JPH072940A - テトラアクリレートを含有する重合性組成物 - Google Patents

テトラアクリレートを含有する重合性組成物

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JPH072940A
JPH072940A JP6060110A JP6011094A JPH072940A JP H072940 A JPH072940 A JP H072940A JP 6060110 A JP6060110 A JP 6060110A JP 6011094 A JP6011094 A JP 6011094A JP H072940 A JPH072940 A JP H072940A
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cycloaliphatic
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JP6060110A
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Jean-Pierre Wolf
ヴォルフ ジャン−ピエール
Adrian Schulthess
シュルトヘス アドリアン
Bettina Steinmann
シュタインマン ベッチナ
Max Dr Hunziker
フンツィケル マックス
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Ciba Geigy AG
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ステレオリトグラフィー技術に使用するのに適
している光重合性樹脂組成物を提供する。 【構成】(a) 例えば式II: 【化1】 のテトラアクリレート(式中、R1 はH又はCH3 を、
3 は更に環式脂肪族環に1,2−エポキシドを含有し
ないジエポキシド化合物の4価の環式脂肪族基を、Aは
ジイソシアナートの二価の脂肪族、環式脂肪族又は芳香
族基を、nは1ないし8の整数を表す。), (b) 成分
(a) とは異なる液状の少なくとも一種のラジカル重合性
の化合物、及び(c) ラジカル光開始剤からなるステレオ
リトグラフィー技術により3次元目的物を製造するため
の方法に適している光重合性組成物、それらの使用法と
それから得られる3次元目的物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、好ましくはステレオリ
トグラフィー技術に使用される光重合性樹脂組成物のた
めの製剤成分としての特定のテトラアクリレートの使用
法、アクリレートを基材としかつ上記特定のテトラアク
リレートを含有する新規の光感受性組成物、及び成形目
的物又は塗膜を製造するための、特にステレオリトグラ
フィー技術により3次元目的物を製造するための方法に
関する。
【0002】
【従来の技術と発明が解決しようとする課題】米国特許
第4575330号に開示されているステレオリトグラ
フィー技術により3次元の目的物を形成するのに適して
いる照射感受性液状樹脂又は樹脂系は知られているが、
多くの樹脂は余りにも粘着性であることが判明してお
り、一方他のは光感受性が不充分であるか又は、硬化の
間に、余りにも苛酷な収縮を受ける。光硬化した樹脂か
ら織った目的物の強度特性も頻繁に満足できるものでは
ない。
【0003】欧州特許公開公報(EP−A)第0425
441号の教示によると、ステレオリトグラフィー技術
による3次元の目的物の製造のための光感受性組成物へ
の、2ないし4の官能価を持つウレタン−(メタ)アク
リレートの添加により、3次元の目的物の衝撃強度と破
断における伸長を促進することは可能である。しかし、
これらの目的物の生強度と弾性率は同時に減少する。
【0004】
【課題を解決するための手段】非常に高い粘稠性の化合
物である、下記の式IとIIのテトラアクリレートは、ス
テレオリトグラフィー技術で使用される樹脂組成物のた
めに非常に適切である製剤成分であること、そしてテト
ラアクリレートを含有するそのような樹脂組成物を使用
することにより、それらから得られる目的物の多数の機
械的特性、典型的には生強度、弾性率、破断点における
伸び率及び衝撃強度に同時にそして有利に影響を及ぼす
ことが可能であることが今や見出された。
【0005】従って、本発明は、ステレオリトグラフィ
ー技術に使用される硬化性樹脂組成物の製剤成分とし
て、式I又はII:
【化11】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し;X1 とX
2 は各々が他と独立して−O−又は−CO−O−を表
し;R2 は、更にグリシジルエーテル又はエステル基を
含有しないジグリシジル化合物の2価の脂肪族、環式脂
肪族又は芳香族の基を表し;Aは、更にイソシアナート
基を含有しないジイソシアナート化合物の2価の脂肪
族、環式脂肪族又は芳香族の基を表し;nは1ないし8
の整数を表し;そしてR3 は、環式脂肪族の環に更に
1,2−エポキシド基を含有しないジエポキシド化合物
の4価の環式脂肪族基を表す。)のテトラアクリレート
を使用する方法に関する。
【0006】好ましい製剤成分は、式IとII中、R1
水素原子又はメチル基を表し;X1 とX2 が各々−O−
又は−CO−O−を表し;R2 が炭素原子数20迄の2
価の直鎖の又は分枝した炭化水素基、式;−(アルキレ
ン−O)m −アルキレン−(式中、アルキレン基は1な
いし8個の炭素原子を含有しそしてmは零又は1ないし
100の整数を表す。)の基、更に
【化12】 (式中、Xは炭素原子数1ないし6の直鎖の又は分枝し
たアルキレン基を表す。)、
【化13】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)を表し;Aが
炭素原子数6迄の2価の脂肪族炭化水素基、未置換又は
メチル基で置換されたフェニレン基、式:
【化14】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)の基を表し;
3 が式:
【化15】 (式中、Yは−CO−O−CH2 −、−CO−O−(C
2 p −O−CO−又は−CH2 −O−CO−(CH
2 p −CO−O−CH2 −を表す。)を表し;そして
pが2ない12の整数を表す式IとIIのテトラアクリレ
ートである。
【0007】本発明は、(a)式I又はII:
【化16】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し;X1 とX
2 は各々が他と独立して−O−又は−CO−O−を表
し;R2 は、更にグリシジルエーテル又はエステル基を
含有しないジグリシジル化合物の2価の脂肪族、環式脂
肪族又は芳香族の基を表し;Aは、更にイソシアナート
基を含有しないジイソシアナート化合物の2価の脂肪
族、環式脂肪族又は芳香族の基を表し;nは1ないし8
の整数を表し;そしてR3 は、環式脂肪族の環に更に
1,2−エポキシド基を含有しないジエポキシド化合物
の4価の環式脂肪族基を表す。)のテトラアクリレー
ト、(b)成分(a)とは異なる少なくとも一種の液状
ラジカル重合性化合物、及び、(c)ラジカル光開始剤
からなる光重合性組成物にも関する。
【0008】新規組成物の好ましい成分(a)は、式
中、R1 が、水素原子又はメチル基を表し;X1 とX2
が各々−O−又は−CO−O−を表し;R2 が炭素原子
数20迄の2価の直鎖の又は分枝した炭化水素基、式;
−(アルキレン−O)m −アルキレン−(式中、アルキ
レン基は1ないし8個の炭素原子を含有しそしてmは又
は1ないし100の整数を表す。)の基、更に
【化17】 (式中、Xは炭素原子数1ないし6の直鎖の又は分枝し
たアルキレン基を表す。)、
【化18】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)を表し;Aが
炭素原子数6迄の2価の脂肪族炭化水素基、未置換又は
メチル基で置換されたフェニレン基、式:
【化19】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)の基を表し;
3 が式:
【化20】 (式中、Yは−CO−O−CH2 −、−CO−O−(C
2 p −O−CO−又は−CH2 −O−CO−(CH
2 p −CO−O−CH2 −を表す。)を表し;そして
pが2ない12の整数を表す式IとIIのテトラアクリレ
ートである。
【0009】或る種の式IとIIのテトラアクリレートは
既知の化合物でありそしてJP54/022498に開
示されており、それにはアクリル酸、ジイソシアナート
類そしてヒドロキシアクリレートとのジエポキシドの反
応生成物が概して記載されている。
【0010】式IとIIのテトラアクリレートは、簡単な
方法で製造でき、脂肪族、環式脂肪族又は芳香族のジグ
リシジルエーテル又はエステル、又は環式脂肪族エポキ
シド(エポキシド基は脂環式環系の部分を形成する)
を、1:2のモル比で、(メタ)アクリル酸と反応させ
て、該当するエポキシジアクリレートを製造し、次いで
上記ジアクリレートを、脂肪族、環式脂肪族又は芳香族
のジイソシアナートと、1:2のモル比で反応させ、次
いで得られた付加物を式III :
【化21】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し;そしてn
は1ないし8の整数を表す。)のヒドロキシアクリレー
トと、1:2のモル比で反応させることによると有利で
ある。
【0011】本発明の実施において適切に使用できる脂
肪族、環式脂肪族又は芳香族ジグリシジルエーテルは、
典型的には既知の方法で得られるエポキシ樹脂であり、
その方法は、非環式ジオール例えば、エチレングリコー
ル、ジエチレングリコール及びポリ(オキシエチレン)
グリコール、1,2−プロパンジオール又はポリ(オキ
シプロピレン)グリコール、1,3−プロパンジオー
ル、1,4−ブタン−ジオール、ポリ(オキシテトラメ
チレン)グリコール、1,5−ペンタンジオール又は
1,6−ヘキサンジオール、脂環式アルコール例えば、
1,4−シクロヘキサンジメタノール、ビス(4−ヒド
ロキシシクロヘキシル)メタン、2,2−ビス(4−ヒ
ドロキシシクロヘキシル)プロパン、N,N−ビス(2
−ヒドロキシエチル)アニリン又はp,p′−ビス(2
−ヒドロキシエチルアミノ)ジフェニルメタン、又は2
価フェノール例えば、レゾルシノール又はヒドロキノ
ン、又は2価の多核フェノール例えば、ビス(4−ヒド
ロキシフェニル)プロパン又は4,4′−ジヒドロキシ
ビフェニル、ビス(4−ヒドロキシフェニル)スルホ
ン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)プロパン
又は2,2−ビス(3,5−ジブロモ−4−ヒドロキシ
フェニル)プロパンを、エピクロルヒドリン又はβ−メ
チルエピクロルヒドリンと反応させることによる。その
ような生成物は既知でありそしてある種のものは市販品
である。
【0012】本発明の実施で適切に使用できる脂肪族、
環式脂肪族又は芳香族のジグリシジルエステルは、脂肪
族、環式脂肪族又は芳香族のジカルボン酸例えば、蓚
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、二量化又は三量化リノレイ
ン酸、テトラヒドロフタル酸、4−メチルテトラヒドロ
フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、4−メチルヘキサヒ
ドロフタル酸、フタル酸、イソフタル酸又はテレフタル
酸を、エピクロルヒドリン又はβ−メチルエピクロルヒ
ドリンと反応させることにより得られる。そのような生
成物は、同様に既知でありそしてあるものは市販品であ
る。
【0013】分子中にグリシジルエーテル基並びにグリ
シジルエステル基を含有するジエポキシドも使用でき
る。そのような化合物は、ヒドロキシカルボン酸、典型
的にはサリチル酸のグリシジル化による既知の方法によ
り得られる。
【0014】エポキシ基が脂環式環系の部分を形成する
適当な環式脂肪族ジエポキシドは、ビス(2,3−エポ
キシシクロペンチル)エーテル、1,2−ビス(2,3
−エポキシシクロペンチルオキシ)エタン、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
ヘキサンカルボキシレート、3,4−エポキシ−6−メ
チルシクロヘキシルメチル−3,4−エポキシ−6−メ
チルシクロヘキサンカルボキシレート、ビス(3,4−
エポキシシクロヘキシルメチル)ヘキサンジオエート、
ビス(3,4−エポキシ−6−メチルシクロヘキシルメ
チル)ヘキサンジオエート、エチレンビス(3,4−エ
ポキシシクロヘキサンカルボキシレート)、エタンジオ
ール ビス(3,4−エポキシシクロヘキシルメチル)
エーテル、ジシクロペンタンジエンジエポキシド又は2
−(3,4−エポキシシクロヘキシル−5,5−スピロ
−3,4−エポキシ)シクロヘキサン−1,3−ジオキ
サンであると好都合である。そのようなジエポキシドも
既知でありそして市販品である。
【0015】適当な脂肪族、環式脂肪族又は芳香族ジイ
ソシアナートは、典型的にはヘキサメチレンジイソシア
ナート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、
シクロヘキサンジイソシアナート、イソホロンジイソシ
アナート(3,5,5−トリメチル−1−イソシアナー
ト−3−イソシアナートメチルシクロヘキサン)、メチ
レンジシクロヘキシルジイソシアナート、p−フェニレ
ンジイソシアナート、2,4−ジイソシアナートトルエ
ン、2,6−ジイソシアナートトルエン及び両方の異性
体の技術的混合物、ナフチレンジイソシアナート、好ま
しくは1,5−ナフチレンジイソシアナート、ジアニシ
ジンジイソシアナート、メチレンジフェニルジイソシア
ナート、好ましくはその4,4′−異性体、及び異なる
異性体の工業的混合物、典型的には4,4′−及び2,
4′−異性体、又はポリメチレンポリフェニレンジイソ
シアナートであってもよい。
【0016】式III のヒドロキシアクリレートも同様に
既知化合物である。
【0017】新規組成物の成分(b)は、常用のラジカ
ル重合性の化合物であって、典型的にはアクリレート官
能価を9まで持つモノアクリレート、ジ−又はポリアク
リレート、並びに6までのビニル官能価を持つビニル化
合物である。
【0018】典型的なモノアクリレートは、典型的に
は、アクリル酸アリル、メタクリル酸アリル、アクリル
酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メ
タクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、メタクリ
ル酸n−プロピル、アクリル酸n−ブチル、メタクリル
酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸イ
ソブチル、アクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸n−
ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル
酸2−エチルヘキシル、アクリル酸n−オクチル、メタ
クリル酸n−オクチル、アクリル酸n−デシル、メタク
リル酸n−デシル、アクリル酸n−ドデシルとメタクリ
ル酸n−ドデシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、
メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸2−及
び3−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸2−及び3−
ヒドロキシプロピル、アクリル酸2−メトキシエチル、
メタクリル酸2−メトキシエチル及びアクリル酸2−又
は3−エトキシプロピル、メタクリル酸2−又は3−エ
トキシプロピル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリ
ル、アクリル酸2−(2−エトキシエトキシ)エチル、
メタクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸2−フェノキ
シエチル、アクリル酸グリシジル及びアクリル酸イソデ
シル等である。そのような製品も既知であり、その或る
ものは「サルトマー(SARTOMER)」のようなところから購
入できる。
【0019】成分(b)として使用するのに適している
ジアクリレートは、典型的には環式脂肪族又は芳香族ジ
オール、例えば1,4−ジヒドロキシメチルシクロヘキ
サン、2,2−ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)
プロパン、ビス(4−ヒドロキシシクロヘキシル)メタ
ン、ヒドロキノン、4,4′−ジヒドロキシビフェニ
ル、ビスフェノールA、ビスフェノールF、ビスフェノ
ールS、エトキシル化又はプロポキシル化ビスフェノー
ルA、エトキシル化又はプロポキシル化ビスフェノール
F、又はエトキシル化又はプロポキシル化ビスフェノー
ルSのジアクリレートである。そのようなジアクリレー
トは既知でありそしてその或るものは市販品である。
【0020】適当なジアクリレートは下記式IV、V、VI
又はVII の化合物でもある:
【化22】
【0021】〔式中、R1 は水素原子又はメチル基を表
し;Y1 は直接結合、炭素原子数1ないし6のアルキレ
ン基、−S−、−O−、−SO−、−SO2 −又は−C
O−を表し;R10は炭素原子数1ないし8のアルキル
基;未置換のフェニル基又は1個以上の、炭素原子数1
ないし4のアルキル基、ヒドロキシ基又はハロゲン原子
により置換されたフェニル基を表すか又は、式:−CH
2 −OR11(式中、R11は炭素原子数1ないし8のアル
キル基又はフェニル基を表す。)の基を表し;A1
式:
【化23】 の基を表す。〕。
【0022】式IVとVのジアクリレートは既知であり、
そのあるものは、例えば、SR(登録商標)349又は
ノバキュア(Novacure)(登録商標)3700の登録商標
で購入でき、そしてエトキシル化ビスフェノール、特に
エトキシル化ビスフェノールA、又はビスフェノールの
ジグリシジルエーテル、好ましくはビスフェノールAの
ジグリシジルエーテルを、(メタ)アクリル酸((meth)a
crylic acid)と反応させて式IV又はVと反応させて、化
合物IV又はVにすることにより製造できる。
【0023】同様の方法で、式IVとVの化合物は式VIa
【化24】 のジグリシジルエーテル又は式VIIa:
【化25】 のジグリシジルエステルを、(メタ)アクリル酸((met
h)acrylic acid)と反応させて、式VI又はVII (式中、
10、Y1 とA1 は上述と同じに定義される。)にする
ことにより製造できる。
【0024】別の適当なジアクリレートは、下記の式VI
II、IX、X及びXI:
【化26】 の化合物である。
【0025】これらの化合物は既知であり、その或るも
のは市販品である。例えば式VIIIとIXの化合物は式VIII
a とIXa :
【化27】 の環式脂肪族ジエポキシドを、(メタ)アクリル酸((me
th)acrylic acid)と反応させ、式VIII又はIXの化合物に
することによる既知の方法に従って得ることができる。
式XIの化合物は、カヤラード(Kayarad)R-604の登録商標
で購入できる。
【0026】新規組成物中成分(b)として使用され
る、2より大きい(メタ)アクリレート((meth)acrylat
e)官能価を持つ液状のポリ(メタ)アクリレート((met
h)acrylate)は、典型的には3−、4−又は5−官能基
のモノマー又はオリゴマーの脂肪族、環式脂肪族又は芳
香族のアクリレート又はメタクリレートである。
【0027】適当な脂肪族の多官能性の(メタ)アクリ
レート((meth)acrylate)は、典型的にはヘキサン−2,
4,6−トリオール、グリセリン又は1,1,1−トリ
メチロールプロパン、エトキシル化又はプロポキシル化
グリセリン又は1,1,1−トリメチロールプロパンの
トリアクリレート又はトリメタクリレートと、トリエポ
キシド、例えば上述のトリオールのトリグリシジルエー
テルの、(メタ)アクリル酸((meth)acrylic acid)との
反応により得られるヒドロキシ基を含有しているトリ
(メタ)アクリレート((meth)acrylate)である。ペンタ
エリスリトール・テトラアクリレート、ビス(トリメチ
ロール)プロパン・テトラアクリレート、ペンタエリス
リトール・モノヒドロキシ・トリアクリレート又は・ト
リメタクリレート、又はジペンタエリスリトール・モノ
ヒドロキシ・ペンタアクリレート又は・ペンタメタクリ
レートを使用することも可能である。
【0028】6−官能基の又はより多い官能基のウレタ
ンアクリレート又はウレタンメタクリレートも、化合物
(b)として使用できる。それらのウレタン・(メタ)
アクリレート((meth)acrylate)は当業者によく知られて
おり、それはヒドロキシル基を末端とするポリウレタン
をアクリル酸又はメタクリル酸と反応させることによる
か、又はイソシアナートを末端基とするプレポリマーを
ヒドロキシアルキル・(メタ)アクリレート((meth)acr
ylate)と反応させてウレタン・((meth)acrylate)にする
ことによる既知の方法に従って製造できる。
【0029】適当な芳香族のトリ(メタ)アクリレート
((meth)acrylate)は、(メタ)アクリル酸((meth)acryl
ic acid)との、3価のフェノールとトリヒドロキシル化
したフェノール又はクレゾールノボラックのトリグリシ
ジルエーテルの典型的な反応生成物である。
【0030】新規の組成物が、成分(b)として、成分
(a)とは異なりそして1ないし9のアクリレート官能
価を持つ、少なくとも一種の(メタ)アクリレート((me
th)acrylate)を含有することは好ましいことである。
【0031】特に新規の組成物は、成分(b)として、
1ないし9のアクリレート官能価を持つ芳香族、脂肪族
又は環式脂肪族の(メタ)アクリレート((meth)acrylat
e)の液状混合物を含有する。
【0032】最も好ましくは、新規の組成物は、成分
(b)として、1ないし9のアクリレート官能価を持
つ、少なくとも一種のポリアルキレングリコール・(メ
タ)アクリレート((meth)acrylate)と少なくとも一種の
芳香族、脂肪族又は環式脂肪族の(メタ)アクリレート
((meth)acrylate)の液状混合物を含有する。
【0033】適当に照射するとフリーラジカルを形成す
る光開始剤のいずれも、新規組成物中の成分(c)とし
て使用できる。典型的な既知の光開始剤は、ベンゾイン
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とベンゾインイソプロピルエーテ
ル、ベンゾインフェニルエーテルとベンゾインアセテー
トを包含するベンゾインエーテル;アセトフェノン、
2,2−ジメトキシアセトフェノンと1,1−ジクロロ
アセトフェノンを包含するアセトフェノン;ベンジル;
ベンジルケタール例えばベンジル・ジメチルケタールと
ベンジル・ジエチルケタール;2−メチルアントラキノ
ン、2−エチルアントラキノン、2−tert−ブチル
アントラキノン、1−クロロアントラキノンと2−アミ
ルアントラキノンを包含するアントラキノン;トリフェ
ニルホスフィン;ベンゾイルホスフィンオキシド、例え
ば2,4,6−トリメチルベンゾイル・ジフェニルホス
フィンオキシド(ルジリンTPO);ベンゾフェノン例
えばベンゾフェノンと4,4′−ビス(N,N’−ジメ
チルアミノ)ベンゾフェノン;チオキサントンとキサン
トン;アクリジン誘導体;フェナジン誘導体;キノキサ
リン誘導体又は1−フェニル−1,2−プロパンジオ
ン;2−O−ベンゾイルオキシム;1−アミノフェニル
ケトン又は1−ヒドロキシフェニルケトン例えば1−ヒ
ドロキシシクロヘキシル・フェニルケトン、フェニル・
1−ヒドロキシイソプロピルケトン及び4−イソプロピ
ル−1−(ヒドロキシイソプロピル)ケトンであり、こ
れらの全ては公知である。
【0034】光源としてのHe/Cd−レーザーと一緒
に通常使用される特に適当な光開始剤は、2,2−ジア
ルコキシベンゾフェノンと1−ヒドロキシフェニルケト
ン、典型的には1−ヒドロキシシクロヘキシル・フェニ
ル・ケトン又は2−ヒドロキシイソプロピル・フェニル
・ケトン(=2−ヒドロキシ−2,2−ジメチルアセト
フェノン)である。1−ヒドロキシシクロヘキシル・フ
ェニル・ケトンが好ましい。
【0035】アルゴンイオンレーザーで照射する時に通
常使用される他の光開始剤は、ベンジルケタール、典型
的にはベンジルジメチルケタールである。光開始剤とし
てα−ヒドロキシフェニルケトン、ベンジルジメチルケ
タール又は2,4,6−トリメチルベンゾイル・ホスフ
ィンオキシドを使用することは特に好ましい。
【0036】適当な光開始剤(c)の別の群は、化学線
を吸収して、アクリレートの重合を開始するフリーラジ
カルを発生できるイオン性染料−対イオンからなる。イ
オン性染料−対イオン化合物を含有する本発明の組成物
は、400−700nmの調節できる波長範囲内の可視
光線を使用するこの方法でもってより可変的に硬化でき
る。イオン性染料−対イオン化合物とそれらの作用機構
は、特に欧州特許公開公報(EP−A−)第02235
87号と米国特許第4751102号;第477253
0号及び第4772541号に特に記載されている。適
当なイオン性染料−対イオン化合物は、アニオン染料−
イオドニウムイオン錯体、アニオン染料−ピリリウムイ
オン錯体及び、
【0037】特に、式:
【化28】 (式中、D1 + はカチオン染料でありそしてR4
5 、R6 とR7 は各々他と独立してアルキル基、アリ
ール基、アラルキル(aralkyl) 基、アルケニル基又はア
ルキニル基、又は脂環式基又は不飽和の複素環基を表
す。R4 からR7 までの好ましい定義は、欧州特許公開
公報(EP−A)第0223587号中に見出され
る。)のカチオン染料−ボレートアニオン化合物であ
る。
【0038】光開始剤を、有効量換言すれば組成物の全
量を基準にして約0.1ないし10重量%の量で添加す
るのが通常の実施法である。新規の組成物を、レーザー
光線を通常に使用するステレオリトグラフィー技術のた
めに使用する場合は、混合物の吸収能力を光開始剤の型
と濃度により調節して通常のレーザー速度における硬化
の深さを約0.1ないし2.5mmになるようにする。
【0039】新規の組成物における光開始剤(c)は、
好ましくは1−ヒドロキシフェニルケトン、最も好まし
くは1−ヒドロキシシクロヘキシル・フェニルケトンで
ある。
【0040】好ましくは、新規の組成物は、成分(a)
としての式I又はIIの化合物を5ないし75重量%、成
分(b)を25ないし95重量%含有し、成分(a)と
(b)を一緒にして100重量%になり、そして成分
(c)を、(a)と(b)の量を基準にして、0.1な
いし10重量%含有する。
【0041】更に好ましくは、新規の組成物は、成分
(a)として式I又はIIの化合物を10ないし50重量
%、成分(b)を50ないし90重量%を含有し、成分
(a)と(b)を一緒にして100重量%になり、そし
て成分(c)を、(a)と(b)の量を基準にして、
0.1ないし10重量%含有する。
【0042】所望ならば、常用の添加剤はこの発明の組
成物に添加でき、それらは典型的には安定剤例えば紫外
線安定剤、重合阻止剤、スリップ剤、湿潤剤、流れ調節
剤、増感剤、抗沈澱剤、界面活性剤、染料、顔料又は充
填剤である。
【0043】新規の組成物は、既知の方法で製造でき、
個々の成分を前混合し次いでこれらの前混合物を混練す
ることにより、又は常用の装置例えば攪拌器中で、光線
を除きながらそして僅かに高い温度で、全ての成分を混
練することによるのが好都合である。
【0044】新規の感光性組成物は、化学線でもって、
典型的には電子線、X線、UV又はVIS光線換言すれ
ば280−650nmの波長範囲内の照射を使用する照
射により重合され得る。特に適当な光源は、HeCd、
アルゴン又は窒素レーザー光線並びに金属蒸気と多重振
動数のNdYAGレーザーである。当業者は、各々の選
択された光源のためには適当な光開始剤が選択されなけ
ればならずそして、必要ならば、増感されるということ
を知っている。重合した組成物中への照射の透過深度と
加工速度は光開始剤の吸収係数と濃度に直接に関係して
くることが見出されている。
【0045】新規の組成物は、異なる波長の発光線の照
射に対して異なる感受性の他の光開始剤も含有する。そ
のような光開始剤を含有すると、異なる波長の発光線を
照射するUV/VIS光源のより有効な利用になる。こ
れらの他の光開始剤を選択しそして使用された発光線に
関して一定の光吸収が起こるような濃度でそれらを使用
するのが有利である。
【0046】高くて比較的増強された光感受性を持つ、
本発明の新規の組成物は、ステレオリトグラフィー技術
による3次元目的物の製造に好ましく適しており、そし
て優れた生強度、高い弾性率そして、それと同時に、破
断における優れた伸長度、及び衝撃強度により識別され
る目的物を与える。
【0047】従って、本発明は平版印刷技術により新規
の液状組成物から3次元の目的物を製造するための方法
であって;UV/VIS光源からの化学線で、全表面に
わたり又は予定のパターン内で、新規の液状組成物の層
を照射し、照射した領域内で層が所望の厚みで固化する
ようにし、次いでその固化した層上に新規組成物の新規
の層を形成し、その層を同様にして全表面にわたり又は
予定のバターン内で照射し、かくして3次元の目的物
を、繰り返しの塗布と照射により互いに接着している多
数の固化層から、形成することからなる方法にも関す
る。
【0048】この方法では、好ましいUV/VIS光源
は、レーザー光線でありそして本発明の特に好ましい実
施態様ではそれはコンピュータ制御されている。
【0049】新規の組成物を塗料組成物として使用する
と、透明なそして強固な塗膜が木材、紙、金属、陶器又
は他の表面上で得られる。塗膜厚みは、非常に広い範囲
にわたり変えることができそして約1μmないし約1m
mである。印刷回路板又は印刷板のためのレリーフイメ
ージ(relief image)は、新規の組成物から製造でき、コ
ンピュータ制御した適当な波長のレーザー光線によるか
又はフォトマスクと適当な光源を使用すると好都合であ
る。
【0050】新規の組成物の別の利用法は光硬化性の接
着剤である。
【0051】光重合した層の、特に互いに接着している
固化した層の多数から形成された3次元の目的物の形で
の製造のために、新規の組成物を使用することは好まし
い。
【0052】本発明は、化学線で新規の組成物を照射す
ることにより得られそして互いに接着している多数の固
化した層から形成された3次元の目的物にも関する。
【0053】
【実施例】テトラアクリレートの製造 実施例A(テトラアクリレートA) 96.8g(0.2モル)のノバキュア(Novacure)37
00(ラドキュア(Radcure) からの市販品)(1:2の
モル比でビスフェノールAのジグリシジルエーテルをア
クリル酸と反応させることにより得られたジアクリレー
ト)を、88.9g(0.4モル)のイソホロンジイソ
シアナート(1−シアナート−3−シアノメチル−3,
5,5−トリメチルシクロヘキサン)、0.16gのオ
クタン酸錫及び0.18gのラロックス(Ralox)(登録商
標) 〔2,2′−メチレン−ビス(4,6−ジ−ter
t−ブチルフェノール),ラシッヒ(Raschig) により販
売〕の溶液に50℃でゆっくりと滴下する。次いで反応
溶液を55℃で5時間にわたり攪拌する。反応溶液のイ
ソシアナート含有量をこの時点で測定する:2.2モル
/kg(理論値:2.16モル/kg)。
【0054】次いで反応溶液の温度を、85℃まで上げ
そして52.8g(0.41モル)のヒドロキシエチル
アクリレート(フルカ(Fluka) 、純度90%)を滴下す
る。更に反応溶液をイソシアナート基が消失するまで攪
拌する。4時間にわたる攪拌の後、得られたテトラアク
リレートはゲルパーミエイションクロマトグラフィー
(GPC)により測定した数平均分子量(Mn)166
4を持つ。分子量の平均重量(Mw)とMnの商:Mw
/Mnは、2.65である。得られたテトラアクリレー
トは式:
【化29】 を持つ。
【0055】実施例B(テトラアクリレートB) テトラアクリレートBを、テトラアクリレートAの製造
のための上述の方法に概して従い、88.9g(0.4
モル)のイソホロンジイソシアナート、85.6g
(0.2モル)のジアクリレート(ヘキサヒドロフタル
酸のジグリシジルエーテルをアクリル酸と1:2のモル
比で反応させることにより得られる。)、及び62g
(0.46モル)のヒドロキシエチルアクリレートを
0.16gのオクタン酸錫と0.17gのラロックス(R
alox) (登録商標)の存在下反応させることにより製造
する。
【0056】GPCによる分析は、1098のMnと
1.66のMw/Mnを持つことを示し、そしてそれは
式:
【化30】 を持つ。
【0057】実施例C(テトラアクリレートC) テトラアクリレートCを、テトラアクリレートAの製造
のための上述の方法に概して従い、88.9g(0.4
モル)のイソホロンジイソシアナート、85.6g
(0.2モル)のジアクリレート〔ビス(3,4−エポ
キシシクロヘキシル)アジペートをアクリル酸と1:2
のモル比で反応させることにより得られる。〕、及び5
8g(0.43モル)のヒドロキシエチルアクリレート
を0.16gのオクタン酸錫と0.19gのラロックス
(Ralox) (登録商標)の存在下反応させることにより製
造する。
【0058】GPCによる分析は、1297のMnと
3.67のMw/Mnを持つことを示し、そしてそれは
式:
【化31】 を持つ。
【0059】実施例D(テトラアクリレートD) ポリプロピレングリコールのジグリシジルエーテル(プ
ロピレングリコールの分子量=400)をアクリル酸と
1:2のモル比で反応させることにより得られる50.
68gのジアクリレート(滴定によるOH含有量=2.
96モル/kg)を、22.03ml(0.15モル)
の2,4−トルエンジイソシアナートと0.05gのラ
ロックス(Ralox) (登録商標)の溶液に60℃でゆっく
りと滴下し、その反応溶液を60℃で7時間にわたり攪
拌する。滴下により測定した、反応溶液のイソシアナー
ト含有量はこの時点では2.21モル/kg(理論値:
1.95モル/kg)である。
【0060】次いで反応溶液の温度を40℃に下げ、
0.14gのオクタン酸錫と19.73ml(0.17
モル)のヒドロキシエチルアクリレート(フルカ(Fluk
a) 、純度90%)をその反応溶液に滴下する。更に反
応溶液をイソシアナート基が消失するまで攪拌する。5
時間後に、GPCによる分析は、得られたテトラアクリ
レートが944のMnと2.72のMw/Mnを持つこ
とを示す。
【0061】微量水素化を、ジメチルアセタミド中のP
d/C触媒(5%Pd/炭素)の存在下実施すると、
(2.9ミリモルのH2 )/gを吸収し、これは分子中
に4個のアクリレート基が存在することを示している。
得られたテトラアクリレートは、式:
【化32】 (式中、n=6−7である。)を持つ。
【0062】実施例1:35gの実施例Aで製造したテ
トラアクリレートを、20gのポリエチレングリコール
400ジアクリレート〔SR(登録商標),サルトマー
(Sartomer)販売の商品〕、30gのビスフェノールAの
エトキシル化したジメチルアクリレート〔SR(登録商
標)348,サルトマー(Sartomer)〕及び10gのトリ
プロピレングリコールジアクリレート〔SR(登録商
標)306,サルトマー(Sartomer)〕と、60℃で混合
する。次いで、4.85gの1−ヒドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン〔イルガキュア(登録商標)18
4、チバ−ガイギー〕と0.15gのヒドロキノンモノ
メチルエーテルを添加し、次いで混合物を透明の均一の
混合物になるまで攪拌する。
【0063】目的物を、混合物を40mJ/cm2 の強
度でHe/Cdレーザーで照射することにより製造す
る。レーザー硬化により得られた目的物(生モデル)
は、下記の性能を持つ: DIN53371に従う弾性率=86N/mm2 , DIN53455に従う破断点における伸び率=17
%, 完全に硬化するために、生モデルをUV光線で30分間
にわたり照射する。かくして得られた目的物は下記の性
質を持つ: 弾性率=2289N/mm2 , 破断点における伸び率=8%, 目的物の大きさは典型的には下記の通りである: 長さ=50mm; 断面積=1.2×0.3mm. 目的物の破断点における伸び率は、ロイド(Lloyd) (登
録商標)500引張試験機(ロイド(Lloyd) 提供)を使
用して測定された。
【0064】実施例2 実施例1に記載したのと同様の方法で、透明均一な混合
物を、60℃で、実施例Bで製造した35gのテトラア
クリレートB、20gのSR(登録商標)344、30
gのSR(登録商標)348、10gのSR(登録商
標)306、4.85gのイルガキュア(Irgacure)18
4と0.15gのヒドロキノンモノメチルエーテルから
製造した。He/Cdレーザーで混合物を照射すること
により製造した生モデルは、下記の性質を持つ: 弾性率(DIN53371)=30N/mm2 , 破断点における伸び率(DIN53455)=19%, 30分間にわたりUV照射により硬化した目的物は下記
の性質を持つ: 弾性率(DIN53371)=2087N/mm2 , 破断点における伸び率(DIN53455)=5%.
【0065】衝撃強度を測定するために、上述の製造し
た光重合性組成物を4mmの間隔を置いた2枚のガラス
板の間に注形し、UV光線の30分間にわたる照射によ
り硬化する: 衝撃強度(DIN52453)=14kJ/m2
【0066】実施例3 実施例1に記載したのと同様の方法で、透明均一の混合
物を、60℃で、実施例Cで製造した35gのテトラア
クリレートC、20gのSR(登録商標)344、30
gのSR(登録商標)348、10gのSR(登録商
標)306、4.85gのイルガキュア(Irgacure)18
4と0.15gのヒドロキノンモノメチルエーテルから
製造した。He/Cdレーザーで混合物を照射すること
により製造した生モデルは、下記の性質を持つ: 弾性率(DIN53371)=16N/mm2 , 破断点における伸び率(DIN53455)=16%, 30分間にわたるUV照射により硬化した目的物は下記
の性質を持つ: 弾性率(DIN53371)=2012N/mm2 , 破断点における伸び率(DIN53455)=6%.
【0067】衝撃強度を測定するために、上述の製造し
た光重合性組成物を4mmの間隔を置いた2枚のガラス
板の間に注形し、UV光線で30分間にわたり照射す
る。寸法50×10×4mmの目的物を製造する: 衝撃強度(DIN52453)=14kJ/m2
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アドリアン シュルトヘス スイス国,1734 テントリンゲン,ウフ エム ベールク 22 (72)発明者 ベッチナ シュタインマン スイス国,1724 プラロマン,ル ルシレ (番地表示なし) (72)発明者 マックス フンツィケル スイス国,3186 ジュージンゲン,シャセ ラルシュトラーセ 8

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ステレオリトグラフィー技術に使用される
    硬化性樹脂組成物の製剤成分として、式I又はII: 【化1】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し;X1 とX
    2 は各々が他と独立して−O−又は−CO−O−を表
    し;R2 は、更にグリシジルエーテル又はエステル基を
    含有しないジグリシジル化合物の2価の脂肪族、環式脂
    肪族又は芳香族の基を表し;Aは、更にイソシアナート
    基を含有しないジイソシアナート化合物の2価の脂肪
    族、環式脂肪族又は芳香族の基を表し;nは1ないし8
    の整数を表し;そしてR3 は、環式脂肪族の環に更に
    1,2−エポキシド基を含有しないジエポキシド化合物
    の4価の環式脂肪族基を表す。)のテトラアクリレート
    を使用する方法。
  2. 【請求項2】式IとII中、R1 が水素原子又はメチル基
    を表し;X1 とX2 が各々−O−又は−CO−O−を表
    し;R2 が炭素原子数20迄の2価の直鎖の又は分枝し
    た炭化水素基、式;−(アルキレン−O)m −アルキレ
    ン−(式中、アルキレン基は1ないし8個の炭素原子を
    含有しそしてmは零又は1ないし100の整数を表
    す。)の基、更に 【化2】 (式中、Xは炭素原子数1ないし6の直鎖の又は分枝し
    たアルキレン基を表す。)、 【化3】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)を表し;Aが
    炭素原子数6迄の2価の脂肪族炭化水素基、未置換又は
    メチル基で置換されたフェニレン基、式: 【化4】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)の基を表し;
    3 が式: 【化5】 (式中、Yは−CO−O−CH2 −、−CO−O−(C
    2 p −O−CO−又は−CH2 −O−CO−(CH
    2 p −CO−O−CH2 −を表す。)を表し;pが2
    ない12の整数を表す請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】(a)式I又はII: 【化6】 (式中、R1 は水素原子又はメチル基を表し;X1 とX
    2 は各々が他と独立して−O−又は−CO−O−を表
    し;R2 は、更にグリシジルエーテル又はエステル基を
    含有しないジグリシジル化合物の2価の脂肪族、環式脂
    肪族又は芳香族の基を表し;Aは、更にイソシアナート
    基を含有しないジイソシアナート化合物の2価の脂肪
    族、環式脂肪族又は芳香族の基を表し;nは1ないし8
    の整数を表し;そしてR3 は、環式脂肪族の環に更に
    1,2−エポキシド基を含有しないジエポキシド化合物
    の4価の環式脂肪族基を表す。)のテトラアクリレー
    ト、 (b)成分(a)とは異なる少なくとも一種の液状ラジ
    カル重合性化合物、 及び、 (c)ラジカル光開始剤からなる光重合性組成物。
  4. 【請求項4】成分(a)が、式中、R1 が、水素原子又
    はメチル基を表し;X1 とX2 が各々−O−又は−CO
    −O−を表し;R2 が炭素原子数20迄の2価の直鎖の
    又は分枝した炭化水素基、式;−(アルキレン−O)m
    −アルキレン−(式中、アルキレン基は1ないし8個の
    炭素原子を含有しそしてmは零又は1ないし100の整
    数を表す。)の基、更に 【化7】 (式中、Xは炭素原子数1ないし6の直鎖の又は分枝し
    たアルキレン基を表す。)、 【化8】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)を表し;Aが
    炭素原子数6迄の2価の脂肪族炭化水素基、未置換又は
    メチル基で置換されたフェニレン基、式: 【化9】 (式中、Xは上述と同じに定義される。)の基を表し;
    3 が式: 【化10】 (式中、Yは−CO−O−CH2 −、−CO−O−(C
    2 p −O−CO−又は−CH2 −O−CO−(CH
    2 p −CO−O−CH2 −を表す。)を表し;そして
    pが2ない12の整数を表す式IとIIのテトラアクリレ
    ートである請求項3記載の組成物。
  5. 【請求項5】成分(b)として、成分(a)とは異なり
    そして1ないし9のアクリレート官能価を持つ、少なく
    とも一種の(メタ)アクリレート((meth)acrylate)を含
    有する請求項3記載の組成物。
  6. 【請求項6】成分(b)として、1ないし9のアクリレ
    ート官能価を持つ芳香族、脂肪族又は環式脂肪族の(メ
    タ)アクリレート((meth)acrylate)の液状混合物を含有
    する請求項3記載の組成物。
  7. 【請求項7】成分(b)として、1ないし9のアクリレ
    ート官能価を持つ、少なくとも一種のポリアルキレング
    リコール・(メタ)アクリレート((meth)acrylate)と少
    なくとも一種の芳香族、脂肪族又は環式脂肪族の(メ
    タ)アクリレート((meth)acrylate)の液状混合物を含有
    する請求項3記載の組成物。
  8. 【請求項8】成分(a)としての式I又はIIの化合物を
    5ないし75重量%、成分(b)を25ないし95重量
    %含有し、成分(a)と(b)を一緒にして100重量
    %になり、そして成分(c)を、(a)と(b)の量を
    基準にして、0.1ないし10重量%含有する請求項3
    に記載の組成物。
  9. 【請求項9】成分(a)として式I又はIIの化合物を1
    0ないし50重量%、成分(b)を50ないし90重量
    %を含有し、成分(a)と(b)を一緒にして100重
    量%になり、そして成分(c)を、(a)と(b)の量
    を基準にして、0.1ないし10重量%含有する請求項
    3に記載の組成物。
  10. 【請求項10】平版印刷技術により請求項3で請求した
    新規の液状組成物から3次元の目的物を製造するための
    方法であって;UV/VIS光源からの化学線で、全表
    面にわたり又は予定のパターン内で、新規の液状組成物
    の層を照射し、照射した領域内で層が所望の厚みで固化
    するようにし、 次いでその固化した層上に新規組成物の新規の層を形成
    し、その層を同様にして全表面にわたり又は予定のパタ
    ーン内で照射し、 かくして3次元の目的物を、繰り返しの塗布と照射によ
    り互いに接着している多数の固化層から、形成すること
    からなる方法。
  11. 【請求項11】光源として、レーザー光線、好ましくは
    コンピュータ制御したレーザー光線を使用することから
    なる請求項10記載の方法。
  12. 【請求項12】化学線で請求項3で請求した新規の組成
    物を照射することににより得られそして互いに接着して
    いる固化した層の多数から形成される3次元目的物。
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