JP2018199287A - Manufacturing method of ceramic body - Google Patents

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Abstract

To provide a manufacturing method of a ceramic body with high purity and a ceramic particle dispersion element with high purity and high concentration applicable to the manufacturing method of the ceramic body where boehmite sol or binder component is not used as indispensable material and a dry process is not indispensable.SOLUTION: A manufacturing method of a ceramic body comprises a process (I) to cure ink liquid X including a solvent (A) and ceramic particles (B) modified with a reactive functional group and ink liquid Y including a chemical compound (C) as an essential component for crosslinking reaction with the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group, by supplying and mixing both of them simultaneously or independently layer by layer or at one time to a support body, wherein the solvent (A) is a solvent of which a steam pressure at 20°C is equal to or lower than 1500 Pa and which has no reactivity with any of the ceramic particles (B) or the chemical compound (C).SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、三次元形状の造形物(セラミック体)を作製する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a three-dimensional shaped object (ceramic body).

三次元の造形物を作製するには、形状を保持する技術が必要である。良く知られた方法としては、鋳型を用いて熱可塑性樹脂や溶融金属等を注入し成形する方法が一般的である。しかし、セラミック分散体を材料としてこの方法でセラミック体を作製するには、鋳型内で溶媒を乾燥させる工程が必要となり、事実上困難である。   In order to produce a three-dimensional structure, a technique for maintaining the shape is required. A well-known method is generally a method in which a mold is used to inject a thermoplastic resin, molten metal, or the like. However, producing a ceramic body by this method using a ceramic dispersion as a material requires a step of drying a solvent in a mold, which is practically difficult.

少量生産方式として近年注目を集めているのは、3Dプリンターである。インクジェット方式の3Dプリンターでは、光硬化性樹脂を含む溶液をインクジェットヘッドから吐出させた後、紫外線ランプにより硬化させる方法である。この方法は、ノズルを増やすことにより様々な材料を同時に供給できるため、複数の材料からなる造形物を作製できる。しかしながら、この方法では形状を保持するために、光硬化性樹脂が必須であるため、造形物中のセラミックの濃度は、その分だけ低下せざるを得ない。   In recent years, 3D printers have attracted attention as a low-volume production method. In an inkjet 3D printer, a solution containing a photocurable resin is ejected from an inkjet head and then cured by an ultraviolet lamp. Since this method can simultaneously supply various materials by increasing the number of nozzles, it is possible to produce a shaped article made of a plurality of materials. However, in this method, in order to maintain the shape, a photocurable resin is indispensable, and therefore the ceramic concentration in the modeled object has to be reduced accordingly.

特許文献1においては、インクジェットプリンターを用いて、セラミックを含む懸濁液を層毎に印刷し、形成された複合層を乾燥及び硬化することによって、三次元形状セラミック体の製造プロセスが提案されている。このプロセスでは、水性ベーマイトゾル、低分子量アルコール、乾燥抑制剤、有機流動化剤を含む分散媒に50重量%〜80重量%のセラミック粒子を含む懸濁液をインクとして使用し、インクジェットで吐出後、乾燥及び焼結することにより三次元形状セラミック体を形成している。しかしながら、このプロセスは、水性ベーマイトゾル(アルミナ1水和物)を含有することが必須であり、アルミナを含まない造形物を作製することは不可能であった。また、形状を保持するためには、一層毎に、80℃で乾燥させなければならず、多層を積層して立体構造物を作製するには、多くの時間を要するという欠点があった。   In Patent Document 1, a manufacturing process of a three-dimensional ceramic body is proposed by printing a suspension containing a ceramic layer by layer using an inkjet printer, and drying and curing the formed composite layer. Yes. In this process, a suspension containing 50 wt% to 80 wt% ceramic particles is used as an ink in a dispersion medium containing an aqueous boehmite sol, a low molecular weight alcohol, a drying inhibitor, and an organic fluidizing agent, and then ejected by inkjet. A three-dimensional ceramic body is formed by drying and sintering. However, in this process, it is essential to contain an aqueous boehmite sol (alumina monohydrate), and it was impossible to produce a shaped article that does not contain alumina. In addition, in order to maintain the shape, each layer must be dried at 80 ° C., and it takes a lot of time to produce a three-dimensional structure by stacking multiple layers.

特許文献2においては、半導体酸化物0.1〜20重量部を含有することを特徴とする、厚さ10μmの厚膜形成が可能なインクジェット用インクを作製している。このインクは、バインダーを用いて、酸化物粒子を硬化させているが、酸化物粒子の濃度は20重量部までしか言及されていないため、それ以上の高濃度で実施可能であるかは不明である。また、厚さ10μmの厚膜を形成しているが、それ以上の厚さで造形できるかは不明である。   In Patent Document 2, an ink-jet ink capable of forming a thick film having a thickness of 10 μm is prepared, which contains 0.1 to 20 parts by weight of a semiconductor oxide. In this ink, the oxide particles are cured using a binder. However, since the oxide particle concentration is only mentioned up to 20 parts by weight, it is unclear whether it can be carried out at a higher concentration. is there. Moreover, although the 10-micrometer-thick thick film is formed, it is unknown whether it can model with the thickness beyond it.

国際公開第2007/112885号公報International Publication No. 2007/112885 特開2012−102308号公報JP 2012-102308 A

本発明が解決しようとする課題は、高純度なセラミック体の製造方法を提供すること、及び、ベーマイトゾルやバインダー成分を必須とすることなくかつ乾燥工程を必須とすることもなく、前記セラミック体の製造方法に適用可能である高純度で高濃度なセラミック粒子分散体を提供することにある。   The problem to be solved by the present invention is to provide a method for producing a high-purity ceramic body, and without requiring a boehmite sol or a binder component and without requiring a drying step, the ceramic body An object of the present invention is to provide a high-purity and high-concentration ceramic particle dispersion that can be applied to the production method described above.

本発明者等は、種々検討した結果、特定の溶媒中に分散させたセラミックナノ粒子をその粒子の表面修飾基を用いて硬化させることで、樹脂等のバインダーや目的とするセラミック体の主成分以外の無機物を必須成分とすることのない高純度なセラミック体を、溶媒を内包したまま、造形できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of various investigations, the present inventors have cured ceramic nanoparticles dispersed in a specific solvent using the surface modification group of the particles, thereby allowing a binder such as a resin or the main component of the target ceramic body. The present inventors completed the present invention by finding that a high-purity ceramic body that does not contain any other inorganic substance as an essential component can be formed while enclosing a solvent.

即ち本発明は、溶媒(A)と反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)とを含有するインクX液と、前記反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と架橋反応を起こす化合物(C)を必須成分とするインクY液を、同時に又は別々に、支持体に層毎又は一度に供給し混合することにより硬化させる工程(I)を含み、前記溶媒(A)が、20℃における蒸気圧が1500Pa以下であり、かつ、前記セラミック粒子(B)又は前記化合物(C)のいずれとも反応性を有しない溶媒である、セラミック体の製造方法に関する。   That is, the present invention performs a cross-linking reaction between the ink X liquid containing the solvent (A) and the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group, and the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group. A step (I) in which the ink Y liquid containing the compound (C) to be awakened as an essential component is simultaneously or separately cured and supplied to the support layer by layer or at a time, and the solvent (A) comprises: The present invention relates to a method for producing a ceramic body, wherein the vapor pressure at 20 ° C. is 1500 Pa or less, and the solvent is not reactive with any of the ceramic particles (B) or the compound (C).

また、本発明は、前記方法で得られたセラミック体を乾燥又は焼結する工程を有する、セラミック焼結体の製造方法に関する。
また、本発明は、前記した本発明の製造方法に用いるインクセットに関する。即ち、該インクセットは、溶媒(A)と反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)とを含有するインクX液と、前記反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と架橋反応を起こす化合物(C)を必須成分とするインクY液の2種以上のインクからなり、前記溶媒(A)が、20℃における蒸気圧が1500Pa以下であり、かつ、前記セラミック粒子(B)又は前記化合物(C)のいずれとも反応性を有しない溶媒である、造形用インクセットである。
Moreover, this invention relates to the manufacturing method of a ceramic sintered compact which has the process of drying or sintering the ceramic body obtained by the said method.
The present invention also relates to an ink set used in the manufacturing method of the present invention described above. That is, the ink set includes an ink X solution containing a solvent (A) and a ceramic particle (B) modified with a reactive functional group, and a crosslink with the ceramic particle (B) modified with the reactive functional group. It consists of two or more inks of ink Y liquid containing a compound (C) that causes a reaction as an essential component, the solvent (A) has a vapor pressure at 20 ° C. of 1500 Pa or less, and the ceramic particles (B) Or it is a modeling ink set which is a solvent which is not reactive with any of the said compound (C).

本発明の造形用インクセットは、特許文献1及び特許文献2で開示されたベーマイトゾルやバインダー成分を必須とすることなく、溶媒中にセラミックを分散しているため、温度に対する粘度の変化が緩やかであり、セラミック分散体の温度安定性が高い。また、溶媒とセラミック微粒子が主成分であり、その他の成分は必須ではないため、高純度のセラミック微粒子分散体を調製できる。さらにこの分散体を、上記した本発明のセラミック体の製造方法中の工程に用いて作製したセラミック体から、乾燥または焼結等により溶媒を除去することで高純度のセラミック焼結体を製造することができる。さらに、本発明の分散体は、溶媒に分散する表面修飾基を有する粒子であれば、セラミックの種類を問わず応用可能であるため、多種の機能を有するセラミックを用いた造形物の製造に応用可能である。   In the ink set for modeling according to the present invention, since the ceramic is dispersed in the solvent without requiring the boehmite sol and the binder component disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, the change in viscosity with respect to temperature is slow. And the temperature stability of the ceramic dispersion is high. Moreover, since the solvent and ceramic fine particles are the main components and the other components are not essential, a high-purity ceramic fine particle dispersion can be prepared. Furthermore, a high-purity ceramic sintered body is produced by removing the solvent by drying or sintering from the ceramic body produced by using this dispersion in the steps in the above-described method for producing a ceramic body of the present invention. be able to. Furthermore, since the dispersion of the present invention can be applied to any kind of ceramic as long as it has particles having a surface modification group dispersed in a solvent, it can be applied to the production of a shaped article using a ceramic having various functions. Is possible.

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のインクセットを、同時に又は別々に、支持体に層毎又は一度に供給し混合することにより硬化させる工程を含むことを特徴とするセラミック体の製造方法に関する。
このような本発明のインクセットは、インクを混合することだけで硬化が可能である。
硬化を促進するためにエネルギー線又は熱刺激を用いることもできる。また本発明のインクセットは、特定の溶媒を用いたことにより、溶媒を内包したままセラミック粒子がネットワーク構造を形成しやすく、三次元形状の硬化物をより好適に作製することができる。発明者らは、このような性質を見出し、これに注目し、造形物であるセラミック体の製造方法(有機成分を除去する前の形状保持方法)及びセラミック焼結体(有機成分を乾燥又は焼結により除去することで得られるセラミック体)の製造方法に、本インクセットを適用することにより、上述のような効果を得て課題解決に至ったものである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention relates to a method for producing a ceramic body, comprising a step of curing the ink set of the present invention by supplying and mixing layers or at a time on a support simultaneously or separately.
Such an ink set of the present invention can be cured only by mixing ink.
Energy rays or thermal stimuli can also be used to promote curing. In addition, the ink set of the present invention uses a specific solvent, so that the ceramic particles can easily form a network structure while containing the solvent, and a three-dimensional shape cured product can be more suitably produced. The inventors have found such a property, paying attention to this, and manufacturing a ceramic body that is a shaped product (a method for maintaining the shape before removing the organic component) and a ceramic sintered body (drying or firing the organic component). By applying the present ink set to a method for producing a ceramic body obtained by removing by congealing, the above-described effects were obtained and the problem was solved.

本発明のインクセットを用いれば、インクを硬化させた場合に硬化物中に溶媒を残存させることができる(溶媒を内包したまま硬化できる)ことから、溶媒の揮発によるひずみが生じにくく、粒子間のネットワークを作りやすいため、三次元形状の硬化物を好適に作製することができる。   If the ink set of the present invention is used, when the ink is cured, the solvent can remain in the cured product (it can be cured while the solvent is contained), so that distortion due to the volatilization of the solvent is less likely to occur, and between the particles Therefore, a three-dimensional cured product can be suitably produced.

インクY液には、必要に応じ、粘度を調整する目的で溶媒(D)を混合してもよい。   The ink Y liquid may be mixed with a solvent (D) for the purpose of adjusting the viscosity, if necessary.

インクX液とインクY液とを同時に又は別々に、支持体に層毎又は一度に供給し混合することにより硬化させて製造する硬化物において、硬化物中に残存する溶媒(A)及び溶媒(D)の合計量が、硬化前の該溶媒の合計重量の80重量%以上残存することが好ましく、90重量%以上残存することがより好ましい。このような結果を得るためには、用いる溶媒(A)及び溶媒(D)は、20℃における蒸気圧が1500Pa以下の溶媒であることが好ましく、20℃における蒸気圧が1000Pa以下の溶媒であることがより好ましい。この範囲内であれば、粒子間のネットワークのひずみが生じにくく、硬化時の粒子間のネットワークをより好適に作製することが可能である。   In the cured product produced by curing the ink X liquid and the ink Y liquid simultaneously or separately by supplying them to the support layer by layer or once and mixing them, the solvent (A) and the solvent ( The total amount of D) preferably remains 80% by weight or more, more preferably 90% by weight or more of the total weight of the solvent before curing. In order to obtain such a result, the solvent (A) and the solvent (D) to be used are preferably solvents having a vapor pressure of 1500 Pa or less at 20 ° C., and are solvents having a vapor pressure of 1000 Pa or less at 20 ° C. It is more preferable. If it is in this range, the distortion of the network between the particles hardly occurs, and the network between the particles at the time of curing can be more suitably produced.

そのような要件を満たす溶媒(A)及び溶媒(D)の一例として、下記式(1)で表される化合物、下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、3−メトキシブチルアセテート、グリセリン、1,3−ブチレングリコール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、1,3−オクチレングリコール、2−エチルブタノール、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸3−メチルブチル、酢酸ベンジル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸ブチル、フタル酸ジブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、ノナン、デカン、ドデカン、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸ブチル、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトンなどが挙げられる。   As an example of the solvent (A) and the solvent (D) that satisfy such requirements, the compound represented by the following formula (1), the compound represented by the following formula (2), and the following formula (3) Compound, 3-methoxybutyl acetate, glycerin, 1,3-butylene glycol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, 1,3-octylene glycol, 2-ethylbutanol, 2-ethylhexyl acetate, 3-methylbutyl acetate Benzyl acetate, methyl propionate, butyl propionate, dibutyl phthalate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, nonane, decane, dodecane, methyl benzoate, ethyl benzoate, butyl benzoate, N-methyl-2-pyrrolidone , Dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, γ-butyrolactone δ- valerolactone, such as ε- caprolactone.

Figure 2018199287
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(式(1)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基、Rは水素原子、ベンジル基、フェニル基又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基である。また、nは1〜4の整数である。) (In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group which may be branched having 1 to 12 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom, a benzyl group, a phenyl group or carbon. (It is the alkyl group which may be branched of number 1-12. Moreover, n is an integer of 1-4.)

Figure 2018199287
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(式(2)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子、ベンジル基又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基、Rはメチル基又はエチル基である。また、nは1〜4の整数である。) (In Formula (2), R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5 is a hydrogen atom, a benzyl group, or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R 6 is a methyl group or an ethyl group. Moreover, n is an integer of 1 to 4.)

Figure 2018199287
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(式(3)中、R、Rは、各々独立にメチル基又はエチル基である。また、nは1〜4の整数である。) (In the formula (3), R 7, R 8 are each independently a methyl group or an ethyl group. Further, n represents an integer of 1 to 4.)

溶媒(A)及び溶媒(D)のより好適な例としては、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物、式(3)で表される化合物、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルスルホキシドなどが挙げられる。これらは、1種のみを用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   More preferable examples of the solvent (A) and the solvent (D) include a compound represented by the formula (1), a compound represented by the formula (2), a compound represented by the formula (3), and N-methyl. -2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like. These may use only 1 type and may mix and use 2 or more types.

溶媒(A)及び溶媒(D)は同一でもよいし、別の種類でも構わない。   The solvent (A) and the solvent (D) may be the same or different types.

本発明のインクセットは、反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と、反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と架橋反応を起こす化合物(C)とが反応して、ネットワーク構造を形成し、上記したような溶媒を内包したまま硬化すると考えられる。このような硬化システムを見出したことにより、従来必須成分と考えられてきたバインダー樹脂を使用しなくても形状保持が可能となり、高純度なセラミック体を得ることができる。すなわちバインダー成分を実質的に含有しないインクセットを用いた造形が可能である。なお、「実質的に含有しない」とは、バインダー成分を、例えば光硬化性能を十分発揮させるような従来本分野で使用されてきたような量で含有しないことを意味し、不可避的混入または他の目的のため微量に加えることまでも排除することを意味するものではない。   In the ink set of the present invention, the ceramic particles (B) modified with reactive functional groups react with the ceramic particles (B) modified with reactive functional groups and a compound (C) that causes a crosslinking reaction, It is considered that a network structure is formed and cured while enclosing the solvent as described above. By finding such a curing system, the shape can be maintained without using a binder resin which has been considered as an essential component in the past, and a high-purity ceramic body can be obtained. That is, modeling using an ink set that substantially does not contain a binder component is possible. Note that “substantially free” means that the binder component is not contained in an amount that has been used in the field of the art so as to sufficiently exhibit, for example, photocuring performance. It is not meant to exclude the addition of a minute amount for the purpose.

ネットワーク構造を形成するための架橋反応は、エポキシ基とチオール基の反応、エポキシ基とアミノ基の反応、エポキシ基とカルボキシル基の反応、アミノ基とイソシアネート基の反応、イソシアネート基と水酸基の反応などが挙げられる。   Crosslinking reaction to form network structure includes reaction of epoxy group and thiol group, reaction of epoxy group and amino group, reaction of epoxy group and carboxyl group, reaction of amino group and isocyanate group, reaction of isocyanate group and hydroxyl group, etc. Is mentioned.

上記反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)を製造するためには、セラミックの表面に配位及び/又は結合可能であり、上記架橋反応が可能な反応性基をもつ反応性化合物(α)でセラミック粒子を修飾すればよい。反応性化合物(α)は、単一成分で、または、その2種類以上を混合して用いることができる。   In order to produce the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group, a reactive compound having a reactive group capable of coordinating and / or bonding to the surface of the ceramic and capable of the crosslinking reaction ( The ceramic particles may be modified with α). The reactive compound (α) can be used as a single component or as a mixture of two or more thereof.

反応性化合物(α)としては、例えばエポキシ基、アミノ基、反応性二重結合を持った官能基(メタクリロイル基、アクリロイル基、ビニル基など)、イソシアネート基、水酸基、チオール基、カルボキシル基を含有する反応性化合物が挙げられる。   Examples of reactive compounds (α) include epoxy groups, amino groups, functional groups having reactive double bonds (methacryloyl groups, acryloyl groups, vinyl groups, etc.), isocyanate groups, hydroxyl groups, thiol groups, and carboxyl groups. And reactive compounds.

エポキシ基を含有する反応性化合物の例としては、エピクロロヒドリン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。   Examples of reactive compounds containing epoxy groups include epichlorohydrin, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltri Examples include methoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-glycidoxypropyltriethoxysilane.

反応性二重結合を持った官能基を含有する反応性化合物の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルコハク酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−(メタ)アククリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。   Examples of reactive compounds containing a functional group having a reactive double bond include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, fumaric acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl succinic acid, 2- (meth) Acryloyloxyethyl hexahydrophthalic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalic acid, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3- (meth) acrylic Roxypropyltrimethoxysilane, 3- (meth) acryloxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) Acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acryl Over DOO, such as 4-hydroxybutyl (meth) acrylate.

アミノ基を含有する反応性化合物の例としては、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−2−(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。   Examples of reactive compounds containing amino groups include N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-amino. Examples thereof include propyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane.

また、上記セラミック粒子(B)は、上記反応性化合物(α)以外にも、セラミックの表面に配位及び/又は結合可能であれば反応性官能基を持たない化合物(β)(以下、化合物(β)と表記する場合がある)で、さらに修飾されていてもよい。化合物(β)は、セラミック粒子の溶媒中での分散性を向上させるために有効である。化合物(β)の例としては、酢酸、吉草酸、ヘキサン酸、へプタン酸、2−エチルヘキサン酸、オクタン酸、2−メチルへプタン酸、4−メチルオクタン酸、ノナン酸、デカン酸、ネオデカン酸、ドデカン酸、テトラデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、シクロヘキサノール、1−ブタノール、2−ブタノール、オレインアルコール、メチルシクロヘキサノール、エチレングリコールモノエチルエーテルなどが挙げられる。これらは、1種のみを用いても良いし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In addition to the reactive compound (α), the ceramic particles (B) may be a compound (β) having no reactive functional group (hereinafter referred to as a compound) as long as it can be coordinated and / or bonded to the surface of the ceramic. (May be described as (β)), and may be further modified. The compound (β) is effective for improving the dispersibility of the ceramic particles in the solvent. Examples of the compound (β) include acetic acid, valeric acid, hexanoic acid, heptanoic acid, 2-ethylhexanoic acid, octanoic acid, 2-methylheptanoic acid, 4-methyloctanoic acid, nonanoic acid, decanoic acid, neodecane Acid, dodecanoic acid, tetradecanoic acid, hexadecanoic acid, octadecanoic acid, oleic acid, 12-hydroxystearic acid, cyclohexanol, 1-butanol, 2-butanol, oleic alcohol, methylcyclohexanol, ethylene glycol monoethyl ether . These may be used alone or in combination of two or more.

本発明においてセラミック粒子(B)の表面修飾方法は、通常、セラミック粒子を修飾するために採用される方法を用いればよく、その方法は特に限定されるものではない。例えば、金属酸化物等のセラミックナノ粒子を窒素雰囲気下、反応槽に入れ攪拌しながら、反応性化合物(α)や化合物(β)を噴霧した後に100〜150℃で1時間以上加熱攪拌し修飾する乾式法や、セラミック粒子(B)をスラリー化し、反応性化合物(α)及び化合物(β)を加え、熱を加えながら攪拌して修飾する湿式法どちらを用いても良い。また、ゾルゲル法や超臨界水熱合成法でセラミックナノ粒子を合成する時に表面修飾を行なっても良い。   In the present invention, the method for modifying the surface of the ceramic particles (B) may be a method usually employed for modifying the ceramic particles, and the method is not particularly limited. For example, ceramic nanoparticles such as metal oxides are placed in a reaction vessel in a nitrogen atmosphere and stirred while spraying the reactive compound (α) or compound (β), and then heated and stirred at 100 to 150 ° C. for 1 hour or longer for modification. Either a dry method to make the slurry, or a wet method in which the ceramic particles (B) are slurried, the reactive compound (α) and the compound (β) are added, and the mixture is modified by stirring while applying heat may be used. Further, surface modification may be performed when the ceramic nanoparticles are synthesized by a sol-gel method or a supercritical hydrothermal synthesis method.

本発明で用いる反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)を作製するためのセラミック粒子は単一であっても良いし、2種以上のセラミックの混合物、固溶体もしくは複合酸化物であっても良い。単一のセラミックの例としては、SiO、Al、TiO、ZrO、In、ZnO、SnO、La、Y、CeO、MgO、Siなどが挙げられ、固溶体または複合酸化物の例としては、ITO、ATO、BaTiO、CaTiO、MgAl、Al−ZrO、Y3-ZrO、ベーマイト及び/またはMgO及び/またはCaO等で安定化したZrO、Al、Y、HfO、CeO、Al−ZrO、Al、Y、Fe、他の希土類酸化物で安定化したSiなどが挙げられる。 The ceramic particles for producing the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group used in the present invention may be single, a mixture of two or more ceramics, a solid solution or a composite oxide. Also good. Examples of single ceramic, SiO 2, Al 2 O 3 , TiO 2, ZrO 2, In 2 O 3, ZnO, SnO 2, La 2 O 3, Y 2 O 3, CeO 2, MgO, Si 3 such as N 4, and examples of solid solution or composite oxide, ITO, ATO, BaTiO 3, CaTiO 3, MgAl 2 O 4, Al 2 O 3 -ZrO 2, Y 2 O 3- ZrO 2, boehmite and / or MgO and / or ZrO 2 stabilized with CaO or the like, Al 2 O 3, Y 2 O 3, HfO 2, CeO 2, Al 2 O 3 -ZrO 2, Al 2 O 3, Y 2 O 3, Fe 2 O 3 and Si 3 N 4 stabilized with other rare earth oxides.

架橋反応を起こす化合物(C)は、反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と架橋反応を起こす化合物であればいずれのものでもよい。   The compound (C) causing the crosslinking reaction may be any compound as long as it causes a crosslinking reaction with the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group.

架橋反応を起こす化合物(C)としては、反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)に応じて、ポリチオール、ポリアミン、ポリイソシアネート、ポリオールなどを選択することができる。架橋反応を起こす化合物(C)の分子量に特に制限はなく、分子量が低い化合物、オリゴマー化合物、ポリマーのいずれでも構わない。   As the compound (C) that causes a crosslinking reaction, polythiol, polyamine, polyisocyanate, polyol and the like can be selected according to the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group. There is no restriction | limiting in particular in the molecular weight of the compound (C) which raise | generates a crosslinking reaction, Any of a low molecular weight compound, an oligomer compound, and a polymer may be sufficient.

インクX液とインクY液を混合したときのセラミック粒子(B)の含有量は、5vol%以上70vol%以下であり、好ましくは5vol%以上60vol%以下である。前記濃度範囲であれば、粒子間の距離が近く、ネットワーク構造が十分に形成されるため、溶媒を内包した硬化物を安定的に作製することができる。   The content of the ceramic particles (B) when the ink X liquid and the ink Y liquid are mixed is 5 vol% or more and 70 vol% or less, preferably 5 vol% or more and 60 vol% or less. If it is the said density | concentration range, since the distance between particle | grains is near and a network structure is fully formed, the hardened | cured material which included the solvent can be produced stably.

インクX液及びインクY液には、必要に応じ、架橋反応を促進するために触媒を混合して用いることができる。   In the ink X liquid and the ink Y liquid, a catalyst can be mixed and used as needed to promote the crosslinking reaction.

本発明において、インクX液及びインクY液には、界面活性剤を配合してもよい。界面活性剤は、主に表面張力などの調製のために用いることができる。界面活性剤の種類は特に限定されないが、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤等を用いることができる。   In the present invention, a surfactant may be added to the ink X liquid and the ink Y liquid. The surfactant can be used mainly for preparation of surface tension and the like. Although the kind of surfactant is not specifically limited, For example, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant etc. can be used.

アニオン性界面活性剤としては、例えば、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルフェニルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、高級脂肪酸塩、高級脂肪酸エステルの硫酸エステル塩、高級脂肪酸エステルのスルホン酸塩、高級アルコールエーテルの硫酸エステル塩及びスルホン酸塩、高級アルキルスルホコハク酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩等が挙げられ、これらの具体例として、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、イソプロピルナフタレンスルホン酸塩、モノブチルフェニルフェノールモノスルホン酸塩、モノブチルビフェニルスルホン酸塩、ジブチルフェニルフェノールジスルホン酸塩等を挙げることができる。   Examples of the anionic surfactant include alkylbenzene sulfonate, alkylphenyl sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, higher fatty acid salt, sulfate of higher fatty acid ester, sulfonate of higher fatty acid ester, higher alcohol ether. Sulfate salts and sulfonates of the above, higher alkyl sulfosuccinates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, alkyl phosphates, polyoxyethylene alkyl ether phosphates, etc. Specific examples include dodecylbenzene sulfonate, isopropyl naphthalene sulfonate, monobutylphenylphenol monosulfonate, monobutylbiphenyl sulfonate, dibutylphenylphenol disulfate. It can be mentioned acid salts.

ノニオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、脂肪酸アルキロールアミド、アルキルアルカノールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマー等を挙げることができ、これらの中では、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミド、アセチレングリコール、アセチレングリコールのオキシエチレン付加物、ポリエチレングリコールポリプロピレングリコールブロックコポリマーが好ましい。   Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene nonyl phenyl ether, polyoxyethylene octyl phenyl ether, polyoxyethylene dodecyl phenyl ether, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyoxyethylene fatty acid ester, Sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyglycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, polyoxyethylene fatty acid amide , Fatty acid alkylolamide, alkyl alkanolamide, acetylene glycol, aceto Examples include oxyethylene adducts of lenglycol, polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymers, etc. Among these, polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene dodecylphenyl ether, polyoxyethylene Preference is given to alkyl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters, fatty acid alkylolamides, acetylene glycol, oxyethylene adducts of acetylene glycol, and polyethylene glycol polypropylene glycol block copolymers.

カチオン性界面活性剤としては、例えば、テトラアルキルアンモニウムハライド系界面活性剤、アルキルピリジニウムハライド系界面活性剤、アルキルイミダゾリンハライド系界面活性剤等が挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include tetraalkyl ammonium halide surfactants, alkyl pyridinium halide surfactants, alkyl imidazoline halide surfactants, and the like.

両性界面活性剤としては、例えば、アルキルベタイン系界面活性剤、アルキルイミダゾリニウムベタイン系界面活性剤、レシチン系界面活性剤等が挙げられる。   Examples of amphoteric surfactants include alkyl betaine surfactants, alkyl imidazolinium betaine surfactants, and lecithin surfactants.

その他の界面活性剤として、ポリシロキサンオキシエチレン付加物のようなシリコーン系界面活性剤;パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロアルキルスルホン酸塩、オキシエチレンパーフルオロアルキルエーテルのようなフッ素系界面活性剤;スピクリスポール酸、ラムノリピド、リゾレシチンのようなバイオサーファクタント等も使用することができる。   Other surfactants include silicone surfactants such as polysiloxane oxyethylene adducts; fluorine surfactants such as perfluoroalkyl carboxylates, perfluoroalkyl sulfonates, and oxyethylene perfluoroalkyl ethers. Biosurfactants such as spicrispolic acid, rhamnolipid, lysolecithin and the like can also be used.

これらの界面活性剤は、単独で用いることもできるし、2種類以上を混合して用いることもできる。   These surfactants can be used alone or in combination of two or more.

本発明の三次元形状セラミック体の製造においては、インクX液とインクY液の少なくとも2種の造形用インクを、同時に又は別々に、支持体に層毎又は一度に供給し混合することにより硬化し、一回で又は積層することによりセラミック体を製造する。
本発明における支持体とは、硬化前のインク混合液を保持できるものであればどのような形状、材質でもよく、例えば黒鉛板、プラチナ板、金属板、セラミック板、ガラス板等の平面支持体や、これらの材質でできた容器等の立体的な支持体などが挙げられる。
また、本発明における供給とは、インクを支持体に接液させることであり、また、硬化したインクの上にさらに、新しいインクを接液させることである。供給の方法に制限はないが、塗布、滴下、印刷、ディッピングなどが挙げられる。
In the production of the three-dimensionally shaped ceramic body of the present invention, at least two types of modeling inks, ink X liquid and ink Y liquid, are simultaneously or separately supplied to the support for each layer or at once and cured. Then, the ceramic body is manufactured once or by laminating.
The support in the present invention may be any shape and material as long as it can hold the ink mixture before curing, for example, a flat support such as a graphite plate, a platinum plate, a metal plate, a ceramic plate, or a glass plate. And a three-dimensional support such as a container made of these materials.
The supply in the present invention is to make the ink come into contact with the support, and to make new ink come into contact with the cured ink. Although there is no restriction | limiting in the supply method, Application | coating, dripping, printing, dipping, etc. are mentioned.

インクX液とインクY液を混合させて架橋反応によって硬化させる際の温度に関しては特に制限はない。インクの粘度や作業性を考慮すると室温以上が好ましい。   There is no particular limitation on the temperature at which the ink X liquid and the ink Y liquid are mixed and cured by a crosslinking reaction. Considering the viscosity and workability of the ink, room temperature or higher is preferable.

硬化速度を速める目的で、加熱を行っても良いし、エネルギー線による刺激を与えても良い。   For the purpose of increasing the curing rate, heating may be performed, or stimulation with energy rays may be given.

インクX液、インクY液は必要に応じて、2液以上に分割しても構わない。   The ink X liquid and the ink Y liquid may be divided into two or more liquids as necessary.

インクX液、インクY液を、同時に又は別々に、支持体に層毎又は一度に供給し混合する際に、インクX液とインクY液の硬化反応を阻害しない程度に、他のインク液を混合しても構わない。   When the ink X liquid and the ink Y liquid are simultaneously or separately supplied to the support layer by layer or once and mixed, the other ink liquids are added so as not to inhibit the curing reaction of the ink X liquid and the ink Y liquid. You may mix.

以下、本発明における実施態様の一例を下記するが、これらに限定されるわけではない。
具体的なセラミック体の製造法の例としては、インクを別々に少量ずつ支持体上に供給し、支持体上でインクを混合させることにより硬化させて積層する3D−インクジェット法や、容器に満たしたインクX液の中に支持体を設置し、インクY液の液滴を噴射して所望の形に硬化させ、支持体を上または下に移動させることにより、段階的に三次元形状を作製する材料噴射法等が挙げられる。
本発明における別の製造法の例としては、規定された寸法を有する型の中に一度にインクX液とインクY液を供給してインクを混合し、硬化させる方法も可能である。規定された寸法を有する型とは、例えば、シャーレなどの容器、寒天などで作製した型やプリンターで印刷した型等が挙げられる。
Hereinafter, although an example of the embodiment in the present invention is mentioned below, it is not necessarily limited to these.
Specific examples of a method for producing a ceramic body include a 3D-inkjet method in which ink is supplied to a support in small amounts separately, and the ink is mixed on the support to be cured and laminated, or a container is filled. A support is placed in the ink X liquid, ink Y liquid droplets are ejected and cured to the desired shape, and the support is moved up or down to create a three-dimensional shape step by step. And a material injection method.
As another example of the manufacturing method in the present invention, a method of supplying ink X liquid and ink Y liquid at a time into a mold having a prescribed size, mixing the ink, and curing the liquid is also possible. Examples of the mold having the prescribed dimensions include a container such as a petri dish, a mold manufactured with agar, a mold printed with a printer, and the like.

本発明の三次元形状セラミック体の製造においては、セラミック粒子の表面修飾基を利用して硬化させるため、所望の表面修飾基を付与することができる粒子であれば、セラミックの種類は限定されない。さらに、有機部分を焼結等により除去することで、理論上目的とする無機成分の純度が100%のセラミックの造形物(セラミック焼結体)を作製できる。また、本発明により製造可能な造形物の種類は特に制限がなく、教育、玩具の分野における人物、動植物等を模した模型、工業分野における各種製品、動作確認や嵌合せ、質感、サイズ感の確認のための試作段階の模型等、躯体の構造確認、見本の作製等のような建築分野におけるミニチュア、医療用分野における臓器、骨等のモデル、義手、歯冠、人工骨等の製造などさまざまな造形物作製に適用可能である。   In the production of the three-dimensionally shaped ceramic body of the present invention, since it is cured using the surface modification group of the ceramic particles, the type of ceramic is not limited as long as the particles can be provided with a desired surface modification group. Furthermore, by removing the organic portion by sintering or the like, a ceramic shaped article (ceramic sintered body) having a theoretically intended inorganic component purity of 100% can be produced. There are no particular restrictions on the types of objects that can be produced according to the present invention, models in the field of education and toys, models imitating animals and plants, various products in the industrial field, operation confirmation and fitting, texture, and size. Various models such as models in the prototype stage for confirmation, miniatures in the architectural field such as structural confirmation of the body, preparation of samples, etc., models of organs and bones in the medical field, prosthetic hands, crowns, artificial bones, etc. It is applicable to the production of a simple model.

以下、実施例を用いて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は以下の実施例の範囲に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in more detail using an Example, this invention is not limited to the range of a following example.

実施例1
<インクX液の調製>
エポキシ基修飾シリカMEK分散液(株式会社アドマテックス製 アドマナノYA010CMDV 20wt%含有)をエバポレーターを用いて、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(DGEME:蒸気圧 91Pa/20℃、分子量:148)に溶媒置換し、エポキシシリカDGEME分散液39.7wt%(22.8vol%)を調製し、インクX−1液を得た。得られたインク中のシリカ粒子の平均分散粒子径は10nmであった。
<インクY液の調製>
インクY−1液として、4官能チオールであるペンタエリスリトールテトラキス(カレンズMTPE1 昭和電工株式会社)を用いた。
<硬化試験>
インクX−1液 2gをシャーレ(φ4cm)に量りとり、インクY−1液0.09gを加え混合後50℃で30分間静置した。混合した際のエポキシ基修飾シリカの体積濃度は21.6vol%であった。静置後、溶媒を内包した板状の硬化物が得られた。硬化前に含まれていた溶媒量に対する硬化後の溶媒残存量は99%以上であった。
Example 1
<Preparation of ink X liquid>
Epoxy group-modified silica MEK dispersion (Admanex Co., Ltd., Admanano YA010CMDV 20 wt%) was replaced with diethylene glycol ethyl methyl ether (DGME: vapor pressure 91 Pa / 20 ° C., molecular weight: 148) using an evaporator, and epoxy silica A DGEME dispersion of 39.7 wt% (22.8 vol%) was prepared to obtain ink X-1. The average dispersed particle size of silica particles in the obtained ink was 10 nm.
<Preparation of ink Y liquid>
As the ink Y-1 liquid, pentaerythritol tetrakis (Karenz MTPE1 Showa Denko KK), which is a tetrafunctional thiol, was used.
<Curing test>
2 g of ink X-1 solution was weighed in a petri dish (φ4 cm), 0.09 g of ink Y-1 solution was added and mixed, and then allowed to stand at 50 ° C. for 30 minutes. The volume concentration of the epoxy group-modified silica when mixed was 21.6 vol%. After standing, a plate-like cured product containing a solvent was obtained. The residual amount of solvent after curing with respect to the amount of solvent contained before curing was 99% or more.

本発明で用いた測定方法及び用いた測定装置は以下の通りである。
<平均分散粒子径の分析>
測定装置:大塚電子株式会社製 ゼータ電位・粒径測定システムELS−Z
<紫外線照射装置>
ヘレウス株式会社製 無電極UVランプシステム F600V−10
<超音波ホモジナイザー>
ヒールッシャー製 UP−400S(400W) チップH7φ7mm
The measuring method and the measuring apparatus used in the present invention are as follows.
<Analysis of average dispersed particle size>
Measuring device: Zeta potential / particle size measurement system ELS-Z manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.
<Ultraviolet irradiation device>
Heraeus Corporation electrodeless UV lamp system F600V-10
<Ultrasonic homogenizer>
Heelscher UP-400S (400W) Tip H7φ7mm

実施例2
<インクX液の調製>
実施例1で調製したインクX−1液を用いた。
<インクY液の調製>
インクY−2液として、2,4,6−トリスジメチルアミノメチルフェノール(以下、TAPと表記する)を用いた。
<硬化試験>
インクX−1液 1.6gをシャーレ(φ4cm)に量りとり、インクY−2液 0.44gを加え混合し30分間静置した。混合した際のエポキシ基修飾シリカの体積濃度は17.2vol%であった。静置後、溶媒を内包した板状の硬化物が得られた。硬化前に含まれていた溶媒量に対する硬化後の溶媒残存量は99%以上であった。
Example 2
<Preparation of ink X liquid>
The ink X-1 liquid prepared in Example 1 was used.
<Preparation of ink Y liquid>
2,4,6-Trisdimethylaminomethylphenol (hereinafter referred to as TAP) was used as the ink Y-2 liquid.
<Curing test>
1.6 g of ink X-1 solution was weighed into a petri dish (φ4 cm), 0.44 g of ink Y-2 solution was added and mixed, and allowed to stand for 30 minutes. The volume concentration of the epoxy group-modified silica when mixed was 17.2 vol%. After standing, a plate-like cured product containing a solvent was obtained. The residual amount of solvent after curing with respect to the amount of solvent contained before curing was 99% or more.

実施例3
<インクX液の調製>
アミノ基修飾シリカ(日本アエロジル株式会社製 AEROSIL NA−50H 粒径30nm)をN−メチル−2−ピロリドン(NMP:蒸気圧 39Pa/20℃、分子量:99.1)中で超音波ホモジナイザーを用いて分散し、21wt%(11vol%)のインクX−2液を調製した。得られたインク中のシリカ粒子の平均分散粒子径は195.4nmであった。
<インクY液の調製>
インクY−3液として、ポリイソシアネート(DIC株式会社製 DN−980)を用いた。
<硬化試験>
インクX−2液 0.26gをあらかじめ寒天で作製した円柱(内径0.5cm、高さ1.5cm)に注入し、上からインクY−3液 0.016gを加え12時間静置した。混合した際のアミノ基修飾シリカの体積濃度は10.3vol%であった。静置後、溶媒を内包した1.5cmの円柱状の硬化物が得られた。硬化前に含まれていた溶媒量に対する硬化後の溶媒残存量は99%以上であった。
Example 3
<Preparation of ink X liquid>
Amino group-modified silica (AEROSIL NA-50H particle size: 30 nm, manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd.) in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP: vapor pressure 39 Pa / 20 ° C., molecular weight: 99.1) using an ultrasonic homogenizer Dispersed to prepare 21 wt% (11 vol%) ink X-2 liquid. The average dispersed particle size of silica particles in the obtained ink was 195.4 nm.
<Preparation of ink Y liquid>
Polyisocyanate (DN-980 manufactured by DIC Corporation) was used as the ink Y-3 liquid.
<Curing test>
Ink X-2 liquid 0.26 g was poured into a cylinder (inner diameter 0.5 cm, height 1.5 cm) prepared in advance with agar, and ink Y-3 liquid 0.016 g was added from above and allowed to stand for 12 hours. When mixed, the volume concentration of the amino group-modified silica was 10.3 vol%. After standing, a 1.5 cm cylindrical cured product enclosing a solvent was obtained. The residual amount of solvent after curing with respect to the amount of solvent contained before curing was 99% or more.

実施例4
<インクX液の調製>
実施例3で調製したインクX−2液を用いた。
<インクY液の調製>
インクY−4液として、ポリイソシアネート(DIC株式会社製 DN−902S)を用いた。
<硬化試験>
インクX−2液 2.9gをガラス瓶に測りとり、インクY−4液 0.06gを加え攪拌後、この混合液をシャーレ(φ4cm)に1g量りとり室温で12時間静置した。混合した際のアミノ基修飾シリカの体積濃度は10.8vol%であった。静置後、溶媒を内包した硬化物が得られた。硬化前に含まれていた溶媒量に対する硬化後の溶媒残存量は99%以上であった。
Example 4
<Preparation of ink X liquid>
The ink X-2 liquid prepared in Example 3 was used.
<Preparation of ink Y liquid>
Polyisocyanate (DN-902S manufactured by DIC Corporation) was used as the ink Y-4 liquid.
<Curing test>
2.9 g of the ink X-2 solution was weighed into a glass bottle, 0.06 g of the ink Y-4 solution was added and stirred, 1 g of this mixed solution was weighed into a petri dish (φ4 cm) and allowed to stand at room temperature for 12 hours. When mixed, the volume concentration of the amino group-modified silica was 10.8 vol%. After standing, a cured product containing the solvent was obtained. The residual amount of solvent after curing with respect to the amount of solvent contained before curing was 99% or more.

比較例1
<インクX液の調製>
エポキシ基修飾シリカMEK分散液(株式会社アドマテックス製 アドマナノYA010CMDV 20wt%含有)をエバポレーターで濃縮し、25.0wt%(10.9vol%)のインクX−5液を得た。
<インクY液の調製>
実施例1で調製したインクY−1液を用いた。
<硬化試験>
インクX−5液 2gをシャーレ(φ4cm)に量りとり、インクY−1液 0.14gを加え、混合後50℃で30分間静置した。混合した際のアミノ基修飾シリカの体積濃度は10.2vol%であった。その結果、薄い膜が生成したが、溶媒はほぼ揮発した。硬化前に含まれていた溶媒量に対する硬化後の溶媒残存量は14.3%)であった。
以上の結果を下表にまとめて示す。
Comparative Example 1
<Preparation of ink X liquid>
Epoxy group-modified silica MEK dispersion liquid (containing 20% by weight of Admanano YA010CMDV manufactured by Admatechs Co., Ltd.) was concentrated by an evaporator to obtain 25.0 wt% (10.9 vol%) ink X-5 liquid.
<Preparation of ink Y liquid>
The ink Y-1 liquid prepared in Example 1 was used.
<Curing test>
2 g of ink X-5 solution was weighed into a petri dish (φ4 cm), 0.14 g of ink Y-1 solution was added, and after mixing, left at 50 ° C. for 30 minutes. When mixed, the volume concentration of the amino group-modified silica was 10.2 vol%. As a result, a thin film was formed, but the solvent was almost volatilized. The amount of residual solvent after curing relative to the amount of solvent contained before curing was 14.3%).
The above results are summarized in the table below.

Figure 2018199287
Figure 2018199287

Claims (13)

溶媒(A)と反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)とを含有するインクX液と、
前記反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と架橋反応を起こす化合物(C)を必須成分とするインクY液を、
同時に又は別々に、
支持体に層毎又は一度に供給し混合することにより硬化させる工程(I)を含み、
前記溶媒(A)が、20℃における蒸気圧が1500Pa以下であり、かつ、前記セラミック粒子(B)又は前記化合物(C)のいずれとも反応性を有しない溶媒である、
セラミック体の製造方法。
An ink X liquid containing a solvent (A) and ceramic particles (B) modified with reactive functional groups;
An ink Y liquid containing, as an essential component, a compound (C) that causes a crosslinking reaction with the ceramic particles (B) modified with the reactive functional group;
Simultaneously or separately,
Including the step (I) of curing by supplying and mixing the support layer by layer or at a time, and
The solvent (A) is a solvent having a vapor pressure at 20 ° C. of 1500 Pa or less and having no reactivity with either the ceramic particles (B) or the compound (C).
A method for producing a ceramic body.
前記工程(I)において、供給される方法が支持体に層毎に供給される工程である、請求項1に記載のセラミック体の製造方法。 The method for producing a ceramic body according to claim 1, wherein in the step (I), the supplied method is a step of supplying the support to each layer. 前記工程(I)中、供給される方法が塗布である請求項1に記載のセラミック体の製造方法。 The method for producing a ceramic body according to claim 1, wherein the method supplied during the step (I) is coating. 前記工程(I)中、供給される方法が印刷である請求項1に記載のセラミック体の製造方法。 The method for producing a ceramic body according to claim 1, wherein the method supplied during the step (I) is printing. 前記溶媒(A)の20℃における蒸気圧が1000Pa以下であることを特徴とする請求項1に記載のセラミック体の製造方法。 The method for producing a ceramic body according to claim 1, wherein the vapor pressure of the solvent (A) at 20 ° C is 1000 Pa or less. 前記溶媒(A)が、下記式(1)で表される化合物、下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、N−メチル−2−ピロリドン及びジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物である請求項1に記載のセラミック体の製造方法。
Figure 2018199287
(式(1)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基、Rは水素原子、ベンジル基、フェニル基又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基である。また、nは1〜4の整数である。)
Figure 2018199287
(式(2)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子、ベンジル基又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基、Rはメチル基又はエチル基である。また、nは1〜4の整数である。)
Figure 2018199287
(式(3)中、Rはメチル基又はエチル基、Rはメチル基又はエチル基である。また、nは1〜4の整数である。)
The solvent (A) is a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), a compound represented by the following formula (3), N-methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfoxide. The method for producing a ceramic body according to claim 1, wherein the ceramic body is one or more compounds selected from the group consisting of:
Figure 2018199287
(In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group which may be branched having 1 to 12 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom, a benzyl group, a phenyl group or carbon. (It is the alkyl group which may be branched of number 1-12. Moreover, n is an integer of 1-4.)
Figure 2018199287
(In Formula (2), R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5 is a hydrogen atom, a benzyl group, or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R 6 is a methyl group or an ethyl group. Moreover, n is an integer of 1 to 4.)
Figure 2018199287
(In formula (3), R 7 is a methyl group or an ethyl group, R 8 is a methyl group or an ethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)
セラミック体の各々の層が、溶媒を乾燥する工程を経ることなく、セラミックの表面修飾基がエネルギー線又は熱により分散媒である溶媒を内包して硬化することを特徴とする請求項1に記載のセラミック体の製造方法。 2. The ceramic body according to claim 1, wherein each layer of the ceramic body is cured by encapsulating a solvent as a dispersion medium by energy rays or heat without passing through a step of drying the solvent. A method for producing a ceramic body. 前記インクX液及び前記インクY液が、実質的にバインダー樹脂を含まないことを特徴とする請求項1〜7いずれか一項に記載のセラミック体の製造方法。 The method for producing a ceramic body according to any one of claims 1 to 7, wherein the ink X liquid and the ink Y liquid substantially contain no binder resin. 請求項1〜8で得られたセラミック体を乾燥又は焼結する工程を有する、セラミック焼結体の製造方法。 The manufacturing method of a ceramic sintered compact which has the process of drying or sintering the ceramic body obtained by Claims 1-8. 2種以上のインクで構成される造形用インクセットであって、
溶媒(A)と反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)とを含有するインクX液と、
前記反応性官能基で修飾されたセラミック粒子(B)と架橋反応を起こす化合物(C)を必須成分とするインクY液と、を少なくとも有し、
前記溶媒(A)が、20℃における蒸気圧が1500Pa以下であり、かつ、前記セラミック粒子(B)又は前記化合物(D)のいずれとも反応性を有しない溶媒である、
造形用インクセット。
A modeling ink set composed of two or more inks,
An ink X liquid containing a solvent (A) and ceramic particles (B) modified with reactive functional groups;
An ink Y liquid containing at least a ceramic particle (B) modified with the reactive functional group and a compound (C) that causes a crosslinking reaction as an essential component;
The solvent (A) is a solvent having a vapor pressure at 20 ° C. of 1500 Pa or less and not reactive with either the ceramic particles (B) or the compound (D).
Ink set for modeling.
前記溶媒(A)の20℃における蒸気圧が1000Pa以下であることを特徴とする請求項10に記載の造形用インクセット。 The modeling ink set according to claim 10, wherein a vapor pressure of the solvent (A) at 20 ° C. is 1000 Pa or less. 前記溶媒(A)が、下記式(1)で表される化合物、下記式(2)で表される化合物、下記式(3)で表される化合物、N−メチル−2−ピロリドン及びジメチルスルホキシドからなる群より選ばれる1種又は2種以上の化合物であることを特徴とする請求項10に記載の造形用インクセット。
Figure 2018199287
(式(1)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基、Rは水素原子、ベンジル基、フェニル基又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基である。また、nは1〜4の整数である。)
Figure 2018199287
(式(2)中、Rは水素原子又はメチル基、Rは水素原子、ベンジル基又は炭素数1〜12の分岐していても良いアルキル基、Rはメチル基又はエチル基である。また、nは1〜4の整数である。)
Figure 2018199287
(式(3)中、Rはメチル基又はエチル基、Rはメチル基又はエチル基である。また、nは1〜4の整数である。)
The solvent (A) is a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), a compound represented by the following formula (3), N-methyl-2-pyrrolidone and dimethyl sulfoxide. The ink set for modeling according to claim 10, wherein the ink set is one or more compounds selected from the group consisting of:
Figure 2018199287
(In the formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group which may be branched having 1 to 12 carbon atoms, R 3 is a hydrogen atom, a benzyl group, a phenyl group or carbon. (It is the alkyl group which may be branched of number 1-12. Moreover, n is an integer of 1-4.)
Figure 2018199287
(In Formula (2), R 4 is a hydrogen atom or a methyl group, R 5 is a hydrogen atom, a benzyl group, or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, and R 6 is a methyl group or an ethyl group. Moreover, n is an integer of 1 to 4.)
Figure 2018199287
(In formula (3), R 7 is a methyl group or an ethyl group, R 8 is a methyl group or an ethyl group, and n is an integer of 1 to 4.)
前記インクX液及び前記インクY液が、実質的にバインダー樹脂を含まないことを特徴とする請求項10に記載の造形用インクセット。 The modeling ink set according to claim 10, wherein the ink X liquid and the ink Y liquid do not substantially contain a binder resin.
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