JP6346746B2 - 三次元造形物の製造方法、三次元造形物を製造するためのキット及び三次元造形物 - Google Patents
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Description
本発明に係る三次元造形物の製造方法は、酸価が20以下であり、活性エネルギー線硬化型インクであるモデル材を用いて印刷するモデル材印刷工程と、酸価が80以上であり、活性エネルギー線硬化型インクであるサポート材を印刷するサポート材印刷工程と、上記サポート材印刷工程によって印刷されたサポート材を除去するサポート材除去工程とを含む。モデル材とサポート材との酸価の大きな違いを利用して、簡易且つ短時間にサポート材を除去することができ、結果として容易且つ短時間に三次元造形物を製造することができる。例えば、塩基性の除去液を用いれば容易にサポート材を除去することができる。また、一般に、酸価が低いものは水に溶け難いものが多く、酸価が高いものは水に溶けやすいものが多いので、除去液として水を用いても簡易且つ容易にサポート材を除去することができる。
本発明に係る三次元造形物の製造方法で用いるモデル材は、酸価が20以下であり、活性エネルギー線硬化型インクである。
モデル材は、実質的に(メタ)アクリル酸基を含まないことがより好ましい。つまり、モデル材に含まれる重合成分は実質的にフリーの酸基を有しない(メタ)アクリルモノマーが好ましい。モデル材とサポート材との酸価の差をより大きくし、サポート材の除去をより簡易且つ迅速に行なうことができる。また、寸法安定性に優れた三次元造形物を提供できる。
モデル材が紫外線硬化型インクである場合には、モデル材は光重合開始剤を含むことがより好ましい。光重合開始剤としてはラジカル重合型の光重合開始剤が使用され得る。
モデル材は、着色剤含む着色用インク又は着色剤を含まないインクであってもよい。モデル材が着色剤を含む場合には、所望の色に着色した三次元造形物を得ることができる。モデル材が着色剤を含まないインクであれば、色の付いていない三次元造形物を得ることができる。着色剤は顔料であってもよく、染料であってもよい。
モデル材は、被印刷基材に対する接着性の付与等を目的に、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル等の非反応性樹脂等が配合され得る。添加量は少量とすることが好ましい。なぜなら、サテライトが発生する可能性を低減させることができ、また、耐溶剤性の低下を防ぐことができるからである。
本発明に係る三次元造形物の製造方法が含むモデル材印刷工程は、モデル材を用いて印刷する工程である。
本発明に係る三次元造形物の製造方法で用いるサポート材は、酸価が80以上であり、活性エネルギー線硬化型インクである。
本発明に係る三次元造形物の製造方法が含むサポート材印刷工程は、サポート材を用いて印刷する工程である。
本発明に係る三次元造形物の製造方法が含むサポート材除去工程は、上記サポート材印刷工程によって印刷されたサポート材を除去する工程である。
本発明に係る三次元造形物を製造するためのキットは、酸価が20以下であり、活性エネルギー線硬化型インクであるモデル材と、酸価が80以上であり、活性エネルギー線硬化型インクであるサポート材と、を備える。上述した本発明に係る三次元造形物の製造方法に利用できるので、簡易且つ短時間に三次元造形物を製造できる。
本発明に係る三次元造形物は、酸価が20以下であり、活性エネルギー線硬化型インクであるモデル材と、酸価が80以上であり、活性エネルギー線硬化型インクであるサポート材と、によって形成されている。換言すれば、本発明に係る三次元造形物は、硬化した当該モデル材及び硬化した当該サポート材を備える。
(株)ミマキエンジニアリング製UVインクLH−100インク(酸価2)
〔サポート材インク例1〕
アクリル酸 30部
テトラヒドロフルフリルアルコール 25部
2−フェノキシエチルアクリレート 39部
イルガキュア369 4部
DTEX−S 2部
上記組成を溶解し、1ミクロンのフィルターでろ過を行いクリアサポート材インクを得た。このインクの酸価は234であった。
メタアクリル酸 13部
テトラヒドロフルフリルアルコール 25部
2−フェノキシエチルアクリレート56部
イルガキュア369 4部
DTEX−S 2部
上記組成を溶解し、1ミクロンのフィルターでろ過を行いクリアサポート材インクを得た。このインクの酸価は85であった。
アクリル酸 13部
N−ビニルカプロラクタム 20部
テトラヒドロフルフリルアルコール 25部
2−フェノキシエチルアクリレート 56部
イルガキュア369 4部
DTEX−S 2部
上記組成を溶解し、1ミクロンのフィルターでろ過を行いクリアサポート材インクを得た。このインクの酸価は85であった。
アクリル酸 5部
テトラヒドロフルフリルアルコール 25部
2−フェノキシエチルアクリレート 64部
イルガキュア369 4部
DTEX−S 2部
上記組成を溶解し、1ミクロンのフィルターでろ過を行いクリアサポート材インクを得た。このインクの酸価は39であった。
テトラヒドロフルフリルアルコール 25部
2−フェノキシエチルアクリレート 68部
イルガキュア369 4部
DTEX−S 2部
上記組成を溶解し、1ミクロンのフィルターでろ過を行いクリアサポート材インクを得た。このインクの酸価は0であった。
モデル材インク例のYMCKカラーインク及びサポート材インク例1のインクを用いて、(株)ミマキエンジニアリング製UVプリンターUJF−6042でモデル材インクとサポート材インクとを異なる位置に印刷し、3D印刷物を得た。
実施例1と同様にモデル材インク例のYMCカラーインク及びサポート材インク例2のインクを用いて、(株)ミマキエンジニアリング製UVプリンターUJF−6042でモデル材インクとサポート材インクとを異なる位置に印刷し、3D印刷物を得た。
実施例1と同様にモデル材インク例のYMCKカラーインク及びサポート材インク例3のインクを用いて、(株)ミマキエンジニアリング製UVプリンターUJF−6042でモデル材インクとサポート材インクとを異なる位置に印刷し、歪みの少ない3D印刷物を得た。
モデル材インク例のYMCKカラーインク及びサポート材インク例4のインクを用いて、(株)ミマキエンジニアリング製UVプリンターUJF−6042でモデル材インクとサポート材インクとを異なる位置に印刷し、3D印刷物を得た。
モデル材インク例のYMCKカラーインク及びサポート材インク例5のインクを用いて、(株)ミマキエンジニアリング製UVプリンターUJF−6042でモデル材インクとサポート材インクとを異なる位置に印刷し、3D印刷物を得た。
Claims (5)
- 酸価が20以下であるモデル材を、活性エネルギー線硬化型インクであるモデル材用インクを用いて印刷して、活性エネルギー線を照射して硬化させることで積層法により造形するモデル材印刷工程と、
酸価が80以上であり、上記モデル材を支持するサポート材を、活性エネルギー線硬化型インクであるサポート材用インクを印刷して、活性エネルギー線を照射して硬化させることで積層法により造形するサポート材印刷工程と、
上記サポート材印刷工程によって造形されたサポート材を除去するサポート材除去工程とを含み、
上記モデル材印刷工程と、上記サポート材印刷工程とは、インクジェット法により上記モデル材用インク及び上記サポート材用インクを異なる位置に同時に吐出することで同時に行われるものであり、
上記サポート材除去工程は、中性又は塩基性の除去液を用いて行われることを特徴とする三次元造形物の製造方法。 - 上記モデル材用インクが、着色剤含む着色用インク又は着色剤を含まないインクであることを特徴とする請求項1に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記サポート材用インクが、着色剤を含まないか、又は、体質顔料を含むインクであることを特徴とする請求項1又は2に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記モデル材用インクが実質的に(メタ)アクリル酸基を含まず、且つ、上記サポート材用インクが(メタ)アクリル酸基及びスルホン酸基のうち少なくとも一方を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。
- 上記サポート材用インクが、ホモポリマー水溶性となる水溶性ビニルモノマーを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の三次元造形物の製造方法。
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