JPWO2004087823A1 - INK COMPOSITION CONTAINING SOFT MATERIAL AND 3D PRODUCT PREPARATION TECHNIQUE AND 3D PRINTING METHOD - Google Patents
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Abstract
ビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成物を含む印刷用インク組成物および該インク組成物を用いた印刷法および該インク組成物を用いた印刷法を利用し、立体の断面形状を薄層として形成し、該薄層を積層することで立体を造形する方法の提供。（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル等より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに（ｂ）（ｉ）樹液等より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液等の主成分をそれぞれ含む人工樹液等より選ばれる成分を含む化合物、を含むインク組成物。A printing ink composition comprising a composition comprising a polymer containing vinyl acetate as a component, a printing method using the ink composition, and a printing method using the ink composition, and a three-dimensional cross-sectional shape as a thin layer Providing a method of forming a solid by forming and laminating the thin layers. (A) a polymer component comprising a homopolymer of vinyl acetate or a partial hydrolyzate thereof, or a copolymer of vinyl acetate and one or more monomers selected from acrylic acid esters or the like, or a partial hydrolyzate thereof; An ink composition comprising: (i) a component containing one or more selected from sap or the like; or (ii) a compound containing a component selected from an artificial sap containing a main component such as sap.
Description
本発明は、ビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成物を含む印刷用インク組成物および該インク組成物を用いた印刷法および該インク組成物を用いた印刷法を利用し、立体の断面形状を薄層として形成し、該薄層を積層することで立体を造形する方法に関する。 The present invention relates to a printing ink composition comprising a composition comprising a polymer containing vinyl acetate as a component, a printing method using the ink composition, and a printing method using the ink composition. Is formed as a thin layer, and the thin layer is laminated to form a solid body.
従来より薄層を積層し、立体を造形する方法としては、高速造形法（ラピッド・プロトタイピング）等が知られていた（特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。該方法においては、三次元ＣＡＤデータなどコンピュータ上で定義された数値モデルに基づいて、複雑な形状の三次元物体を作製することができる。該方法においては、液状樹脂や樹脂粉末などの固化可能材料により固化層を形成し、この固化層を順次積層して三次元物体を造形していた。
一方、インクジェットプリンターを用いて無機顔料の粒子をインクとして用いて立体物を作製しようとする技術もあった（特許文献４参照）。
さらに、従来よりインクジェットプリンター用インク組成物として種々の組成物が報告されていた。
本発明者らは、先に画像の転写液として用い得るビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成物を開発していた（特許文献５参照）。
On the other hand, there has also been a technique for producing a three-dimensional object using inorganic pigment particles as ink using an ink jet printer (see Patent Document 4).
Furthermore, conventionally, various compositions have been reported as ink compositions for ink jet printers.
The present inventors have previously developed a composition comprising as a component a polymer containing vinyl acetate that can be used as an image transfer solution (see Patent Document 5).
上記高速造形法および無機顔量の粒子を用いた方法においては、作製できる立体物体は固化したものであり、例えば柔らかい物体の軟らかさを再現することはできなかった。本発明は、ビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成物を含む印刷用インクおよび該インクを用いた印刷法、さらに該インクを用いた立体物作製法の提供を課題とする。さらに、本発明は粉体粒子を用いた高速造形法等の造形法において、ビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成物を含む組成物を粉体を固めるバインダーとして用いることにより柔らかさを有している軟質立体物を作製する方法の提供を課題とする。
本発明者らは、先に開発したビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成物について鋭意検討を行い、驚くべきことに印刷物の画像の転写液として開発した該組成物が印刷用インク成分として用いることができることを見出した。該組成物はビニルアセテートを含むポリマー等を主成分としており、乾燥させたときに一定の粘度、軟らかさを保っているので、インク組成物としての粘度を調節することにより、印刷後乾燥させたときに印刷した画像を立体的に表現できるという効果を奏することができる。本発明者らは、該組成物にインク組成物に必要な染色剤やその他の添加剤を添加することにより、インクジェットプリンターや他の印刷機器による印刷に好適に利用できることを見出した。さらに、本発明のインク組成物の特性を利用することにより、本発明のインク組成物を用いて印刷機器により薄層を形成させこの薄層を積層させることにより、立体物を造形できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
さらに、本発明の組成物を粉体粒子を用いた高速造形法等の造形法において、バインダーとして用いることにより、従来得られなかった軟性立体物を作製することを見出し本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は以下の通りである。
［１］ （ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分、ならびに（ｃ）着色剤を含む化合物、を含むインク組成物、
［２］ 孔版印刷機用である、［１］のインク組成物、
［３］ インクジェットプリンター用である、［１］のインク組成物、
［４］ ［１］から［３］のいずれかのインク組成物を用いて立体物体の断面像を薄層として形成し、該薄層を積層することにより立体を造形する方法、
［５］ 薄層を孔版印刷機を用いて形成する、［４］の薄層を積層することにより立体を造形する方法、
［６］ 薄層をインクジェットプリンターを用いて形成する、［４］の薄層を積層することにより立体を造形する方法、
［７］ 粉体を固化させて立体物を作製する際の粉体を固化させるためのバインダー組成物であって、（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分を含む、バインダー組成物、
［８］ 粉体が、植物体破砕粉体、動物体破砕粉体、紙破砕粉体、砂、岩石粉体、鉱物粉体、骨粉、貝殻破砕粉体、金属粉体、ガラス粉体、合成樹脂粉体からなる群より選ばれる１種または２種以上の粉体である［７］のバインダー組成物、
［９］ 粉体を固化させての立体物の作製が３Ｄプリンターにより行われる、［７］または［８］のバインダー組成物、
［１０］ 粉体と（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分を含む、バインダー組成物を混合し、層状に成形し固化させ、さらに、その上に粉体と前記バインダー組成物を混合し層状に成形し固化させたものを積層していくことを含む、立体物を作製する方法、
［１１］ 粉体が、植物体破砕粉体、動物体破砕粉体、紙破砕粉体、砂、岩石粉体、鉱物粉体、骨粉、貝殻破砕粉体、金属粉体、ガラス粉体、合成樹脂粉体からなる群より選ばれる１種または２種以上の粉体である［１０］の立体物を作製する方法、
［１２］ ３Ｄプリンターを用いて行われる、［１０］または［１１］の立体物を作製する方法、
［１３］ 立体物が軟質立体物である［１０］から［１２］のいずれかの立体物を作製する方法、
［１４］ ［１０］から［１３］のいずれかの立体物を作製する方法により作製された軟質立体物、
［１５］ 粉体を固化させて作製した立体物を軟質化するための組成物であって、（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分を含む、軟質化組成物、
［１６］ 粉体が、植物体破砕粉体、動物体破砕粉体、紙破砕粉体、砂、岩石粉体、鉱物粉体、骨粉、貝殻破砕粉体、金属粉体、ガラス粉体、合成樹脂粉体からなる群より選ばれる１種または２種以上の粉体である［１５］の軟質化組成物、
［１７］ 粉体を固化させての立体物の作製が３Ｄプリンターにより行われる、［１５］または［１６］の軟質化組成物、
［１８］ 粉体を固化させて立体物を作製し、次いで該立体物に（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分を含む、軟質化組成物を含浸させることを含む、粉体を固化させて作製された立体物を軟質化する方法、
［１９］ 粉体が、植物体破砕粉体、動物体破砕粉体、紙破砕粉体、砂、岩石粉体、鉱物粉体、骨粉、貝殻破砕粉体、金属粉体、ガラス粉体、合成樹脂粉体からなる群より選ばれる１種または２種以上の粉体である［１８］の粉体を固化させて作製された立体物を軟質化する方法、
［２０］ 粉体を固化させての立体物の作製が３Ｄプリンターにより行われる、［１８］または［１９］の粉体を固化させて作製された立体物を軟質化する方法、ならびに
［２１］ ［１８］から［２０］のいずれかの粉体を固化させて作製された立体物を軟質化する方法により作製された軟質化立体物。
以下、本発明を詳細に説明する。
本明細書は本願の優先権の基礎である日本国特許出願２００３−９４８６１号の明細書および／または図面に記載される内容を包含する。In the high-speed modeling method and the method using particles having an inorganic face amount, a three-dimensional object that can be produced is solidified, and for example, the softness of a soft object cannot be reproduced. An object of the present invention is to provide a printing ink containing a composition containing a polymer containing vinyl acetate as a component, a printing method using the ink, and a three-dimensional object manufacturing method using the ink. Furthermore, the present invention has a softness by using a composition containing a composition containing a polymer containing vinyl acetate as a binder in a molding method such as a high-speed modeling method using powder particles as a binder for solidifying the powder. It is an object to provide a method for producing a soft three-dimensional object.
The inventors of the present invention have made extensive studies on a composition comprising a previously developed polymer containing vinyl acetate as a component, and surprisingly the composition developed as an image transfer liquid for a printed material is used as an ink component for printing. I found that I can do it. The composition is composed mainly of a polymer containing vinyl acetate and maintains a certain viscosity and softness when dried. Therefore, the composition was dried after printing by adjusting the viscosity as an ink composition. An effect that a printed image can be expressed three-dimensionally can be achieved. The present inventors have found that by adding a dyeing agent and other additives necessary for the ink composition to the composition, the composition can be suitably used for printing by an ink jet printer or other printing equipment. Furthermore, by utilizing the characteristics of the ink composition of the present invention, it was found that a three-dimensional object can be formed by forming a thin layer with a printing machine using the ink composition of the present invention and laminating this thin layer, The present invention has been completed.
Furthermore, by using the composition of the present invention as a binder in a molding method such as high-speed modeling method using powder particles, it has been found that a soft three-dimensional object that has not been obtained conventionally can be produced and the present invention has been completed. It was.
That is, the present invention is as follows.
[1] (a) Vinyl acetate homopolymer or partially hydrolyzed product thereof, or vinyl acetate and acrylic acid ester, acrylic acid amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic anhydride, and fumar A polymer component comprising a copolymer with one or two or more monomers selected from the group consisting of acids or a partial hydrolyzate thereof, (b) (i) selected from the group consisting of sap, fruit juice, nectar, honey and sugars A component comprising one or more species or (ii) a component selected from the group consisting of sap, fruit sap, nectar and honey, and artificial sap, artificial fruit sap, artificial nectar and honey, respectively, and (c) An ink composition comprising a compound comprising a colorant,
[2] The ink composition according to [1], which is for a stencil printing machine,
[3] The ink composition according to [1], which is for an ink jet printer,
[4] A method of forming a three-dimensional object by forming a cross-sectional image of a three-dimensional object as a thin layer using the ink composition according to any one of [1] to [3], and laminating the thin layer;
[5] A method of forming a solid by laminating the thin layers of [4], forming a thin layer using a stencil printing machine,
[6] A method of forming a solid by forming a thin layer using an inkjet printer, and laminating the thin layer of [4],
[7] A binder composition for solidifying powder when solidifying powder to produce a three-dimensional product, comprising: (a) a vinyl acetate homopolymer or a partially hydrolyzed product thereof, or vinyl acetate and acrylic Copolymer or partial hydrolyzate thereof with one or more monomers selected from the group consisting of acid esters, acrylic amides, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid esters, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid (B) (i) a component containing one or more selected from the group consisting of (i) sap, fruit juice, nectar, honey and sugar, or (ii) a main component of sap, fruit juice, nectar and honey A binder containing an ingredient selected from the group consisting of artificial sap, artificial fruit liquid, artificial nectar and artificial honey Composition,
[8] Powders are plant crushed powder, animal crushed powder, paper crushed powder, sand, rock powder, mineral powder, bone powder, shell crushed powder, metal powder, glass powder, synthetic [7] the binder composition, which is one or more powders selected from the group consisting of resin powders;
[9] The binder composition according to [7] or [8], in which a solid is produced by solidifying the powder by a 3D printer,
[10] Powder and (a) homopolymer of vinyl acetate or a partial hydrolyzate thereof, or vinyl acetate and acrylic ester, acrylic amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic ester, maleic acid, maleic anhydride And a polymer component comprising a copolymer with one or more monomers selected from the group consisting of fumaric acid or a partial hydrolyzate thereof, (b) (i) a group consisting of sap, fruit juice, nectar, honey and sugar A component selected from the group consisting of one or two or more selected from (ii) artificial sap, artificial fruit sap, artificial fruit sap, artificial nectar and artificial honey each containing the main components of sap, fruit juice, nectar and honey The binder composition is mixed, formed into a layer and solidified, and the powder and the binder assembly are further formed thereon. A method of producing a three-dimensional object, comprising laminating a mixture of molded products, forming them into layers and solidifying them,
[11] Powder is plant body crushed powder, animal body crushed powder, paper crushed powder, sand, rock powder, mineral powder, bone powder, shell crushed powder, metal powder, glass powder, synthetic A method for producing a three-dimensional object according to [10], which is one or more powders selected from the group consisting of resin powders;
[12] A method for producing a three-dimensional object according to [10] or [11], which is performed using a 3D printer,
[13] A method for producing a three-dimensional object according to any one of [10] to [12], wherein the three-dimensional object is a soft three-dimensional object;
[14] A soft three-dimensional object produced by a method for producing a three-dimensional object according to any one of [10] to [13],
[15] A composition for softening a three-dimensional product produced by solidifying a powder, comprising: (a) a vinyl acetate homopolymer or a partial hydrolyzate thereof, or vinyl acetate and an acrylate ester, acrylic acid A polymer component comprising a copolymer with one or more monomers selected from the group consisting of amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid, or a partial hydrolyzate thereof, (B) (i) a component containing one or more selected from the group consisting of sap, fruit sap, nectar, honey and sugar, or (ii) an artificial sap each containing the main components of sap, fruit sap, nectar and honey A softening composition comprising an ingredient selected from the group consisting of artificial fruit juice, artificial nectar and artificial honey,
[16] Powder is plant body crushed powder, animal body crushed powder, paper crushed powder, sand, rock powder, mineral powder, bone powder, shell crushed powder, metal powder, glass powder, synthetic The softening composition according to [15], which is one or more powders selected from the group consisting of resin powders,
[17] The softening composition according to [15] or [16], in which the production of a three-dimensional object by solidifying the powder is performed by a 3D printer,
[18] A solid is produced by solidifying the powder, and then (a) a homopolymer of vinyl acetate or a partial hydrolyzate thereof, or vinyl acetate and an acrylic ester, acrylic amide, acrylic acid, A polymer component comprising a copolymer with one or more monomers selected from the group consisting of methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid, or a partial hydrolyzate thereof, (b) (i ) An ingredient containing one or more selected from the group consisting of sap, fruit juice, nectar, honey and sugar, or (ii) an artificial sap, artificial fruit liquor each containing the main components of sap, fruit juice, nectar and honey, Solidifying the powder comprising impregnating a softening composition comprising an ingredient selected from the group consisting of artificial nectar and artificial honey. A method of softening a three-dimensional object produced by
[19] Powder is plant crushed powder, animal crushed powder, paper crushed powder, sand, rock powder, mineral powder, bone powder, shell crushed powder, metal powder, glass powder, synthetic A method for softening a three-dimensional object produced by solidifying a powder of [18], which is one or more powders selected from the group consisting of resin powders,
[20] A method of softening a three-dimensional object produced by solidifying a powder of [18] or [19], wherein a three-dimensional object is produced by solidifying the powder by a 3D printer, and [21] A softened three-dimensional object produced by a method of softening a three-dimensional object produced by solidifying the powder according to any one of [18] to [20].
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
This specification includes the contents described in the specification and / or drawings of Japanese Patent Application No. 2003-94861 which is the basis of the priority of the present application.
図１は、本願発明のインク組成物を用いてインクジェットプリンターで印刷した印刷物を示す写真である。
図２は、孔版印刷に用いた図の元絵を示す図である。
図３は、本願発明のインク組成物を用いて孔版印刷機で普通紙に印刷した印刷物を示す写真である。
図４は、本願発明のインク組成物を用いて孔版印刷機でコート紙に印刷した印刷物を示す写真である。
図５は、孔版印刷機専用インクを用いて孔版印刷機で普通紙に印刷した印刷物を示す写真である。
図６は、孔版印刷機専用インクを用いて孔版印刷機でコート紙に印刷した印刷物を示す写真である。FIG. 1 is a photograph showing a printed matter printed with an ink jet printer using the ink composition of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing an original picture used for stencil printing.
FIG. 3 is a photograph showing a printed matter printed on plain paper with a stencil printing machine using the ink composition of the present invention.
FIG. 4 is a photograph showing a printed matter printed on coated paper with a stencil printing machine using the ink composition of the present invention.
FIG. 5 is a photograph showing a printed matter printed on plain paper with a stencil printer using ink exclusively for the stencil printer.
FIG. 6 is a photograph showing a printed matter printed on coated paper with a stencil printer using ink exclusively for the stencil printer.
１．本発明のインク組成物
本発明のインクの成分として用いたビニルアセテートを含むポリマーを成分とする組成は以下の通りである。
（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、ならびに（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分を含む化合物、を含む組成物である。
ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分はエマルジョンの状態であることが望ましい。この意味で、本発明の成分（１）中の成分（ａ）は、水性ラテックスエマルジョンである。ここで、ラテックスとはポリマーまたはコポリマー分子を含有する水性分散体をいう。
ビニルアセテートのホモポリマーもしくはコポリマーを含むエマルジョンは、市販品として入手することができる。例えば手芸店などで販売されている以下の製品群が適用できる。「木工用ボンド（コニシ社製、接着剤）」、「モトポジ（ＭＯＤＰＯＤＧＥ）（ＰＬＡＩＤ社製、仕上げ剤）」、「ポレア（ＰＬＡＩＤ社製、仕上げ剤）」、「シャインフィニッシュ（株式会社ジャンティー製、仕上げ剤）」、「ハルグロスハルエンタープライズ社製、仕上げ剤」」、「クリヤポッジ（アメリカンハンディクラフト社製、仕上げ剤）」、「トップコートグロス（株式会社ジャンティー製仕上げ剤）」、商品名「トランスファーコート、（株式会社ジャンティー製、転写液）」、「ハルトランスファー｛ハルエンクープライス社製、転写液｝」、「サンフィニッシェ（株）サンユー社製、仕上げ剤」」などが挙げられる。従って、本発明の素材にはこれらの市販品の１つまたは複数を含ませることができる。このうちモトポジが好適に用いられ、ＰＬＡＩＤ社のカタログのＩＴＥＭ＃ＣＳ１１２２２、ＣＳ１１２２１、ＣＳ１１２２０、ＣＳ１１２１９、ＣＳ１１２１８、ＣＳ１１２１７、ＣＳ１１２１３、ＣＳ１１２１１、ＣＳ１１２０１、ＣＳ１１２０２、ＣＳ１１２０３、ＣＳ１１２０４、ＣＳ１１２０５、ＣＳ１１２０７、ＣＳ１１３０１、ＣＳ１１３０２、ＣＳ１１３０３等のモトポジを用い得る。また、米国特許第３６１６００５記載のラテックスエマルジョンも好適に用い得る。
又、本発明で用いられるビニルアセテートのホモポリマーは、ビニルアセテートモノマーを乳化剤、重合開始剤、触媒、保護安定剤、可塑剤、及び各種添加剤を適宜希釈し、混合して、従来公知の方法で乳化重合させることにより容易に得られる。
ビニルアセテートのコポリマーは、ビニルアセテートモノマーと、それと共重合させるモノマー（コモノマー）を混合して、乳化剤、重合開始剤、触媒、保護安定剤、可塑剤、及び各種添加剤を適宜選択し、混合して、従来公知の方法で乳化重合させることにより容易に得られる。この場合、コモノマーとして利用できるものとして、アクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸、から選ばれる一種または二種以上のモノマーが挙げられる。このうち、好ましいコモノマーは、アクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物及びフマル酸からなる群から選ばれる一種または二種以上のモノマーである。より好ましいコモノマーとしてはアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物からなる群から選ばれる一種または二種以上のモノマーが挙げられる。特に好ましいコモノマーとしては、アクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステルからなる群から選ばれる一種または二種以上のモノマーが挙げられる。
成分（ａ）の組成は上記の組成を有するものならばなんでもよいが、例えば、不揮発成分５５％の、ポリビニルアセテートの水性ラテックスおよびジブチルフタレートの重量％が、それぞれ８０〜９５％および５〜２０％、好ましくは８５〜９５％および５％〜１５％、さらに好ましくは９０〜９５％および５〜１０％含む組成物が例示できる。より具体的には、不揮発性分５５％のポリビニルアセテートの水性ラテックス９２．５重量％とブチルフタレート７．５重量％とを含む組成物が例示できる。
インク組成物全体における成分（ａ）の含量は、１０容積％〜７０容積％が好ましい。
可塑剤としては、ジブチルフタレートを含むフタル酸エステル等の汎用品が好ましく用いられる。本発明において、可塑剤の添加量は組成物全体に対して３〜３０重量％が好ましい。
また、該成分（ａ）はそれ自体水分を含んでいてもよく、例えば、不揮発成分を含む、ビニルアセテートを主成分とし、ジブチルフタレート等の可塑剤または安定剤を含有するコポリマーを含む水性ラテックスを例示することができる。このような水性ラテックスとして、不揮発性成分を含み、ビニルアセテートを主成分とし、アクリレートを副成分として含有するコポリマーにさらにジブチルフタレートを混合したものが挙げられる。
「樹液」とは、植物体の液体成分をいい、松、白樺、メイプル、砂糖キビ、甜菜の樹液が好ましい。これらの植物体から得られる樹液を単独で用いることもできるし、二種以上を混合したものを用いることもできる。樹液は、植物体表面から自然に流出してくるものを用いることもできるし、植物体から種々の方法で抽出したものを用いることもできる。例えば、白樺等の樹の表面に傷をつけて樹液を漏出させたものを用いることができ、また白樺等の幹に適当な太さのチューブを差込み、植物体内を流れる液体を採集して用いることもできる。また、このようにして得られた樹液を例えばフィルター処理して固形成分等を除去して用いてもよい。樹液の成分の一部が含まれている限り本発明の「樹液」に含まれる。例えば、市販の白樺樹液を用いてもよい。白樺樹液の成分として、果糖、ブドウ糖、アミノ酸、リンゴ酸、多糖類（キレラン）、配糖類（シリンガレジノール）およびその他ミネラル類が例示できる。白樺樹液の組成は、採取時期、採取場所により変動がある。
「果実液」とは、植物の果実の液体成分をいい、ブトウ、モモ、柑橘類、リンゴ、バナナ、スイカ、メロン、チェリー、ナシ、パイナップル、ヤシ、パパイヤ、マンゴー、ドリアン等の果実の液体成分を用いることができる。これらの果実の液体成分を単独で用いることもできるし、二種以上を混合したものを用いることもできる。果実液は、前記果実からミキサー処理等により得ることができる。このようにして得られた果実液を例えばフィルター処理して固形成分等を除去して用いてもよい。果実液の成分の一部が含まれている限り本発明の「果実液」に含まれる。主成分を人工的に混合して作製した人工液体（人工果実液）も本発明の「果実液」に含まれる。
「花蜜」とは、植物の花の蜜腺から分泌される多糖類をいう。花蜜の主成分を人工的に混合して作製した人工液体（人工花蜜）も本発明の「花蜜」に含まれる。
「蜂蜜」とは、ミツバチが植物の花の蜜腺から多糖類である花蜜を胃（蜜嚢）の中に吸い取って、単糖類に分解しながら吐き出して巣房の中に蓄えたものをいう。レンゲ、トチ、アカシアから得られるものを一種または二種以上含むものを用いることができる。蜂蜜の主成分を人工的に混合して作製した人工液体（人工蜂蜜）も本発明の「蜂蜜」に含まれる。
上記の樹液、果実液、蜂蜜は水分を含んでおり（例えば、白樺樹液は約９０〜約９５％の水分を含んでおり、最終的に本発明の素材組成物に含ませるべき水分含量に応じて、適宜水で希釈することができるし、また濃縮して水分含量を低下させてもよい。
「糖類」とは、単糖、二糖、多糖を含み、例えばキシリトール、ショ糖、果糖、グルコース、キトサン、キチン、マンナン、グアーガムが例示される。これらの糖を単独で用いることもできるし、二種以上を混合したものを用いることもできる。
（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜の添加量は、組成物全体対して５〜５０容積％が好ましい。水の含有量について、組成物全体の１０容積％〜９５容積％が好ましい。
上記の本発明の素材組成物の成分（１）として、例えば国際公開公報ＷＯ０２／２４８０１号に記載のエマルジョン組成物を用いることができる。このエマルジョン組成物は、国際公開公報ＷＯ０２／２４８０１号の記載の成分組成を有し、該公報の記載に従って調製することができる。
この組成物に着色剤を混合し、さらに必要に応じて各種の添加剤を加える。添加剤として、湿潤剤、水溶性有機化合物、界面活性剤、消泡剤、酸化防止剤、電荷調整剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、防臭剤、香料、ｐＨ調整剤等が挙げられる。
着色剤として、染料化合物、有機顔料化合物、無機顔料化合物等が挙げられる。
水溶性染料化合物は、一般の水溶性インクの染料成分として使用されるものでよく、限定されず、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー等の色を与える公知の色素成分として用いられるものを用いることができる。例えば、アシッド・イエロー１７、アシッド・イエロー２３、アシッド・イエロー７３、ダイレクト・イエロー８６等のイエロー染料、アシッド・レッド１、アシッド・レッド８、アシッド・レッド１４、アシッド・レッド３７、アシッド・レッド５２、アシッド・レッド８７、アシッド・レッド９２、アシッド・レッド１０３、アシッド・レッド２８９、リアクティブレッド４等のマゼンタ染料、アシッド・ブルー９、アシッド・ブルー９２、アシッド・ブルー８７、リアクティブブルー１５、ダイレクト・ブルー８６等のシアン染料、アシッド・ブラック２、ダイレクトブラック２２、ダイレクトブラック１５４等のブラック染料等を用いることができる。有機顔料化合物有機顔料化合物としては、例えばアニリンブラック、ファーストイエロー、ジスアゾイエロー、パーマネントオレンジ、リゾールレッド、レーキレッドＣ、パーマネントレッド２Ｂ、ブリリアントカーミン６Ｂ、カーミン３Ｂ、コバルトバイオレット、メチルバイオレットレーキ、フタロシアニンブルー、ファーストスカイブルー、フタロシアニングリーン等を用いることができる。これらの着色剤の添加量も限定されず用いる着色剤の種類に応じて適宜決定すればよいが、インク組成物全量に対して、０．１〜２０重量％、好ましくは０．５〜１５重量％である。
湿潤剤は、ノズル詰まりを抑制し、インク吐出安定性を高めるために添加する。湿潤剤として、例えばグリセロール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、低分子量ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコールなどを用いることができる。
水溶性有機化合物は水とともにインク媒体として用いられる。有機化合物としては、多価アルコール類（エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセロール等）、多価アルコールアルキルエーテル類（エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル等）、多価アルコールアリールエーテル類（エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノベンジルエーテル等）、含窒素複素環化合物類（Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−ヒドロキシエチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチルイミダゾジノン、ε−カプロラクム、γ−ブチロラクトン等）、アミド類（ホルムアミド、Ｎ−メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等）、アミン類（モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン等）、含硫黄化合物類（ジメチルスルホキシド、スルホラン、チオジエタノール等）、及びカーボネート類（プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等）等が用いられる。水溶性有機化合物の添加料は、インク全量に対して、０．１〜２０重量％程度が好ましい。
水および水溶性有機化合物の添加量により任意にインク組成物の粘度を調整することができる。インク組成物の粘度は、限定されないがインクジェットプリンターで用いる場合、１〜２０ｍＰ．Ｓ程度が好ましい。本発明のインク組成物は、インクジェットプリンターのみならず、謄写版印刷、シルクスクリーン印刷等の孔版印刷、ジークレー印刷や後述の立体物製造機器等にも用いることができ、またプリントゴッコ（登録商標、理想科学工業社製）、リソグラフ（登録商標、理想科学工業社製）等の市販の孔版印刷の原理を利用した印刷機にも用いることができる。必要な粘度は用いる印刷機器により適宜決定することができる。例えば、謄写版印刷、シルクスクリーン印刷、ジークレー印刷で用いるインク組成物の粘度は高めになる。
界面活性剤は、インクの表面張力や濡れ性を調整し、ヘッドでの乾燥を防いだり、紙等の被印刷物へのにじみを防止し得る。界面活性剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤及び両性界面活性剤が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、サリチル酸系のもの等が挙げられる。ベンゾフェノン系としては２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン等が挙げられ、ベンゾトリアゾール系としては２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール等が挙げられ、サリチル酸系としてはｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート等が挙げられる。紫外線吸収剤の添加量は限定されないが、インク全量に対して０．０５〜０．５重量％とするのが望ましい。
抗菌剤としては、有機系抗菌剤、無機系抗菌剤および天然抗菌剤等が挙げられる。有機系抗菌剤としては、トリクロサン、クロルヘキジジン、ジンクピリチオン、クロルキシレノール等が挙げられ、無機系抗菌剤としては、銀ゼオライト系、抗菌ガラス、リン酸ジルコニウム銀系、銀錯体系等が挙げられ、天然抗菌剤としては、キトサン、カテキン、ヒノキチオール等が挙げられる。
さらに、謄写版印刷、シルクスクリーン印刷に用いる場合、インク組成物の粘度は上述のインクジェットプリンターで用いる場合のような制限がなくなるので、さらに種々の物質を混合し種々の機能を持たせた機能的なインク組成物（機能性インク）とすることができる。例えば、蓄光物質を添加することにより蓄光性インク組成物ができ、熱により発泡する物質を添加することにより発泡性インク組成物ができ、温度変化により色が変化する示温性物質を添加することにより示温性インク組成物ができ、芳香物質を封入したマイクロカプセルを添加することにより印刷後のインク部分をこすることにより芳香を発する芳香性インク組成物ができ、導電性物質を添加することにより導電性インク組成物ができる。
２．本発明のインク組成物を用いた印刷方法
本発明のインク組成物をインクジェットプリンターを用いた印刷に用いることができる。インクジェットプリンターには、インクの射出方法の違いにより、大きく電圧を加えることにより変形する素子（ピエゾ素子）を用いてその変形によりヘッド内のインク収納スペースを減少させ、この圧力によりインクを吐出するピエゾ方式のものと、ノズル中のヒータを加熱することにより泡を生成し、この泡によりインクを押し出すサーマルインクジェット方式のものがあるが、本発明の印刷用インクを用いた印刷にはいずれの方式のプリンターも用いることができる。このようなインクジェットプリンターとしては、市販のプリンターを用いることができ、例えば、ＥＰＳＯＮ社のＰＭシリーズのインクジェットプリンターが挙げられる。
プリンターのインクカートリッジに本発明の印刷用インク組成物を充填し、プリンターに設置し、通常通り印刷を行なえばよい。また、この際１回に吐出されるインク量や吐出速度を自由に設定でき、インク量を多くすれば印刷物を立体的にすることもできる。
また、本発明のインク組成物はジークレー印刷のインクとしても用いることができる。ジークレー印刷とは、スクリーンを使用せずダイレクトにインクを版画紙やキャンバスに吹き付ける技法をいう。
さらに、本発明のインク組成物を謄写版印刷（孔版印刷）用のインクとして用いることができる。謄写版印刷とはろう引き原紙に鉄筆やタイプの圧力により多くの細かい穴をあけ、その穴からにじみ出るインクを紙にうつしとる印刷法をいうが、本発明においてはこの原理を用いた印刷、すなわち適当な原紙（フィルター、スクリーン等とも呼び、紙、絹、ナイロン、テトロン、ステンレス、スティールなどでできている）に適当な手段で穴をあけインクが通るようにし、紙等の被印刷物に前記穴を通してインクを写しとることにより印刷を行なうあらゆる印刷法を含める。例えば、シルクスクリーン（シルクスクリーン・プロセス・プリンティング、セリグラフ）印刷、やプリントゴッコ（登録商標、理想科学工業株式会社製）、リソグラフ（登録商標、理想科学工業社製）等の孔版印刷法を応用した印刷機を用いた印刷にも本発明のインク組成物を用いることができる。前記原紙の厚さを変えることにより被印刷物に写し取られるインクの厚さを変えることができ、立体的に印刷することが可能である。特に謄写版印刷器を用いた場合、印刷する被印刷物として薄い紙や樹脂に限定されず厚みがあるものなども使用することができ、さらに表面が粗雑なものにも使用でき、曲面にも使用することができる。用いることができる被印刷物の素材として紙、木、布、塩化ビニール、ポリエステル、アクリル、ポリカーボネート、メラミン、ＡＢＳ、ＡＳ、ＰＳ、尿素成形品、発泡スチロール等のスチロール、スチレン系合成紙、ナイロン等がある。また、上質紙、中質紙に白土等の塗料を塗布したコート紙およびアート紙を用いた場合、その上で後述の立体物を作製した場合、容易に立体物から紙を剥がすことができる。
３．本発明のインク組成物を用いた立体物作製
インクジェットプリンター、孔版印刷の原理により印刷を行う印刷機等の印刷用機器やインクを吐出し、被印刷物に薄層を形成させることができる機器を用いることにより立体物を作製することができる。
紙や樹脂フィルム等の被印刷物上に前記機器を用いて薄層を形成させ、この薄層を積層させることにより立体物を作製する。上述のようにインクの粘度等を変えることにより、薄層の厚さを変えることができる。１層の薄層の厚さは数μｍ〜数ｍｍが好ましいが、この範囲外の薄層を形成させることもできる。
薄層を積層させるには、薄層を形成するごとに、前記機器のインク吐出部分の位置を上昇させてもよいし、層が形成された被印刷物を下降させてもよい。この方法により常にインク吐出部分と一番上層の薄層の距離が一定に保たれ、安定した薄層を形成することができる。
薄層のそれぞれの像は、立体物の断層図をとったときの断層図一枚に表された像を用いればよい。この像を電子データ化し、前記機器を用いてこの象を薄層１層の像として薄層を形成し、立体物の断層図を各々を表す薄層を積層させることにより立体物を作製することができる。
ある薄層を形成させてから、その上の薄層を形成するまでに該ある層の薄層は乾燥又は半乾燥させる必要があり、時間をおいて風乾させてもよいし、別途、熱、風等により強制的に乾燥させてもよい。
積層させる薄層の積層段数は限定されず、作製しようとする立体物の暑さおよび薄層１層の厚さに応じて適宜設定すればよい。
本発明の方法により例えば、植物や動物の全体または器官、組織等の生物体の一部等をその外部立体形状、内部の形状および色を再現した状態で作製することができる。例えば、Ｘ線断層撮影装置、磁気共鳴断層撮影装置、ポジトロン断層撮影装置、超音波断層撮影装置等の断層撮影が可能な装置で、立体物の断層図を多数得て、それぞれを電子データ化し、それぞれ断層を１層の薄層の像として、積層することにより立体物を作製することができる。
４． 本発明のインク組成物および粉体を用いた立体物作製
本発明のインク組成物を用いて、粉体をシート状に固体化させて該シートを積層することにより立体物を作製することができる。本発明のインク組成物は粉体のバインダー組成物として用いることができる。本発明のインク組成物をバインダー組成物として用いる場合、着色剤は含まれていてもいなくてもよい。また、透明の着色剤を用いてもよい。ここでいうバインダー組成物は、（ａ）ビニルアセテートのホモポリマーもしくはその部分加水分解物、またはビニルアセテートとアクリル酸エステル、アクリル酸アミド、アクリル酸、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、マレイン酸、マレイン酸無水物、及びフマル酸からなる群より選ばれる一種または二種以上のモノマーとのコポリマーもしくはその部分加水分解物を含むポリマー成分、（ｂ）（ｉ）樹液、果実液、花蜜、蜂蜜および糖類からなる群より選ばれる一種または二種以上を含む成分もしくは（ｉｉ）樹液、果実液、花蜜および蜂蜜の主成分をそれぞれ含む人工樹液、人工果実液、人工花蜜および人工蜂蜜からなる群より選ばれる成分を含む、バインダー組成物であり、必要に応じて着色剤を含んでいてもよく、着色剤が透明な着色剤であってもよいバインダー組成物である。すなわち、本発明のバインダー組成物を粉体と混合し、層状に成形し固化させ、さらに、その上に粉体と前記バインダー組成物を混合し層状に成形し固化させたものを積層していくことにより、立体物を作製することができる。
立体物作製に用いる粉体としては、有機、無機の粉体が挙げられる。有機、無機の粉体は特定の粉体に限定されず、例えば植物の破砕物粉体、動物の破砕物粉体、セルロースパウダー等の紙を粉砕した粉体、リン酸カルシウムを主成分とする骨粉、貝殼破砕物粉体、砂、岩石粉体、鉱物粉体、金属粉体、ガラス粉体、合成樹脂粉体、石膏粉末（硫酸カルシウム粉体）等が挙げられる。植物の破砕物として、草本植物、樹木植物を含む植物の葉、茎、根の破砕物が挙げられ、例えば、樹の幹、樹皮を細かく砕いた粉末が挙げられ、具体的には、白樺の樹皮を破砕して得られた粉体が挙げられる。さらに、小麦粉、きな粉、片栗粉、薄力粉、上新粉、コーンスターチ、白玉粉等の穀物種子粉体を混合することもできる。これらの粉体は植物を乾燥させて破砕し粉体状としたものが好ましい。動物の破砕物として、動物体を乾燥させたものが挙げられ、動物体全体、動物体の肉部分、皮部分等を用いることができる。例えば、ヒトデ、カニ、エビ等の海産動物の乾燥体を破砕して得られた粉体が挙げられる。岩石粉体は、自然石を破砕して得られた粉体を用いてもよいし、セメントを破砕して得られた粉体を用いてもよい。鉱物粉体としては、金属をも含む有機、無機のあらゆる鉱物を混合することが可能である。例えば、顔料として用い得るマラカイト、辰砂、トルコ石等の鉱物顔料が挙げられる。さらに、石英粉末、タルク、雲母粉末、珪藻土等も挙げられる。また、金属粉体としては、金、白金、銀等の貴金属の粉末、鉄、銅、ゼオライト、アルミニウム、磁鉄鋼、鉛等の金属の粉体が挙げられる。合成樹脂粉体は、合成樹脂の種類は限られず、ポリエチレン、ポリプロピレン、塩化ビニル、塩化ビニリデン、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、メタクリル樹脂、ポリビニルアルコール、セルロース系プラスチック、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレンテレフタレートやポリブチレンテレフタレート等のポリエステル等が挙げられる。ガラス、合成樹脂、紙等はごみとしてその処理、再利用等が問題になっているが、本発明の素材組成物はこれらを資源として有効に再利用することを可能にする。本発明の素材組成物は、ここに例示した粉体の２種以上を含んでいてもよい。用いる粉末径は数十μｍ、例えば３０〜５０μｍである。この中でも、石膏粉末、デンプン、小麦粉粉末、きな粉、片栗粉、薄力粉、上新粉、コーンスターチ、白玉粉等が好適に用いられる。
これらの粉末を材料として、立体物を作製する方法も限定されず、粉末を特定のバインダーを用いて凝集固定化することにより、立体物を作製する方法ならばいずれの方法も含まれる。例えば、ラピッドプロトタイピングの技術を利用した方法が挙げられる。この際に、粉体を固めるバインダーとして、本発明のインク組成物を用いればよい。ラピッドプロトタイピングの技術を利用した立体物作製方法においては、最初に立体物の３次元データを得て電子データ化する。この場合、ヘリカルＣＴスキャナーやＭＲＩスキャナーで３次元データを得ることができる。また、立体物の断層データをＸ線断層撮影装置、磁気共鳴断層撮影装置、ポジトロン断層撮影装置、超音波断層撮影装置等の断層撮影が可能な装置で、立体物の断層図を多数得て、それぞれを電子データ化する。すなわち、人体などの３次元物体を測定し、該物体を模した立体物を製作する場合は、３次元物体をＣＴやＭＲＩ等を用いて、３次元物体を輪切りにする断層データを、ある間隔において記録し、３次元物体の内部の様子を３次元データとして記録する。実在しない物体を模した立体物を製作する場合は、断層データを積み重ねた３次元データを直接製作する。３次元データは物体の外形を表すだけではなく、内部の状態も表している。例えばＸ線ＣＴは内部のＸ線の吸収率の分布をＣＴ値として記録するが、立体物を作製する場合、ＣＴ値を特定の色に対応させるようにデータを変換する。このことにより生体を模した立体物の場合、生体の一部、筋肉、脂肪、血管等の部分を区別して表すことができる。
得られた該電子データに基づいて、石膏粉末等を本発明のバインダー組成物で固定化しながらそれぞれ断層を１層の薄層像として、積層することにより立体物を作製する。
ラピッドプロトタイピングにより立体物を作製する造形装置は、種々あり限定されない。なお、ラピッドプロトタイピングにより立体物を作製する造形装置を３Ｄプリンターということがある。例えば、ＺＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（米国）の３ＤプリンターであるＺ４００（商標）システム、Ｚ４０６（商標）システム、Ｚ８１０（商標）システムが挙げられ、本発明の方法により、これらの装置を用いて得られた立体物を軟質化することができる。造形装置を用いて立体物を作製する場合、装置に元となる物体の３次元データを入力する。この場合、３次元データとしてはＳＴＬ（Ｓｔｅｒｅｏ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）データ、ＶＲＭＬ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｌａｎｇｕａｇｅ）データ、ＰＬＹ／ＺＣＰデータ等がある。ここでＳＴＬとは、３次元ＣＡＤから各種造形装置へデータを渡す際の標準データフォーマットである。ＳＴＬデータとは，３次元ソリッドデータを微小な三角形平面（ファセット）で近似した多面体モデルのことをいい、ＳＴＬ編集ソフトウェアを使用することにより処理することができる。しかしＳＴＬフォーマットは色を規定することができず、カラーのデータを表現することができない。ＶＲＭＬとは、インターネット上（ホームページ上）にて，３次元仮想空間を表現するためのフォーマットであり、カラーのデータを表現することができる。ＰＬＹとは、ポリゴンデータを取り扱う研究者の間で広く用いられるフォーマットで、カラーのデータを表現することができる。その仕様は広く公開されている（Ｄｒ．Ｇｒｅｇ Ｔｕｒｋ，ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｃ．ｇａｔｅｃｈ．ｅｄｕ／ｐｒｏｊｅｃｔｓ／ｌａｒｇｅ＿ｍｏｄｅｌｓ／ｐｌｙ．ｈｔｍｌ）。ＺＣＰはＺＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが自社の製品用に製作したフォーマットである。これらのデータを基にして、ＺＣｏｒｐｒａｔｉｏｎのシステムは、装置で造形を行うのに必要なスライスデータを作製し、造形に必要な造形位置、積層幅、バインダーの塗布量等を設定する。
また、Ｘ線断層撮影装置、磁気共鳴断層撮影装置、ポジトロン断層撮影装置、超音波断層撮影装置等の断層撮影が可能な装置により得られたスライスデータを基にＺＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの製品を用いて立体物を作製する場合は、市販のソフトウェア（ＦｒｅｅＦｏｒｍ（ＳｅｎｓＡｂｌｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．）等）を用いて、スライスデータをＳＴＬフォーマットなどに変換し、それをＺＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの製品に入力する必要がある。ＺＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの製品で造形するとき、まず、造形用の可動ステージ上に、材料粉末を１層敷く、この際前記スライスデータに基づき、必要な部分にバインダー組成物が適用される。次に造形用のステージを一層の厚み分だけ下降させ、２層目の粉末を敷く、この作業を繰り返すことにより、最終的にバインダー組成物が適用された部分の粉末粒子は互いに凝集し立体物を形成する。この作業を行いながら、あるいは作業終了後に固定化していない粉末を除去することにより、所望の立体形状をもつ立体物を作製することができる。
ＺＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎの装置を用いての立体物の造形は、装置に付属の取り扱い説明書およびデータ変換用ソフトウェアを用いることにより容易に行うことができる。
上記プロトタイピングの技術は公知のものであるが、上記プロトタイピングの技術において用いるバインダー組成物として、水、糊、接着剤等の粉体同士を結合させ得るものを用いている。この方法によりできる立体物は、立体の形状のみを再現した硬質な立体物である。一方、バインダー組成物として、本発明の組成物を用いることにより、軟質立体物を作製することができる。これは、本発明の組成物自体が粘性等を有しており、粉体を固めた場合であっても、得られた立体物が本発明の組成物が有している粘性のため、軟性度（柔らかさ）を有しているからである。本発明の組成物をプロトタイピング技術のバインダーとして用いる場合、本発明の組成物の使用量および組成を適宜決めることにより、任意の軟性度を有している立体物を作製することができる。
さらに、上述のラピッドプロトタイピングの技術を手動で行ってもよい。この場合、本発明のバインダー組成物を薄い容器に入れ、そこに粉体を入れ固化させたシート状のものを多数作製し、該シート状のものを積層させればよい。この際、固化は乾燥機等により乾燥することにより行えばよい。さらに、本発明のバインダー組成物を薄い容器に入れ、そこに粉体を入れ固化させシート状にし、乾燥固化させ、該乾燥したシートに本発明のバインダー組成物を重ね、粉体を添加し、さらに乾燥固化する、という作業を繰り返してもよい。この際、作製する立体物の形状に応じて、積層する各シートの形状を設計しておけばよい。
さらに、本発明はラピッドプロトタイピングの技術により粉体を接着剤等で固めて得られた硬質な立体物を、上記バインダー組成物を用いて軟質化する技術をも包含する。この場合、組成物の組成は上記バインダー組成物と同じであるが、その目的を表すべく、軟質化組成物という。すなわち、粉体を固めてできた硬質な立体物に本発明の軟質化組成物を含浸させる。含浸は、立体物を軟質化組成物中に浸すことにより行えばよい。浸す時間は限定されず、経時的に軟らかさを測定し、所望の柔らかさに達した時点、あるいは、立体物の内部すべてに軟質化組成物が行き渡る時点で立体物を取り出せばよい。本発明の方法により例えば、植物や動物の全体または器官、組織等の生物体の一部等をその外部立体形状、内部の形状および色ばかりではなく硬さをも再現した状態で作製することができる。例えば、本発明の方法により、内臓（腎臓、肝臓、他）、鼻、耳、肢、組織等の生体の部分について軟質な立体物を作製した場合、該立体物は外部および内部の形状ばかりではなく、その生体の部分の硬さをも再現できる。ナイフや医学用メス等で容易に切り開ける程度の柔らかさをもった立体物を得ることができる。該軟質化立体物は、元となる立体物の軟らかさと同程度の軟らかさを有しており、生体を模した立体物の場合は、筋肉や内臓等の生体と同程度の軟らかさを有している。従って、該軟質化立体物は手術用模型等、医学教育等のための生体模型等として用いることができる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本実施例の態様は本発明を限定するものではない。
〔実施例１〕 本願発明のインク組成物を用いたインクジェットプリンターによる印刷
不揮発成分５５％のポリビニルアセテートの水性ラテックス９２．５重量％とジブチルフタレート７．５重量％とを含む組成物と白樺樹液と水を１：１：１の容積比で混合した。白樺樹液は、４月の白樺の若葉が芽吹く前に、幹に穴を空けその穴にパイプを取り付けて採取した。この組成物７ｍＬに、インクジェットプリンター用黒インク（ＣＡＮＯＮ Ｉｎｋ ＢＣＩ−１１ Ｂｌａｃｋ）を０．３ｍＬ混合し、インク組成物とした。
該インク組成物をインクジェットプリンター用インクカートリッジ（ＥＰＳＯＮ ＩＣＩＢＫ０２）に充填し、インクジェットプリンター（ＥＰＳＯＮ ＰＭ−７７０Ｃ）に装着し印刷した。印刷した像は、ヒトの頭部をＣＴスキャンで撮影して得た頭部断層図であった。図１に印刷物の写真を示す。図１上は、用いたインクジェットプリンターの専用黒色インクカートリッジを用いて印刷した印刷物であり、図１下は本願発明のインク組成物を用いて印刷したものである。図１に示す図を１０回印刷しても、インクジェットプリンターのノズル等に詰まりは生じなかった。また、インクジェットプリンター用インクと本願発明のインク組成物を用いて印刷した印刷物を比較すると、本願発明のインク組成物を用いて印刷した印刷物の方が印刷物の像が鮮明であった。また、本願発明のインク組成物を用いて印刷した印刷物の方がインクの渇きが早く、またより耐水性を有していた。
〔実施例２〕 本願発明のインク組成物を用いた孔版印刷機による印刷
孔版印刷機の一つである理想科学工業社製のプリントゴッコ（登録商標）による印刷に本発明のインク組成物を用いて孔版印刷を行った。
市販の、不揮発成分５５％のポリビニルアセテートの水性ラテックス９２．５重量％とジブチルフタレート７．５重量％とを含む組成物（モトポジ（ＭＯＤ ＰＯＤＧＥ ＧＲＯＳＳ、ＰＬＡＩＤ社製カタログ番号Ｉｔｅｍ＃ＣＳ１１２０１））と白樺樹液と水を８：２：１の容積比で混合した。さらに、プリントゴッコ（登録商標）専用インク（ＲＩＳＯハイメッシュインクＨＭ１ＮＫ、黒色）を等量混合しインク組成物を作製した。この時点で本発明のインク組成物の粘度が専用インクの粘度よりも低かったので、粘度をほぼ等しくするために、インク組成物中の水分をドライヤーで加熱して蒸発させた。インク組成物の体積が乾燥前の約３分の２になるまで水分を蒸発させたところ、専用インクの粘度とほぼ等しくなったので、これを印刷に用いた。
プリントゴッコ（登録商標）の取扱説明書に従って、本発明のインク組成物およびプリントゴッコ（登録商標）専用インクを用いて印刷を行った。印刷した像は、ヒトの頭部をＣＴスキャンで撮影して得た頭部断層図であった。図２に元絵を示す。図３に本願発明のインク組成物で普通紙に印刷した結果、図４にコート紙に印刷した結果、図５に専用インクで普通紙に印刷した結果、図６にコート紙に印刷した結果を示す。プリントゴッコ（登録商標）用インクと本願発明のインク組成物を用いて印刷した印刷物を比較すると、本願発明のインク組成物を用いて印刷した印刷物の像の方が鮮明であった。また、コート紙に印刷した場合、プリントゴッコ（登録商標）用インクでは印刷むらが認められるのに対して本願発明のインク組成物では認められなかった。
〔実施例３〕 三次元プリンターを用いた立体物作製
三次元積層式自動造形装置（例えば、Ｚ−コーポレーション製のＺ４０６）を用いて行う積層工程を、以下のように手動で再現し、シートを作製した。
（ｉ）リケイ紙の上にマスキングテープで５×１０ｃｍのマスを作り、本発明の組成物を約５．０ｃｃ流した。
（ｉｉ）粉体を５．０ｃｃの計量スプーンにすりきり１杯とり、薄く均一に本発明のバインダー組成物の上に振りかけた。この際、用いた粉体は、石膏粉末であった。
（ｉｉｉ）５０℃の乾燥機に入れて、乾燥後に余分な粉体を払い落とした。
（ｉｖ）一連の作業を１０回程度繰り返して立体積層物を作製した。
該立体物は乾燥後も柔らかさを保持していた。
〔実施例４〕 粉体を固めて作製した硬質立体物の軟質化
Ｚ−コーポレーション製の三次元積層式自動造形装置Ｚ４０６を使用し、標準仕様の石膏粉末と標準仕様のバインダーを用いて板状の立体物を作製した。次いで、該立体物を不揮発成分５５％のポリビニルアセテートの水性ラテックス９２．５重量％とジブチルフタレート７．５重量％とを含む組成物と白樺樹液と水を１：１：１の容積比で混合した軟質化組成物に２４時間含浸させた。
その結果、軟質化した立体物が得られた。
本明細書で引用した全ての刊行物、特許および特許出願をそのまま参考として本明細書にとり入れるものとする。1. Ink composition of the present invention
The composition comprising as a component a polymer containing vinyl acetate used as a component of the ink of the present invention is as follows.
(A) Vinyl acetate homopolymer or partially hydrolyzed product thereof, or vinyl acetate and acrylic acid ester, acrylic acid amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid A polymer component comprising a copolymer of one or two or more monomers selected from the group or a partial hydrolyzate thereof, and (b) (i) one or more selected from the group consisting of sap, fruit juice, nectar, honey and sugar A composition comprising two or more components or (ii) a compound comprising a component selected from the group consisting of sap, fruit juice, nectar and honey, and artificial sap, artificial fruit juice, artificial nectar and artificial honey. It is a thing.
Vinyl acetate homopolymer or partially hydrolyzed product thereof, or selected from the group consisting of vinyl acetate and acrylic acid ester, acrylic acid amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid It is desirable that the polymer component including a copolymer with one or two or more monomers or a partial hydrolyzate thereof is in an emulsion state. In this sense, the component (a) in the component (1) of the present invention is an aqueous latex emulsion. Here, latex refers to an aqueous dispersion containing polymer or copolymer molecules.
Emulsions containing vinyl acetate homopolymers or copolymers are commercially available. For example, the following product groups sold at handicraft stores can be applied. "Bond for woodworking (Konishi, adhesive)", "MODPODGE (PLAID, finishing agent)", "Porea (PLAID, finishing agent)", Shine finish (Janty Co., Ltd.) , Finishing agent) ”,“ Halgros Hal Enterprise, Finishing agent ”,“ Clear Poggi (American Handicraft, Finishing agent) ”,“ Topcoat gloss (Janty finishing agent) ”, trade name "Transfer coat, (Janty Co., transfer solution)", "Hull transfer {Halen co-price, transfer solution}", "San finisher Sanyu Co., Ltd., finish" It is done. Accordingly, the material of the present invention can include one or more of these commercially available products. Of these, motoposi is preferably used, and PLAID catalog ITEM # CS11222, CS11221, CS11220, CS11219, CS11218, CS11217, CS11213, CS11211, CS11201, CS11202, CS11203, CS11204, CS11205, CS11207, CS11301, CS11302, CS11303, etc. The following motoposi may be used. In addition, latex emulsions described in US Pat.
The vinyl acetate homopolymer used in the present invention is a conventionally known method in which a vinyl acetate monomer is appropriately diluted with an emulsifier, a polymerization initiator, a catalyst, a protective stabilizer, a plasticizer, and various additives, and mixed. It can be easily obtained by emulsion polymerization.
A vinyl acetate copolymer is prepared by mixing a vinyl acetate monomer and a monomer (comonomer) copolymerized therewith, selecting an emulsifier, a polymerization initiator, a catalyst, a protective stabilizer, a plasticizer, and various additives as appropriate. Thus, it can be easily obtained by emulsion polymerization by a conventionally known method. In this case, one or more monomers selected from acrylic ester, acrylic amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic ester, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid can be used as a comonomer. Is mentioned. Of these, preferred comonomers are one or more monomers selected from the group consisting of acrylic acid esters, acrylic acid amides, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid esters, maleic acid, maleic anhydride, and fumaric acid. . More preferred comonomers include one or more monomers selected from the group consisting of acrylic acid esters, acrylic acid amides, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid esters, maleic acid, and maleic anhydride. Particularly preferred comonomers include one or more monomers selected from the group consisting of acrylic acid esters, acrylic acid amides, acrylic acid, methacrylic acid, and methacrylic acid esters.
The composition of component (a) is not limited as long as it has the above-mentioned composition. For example, the non-volatile component 55%, the aqueous latex of polyvinyl acetate and the weight percent of dibutyl phthalate are 80 to 95% and 5 to 20%, respectively. , Preferably 85-95% and 5% -15%, more preferably 90-95% and 5-10%. More specifically, a composition containing 92.5% by weight of an aqueous latex of polyvinyl acetate having a nonvolatile content of 55% and 7.5% by weight of butyl phthalate can be exemplified.
The content of component (a) in the entire ink composition is preferably 10% by volume to 70% by volume.
As the plasticizer, general-purpose products such as phthalic acid esters containing dibutyl phthalate are preferably used. In the present invention, the addition amount of the plasticizer is preferably 3 to 30% by weight based on the entire composition.
The component (a) may itself contain moisture, for example, an aqueous latex containing a non-volatile component, a vinyl acetate as a main component, and a copolymer containing a plasticizer or stabilizer such as dibutyl phthalate. It can be illustrated. Examples of such an aqueous latex include a non-volatile component, a copolymer containing vinyl acetate as a main component and acrylate as a minor component, and further mixed with dibutyl phthalate.
“Sap” means a liquid component of a plant body, and sap of pine, white birch, maple, sugar millet, sugar beet is preferable. Sap obtained from these plants can be used alone, or a mixture of two or more can be used. As the sap, one that naturally flows out from the surface of the plant body can be used, and one extracted from the plant body by various methods can also be used. For example, the surface of a tree such as a white birch can be used to leak sap, and a tube of an appropriate thickness is inserted into a trunk such as a white birch, and the liquid flowing through the plant body is collected and used. You can also Further, the sap thus obtained may be used after, for example, filtering to remove solid components. As long as a part of the components of the sap is included, it is included in the “sap” of the present invention. For example, commercially available birch sap may be used. Examples of the components of birch sap include fructose, glucose, amino acids, malic acid, polysaccharides (Kirelan), saccharides (syringarezinol), and other minerals. The composition of white birch sap varies depending on the time and place of collection.
“Fruit” refers to the liquid component of plant fruits, including butter, peach, citrus, apple, banana, watermelon, melon, cherry, pear, pineapple, palm, papaya, mango, durian and other liquid components. Can be used. The liquid component of these fruits can also be used independently, and what mixed 2 or more types can also be used. The fruit liquid can be obtained from the fruit by a mixer treatment or the like. The fruit liquid thus obtained may be used after, for example, filtering to remove solid components. As long as a part of the components of the fruit juice is contained, it is included in the “fruit juice” of the present invention. An artificial liquid (artificial fruit liquid) prepared by artificially mixing the main components is also included in the “fruit liquid” of the present invention.
“Nectar” refers to a polysaccharide secreted from the nectaries of plant flowers. An artificial liquid (artificial nectar) prepared by artificially mixing the main components of nectar is also included in the “nectar” of the present invention.
“Honey” means that the bees sucked the nectar, which is a polysaccharide, from the nectar of the flower of the plant into the stomach (honeycomb), spit it while breaking down into monosaccharides, and stored it in the nest . What contains 1 type or 2 or more types obtained from astragalus, tochi, and acacia can be used. An artificial liquid (artificial honey) prepared by artificially mixing the main components of honey is also included in the “honey” of the present invention.
The above sap, fruit liquid, and honey contain water (for example, white birch sap contains about 90 to about 95% water, depending on the water content to be finally included in the material composition of the present invention. And can be diluted with water as appropriate, or may be concentrated to reduce the water content.
“Saccharides” include monosaccharides, disaccharides and polysaccharides, and examples thereof include xylitol, sucrose, fructose, glucose, chitosan, chitin, mannan and guar gum. These sugars can be used alone, or a mixture of two or more can be used.
(I) a component containing one or more selected from the group consisting of sap, fruit juice, nectar, honey and sugar, or (ii) an artificial sap and artificial fruit each containing the main components of sap, fruit juice, nectar and honey The addition amount of the liquid, artificial nectar and artificial honey is preferably 5 to 50% by volume with respect to the entire composition. About water content, 10 volume%-95 volume% of the whole composition are preferable.
As a component (1) of said raw material composition of this invention, the emulsion composition as described in international publication WO02 / 24801 can be used, for example. This emulsion composition has the component composition described in International Publication No. WO02 / 24801, and can be prepared according to the description in the publication.
A colorant is mixed into this composition, and various additives are added as necessary. Examples of the additive include a wetting agent, a water-soluble organic compound, a surfactant, an antifoaming agent, an antioxidant, a charge adjusting agent, an ultraviolet absorber, an antibacterial agent, a deodorant, a fragrance, and a pH adjusting agent.
Examples of the colorant include dye compounds, organic pigment compounds, and inorganic pigment compounds.
The water-soluble dye compound may be used as a dye component of a general water-soluble ink, and is not limited, and those used as known pigment components that give colors such as black, cyan, magenta, and yellow may be used. it can. For example, yellow dyes such as Acid Yellow 17, Acid Yellow 23, Acid Yellow 73, Direct Yellow 86, Acid Red 1, Acid Red 8, Acid Red 14, Acid Red 37, Acid Red 52 , Acid Red 87, Acid Red 92, Acid Red 103, Acid Red 289, Reactive Red 4 and other magenta dyes, Acid Blue 9, Acid Blue 92, Acid Blue 87, Reactive Blue 15, Cyan dyes such as direct blue 86, black dyes such as acid black 2, direct black 22, direct black 154, and the like can be used. Organic pigment compounds Examples of organic pigment compounds include aniline black, first yellow, disazo yellow, permanent orange, resol red, lake red C, permanent red 2B, brilliant carmine 6B, carmine 3B, cobalt violet, methyl violet lake, phthalocyanine blue, First sky blue, phthalocyanine green, etc. can be used. The addition amount of these colorants is not limited and may be appropriately determined according to the type of colorant to be used, but is 0.1 to 20% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight based on the total amount of the ink composition. %.
The wetting agent is added to suppress nozzle clogging and improve ink ejection stability. As the wetting agent, for example, glycerol, diethylene glycol, triethylene glycol, low molecular weight polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, or the like can be used.
The water-soluble organic compound is used as an ink medium together with water. Examples of organic compounds include polyhydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, glycerol, etc.), polyhydric alcohol alkyl ethers (ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether). , Diethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, etc.), polyhydric alcohol aryl ethers (ethylene glycol monophenyl ether, ethylene glycol monobenzyl ether, etc.), nitrogen-containing heterocyclic compounds (N- Methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 1,3-di Tyrimidazodinone, ε-caprolactum, γ-butyrolactone, etc., amides (formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, etc.), amines (monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, monoethylamine, diethylamine) , Triethylamine, etc.), sulfur-containing compounds (dimethyl sulfoxide, sulfolane, thiodiethanol, etc.), carbonates (propylene carbonate, ethylene carbonate, etc.) and the like are used. The amount of the water-soluble organic compound additive is preferably about 0.1 to 20% by weight based on the total amount of the ink.
The viscosity of the ink composition can be arbitrarily adjusted by the amount of water and water-soluble organic compound added. The viscosity of the ink composition is not limited, but is 1 to 20 mP. About S is preferable. The ink composition of the present invention can be used not only for ink jet printers, but also for stencil printing such as stencil printing and silk screen printing, gicley printing, and three-dimensional object manufacturing equipment described later. Kogyo Kogyo Co., Ltd.), lithograph (registered trademark, manufactured by Riso Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and other commercial printing presses using the principle of stencil printing. The required viscosity can be appropriately determined depending on the printing equipment used. For example, the viscosity of the ink composition used for photolithographic printing, silk screen printing, and giclay printing is increased.
The surfactant can adjust the surface tension and wettability of the ink, prevent the head from drying, and prevent bleeding on the printed material such as paper. Examples of the surfactant include an anionic surfactant, a cationic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant.
Examples of the ultraviolet absorber include benzophenone-based, benzotriazole-based, cyanoacrylate-based, and salicylic acid-based ones. Examples of the benzophenone series include 2,4-dihydroxybenzophenone, examples of the benzotriazole series include 2- (2′-hydroxy-5′-methylphenyl) benzotriazole, and examples of the salicylic acid series include pt-butyl. Examples thereof include phenyl salicylate. The addition amount of the ultraviolet absorber is not limited, but is preferably 0.05 to 0.5% by weight with respect to the total amount of ink.
Examples of antibacterial agents include organic antibacterial agents, inorganic antibacterial agents, and natural antibacterial agents. Examples of organic antibacterial agents include triclosan, chlorhexidine, zinc pyrithione, and chloroxylenol. Examples of inorganic antibacterial agents include silver zeolite, antibacterial glass, silver zirconium phosphate, and silver complex. Examples of the agent include chitosan, catechin, hinokitiol and the like.
Furthermore, when used for photoengraving printing and silk screen printing, the viscosity of the ink composition is not limited as in the above-described ink jet printer, so that various functions are mixed to provide various functions. It can be set as an ink composition (functional ink). For example, a phosphorescent ink composition can be formed by adding a phosphorescent substance, a foamable ink composition can be formed by adding a substance that foams by heat, and a temperature-indicating substance that changes color due to a temperature change is added. A temperature indicating ink composition can be produced, and an aromatic ink composition that emits fragrance by rubbing the ink part after printing by adding microcapsules encapsulating the fragrance material, and conductive by adding a conductive substance. Ink composition.
2. Printing method using the ink composition of the present invention
The ink composition of the present invention can be used for printing using an inkjet printer. Inkjet printers use an element (piezo element) that deforms when a large voltage is applied due to the difference in the ink ejection method. The deformation reduces the ink storage space in the head, and the piezo ejects ink by this pressure. There are two types: one is a thermal ink jet method that generates bubbles by heating the heater in the nozzle and pushes ink out of the bubbles, but any method is used for printing using the printing ink of the present invention. A printer can also be used. As such an ink jet printer, a commercially available printer can be used, and examples thereof include a PM series ink jet printer manufactured by EPSON.
What is necessary is just to fill the ink cartridge of this invention with the ink composition of this invention for a printer, install in a printer, and print normally. In this case, the amount of ink ejected at a time and the ejection speed can be freely set, and if the ink amount is increased, the printed matter can be made three-dimensional.
The ink composition of the present invention can also be used as an ink for zickle printing. Geekly printing is a technique in which ink is directly sprayed onto a print paper or canvas without using a screen.
Furthermore, the ink composition of the present invention can be used as ink for stencil printing (stencil printing). Copy-printing is a printing method in which many fine holes are made in a brazing base paper with iron brush or type pressure, and ink that oozes out from the holes is transferred to the paper. In the present invention, printing using this principle, that is, suitable printing A hole is made in a suitable base paper (also called a filter, screen, etc., made of paper, silk, nylon, tetron, stainless steel, steel, etc.) by an appropriate means so that ink can pass, and the printed material such as paper is passed through the hole. Includes any printing method that prints by copying ink. For example, printing using stencil printing methods such as silk screen (silk screen process printing, serigraph) printing, print gokko (registered trademark, manufactured by Riso Kagaku Kogyo Co., Ltd.), lithograph (registered trademark, manufactured by Riso Kagaku Kogyo Co., Ltd.), etc. The ink composition of the present invention can also be used for printing using a printing machine. By changing the thickness of the base paper, the thickness of the ink copied onto the substrate can be changed, and three-dimensional printing is possible. In particular, when a photolithographic printing machine is used, the printed material to be printed is not limited to thin paper or resin, but can also be used that has a thickness, and can also be used on rough surfaces, and also on curved surfaces. be able to. Examples of materials that can be used include paper, wood, cloth, vinyl chloride, polyester, acrylic, polycarbonate, melamine, ABS, AS, PS, urea molded products, styrene foam, styrene synthetic paper, nylon, etc. . In addition, when coated paper and art paper in which a paint such as white clay is applied to high-quality paper or medium-quality paper are used, when a three-dimensional object to be described later is produced, the paper can be easily peeled off from the three-dimensional object.
3. Production of a three-dimensional object using the ink composition of the present invention
A three-dimensional object can be produced by using a printing apparatus such as an inkjet printer or a printing machine that performs printing based on the principle of stencil printing, or an apparatus that can eject ink and form a thin layer on a substrate.
A thin layer is formed on an object to be printed such as paper or a resin film by using the device, and a three-dimensional object is produced by laminating the thin layer. As described above, the thickness of the thin layer can be changed by changing the viscosity or the like of the ink. The thickness of one thin layer is preferably several μm to several mm, but a thin layer outside this range can also be formed.
In order to stack the thin layers, each time the thin layer is formed, the position of the ink ejection portion of the device may be raised, or the substrate on which the layer is formed may be lowered. By this method, the distance between the ink discharge portion and the uppermost thin layer is always kept constant, and a stable thin layer can be formed.
For each image of the thin layer, an image represented by one tomogram when a tomogram of a three-dimensional object is taken may be used. This image is converted into electronic data, a thin layer is formed using this device as an image of a thin layer of this elephant, and a three-dimensional object is produced by laminating thin layers representing the three-dimensional tomograms. Can do.
After forming a thin layer, it is necessary to dry or semi-dry the thin layer of the certain layer before forming a thin layer thereon, and may be air-dried after a period of time, separately from heat, You may forcibly dry with a wind etc.
The number of stacked layers of the thin layers to be stacked is not limited, and may be set as appropriate according to the heat of the three-dimensional object to be manufactured and the thickness of one thin layer.
By the method of the present invention, for example, the whole of a plant or animal or a part of an organism such as an organ or tissue can be produced in a state in which the external three-dimensional shape, internal shape and color are reproduced. For example, a tomographic apparatus such as an X-ray tomography apparatus, a magnetic resonance tomography apparatus, a positron tomography apparatus, an ultrasonic tomography apparatus, etc. A three-dimensional object can be produced by laminating each slice as an image of one thin layer.
4). Three-dimensional production using the ink composition and powder of the present invention
By using the ink composition of the present invention, the powder is solidified into a sheet shape and the sheet is laminated to produce a three-dimensional object. The ink composition of the present invention can be used as a powder binder composition. When the ink composition of the present invention is used as a binder composition, a colorant may or may not be contained. A transparent colorant may also be used. The binder composition here is: (a) vinyl acetate homopolymer or partially hydrolyzed product thereof, or vinyl acetate and acrylic acid ester, acrylic acid amide, acrylic acid, methacrylic acid, methacrylic acid ester, maleic acid, maleic acid A polymer component comprising a copolymer with one or more monomers selected from the group consisting of anhydride and fumaric acid or a partial hydrolyzate thereof, (b) (i) from sap, fruit juice, nectar, honey and sugars A component selected from the group consisting of one or more selected from the group consisting of, or (ii) a component selected from the group consisting of artificial sap, artificial fruit liquid, artificial nectar and artificial honey containing sap, fruit liquid, nectar and honey main components, respectively A binder composition, which may contain a colorant if necessary, and the colorant Even bright colorants are good binder composition. That is, the binder composition of the present invention is mixed with powder, formed into a layer and solidified, and further, the powder and the binder composition are mixed and formed into a layer and then solidified. Thus, a three-dimensional object can be produced.
Examples of the powder used for producing the three-dimensional object include organic and inorganic powders. Organic and inorganic powders are not limited to specific powders, for example, plant crushed powder, animal crushed powder, cellulose powder and other paper pulverized paper, bone phosphate containing calcium phosphate as a main component, Examples include crushed shell powder, sand, rock powder, mineral powder, metal powder, glass powder, synthetic resin powder, and gypsum powder (calcium sulfate powder). Examples of plant crushed materials include herbaceous plants, plant leaf-containing stalks, and plant roots, for example, tree trunks and finely crushed bark powders. Examples thereof include powder obtained by crushing bark. Furthermore, cereal seed powders such as wheat flour, kinako flour, potato starch, soft flour, shinshin flour, corn starch, and white egg flour can be mixed. These powders are preferably those obtained by drying plants and crushing them into powder. Examples of the crushed animal include those obtained by drying the animal body, and the whole animal body, the meat part, the skin part, etc. of the animal body can be used. Examples thereof include powders obtained by crushing dried marine animals such as starfish, crabs and shrimps. As the rock powder, a powder obtained by crushing natural stone may be used, or a powder obtained by crushing cement may be used. As mineral powder, it is possible to mix any organic and inorganic minerals including metals. Examples thereof include mineral pigments such as malachite, cinnabar, and turquoise that can be used as pigments. Furthermore, quartz powder, talc, mica powder, diatomaceous earth, and the like are also included. Examples of the metal powder include powders of noble metals such as gold, platinum and silver, and powders of metals such as iron, copper, zeolite, aluminum, magnetic steel and lead. Synthetic resin powder is not limited to the type of synthetic resin, polyethylene, polypropylene, vinyl chloride, vinylidene chloride, ABS resin, polystyrene, AS resin, methacrylic resin, polyvinyl alcohol, cellulosic plastic, unsaturated polyester resin, polyurethane, polycarbonate And polyesters such as polyvinyl acetate, polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate. Glass, synthetic resin, paper, and the like are treated as garbage as waste, and reuse, etc., but the material composition of the present invention makes it possible to effectively reuse these as resources. The raw material composition of the present invention may contain two or more of the powders exemplified herein. The powder diameter used is several tens of μm, for example, 30 to 50 μm. Among these, gypsum powder, starch, wheat flour powder, kinako powder, potato starch, thin flour, super-shinpowder, corn starch, and white egg flour are preferably used.
A method for producing a three-dimensional object using these powders as a material is not limited, and any method may be used as long as it is a method for producing a three-dimensional object by agglomerating and fixing the powder using a specific binder. For example, a method using rapid prototyping technology can be mentioned. At this time, the ink composition of the present invention may be used as a binder for solidifying the powder. In a three-dimensional object manufacturing method using rapid prototyping technology, first, three-dimensional data of a three-dimensional object is obtained and converted into electronic data. In this case, three-dimensional data can be obtained with a helical CT scanner or an MRI scanner. In addition, tomographic data of three-dimensional objects can be obtained by a tomographic apparatus such as an X-ray tomography apparatus, magnetic resonance tomography apparatus, positron tomography apparatus, ultrasonic tomography apparatus, etc. Each is converted to electronic data. That is, when a three-dimensional object such as a human body is measured and a three-dimensional object imitating the object is manufactured, the tomographic data that cuts the three-dimensional object into pieces using CT, MRI, or the like is obtained at a certain interval. The state inside the three-dimensional object is recorded as three-dimensional data. When producing a three-dimensional object that imitates an object that does not exist, three-dimensional data obtained by stacking fault data is directly produced. The three-dimensional data not only represents the outer shape of the object, but also represents the internal state. For example, X-ray CT records the distribution of internal X-ray absorptance as a CT value, but when producing a three-dimensional object, data is converted so that the CT value corresponds to a specific color. In this way, in the case of a three-dimensional object simulating a living body, it is possible to distinguish and represent a part of the living body, such as muscle, fat, and blood vessel.
Based on the obtained electronic data, a three-dimensional object is produced by laminating each slice as a thin image of one layer while fixing gypsum powder and the like with the binder composition of the present invention.
There are various types of modeling apparatuses that produce a three-dimensional object by rapid prototyping, and are not limited. A modeling apparatus that produces a three-dimensional object by rapid prototyping may be referred to as a 3D printer. For example, there are Z Corporation (USA) 3D printer Z400 (trademark) system, Z406 (trademark) system, Z810 (trademark) system, and by using the method of the present invention, a three-dimensional object obtained using these apparatuses can be obtained. Can be softened. When a three-dimensional object is produced using a modeling apparatus, three-dimensional data of an original object is input to the apparatus. In this case, the three-dimensional data includes STL (Stereo Lithography) data, VRML (Virtual Reality Modeling Language) data, PLY / ZCP data, and the like. Here, STL is a standard data format when data is transferred from a three-dimensional CAD to various modeling apparatuses. The STL data refers to a polyhedral model obtained by approximating three-dimensional solid data with a minute triangular plane (facet), and can be processed by using STL editing software. However, the STL format cannot define colors and cannot express color data. VRML is a format for expressing a three-dimensional virtual space on the Internet (on a home page), and can express color data. PLY is a format widely used among researchers who handle polygon data, and can express color data. The specification is widely published (Dr. Greg Turk, http://www.cc.gatech.edu/projects/large_models/ply.html). ZCP is a format produced by Z Corporation for its own products. Based on these data, the Z Corporation system creates slice data necessary for modeling with the apparatus, and sets the modeling position, stacking width, binder application amount, and the like necessary for modeling.
In addition, a three-dimensional object is obtained using a product of Z Corporation based on slice data obtained by an apparatus capable of tomography such as an X-ray tomography apparatus, a magnetic resonance tomography apparatus, a positron tomography apparatus, and an ultrasonic tomography apparatus. In the case of production, it is necessary to convert the slice data into an STL format or the like using commercially available software (FreeForm (SensAble Technologies, Inc.) or the like) and input it to a product of Z Corporation. When modeling with a product of Z Corporation, first, a layer of material powder is laid on a movable stage for modeling. At this time, based on the slice data, a binder composition is applied to a necessary portion. Next, the modeling stage is lowered by the thickness of one layer, and the powder of the second layer is laid. By repeating this operation, the powder particles in the part to which the binder composition is finally agglomerated and solidified. Form. A solid object having a desired three-dimensional shape can be produced while performing this operation or by removing powder that has not been immobilized after the operation is completed.
The modeling of a three-dimensional object using the Z Corporation apparatus can be easily performed by using an instruction manual attached to the apparatus and data conversion software.
Although the prototyping technique is known, a binder composition used in the prototyping technique is one that can bind powders such as water, glue, and adhesive. The three-dimensional object formed by this method is a hard three-dimensional object that reproduces only the three-dimensional shape. On the other hand, a soft solid thing can be produced by using the composition of the present invention as a binder composition. This is because the composition itself of the present invention has viscosity and the like, and even when the powder is hardened, the obtained three-dimensional object is soft because of the viscosity of the composition of the present invention. This is because it has a degree (softness). When the composition of the present invention is used as a binder for prototyping technology, a three-dimensional object having an arbitrary degree of flexibility can be produced by appropriately determining the amount and composition of the composition of the present invention.
Further, the rapid prototyping technique described above may be performed manually. In this case, the binder composition of the present invention may be placed in a thin container, and a large number of sheet-like ones may be prepared by putting powders therein, and the sheet-like ones may be laminated. At this time, solidification may be performed by drying with a dryer or the like. Further, the binder composition of the present invention is put in a thin container, and the powder is put therein to be solidified into a sheet, dried and solidified, the binder composition of the present invention is stacked on the dried sheet, and the powder is added, Further, the operation of drying and solidifying may be repeated. Under the present circumstances, what is necessary is just to design the shape of each sheet | seat to laminate | stack according to the shape of the solid thing to produce.
Furthermore, the present invention also includes a technique for softening a hard three-dimensional object obtained by hardening powder with an adhesive or the like by a rapid prototyping technique using the binder composition. In this case, the composition of the composition is the same as that of the binder composition, but is referred to as a softening composition in order to express its purpose. That is, a hard three-dimensional object made by solidifying powder is impregnated with the softening composition of the present invention. The impregnation may be performed by immersing the three-dimensional object in the softening composition. The soaking time is not limited, and the softness may be measured over time, and the three-dimensional object may be taken out when the desired softness is reached or when the softening composition reaches all inside the three-dimensional object. By the method of the present invention, for example, a whole plant or animal or a part of a living organism such as an organ or a tissue can be produced in a state that reproduces not only its external solid shape, internal shape and color but also hardness. it can. For example, when a soft three-dimensional object is produced for a living body part such as the internal organs (kidney, liver, etc.), nose, ear, limb, tissue, etc. by the method of the present invention, the three-dimensional object is not only in the external and internal shapes. In addition, the hardness of the part of the living body can be reproduced. It is possible to obtain a three-dimensional object that is soft enough to be easily cut with a knife or a scalpel. The softened three-dimensional object has the same degree of softness as that of the original three-dimensional object. In the case of a three-dimensional object imitating a living body, it has the same degree of softness as a living body such as a muscle or internal organ. is doing. Accordingly, the softened three-dimensional object can be used as a surgical model, a biological model for medical education, and the like.
Examples of the present invention will be described below, but the embodiments of the present examples do not limit the present invention.
[Example 1] Printing by an ink jet printer using the ink composition of the present invention
A composition containing 92.5% by weight of an aqueous latex of polyvinyl acetate having a nonvolatile content of 55% and 7.5% by weight of dibutyl phthalate was mixed with birch sap and water in a volume ratio of 1: 1: 1. The birch sap was collected by making a hole in the trunk and attaching a pipe to the hole before the young birch leaves in April sprouted. To 7 mL of this composition, 0.3 mL of black ink for an inkjet printer (CANON Ink BCI-11 Black) was mixed to obtain an ink composition.
The ink composition was filled in an ink cartridge for an ink jet printer (EPSON ICIBK02), and mounted on an ink jet printer (EPSON PM-770C) for printing. The printed image was a tomogram of the head obtained by photographing a human head with a CT scan. FIG. 1 shows a photograph of the printed matter. The upper part of FIG. 1 is a printed material printed using the dedicated black ink cartridge of the ink jet printer used, and the lower part of FIG. 1 is printed using the ink composition of the present invention. Even when the diagram shown in FIG. 1 was printed 10 times, the nozzles of the inkjet printer were not clogged. Moreover, when the ink for inkjet printers and the printed matter printed using the ink composition of this invention were compared, the image of the printed matter printed with the ink composition of this invention was clearer. In addition, the printed matter printed using the ink composition of the present invention had faster ink thirst and more water resistance.
[Example 2] Printing by a stencil printing machine using the ink composition of the present invention
Stencil printing was performed using the ink composition of the present invention for printing with Print Gokko (registered trademark) manufactured by Riso Kagaku Kogyo Co., Ltd., one of the stencil printing machines.
A commercially available composition containing 92.5% by weight of an aqueous latex of 55% non-volatile polyvinyl acetate and 7.5% by weight of dibutyl phthalate (MOD PODGE GROSS, catalog number Item # CS11201 manufactured by PLAID) and white birch Sap and water were mixed at a volume ratio of 8: 2: 1. Further, an ink composition was prepared by mixing an equal amount of ink exclusively for Print Gokko (registered trademark) (RISO High Mesh Ink HM1NK, black). At this time, the viscosity of the ink composition of the present invention was lower than the viscosity of the dedicated ink. Therefore, in order to make the viscosity substantially equal, the water in the ink composition was evaporated by heating with a dryer. When water was evaporated until the volume of the ink composition was about two-thirds before drying, the viscosity of the ink composition was almost equal to the viscosity of the dedicated ink, which was used for printing.
Printing was performed using the ink composition of the present invention and the ink exclusively for Print Gokko (registered trademark) according to the instruction manual for Print Gokko (registered trademark). The printed image was a tomogram of the head obtained by photographing a human head with a CT scan. The original picture is shown in FIG. FIG. 3 shows the result of printing on plain paper with the ink composition of the present invention, FIG. 4 shows the result of printing on coated paper, FIG. 5 shows the result of printing on plain paper with dedicated ink, and FIG. 6 shows the result of printing on coated paper. Show. When the printed matter printed using the ink composition of the present invention was compared with the ink for Print Gokko (registered trademark) and the ink composition of the present invention, the image of the printed matter printed using the ink composition of the present invention was clearer. Further, when printing on coated paper, printing unevenness was observed with the ink for Print Gokko (registered trademark), but not with the ink composition of the present invention.
[Example 3] Production of a three-dimensional object using a three-dimensional printer
A stacking process performed using a three-dimensional stacking type automatic modeling apparatus (for example, Z406 manufactured by Z-Corporation) was manually reproduced as follows to prepare a sheet.
(I) A mass of 5 × 10 cm was formed on a silica paper with a masking tape, and about 5.0 cc of the composition of the present invention was allowed to flow.
(Ii) One powder was put into a 5.0 cc measuring spoon and sprinkled thinly and evenly on the binder composition of the present invention. At this time, the powder used was gypsum powder.
(Iii) It put into the dryer of 50 degreeC, and the excess powder was wiped off after drying.
(Iv) A series of operations was repeated about 10 times to prepare a three-dimensional laminate.
The three-dimensional object remained soft after drying.
[Example 4] Softening of hard three-dimensional object produced by solidifying powder
A plate-shaped three-dimensional object was produced using a standard specification gypsum powder and a standard specification binder using a Z-corporation three-dimensional layered automatic modeling apparatus Z406. Next, the three-dimensional product was mixed with a composition containing 92.5% by weight of an aqueous latex of polyvinyl acetate having a nonvolatile content of 55% and 7.5% by weight of dibutyl phthalate, birch sap and water in a volume ratio of 1: 1: 1. The softened composition was impregnated for 24 hours.
As a result, a softened three-dimensional object was obtained.
All publications, patents and patent applications cited herein are incorporated herein by reference in their entirety.
本発明のインク組成物を用いることにより、インクジェットプリンター等を用いて高品質な印刷物を得ることができ、また立体的な印刷をすることが可能である。さらに、本発明のインク組成物を用いて物体の断面の像の薄層を形成させ、該薄層を積層させることにより立体物体を造形することができる。さらに、本発明の組成物を粉体と混合し、粉体を固化させつつ固化した粉体を積層させることにより、軟性度（柔らかさ）を有する立体物を作製することができる。 By using the ink composition of the present invention, a high-quality printed material can be obtained using an ink jet printer or the like, and three-dimensional printing can be performed. Furthermore, a three-dimensional object can be formed by forming a thin layer of an image of a cross section of an object using the ink composition of the present invention and laminating the thin layer. Furthermore, a three-dimensional object having softness (softness) can be produced by mixing the composition of the present invention with powder and laminating the solidified powder while solidifying the powder.
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