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JP2725136B2 - Optical three-dimensional molding method and three-dimensional molded object - Google Patents
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JP2725136B2 - Optical three-dimensional molding method and three-dimensional molded object - Google Patents

Optical three-dimensional molding method and three-dimensional molded object

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JP2725136B2
JP2725136B2 JP5199240A JP19924093A JP2725136B2 JP 2725136 B2 JP2725136 B2 JP 2725136B2 JP 5199240 A JP5199240 A JP 5199240A JP 19924093 A JP19924093 A JP 19924093A JP 2725136 B2 JP2725136 B2 JP 2725136B2
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学的立体造形方法及び
該方法によって得られる立体造形物に関する。鋳型製作
用模型、倣い加工用模型、形彫放電加工用模型等、各種
の模型や定形物の製作にNC切削加工法が行なわれてい
るが、近年ではこれらの製作に光学的立体造形法すなわ
ち光学的立体造形用組成物(光重合性組成物)にエネル
ギー線を照射して所定形状に硬化させる方法が注目され
ている。本発明は、かかる光学的立体造形法のうちで
も、未硬化の光学的立体造形用組成物の層にエネルギー
線を照射して最初の硬化層を形成した後、該硬化層の上
に新たに未硬化の光学的立体造形用組成物の層を供給
し、これにエネルギー線を照射して次の硬化層を形成す
るという操作を繰り返して所定形状の立体造形物を形成
する方法(以下、このような光学的立体造形法を積層硬
化法という)において、光学的立体造形に供する光学的
立体造形用組成物に良好な光重合反応性と得られる立体
造形物に優れた熱的物性とを同時に付与できる方法及び
該方法によって得られる立体造形物に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical three-dimensional object forming method and a three-dimensional object obtained by the method. The NC cutting method has been used to produce various models and fixed objects such as mold working models, copying machining models, sculpture electric discharge machining models, and the like. Attention has been paid to a method of irradiating an energy ray to a composition for photostereolithography (photopolymerizable composition) to cure the composition into a predetermined shape. The present invention, among such optical three-dimensional molding methods, after forming an initial cured layer by irradiating an energy-cured layer of the uncured optical three-dimensional molding composition, and then newly on the cured layer A method of supplying a layer of an uncured optical three-dimensional structure composition, irradiating the layer with an energy beam to form a next cured layer, and forming a three-dimensional structure having a predetermined shape (hereinafter, referred to as “ Such an optical three-dimensional molding method is referred to as a lamination curing method). In the composition for optical three-dimensional molding provided for optical three-dimensional molding, good photopolymerization reactivity and excellent thermal physical properties of the obtained three-dimensional molded object are simultaneously obtained. The present invention relates to a method that can be applied and a three-dimensional structure obtained by the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光学的立体造形法に供する光学的
立体造形用組成物として、α,β−エチレン性不飽和基
を有するモノマー又はオリゴマーと光重合開始剤とを含
有する組成物が知られている。かかるα,β−エチレン
性不飽和基を有するモノマー又はオリゴマーとしては、
アルキル(メタ)アクリレート、ジオールジ(メタ)ア
クリレート、トリオールトリ(メタ)アクリレート、テ
トラオールテトラ(メタ)アクリレート等の(メタ)ア
クリル酸エステル類(特開平3−15520)、ポリエ
ーテルポリオールやポリエステルポリオール等のポリオ
ール化合物とジイソシアネート化合物とヒドロキシアル
キル(メタ)アクリレートとから得られるポリウレタン
ポリ(メタ)アクリレート類、上記のポリオール化合物
とジイソシアネート化合物とトリオールジ(メタ)アク
リレートとから得られるポリウレタンポリ(メタ)アク
リレート類(特開平2−145616、特開平1−20
4915)がある。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a composition for optical stereolithography to be subjected to an optical stereolithography method, a composition containing a monomer or oligomer having an α, β-ethylenically unsaturated group and a photopolymerization initiator has been known. Have been. Examples of such a monomer or oligomer having an α, β-ethylenically unsaturated group include:
(Meth) acrylic esters such as alkyl (meth) acrylate, diol di (meth) acrylate, trioltri (meth) acrylate, and tetraoltetra (meth) acrylate (JP-A-3-15520); polyether polyols and polyester polyols Polyurethane poly (meth) acrylates obtained from a polyol compound, a diisocyanate compound and a hydroxyalkyl (meth) acrylate, and polyurethane poly (meth) acrylates obtained from the above polyol compound, a diisocyanate compound and a triol di (meth) acrylate ( JP-A-2-145616, JP-A-1-20
4915).

【0003】ところが、前記した積層硬化法において
は、上記のような従来の光学的立体造形用組成物のうち
で、重合性基としてアクリレート基を有するモノマー又
はオリゴマーを使用したものは、重合性基としてメタク
リレート基を有するモノマー又はオリゴマーを使用した
ものに比べて、光重合反応性は良いが、得られる立体造
形物の熱的物性が悪い、とりわけ熱変形温度が低いとい
う欠点がある。熱的物性を改善するために、光重合させ
て得られる立体造形物の架橋密度を大きくする目的で、
光学的立体造形用組成物中におけるエチレン性二重結合
濃度を高くすることも試みられているが、このようにす
ると、光重合による硬化時の反応収縮が大きくなり、著
しく不都合である。また上記のような従来の光学的立体
造形用組成物のうちで、重合性基としてメタクリレート
基を有するモノマー又はオリゴマーを使用したものは、
重合性基としてアクリレート基を有するモノマー又はオ
リゴマーを使用したものに比べて、得られる立体造形物
の熱的物性は良いが、光重合反応性が悪いという欠点が
ある。公知のα,β−エチレン性不飽和基を有するモノ
マー又はオリゴマーを含有する光学的立体造形用組成物
を積層硬化法に供すると、その光重合反応性が悪いか、
或は得られる立体造形物の熱的物性が悪いのである。
However, in the above-mentioned lamination curing method, among the above-mentioned conventional optical three-dimensional molding compositions, those using a monomer or oligomer having an acrylate group as a polymerizable group are not polymerizable groups. As compared with those using a monomer or oligomer having a methacrylate group, the photopolymerization reactivity is good, but there is a drawback that the obtained three-dimensionally formed product has poor thermal properties, especially low heat deformation temperature. In order to improve the thermal properties, to increase the crosslink density of the three-dimensional object obtained by photopolymerization,
Attempts have been made to increase the concentration of ethylenic double bonds in the composition for optical stereolithography. However, such a method is disadvantageous because reaction shrinkage during curing by photopolymerization increases. Further, among the conventional optical stereolithography compositions as described above, those using a monomer or oligomer having a methacrylate group as a polymerizable group,
Compared to those using a monomer or oligomer having an acrylate group as a polymerizable group, the obtained three-dimensionally formed product has good thermal properties, but has a disadvantage of poor photopolymerization reactivity. When a composition for optical stereolithography containing a known monomer or oligomer having an α, β-ethylenically unsaturated group is subjected to a lamination curing method, its photopolymerization reactivity is poor.
Alternatively, the thermal properties of the resulting three-dimensional object are poor.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来の光学的立体造形用組成物を積層硬化
法に供すると、その光重合反応性が悪いか、或は得られ
る立体造形物の熱的物性が悪い点である。
The problem to be solved by the present invention is that when a conventional optical three-dimensional molding composition is subjected to a lamination curing method, its photopolymerization reactivity is poor or the three-dimensional This is a point that the thermal properties of the formed object are poor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】しかして本発明者らは、
上記の課題を解決するべく研究した結果、積層硬化法に
おいては、特定の不飽和ウレタンと、特定のビニル単量
体と、特定のフィラー及び/又は特定の収縮低減剤と
を、それぞれ所定割合で含有する光学的立体造形用組成
物を用いることが正しく好適であることを見出した。
Means for Solving the Problems Thus, the present inventors have
As a result of studying to solve the above-mentioned problems, in the lamination curing method, a specific unsaturated urethane, a specific vinyl monomer, a specific filler and / or a specific shrinkage reducing agent are each contained at a predetermined ratio. It has been found that it is correct and suitable to use the composition for optical stereolithography contained therein.

【0006】すなわち本発明は、未硬化の光学的立体造
形用組成物の層にエネルギー線を照射して最初の硬化層
を形成した後、該硬化層の上に新たに未硬化の光学的立
体造形用組成物の層を供給し、これにエネルギー線を照
射して次の硬化層を形成する操作を繰り返して行なうこ
とにより立体造形物を形成する方法(積層硬化法)にお
いて、光学的立体造形用組成物として、下記の式1で示
される不飽和ウレタンと、該不飽和ウレタンと共重合可
能なビニル単量体として(メタ)アクリル酸エステル
と、平均粒子径0.1〜50μmの無機固体微粒子及び
平均繊維長1〜70μmの無機繊維ウイスカーから選ば
れるフィラーの1種又は2種以上及び/又は収縮低減剤
として有機高分子と、光重合開始剤とから成り、且つ該
不飽和ウレタン/該ビニル単量体=10/90〜90/
10(重量比)、該フィラーを該不飽和ウレタン及び該
ビニル単量体の合計量100重量部当たり300重量部
以下、該収縮低減剤を該不飽和ウレタン及び該ビニル単
量体の合計量100重量部当たり100重量部以下の割
合で含有して成る光学的立体造形用組成物を用いること
を特徴とする方法及びこの方法によって得られる立体造
形物に係る。
That is, according to the present invention, after an uncured optical three-dimensional structure forming layer is irradiated with energy rays to form a first cured layer, a new uncured optical three-dimensional structure is formed on the cured layer. In a method of forming a three-dimensional structure by repeatedly supplying a layer of the molding composition and irradiating the layer with an energy ray to form a next cured layer (lamination curing method), an optical three-dimensional molding As a composition for use, an unsaturated urethane represented by the following formula 1, a (meth) acrylate as a vinyl monomer copolymerizable with the unsaturated urethane, and an inorganic solid having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm. One or more kinds of fillers selected from fine particles and inorganic fiber whiskers having an average fiber length of 1 to 70 μm, and / or an organic polymer as a shrinkage reducing agent and a photopolymerization initiator, and the unsaturated urethane / Bi Nyl monomer = 10 / 90-90 /
10 (weight ratio), the filler is 300 parts by weight or less per 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the vinyl monomer, and the shrinkage reducing agent is 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the vinyl monomer. The present invention relates to a method characterized by using a composition for optical three-dimensional modeling containing 100 parts by weight or less per part by weight and a three-dimensional molded article obtained by this method.

【0007】[0007]

【式1】 (Equation 1)

【0008】[式1において、 X2:ジイソシアネートからイソシアネート基を除いた
残基 Y3:トリオールから水酸基を除いた残基 Y4:ジオールから水酸基を除いた残基 R5,R6,R7:同時に同一にはならないH又はCH3
In the formula 1, X 2 : a residue obtained by removing an isocyanate group from a diisocyanate Y 3 : a residue obtained by removing a hydroxyl group from a triol Y 4 : a residue R 5 , R 6 , R 7 obtained by removing a hydroxyl group from a diol : H or CH 3 not simultaneously the same]

【0009】式1で示される不飽和ウレタンには、1)
トリオールのジアクリレート/ジオールのモノメタクリ
レート/ジイソシアネート=1/1/1(モル比)反応
物、2)トリオールのジメタクリレート/ジオールのモ
ノアクリレート/ジイソシアネート=1/1/1(モル
比)反応物、3)トリオールのモノアクリレート・モノ
メタクリレート/ジオールのモノアクリレート又はジオ
ールのモノメタクリレート/ジイソシアネート=1/1
/1(モル比)反応物が包含される。
The unsaturated urethane represented by the formula (1) includes 1)
Triol diacrylate / diol monomethacrylate / diisocyanate = 1/1/1 (molar ratio) reactant, 2) triol dimethacrylate / diol monoacrylate / diisocyanate = 1/1/1 (molar ratio) reactant, 3) Triacrylate monoacrylate / monomethacrylate / diol monoacrylate or diol monomethacrylate / diisocyanate = 1/1
/ 1 (molar ratio) reactants.

【0010】便宜上、以下、トリオールのジアクリレー
ト、ジメタクリレート及びモノアクリレート・モノメタ
クリレートをトリオールのジ(メタ)アクリレートと総
称すると、該トリオールのジ(メタ)アクリレートとし
ては、1)グリセリン、トリメチロールプロパン、5−
メチル−1,2,4−ヘプタントリオール、1,2,6
−ヘキサントリオール等の3価アルコールのジ(メタ)
アクリレート類、2)エチレングリコールモノグリセリ
ルエーテル、(ポリ)エトキシル化トリメチロールプロ
パン、(ポリ)エトキシル化グリセリン等の(ポリ)エ
ーテルトリオールのジ(メタ)アクリレート類がある。
かかるトリオールのジ(メタ)アクリレートのうちで、
3価アルコールのジ(メタ)アクリレート類としてはグ
リセリンジアクリレート、グリセリンジメタクリレー
ト、グリセリンモノアクリレート・モノメタクリレート
が有利に使用でき、また(ポリ)エーテルトリオールの
ジ(メタ)アクリレート類における(ポリ)エーテルト
リオールとしては分子中に含まれる水酸基1個当りの分
子量が100以下のものが有利に使用できる。
For convenience, diols, dimethacrylates and monoacrylates / monomethacrylates of triols are hereinafter generally referred to as di (meth) acrylates of triols. The di (meth) acrylates of triols include 1) glycerin and trimethylolpropane. , 5-
Methyl-1,2,4-heptanetriol, 1,2,6
-Di (meth) of trihydric alcohol such as hexanetriol
Acrylates and 2) di (meth) acrylates of (poly) ether triols such as ethylene glycol monoglyceryl ether, (poly) ethoxylated trimethylolpropane, (poly) ethoxylated glycerin and the like.
Among such triol di (meth) acrylates,
As di (meth) acrylates of trihydric alcohol, glycerin diacrylate, glycerin dimethacrylate, glycerin monoacrylate / monomethacrylate can be advantageously used, and (poly) ether in di (meth) acrylates of (poly) ether triol Triols having a molecular weight of 100 or less per hydroxyl group contained in the molecule can be advantageously used.

【0011】同様に便宜上、以下、ジオールのモノアク
リレート及びモノメタクリレートをジオールのモノ(メ
タ)アクリレートと総称すると、該ジオールのモノ(メ
タ)アクリレートとしては、1)2−ヒドロキシエチル
(メタ)アクリレート、ヒドロキシプロピル(メタ)ア
クリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)ア
クリレート等の、炭素数2〜6のアルカンジオールのモ
ノ(メタ)アクリレート類、2)ジエチレングリコール
モノ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコール
モノ(メタ)アクリレート等の、アルキレン基の炭素数
が2又は3のポリアルキレングリコールのモノ(メタ)
アクリレート類がある。かかるジオールのモノ(メタ)
アクリレートのうちで、アルカンジオールのモノ(メ
タ)アクリレートとしては2−ヒドロキシエチルアクリ
レート、メタクリレートが有利に使用でき、またポリア
ルキレングリコールのモノ(メタ)アクリレートにおけ
るオキシアルキレン基の数は5以下である。
Similarly, for convenience, monoacrylates and monomethacrylates of diols are hereinafter collectively referred to as mono (meth) acrylates of diols. The mono (meth) acrylates of diols include 1) 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, C2 to C6 alkanediol mono (meth) acrylates, such as hydroxypropyl (meth) acrylate and 1,6-hexanediol mono (meth) acrylate; 2) diethylene glycol mono (meth) acrylate; tripropylene glycol mono Mono (meth) polyalkylene glycol having 2 or 3 carbon atoms in the alkylene group, such as (meth) acrylate
There are acrylates. Mono (meta) of such diol
Among acrylates, 2-hydroxyethyl acrylate and methacrylate can be advantageously used as the mono (meth) acrylate of alkanediol, and the number of oxyalkylene groups in the mono (meth) acrylate of polyalkylene glycol is 5 or less.

【0012】以上例示したようなトリオールのジ(メ
タ)アクリレートやジオールのモノ(メタ)アクリレー
トと反応させるジイソシアネートとしては、1)各種の
トリレンジイソシアネート、メチレン−ビス−(4−フ
ェニルイソシアネート)等の芳香族ジイソシアネート
類、2)ヘキサメチレンジイソシアネート、メチレンビ
ス(4−シクロヘキシルイソシアネート)等の脂肪族ジ
イソシアネート類又は脂環族ジイソシアネート類、3)
4−イソシアナトメチル−1−イソシアナト−1−メチ
ル−シクロヘキサン、5−イソシアナトメチル−1−イ
ソシアナト−1,1−ジメチル−5−メチル−シクロヘ
キサン(イソホロンジイソシアネート)等の脂肪族・脂
環族ジイソシアネート類がある。
Examples of the diisocyanate to be reacted with the triol di (meth) acrylate and the diol mono (meth) acrylate as described above include 1) various tolylene diisocyanates, methylene-bis- (4-phenyl isocyanate) and the like. Aromatic diisocyanates, 2) Aliphatic diisocyanates or alicyclic diisocyanates such as hexamethylene diisocyanate, methylene bis (4-cyclohexyl isocyanate), 3)
Aliphatic and alicyclic diisocyanates such as 4-isocyanatomethyl-1-isocyanato-1-methyl-cyclohexane, 5-isocyanatomethyl-1-isocyanato-1,1-dimethyl-5-methyl-cyclohexane (isophorone diisocyanate) There is kind.

【0013】式1で示される不飽和ウレタンは、式1に
おいてR5〜R7が同時に水素原子又はメチル基にはなら
ない、非対称形不飽和ウレタンである。かかる非対称形
不飽和ウレタンを合成するのに用いるジイソシアネート
としては、立体障害性の置換基の影響を受けるようなイ
ソシアネート基とその影響を受けないようなイソシアネ
ート基とを有するもの、又は脂肪族炭化水素基に結合し
たイソシアネート基と芳香族炭化水素基に結合したイソ
シアネート基とを有するもの等、相互に反応性基の異な
るイソシアネート基を有するジイソシアネートを用いる
ことが好ましく、かかるジイソシアネートとしては2,
4−トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシア
ネート、4−イソシアナトメチル−1−イソシアナト−
1−メチル−シクロヘキサン等がある。
The unsaturated urethane represented by the formula (1) is an asymmetric unsaturated urethane in which R 5 to R 7 in the formula (1) are not simultaneously a hydrogen atom or a methyl group. As the diisocyanate used for synthesizing such an asymmetric unsaturated urethane, a diisocyanate having an isocyanate group affected by a sterically hindered substituent and an isocyanate group not affected by a sterically hindered substituent, or an aliphatic hydrocarbon It is preferable to use diisocyanates having isocyanate groups having mutually different reactive groups, such as those having an isocyanate group bonded to a group and an isocyanate group bonded to an aromatic hydrocarbon group.
4-tolylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, 4-isocyanatomethyl-1-isocyanato-
1-methyl-cyclohexane and the like.

【0014】本発明は不飽和ウレタンの合成方法を特に
制限するものではなく、その合成には公知の方法、例え
ば特開平4−53809に記載されているような方法が
適用できるが、式1で示される非対称形不飽和ウレタン
の合成には、予めトリオールのジ(メタ)アクリレート
1モルと前記した反応性の異なるイソシアネート基を有
するジイソシアネート1モルとを反応させて不飽和ウレ
タンモノイソシアネートとし、次いでこれとは異なるジ
オールのモノ(メタ)アクリレートを反応させる方法が
好ましい。
The present invention does not particularly limit the method for synthesizing the unsaturated urethane. For the synthesis, a known method, for example, a method described in JP-A-4-53809 can be applied. In the synthesis of the asymmetric unsaturated urethane shown in the following, 1 mole of di (meth) acrylate of triol and 1 mole of diisocyanate having an isocyanate group having different reactivity are reacted in advance to obtain unsaturated urethane monoisocyanate. A method of reacting a mono (meth) acrylate of a diol different from the above is preferable.

【0015】式1で示される不飽和ウレタンは重合性基
としてアクリロイル基とメタアクリロイル基とを併有す
るものである。かかる2種の異なる重合性基を有するこ
とが光重合反応性及びこれを含有する光学的立体造形用
組成物を光重合させて得られる立体造形物の熱的物性を
改善する上で極めて有効である。式1で示される不飽和
ウレタンのなかでも、これに含まれる3個の重合性基の
うちでアクリロイル基が2個含まれるものが好ましい。
光重合反応性及び熱的物性の改善には、不飽和ウレタン
1分子中に含まれる該重合性基の数と該重合性基1個当
りの不飽和ウレタンの分子量との関係も影響する。実用
上好適な光重合反応性と熱的物性を得る上で好ましい不
飽和ウレタンは重合性基1個当りの分子量が100〜6
00のもの、更に好ましい不飽和ウレタンは該重合性基
1個当りの分子量が150〜500のものである。
The unsaturated urethane represented by the formula (1) has both an acryloyl group and a methacryloyl group as polymerizable groups. Having such two different polymerizable groups is extremely effective in improving the photopolymerization reactivity and the thermal physical properties of a three-dimensional structure obtained by photopolymerizing an optical three-dimensional structure composition containing the same. is there. Among the unsaturated urethanes represented by the formula 1, those containing two acryloyl groups among the three polymerizable groups contained therein are preferable.
The relationship between the number of the polymerizable groups contained in one molecule of the unsaturated urethane and the molecular weight of the unsaturated urethane per one polymerizable group also affects the improvement of the photopolymerization reactivity and the thermal properties. Unsaturated urethanes which are preferable for obtaining photopolymerization reactivity and thermal properties suitable for practical use have a molecular weight of 100 to 6 per polymerizable group.
The unsaturated urethane having a molecular weight of 00, more preferably an unsaturated urethane having a molecular weight of 150 to 500 per one polymerizable group.

【0016】本発明は式1で示される不飽和ウレタンと
共重合可能なビニル単量体として(メタ)アクリル酸エ
ステルすなわちアクリル酸エステル及び/又はメタクリ
ル酸エステルを用いる。これには例えば、1)アクリル
酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル等のアクリル
酸アルキル、2)メタクリル酸メチル、メタクリル酸エ
チル、メタクリル酸イソブチル等のメタクリル酸アルキ
ル、3)エチレングリコールジアクリレート、1,4−
ブタンジオールジアクリレート等の、2価アルコールの
ジアクリレート、4)1,2−プロピレングリコールジ
メタクリレート、1,6−ヘキサンジオールジメタクリ
レート等の、2価アルコールのジメタクリレート、5)
グリセリントリアクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート等の、3価アルコールのトリアクリレ
ート、6)グリセリントリメタクリレート、トリメチロ
ールエタントリメタクリレート等の、3価アルコールの
トリメタクリレート、7)トリメチロールプロパンジア
クリレート・モノメタクリレート、グリセリンモノアク
リレート・ジメタクリレート等の、3価アルコールの混
合(メタ)アクリレート、8)ペンタエリスリトールテ
トラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタク
リレート、ペンタエリスリトールジアクリレート・ジメ
タクリレート等の、4価アルコールのテトラエステル、
9)前記した2〜4価アルコールにエチレンオキサイ
ド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド等のア
ルキレンオキサイドを付加したポリエーテルポリオール
とアクリル酸、メタクリル酸、これらの混合酸とから得
られる、ポリエーテルポリオールのエステル、10)前
記した2〜4価アルコールにカプロラクトン、ブチロラ
クトン等の脂肪族ラクトンを付加したポリエステルポリ
オールとアクリル酸、メタクリル酸、これらの混合酸と
から得られる、ポリエステルポリオールのエステル等が
ある。
In the present invention, a (meth) acrylate, ie, an acrylate and / or a methacrylate, is used as a vinyl monomer copolymerizable with the unsaturated urethane represented by the formula (1). This includes, for example, 1) alkyl acrylates such as butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate, 2) alkyl methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, and isobutyl methacrylate; 3) ethylene glycol diacrylate; 4-
Dihydric alcohol diacrylates such as butanediol diacrylate; 4) dihydric alcohol dimethacrylates such as 1,2-propylene glycol dimethacrylate and 1,6-hexanediol dimethacrylate; 5)
Trihydric alcohol triacrylates such as glycerin triacrylate and trimethylolpropane triacrylate; 6) trihydric alcohol trimethacrylates such as glycerin trimethacrylate and trimethylolethane trimethacrylate; 7) trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate Mixed (meth) acrylates of trihydric alcohols such as glycerin monoacrylate and dimethacrylate; 8) tetraesters of tetrahydric alcohols such as pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate and pentaerythritol diacrylate dimethacrylate;
9) Ester of polyether polyol obtained from polyether polyol obtained by adding alkylene oxide such as ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, etc. to the above-mentioned dihydric alcohol and acrylic acid, methacrylic acid, or a mixed acid thereof; 10) Polyester polyols obtained by adding a polyester polyol obtained by adding an aliphatic lactone such as caprolactone or butyrolactone to the above-mentioned dihydric alcohol and acrylic acid, methacrylic acid, or a mixed acid thereof, and the like.

【0017】以上例示したようなビニル単量体として
は、アクリル酸エステルとメタクリル酸エステルとの混
合物を用いるのが好ましく、ポリオールとアクリル酸及
びメタクリル酸とから得られる混合不飽和酸エステルを
用いるのが更に好ましい。この場合、アクリル基とメタ
クリル基の比率は、混合物及び混合不飽和酸エステルの
双方において、アクリル基/メタクリル基=9/1〜1
/9(モル比)となるようにするのが好ましく、8/2
〜5/5(モル比)となるようにするのが更に好まし
い。
As the vinyl monomer exemplified above, it is preferable to use a mixture of an acrylic ester and a methacrylic ester, and to use a mixed unsaturated acid ester obtained from a polyol and acrylic acid and methacrylic acid. Is more preferred. In this case, the ratio of the acryl group to the methacryl group is such that the acryl group / methacryl group = 9/1 to 1 in both the mixture and the mixed unsaturated acid ester.
/ 9 (molar ratio), preferably 8/2
More preferably, it is set to be 5/5 (molar ratio).

【0018】本発明に用いる光学的立体造形用組成物に
おいて、不飽和ウレタンと、該不飽和ウレタンと共重合
可能なビニル単量体との割合は、該不飽和ウレタン/該
ビニル単量体=10/90〜90/10(重量比)であ
り、好ましくは30/70〜70/30(重量比)であ
る。双方の割合が10/90(重量比)未満では光重合
させて得られる立体造形物の物性が劣り、逆に90/1
0(重量比)を超えると組成物の粘度が高くなり過ぎ
る。
In the composition for stereolithography used in the present invention, the ratio of unsaturated urethane and a vinyl monomer copolymerizable with the unsaturated urethane is such that the ratio of the unsaturated urethane / the vinyl monomer = It is 10 / 90-90 / 10 (weight ratio), preferably 30 / 70-70 / 30 (weight ratio). If the ratio of both is less than 10/90 (weight ratio), the physical properties of the three-dimensional structure obtained by photopolymerization are inferior, and conversely, 90/1
If it exceeds 0 (weight ratio), the viscosity of the composition becomes too high.

【0019】本発明に用いる光学的立体造形用組成物は
光重合開始剤を含有するものである。本発明は用いる光
重合開始剤の種類を特に限定するものではないが、かか
る光重合開始剤としては、1)ベンゾイン、α−メチル
ベンゾイン、アントラキノン、クロルアントラキノン、
アセトフェノン等のカルボニル化合物、2)ジフェニル
スルフィド、ジフェニルジスルフィド、ジチオカーバメ
ート等のイオウ化合物、3)α−クロルメチルナフタレ
ン、アントラセン等の多環芳香族化合物、等がある。光
学的立体造形用組成物中におけるこれらの光重合開始剤
の含有量は、不飽和ウレタン及びビニル単量体の合計量
100重量部に対し、通常0.1〜10重量部となるよ
うにし、好ましくは1〜5重量部となるようにする。光
重合開始剤と共に、n−ブチルアミン、トリエタノール
アミン、N,N−ジメチルアミノベンゼンスルホン酸ジ
アリルアミド、N,N−ジメチルアミノエチルメタクリ
レート等の光増感剤を用いることができる。
The composition for stereolithography used in the present invention contains a photopolymerization initiator. In the present invention, the type of the photopolymerization initiator to be used is not particularly limited. Examples of the photopolymerization initiator include: 1) benzoin, α-methylbenzoin, anthraquinone, chloranthraquinone,
There are carbonyl compounds such as acetophenone, 2) sulfur compounds such as diphenyl sulfide, diphenyl disulfide and dithiocarbamate, and 3) polycyclic aromatic compounds such as α-chloromethylnaphthalene and anthracene. The content of these photopolymerization initiators in the composition for optical three-dimensional modeling is usually 0.1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the vinyl monomer, Preferably, the amount is 1 to 5 parts by weight. Along with the photopolymerization initiator, a photosensitizer such as n-butylamine, triethanolamine, N, N-dimethylaminobenzenesulfonic acid diallylamide, and N, N-dimethylaminoethyl methacrylate can be used.

【0020】本発明に用いる光学的立体造形用組成物
は、これを光重合させる際の硬化にともなう反応収縮を
低減する目的で、平均粒子径0.1〜50μmの無機固
体微粒子及び平均繊維長1〜70μmの無機繊維ウイス
カーから選ばれるフィラー及び/又は収縮低減剤を含有
するものである。かかるフィラーとして無機固体微粒子
を用いる場合は、その平均粒子径が1μm以下のものが
好ましく、0.3μm以下のものが更に好ましい。かか
るフィラーとしては、1)シリカ、アルミナ、クレイ、
炭酸カルシウム等の無機固体微粒子、2)アルミニウ
ム、鉄等の金属微粒子から成る無機固体微粒子、3)チ
タン酸カリウム繊維、硫酸マグネシウム繊維、炭素繊維
等の無機繊維ウイスカー、等がある。これらのフィラー
を含有させる場合、不飽和ウレタン及びビニル単量体の
合計量100重量部に対し、通常300重量部以下とな
るようにし、好ましくは1〜100重量部となるように
する。これらのフィラーは1種又は2種以上を混合して
用いることができる。
The composition for optical three-dimensional modeling used in the present invention is composed of inorganic solid fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm and an average fiber length of 0.1 to 50 μm for the purpose of reducing the reaction shrinkage due to curing during photopolymerization of the composition. It contains a filler and / or a shrinkage reducing agent selected from inorganic fiber whiskers of 1 to 70 μm. When inorganic solid fine particles are used as such a filler, the average particle diameter is preferably 1 μm or less, more preferably 0.3 μm or less. Such fillers include 1) silica, alumina, clay,
There are inorganic solid fine particles such as calcium carbonate, 2) inorganic solid fine particles composed of metal fine particles such as aluminum and iron, and 3) inorganic fiber whiskers such as potassium titanate fiber, magnesium sulfate fiber and carbon fiber. When these fillers are contained, the amount is usually 300 parts by weight or less, preferably 1 to 100 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the vinyl monomer. These fillers can be used alone or in combination of two or more.

【0021】本発明に用いる光学的立体造形用組成物
は、これを光重合させる際の硬化にともなう反応収縮を
低減する目的で、フィラーと共に或はフィラーに代え
て、収縮低減剤として有機高分子を含有することができ
る。かかる有機高分子としては、1)ポリスチレン、ス
チレン−ジビニルベンゼン共重合体、スチレン−ブタジ
エン共重合体等の、その単量体成分としてビニル芳香族
炭化水素を含む単量体を重合して得られる重合体、2)
ポリメチルメタクリレート、ポリイソブチルアクリレー
ト等のポリアルキル(メタ)アクリレート、3)ポリ酢
酸ビニル、ポリビニルベンゾエート、ポリビニルクロラ
イド等のビニル重合体、4)ポリε−カプロラクトン、
ポリプロピレンアジペート、ポリネオペンチルアジペー
ト等の脂肪族ポリエステル、5)線状ポリオルガノシロ
キサン、ポリオルガノシロキサン−ポリビニルグラフト
共重合体等のポリオルガノシロキサン誘導体、等があ
る。
The composition for optical stereolithography used in the present invention is an organic polymer used as a shrinkage reducing agent together with or instead of a filler for the purpose of reducing the reaction shrinkage accompanying curing during photopolymerization of the composition. Can be contained. Such an organic polymer is obtained by polymerizing a monomer containing a vinyl aromatic hydrocarbon as its monomer component, such as 1) polystyrene, styrene-divinylbenzene copolymer, styrene-butadiene copolymer and the like. Polymer, 2)
Polyalkyl (meth) acrylates such as polymethyl methacrylate and polyisobutyl acrylate; 3) vinyl polymers such as polyvinyl acetate, polyvinyl benzoate and polyvinyl chloride; 4) poly ε-caprolactone;
Aliphatic polyesters such as polypropylene adipate and polyneopentyl adipate; 5) linear polyorganosiloxanes; and polyorganosiloxane derivatives such as polyorganosiloxane-polyvinyl graft copolymers.

【0022】前記した有機高分子のなかでも、用いる不
飽和ウレタンとビニル単量体とから成る混合溶液に溶解
する熱可塑性高分子が好ましく、室温下で安定に溶解す
るものが更に好ましい。かかる熱可塑性高分子は前記し
た脂肪族ポリエステルやポリアルキル(メタ)アクリレ
ートの中から適宜に選択することができるが、なかでも
とりわけ融点が30〜100℃で且つガラス転移温度が
70℃以下のものが好ましく、ガラス転移温度が50℃
以下のものが更に好ましい。これらの熱可塑性高分子を
含有させる場合、不飽和ウレタン及びビニル単量体の合
計量100重量部に対して、100重量部以下となるよ
うにし、好ましくは10〜50重量部となるようにす
る。
Among the above-mentioned organic polymers, a thermoplastic polymer that dissolves in a mixed solution of unsaturated urethane and a vinyl monomer to be used is preferable, and a polymer that stably dissolves at room temperature is more preferable. Such a thermoplastic polymer can be appropriately selected from the above-mentioned aliphatic polyesters and polyalkyl (meth) acrylates. Among them, those having a melting point of 30 to 100 ° C and a glass transition temperature of 70 ° C or less are particularly preferred. Is preferable, and the glass transition temperature is 50 ° C.
The following are more preferred. When these thermoplastic polymers are contained, the total amount of unsaturated urethane and vinyl monomer is 100 parts by weight, so that it is 100 parts by weight or less, preferably 10 to 50 parts by weight. .

【0023】不飽和ウレタンとビニル単量体とから成る
混合溶液に溶解した熱可塑性高分子を含有する光学的立
体造形用組成物を光重合させると、重合によって架橋構
造体が形成される過程で溶解状態の熱可塑性高分子が相
分離し、固体微粒子として分散する。光重合系において
熱可塑性高分子が相分離する速度や形成される固体微粒
子の粒子径は主として用いた熱可塑性高分子や不飽和ウ
レタンの種類並びに光重合速度にとって影響されるが、
光重合系において熱可塑性高分子が相分離し、固体微粒
子として分散されることにより、光重合による硬化にと
もなう反応収縮を低減する効果を奏することとなる。本
発明では熱可塑性高分子から形成される固体微粒子の粒
子径を任意に制御することができるが、その粒子径を
0.1〜100μmとすることが好ましく、1〜10μ
mとすることが更に好ましい。この場合、熱可塑性高分
子の固体微粒子の好ましい形成を助長する目的で前記し
たフィラーを併用することが特に好ましい。
When a composition for optical stereolithography containing a thermoplastic polymer dissolved in a mixed solution of unsaturated urethane and a vinyl monomer is photopolymerized, a crosslinked structure is formed by polymerization. The dissolved thermoplastic polymer undergoes phase separation and is dispersed as solid fine particles. The rate at which the thermoplastic polymer undergoes phase separation in the photopolymerization system and the particle size of the solid fine particles formed are mainly affected by the type of the thermoplastic polymer and the unsaturated urethane used and the photopolymerization rate,
In the photopolymerization system, the thermoplastic polymer is phase-separated and dispersed as solid fine particles, whereby the effect of reducing the reaction shrinkage accompanying the curing by the photopolymerization is exerted. In the present invention, the particle diameter of the solid fine particles formed from the thermoplastic polymer can be arbitrarily controlled, but the particle diameter is preferably 0.1 to 100 μm, preferably 1 to 10 μm.
m is more preferable. In this case, it is particularly preferable to use the above-mentioned filler in combination for the purpose of promoting the preferable formation of solid fine particles of a thermoplastic polymer.

【0024】以上説明したような光学的立体造形用組成
物を用いる本発明の光学的立体造形法は前述したような
積層硬化法であり、この積層硬化法は未硬化の光学的立
体造形用組成物の層にエネルギー線を照射して最初の硬
化層を形成した後、該硬化層の上に新たに未硬化の光学
的立体造形用組成物を供給し、これにエネルギー線を照
射して次の硬化層を形成するという操作を繰返して行な
うことにより所定形状の立体造形物を形成し、必要に応
じて更にポストキュアする方法である(特開昭56−1
44478、特開昭60−247515、特開平1−2
04915、特開平3−41126等)。用いるエネル
ギー線としては、可視光線、紫外線、電子線等がある
が、紫外線が好ましい。
The optical three-dimensional molding method of the present invention using the optical three-dimensional molding composition as described above is a lamination curing method as described above, and the lamination curing method is an uncured optical three-dimensional molding composition. After the first cured layer is formed by irradiating the material layer with an energy ray, a new uncured composition for optical three-dimensional modeling is supplied on the cured layer, and the composition is irradiated with an energy ray to form a next composition. This is a method of forming a three-dimensionally shaped object having a predetermined shape by repeatedly performing the operation of forming a cured layer of the above, and further post-curing as necessary (Japanese Patent Laid-Open No. 56-1).
44478, JP-A-60-247515, JP-A-1-2
04915, JP-A-3-41126). Examples of the energy beam used include visible light, ultraviolet light, and electron beam, and ultraviolet light is preferable.

【0025】[0025]

【実施例】試験区分1(予備合成) アクリル酸72部(1.0モル、部は重量部、以下同
じ)及び触媒としてトリエチルアミン1部を反応容器に
とり、60℃で撹拌しつつ、これにグリシジルメタクリ
レート142部(1.0モル)を30分かけて滴下し
た。そして反応系を70℃で5時間保持して合成を終了
した。反応物についてオキシラン酸素含量を定量した
が、検出されなかった。ここで得た生成物はグリセリン
モノアクリレート・モノメタクリレートであり、酸価
1.8、水酸基価263、ケン化価522であった。
EXAMPLES Test section 1 (Preliminary synthesis) 72 parts (1.0 mol, parts by weight, hereinafter the same) of acrylic acid and 1 part of triethylamine as a catalyst were placed in a reaction vessel and stirred at 60 ° C. while adding glycidyl. 142 parts (1.0 mol) of methacrylate were added dropwise over 30 minutes. Then, the reaction system was maintained at 70 ° C. for 5 hours to complete the synthesis. The oxirane oxygen content of the reaction was quantified but not detected. The product obtained here was glycerin monoacrylate / monomethacrylate, having an acid value of 1.8, a hydroxyl value of 263, and a saponification value of 522.

【0026】試験区分2(不飽和ウレタンの合成) 市販のグリセリンジアクリレート184部(1.0モ
ル)、イソホロンジイソシアネート222部(1.0モ
ル)、ジ−n−ブチル錫ジラウレート0.5部及びトル
エン200部を反応容器にとり、60℃で撹拌した。反
応中、反応系内の内容物をサンプリングし、イソシアネ
ート残基の量を遂次分析して、イソシアネート残基の量
が反応前の理論量の1/2になったところで反応を中止
した。次に反応混合物から減圧下にトルエンを留去し
て、トルエン195部を回収した。ここで得た生成物は
グリセリンジアクリレート/イソホロンジイソシアネー
ト=1/1(モル比)で結合した不飽和ウレタンモノイ
ソシアネートであり、その収量は407部であった。上
記で得た不飽和ウレタンモノイソシアネート406部
(1.0モル)、2−ヒドロキシエチルメタクリレート
130部(1.0モル)、トルエン200部及びジ−n
−ブチル錫ジラウレート0.2部を反応容器にとり、7
0℃で2時間撹拌して合成を終了した。反応物からトル
エンを減圧下に留去して、不飽和ウレタンC540部を
得た。不飽和ウレタンCの場合と同様にして、不飽和ウ
レタンD、不飽和ウレタンR−3、不飽和ウレタンR−
4及び不飽和ウレタンR−5を得た。合成に使用した原
料の使用量を表1にまとめて示した。また得られた不飽
和ウレタンの内容を表2にまとめて示した。
Test Category 2 (Synthesis of Unsaturated Urethane) 184 parts (1.0 mol) of commercially available glycerin diacrylate, 222 parts (1.0 mol) of isophorone diisocyanate, 0.5 part of di-n-butyltin dilaurate and 200 parts of toluene was placed in a reaction vessel and stirred at 60 ° C. During the reaction, the contents in the reaction system were sampled, and the amount of the isocyanate residue was successively analyzed. When the amount of the isocyanate residue became 1/2 of the theoretical amount before the reaction, the reaction was stopped. Next, toluene was distilled off from the reaction mixture under reduced pressure to recover 195 parts of toluene. The product obtained here was an unsaturated urethane monoisocyanate bonded by glycerin diacrylate / isophorone diisocyanate = 1/1 (molar ratio), and the yield was 407 parts. 406 parts (1.0 mol) of the unsaturated urethane monoisocyanate obtained above, 130 parts (1.0 mol) of 2-hydroxyethyl methacrylate, 200 parts of toluene and di-n
0.2 parts of butyltin dilaurate are placed in a reaction vessel, and
The mixture was stirred at 0 ° C for 2 hours to complete the synthesis. Toluene was distilled off from the reaction product under reduced pressure to obtain 540 parts of unsaturated urethane C. Similarly to the case of the unsaturated urethane C, the unsaturated urethane D, the unsaturated urethane R-3, and the unsaturated urethane R-
4 and unsaturated urethane R-5 were obtained. Table 1 shows the amounts of the raw materials used in the synthesis. Table 2 summarizes the contents of the obtained unsaturated urethane.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】表1において、 数値:上段は部、下段はモル *2:イソホロンジイソシアネート *3:予備合成で得たグリセリンモノアクリレート・モ
ノメタクリレート *4:グリセリンジアクリレート *5:グリセリンジメタクリレート *6:2−ヒドロキシエチルメタクリレート *7:2−ヒドロキシエチルアクリレート
In Table 1, numerical values: upper part: part, lower part: mole * 2: isophorone diisocyanate * 3: glycerin monoacrylate / monomethacrylate obtained by preliminary synthesis * 4: glycerin diacrylate * 5: glycerin dimethacrylate * 6: 2-hydroxyethyl methacrylate * 7: 2-hydroxyethyl acrylate

【0029】[0029]

【表2】 [Table 2]

【0030】表2において、 A:アクリロイル基 M:メタクリロイル基In Table 2, A: acryloyl group M: methacryloyl group

【0031】 試験区分3(実施例及び比較例とその評価) ・実施例1〜8、比較例1〜5 表3又は表4に記載の不飽和ウレタン50部、ビニル単
量体50部及び光重合開始剤5部並びに加える場合のフ
ィラー100部を混合容器にとり、ペイントシェーカー
を用いて均一となるまで撹拌し、光学的立体造形用組成
物を調製した。熱可塑性高分子を加える場合には、その
30部を不飽和ウレタン50部とビニル単量体50部と
から成る混合溶液に予め均一溶解しておいたものを用い
た。そして該光学的立体造形用組成物を充填した容器を
装着の三次元NCテーブル及びヘリウム・カドミウムレ
ーザー光(波長3250オングストローム)制御システ
ムで主構成された光学的立体造形装置を用い、未硬化層
として該混合溶液を0.2mmの厚さで供給し、その表面
に対し垂直方向から集束されたヘリウム・カドミウムレ
ーザー光を照射して、該未硬化層を硬化するという操作
を繰り返して行なう積層硬化法で、直径150mm×厚さ
10mmの円板を造形した。各光学的立体造形用組成物に
ついて、造形に要した時間を測定し、結果を表3又は表
4に示した。また造形した円板を長さ127mm×幅1
2.7mmにダイヤモンドカッターを用いて切断し、試験
片を作製した。この試験片についてJIS−K6919
に準じ熱変形温度を測定した。併せて造形した円板の反
り具合を肉眼観察し、反応収縮性の指標とすると共に、
該円板中の固体微粒子の平均粒子径を測定した。結果を
表3又は表4に示した。
Test Category 3 (Examples and Comparative Examples and Evaluations) Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 50 50 parts of unsaturated urethane, 50 parts of vinyl monomer and light described in Table 3 or Table 4 5 parts of the polymerization initiator and 100 parts of the filler to be added were placed in a mixing vessel, and stirred until uniform using a paint shaker to prepare a composition for optical three-dimensional modeling. In the case of adding a thermoplastic polymer, 30 parts of the thermoplastic polymer were previously uniformly dissolved in a mixed solution composed of 50 parts of unsaturated urethane and 50 parts of a vinyl monomer. An uncured layer is formed by using an optical three-dimensional modeling apparatus mainly including a three-dimensional NC table equipped with a container filled with the optical three-dimensional modeling composition and a helium / cadmium laser beam (wavelength: 3250 Å) control system. A lamination curing method in which the mixed solution is supplied in a thickness of 0.2 mm, and the surface is irradiated with a helium-cadmium laser beam focused from a vertical direction to cure the uncured layer, thereby repeatedly performing a lamination curing method. Thus, a disk having a diameter of 150 mm and a thickness of 10 mm was formed. The time required for molding was measured for each optical three-dimensional molding composition, and the results are shown in Table 3 or Table 4. In addition, the shaped disk is 127mm long x 1 width.
The test piece was cut to 2.7 mm using a diamond cutter. About this test piece, JIS-K6919
The heat distortion temperature was measured according to. In addition to visually observing the degree of warpage of the molded disk, as an index of reaction contraction,
The average particle diameter of the solid fine particles in the disk was measured. The results are shown in Table 3 or Table 4.

【0032】[0032]

【表3】 [Table 3]

【0033】[0033]

【表4】 [Table 4]

【0034】表3及び表4において、 *9:トリエトキシル化トリメチロールプロパンジアク
リレート・モノメタクリレート *10:テトラエチレングリコールジアクリレート *11:テトラエチレングリコールジアクリレート/テ
トラエチレングリコールジメタクリレート=(1/1重
量比)混合物 *14:1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン
(チバガイギー社製、商品名イルガキュア184) *15:平均粒子径が0.7μmのメチルシロキサン粒
子 *16:平均繊維長が10μmの硫酸マグネシウム繊維
ウイスカー *17:ポリイソブチルメタクリレート(平均分子量約
50000) *18:ポリプロピレンアジペート(平均分子量約55
00)
In Tables 3 and 4, * 9: triethoxylated trimethylolpropane diacrylate / monomethacrylate * 10: tetraethylene glycol diacrylate * 11: tetraethylene glycol diacrylate / tetraethylene glycol dimethacrylate = (1 / * 1: 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone (trade name: Irgacure 184, manufactured by Ciba Geigy) * 15: Methylsiloxane particles having an average particle diameter of 0.7 μm * 16: Magnesium sulfate fiber having an average fiber length of 10 μm Whisker * 17: Polyisobutyl methacrylate (average molecular weight: about 50,000) * 18: Polypropylene adipate (average molecular weight: about 55)
00)

【0035】・比較例6〜10(光キャスト成形法によ
る立体造形物の製造と評価) 実施例7、8、比較例2、4及び5で用いた光学的立体
造形用組成物を、厚さ10mmのシリコンゴムを厚さ3mm
のガラス板2枚で挟んだ幅150mm×高さ150mm×厚
さ10mmの空間を有する注型槽に充填した後、500ワ
ット超高圧水銀ランプ(主波長3650オングストロー
ム)を用いて20cmの距離から紫外線照射して、光キャ
スト成形法による立体造形物を得た。注型槽の中央部に
熱電対を装着し、硬化による発熱を測定し、照射開始か
ら最高温度に至るまでの時間を測定し、これを光重合反
応性の指標として、結果を表5に示した。また得られた
立体造形物を長さ127mm×幅12.7mmにダイヤモン
ドカッターを用いて切断し、試験片を作製して、JIS
−K6919に準じ熱変形温度を測定した。結果を表5
に示した。
Comparative Examples 6 to 10 (Manufacture and evaluation of three-dimensional molded articles by optical cast molding method) The compositions for optical three-dimensional molding used in Examples 7, 8 and Comparative Examples 2, 4, and 5 were prepared as follows. 10mm silicone rubber 3mm thick
Is filled into a casting tank having a space of 150 mm wide x 150 mm high x 10 mm thick sandwiched between two glass plates, and then ultraviolet rays from a distance of 20 cm using a 500 watt ultra-high pressure mercury lamp (main wavelength: 3650 angstroms). Irradiation was performed to obtain a three-dimensional structure by an optical cast molding method. A thermocouple was attached to the center of the casting tank, the heat generated by curing was measured, the time from the start of irradiation to the maximum temperature was measured, and this was used as an index of photopolymerization reactivity, and the results are shown in Table 5. Was. In addition, the obtained three-dimensional molded article was cut into a length of 127 mm × a width of 12.7 mm using a diamond cutter to prepare a test piece, which was subjected to JIS.
The heat distortion temperature was measured according to -K6919. Table 5 shows the results
It was shown to.

【0036】[0036]

【表5】 [Table 5]

【0037】表5において、 **:照射開始100分後においても、発熱がほとんど
認められなかった。
In Table 5, **: almost no heat generation was observed even 100 minutes after the start of irradiation.

【0038】[0038]

【発明の効果】既に明らかなように、以上説明した本発
明には、積層硬化法により立体造形物を形成する方法に
おいて、用いる光学的立体造形用組成物に良好な光重合
反応性を付与でき、同時に得られる立体造形物に優れた
熱的物性を付与できるという効果がある。
As is clear from the above, the present invention described above can impart good photopolymerization reactivity to the optical three-dimensional molding composition used in the method of forming a three-dimensional molded object by the lamination curing method. In addition, there is an effect that excellent thermal properties can be imparted to the three-dimensional structure obtained at the same time.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/028 G03F 7/028 (56)参考文献 特開 平2−3133(JP,A) 特開 昭64−948(JP,A) 特開 平2−145616(JP,A) 特開 昭63−107954(JP,A)──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical display location G03F 7/028 G03F 7/028 (56) References JP-A-2-3133 (JP, A) JP-A 64-948 (JP, A) JP-A-2-145616 (JP, A) JP-A 63-107954 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 未硬化の光学的立体造形用組成物の層に
エネルギー線を照射して最初の硬化層を形成した後、該
硬化層の上に新たに未硬化の光学的立体造形用組成物の
層を供給し、これにエネルギー線を照射して次の硬化層
を形成する操作を繰り返して行なうことにより立体造形
物を形成する方法において、光学的立体造形用組成物と
して、下記の式1で示される不飽和ウレタンと、該不飽
和ウレタンと共重合可能なビニル単量体として(メタ)
アクリル酸エステルと、平均粒子径0.1〜50μmの
無機固体微粒子及び平均繊維長1〜70μmの無機繊維
ウイスカーから選ばれるフィラーの1種又は2種以上及
び/又は収縮低減剤として有機高分子と、光重合開始剤
とから成り、且つ該不飽和ウレタン/該ビニル単量体=
10/90〜90/10(重量比)、該フィラーを該不
飽和ウレタン及び該ビニル単量体の合計量100重量部
当たり300重量部以下、該収縮低減剤を該不飽和ウレ
タン及び該ビニル単量体の合計量100重量部当たり1
00重量部以下の割合で含有して成る光学的立体造形用
組成物を用いることを特徴とする光学的立体造形方法。 【式1】 [式1において、 X2:ジイソシアネートからイソシアネート基を除いた
残基 Y3:トリオールから水酸基を除いた残基 Y4:ジオールから水酸基を除いた残基 R5,R6,R7:同時に同一にはならないH又はCH3
An uncured optical three-dimensional structure forming composition is formed by irradiating an energy beam to an uncured layer of the optical three-dimensional structure forming composition, and then forming a new uncured optical three-dimensional structure composition on the cured layer. In a method of forming a three-dimensional object by repeatedly performing an operation of supplying a layer of the object and irradiating it with an energy ray to form a next cured layer, the composition for optical three-dimensional object is represented by the following formula: And a vinyl monomer copolymerizable with the unsaturated urethane (meth).
An acrylic acid ester, one or more fillers selected from inorganic solid fine particles having an average particle diameter of 0.1 to 50 μm and inorganic fiber whiskers having an average fiber length of 1 to 70 μm, and / or an organic polymer as a shrinkage reducing agent And a photopolymerization initiator, and the unsaturated urethane / the vinyl monomer =
10/90 to 90/10 (weight ratio), the filler is 300 parts by weight or less per 100 parts by weight of the total amount of the unsaturated urethane and the vinyl monomer, and the shrinkage reducing agent is the unsaturated urethane and the vinyl monomer. 1 per 100 parts by weight of the total amount of
00 optical three-dimensional forming form how, which comprises using a stereolithography composition comprising in an amount of less parts. (Equation 1) [In the formula 1, X 2 : a residue obtained by removing an isocyanate group from a diisocyanate Y 3 : a residue obtained by removing a hydroxyl group from a triol Y 4 : a residue obtained by removing a hydroxyl group from a diol R 5 , R 6 , R 7 : same at the same time H or CH 3 ]
【請求項2】 ビニル単量体がポリオールとアクリル酸
及びメタクリル酸とから得られる混合不飽和酸エステル
である請求項1記載の光学的立体造形方法。
Wherein optical three-dimensional forming form how according to claim 1 is mixed unsaturated acid esters obtained from a vinyl monomer is a polyol and acrylic acid and methacrylic acid.
【請求項3】 収縮低減剤が不飽和ウレタンとビニル単
量体とから成る混合溶液に溶解する熱可塑性高分子であ
る請求項1又は2記載の光学的立体造形方法。
Wherein optical three-dimensional forming form how according to claim 1 or 2 wherein the thermoplastic polymer shrinkage reducing agent is dissolved in a mixed solution consisting of an unsaturated urethane and vinyl monomer.
【請求項4】 請求項1、2又は3記載の方法によって
得られる立体造形物。
4. A three-dimensional structure obtained by the method according to claim 1, 2 or 3 .
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