三维造型支撑件用活性能量射线固化性树脂组合物制造技术

本发明专利技术的课题在于提供在增材制造中的造型后能够高效率地除去的形状支撑用支撑件，以及为了形成该支撑件而使用的活性能量射线固化性树脂组合物。使用含有离子性单体(A)、非离子性水溶性单体(B)、非聚合性化合物(C)、及光聚合引发剂(D)、和/或多官能单体(E)的活性能量射线固化性树脂组合物。由此，能够高效率地从形成的粗造型物除去支撑件。并且，能够获得具有未污染的表面、且较高的造型精度的立体造型物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维造型支撑件用活性能量射线固化性树脂组合物
本专利技术涉及为了形成增材制造中的形状支撑用支撑件而使用的活性能量射线固化性树脂组合物、和由该组合物形成的支撑件。另外，本专利技术涉及使用该支撑件的光三维造型方法，特别是喷墨方式的光三维造型方法。并且，本专利技术涉及通过这些制造方法获得的立体造型物。
技术介绍
增材制造技术是指以下面的方式获得目标的立体造型物的技术。在该技术中，将热塑性树脂、光固化性树脂、粉末树脂、或粉末金属等，基于三维的形状数据，通过熔融挤出、喷墨、激光、或电子束等，进行熔接和固化，并堆叠成薄膜状。从形状数据直接得到造型物，并且，能够将中空或网状等复杂的形状一体成型。因此，以小批量或定制的试验模型的制造为代表，应用领域扩展到医疗、航空工业、及工业机器人等，比较广泛。为了得到立体造型物，一般使用称为3D打印机的增材制造装置。具体而言，已知有使用了丙烯合成树脂等光固化性树脂的喷墨紫外线固化方式、和使用了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂等热塑性树脂的热熔解层叠方式。除此之外，还已知粉末造型方式和光造型方式的3D打印机。通过增材制造技术，能够形成复杂形状的立体造型物。可是，在制造中空结构时，立体造型物由于自重而变形。为了防止该情况，需要形状支撑用的支撑体。在是使粉末原料粘合或熔接的粉末造型方式的情况下，未粘合或未熔接的粉末作为支撑体发挥作用。而且，成型后，通过抖落未粘合或未熔接的粉末，能够得到立体造型物。另一方面，在分阶段地使光固化性树脂固化的喷墨方式、或将热塑性树脂进行熔融挤出并层叠的热熔解层叠方式中，需要几乎同时地形成由模型件构成的立体造型物、和由支撑件构成的支撑体。因此，必须设置从成型后立体造型物除去支撑件的工序。可是，成型后的支撑件的除去绝不是简单的作业。支撑件与作为目标的立体造型物熔接、粘附、或粘合。因此，在从造型物剥离支撑件的作业中，通常使用以下手段：使用了刮铲或刷子等的手工作业的剥离、或使用了水射流的喷吹等手段。但是，由于存在立体造型物破损的危险性，因此需要谨慎作业，这成为较大的负担。因此，使用热塑性树脂、热熔融的蜡、能够溶解于水或有机溶剂的材料、或水溶胀凝胶等作为支撑件。而且，提出了：与支撑件的性质相应的、利用加热、溶解、化学反应、水压洗涤等动力洗涤、电磁辐射、及热膨胀差等的分离方法(专利文献1和2)。具体而言，提出了：使用能够容易地进行与模型件之间的剥离的树脂(专利文献3和4)；通过对支撑件使用蜡来利用热进行熔融除去(专利文献5)；使其在碱、水、或有机溶剂中溶解或分散等手段(专利文献6～11)；及将四甲基氢氧化铵等电解质溶液用于洗涤液，通过搅拌或通电来除去支撑件的手段(专利文献12)。可是，即使在这些支撑件中，有效地除去在细微部分塞满的部分是极其困难的。另外，在使用蜡等的基于热的熔融除去的方法的情况下，除去后，油状的残渣附着于立体造型物的表面。因此，需要擦拭等针对立体造型物的精整作业。并且，由于加热，蜡浸透到模型件。其结果，存在使立体造型物的表面状态恶化的问题。另一方面，即使在使用碱性水溶液、水、或有机溶剂将支撑件溶解、分散或溶胀来除去的情况下，由于溶解、分散或溶胀，解体的支撑件附着于在洗涤槽中浸泡的立体造型物。而且，污染了立体造型物的表面。因此，同样地，需要表面擦拭等针对立体造型物的精整作业。另外，对于支撑件除去后的碱性水溶液、有机溶剂、及因除去含有酸性物质的支撑件而产生的酸性水溶液，需要设置分别适合的处理工序或回收工序。并且，在使用活性能量射线的喷墨印刷方式中，由于支撑件与模型件于固化前在接触面附近发生的相溶或混合，使界面的造型精度降低。而且，导致在支撑件除去后接触部的表面变粗糙等、立体造型物的加工精度降低。基于这样的情况，期望开发出能够简便地除去、不需要除去后的精整工序且能够获得高精度的立体造型物的支撑件，作为三维光造型用支撑件。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-035299号公报专利文献2：日本特开2012-096428号公报专利文献3：美国专利第5,503,785号公报专利文献4：WO2001-068375号公报专利文献5：日本特开2004-255839号公报专利文献6：日本特表2008-507619号公报专利文献7：日本特表2011-005658号公报专利文献8：日本特开2010-155889号公报专利文献9：日本特开2012-111226号公报专利文献10：日本特开2014-083744号公报专利文献11：WO2014-051046号公报专利文献12：日本特开2011-020412号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的课题在于：提供只要将由支撑件支撑的粗造型物浸泡于洗涤液，就能够在低温且短时间下高效率地除去支撑件，并且不需要精整工序而能够获得具有较高的造型精度的立体造型物的支撑件。另外，本专利技术的课题在于：提供用于形成该支撑件的活性能量射线固化性树脂组合物。并且，本专利技术的课题在于：提供将所述活性能量射线固化性树脂组合物、及使用通过将其固化而获得的支撑件作为特征的、能够以高效率且高精度获得立体造型物的三维光造型法、及其成型品。解决问题的方案本专利技术人为了解决所述课题而反复进行专心致志的研究。其结果，发现通过使用以含有作为支撑件的离子性单体为特征的、活性能量射线固化性树脂组合物的固化物，能解决所述课题，以及能够实现目标。由此，实现本专利技术。即，本专利技术提供：(1)一种含有1.0质量％以上离子性单体(A)的三维造型支撑件用活性能量射线固化性树脂组合物，(2)根据所述(1)中记载的活性能量射线固化性树脂组合物，含有1.0～30.0质量％离子性单体(A)、2.0～60.0质量％非离子性水溶性单体(B)、25.0～80.0质量％非聚合性化合物(C)、及0.1～5.0质量％光聚合引发剂(D)，(3)根据所述(1)或(2)中记载的活性能量射线固化性树脂组合物，含有1.0～30.0质量％离子性单体(A)、10.0～60.0质量％非离子性水溶性单体(B)、25.0～60.0质量％非聚合性化合物(C)、及0.1～5.0质量％光聚合引发剂(D)，通过活性能量射线照射而获得的固化物是水溶性或水分散性的，(4)根据所述(1)或(2)中记载的活性能量射线固化性树脂组合物，含有1.0～30.0质量％离子性单体(A)、2.0～50.0质量％非离子性水溶性单体(B)、40.0～80.0质量％非聚合性化合物(C)、0.1～5.0质量％光聚合引发剂(D)、及0.5～5.0质量％多官能性不饱和单体(E)，通过活性能量射线照射而获得的固化物是水溶胀性的，(5)根据所述(4)中记载的活性能量射线固化性树脂组合物，多官能性不饱和单体(E)是聚氨酯(甲基)丙烯酰胺，(6)根据所述(1)～(5)中任意一项记载的活性能量射线固化性树脂组合物，离子性单体(A)是阳离子性单体(a1)和/或阴离子性单体(a2)，(7)根据所述(1)～(6)中任意一项记载的活性能量射线固化性树脂组合物，离子性单体(A)是下述通式(1)表示的化合物，【化1】式中，R1表示氢原子或甲基。R2和R3分别独立地表示碳数1～3的烷基。R2和R3彼此既可以相同也可以不同。R4表示碳数1～3的烷基、烯基、或苄基。Y表示氧原子或NH。Z表示碳数1～本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种活性能量射线固化性树脂组合物，用于三维造型支撑件，含有1.0质量％以上离子性单体(A)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.26 JP 2015-012524;2015.02.19 JP 2015-031031.一种活性能量射线固化性树脂组合物，用于三维造型支撑件，含有1.0质量％以上离子性单体(A)。2.如权利要求1所述的活性能量射线固化性树脂组合物，其特征在于，含有1.0～30.0质量％离子性单体(A)、2.0～60.0质量％非离子性水溶性单体(B)、25.0～80.0质量％非聚合性化合物(C)、及0.1～5.0质量％光聚合引发剂(D)。3.如权利要求1或2所述的活性能量射线固化性树脂组合物，其特征在于，含有1.0～30.0质量％离子性单体(A)、10.0～60.0质量％非离子性水溶性单体(B)、25.0～60.0质量％非聚合性化合物(C)、及0.1～5.0质量％光聚合引发剂(D)，通过活性能量射线照射而获得的固化物是水溶性或水分散性的。4.如权利要求1或2所述的活性能量射线固化性树脂组合物，其特征在于，含有1.0～30.0质量％离子性单体(A)、2.0～50.0质量％非离子性水溶性单体(B)、40.0～80.0质量％非聚合性化合物(C)、0.1～5.0质量％光聚合引发剂(D)、及0.5～5.0质量％多官能性不饱和单体(E)，通过活性能量射线照射而获得的固化物是水溶胀性的。5.如权利要求4所述的活性能量射线固化性树脂组合物，其特征在于，多官能性不饱和单体(E)是聚氨...

【专利技术属性】
技术研发人员：清贞俊次，
申请(专利权)人：科巨希化学股份公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP