三维造型用可溶性材料制造技术

本发明专利技术的三维造型用可溶性材料是在利用热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时用作支承该三维物体的支承件的材料的三维造型用可溶性材料，上述三维造型用可溶性材料包含聚酰胺树脂，上述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，上述聚酰胺树脂中的上述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。根据本发明专利技术的三维造型用可溶性材料，提供适合于基于FDM方式的三维物体的制造、具有耐吸湿性且在中性水中的溶解速度大、无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速除去的支承件用的三维造型用可溶性材料。

Soluble Materials for Three-Dimensional Modeling

The soluble material for the three-dimensional modeling of the present invention is a three-dimensional modeling soluble material used as a supporting material for the three-dimensional object when the three-dimensional object is manufactured by a three-dimensional printer using the thermal melt lamination method. The three-dimensional modeling soluble material comprises polyamide resin, which contains hydrophilic monomer unit A with hydrophilic group and hydrophobic dicarboxylic acid. Acid monomer unit B and hydrophobic diamine monomer unit C. The ratio of hydrophilic monomer unit A to the total monomer unit of the polyamide resin is more than 2.5 mol% and less than 13.5 mol%. According to the present invention, a soluble material for three-dimensional modeling is provided, which is suitable for the manufacture of three-dimensional objects based on FDM mode, has hygroscopicity resistance and high dissolution speed in neutral water, and can be quickly removed from the three-dimensional object precursor without using strong alkali aqueous solution.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】三维造型用可溶性材料
本专利技术涉及一种三维造型用可溶性材料，其在利用3D打印机、尤其是热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时被用作支承该三维物体的支承件的材料。
技术介绍
3D打印机是原型速成(RapidPrototyping)的一种，是以3DCAD、3DCG等3D数据为基础而造型为三维物体的立体打印机。作为3D打印机的方式，已知热熔融层积方式(以下也称作FDM方式)、喷墨紫外线固化方式、光造型方式、激光烧结方式等。这些之中，FDM方式是将聚合物丝进行加热/熔融并挤出使之层积而得到三维物体的造型方式，其与其他方式不同，不使用材料的反应。因此，FDM方式的3D打印机的体积小且价格低，近年来作为后处理少的装置而逐渐普及。为了利用该FDM方式造型为形状更复杂的三维物体，可以将构成三维物体的造型材料及用于支承造型材料的三维结构的支承件层积而得到三维物体前体，之后，从三维物体前体去除支承件，由此得到目标的三维物体。作为从三维物体前体除去支承件的方法，可列举如下方法：支承件使用甲基丙烯酸共聚物，将三维物体前体浸渍于高温的强碱水溶液，由此除去支承件(例如日本特表2012-509777号公报)。该方法利用的是甲基丙烯酸共聚物中的羧酸被碱中和而溶解于强碱水溶液。
技术实现思路
本专利技术的三维造型用可溶性材料是在利用FDM方式的3D打印机制造三维物体时被用作支承该三维物体的支承件的材料的三维造型用可溶性材料，上述三维造型用可溶性材料包含聚酰胺树脂，上述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，上述聚酰胺树脂中的上述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。本专利技术的三维物体的制造方法是基于FDM方式的三维物体的制造方法，所述制造方法具有：得到包含三维物体及支承件的三维物体前体的工序；以及使该三维物体前体与中性水接触而除去支承件的支承件除去工序，上述支承件的材料为上述三维造型用可溶性材料。本专利技术的支承件是在利用FDM方式的3D打印机制造三维物体时支承该三维物体的支承件，上述支承件包含聚酰胺树脂，上述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，上述聚酰胺树脂中的上述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。具体实施方式在使用上述日本特表2012-509777号公报中公开的甲基丙烯酸共聚物作为支承件的情况下，为了从三维物体前体除去支承件，需要使用强碱水溶液，该强碱水溶液对人造成的危险性和对环境造成的负荷大。另外，若将三维物体前体长时间浸渍于强碱水溶液，则该三维物体前体中的三维物体存在被碱侵蚀的倾向，对碱的耐性低的聚乳酸(PLA)等聚酯树脂的作为三维物体的材料的应用受限。因此，需要能够利用并非强碱水溶液的pH为6～8的中性水来除去的支承件。针对上述课题，在日本特表2002-516346号公报中公开了以下方法：将可溶于水的聚乙烯醇等用于支承件，并将三维物体前体浸渍于水，由此除去支承件。根据该日本特表2002-516346号公报中记载的方法，无需使用强碱水溶液即可除去三维物体前体的支承件，但是，由于聚乙烯醇等与水分的亲和性高，因此，若包含聚乙烯醇的三维造型用可溶性材料暴露在高湿度下，则吸收空气中的水分。利用FDM方式的3D打印机对含有包含水分的聚乙烯醇等的三维造型用可溶性材料进行加热/熔融/释出/层积时，该水分在高温的作用下蒸发而发泡，有时显著损害三维物体的精度。本专利技术提供适合于基于FDM方式的三维物体的制造、具有耐吸湿性、且在中性水中的溶解速度大、无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去的支承件用的三维造型用可溶性材料。本专利技术提供一种三维物体的制造方法，其即使用于在暴露于高湿度下后采用3D打印机的三维物体的制造中也会抑制发泡，能够抑制三维物体的精度降低，且在中性水中的溶解速度大，无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去支承件。本专利技术提供一种支承件，其即使用于在暴露于高湿度下后采用3D打印机的三维物体的制造中也会抑制发泡，能够抑制三维物体的精度降低，且在中性水中的溶解速度大，无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去。本专利技术的三维造型用可溶性材料是在利用FDM方式的3D打印机制造三维物体时被用作支承该三维物体的支承件的材料的三维造型用可溶性材料，上述三维造型用可溶性材料包含聚酰胺树脂，上述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，上述聚酰胺树脂中的上述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。本专利技术的三维物体的制造方法是基于FDM方式的三维物体的制造方法，所述制造方法具有：得到包含三维物体及支承件的三维物体前体的工序；以及使该三维物体前体与中性水接触而除去支承件的支承件除去工序，上述支承件的材料为上述三维造型用可溶性材料。本专利技术的支承件是在利用FDM方式的3D打印机制造三维物体时支承该三维物体的支承件，上述支承件包含聚酰胺树脂，上述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，上述聚酰胺树脂中的上述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。根据本专利技术，可以提供适合于基于FDM方式的三维物体的制造、具有耐吸湿性、且在中性水中的溶解速度大、无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去的支承件用的三维造型用可溶性材料。根据本专利技术，可以提供一种三维物体的制造方法，其即使用于在暴露于高湿度下后采用3D打印机的三维物体的制造中也会抑制发泡，能够抑制三维物体的精度降低，且在中性水中的溶解速度大，无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去支承件。根据本专利技术，可以提供一种支承件，其即使用于在暴露于高湿度下后采用3D打印机的三维物体的制造中也会抑制发泡，能够抑制三维物体的精度降低，且在中性水中的溶解速度大，无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去。以下，对本专利技术的一个实施方式进行说明。<三维造型用可溶性材料>本实施方式的三维造型用可溶性材料是在利用FDM方式的3D打印机制造三维物体时被用作支承该三维物体的支承件的材料的三维造型用可溶性材料，上述三维造型用可溶性材料包含聚酰胺树脂，上述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，上述聚酰胺树脂中的上述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。以上述三维造型用可溶性材料作为材料的支承件具有耐吸湿性，且在中性水中的溶解速度大，无需使用强碱水溶液即可从三维物体前体快速地除去。该三维造型用可溶性材料发挥这样的效果的理由并不确定，但是可以如下考虑。本实施方式的三维造型用可溶性材料具有含有特定量亲水性单体单元A的聚酰胺树脂，因此在中性水中具有高溶解性。另外，该聚酰胺树脂具有疏水性二羧酸单体单元B，因此吸湿性低。由于本实施方式的三维造型用可溶性材料具有这样的聚酰胺树脂，因本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维造型用可溶性材料，其在利用热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时用作支承该三维物体的支承件的材料，所述三维造型用可溶性材料包含聚酰胺树脂，所述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，所述聚酰胺树脂中的所述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.28 JP 2016-148336;2017.07.20 JP 2017-141091.一种三维造型用可溶性材料，其在利用热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时用作支承该三维物体的支承件的材料，所述三维造型用可溶性材料包含聚酰胺树脂，所述聚酰胺树脂含有：具有亲水性基团的亲水性单体单元A、疏水性二羧酸单体单元B、及疏水性二胺单体单元C，所述聚酰胺树脂中的所述亲水性单体单元A相对于全部单体单元的合计的比例为2.5mol％以上且不足13.5mol％。2.根据权利要求1所述的三维造型用可溶性材料，其中，所述亲水性基团包含选自伯氨基、仲氨基、叔氨基、季铵盐基、氧亚乙基、羟基、羧基、羧酸盐基、磷酸基、磷酸盐基、磺酸基及磺酸盐基中的至少1种以上。3.根据权利要求2所述的三维造型用可溶性材料，其中，构成所述磺酸盐基的磺酸基的抗衡离子为选自钠离子、钾离子、锂离子、镁离子、钙离子、钡离子、锌离子及铵离子中的至少1种以上。4.根据权利要求1～3中任一项所述的三维造型用可溶性材料，其中，用于衍生所述亲水性单体单元A的单体A为选自5-磺基间苯二甲酸及2-磺基对苯二甲酸中的至少1种以上。5.根据权利要求1～4中任一项所述的三维造型用可溶性材料，其中，用于衍生所述疏水性二羧酸单体单元B的二羧酸B包含选自芳香族二羧酸及脂环式二羧酸中的至少1种以上。6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：平井丈士，吉村忠德，
申请(专利权)人：花王株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP