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公開番号2025018424
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-06
出願番号2023122113
出願日2023-07-27
発明の名称三次元光造形用材料及び成形体の製造方法
出願人三菱ケミカル株式会社
代理人
主分類C08F 290/06 20060101AFI20250130BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】照射強度の弱い立体造形装置及び2次硬化装置を用いても耐衝撃性及び耐熱性が良好な三次元光造形用材料を提供することを目的とする。
【解決手段】ウレタン(メタ)アクリレート(A)、脂環式骨格を有する(メタ)アクリレート(B)及び3官能以上の多官能(メタ)アクリレート(C)とを含む三次元光造形用材料であって、前記ウレタン(メタ)アクリレート(A)の重量平均分子量が5000以上であることを特徴とする三次元光造形用材料。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、環骨格を有する単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び３官能以上の多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）を含み、前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）の重量平均分子量が５０００以上である三次元光造形用材料。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
更に光重合開始剤（Ｄ）を含む請求項１に記載の三次元光造形用材料。
【請求項３】
前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）としてＮ－（メタ）アクリロイルモルホリン、イソボルニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニル（メタ）アクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチル（メタ）アクリレート及びフェニル（メタ）アクリレートから選ばれる少なくとも1種を含む請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項４】
前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の合計量に対する前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）の質量割合が３０質量％以上である請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項５】
前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の合計量に対する前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）の質量割合が５５質量％以下である請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項６】
前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の合計量に対する前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）の質量割合が６５質量％以下である請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項７】
前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の合計量に対する前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の割合が５質量％以上である請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項８】
前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の合計量に対する前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の割合が３０質量％以下である請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項９】
前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）及び前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の合計量に対する前記ウレタン（メタ）アクリレート（Ａ）の質量割合が３０質量％以上５５質量％以下であり、前記単官能（メタ）アクリレート（Ｂ）の質量割合が４０質量％以上６５質量％以下であり、前記多官能（メタ）アクリレート（Ｃ）の割合が５質量％以上３０質量％以下である請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
【請求項１０】
更に重合禁止剤を含む、請求項１又は２に記載の三次元光造形用材料。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、得られる硬化物の耐衝撃性が高く、耐熱性に優れる成形体を容易に造形することが可能な三次元光造形用材料と、この三次元光造形用材料を用いた成形体の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
立体造形物を簡易に得る方法として、三次元データをスライスした二次元の層を１層ずつ積み重ねていく立体造形法が知られている。中でもエネルギー線照射などの光によって硬化する光硬化性材料を用いる光学的立体造形法は、得られる造形物の寸法精度が高いことから、製作段階における模型の作成などで広く採用されている。
【０００３】
以前までは立体造形装置が大型かつ高価だったこともあり、業務用途中心など使用者が限られていたが、近年、立体造形装置の小型化、低価格化によって、誰でも立体造形物を簡易に得られるようになってきている。
【０００４】
しかし、装置が小型化するにつれてエネルギー線照射の出力は低下し、照射強度が弱くなる。このため、光学的立体造形法によって得られる立体造形物は立体造形装置だけでは硬化率が上がりきらず、耐衝撃性や耐熱性などの機械物性が完全に硬化させた際に得られるものよりも劣ってしまう。そのため、立体造形物を立体造形装置による造形後に熱乾燥やエネルギー線照射を用いた２次硬化により機械物性を高める方法が用いられている。
【０００５】
熱乾燥では硬化率を上げるためには高温で長時間の乾燥が必要であることや、乾燥機の導入が必要であるなどの欠点がある。また、エネルギー線照射を用いる場合では、高圧水銀ランプのような強い光照射装置を用いるため、コストやスペースの面から導入しにくく使用者が限られる。
【０００６】
誰でも容易に機械物性の優れた立体造形物を得るという観点からは、上記のような導入困難な２次硬化装置を使用することは好ましくない。そのため、一般に流通し、簡易に入手可能なエネルギー線照射を用いた２次硬化装置を用いることが好ましい。しかしこれらの装置はエネルギー線照射の出力が弱く、硬化率が上がりきらず立体造形物の機械物性が劣ったままである。
【０００７】
例えば、特許文献１では分子量が７００～１３００と低い多官能ウレタンアクリレートを使用することが好ましいことが記載されている。
【０００８】
一方で、特許文献２では、（メタ）アクリロイル基を有するウレタン樹脂（Ａ）と、単官能（メタ）アクリレート化合物（Ｂ１）及び／または２官能（メタ）アクリレート化合物（Ｂ２）を用いて高いエネルギー照射量で立体造形物を得た後に、水銀ランプを用いることで高い物性が得られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２２－１８１２７９号公報
特開２０２１－１０２６７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、前記特許文献１，２について発明者等の検討によると、以下のようなことが判明した。特許文献１では照射強度の低い立体造形装置、２次硬化装置を用いた際に得られる立体造形物の耐衝撃性、耐熱性は低かった。特許文献２では照射強度の弱い装置を用いて評価した際に得られる立体造形物の耐衝撃性は低く、重量平均分子量の高いオリゴマー単体と単官能、２官能アクリレートを併用するだけでは耐衝撃性と耐熱性を高い水準で両立することは困難であった。
（【００１１】以降は省略されています）

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