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JP7015682B2 - Resin composition for stereolithography - Google Patents

Resin composition for stereolithography Download PDF

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JP7015682B2
JP7015682B2 JP2017234636A JP2017234636A JP7015682B2 JP 7015682 B2 JP7015682 B2 JP 7015682B2 JP 2017234636 A JP2017234636 A JP 2017234636A JP 2017234636 A JP2017234636 A JP 2017234636A JP 7015682 B2 JP7015682 B2 JP 7015682B2
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JP
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compound
resin composition
stereolithography
cured product
pattern
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功治 渡部
弘章 尾添
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Nagase Chemtex Corp
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Nagase Chemtex Corp
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Description

本発明は、光照射により硬化して二次元や三次元の造形物を作製するための光造形用樹脂組成物に関する。 The present invention relates to a stereolithography resin composition for producing a two-dimensional or three-dimensional model by curing by light irradiation.

光造形は、様々な用途への応用が期待されており、ゴム弾性を有する硬化物を形成するための光造形用樹脂組成物も検討されている。このような光造形用樹脂組成物では、ガラス転位点(Tg)を低くすることで、硬化物にゴム弾性を付与している。 Stereolithography is expected to be applied to various applications, and a resin composition for stereolithography for forming a cured product having rubber elasticity is also being studied. In such a resin composition for stereolithography, rubber elasticity is imparted to the cured product by lowering the glass transition point (Tg).

特許文献1では、硬化物のTgが10℃以下の光学的立体造形法に用いる樹脂組成物が提案されている。特許文献2には、ホモポリマーのTgが-18℃以下の(メタ)アクリレートを用いた三次元造形用インク組成物が提案されている。 Patent Document 1 proposes a resin composition used for an optical three-dimensional modeling method in which the Tg of a cured product is 10 ° C. or lower. Patent Document 2 proposes an ink composition for three-dimensional modeling using a (meth) acrylate having a homopolymer Tg of −18 ° C. or lower.

特開2000-290328号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-290328 特開2015-78255号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-78255

しかし、従来の光造形用樹脂組成物を用いて得られる硬化物の伸び率は100%程度に過ぎず、破断伸度が低い。このような樹脂組成物の硬化物は、脆く、十分な品質を確保することが難しい。 However, the elongation rate of the cured product obtained by using the conventional stereolithography resin composition is only about 100%, and the elongation at break is low. The cured product of such a resin composition is brittle, and it is difficult to ensure sufficient quality.

本発明の一局面は、光硬化性化合物と、光反応開始剤とを含む、光造形用樹脂組成物であって、
前記光硬化性化合物は、擬似架橋点を形成し得る官能部位および化学架橋点を形成し得る1つの第1反応性官能基を有する第1化合物と、化学架橋点を形成し得る2つ以上の第2反応性官能基を有する第2化合物と、を含み、
前記光硬化性化合物に占める前記第1化合物の割合は、40質量%以上であり、
前記光硬化性化合物に占める前記第2化合物の割合は、5質量%以上であり、
前記光造形用樹脂組成物の硬化物の23℃における損失正接tanδが、0.3以上である、光造形用樹脂組成物に関する。
One aspect of the present invention is a stereolithographic resin composition containing a photocurable compound and a photoreaction initiator.
The photocurable compound includes a first compound having a functional site capable of forming a pseudo-crosslink point and one first reactive functional group capable of forming a chemical cross-linking point, and two or more compounds capable of forming a chemical cross-linking point. Containing a second compound having a second reactive functional group,
The ratio of the first compound to the photocurable compound is 40% by mass or more, and is
The ratio of the second compound to the photocurable compound is 5% by mass or more, and is
The present invention relates to a stereolithography resin composition in which the loss tangent tan δ of the cured product of the stereolithography resin composition at 23 ° C. is 0.3 or more.

本発明の上記局面によれば、破断伸度が高い硬化物を得ることができる光造形用樹脂組成物を提供できる。 According to the above aspect of the present invention, it is possible to provide a resin composition for stereolithography capable of obtaining a cured product having a high elongation at break.

本発明の一実施形態に係る光造形用樹脂組成物を用いて、三次元造形物を形成する工程を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the process of forming a 3D model using the resin composition for stereolithography which concerns on one Embodiment of this invention.

[光造形用樹脂組成物]
本発明の一局面に係る光造形用樹脂組成物は、光硬化性化合物と、光反応開始剤とを含む。光硬化性化合物は、擬似架橋点を形成し得る官能部位および化学架橋点を形成し得る1つの反応性官能基(第1反応性官能基)を有する化合物(第1化合物)と、化学架橋点を形成し得る2つ以上の反応性官能基(第2反応性官能基)を有する化合物(第2化合物)と、を含む。光硬化性化合物に占める第1化合物の割合は、40質量%以上であり、光硬化性化合物に占める第2化合物の割合は、5質量%以上である。光造形用樹脂組成物の硬化物の23℃における損失正接tanδは、0.3以上である。
[Resin composition for stereolithography]
The stereolithography resin composition according to one aspect of the present invention contains a photocurable compound and a photoreaction initiator. The photocurable compound includes a compound (first compound) having a functional site capable of forming a pseudo-crosslink point and one reactive functional group (first reactive functional group) capable of forming a chemical cross-linking point, and a chemical cross-linking point. Includes a compound (second compound) having two or more reactive functional groups (second reactive functional groups) capable of forming the above. The ratio of the first compound to the photocurable compound is 40% by mass or more, and the ratio of the second compound to the photocurable compound is 5% by mass or more. The loss tangent tan δ of the cured product of the stereolithography resin composition at 23 ° C. is 0.3 or more.

光造形用樹脂組成物は、一般に、光硬化性樹脂組成物で構成されている。光硬化性樹脂組成物は、光照射により、光硬化性樹脂の重合や架橋を含む硬化反応が進行することで、硬化物である光造形物に変換される。このような一般的な従来の光造形用樹脂組成物では、ポリマー鎖同士は、強固な化学架橋により架橋されるため、硬化物の柔軟性が低く、硬化物の破断伸度を大きくすることはできない。ポリマー鎖同士を架橋しない場合には、硬化物は、変形はするものの、元の形状に戻らない。また、従来のように、硬化物のTgを低くすると、硬化物の粘性は高まるが弾性は低下するため、伸びをある程度大きくできるものの、伸び率が100%程度でも破断してしまい、破断伸度を高めることは難しい。 The stereolithography resin composition is generally composed of a photocurable resin composition. The photocurable resin composition is converted into a stereolithographic product which is a cured product by advancing a curing reaction including polymerization and cross-linking of the photocurable resin by irradiation with light. In such a general conventional stereolithography resin composition, the polymer chains are crosslinked by strong chemical cross-linking, so that the flexibility of the cured product is low and the breaking elongation of the cured product cannot be increased. Can not. If the polymer chains are not crosslinked, the cured product will be deformed but will not return to its original shape. Further, as in the conventional case, when the Tg of the cured product is lowered, the viscosity of the cured product is increased but the elasticity is decreased. Is difficult to increase.

本発明の上記局面によれば、40質量%以上の第1化合物を用いることで、化学架橋する第2化合物の割合を相対的に減らすことができるとともに、硬化物中で第1化合物の官能部位により擬似架橋点を形成することができる。また、5質量%以上の第2化合物を用いることで、ある程度の化学架橋点を確保することができる。さらに、tanδを0.3以上とすることで、擬似架橋および化学架橋による硬化物の粘性と弾性とのバランスを調節し易くなる。よって、硬化物を高い伸度でゴムのように伸ばすことができるとともに、硬化物を伸ばした後に、高い回復率で、元のサイズや形状に戻すことができる。よって、高い破断伸度が得られる。 According to the above aspect of the present invention, by using 40% by mass or more of the first compound, the proportion of the second compound chemically crosslinked can be relatively reduced, and the functional moiety of the first compound in the cured product can be relatively reduced. Can form a pseudo-crosslink point. Further, by using a second compound of 5% by mass or more, a certain degree of chemical cross-linking point can be secured. Further, by setting tan δ to 0.3 or more, it becomes easy to adjust the balance between the viscosity and elasticity of the cured product by pseudo-crosslinking and chemical cross-linking. Therefore, the cured product can be stretched like rubber with high elongation, and after the cured product is stretched, it can be restored to its original size and shape with a high recovery rate. Therefore, high breaking elongation can be obtained.

なお、擬似架橋点とは、非共有性の相互作用を言う。非共有性の相互作用としては、水素結合、ロンドン分散力(π-π相互作用など)、カチオン-π相互作用などが挙げられる。一方、化学架橋点とは、共有結合性やイオン結合性の相互作用を言い、より具体的には、共有結合やイオン結合による架橋点を言う。 The pseudo-crosslink point refers to a non-shared interaction. Non-shared interactions include hydrogen bonds, London dispersion forces (π-π interactions, etc.), cation-π interactions, and the like. On the other hand, the chemical cross-linking point refers to a covalent-bonding or ionic-bonding interaction, and more specifically, a cross-linking point due to a covalent bond or an ionic bond.

損失正接tanδは、23℃における硬化物の貯蔵せん断弾性率G1と損失せん断弾性率(G2)との比:G2/G1である。tanδは、動的粘弾性測定(DMA)により求めることができる。具体的には、まず、光造形用樹脂組成物を用いて300μmの厚みの膜を作製し、膜に光照射することで完全に硬化させ、硬化物のサンプルを作製する。そして、このサンプルを用いて、市販の動的粘弾性測定装置を用いたDMAにより、23℃および周波数1Hzの条件下で、tanδが求められる。 The loss tangent tan δ is the ratio of the stored shear modulus G1 of the cured product to the loss shear modulus (G2) at 23 ° C.: G2 / G1. tan δ can be determined by dynamic viscoelasticity measurement (DMA). Specifically, first, a film having a thickness of 300 μm is prepared using a stereolithography resin composition, and the film is completely cured by irradiating the film with light to prepare a sample of the cured product. Then, using this sample, tan δ can be obtained under the conditions of 23 ° C. and a frequency of 1 Hz by DMA using a commercially available dynamic viscoelasticity measuring device.

以下に、光造形用樹脂組成物の構成についてより具体的に説明する。
(光硬化性化合物)
光硬化性化合物は、第1化合物と、第2化合物とを含む。
第1化合物は、擬似架橋点を形成し得る官能部位を有するが、化学架橋点を形成し得る反応性官能基(第1反応性官能基)は1つしか有しておらず、硬化反応に使用される硬化性材料では、一般に、単官能化合物と呼ばれるものである。それに対し、第2化合物は、化学架橋点を形成し得る反応性官能基(第2反応性官能基)を2つ以上有しており、硬化反応に使用される硬化性材料では、一般に、多官能化合物と呼ばれるものである。
Hereinafter, the configuration of the stereolithography resin composition will be described more specifically.
(Photocurable compound)
The photocurable compound includes a first compound and a second compound.
The first compound has a functional site capable of forming a pseudo-crosslink point, but has only one reactive functional group (first reactive functional group) capable of forming a chemical crosslink point, and is used for a curing reaction. The curable material used is generally referred to as a monofunctional compound. On the other hand, the second compound has two or more reactive functional groups (second reactive functional groups) capable of forming a chemical cross-linking point, and is generally abundant in the curable material used for the curing reaction. It is called a functional compound.

第1化合物は、1つの化学架橋点を有するため、樹脂組成物を硬化させる際に、第2化合物とともに重合や化学架橋によりポリマー鎖に組み込まれる。第1化合物がポリマー鎖に組み込まれることで、擬似架橋点を形成し得る官能部位がポリマー鎖に導入される。ポリマー鎖に導入された官能部位は、硬化物中で擬似架橋点を形成することで、硬化物の弾性が発現する。擬似架橋点は、ポリマー鎖間で擬似的に架橋しているような挙動を示すが、強固な結合である化学架橋点と比べると弱い相互作用である。そのため、硬化物を引っ張ったときに、擬似架橋が一旦解かれても、近くの官能基と再び擬似架橋点を形成する。そのため、擬似架橋点により弾性を確保しながらも、硬化物を引っ張ったときの破断が起こり難い。それに対し、硬化物が多くの化学架橋を有する場合には、硬化物を引っ張ったときに、物理的にポリマー鎖や架橋点が切れてしまうと、再度架橋することは難しいため、破断伸度を大きくすることは難しい。 Since the first compound has one chemical cross-linking point, it is incorporated into the polymer chain by polymerization or chemical cross-linking together with the second compound when the resin composition is cured. By incorporating the first compound into the polymer chain, functional sites capable of forming pseudo-crosslink points are introduced into the polymer chain. The functional sites introduced into the polymer chain form pseudo-crosslink points in the cured product, thereby exhibiting the elasticity of the cured product. Pseudo-crosslinking points behave like pseudo-crosslinking between polymer chains, but are weaker interactions than chemical cross-linking points, which are strong bonds. Therefore, when the cured product is pulled, even if the pseudo-crosslink is once broken, a pseudo-crosslink point is formed again with a nearby functional group. Therefore, while ensuring elasticity by the pseudo-crosslinking point, breakage when the cured product is pulled is unlikely to occur. On the other hand, when the cured product has many chemical cross-links, if the polymer chain or the cross-linking point is physically broken when the cured product is pulled, it is difficult to cross-link again. It's difficult to make it bigger.

(第1化合物)
第1化合物の擬似架橋点としては、水素結合およびπ-π相互作用の少なくとも一方が好ましい。水素結合を形成する官能部位としては、ヒドロキシ基、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、アミノ基などが挙げられる。ポリマー鎖間で擬似架橋点が形成され易いように、ヒドロキシ基は、第1化合物の末端に存在する末端ヒドロキシ基であるよりも、側鎖に存在する側鎖ヒドロキシ基であることが好ましい。π-π相互作用を形成する官能部位としては、芳香族環が挙げられる。芳香族環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環(C6-20芳香族環など)などが挙げられる。芳香族環のうち、π-π相互作用が形成され易い観点からは、ベンゼン環が好ましい。
(1st compound)
As the pseudo-crosslink point of the first compound, at least one of hydrogen bond and π-π interaction is preferable. Examples of the functional site forming a hydrogen bond include a hydroxy group, a urethane bond, a urea bond, an amide bond, and an amino group. The hydroxy group is preferably a side chain hydroxy group present in the side chain rather than a terminal hydroxy group present at the end of the first compound so that pseudo-crosslink points are easily formed between the polymer chains. Examples of the functional site forming the π-π interaction include an aromatic ring. Examples of the aromatic ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a phenanthrene ring (C 6-20 aromatic ring, etc.) and the like. Of the aromatic rings, the benzene ring is preferable from the viewpoint that the π-π interaction is easily formed.

これらのうち、適度な結合力の擬似架橋点を形成し易い観点からは、ヒドロキシ基(特に、側鎖ヒドロキシ基)、ウレタン結合、および芳香族環が好ましい。第1化合物は、これらの官能部位を1つ有していてもよく、2つ以上(例えば、2個以上4個以下)有してもよい。第1化合物が2つ以上の官能部位を有する場合、全ての官能部位が同じまたは異なっていてもよく、一部の官能部位が同じであってもよい。例えば、第1化合物は、水素結合を形成する1つ以上の官能部位と、1つ以上の芳香族環(ベンゼン環など)とを備えていてもよい。また、光硬化性化合物は、一種の第1化合物を含んでもよく、官能部位および/または第1反応性官能基の異なる二種以上の第1化合物を含んでもよい。 Of these, a hydroxy group (particularly, a side chain hydroxy group), a urethane bond, and an aromatic ring are preferable from the viewpoint of easily forming a pseudo-crosslinked point having an appropriate bonding force. The first compound may have one of these functional sites, or may have two or more (for example, two or more and four or less). When the first compound has two or more functional sites, all functional sites may be the same or different, and some functional sites may be the same. For example, the first compound may comprise one or more functional moieties that form hydrogen bonds and one or more aromatic rings (such as a benzene ring). Further, the photocurable compound may contain one kind of first compound, or may contain two or more kinds of first compounds having different functional sites and / or first reactive functional groups.

第1反応性官能基としては、例えば、光照射により発生したラジカル、カチオンまたはアニオンなどの作用により硬化または重合可能な官能基(重合性官能基とも言う)が挙げられる。重合性官能基としては、ビニル基、アリル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などの重合性炭素-炭素不飽和結合を有する基などが好ましい。中でも、第1反応性官能基としては、アクリロイル基およびメタクリロイル基などのラジカル重合性の官能基が好ましい。アクリロイル基および/またはメタクリロイル基を有する第1化合物は、アクリル系化合物と呼ばれる。 Examples of the first reactive functional group include functional groups that can be cured or polymerized by the action of radicals, cations, anions and the like generated by light irradiation (also referred to as polymerizable functional groups). As the polymerizable functional group, a group having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond such as a vinyl group, an allyl group, an acryloyl group, and a methacryloyl group is preferable. Among them, as the first reactive functional group, a radically polymerizable functional group such as an acryloyl group and a methacryloyl group is preferable. The first compound having an acryloyl group and / or a methacryloyl group is called an acrylic compound.

アクリル系化合物としては、例えば、上記官能部位を有するアルコールの(メタ)アクリル酸エステルが使用される。高い反応速度が得られ易く、三次元光造形し易い観点からは、アクリロイル基を有するアクリル系化合物を用いることが好ましい。なお、本明細書中、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルを、(メタ)アクリル酸エステルまたは(メタ)アクリレートと総称することがある。 As the acrylic compound, for example, a (meth) acrylic acid ester of an alcohol having the above-mentioned functional moiety is used. From the viewpoint that a high reaction rate can be easily obtained and three-dimensional stereolithography can be easily performed, it is preferable to use an acrylic compound having an acryloyl group. In the present specification, acrylic acid ester and methacrylic acid ester may be collectively referred to as (meth) acrylic acid ester or (meth) acrylate.

光硬化性化合物に占める第1化合物の割合は、40質量%以上である。第1化合物の割合が40質量%未満では、相対的に第2化合物の割合が多くなるため、化学架橋点の比率が多くなりすぎて、破断伸度が低下する。多くの擬似架橋点を形成して、より高い破断伸度を確保する観点からは、光硬化性化合物に占める第1化合物の割合は50質量%以上が好ましい。また、第1化合物の割合は、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下としてもよい。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。 The ratio of the first compound to the photocurable compound is 40% by mass or more. When the ratio of the first compound is less than 40% by mass, the ratio of the second compound is relatively large, so that the ratio of the chemical cross-linking points becomes too large and the elongation at break decreases. From the viewpoint of forming many pseudo-crosslink points and ensuring higher breaking elongation, the ratio of the first compound to the photocurable compound is preferably 50% by mass or more. The proportion of the first compound is preferably 95% by mass or less, and may be 90% by mass or less. These lower limit values and upper limit values can be arbitrarily combined.

(第2化合物)
第2化合物が有する第2反応性官能基は、第1反応性官能基について例示したものから選択できる。中でも、第2反応性官能基としては、ラジカル重合性の官能基(アクリロイル基およびメタクリロイル基など)が好ましい。アクリロイル基および/またはメタクリロイル基を有する第2化合物は、アクリル系化合物と呼ばれる。
(Second compound)
The second reactive functional group contained in the second compound can be selected from those exemplified for the first reactive functional group. Among them, as the second reactive functional group, a radically polymerizable functional group (acryloyl group, methacryloyl group, etc.) is preferable. The second compound having an acryloyl group and / or a methacryloyl group is called an acrylic compound.

第2化合物における第2反応性官能基の個数は、2個以上であればよく、2個以上8個以下であることが好ましく、2個以上4個以下であることがさらに好ましい。2つの第2反応性官能基を有する第2化合物と、3個以上の第2反応性官能基を有する第2化合物とを組み合わせて用いてもよい。 The number of the second reactive functional groups in the second compound may be 2 or more, preferably 2 or more and 8 or less, and more preferably 2 or more and 4 or less. A second compound having two second reactive functional groups and a second compound having three or more second reactive functional groups may be used in combination.

アクリル系化合物としては、例えば、ポリオールのポリ(メタ)アクリル酸エステルが使用される。ポリオールは、脂肪族ポリオール、脂環族ポリオール、芳香族ポリオールなどの他、ポリエステルポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール、ポリエステルポリウレタンポリオール、ポリエーテルウレタンポリオールなどであってもよい。
第2化合物は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
As the acrylic compound, for example, a poly (meth) acrylic acid ester of a polyol is used. The polyol may be a polyester polyol, a polyether polyol, a polyurethane polyol, a polyester polyurethane polyol, a polyether urethane polyol, or the like, in addition to an aliphatic polyol, an alicyclic polyol, an aromatic polyol, and the like.
As the second compound, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

光硬化性化合物に占める第2化合物の割合は、5質量%以上である。第2化合物の割合が5質量%未満では、硬化物を引っ張ったときに、元に戻る作用がほとんど得られない。硬化物を引っ張ったときの復元効果を確保し易い観点からは、光硬化性化合物に占める第2化合物の割合は、10質量%以上が好ましい。第2化合物の割合は、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることが好ましい。これらの下限値と上限値とは任意に組み合わせることができる。 The ratio of the second compound to the photocurable compound is 5% by mass or more. If the proportion of the second compound is less than 5% by mass, when the cured product is pulled, the effect of returning to the original state is hardly obtained. From the viewpoint of easily ensuring the restoring effect when the cured product is pulled, the ratio of the second compound to the photocurable compound is preferably 10% by mass or more. The ratio of the second compound is preferably 60% by mass or less, and preferably 50% by mass or less. These lower limit values and upper limit values can be arbitrarily combined.

(その他)
光硬化性化合物は、さらに、第1化合物および第2化合物以外の第3化合物を含んでいてもよい。第3化合物としては、例えば、反応性官能基を1つ有するが、擬似架橋点を形成し得る官能基を有さない化合物(単官能化合物)が挙げられる。第3化合物としては、反応性官能基としては、アクリロイル基およびメタクリロイル基などのラジカル重合性の官能基を有するもの(アクリル系化合物)が好ましい。第3化合物としては、例えば、モノアルコールの(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。第3化合物として一般に反応性希釈剤(好ましくはアクリル系反応性希釈剤)と呼ばれるものを用いてもよい。
光硬化性化合物に占める第3化合物の比率は、10質量%以下であることが好ましい。
(others)
The photocurable compound may further contain a third compound other than the first compound and the second compound. Examples of the third compound include compounds having one reactive functional group but no functional group capable of forming a pseudo-crosslink point (monofunctional compound). As the third compound, as the reactive functional group, a compound having a radically polymerizable functional group such as an acryloyl group and a methacryloyl group (acrylic compound) is preferable. Examples of the third compound include (meth) acrylic acid esters of monoalcohols. As the third compound, what is generally called a reactive diluent (preferably an acrylic reactive diluent) may be used.
The ratio of the third compound to the photocurable compound is preferably 10% by mass or less.

(光反応開始剤)
光造形用樹脂組成物に含まれる光反応開始剤(または光重合開始剤)は、光の作用により活性化して、光硬化性化合物の硬化(具体的には重合)を開始させる。光反応開始剤としては、例えば、光の作用によりラジカルを発生するラジカル重合開始剤のほか、光の作用により酸(またはカチオン)を生成するもの(具体的には、カチオン発生剤)が挙げられる。光反応開始剤は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。光反応開始剤は、光硬化性化合物のタイプ、例えば、ラジカル重合性であるか、カチオン重合性であるかなどに応じて選択される。ラジカル重合開始剤(ラジカル光重合開始剤)としては、例えば、アルキルフェノン系光重合開始剤、アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤などが挙げられる。
(Photoreaction initiator)
The photoreaction initiator (or photopolymerization initiator) contained in the photomodeling resin composition is activated by the action of light to initiate curing (specifically, polymerization) of the photocurable compound. Examples of the photoreaction initiator include radical polymerization initiators that generate radicals by the action of light, and agents that generate acids (or cations) by the action of light (specifically, cation generators). .. As the photoreaction initiator, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. The photoreaction initiator is selected depending on the type of photocurable compound, for example, whether it is radically polymerizable or cationically polymerizable. Examples of the radical polymerization initiator (radical photopolymerization initiator) include an alkylphenone-based photopolymerization initiator and an acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator.

アルキルフェノン系光重合開始剤としては、例えば、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン(BASF社、IRGACURE 651)、1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン(BASF社、IRGACURE 184)、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン(BASF社、IRGACURE 1173)、1-[4-(2-ヒドロキシエトキシ)-フェニル]-2-ヒドロキシ-2-メチル-1-プロパン-1-オン(BASF社、IRGACURE 2959)、2-ヒロドキシ-1-{4-[4-(2-ヒドロキシ-2-メチル-プロピオニル)-ベンジル]フェニル}-2-メチル-プロパン-1-オン(BASF社、IRGACURE 127)、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン(BASF社、IRGACURE 907)、2-ベンジル-2-ジメチルアミノ-1-(4-モルフォリノフェニル)-ブタノン-1(BASF社、IRGACURE 369E)、2-(ジメチルアミノ)-2-[(4-メチルフェニル)メチル]-1-[4-(4-モルホリニル)フェニル]-1-ブタノン(BASF社、IRGACURE 379EG)などが挙げられる。 Examples of the alkylphenone-based photopolymerization initiator include 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one (BASF, IRGACURE 651) and 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (BASF, IRGACURE). 184), 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (BASF, IRGACURE 1173), 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl -1-Propane-1-one (BASF, IRGACURE 2959), 2-Hirodoxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-methyl-propane -1-one (BASF, IRGACURE 127), 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropane-1-one (BASF, IRGACURE 907), 2-benzyl-2-dimethylamino -1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (BASF, IRGACURE 369E), 2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [4- (4-morpholinyl) ) Phenyl] -1-butanone (BASF, IRGACURE 379EG) and the like.

アシルホスフィンオキサイド系光重合開始剤としては、例えば、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイド(BASF社、IRGACURE TPO)、ビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)-フェニルフォスフィンオキサイド(BASF社、IRGACURE 819)などが挙げられる。 Examples of the acylphosphine oxide-based photopolymerization initiator include 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide (BASF, IRGACURE TPO) and bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine. Examples thereof include oxides (BASF, IRGACURE 819).

(その他)
光造形用樹脂組成物は、さらに、その他の公知の硬化性樹脂などを含んでもよい。
また、光造形用樹脂組成物は、公知の添加剤を含むことができる。
(others)
The stereolithography resin composition may further contain other known curable resins and the like.
Moreover, the resin composition for stereolithography can contain a known additive.

光造形用樹脂組成物の硬化物の23℃における損失正接tanδは、0.3以上であればよく、0.4以上であることが好ましい。tanδが0.3未満である場合には、破断伸度が低い。貯蔵せん断弾性率の低下に伴い、ゴム特有の引っ張り後に元の形状に戻る性質が低下することを抑制する観点から、tanδは3以下であることが好ましい。 The loss tangent tan δ of the cured product of the stereolithography resin composition at 23 ° C. may be 0.3 or more, preferably 0.4 or more. When tan δ is less than 0.3, the elongation at break is low. The tan δ is preferably 3 or less from the viewpoint of suppressing the deterioration of the property of returning to the original shape after pulling, which is peculiar to rubber, as the storage shear elastic modulus decreases.

光造形用樹脂組成物の25℃における粘度は、例えば、50mPa以上50Pa以下である。光造形用樹脂組成物がこのような粘度を有する場合、光造形の作業性を高めることができる。
上記の粘度は、例えば、コーンプレート型のE型粘度計を用いて、10rpmの回転速度で測定したものとすることができる。
The viscosity of the stereolithography resin composition at 25 ° C. is, for example, 50 mPa or more and 50 Pa or less. When the resin composition for stereolithography has such a viscosity, the workability of stereolithography can be enhanced.
The above viscosity can be measured, for example, using a cone plate type E-type viscometer at a rotation speed of 10 rpm.

光造形用樹脂組成物は、室温(例えば、20℃以上35℃以下)で液状であることが好ましい。液状の樹脂組成物は、3Dプリンタなどを用いて容易に光造形することができる。この場合の光造形用樹脂組成物の25℃における粘度は、例えば、50mPa以上5Pa以下である。 The stereolithography resin composition is preferably liquid at room temperature (for example, 20 ° C. or higher and 35 ° C. or lower). The liquid resin composition can be easily stereolithographically formed using a 3D printer or the like. In this case, the viscosity of the stereolithography resin composition at 25 ° C. is, for example, 50 mPa or more and 5 Pa or less.

本発明の上記局面によれば、光造形用樹脂組成物の硬化物の破断伸度を大きく向上できる。例えば、硬化物の引張り伸びを、200%以上に向上することができ、250%以上または300%以上の引張り伸びを確保することも可能である。 According to the above aspect of the present invention, the breaking elongation of the cured product of the stereolithography resin composition can be greatly improved. For example, the tensile elongation of the cured product can be improved to 200% or more, and the tensile elongation of 250% or more or 300% or more can be secured.

なお、硬化物の引張り伸びとは、破断伸度の指標である。硬化物の引張り伸びは、23℃および50%RHの条件下、JIS K7127-1999に準拠して、硬化物のサンプルについて、引張り速度50mm/分、標線間距離20mmの条件で測定される破断時の最大伸び(%)である。サンプルとしては、光造形用樹脂組成物を用いて300μmの厚みの膜を作製し、膜に光照射することで完全に硬化させたものが使用される。 The tensile elongation of the cured product is an index of the elongation at break. The tensile elongation of the cured product is measured at a tensile speed of 50 mm / min and a distance between marked lines of 20 mm for the cured product sample in accordance with JIS K7127-1999 under the conditions of 23 ° C. and 50% RH. The maximum growth (%) of time. As a sample, a film having a thickness of 300 μm is prepared using a stereolithography resin composition, and the film is completely cured by irradiating the film with light.

光造形用樹脂組成物の硬化物のTgは、例えば、-10℃以上であり、10℃以上であることが好ましく、10℃以上40℃以下であることがさらに好ましい。硬化物のTgがこのような範囲であることで、擬似架橋点による弾性が発現しやすくなる。Tgは、例えば、tanδの測定と同様のサンプルを用いて、市販の動的粘弾性測定装置を用いたDMAにより求められる。DMAにおいては、周波数1Hzで、温度を変化させながらtanδを測定し、tanδがトップピークとなる温度をTgとする。 The Tg of the cured product of the stereolithography resin composition is, for example, −10 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, and more preferably 10 ° C. or higher and 40 ° C. or lower. When the Tg of the cured product is in such a range, elasticity due to the pseudo-crosslinking point is likely to be developed. Tg is determined by DMA using a commercially available dynamic viscoelasticity measuring device, for example, using a sample similar to the measurement of tan δ. In DMA, tan δ is measured at a frequency of 1 Hz while changing the temperature, and the temperature at which tan δ reaches the top peak is defined as Tg.

光硬化性樹脂組成物の硬化物は、高い弾性率を示す。硬化物の23℃における貯蔵引っ張り断弾性率は、例えば、1Pa以上であり、好ましくは1.7Pa以上、さらに好ましくは1.8Pa以上であり、3Pa以上とすることもできる。貯蔵引っ張り弾性率は、tanδの測定と同様のサンプルを用いて、市販の動的粘弾性測定装置を用いたDMAにより、23℃および周波数1Hzの条件下で求められる。 The cured product of the photocurable resin composition exhibits a high elastic modulus. The storage tensile modulus of elasticity of the cured product at 23 ° C. is, for example, 1 Pa or more, preferably 1.7 Pa or more, more preferably 1.8 Pa or more, and may be 3 Pa or more. The storage tensile modulus is determined by DMA using a commercially available dynamic viscoelasticity measuring device using a sample similar to the measurement of tan δ under the conditions of 23 ° C. and a frequency of 1 Hz.

光硬化性樹脂組成物の硬化物は、高いゴム弾性を示す。硬化物の23℃におけるショアA硬度は、1以上90以下であることが好ましい。硬化物のショアA硬度は、JIS K6253:2012に準拠して、厚み6mm以上の硬化物を用い、荷重1kgの条件で測定できる。 The cured product of the photocurable resin composition exhibits high rubber elasticity. The shore A hardness of the cured product at 23 ° C. is preferably 1 or more and 90 or less. The Shore A hardness of the cured product can be measured in accordance with JIS K6253: 2012 under the condition of using a cured product having a thickness of 6 mm or more and a load of 1 kg.

光造形用樹脂組成物は、構成成分を混合することにより得ることができる。光造形用樹脂組成物は、一液硬化型であってもよく、二液硬化型であってもよい。 The stereolithography resin composition can be obtained by mixing the constituent components. The stereolithography resin composition may be a one-component curing type or a two-component curing type.

また、光造形用樹脂組成物は、光照射により硬化させて、二次元や三次元の光造形物(硬化物)を形成するのに適している。 Further, the stereolithography resin composition is suitable for being cured by light irradiation to form a two-dimensional or three-dimensional stereolithography product (cured product).

三次元の光造形物は、例えば、光造形用樹脂組成物の液膜を形成し、液膜を硬化させてパターンを形成する工程(i)と、パターンに接するように別の液膜を形成する工程(ii)と、パターン上の別の液膜を硬化させて別のパターンを積層する工程(iii)と、を含む製造方法により製造できる。 For the three-dimensional stereolithography, for example, a step (i) of forming a liquid film of a stereolithography resin composition and curing the liquid film to form a pattern, and forming another liquid film so as to be in contact with the pattern. It can be manufactured by a manufacturing method including a step (ii) of performing the process (ii) and a step (iii) of curing another liquid film on the pattern and laminating another pattern.

図1は、樹脂槽を備える光造形装置(パターニング装置)を用いて三次元造形物を形成する場合の一例である。図示例では、吊り下げ方式の造形について示したが、光造形用樹脂組成物を用いて三次元光造形することができる方法であれば特に制限されない。また、光照射(露光)の方式についても特に制限されず、点露光でも、面露光でもよい。 FIG. 1 is an example of a case where a three-dimensional model is formed by using a stereolithography device (patterning device) provided with a resin tank. In the illustrated example, the modeling of the suspension method is shown, but the method is not particularly limited as long as it is a method capable of three-dimensional stereolithography using a resin composition for stereolithography. Further, the method of light irradiation (exposure) is not particularly limited, and point exposure or surface exposure may be used.

パターニング装置1は、パターン形成面2aを備えるプラットフォーム2と、光造形用樹脂組成物5を収容した樹脂槽3と、面露光方式の光源としてのプロジェクタ4とを備える。
(i)液膜を形成し、硬化させてパターンを形成する工程
工程(i)では、(a)に示すように、まず、樹脂槽3に収容された光造形用樹脂組成物5に、プラットフォーム2のパターン形成面2aを、プロジェクタ4(つまり、樹脂槽3の底面)に向けた状態で浸漬させる。このときに、パターン形成面2aとプロジェクタ4(または樹脂槽3の底面)との間に液膜7a(液膜a)が形成されるように、パターン形成面2a(またはプラットフォーム2)の高さを調整する。次いで、(b)に示すように、プロジェクタ4から液膜7aに向けて、光Lを照射(面露光)することで、液膜7aを光硬化させてパターン8a(パターンa)を形成する。
The patterning apparatus 1 includes a platform 2 having a pattern forming surface 2a, a resin tank 3 containing a stereolithography resin composition 5, and a projector 4 as a surface exposure type light source.
(I) Step of forming a liquid film and curing it to form a pattern In step (i), as shown in (a), first, a platform is placed on the stereolithography resin composition 5 housed in the resin tank 3. The pattern forming surface 2a of 2 is immersed in a state of facing the projector 4 (that is, the bottom surface of the resin tank 3). At this time, the height of the pattern forming surface 2a (or platform 2) is such that the liquid film 7a (liquid film a) is formed between the pattern forming surface 2a and the projector 4 (or the bottom surface of the resin tank 3). To adjust. Next, as shown in (b), the liquid film 7a is photocured to form the pattern 8a (pattern a) by irradiating (surface exposure) light L from the projector 4 toward the liquid film 7a.

パターニング装置1では、樹脂槽3が、光造形用樹脂組成物5の供給ユニットとしての役割を有する。液膜に光源から光が照射されるように、樹脂槽の少なくとも、液膜とプロジェクタ4との間に存在する部分(図示例では、底面)は露光波長に対して透明であることが望ましい。プラットフォーム2の形状、材質、およびサイズなどは特に制限されない。 In the patterning apparatus 1, the resin tank 3 serves as a supply unit for the stereolithography resin composition 5. It is desirable that at least the portion of the resin tank (the bottom surface in the illustrated example) existing between the liquid film and the projector 4 is transparent with respect to the exposure wavelength so that the liquid film is irradiated with light from the light source. The shape, material, size, etc. of the platform 2 are not particularly limited.

液膜aを形成した後、光源から液膜aに向かって光照射することにより、液膜aを光硬化させる。光照射は、公知の方法で行うことができる。光源としては、光硬化に使用される公知の光源が使用できる。面露光方式の場合には、光源としてプロジェクタを用いると簡便である。プロジェクタとしては、LCD(透過型液晶)方式、LCoS(反射型液晶)方式、およびDLP(登録商標、Digital Light Processing)方式などが例示できる。露光波長は、光造形用樹脂組成物の構成成分(特に、光反応性開始剤の種類)に応じて適宜選択できる。 After forming the liquid film a, the liquid film a is photocured by irradiating the liquid film a with light from a light source. Light irradiation can be performed by a known method. As the light source, a known light source used for photocuring can be used. In the case of the surface exposure method, it is convenient to use a projector as a light source. Examples of the projector include an LCD (transmissive liquid crystal display) method, an LCoS (reflection type liquid crystal display) method, and a DLP (registered trademark, Digital Light Processing) method. The exposure wavelength can be appropriately selected depending on the constituent components (particularly, the type of photoreactive initiator) of the stereolithography resin composition.

(ii)パターンaと光源との間に液膜を形成する工程
工程(ii)では、工程(i)で得られたパターンaと、光源との間に、光造形用樹脂組成物を供給して、液膜(液膜b)を形成する。つまり、パターン形成面に形成されたパターンa上に液膜bを形成する。光造形用樹脂組成物の供給は、工程(i)についての説明が参照できる。
(Ii) Step of forming a liquid film between the pattern a and the light source In the step (ii), the stereolithography resin composition is supplied between the pattern a obtained in the step (i) and the light source. To form a liquid film (liquid film b). That is, the liquid film b is formed on the pattern a formed on the pattern forming surface. For the supply of the resin composition for stereolithography, the description of step (i) can be referred to.

例えば、工程(ii)では、図1の(c)に示すように、二次元パターン8a(二次元パターンa)を形成した後、パターン形成面2aをプラットフォーム2ごと上昇させてもよい。そして、二次元パターン8aと樹脂槽3の底面との間に光造形用樹脂組成物5を供給することにより、液膜7b(液膜b)を形成することができる。 For example, in step (ii), as shown in FIG. 1 (c), after forming the two-dimensional pattern 8a (two-dimensional pattern a), the pattern forming surface 2a may be raised together with the platform 2. Then, the liquid film 7b (liquid film b) can be formed by supplying the stereolithography resin composition 5 between the two-dimensional pattern 8a and the bottom surface of the resin tank 3.

(iii)パターンa上に別のパターンbを積層する工程
工程(iii)では、工程(ii)で形成した液膜bに対して、光源から露光して、液膜bを光硬化させ、パターンaに別のパターン(液膜bの光硬化により得られるパターンb)を積層する。このようにパターンが厚み方向に積層されることで、三次元造形パターンを形成することができる。
(Iii) Step of laminating another pattern b on the pattern a In the step (iii), the liquid film b formed in the step (ii) is exposed from a light source to photocure the liquid film b, and the pattern is formed. Another pattern (pattern b obtained by photocuring the liquid film b) is laminated on a. By stacking the patterns in the thickness direction in this way, a three-dimensional modeling pattern can be formed.

例えば、図1の(d)に示すように、パターン8a(パターンa)と樹脂槽3の底面との間に形成された液膜7b(液膜b)に、プロジェクタ4から露光して、液膜7bを光硬化させる。この光硬化により、液膜7bがパターン8b(パターンb)に変換される。このようにして、パターン8aにパターン8bを積層することができる。
光源や露光波長などは、工程(i)についての記載を参照できる。
For example, as shown in FIG. 1D, the liquid film 7b (liquid film b) formed between the pattern 8a (pattern a) and the bottom surface of the resin tank 3 is exposed from the projector 4 to liquid. The film 7b is photocured. By this photo-curing, the liquid film 7b is converted into the pattern 8b (pattern b). In this way, the pattern 8b can be laminated on the pattern 8a.
For the light source, exposure wavelength, etc., the description of step (i) can be referred to.

(iv)工程(ii)と工程(iii)とを繰り返す工程
第1工程は、工程(ii)と工程(iii)とを複数回繰り返す工程(iv)を含むことができる。この工程(iv)により、複数のパターンbが厚み方向に積層されることになり、さらに立体的な造形パターンが得られる。繰り返し回数は、所望する三次元造形物(三次元造形パターン)の形状やサイズなどに応じて適宜決定できる。
(Iv) Step of repeating step (ii) and step (iii) The first step can include step (iv) of repeating step (ii) and step (iii) a plurality of times. By this step (iv), a plurality of patterns b are laminated in the thickness direction, and a three-dimensional modeling pattern can be obtained. The number of repetitions can be appropriately determined according to the shape and size of the desired three-dimensional model (three-dimensional model pattern).

例えば、図1の(e)に示すように、パターン形成面2a上にパターン8a(パターンa)およびパターン8b(パターンb)が積層された状態のプラットフォーム2を上昇させる。このとき、パターン8bと樹脂槽3の底面との間に液膜7b(液膜b)が形成される。そして、図1の(f)に示すように、プロジェクタ4から液膜7bに対して露光し、液膜7bを光硬化させる。これにより、パターン8b上に別のパターン8b(パターンb)が形成される。そして、(e)と(f)とを交互に繰り返すことで、複数のパターン8b(二次元パターンb)を積層させることができる。 For example, as shown in FIG. 1 (e), the platform 2 in which the pattern 8a (pattern a) and the pattern 8b (pattern b) are laminated on the pattern forming surface 2a is raised. At this time, a liquid film 7b (liquid film b) is formed between the pattern 8b and the bottom surface of the resin tank 3. Then, as shown in FIG. 1 (f), the projector 4 exposes the liquid film 7b to light-curing the liquid film 7b. As a result, another pattern 8b (pattern b) is formed on the pattern 8b. Then, by alternately repeating (e) and (f), a plurality of patterns 8b (two-dimensional patterns b) can be laminated.

工程(iii)や工程(iv)で得られた三次元造形パターンには、未硬化の光造形用樹脂組成物が付着しているため、通常、溶剤による洗浄処理が施される。 Since the uncured stereolithography resin composition is attached to the three-dimensional modeling pattern obtained in the step (iii) and the step (iv), it is usually subjected to a cleaning treatment with a solvent.

工程(iii)や工程(iv)で得られた三次元造形パターンには、必要に応じて、後硬化を施してもよい。後硬化は、パターンに光照射することで行うことができる。光照射の条件は、光造形用樹脂組成物の種類や得られたパターンの硬化の程度などに応じて適宜調節できる。後硬化は、パターンの一部に対して行ってもよく、全体に対して行ってもよい。 If necessary, the three-dimensional modeling pattern obtained in the step (iii) or the step (iv) may be post-cured. Post-curing can be performed by irradiating the pattern with light. The conditions of light irradiation can be appropriately adjusted according to the type of the stereolithography resin composition, the degree of curing of the obtained pattern, and the like. Post-curing may be performed on a part of the pattern or on the whole pattern.

[実施例]
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

実施例1~6、参考例1~2、および比較例1~3
(1)光造形用樹脂組成物の調製
表1および表2に示す光硬化性化合物および光反応開始剤(光ラジカル重合開始剤)を表2に示す質量比で混合し、攪拌しながら80℃のオーブンで加熱して、固形成分を溶解させることにより均一な液状の樹脂組成物を調製した。
Examples 1 to 6, Reference Examples 1 to 2, and Comparative Examples 1 to 3.
(1) Preparation of Photopolymerization Resin Composition The photocurable compound and photoreaction initiator (photoradical polymerization initiator) shown in Tables 1 and 2 are mixed at the mass ratio shown in Table 2 and stirred at 80 ° C. A uniform liquid resin composition was prepared by heating in the same oven to dissolve the solid components.

(2)評価
上記(1)で得られた樹脂組成物を用いて以下の評価を行った。
(a)粘度
E型粘度計(TVE-20H、東機産業(株))を用いて、25℃にて、10rpmの回転速度で樹脂組成物の粘度を測定した。
(2) Evaluation The following evaluation was performed using the resin composition obtained in (1) above.
(A) Viscosity The viscosity of the resin composition was measured at 25 ° C. and a rotation speed of 10 rpm using an E-type viscometer (TVE-20H, Toki Sangyo Co., Ltd.).

(b)tanδ、貯蔵引っ張り弾性率、およびTg
トレイに、樹脂組成物を注いで、厚み300μmの液膜を作製し、液膜の両方の主面に対して、波長405nmのLED光を光照射して液膜を完全に硬化させることにより、硬化物のサンプルを作製した。トレイには、上記LED光を透過するものを用いた。
得られたサンプルについて、DMA((株)日立ハイテクサイエンス製、DMS6100)を用いて、周波数1Hz、5℃/minの昇温速度にて-100℃から+100℃まで昇温し、tanδおよび貯蔵引っ張り弾性率(Pa)を測定した。23℃のときのtanδおよび貯蔵引っ張り弾性率、ならびにtanδがトップピークとなる温度をTgとして求めた。
(B) tanδ, storage modulus, and Tg
A resin composition is poured into a tray to prepare a liquid film having a thickness of 300 μm, and both main surfaces of the liquid film are irradiated with LED light having a wavelength of 405 nm to completely cure the liquid film. A sample of the cured product was prepared. As the tray, a tray that transmits the above LED light was used.
The obtained sample was heated from -100 ° C to + 100 ° C at a heating rate of 1 Hz and 5 ° C / min at a frequency of 1 Hz and 5 ° C / min using DMA (DMS6100, manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.), and tan δ and storage tension were applied. The elastic modulus (Pa) was measured. The tan δ and the storage tensile elastic modulus at 23 ° C., and the temperature at which tan δ reaches the top peak were determined as Tg.

(c)破断伸度(引張り伸び)
上記(b)と同様に作製したサンプルについて、23℃および50%RHの条件下、JIS K7127-1999に準拠して、引張り速度50mm/分、標線間距離20mmの条件で、破断時の最大伸び(%)を測定した。
(C) Fracture elongation (tensile elongation)
For the sample prepared in the same manner as in (b) above, the maximum at break was obtained under the conditions of 23 ° C. and 50% RH, a tensile speed of 50 mm / min and a distance between marked lines of 20 mm in accordance with JIS K7127-1999. Elongation (%) was measured.

(d)ショアA硬度
DLP(登録商標)方式の3Dプリンタ(武藤工業(株)製、ML-48)を用いて樹脂組成物を硬化させて、JIS K6253:2012のタイプA用サンプル(厚み6mm)を硬化物のサンプルを作製した。このサンプルについて、デュロメーター(テクロック社製、GS-719H)を用いて、JIS K6253:2012に準拠して、荷重1kgの条件でのショアA硬度を測定した。
(D) Shore A hardness A sample for type A of JIS K6253: 2012 (thickness 6 mm) was cured by curing the resin composition using a DLP (registered trademark) type 3D printer (ML-48 manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.). ) Was prepared as a sample of the cured product. For this sample, the shore A hardness was measured under the condition of a load of 1 kg according to JIS K6253: 2012 using a durometer (manufactured by TECLOCK, GS-719H).

(e)硬化速度
トレイに、樹脂組成物を注いで、厚み150μmの液膜を作製し、液膜に対して光照射して液膜を硬化させた。このときの硬化が完了するまでの照射量を硬化速度の指標とした。なお、光照射は、波長405nmのLED光により、照度を0.2mW/cmに固定して行った。硬化の完了は、液膜の硬化物を指触して確認した。
(E) Curing rate A resin composition was poured into a tray to prepare a liquid film having a thickness of 150 μm, and the liquid film was irradiated with light to cure the liquid film. The irradiation amount until the curing was completed at this time was used as an index of the curing rate. The light irradiation was performed by fixing the illuminance to 0.2 mW / cm 2 with LED light having a wavelength of 405 nm. The completion of curing was confirmed by touching the cured product of the liquid film.

(f)硬化収縮量
上記(b)でサンプルを作製する際に、硬化前の樹脂組成物の密度d1および得られた硬化物の密度d2を、それぞれ、気体式の密度計を用いて測定し、下記式から硬化収縮量(%)を求めた。
硬化収縮量(%)=(d2-d1)/d2×100
(F) Curing shrinkage amount When preparing the sample in (b) above, the density d 1 of the resin composition before curing and the density d 2 of the obtained cured product were measured using a gas-type densitometer, respectively. The measurement was performed, and the amount of curing shrinkage (%) was determined from the following formula.
Curing shrinkage amount (%) = (d 2 -d 1 ) / d 2 × 100

(g1)光造形評価1
DLP(登録商標)方式の3Dプリンタ(武藤工業(株)製、ML-48)を用いて、1層当たりの照射時間30秒およびz軸(高さ方向)のピッチ100μmの条件で、10mm角で、吊り下げ用の孔(直径1mm)が開いたプレート状サンプルを作製した。孔に棒状物を通した状態で、サンプルを吊り下げ、このときのサンプルの状態を下記の条件で評価した。
○:サンプルの落下や垂れ下がりが見られない。
△:吊り下げたサンプルの鉛直方向の長さが、サンプルの初期の長さの20%未満である。
×:吊り下げたサンプルの鉛直方向の長さが、サンプルの初期の長さの 20%以上である。
なお、サンプルの初期の長さは、サンプルを吊り下げた直後に鉛直方向の最大長さを取る部分の、吊り下げ前の長さである。
(G1) Stereolithography evaluation 1
Using a DLP (registered trademark) type 3D printer (ML-48 manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.), a 10 mm square with an irradiation time of 30 seconds per layer and a pitch of 100 μm in the z-axis (height direction). Then, a plate-shaped sample having a hole for hanging (diameter 1 mm) was prepared. The sample was suspended with a rod-shaped object passed through the hole, and the state of the sample at this time was evaluated under the following conditions.
◯: No sample is dropped or hung down.
Δ: The vertical length of the suspended sample is less than 20% of the initial length of the sample.
X: The vertical length of the suspended sample is 20% or more of the initial length of the sample.
The initial length of the sample is the length of the portion that takes the maximum length in the vertical direction immediately after the sample is suspended, before suspension.

(g2)光造形評価2
DLP(登録商標)方式の3Dプリンタ(武藤工業(株)製、ML-48)を用いて、1層当たりの照射時間30秒およびz軸(高さ方向)のピッチ100μmの条件で、短冊状のサンプル(縦40mm×横20mm×厚み(高さ)6mm)を作製した。このサンプルを縦方向の中央付近で180°折り曲げ、このときの状態を下記の基準で評価した。
○:折り曲げにより接触する部分の粘着およびクラックが見られない。
×:折り曲げにより接触する部分が粘着する。クラックは見られない。
実施例、参考例、および比較例の評価結果を表2に示す。表1には、実施例、参考例、および比較例で用いた光硬化性化合物および光反応開始剤を示す。
(G2) Stereolithography evaluation 2
Using a DLP (registered trademark) type 3D printer (ML-48 manufactured by Muto Kogyo Co., Ltd.), strips are used under the conditions of an irradiation time of 30 seconds per layer and a pitch of 100 μm in the z-axis (height direction). Sample (length 40 mm × width 20 mm × thickness (height) 6 mm) was prepared. This sample was bent 180 ° near the center in the vertical direction, and the state at this time was evaluated according to the following criteria.
◯: Adhesive and cracks are not seen in the parts that come into contact with each other due to bending.
X: The contacting part adheres due to bending. No cracks are seen.
Table 2 shows the evaluation results of Examples , Reference Examples, and Comparative Examples. Table 1 shows the photocurable compounds and photoreaction initiators used in Examples , Reference Examples, and Comparative Examples.

Figure 0007015682000001
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Figure 0007015682000002
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表2に示されるように、tanδが0.3未満である比較例2~3の樹脂組成物では、破断伸度が低い。また、第2化合物の比率が5質量%未満である比較例1では、硬化物のサンプルを引っ張ると、すぐに変形が始まってしまい、定量的な破断伸度も測定できなかった。それに対し、実施例および参考例では、200%以上(好ましくは250%以上)の高い破断伸度が得られた。また、実施例では、300%以上の高い破断伸度を得ることもできる。 As shown in Table 2, the resin compositions of Comparative Examples 2 and 3 having a tan δ of less than 0.3 have a low elongation at break. Further, in Comparative Example 1 in which the ratio of the second compound was less than 5% by mass, when the sample of the cured product was pulled, the deformation started immediately, and the quantitative elongation at break could not be measured. On the other hand, in Examples and Reference Examples , a high elongation at break of 200% or more (preferably 250% or more) was obtained. Further, in the examples, a high elongation at break of 300% or more can be obtained.

実施例では、ショアA硬度も3~50であり、硬化物がゴムのような弾性を有することが分かる。また、弾性率も高く、比較例に比べるとTgも比較的高い。また、実施例では、硬化速度も速く、硬化収縮量も低く抑えられており、光造形評価も優れた結果が得られた。このように、実施例の樹脂組成物は、光造形に適している。 In the examples, the shore A hardness is also 3 to 50, and it can be seen that the cured product has rubber-like elasticity. In addition, the elastic modulus is high, and Tg is relatively high as compared with the comparative example. Further, in the examples, the curing speed was high, the amount of curing shrinkage was suppressed to a low level, and excellent results were obtained in the stereolithography evaluation. As described above, the resin composition of the example is suitable for stereolithography.

本発明の上記局面に係る光造形用樹脂組成物は、高い破断伸度を備えている。そのため、高い破断伸度が求められる二次元や三次元の光造形物を形成する様々な用途(例えば、人工臓器や組織、フィギュアなど)に適している。 The stereolithography resin composition according to the above aspect of the present invention has a high elongation at break. Therefore, it is suitable for various applications (for example, artificial organs, tissues, figures, etc.) for forming two-dimensional or three-dimensional stereolithographic objects that require high breaking elongation.

1:光造形装置、2:プラットフォーム、2a:パターン形成面、3:樹脂槽、4:プロジェクタ、5:光造形用樹脂組成物、6:離型剤層、7a:液膜a、7b:液膜b、8a:二次元パターンa、8b:二次元パターンb、L:光 1: Optical modeling device, 2: Platform, 2a: Pattern forming surface, 3: Resin tank, 4: Projector, 5: Resin composition for optical modeling, 6: Release agent layer, 7a: Liquid film a, 7b: Liquid Film b, 8a: two-dimensional pattern a, 8b: two-dimensional pattern b, L: light

Claims (5)

光硬化性化合物と、光反応開始剤とを含む、光造形用樹脂組成物であって、
前記光硬化性化合物は、擬似架橋点を形成し得る官能部位および化学架橋点を形成し得る1つの第1反応性官能基を有する第1化合物と、化学架橋点を形成し得る2つ以上の第2反応性官能基を有する第2化合物と、を含み、
前記官能部位は、ヒドロキシ基、ウレタン結合、および芳香族環からなる群より選択される少なくとも一種であり、
前記第2化合物は、ポリエーテルウレタンポリオールのポリ(メタ)アクリル酸エステルを含み、
前記光硬化性化合物に占める前記第1化合物の割合は、50質量%以上であり、
前記光硬化性化合物に占める前記第2化合物の割合は、10質量%以上であり、
前記光造形用樹脂組成物の硬化物の23℃における損失正接tanδが、0.3以上であり、
前記光造形用樹脂組成物の硬化物の引張り伸びが300%以上である、光造形用樹脂組成物。
A resin composition for stereolithography containing a photocurable compound and a photoreaction initiator.
The photocurable compound includes a first compound having a functional site capable of forming a pseudo-crosslink point and one first reactive functional group capable of forming a chemical cross-linking point, and two or more compounds capable of forming a chemical cross-linking point. Containing a second compound having a second reactive functional group,
The functional site is at least one selected from the group consisting of hydroxy groups, urethane bonds, and aromatic rings.
The second compound contains a poly (meth) acrylic acid ester of a polyether urethane polyol.
The ratio of the first compound to the photocurable compound is 50 % by mass or more, and is
The ratio of the second compound to the photocurable compound is 10 % by mass or more, and is
The loss tangent tan δ of the cured product of the stereolithography resin composition at 23 ° C. is 0.3 or more .
A resin composition for stereolithography, wherein the cured product of the resin composition for stereolithography has a tensile elongation of 300% or more .
前記ヒドロキシ基は、前記第1化合物の側鎖に存在する側鎖ヒドロキシ基である、請求項に記載の光造形用樹脂組成物。 The resin composition for photomodeling according to claim 1 , wherein the hydroxy group is a side chain hydroxy group present in the side chain of the first compound. 前記第1反応性官能基および前記第2反応性官能基は、それぞれ、ラジカル重合性である、請求項1または2に記載の光造形用樹脂組成物。 The stereolithography resin composition according to claim 1 or 2 , wherein the first reactive functional group and the second reactive functional group are radically polymerizable, respectively. 前記第1化合物および前記第2化合物は、それぞれ、アクリル系化合物である、請求項1~のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物。 The resin composition for stereolithography according to any one of claims 1 to 3 , wherein the first compound and the second compound are acrylic compounds, respectively. 前記第2化合物の割合は、10質量%以上50質量%以下である、請求項1~のいずれか1項に記載の光造形用樹脂組成物。 The resin composition for stereolithography according to any one of claims 1 to 4 , wherein the ratio of the second compound is 10% by mass or more and 50% by mass or less.
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