JP2876161B2 - 光学的立体造形用樹脂組成物 - Google Patents
光学的立体造形用樹脂組成物Info
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Description
液状で消泡性に優れた光学的立体造形用樹脂組成物に関
する。
の供給を所望する部分に選択的に行うことによって所望
形状の立体造形物を得る、いわゆる光学的立体造形法が
開示されて以来(特開昭60−247515号公報)、この光学
的立体造形法に関する様々な改良技術が開示されるよう
になった。
に入れた液状光硬化性樹脂の液面に、所望のパターンの
硬化層が得られるように、紫外線レーザー等の光を選択
的に照射して、硬化層を得、次に該硬化層上に液状光硬
化性樹脂を1層分供給し、同様に光を選択的に照射して
硬化し、前記の硬化層と連続した硬化層を得る積層操作
を繰り返すことにより、最終的に所望の立体造形物を得
る方法が挙げられる。
性樹脂は大型の容器に入れて使われており、この容器に
該樹脂を充填する際に大量の泡が発生する。また、硬化
層を積層するには硬化物を該樹脂中で上下に移動させる
が、その際にも泡が発生する場合がある。このような泡
が残存した状態で光を選択的に照射して硬化を行なう
と、得られる造形物の寸法精度が低下するため、発生し
た泡が消失してから該硬化を行なうことが好ましいが、
従来の液状光硬化性樹脂では発生した泡の消失には長時
間(通常30分以上)を要していた。
添加することが考えられるが、一般に市販されている消
泡剤は、液状光硬化性樹脂との相溶性が悪く白濁した
り、液の粘度を上昇させる等の欠点を有し、充分な消泡
効果が得られなかった。
的立体造形用樹脂組成物を提供することを目的とするも
のである。
と、エチレン性不飽和基を有する化合物とを反応させる
ことによって得られるポリマー(以下、「(A)成分」
という) 5〜90重量% (B)エチレン性不飽和を有するモノマー(以下、
「(B)成分」という) 5〜84重量% (C)重合開始剤(以下、「(C)成分」という) 0.05〜10重量% および (D)一般式(I) (式中、R1、R2およびR3はメチル基、エチル基またはフ
ェニル基を示し、R4およびR5は炭素数1〜12のアルキレ
ン基を示し、R6は炭素数1〜12のアルキル基またはフェ
ニル基を示し、x、y、mおよびnは1〜500の整数を
示す) で表わされるシリコーン系化合物(以下、「(D)成
分」という) 0.005〜1重量% を必須成分とする光学的立体造形用樹脂組成物を提供す
るものである。
は、エステル骨格、エーテル骨格、ウレタン骨格または
エポキシ骨格とエチレン性不飽和基とを有するポリマー
を挙げることができる。
ステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポ
リカーボネートポリオール、ポリエポキシポリオール等
のポリオール化合物にポリイソシアネート化合物と、エ
チレン性不飽和基を有する化合物とを反応させることに
よって得られるポリマーを挙げることができる。
チレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテ
トラメチレングリコール、ポリブチレングリコール、ポ
リヘプタメチレングリコール、ポリヘキサメチレングリ
コール、ポリデカメチレングリコール、ビスフェノール
Aのポリアルキレンオキシド付加体ジオール、トリシク
ロデカンジメタノールのポリアルキレンキシド付加体、
2種以上のイオン重合性環状化合物を開環共重合させて
得られるポリエーテルポリオール等を挙げることができ
る。
チレンオキシド、プロピレンオキシド、ブテン−1−オ
キシド、イソブテンオキシド、3,3−ビスクロロメチル
オキセタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒ
ドロフラン、3−メチルテトラヒドロフラン、ジオキサ
ン、トリオキサン、テトラオキサン、シクロヘキセンオ
キシド、スチレンオキシド、エピクロルヒドリン、グリ
シジル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテ
ル、アリルグリシジルカーボネート、ブタジエンモノオ
キシド、イソプレンモノオキシド、ビニルオキセタン、
ビニルテトラヒドロフラン、ビニルシクロヘキセンオキ
シド、フェニルグリシジルエーテル、ブチルグリシジル
エーテル、安息香酸グリシジルエステル等の環状エーテ
ル類が挙げられる。
ン等の環状イミン類、p−プロピオラクトン、グリコー
ル酸ラクチド等の環状ラクトン類またはジメチルシクロ
ポリシロキサン等の環状シロキサン類とを開環共重合さ
せたポリエーテルポリオールを使用することもできる。
なお、2種以上のイオン重合性環状化合物の組合せ例と
しては、テトラヒドロフランとプロピレンオキシド、テ
トラヒドロフランと2−メチルテトラヒドロフラン、テ
トラヒドロフランと3−メチルテトラヒドロフラン、テ
トラヒドロフランとエチレンオキシド、プロピレンオキ
シドとエチレンオキシド等を挙げることができる。また
このとき、2種以上のイオン重合性環状化合物の開環共
重合体はランダムにまたはブロックに結合する。
ピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポ
リブチレングリコール等が好ましい。
「PTMG1000(三菱化成工業(株)」、「PTMG2000
(同)」、「PPG700(旭硝子(株)」、「PPG1000(旭
オーリン(株)」、「PPG2000(同)」、「EXCENOL2020
(同)」、「EXCENOL1020(同)」、「PEG1000(日本油
脂(株)」、「ユニセーフDC1100(同)」、「ユニセー
フDC1800(同)」、「ユニオールDA−400(同)」、
「ユニオールDA−700(同)」、「ユニオールDB−400
(同)」、「PPTG2000(保土ヶ谷化学)」、「PPTG1000
(同)」、「PTG400(同)」、「PTGL2000(同)」、
「PBG2000(第一工業製薬)」等の市販品としても入手
することができる。
ングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレン
グリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチルグ
リコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等のポリ
オールとフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレ
イン酸、フマール酸、アジピン酸、セバシン酸等の多塩
基酸とを反応させて得られるポリエステルポリオールが
挙げられる。
プロラクトンと例えばエチレングリコール、テトラメチ
レングリコール、1,6−ヘキサンジオール、ネオペンチ
ルグリコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、1,4
−ブタンジオール、トリメチロールプロパン、ペンタエ
リスリトール等のポリオールとを反応させて得られるポ
リカプロラクトンポリオールが挙げられる。
本ポリウレタン(株)」、「DN−981(同)」、「DN−9
82(同)」、「DN−983(同)」、「PC−8000(米国PPG
社)」等の市販品として入手することができる。
ルAやビスフェノールAのアルキレンオキシド付加物
に、エピクロルヒドリンを反応させてジグリシジルエー
テルとし、さらにこのジグリシジルエーテルに(メタ)
アクリル酸を反応させて得られるポリエポキシポリオー
ル等が挙げられる。
レンジジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネ
ート、1,3−キシレンジイソシアネート、1,4−キシレン
ジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネー
ト、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレン
ジイソシアネート、3,3′−ジメチル−4,4′−ジフェニ
ルメタンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタン
ジイソシアネート、3,3′−ジメチルフェニレンジイソ
シアネート、4,4′−ビフェニレンジイソシアネート、
ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシ
アネート、ジシクロヘキシルメタ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)、
2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、
2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等
が挙げられる。これらのポリイソシアネートのうちで
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、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイ
ソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイ
ソシアネート等が好ましい。
は、例えば水酸基、カルボキシル基、エポキシ基または
酸ハライド基を有する(メタ)アクリル系化合物を挙げ
ることができる。
は、例えば2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレー
ト、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等の
ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等のヒドロキ
シアルキル(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコ
ールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパ
ンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ
(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メ
タ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メ
タ)アクリレート、1,4−ブタンジオールモノ(メタ)
アクリレート、4−ヒドロキシシクロヘキシル(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、ネオペンチルグリコールモノ(メタ)アク
リレート、グリセリンジ(メタ)アクリレート、一般式
(II)〜(IV)で表わされる(メタ)アクリレート、ア
ルキルグリシジルエーテル、アリールグリシジルエーテ
ル、グリシジル(メタ)アクリレート等のグリシジル基
含有化合物と(メタ)アクリル酸との付加反応により得
られる化合物等を挙げることができる。
5の整数を示す) これらの水酸基を有する(メタ)アクリル系化合物の
うち、好ましいものとしては、2−ヒドロキシエチルア
クリレートが挙げられる。
物としては、(メタ)アクリル酸等が挙げられ、上記エ
ポキシ基を有する(メタ)アクリル系化合物としては、
(メタ)アクリル酸グリシジルエーテル等が挙げられ
る。
としては、(メタ)アクリル酸クロライド、(メタ)ア
クリル酸ブロマイド等の(メタ)アクリル酸ハライドを
例示することができる。
エーテル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエポキシ樹脂等
にエチレン性不飽和基を導入したポリマーも使用するこ
とができる。
7,000の範囲であるものが好ましく、特に500〜5,000の
範囲であるものが好ましい。
重量%、特に20〜80重量%の範囲で配合されることが好
ましい。
は、例えば以下のものを挙げることができる。
ドロキシプロピル(メタ)アクリレート、テトラヒドロ
フルフリル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メ
タ)アクリレート、エチルジエチレングリコール(メ
タ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリ
レート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、フェノ
キシエチル(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、ポリエチレングリコール(メ
タ)アクリレート、ポリプロピレングリコール(メタ)
アクリレート、メチルトリエチレングリコール(メタ)
アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレ
ート、7−アミノ−3,7−ジメチルオクチル(メタ)ア
クリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソボル
ニル(メタ)アクリレート、トリシクロデカニル(メ
タ)アクリレート、トリシクロデカニルオキシエチル
(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系化合物、
N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタム、ビ
ニルフェノール、アクリルアミド、酢酸ビニル、ビニル
エーテル、スチレン、一般式(V)〜(VIII)で表わさ
れる化合物。
数1〜6のアルキレン基を示し、R10は炭素数1〜12の
アルキル基を示し、bは1〜12の整数を示す) (式中、R8およびR9は前記のとおりであり、R11は水素
原子または炭素数1〜12のアルキル基を示し、dは1〜
16の整数を示す) (式中、R8は前記のとおりであり、R12は炭素数2〜7
のアルキレン基を示し、pは1〜15の整数を示す) (式中、R8、R12およびpは前記の通りであり、R13は水
素原子またはメチル基を示す) 多官能性不飽和化合物: トリメチロールプロパントリアクリレート、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
ジアクリレート、ポリ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、1,6−ヘキサ
ンジオールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ
アクリレート、トリメチロールプロパントリオキシエチ
ルアクリレート、トリシクロデカンジメタノールジアク
リレート、トリシクロデカンジメタノールジメタクリレ
ート、ジシクロペンタジエンジアクリレート、トリシク
ロデカニルジアクリレート、ジシクロペンタジエンジメ
タクリレート、トリメチロールプロパントリオキシプロ
ピルアクリレート、トリス−2−ヒドロキシエチルイソ
シアヌレートトリ(メタ)アクリレート、トリス−2−
ヒドロキシエチルイソシアヌレートジ(メタ)アクリレ
ート、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加体の
アクリル酸エステル、一般式(IX)で表わされる化合
物。
てもよい) また(B)成分の市販品の例としては、「ビスコート
3700(大阪有機(株)」、ビスコート700(同)」、「K
AYARAD DCPA−20(日本化薬(株)」、「同−30
(同)」、「同−60(同)」、「同−120(同)」等が
挙げられる。
ヘキシルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、
フェノキシエチルアクリレート、イソボルニルアクリレ
ート、N−ビニルピロリドン、N−ビニルカプロラクタ
ム、シクロペンテニルアクリレート、トリシクロデカン
ジメタノールジアクリレート、トリメチロールプロパン
トリアクリレート、「KAYARAD DCPA−60」、「KAYARAD
DCPA−120」、「ビスコート700」等である。
重量%、特に10〜70重量%の範囲で配合されることが好
ましい。
限定されず、種々の光重合開始剤、または熱重合開始剤
を使用することができる。
−フェニルアセトフェノン、アセトフェノン、ベンゾフ
ェノン、キサントン、フルオレノン、ベンズアルデヒ
ド、フルオレン、アントラキノン、トリフェニルアミ
ン、カルバゾール、3−メチルアセトフェノン、4−ク
ロロベンゾフェノン、4,4′−ジメトキシベンゾフェノ
ン、4,4′−ジアミノベンゾフェノン、ミヒラーケト
ン、ベンゾインプロピルエーテル、アセトフェノンジエ
チルケタール、ベンゾインエチルエーテル、1−ヒドロ
キシシクロヘキシルフェニルケトン、ベンジルジメチル
ケタール、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒ
ドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、2−ヒドロ
キシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、
チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−ドデ
シルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサント
ン、カンファーキノン、トリメチルベンゾイルジフェニ
ルホスフィンオキシド、ベンゾイルジフェニルホスフィ
ンオキシド、2−メチルベンゾイルジフェニルホスフィ
ンオキシド等が挙げられる。
ド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、ジクミルパー
オキシド、2,4−ジクロロベンゾイルパーオキシド、t
−ブチルパーオキシド、アゾビスイソブチロニトリル等
が挙げられる。
剤(重合促進剤)を併用することができる。
05〜10重量%、好ましくは1〜10重量%の範囲で配合す
ることができる。
一般式(I)で表わされるものである。この(D)成分
の分子量は、通常1000〜10,000であり、好ましくは2,00
0〜6,000であり、一般式(I)中のxはyよりも一般的
には小さい。
(ダウ コーニング(株)」、「DC−190(同)」等が
挙げられる。
0.005〜1重量%、好ましくは0.01〜0.5重量%の範囲で
配合することができる。
必須成分以外の各種添加剤、例えばジブチルチンジラウ
レート等の触媒、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフ
ェノール等の重合禁止剤、重合開始助剤、界面活性剤、
レベリング剤、紫外線吸収剤、シランカップリング剤、
無機充填剤等を配合することもできる。
(C)および(D)成分ならびに必要に応じて他の成分
を配合してなるものであるが、これらの各成分の配合は
常法により行なわれ、特に限定されるものではない。
s(25℃)、好ましくは20〜2000cps(25℃)、特に好ま
しくは20〜500cps(25℃)の範囲である。粘度が5000cp
s(25℃)を超えた場合には、立体造形物の製造が困難
となる。
状物質または熱硬化性液状物質であり、これの所望する
部分に光を選択的に照射することにより硬化させれば、
所望の形状の立体造形物を得ることができる。
組成物が光硬化性であるか、熱硬化性であるかに応じて
適宜選ぶことができ、例えば光硬化性の場合は紫外線、
可視光線等を、熱硬化性の場合は赤外線等が用いられ
る。
照射する方法も制限されず、例えばレーザー光、レン
ズ、鏡等を用いて得られた集束光等を特定箇所に照射す
る方法、非集束光を一定パターンのマスクを介して照射
する方法等が挙げられる。
代表的な例は、液状である本発明の樹脂組成物に所望の
パターンを有する硬化層が得られるように光を選択的に
照射して硬化層を形成し、次に該硬化層に隣接する未硬
化の樹脂組成物層に同様にして光を照射して前記の硬化
層と連続した硬化層を新たに形成する操作を繰り返し、
最終的に目的とする立体、即ち三次元的形状を有する造
形物を得る方法である。
のが挙げられる。
して第1の硬化層を形成させたのち、次に硬化層分の未
硬化の樹脂組成物を得られた第1の硬化層の上に追加供
給し、さらに光を照射して次の硬化層を形成する操作を
繰り返す方法。
さだけ沈め、これに光を照射して第1の硬化層を形成さ
せたのち、底板をさらに一層分の深さだけ沈めることに
より、一層分の未硬化の樹脂組成物を第1の硬化層の上
に流入させ、さらに光を照射して次の硬化層を形成する
操作を繰り返す方法。
脂組成物中に沈下させ、該底板と容器の底面との間の間
隙に形成される樹脂組成物層を第1の硬化層の厚さと同
じにしておいて、該組成物層に函体の透明な底面を通し
て光を照射して第1の硬化層を形成させたのち、前記の
板を一層の厚さ分だけ上げることにより一層分の未硬化
の組成物を第1の硬化層と板との間の間隙に流入させ、
次に光を前記と同様にして照射して、次の硬化層を形成
する操作を繰り返す方法。
に板を沈めて、該板と容器の底面との間の間隙に形成さ
れる組成物層を第1の硬化層の厚さと同じにしておい
て、該組成物層に容器の透明な底を通して光を照射して
第1の硬化層を形成させたのち、前記の板を一層の厚さ
分だけ上げることにより一層分の未硬化の樹脂組成物を
第1の硬化層と板との間の間隙に流入させ、次に光を前
記と同様にして照射して次の硬化層を形成する操作を繰
返す方法。
応に用いた容器から取り出したのち、立体造形物の表面
に残存する未反応の樹脂組成物を除去し、さらに、必要
に応じて洗浄する。洗浄に使用される洗浄剤としては、
イソプロピルアルコール等のアルコール類に代表される
有機溶剤や熱硬化性あるいは光硬化性の低粘度の樹脂を
使用することができる。
光によるポストキュアーを行なうことが好ましい。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
ソシアネート12.437g、ジブチルチンジラウレート0.046
gおよび2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール0.
069gを仕込んだ。次いで、反応容器を氷水で冷却しなが
ら、これに2−ヒドロキシエチルアクリレート8.293gを
内温が25℃を超えないように内液を攪拌しながら添加し
た。添加終了後、内温を5〜25℃に保持して1時間攪拌
した後、数平均分子量のポリプロピレングリコール(旭
硝子(株),PPG700)24.995gを内温が60℃を超えないよ
うに内液を攪拌しながら添加した。添加終了後、残留イ
ソシアネートが仕込み量の0.1重量%以下になったこと
を確認してから、攪拌を終了し、エチレン性不飽和基を
有するポリエーテルポリウレタンを得た。以下にこの反
応液を(A)−1成分という。
(B)成分のイソボルニルアクリレート12.650g、N−
ビニルピロリドン16.740gおよびトリメチロールプロパ
ントリメタクリレート18.195g、(C)成分の1−ヒド
ロキシシクロヘキシルフェニルケトン6.00gならびに
(D)成分のシリコーン系化合物DC−57(ダウ コーニ
ング(株))0.05gを配合し、本発明の樹脂組成物Aを
調製し、消泡性を評価した。結果を表−1に示す。な
お、組成物Aの粘度は300cPS(25℃)であった。
気をメスシリンダーの底部に1/min×1分間(このと
きのノズル径は内径1mm)流し込み、その時の泡の高さ
を読みとり、消失するまでの時間を測定した。
他は実施例1と同様にして樹脂組成物の消泡性を評価し
た。結果を表−1に示す。
に市販の消泡剤であるダッポーSN−348(ノンシリコー
ン系,サンノブコ社製)を使用した他は実施例1と同様
にして樹脂組成物の消泡性を評価した。結果を表−1に
示す。
消泡剤に優れているため、これを用いることにより光学
的立体造形法において造形時間を短縮することができ、
寸法精度も良好な立体造形物を得ることができる。
Claims (1)
- 【請求項1】(A)ポリオール化合物に、ポリイソシア
ネート化合物と、エチレン性不飽和基を有する化合物と
を反応させることによって得られるポリマー5〜90重量
% (B)エチレン性不飽和基を有するモノマー5〜84重量
% (C)重合開始剤 0.05〜10重量%および (D)一般式(I) (式中、R1、R2およびR3はメチル基、エチル基またはフ
ェニル基を示し、R4およびR5は炭素数1〜12のアルキレ
ン基を示し、R6は炭素数1〜12のアルキル基またはフェ
ニル基を示し、x、y、mおよびnは1〜500の整数を
示す) で表わされるシリコーン系化合物 0.005〜1重量% を必須成分とする光学的立体造形用樹脂組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21599090A JP2876161B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 光学的立体造形用樹脂組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21599090A JP2876161B2 (ja) | 1990-08-16 | 1990-08-16 | 光学的立体造形用樹脂組成物 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04100835A JPH04100835A (ja) | 1992-04-02 |
JP2876161B2 true JP2876161B2 (ja) | 1999-03-31 |
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Country Status (1)
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ES2127365T5 (es) † | 1993-08-26 | 2002-08-16 | Vantico Ag | Composicion liquida reticulable por radiacion, destinada en especial a la estereolitografia. |
-
1990
- 1990-08-16 JP JP21599090A patent/JP2876161B2/ja not_active Expired - Lifetime
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