (meth) acrylate, and (b) at least one monofunctional and / or bifunctional (meth) acrylate. 10) D, shear force, the method of manufacturing a three-dimensional structure described in one,
  • a three-dimensional structure can be manufactured without causing clogging of the binder at the print head nozzle. Furthermore, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to manufacture a three-dimensional structure having high measuring accuracy, high mechanical strength, a smooth surface, and excellent texture.
  • FIG. 1 is a schematic view showing each step in an embodiment of the method for producing a three-dimensional structure according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing the cross-sectional shapes of some layers formed in the production of the three-dimensional structure shown in FIG. 1.
  • a step of forming a powder material on a support into a layer having a predetermined thickness (layer forming step) and a step of forming a cross-sectional shape based on sliced cross-sectional data of a modeling object are performed.
  • a method for producing a three-dimensional structure including sequentially repeating a step of forming a powder material layer imagewise with a binder (a cross-sectional shape forming step), wherein the viscosity of the binder at 25 ° C is 5 lOOmPa.
  • the present invention relates to a method for producing a three-dimensional structure, wherein
  • the viscosity of the binder at C is 5 100 mPa's, the force is preferably 5-80 mPa's, and more preferably 10 50 mPa's. A detailed description will be given later.
  • the binder be cured by applying energy. It is preferable that the binder be cured by applying external light energy.
  • volumetric shrinkage during curing is 15% or less.
  • volume shrinkage ratio upon curing is a value given by the following equation, where D1 is the liquid specific gravity of the binder containing the polymerizable compound, and D2 is the solid specific gravity after curing.
  • the powder material used in the present invention preferably has an average particle size of 0.11,000 zm, more preferably an average particle size of 1 to 50 zm. Is most preferred.
  • the particle size distribution may be wide, but is preferably narrow.
  • the particle size distribution is preferably closer to monodispersion, and the coefficient of variation of the particle size distribution is particularly preferably 20% or less, more preferably 15% or less.
  • the powder material may be any of an organic material, an inorganic material, and an inorganic / organic composite material. A detailed description will be given later.
  • a support having an arbitrary surface shape can be used, but a support having a flat surface, which is preferable to a support having a smooth surface, is preferably used. it can.
  • a horizontal support having a frame that can extend beyond the height of the three-dimensional structure to be produced.
  • the predetermined thickness of the powder material layer is more preferably a layer having a thickness of 10-500 / im per slice pitch, and more preferably a thickness of 50-150 ⁇ .
  • colored cross-sectional shape refers to a shape having any cross-sectional shape obtained by cutting the object to be molded on a number of surfaces, and with coloring corresponding to the shape.
  • a hollow shaped object may be used. In this case, it is sufficient to reproduce the shape near the contour of the shape. It is important to reproduce the color of the contour of the shape, which can be achieved by reproducing the color of the surface of the object.
  • FIG. 1 is a schematic view showing main steps of one embodiment of the method for producing a three-dimensional structure according to the present invention.
  • a thin layer 1 of a powder material is formed on a support (modeling stage) 4 provided on a three-dimensional printing unit 3.
  • the support 4 is supported by a vertical moving unit 5 and is surrounded by a frame 6.
  • Supply from powder supply unit onto support 4 The thin layer 1 is formed by moving the blade 7 extending long in the Y direction (direction perpendicular to the paper surface) in the X direction (from left to right on the paper surface) on the surplus powder material.
  • the binder is supplied from the inkjet head 8 of the binder applying section onto the thin layer 1 of the powder material according to the cross-sectional shape data, and the binder applying area 2 is formed.
  • the binder is a two-liquid reactive epoxy resin or the like
  • these reactive two liquids are supplied from different ink jet nozzles to substantially the same spot to form a binder-applied region 2.
  • These two reactive liquids are cured by the application of thermal energy at room temperature to bind the powder material.
  • the binder-applied region 2 is used to bond the powder material by being cured by the ultraviolet light radiated from the ultraviolet irradiator 9. Is moved downward by one slice pitch to form a new powder material layer.
  • a binder is supplied from the inkjet head of the binder application section according to the next adjacent cross-sectional shape data, and a new binder application area is formed.
  • the powder material is bonded over the entire thickness of the thin layer in the binder application region 2 to form a cross-sectional shape, and also to the cross-sectional shape immediately before.
  • FIG. 2 is a perspective view schematically showing a cross-sectional shape formed on each adjacent layer in manufacturing the three-dimensional structure as described above.
  • model data representing a three-dimensional object having a colored pattern or the like on its surface.
  • Model data that is the basis for modeling Can use color 3D model data created by general 3D-CAD modeling software. It is also possible to use the data and texture of the three-dimensional colored shape measured by the three-dimensional shape input device.
  • the computer creates cross-sectional data for each cross-section obtained by slicing the modeling object in the horizontal direction from the model data.
  • a cross section sliced at a pitch (layer thickness t) corresponding to the thickness of one layer of the powder to be laminated is cut out, and shape data and coloring data indicating an area where the cross section exists are created as cross section data.
  • data created using 3D CAD eg, in STL format
  • shape data and coloring data are collectively referred to as “coloring (cross-section) shape data”.
  • the thickness (cross-section) of the powder layer when the object to be modeled is formed.
  • Information on the slice pitch at the time of data creation and the number of layers (the number of sets of colored shape data) is input from the combi- ter to the drive control unit of the pattern creation device.
  • a powder material as a material for producing a three-dimensional structure is supplied to the molding stage.
  • a powder material counter-rotation mechanism hereinafter referred to as a “counter roller”
  • spread the powder material in layers having a uniform thickness and after the supply of a predetermined amount of powder is completed, supply of the powder material is completed. Stop.
  • “sequentially repeating the layer forming step and the cross-sectional shape forming step” means (1) a step of forming a cross-sectional shape over the entire surface of the new layer after completing the new layer forming step. And (2) forming a cross-sectional shape in a newly formed layer region before completing formation of the new layer while performing a new layer forming step.
  • the latter example is illustrated in JP-A-2002-307562.
  • the fourth step is a step of forming a colored cross-sectional shape based on the colored shape data of the cut surface under the control of the drive control unit.
  • This step preferably employs a non-contact method. A typical example will be described below using an ink jet system as an example.
  • the data is converted into bitmap information for each of the CMY colors subdivided into a grid, and the inkjet head is moved to a plane. Move. During the movement, the ultraviolet (UV) curable binder is appropriately discharged from each inkjet discharge nozzle based on the coloring data.
  • the binder two or more binders selected from the group consisting of at least one colored binder, a white binder, and a colorless and transparent binder are used. In the present invention, the colored binder does not include the binder colored in white.
  • the colored binder is preferably a combination of three colors of yellow (Y), magenta (M) and cyan (C), which are the three primary colors of the subtractive color method.
  • a binder (black binder) colored with a black dye may be used in combination as a colored binder.
  • the binder colored yellow is referred to as “yellow binder”
  • the binder colored magenta is referred to as “magenta binder”
  • the binder colored cyan is referred to as “cyan binder”.
  • the M dye and the C dye may be used as a binder colored in two different shades.
  • Colorless binders can be used to adjust the color density of CMY.
  • a desired effect can be exhibited by using a binder containing a white pigment such as titanium white (white binder) in combination.
  • the total discharge amount of the colored binder, the colorless binder, and the white binder is constant per unit area.
  • the colorless UV-curable binder is discharged to the powder material based on the shape data and cured by ultraviolet irradiation, and then the binder is determined based on the coloring data of the layer. It can be a two-step process of discharging onto a powder material layer combined with a normal CMY inkjet, which does not include.
  • the surface of the binder discharged by the UV exposure device is subjected to UV exposure, whereby a bonded body of the powder material is generated.
  • the atmosphere of UV irradiation is an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon, the delay effect of radically polymerizable polymerizable compounds due to oxygen can be reduced.
  • the ink-jet method used herein mainly refers to an on-demand ink-jet method, and includes a piezo-on-demand ink-jet method, a thermal-on-demand ink-jet method, an electrostatic on-demand ink-jet method, and the like. From the stability of the binder, the piezo-on-demand inkjet method and electrostatic on-demand ink jet: System.
  • the powders are kept individually and independently.
  • the powder material in the region to which the binder has not been applied is separated, and a powder composite (a three-dimensional structure) imagewise bound by the binder is extracted. Unbound powder materials can be recovered and reused as materials.
  • a colored composite of powdered material corresponding to the cut surface obtained by cutting the object to be formed on a plurality of surfaces is sequentially laminated to form a three-dimensional object. be able to.
  • Cross-sectional shape that is colored by binders that provide a layer of powder material having a refractive index n of the refractive index n
  • a transparent 3D object can be manufactured.
  • the obtained three-dimensional structure may be subjected to post-processing steps such as cleaning, heat treatment, resin or wax penetration, and polishing.
  • Cleaning is performed by blowing the three-dimensional object and brushing to remove any powder left in the gap, removing excess powder.
  • the heat treatment increases the strength and durability of the three-dimensional structure. Wax infiltration lowers the porosity, makes the three-dimensional structure water resistant, and makes it easier to polish. Polishing finish improves surface smoothness.
  • the binder used in the present invention is one that is cured by applying energy. Binders that cure by "energy application” include resins that cure by a thermally activated chemical reaction. Such a thermosetting resin also includes an epoxy resin.
  • Epoxy resin is a resin having a three-membered ring called oxysilane, which has a linear or cyclic aliphatic or aromatic ring as a reactive group, and cures with a polymer when treated with a curing agent. Become.
  • the epoxy resin include diglycidyl ether of bisphenol A (D GEBA).
  • D GEBA diglycidyl ether of bisphenol A
  • polyamide versamide type
  • polyamine Acid anhydrides and polymercaptans can be exemplified.
  • the epoxy resin and its curing agent are discharged from separate nozzles, mixed on a powder material, and cured.
  • thermosetting resins other than epoxy resins include bururethane and cyanoacrylate.
  • thermosetting binder In order to increase the curing speed of the thermosetting binder, a suitable external heating source can be used.
  • the curing reaction can be accelerated by applying hot air to the binder application area or applying infrared energy or microwave energy.
  • thermally curable binder that can be used in the present invention
  • a liquid that does not involve a chemical reaction can be used.
  • a binder mainly composed of water is supplied to a powder material mainly composed of starch, and the starch particles are mutually bound with water. oration) three-dimensional modeling printer, which is used in a system that combines powder particles consisting of starch / cellulose.
  • Such a binder is also described in JP-A-6-218712 (Japanese Patent No. 2729110).
  • the binder used in the present invention it is preferable to use a binder that cures by applying light energy, and it is more preferable to use a UV-curable binder.
  • the UV curable binder contains a photopolymerization initiator and at least one polymerizable compound as essential components, and has a function of curing almost all constituent materials by UV light and binding a powder material.
  • the photopolymerization initiator is preferably contained in an amount of 0.05 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight, based on the total amount of the polymerizable compound and the photopolymerization initiator.
  • the content of the polymerizable reduction compound is Mel preferably 90 99.95 wt 0/0, more preferably 95- 99.9 wt%.
  • the viscosity of the binder at C is 5-100 mPa's, preferably 5-80 mPa's force S, more preferably 10-50 mPa's.
  • the viscosity of the binder means a value measured at 25 ° C. with an E-type viscometer (Tokyo Keiki VISCONIC ELD).
  • a high-viscosity polyfunctional polymerizable compound and a low-viscosity polymerizable compound so that the viscosity of the binder at 25 ° C. falls within the above range.
  • a polyfunctional polymerizable compound having a high viscosity tri- or higher-functional (meth) acrylate is preferred.
  • trifunctional or higher (meth) acrylates tetrafunctional, pentafunctional or hexafunctional (meth) acrylates are preferred.
  • the polymerizable compound having low viscosity is preferably a monofunctional and / or bifunctional (meth) acrylate.
  • an organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or less can be used as a viscosity modifier of the binder.
  • Examples of the polymerizable compound that can be used for the UV curable binder include those which, upon irradiation with UV light, undergo addition polymerization or ring-opening polymerization by a radical species or a cationic species generated from a photopolymerization initiator to produce a polymer. It is preferably used.
  • Examples of the polymerization mode of the addition polymerization include radical, cation, anion, metathesis, and coordination polymerization.
  • examples of the polymerization mode of the ring-opening polymerization include cation, anion, radical, metathesis, and coordination polymerization.
  • Examples of the addition-polymerizable compound include compounds having at least one ethylenically unsaturated double bond.
  • the binder thread can be used without particular limitation as long as the binder thread can be stably discharged from the inkjet nozzle.
  • the ethylenically unsaturated polymerizable compound is a chemical compound of a monofunctional polymerizable compound and a polyfunctional polymerizable compound (that is, a difunctional, trifunctional and 416-functional polymerizable compound) or a mixture thereof. It has a form.
  • the monofunctional polymerizable compound include unsaturated carboxylic acids (for example, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, maleic acid, etc.), and esters and amides thereof.
  • an ester of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyhydric alcohol compound, and an amide of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyvalent amine compound are used.
  • a (meth) acrylic acid ester is a typical example, and at least a trifunctional or higher functional (meth) acrylate is used. It is preferred to use one and at least one of monofunctional and Z or bifunctional (meth) acrylates. These can be used alone or independently. Further, it can be used in combination with another polymerizable compound.
  • monofunctional (meth) acrylates include triloxoshetyl (meth) atalylate, phenyloxyshethyl (meth) atalylate, cyclohexyl (meth) atalylate, and ethyl ( Examples thereof include (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, and tetrahydrofurfurinole (meth) acrylate.
  • bifunctional (meth) acrylates include ethylene glycol di (meth) atalylate, triethylene glycol di (meth) atalylate, 1,3-butanediol di (meth) atalylate, and tetramethylene.
  • radical polymerizable compounds which are esters of various unsaturated carboxylic acids and aliphatic dihydric alcohol compounds are commercially available, and examples thereof include PEG300 diatalylate and PEG600 diatalylate (EB11 Daicel, UCB).
  • trifunctional (meth) atalylates include trimethylolpropane tri (meth) atalyle. Trimethylolpropane ethoxy tri (meth) acrylate, trimethylol ethane tri (meth) acrylate, alkylene oxide-modified tri (meth) acrylate of trimethylol propane, pentaerythritol tri (meth) acrylate, Dipentaerythritol tri (meth) atarylate, trimethylonolepropanetri ((meth) atalylonoleoxypropynole) atenole, isocyanuric acid alkylene oxide-modified tri (meth) atalylate, dipentaerythritol propionate di (meta) atalilate Rate, tri ((meth) atalyloyloxetyl) isocyanurate, hydroxypivalaldehyde-modified dimethylolpropane tri (meth) atalyle.
  • tetrafunctional (meth) acrylates include pentaerythritol tetra (meth) atalylate, sorbitol tetra (meth) atalylate, ditrimethylolpropane tetra (meth) atalylate, and dipentaerythritol tetrapropionate.
  • pentafunctional (meth) acrylate examples include sorbitol penta (meth) acrylate and dipentaerythritol penta (meth) acrylate.
  • hexafunctional (meth) acrylates include dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, sorbitol hexa (meth) acrylate, phosphazene-modified alkylene oxide modified hexa (meth) acrylate, Lactone-modified dipentaerythritol hexa (meta
  • polyfunctional (meth) acrylate examples include polyester (meth) acrylate copolymer.
  • the notation of the above (meth) acrylate is an abbreviation that indicates that both the structure of the methacrylate and the structure of the atalinoleate can be taken.
  • itaconic acid esters In addition to (meth) acrylic acid esters, itaconic acid esters, crotonic acid esters, isocrotonic acid esters, maleic acid esters, and the like can also be used as the polymerizable compound.
  • itaconic acid esters include ethylene glycol diitaconate, propylene glycol resinitaconate, 1,3-butanediol diitaconate, 1,4-butanediol diitaconate, tetramethylene glycol diitaconate, and pentaerythritol diitaconate. And sorbitol tetrytaconate.
  • Examples of the crotonic acid ester include ethylene glycol dicrotonate, tetramethylene glycol dicrotonate, pentaerythritol dicrotonate, and sorbitol tetracrotonate.
  • Examples of the isocrotonic acid ester include ethylene glycol diisocrotonate, pentaerythritol diisocrotonate, and sorbitol tetraisocrotonate.
  • maleic acid ester examples include ethylene glycol dimaleate, triethylene glycol dimaleate, pentaerythritol dimaleate, and sorbitol tetramaleate.
  • esters examples include, for example, aliphatic alcohol esters described in JP-B-46-27926, JP-B-51-47334, and JP-A-57-196231, and JP-A-59-5240 and JP-A-59-5240. 59-5241, those having an aromatic skeleton described in JP-A-2-226149, and those containing an amino group described in JP-A-1-165613 can also be used.
  • amide monomer of an unsaturated carboxylic acid and an aliphatic polyamine compound include methylenebis-acrylamide, methylenebis-methacrylamide, 1,6-hexamethylenebis-acrylamide, hexamethylene bis one methacrylamide to 6_, diethylene thoria mint squirrel, xylylene bisacrylamide, xylylene bismethacrylamide force s.
  • Examples of other preferable amide monomers include those having a cyclohexylene structure described in JP-B-54-21726.
  • urethane-based addition-polymerizable compounds produced by an addition reaction between an isocyanate and a hydroxyl group are also suitable, and such specific examples are described in, for example, Japanese Patent Publication No. 48-41708.
  • R 1 and R 2 represent H or CH.
  • Urethane acrylates described in JP-A-7-247332 are also useful in the present invention. Can be preferably used. Specifically, urethane acrylate is a radically curable urethane monomer (oligomer), which reacts substantially completely with urethane monomers, including vinyl unsaturated compounds. Certain of these monomers are described in US-A-3,297,745, where organic diisocyanates have the formula (II)
  • R 1 CH C (R 2 ) COO (R 3 ) OH
  • R 1 is selected from a hydrogen atom, a methyl group and a benzyl group.
  • R 2 is selected from a hydrogen atom and a methyl group.
  • R 3 is selected from an alkylene group.
  • urethane acrylates are soluble in butyl monomers, are cured by a free radical mechanism, and have no isocyanate residue.
  • Urethane acrylates that can be used in the present invention include diatalylate, triatalylate, tetraatalylate, and hexaarylate, and are aliphatic or aromatic, polyvalent isocyanate and polyhydroxy-containing monomers, for example, It is a reaction product of diol, glycol and polyol. For example, they
  • R 2 is H or CH; R 3 is an alkylene group or
  • C) contains the reaction product of at least one polyhydric alcohol, for example a glycol and / or a polyhydroxy polymer.
  • the organic polyisocyanate which can be used as the compound (II) may have 2, 3 and up to 6 reactive isocyanate groups. Compounds having two reactive groups are
  • R1 is an inertly substituted or unsubstituted divalent aliphatic of at least 4 carbon atoms , An alicyclic or aromatic group).
  • R1 is preferably one of the latter because aromatic groups absorb more UV radiation than aliphatic or alicyclic groups.
  • “Inertly substituted” means that the substitution on the divalent group, if any, is not ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated, but reacts with a / 3_ethylenically unsaturated alcohol or glycol or a polyhydroxy polymer. It means that the condition is essentially unreactive.
  • Suitable polyisocyanate compounds are toluene-2,4-diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene-l, 6-diisocyanate, hexamethylene-l, 6-diisocyanate, diphenylmethane-l, 4,4.
  • Examples of the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated alcohol that can be used as the compound (B) include 2-hydroxyethyl acrylate and methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate and methacrylate, 4-hydroxybutyl acrylate and methacrylate.
  • Polyhydric alcohols that can be used as compound (C) include saturated aliphatic diols and polymerized polyalcohols. Chelenoxide polyols, saturated polyhydroxy polyesters, and ⁇ , ⁇ monounsaturated polyhydroxy polyesters, such as 1,4-butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, pentanediol, hexanediol, Neopentinol glycolone, including polyethylene glycol, polytetramethylene glycol, polycaprolactone diols and triols, and polyester diols and triols.
  • Chelenoxide polyols, saturated polyhydroxy polyesters, and ⁇ , ⁇ monounsaturated polyhydroxy polyesters such as 1,4-butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, 1,3-butanediol, pentanediol, hexanediol
  • Representative urethane acrylates of the present invention include 4 moles of isophorone diisocyanate or disilotahexyl 4,4'-methanediisocyanate, 2 monoles of 1,4-butanediol, and 1 mole of Of diethylene glycol adipate or polytetramethylene ether glycol (having an average molecular weight of about 2000) and one mole of the reaction product of prolatatatone or 2-hydroxyethyl methacrylate.
  • urethane acrylates are commercially available, and include Ebecryl 270 (manufactured by Daicel U.S.C.).
  • epoxy (meth) phthalate is another preferred example of the (meth) acrylate.
  • the epoxy (meth) acrylate is preferably obtained by subjecting an epoxy conjugate having a ring structure to an addition reaction of acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride and the like.
  • epoxy compounds having a ring structure examples include bisphenol A-type epoxy resin, bisphenol F-type epoxy resin, halogenated bisphenol A-type epoxy resin, tetraphenyl 2-port ethanetetraglycidyl ether, phenol novolak-type epoxy resin, o-- Crezo-novolak epoxy resin, naphthalene epoxy resin, copper epoxy resin, glycidylamine epoxy resin, glycidinole ester epoxy resin, hydrogenated bisphenol A epoxy resin, hydrogenated bisphenol F epoxy resin And an isocyanurate-type epoxy resin.
  • epoxy (meth) acrylates are commercially available, and include modified bisphenol A type epoxy acrylate (Ebecryl 3701; manufactured by Daicel UCB).
  • the number of (meth) acryl groups in one molecule is preferably 2 or more, more preferably 3 or more.
  • n is preferably 1 to 5 '
  • a cationic ring-opening polymerizable compound having at least one cyclic ether group such as an epoxy group and / or an oxetane group in a molecule is used as a UV-curable binder together with a UV cationic polymerization initiator. be able to.
  • Examples of the cationic polymerizable compound include a curable compound containing a ring-opening polymerizable group, and among them, a heterocyclic group-containing curable compound is preferable.
  • examples of such curable compounds include epoxy derivatives, oxetane derivatives, tetrahydrofuran derivatives, cyclic ratatatone derivatives, cyclic carbonate derivatives, cyclic imino ethers such as oxazoline derivatives, and vinyl ethers, and in particular, epoxy derivatives, oxetane derivatives, and buret Monoters are preferred.
  • Examples of preferred epoxy derivatives include, for example, monofunctional glycidinoleates, Functional glycidyl ethers, monofunctional alicyclic epoxies, polyfunctional alicyclic epoxies, etc.
  • monofunctional and polyfunctional glycidyl ethers include diglycidyl ethers (eg, ethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether), and trifunctional or higher glycidyl ethers (trimethylol ether).
  • diglycidyl ethers eg, ethylene glycol diglycidyl ether, bisphenol A diglycidyl ether
  • trifunctional or higher glycidyl ethers trimethylol ether
  • Tantri glycidinoleatenole, trimethylonolepropane triglycidinoleatene, glyceronolate Glycidyl ethers of higher capacity sorbitol tetraglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, polyglycidyl ethere of novolak resin, Polyglycidyl ether of phenol novolak resin, etc., alicyclic epoxies (Celloxide 2021P, Celloxide 2081, Epolide GT-301, Epolide GT-401 (hereinafter Daicel) Chemical Industry Co., Ltd.), EHPE (Daicel Chemical Industry Co., Ltd.), polycyclohexyl epoxy methyl ether of phenol novolak resin, etc., and oxetanes (OX-SQ, PNOX-1009 (above, Toagosei Co., Ltd.
  • an alicyclic epoxy derivative can be preferably used.
  • the “alicyclic epoxy group” refers to a partial structure in which a double bond of a cycloalkene ring such as a cyclopentene group or a cyclohexene group is epoxidized with a suitable oxidizing agent such as hydrogen peroxide or peracid.
  • polyfunctional alicyclic epoxies having two or more cyclohexenoxide groups or cyclopentene oxide groups in one molecule are preferable.
  • the monofunctional or polyfunctional alicyclic epoxy compound include: 41-butylcyclohexenedioxide, (3,4-epoxycyclohexynole) methinolate 3,4-epoxycyclohexanolate ruboxylate, di (3 , 41-epoxycyclohexyl) adipate, di (3,4-epoxycyclohexylmethyl) adipate, bis (2,3_epoxycyclopentyl) ether, di (2,3_epoxycyclohexylmethyl) adipate, Examples include dicyclopentadiene oxide and 3,4-epoxycyclohexenylmethynolate 3 ', 4'epoxycyclohexene carboxylate.
  • One type of alicyclic epoxyy conjugate may be used, or a mixture of two or more types may be used.
  • Various alicyclic epoxy compounds are commercially available and can be obtained from Union Carbide Japan Co., Ltd., Daicel Chemical Industries, Ltd., and the like.
  • a normal glycidyl compound having an epoxy group having no alicyclic structure in the molecule can be used alone or in combination with the alicyclic epoxy compound described above.
  • a glycidyl ether compound / glycidyl ester compound can be used as such a normal glycidyl compound. It is preferable to use a glycidyl ether compound in combination.
  • glycidyl ether compounds include 1,3_bis (2,3_epoxypropoxy) benzene, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, talesol novolak Glycidinole ether compounds such as epoxy resin, trisphenol-methane epoxy resin, 1,4-butanediol dalicidyl ether, glycerol triglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, etc. And aliphatic glycidyl ether compounds.
  • the glycidyl ester include a glycidyl ester of a linolenic acid dimer.
  • Glycidyl ethers are commercially available from Yuka Shell Epoxy Co., Ltd.
  • a compound having an oxetanyl group which is a 4-membered cyclic ether (hereinafter, also simply referred to as "oxetane conjugate") can be used.
  • the oxetanyl group-containing compound is a compound having one or more oxetanyl groups in one molecule.
  • This oxetanyl group-containing compound is roughly classified into a monofunctional oxetane compound having one oxetanyl group in one molecule and a polyfunctional oxetane compound having two or more oxetanyl groups in one molecule.
  • R represents a methyl group or an ethyl group.
  • R is a hydrocarbon with 6 to 12 carbon atoms
  • a hydrocarbon group for R a phenyl group or a benzyl group can be employed.
  • a branched alkyl group such as a 2-ethylhexyl group is particularly preferred.
  • Examples of oxetane compounds in which R is a phenyl group are described in JP-A-11-140279.
  • a polyfunctional oxetane compound can be used, and a preferred compound group is represented by the following general formula (V).
  • m represents a natural number of 2, 3, or 4
  • Z represents an oxygen atom, a sulfur atom, or a selenium atom.
  • R is a hydrogen atom, a fluorine atom, a straight or branched chain having from ⁇ to 6 carbon atoms
  • R is an m-valent linking group, preferably a group having 1 to 20 carbon atoms.
  • Sig It may contain one or more oxygen and sulfur atoms.
  • Z is preferably an oxygen atom
  • R is preferably an ethyl group
  • m is preferably 2 As R
  • a polymerization non-shrinkable monomer can be preferably used.
  • the polymerizable non-shrinkable monomer is described in, for example, JP-A-2003-152248, and in the present invention. Can use S power. This will be described in detail below.
  • Polymerization non-shrinkable monomer means a monomer that does not change in volume due to polymerization of the monomer or that exhibits swelling properties, and a ring-opening polymerizable cyclic monomer is preferred. Progressive cyclic monomers are more preferred. Specific examples of the cyclic monomer include BOE (bicycloorselter), S ⁇ E (orthospiroester), and S ⁇ C (orthospirocarbonate). Shows volume expansion of about 10%.
  • R and R ′ each represent an alkyl group which may have a substituent
  • n represents an integer of 2 to 10
  • R and R each represent a divalent group which may have a substituent. Shows an alkylene group.
  • n is an integer of 2 to 4.
  • a cyclic functional group having a structure obtained by removing one hydrogen atom from the chemical structures of the above (a) to (c). are linked by an n-valent organic linking group.
  • the above polymerizable non-shrinkable monomer is radically polymerizable, cationically polymerizable, or anionic polymerizable, and is particularly preferably cationically polymerizable.
  • the polymerized non-shrinkable monomer used in the present invention preferably has a molecular weight of 200 to 1,000, more preferably 400 to 800.
  • the polymerization non-shrinkable monomer and the production method thereof are particularly JP-A-61-22086, JP-A-57-42724, JP-A-59-6211, JP-A-2-32130, JP-A-6-321951, JP-A-7-64282, JP-A-7-64281, JP-A-7-33960 JP-A-8-27267, JP-A-2000-256362.
  • polymerizable non-shrinkable monomer used in the present invention include an orthospiroester compound having two orthospiroester groups represented by the following general formula (VI).
  • orthospiroester compound having two orthospiroester groups represented by the following general formula (VI) Specific examples of the compound represented by the following general formula (VI) are described in JP-A-8-27267 and JP-A-57-42224.
  • an onoresospiroester-based compound having at least two orthospiroester residues represented by the following general formula (VII) can also be used in the present invention.
  • Examples of compounds corresponding to the following general formula (VII) are described in JP-A-61-22086.
  • R 1 is a hydrogen atom and R 2 is a group represented by the following (VII-a) or (Vn-b), or R 1 and R 2 are formed as one body It is a divalent group represented by the following (VII-c).
  • n is an integer of 1 or more c [0084]
  • a radically polymerizable ethylenically unsaturated compound and a thione polymerizable cyclic ether epoxy derivative and / or oxetane derivative
  • a thione polymerizable cyclic ether epoxy derivative and / or oxetane derivative
  • the UV-curable binder of the present invention Because of the structure of the interpenetrating polymer network (IPN), there is an advantage that a conjugate having balanced physical properties can be obtained.
  • IPN interpenetrating polymer network
  • a photo-radical polymerization initiator and a photo-induced thione polymerization initiator (such as an onium salt) in combination as the photo-polymerization initiator.
  • the curable binder used in the present invention can be cured with a thermal polymerization initiator, but is also preferably cured with a photopolymerization initiator.
  • the photopolymerization initiator used in the present invention refers to a compound that generates an active radical species or a cationic species by an active energy ray and starts and promotes a polymerization reaction of a binder.
  • a polymerization initiator (photoradical polymerization agent) that generates an active radical species can be preferably used. Radiation, gamma rays, alpha rays, electron beams, ultraviolet rays, etc. are used as active energy rays. Among these, a method of curing with ultraviolet light is particularly preferable.
  • thermal polymerization initiator that can be used in the present invention, a known compound having a bond with a small bond dissociation energy can be used.
  • the thermal polymerization initiator can be used alone or in combination of two or more.
  • thermal polymerization initiator examples include, for example, an organic halogenated compound, a carbonyl compound, an organic peroxide compound, an azo-based polymerization initiator, an azide compound, a meta-mouth compound, and a hexary compound. And a rubiimidazole compound, an organic boric acid compound, a disulfone compound, and an onium salt compound.
  • Examples of the polymerization initiator that generates a radical by the action of light include an acetophenone-based compound, a benzoin-based compound, a benzophenone-based compound, a thioxanthone-based compound, and a benzyl-based compound.
  • acetophenone-based compounds include, for example, 2,2-diethoxyacetophenone, 2-hydroxy_2-methynole-1-phenylpropane_1_one, 4,1-isopropynole1-2-hydroxy-12-methinolepropionofenone, 2 —Hydroxy-1-methionolepropiophenone, p-dimethylaminoacetone, p-tert-butyldichloroacetophenone, p_tert—butyltrichloroacetophenone, p-azidobenzaracetophenone, 1-hydroxycyclo to Xylfluoroketone and the like.
  • benzoin-based compound examples include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin_n_propinoleatenoate, benzoinisopropinoleatenoate, benzoin_n_futinoleatenoate, benzoin isobutyl ether, benzyldimethylketal And the like.
  • benzophenone-based compound examples include benzophenone, methyl o_benzoylbenzoate, Michler's ketone, 4,4'-bis (ethylbenzoaminobenzophenone), and 4,4'-dichlorobenzenebenzophenone.
  • thioxanthone compound examples include thioxanthone, 2-methylthioxanthone, 2-ethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 4-isopropylthioxanthone, 2-chlorothioxanthone, and 2,4-getylthioxanthone.
  • benzyl compound for example, benzyl, benzyl-j3-methoxyshetyl acetal and the like can be mentioned.
  • an acylphosphine oxide compound can be preferably used as a photoradical polymerization agent.
  • the acylphosphine oxide compound include a compound represented by the following general formula (VIII) and a compound represented by the following general formula (IX). [0091] [Formula 11]
  • R 11 and R 12 in the general formula (vm) each independently represent an alkyl group, Ariru group, ⁇ alkoxy group, Ariruokishi group, a heterocyclic group
  • R 13 is an alkyl group, Ariru group, Represents a complex ring group. Further, R 11 and R 12 may combine to form a cyclic structure.
  • the alkyl group, aryl group, heterocyclic group, alkoxy group and aryloxy group may have a substituent.
  • substituents include an alkyl group, an aryl group, a hydroxy group, a nitro group, a cyano group, a halogen atom, an alkylsulfonyl group, an arylsulfonyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an aryloxy group, an aryloxycarbonyl group, Examples include an asinole group, a (mono or dialkyl) amino group, an acylamino group, a sulfamoyl group, a sulfamoyl group, an alkylthio group, and an arylthio group.
  • the substituent also includes a group in which one hydrogen atom has been removed from R 13 of the compound represented by the general formula (VIII).
  • R " alkyl groups represented by R 12 or R 13, either Yogu linear saturated groups and unsaturated groups, may be either branched or cyclic.
  • the alkyl group Preferred are an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a hexyl group, an octyl group, a decyl group, an octadecyl group, a phenoxethyl group, and a cyclohexynole group. And the like, but not limited thereto.
  • Examples of the aryl group represented by R U , R 12 or R 13 include an aryl group having 6 to 30 carbon atoms. Of these, phenyl, naphthyl and the like are preferred, for example, phenyl, 2-methylphenyl, 2,4-dimethylphenyl, 2,4,6-trimethylphenyl, 2-methoxyphenyl And a 2,6-dimethoxyphenyl group and a 2,6-dichlorophenyl group. However, it is not limited to these.
  • the heterocyclic group represented by R U , R 12 or R 13 is preferably a heterocyclic group containing an N, O or S atom, for example, a pyridyl group, a furyl group, a chenyl group, an imidazolyl group And a pyrrolyl group.
  • the alkoxy group represented by R 11 or R 12 is preferably an alkoxy group having 130 carbon atoms, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a butoxy group, an octyloxy group, a phenoxy ethoxy group and the like. Can be However, it is not limited to these.
  • Examples of the Ariruokishi group represented by R 11 or R 12 preferred is Ariruo alkoxy group having a carbon number of 6-30 instrument e.g., phenoxy group, methyl phenylalanine O alkoxy group, black hole Fueniruo alkoxy group, Metokishifue A dioxy group, an octyloxyphenyloxy group and the like. However, it is not limited to these.
  • R 14 and R 16 in the general formula (IX) are each independently an alkyl group, Ariru group, a multi heterocyclic group
  • R 15 is an alkyl group, Ariru group, an alkoxy group, Ariruokishi group, Represents a complex ring group.
  • the alkyl group, aryl group, heterocyclic group, alkoxy group and aryloxy group represented by R 14 , R 15 or R 16 may have a substituent.
  • the same substituents as in the case of (VIII) can be mentioned.
  • alkyl group, aryl group, heterocyclic group, alkoxy group and aryloxy group in the general formula (IX) have the same meaning as in the general formula (VIII).
  • acylphosphine oxide compound represented by the general formula (VIII) or (IX) examples include, for example, JP-B-63-40799, JP-B-5-29234, and JP-A-10-95578. And JP-A-10-29997.
  • Specific examples of the acylphosphine oxide compounds include the following compounds (exemplified compound (1)-(26)), but the present invention is not limited thereto. is not. 1767
  • the asinolephosphine oxide compound represented by at least one of the general formula (vm) and the general formula (ix) may be used alone or in combination of two or more. May be.
  • polymerization initiators in particular, the above-mentioned acetophenone-based compounds, benzoin-based compounds, benzophenone-based compounds, thioxanthone-based compounds, benzinole-based compounds, and the like may be used in combination with the above-mentioned asinolephosphine oxide compound.
  • Sulfonium salt, odonium salt and the like which are usually used as a photothion generator, are also purple. In the present invention, these may be used alone since they act as radical generators by irradiation with external light.
  • a sensitizer may be used in addition to the polymerization initiator for the purpose of increasing the sensitivity. Examples of sensitizers include n-butylamine, triethylamine, tri-n-butylphosphine, and thioxanthone derivatives.
  • aromatic sulfonium salts such as triaryl sulfonium salts and aromatic phosphonium salts such as diaryl rhododium salts can be used.
  • a nonionic initiator such as nitrobenzyl ester of sulfonic acid, can be used.
  • known photopolymerization initiators described in “Organic Materials for Imaging” edited by Organic Electronics Materials Research Group, published by Bunshin Publishing Company (1997), and the like can also be used.
  • an aromatic sulfonium salt or the like is preferable because it is relatively thermally stable.
  • aromatic sulfonium salts and aromatic rhododium salts are used as the onium salt photoreaction initiator
  • the anions thereof include BF-, AsF-, SbF-, PF-, B (CF)-, etc.
  • the aromatic sulfonium PF salt or SbF salt can be preferably used because it has solubility and moderate polymerization activity.
  • one or more alkyl groups or alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms are introduced into the aromatic group, usually a phenyl group, of the aromatic group odonium salt or the aromatic sulfonium salt. Chemical structures are preferred.
  • aromatic sulfonium salt PF salt or SbF salt is commercially available from Union Carbide Japan Co., Ltd. and the like. Asahi Denka Kogyo Co., Ltd. also sells PF salt of aromatic sulfonium under the trade name of Adeka Obtomer SP series.
  • Aromatic sulfonium salts have an absorption up to about 360 nm and aromatic rhododium salts have an absorption up to about 320 nm.To cure, irradiate with ultraviolet light containing the spectral energy in this region. But preferred.
  • Organic solvent having a boiling point of 150 ° C. or less include ethylene glycol monomethyl (Poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as noreether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, etc., ethyl acetate, n-propyl acetate, iso-propyl acetate, and n-acetic acid —Acetates such as butyl and acetic acid iso_butyl; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; methyl ethyl ketone, acetone, methyl isobutyl ketone, ethyl n-butyl ketone, diisopropyl ketone, Examples thereof include
  • the amount of the organic solvent used is preferably 2 to 30% by weight, more preferably 2 to 15% by weight, based on the total amount of the binder, and particularly preferably non-use.
  • the volatile component of the UV-curable binder after curing is preferably 5% by weight or less. For this reason, it is more preferable to use a solvent-free formulation that does not use an organic solvent for the binder.
  • the remaining monomer can be post-polymerized by irradiation with UV light or heating.
  • the polymerizable compound for adjusting the viscosity a conjugate having a low viscosity and copolymerizable with the polymerizable compound is used.
  • acrylates, methacrylates and acrylamides there may be mentioned acrylates, methacrylates and acrylamides.
  • triloxyshetyl (meth) acrylate phenyloxyshethyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, methyl (meth) acrylate
  • Acrylate ethylene glycol di (meth) acrylate, divinyl benzene, methylene bisacrylamide, 1,6-di (meth) atalyloyloxy hexane, etc.
  • triloxyshetyl (meth) acrylate ethylene glycol di (meth) Atalylate, 1,6-di (meth) atalyloyloxyhexane and the like.
  • bifunctional or higher functional cyclic ethers generally have high reactivity but high viscosity.
  • Monofunctional cyclic ethers can be used in combination to adjust the viscosity to low.
  • inorganic powders As the powder material, inorganic powders, organic powders, and all inorganic-organic composite powders can be used.
  • inorganic powder for example, metals, oxides, composite oxides, hydroxides, charcoal Examples include acid salts, sulfates, silicates, phosphates, nitrides, carbide sulfides, and composites of at least two or more of these.
  • Examples of the organic powder include synthetic resin particles and natural polymer particles. Specific examples include acrylic resin, polyethylene, polypropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethyleneimine, polystyrene, polyurethane, polypropylene, Polyester, polyamide, polyimide, carboxymethylcellulose, gelatin, starch, chitin, chitosan and the like, preferably acrylic resin, polyurethane, gelatin, polystyrene and the like.
  • the organic powder material powder particles obtained by bulk polymerization and pulverization of a polymerizable compound used as a binder can be used.
  • the polymerizable compound used as the binder can be subjected to suspension polymerization or pearl polymerization to obtain a powder material having a desired particle size.
  • the refractive indices provided by both the powder material and the binder can be made close.
  • Examples of the inorganic-organic composite powder include a composite of the organic powder and the inorganic powder.
  • the average particle size of the powder material is preferably from 0.1 to 1,000 zm, more preferably from 0.5 to 300 xm, even more preferably from 0.8 to 50 ⁇ , most preferably 3
  • the range is 30 zm.
  • the average particle diameter means a volume average particle diameter, which can be measured by, for example, COULTER MULTISIZER of Coulter.
  • any shape such as amorphous, spherical, flat, needle, and porous can be used.
  • the range of the refractive index n of the powder material is preferably 1.4 to 1.7.
  • n be the refractive index of the bonding agent in a state where the powder materials are bonded to each other.
  • the refractive index of a bonding agent formed by polymerization of the compound is defined as n. (N_n) indicates that the smaller the absolute value, the higher the transparency of the obtained model
  • substantially transparent or “nearly transparent” means that the transmittance is 50% or more per 1 cm of the optical path.
  • Colorants that can be used in the production method of the present invention are roughly classified into dyes and pigments, and dyes can be preferably used.
  • a wide range of hues can be reproduced with different chromas by using the dyes of yellow (Y), magenta (M) and cyan (C), which are the three primary colors of the subtractive color method, as the dye.
  • Y yellow
  • M magenta
  • C cyan
  • an oil-soluble dye can be preferably used as the dye.
  • An oil-soluble dye refers to a dye that is substantially insoluble in water. Specifically, the solubility in water at 25 ° C (the mass of the dye that can be dissolved in 100 g of water) is lg or less, preferably 0.5 g or less, more preferably 0.1 lg or less. . Therefore, the oil-soluble dye means a so-called water-insoluble pigment or oil-soluble dye, and among these, the oil-soluble dye is preferred.
  • the oil-soluble dye may be used alone, or may be used by mixing several kinds. Further, a coloring material such as other water-soluble dyes, disperse dyes, and pigments may be contained as necessary within a range not to impair the effects of the present invention.
  • any yellow dye can be used.
  • Azomethine dyes having, for example, benzylidene dyes and monomethine oxonol dyes
  • methine dyes for example, quinone dyes such as naphthoquinone dyes and anthraquinone dyes
  • the other dyes include quinophthalone dyes, nitro'nitroso dyes, ataridine dyes, and ataridinone dyes. it can.
  • any magenta dye can be used.
  • aryl or hetarylazo dyes having phenols, naphthols, and diphosphines as coupling components azomethine dyes having pyrazolones and pyrazolotriazoles as coupling components; e.g., arylidene dyes, styryl dyes, merocyanine dyes Methine dyes such as oxonol dyes; carbonium dyes such as diphenyl methane dye, triphenyl methane dye and xanthene dye; quinone dyes such as naphthoquinone, anthraquinone and anthrapyridone; Condensed polycyclic dyes; and the like.
  • any cyan dye can be used.
  • indoor diphosphine dyes, indophenol dyes or azomethine dyes having pyrrolotriazoles as coupling components polymethine dyes such as cyanine dyes, oxanol dyes, and merocyanine dyes; diphenylmethane dyes, triphenylmethane dyes, and xanthene dyes Carbonyl dyes; phthalocyanine dyes; anthraquinone dyes; for example, aryl or hetarylazo dyes having phenols, naphthols, and anilines as coupling components; indigo-thioindigo dyes;
  • each of the above-mentioned dyes may exhibit each color of yellow, magenta, and cyan only after a part of the chromophore is dissociated.
  • the counter force thione may be an alkali metal or ammonia. It may be an inorganic cation, an organic cation such as pyridinium or a quaternary ammonium salt, or a polymer cation having such a partial structure.
  • CI Solvent 'Black 3, 7, 27, 29 and 34 include, for example, CI Solvent 'Black 3, 7, 27, 29 and 34; CI Sonorrevent' Yellow 14, 16, 19, 29, 3 0, 56, 82, 93 and 162; CI sonorevent 'Red 1, 3, 8, 18, 24, 27, 43, 49, 51, 72, 73, 109, 122, 132 and 218; CI sonorevent' nolet 3 ; CI Sonore 'Bunore 2, 11, 25, 35, 38, 67 and 70; CI sonorevent' Green 3 and 7; and CI Solvent 'orange 2; Particularly preferred among these are Nubian Black PC-0850, Oil Black HBB, Oil Yellow 129, Oil Yellow 105, Oil Pink 312, Oil Red 5B, Oil Scarlet 308, Vali Fast Blue 2606, Oil Blue BOS (Orient Aizen Spilon Blue G NH (Hodogaya Chemical Co., Ltd.), NeopenYellow 075, Neopen Mazenta SE137 8, Neopen Blue 808, Neopen Blue FF401
  • a disperse dye can be used as long as it is soluble in a water-immiscible organic solvent.
  • Preferred examples thereof include CI Disperse Yellow 5, 42, 54, 64, 79, 82, 83, 93, 99, 100, 119, 122, 124, 126, 160, 184: 1, 186, 198, 199, 201, 204, 224 and 237; CI Disney Orange 13, 29, 31: 1, 33, 49, 54, 55, 66, 73, 118, 119 and 163; CI Disperse Red 54, 60, 72, 73 , 86, 88, 91, 92, 93, 111, 126, 127, 134, 135, 143, 145, 152, 1 53, 154, 159, 164, 167: 1, 177, 181, 204, 206, 207, 221, 239, 240, 25 8, 277, 278, 283, 311, 323, 343, 348, 356,
  • Particularly preferred oil-soluble dyes include azo or azomethine dyes represented by the following formula (1) or (2).
  • Dyes represented by the following general formula (2) are known as dyes generated from couplers and developing agents by oxidation in photographic materials.
  • [0126] [Formula 16] General formula (1) General formula (2)
  • RR 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, a cyano group, Hydroxy, nitro, amino, anolequinolamino, alkoxy, aryloxy, amide, arylamino, ureido, sulfamoylamino, alkylthio, arylthio, alkoxycarbonylamino Group, sulfonamide group, sulfamoyl group, sulfamoyl group, sulfonyl group, alkoxycarbonyl group, heterocyclic oxy group, azo group, acyloxy group, rubamoyloxy group, silyloxy group, aryloxycarbonyl group, aryloxycarbonyl group Amino, imide, heterocyclic thio, sulfiel, phosphoryl, acyl
  • R 2 is a hydrogen atom, a halogen atom, an aliphatic group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amide group, an ureido group, a sulfo group, among the above substituents. It is preferably an amoylamino group, an alkoxycarbonylamino group or a sulfonamide group.
  • the aliphatic group means an alkyl group, a substituted alkyl group, an alkenyl group, a substituted alkenyl group, an alkynyl group, a substituted alkynyl group, an aralkyl group and a substituted aralkyl group.
  • the aliphatic group may have a branch or form a ring.
  • the aliphatic group preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 18 carbon atoms.
  • the aryl moiety of the aralkyl group and the substituted aralkyl group is preferably phenyl or naphthyl, and particularly preferably phenyl.
  • Examples of the substituent in the alkyl portion of the substituted alkyl group, the substituted alkenyl group, the substituted alkynyl group and the substituted aralkyl group include the substituents described in the description of R 1 to R 4 .
  • Substituted aralkyl group Examples of the substituent in the substituted moiety are the same as the following examples of the substituted aryl group.
  • the aromatic group means an aryl group and a substituted aryl group.
  • the aryl group is particularly preferably phenyl, which is preferably phenyl or naphthyl.
  • the aryl group of the substituted aryl group is the same as the aryl group described above. Examples of the substituent of the substituted aryl group include the substituents described in the description of R 1 R 4 .
  • A represents —NR 5 R 6 or a hydroxy group
  • R 5 and R 6 each independently represent a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, Represents a heterocyclic group. Les, Shi preferred that an NR 6 is A.
  • R 5 and R 6 may be bonded to each other to form a ring.
  • R 5 and R 6 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group, a substituted alkyl group, an aryl group or a substituted aryl group, more preferably a hydrogen atom, an alkyl group having 1-18 carbon atoms or a carbon atom. Most preferably, the number is one to eighteen substituted alkyl groups.
  • Y represents an unsaturated heterocyclic group.
  • Y is preferably a 5- or 6-membered unsaturated heterocyclic ring.
  • An aliphatic ring, an aromatic ring, or another hetero ring may be condensed with the hetero ring.
  • heteroatoms in the heterocycle include N, ⁇ , and S.
  • the unsaturated heterocyclic ring examples include a pyrazole ring, an imidazole ring, a thiazole ring, an isothiazole ring, a thiadiazole ring, a thiophene ring, a benzothiazole ring, a benzoxazole ring, a benzoisothiazole ring, a pyrimidine ring, a pyridine ring, and a quinoline. Rings and the like are preferred. Further, the unsaturated heterocyclic group may have a substituent described above for R 1 R 4 .
  • X represents a residue of a color photographic coupler.
  • the followings are preferred as the residue of the color photographic coupler.
  • a coupler represented by the formula (I) in claim 1 a coupler represented by the general formula (I) in column 1, line 4555 of US Pat. No. 5,066,576, and a paragraph of JP-A-4-274442.
  • Couplers (especially Y-1 (p. 17), Y-54 (p. 41)) represented by the formula (II)-(IV) at column 7, lines 36-58 of U.S. Pat. No. 4,476,219. Couplers (especially II-17, 19 (column 17), ⁇ -24 (column 19)).
  • Examples of the yellow dye include ketoimine-type dyes obtained from the couplers.
  • dyes described in JP-A-2001-294773, JP-A-2002-121414, JP-A-2002-105370, JP-A-2003-26974, and JP-A-2003-73598 are exemplified.
  • a pyrazole aldehyde compound represented by the general formula ( ⁇ -II) described in JP-A-2003-73598 is more preferably used, and the following ⁇ -1 can be exemplified.
  • Magenta coupler US Patent Nos. 4,310,619, 4,351,897, EP 73,636, US Patents 3,061,432, 3,725,067, Research '' Disclosure No. 24220 (June 1984), No. 24230 (June 1984), JP-A Nos. 60-33552, 60-43659, 61-72238, 60-35730, and 55 — 118034, 60-60 No. 85951, U.S. Pat.Nos.
  • Cyan coupler US Pat. Nos. 4,052,212, 4,146,396, 4,228,233, 4,296,200, European Patent 73,636, JP No. 204843, CX-1, 3, 4, 5, 11, 12, 14, 15 (p. 14 16); JP-A 4-43345, C-7, 10 (p. 35), 34, 35 (p. 37) ), (1-1), (1-17) (p. 4243); a coupler represented by the general formula (la) or (lb) in claim 1 of JP-A-6-67385.
  • JP-A-62-215272 page 91
  • JP-A-2-33144 pages 3, 30
  • EP 355, 660A pages 4, 5, 45, 47
  • the couplers described in ()) are also useful.
  • a dye represented by the following general formula (3) is particularly preferably used as the magenta dye.
  • 3 1 represents an electron-withdrawing group having a Hammett's substituent constant ⁇ ⁇ value of 0.20 or more.
  • ⁇ 1 is preferably an electron-withdrawing group having a ⁇ ⁇ value of 0.30 or more and 1.0 or less.
  • Preferred specific substituents include the electron-withdrawing substituents described below. Among them, among them, an acyl group having 2 to 12 carbon atoms, an alkyloxycarbonyl group having 2 to 12 carbon atoms, a nitro group, and a cyano group are preferable.
  • C1-C12 alkylsulfonyl group C6-C18
  • An arylsulfonyl group, a carbamoyl group having 11 to 12 carbon atoms and a halogenated alkyl group having 11 to 12 carbon atoms are preferred.
  • Particularly preferred are a cyano group, an alkylsulfonyl group having 11 to 12 carbon atoms, and an arylsulfonyl group having 6 to 18 carbon atoms, and the most preferred is a cyano group.
  • Z 2 represents a hydrogen atom, an aliphatic group or an aromatic group.
  • R 1 R 6 has the same meaning as in each of the general formulas (1).
  • Q represents a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group or a heterocyclic group.
  • Q is preferably a group consisting of a group of nonmetallic atoms necessary to form a 5- to 8-membered ring.
  • an aromatic group or a heterocyclic group is particularly preferable.
  • the 58-membered ring may be substituted, may be a saturated ring or may have an unsaturated bond.
  • Preferred non-metallic atoms include a nitrogen atom, an oxygen atom, a zeolite atom or a carbon atom.
  • a ring structure examples include, for example, a benzene ring, a cyclopentane ring, a cyclohexane ring, a cycloheptane ring, a cyclooctane ring, a cyclohexene ring, a pyridine ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a pyridazine ring, and a triazine.
  • a dye represented by the following general formula (4) is particularly preferably used as the magenta dye.
  • G is a hydrogen atom, an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group,
  • R 1 , R 2 , A, B 1 and B 2 have the same meanings as those in the general formula (2), and their preferred ranges are also the same.
  • L represents an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, a cyano group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an ester group, or an amino group.
  • L represents an aliphatic group, an aromatic group, a heterocyclic group, a cyano group, an alkoxy group, an aryloxy group, an alkylthio group, an arylthio group, an ester group, or an amino group.
  • A is preferably one NR 5 R 6 L is preferably a 5-membered nitrogen-containing heterocyclic ring
  • Examples include an imidazole ring, a triazole ring and a terazole ring.
  • the power indicating the exemplary compound (M0, M-1-6, a_21-25) of the magenta dye is described below. Detailed explanation For the sake of clarity, the present invention is not limited by these.
  • M0, M-4, M-6, and a-21 can be used, and particularly, M-4, M_6, and a_21 can be preferably used.
  • a pyrazolotriazoleazomethine compound represented by the general formula (III) described in JP-A-2002-121414 is preferably used, and M-1 shown below can be exemplified.
  • the compound represented by the general formula (3) can be synthesized with reference to, for example, the methods described in JP-A-2001-335714 and JP-A-55-161856. Further, the compound represented by the general formula (4) is referred to, for example, the methods described in JP-A-4-126772 and JP-B-7-94180, and the methods described in JP-A-2001-240763. Can be synthesized.
  • a pyrrolotriazole azomethine dye represented by the following general formula (5) is particularly preferably used.
  • ⁇ 3 and ⁇ 4 are each independently the same as G in the general formula (4). Further, ⁇ 3 and ⁇ 4 may be bonded to each other to form a ring structure.
  • Zeta 3 what is Hammett substituent constant sigma [rho value 0.30 or more electron withdrawing group is a sharp absorption and is more preferable.
  • Zeta 3 is more preferably Hammett Ru substituent constant sigma [rho value 0.45 or more electron-withdrawing groups der, Bruno, preferred Met substituent constant sigma [rho value 0.60 or more electron-withdrawing group is most Sile,.
  • the Zeta 3 and Zeta 4 of Hammett sum of substituent constant sigma [rho value of 0.70 or more of exhibits excellent hue of a cyan color, more preferred.
  • is an atomic group forming a 1,2,4-triazole ring fused to the 5-membered ring in the general formula (5), and two atoms beta 3 and beta 4 of the condensation unit, in either a nitrogen atom and the other is a carbon atom.
  • the compound represented by the general formula (5) is preferably used as a cyan dye. It can also be used as a magenta dye by changing the substituent.
  • Hammett's rule is an empirical rule proposed by P. Hammett in 1935 to quantitatively discuss the effect of substituents on the reaction or equilibrium of benzene derivatives. ing.
  • the substituent constants determined by Hammett's rule include ⁇ ⁇ value and ⁇ m value, and these values can be found in many general books. For example, JA Dean, ed., “Lange's Handbook of Chemistry” 12th edition, 1979 (Mc Graw-Hill) and the special edition of Chemical Science, 122, 96-103, 1979 (Nankodo).
  • each substituent is limited or described by Hammett's substituent constant ⁇ ⁇ . It is needless to say that even if the value is unknown in the literature, it includes substituents that would fall within the range when measured based on Hammett's rule.
  • ⁇ ⁇ values are used as a measure of the electronic effect of the substituent, regardless of the position of substitution. In the present invention, the ⁇ ⁇ value is used in this sense.
  • Examples of the electron-withdrawing group having a Hammett substituent constant ⁇ ⁇ value of 0.60 or more include a cyano group, a nitro group, and an alkylsulfonyl group (for example, a methanesulfonyl group, an arylsulfonyl group (for example, a benzenesulfonyl group)).
  • Examples of the electron-withdrawing group having a nodmet ⁇ ⁇ value of 0 ⁇ 45 or more include an asinole group (eg, an acetyl group), an alkoxycarbonyl group (eg, a dodecyloxycarbonyl group), A ryloxycarbonyl group (for example, m-chlorophenoxycarbonyl), an alkylsulfiel group (for example, n-propanolethulfel), an arylsulfiel group (for example, phenylsulfinyl), a sulfamoyl group (for example, For example, N-ethylsulfamoyl, N, N-dimethylsulfamoyl), halogenated alkyl groups (for example, Mention may be made of trifluoropropyl methylate Norre).
  • an asinole group eg, an acetyl group
  • an alkoxycarbonyl group eg
  • Examples of the electron-withdrawing group having a Hammett substituent constant ⁇ ⁇ value of 0.30 or more include, in addition to the above, an acyloxy group (for example, acetoxy), a carbamoyl group (for example, methyl carbamoyl, , ⁇ -dibutylcarbamoyl), halogenated alkoxy groups (for example, trifluoromethinoleoxy), halogenated aryloxy groups (for example, pentafluorophenyloxy), sulfo Nyloxy group (for example, methylsulfonyloxy group), halogenated alkylthio group (for example, difluoromethylthio), aryl group substituted with two or more electron-withdrawing groups having a ⁇ value of 0.15 or more (for example, 2,4-dinitrophenyl, pentachlorophenyl), and heterocycles (for example, 2-benzoxazolyl, 2-benzothiazo
  • the cyan dye As the cyan dye, the dyes described in JP-A-2002-121414, JP-A-2002-105370, JP-A-2003-3109, and JP-A-2003-26974 are also preferably used. it can.
  • Pyrrolotriazoluazomethine compounds represented by the general formula (IV-la) and phthalocyanine ligations represented by the general formulas (C-II-11) and (C-II-12) described in JP-A-2002-121414 are preferably used, and C-11 and C-101 shown below can be exemplified.
  • an oil-soluble dye represented by the following general formula (A-I) can be preferably used.
  • represents a group selected from NR R, -CONR R, —CO R and a sulfo group.
  • R, R are each
  • M represents a hydrogen atom, a metal element, a metal oxide, a metal hydroxide or a metal halide.
  • Each of 1 2 3 4 independently represents a hydrogen atom or a monovalent substituent.
  • a— a, b b is X X
  • 1 represents the number of Y, each independently being an integer of 0-4. Where the sum of a-a is 2 or more
  • oil-soluble dyes represented by the general formula (AI) can be particularly preferably used.
  • an oil-soluble dye whose oxidation potential is more noble than 1.0 OV (SCE).
  • SCE 1.0 OV
  • oxidation potential can be easily measured by those skilled in the art. Regarding this method, f. Is described in New Instrumental Methods in Electrochemistry by P. Delahay (1954, Interscience Publishers, Inc .; AJ Bard, et al., "Electrochemical Methods” (1980, John Wiley &Sons); Akira Fujishima, et al., “Electrochemical Measurements” (1984, Published by Gihodo Publishing Co., Ltd.) ing.
  • the oxidation potential of a test sample was determined to be 1 X 10-in a solvent such as sodium perchlorate, tetrapropylammonium perchlorate, and dimethylformamide diacetonitrile containing a supporting electrolyte.
  • This value may deviate by several tens of mil volts due to the effect of liquid potential difference or liquid resistance of the sample solution.However, it is necessary to ensure the reproducibility of the potential by inserting a standard sample (for example, quinone at a hide port). Can be. Further, a suitable supporting electrolyte and solvent can be selected depending on the oxidation potential and solubility of the test sample. The supporting electrolytes and solvents that can be used are described in Akira Fujishima et al., “Electrochemical Measurement Method” (1984, published by Gihodo Shuppan Co., Ltd.), pages 101-118.
  • the oxidation potential in a non-associated state is measured in the above-mentioned concentration range of the measurement solvent and the phthalocyanine compound sample.
  • Eox indicates the ease with which electrons move from the sample to the electrode. The larger the value, the more difficult the electron transfer from the sample to the electrode (the higher the oxidation potential), in other words, the higher the oxidation potential. It means that it is difficult.
  • a black (black) dye may be used in combination with the CMY3 primary colors.
  • Black dye is CMY
  • dyes other than those described above dyes generally used in the technical field of printing (eg, printing inks, color materials for copying such as thermal ink jet recording, electrostatographic recording, or color proofing plates) may be used.
  • Power S can.
  • the pigment examples include, but are not limited to, all commercially available organic pigments and inorganic pigments, or pigments dispersed in an insoluble resin or the like as a dispersion medium, or a resin grafted on the pigment surface.
  • One or the like can be used.
  • resin particles dyed with a dye can also be used.
  • a colored image using the YMC binder is formed on the outline of the cross-sectional shape, and a white reflective layer is provided immediately below the colored image.
  • the white reflective layer has a role corresponding to, for example, a base in a color print, and it is preferable to use a binder containing a white pigment (white binder) immediately inside a landing image.
  • white pigments include basic lead carbonate (2PbCO Pb (OH),
  • titanium strontium titanate SiO, so-called titanium strontium
  • titanium oxide has a smaller specific gravity and a larger refractive index than other white pigments, and is chemically and physically stable. Therefore, the hiding power and the coloring power as a pigment are large. Excellent durability against acids, alkalis and other environments. Therefore, it is preferable to use titanium oxide as the white pigment.
  • other white pigments may be other than the listed white pigments may be used depending on the type of powder material and binder component.
  • CMY pigments can be used instead of CMY dyes.
  • organic pigment and the inorganic pigment include, for example, CI Pigment Yellow 1 (Fast Yellow G, etc.) and CI Pigment Yellow 74 as those exhibiting a yellow color.
  • Monoazo pigments CI pigment yellow 12 (such as disazo yellow AAA), disazo pigments such as CI pigment yellow 17, non-benzidine-based azo pigments such as CI pigment yellow 180, CI pigment yellow 100 (tartrazine yellow lake) Azo pigments such as CI Pigment Yellow 95 (condensed azo yellow GR etc.), acidic dye lake pigments such as CI Pigment Yellow 1 15 (quinoline yellow lake etc.), CI Pigment Yellow 18 ( Basic dye lake pigments such as thioflavin lake), anthraquinone pigments such as flavanthrone yellow (Y-24), isoindolinone pigments such as 3RLT (Y_1 10), quinophthalone yellow (Y-138) Quinophthalone pigments such as), isoindolin yellow (Y_l 39) Dorin pigment, C.
  • monoazo pigments such as CI Pigment Red 3 (Toluidine Red, etc.), disazo pigments such as CI Pigment Red 38 (Pyrazolone Red ⁇ , etc.), C.I.
  • Azo lake pigments such as Red 53: 1 (Lake Red C etc.) and CI Pigment Red 57: 1 (Brilliant Carmine 6 ⁇ ); Condensed azo pigments such as CI Pigment Red 144 (Condensed Azo Red BR etc.); CI Pigment Red Acid dye lake pigments such as 174 (Phloxine lake), basic dye lake pigments such as CI Pigment Red 81 (rhodamine 6G 'lake), and anthra such as CI Pigment Red 177 (Dianthraquinonyl red).
  • Quinone pigments such as CI Pigment Red 88 (such as CI Indigo Bordeaux), CI pigment reds Perinone pigments such as 194 (perinone red, etc.), perylene pigments such as CI pigment tread 149 (perylene scarlet, etc.), quinacridone pigments such as CI pigment red 122 (quinacridone magenta, etc.), and CI pigment red 180 (isoindolinone red 2BLT, etc.) And alizarin lake pigments such as isoindolinone pigments and CI Pigment Red 83 (such as Madder Lake).
  • CI pigments such as CI Pigment Red 88 (such as CI Indigo Bordeaux), CI pigment reds Perinone pigments such as 194 (perinone red, etc.), perylene pigments such as CI pigment tread 149 (perylene scarlet, etc.), quinacridone pigments such as CI pigment red 122 (quinacridone magenta, etc.), and CI pigment red 180 (isoind
  • Pigments exhibiting a cyan color include disazo pigments such as CI Pigment Blue 25 (such as dianisidine blue), phthalocyanine pigments such as CI Pigment Blue 15 (such as phthalocyanine blue), and CI Pigment Blue 24 (peacock). Acidic such as blue lake Dye lake pigments, basic dye lake pigments such as CI Pigment Blue 1 (Victoria Pure Blue B Lake), anthraquinone pigments such as CI Pigment Blue 60 (Indanthrone Blue), CI Pigment Blue 18 ( And alkali blue pigments such as alkali blue V-5: 1).
  • UV exposure for curing the UV-curable binder
  • commonly used high-pressure mercury lamps, low-pressure mercury lamps, DeepUV lamps, halogen lamps, etc. can be used, and the exposure wavelength is 450 to 250 nm, preferably 400 to 300 nm.
  • Exposure E Nerugi one is preferably is 500mjZcm 2 following fixture 10- 400mj / cm 2 is more preferable Les,.
  • UV light can be guided from the UV light source to the powder material surface using a UV-transmitting optical fiber.
  • KAYARAD DPCA60 captolactone-modified dipentaerythritol hexatalylate; Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • HDDA (1,6-hexanediol diatalylate; manufactured by Daicel UCB)
  • Ethoxylated pentaerythritol tetraatalylate manufactured by SARTOMER
  • M310 trimethylolpropane PII-modified triatalylate; manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • M309 trimethylolpropane triatalylate; manufactured by Toagosei Co., Ltd.
  • KAYARAD DPHA dipentaerythritol hexatalylate; manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.
  • TMPTMA Trimethylolpropane Trimethaphthalate; manufactured by Daicel UCB
  • DPHA Dipentaerythritol hexatalylate; in-house synthesized product
  • PEG300 diatalylate (PAG300DA; Daicel UCB) Modified bisphenol A type epoxy acrylate (Ebecryl 3701; made by Daicel UCB)
  • TMPTA trimethylolpropane triatalylate
  • TMPEOTA Trimethylolpropane ethoxytriatalylate
  • Titanium oxide (KRONOS KA-15; particle size 0.4 / im; manufactured by Titanium Industries)
  • Photopolymerization initiator 2-hydroxy_2_methylpropiophenone 0.6 g
  • Photopolymerization initiator 2-hydroxy_2_methylpropiophenone 0.6 g
  • the above components were kneaded with a three-roll mill to obtain a white binder having a viscosity of about 25 mPa's at 25 ° C.
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • Y-1, M-1 and C-11 are as described in the section of the disclosure of the invention.
  • the above components were stirred and mixed to obtain a yellow binder having a viscosity at 25 ° C of about 20 mPa ⁇ s .
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • magenta binder having a viscosity of about 20 mPa's at 25 ° C.
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • the coloring data After laying a powder material layer of polymethyl methacrylate (MB20X-5, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .; average particle diameter 5 ⁇ m) as a powder material to a thickness of about 100 ⁇ m with a rod, the coloring data
  • the color binders (yellow, magenta, cyan, black), the white binder, and the colorless transparent binder are appropriately discharged from each inkjet discharge nozzle based on the ink jet nozzle.
  • the dots were continuously arranged at a resolution of 600 dpi (dot interval of about 42 ⁇ m) while adjusting the ink amount as needed in areas requiring strength. Droplets were ejected so as to form a line. Next, a powder material layer thickened by a thickness corresponding to one slice pitch was formed, and a binder corresponding to a cross-sectional shape corresponding to the cross-section was repeatedly supplied to prepare a three-dimensional structure.
  • Polymerizable compound ethoxylated pentaerythritol tetraatalylate 8.4 g
  • Polymerizable compound HDDA 11.6 g
  • a three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1, except that the was used.
  • Polymerizable compound M350 10.0 g
  • Polymerizable compound: IB ⁇ A A three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that 10.0 g was used.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 5.2 g
  • Polymerizable compound HDDA 14.8 g
  • Polymerizable compound M350 5. Og Polymerizable compound: M310 5. Og Polymerizable compound: M309 5.0 g Polymerizable compound: IBOA 5.0 g was used in the same manner as in Example 1 except that 5.0 g of IBOA was used. Created and evaluated.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 5.2 g
  • Polymerizable compound HDDA 14.8 g
  • Polymerizable compound KAYARAD DPHA 5.
  • Og Polymerizable compound TMPTMA 15.
  • MIBK Methyl isobutyl ketone
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 5.2 g
  • Polymerizable compound HDDA 14.8 g
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 20. Og
  • the binder components were stirred and mixed by using to obtain a colorless and transparent binder having a viscosity of about 1, OOOmPa's at 25 ° C.
  • the ink could not be ejected normally from the inkjet head, and a three-dimensional model was not obtained.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPHA 5. Og
  • the texture was evaluated as a sensory evaluation and divided into the following ranks.
  • the viscosity of the binder used in the examples was measured at 25 ° C. and 10 rpm using an E-type viscometer (Tokyo Keiki VISCONIC EL D).
  • the binder used in the comparative example was measured in the same manner as the binder used in the example except that the number of rotations was changed to Comparative Example 1-1: 0.5 rpm and Comparative Example 1-2: 2.5 rpm, respectively.
  • Comparative Example 1-1 0.5 rpm
  • Comparative Example 1-2 2.5 rpm, respectively.
  • Photopolymerization initiator 2-hydroxy_2-methylpropiophenone 0.6 g
  • Photopolymerization initiator 2-hydroxy_2_methylpropiophenone 0.6 g
  • the above components were kneaded with a three-roll mill to obtain a white binder.
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • Colorant Y-1 0.8 g
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g Colorant: M-10.8 g
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g Colorant: C 1 0.8 g
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • Colorant Y-10.3 g
  • Example 11 A three-dimensional structure was produced in the same manner as in Example 1.
  • a cubic object having a length, width, and height of 3 cm created by the above method was used as an index.
  • the smoothness of the surface was sensory-evaluated by the feeling of touching with the hand, and used as an index of texture.
  • the liquid specific gravity D1 was measured using a float scale.
  • the above composition was sandwiched between glass plates so that the thickness of the obtained coating film became 100 ⁇ , and irradiation was performed at about lj / cm 2 with a metal halide lamp.
  • the solid specific gravity D2 of this coating film was determined, and the curing shrinkage was determined by the following formula.
  • Polymerizable compound PEG300 diatalylate 20g
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 2-1 except that was used.
  • Polymerizable compound A three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2-1 except that 20 g of modified bisphenol A type epoxy acrylate was used.
  • Polymerizable compound aliphatic urethane acrylate 10g
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 2-1 except that was used.
  • the above-mentioned aliphatic urethane acrylate has the following chemical structure.
  • E ⁇ is ethylene oxide
  • HDI is hexamethylene diisocyanate. It is.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 10g
  • Polymerizable compound IB ⁇ A 10g Instead of 0.5g photopolymerization initiator
  • Polymerizable compound oxetane compound 20 g
  • Photopolymerization initiator triphenylsulfoniumhexafluoroammonate 1.
  • a three-dimensional model was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2-1 except that Og was used. did.
  • the oxetane compound has the following structural formula.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 10g
  • Polymerizable compound IB ⁇ A 10g
  • Polymerizable compound A three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2-1 except that 20 g of TMPTA was used.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 10g
  • Polymerizable compound IBOA 10g
  • Polymerizable compound A three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 2-1 except that 20 g of TMPEOTA was used.
  • the shape accuracy was obtained by measuring the length of the obtained molded product, and was classified into the following ranks according to the accuracy with respect to the design dimensions.
  • the texture was evaluated as a sensory evaluation, and was classified into the following ranks.
  • Photopolymerization initiator an acylphosphine oxide compound (Exemplified Compound (2)) 0.6 g or more of components were stirred and mixed to obtain a colorless binder.
  • Photopolymerization initiator 0.6 g of acylphosphine oxide compound (Exemplified Compound (2))
  • White pigment Titanium oxide 3g
  • the above components were kneaded with a three-roll mill to obtain a white binder.
  • Photopolymerization initiator acylphosphine oxide compound (exemplified compound (2)) 0.5 g
  • Colorant Y-10.8 g
  • Photopolymerization initiator acylphosphine oxide compound (exemplified compound (2)) 0.5 g Colorant: M-1 0.8 g
  • Photopolymerization initiator acylphosphine oxide compound (exemplified compound (2)) 0.5 g
  • Colorant C-10.8 g
  • Photopolymerization initiator acylphosphine oxide compound (exemplified compound (2)) 0.5 g
  • Colorant Y-10.3 g
  • Example 3 In the same manner as in Example 11, a three-dimensional structure was created. Incidentally, an exposure energy of 30 mJZcm 2 was applied to the powder material surface by a high-pressure mercury lamp.
  • a cubic object having a length, width, and height of 3 cm created by the above method was used as an index.
  • the smoothness of the surface was subjected to a sensory evaluation based on the feeling of touching the surface with a hand, and used as an index of the texture.
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 3-1 except that was used.
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 3-1 except that was used.
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 3-1 except that was used.
  • the texture was evaluated as a sensory evaluation and divided into the following ranks.
  • Polymerizable compound KAYARAD DPCA60 6. Og
  • Photopolymerization initiator 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone 0.5 g
  • Colorant a-21 0.3 g
  • a powder material layer of polymethyl methacrylate (MB20X-5, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd .; average particle size: 5 ⁇ m) as a powder material to a thickness of about 80 ⁇ with a rod based on the data Discharge of the colored binder from the inkjet discharge nozzle is performed appropriately.
  • the dots were continuously formed at a resolution of 600 dpi (dot intervals of about 42 ⁇ m) while adjusting the ink amount as needed in areas requiring strength. Droplets were ejected so as to form lines.
  • Exposure energy of 100 mj / cm 2 was applied to the powder material surface with a high-pressure mercury lamp.
  • a three-dimensional structure was created by forming a powder forming layer thicker by a thickness corresponding to one slice pitch, and repeatedly supplying a binder corresponding to a cross-sectional shape corresponding to the cross section.
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 4-1 except that was used.
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 4-1 except that was used.
  • a three-dimensional structure was created and evaluated in the same manner as in Example 4-1 except that was used.
  • Polymerizable compound M350 10. Og Polymerizable compound: IBOA 10.0 g Photopolymerization initiator: 2-hydroxy_2-methylpropiophenone 0.3 g Coloring agent: AII-17 0.3 g
  • a three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5-1 except that was used.
  • a three-dimensional structure was prepared and evaluated in the same manner as in Example 5-1 except that was used. The above results are summarized in Table 6 below.
  • Example 4 1 a-2 1 1.43 ⁇ ⁇ ⁇ Example 4 2 M—4 1.06 ⁇ ⁇ ⁇ Example 4 3 M—6 1.22 ⁇ ⁇ ⁇ Example 4 4 M 0 ⁇ 1 0 ⁇ ⁇ ⁇ Example 5-1 All- 1 7 1.15 ⁇ ⁇ ⁇ Example 5-2 All- 2 1 1.2.7 ⁇ ⁇ ⁇ Example 5— 3 DD-2 0.7.5 ⁇ ⁇ Ink jetting properties were classified into the following ranks.
  • the curability was evaluated by sensory evaluation of stickiness on the surface of the obtained molded product.
  • the texture was evaluated as a sensory evaluation and divided into the following ranks.

Abstract

 本発明は、結合剤の吐出性が良好であり、かつ硬化性に優れた三次元造形物の製造方法に関する。三次元造形物の製造方法は、支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程(層形成工程)、及び、造形対象物のスライスした断面データに基づき、その断面形状になるように粉末材料層を結合剤により像様に結合させる工程(断面形状形成工程)を順次繰り返すことを含む三次元造形物の製造方法であって、25°Cでの結合剤の粘度が5~100mPa・sであることを特徴とする。

Description

明 細 書
三次元造形物の製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、三次元造形物の製造方法に関し、更に詳しくは、対象とする三次元造 形物を複数の断面により切断した断面形状を逐次積層することにより三次元造形物 を製造する方法に関する。
^景技術
[0002] 従来から、立体的な造形対象物を複数の面で切断した各断面形状に対応させて 粉末の薄層を結合剤により像様に結合し、この結合された薄層よりなる断面形状を順 次積層させることによって、造形対象物の三次元モデルとなる造形物を作成する技 術が知られている。
[0003] このような技術は、ラビッドプロトタイピングと呼ばれ、部品試作及びデザイン確認用 途などに利用することができる。近年、安価かつ高速、さらにはカラーモデリング作成 に適するインクジェットを利用する方式のものが提案されており、例えば特許文献 1に 開示されたものがある。この立体造形の具体的な手順を以下に説明する。
[0004] まず、ブレード機構により粉末を平らな表面上に均一な厚さを有する薄層に拡げ、 この粉末の薄層表面に、インクジェットノズノレヘッドを走查させて、造形対象物のスラ イスした断面データに基づき、その断面形状に対応させて、結合剤を吐出する。結合 剤が吐出された領域の粉末材料は、必要な操作を施すことにより、粉末を結合状態 にするとともに、既に形成済の下層の断面形状とも結合する。そして、造形物全体が 完成するまで、粉末薄層を上部に順次積層しながら、結合剤を吐出する工程を繰り 返す。最終的に、結合剤が吐出されなかった領域は、粉末が個々に独立して互いに 接合しない状態であるため、造形物を装置から取り出す際に、粉末は容易に除去す ること力 Sでき、 目的とする造形物が分離できる。以上の操作により、所望の三次元造 形物が製造できる。
[0005] また、同様な方法で、イェロー(Y)、マゼンタ(M)又はシアン(C)のいずれかに着 色を施した結合剤を吐出することにより、着色した 3次元造形物を得る、例えば特許 文献 2が開示されている。
[0006] しかしながら、上記の手法では、造形物の特性(質感、色)が所望の物に比べ、満 足できるレベルには至らないのが実状である。特に、透明感の必要な三次元造形物 を得ることは、粉末と結合剤の性質の違いなどの理由から、従来の方法では不可能と されている。さらに、表面になめらかさを付与するためには、上塗り、研磨処理を人手 により行わなければならないため時間と費用が必要となる。
また、人手での彩色では、三次元造形物の所定の位置に所望の模様などを確実に 描くことが一般的に困難である。
[0007] 一方で、製造直後の三次元造形物は結合剤による接合力のみにより形作られてい るため、三次元造形物の取り扱い方法によっては強度が弱く壊れてしまう場合もある 。そこで、従来、製造後の三次元造形物の粉末粒子の間に樹脂及びワックスなどを 含浸させることにより強度を増大させてきた。し力、しながら、このような工程は手間と時 間を要する。
また、従来使用されている結合剤は、インクジェットノズルにおいて、 目詰まりを起こ すという問題もあった。
[0008] さらに、造形対象物のスライスした断面データに基づき、その断面形状に対応させ て、結合剤を吐出するが、結合により体積変化を伴うという問題があった。この体積変 化により、寸法精度が低下し、所望の三次元造形物を得ることが困難であった。また 、体積変化はその機械的性質や接合性に影響を及ぼし、一般には大きな体積変化 を伴うと内部応力が生じ、強度が弱くなる。
上記の問題に加えて、着色のために染料を添加することで、造形物の硬化性が低 下し、造形物にベとつきを生じたり、質感を低下させるという問題を生じることもある。
[0009] 特許文献 1 :特許第 2729110号公報
特許文献 2:特開 2001 - 150556号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0010] 本発明が解決しょうとする 1つの課題は、吐出性が良好であり、かつ硬化性に優れ た三次元造形物の製造方法を提供することである。 本発明が解決しょうとする他の課題は、 目的とする三次元造形物をその形状のみな らず色彩をも含めて忠実に製造することができる三次元造形技術を提供することであ る。本発明の更に他の課題は、短時間にかつ低コストで、着色された外観を有する三 次元造形物を機械的に強ぐ採寸精度良く製造することである。
課題を解決するための手段
本発明の上記課題は、以下の手段(1)により達成された。好ましい実施態様と共に 列記する。
(1)支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程 (層形成工程)、 及び、造形対象物のスライスした断面データに基づき、その断面形状になるように粉 末材料層を結合剤により像様に結合させる工程 (断面形状形成工程)を順次繰り返 すことを含む三次元造形物の製造方法であって、 25°Cでの結合剤の粘度が 5— 10 OmPa' sであることを特徴とする三次元造形物の製造方法、
(2)結合剤の硬化時体積収縮率が 15%以下である(1)に記載の三次元造形物の 製造方法、
(3)結合剤及び/又は粉末材料がァシルフォスフィンオキサイドィ匕合物を含む(1) 又は(2)に記載の三次元造形物の製造方法、
(4)着色された結合剤が重合性化合物と油溶性染料を含む(1)一(3)いずれか 1 つに記載の三次元造形物の製造方法、
(5)結合剤がエネルギー付与により硬化する(1)一(4)いずれ力、 1つに記載の三次 元造形物の製造方法、
(6)結合剤が光エネルギー付与により硬化する(1)一(5)いずれ力、 1つに記載の三 次元造形物の製造方法、
(7)油溶性染料の酸化電位が 1. OV (SCE)以上である(1)一(6)いずれか 1つに 記載の三次元造形物の製造方法、
(8)結合剤として、少なくとも 1種の着色された結合剤、白色で着色された結合剤、 及び無色の結合剤よりなる群から選ばれた 2種以上の結合剤を使用する(1)一(7) いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法、
(9)着色された結合剤が、イェロー結合剤、マゼンタ結合剤、シアン結合剤、及び ブラック結合剤よりなる群から選ばれた少なくとも 2つの結合剤よりなる(1)一(8)いず れか 1つに記載の三次元造形物の製造方法、
(10)結合剤が単官能アタリレート及び/又は二官能アタリレートを含む(1)一(9) いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法、
(11)結合剤が(a)三官能以上の(メタ)アタリレートの少なくとも 1種、並びに (b)単 官能及び/又は二官能 (メタ)アタリレートの少なくとも 1種からなる(1)一(10)レ、ずれ 力、 1つに記載の三次元造形物の製造方法、
(12)三官能以上の(メタ)アタリレートが四官能、五官能又は六官能 (メタ)アタリレ ートである(11)に記載の三次元造形物の製造方法、
(13)結合剤がエポキシアタリレート及び/又はウレタンアタリレートを含む(1)一(1 2)いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法、
( 14)結合剤がカチオン重合性である( 1 )一( 13)レ、ずれか 1つに記載の三次元造 形物の製造方法、
(15)結合剤の粘度調整剤として沸点 150°C以下の有機溶剤を使用する(1)一 (1 4)いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
発明の効果
[0012] 本発明によれば、印字ヘッドノズルでの結合剤の目詰まりを起こすことなぐ三次元 造形物を製造することができた。さらに、本発明の製造方法により、採寸精度が高ぐ 機械的強度が強ぐ表面がなめらかで、質感に優れた三次元造形物の製造が可能 になった。
この結果、今まで不可能とされていた、高品位三次元造形物が簡便、安価かつ安 定的に製造可能となった。
図面の簡単な説明
[0013] [図 1]本発明の三次元造形物の製造方法の一実施態様について各工程を示す模式 図である。
[図 2]図 1に示した三次元造形物の製造において形成されるいくつかの層の断面形 状を模式的に示す斜視図である。
符号の説明 [0014]
2 結合剤付与領域
3 三次元造形部
4 支持体 (造形ステージ)
5 垂直方向移動部
6 枠
7 ブレード
8 インクジェットヘッド
9 紫外線照射部
10 三次元造形物
発明を実施するための最良の形態
[0015] 本発明は、支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程 (層形成 工程)、及び、造形対象物のスライスした断面データに基づき、その断面形状になる ように粉末材料層を結合剤により像様に結合させる工程 (断面形状形成工程)を順次 繰り返すことを含む三次元造形物の製造方法であって、 25°Cでの結合剤の粘度が 5 一 lOOmPa · sであることを特徴とする三次元造形物の製造方法に係る。
[0016] 25。Cでの結合剤の粘度は 5 lOOmPa' sである力 5— 80mPa' sであることが好 ましぐ 10 50mPa' sであることがより好ましレ、。詳細な説明は後に行なう。
[0017] さらに、本発明において、結合剤がエネルギー付与により硬化することが好ましぐ 外部から光エネルギー付与によって硬化することが好ましい。
[0018] また、硬化時体積収縮率が 15%以下であることが好ましい。
ここで、「硬化時体積収縮率」とは、重合性化合物を含む結合剤の液体比重を D1と し、硬化後の固体比重を D2とすると、以下の式にて与えられる値である。
[ (D2-DD /D2] X IOO
[0019] エチレン性不飽和二重結合の付加重合反応は収縮を伴うことが知られており、特 に、単官能のアタリレートやメタタリレートの硬化に伴う体積収縮率は大きいことがある これに反して、環状エーテル類の開環重合における硬化に伴う体積収縮率は比較 的小さいので、本発明において好ましく使用できる。複数の環状エーテル構造を 1分 子中に有する化合物は重合に伴い体積が膨張するものもあり、これらの化合物も本 発明において使用できる。
[0020] 本発明に使用する粉末材料は、平均粒径が 0. 1 1, 000 z mであることが好まし く、平均粒径が 1一 50 z mであることがより好ましぐ 3 30 x mであることが最も好ま しい。粒径分布は広くても良いが、狭い方が好ましい。粒径分布は単分散に近い方 が好ましぐ粒径分布の変動係数は 20%以下が好ましぐ 15%以下であることが特 に好ましい。粉末材料は有機材料、無機材料、無機 ·有機複合材料のいずれでも良 レ、。詳細な説明は後に行う。
[0021] 粉末材料を敷設する支持体としては、任意の表面形状を有する支持体が使用でき るが、なめらかな表面を有する支持体が好ましぐ平坦な面を有する支持体が好まし く使用できる。本発明の製造方法において、製造する三次元造形物の高さ以上に伸 長可能な枠を周囲に有する水平な支持体を使用することが好ましい。
粉末材料層の所定の厚さとしては、 1スライスピッチあたり 10— 500 /i mの厚さの層 とすることが好ましぐ 50— 150 μ ΐηの厚さとすることがより好ましい。層形成工程及 び着色断面形状形成工程を 1回繰り返すごとに粉末材料層全体の積層厚さを前記 のスライスピッチずつ増大させる。
着色断面形状とは、造形対象物を多数の面で切断した一切断面の形状を有し、か つ、形状に対応する彩色を伴うものを言う。断面形状は特に不透明な造形物の場合 には、中空の造形物としても良ぐこの場合には、形状の輪郭近傍の形状を再現す れば充分である。彩色も造形物表面の色彩を再現すれば良ぐ形状の輪郭の色再 現が重要である。
[0022] 本発明の三次元造形物の製造方法の概要を図面を参照しながら説明する。
図 1は、本発明の三次元造形物の製造方法の一実施態様について主要な工程を 示す模式図である。
本発明の製造方法においては、粉末材料の薄層 1が三次元造形部 3に設けられた 支持体 (造形ステージ) 4の上に形成される。支持体 4は、垂直方向移動部 5により支 持されており、周囲を枠 6により取り囲まれている。粉末供給部から支持体 4上に供給 された余分の粉末材料上を、 Y方向(紙面と垂直な方向)に長く伸びたブレード 7が X 方向(紙面上左から右方向)に移動することにより薄層 1が形成される。このように形 成された薄層 1の上に、結合剤付与部のインクジェットヘッド 8から、断面形状データ にしたがって、結合剤が粉末材料の薄層 1上に供給され、結合剤付与領域 2を形成 する。結合剤が 2液反応性のエポキシ樹脂等の場合には、これら反応性 2液を異なる インクジェットノズルからほぼ同一のスポットに供給して結合剤付与領域 2とする。これ ら反応性 2液は室温における熱エネルギーの付与により硬化して粉末材料を結合す る。また、結合剤が紫外線硬化性の結合剤である場合、この結合剤付与領域 2は、 紫外線照射部 9から照射される紫外線により硬化することにより粉末材料を結合する 引き続いて、垂直方向移動部 5を 1スライスピッチだけ下方に移動させ、新たな粉末 材料層を形成する。
新たに形成された薄層の上に、結合剤付与部のインクジェットヘッドから、隣接する 次の断面形状データにしたがって、結合剤が供給され、新たな結合剤付与領域が形 成される。この領域に紫外線照射して硬化させることにより粉末材料をその結合剤付 与領域 2において薄層全体の厚さにわたり結合し断面形状とし、かつその直前の断 面形状とも結合する。
粉末材料の薄層 1の形成、結合剤の供給及び硬化を必要な回数順次繰り返した後
、結合剤が付与されていない領域の粉末材料を分離することにより、三次元造形物 1
0を得ること力 Sできる。
図 2は、上記のような三次元造形物の製造において隣接する各層に形成された断 面形状を模式的に示す斜視図である。
[0023] 本発明の三次元造形物の製造方法における好ましい一実施態様について、以下 に説明する。以下の 5ステップは、(粉末)層形成工程及び着色断面形状形成工程に 先立って、 3次元形状色彩データ作成工程及び断面毎の着色断面形状データ作成 工程を実施するものである。
[0024] 第 1ステップでは、コンピュータに、表面に着色模様等が施された三次元造形対象 物を表現したモデルデータを作成させる。造形するための基になるモデルデータに は、一般の 3D—CADモデリングソフトウェアで作成されるカラー三次元モデルデータ を使用することができる。また、三次元形状入力装置で計測された三次元着色形状 のデータ及びテクスチャを利用することも可能である。
[0025] 第 2ステップでは、コンピュータが上記のモデルデータから造形対象物を水平方向 にスライスした各断面ごとの断面データを作成する。モデルデータから積層する粉末 の一層分の厚みに相当するピッチ(層厚 t)でスライスされた断面体を切り出し、断面 の存在する領域を示す形状データ及び彩色データを断面データとして作成する。具 体的には、三次元 CADを使用して作製された(STLフォーマット等)データを、厚さ が 10 500 x mのスライスした断面データに変換することができる。なお、本発明に ぉレ、て、「形状データ」及び「彩色データ」を併せて「着色(断面)形状データ」ともいう 続いて、造形対象物を造形する際における粉末層の厚さ(断面データ作成の際の スライスピッチ)及び積層数 (着色形状データのセット数)に関する情報が、コンビユー タからパターン作成装置の駆動制御部に入力される。
[0026] 第 3ステップでは、造形ステージにおレ、て三次元造形物を製造する材料となる粉末 材料の供給を行う。粉末材料のカウンタ一回転機構 (以降「カウンターローラー」と称 する。)を用いて、粉末材料を均一な厚さを有する層状に敷き詰め、所定量の粉末を 供給完了した後、粉末材料の供給を停止する。
なお、本発明において、「層形成工程及び断面形状形成工程を順次繰り返す」とは 、(1)新たな層形成工程を完了した後にその新たな層全面に対して断面形状を形成 する工程を実施する以外に、(2)新たな層形成工程を実施しながら、その新たな層 の形成が完結する前に、新たに形成された層の領域に対して断面形状を形成するこ とを含むものである。後者の例は、特開 2002—307562に例示されている。
[0027] 第 4ステップでは、駆動制御部の制御の下に、切断面の着色形状データに基づき 着色した断面形状を形成する工程である。この工程は非接触の方式を採用すること が好ましい。代表例としてインクジェット方式を例にとり以下説明する。
第 2ステップで作成された形状データ及び彩色データに基づき、格子状に細分化 した CMY各色のビットマップ情報に変換して、インクジェットヘッドを ΧΥ平面内に移 動させる。そして、移動中に彩色データに基づいて各インクジェット吐出ノズルから紫 外線 (UV)硬化性結合剤の吐出を適宜に行わせる。結合剤としては、少なくとも 1種 の着色された結合剤、白色の結合剤、及び無色透明の結合剤よりなる群から選ばれ た 2種以上の結合剤を使用する。尚、本発明において、着色された結合剤には、白 色で着色された結合剤は含まれないものとする。
着色された結合剤としては、減色法の 3原色である、イェロー(Y)、マゼンタ(M)、 シアン(C)の 3色の組み合わせとすることが好ましい。必要に応じて、更に、着色され た結合剤として黒 (ブラック)染料で着色した結合剤(ブラック結合剤)を併用しても良 レ、。本発明において、イェローに着色された結合剤を「イェロー結合剤」、マゼンタに 着色された結合剤を「マゼンタ結合剤」、シアンに着色された結合剤を「シアン結合剤 」という。 M染料及び C染料は濃淡 2種類に着色した結合剤としても良い。無色の結 合剤は、 CMYの色濃度を調節するために使用することができる。また、チタンホワイ ト等の白色顔料を含む結合剤(白色結合剤)を併用して所望の効果を発現させること ができる。
着色した結合剤、無色の結合剤及び白色結合剤の吐出総量は単位面積あたり一 定となるようにすることが好ましレ、。
なお、着色した断面形状の別の形成工程例として、形状データに基づき無色の UV 硬化性結合剤のみを粉末材料に吐出して紫外線照射により硬化した後に、その層の 彩色データに基づき、結合剤を含まなレ、通常の CMYインクジェットを結合した粉末 材料層上に吐出する 2段階の工程とすることもできる。
[0028] 紫外線硬化性結合剤の吐出と同時又は吐出後に UV露光装置により吐出した結合 剤の表面に UV露光をおこなうことにより、粉末材料の接合体が生成される。
UV照射の雰囲気を窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気にするとラジカル重合 性の重合性化合物の酸素による遅延効果を低減できる。
[0029] ここで使用するインクジェット方式とは、主としてオンデマンドインクジェット方式を指 し、ピエゾオンデマンドインクジェット方式、サーマルオンデマンドインクジェット方式、 静電オンデマンドインクジェット方式等が挙げられ、好ましくは、 UV硬化性結合剤の 安定性から、ピエゾオンデマンドインクジェット方式、静電オンデマンドインクジ: 方式が挙げられる。
なお、結合剤が塗布されない粉末材料の領域では粉末が個々に独立した状態を 保持している。
[0030] 第 5ステップでは、結合剤が付与されていない領域の粉末材料を分離して、結合剤 により像様に結合された粉末の結合体 (三次元造形物)を取り出す。なお、結合され なかった粉末材料は回収して、再度材料として利用することが可能である。
第 3ステップ一第 4ステップを順次繰り返すことにより、造形対象物を複数の面で切 断した切断面に対応する粉末材料の着色した結合体を順次積層形成して三次元造 形物を製造することができる。
屈折率 nを有する粉末材料の層を屈折率 nを与える結合剤により着色した断面形
1 2
状に接合させること(ただし、— 0. 1≤ (n _n )≤0. 1である。)により、透明ないし略
1 2
透明な 3次元造形物を製造することができる。
[0031] 得られた三次元造形物に対して掃除、熱処理、樹脂又はワックス浸透、研磨などの 後処理工程を行っても良い。掃除は、上記三次元造形物をブローすることによって、 及びブラシ掛けをして隙間に残されたあらゆる粉を取り除くことによって行われ、余分 な粉末が取り除かれる。熱処理は、上記三次元造形物の強度及び耐久性を増加さ せる。ワックス浸透は間隙率を低下させ、上記三次元造形物を耐水性にし、より研磨 仕上げをしやすくすることができる。研磨仕上げは表面平滑性を改良する。
[0032] 本発明で使用する各成分について、以下に説明する。ただし、具体的内容につい ては、以下の説明内容に限定されるものではない。
(結合剤)
本発明に使用する結合剤は、エネルギー付与により硬化するものである。 「ェネル ギー付与」により硬化する結合剤としては、熱的に活性化される化学的反応により硬 化する樹脂が含まれる。このような熱硬化性の樹脂には、エポキシ樹脂も含まれる。 エポキシ樹脂は、ォキシランと呼ばれる三員環を有する樹脂であり、鎖状の、又は、 環状の脂肪族や芳香環を反応性基として有しており、硬化剤で処理すると、硬化して ポリマーとなる。エポキシ樹脂としては、ビスフエノール Aのジグリシジルエーテル(D GEBA)が例示できる。また、硬化剤としては、ポリアミド (バーサミド型)、ポリアミン、 酸無水物、ポリメルカプタンが例示できる。
本発明おいて、エポキシ樹脂を結合剤として使用する場合には、エポキシ樹脂とそ の硬化剤を別々のノズルから吐出して粉末材料上で混合して硬化可能とすることが 好ましい。
エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂としては、ビュルウレタン、シァノアクリレートが 例示できる。
[0033] 熱硬化性の結合剤の硬化速度を上げるために、適当な外部加熱源を用いることが できる。結合剤付与領域に熱風を当てたり、赤外エネルギー又はマイクロ波エネルギ 一を適用して硬化反応を促進することができる。
[0034] 本発明に使用できる熱的に硬化する結合剤には、化学反応を伴わない液体を使 用することもできる。このような具体例としては、澱粉を主成分とする粉末材料に水を 主成分とする結合剤を供給し、澱粉粒子同士を水で相互に結合させる例があり、ズィ ~ ·コーポレーションお Co卬 oration)の三次元造形プリンターにおいて澱粉/セル口 ースからなる粉末粒子を結合する系で実用されている。このような結合剤は、特開平 6-218712号公報(特許第 2729110号)にも記載されている。
[0035] 本発明に使用する結合剤は、光エネルギー付与により硬化する結合剤を使用する ことが好ましぐ UV硬化性結合剤を使用することがより好ましい。 UV硬化性結合剤 は、光重合開始剤及び少なくとも 1種の重合性化合物を必須成分とし、ほぼすベて の構成材料が UV光により硬化し、粉末材料を結着する機能を有する。各構成材料 の割合としては、光重合開始剤を、重合性化合物及び光重合開始剤の総量に対し て、好ましくは 0. 05— 10重量%、より好ましくは 0. 1— 5重量%含有する。重合性化 合物の含量は、好ましくは 90 99. 95重量0 /0、より好ましくは 95— 99. 9重量%で める。
[0036] 25。Cでの結合剤の粘度は、 5— lOOmPa' sであるが、 5— 80mPa' s力 S好ましく、 1 0— 50mPa ' sがより好ましい。本発明において、結合剤の粘度とは E型粘度計 (東京 計器 VISCONIC ELD)で 25°Cで測定した値をいう。
25°Cでの結合剤の粘度が上記範囲になるように、粘度の高い多官能の重合性ィ匕 合物と粘度の低い重合性化合物とを適宜混合して使用することが好ましい。 粘度の高い多官能の重合性化合物としては、三官能以上の(メタ)アタリレートが好 ましレ、。三官能以上の (メタ)アタリレートとしては四官能、五官能又は六官能 (メタ)ァ タリレートが好ましい。
粘度の低レ、重合性化合物としては、単官能及び/又は二官能 (メタ)アタリレートで あることが好ましい。
また、結合剤の粘度調整剤として、沸点 150°C以下の有機溶剤を使用することもで きる。
[0037] [重合性化合物]
UV硬化性結合剤に使用できる重合性化合物としては、 UV光照射により、光重合 開始剤から生じるラジカル種又はカチオン種等により、付加重合又は開環重合が開 始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジ カル、カチオン、ァニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重 合様式として、カチオン、ァニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。 付加重合性化合物としては、少なくとも 1個のエチレン性不飽和二重結合を有する 化合物が例示できる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少な くとも 1個、好ましくは 2個以上有する化合物が好ましく使用できる。このような末端ェ チレン性不飽和化合物群は当該産業分野において広く知られるものである。本発明 においては結合剤糸且成物をインクジェットノズルから安定に吐出できる限り、特に限 定無く使用することができる。
エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物及び多官能の重合性 化合物、(すなわち 2官能、 3官能及び 4一 6官能の重合性化合物)、又はそれらの混 合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸 (例 えば、アクリル酸、メタクリル酸、ィタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など )や、そのエステル類、アミド類が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽 和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と 脂肪族の多価アミンィ匕合物とのアミド類が用いられる。
[0038] また、ヒドロキシノレ基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和 カルボン酸エステル又はアミド類と単官能もしくは多官能イソシァネート類、エポキシ 類との付加反応物、単官能もしくは、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も 使用できる。また、イソシァネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽 和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、ァミン 類及びチオール類との付加反応物、さらに、ノ、ロゲン基やトシノレオキシ基等の脱離 性置換基を有する不飽和カルボン酸エステル又はアミド類と、単官能もしくは多官能 のアルコール類、アミン類及びチオール類との置換反応物も使用できる。
[0039] 不飽和カルボン酸と脂肪族アルコール化合物とのエステルであるラジカル重合性 化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸エステルが代表的であり、三官能以上の( メタ)アタリレートの少なくとも 1種、並びに単官能及び Z又は二官能 (メタ)アタリレート の少なくとも 1種を使用することが好ましい。これらは単独で用いることもできる力 両 者を使用することもできる。また、他の重合性化合物と併用することもできる。
[0040] 単官能の(メタ)アタリレートの具体例として、トリルォキシェチル (メタ)アタリレート、 フエニルォキシェチル(メタ)アタリレート、シクロへキシル(メタ)アタリレート、ェチル( メタ)アタリレート、メチル (メタ)アタリレート、イソボルニル (メタ)アタリレート、テトラヒド 口フルフリノレ (メタ)アタリレートを挙げることができる。
[0041] 二官能の(メタ)アタリレートの具体例として、エチレングリコールジ (メタ)アタリレート 、トリエチレングリコールジ(メタ)アタリレート、 1, 3-ブタンジオールジ(メタ)アタリレー ト、テトラメチレングリコールジ(メタ)アタリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アタリレ ート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アタリレート、 1, 6 キサンジオールジ(メタ) アタリレート、 1, 4—シクロへキサンジオールジ(メタ)アタリレート、テトラエチレングリコ ールジ(メタ)アタリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アタリレート、ジペンタエリスリト ールジ(メタ)アタリレート、ビス〔p— (3— (メタ)アクリルォキシ—2—ヒドロキシプロポキシ )フエニル〕ジメチルメタン、ビス一〔p—( (メタ)アクリルォキシエトキシ)フエニル〕ジメチ ノレメタンを挙げること力 Sできる。
さらに、種々の不飽和カルボン酸と脂肪族 2価アルコール化合物とのエステルであ るラジカル重合性化合物が市販されており、 PEG300ジアタリレート、 PEG600ジァ タリレート(EB11 ダイセル.ユーシービー製)が例示できる。
[0042] 三官能の(メタ)アタリレートの具体例として、トリメチロールプロパントリ(メタ)アタリレ ート、トリメチロールプロパンエトキシトリ(メタ)アタリレート、トリメチロールェタントリ(メ タ)アタリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アタリレ ート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アタリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アタリ レート、トリメチローノレプロパントリ((メタ)アタリロイノレォキシプロピノレ)エーテノレ、イソシ ァヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ(メタ)アタリレート、プロピオン酸ジペンタエリス リトーノレトリ(メタ)アタリレート、トリ((メタ)アタリロイルォキシェチル)イソシァヌレート、 ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ(メタ)アタリレート、ソルビト ールトリ(メタ)アタリレートを挙げることができる。
[0043] 四官能の(メタ)アタリレートの具体例として、ペンタエリスリトールテトラ (メタ)アタリレ ート、ソルビトールテトラ(メタ)アタリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ(メタ)アタリ レート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アタリレート、エトキシ化ペンタ エリスリトールテトラ (メタ)アタリレートを挙げることができる。
[0044] 五官能の(メタ)アタリレートの具体例として、ソルビトールペンタ(メタ)アタリレート、 ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アタリレートを挙げることができる。
六官能の(メタ)アタリレートの具体例として、ジペンタエリスリトールへキサ(メタ)ァク リレート、ソルビトールへキサ(メタ)アタリレート、フォスファゼンのアルキレンォキサイ ド変性へキサ (メタ)アタリレート、カブトラクトン変性ジペンタエリスリトールへキサ (メタ
)アタリレートを挙げることができる。
また、多官能の (メタ)アタリレートの具体例として、ポリエステル (メタ)アタリレートォ リゴマー等が挙げられる。
[0045] ここで上記の(メタ)アクリル酸エステルの表記はメタクリル酸エステル及びアタリノレ 酸エステルの両方の構造をとり得ることを表す省略的表記である。
[0046] (メタ)アクリル酸エステルの他に、ィタコン酸エステル、クロトン酸エステル、イソクロ トン酸エステル、マレイン酸エステル等も重合性化合物として使用することができる。 ィタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコー ノレジイタコネート、 1, 3_ブタンジオールジイタコネート、 1, 4_ブタンジオールジイタ コネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、 ソルビトールテトライタコネート等がある。 [0047] クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコ 一ルジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラクロトネート 等がある。
[0048] イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリス リトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等がある。
[0049] マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコール ジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。
[0050] その他のエステノレの例として、例えば、特公昭 46—27926、特公昭 51—47334、 特開昭 57— 196231記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭 59—5240、 特開昭 59—5241、特開平 2—226149記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平 1 —165613記載のアミノ基を含有するもの等も使用できる。
[0051] また、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミドのモノマーの具体例と しては、メチレンビス一アクリルアミド、メチレンビス一メタクリルアミド、 1, 6-へキサメチ レンビス一アクリルアミド、 1, 6_へキサメチレンビス一メタクリルアミド、ジエチレントリア ミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等 力 sある。
[0052] その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭 54— 21726記載のシクロ へキシレン構造を有するものを挙げることができる。
[0053] また、イソシァネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合 性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭 48-41708号公 報中に記載されている 1分子に 2個以上のイソシァネート基を有するポリイソシァネー ト化合物に、下記式 (I)で示される水酸基を含有するビュルモノマーを付加させた 1 分子中に 2個以上の重合性ビュル基を含有するビュルウレタン化合物等が挙げられ る。
式 (I)
CH =C (R ) COOCH CH (R ) OH
2 2
(ただし、 R1及び R2は、 H又は CHを示す。)
3
[0054] 特開平 7—247332に記載されているウレタンアタリレートも本発明に重合性化合物 として好ましく使用できる。具体的には、ウレタンアタリレートは、ラジカル硬化性ウレタ ンモノマー(オリゴマー)であり、それはビニル不飽和化合物を含むウレタンモノマーと 実質的に完全に反応する。これらのモノマーのあるものは US— A— 3, 297,745に記 載され、有機ジイソシァネートと下記式 (II)
式 (II)
R1CH = C (R2) COO (R3) OH
(ただし、 R1は水素原子、メチル基及びべンジル基から選ばれる。 R2は水素原子及 びメチル基から選ばれる。 R3はアルキレン基から選ばれる。)を有するエチレン不飽 和アルコールとを反応させることにより製造することができる。
[0055] これらのウレタンアタリレートはビュルモノマーに可溶で、遊離基機構の方法により 硬化し、イソシァネート残留物がない。
[0056] 本発明に使用できるウレタンアタリレートは、ジアタリレート、トリアタリレート、テトラァ タリレート、及びへキサアタリレート等を含み、脂肪族又は芳香族の、多価イソシァネ ートとポリヒドロキシ含有モノマー、例えばジオール、グリコール及びポリオールの反 応生成物である。例えばそれらは、
A)少なくとも一つの有機ポリイソシァネートイ匕合物、
B)下記式(III)
式(III)
CH =C (R2) CO〇(R3) OH
(ただし、式中、 R2は H又は CHであり、 R3は、アルキレン基又は力プロラタタムから
3
の残基である)により示される少なくとも一つの α , β一エチレン不飽和アルコール、 及び
C)少なくとも一つの多価アルコール、例えばグリコール及び/又はポリヒドロキシポ リマーの反応生成物を含む。
[0057] 化合物 (Α)として用レ、うる有機ポリイソシァネートは、 2、 3、そして 6までの反応性ィ ソシァネート基を有しうる。 2つの反応性基を有する化合物は、
OCN-R1-NCO
(式中、 R1は少なくとも 4つの炭素原子の不活性に置換又は不置換の二価脂肪族 、脂環族又は芳香族基である)により示しうる。
[0058] 芳香族基は脂肪族又は脂環族基より UV放射をより吸収するので、 R1は好ましくは 後者の一つである。 「不活性に置換」は、もしあれば、二価の基上の置換分が α , β —エチレン不飽和を除いて、 ひ, /3 _エチレン不飽和アルコール又はグリコール又は ポリヒドロキシポリマーと、反応条件で、本質的に不反応であることを意味する。
[0059] 適当なポリイソシァネート化合物はトルエン— 2, 4—ジイソシァネート、 2, 2, 4—トリメ チルへキサメチレン一 1 , 6—ジイソシァネート、へキサメチレン一 1, 6—ジイソシァネート 、ジフエニルメタン一 4, 4,一ジイソシァネート、 m_フエ二レンジイソシァネート、 p—フエ 二レンジイソシァネート、 2, 6_トリレンジイソシァネート、 1 , 4—シクロへキサメチレンジ メチルジイソシァネート、キシレン一 1 , 4—ジイソシァネート、キシレン一 1 , 3—ジイソシ ァネート、イソホロンジイソシァネート、 4, 4,—メチレンビス(シクロへキシルイソシァネ ート)、前述のポリイソシァネートの一つとポリアミン又は低分子量ポリオール、例えば アルキレングリコールとの反応生成物、及び前述のポリイソシァネートの一つをリン触 媒の存在下、高温で加熱することによりポリカルポジイミドを得、次いでこれを、例え ば US— A— 4014935に開示されるような他のイソシァネートと反応させることにより得 られるウレトニミンを含む。
[0060] 化合物(B)として用いうる α , β—エチレン不飽和アルコールの例は、 2—ヒドロキシ ェチルアタリレート及びメタタリレート、 3—ヒドロキシプロピルアタリレート及びメタアタリ レート、 4ーヒドロキシブチルアタリレート及びメタタリレート、ァリルアルコール、ポリヒド ロキシ化合物の部分アクリル酸及びメタアクリル酸エステル、例えばエチレングリコー ノレ、 1 , 2_プロピレングリコール、 1, 3_プロピレングリコール、 1 , 4—ブチレングリコー ノレ、 1 , 6_へキサメチレングリコーノレ、ジエチレングリコーノレ、トリエチレングリコーノレ、 ジプロピレングリコールのモノアタリレート及びモノメタアタリレート、グリセロールモノア タリレート及びモノメタアタリレート、ペンタエリスリトールアタリレート及びモノメタアタリ レート、アタリレート又はメタアタリレートキャップ化力プロラタトンアルコール又はポリオ ール及び US_A_3700643に開示されるようなアタリレート又はメタタリレートキヤッ プ化ポリ力プロラタトン誘導体を含む。
[0061] 化合物(C)として用レ、うる多価アルコールは、飽和脂肪族ジオール、重合ポリアル キレンォキシドポリオール、飽和ポリヒドロキシポリエステル、及び α , β一不飽和ポリヒ ドロキシポリエステル、例えば 1, 4_ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレン グリコール、 1 , 3—ブタンジオール、ペンタンジオール、へキサンジオール、ネオペン チノレグリコーノレ、ポリエチレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ力プロラタ トンジオール及びトリオール、及びポリエステルジオール及びトリオールを含む。
[0062] 本発明の代表的ウレタンアタリレートは、 4モルのイソホロンジイソシァネート又はジ シロタへキシルー 4, 4 '一メタンジイソシァネート、 2モノレの 1, 4—ブタンジオール、 1モ ルのジエチレングリコールアジピン酸エステル又は(約 2000の平均分子量を有する) ポリテトラメチレンエーテルグリコール及び 1モルの力プロラタトンメタアタリレート又は 2—ヒドロキシェチルメタアタリレートの反応生成物を含む。
種々のウレタンアタリレートが市販されており、 Ebecryl 270 (ダイセル.ユーシービ 一製)が挙げられる。
[0063] 本発明において、(メタ)アクリル酸エステルの他の好ましい例は、エポキシ (メタ)ァ タリレートである。エポキシ (メタ)アタリレートは、好ましくは環構造をもつエポキシィ匕合 物にアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライドなどを付加 反応させて得られる。
環構造をもつエポキシ化合物としてはビスフエノール A型エポキシ樹脂、ビスフエノ ール F型エポキシ樹脂、ハロゲン化ビスフエノール A型エポキシ樹脂、テトラフエ二口 ールエタンテトラグリシジルエーテル、フエノールノボラック型エポキシ樹脂、 o—クレゾ 一ルノボラック型エポキシ樹脂、ナフタレン系エポキシ樹脂、力ルド型エポキシ樹脂、 グリシジルァミン型エポキシ樹脂、グリシジノレエステル型エポキシ樹脂、水素添加ビス フエノール A型エポキシ樹脂、水素添加ビスフエノール F型エポキシ樹脂、イソシァヌ レート型エポキシ樹脂などを用いることができる。
種々のエポキシ (メタ)アタリレートが市販されており、変性ビスフエノール Aタイプェ ポキシアタリレート(Ebecryl 3701;ダイセル'ユーシービー製)が挙げられる。
1分子中の(メタ)ァクロィル基の数は 2以上であることが好ましぐ更に好ましくは 3 以上である。
エポキシ (メタ)アタリレートの具体例を示す。 [0064] [化 1]
(化合物 1一 1 )
(化合物 1一 2 )
(化合物 1一 3 )
Figure imgf000021_0001
nは 1 ~ 5が好ましし'
(化合物 1 - 4 )
Figure imgf000021_0002
[0065] 本発明において、エポキシ基及び/又はォキセタン基等の環状エーテル基を分子 内に 1つ以上有するカチオン開環重合性の化合物を UVカチオン重合開始剤と共に UV硬化性の結合剤として使用することができる。
[0066] 以下、本発明に好ましく用いられるカチオン重合性化合物全般について説明する。
カチオン重合性化合物としては、開環重合性基を含む硬化性化合物が挙げられ、こ の中でもへテロ環状基含有硬化性化合物が好ましい。このような硬化性化合物として エポキシ誘導体、ォキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラタトン誘導体、 環状カーボネート誘導体、ォキサゾリン誘導体などの環状イミノエ一テル類、ビュル エーテル類などが挙げられ、特にエポキシ誘導体及びォキセタン誘導体、ビュルェ 一テル類が好ましい。
好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば単官能グリシジノレエーテル類、多官 能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類など に大別される。
[0067] 単官能及び多官能グリシジルエーテル類の具体的な化合物を例示すると、ジグリシ ジルエーテル類(例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフエノーノレ A ジグリシジルエーテル)、 3官能以上のグリシジルエーテル類(トリメチロールェタントリ グリシジノレエーテノレ、 トリメチローノレプロパントリグリシジノレエーテノレ、グリセローノレトリ 能以上のグリシジルエーテル類(ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリス リトールテトラグリシジルエーテル、タレゾール 'ノボラック樹脂のポリグリシジルエーテ ノレ、フエノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルなど)、脂環式エポキシ類(セ ロキサイド 2021P、セロキサイド 2081、ェポリード GT— 301、ェポリード GT— 401 (以 上、ダイセル化学工業 (株)製))、 EHPE (ダイセル化学工業 (株)製)、フエノールノ ボラック樹脂のポリシクロへキシルエポキシメチルエーテルなど)、ォキセタン類(OX -SQ、 PNOX— 1009 (以上、東亞合成 (株)製)など)などが挙げられる力 本発明は これらに限定されるものではない。
[0068] 本発明には脂環式エポキシ誘導体を好ましく使用できる。 「脂環式エポキシ基」とは 、シクロペンテン基、シクロへキセン基等のシクロアルケン環の二重結合を過酸化水 素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化した部分構造を言う。
脂環式エポキシィ匕合物としては、シクロへキセンォキシド基又はシクロペンテンォキ シド基を 1分子内に 2個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。単官能又 は多官能の脂環式エポキシ化合物の具体例としては、 4一ビュルシクロへキセンジォ キサイド、(3, 4一エポキシシクロへキシノレ)メチノレー 3, 4一エポキシシクロへキシノレ力 ルボキシレート、ジ(3, 4一エポキシシクロへキシル)アジペート、ジ(3, 4—エポキシシ クロへキシルメチル)アジペート、ビス(2, 3_エポキシシクロペンチル)エーテル、ジ( 2, 3_エポキシ一 6—メチルシクロへキシルメチル)アジペート、ジシクロペンタジェンジ オキサイド、 3, 4_エポキシシクロへキセニルメチノレー 3 ', 4'エポキシシクロへキセン カルボキシレートが挙げられる。
脂環式エポキシィ匕合物は 1種類を使用しても、 2種以上の混合物を使用しても良い 種々の脂環式エポキシ化合物が市販されており、ユニオンカーバイド日本 (株)、ダ ィセル化学工業 (株)等から入手できる。
[0069] 分子内に脂環式構造を有しない通常のエポキシ基を有するグリシジル化合物を単 独で使用したり、上記の脂環式エポキシ化合物と併用することもできる。
このような通常のグリシジル化合物としては、グリシジルエーテル化合物ゃグリシジ ルエステル化合物を挙げることができる力 グリシジルエーテル化合物を併用するこ とが好ましい。
グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、 1 , 3_ビス(2, 3_エポキシプロピ 口キシ)ベンゼン、ビスフエノーノレ A型エポキシ樹脂、ビスフエノール F型ェポシキ樹脂 、フエノール'ノボラック型エポキシ樹脂、タレゾール 'ノボラック型エポキシ樹脂、トリス フエノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジノレエーテル化合物、 1, 4—ブタ ンジオールダリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プロピレングリ コールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル等の脂肪 族グリシジルエーテル化合物が挙げられる。グリシジルエステルとしては、リノレン酸 ダイマーのグリシジルエステルを挙げることができる。
グリシジルエーテル類は油化シェルエポキシ (株)等から市販品を入手することがで きる。
[0070] 本発明において 4員環の環状エーテルであるォキセタニル基を有する化合物(以 下、単に「ォキセタンィ匕合物」ともいう。)を使用することができる。ォキセタニル基含有 化合物は、 1分子中にォキセタニル基を 1個以上有する化合物である。このォキセタ ニル基含有化合物は、 1分子中に 1個のォキセタニル基を有する単官能ォキセタン 化合物と、 1分子中に 2個以上のォキセタニル基を有する多官能ォキセタン化合物に 大別される。
[0071] 単官能ォキセタン化合物としては、以下の一般式 (IV)で表される化合物が好ましい [0072] [化 2]
Figure imgf000024_0001
式 (IV)中、 Rはメチル基又はェチル基を示す。 Rは、炭素数 6ないし 12の炭化水
1 2
素基を示す。
Rの炭化水素基としては、フエニル基やべンジノレ基も採りうる力 炭素数 6ないし 8
2
のアルキル基が好ましく、 2_ェチルへキシル基等の分岐アルキル基が特に好ましレヽ 。 Rがフヱニル基であるォキセタン化合物の例は、特開平 11—140279号公報に記
2
載されている。 Rが置換されていても良レ、、ベンジノレ基であるォキセタン化合物の例
2
は、特開平 6—16804号公報に記載されている。
[0073] 本発明においては、多官能ォキセタン化合物が使用できるが、好ましい化合物群 は、下記の一般式 (V)で表される。
[0074] [化 3]
Figure imgf000024_0002
式 (V)中、 mは 2、 3又は 4の自然数を示し、 Zは酸素原子、硫黄原子、又はセレン 原子を表す。 Rは水素原子、フッ素原子、炭素数力^ないし 6の直鎖もしくは分岐状
3
のアルキル基、炭素数が 1ないし 6のフルォロアルキル、ァリル基、フエニル基又はフ リル基である。 Rは、 m価の連結基であり、炭素数が 1ないし 20の基であることが好ま
4
しぐ 1個以上の酸素原子、硫黄原子を含んでいても良い。
Zは酸素原子が好ましぐ Rはェチル基が好ましぐ mは 2が好ましぐ Rとしては、
3 4 炭素数が 1ないし 16の線形又は分岐アルキレン基、線形又は分岐ポリ(アルキレンォ キシ)基が好ましぐ R、 R、 Z、及び mに対する好ましい例の内力 任意の 2つ以上
3 4
を組み合わせた化合物は更に好ましい。
[0075] また、本発明において、重合非収縮性モノマーを好ましく用いることができる。重合 非収縮性モノマーは、例えば特開 2003—152248に記載されており、本発明におい て使用すること力 Sできる。具体的には、以下に詳しく説明する。
重合非収縮性モノマーとは、モノマーの重合に伴う体積変化が無いか、又は膨張 性を示すモノマーをレ、い、開環重合性の環状モノマーであることが好ましぐ開環が 二重に進行する環状モノマーがより好ましい。環状モノマーの具体例としては、 BOE (ビシクロオルソエルテル)、 S〇E (オルソスピロエステル)、及び S〇C (オルソスピロ力 ーボネート)などが挙げられ、カチオン二重開環重合の場合には、最大 10%程度の 体積膨張性を示す。
[化 4]
Figure imgf000025_0001
式中、 R及び R'はいずれも置換基を有しても良いアルキル基を示し、 nは 2— 10の 整数を示し、 R及び Rはいずれも置換基を有しても良い 2価のアルキレン基を示す。
1 2
上記の環状構造を n個(nは 2— 4の整数を示す。)有する化合物においては、上記(a )ないし (c)の化学構造中の水素原子 1つを除いた構造である環状官能基を n価の有 機連結基により連結した化学構造を有する。
上記の重合非収縮性モノマーは、ラジカル重合性、カチオン重合性、又はァニオン 重合性であり、特にカチオン重合性であることが好ましい。
本発明に用いる重合非収縮性モノマーは、分子量が 200— 1, 000であることがよ り好ましぐ分子量が 400— 800であることが特に好ましい。
重合非収縮性モノマーは公知であり、遠藤剛 '三田文雄共著、「ラジカル開環重合 性モノマー (-重合非収縮性材料への応用の可能性 -)」(No. 32 日本接着学会年 次大会講演要旨集 36 - 49頁(1994);遠藤剛、三田文雄著「重合時に非収縮性を 示す新規材料の設計」(色材、 67 [4]、 250 - 257 (1994) ;遠藤岡 lj、有賀利郎共 著、「環状カーボナート類の開環重合と機能」(色材、 68 [5]、 286—293ページ(19
95年)等に記載されている。また、重合非収縮性モノマー及びその製造方法は、特 開昭 61-22086、特開昭 57-42724、特開昭 59—6211、特開平 2—32130、特開 平 6-321951、特開平 7-64282、特開平 7—64281、特開平 7—33960、特開平 8 -27267,特開 2000—256362【こ記載されてレヽる。
[0077] 本発明に用レ、る重合非収縮性モノマーの具体例として、下記一般式 (VI)で表され るオルソスピロエステル基を 2個有するオルソスピロエステル化合物が挙げられる。下 記一般式 (VI)の具体的な化合物例は、特開平 8 - 27267号公報及び特開昭 57 - 4 2724号公報に記載されてレ、る。
[0078] [化 5]
(VI)
Figure imgf000026_0001
但し、式中 Aは、
[0079] [化 6]
Figure imgf000026_0002
(但し、式中 Rは水素又は低級アルキル基を示す)を示し、 mは 0 10の整数を示し、 また、 qは 2 10の整数を示す。
[0080] また、下記一般式 (VII)で表されるオルソスピロエステル残基を少なくとも 2個有する オノレソスピロエステル系化合物も本発明で使用できる。下記一般式 (VII)に該当する 化合物例は、特開昭 61—22086に記載されている。 [0081] [化 7]
Figure imgf000027_0001
但し、上式において、 R1は水素原子で R2は以下の(VII-a)又は(Vn-b)で表される 基であるか、又は R1と R2は両者が一体をなして形成する以下の(VII-c)で表される二 価の基である。
[0082] [化 8]
Figure imgf000027_0002
[0083] [化 9]
Figure imgf000027_0003
式 (VII-b)において nは、 1以上の整数である c [0084] [化 10]
Figure imgf000028_0001
[0085] 本発明の UV硬化性結合剤として、ラジカル重合性のエチレン性不飽和化合物と力 チオン重合性の環状エーテル類(エポキシ誘導体及び/又はォキセタン誘導体)と を併用することも好ましい。相互貫入ポリマー網(IPN)の構造を取るためにバランス の取れた物性を有する結合体が得られる利点がある。この場合には、光重合開始剤 として光ラジカル重合開始剤と光力チオン重合開始剤 (ォニゥム塩等)とを併用するこ とが好ましい。
[0086] [光重合開始剤]
本発明で使用する硬化性結合剤は、熱重合開始剤により硬化させることもできるが 、光重合開始剤を用いて硬化させることも好ましい。
本発明に用いられる光重合開始剤とは、活性エネルギー線により活性なラジカル 種又はカチオン種を発生し、結合剤の重合反応を開始、促進する化合物を示す。活 性なラジカル種を発生する重合開始剤(光ラジカル重合剤)を好ましく用いることがで きる。活性エネルギー線として、放射線、ガンマ一線、アルファ一線、電子線、紫外線 などが用いられる。この中でも紫外線により硬化させる方法が特に好ましい。
[0087] 本発明に使用できる熱重合開始剤は、公知であり結合解離エネルギーの小さな結 合を有する化合物を使用することができる。熱重合開始剤は、単独で使用しても又は 2種以上を併用して用いることができる。
[0088] 熱重合開始剤としては、例えば、有機ハロゲン化ィ匕合物、カルボニル化合物、有機 過酸化化合物、ァゾ系重合開始剤、アジド化合物、メタ口セン化合物、へキサァリー ルビイミダゾール化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン化合物、ォニゥム塩化合物 、が挙げられる。
[0089] 光の作用によりラジカルを発生させる重合開始剤の例としてはァセトフヱノン系化合 物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフヱノン系化合物、チォキサントン系化合物、ベンジ ル系化合物等が好ましい。ァセトフヱノン系化合物としては、例えば、 2, 2—ジェトキ シァセトフエノン、 2—ヒドロキシ _2—メチノレ一1—フエニルプロパン _1_オン、 4,一イソプ ロピノレ一 2—ヒドロキシ一 2—メチノレ一プロピオフエノン、 2—ヒドロキシ一 2—メチノレ一プロピ オフェノン、 p—ジメチルァミノアセトン、 p— tert—ブチルジクロロアセトフエノン、 p_tert —ブチルトリクロロアセトフヱノン、 p—アジドベンザルァセトフヱノン、 1—ヒドロキシシクロ へキシルフヱ二ルケトン等が挙げられる。ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベン ゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインェチルエーテル、ベンゾイン _n_プロ ピノレエーテノレ、ベンゾインイソプロピノレエーテノレ、ベンンイン _n_フチノレエーテノレ、ベ ンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。ベンゾフエ ノン系化合物としては、例えば、ベンゾフエノン、 o_ベンゾィル安息香酸メチル、ミヒラ ーズケトン、 4, 4'_ビスジェチルァミノべンゾフエノン、 4, 4 '—ジクロ口べンゾフエノン 等が挙げられる。チォキサントン系化合物としては、例えば、チォキサントン、 2-メチ ルチオキサントン、 2—ェチルチオキサントン、 2—イソプロピルチォキサントン、 4一イソ プロピルチォキサントン、 2—クロ口チォキサントン、 2, 4—ジェチルチオキサントン等 が挙げられる。ベンジル系化合物としては、例えば、ベンジル、ベンジルー j3—メトキ シェチルァセタール等が挙げられる。
[0090] 本発明において、光ラジカル重合剤としてァシルフォスフィンオキサイド化合物を好 ましく用いることができる。ァシルフォスフィンオキサイド化合物として、下記一般式( VIII)で表される化合物及び下記一般式 (IX)で表される化合物を挙げることができる [0091] [化 11]
Figure imgf000030_0001
[0092] 前記一般式 (vm)中の R11及び R12は、それぞれ独立にアルキル基、ァリール基、ァ ルコキシ基、ァリールォキシ基、複素環基を表し、 R13は、アルキル基、ァリール基、複 素環基を表す。また、 R11及び R12が結合して環状構造を形成してもよい。
[0093] 前記アルキル基、ァリール基、複素環基、アルコキシ基及びァリールォキシ基は、 置換基を有していてもよい。該置換基としては、例えば、アルキル基、ァリール基、ヒ ドロキシ基、ニトロ基、シァノ基、ハロゲン原子、アルキルスルホニル基、ァリールスル ホニル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、ァリールォキシ基、ァリールォキ シカルボニル基、アシノレ基、(モノ又はジアルキル)アミノ基、ァシルァミノ基、力ルバ モイル基、スルファモイル基、アルキルチオ基、ァリールチオ基等が挙げられる。該置 換基には、一般式 (VIII)で表される化合物の R13から水素原子を 1つ除いた基も含ま れる。
[0094] 前記 R"、 R12又は R13で表されるアルキル基は、飽和基及び不飽和基のいずれでも よぐ直鎖状、分岐状及び環状のいずれであってもよい。該アルキル基としては、炭 素数 1一 30のアルキル基が好ましぐ例えば、メチル基、ェチル基、プロピル基、ブチ ル基、へキシル基、ォクチル基、デシル基、ォクタデシル基、フエノキシェチル基、シ クロへキシノレ基等が挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
[0095] 前記 RU、 R12又は R13で表されるァリール基としては、炭素数 6— 30のァリール基が 挙げられる。中でもフエ二ル基、ナフチル基等が好ましぐ例えば、フエ二ル基、 2—メ チルフエニル基、 2, 4—ジメチルフエニル基、 2, 4, 6_トリメチルフエニル基、 2—メトキ シフエ二ル基、 2, 6—ジメトキシフエ二ル基、 2, 6—ジクロ口フエニル基等が挙げられる 。但し、これらに限定されるものではない。
[0096] 前記 RU、 R12又は R13で表される複素環基としては、 N、 O又は S原子を含む複素環 基が好ましぐ例えば、ピリジル基、フリル基、チェニル基、イミダゾリル基、ピロリル基 等が挙げられる。 [0097] 前記 R11又は R12で表されるアルコキシ基としては、炭素数 1一 30のアルコキシ基が 好ましぐ例えば、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、ォクチルォキシ基、フエノキシ エトキシ基等が挙げられる。但し、これらに限定されるものではない。
[0098] 前記 R11又は R12で表されるァリールォキシ基としては、炭素数 6— 30のァリールォ キシ基が好ましぐ例えば、フエノキシ基、メチルフエニルォキシ基、クロ口フエニルォ キシ基、メトキシフエ二ルォキシ基、ォクチルォキシフエニルォキシ基等が挙げられる 。但し、これらに限定されるものではない。
[0099] [化 12]
0 0 0
R 14 C P一 C- R 16
(IX)
R 15
[0100] 前記一般式 (IX)中の R14及び R16は、それぞれ独立にアルキル基、ァリール基、複 素環基を表し、 R15は、アルキル基、ァリール基、アルコキシ基、ァリールォキシ基、複 素環基を表す。前記 R14、 R15又は R16で表される、アルキル基、ァリール基、複素環基 、アルコキシ基及びァリールォキシ基は、置換基を有していてもよぐ該置換基として は、前記一般式 (VIII)における場合と同様の置換基が挙げられる。
[0101] 前記一般式 (IX)におけるアルキル基、ァリール基、複素環基、アルコキシ基及びァ リールォキシ基としては、前記一般式 (VIII)における場合と同義である。
[0102] 前記一般式 (VIII)又は(IX)で表されるァシルフォスフィンオキサイド化合物としては 、例えば、特公昭 63-40799号公報、特公平 5-29234号公報、特開平 10-9578 8号公報、特開平 10—29997号公報等に記載の化合物を挙げることができる。具体 的なァシルフォスフィンオキサイド化合物の例としては、以下に示す化合物(例示化 合物(1)一 (26) )が挙げられるが、本発明にぉレ、ては、これらに限定されるものでは ない。 1767
[化 13]
Figure imgf000032_0001
(1 0)
9 C™ 9P-™OC2H5 V-i—u-c4Hfi-c~^
Figure imgf000033_0001
fl^ [雨 0]
L9LU0/ 00Zdr/lDd [0105] [化 15]
Figure imgf000034_0001
[0106] 本発明においては、前記一般式 (vm)及び一般式 (ix)の少なくとも一方で表され るアシノレフォスフィンオキサイド化合物を、一種単独で用いてもよいし、二種以上を併 用してもよい。
また、上記のアシノレフォスフィンアキサイド化合物にこれ以外の重合開始剤、特に 前記のァセトフエノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフエノン系化合物、チォ キサントン系化合物、ベンジノレ系化合物等を併用してもよい。
[0107] 通常、光力チオン発生剤として用いられるスルホ二ゥム塩ゃョードニゥム塩なども紫 外線照射によりラジカル発生剤として作用するため、本発明ではこれらを単独で用い てもよレ、。また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。 増感剤の例には、 n—ブチルァミン、トリェチルァミン、トリー n—ブチルホスフィン、及び チォキサントン誘導体等が含まれる。
[0108] 紫外線によって活性なカチオン種を発生させる光重合開始剤としては、トリアリール スルホ二ゥム塩等の芳香族スルホニゥム塩、ジァリールョードニゥム塩等の芳香族ョ 一ドニゥム塩等のォニゥム塩開始剤が有用であり、スルホン酸のニトロべンジルエス テルなどの非イオン性開始剤も使用できる。その他、有機エレクトロニクス材料研究 会編、 "イメージング用有機材料"ぶんしん出版社刊(1997)などに記載されている 公知の光重合開始剤も使用できる。
[0109] 光反応開始剤としては、芳香族スルホ二ゥム塩等が、熱的に比較的安定であるた めに、好ましい。
芳香族スルホ二ゥム塩及び芳香族ョードニゥム塩をォニゥム塩光反応開始剤として 使用する場合、その対ァニオンとしては、 BF―、 AsF―、 SbF―、 PF―、 B (C F )—など が挙げられる。開始剤としては、芳香族スルホ二ゥムの PF塩又は SbF塩力 溶解性 と適度の重合活性を有するために好ましく使用できる。又、溶解性を改良するために 、芳香族基ョードニゥム塩又は芳香族スルフホニゥム塩の芳香族基、通常はフエニル 基に、 1ないし 10の炭素を有する、アルキル基又はアルコキシ基を 1つ以上導入した 化学構造が好ましい。
芳香族スルホニゥム塩の PF塩又は SbF塩は、ユニオンカーバイド日本(株)等か ら市販されている。旭電化工業 (株)からも、アデカオブトマー SPシリーズの商品名で 芳香族スルホ二ゥムの PF塩が市販されている。
芳香族スルホ二ゥム塩は約 360nmまでに吸収を有し、芳香族ョードニゥム塩は約 3 20nmまでに吸収を有するので、硬化させるには、この領域の分光エネルギーを含 む紫外線を照射することが好ましレ、。
[0110] [有機溶剤]
本発明において、結合剤の粘度調整剤として沸点 150°C以下の有機溶剤を使用 すること力 Sできる。沸点 150°C以下の有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチ ノレエーテル、エチレングリコールモノェチルエーテル、プロピレングリコールモノメチ ノレエーテル、プロピレングリコールモノェチルエーテル等の(ポリ)アルキレングリコー ノレモノアルキルエーテル類、酢酸ェチル、酢酸 n—プロピル、酢酸 iso_プロピル、酢 酸 n—ブチル、酢酸 iso_ブチル等の酢酸エステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等 の芳香族炭化水素類、メチルェチルケトン、アセトン、メチルイソプチルケトン、ェチ ノレ一 n—ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ァセチルアセトン等のケトン類、エタノー ノレ、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が挙げられる。
有機溶剤の使用量は、結合剤の総量に対して 2— 30重量%であることが好ましぐ 2— 15重量%であることがより好ましぐ不使用であることが特に好ましい。
[0111] UV硬化性結合剤の硬化後の揮発成分は 5重量%以下であることが好ましい。この ために結合剤に有機溶媒を使用しない無溶媒処方とすることがより好ましい。
硬化後の揮発成分を低減するために、 3次元造形物を製造した後に、残存モノマ 一を UV光照射又は加熱により後重合させることができる。
[0112] [粘度調整用重合性化合物]
粘度調整用重合性化合物としては、低粘度かつ重合性化合物と共重合可能なィ匕 合物が用いられる。例えば、アタリレート、メタアタリレート、アクリルアミド類が挙げられ る。具体的には、トリルォキシェチル (メタ)アタリレート、フエニルォキシェチル (メタ)ァ タリレート、シクロへキシル (メタ)アタリレート、ェチル (メタ)アタリレート、メチル (メタ)ァク リレート、エチレングリコールジ(メタ)アタリレート、ジビニルベンゼン、メチレンビスァク リルアミド、 1 , 6-ジ (メタ)アタリロイルォキシへキサン等、好ましくは、トリルォキシェチ ル (メタ)アタリレート、エチレングリコールジ(メタ)アタリレート、 1, 6-ジ (メタ)アタリロイ ルォキシへキサン等が挙げられる。
開環重合性の環状エーテル類においても、 2官能以上の環状エーテル類は、一般 に反応性が高いが粘度が高レ、。単官能の環状エーテル類を低粘度に調整するため に併用することができる。
[0113] (粉末材料)
粉末材料としては、無機粉末及び有機粉末、さらには無機'有機複合粉末すベて が使用できる。無機粉末として、例えば、金属、酸化物、複合酸化物、水酸化物、炭 酸塩、硫酸塩、ケィ酸塩、リン酸塩、窒化物、炭化物硫化物及びこれらの少なくとも 2 種以上の複合化物等を挙げることができる。具体的には、水酸化マグネシウム、シリ 力ゲル、アルミナ、水酸化アルミニウム、硝子、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン 、酸化錫、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硼酸マグネシウム 、水酸化カルシウム、塩基性硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、 硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、ケィ酸カルシウム、ケィ酸マグネシウム、リン酸力 ルシゥム、窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ、炭化珪素、炭化チタン、硫化亜鉛及 びこれらの少なくとも 2種以上の複合化物等が挙げられる。好ましくは、水酸化マグネ シゥム、シリカゲル、アルミナ、水酸化アルミニウム、硝子、炭酸カルシウム、炭酸マグ ネシゥム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。
[0114] 有機粉末としては、例えば合成樹脂粒子、天然高分子粒子等が挙げられ、具体的 にはアクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピ レンオキサイド、ポリエチレンィミン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリゥレア、ポリエステ ノレ、ポリアミド、ポリイミド、カルボキシメチルセルロールス、ゼラチン、デンプン、キチン 、キトサン等であり、好ましくはアクリル樹脂、ポリウレタン、ゼラチン、ポリスチレン等で める。
[0115] 有機粉末材料として、結合剤に使用する重合性化合物を塊状重合して粉砕した粉 末粒子を用いることができる。結合剤に使用する重合性化合物を懸濁重合又はパー ル重合して所望の粒径を有する粉末材料とすることができる。この場合には、粉末材 料と結合剤の両者が与える屈折率を近くすることができる。
無機有機複合粉末としては、例えば、上記有機粉末と無機粉末の複合化物が挙げ られる。
粉末材料の平均粒子径は、 0. 1 1, 000 z mであることが好ましぐより好ましくは 0. 5— 300 x mの範囲であり、さらに好ましくは 0. 8— 50 μ πι、最も好ましくは 3 30 z mの範囲である。ここで、平均粒子径とは、体積平均粒子径を意味し、例えばコー ルター社の COULTER MULTISIZERによって測定することができる。
粉末材料の形状としては、無定型、球形、平板状、針状、多孔質状等どのようなも のでも使用可能である。 [0116] 粉末材料の屈折率 nの範囲は、 1. 4一 1. 7であることが好ましい。
1
粉末材料を相互に結合する状態の接合剤の屈折率を nとする。エチレン性不飽和
2
化合物を結合剤として使用する場合には、この化合物が重合してできる接合剤の屈 折率を nとする。 (n _n )は、その絶対値が小さいほど得られる造形物の透明性が高
2 1 2
くなる。屈折率の差の絶対値が 0. 1以下で透明感が高くなり、 0. 06以下で透明に近 い造形物が得られる。ここで、本発明において「略透明」、又は「透明に近レ、」とは、光 路 lcmあたり透過率が 50%以上のことをいう。
[0117] (着色剤)
本発明の製造方法において使用できる着色剤は染料と顔料に大別され、染料を好 ましく使用することができる。
染料としては、減色法の 3原色であるイェロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の 染料を使用することにより広い範囲の色相を異なる彩度で再現することができる。 本発明において、カラー写真のカラープリントに利用される染料を使用することも好 ましい。
また、染料として、油溶性染料を好ましく用いることができる。
油溶性染料とは、水に実質的に不溶な染料を意味する。具体的には、 25°Cでの水 への溶解度(水 100gに溶解できる染料の質量)が lg以下であり、好ましくは 0· 5g以 下、より好ましくは 0. lg以下であるものを指す。従って、油溶性染料とは、所謂水に 不溶性の顔料や油溶性色素を意味し、これらの中でも油溶性色素が好ましレ、。
[0118] 本発明に使用できる着色微粒子分散物及び着色結合剤においては、油溶性染料 は 1種単独で用いてもよぐまた、数種類を混合して用いてもよい。また、本発明の効 果を阻害しない範囲で、必要に応じて、他の水溶性染料、分散染料、顔料等の着色 材が含有されていてもよい。
[0119] 本発明に適用可能な前記油溶性染料のうち、イェロー染料としては、任意のものを 使用することができる。例えばカップリング成分としてフエノール類、ナフトール類、ァ 二リン類、ピラゾロン類、ピリドン類、開鎖型活性メチレン化合物類を有するァリールも しくはへテリルァゾ染料;例えばカップリング成分として開鎖型活性メチレン化合物類 を有するァゾメチン染料;例えばべンジリデン染料やモノメチンォキソノール染料等の ようなメチン染料;例えばナフトキノン染料、アントラキノン染料等のようなキノン系染 料;等が挙げられ、これ以外の染料種としてはキノフタロン染料、ニトロ'ニトロソ染料、 アタリジン染料、アタリジノン染料等を挙げることができる。
[0120] 本発明に適用可能な前記油溶性染料のうち、マゼンタ染料としては、任意のものを 使用することができる。例えばカップリング成分としてフエノール類、ナフトール類、ァ 二リン類を有するァリールもしくはへテリルァゾ染料;例えばカップリング成分としてピ ラゾロン類、ピラゾロトリアゾール類を有するァゾメチン染料;例えばァリーリデン染料 、スチリル染料、メロシアニン染料、ォキソノール染料のようなメチン染料;ジフヱニル メタン染料、トリフエニルメタン染料、キサンテン染料のようなカルボニゥム染料;例え ばナフトキノン、アントラキノン、アントラピリドンなどのようなキノン系染料;例えばジォ キサジン染料等のような縮合多環系染料;等を挙げることができる。
[0121] 本発明に適用可能な前記油溶性染料のうち、シアン染料としては、任意のものを使 用すること力 Sできる。例えばインドア二リン染料、インドフエノール染料あるいはカップ リング成分としてピロロトリアゾール類を有するァゾメチン染料;シァニン染料、ォキソ ノール染料、メロシアニン染料のようなポリメチン染料;ジフエ二ルメタン染料、トリフエ ニルメタン染料、キサンテン染料のようなカルボニゥム染料;フタロシアニン染料;アン トラキノン染料;例えばカップリング成分としてフエノール類、ナフトール類、ァニリン類 を有するァリールもしくはへテリルァゾ染料;インジゴ ·チォインジゴ染料;等を挙げる こと力 Sできる。
[0122] 前記の各染料は、クロモフォアの一部が解離して初めてイェロー、マゼンタ、シアン の各色を呈するものであってもよぐその場合のカウンタ一力チオンはアルカリ金属や 、アンモニゥムのような無機のカチオンであってもよいし、ピリジニゥム、 4級アンモニゥ ム塩のような有機のカチオンであってもよぐさらにはそれらを部分構造に有するポリ マーカチオンであってもよレ、。
[0123] 以下に限定されるものではないが、好ましい具体例としては、例えば、 C. I.ソルべ ント 'ブラック 3, 7, 27, 29及び 34 ; C. I.ソノレベント'イェロー 14, 16, 19, 29, 3 0, 56, 82, 93及び 162 ; C. I. ソノレベント 'レッド 1, 3, 8, 18, 24, 27, 43, 49, 5 1 , 72, 73, 109, 122, 132及び 218 ; C. I.ソノレベント 'ノィォレット 3 ; C. I.ソノレ 'ブノレ一 2, 11, 25, 35, 38, 67及び 70;C. I.ソノレベント 'グリーン 3及び 7 ;並びに C. I.ソルベント'オレンジ 2;等が挙げられる。これらの中で特に好ましいも のは、 Nubian Black PC— 0850、 Oil Black HBB 、 Oil Yellow 129、 Oil Yellow 105、 Oil Pink 312、 Oil Red 5B、 Oil Scarlet 308、 Vali Fast Blue 2606、 Oil Blue BOS (オリエントィ匕学(株)製)、 Aizen Spilon Blue G NH (保土ケ谷化学(株)製)、 NeopenYellow 075、 Neopen Mazenta SE137 8、 Neopen Blue 808、 Neopen Blue FF4012、 Neopen Cyan FF4238( BASF社製)等である。
[0124] また、本発明においては、水非混和性有機溶媒に溶解する範囲で分散染料を用 レ、ることもできる。その好ましい具体例としては、 C. I.デイスパースィエロー 5, 42, 54, 64, 79, 82, 83, 93, 99、 100, 119, 122, 124, 126, 160, 184:1, 186, 198, 199, 201, 204, 224及び 237;C. I.ディスノ ーズオレンジ 13, 29, 31:1 , 33, 49, 54, 55, 66, 73, 118, 119及び 163; C. I.デイスパーズレッド 54, 60 , 72, 73, 86, 88, 91, 92, 93, 111, 126, 127, 134, 135, 143, 145, 152, 1 53, 154, 159, 164, 167:1, 177, 181, 204, 206, 207, 221, 239, 240, 25 8, 277, 278, 283, 311, 323, 343, 348, 356及び 362;C. I.デイスノ ーズノくィ ォレット 33 ;C. I.デイスパーズブルー 56, 60, 73, 87, 113, 128, 143, 148, 154, 158, 165, 165:1, 165:2, 176, 183, 185, 197, 198, 201, 214, 224 , 225, 257, 266, 267, 287, 354, 358, 365及び 368;並び ίこ C. I.デイス /ヽ。一 ズグリーン 6:1及び 9;等が挙げられる。
[0125] 特に好ましい油溶性染料としては、下記式(1)又は(2)で表わされるァゾ又はァゾメ チン染料を挙げることができる。下記一般式(2)で表される染料は、写真材料におい て酸化によりカプラー及び現像主薬から生成する染料として知られている。 [0126] [化 16] 一般式 ( 1 ) 一般式 (2 )
Figure imgf000041_0001
[0127] 前記一般式(1)及び(2)において、 R R2、 R3及び R4はそれぞれ独立に、水素原 子、ハロゲン原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基、シァノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基 、アミノ基、ァノレキノレアミノ基、アルコキシ基、ァリールォキシ基、アミド基、ァリールアミ ノ基、ウレイド基、スルファモイルァミノ基、アルキルチオ基、ァリールチオ基、アルコ キシカルボニルァミノ基、スルホンアミド基、力ルバモイル基、スルファモイル基、スル ホニル基、アルコキシカルボニル基、ヘテロ環ォキシ基、ァゾ基、ァシルォキシ基、力 ルバモイルォキシ基、シリルォキシ基、ァリールォキシカルボニル基、ァリールォキシ カルボニルァミノ基、イミド基、ヘテロ環チォ基、スルフィエル基、ホスホリル基、ァシ ル基、カルボキシル基又はスルホ基を表す。
[0128] 前記一般式(1)及び(2)において、特に、 R2は上記置換基のうち、水素原子、ハロ ゲン原子、脂肪族基、アルコキシ基、ァリールォキシ基、アミド基、ウレイド基、スルフ ァモイルァミノ基、アルコキシカルボニルァミノ基又はスルホンアミド基であることが好 ましい。
[0129] 尚、本明細書において、脂肪族基はアルキル基、置換アルキル基、アルケニル基、 置換アルケニル基、アルキニル基、置換アルキニル基、ァラルキル基及び置換ァラ ルキル基を意味する。前記脂肪族基は分岐を有していてもよぐまた環を形成してい てもよレ、。脂肪族基の炭素原子数は 1一 20であることが好ましぐ 1一 18であることが さらに好ましレ、。ァラルキル基及び置換ァラルキル基のァリール部分はフエニル又は ナフチルであることが好ましぐフヱニルが特に好ましレ、。置換アルキル基、置換アル ケニル基、置換アルキニル基及び置換ァラルキル基のアルキル部分の置換基の例 には、 R1— R4の説明で挙げた置換基を挙げることができる。置換ァラルキル基のァリ ール部分の置換基の例は、下記置換ァリール基の置換基の例と同様である。
[0130] 又、本明細書において、芳香族基はァリール基及び置換ァリール基を意味する。ァ リール基は、フエニル又はナフチルであることが好ましぐフエニルが特に好ましい。 置換ァリール基のァリール部分は、上記ァリール基と同様である。置換ァリール基の 置換基の例には、 R1 R4の説明で挙げた置換基を挙げることができる。
[0131] 前記一般式(1)及び(2)において、 Aは- NR5R6又はヒドロキシ基を表わし、 R5及 び R6はそれぞれ独立に、水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表わす。 Aは一 NR 6であることが好ましレ、。 R5と R6とは互レ、に結合して環を形成してレ、てもよ レ、。 R5及び R6はそれぞれ、水素原子、アルキル基、置換アルキル基、ァリール基又 は置換ァリール基であるのがより好ましぐ水素原子、炭素原子数が 1一 18のアルキ ル基又は炭素原子数が 1一 18の置換アルキル基であることが最も好ましレ、。
[0132] 前記一般式(1)及び(¾において、 B1は = C (R3)—又は =N_を表わし、 B2は— C ( R4) =又はーN =を表ゎす。 B1及び B2が同時に一 N =にならない場合が好ましぐ B1 が = C (R3) _で且つ B2力 S-C (R4) =となる場合がさらに好ましい。 R1と R5、 R3と R6及び R1と R2のレ、ずれかが、互いに結合して芳香族環又は複素環を形成してレ、てもよレ、。
[0133] 前記一般式(1)において、 Yは不飽和複素環基を表す。 Yとしては、 5員又は 6員 の不飽和複素環が好ましい。複素環に、脂肪族環、芳香族環又は他の複素環が縮 合していてもよい。複素環のへテロ原子の例としては、 N、〇、及び Sを挙げることがで きる。
前記不飽和複素環としては、例えば、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環 、イソチアゾール環、チアジアゾール環、チォフェン環、ベンゾチアゾール環、ベンゾ ォキサゾール環、ベンゾイソチアゾール環、ピリミジン環、ピリジン環、及びキノリン環 等が好ましい。また、前記不飽和複素環基は、前記 R1 R4で挙げた置換基を有して いてもよい。
[0134] 前記一般式(2)におレ、て、 Xはカラー写真カプラーの残基を表す。前記カラー写真 カプラーの残基としては以下に挙げるものが好ましい。
イェローカプラー:米国特許 3, 933, 501号、同 4, 022, 620号、同 4, 326, 024 号、同 4, 401, 752号、同 4, 248, 961号、特公昭 58— 10739号、英国特許 1 , 42 5, 020号、同 1, 476, 760号、米国特許 3, 973, 968号、同 4, 314, 023号、同 4 , 511 , 649号、欧州特許 249, 473A号、同 502, 424A号の式(I) , (II)で表わされ るカプラー、同 513, 496A号の式(1) , (2)で表わされるカプラー(特に 18頁の Y— 2 8)、同 568, 037A号のクレーム 1の式(I)で表わされるカプラー、米国特許 5, 066, 576号のカラム 1の 45 55行の一般式(I)で表わされるカプラー、特開平 4—27442 5号公報の段落 0008の一般式 (I)で表わされるカプラー、欧州特許 498, 381A1号 の 40頁のクレーム 1に記載のカプラー(特に 18頁の D_35)、同 447, 969A1号の 4 頁の式 (Y)で表わされるカプラー(特に、 Y-1 (17頁), Y-54 (41 頁))、米国特許 4, 476, 219号のカラム 7の 36— 58行の式(II)一(IV)で表わされるカプラー(特に II —17、 19 (カラム 17)、 Π— 24 (カラム 19) )。
[0135] また、イェロー染料としては、前記カプラーから得られるケトイミン型染料が挙げられ る。好ましくは、特開 2001—294773号公報、特開 2002— 121414号公報、特開 20 02-105370号公報、特開 2003-26974号公報、特開 2003—73598号公報に記 載の染料が挙げられ、なかでも特開 2003-73598号公報に記載の一般式 (Υ— II) で表されるピラゾールイヒ合物がより好ましく用いられ、以下に示す Υ— 1が例示できる
(Y-D
[0136] [化 17]
Figure imgf000043_0001
[0137] マゼンタカプラー:米国特許 4, 310, 619号、同 4, 351 , 897号、欧州特許 73, 6 36号、米国特許 3, 061, 432号、同 3, 725, 067号、リサーチ 'ディスクロージャー No. 24220 (1984年 6月)、同 No. 24230 (1984年 6月)、特開昭 60— 33552号、 同 60— 43659号、同 61— 72238号、同 60— 35730号、同 55— 118034号、同 60— 1 85951号、米国特許 4, 500, 630号、同 4, 540, 654号、同 4, 556, 630号、国際 公開 WO88/04795号、特開平 3—39737号(L_57 (l l頁右下)、 L_68 (12頁右 下)、: L-77 (13頁右下))、欧州特許 456, 257号の〔A_4〕_63 (134頁), 〔A_4〕- 73,—75 (139頁)、同 486, 965号の M— 4,—6 (26頁), M— 7 (27頁)、同 571 , 95 9八号の1^—45 (19頁)、特開平 5— 204106号公報の M— 1 (6頁)、同 4— 362631号 公報の段落 0237の M— 22、米国特許 3, 061 , 432号、同 3, 725, 067号。
[0138] シアンカプラー:米国特許 4, 052, 212号、同 4, 146, 396号、同 4, 228, 233号 、同 4, 296, 200号、欧州特許 73, 636号、特開平 4— 204843号公報の CX—1, 3 , 4, 5, 11, 12, 14, 15 (14 16頁);特開平 4— 43345の C— 7, 10 (35頁), 34, 3 5 (37頁), (1-1) , (1—17) (42 43頁);特開平 6—67385号公報の請求項 1の一 般式 (la)又は(lb)で表わされるカプラー。
[0139] その他、特開昭 62—215272号公報 (91頁)、特開平 2—33144号公報 (3頁, 30頁) 、EP 355, 660A (4頁, 5頁, 45頁, 47頁;)記載のカプラーも有用である。
[0140] 前記一般式(1)で表される油溶性染料のうち、マゼンタ染料としては下記一般式(3 )で表わされる染料が特に好ましく用いられる。
[0141] [化 18] 一般式 (3 )
Figure imgf000044_0001
[0142] 前記一般式(3)におレ、て、 Ζ1はハメットの置換基定数 σ ρ値が 0. 20以上の電子吸 引性基を表す。 Ζ1は σ ρ値が 0. 30以上 1. 0以下の電子吸引性基であるのが好まし レ、。好ましい具体的な置換基については後述する電子吸引性置換基を挙げることが できるが、 中でも、炭素数 2— 12のァシル基、炭素数 2— 12のアルキルォキシカルボ ニル基、ニトロ基、シァノ基、炭素数 1一 12のアルキルスルホニル基、炭素数 6— 18 のァリールスルホニル基、炭素数 1一 12の力ルバモイル基及び炭素数 1一 12のハロ ゲン化アルキル基が好ましレ、。特に好ましいものは、シァノ基、炭素数 1一 12のアル キルスルホニル基、炭素数 6— 18のァリールスルホニル基であり、最も好ましいもの はシァノ基である。
[0143] 前記一般式 (3)におレ、て、 Z2は水素原子、脂肪族基又は芳香族基を表す。
前記一般式(3)において、 R1 R6は、前記一般式(1)の各々と同義である。
[0144] 前記一般式 (3)におレ、て、 Qは水素原子、脂肪族基、芳香族基又は複素環基を表 す。中でも、 Qは 5— 8員環を形成するのに必要な非金属原子群からなる基が好まし レ、。その中でも特に芳香族基又は複素環基が好ましい。前記 5 8員環は置換され ていてもよいし、飽和環であっても不飽和結合を有していてもよレ、。好ましい非金属 原子としては、窒素原子、酸素原子、ィォゥ原子又は炭素原子が挙げられる。そのよ うな環構造の具体例としては、例えばベンゼン環、シクロペンタン環、シクロへキサン 環、シクロヘプタン環、シクロオクタン環、シクロへキセン環、ピリジン環、ピリミジン環、 ピラジン環、ピリダジン環、トリアジン環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ォキ サゾール環、ベンゾォキサゾール環、ォキサン環、スルホラン環及びチアン環等が挙 げられ、これらの環が更に置換基を有する場合、該置換基としては、前記一般式(1) の置換基 R1— R4で例示した基が挙げられる。
[0145] 尚、前記一般式(3)で表される化合物の好ましい構造については、特開 2001— 33 5714号明細書に記載されている。
[0146] 前記一般式(2)で表される染料のうち、マゼンタ染料としては下記一般式 (4)で表 わされる染料が特に好ましく用いられる。
[0147] [化 19] 一般式 ( 4 )
Figure imgf000046_0001
[0148] 前記一般式 (4)におレ、て、 Gは水素原子、脂肪族基、芳香族基、複素環基、
基、アルコキシ基、ァリールォキシ基、アルキルチオ基、ァリールチオ基、エステル基
、アミノ基、力ルバモイル基、スルホニル基、スルファモイル基、ウレイド基、ウレタン基 、ァシル基、アミド基又はスルホンアミド基を表す。
[0149] 前記一般式 (4)において、 R1, R2、 A、 B1及び B2は、前記一般式(2)の各々と同義 であり、それらの好ましい範囲も同じである。
[0150] 前記一般式 (4)におレ、て、 Lは脂肪族基、芳香族基、複素環基、シァノ基、アルコ キシ基、ァリールォキシ基、アルキルチオ基、ァリールチオ基、エステル基、アミノ基、 力ルバモイル基、スルホニル基、スルファモイル基、ウレイド基、ウレタン基、ァシル基 、アミド基及びスルホンアミド基の少なくとも 1つで置換されていてもよい 5員又は 6員 の含窒素複素環を形成する原子群を表わし、この複素環はさらに別の環と縮合環を 形成していてもよい。
[0151] 前記一般式(4)で表わされる化合物において、 Aは一 NR5R6が好ましぐ Lは 5員の 含窒素複素環を形成するのが好ましぐ 5員の含窒素複素環の例にはイミダゾール 環、トリァゾール環及びテロラゾール環が含まれる。
[0152] マゼンタ染料としては、特開 2002—121414号公報、特開 2002—105370号公報
、特開 2003—12981号公報、特開 2003—26974号公報に記載の染料が挙げられ る。
以下に、前記一般式(1)及び前記一般式 (2)で表される染料のうち、マゼンタ染料 の例示化合物(M0、 M— 1ー6、 a_21— 25)を示す力 これらは、本発明を詳しく説 明するためのものであって、これらにより本発明は限定されるものではない。
また、本発明において、 M0、 M-4、 M-6、 a-21を用いることができ、特に M— 4、 M_6、 a_21を好ましく用いることができる。
さらに、特開 2002— 121414号公報に記載の一般式 (III)で表されるピラゾロトリア ゾールァゾメチン化合物が好ましく用いられ、以下に示す M— 1が例示できる。
[化 20]
Figure imgf000047_0001
2:
Figure imgf000048_0001
[0155] [化 22]
Figure imgf000049_0001
- 5
Figure imgf000049_0002
M- 6
Figure imgf000049_0003
[0156] [表 1]
Figure imgf000050_0001
A: H ^ j-H
T
Figure imgf000050_0002
その他、本発明に使用可能な着色剤の化合物例としては、特開 2001-240763号 明細書、同 2001— 181549号明糸田書、特開 2001—335714号明細書に記載されて いる力 これらに限定されるものではない。
[0158] 前記一般式(3)で表わされる化合物は、例えば特開 2001-335714号明細書、特 開昭 55-161856号公報に記載された方法を参考にして合成することができる。また 、前記一般式 (4)で表わされる化合物は、例えば特開平 4 - 126772号及び特公平 7 —94180号等の各公報、並びに特開 2001—240763号明細書に記載された方法を 参考にして合成することができる。
[0159] 前記一般式 (2)で表される染料のうち、シアン染料としては、下記一般式 (5)で表 わされるピロロトリアゾールァゾメチン染料が特に好ましく用いられる。
[0160] [化 23] 一般式 (5 )
Figure imgf000051_0001
[0161] 前記一般式(5)において、 A、 R1, R2、 B1及び ΒΊま、前記一般式(2)の各々と同義 であり、それらの好ましい範囲も同じである。
[0162] 前記一般式(5)において、 Ζ3及び Ζ4はそれぞれ独立に、前記一般式 (4)における Gと同義である。又、 Ζ3と Ζ4は互いに結合して、環構造を形成してもよい。 Ζ3がハメット 置換基定数 σ ρ値 0. 30以上の電子吸引性基であるものは、吸収がシャープであり、 より好ましい。さらに、 Ζ3はハメット置換基定数 σ ρ値 0. 45以上の電子吸引性基であ るのがより好ましく、 ノ、メット置換基定数 σ ρ値 0. 60以上の電子吸引性基が最も好ま しレ、。そして、 Ζ3及び Ζ4のハメット置換基定数 σ ρ値の和が 0. 70以上のものはシアン 色として優れた色相を呈し、更に好ましい。
[0163] 前記一般式(5)において、 Μは前記一般式(5)中の 5員環に縮合した 1 , 2, 4-トリ ァゾール環を形成する原子団であって、 5員環との縮合部の 2つの原子 Β3及び Β4は 、いずれか一方が窒素原子で、他方が炭素原子である。
[0164] 尚、前記一般式(5)で表わされる化合物は、シアン染料として用いるのが好ましレ、 力 置換基の変更でマゼンタ染料として用いることもできる。
[0165] ここで、本明細書中で用いられるノヽメットの置換基定数 σ ρ値について説明する。ハ メット則はベンゼン誘導体の反応又は平衡に及ぼす置換基の影響を定量的に論ず るために 1 935年にし P. Hammettにより提唱された経験則である力 これは今日広 く妥当性が認められている。ハメット則に求められた置換基定数には σ ρ値と σ m値 があり、これらの値は多くの一般的な成書に見出すことができるが、例えば、 J. A. Dean編、「Lange's Handbook of Chemistry」第 12版、 1 979年(Mc Graw-Hill)や「化 学の領域」増刊、 122号、 96— 103頁、 1979年(南光堂)に詳しい。尚、本発明にお レ、て各置換基をハメットの置換基定数 σ ρにより限定したり、説明したりするが、これ は上記の成書中に見出せる、文献既知の値がある置換基にのみ限定されるという意 味ではなぐその値が文献未知であってもハメット則に基づいて測定した場合にその 範囲内に包まれるであろう置換基をも含むことはいうまでもない。また、前記一般式( 1 )一(5)の中には、ベンゼン誘導体ではないものも含まれる力 置換基の電子効果 を示す尺度として、置換位置に関係なく σ ρ値を使用する。本発明において、 σ ρ値 をこのような意味で使用する。
[0166] ハメット置換基定数 σ ρ値が 0. 60以上の電子吸引性基としては、シァノ基、ニトロ 基、アルキルスルホニル基(例えばメタンスルホニル基、ァリールスルホニル基 (例え ばベンゼンスルホニル基)を例として挙げることができる。ノヽメット σ ρ値が 0 · 45以上 の電子吸引性基としては、上記に加えアシノレ基(例えばァセチル基)、アルコキシ力 ルボニル基(例えばドデシルォキシカルボニル基)、ァリールォキシカルボニル基(例 えば、 m—クロロフエノキシカルボニル)、アルキルスルフィエル基(例えば、 n—プロピ ノレスルフィエル)、ァリールスルフィエル基(例えばフヱニルスルフィ二ル)、スルファモ ィル基(例えば、 N—ェチルスルファモイル、 N, N—ジメチルスルファモイル)、ハロゲ ン化アルキル基(例えば、トリフロロメチノレ)を挙げることができる。
[0167] ハメット置換基定数 σ ρ値が 0. 30以上の電子吸引性基としては、上記に加え、ァシ ルォキシ基(例えば、ァセトキシ)、力ルバモイル基(例えば、 Ν—ェチルカルバモイル 、 Ν, Ν—ジブチルカルバモイル)、ハロゲン化アルコキシ基(例えば、トリフロロメチノレ ォキシ)、ハロゲン化ァリールォキシ基(例えば、ペンタフロロフエ二ルォキシ)、スルホ ニルォキシ基(例えばメチルスルホニルォキシ基)、ハロゲン化アルキルチオ基(例え ば、ジフロロメチルチオ)、 2つ以上の σ ρ値が 0. 15以上の電子吸引性基で置換され たァリール基(例えば、 2, 4-ジニトロフエニル、ペンタクロロフヱニル)、及び複素環( 例えば、 2_ベンゾォキサゾリル、 2_ベンゾチアゾリル、 1—フエ二ノレ _2_ベンズイミダ ゾリル)を挙げることができる。 σ ρ値が 0. 20以上の電子吸引性基の具体例としては 、上記に加え、ハロゲン原子などが挙げられる。
[0168] シアン染料としては、特開 2002—121414号公報、特開 2002—105370号公報、 特開 2003—3109号公報、特開 2003—26974号公報に記載の染料も好ましく用い ること力 Sできる。
特開 2002—121414号公報に記載の一般式 (IV— la)で表されるピロロトリアゾー ルァゾメチン化合物ならびに一般式(C一 II一 1)及び(C一 II一 2)で表されるフタロシア ニンィ匕合物が好ましく用いられ、以下に示す C一 1及び C一 101が例示できる。
[0169] [化 24]
c
Figure imgf000053_0001
[0170] [化 25]
Figure imgf000054_0001
[0171] また、本発明において、下記一般式 (A— I)で表される油溶性染料を好ましく用いる こと力 Sできる。
[0172] [化 26]
-"般; l
Figure imgf000054_0002
[0173] 一般式 (A— I)中: X、 X、 X及び Xは、それぞれ独立に、一 S〇— Z、 -SO— Z、— S
1 2 3 4 2
〇 NR R、 -CONR R、—CO R及びスルホ基から選択される基を表す。ここで、 Z
2 1 2 1 2 2 1
は置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシクロアルキル基、置換 もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のァラルキル基、置換もしくは無 置換のァリール基、又は置換もしくは無置換のへテロ環基を表す。 R、 Rは、それぞ
1 2 れ独立に、水素原子、置換もしくは無置換のアルキル基、置換もしくは無置換のシク 口アルキル基、置換もしくは無置換のアルケニル基、置換もしくは無置換のァラルキ ル基、置換もしくは無置換のァリール基、又は置換もしくは無置換のへテロ環基を表 す。ただし R、 Rの両方が水素原子であることはなレ、。 Mは、水素原子、金属元素、 金属酸化物、金属水酸化物又は金属ハロゲン化物を表す。 Y、 Y、 Y及び Yは、そ
1 2 3 4 れぞれ独立に、水素原子又は一価の置換基を表す。 a— a、 b bは、 X X
1 4 1 4 1 4、 Y
1 一 Yの数を表し、それぞれ独立に、 0— 4の整数である。ただし、 a一 aの総和は 2以
4 1 4 上である。
[0174] 前記一般式 (A— I)で表される油溶性染料のうち、下記一般式 (A— Π)で表される油 溶性染料が特に好ましく使用できる。
[0175] [化 27]
一般式《Α Π )
Figure imgf000055_0001
[0176] 一般式(A— II)中: X — X、Y — Y 及び Μは、一般式(Α— I)の中の X— X
11 14 11 18 1 4、 Υ
1 Υ、 Μとそれぞれ同義である。 a — a は、それぞれ独立に、 1又は 2の整数を表す
[0177] 前記一般式 (A-II)の具体例として、例示化合物 (AII-17)を示すが、これは、本発 明を詳しく説明するためのものであって、これらにより本発明は限定されるものではな レ、。
[0178] [表 2]
Figure imgf000056_0001
Figure imgf000056_0002
[0179] 本発明では、酸化電位が 1. OV (SCE)よりも貴である油溶性染料を用いることが好 ましレ、。酸化電位は貴であるほど好ましぐ酸化電位が 1. 1V (SCE)よりも貴であるも のがより好まし 1. 2V (SCE)より貴であるものが最も好ましい。
[0180] 酸化電位の値 (Eox)は当業者が容易に測定することができる。この方法に関しては 、 f列えは P. Delahay著 New Instrumental Methods in Electrochemistry" (1954年, Interscience Publishers社干 lj)や A. J. Bard他著" Electrochemical Methods" (1980 年、 John Wiley & Sons社刊)、藤嶋昭他著"電気化学測定法"(1984年、技報堂出 版社刊)に記載されている。
[0181] 具体的に酸化電位は、過塩素酸ナトリウムや過塩素酸テトラプロピルアンモニゥムと レ、つた支持電解質を含むジメチルホルムアミドゃァセトニトリルのような溶媒中に、被 験試料を 1 X 10— 4— 1 X 10— 6モル/リットル溶解して、サイクリックボルタンメトリーや直 流ポーラログラフィー装置により、作用極として炭素(GC)を、対極として回転白金電 極を用いて酸化側(貴側)に掃引したときの酸化波を直線で近似して、この直線と残 余電流'電位直線との交点と、直線と飽和電流直線との交点 (又はピーク電位値を通 る縦軸に平行な直線との交点)とで作られる線分の中間電位値を SCE (飽和カロメル 電極)に対する値として測定する。この値は、液間電位差や試料溶液の液抵抗など の影響で、数 10ミルボルト程度偏位することがあるが、標準試料 (例えばハイド口キノ ン)を入れて電位の再現性を保証することができる。また、用いる支持電解質や溶媒 は、被験試料の酸化電位や溶解性により適当なものを選ぶことができる。用いること 力 Sできる支持電解質や溶媒については藤嶋昭他著"電気化学測定法"(1984年 技 報堂出版社刊) 101— 118ページに記載がある。
なお、上記の測定溶媒とフタロシアニン化合物試料の濃度範囲では、非会合状態 の酸化電位が測定される。
[0182] Eoxの値は試料から電極への電子の移りやすさを表わし、その値が大きレ、(酸化電 位が貴である)ほど試料から電極への電子の移りにくい、言い換えれば、酸化されに くいことを表す。
酸化電位が低い染料を使用すると、染料による重合阻害が大きぐ硬化性が低下 する。酸化電位が貴である染料を使用した場合には、重合阻害がほとんど無い。
[0183] 必要に応じて、 CMY3原色に黒 (ブラック)染料を併用しても良レ、。黒染料は CMY
3染料を混合して作ることができる。
[0184] 上記以外の染料としては、印刷の技術分野 (例えば印刷インキ、感熱インクジェット 記録、静電写真記録等のコピー用色材又は色校正版など)で一般に用レ、られるもの を使用すること力 Sできる。 例えば、有機合成化学協会編「染料便覧」丸善株式会社 (1970年刊)、安部田貞 治、今田邦彦「解説 染料化学」(株)色染社 (1988年刊)、大河原信編「色素ハンド ブック」(株)講談社(1986年刊)、インクジェットプリンタ用ケミカルスー材料の開発動 向'展望調查ー」(株)シーエムシー(1997年刊)、甘利武司「インクジェットプリンタ— 技術と材料」(株)シーエムシー(1998年刊)等に記載の染料類が挙げられる。
[0185] (顔料)
顔料としては、特に限定されるものではなぐ一般に市販されているすべての有機 顔料及び無機顔料、又は顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、 あるいは顔料表面に樹脂をグラフトイ匕したもの等を用いることができる。また、樹脂粒 子を染料で染色したもの等も用いる事ができる。
[0186] 本発明おいて造形物の外表面に彩色するためには、断面形状の輪郭に上記の Y MC結合剤による着色画像を形成し、この着色画像の直下に白色反射層を設けるこ とが好ましい。 白色反射層は、例えばカラープリントにおける下地に相当する役割を 有し、白色顔料を含む結合剤(白色結合剤)を着画像のすぐ内側に使用することが 好ましい。
白色顔料の具体例としては、塩基性炭酸鉛(2PbCO Pb (OH) 、いわゆる、シルバ
3 2
一ホワイト)、酸化亜鉛(ZnO、いわゆる、ジンクホワイト)、酸化チタン (TiO、いわゆ
2 る、チタンホワイト)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO、いわゆる、チタンストロンチウム
3
ホワイト)などが利用可能である。
[0187] ここで、酸化チタンは他の白色顔料と比べて比重が小さぐ屈折率が大きぐ化学 的、物理的にも安定であるため、顔料としての隠蔽力や着色力が大きぐさらに、酸 やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れている。したがって、白色顔料と しては酸化チタンを利用することが好ましい。もちろん、粉末材料や結合剤成分の種 類に応じて他の白色顔料 (列挙した白色顔料以外であってもよい。)を使用してもよ レ、。
[0188] 本発明において CMY染料に替えて CMY顔料を使用することもできる。
有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イェロー色を呈するものとして 、 C. I.ビグメントイエロー 1(ファストイェロー G等)、 C. I.ビグメントイエロー 74の如き モノァゾ顔料、 C. I.ビグメントイエロー 12 (ジスァゾイェロー AAA等)、 C. I.ビグメン トイエロー 17の如きジスァゾ顔料、 C. I.ビグメントイエロー 180の如き非べンジジン 系のァゾ顔料、 C. I.ビグメントイエロー 100 (タートラジンイェローレーキ等)の如きァ ゾレーキ顔料、 C. I.ピグメントイエロー 95 (縮合ァゾイェロー GR等)の如き縮合ァゾ 顔料、 C. I.ビグメントイエロー 1 15 (キノリンイェローレーキ等)の如き酸性染料レー キ顔料、 C. I.ピグメントイエロー 18 (チオフラビンレーキ等)の如き塩基性染料レー キ顔料、フラバントロンイェロー(Y— 24)の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノン イェロー 3RLT (Y_1 10)の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイェロー(Y—138) の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイェロー(Y_l 39)の如きイソインドリン顔料、 C . I.ピグメントイエロー 153 (ニッケルニトロソイェロー等)の如きニトロソ顔料、 C. I.ピ グメントイエロー 117 (銅ァゾメチンイェロー等)の如き金属錯塩ァゾメチン顔料等が 挙げられる。
[0189] マゼンタ色を呈するものとして、 C. I.ビグメントレッド 3 (トルィジンレッド等)の如きモ ノアゾ系顔料、 C. I.ビグメントレッド 38 (ピラゾロンレッド Β等)の如きジスァゾ顔料、 C . I.ビグメントレッド 53 : 1 (レーキレッド C等)や C. I.ビグメントレッド 57 : 1 (ブリリアント カーミン 6Β)の如きァゾレーキ顔料、 C. I.ビグメントレッド 144 (縮合ァゾレッド BR等) の如き縮合ァゾ顔料、 C. I.ビグメントレッド 174 (フロキシン Βレーキ等)の如き酸性 染料レーキ顔料、 C. I.ビグメントレッド 81 (ローダミン 6G'レーキ等)の如き塩基性染 料レーキ顔料、 C. I.ビグメントレッド 177 (ジアントラキノニルレッド等)の如きアントラ キノン系顔料、 C. I.ビグメントレッド 88 (チォインジゴボルドー等)の如きチォインジゴ 顔料、 C. I.ビグメントレッド 194 (ペリノンレッド等)の如きペリノン顔料、 C. I.ビグメン トレッド 149 (ペリレンスカーレット等)の如きペリレン顔料、 C. I.ピグメントレッド 122 ( キナクリドンマゼンタ等)の如きキナクリドン顔料、 C. I.ピグメントレッド 180 (イソインド リノンレッド 2BLT等)の如きイソインドリノン顔料、 C. I.ビグメントレッド 83 (マダーレ ーキ等)の如きァリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
[0190] シアン色を呈する顔料として、 C. I.ピグメントブルー 25 (ジァニシジンブルー等)の 如きジスァゾ系顔料、 C. I.ビグメントブルー 15 (フタロシアニンブルー等)の如きフタ ロシアニン顔料、 C. I.ピグメントブルー 24 (ピーコックブルーレーキ等)の如き酸性 染料レーキ顔料、 C. I. ビグメントブルー 1 (ビクトリアピュアブルー B〇レーキ等)の如 き塩基性染料レーキ顔料、 C. I.ビグメントブルー 60 (インダントロンブルー等)の如き アントラキノン系顔料、 C. I.ビグメントブルー 18 (アルカリブルー V— 5 : 1)の如きアル カリブルー顔料等が挙げられる。
[0191] (UV露光)
UV硬化性結合剤を硬化させるための UV露光に関しては、一般に用いられる高圧 水銀ランプ、低圧水銀ランプ、 DeepUVランプ、ハロゲンランプ等が使用可能であり 、露光波長は 450 250nm、好ましくは、 400 300nmとすること力 Sできる。露光ェ ネルギ一は 500mjZcm2以下が好ましぐ 10— 400mj/cm2がより好ましレ、。 UV光 源から UV透過性の光ファイバ一を用いて粉末材料面に UV光を導くことができる。 実施例
[0192] 以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるも のではない。
[0193] 以下、本発明の実施例で使用する材料は以下の通りである。
(重合性化合物)
KAYARAD DPCA60 (カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールへキサアタリレ ート;日本化薬 (株)製)
HDDA ( 1, 6—へキサンジオールジアタリレート;ダイセル ·ユーシービー製) エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアタリレート(SARTOMER社製)
M350 (トリメチロールプロパン E〇変性トリアタリレート;東亞合成(株)製) IBOA (イソボルニルアタリレート;ダイセル ·ユーシービー製)
M310 (トリメチロールプロパン P〇変性トリアタリレート;東亞合成 (株)製) M309 (トリメチロールプロパントリアタリレート;東亞合成 (株)製)
KAYARAD DPHA (ジペンタエリスリトールへキサアタリレート;日本化薬(株)製
)
TMPTMA (トリメチロールプロパントリメタタリレート;ダイセル.ユーシービー製) DPHA (ジペンタエリスリトールへキサアタリレート;社内合成品)
PEG300ジアタリレート(PAG300DA;ダイセル'ユーシービー製) 変性ビスフエノーノレ Aタイプエポキシアタリレート(Ebecryl 3701;ダイセル.ユー シービー製)
脂肪族ウレタンアタリレート(Ebecryl270;ダイセル'ユーシービー製)
TMPTA (トリメチロールプロパントリアタリレート;ダイセル'ユーシービー製)
TMPEOTA (トリメチロールプロパンエトキシトリアタリレート;ダイセル.ユーシービ
[0194] (重合開始剤)
2—ヒドロキシ— 2_メチルプロピオフエノン(DAROCURE 1173 ;チバスぺシャリテ ィケミカルズ (チバ S. C. )製)
1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン(Irgacure 184 ;チノ 3. C.製) ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) ) (Lucirin TP〇;BASF製) ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(4) ) (Lucirin TPO-L; BASF 製)
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(19) ) (Irgacure 819;チバス ぺシャリティケミカルズ (チバ S. C)製)
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(22) )と 1ーヒドロキシシクロへキシ ルフエ二ルケトンとの 1 : 1混合物(Irgacure 1850 ;チバ S. C製)
(顔料)
酸化チタン(KRONOS KA— 15 ;粒径 0· 4 /i m ;チタン工業製)
(粉末材料)
ポリメタクリル酸メチル(MB20X - 5;平均粒子径 5 /i m;積水化成製)
[0195] <実施例 1_1 >
(UV硬化性結合剤「無色結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
光重合開始剤: 2—ヒドロキシ _2_メチルプロピオフエノン 0. 6g
以上の成分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 20mPa' sの無色透明な結合剤 を得た。 [0196] (UV硬化性結合剤「白色結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
光重合開始剤: 2—ヒドロキシ _2_メチルプロピオフエノン 0. 6g
白色顔料:酸化チタン 3g
以上の成分を 3本ロールミルで混練し、 25°Cにおける粘度が約 25mPa' sの白色結 合剤を得た。
[0197] (UV硬化性結合剤「イェロー結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g
着色剤: Y - 1 0. 8g
上記 Y— 1、下記 M— 1及び下記 C一 1は発明の開示の欄に記載したとおりである。 以上の成分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 20mPa. sのイェロー結合剤を 得た。
[0198] (UV硬化性結合剤「マゼンタ結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g
着色剤: M - 1 0. 8g
以上の成分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 20mPa' sのマゼンタ結合剤を 得た。
[0199] (UV硬化性結合剤「シアン結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g
着色剤: C一 1 0. 8g
以上の成分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 20mPa' sのシアン結合剤を得 た。
[0200] (UV硬化性結合剤「ブラック結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g
着色剤: Y - 1 0. 3g
M-1 0. 2g
C-l 0. 4g
以上の成分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 20mPa' sのブラック結合剤を 得た。
[0201] (三次元モデル作成)
粉末材料としてポリメタクリル酸メチル (積水化成製 MB20X— 5;平均粒子径 5 μ m)を約 100 μ mの厚さになるようロッドで 1層分の粉末材料層を敷設した後、彩色デ ータにもとづいて各インクジェット吐出ノズルから着色結合剤(イェロー、マゼンタ、シ アン、ブラック)、白色結合剤及び無色透明結合剤の吐出を適宜に行わせる。
該 UV硬化性結合剤をインクとしたインクジェット方式により、強度の要する部分など では必要に応じてインク量を調節しながら、 600dpiの解像度(約 42 μ mのドット間隔 )で、各ドットが連続した線になるように液滴を吐出した。次いで、 1スライスピッチに相 当する厚さ分厚くした粉末材料層を形成して、その断面に該当する断面形状に対応 する結合剤を供給することを繰り返すことにより三次元造形物を作成した。
[0202] <実施例 1_2 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g
重合性化合物: HDDA 14. 8g
の代わりに
重合性化合物:エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアタリレート 8. 4g 重合性化合物: HDDA 11. 6g
を用いた以外は、実施例 1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0203] <実施例 1_3 > 重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g 重合性化合物: HDDA 14. 8g の代わりに
重合性化合物: M350 10. 0g 重合性化合物: IB〇A 10. 0g を用いた以外は、実施例 1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0204] <実施例 1_4 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g 重合性化合物: HDDA 14. 8g の代わりに
重合性化合物: M350 5. Og 重合性化合物: M310 5. Og 重合性化合物: M309 5. 0g 重合性化合物: IBOA 5. 0g を用いた以外は、実施例 1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0205] <実施例 1_5 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g 重合性化合物: HDDA 14. 8g の代わりに
重合性化合物: KAYARAD DPHA 5. Og 重合性化合物: TMPTMA 15. Og メチルイソブチルケトン(MIBK) 2. Og を用いた以外は、実施例 1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0206] ぐ比較例 1_1 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 5. 2g 重合性化合物: HDDA 14. 8g の代わりに
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 20. Og を用いて結合剤成分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 1 , OOOmPa ' sの無色 透明な結合剤を得た。
しかしインクジェットヘッドから正常に吐出できず、三次元造形物は得られなかった
[0207] <比較例 1_2 >
実施例 5において
重合性化合物: KAYARAD DPHA 5. Og
重合性化合物: TMPTMA 15. Og
Figure imgf000065_0001
にして結合剤成 分を撹拌混合し、 25°Cにおける粘度が約 160mPa ' sの無色透明な結合剤を得た。 しかしインクジェットヘッドから正常に吐出できず、三次元造形物は得られなかった 以上の結果を下表 3にまとめた
[0208] [表 3]
Figure imgf000065_0002
[0209] インクジェット吐出性は以下のランクに分けた。 'エツト吐出性)
〇· · ·正常に吐出
X · · ·詰まりが生じ、吐出できない
質感は官能評価とし、以下のランクに分けた。
謹)
〇 . · ·良
△ …やや良
X —不良
[0210] <粘度測定 >
実施例に使用した結合剤の粘度測定は E型粘度計 (東京計器 VISCONIC EL D)を用いて、 25°C、 lOrpmで測定した。
比較例に使用した結合剤は、回転数をそれぞれ比較例 1一 1 : 0. 5rpm、比較例 1一 2 : 2. 5rpmに変えた以外は実施例で使用した結合剤と同様に測定を行なった。
[0211] <実施例 2_1 >
(UV硬化性結合剤「無色結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IBOA 10g
光重合開始剤: 2—ヒドロキシ _2—メチルプロピオフエノン 0. 6g
[0212] (UV硬化性結合剤「白色結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IBOA 10g
光重合開始剤: 2—ヒドロキシ _2_メチルプロピオフエノン 0. 6g
白色顔料:酸化チタン 3g
以上の成分を 3本ロールミルで混練し、白色結合剤を得た。
[0213] (UV硬化性結合剤「イェロー結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IBOA 10g
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g 着色剤: Y - 1 0. 8g
上記 Y— 1、下記 Μ— 1及び下記 C 1は発明の開示の欄に記載したとおりである。 以上の成分を撹拌混合し、イェロー結合剤を得た。
[0214] (UV硬化性結合剤「マゼンタ結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IB〇A 10g
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g 着色剤: M - 1 0. 8g
以上の成分を撹拌混合し、マゼンタ結合剤を得た。
[0215] (UV硬化性結合剤「シアン結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IB〇A 10g
光重合開始剤: 1ーヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g 着色剤: C 1 0. 8g
以上の成分を撹拌混合し、シアン結合剤を得た。
[0216] (UV硬化性結合剤「ブラック結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IBOA 10g
光重合開始剤: 1ーヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0. 5g 着色剤: Y - 1 0. 3g
M-1 0. 2g
C-l 0. 4g
以上の成分を撹拌混合し、ブラック結合剤を得た。
[0217] (三次元モデル作成)
実施例 1一 1と同様に三次元造形物を作成した。
[0218] (評価方法)
上記方法にて作成した、縦、横及び高さ 3cmの立方体造形物を指標とした。 また、表面のなめらかさを手で触った感触で官能評価し、質感の指標とした。 [0219] (硬化収縮率の測定方法)
上記組成物を 25°Cの恒温水槽に放置した後、浮き秤を用いて液体比重 D1を測定 した。次に、得られる塗膜の厚さが 100 μ ΐηになるようにガラス板に上記組成物を挟 み込み、メタルハライドランプで約 lj/cm2照射した。 JIS— Z8807—1976に準じ、こ の塗膜の固体比重 D2を求め、下記計算式により硬化収縮率を求めた。
[0220] 硬化収縮率(%) = [ (D2-DD /D2] X 100
[0221] <実施例 2_2 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IB〇A 10g
の代わりに
重合性化合物: PEG300ジアタリレート 20g
を用いた以外は、実施例 2-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0222] <実施例 2 - 3 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IB〇A 10g
の代わりに
重合性化合物:変性ビスフエノール Aタイプエポキシアタリレート 20g を用いた以外は、実施例 2— 1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0223] <実施例 2— 4 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g
重合性化合物: IBOA 10g
の代わりに
重合性化合物: IBOA 10g
重合性化合物:脂肪族ウレタンアタリレート 10g
を用いた以外は、実施例 2-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
なお、上記の脂肪族ウレタンアタリレートは、下記の化学構造を有する。
CH =C (CH ) COO (EO) -HDI-(EO)〇〇C (CH ) C = CH
2 3 4 4 3 2
但し、上式において、 E〇はエチレンオキサイド、 HDIはへキサメチレンジイソシァネ ートである。
[0224] <実施例 2_5 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g 重合性化合物: IB〇A 10g 光重合開始剤 0. 5g の代わりに
重合性化合物:ォキセタン化合物 20g 光重合開始剤:トリフエニルスルホニゥムへキサフルォロアンモネート 1. Og を用いた以外は、実施例 2-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。 尚、上記のォキセタン化合物は、以下の構造式を有するものである。
[0225] [化 28]
Figure imgf000069_0001
[0226] <比較例 2_1 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g 重合性化合物: IB〇A 10g
の代わりに
重合性化合物: TMPTA 20g を用いた以外は、実施例 2-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0227] <比較例 2_2 >
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 10g 重合性化合物: IBOA 10g
の代わりに
重合性化合物: TMPEOTA 20g を用いた以外は、実施例 2-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0228] 以上の結果を下表 4にまとめた。
[0229] [表 4] N o . 审合十生化合物 开状精度
実 例 2— 1 /ヽ 能 クリレー卜併用 7.1 U ϋ o
-目目匕/"ク リ レ1 卜 9.0 U U a 2- 3 エポキシァクリレート 8.7 〇 〇 / 2-4 3.0 〇 〇
!' 2— 5 ォキセタン化合物 3, 0 〇 〇 比較例 2― 1 ΤΜΡΤΑ 25.0 Δ Δ 比較例 2— 2 TMP EOT A 20.2 Δ Δ
[0230] 形状精度は得られた成型物の長さを測定し、設計寸法に対する精度により以下の ランクに分けた。
(形状精度)
〇···寸法誤差 0.10%未満
X ···寸法誤差 0.10%以上
また、質感は官能評価とし、以下のランクに分けた。
謹)
〇···良
△…やや良
X ...不良
[0231] 収縮率の測定は、発明の開示の欄に記載したように行った。
[0232] <実施例 3_1>
(UV硬化性結合剤「無色結合剤」の作成)
重合性化合物: DPHA 5g
重合性化合物: IBOA 15g
光重合開始剤:ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2)) 0.6g 以上の成分を撹拌混合し、無色な結合剤を得た。
[0233] (UV硬化性結合剤「白色結合剤」の作成)
重合性化合物: DPHA 5g
重合性化合物: IBOA 15g
光重合開始剤:ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2)) 0.6g 白色顔料:酸化チタン 3g
以上の成分を 3本ロールミルで混練し、白色結合剤を得た。
[0234] (UV硬化性結合剤「イェロー結合剤」の作成)
重合性化合物: DPHA 1 Og
重合性化合物: IB〇A 10g
光重合開始剤:ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) ) 0. 5g 着色剤: Y - 1 0. 8g
上記 Y— 1、下記 M— 1及び下記 C一 1は発明の開示の欄に記載したとおりである 以上の成分を撹拌混合し、イェロー結合剤を得た。
[0235] (UV硬化性結合剤「マゼンタ結合剤」の作成)
重合性化合物: DPHA 5g
重合性化合物: IB〇A 15g
光重合開始剤:ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) ) 0. 5g 着色剤: M - 1 0. 8g
以上の成分を撹拌混合し、マゼンタ結合剤を得た。
[0236] (UV硬化性結合剤「シアン結合剤」の作成)
重合性化合物: DPHA 5g
重合性化合物: IBOA 15g
光重合開始剤:ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) ) 0. 5g 着色剤: C一 1 0. 8g
以上の成分を撹拌混合し、シアン結合剤を得た。
[0237] (UV硬化性結合剤「ブラック結合剤」の作成)
重合性化合物: DPHA 5g
重合性化合物: IBOA 15g
光重合開始剤:ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) ) 0. 5g 着色剤: Y - 1 0. 3g
M-1 0. 2g
C-l 0. 4g 以上の成分を撹拌混合し、ブラック結合剤を得た。
[0238] (三次元モデル作成)
実施例 1一 1と同様にして、三次元造形物を作成した。尚、粉末材料面には高圧水 銀ランプで 30mjZcm2の露光エネルギーを与えた。
[0239] (評価方法)
上記方法にて作成した、縦、横及び高さ 3cmの立方体造形物を指標とした。
また、表面のなめらかさを手で触った感触で官能評価し、質感の指標とした。
[0240] ぐ実施例 3_2 >
重合開始剤として
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) )
の代わりに
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(4) )
を用いた以外は、実施例 3-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0241] <実施例 3_3 >
重合開始剤として
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) )
の代わりに
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(19) )
を用いた以外は、実施例 3-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0242] <実施例 3_4 >
重合開始剤として
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(2) )
の代わりに
ァシルフォスフィンオキサイド化合物(例示化合物(22) )と 1—ヒドロキシシクロへキシ ルフヱ二ルケトンとの 1: 1混合物
を用いた以外は、実施例 3-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0243] 以上の結果を下表 5にまとめた。
[0244] [表 5] N o . 重合開始剤 硬化性 質感
例示化合物 (2)
実施例 3— 1 〇 〇 LU C I R I N T P O 例示化合物 (4)
" 3 - 2 〇 〇
LU C I R I N T P O-L 例示化合物 ( 1 9 )
" 3 - 3 〇 〇
I r g a c u r e 8 1 9 例示化合物 (2 2 )
" 3 - 4 〇 〇
I r g a c u r e 1 8 5 0
[0245] 硬化性は得られた成型物の表面のベとつきを官能評価した。
(硬化性)
〇···ベとつき無し
X ···ベとつき有り
質感は官能評価とし、以下のランクに分けた。
謹)
〇···良
X ···不良
[0246] ぐ実施例 4_1>
(UV硬化性結合剤「マゼンタ結合剤」の作成)
重合性化合物: KAYARAD DPCA60 6. Og
重合性化合物: HDDA 14. Og
光重合開始剤: 1—ヒドロキシシクロへキシルフェニルケトン 0.5g 着色剤: a - 21 0.3g
以上の成分を撹拌混合し、マゼンタ結合剤を得た。
[0247] (三次元モデル作成)
粉末材料としてポリメタクリル酸メチル (積水化成製 MB20X— 5;平均粒子径 5 μ m)を約 80 μΐηの厚さになるようロッドで 1層分の粉末材料層を敷設した後、データに もとづいてインクジェット吐出ノズルから着色結合剤の吐出を適宜に行わせる。 該 uv硬化性結合剤をインクとしたインクジェット方式により、強度の要する部分など では必要に応じてインク量を調節しながら、 600dpiの解像度(約 42 μ mのドット間隔 )で、各ドットが連続した線になるよう液滴を吐出した。
粉末材料面には高圧水銀ランプで 100mj/cm2の露光エネルギーを与えた。 次いで、 1スライスピッチに相当する厚さ分厚くした粉末形成層を形成して、その断 面に該当する断面形状に対応する結合剤を供給することを繰り返すことにより三次元 造形物を作成した。
[0248] ぐ実施例 4_2 >
着色剤として、
a— 21
の代わりに
M-4
を用いた以外は、実施例 4-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0249] <実施例 4_3 >
着色剤として、
a— 21
の代わりに
M-6
を用いた以外は、実施例 4-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0250] <実施例 4_4 >
着色剤として、
a— 21
の代わりに
MO
を用いた以外は、実施例 4-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0251] <実施例 5_1 >
(UV硬化性結合剤「シアン結合剤」の作成)
重合性化合物: M350 10. Og 重合性化合物: IBOA 10. 0g 光重合開始剤: 2—ヒドロキシ _2—メチルプロピオフエノン 0. 3g 着色剤: AII—17 0. 3g
以上の成分を撹拌混合し、シアン結合剤を得た。
[0252] <実施例 5_2 >
着色剤として、
All- 17
の代わりに
AII-21
を用いた以外は、実施例 5-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
[0253] <実施例 5_3 >
着色剤として、
All- 17
の代わりに下記構造式を有する、
DD-2
を用いた以外は、実施例 5-1と同様にして三次元造形物を作成し評価した。 以上の結果を下表 6にまとめて示した。
[0254] [化 29]
Figure imgf000075_0001
[0255] [表 6] 酸化電位
N o . 染料 吐出性 硬化性 暫咸
(V)
実施例 4 1 a - 2 1 1. 4 3 〇 〇 〇 実施例 4 2 M— 4 1. 06 〇 〇 〇 実施例 4 3 M— 6 1. 2 2 〇 〇 〇 実施例 4 4 M 0 < 1. 0 〇 Δ Δ 実施例 5— 1 All- 1 7 1. 1 5 〇 〇 〇 実施例 5— 2 All- 2 1 1. 2 7 〇 〇 〇 実施例 5— 3 D D - 2 0. 7 5 〇 △ △ インクジェット吐出性は、以下のランクに分けた。
(インクジェット吐出性)
〇 ···正常に吐出
X ···詰まりが生じ、吐出できない
硬化性は得られた成型物の表面のベとつきを官能評価した。
(硬化性)
〇 ···ベとつき無し
△ ···ベとつき若干あり
X ···ベとつき有り
質感は官能評価とし、以下のランクに分けた。
謹)
〇 .··良
Δ …やや良
X …不良

Claims

請求の範囲
[1] 支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程 (層形成工程)、及 び、
造形対象物のスライスした断面データに基づき、その断面形状になるように粉末材 料層を結合剤により像様に結合させる工程(断面形状形成工程)を
順次繰り返すことを含む三次元造形物の製造方法であって、
25°Cでの結合剤の粘度が 5— lOOmPa' sであることを特徴とする
三次元造形物の製造方法。
[2] 結合剤の硬化時体積収縮率が 15%以下である請求項 1に記載の三次元造形物の 製造方法。
[3] 結合剤及び/又は粉末材料がァシルフォスフィンオキサイドィ匕合物を含む請求項 1 又は 2に記載の三次元造形物の製造方法。
[4] 着色された結合剤が重合性化合物と油溶性染料を含む請求項 1一 3いずれか 1つ に記載の三次元造形物の製造方法。
[5] 結合剤が光エネルギー付与により硬化する請求項 1一 4いずれ力 1つに記載の三 次元造形物の製造方法。
[6] 油溶性染料の酸化電位が 1. OV(SCE)以上である請求項 1一 5いずれか 1つに記 載の三次元造形物の製造方法。
[7] 結合剤として、少なくとも 1種の着色された結合剤、白色で着色された結合剤、及び 無色の結合剤よりなる群から選ばれた 2種以上の結合剤を使用する請求項 1一 6レ、 ずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
[8] 着色された結合剤が、イェロー結合剤、マゼンタ結合剤、シアン結合剤、及びブラ ック結合剤よりなる群から選ばれた少なくとも 2つの結合剤よりなる請求項 1一 7いず れか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
[9] 結合剤が単官能アタリレート及び/又は二官能アタリレートを含む請求項 1一 8レヽ ずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
[10] 結合剤が
(a)三官能以上の(メタ)アタリレートの少なくとも 1種、並びに (b)単官能及び/又は二官能 (メタ)アタリレートの少なくとも 1種
からなる請求項 1一 9いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
[11] 結合剤がエポキシアタリレート及び/又はウレタンアタリレートを含む請求項 1一 10 いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
[12] 結合剤がカチオン重合性である請求項 1一 11いずれ力 4つに記載の三次元造形 物の製造方法。
[13] 結合剤の粘度調整剤として沸点 150°C以下の有機溶剤を使用する請求項 1一 12 いずれか 1つに記載の三次元造形物の製造方法。
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