JP4432409B2 - 三次元造形物の製造方法 - Google Patents
三次元造形物の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4432409B2 JP4432409B2 JP2003303126A JP2003303126A JP4432409B2 JP 4432409 B2 JP4432409 B2 JP 4432409B2 JP 2003303126 A JP2003303126 A JP 2003303126A JP 2003303126 A JP2003303126 A JP 2003303126A JP 4432409 B2 JP4432409 B2 JP 4432409B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- meth
- acrylate
- binder
- dimensional structure
- tri
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、三次元造形物の製造方法に関し、更に詳しくは、対象とする三次元造形物を平行な複数の断面により切断した断面形状を逐次積層することにより三次元造形物を製造する方法に関する。
従来から、立体的な造形対象物を平行な複数の面で切断した各断面形状に対応させて粉末の薄層を結合剤により結合し、この結合された薄層よりなる断面形状を順次積層させることによって、造形対象物の三次元モデルとなる造形物を作成する技術が知られている。
このような技術は、ラピッドプロトタイピングと呼ばれ、部品試作及びデザイン確認用途などに利用することができる。近年、安価かつ高速、さらにはカラーモデリング作成に適するインクジェットを利用する方式のものが提案されており、例えば特許文献１に開示されたものがある。この立体造形の具体的な手順を以下に説明する。
まず、ブレード機構により粉末を平らな表面上に均一な厚さを有する薄層に拡げ、この粉末の薄層表面に、インクジェットノズルヘッドを走査させて、造形対象物を平行な断面により切断した断面形状に対応させて、結合剤を吐出する。結合剤が吐出された領域の粉末材料は、必要な操作を施すことにより、粉末を結合状態にするとともに、既に形成済の下層の断面形状とも結合する。そして、造形物全体が完成するまで、粉末薄層を上部に順次積層しながら、結合剤を吐出する工程を繰り返す。最終的に、結合剤が吐出されなかった領域は、粉末が個々に独立して互いに接合しない状態であるため、造形物を装置から取り出す際に、粉末は容易に除去することができ、目的とする造形物が分離できる。以上の操作により、所望の三次元造形物が製造できる。
また、同様な方法で、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）又はシアン（Ｃ）のいずれかに着色を施した結合剤を吐出することにより、着色した３次元造形物を得る、例えば特許文献２が開示されている。
しかしながら、上記の手法では、造形物の特性（質感、色）が所望の物に比べ、満足できるレベルには至らないのが実状である。特に、透明感の必要な三次元造形物を得ることは、粉末と結合剤の性質の違いなどの理由から、従来の方法では不可能とされている。さらに、表面になめらかさを付与するためには、上塗り、研磨処理を人手により行わなければならないため時間と費用が必要となる。
また、人手での彩色では、三次元造形物の所定の位置に所望の模様などを確実に描くことが一般的に困難である。
また、人手での彩色では、三次元造形物の所定の位置に所望の模様などを確実に描くことが一般的に困難である。
一方で、製造直後の三次元造形物は結合剤による接合力のみにより形作られているため、三次元造形物の取り扱い方法によっては強度が弱く壊れてしまう場合もある。そこで、従来、製造後の三次元造形物の粉末粒子の間に樹脂及びワックスなどを含浸させることにより強度を増大させてきた。しかしながら、このような工程は手間と時間を要する。
また、従来使用されている結合剤は、インクジェットノズルにおいて、目詰まりを起こすという問題もあった。
また、従来使用されている結合剤は、インクジェットノズルにおいて、目詰まりを起こすという問題もあった。
本発明が解決しようとする課題は、吐出性が良好であり、かつ硬化性に優れた三次元造形物の製造方法を提供することである。
本発明の上記課題は、以下の手段により達成された。
（１）支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程（層形成工程）、及び造形対象物を平行な断面で切断した断面形状になるように粉末材料層を結合剤により結合させる工程（断面形状形成工程）を順次繰り返す工程を含む三次元造形物の製造方法において、２５℃での結合剤の粘度が５〜１００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする三次元造形物の製造方法、
（２）結合剤がエネルギー付与により硬化する（１）記載の三次元造形物の製造方法、
（３）結合剤が光エネルギー付与により硬化する（１）又は（２）記載の三次元造形物の製造方法、
（４）結合剤として、少なくとも１種の着色された結合剤、白色で着色された結合剤、及び無色の結合剤、好ましくは無色透明の結合剤よりなる群から選ばれた２種以上の結合剤を使用する（１）〜（３）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（５）着色された結合剤が、イエロー結合剤、マゼンタ結合剤、及びシアン結合剤の少なくとも３つの結合剤よりなる（１）〜（４）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（６）着色された結合剤が、イエロー結合剤、マゼンタ結合剤、シアン結合剤、及びブラック結合剤の少なくとも４つの結合剤よりなる（１）〜（５）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（７）結合剤が（ａ）三官能以上の（メタ）アクリレートの少なくとも１種、並びに（ｂ）単官能および／または二官能（メタ）アクリレートの少なくとも１種からなる（１）〜（６）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（８）三官能以上の（メタ）アクリレートが四官能、五官能または六官能（メタ）アクリレートである（７）に記載の三次元造形物の製造方法、
（９）結合剤の粘度調整剤として沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用する（１）〜（８）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
（１）支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程（層形成工程）、及び造形対象物を平行な断面で切断した断面形状になるように粉末材料層を結合剤により結合させる工程（断面形状形成工程）を順次繰り返す工程を含む三次元造形物の製造方法において、２５℃での結合剤の粘度が５〜１００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする三次元造形物の製造方法、
（２）結合剤がエネルギー付与により硬化する（１）記載の三次元造形物の製造方法、
（３）結合剤が光エネルギー付与により硬化する（１）又は（２）記載の三次元造形物の製造方法、
（４）結合剤として、少なくとも１種の着色された結合剤、白色で着色された結合剤、及び無色の結合剤、好ましくは無色透明の結合剤よりなる群から選ばれた２種以上の結合剤を使用する（１）〜（３）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（５）着色された結合剤が、イエロー結合剤、マゼンタ結合剤、及びシアン結合剤の少なくとも３つの結合剤よりなる（１）〜（４）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（６）着色された結合剤が、イエロー結合剤、マゼンタ結合剤、シアン結合剤、及びブラック結合剤の少なくとも４つの結合剤よりなる（１）〜（５）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（７）結合剤が（ａ）三官能以上の（メタ）アクリレートの少なくとも１種、並びに（ｂ）単官能および／または二官能（メタ）アクリレートの少なくとも１種からなる（１）〜（６）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法、
（８）三官能以上の（メタ）アクリレートが四官能、五官能または六官能（メタ）アクリレートである（７）に記載の三次元造形物の製造方法、
（９）結合剤の粘度調整剤として沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用する（１）〜（８）いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
本発明によれば、印字ヘッドノズルでの結合剤の目詰まりを起こすことなく、三次元造形物を製造することができた。この結果、今まで不可能とされていた、高品位三次元造形物が簡便、安価かつ安定的に製造可能となった。
本発明は、支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程（層形成工程）、及び造形対象物を平行な断面で切断した断面形状になるように粉末材料層を結合剤により結合させる工程（断面形状形成工程）を順次繰り返す工程を含む三次元造形物の製造方法において、２５℃での結合剤の粘度が５〜１００ｍＰａ・ｓであることを特徴とする三次元造形物の製造方法に係る。
本発明に使用する結合剤は、エネルギー付与により硬化することが好ましく、外部から光エネルギー付与により硬化することがより好ましい。２５℃での結合剤の粘度は５〜１００ｍＰａ・ｓであるが、５〜８０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１０〜５０ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。詳細な説明は後に行なう。
本発明に使用する粉末材料は、平均粒径が０．１〜１，０００μｍの微粉末であることが好ましく、平均粒径が１〜５０μｍの微粉末であることがより好ましい。粒径分布は広くても良いが、狭い方が好ましい。粒径分布は単分散に近い方が好ましく、粒径分布の変動係数は２０％以下が好ましく、１５％以下であることが特に好ましい。粉末材料は有機材料、無機材料、無機・有機複合材料のいずれでも良い。詳細な説明は後に行う。
粉末材料を敷設する支持体としては、任意の表面形状を有する支持体が使用できるが、なめらかな表面を有する支持体が好ましく、平坦な面を有する支持体が好ましく使用できる。本発明の製造方法において、製造する三次元造形物の高さ以上に伸長可能な枠を周囲に有する水平な支持体を使用することが好ましい。
粉末材料層の所定の厚さとしては、１スライスピッチあたり１０〜５００μｍの厚さの層とすることが好ましく、５０〜１５０μｍの厚さとすることがより好ましい。層形成工程および着色断面形状形成工程を１回繰り返すごとに粉末材料層全体の積層厚さを前記のスライスピッチずつ増大させる。
着色断面形状とは、造形対象物を平行な多数の面で切断した一切断面の形状を有し、かつ、形状に対応する彩色を伴うものを言う。断面形状は特に不透明な造形物の場合には、中空の造形物としても良く、この場合には、形状の輪郭近傍の形状を再現すれば充分である。彩色も造形物表面の色彩を再現すれば良く、形状の輪郭の色再現が重要である。
粉末材料層の所定の厚さとしては、１スライスピッチあたり１０〜５００μｍの厚さの層とすることが好ましく、５０〜１５０μｍの厚さとすることがより好ましい。層形成工程および着色断面形状形成工程を１回繰り返すごとに粉末材料層全体の積層厚さを前記のスライスピッチずつ増大させる。
着色断面形状とは、造形対象物を平行な多数の面で切断した一切断面の形状を有し、かつ、形状に対応する彩色を伴うものを言う。断面形状は特に不透明な造形物の場合には、中空の造形物としても良く、この場合には、形状の輪郭近傍の形状を再現すれば充分である。彩色も造形物表面の色彩を再現すれば良く、形状の輪郭の色再現が重要である。
本発明の三次元造形物の製造方法の概要を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の三次元造形物の製造方法の一実施態様について主要な工程を示す模式図である。
本発明の製造方法においては、粉末材料の薄層１が三次元造形部３に設けられた支持体（造形ステージ）４の上に形成される。支持体４は、垂直方向移動部５により支持されており、周囲を枠６により取り囲まれている。粉末供給部から支持体４上に供給された余分の粉末材料上を、Ｙ方向（紙面と垂直な方向）に長く伸びたブレード７がＸ方向（紙面上左から右方向）に移動することにより薄層１が形成される。このように形成された薄層１の上に、結合剤付与部のインクジェットヘッド８から、断面形状データにしたがって、結合剤が粉末材料の薄層１上に供給され、結合剤付与領域２を形成する。結合剤が２液反応性のエポキシ樹脂等の場合には、これら反応性２液を異なるインクジェットノズルからほぼ同一のスポットに供給して結合剤付与領域２とする。これら反応性２液は室温における熱エネルギーの付与により硬化して粉末材料を結合する。また、結合剤が紫外線硬化性の結合剤である場合、この結合剤付与領域２は、紫外線照射部９から照射される紫外線により硬化することにより粉末材料を結合する。
引き続いて、垂直方向移動部５を１スライスピッチだけ下方に移動させ、新たな粉末材料層を形成する。
新たに形成された薄層の上に、結合剤付与部のインクジェットヘッドから、隣接する次の断面形状データにしたがって、結合剤が供給され、新たな結合剤付与領域が形成される。この領域に紫外線照射して硬化させることにより粉末材料をその結合剤付与領域２において薄層全体の厚さにわたり結合し断面形状とし、かつその直前の断面形状とも結合する。
粉末材料の薄層１の形成、結合剤の供給及び硬化を必要な回数順次繰り返した後、結合剤が付与されていない領域の粉末材料を分離することにより、三次元造形物１０を得ることができる。
図２は、上記のような三次元造形物の製造において隣接する各層に形成された断面形状を模式的に示す斜視図である。
図１は、本発明の三次元造形物の製造方法の一実施態様について主要な工程を示す模式図である。
本発明の製造方法においては、粉末材料の薄層１が三次元造形部３に設けられた支持体（造形ステージ）４の上に形成される。支持体４は、垂直方向移動部５により支持されており、周囲を枠６により取り囲まれている。粉末供給部から支持体４上に供給された余分の粉末材料上を、Ｙ方向（紙面と垂直な方向）に長く伸びたブレード７がＸ方向（紙面上左から右方向）に移動することにより薄層１が形成される。このように形成された薄層１の上に、結合剤付与部のインクジェットヘッド８から、断面形状データにしたがって、結合剤が粉末材料の薄層１上に供給され、結合剤付与領域２を形成する。結合剤が２液反応性のエポキシ樹脂等の場合には、これら反応性２液を異なるインクジェットノズルからほぼ同一のスポットに供給して結合剤付与領域２とする。これら反応性２液は室温における熱エネルギーの付与により硬化して粉末材料を結合する。また、結合剤が紫外線硬化性の結合剤である場合、この結合剤付与領域２は、紫外線照射部９から照射される紫外線により硬化することにより粉末材料を結合する。
引き続いて、垂直方向移動部５を１スライスピッチだけ下方に移動させ、新たな粉末材料層を形成する。
新たに形成された薄層の上に、結合剤付与部のインクジェットヘッドから、隣接する次の断面形状データにしたがって、結合剤が供給され、新たな結合剤付与領域が形成される。この領域に紫外線照射して硬化させることにより粉末材料をその結合剤付与領域２において薄層全体の厚さにわたり結合し断面形状とし、かつその直前の断面形状とも結合する。
粉末材料の薄層１の形成、結合剤の供給及び硬化を必要な回数順次繰り返した後、結合剤が付与されていない領域の粉末材料を分離することにより、三次元造形物１０を得ることができる。
図２は、上記のような三次元造形物の製造において隣接する各層に形成された断面形状を模式的に示す斜視図である。
本発明の三次元造形物の製造方法における好ましい一実施態様について、以下に説明する。以下の５ステップは、（粉末）層形成工程および着色断面形状形成工程に先立って、３次元形状色彩データ作成工程および断面毎の着色断面形状データ作成工程を実施するものである。
第１ステップでは、コンピュータに、表面に着色模様等が施された三次元造形対象物を表現したモデルデータを作成させる。造形するための基になるモデルデータには、一般の３Ｄ−ＣＡＤモデリングソフトウェアで作成されるカラー三次元モデルデータを使用することができる。また、三次元形状入力装置で計測された三次元着色形状のデータおよびテクスチャを利用することも可能である。
第２ステップでは、コンピュータが上記のモデルデータから造形対象物を水平方向にスライスした各断面ごとの断面データを作成する。モデルデータから積層する粉末の一層分の厚みに相当するピッチ（層厚ｔ）でスライスされた断面体を切り出し、断面の存在する領域を示す形状データおよび彩色データを断面データとして作成する。なお、本発明において、「形状データ」および「彩色データ」を併せて「着色（断面）形状データ」ともいう。
続いて、造形対象物を造形する際における粉末層の厚さ（断面データ作成の際のスライスピッチ）及び積層数（着色形状データのセット数）に関する情報が、コンピュータからパターン作成装置の駆動制御部に入力される。
続いて、造形対象物を造形する際における粉末層の厚さ（断面データ作成の際のスライスピッチ）及び積層数（着色形状データのセット数）に関する情報が、コンピュータからパターン作成装置の駆動制御部に入力される。
第３ステップでは、造形ステージにおいて三次元造形物を製造する材料となる粉末材料の供給を行う。粉末材料のカウンター回転機構（以降「カウンターローラー」と称する。）を用いて、粉末材料を均一な厚さを有する層状に敷き詰め、所定量の粉末を供給完了した後、粉末材料の供給を停止する。
なお、本発明において、「層形成工程及び断面形状形成工程を順次繰り返す」とは、（１）新たな層形成工程を完了した後にその新たな層全面に対して断面形状を形成する工程を実施する以外に、（２）新たな層形成工程を実施しながら、その新たな層の形成が完結する前に、新たに形成された層の領域に対して断面形状を形成することを含むものである。後者の例は、特開２００２−３０７５６２に例示されている。
なお、本発明において、「層形成工程及び断面形状形成工程を順次繰り返す」とは、（１）新たな層形成工程を完了した後にその新たな層全面に対して断面形状を形成する工程を実施する以外に、（２）新たな層形成工程を実施しながら、その新たな層の形成が完結する前に、新たに形成された層の領域に対して断面形状を形成することを含むものである。後者の例は、特開２００２−３０７５６２に例示されている。
第４ステップでは、駆動制御部の制御の下に、切断面の着色形状データに基づき着色した断面形状を形成する工程である。この工程は非接触の方式を採用することが好ましい。代表例としてインクジェット方式を例にとり以下説明する。
第２ステップで作成された形状データおよび彩色データに基づき、格子状に細分化したＣＭＹ各色のビットマップ情報に変換して、インクジェットヘッドをＸＹ平面内に移動させる。そして、移動中に彩色データに基づいて各インクジェット吐出ノズルから紫外線（ＵＶ）硬化性結合剤の吐出を適宜に行わせる。結合剤としては、少なくとも１種の着色された結合剤、白色の結合剤、及び無色透明の結合剤よりなる群から選ばれた２種以上の結合剤を使用する。
着色された結合剤としては、減色法の３原色である、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色の組み合わせとすることが好ましい。本発明において、イエローに着色された結合剤を「イエロー結合剤」、マゼンタに着色された結合剤を「マゼンタ結合剤」、シアンに着色された結合剤を「シアン結合剤」という。Ｍ染料及びＣ染料は濃淡２種類に着色した結合剤としても良い。無色の結合剤は、ＣＭＹの色濃度を調節するために使用することができる。また、チタンホワイト等の白色顔料を含む結合剤（白色結合剤）や黒（ブラック）染料で着色した結合剤（ブラック結合剤）を併用して所望の効果を発現させることができる。
着色した結合剤、無色の結合剤及び白色結合剤の吐出総量は単位面積あたり一定となるようにすることが好ましい。
なお、着色した断面形状の別の形成工程例として、形状データに基づき無色のＵＶ硬化性結合剤のみを粉末材料に吐出して紫外線照射により硬化した後に、その層の彩色データに基づき、結合剤を含まない通常のＣＭＹインクジェットを結合した粉末材料層上に吐出する２段階の工程とすることもできる。
第２ステップで作成された形状データおよび彩色データに基づき、格子状に細分化したＣＭＹ各色のビットマップ情報に変換して、インクジェットヘッドをＸＹ平面内に移動させる。そして、移動中に彩色データに基づいて各インクジェット吐出ノズルから紫外線（ＵＶ）硬化性結合剤の吐出を適宜に行わせる。結合剤としては、少なくとも１種の着色された結合剤、白色の結合剤、及び無色透明の結合剤よりなる群から選ばれた２種以上の結合剤を使用する。
着色された結合剤としては、減色法の３原色である、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の３色の組み合わせとすることが好ましい。本発明において、イエローに着色された結合剤を「イエロー結合剤」、マゼンタに着色された結合剤を「マゼンタ結合剤」、シアンに着色された結合剤を「シアン結合剤」という。Ｍ染料及びＣ染料は濃淡２種類に着色した結合剤としても良い。無色の結合剤は、ＣＭＹの色濃度を調節するために使用することができる。また、チタンホワイト等の白色顔料を含む結合剤（白色結合剤）や黒（ブラック）染料で着色した結合剤（ブラック結合剤）を併用して所望の効果を発現させることができる。
着色した結合剤、無色の結合剤及び白色結合剤の吐出総量は単位面積あたり一定となるようにすることが好ましい。
なお、着色した断面形状の別の形成工程例として、形状データに基づき無色のＵＶ硬化性結合剤のみを粉末材料に吐出して紫外線照射により硬化した後に、その層の彩色データに基づき、結合剤を含まない通常のＣＭＹインクジェットを結合した粉末材料層上に吐出する２段階の工程とすることもできる。
紫外線硬化性結合剤の吐出と同時または吐出後にＵＶ露光装置により吐出した結合剤の表面にＵＶ露光をおこなうことにより、粉末材料の接合体が生成される。
ＵＶ照射の雰囲気を窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気にするとラジカル重合性化合物の酸素による遅延効果を低減できる。
ＵＶ照射の雰囲気を窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気にするとラジカル重合性化合物の酸素による遅延効果を低減できる。
ここで使用するインクジェット方式とは、主としてオンデマンドインクジェット方式を指し、ピエゾオンデマンドインクジェット方式、サーマルオンデマンドインクジェット方式、静電オンデマンドインクジェット方式等が挙げられ、好ましくは、ＵＶ硬化性結合剤の安定性から、ピエゾオンデマンドインクジェット方式、静電オンデマンドインクジェット方式が挙げられる。
さらに、第３ステップ及び第４ステップを繰り返しおこなうことで、目的の三次元造形物が得られる。
なお、結合剤が塗布されない粉末材料の領域では粉末が個々に独立した状態を保持している。
さらに、第３ステップ及び第４ステップを繰り返しおこなうことで、目的の三次元造形物が得られる。
なお、結合剤が塗布されない粉末材料の領域では粉末が個々に独立した状態を保持している。
第５ステップでは、結合剤が付与されていない領域の粉末材料を分離して、結合剤により結合された粉末の結合体（三次元造形物）を取り出す。なお、結合されなかった粉末材料は回収して、再度材料として利用することが可能である。
第３ステップ〜第４ステップを順次繰り返すことにより、造形対象物を複数の面で切断した切断面に対応する粉末材料の着色した結合体を順次積層形成して三次元造形物を製造することができる。
屈折率ｎ1を有する粉末材料の層を屈折率ｎ2を与える結合剤により着色した断面形状に接合させること（ただし、−０．１≦（ｎ1−ｎ2）≦０．１である。）により、透明ないし略透明な３次元造形物を製造することができる。
第３ステップ〜第４ステップを順次繰り返すことにより、造形対象物を複数の面で切断した切断面に対応する粉末材料の着色した結合体を順次積層形成して三次元造形物を製造することができる。
屈折率ｎ1を有する粉末材料の層を屈折率ｎ2を与える結合剤により着色した断面形状に接合させること（ただし、−０．１≦（ｎ1−ｎ2）≦０．１である。）により、透明ないし略透明な３次元造形物を製造することができる。
得られた三次元造形物に対して掃除、熱処理、樹脂またはワックス浸透、研磨などの後処理工程を行っても良い。掃除は、上記三次元造形物をブローすることによって、及びブラシ掛けをして隙間に残されたあらゆる粉を取り除くことによって行われ、余分な粉末が取り除かれる。熱処理は、上記三次元造形物の強度および耐久性を増加させる。ワックス浸透は間隙率を低下させ、上記三次元造形物を耐水性にし、より研磨仕上げをしやすくすることができる。研磨仕上げは表面平滑性を改良する。
本発明で使用する各成分について、以下に説明する。ただし、具体的内容については、以下の説明内容に限定されるものではない。
（結合剤）
本発明に使用する結合剤は、エネルギー付与により硬化するものである。「エネルギー付与」により硬化する結合剤としては、熱的に活性化される化学的反応により硬化する樹脂が含まれる。このような熱硬化性の樹脂には、エポキシ樹脂も含まれる。
エポキシ樹脂は、オキシランと呼ばれる三員環を有する樹脂であり、鎖状の、又は、環状の脂肪族や芳香環を反応性基として有しており、硬化剤で処理すると、硬化してポリマーとなる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）が例示できる。また、硬化剤としては、ポリアミド（バーサミド型）、ポリアミン、酸無水物、ポリメルカプタンが例示できる。
本発明おいて、エポキシ樹脂を結合剤として使用する場合には、エポキシ樹脂とその硬化剤を別々のノズルから吐出して粉末材料上で混合して硬化可能とすることが好ましい。
エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂としては、ビニルウレタン、シアノアクリレートが例示できる。
（結合剤）
本発明に使用する結合剤は、エネルギー付与により硬化するものである。「エネルギー付与」により硬化する結合剤としては、熱的に活性化される化学的反応により硬化する樹脂が含まれる。このような熱硬化性の樹脂には、エポキシ樹脂も含まれる。
エポキシ樹脂は、オキシランと呼ばれる三員環を有する樹脂であり、鎖状の、又は、環状の脂肪族や芳香環を反応性基として有しており、硬化剤で処理すると、硬化してポリマーとなる。エポキシ樹脂としては、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）が例示できる。また、硬化剤としては、ポリアミド（バーサミド型）、ポリアミン、酸無水物、ポリメルカプタンが例示できる。
本発明おいて、エポキシ樹脂を結合剤として使用する場合には、エポキシ樹脂とその硬化剤を別々のノズルから吐出して粉末材料上で混合して硬化可能とすることが好ましい。
エポキシ樹脂以外の熱硬化性樹脂としては、ビニルウレタン、シアノアクリレートが例示できる。
熱硬化性の結合剤の硬化速度を上げるために、適当な外部加熱源を用いることができる。結合剤付与領域に熱風を当てたり、赤外エネルギー又はマイクロ波エネルギーを適用して硬化反応を促進することができる。
本発明に使用できる熱的に硬化する結合剤には、化学反応を伴わない液体を使用することもできる。このような具体例としては、澱粉を主成分とする粉末材料に水を主成分とする結合剤を供給し、澱粉粒子同士を水で相互に結合させる例があり、ズィー・コーポレーション(Z Corporation)の三次元造形プリンターにおいて澱粉／セルロースからなる粉末粒子を結合する系で実用されている。このような結合剤は、特開平６−２１８７１２号公報（特許第２７２９１１０号）にも記載されている。
本発明に使用する結合剤は、光エネルギー付与により硬化する結合剤を使用することが好ましく、ＵＶ硬化性結合剤を使用することがより好ましい。ＵＶ硬化性結合剤は、光重合開始剤及び少なくとも１種の重合性化合物を必須成分とし、ほぼすべての構成材料がＵＶ光により硬化し、粉末材料を結着する機能を有する。各構成材料の割合としては、光重合開始剤を、重合性化合物及び光重合開始剤の総量に対して、好ましくは０．０５〜１０重量％、より好ましくは０．１〜５重量％含有する。重合性化合物の含量は、好ましくは９０〜９９．５重量％、より好ましくは９５〜９９．９重量％である。
２５℃での結合剤の粘度は、５〜１００ｍＰａ・ｓであるが、５〜８０ｍＰａ・ｓが好ましく、１０〜５０ｍＰａ・ｓがより好ましい。本発明において、結合剤の粘度とはＥ型粘度計（東京計器 ＶＩＳＣＯＮＩＣ ＥＬＤ）で２５℃で測定した値をいう。
２５℃での結合剤の粘度が上記範囲になるように、粘度の高い多官能の重合性化合物と粘度の低い重合性化合物とを適宜混合して使用することが好ましい。
粘度の高い多官能の重合性化合物としては、三官能以上の（メタ）アクリレートが好ましい。三官能以上の（メタ）アクリレートとしては四官能、五官能または六官能（メタ）アクリレートが好ましい。
粘度の低い重合性化合物としては、単官能および／または二官能（メタ）アクリレートであることが好ましい。
また、結合剤の粘度調整剤として、沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用することもできる。
２５℃での結合剤の粘度が上記範囲になるように、粘度の高い多官能の重合性化合物と粘度の低い重合性化合物とを適宜混合して使用することが好ましい。
粘度の高い多官能の重合性化合物としては、三官能以上の（メタ）アクリレートが好ましい。三官能以上の（メタ）アクリレートとしては四官能、五官能または六官能（メタ）アクリレートが好ましい。
粘度の低い重合性化合物としては、単官能および／または二官能（メタ）アクリレートであることが好ましい。
また、結合剤の粘度調整剤として、沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用することもできる。
［重合性化合物］
ＵＶ硬化性結合剤に使用できる重合性化合物としては、ＵＶ光照射により、光重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合又は開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。
付加重合性化合物としては、少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物が例示できる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも１個、好ましくは２個以上有する化合物が好ましく使用できる。このような末端エチレン性不飽和化合物群は当該産業分野において広く知られるものである。本発明においては結合剤組成物をインクジェットノズルから安定に吐出できる限り、特に限定無く使用することができる。
エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物及び多官能の重合性化合物、（すなわち２官能、３官能および４〜６官能）、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など）や、そのエステル類、アミド類が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。
ＵＶ硬化性結合剤に使用できる重合性化合物としては、ＵＶ光照射により、光重合開始剤から生じるラジカル種またはカチオン種等により、付加重合又は開環重合が開始され、重合体を生じるものが好ましく使用される。付加重合の重合様式として、ラジカル、カチオン、アニオン、メタセシス、配位重合が挙げられる。また、開環重合の重合様式として、カチオン、アニオン、ラジカル、メタセシス、配位重合が挙げられる。
付加重合性化合物としては、少なくとも１個のエチレン性不飽和二重結合を有する化合物が例示できる。付加重合性化合物として、末端エチレン性不飽和結合を少なくとも１個、好ましくは２個以上有する化合物が好ましく使用できる。このような末端エチレン性不飽和化合物群は当該産業分野において広く知られるものである。本発明においては結合剤組成物をインクジェットノズルから安定に吐出できる限り、特に限定無く使用することができる。
エチレン性不飽和重合性化合物は、単官能の重合性化合物及び多官能の重合性化合物、（すなわち２官能、３官能および４〜６官能）、またはそれらの混合物の化学的形態をもつ。単官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸（例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、マレイン酸など）や、そのエステル類、アミド類が挙げられる。多官能の重合性化合物としては、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アルコール化合物とのエステル、不飽和カルボン酸と脂肪族の多価アミン化合物とのアミド類が用いられる。
また、ヒドロキシル基や、アミノ基、メルカプト基等の求核性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と単官能もしくは多官能イソシアネート類、エポキシ類との付加反応物、単官能もしくは、多官能のカルボン酸との脱水縮合反応物等も使用できる。また、イソシアネート基やエポキシ基等の親電子性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類およびチオール類との付加反応物、さらに、ハロゲン基やトシルオキシ基等の脱離性置換基を有する不飽和カルボン酸エステルまたはアミド類と、単官能もしくは多官能のアルコール類、アミン類およびチオール類との置換反応物も使用できる。
不飽和カルボン酸と脂肪族多価アルコール化合物とのエステルであるラジカル重合性化合物の具体例としては、（メタ）アクリル酸エステルが代表的であり、三官能以上の（メタ）アクリレートの少なくとも１種、並びに単官能及び／または二官能（メタ）アクリレートの少なくとも１種を使用することが好ましい。
単官能の（メタ）アクリレートの具体例として、トリルオキシエチル（メタ）アクリレート、フェニルオキシエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレート、テトラヒドロフルフリル（メタ）アクリレートを挙げることができる。
二官能の（メタ）アクリレートの具体例として、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
三官能の（メタ）アクリレートの具体例として、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ（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トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（（メタ）アクリロイルオキシプロピル）エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ソルビトールトリ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
四官能の（メタ）アクリレートの具体例として、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ソルビトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
五官能の（メタ）アクリレートの具体例として、ソルビトールペンタ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
六官能の（メタ）アクリレートの具体例として、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサ（メタ）アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ（メタ）アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
六官能の（メタ）アクリレートの具体例として、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサ（メタ）アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ（メタ）アクリレート、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートを挙げることができる。
ここで上記の（メタ）アクリレートの表記はメタクリレートおよびアクリレートの両方の構造をとり得ることを表す省略的表記である。
（メタ）アクリレートの他に、イタコン酸エステル、クロトン酸エステル、イソクロトン酸エステル、マレイン酸エステル等も重合性化合物として使用することができる。
イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、１，３−ブタンジオールジイタコネート、１，４−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。
イタコン酸エステルとしては、エチレングリコールジイタコネート、プロピレングリコールジイタコネート、１，３−ブタンジオールジイタコネート、１，４−ブタンジオールジイタコネート、テトラメチレングリコールジイタコネート、ペンタエリスリトールジイタコネート、ソルビトールテトライタコネート等がある。
クロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジクロトネート、テトラメチレングリコールジクロトネート、ペンタエリスリトールジクロトネート、ソルビトールテトラジクロトネート等がある。
イソクロトン酸エステルとしては、エチレングリコールジイソクロトネート、ペンタエリスリトールジイソクロトネート、ソルビトールテトライソクロトネート等がある。
マレイン酸エステルとしては、エチレングリコールジマレート、トリエチレングリコールジマレート、ペンタエリスリトールジマレート、ソルビトールテトラマレート等がある。
その他のエステルの例として、例えば、特公昭４６−２７９２６、特公昭５１−４７３３４、特開昭５７−１９６２３１記載の脂肪族アルコール系エステル類や、特開昭５９−５２４０、特開昭５９−５２４１、特開平２−２２６１４９記載の芳香族系骨格を有するもの、特開平１−１６５６１３記載のアミノ基を含有するもの等も使用できる。
また、不飽和カルボン酸と脂肪族多価アミン化合物とのアミドのモノマーの具体例としては、メチレンビス−アクリルアミド、メチレンビス−メタクリルアミド、１，６−ヘキサメチレンビス−アクリルアミド、１，６−ヘキサメチレンビス−メタクリルアミド、ジエチレントリアミントリスアクリルアミド、キシリレンビスアクリルアミド、キシリレンビスメタクリルアミド等がある。
その他の好ましいアミド系モノマーの例としては、特公昭５４−２１７２６記載のシクロへキシレン構造を有するものを挙げることができる。
また、イソシアネートと水酸基の付加反応を用いて製造されるウレタン系付加重合性化合物も好適であり、そのような具体例としては、例えば、特公昭４８−４１７０８号公報中に記載されている１分子に２個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物に、下記式（I）で示される水酸基を含有するビニルモノマーを付加させた１分子中に２個以上の重合性ビニル基を含有するビニルウレタン化合物等が挙げられる。
式（I）
ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（Ｒ2）ＯＨ
（ただし、Ｒ1およびＲ2は、ＨまたはＣＨ3を示す。）
式（I）
ＣＨ2＝Ｃ（Ｒ1）ＣＯＯＣＨ2ＣＨ（Ｒ2）ＯＨ
（ただし、Ｒ1およびＲ2は、ＨまたはＣＨ3を示す。）
本発明において、エポキシ基及び／又はオキセタン基等の環状エーテル基を分子内に１つ以上有するカチオン開環重合性の化合物をＵＶカチオン重合開始剤と共にＵＶ硬化性の結合剤として使用することができる。
以下、本発明に好ましく用いられるカチオン重合性化合物全般について説明する。カチオン重合性化合物としては、開環重合性基を含む硬化性化合物が挙げられ、この中でもヘテロ環状基含有硬化性化合物が好ましい。このような硬化性化合物としてエポキシ誘導体、オキセタン誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、環状ラクトン誘導体、環状カーボネート誘導体、オキサゾリン誘導体などの環状イミノエーテル類、ビニルエーテル類などが挙げられ、特にエポキシ誘導体及びオキセタン誘導体、ビニルエーテル類が好ましい。
好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば単官能グリシジルエーテル類、多官能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類などに大別される。
好ましいエポキシ誘導体の例としては、例えば単官能グリシジルエーテル類、多官能グリシジルエーテル類、単官能脂環式エポキシ類、多官能脂環式エポキシ類などに大別される。
単官能及び多官能グリシジルエーテル類の具体的な化合物を例示すると、ジグリシジルエーテル類（例えばエチレングリコールジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル）、３官能以上のグリシジルエーテル類（トリメチロールエタントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリスヒドロキシエチルイソシアヌレートなど）、４官能以上のグリシジルエーテル類（ソルビトールテトラグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシルエーテル、クレゾールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテル、フェノールノボラック樹脂のポリグリシジルエーテルなど）、脂環式エポキシ類（セロキサイド２０２１Ｐ、セロキサイド２０８１、エポリードＧＴ−３０１、エポリードＧＴ−４０１（以上、ダイセル化学工業（株）製））、ＥＨＰＥ（ダイセル化学工業（株）製）、フェノールノボラック樹脂のポリシクロヘキシルエポキシメチルエーテルなど）、オキセタン類（ＯＸ−ＳＱ、ＰＮＯＸ−１００９（以上、東亞合成（株）製）など）などが挙げられるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明には脂環式エポキシ誘導体を好ましく使用できる。「脂環式エポキシ基」とは、シクロペンテン基、シクロヘキセン基等のシクロアルケン環の二重結合を過酸化水素、過酸等の適当な酸化剤でエポキシ化した部分構造を言う。
脂環式エポキシ化合物としては、シクロヘキセンオキシド基又はシクロペンテンオキシド基を１分子内に２個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。単官能又は多官能の脂環式エポキシ化合物の具体例としては、４−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ジ（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、ジ（２，３−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、ジシクロペンタジエンジオキサイド、が挙げられる。
脂環式エポキシ化合物は１種類を使用しても、２種以上の混合物を使用しても良い。
種々の脂環式エポキシ化合物が市販されており、ユニオンカーバイド日本（株）、ダイセル化学工業（株）等から入手できる。
脂環式エポキシ化合物としては、シクロヘキセンオキシド基又はシクロペンテンオキシド基を１分子内に２個以上有する多官能脂環式エポキシ類が好ましい。単官能又は多官能の脂環式エポキシ化合物の具体例としては、４−ビニルシクロヘキセンジオキサイド、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル−３，４−エポキシシクロヘキシルカルボキシレート、ジ（３，４−エポキシシクロヘキシル）アジペート、ジ（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、ジ（２，３−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、ジシクロペンタジエンジオキサイド、が挙げられる。
脂環式エポキシ化合物は１種類を使用しても、２種以上の混合物を使用しても良い。
種々の脂環式エポキシ化合物が市販されており、ユニオンカーバイド日本（株）、ダイセル化学工業（株）等から入手できる。
分子内に脂環式構造を有しない通常のエポキシ基を有するグリシジル化合物を単独で使用したり、上記の脂環式エポキシ化合物と併用することもできる。
このような通常のグリシジル化合物としては、グリシジルエーテル化合物やグリシジルエステル化合物を挙げることができるが、グリシジルエーテル化合物を併用することが好ましい。
グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、１，３−ビス（２，３−エポキシプロピロキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポシキ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジルエーテル化合物、１，４−ブタンジオールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリトリグリシジルエーテル等の脂肪族グリシジルエーテル化合物が挙げられる。グリシジルエステルとしては、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステルを挙げることができる。
グリシジルエーテル類は油化シェルエポキシ（株）等から市販品を入手することができる。
このような通常のグリシジル化合物としては、グリシジルエーテル化合物やグリシジルエステル化合物を挙げることができるが、グリシジルエーテル化合物を併用することが好ましい。
グリシジルエーテル化合物の具体例を挙げると、１，３−ビス（２，３−エポキシプロピロキシ）ベンゼン、ビスフェノールＡ型エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ型エポシキ樹脂、フェノール・ノボラック型エポキシ樹脂、クレゾール・ノボラック型エポキシ樹脂、トリスフェノールメタン型エポキシ樹脂等の芳香族グリシジルエーテル化合物、１，４−ブタンジオールグリシジルエーテル、グリセロールトリグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリトリグリシジルエーテル等の脂肪族グリシジルエーテル化合物が挙げられる。グリシジルエステルとしては、リノレン酸ダイマーのグリシジルエステルを挙げることができる。
グリシジルエーテル類は油化シェルエポキシ（株）等から市販品を入手することができる。
本発明において４員環の環状エーテルであるオキセタニル基を有する化合物（以下、単に「オキセタン化合物」ともいう。）を使用することができる。オキセタニル基含有化合物は、１分子中にオキセタニル基を１個以上有する化合物である。このオキセタニル基含有化合物は、１分子中に１個のオキセタニル基を有する単官能オキセタン化合物と、１分子中に２個以上のオキセタニル基を有する多官能オキセタン化合物に大別される。
単官能オキセタン化合物としては、以下の一般式（１）で表される化合物が好ましい。
Ｒ2の炭化水素基としては、フェニル基やベンジル基も採りうるが、炭素数６ないし８のアルキル基が好ましく、２−エチルへキシル基等の分岐アルキル基が特に好ましい。Ｒ2がフェニル基であるオキセタン化合物の例は、特開平１１−１４０２７９号公報に記載されている。Ｒ2が置換されていても良い、ベンジル基であるオキセタン化合物の例は、特開平６−１６８０４号公報に記載されている。
本発明においては、多官能オキセタン化合物が使用できるが、好ましい化合物群は、下記の一般式（２）で表される。
Ｚは酸素原子が好ましく、Ｒ3はエチル基が好ましく、ｍは２が好ましく、Ｒ4としては、炭素数が１ないし１６の線形又は分岐アルキレン基、線形又は分岐ポリ（アルキレンオキシ）基が好ましく、Ｒ3、Ｒ4、Ｚ、及びｍに対する好ましい例の内から任意の２つ以上を組み合わせた化合物は更に好ましい。
本発明のＵＶ硬化性結合剤として、ラジカル重合性のエチレン性不飽和化合物とカチオン重合性の環状エーテル類（エポキシ誘導体及び／又はオキセタン誘導体）とを併用することも好ましい。相互貫入ポリマー網（ＩＰＮ）の構造を取るためにバランスの取れた物性を有する結合体が得られる利点がある。この場合には、光重合開始剤として光ラジカル重合開始剤と光カチオン重合開始剤（オニウム塩等）とを併用することが好ましい。
［光重合開始剤］
本発明で使用する硬化性結合剤は、熱重合開始剤により硬化させることもできるが、光重合開始剤を用いて硬化させることが好ましい。
本発明に用いられる光重合開始剤とは、活性エネルギー線により活性なラジカル種又はカチオン種を発生し、結合剤の重合反応を開始、促進する化合物を示す。活性エネルギー線として、放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線などが用いられる。この中でも紫外線により硬化させる方法が特に好ましい。
本発明で使用する硬化性結合剤は、熱重合開始剤により硬化させることもできるが、光重合開始剤を用いて硬化させることが好ましい。
本発明に用いられる光重合開始剤とは、活性エネルギー線により活性なラジカル種又はカチオン種を発生し、結合剤の重合反応を開始、促進する化合物を示す。活性エネルギー線として、放射線、ガンマー線、アルファー線、電子線、紫外線などが用いられる。この中でも紫外線により硬化させる方法が特に好ましい。
本発明に使用できる熱重合開始剤は、公知であり結合解離エネルギーの小さな結合を有する化合物を使用することができる。熱重合開始剤は、単独で使用しても又は２種以上を併用して用いることができる。
熱重合開始剤としては、例えば、有機ハロゲン化化合物、カルボニル化合物、有機過酸化化合物、アゾ系重合開始剤、アジド化合物、メタロセン化合物、ヘキサアリールビイミダゾール化合物、有機ホウ酸化合物、ジスルホン酸化合物、オニウム塩化合物が挙げられる。
光の作用によりラジカルを発生させる重合開始剤の例としてはアセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、ベンジル系化合物等が好ましい。アセトフェノン系化合物としては、例えば、２，２−ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシメチル−１−フェニルプロパン−１−オン、４’−イソプロピル−２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−プロピオフェノン、ｐ−ジメチルアミノアセトン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルジクロロアセトフェノン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルトリクロロアセトフェノン、ｐ−アジドベンザルアセトフェノン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン等が挙げられる。ベンゾイン系化合物としては、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾイン−ｎ−プロピルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾイン−ｎ−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンジルジメチルケタール等が挙げられる。ベンゾフェノン系化合物としては、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、ミヒラーズケトン、４，４’−ビスジエチルアミノベンゾフェノン、４，４’−ジクロロベンゾフェノン等が挙げられる。チオキサントン系化合物としては、例えば、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−エチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、４−イソプロピルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン等が挙げられる。ベンジル系化合物としては、例えば、ベンジル、ベンジル−β−メトキシエチルアセタール等が挙げられる。
上記で挙げたように通常、光カチオン発生剤として用いられるスルホニウム塩やヨードニウム塩なども紫外線照射によりラジカル発生剤として作用するため、本発明ではこれらを単独で用いてもよい。また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。増感剤の例には、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、及びチオキサントン誘導体等が含まれる。
上記で挙げたように通常、光カチオン発生剤として用いられるスルホニウム塩やヨードニウム塩なども紫外線照射によりラジカル発生剤として作用するため、本発明ではこれらを単独で用いてもよい。また、感度を高める目的で重合開始剤に加えて、増感剤を用いてもよい。増感剤の例には、ｎ−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリ−ｎ−ブチルホスフィン、及びチオキサントン誘導体等が含まれる。
紫外線によって活性なカチオン種を発生させる光重合開始剤としては、トリアリールスルホニウム塩等の芳香族ヨードニウム塩、ジアリールヨードニウム塩等の芳香族ヨードニウム塩等のオニウム塩開始剤が有用であり、スルホン酸のニトロベンジルエステルなどの非イオン性開始剤も使用できる。その他、有機エレクトロニクス材料研究会編、“イメージング用有機材料”ぶんしん出版社刊（１９９７）などに記載されている公知の光重合開始剤も使用できる。
光反応開始剤としては、芳香族スルフォニウム塩等が、熱的に比較的安定であるために、好ましい。
芳香族スルフォニウム塩及び芳香族ヨードニウム塩をオニウム塩光反応開始剤として使用する場合、その対アニオンとしては、ＢＦ4 -、ＡｓＦ6 -、ＳｂＦ6 -、ＰＦ6 -、ＰＦ6 -、Ｂ（Ｃ6Ｆ5）4 -などが挙げられる。開始剤としては、芳香族スルフォニウムのＰＦ6塩又はＳｂＦ6塩が、溶解性と適度の重合活性を有するために好ましく使用できる。又、溶解性を改良するために、芳香族基ヨードニウム塩又は芳香族スルフォニウム塩の芳香族基、通常はフェニル基に、１ないし１０の炭素を有する、アルキル基又はアルコキシ基を１つ以上導入した化学構造が好ましい。
芳香族スルフォニウム塩のＰＦ6塩又はＳｂＦ6塩は、ユニオンカーバイド日本（株）等から市販されている。旭電化工業（株）からも、アデカオプトマーＳＰシリーズの商品名で芳香族スルフォニウムのＰＦ6塩が市販されている。
芳香族スルフォニウム塩は約３６０ｎｍまでに吸収を有し、芳香族ヨードニウム塩は約３２０ｎｍまでに吸収を有するので、硬化させるには、この領域の分光エネルギーを含む紫外線を照射することが好ましい。
芳香族スルフォニウム塩及び芳香族ヨードニウム塩をオニウム塩光反応開始剤として使用する場合、その対アニオンとしては、ＢＦ4 -、ＡｓＦ6 -、ＳｂＦ6 -、ＰＦ6 -、ＰＦ6 -、Ｂ（Ｃ6Ｆ5）4 -などが挙げられる。開始剤としては、芳香族スルフォニウムのＰＦ6塩又はＳｂＦ6塩が、溶解性と適度の重合活性を有するために好ましく使用できる。又、溶解性を改良するために、芳香族基ヨードニウム塩又は芳香族スルフォニウム塩の芳香族基、通常はフェニル基に、１ないし１０の炭素を有する、アルキル基又はアルコキシ基を１つ以上導入した化学構造が好ましい。
芳香族スルフォニウム塩のＰＦ6塩又はＳｂＦ6塩は、ユニオンカーバイド日本（株）等から市販されている。旭電化工業（株）からも、アデカオプトマーＳＰシリーズの商品名で芳香族スルフォニウムのＰＦ6塩が市販されている。
芳香族スルフォニウム塩は約３６０ｎｍまでに吸収を有し、芳香族ヨードニウム塩は約３２０ｎｍまでに吸収を有するので、硬化させるには、この領域の分光エネルギーを含む紫外線を照射することが好ましい。
［有機溶剤］
本発明において、結合剤の粘度調整剤として沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用することができる。沸点１５０℃以下の有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピ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の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が挙げられる。
有機溶剤の使用量は、結合剤の総量に対して２〜３０重量％であることが好ましく、２〜１５重量％であることがより好ましく、不使用であることが特に好ましい。
本発明において、結合剤の粘度調整剤として沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用することができる。沸点１５０℃以下の有機溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピ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の（ポリ）アルキレングリコールモノアルキルエーテル類、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル等の酢酸エステル類、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン等のケトン類、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類が挙げられる。
有機溶剤の使用量は、結合剤の総量に対して２〜３０重量％であることが好ましく、２〜１５重量％であることがより好ましく、不使用であることが特に好ましい。
ＵＶ硬化性結合剤の硬化後の揮発成分は５重量％以下であることが好ましい。このために結合剤に有機溶媒を使用しない無溶媒処方とすることがより好ましい。
硬化後の揮発成分を低減するために、３次元造形物を製造した後に、残存モノマーをＵＶ光照射または加熱により後重合させることができる。
硬化後の揮発成分を低減するために、３次元造形物を製造した後に、残存モノマーをＵＶ光照射または加熱により後重合させることができる。
（粉末材料）
粉末材料としては、無機粉末及び有機粉末、さらには無機・有機複合粉末すべてが使用できる。無機粉末として、例えば、金属、酸化物、複合酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、窒化物、炭化物硫化物及びこれらの少なくとも２種以上の複合化物等を挙げることができる。具体的には、水酸化マグネシウム、シリカゲル、アルミナ、水酸化アルミニウム、硝子、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硼酸マグネシウム、水酸化カルシウム、塩基性硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム、窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ、炭化珪素、炭化チタン、硫化亜鉛及びこれらの少なくとも２種以上の複合化物等が挙げられる。好ましくは、水酸化マグネシウム、シリカゲル、アルミナ、水酸化アルミニウム、硝子、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。
粉末材料としては、無機粉末及び有機粉末、さらには無機・有機複合粉末すべてが使用できる。無機粉末として、例えば、金属、酸化物、複合酸化物、水酸化物、炭酸塩、硫酸塩、ケイ酸塩、リン酸塩、窒化物、炭化物硫化物及びこれらの少なくとも２種以上の複合化物等を挙げることができる。具体的には、水酸化マグネシウム、シリカゲル、アルミナ、水酸化アルミニウム、硝子、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコン、酸化錫、チタン酸カリウム、硼酸アルミニウム、酸化マグネシウム、硼酸マグネシウム、水酸化カルシウム、塩基性硫酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、リン酸カルシウム、窒化珪素、窒化チタン、窒化アルミ、炭化珪素、炭化チタン、硫化亜鉛及びこれらの少なくとも２種以上の複合化物等が挙げられる。好ましくは、水酸化マグネシウム、シリカゲル、アルミナ、水酸化アルミニウム、硝子、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。
有機粉末としては、例えば合成樹脂粒子、天然高分子粒子等が挙げられ、具体的にはアクリル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリエチレンイミン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリウレア、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、カルボキシメチルセルロールス、ゼラチン、デンプン、キチン、キトサン等であり、好ましくはアクリル樹脂、ポリウレタン、ゼラチン、ポリスチレン等である。
有機粉末材料として、結合剤に使用する重合性化合物を塊状重合して粉砕した粉末粒子を用いることができる。結合剤に使用する重合性化合物を懸濁重合またはパール重合して所望の粒径を有する粉末材料とすることができる。この場合には、粉末材料と結合剤の両者が与える屈折率を等しくすることができる。
無機有機複合粉末としては、例えば、上記有機粉末と無機粉末の複合化物が挙げられる。
粉末材料の平均粒子径は、０．１〜１，０００μｍであり、好ましくは０．１〜５００μｍ、より好ましくは０．５〜３００μｍの範囲である。
粉末材料の形状としては、無定型、球形、平板状、針状、多孔質状等どのようなものでも使用可能である。
無機有機複合粉末としては、例えば、上記有機粉末と無機粉末の複合化物が挙げられる。
粉末材料の平均粒子径は、０．１〜１，０００μｍであり、好ましくは０．１〜５００μｍ、より好ましくは０．５〜３００μｍの範囲である。
粉末材料の形状としては、無定型、球形、平板状、針状、多孔質状等どのようなものでも使用可能である。
粉末材料の屈折率ｎ1の範囲は、１．４〜１．７であることが好ましい。
粉末材料を相互に結合する状態の接合剤の屈折率をｎ2とする。エチレン性不飽和化合物を結合剤として使用する場合には、この化合物が重合してできる接合剤の屈折率をｎ2とする。（ｎ1−ｎ2）は、その絶対値が小さいほど得られる造形物の透明性が高くなる。屈折率の差の絶対値が０．１以下で透明感が高くなり、０．０６以下で透明に近い造形物が得られる。ここで、本発明において「透明に近い」とは、光路１ｃｍあたり透過率が５０％以上のことをいう。
粉末材料を相互に結合する状態の接合剤の屈折率をｎ2とする。エチレン性不飽和化合物を結合剤として使用する場合には、この化合物が重合してできる接合剤の屈折率をｎ2とする。（ｎ1−ｎ2）は、その絶対値が小さいほど得られる造形物の透明性が高くなる。屈折率の差の絶対値が０．１以下で透明感が高くなり、０．０６以下で透明に近い造形物が得られる。ここで、本発明において「透明に近い」とは、光路１ｃｍあたり透過率が５０％以上のことをいう。
（着色剤）
本発明の製造方法において使用できる着色剤は染料と顔料に大別され、染料を好ましく使用することができる。
染料としては、減色法の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の染料を使用することにより広い範囲の色相を異なる彩度で再現することができる。本発明において、カラー写真のカラープリントに利用される染料を使用することが好ましい。以下に詳しく述べる。
本発明の製造方法において使用できる着色剤は染料と顔料に大別され、染料を好ましく使用することができる。
染料としては、減色法の３原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の染料を使用することにより広い範囲の色相を異なる彩度で再現することができる。本発明において、カラー写真のカラープリントに利用される染料を使用することが好ましい。以下に詳しく述べる。
イエロー染料としては、米国特許３，９３３，５０１号、同４，０２２，６２０号、同４，３２６，０２４号、同４，４０１，７５２号、同４，２４８，９６１号、特公昭５８−１０７３９号、英国特許１，４２５，０２０号、同１，４７６，７６０号、米国特許３，９７３，９６８号、同４，３１４，０２３号、同４，５１１，６４９号、欧州特許２４９，４７３Ａ号、同５０２，４２４Ａ号の式（I），（II）で表されるカプラー、同５１３，４９６Ａ号の式（１），（２）で表されるカプラー（特に１８頁のＹ−２８）、同５６８，０３７Ａ号のクレーム１の式（I）で表されるカプラー、米国特許５，０６６，５７６号のカラム１の４５〜５５行の一般式（I）で表されるカプラー、特開平４−２７４４２５号の段落０００８の一般式（I）で表されるカプラー、欧州特許４９８，３８１Ａ１号の４０頁のクレーム１に記載のカプラー（特に１８頁のＤ−３５）、同４４７，９６９Ａ１号の４頁の式（Ｙ）で表されるカプラー（特に、Ｙ−１（１７頁），Ｙ−５４（４１頁））、米国特許４，４７６，２１９号のカラム７の３６〜５８行の式（II）〜（IV）で表されるカプラー（特にII−１７，１９（カラム１７），II−２４（カラム１９））から得られるケトイミン型染料が挙げられる。好ましくは、特開２００１−２９４７７３号公報、特開２００２−１２１４１４号公報、特開２００２−１０５３７０号公報、特開２００３−２６９７４号公報、特開２００３−７３５９８号公報に記載の染料が挙げられ、なかでも特開２００３−７３５９８号公報に記載の一般式（Ｙ−ＩＩ）で表されるピラゾール化合物がより好ましく用いられ、以下に示すＹ−１が例示できる。
（Ｙ−１）
マゼンタ染料としては、特開２００１−１８１５４９号公報、特開２００２−１２１４１４号公報、特開２００２−１０５３７０号公報、特開２００３−１２９８１号公報、特開２００３−２６９７４号公報に記載の染料が挙げられる。
なかでも特開２００２−１２１４１４号公報に記載の一般式（ＩＩＩ）で表されるピラゾロトリアゾールアゾメチン化合物が好ましく用いられ、以下に示すＭ−１が例示できる。
なかでも特開２００２−１２１４１４号公報に記載の一般式（ＩＩＩ）で表されるピラゾロトリアゾールアゾメチン化合物が好ましく用いられ、以下に示すＭ−１が例示できる。
シアン染料としては、特開２００２−１２１４１４号公報、特開２００２−１０５３７０号公報、特開２００３−３１０９号公報、特開２００３−２６９７４号公報に記載の染料が挙げられる。
特開２００２−１２１４１４号公報に記載の一般式（ＩＶ−１ａ）で表されるピロロトリアゾールアゾメチン化合物ならびに一般式（Ｃ−ＩＩ−１）及び（Ｃ−ＩＩ−２）で表されるフタロシアニン化合物が好ましく用いられ、以下に示すＣ−１及びＣ−１０１が例示できる。
特開２００２−１２１４１４号公報に記載の一般式（ＩＶ−１ａ）で表されるピロロトリアゾールアゾメチン化合物ならびに一般式（Ｃ−ＩＩ−１）及び（Ｃ−ＩＩ−２）で表されるフタロシアニン化合物が好ましく用いられ、以下に示すＣ−１及びＣ−１０１が例示できる。
必要に応じて、ＣＭＹ３原色に黒（ブラック）染料を併用しても良い。黒染料はＣＭＹ３染料を混合して作ることができる。
上記以外の染料としては、印刷の技術分野（例えば印刷インキ、感熱インクジェット記録、静電写真記録等のコピー用色材または色校正版など）で一般に用いられるものを使用することができる。
例えば、有機合成化学協会編「染料便覧」丸善株式会社（１９７０年刊）、安部田貞治、今田邦彦「解説 染料化学」（株）色染社（１９８８年刊）、大河原信編「色素ハンドブック」（株）講談社（１９８６年刊）、インクジェットプリンタ用ケミカルス−材料の開発動向・展望調査−」（株）シーエムシー（１９９７年刊）、前記の甘利武司「インクジェットプリンタ−技術と材料」等に記載の染料類が挙げられる。
例えば、有機合成化学協会編「染料便覧」丸善株式会社（１９７０年刊）、安部田貞治、今田邦彦「解説 染料化学」（株）色染社（１９８８年刊）、大河原信編「色素ハンドブック」（株）講談社（１９８６年刊）、インクジェットプリンタ用ケミカルス−材料の開発動向・展望調査−」（株）シーエムシー（１９９７年刊）、前記の甘利武司「インクジェットプリンタ−技術と材料」等に記載の染料類が挙げられる。
（顔料）
顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料、または顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、あるいは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いる事ができる。
顔料としては、特に限定されるものではなく、一般に市販されているすべての有機顔料及び無機顔料、または顔料を、分散媒として不溶性の樹脂等に分散させたもの、あるいは顔料表面に樹脂をグラフト化したもの等を用いることができる。また、樹脂粒子を染料で染色したもの等も用いる事ができる。
本発明おいて造形物の外表面に彩色するためには、断面形状の輪郭に上記のＹＭＣ結合剤による着色画像を形成し、この着色画像の直下に白色反射層を設けることが好ましい。白色反射層は、例えばカラープリントにおける下地に相当する役割を有し、白色顔料を含む結合剤（白色結合剤）を着画像のすぐ内側に使用することが好ましい。
白色顔料の具体例としては、塩基性炭酸鉛（２ＰｂＣＯ3Ｐｂ（ＯＨ）2、いわゆる、シルバーホワイト）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、いわゆる、ジンクホワイト）、酸化チタン（ＴｉＯ2、いわゆる、チタンホワイト）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト）などが利用可能である。
白色顔料の具体例としては、塩基性炭酸鉛（２ＰｂＣＯ3Ｐｂ（ＯＨ）2、いわゆる、シルバーホワイト）、酸化亜鉛（ＺｎＯ、いわゆる、ジンクホワイト）、酸化チタン（ＴｉＯ2、いわゆる、チタンホワイト）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3、いわゆる、チタンストロンチウムホワイト）などが利用可能である。
ここで、酸化チタンは他の白色顔料と比べて比重が小さく、屈折率が大きく、化学的、物理的にも安定であるため、顔料としての隠蔽力や着色力が大きく、さらに、酸やアルカリ、その他の環境に対する耐久性にも優れている。したがって、白色顔料としては酸化チタンを利用することが好ましい。もちろん、粉末材料や結合剤成分の種類に応じて他の白色顔料（列挙した白色顔料以外であってもよい。）を使用してもよい。
本発明においてＣＭＹ染料に替えてＣＭＹ顔料を使用することもできる。
有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１(ファストイエローＧ等），Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４の如きモノアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２（ジスアジイエローＡＡＡ等）、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７の如きジスアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１００（タートラジンイエローレーキ等）の如きアゾレーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５（縮合アゾイエローＧＲ等）の如き縮合アゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１５（キノリンイエローレーキ等）の如き酸性染料レーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８（チオフラビンレーキ等）の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー（Ｙ−２４）の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー３ＲＬＴ（Ｙ−１１０）の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー（Ｙ−１３８）の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー（Ｙ−１３９）の如きイソインドリン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３（ニッケルニトロソイエロー等）の如きニトロソ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７（銅アゾメチンイエロー等）の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
有機顔料及び無機顔料の具体例としては、例えば、イエロー色を呈するものとして、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１(ファストイエローＧ等），Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー７４の如きモノアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１２（ジスアジイエローＡＡＡ等）、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１７の如きジスアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８０の如き非ベンジジン系のアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１００（タートラジンイエローレーキ等）の如きアゾレーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー９５（縮合アゾイエローＧＲ等）の如き縮合アゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１５（キノリンイエローレーキ等）の如き酸性染料レーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１８（チオフラビンレーキ等）の如き塩基性染料レーキ顔料、フラバントロンイエロー（Ｙ−２４）の如きアントラキノン系顔料、イソインドリノンイエロー３ＲＬＴ（Ｙ−１１０）の如きイソインドリノン顔料、キノフタロンイエロー（Ｙ−１３８）の如きキノフタロン顔料、イソインドリンイエロー（Ｙ−１３９）の如きイソインドリン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１５３（ニッケルニトロソイエロー等）の如きニトロソ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントイエロー１１７（銅アゾメチンイエロー等）の如き金属錯塩アゾメチン顔料等が挙げられる。
マゼンタ色を呈するものとして、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３（トルイジンレッド等）の如きモノアゾ系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド３８（ピラゾロンレッドＢ等）の如きジスアゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド５３：１（レーキレッドＣ等）やＣ．Ｉ．ピグメントレッド５７：１（ブリリアントカーミン６Ｂ）の如きアゾレーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４４（縮合アゾレッドＢＲ等）の如き縮合アゾ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７４（フロキシンＢレーキ等）の如き酸性染料レーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８１（ローダミン６Ｇ’レーキ等）の如き塩基性染料レーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１７７（ジアントラキノニルレッド等）の如きアントラキノン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８８（チオインジゴボルドー等）の如きチオインジゴ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１９４（ペリノンレッド等）の如きペリノン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１４９（ペリレンスカーレット等）の如きペリレン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１２２（キナクリドンマゼンタ等）の如きキナクリドン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド１８０（イソインドリノンレッド２ＢＬＴ等）の如きイソインドリノン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントレッド８３（マダーレーキ等）の如きアリザリンレーキ顔料等が挙げられる。
シアン色を呈する顔料として、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２５（ジアニシジンブルー等）の如きジスアゾ系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５（フタロシアニンブルー等）の如きフタロシアニン顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー２４（ピーコックブルーレーキ等）の如き酸性染料レーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１（ビクロチアピュアブルーＢＯレーキ等）の如き塩基性染料レーキ顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０（インダントロンブルー等）の如きアントラキノン系顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１８（アルカリブルーＶ−５：１）の如きアルカリブルー顔料等が挙げられる。
（ＵＶ露光）
ＵＶ硬化性結合剤を硬化させるためのＵＶ露光に関しては、一般に用いられる高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ＤｅｅｐＵＶランプ、ハロゲンランプ等が使用可能であり、露光波長は４５０〜２５０ｎｍ、好ましくは、４００〜３００ｎｍとすることができる。露光エネルギーは５００ｍＪ／ｃｍ2以下が好ましく、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2がより好ましい。ＵＶ光源からＵＶ透過性の光ファイバーを用いて粉末材料面にＵＶ光を導くことができる。
ＵＶ硬化性結合剤を硬化させるためのＵＶ露光に関しては、一般に用いられる高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、ＤｅｅｐＵＶランプ、ハロゲンランプ等が使用可能であり、露光波長は４５０〜２５０ｎｍ、好ましくは、４００〜３００ｎｍとすることができる。露光エネルギーは５００ｍＪ／ｃｍ2以下が好ましく、１０〜４００ｍＪ／ｃｍ2がより好ましい。ＵＶ光源からＵＶ透過性の光ファイバーを用いて粉末材料面にＵＶ光を導くことができる。
以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
＜実施例１＞
（ＵＶ硬化性結合剤「無色透明結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
（カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：日本化薬（株）製 以下、同じである。）
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート：ダイセル・ユーシービー製 以下、同じである。）
光重合開始剤：２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン ０．６ｇ
（チバスペシャリティケミカルズ（チバＳ．Ｃ．）製、以下、同じである。）
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓの無色透明な結合剤を得た。
＜実施例１＞
（ＵＶ硬化性結合剤「無色透明結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
（カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート：日本化薬（株）製 以下、同じである。）
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
（１，６−ヘキサンジオールジアクリレート：ダイセル・ユーシービー製 以下、同じである。）
光重合開始剤：２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン ０．６ｇ
（チバスペシャリティケミカルズ（チバＳ．Ｃ．）製、以下、同じである。）
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓの無色透明な結合剤を得た。
（ＵＶ硬化性結合剤「白色結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン ０．６ｇ
白色顔料：酸化チタン ３ｇ
（チタン工業製ＫＲＯＮＯＳ ＫＡ−１５；粒径０．４μｍ）
以上の成分を３本ロールミルで混練し、２５℃における粘度が約２５ｍＰａ・ｓの白色結合剤を得た。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン ０．６ｇ
白色顔料：酸化チタン ３ｇ
（チタン工業製ＫＲＯＮＯＳ ＫＡ−１５；粒径０．４μｍ）
以上の成分を３本ロールミルで混練し、２５℃における粘度が約２５ｍＰａ・ｓの白色結合剤を得た。
（ＵＶ硬化性結合剤「イエロー結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
（チバＳ．Ｃ．製、以下、同じである。）
着色剤：Ｙ−１ ０．８ｇ
上記Ｙ−１、下記Ｍ−１および下記Ｃ−１は発明の開示の欄に記載したとおりである。
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ．ｓのイエロー結合剤を得た。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
（チバＳ．Ｃ．製、以下、同じである。）
着色剤：Ｙ−１ ０．８ｇ
上記Ｙ−１、下記Ｍ−１および下記Ｃ−１は発明の開示の欄に記載したとおりである。
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ．ｓのイエロー結合剤を得た。
（ＵＶ硬化性結合剤「マゼンタ結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
着色剤：Ｍ−１ ０．８ｇ
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓのマゼンタ結合剤を得た。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
着色剤：Ｍ−１ ０．８ｇ
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓのマゼンタ結合剤を得た。
（ＵＶ硬化性結合剤「シアン結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
着色剤：Ｃ−１ ０．８ｇ
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓのシアン結合剤を得た。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
着色剤：Ｃ−１ ０．８ｇ
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓのシアン結合剤を得た。
（ＵＶ硬化性結合剤「ブラック結合剤」の作成）
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
着色剤：Ｙ−１ ０．３ｇ
Ｍ−１ ０．２ｇ
Ｃ−１ ０．４ｇ
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓのブラック結合剤を得た。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
光重合開始剤：１−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニルケトン ０．５ｇ
着色剤：Ｙ−１ ０．３ｇ
Ｍ−１ ０．２ｇ
Ｃ−１ ０．４ｇ
以上の成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約２０ｍＰａ・ｓのブラック結合剤を得た。
（三次元モデル作成）
粉末材料としてポリメタクリル酸メチル（積水化成製ＭＢ２０Ｘ−５；平均粒子径 ５μｍ）を約１００μｍの厚さになるようロッドで１層分の粉末材料層を敷設した後、彩色データにもとづいて各インクジェット吐出ノズルから着色結合剤（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）、白色結合剤及び無色透明結合剤の吐出を適宜に行わせる。
該ＵＶ硬化性結合剤をインクとしたインクジェット方式により、強度の要する部分などでは必要に応じてインク量を調節しながら、６００ｄｐｉの解像度（約４２μｍのドット間隔）で、各ドットが連続した線になるように液滴を吐出した。次いで、１スライスピッチに相当する厚さ分厚くした粉末材料層を形成して、その断面に該当する断面形状に対応する結合剤を供給することを繰り返すことにより三次元造形物を作成した。
粉末材料としてポリメタクリル酸メチル（積水化成製ＭＢ２０Ｘ−５；平均粒子径 ５μｍ）を約１００μｍの厚さになるようロッドで１層分の粉末材料層を敷設した後、彩色データにもとづいて各インクジェット吐出ノズルから着色結合剤（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）、白色結合剤及び無色透明結合剤の吐出を適宜に行わせる。
該ＵＶ硬化性結合剤をインクとしたインクジェット方式により、強度の要する部分などでは必要に応じてインク量を調節しながら、６００ｄｐｉの解像度（約４２μｍのドット間隔）で、各ドットが連続した線になるように液滴を吐出した。次いで、１スライスピッチに相当する厚さ分厚くした粉末材料層を形成して、その断面に該当する断面形状に対応する結合剤を供給することを繰り返すことにより三次元造形物を作成した。
＜実施例２＞
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート ８．４ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １１．６ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート ８．４ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １１．６ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
＜実施例３＞
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート １０．０ｇ
（Ｍ３５０：東亞合成（株）製 以下、本発明において同じである。）
モノマー：イソボルニルアクリレート １０．０ｇ
（ＩＢＯＡ ダイセル・ユーシービー製 以下、本発明において同じである。）
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：トリメチロールプロパンＥＯ変性トリアクリレート １０．０ｇ
（Ｍ３５０：東亞合成（株）製 以下、本発明において同じである。）
モノマー：イソボルニルアクリレート １０．０ｇ
（ＩＢＯＡ ダイセル・ユーシービー製 以下、本発明において同じである。）
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
＜実施例４＞
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：Ｍ３５０ ５．０ｇ
重合性化合物：トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート ５．０ｇ
（Ｍ３１０：東亞合成（株）製）
重合性化合物：トリメチロールプロパントリアクリレート ５．０ｇ
（Ｍ３０９：東亞合成（株）製）
重合性化合物：ＩＢＯＡ ５．０ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：Ｍ３５０ ５．０ｇ
重合性化合物：トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート ５．０ｇ
（Ｍ３１０：東亞合成（株）製）
重合性化合物：トリメチロールプロパントリアクリレート ５．０ｇ
（Ｍ３０９：東亞合成（株）製）
重合性化合物：ＩＢＯＡ ５．０ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
＜実施例５＞
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ５．０ｇ
（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ：日本化薬（株）製 以下、本発明において同じである。）
重合性化合物：トリメチロールプロパントリメタクリレート １５．０ｇ
（ＴＭＰＴＭＡ ダイセル・ユーシービー製 以下、本発明において同じである。）
メチルイソブチルケトン ２．０ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート ５．０ｇ
（ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ：日本化薬（株）製 以下、本発明において同じである。）
重合性化合物：トリメチロールプロパントリメタクリレート １５．０ｇ
（ＴＭＰＴＭＡ ダイセル・ユーシービー製 以下、本発明において同じである。）
メチルイソブチルケトン ２．０ｇ
を用いた以外は、実施例１と同様にして三次元造形物を作成し評価した。
＜比較例１＞
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ２０．０ｇ
を用いて結合剤成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約１，０００ｍＰａ・ｓの無色透明な結合剤を得た。
しかしインクジェットヘッドから正常に吐出できず、三次元造形物は得られなかった。
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ５．２ｇ
重合性化合物：ＨＤＤＡ １４．８ｇ
の代わりに
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＣＡ６０ ２０．０ｇ
を用いて結合剤成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約１，０００ｍＰａ・ｓの無色透明な結合剤を得た。
しかしインクジェットヘッドから正常に吐出できず、三次元造形物は得られなかった。
＜比較例２＞
実施例５において
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ ５．０ｇ
重合性化合物：ＴＭＰＴＭＡ １５．０ｇ
メチルイソブチルケトン ２．０ｇ
でメチルイソブチルケトンを使用しなかった以外は、実施例５と同様にして結合剤成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約１６０ｍＰａ・ｓの無色透明な結合剤を得た。
しかしインクジェットヘッドから正常に吐出できず、三次元造形物は得られなかった。
以上の結果を下表１にまとめた。
実施例５において
重合性化合物：ＫＡＹＡＲＡＤ ＤＰＨＡ ５．０ｇ
重合性化合物：ＴＭＰＴＭＡ １５．０ｇ
メチルイソブチルケトン ２．０ｇ
でメチルイソブチルケトンを使用しなかった以外は、実施例５と同様にして結合剤成分を撹拌混合し、２５℃における粘度が約１６０ｍＰａ・ｓの無色透明な結合剤を得た。
しかしインクジェットヘッドから正常に吐出できず、三次元造形物は得られなかった。
以上の結果を下表１にまとめた。
インクジェット吐出性は以下のランクに分けた。
（インクジェット吐出性）
○・・・正常に吐出
×・・・詰まりが生じ、吐出できない
質感は官能評価とし、以下のランクに分けた。
（質感）
○ ・・・良
△ ・・・やや良
× ・・・不良
（インクジェット吐出性）
○・・・正常に吐出
×・・・詰まりが生じ、吐出できない
質感は官能評価とし、以下のランクに分けた。
（質感）
○ ・・・良
△ ・・・やや良
× ・・・不良
＜粘度測定＞
実施例に使用した結合剤の粘度測定はＥ型粘度計（東京計器 ＶＩＳＣＯＮＩＣ ＥＬＤ）を用いて、２５℃、１０ｒｐｍで測定した。
比較例に使用した結合剤は、回転数をそれぞれ比較例１：０．５ｒｐｍ、比較例２：２．５ｒｐｍに変えた以外は実施例で使用した結合剤と同様に測定を行なった。
実施例に使用した結合剤の粘度測定はＥ型粘度計（東京計器 ＶＩＳＣＯＮＩＣ ＥＬＤ）を用いて、２５℃、１０ｒｐｍで測定した。
比較例に使用した結合剤は、回転数をそれぞれ比較例１：０．５ｒｐｍ、比較例２：２．５ｒｐｍに変えた以外は実施例で使用した結合剤と同様に測定を行なった。
１ 薄層
２ 結合剤付与領域
３ 三次元造形部
４ 支持体（造形ステージ）
５ 垂直方向移動部
６ 枠
７ ブレード
８ インクジェットヘッド
９ 紫外線照射部
１０ 三次元造形物
２ 結合剤付与領域
３ 三次元造形部
４ 支持体（造形ステージ）
５ 垂直方向移動部
６ 枠
７ ブレード
８ インクジェットヘッド
９ 紫外線照射部
１０ 三次元造形物
Claims (11)
- 支持体上に粉末材料を所定の厚さを有する層に形成する工程、及び造形対象物を平行な断面で切断した断面形状になるように粉末材料層を結合剤により結合させる工程を順次繰り返す工程を含む三次元造形物の製造方法において、
粉末材料層を結合剤により結合させる工程は、インクジェット吐出ノズルから結合剤を粉末材料に吐出する工程を含み、
２５℃での結合剤の粘度が１０〜５０ｍＰａ・ｓであり、
前記結合剤が
（ａ）三官能以上の（メタ）アクリレートの少なくとも１種、並びに
（ｂ）単官能および二官能（メタ）アクリレートよりなる群から選択される少なくとも１種を含み、
前記結合剤が光エネルギー付与により硬化し、
結合剤として、少なくとも１種の着色された結合剤、白色で着色された結合剤、及び無色の結合剤よりなる群から選ばれた２種以上の結合剤を使用することを特徴とする
三次元造形物の製造方法。 - 着色された結合剤が、イエロー結合剤、マゼンタ結合剤、及びシアン結合剤の少なくとも３つの結合剤よりなる請求項１に記載の三次元造形物の製造方法。
- 着色された結合剤が、イエロー結合剤、マゼンタ結合剤、シアン結合剤、及びブラック結合剤の少なくとも４つの結合剤よりなる請求項１または２に記載の三次元造形物の製造方法。
- 三官能以上の（メタ）アクリレートが四官能、五官能または六官能（メタ）アクリレートである請求項１〜３いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
- 結合剤の粘度調整剤として沸点１５０℃以下の有機溶剤を使用する請求項１〜４いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
- 前記粉末材料の平均粒径が１〜５０μｍである、請求項１〜５いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
- 前記粉末材料層の所定の厚さが、５０〜１５０μｍである、請求項１〜６いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
- 前記結合剤が、紫外線硬化性結合剤である、請求項１〜７いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
- 前記（ａ）三官能以上の（メタ）アクリレートが、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンのアルキレンオキサイド変性トリ（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トリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（（メタ）アクリロイルオキシプロピル）エーテル、イソシアヌル酸アルキレンオキサイド変性トリ（メタ）アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリ（（メタ）アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、ヒドロキシピバルアルデヒド変性ジメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ソルビトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ソルビトールテトラ（メタ）アクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラ（メタ）アクリレート、プロピオン酸ジペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ソルビトールペンタ（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、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ソルビトールヘキサ（メタ）アクリレート、フォスファゼンのアルキレンオキサイド変性ヘキサ（メタ）アクリレート、および、カプトラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレートよりなる群から選択され、
前記（ｂ）単官能および二官能（メタ）アクリレートが、トリルオキシエチル（メタ）アクリレート、フェニルオキシエチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（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、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，３−ブタンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラメチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、１，４−シクロヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、テトラエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、および、ジペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレートよりなる群から選択される、請求項１〜８いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。 - 前記有機溶剤の使用量が、結合剤の総量に対して２〜３０重量％である、請求項５〜９いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
- 前記有機溶剤が、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピ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、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、酢酸ｉｓｏ−ブチル、ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、アセトン、メチルイソブチルケトン、エチル−ｎ−ブチルケトン、ジイソプロピルケトン、アセチルアセトン、エタノール、プロパノール、及び、ブタノールよりなる群から選択される、請求項５〜１０いずれか１つに記載の三次元造形物の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003303126A JP4432409B2 (ja) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | 三次元造形物の製造方法 |
| US10/569,269 US20070007698A1 (en) | 2003-08-27 | 2004-08-17 | Method of producting three-dimensional model |
| EP04771728A EP1661690A4 (en) | 2003-08-27 | 2004-08-17 | METHOD FOR PRODUCING A THREE-DIMENSIONAL MODEL |
| PCT/JP2004/011767 WO2005021248A1 (ja) | 2003-08-27 | 2004-08-17 | 三次元造形物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003303126A JP4432409B2 (ja) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | 三次元造形物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005067138A JP2005067138A (ja) | 2005-03-17 |
| JP4432409B2 true JP4432409B2 (ja) | 2010-03-17 |
Family
ID=34407209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003303126A Expired - Fee Related JP4432409B2 (ja) | 2003-08-27 | 2003-08-27 | 三次元造形物の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4432409B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9415545B2 (en) | 2013-11-18 | 2016-08-16 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing three-dimensional shaped object |
| US9579852B2 (en) | 2014-01-30 | 2017-02-28 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing three-dimensional shaped object |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7862320B2 (en) | 2007-07-17 | 2011-01-04 | Seiko Epson Corporation | Three-dimensional object forming apparatus and method for forming three dimensional object |
| KR100986287B1 (ko) * | 2008-05-09 | 2010-10-07 | 삼성전기주식회사 | 잉크젯 토출장치 |
| JP5908855B2 (ja) * | 2013-02-21 | 2016-04-26 | 日本電信電話株式会社 | ３次元オブジェクト生成装置、方法、及びプログラム |
| WO2015046217A1 (ja) * | 2013-09-24 | 2015-04-02 | 株式会社アルテコ | ３ｄ造形物の作成方法、３ｄ造形物及び熱溶解性樹脂積層３ｄプリンター用コーティング剤 |
| JP6338862B2 (ja) * | 2014-01-15 | 2018-06-06 | 山本化成株式会社 | インクジェット光造形用液状樹脂組成物 |
| US9802362B2 (en) | 2014-03-27 | 2017-10-31 | Seiko Epson Corporation | Three-dimensional formation apparatus, three-dimensional formation method, and computer program |
| US9827715B2 (en) | 2014-03-27 | 2017-11-28 | Seiko Epson Corporation | Three-dimensional formation apparatus, three-dimensional formation method, and computer program |
| JP6390236B2 (ja) * | 2014-07-23 | 2018-09-19 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形物の製造方法および三次元造形物 |
| CN105690760B (zh) * | 2014-12-10 | 2019-08-02 | 精工爱普生株式会社 | 三维造型装置 |
| JP6455221B2 (ja) | 2015-02-25 | 2019-01-23 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形装置、製造方法およびコンピュータープログラム |
| JP6618688B2 (ja) | 2015-03-03 | 2019-12-11 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形装置、製造方法およびコンピュータープログラム |
| JP6554837B2 (ja) | 2015-03-13 | 2019-08-07 | セイコーエプソン株式会社 | 三次元造形装置、製造方法およびコンピュータープログラム |
| BR112019001809B1 (pt) * | 2016-09-21 | 2022-12-27 | Sergey Singov | Impressora 3d |
| US20250282962A1 (en) * | 2024-03-06 | 2025-09-11 | Lanxess Deutschland Gmbh | 3D-printed products |
-
2003
- 2003-08-27 JP JP2003303126A patent/JP4432409B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9415545B2 (en) | 2013-11-18 | 2016-08-16 | Seiko Epson Corporation | Method of manufacturing three-dimensional shaped object |
| US9579852B2 (en) | 2014-01-30 | 2017-02-28 | Seiko Epson Corporation | Method for manufacturing three-dimensional shaped object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2005067138A (ja) | 2005-03-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7300613B2 (en) | Process for producing three-dimensional model, and three-dimensional model | |
| JP4432409B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| WO2005021248A1 (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP6454977B2 (ja) | 三次元造形物製造装置 | |
| JP6387614B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法およびインクセット | |
| JP6273849B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置およびインクセット | |
| EP1666234B1 (en) | Process for producing three-dimensional shaped article | |
| JP2015131398A (ja) | 三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置、インクセットおよび三次元造形物 | |
| TW201527064A (zh) | 三維造形物之製造方法及三維造形物 | |
| JP6413226B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| US7674423B2 (en) | Process for producing three-dimensional model | |
| JP6405634B2 (ja) | 三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物 | |
| JP2005254583A (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP2005088432A (ja) | 三次元造形物の製造方法及びこれに使用する製造装置 | |
| JP2005254521A (ja) | 三次元造形物及び三次元造形物の製造方法 | |
| JP2009275097A (ja) | 三次元造形用材料、及び、三次元造形物の製造方法 | |
| JP2016078340A (ja) | 三次元造形物の製造方法、三次元造形物製造装置および三次元造形物 | |
| JP2005254534A (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP6413282B2 (ja) | 三次元造形物製造装置および三次元造形物の製造方法 | |
| JP2005088392A (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP2004330702A (ja) | 三次元造形物の製造方法およびこれに使用する製造装置 | |
| JP2005074904A (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP2005254523A (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP2005074831A (ja) | 三次元造形物の製造方法 | |
| JP2005074665A (ja) | 三次元造形物の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060214 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20061206 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080428 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080609 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20081028 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20081209 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090312 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20090525 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20091201 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20091214 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130108 Year of fee payment: 3 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |