用于三维打印的组合物制造技术

本申请涉及用于3D打印的组合物、使用其的3D打印方法和包含其的三维形状物，并且提供了能够实现精确形成三维形状物以及三维形状物的均匀固化物理特性的墨组合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于三维打印的组合物
相关申请的交叉引用本申请要求基于在2016年11月21日提交的韩国专利申请第10-2016-0155255号的优先权的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。
本申请涉及用于3D打印的组合物、使用其的3D打印方法和包含其的三维形状物。
技术介绍
本申请涉及可以应用于三维打印的磁体复合材料以及包含其的墨组合物。三维打印机具有被配置成三维地形成物理物体的三维打印机构。关于作为用于通过这样的三维打印机三维地形成物理物体的三维打印墨的用于3D打印的组合物的研究正在继续。在实现期望的图案或立体形状物中，常规的3D打印方法通过借助热、光等使树脂组合物固化的方法来进行。然而，在这些方法中，热固型的情况是相对简单的制造过程，其中聚合物长丝热熔化、挤出和在指定点处滴落以完成逐层层合的形状物，但是存在诸如以下的问题：不精确的形状、和由于供热设备而引起的不均匀固化、有机/无机复合材料之间的相分离、以及由于加热/冷却而引起的热收缩。此外，可光固化型的情况可以精确表达，但是存在诸如设备尺寸、储存和固化后硬度低的问题。
技术实现思路
技术问题本申请涉及用作3D打印机的墨的组合物，并且提供了能够精确形成三维立体形状物并且实现三维形状物的均匀固化特性的组合物。技术方案本申请涉及用于3D打印的组合物。用于3D打印的组合物可以应用于例如打印三维物理物体以形成三维形状物。此外，该组合物可以应用于密封电子装置。例如，该组合物可以应用于封装微电子装置，例如微电池。示例性的用于3D打印的组合物可以包含磁性颗粒和含气体的颗粒。磁性颗粒和含气体的颗粒可以形成磁性复合材料。例如，可以通过用磁性颗粒围绕含气体的颗粒或者用含气体的颗粒围绕磁性颗粒来形成磁性复合材料。由于用于3D打印的组合物包含上述磁性复合材料，本申请使得能够用磁性颗粒的振动热使组合物固化并且通过含气体的颗粒实现均匀固化，如下所述。磁性颗粒可以具有两个或更多个磁畴(多磁畴)。此外，磁性颗粒在不存在外部磁场时可以具有不规则排列的磁畴，并且可以通过外部交流磁场而被磁化。在此，磁畴的不规则排列可以意指存在于磁畴中的磁方向各自不同且不对齐的状态，并且在这种情况下，可以是没有磁性的状态，因为在室温下净磁化强度值是零。然而，当施加外部交流磁场时，磁畴的磁方向对齐，由此可以使磁性颗粒磁化。磁性颗粒可以是超顺磁性颗粒，但不限于此。在根据本申请的3D打印方法中，该组合物以三维形式施加以形成三维形状物，并且通过施加磁场由磁性颗粒产生振动热，由此可以使用于3D打印的组合物均匀固化。在现有的3D打印方法中，还存在使用通过添加金属或导电材料(碳或碳纳米管)以及电磁感应或用微波照射以产生热的技术来固化或烧结树脂的方法，但在电磁感应的情况下，可能会产生接触表面与内部之间的温度差，从而引起固化后树脂的物理特性方面的问题，而在微波的情况下，存在在过程中进行更换操作期间暴露于人体的风险。本申请通过电磁感应加热使磁性颗粒磁化翻转(magnetizationreversal)来产生振动热，由此所产生的热可以使下面将描述的热固性树脂等固化。在通过电磁感应产生热的常规技术的情况下，热由涡电流产生，其中热是由金属或磁性材料的磁滞损耗(hysteresisloss)产生的。然而，在本申请的情况下，随着磁性材料的颗粒变小至纳米尺寸，磁性材料本身的磁滞损耗变小并且仅存在饱和磁化强度值。因此，本申请可以由于磁性材料之间的振动而非涡电流而产生热。也就是说，在本申请中，磁性材料本身由于磁性颗粒在外部磁场下的矫顽力而振动，其中可以使用所产生的热使树脂固化，并且固化从组合物的内部进行，使得固化产物可以具有优异的物理特性。因此，本申请可以实现均匀且稳定的固化。如上所述，磁性颗粒可以包含两个或更多个磁畴。在本说明书中，术语“磁畴”通常意指磁性材料内分成不同的磁化方向的区域。在本申请中，具有两个或更多个磁畴的磁性颗粒通过外部交流磁场被强烈磁化以产生振动热，并且当磁场消除时，磁性颗粒返回到原始磁畴，由此可以提供磁滞损耗的剩余磁化低的磁性颗粒。在一个实例中，磁性颗粒的材料没有特别限制。磁性材料可以包括纯铁、铁氧化物、铁氧体、铁合金、钴合金、镍合金或锰合金。磁性颗粒的形状可以为球体、椭球体、四面体、六面体、三棱柱、四棱柱、圆柱体、椭圆柱、多边柱或无定形形状。根据本申请的一个实例，磁性颗粒可以为球形的。此外，磁性颗粒的密度可以考虑本申请的目的而适当地选择。例如，颗粒的密度可以为1g/cm3至10g/cm3、1.5g/cm3至8.5g/cm3、或3g/cm3至7g/cm3。在所述密度范围内，磁性颗粒与上述含气体的颗粒组合并在3D打印时以均匀分布分散，因此本申请可以实现均匀固化。在一个实例中，磁性颗粒的矫顽力可以在1kOe至200kOe、10kOe至150kOe、20kOe至120kOe、30kOe至100kOe、40kOe至95kOe或50kOe至95kOe的范围内。本文中的术语“矫顽力”可以意指使磁性材料的磁化强度降低至零所需的临界磁场的强度。更具体地，通过外部磁场被磁化的磁性材料即使除去磁场也保持一定程度的磁化状态，其中能够通过向由此磁化的磁性材料施加反向磁场使磁化程度变为零的磁场的强度被称为矫顽力。磁性材料的矫顽力可以是区分软磁性材料或硬磁性材料的标准，并且本申请的磁性颗粒可以是软磁性材料。通过将磁性颗粒的矫顽力控制在上述范围内，本申请更加容易地实现磁性材料的磁化翻转以产生本申请中期望程度的振动热，使得可以通过树脂的均匀固化满足期望程度的固化物理特性。在一个实例中，对于本申请中测量的物理特性值，当测量值是随温度变化的值时，测量温度可以是室温，例如25℃。此外，在一个实例中，磁性颗粒在25℃下的饱和磁化强度值在20emu/g至150emu/g、30emu/g至130emu/g、40emu/g至100emu/g、50emu/g至90emu/g或60emu/g至85emu/g的范围内。通过能够控制磁性颗粒以具有相对大的饱和磁化强度值并因此能够通过磁性颗粒之间的振动而非涡电流产生热，本申请可以通过树脂的均匀固化来满足固化物理特性。在本申请中，磁性颗粒的物理特性的测量可以通过VSM(振动样品磁强计)的值来计算。VSM是一种通过记录由霍尔(Hall)探针施加的施加磁场并记录通过法拉第(Faraday)定律向样品施加振动时获得的电动势来测量样品的磁化强度值的装置。根据法拉第定律，可以看出，如果条形磁体的N极指向并被推向线圈，则检流计移动并且电流流过线圈。所产生的电流称为感应电流，其被认为是由感应电动势产生。VSM是这样的方法：其在搜索线圈中检测通过这种基本操作原理使样品振动时产生的感应电动势，以通过该电动势来测量样品的磁化强度值。材料的磁特性可以简单地作为磁场、温度和时间的函数来测量，并且可以在高至2特斯拉的磁力和2K至1273K的温度范围下快速测量。在本申请的一个实施方案中，磁性颗粒的平均粒径可以在20nm至300nm、30nm至250nm、40nm至230nm或45nm至220nm的范围内。此外，磁性颗粒中的磁畴的平均尺寸可以在10nm至50nm或20nm至30nm的范围内。通过在所述颗粒尺寸范围内将磁畴的数量和磁性颗粒的矫顽力的大小本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于3D打印的组合物，包含具有两个或更多个磁畴的磁性颗粒，其中所述磁畴在不存在外部磁场时不规则地排列并且通过外部交流磁场而被磁化；和含气体的颗粒。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.21 KR 10-2016-01552551.一种用于3D打印的组合物，包含具有两个或更多个磁畴的磁性颗粒，其中所述磁畴在不存在外部磁场时不规则地排列并且通过外部交流磁场而被磁化；和含气体的颗粒。2.根据权利要求1所述的用于3D打印的组合物，其中所述磁性颗粒围绕所述含气体的颗粒，或者所述含气体的颗粒围绕所述磁性颗粒，由此形成磁性复合材料。3.根据权利要求1所述的用于3D打印的组合物，其中所述磁性颗粒包括纯铁、铁氧化物、铁氧体、铁合金、钴合金、镍合金或锰合金。4.根据权利要求1所述的用于3D打印的组合物，其中所述磁性颗粒的矫顽力在1kOe至200kOe的范围内。5.根据权利要求1所述的用于3D打印的组合物，其中所述磁性颗粒在25℃下的饱和磁化强度值在20emu/g至150emu/g的范围内。6.根据权利要求1所述的用于3D打印的组合物，其中所述磁性颗粒的平均粒径在20nm至300nm的范围内。7.根据权利要求1所述的用于3D打印的组合物，其中所述磁畴的平均尺寸在10nm至50nm的范围内。8.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴赛布，李振圭，安相范，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR