JP6476709B2 - Additive manufacturing powder material, additive manufacturing set, and manufacturing method of additive manufacturing - Google Patents

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Description

本発明は、積層造形用粉末材料、積層造形セット、及び積層造形物の製造方法に関する。   The present invention relates to an additive manufacturing powder material, an additive manufacturing set, and an additive manufacturing method.

従来より、人工骨はステンレス、チタン合金等の金属材料、耐摩耗性のプラスチック等から作られ骨置換術に使われてきた。これらの人工骨は機能不全の関節機能を代行するものであるが、金属材料や耐摩耗性プラスチックは、磨耗や腐食、膨潤等の経時変化を起こすため、長期間使用することができない問題点があった。それに代わる材料として、リン酸カルシウムをベースとしたセラミックスが挙げられる。現在、骨形成の足場を提供するものや、それ自体が骨に経時的に吸収されつつ、新生骨の形成を促進し、将来的に骨置換されるものが知られている。   Conventionally, artificial bones are made of metal materials such as stainless steel and titanium alloy, wear-resistant plastics, etc., and used for bone replacement. These artificial bones act as dysfunctional joint functions, but metal materials and wear-resistant plastics cause changes over time such as wear, corrosion, and swelling, so they cannot be used for a long time. there were. An alternative material is ceramics based on calcium phosphate. Currently, there are known ones that provide a scaffold for bone formation, and those that themselves are resorbed by bone over time, while promoting the formation of new bone and being replaced in the future.

骨形成の足場を提供する骨補填材としては、例えば、ハイドロキシアパタイト等の骨組織との親和性に優れ、骨組識と介在物なしに直接結合するものが多く使用されている。このような骨補填材を骨欠損部に埋入することにより、骨補填材を足場として速やかに骨修復が行われるが、ハイドロキシアパタイト単独では骨置換が起きないため、残存したハイドロキシアパタイトが生体内で不具合を生じさせる可能性も考えられる。一方、骨置換される骨補填材は、骨組識に埋入することによって骨組織の造骨作用を促進し、骨修復を容易に、かつより速やかに行わせることができる。   As a bone prosthetic material that provides a scaffold for bone formation, for example, a material that is excellent in affinity with a bone tissue such as hydroxyapatite and is directly bonded without a bone structure and inclusions is used. By implanting such a bone grafting material in the bone defect, bone repair is performed quickly using the bone grafting material as a scaffold. However, since hydroxyapatite alone does not cause bone replacement, the remaining hydroxyapatite remains in vivo. There is also a possibility of causing a malfunction. On the other hand, the bone replacement material to be bone-replaced can be implanted in the bone structure to promote the bone-forming action of the bone tissue, and to make the bone repair easier and faster.

このような骨置換される骨補填材の材料としては、例えば、リン酸三カルシウムが知られている。前記リン酸三カルシウムが骨組織に吸収される度合は、前記リン酸三カルシウムの成形体の形状及び形態に依存する。即ち、多孔質体は形態的に表面積が大きく、骨組織に吸収され易く、また食細胞にも貪食され易い。これに対して、緻密質体は、吸収が非常に遅く、かつ食細胞にも貪食され難い。これら形態による性質の違いを利用し、多孔質部分と緻密質部分を組み合わせることで、所望の生体適合性を発現させることが期待できる(特許文献1参照)が、いずれも負荷が大きい大腿骨に適用できるレベルの強度は有しておらず、また、所望の形状に成型加工するには多くの時間を要するのみならず、特に切削の場合には内部構造を有した繊細な加工は不可能である。   For example, tricalcium phosphate is known as a material for such a bone substitute material for bone replacement. The degree to which the tricalcium phosphate is absorbed by the bone tissue depends on the shape and form of the molded body of the tricalcium phosphate. That is, the porous body has a large surface area in terms of morphology, is easily absorbed by bone tissue, and is easily phagocytosed by phagocytic cells. In contrast, dense bodies are very slow to absorb and are not phagocytosed by phagocytic cells. It is expected that desired biocompatibility can be expressed by combining the porous portion and the dense portion by utilizing the difference in properties depending on these forms (see Patent Document 1). It does not have an applicable level of strength, and it takes not only a long time to mold into the desired shape, but it is also impossible to perform delicate processing with an internal structure, especially in the case of cutting. is there.

3次元CAD等で作成された立体形状データを利用して、実立体を製作する技術を総称してラピッドプロトタイピング技法(Rapid Prototyping)という。前記ラピッドプロトタイピング技法のなかで、高耐熱性粉末を材料とする成形技法を用いると、模型や木型を使わずに鋳型や中子を製作することができるため、極めて迅速な鋳物製造プロセスが実現可能となる。   Techniques for producing real solids using solid shape data created by three-dimensional CAD or the like are collectively referred to as rapid prototyping techniques (Rapid Prototyping). Among the rapid prototyping techniques, if a molding technique using high heat-resistant powder is used, molds and cores can be manufactured without using models or wooden molds, so an extremely rapid casting manufacturing process can be achieved. It becomes feasible.

前記ラピッドプロトタイピング技法は、積層造形法とも呼ばれ、物体の断面形状を積層し、3次元物体を創成するものである。また、前記ラピッドプロトタイピング技法の一種であり、材料として粉末を用いる積層法(粉末固着法)が種々提案されている(例えば、特許文献2〜6参照)。   The rapid prototyping technique is also referred to as additive manufacturing, and creates a three-dimensional object by laminating cross-sectional shapes of objects. Moreover, it is a kind of the rapid prototyping technique, and various lamination methods (powder fixing method) using powder as a material have been proposed (for example, refer to Patent Documents 2 to 6).

例えば、「粉末積層法による人工骨成型方法」において、水和反応で硬化する粉体骨材を用いて粉末を積層させることにより、更に強度の高い人工骨を成型する技術が提案されている(特許文献7参照)。しかし、この提案の水和反応による硬化では十分な強度を得ることは難しく、特に大腿骨のような負荷がかかる部位においての適用は困難である。
前記粉末積層造形法は、前記のような繊細加工を行う上では有利ではあるが、前記特許文献7に記載のように、水と反応するリン酸カルシウムの場合は、生体内に移植することで非吸収性のハイドロキシアパタイトへ転移しやすい。そうすると、前述の通り、移植物が長期的に体内に残存し、不具合が発生する恐れがある。
For example, in the “artificial bone molding method using a powder lamination method”, a technique for molding artificial bone with higher strength by laminating powder using a powder aggregate that hardens by a hydration reaction has been proposed ( (See Patent Document 7). However, it is difficult to obtain sufficient strength by the hardening by the proposed hydration reaction, and it is difficult to apply it particularly to a site where a load such as a femur is applied.
The powder additive manufacturing method is advantageous in performing the fine processing as described above. However, as described in Patent Document 7, in the case of calcium phosphate that reacts with water, it is non-absorbed by being transplanted in vivo. It is easy to transfer to natural hydroxyapatite. As a result, as described above, the implant may remain in the body for a long period of time, and a problem may occur.

したがって、移植物がそのまま体内で結晶転移せず、いずれ骨置換される状態のまま残存することが望まれる。
そこで、本発明は、従来における前記諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、生体内に移植しても非吸収性のハイドロキシアパタイトへの転移が少なく、細胞毒性がなく、複雑な立体形状の積層造形物を、簡便かつ効率良く、高強度で寸法精度良く製造し得る積層造形用粉末材料を提供することを目的とする。
Therefore, it is desired that the implant does not undergo crystal transition in the body as it is and remains in a state where it is replaced with bone.
Therefore, the present invention aims to solve the above-described problems and achieve the following object. In other words, the present invention has a simple and efficient, high-strength, dimensional accuracy, and a complex three-dimensional shaped product that has little transfer to non-absorbable hydroxyapatite even when transplanted in vivo, has no cytotoxicity. It aims at providing the powder material for additive manufacturing which can be manufactured well.

前記課題を解決するための手段としての本発明の積層造形用粉末材料は、リン酸カルシウム粉末を含有してなる積層造形用粉末材料であって、
下記A)又はB)を満たし、
かつ前記積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物のハイドロキシアパタイト(HAp)転移率が1%以下であることを特徴とする。
A)前記リン酸カルシウム粉末表面に、リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物が付与され、該有機化合物の付与量が10,000ppm以下である。
B)リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末を更に含み、該有機化合物の前記リン酸カルシウム粉末に対する混合量が50質量%以下である。
The additive manufacturing powder material of the present invention as a means for solving the above problems is an additive manufacturing powder material containing calcium phosphate powder,
Satisfy A) or B) below,
And the hydroxyapatite (HAp) transition rate of the hardened | cured material formed by hardening | curing the said additive manufacturing powder material is 1% or less, It is characterized by the above-mentioned.
A) An organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is applied to the surface of the calcium phosphate powder, and the applied amount of the organic compound is 10,000 ppm or less.
B) It further includes a powder made of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group, and the mixing amount of the organic compound with respect to the calcium phosphate powder is 50% by mass or less.

本発明によると、従来における前記諸問題を解決し、前記目的を達成することができ、生体内に移植しても非吸収性のハイドロキシアパタイトへの転移が少なく、細胞毒性がなく、複雑な立体形状の積層造形物を、簡便かつ効率良く、高強度で寸法精度良く製造し得る積層造形用粉末材料を提供することができる。   According to the present invention, the above-mentioned problems can be solved and the above-mentioned object can be achieved, and there is little transfer to non-absorbable hydroxyapatite even when transplanted in vivo, there is no cytotoxicity, and there is a complicated solid It is possible to provide an additive manufacturing powder material that can manufacture an additive manufacturing object in a simple and efficient manner with high strength and high dimensional accuracy.

図1は、本発明で用いられる粉末積層造形装置の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a powder additive manufacturing apparatus used in the present invention. 図2は、本発明で用いられる粉末積層造形装置の他の一例を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic view showing another example of the powder additive manufacturing apparatus used in the present invention.

(積層造形用粉末材料)
本発明の積層造形用粉末材料は、リン酸カルシウム粉末を含有してなり、当該リン酸カルシウム表面にリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物が存在するか、又は、リン酸カルシウム粉末と粉末を含有してなり、当該粉末がリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物であることを特徴とするものであり、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
(Powder material for additive manufacturing)
The additive manufacturing powder material of the present invention contains calcium phosphate powder, and the surface of the calcium phosphate has an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group, or contains calcium phosphate powder and powder. The powder is an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group, and further contains other components as necessary.

<リン酸カルシウム粉末>
前記リン酸カルシウム粉末としては、粉末乃至粒子の形態を有する限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、その材質としては、例えば、炭酸アパタイト、フッ化アパタイト、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム(OCP)などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
これらの中でも、骨置換される積層造形物を得る観点から、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)、リン酸八カルシウム(OCP)が好ましい。
前記リン酸カルシウムとして、これらの材料で形成された市販品の粒子乃至粉末を使用することができる。前記市販品としては、例えば、β−TCP(太平化学産業株式会社製)、α−TCP(太平化学産業株式会社製)などが挙げられる。なお、前記リン酸カルシウムとしては、凝集性を改善する目的等から、公知の表面(改質)処理がされていてもよい。
<Calcium phosphate powder>
Examples of the calcium phosphate powder is not particularly limited as long as having the form of powder or particles, can be appropriately selected depending on the purpose, as the material thereof, for example, carbonated apatite, fluorinated apatite, beta-tricalcium phosphate Examples include calcium (β-TCP), α-tricalcium phosphate (α-TCP), tetracalcium phosphate, and octacalcium phosphate (OCP). These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Among these, β-tricalcium phosphate (β-TCP), α-tricalcium phosphate (α-TCP), and octacalcium phosphate (OCP) are preferable from the viewpoint of obtaining a layered product to be bone-replaced.
Commercially available particles or powders formed of these materials can be used as the calcium phosphate. As said commercial item, (beta) -TCP (made by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.), (alpha) -TCP (made by Taihei Chemical Industrial Co., Ltd.) etc. are mentioned, for example. The calcium phosphate may be subjected to a known surface (modification) treatment for the purpose of improving cohesion.

前記リン酸カルシウム粉末の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハイドロキシアパタイト(HAp)合成で好適に用いられる沈殿法などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the said calcium phosphate powder, According to the objective, it can select suitably, For example, the precipitation method etc. which are used suitably by a hydroxyapatite (HAp) synthesis | combination etc. are mentioned.

<リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与>
前記リン酸カルシウム粉末表面に、リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物が付与される。これにより、水と反応するリン酸カルシウムを生体内に移植しても、付与されている前記有機化合物の働きにより、非吸収性のハイドロキシアパタイトへの転移が少なく、細胞毒性がなく、複雑な立体形状の積層造形物を、簡便かつ効率良く、高強度で寸法精度良く製造することができる積層造形用粉末材料が得られる。
前記付与には、リン酸カルシウム粉末表面に前記有機化合物が存在すればよく、例えば、吸着、被覆、担持、含有などの種々の態様が含まれる。
前記有機化合物としては、リン酸カルシウム中のカルシウムイオン捕獲能を有している、人体に対して無毒、そして、排泄されやすいキレート材料であることが好ましい。
前記リン酸基を有する有機化合物は、骨置換が行われるβ−リン酸三カルシウム(β−TCP)、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)、リン酸四カルシウム、リン酸八カルシウム(OCP)などに対して好適に使用される。これらの中でも、α−リン酸三カルシウムやリン酸八カルシウムのように、水と反応することでハイドロキシアパタイトに転移してしまう材料が特に好ましい。この場合、前記有機化合物のカルシウムイオン捕獲能が弱いと、生体内に入れたとき、非吸収性のハイドロキシアパタイトへ転移してしまう恐れがあり、骨置換能が失われる恐れがある。
<Granting of organic compound having phosphoric acid group or carboxyl group>
An organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is imparted to the surface of the calcium phosphate powder. As a result, even when calcium phosphate that reacts with water is transplanted into a living body, the organic compound that has been imparted has little transfer to non-absorbable hydroxyapatite, has no cytotoxicity, and has a complicated three-dimensional shape. An additive manufacturing powder material that can manufacture an additive manufacturing object simply and efficiently, with high strength and with high dimensional accuracy is obtained.
The application may be performed by providing the organic compound on the surface of the calcium phosphate powder, and includes various modes such as adsorption, coating, support, and inclusion.
The organic compound is preferably a chelate material that has the ability to capture calcium ions in calcium phosphate, is non-toxic to the human body, and is easily excreted.
The organic compound having a phosphate group includes β-tricalcium phosphate (β-TCP), α-tricalcium phosphate (α-TCP), tetracalcium phosphate, and octacalcium phosphate (OCP) that are subjected to bone replacement. ) And the like. Among these, materials such as α-tricalcium phosphate and octacalcium phosphate that are transferred to hydroxyapatite by reacting with water are particularly preferable. In this case, if the calcium ion capturing ability of the organic compound is weak, it may be transferred to non-absorbable hydroxyapatite when placed in the living body, and the bone replacement ability may be lost.

前記リン酸基を有する有機化合物としては、1分子当たり2個以上のリン酸基を有するものが好ましく、例えば、アレンドロン酸、エチドロン酸、フィチン酸などが挙げられる。これらの中でも、カルシウムイオン捕獲能を高めるためには、1分子当たり多くのリン酸基を有している点から、フィチン酸がより好ましい。
前記カルボキシル基を有する有機化合物としては、1分子当たり2個以上のカルボキシル基を有するものが好ましく、例えば、クエン酸などが挙げられる。
As the organic compound having a phosphoric acid group, those having two or more phosphoric acid groups per molecule are preferable, and examples thereof include alendronic acid, etidronic acid, and phytic acid. Among these, phytic acid is more preferable because it has many phosphate groups per molecule in order to increase the calcium ion capturing ability.
As the organic compound having a carboxyl group, those having two or more carboxyl groups per molecule are preferable, and examples thereof include citric acid.

前記有機化合物の前記リン酸カルシウム粉末への付与量は、10,000ppm以下であり、1,000ppm以上10,000ppm以下が好ましく、3,000ppm以上10,000ppm以下がより好ましく、3,000ppm以上8,000ppm以下が更に好ましい。前記付与量が、1,000ppm以上であると、生体内へ移植した際、前記有機化合物によってキレート形成されていないカルシウムイオンが核となってハイドロキシアパタイトへ転移することを防止できる。一方、前記付与量が、10,000ppm以下であると、生体内へ移植した際、細胞毒性を発現することがなく、安全である。
前記リン酸基を有する有機化合物の付与量(存在量)は、公知の元素分析装置、例えば、ICPE−9000(株式会社島津製作所製)などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
前記カルボキシル基を有する有機化合物の付与量(存在量)は、例えば、NMR、GC−MS、LC−MSなどを用いて測定することができる。
The amount of the organic compound applied to the calcium phosphate powder is 10,000 ppm or less, preferably 1,000 ppm to 10,000 ppm, more preferably 3,000 ppm to 10,000 ppm, and more preferably 3,000 ppm to 8,000 ppm. The following is more preferable. When the applied amount is 1,000 ppm or more, it is possible to prevent calcium ions not chelated by the organic compound from transferring to hydroxyapatite when transplanted into a living body. On the other hand, when the applied amount is 10,000 ppm or less, cytotoxicity does not appear when transplanted into a living body, and it is safe.
The application amount (abundance) of the organic compound having a phosphate group can be measured according to a known method using a known elemental analyzer, for example, ICPE-9000 (manufactured by Shimadzu Corporation).
The application amount (abundance) of the organic compound having a carboxyl group can be measured using, for example, NMR, GC-MS, LC-MS, or the like.

前記リン酸カルシウム粉末への前記有機化合物の付与方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、転動流動コーティング法、スプレードライ法、撹拌混合添加法、ディッピング法、ニーダーコート法、などが好適に挙げられる。また、前記付与方法は、例えば、公知の市販の各種コーティング装置、造粒装置などを用いて実施することができる。   The method for applying the organic compound to the calcium phosphate powder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a rolling fluid coating method, a spray drying method, a stirring and mixing addition method, a dipping method, Preferable examples include a kneader coating method. Moreover, the said provision method can be implemented using a well-known commercially available various coating apparatus, granulation apparatus, etc., for example.

<リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の混合>
前記リン酸カルシウム粉末に、リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末を混合したものを積層造形用粉末材料として用いる場合、例えば、前記積層造形用粉末材料に、水又は硬化剤含有水である硬化液がインクジェット用ヘッドより吐出され着弾することで、水に溶解した前記積層造形用粉末材料を構成するリン酸基又はカルボキシル基が前記リン酸カルシウム粉末中のカルシウムイオンと反応し、リン酸カルシウム粉末中のカルシウムイオンを封鎖することができる。このような末端封鎖リン酸カルシウムを生体内に移植しても、付与されているリン酸基又はカルボキシル基の働きにより、非吸収性のハイドロキシアパタイトへの転移が少なく、細胞毒性がなく、複雑な立体形状の積層造形物を、簡便かつ効率良く、高強度で寸法精度良く製造することができる積層造形用粉末材料が得られる。
前記リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末としては、前述のリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物を使用することができ、リン酸カルシウム粉末中のカルシウムイオン捕獲能を有している、人体に対して無毒、そして、排泄されやすいキレート材料であることが好ましく、フィチン酸、エチドロン酸、クエン酸が特に好ましい。
前記リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末は、水溶性粉末であることが好ましく、ナトリウム塩等の塩の状態では十分なキレート能が発現しないため、塩ではない状態であることが好ましい。
ここで、前記「水溶性粉末」における「水溶性」とは、溶質が水に対して常温で50質量%以上溶解することを意味する。
また、フィチン酸やエチドロン酸は常温で液体であるため、フリーズドライ、又はスプレードライなどにより粉末化されたものを用いることが好ましい。
<Mixing of powder made of organic compound having phosphoric acid group or carboxyl group>
In the case of using the calcium phosphate powder mixed with a powder made of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group as the layered modeling powder material, for example, the layered modeling powder material is water or water containing a curing agent. When the curable liquid is discharged from the inkjet head and landed, the phosphate group or carboxyl group constituting the additive manufacturing powder material dissolved in water reacts with calcium ions in the calcium phosphate powder, and calcium in the calcium phosphate powder Ions can be sequestered. Even when such end-capped calcium phosphates are transplanted in vivo, there are few transitions to non-absorbable hydroxyapatite due to the action of the phosphate group or carboxyl group provided, there is no cytotoxicity, and a complicated three-dimensional shape Thus, a layered modeling powder material can be obtained that can be manufactured easily and efficiently, with high strength and with high dimensional accuracy.
As the powder composed of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group, the above-mentioned organic compound having a phosphate group or a carboxyl group can be used, and has a calcium ion capturing ability in the calcium phosphate powder. It is preferably a chelate material that is non-toxic to the human body and easily excreted, and phytic acid, etidronic acid, and citric acid are particularly preferable.
The powder made of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is preferably a water-soluble powder, and since it does not exhibit sufficient chelating ability in a salt state such as a sodium salt, it is not in a salt state. preferable.
Here, “water-soluble” in the “water-soluble powder” means that the solute dissolves in water at 50% by mass or more at room temperature.
In addition, since phytic acid and etidronic acid are liquid at normal temperature, it is preferable to use those pulverized by freeze drying or spray drying.

前記リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の前記リン酸カルシウム粉末に対する混合量は、50質量%以下であり、10質量%以上50質量%以下が好ましく、10質量%以上30質量%以下がより好ましい。前記混合量が、10質量%以上であると、生体内へ移植した際、前記有機化合物によってキレート形成されていないカルシウムイオンが核となってハイドロキシアパタイトへ転移するおそれがない。一方、前記混合量が、50質量%以下であると、生体内へ移植した際、細胞毒性を発現することがなく、安全である。   The mixing amount of the powder composed of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group with respect to the calcium phosphate powder is 50% by mass or less, preferably 10% by mass to 50% by mass, and more preferably 10% by mass to 30% by mass. More preferred. When the mixing amount is 10% by mass or more, there is no possibility that calcium ions not chelated by the organic compound become nuclei and transfer to hydroxyapatite when transplanted into a living body. On the other hand, when the mixing amount is 50% by mass or less, cytotoxicity does not appear when transplanted into a living body, and it is safe.

前記リン酸カルシウム粉末への前記リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の混合方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、撹拌混合添加法などが好適に挙げられる。   The mixing method of the powder composed of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group into the calcium phosphate powder is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a stirring and mixing addition method is preferable. It is mentioned in.

<その他の成分>
前記積層造形用粉末材料が含み得る公知のその他の成分としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、流動化剤、フィラー、レベリング剤、焼結助剤などが挙げられる。
前記積層造形用粉末材料が、前記流動化剤を含むと前記積層造形用粉末材料による層等を容易にかつ効率よく形成し得る点で好ましく、前記フィラーを含むと得られる硬化物(積層造形物、焼結用硬化物)に空隙等が生じ難くなる点で好ましく、前記レベリング剤を含むと前記積層造形用粉末材料の濡れ性が向上し、ハンドリング等が容易になる点で好ましく、前記焼結助剤を含むと、得られた硬化物(積層造形物、焼結用硬化物)につき焼結処理を行う場合において、より低温での焼結が可能となる点で好ましい。
<Other ingredients>
The other known components that can be included in the additive manufacturing powder material are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a fluidizing agent, a filler, a leveling agent, and a sintering aid. Is mentioned.
When the layered modeling powder material contains the fluidizing agent, it is preferable in that a layer of the layered modeling powder material can be easily and efficiently formed, and when the filler is included, a cured product (layered modeled product) is obtained. , A cured product for sintering) is preferable in that voids are less likely to be generated, and the inclusion of the leveling agent is preferable in that the wettability of the powder material for layered modeling is improved and handling is facilitated. When an auxiliary agent is included, the obtained cured product (laminated shaped product, cured product for sintering) is preferable in that sintering at a lower temperature is possible when performing a sintering treatment.

−積層造形用粉末材料の物性等−
前記積層造形用粉末材料の体積平均粒径Dvは、1.5μm以上10.0μm以下が好ましく、3.0μm以上7.0μm以下がより好ましい。前記体積平均粒径Dvが、1.5μm以上であると、リン酸カルシウム粉末の自己凝集力が適正であり、積層造形物の製造効率が良好となり、取扱性やハンドリング性が向上することがある。一方、前記体積平均粒径Dvが、10.0μm以下であると、前記積層造形用粉末材料を用いて薄層を形成した際に、前記薄層における前記積層造形用粉末材料の充填率が適正であり、空隙が生じ難く、得られる積層造形物に空隙等が生じることを防止できる。
前記積層造形用粉末材料の体積平均粒径は、公知の粒径測定装置、例えば、マルチサイザーIII(コールターカウンター社製)やFPIA−3000(シスメックス株式会社製)などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
-Physical properties of powder materials for additive manufacturing-
The volume average particle diameter Dv of the layered modeling powder material is preferably 1.5 μm or more and 10.0 μm or less, and more preferably 3.0 μm or more and 7.0 μm or less. When the volume average particle diameter Dv is 1.5 μm or more, the self-cohesion force of the calcium phosphate powder is appropriate, the production efficiency of the layered object is improved, and the handleability and handling properties may be improved. On the other hand, when the volume average particle diameter Dv is 10.0 μm or less, when the thin layer is formed using the layered modeling powder material, the filling rate of the layered modeling powder material in the thin layer is appropriate. It is difficult to generate voids, and it is possible to prevent voids and the like from being generated in the obtained layered product.
The volume average particle size of the additive manufacturing powder material is determined according to a known method using a known particle size measuring device such as Multisizer III (manufactured by Coulter Counter) or FPIA-3000 (manufactured by Sysmex Corporation). Can be measured.

前記積層造形用粉末材料の体積平均粒径Dvと数平均粒径Dnとの比である粒度分布Dv/Dnは、1.10以上1.80以下が好ましく、1.10以上1.40以下がより好ましい。前記粒度分布Dv/Dnが、1.10以上であると、前記積層造形用粉末材料を用いて薄層を形成した際に、前記薄層における前記積層造形用粉末材料の充填率が適正であり、空隙が生じ難く、得られる積層造形物に空隙等が生じることを防止できる。一方、前記粒度分布Dv/Dnが、1.80以下であると、粗大粒子が薄い積層造形用粉末材料層を形成する上でノイズとなることがなく、微細粉が少なく、自己凝集を促進することがない。
前記積層造形用粉末材料の粒度分布Dv/Dnは、公知の粒径測定装置、例えば、マルチサイザーIII(コールターカウンター社製)、FPIA−3000(シスメックス株式会社製)などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
The particle size distribution Dv / Dn, which is the ratio of the volume average particle diameter Dv to the number average particle diameter Dn of the additive manufacturing powder material, is preferably 1.10 or more and 1.80 or less, and 1.10 or more and 1.40 or less. More preferred. When the particle size distribution Dv / Dn is 1.10 or more, when a thin layer is formed using the layered modeling powder material, the filling rate of the layered modeling powder material in the thin layer is appropriate. In addition, it is difficult for voids to occur, and voids and the like can be prevented from occurring in the obtained layered product. On the other hand, when the particle size distribution Dv / Dn is 1.80 or less, coarse particles do not cause noise in forming a thin layered powder material layer, and there are few fine powders, and self-aggregation is promoted. There is nothing.
The particle size distribution Dv / Dn of the powder material for layered modeling is a known method using a known particle size measuring device such as Multisizer III (manufactured by Coulter Counter), FPIA-3000 (manufactured by Sysmex Corporation), or the like. Can be measured according to.

前記積層造形用粉末材料の下記式で表される平均円形度は、0.70以上0.80以下が好ましく、0.72以上0.78以下がより好ましい。
平均円形度=(積層造形用粉末材料の投影面積と同じ面積の円の周囲長/積層造形用粉末材料の投影像の周囲長)×100
前記平均円形度が、0.70以上であると、前記積層造形用粉末材料が凝集せず、薄層を形成した際に、前記薄層における前記積層造形用粉末材料の充填率が適正であり、空隙が生じ難く、得られる積層造形物に空隙等が生じることを防止できる。一方、前記平均円形度が、0.80以下であると、パッキング性が適正であり、造形後のエアーブローの際、内部に存在する未硬化粉体の除去を容易に行うことができる。
前記平均円形度は、公知の円形度測定装置、例えば、FPIA−3000(シスメックス株式会社製)などを用いて、公知の方法に従って測定することができる。
The average circularity represented by the following formula of the layered modeling powder material is preferably 0.70 or more and 0.80 or less, and more preferably 0.72 or more and 0.78 or less.
Average circularity = (peripheral length of a circle having the same area as the projected area of the additive manufacturing powder material / perimeter of the projected image of the additive manufacturing powder material) × 100
When the average circularity is 0.70 or more, when the layered modeling powder material does not aggregate and a thin layer is formed, the filling rate of the layered modeling powder material in the thin layer is appropriate. In addition, it is difficult for voids to occur, and voids and the like can be prevented from occurring in the obtained layered product. On the other hand, when the average circularity is 0.80 or less, the packing property is appropriate, and the uncured powder existing inside can be easily removed at the time of air blowing after modeling.
The average circularity can be measured according to a known method using a known circularity measuring device such as FPIA-3000 (manufactured by Sysmex Corporation).

本発明の積層造形用粉末材料は、各種の成形体、構造体の簡便かつ効率的な製造に好適に用いることができ、後述する本発明の積層造形セット、本発明の積層造形物の製造方法及び積層造形物の製造装置に特に好適に用いることができる。   The powder material for additive manufacturing of the present invention can be suitably used for simple and efficient production of various molded bodies and structures. The additive manufacturing set of the present invention described later, and the manufacturing method of the additive manufacturing object of the present invention And it can use especially suitably for the manufacturing apparatus of a laminate-molded article.

(積層造形セット)
本発明の積層造形セットは、本発明の前記積層造形用粉末材料と、硬化液と、更に必要に応じてその他の成分等を含む。
(Laminated modeling set)
The additive manufacturing set of the present invention includes the additive manufacturing powder material of the present invention, a curing liquid, and other components as necessary.

<硬化液>
前記硬化液としては、水又は硬化剤を含有する硬化剤含有水が好ましい。
<Curing liquid>
As said hardening liquid, the hardening | curing agent containing water containing water or a hardening | curing agent is preferable.

−水−
前記水としては、例えば、イオン交換水、限外濾過水、逆浸透水、蒸留水等の純水、又は超純水などが挙げられる。
前記水には、必要に応じてその他の成分を含有することができる。前記その他の成分としては、例えば、界面活性剤、保存剤、防腐剤、安定化剤、pH調整剤、などが挙げられる。
-Water-
Examples of the water include pure water such as ion exchange water, ultrafiltration water, reverse osmosis water, and distilled water, or ultrapure water.
The water can contain other components as necessary. Examples of the other components include surfactants, preservatives, preservatives, stabilizers, pH adjusters, and the like.

−硬化剤含有水−
前記硬化剤含有水としては、水性媒体中に硬化剤を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有してなる。
-Hardener-containing water-
As said hardening | curing agent containing water, a hardening | curing agent is contained in an aqueous medium, and also other components are contained as needed.

−−水性媒体−−
前記水性媒体としては、例えば、水、エタノール等のアルコール、エーテル、ケトン、などが挙げられるが、水が好ましい。なお、前記水性媒体は、前記水が前記アルコール等の水以外の成分を若干量含有するものであってもよい。
--Aqueous medium--
Examples of the aqueous medium include water, alcohols such as ethanol, ethers, ketones, and the like, and water is preferable. In the aqueous medium, the water may contain some amount of components other than water such as the alcohol.

−−硬化剤−−
前記硬化剤としては、前記リン酸カルシウムを硬化可能な性質を有するものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、クエン酸、リンゴ酸、エデト酸、コハク酸、フィチン酸、アレンドロン酸、エチドロン酸などが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
--Curing agent--
The curing agent is not particularly limited as long as it has the property of curing the calcium phosphate, and can be appropriately selected according to the purpose. For example, citric acid, malic acid, edetic acid, succinic acid, phytin Examples include acids, alendronic acid, etidronic acid and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記硬化剤含有水における前記硬化剤の含有量(濃度)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記硬化剤含有水の粘度が、20℃で、7mPa・s以上20mPa・s以下となる濃度が好ましく、9mPa・s以上15mPa・s以下がより好ましい。前記粘度が、7mPa・s以上20mPa・s以下の範囲であると、前記硬化剤含有水の前記積層造形用粉末材料への付与を良好に行うことができ、積層造形物の寸法精度が充分に得られる。   There is no restriction | limiting in particular as content (concentration) of the said hardening | curing agent in the said hardening | curing agent containing water, Although it can select suitably according to the objective, The viscosity of the said hardening | curing agent containing water is 7 mPa * at 20 degreeC. The concentration is s or more and 20 mPa · s or less, and more preferably 9 mPa · s or more and 15 mPa · s or less. When the viscosity is in the range of 7 mPa · s to 20 mPa · s, the hardener-containing water can be satisfactorily applied to the powder material for additive manufacturing, and the dimensional accuracy of the additive manufacturing object is sufficient. can get.

−−その他の成分−−
前記その他の成分としては、前記硬化剤含有水を付与する手段の種類、使用頻度や量などの諸条件を考慮して適宜選択することができ、例えば、インクジェット法によって前記硬化剤含有水を付与する場合には、インクジェットプリンター等におけるノズルヘッドへの目詰り等の影響を考慮して選択することができる。前記その他の成分としては、例えば、保存剤、防腐剤、安定化剤、pH調整剤、などが挙げられる。
-Other ingredients-
The other components can be appropriately selected in consideration of various conditions such as the kind of means for applying the curing agent-containing water, the usage frequency, and the amount thereof. For example, the curing agent-containing water is imparted by an ink jet method. In this case, the selection can be made in consideration of the influence of clogging on the nozzle head in an inkjet printer or the like. Examples of the other components include preservatives, preservatives, stabilizers, pH adjusters, and the like.

前記硬化剤含有水の製造方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、前記水性媒体中に前記硬化剤、必要に応じて前記その他の成分を添加し混合して溶解させる方法などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the said hardening | curing agent containing water, According to the objective, it can select suitably, For example, the said hardening | curing agent and the said other component as needed are added and mixed in the said aqueous medium. And a method of dissolving them.

本発明の積層造形キットは、各種の成形体、構造体の簡便かつ効率的な製造に好適に用いることができ、後述する本発明の積層造形物の製造方法、及び積層造形物の製造装置に特に好適に用いることができる。   The additive manufacturing kit of the present invention can be suitably used for simple and efficient manufacture of various molded bodies and structures, and is used in the manufacturing method of the additive manufacturing object of the present invention and the manufacturing apparatus of additive manufacturing objects described later. It can be particularly preferably used.

(積層造形物の製造方法及び積層造形物の製造装置)
本発明の積層造形物の製造方法は、積層造形用粉末材料層形成工程を少なくとも含み、層硬化工程及び焼結工程を含むことが好ましく、更に必要に応じてその他の工程を含んでなる。
本発明で用いられる積層造形物の製造装置は、積層造形用粉末材料層形成手段を少なくとも有し、層硬化手段及び焼結手段を有することが好ましく、更に必要に応じてその他の手段を有してなる。
本発明の積層造形物の製造方法は、本発明で用いられる積層造形物の製造装置を用いて好適に実施することができ、前記積層造形用粉末材料層形成工程は、前記積層造形用粉末材料層形成手段により好適に実施することができ、前記層硬化工程は、前記層硬化手段により好適に実施することができ、前記焼結工程は、前記焼結手段により好適に実施することができ、前記その他の工程は、前記その他の手段により好適に実施することができる。
(Manufacturing method of layered object and apparatus for manufacturing layered object)
The manufacturing method of the layered object of the present invention includes at least a layered powder material layer forming step, preferably includes a layer curing step and a sintering step, and further includes other steps as necessary.
The manufacturing apparatus of the layered object used in the present invention preferably includes at least a layered powder material layer forming unit, preferably includes a layer curing unit and a sintering unit, and further includes other units as necessary. It becomes.
The method for manufacturing a layered object according to the present invention can be preferably implemented using the apparatus for manufacturing a layered object used in the present invention, and the step of forming a powder material layer for layered object includes the powder material for layered object. The layer forming means can be preferably carried out, the layer curing step can be suitably carried out by the layer curing means, the sintering step can be suitably carried out by the sintering means, The other steps can be preferably performed by the other means.

<積層造形用粉末材料層形成工程及び積層造形用粉末材料層形成手段>
前記積層造形用粉末材料層形成工程は、支持体上に、本発明の前記積層造形用粉末材料を用いて所定の厚みの積層造形用粉末材料層を形成する工程である。
前記積層造形用粉末材料層形成手段は、支持体上に、本発明の前記積層造形用粉末材料を用いて所定の厚みの積層造形用粉末材料層を形成する手段である。
<Laminated modeling powder material layer forming step and additive manufacturing powder material layer forming means>
The additive manufacturing powder material layer forming step is a step of forming an additive manufacturing powder material layer having a predetermined thickness on the support using the additive manufacturing powder material of the present invention.
The additive manufacturing powder material layer forming means is means for forming an additive manufacturing powder material layer having a predetermined thickness on the support using the additive manufacturing powder material of the present invention.

−支持体−
前記支持体としては、前記積層造形用粉末材料を載置することができれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、前記積層造形用粉末材料の載置面を有する台、特開2000−328106号公報の図1に記載の装置におけるベースプレート、などが挙げられる。前記支持体の表面、即ち、前記積層造形用粉末材料を載置する載置面としては、例えば、平滑面であってもよいし、粗面であってもよく、また、平面であってもよいし、曲面であってもよい。
-Support-
The support is not particularly limited as long as the layered modeling powder material can be placed thereon, can be appropriately selected according to the purpose, and has a mounting surface on which the layered modeling powder material is placed. Examples thereof include a base plate in the apparatus shown in FIG. 1 of Japanese Utility Model Publication No. 2000-328106. The surface of the support, that is, the placement surface on which the additive manufacturing powder material is placed may be, for example, a smooth surface, a rough surface, or a flat surface. It may be a curved surface.

−積層造形用粉末材料層の形成−
前記積層造形用粉末材料を前記支持体上に配置させる方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、薄層に配置させる方法としては、特許第3607300号公報に記載の選択的レーザー焼結方法に用いられる、公知のカウンター回転機構(カウンターローラ)などを用いる方法、前記積層造形用粉末材料をブラシ、ローラ、ブレード等の部材を用いて薄層に拡げる方法、前記積層造形用粉末材料層の表面を押圧部材を用いて押圧して薄層に拡げる方法、公知の粉末積層造形装置を用いる方法などが好適に挙げられる。
-Formation of powder material layer for additive manufacturing-
There is no restriction | limiting in particular as a method of arrange | positioning the said powder material for layered modeling on the said support body, Although it can select suitably according to the objective, For example, as a method of arrange | positioning in a thin layer, patent 3607300 A method using a known counter rotation mechanism (counter roller) or the like used in the selective laser sintering method described in the official gazette, and the layered modeling powder material is spread into a thin layer using a member such as a brush, roller, or blade. Preferred examples include a method, a method of pressing the surface of the layered powder material layer using a pressing member to expand it into a thin layer, a method of using a known powdered layered manufacturing apparatus, and the like.

前記カウンター回転機構(カウンターローラ)、前記ブラシ乃至ブレード、前記押圧部材などを用いて、前記支持体上に前記積層造形用粉末材料を薄層に載置させるには、例えば、以下のようにして行うことができる。即ち、例えば、外枠(「型」、「中空シリンダー」、「筒状構造体」などと称されることもある)内に、前記外枠の内壁に摺動しながら昇降可能に配置された前記支持体上に前記積層造形用粉末材料を、前記カウンター回転機構(カウンターローラ))、前記ブラシ、ローラ又はブレード、前記押圧部材などを用いて載置させる。このとき、前記支持体として、前記外枠内を昇降可能なものを用いる場合には、前記支持体を前記外枠の上端開口部よりも少しだけ下方の位置に配し、即ち、前記積層造形用粉末材料層の厚み分だけ下方に位置させておき、前記支持体上に前記積層造形用粉末材料を載置させる。以上により、前記積層造形用粉末材料を前記支持体上に薄層に載置させることができる。   In order to place the layered modeling powder material in a thin layer on the support using the counter rotating mechanism (counter roller), the brush or blade, the pressing member, etc., for example, as follows: It can be carried out. That is, for example, it is disposed in an outer frame (sometimes referred to as “mold”, “hollow cylinder”, “tubular structure”, etc.) so as to be movable up and down while sliding on the inner wall of the outer frame. The powder material for additive manufacturing is placed on the support using the counter rotating mechanism (counter roller), the brush, a roller or a blade, the pressing member, and the like. At this time, when using the support that can move up and down in the outer frame, the support is arranged at a position slightly lower than the upper end opening of the outer frame, that is, the additive manufacturing is performed. The powder material layer is placed below the thickness of the powder material layer for use, and the powder material for additive manufacturing is placed on the support. As described above, the additive manufacturing powder material can be placed in a thin layer on the support.

なお、このようにして薄層に載置させた前記積層造形用粉末材料に対し、レーザーや電子線、或いは、インクジェット法による硬化液を作用させると硬化が生ずる。ここで得られた薄層の硬化物上に、上記と同様にして、前記積層造形用粉末材料を薄層に載置させ、この薄層に載置された前記積層造形用粉末材料(層)に対し、前記レーザーや電子線、或いは硬化液を作用させると硬化が生ずる。このときの硬化は、前記薄層に載置された前記積層造形用粉末材料(層)においてのみならず、その下に存在する、先に硬化して得られた前記薄層の硬化物との間でも生ずる。その結果、前記薄層に載置された前記積層造形用粉末材料(層)の約2層分の厚みを有する硬化物(積層造形物、焼結用硬化物)が得られる。   In addition, hardening will arise when the hardening liquid by a laser, an electron beam, or the inkjet method is made to act on the said powder material for layered modeling mounted in the thin layer in this way. The layered modeling powder material (layer) placed on the thin layer is placed on the thin layer of the cured product obtained in the same manner as described above. On the other hand, curing occurs when the laser, electron beam, or curable liquid is applied. The curing at this time is not only in the layered modeling powder material (layer) placed on the thin layer, but also with the thin layer cured product obtained by curing first, which exists under the layered powder material (layer). It also occurs between. As a result, a cured product (laminated modeled product, cured product for sintering) having a thickness of about two layers of the layered modeling powder material (layer) placed on the thin layer is obtained.

また、前記積層造形用粉末材料を前記支持体上に薄層に載置させるには、前記公知の粉末積層造形装置を用いて自動的にかつ簡便に行うこともできる。前記粉末積層造形装置は、一般に、前記積層造形用粉末材料を積層するためのリコーターと、前記積層造形用粉末材料を前記支持体上に供給するための可動式供給槽と、前記積層造形用粉末材料を薄層に載置し、積層するための可動式成形槽とを備える。前記粉末積層造形装置においては、前記供給槽を上昇させるか、前記成形槽を下降させるか、又はその両方によって、常に前記供給槽の表面は前記成形槽の表面よりもわずかに上昇させることができ、前記供給槽側から前記リコーターを用いて前記積層造形用粉末材料を薄層に配置させることができ、前記リコーターを繰り返し移動させることにより、薄層の前記積層造形用粉末材料を積層させることができる。   Moreover, in order to mount the powder material for additive manufacturing in a thin layer on the support, it can be automatically and simply performed using the known powder additive manufacturing apparatus. The powder additive manufacturing apparatus generally includes a recoater for stacking the additive manufacturing powder material, a movable supply tank for supplying the additive manufacturing powder material onto the support, and the additive manufacturing powder. A movable molding tank for placing and laminating materials in a thin layer. In the powder additive manufacturing apparatus, the surface of the supply tank can always be slightly raised from the surface of the molding tank by raising the supply tank, lowering the molding tank, or both. The layered powder material can be arranged in a thin layer using the recoater from the supply tank side, and the layered powder material for layered modeling can be laminated by repeatedly moving the recoater. it can.

前記積層造形用粉末材料層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、一層当たりの平均厚みで、3μm以上200μm以下が好ましく、10μm以上100μm以下がより好ましい。前記平均厚みが、3μm以上であると、積層造形物が得られるまでの時間が適正であり、焼結等の処理乃至取扱い時に型崩れ等の問題が生じることがない。一方、前記平均厚みが、200μm以下であると、積層造形物の寸法精度が充分に得られる。
なお、前記平均厚みは、公知の方法に従って測定することができる。
The thickness of the layered modeling powder material layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the average thickness per layer is preferably 3 μm to 200 μm, and preferably 10 μm to 100 μm. More preferred. When the average thickness is 3 μm or more, the time until a layered product is obtained is appropriate, and problems such as loss of shape do not occur during processing such as sintering or handling. On the other hand, when the average thickness is 200 μm or less, the dimensional accuracy of the layered object can be sufficiently obtained.
The average thickness can be measured according to a known method.

<層硬化工程及び層硬化手段>
前記層硬化工程は、前記積層造形用粉末材料層に、硬化液をインクジェット法で付与し、前記積層造形用粉末材料層の所定領域を硬化させる工程である。
前記層硬化手段は、前記積層造形用粉末材料層に、硬化液をインクジェット法で付与し、前記積層造形用粉末材料層の所定領域を硬化させる手段である。
<Layer curing step and layer curing means>
The layer curing step is a step of applying a curable liquid to the layered modeling powder material layer by an inkjet method to cure a predetermined region of the layered modeling powder material layer.
The layer curing unit is a unit that applies a curable liquid to the layered modeling powder material layer by an inkjet method and cures a predetermined region of the layered modeling powder material layer.

前記硬化液の前記積層造形用粉末材料層への付与の方法としては、特に制限はなく目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ディスペンサ方式、スプレー方式、インクジェット方式などが挙げられる。なお、これらの方式を実施するには公知の装置を前記層硬化手段として好適に使用することができる。これらの中でも、前記ディスペンサ方式は、液滴の定量性に優れるが、塗布面積が狭くなり、前記スプレー方式は、簡便に微細な吐出物を形成でき、塗布面積が広く、塗布性に優れるが、液滴の定量性が悪く、スプレー流による粉末の飛散が発生する。このため、本発明においては、前記インクジェット方式が特に好ましい。前記インクジェット方式は、前記スプレー方式に比べ、液滴の定量性が良く、前記ディスペンサ方式に比べ、塗布面積が広くできる利点があり、複雑な立体形状を精度良くかつ効率よく形成し得る点で好ましい。   The method for applying the curable liquid to the additive manufacturing powder material layer is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include a dispenser method, a spray method, and an inkjet method. In order to carry out these methods, a known apparatus can be suitably used as the layer curing means. Among these, the dispenser method is excellent in droplet quantification, but the application area is narrow, and the spray method can easily form a fine discharge, the application area is wide, and the application property is excellent. The quantitative property of the droplets is poor, and powder scattering occurs due to the spray flow. For this reason, in the present invention, the ink jet method is particularly preferable. The ink jet method is advantageous in that the quantitative property of droplets is better than the spray method, and there is an advantage that the application area can be widened compared with the dispenser method, and a complicated three-dimensional shape can be formed accurately and efficiently. .

前記インクジェット法による場合、前記層硬化手段は、前記インクジェット法により前記硬化液を前記積層造形用粉末材料層に付与可能なノズルを有する。なお、前記ノズルとしては、公知のインクジェットプリンターにおけるノズルを好適に使用することができ、また、前記インクジェットプリンターを前記層硬化手段として好適に使用することができる。なお、前記インクジェットプリンターとしては、例えば、株式会社リコー製のSG7100、などが好適に挙げられる。前記インクジェットプリンターは、ヘッド部から一度に滴下できる硬化液量が多く、塗布面積が広いため、塗布の高速化を図ることができる点で好ましい。本発明においては、前記硬化液を精度良くしかも高効率に付与可能な前記インクジェットプリンターを用いた場合においても、前記硬化液が、粒子等の固形物や、樹脂等の高分子の高粘度材料を含有しないため、前記ノズル乃至そのヘッドにおいて目詰り等が発生せず、腐食等を生じさせることもないため、積層造形物の製造効率に優れ、しかも樹脂等の高分子成分が付与されることがないため、予定外の体積増加等を生ずることがなく、寸法精度の良い硬化物が容易にかつ短時間で効率よく得られる点で有利である。   In the case of the ink jet method, the layer curing means has a nozzle capable of applying the curing liquid to the layered modeling powder material layer by the ink jet method. In addition, as a nozzle, the nozzle in a well-known inkjet printer can be used conveniently, and the said inkjet printer can be used conveniently as said layer hardening means. In addition, as said inkjet printer, SG7100 by Ricoh Co., Ltd. etc. are mentioned suitably, for example. The inkjet printer is preferable in that it can increase the speed of coating because it has a large amount of curable liquid that can be dropped from the head portion at a time and has a large coating area. In the present invention, even when the ink jet printer capable of applying the curable liquid with high accuracy and high efficiency is used, the curable liquid is a solid material such as particles or a high-viscosity material such as a resin. Since it does not contain, clogging or the like does not occur in the nozzle or its head, and it does not cause corrosion or the like, so that it is excellent in the production efficiency of the layered product, and a polymer component such as a resin is added. Therefore, it is advantageous in that a hardened product with good dimensional accuracy can be obtained easily and efficiently in a short time without causing an unscheduled increase in volume.

<焼結工程及び焼結手段>
前記焼結工程は、前記層形成工程と前記層硬化工程とを順次繰り返して形成した積層硬化物を焼結する工程であり、焼結手段により行われる。前記焼結工程を行うことにより、前記硬化物を一体化された成形体(焼結体)とすることができる。前記焼結手段としては、例えば、公知の焼結炉などが挙げられる。
<Sintering process and sintering means>
The sintering step is a step of sintering a laminated cured product formed by sequentially repeating the layer forming step and the layer curing step, and is performed by a sintering means. By performing the sintering step, the cured product can be formed into an integrated molded body (sintered body). Examples of the sintering means include a known sintering furnace.

前記焼結工程としては、前記のように硬化物を得てから焼結する方法以外にも、積層造形用粉末材料を積層する段階で焼結する方法がある。
前記積層造形用粉末材料を積層する段階で焼結する方法は、前記積層造形用粉末材料層にレーザー照射及び電子線照射のいずれかを行い前記積層造形用粉末材料層を焼結する方法である。
In addition to the method of sintering after obtaining the cured product as described above, the sintering step includes a method of sintering at the stage of laminating the additive manufacturing powder material.
The method of sintering in the step of laminating the additive manufacturing powder material is a method of sintering the additive manufacturing powder material layer by performing either laser irradiation or electron beam irradiation on the additive manufacturing powder material layer. .

−レーザー照射−
前記レーザー照射におけるレーザーとしては、リン酸カルシウム粉末が有する吸収波長領域のレーザーであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、COレーザー、Nd−YAGレーザー、ファイバーレーザー、半導体レーザーなどが挙げられる。
前記レーザー照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、小型レーザーを用いる場合、リン酸カルシウム粉末を溶融することができないため、併用する接着剤(例えば、ポリエステル系接着剤)を混在させて、レーザー照射により接着剤を溶融させて造形することが好ましい。その場合、COレーザーを用いることが好ましい。照射条件としては、例えば、レーザー出力15W、波長10.6μm、ビーム径0.4mm程度が好ましい。
-Laser irradiation-
Examples laser in the laser irradiation is not particularly limited as long as the laser of the absorption wavelength region included in the calcium phosphate powder, can be appropriately selected depending on the intended purpose, for example, CO 2 lasers, Nd-YAG lasers, fiber lasers, Examples include semiconductor lasers.
The laser irradiation conditions are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, when a small laser is used, the calcium phosphate powder cannot be melted, and therefore, an adhesive (for example, (Polyester adhesive) is mixed, and the adhesive is preferably melted by laser irradiation for shaping. In that case, it is preferable to use a CO 2 laser. As irradiation conditions, for example, a laser output of 15 W, a wavelength of 10.6 μm, and a beam diameter of about 0.4 mm are preferable.

−電子線照射−
前記電子線としては、リン酸カルシウム粉末が溶融するエネルギーの電子線を照射すること以外の制限は無く、目的に応じて適宜選択することができる。電子線を照射する際には、前記積層造形用粉末材料は真空環境下で扱われる必要がある。
前記電子線照射の条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、出力1,500W、ビーム径0.1mm、真空度1.0×10−5mbar程度が好ましい。
-Electron beam irradiation-
There is no restriction | limiting other than irradiating the electron beam of the energy which a calcium phosphate powder fuse | melts as said electron beam, According to the objective, it can select suitably. When irradiating an electron beam, the additive manufacturing powder material needs to be handled in a vacuum environment.
The conditions for the electron beam irradiation are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, the output is 1,500 W, the beam diameter is 0.1 mm, and the degree of vacuum is about 1.0 × 10 −5 mbar. Is preferred.

<その他の工程及びその他の手段>
前記その他の工程としては、例えば、乾燥工程、表面保護処理工程、塗装工程、などが挙げられる。
前記その他の手段としては、例えば、乾燥手段、表面保護処理手段、塗装手段、などが挙げられる。
<Other processes and other means>
Examples of the other steps include a drying step, a surface protection treatment step, and a painting step.
Examples of the other means include drying means, surface protection processing means, and painting means.

−乾燥工程及び乾燥手段−
前記乾燥工程は、前記層硬化工程において得られた硬化物を乾燥させる工程であり、乾燥手段により行われる。前記乾燥工程において、前記硬化物中に含まれる水分のみならず、有機物を除去(脱脂)してもよい。前記乾燥手段としては、例えば、公知の乾燥機などが挙げられる。
-Drying process and drying means-
The drying step is a step of drying the cured product obtained in the layer curing step, and is performed by a drying means. In the drying step, not only moisture contained in the cured product but also organic matter may be removed (degreasing). Examples of the drying means include known dryers.

−表面保護処理工程及び表面保護処理手段−
前記表面保護処理工程は、前記層硬化工程、又は前記焼結工程において形成した造形物に保護層を形成する工程である。前記表面保護処理工程を行うことにより、前記造形物を例えばそのまま使用等することができる耐久性等を前記積層造形物の表面に与えることができる。前記保護層の具体例としては、耐水性層、耐候性層、耐光性層、断熱性層、光沢層、などが挙げられる。前記表面保護処理手段としては、公知の表面保護処理装置、例えば、スプレー装置、コーティング装置などが挙げられる。
-Surface protection treatment process and surface protection treatment means-
The surface protection treatment step is a step of forming a protective layer on the shaped article formed in the layer curing step or the sintering step. By performing the surface protection treatment step, it is possible to provide the surface of the layered object with durability or the like that allows the modeled object to be used as it is, for example. Specific examples of the protective layer include a water resistant layer, a weather resistant layer, a light resistant layer, a heat insulating layer, and a glossy layer. Examples of the surface protection treatment means include known surface protection treatment devices such as a spray device and a coating device.

−塗装工程及び塗装手段−
前記塗装工程は、前記造形物に塗装を行う工程である。この塗装工程を行うことにより、前記造形物に所望の色に着色させることができる。前記塗装手段としては、公知の塗装装置、例えば、スプレー、ローラ、刷毛等による塗装装置などが挙げられる。
-Painting process and painting means-
The painting step is a step of painting the shaped object. By performing this coating process, the shaped article can be colored in a desired color. Examples of the coating means include known coating apparatuses, such as a coating apparatus using a spray, a roller, a brush, and the like.

ここで、図1に本発明で用いられる粉末積層造形装置の一例を示す。この図1の粉末積層造形装置は、造形側粉末貯留槽1と供給側粉末貯留槽2とを有し、これらの粉末貯留槽は、それぞれ上下に移動可能なステージ3を有し、該ステージ上に積層造形用粉末材料からなる層を形成する。
造形側粉末貯留槽1の上には、該粉末貯留槽内の積層造形用粉末材料に向けて硬化液4を吐出するインクジェットヘッド5を有し、更に、供給側粉末貯留槽2から造形側粉末貯留槽1に積層造形用粉末材料を供給すると共に、造形側粉末貯留槽1の積層造形用粉末材料層表面を均す、均し機構6(以下、リコーターということがある)を有する。
Here, FIG. 1 shows an example of a powder additive manufacturing apparatus used in the present invention. 1 has a modeling-side powder storage tank 1 and a supply-side powder storage tank 2, and each of these powder storage tanks has a stage 3 that can move up and down. A layer made of the additive manufacturing powder material is formed.
On the modeling side powder storage tank 1, it has the inkjet head 5 which discharges the hardening liquid 4 toward the powder material for lamination modeling in this powder storage tank, and also the modeling side powder from the supply side powder storage tank 2 While supplying the layered modeling powder material to the storage tank 1, the leveling mechanism 6 (hereinafter also referred to as a recoater) is provided to level the surface of the layered modeling powder material layer of the modeling side powder storage tank 1.

造形側粉末貯留槽1の積層造形用粉末材料上にインクジェットヘッド5から硬化液4を滴下する。このとき、硬化液4を滴下する位置は、最終的に造形したい立体形状を複数の平面層にスライスした二次元画像データ(スライスデータ)により決定される。
一層分の描画が終了した後、供給側粉末貯留槽2のステージ3を上げ、造形側粉末貯留槽1のステージ3を下げる。その差分の積層造形用粉末材料を、前記均し機構6によって、造形側粉末貯留槽1へと移動させる。
The curable liquid 4 is dropped from the inkjet head 5 onto the layered modeling powder material in the modeling-side powder storage tank 1. At this time, the position where the curable liquid 4 is dropped is determined by two-dimensional image data (slice data) obtained by slicing a three-dimensional shape to be finally modeled into a plurality of plane layers.
After the drawing for one layer is completed, the stage 3 of the supply-side powder storage tank 2 is raised, and the stage 3 of the modeling-side powder storage tank 1 is lowered. The layered modeling powder material of the difference is moved to the modeling side powder storage tank 1 by the leveling mechanism 6.

このようにして、先に描画した積層造形用粉末材料層面上に、新たな積層造形用粉末材料層が一層形成される。このときの積層造形用粉末材料層一層の厚みは、数十μm以上100μm以下程度である。
前記新たに形成された積層造形用粉末材料層上に、更に二層目のスライスデータに基づく描画を行い、この一連のプロセスを繰り返して造形物を得、図示しない加熱手段で加熱乾燥させることで積層造形物が得られる。
Thus, a new layered modeling powder material layer is formed on the surface of the layered modeling powder material layer previously drawn. The thickness of the layered powder material layer at this time is about several tens μm to 100 μm.
By performing drawing based on the slice data of the second layer on the newly formed powder material layer for layered modeling, and repeating this series of processes to obtain a modeled object, and heating and drying by a heating means (not shown) A layered object is obtained.

図2に、本発明で用いられる粉末積層造形装置の他の一例を示す。図2の粉末積層造形装置は、原理的には図1と同じものであるが、積層造形用粉末材料の供給機構が異なる。即ち、供給側粉末貯留槽2は、造形側粉末貯留槽1の上方に配されている。一層目の描画が終了すると、造形側粉末貯留槽1のステージ3が所定量降下し、供給側粉末貯留槽2が移動しながら、所定量の積層造形用粉末材料を造形側粉末貯留槽1に落下させ、新たな積層造形用粉末材料層を形成する。その後、均し機構6で、積層造形用粉末材料層を圧縮し、かさ密度を上げると共に、積層造形用粉末材料層の高さを均一に均す。
図2に示す構成の粉末積層造形装置によれば、2つの粉末貯留槽を平面的に並べる図1の構成に比べて、装置をコンパクトにできる。
FIG. 2 shows another example of the powder additive manufacturing apparatus used in the present invention. The powder additive manufacturing apparatus in FIG. 2 is the same as that in FIG. 1 in principle, but the supply mechanism of the additive manufacturing powder material is different. That is, the supply side powder storage tank 2 is arranged above the modeling side powder storage tank 1. When the drawing of the first layer is completed, the stage 3 of the modeling-side powder storage tank 1 is lowered by a predetermined amount, and the supply-side powder storage tank 2 is moved, while a predetermined amount of the powder material for additive manufacturing is transferred to the modeling-side powder storage tank 1. Drop and form a new layered powder material layer. After that, the leveling mechanism 6 compresses the layered powder material layer to increase the bulk density and uniformly level the height of the layered powder material layer.
According to the powder additive manufacturing apparatus having the configuration shown in FIG. 2, the apparatus can be made compact compared to the configuration of FIG. 1 in which two powder storage tanks are arranged in a plane.

<硬化物(積層造形物)>
前記積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物(積層造形物)において、リン酸カルシウムのハイドロキシアパタイト(HAp)への転移率は、1%以下であり、0.5%以下が好ましい。前記転移率が、1%以下であると、生体内へ移植した際、前記リン酸カルシウムがハイドロキシアパタイトとして一生生体内に残存することを防止できる。
前記HAp転移率は、公知のX線粉末回折装置を用いて、公知の方法に従って測定することができる。具体的には、SBF(擬似体液)中への2週間浸漬前後での結晶相の同定を行い、2θ=30付近に現れるハイドロキシアパタイト特有ピークの面積率の差で転移率を測定できる。
<Hardened product (layered product)>
In a cured product (laminated model) obtained by curing the powder material for layered modeling, the transition rate of calcium phosphate to hydroxyapatite (HAp) is 1% or less, preferably 0.5% or less. When the transfer rate is 1% or less, the calcium phosphate can be prevented from remaining in the living body as hydroxyapatite when transplanted into the living body.
The HAp transition rate can be measured according to a known method using a known X-ray powder diffractometer. Specifically, the crystal phase is identified before and after being immersed in SBF (pseudo body fluid) for 2 weeks, and the transition rate can be measured by the difference in the area ratio of the hydroxyapatite-specific peak appearing in the vicinity of 2θ = 30.

前記硬化物(積層造形物)の細胞毒性は、以下のin vitro検定:(i)テトラゾリウム塩3−(4,5−ジメチルチアゾール−2−イル)−2,5−ジフェニルテトラゾリウムブロミド(MTT)を用いたミトコンドリア還元酵素の活性を測定する、比色法である、MTT検定;(ii)XTT及びWST検定のような他のテトラゾリウム塩及びホルマザン色素を用いる同様な検定;(iii)トリパンブルー(TB)検定;(iv)スルホローダミンB(SRB)検定;及び(v)クローン原性検定を含むが、これらに制限されない。
更に、細胞のネクローシス及びアポトーシスのレベルを測定するための、当業者に既知の方法を、カチオン性脂質又は薬剤が細胞毒性活性を持つかどうか決定するために用いることができる。
前記アポトーシスを測定するためのこのような方法としては、例えば、TUNEL検定、カスパーゼ活性の測定、DNA断片化、ポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ(PARP)活性化、ミトコンドリアチトクロームC流出、アポトーシス誘発性因子(AIF)移行、及びAnnexin−V染色が含まれるが、これらに制限されない。
The cytotoxicity of the cured product (layered product) is determined by the following in vitro test: (i) tetrazolium salt 3- (4,5-dimethylthiazol-2-yl) -2,5-diphenyltetrazolium bromide (MTT). A colorimetric MTT assay that measures the activity of the mitochondrial reductase used; (ii) similar assays using other tetrazolium salts and formazan dyes such as XTT and WST assays; (iii) trypan blue (TB) Iv) assay; (iv) sulforhodamine B (SRB) assay; and (v) clonogenic assay.
In addition, methods known to those skilled in the art for measuring the level of cellular necrosis and apoptosis can be used to determine whether a cationic lipid or agent has cytotoxic activity.
Such methods for measuring apoptosis include, for example, TUNEL assay, caspase activity measurement, DNA fragmentation, poly (ADP-ribose) polymerase (PARP) activation, mitochondrial cytochrome C efflux, apoptosis-inducing factor (AIF) migration, and Annexin-V staining are included, but are not limited to these.

本発明の積層造形物の製造方法及び製造装置によれば、複雑な立体形状の積層造形物を、本発明の前記積層造形用粉末材料及び本発明の前記積層造形セットを用いて簡便かつ効率良く、焼結等の前に型崩れが生ずることなく、寸法精度良く製造することができる。こうして得られた積層造形物(硬化物)は、生体内に移植しても非吸収性のハイドロキシアパタイトへの転移が少なく、細胞毒性がなく、充分な強度を有し、寸法精度に優れ、微細な凹凸、曲面なども再現できるので、美的外観にも優れ、高品質であり、各種用途に好適に使用することができる。   According to the method and apparatus for manufacturing a layered object of the present invention, a complex three-dimensional layered object can be easily and efficiently produced using the layered modeling powder material of the present invention and the layered model set of the present invention. It can be manufactured with good dimensional accuracy without causing deformation before sintering or the like. The layered product (cured product) obtained in this way has little transfer to non-absorbable hydroxyapatite even when transplanted in vivo, has no cytotoxicity, has sufficient strength, has excellent dimensional accuracy, is fine Since it can reproduce irregularities and curved surfaces, it has excellent aesthetic appearance, high quality, and can be suitably used for various applications.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(調製例1)
<積層造形用粉末材料1の調製>
−α−リン酸三カルシウム(α−TCP)の合成−
市販のパドルを用いて160rpmで攪拌させた0.513mol/dmの水酸化カルシウム懸濁液中に、0.342mol/dmのリン酸水溶液を6mL/minの速度で送液し、アンモニアにてpHを8.7付近で安定化させた。次いで、37℃のインキュベーターにて72時間熟成し、濾過した後乾燥して粉体を得た。次いで、800℃環境にて1時間焼成した後、直径3mmのジルコニアビーズを用いてボールミル粉砕した。その際、ボールミル粉砕はGlen Creston Ltd.製BM−6型ローラーボールミルを用いて実施し、30分間の粉砕化が終了したら、75μmメッシュに通して篩に掛けることで微細粉を得た。次いで、1,400℃にて5時間焼成したのち急冷することで、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)粉末を得た。
得られたα−TCP粉末について、以下のようにして測定したところ、体積平均粒径Dvは9μm、粒度分布Dv/Dnは1.68、平均円形度は0.77であった。
(Preparation Example 1)
<Preparation of additive manufacturing powder material 1>
-Synthesis of α-tricalcium phosphate (α-TCP)-
A 0.342 mol / dm 3 phosphoric acid aqueous solution was fed at a rate of 6 mL / min into a 0.513 mol / dm 3 calcium hydroxide suspension stirred at 160 rpm using a commercially available paddle. The pH was stabilized at around 8.7. Next, it was aged for 72 hours in a 37 ° C. incubator, filtered and dried to obtain a powder. Subsequently, after baking for 1 hour in 800 degreeC environment, it ball-milled using the zirconia bead of diameter 3mm. At that time, ball milling was performed by Glen Creston Ltd. This was carried out using a BM-6 type roller ball mill manufactured, and after 30 minutes of pulverization, fine powder was obtained by passing through a 75 μm mesh and sieving. Next, after baking at 1,400 ° C. for 5 hours and then rapidly cooling, α-tricalcium phosphate (α-TCP) powder was obtained.
When the obtained α-TCP powder was measured as follows, the volume average particle diameter Dv was 9 μm, the particle size distribution Dv / Dn was 1.68, and the average circularity was 0.77.

<体積平均粒径Dv、及び体積平均粒径Dvと数平均粒径Dnとの比Dv/Dn>
測定装置としてコールターマルチサイザーIII(コールターカウンター社製)を用い、個数分布、体積分布を出力するインターフェイス(日科機株式会社製)、及びパーソナルコンピューターを接続し、電解液は、1級塩化ナトリウムを用いて1質量%NaCl水溶液を調製した。測定法としては、この電解液としての水溶液100mL〜150mL中に分散剤として界面活性剤(アルキルベンゼンスルホン酸塩)を0.1mL〜5mL加え、α−TCP粉末を2mg〜20mg加え、超音波分散器で1分間〜3分間の分散処理を行った。更に、別のビーカーに電解水溶液100mL〜200mLを入れ、その中に前記サンプル分散液を所定の濃度になるように加え、前記コールターマルチサイザーIIIによりアパーチャーとして100μmアパーチャーを用い、50,000個の粒子の平均を測定した。測定は装置が示す濃度が8%±2%となるように前記α−TCP粉末の分散液を滴下して行った。得られた体積平均粒径Dvと数平均粒径Dnとから比Dv/Dnを求めた。
<Volume average particle diameter Dv and ratio Dv / Dn of volume average particle diameter Dv and number average particle diameter Dn>
Using Coulter Multisizer III (manufactured by Coulter Counter) as a measuring device, an interface for outputting the number distribution and volume distribution (manufactured by Nikkaki Co., Ltd.) and a personal computer are connected. 1 mass% NaCl aqueous solution was prepared using it. As a measuring method, 0.1 mL to 5 mL of a surfactant (alkylbenzene sulfonate) as a dispersant is added to 100 mL to 150 mL of the aqueous solution as the electrolytic solution, and 2 mg to 20 mg of α-TCP powder is added. The dispersion treatment was performed for 1 minute to 3 minutes. Further, 100 mL to 200 mL of an electrolytic aqueous solution is put into another beaker, and the sample dispersion is added to a predetermined concentration therein, and 50,000 particles are used by the Coulter Multisizer III using a 100 μm aperture as an aperture. The average of was measured. The measurement was performed by dropping the dispersion liquid of the α-TCP powder so that the concentration indicated by the apparatus was 8% ± 2%. The ratio Dv / Dn was determined from the obtained volume average particle diameter Dv and number average particle diameter Dn.

<平均円形度>
前記平均円形度は、フロー式粒子像分析装置(「FPIA−3000」;シスメックス株式会社製)を用いて計測し、解析ソフト(FPIA−3000 Data Processing Program For FPIA Version00−10)を用いて測定した。より具体的には、ガラス製の100mLビーカーに10質量%界面活性剤(アルキルベンゼンスフォン酸塩ネオゲンSC−A;第一工業製薬株式会社製)を0.1mL〜0.5mL添加し、α−TCP粉末を0.1g〜0.5g添加してミクロスパーテルでかき混ぜ、次いで、イオン交換水80mLを添加した。得られた分散液を超音波分散器(本多電子株式会社製)で3分間分散処理する。この分散液について、前記FPIA−3000を用いて、濃度が5,000個/μL〜15,000個/μLとなるまでα−TCP粉末の形状及び分布を測定した。
<Average circularity>
The average circularity was measured using a flow type particle image analyzer (“FPIA-3000”; manufactured by Sysmex Corporation), and measured using analysis software (FPIA-3000 Data Processing Program For FPIA Version 00-10). . More specifically, 0.1% to 0.5 mL of 10% by weight surfactant (alkylbenzene sulfonate Neogen SC-A; manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) is added to a 100 mL glass beaker, and α- 0.1 g to 0.5 g of TCP powder was added and stirred with a micropartel, and then 80 mL of ion-exchanged water was added. The obtained dispersion is subjected to a dispersion treatment for 3 minutes with an ultrasonic disperser (Honda Electronics Co., Ltd.). About this dispersion liquid, the shape and distribution of the α-TCP powder were measured using the FPIA-3000 until the concentration reached 5,000 / μL to 15,000 / μL.

調製したα−TCP粉末の結晶相の同定を、X線粉末回折装置(リガク電機株式会社製、RINT1100)を用いて以下の条件で実施したところ、結晶相がαであることがわかった。
[測定条件]
・管球:Cu
・電圧:40kV
・電流:40mA
・開始角度:3°
・終了角度:80°
・スキャンスピード:0.5°/min
When the crystal phase of the prepared α-TCP powder was identified using the X-ray powder diffractometer (RINT1100, manufactured by Rigaku Electric Co., Ltd.) under the following conditions, it was found that the crystal phase was α.
[Measurement condition]
・ Tube: Cu
・ Voltage: 40kV
・ Current: 40 mA
・ Starting angle: 3 °
・ End angle: 80 °
・ Scanning speed: 0.5 ° / min

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.2g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過及び乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料1を得た。
得られた積層造形用粉末材料1について、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物としてのフィチン酸の付与量(存在量)を、元素分析装置(ICPE−9000、株式会社島津製作所製)を用いて測定したところ、5,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.2 g of 50 mass% phytic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of phosphate groups: 6) as an organic compound having a phosphate group, 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, the mixture was filtered and dried, and the resulting powder was dry-pulverized to obtain a powder material 1 for additive manufacturing, which is an α-TCP powder provided with phytic acid on the surface.
About the obtained additive manufacturing powder material 1, the application amount (abundance) of phytic acid as an organic compound having a phosphate group on the surface of the α-TCP powder was measured using an elemental analyzer (ICPE-9000, manufactured by Shimadzu Corporation). ) And was 5,000 ppm.

(調製例2)
<積層造形用粉末材料2の調製>
−リン酸三カルシウム(β−TCP)の合成−
市販のパドルを用いて160rpmで攪拌させた0.513mol/dmの水酸化カルシウム懸濁液中に、0.342mol/dmのリン酸水溶液を6mL/minの速度で送液し、アンモニアにてpHを8.7付近で安定化させた。次いで、37℃のインキュベーターにて72時間熟成し、濾過したのち乾燥して粉体を得た。次いで、800℃環境にて1時間焼成したのち、直径3mmのジルコニアビーズを用いてボールミル粉砕した。
その際、ボールミル粉砕はGlen Creston Ltd.製BM−6型ローラーボールミルを用いて実施し、30分間の粉砕化が終了したら、75μmメッシュに通して篩に掛けることで微細粉を得た。次いで、1,100℃にて5時間焼成したのち急冷することで、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)粉末を得た。
得られたβ−TCP粉末について、調製例1と同様にして測定したところ、体積平均粒径Dvは5μm、粒度分布Dv/Dnは1.45、平均円形度は0.78であった。
また、得られたリン酸カルシウムの結晶相の同定を、調製例1と同様にして実施したところ、結晶相がβであることが分かった。
(Preparation Example 2)
<Preparation of additive manufacturing powder material 2>
-Synthesis of tricalcium phosphate (β-TCP)-
A 0.342 mol / dm 3 phosphoric acid aqueous solution was fed at a rate of 6 mL / min into a 0.513 mol / dm 3 calcium hydroxide suspension stirred at 160 rpm using a commercially available paddle. The pH was stabilized at around 8.7. Next, it was aged for 72 hours in a 37 ° C. incubator, filtered and dried to obtain a powder. Next, after firing in an 800 ° C. environment for 1 hour, ball milling was performed using zirconia beads having a diameter of 3 mm.
At that time, ball milling was performed by Glen Creston Ltd. This was carried out using a BM-6 type roller ball mill manufactured, and after 30 minutes of pulverization, fine powder was obtained by passing through a 75 μm mesh and sieving. Next, after baking at 1,100 ° C. for 5 hours and then rapidly cooling, β-tricalcium phosphate (β-TCP) powder was obtained.
The obtained β-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1. The volume average particle diameter Dv was 5 μm, the particle size distribution Dv / Dn was 1.45, and the average circularity was 0.78.
Moreover, when the crystal phase of the obtained calcium phosphate was identified in the same manner as in Preparation Example 1, it was found that the crystal phase was β.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記β−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.2g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過及び乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与したβ−TCP粉末である積層造形用粉末材料2を得た。
得られた積層造形用粉末材料2について、β−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物としてのフィチン酸付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、5,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the β-TCP powder, 0.2 g of 50 mass% phytic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) as an organic compound having a phosphate group, 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, the mixture was filtered and dried, and the powder obtained was dry-pulverized to obtain a powder material 2 for additive manufacturing that was β-TCP powder having phytic acid added to the surface.
When the amount of phytic acid applied (abundance) as an organic compound having a phosphate group on the surface of the β-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1 for the obtained additive manufacturing powder material 2, it was 5,000 ppm. Met.

(調製例3)
<積層造形用粉末材料3の調製>
−リン酸八カルシウム(OCP)の合成−
市販のパドルを用いて160rpmで攪拌させた0.455mol/dmの水酸化カルシウム懸濁液中に、0.342mol/dmのリン酸水溶液を6mL/minの速度で送液し、アンモニアにてpHを8.7付近で安定化させた。次いで、37℃のインキュベーターにて72時間熟成し、濾過したのち乾燥して粉体を得た。次いで、800℃環境にて1時間焼成したのち、直径3mmのジルコニアビーズを用いてボールミル粉砕した。
その際、ボールミル粉砕はGlen Creston Ltd.製BM−6型ローラーボールミルを用いて実施し、30分間の粉砕化が終了したら、75μmメッシュに通して篩に掛けることで微細粉を得た。次いで、1,100℃にて5時間焼成したのち急冷することで、リン酸八カルシウム(OCP)粉末を得た。
得られたOCP粉末について、調製例1と同様にして測定したところ、体積平均粒径Dvは7μm、粒度分布Dv/Dnは1.73、平均円形度は、0.78であった。
(Preparation Example 3)
<Preparation of additive manufacturing powder material 3>
-Synthesis of octacalcium phosphate (OCP)-
A 0.342 mol / dm 3 phosphoric acid aqueous solution was fed at a rate of 6 mL / min into a 0.455 mol / dm 3 calcium hydroxide suspension stirred at 160 rpm using a commercially available paddle. The pH was stabilized at around 8.7. Next, it was aged for 72 hours in a 37 ° C. incubator, filtered and dried to obtain a powder. Next, after firing in an 800 ° C. environment for 1 hour, ball milling was performed using zirconia beads having a diameter of 3 mm.
At that time, ball milling was performed by Glen Creston Ltd. This was carried out using a BM-6 type roller ball mill manufactured, and after 30 minutes of pulverization, fine powder was obtained by passing through a 75 μm mesh and sieving. Next, after calcining at 1,100 ° C. for 5 hours and then rapidly cooling, octacalcium phosphate (OCP) powder was obtained.
When the obtained OCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1, the volume average particle diameter Dv was 7 μm, the particle size distribution Dv / Dn was 1.73, and the average circularity was 0.78.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記OCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.2g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過及び乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与したOCP粉末である積層造形用粉末材料3を得た。
得られた積層造形用粉末材料3について、調製例1と同様にして、リン酸基を有する有機化合物であるフィチン酸の付与量(存在量)を測定したところ、5,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the OCP powder, 0.2 g of 50 mass% phytic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of phosphate groups: 6) as an organic compound having a phosphate group, 120 g of ion-exchanged water, and zirconia beads having a diameter of 3 mm 540 g was put into a 500 mL wide-mouth bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, the mixture was filtered and dried, and the powder obtained was dry-pulverized to obtain an additive manufacturing powder material 3 which is an OCP powder provided with phytic acid on the surface.
About the obtained additive manufacturing powder material 3, it was 5,000 ppm when the application amount (abundance) of phytic acid which is an organic compound having a phosphate group was measured in the same manner as in Preparation Example 1.

(調製例4)
−硬化液1の調製−
水60質量部と、硬化剤としてクエン酸(和光純薬工業株式会社製)40質量部、及び界面活性剤としてTriton X−100(東京化成工業株式会社製)0.5質量部を混合し、ホモミキサーを用いて5分間分散させて、硬化液1を調製した。
(Preparation Example 4)
-Preparation of curable liquid 1-
60 parts by mass of water, 40 parts by mass of citric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) as a curing agent, and 0.5 parts by mass of Triton X-100 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a surfactant are mixed. The curable liquid 1 was prepared by dispersing for 5 minutes using a homomixer.

(実施例1−1)
得られた前記積層造形用粉末材料1と、前記硬化液1とを用いて、サイズ(長さ70mm×巾12mm)の形状印刷パターンにより、積層造形物1−1を以下のようにして製造した。
(Example 1-1)
Using the obtained powder material 1 for additive manufacturing and the curable liquid 1, an additive manufacturing object 1-1 was manufactured as follows using a shape printing pattern of size (length 70 mm × width 12 mm). .

(1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記積層造形用粉末材料1を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの積層造形用粉末材料1からなる薄層を形成した。 (1) First, using a known powder additive manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the additive manufacturing powder material 1 is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank, and then on the support. A thin layer made of additive manufacturing powder material 1 having an average thickness of 100 μm was formed.

(2)次に、形成した積層造形用粉末材料1からなる薄層の表面に、前記硬化液1を、インクジェットプリンター(株式会社リコー製、SG7100)を用いてノズルから付与(吐出)し、前記積層造形用粉末材料1を硬化することで、前記リン酸カルシウムを硬化させた。 (2) Next, the curable liquid 1 is applied (discharged) from a nozzle to the surface of the thin layer made of the layered modeling powder material 1 using an ink jet printer (manufactured by Ricoh Co., Ltd., SG7100). The calcium phosphate was cured by curing the powder material 1 for additive manufacturing.

(3)次に、前記(1)及び前記(2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、硬化した前記積層造形用粉末材料1からなる薄層を順次積層していき、積層造形物1−1を製造した。得られた積層造形物1−1に対し、エアーブローにより余分な前記積層造形用粉末材料を除去したところ、型崩れを生ずることはなかった。積層造形物1−1は強度、及び寸法精度に優れていた。 (3) Next, the operations of (1) and (2) are repeated until a total average thickness of 3 mm is obtained, and the cured thin layer made of the additive manufacturing powder material 1 is sequentially laminated, The layered object 1-1 was manufactured. When the excess layered modeling powder material was removed by air blowing from the obtained layered product 1-1, there was no loss of shape. The layered object 1-1 was excellent in strength and dimensional accuracy.

得られた積層造形物1−1について、ハイドロキシアパタイト転移率(HAp転移率)、細胞毒性、強度(硬度)、及び寸法精度を以下の基準にて評価した。結果を表2に示した。   About the obtained laminate-molded article 1-1, the hydroxyapatite transition rate (HAp transition rate), cytotoxicity, strength (hardness), and dimensional accuracy were evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 2.

<ハイドロキシアパタイト(HAp)転移率>
X線粉末回折装置(リガク電機株式会社製、RINT1100)により、積層造形物1−1をSBF(擬似体液)中への2週間浸漬前後での結晶相の同定を行い、2θ=30付近に現れるハイドロキシアパタイト特有ピークの面積率の差からHAp転移率(%)を測定した。なお、本発明においては、HAp転移率は1%以下が合格である。
<Hydroxyapatite (HAp) transition rate>
Using an X-ray powder diffractometer (RINT1100, manufactured by Rigaku Electric Co., Ltd.), the crystallographic phase of the layered object 1-1 is identified before and after being immersed in SBF (pseudo body fluid) for 2 weeks, and appears around 2θ = 30. The HAp transition rate (%) was measured from the difference in the area ratio of the hydroxyapatite-specific peak. In the present invention, the HAp transition rate is 1% or less.

<細胞毒性>
ウェルに収容した細胞の培養液(5vol%牛胎仔血清添加MEM培地)に約100個のV79細胞(チャイニーズハムスター肺由来繊維芽細胞)を播種して、4時間静置したのち、積層造形物1−1をウェルに入れた。その状態にて1週間培養した後、コロニー数を測定し、コロニー数の平均値を求めた。同様にして、積層造形物を入れない対照ウェルについても1週間の培養を行い、コロニー数を測定し、コロニー数の平均値を求めた。これらの値から、下記計算式に従ってコロニー形成率(%)を算出した。
コロニー形成率(%)=(積層造形物を浸漬した培養液におけるコロニー数の平均値)/(積層造形物を入れない培養液中のコロニー数の平均値)×100
得られたコロニー形成率の値から、60%以上であれば細胞毒性が無いと判断した。
<Cytotoxicity>
About 100 V79 cells (Chinese hamster lung-derived fibroblasts) are seeded in a cell culture medium (MEM medium supplemented with 5 vol% fetal calf serum) contained in a well, and allowed to stand for 4 hours. -1 was placed in the well. After culturing in that state for 1 week, the number of colonies was measured, and the average value of the number of colonies was determined. Similarly, the control well without the layered object was cultured for 1 week, the number of colonies was measured, and the average value of the number of colonies was obtained. From these values, the colony formation rate (%) was calculated according to the following formula.
Colony formation rate (%) = (Average value of the number of colonies in the culture solution in which the layered product is immersed) / (Average value of the number of colonies in the culture solution without the layered product) × 100
From the obtained colony formation rate, it was judged that there was no cytotoxicity if it was 60% or more.

<強度(硬度)>
以下の基準により、積層造形物1−1の強度(硬度)を評価した。
×:積層造形用粉末材料が充分に硬化しておらず、積層造形物を取り出すことができず、取り出すと所定の形状を維持することができない状態
△:積層造形物につきエアーブローを行うと、不要な積層造形用粉末材料以外にも、前記積層造形物自体がやや除去されてしまうが、取り出した積層造形物自体はその形状を維持している状態
○:積層造形物につきエアーブローを行っても、不要な積層造形用粉末材料のみが除去され、取り出した積層造形物自体はその形状を維持している状態
◎:積層造形物が充分に硬化しており、容易には壊れない状態
<Strength (hardness)>
The strength (hardness) of the layered object 1-1 was evaluated according to the following criteria.
X: The powder material for layered modeling is not sufficiently cured, the layered model cannot be taken out, and a predetermined shape cannot be maintained when the layered model is taken out. In addition to unnecessary additive manufacturing powder material, the additive manufacturing object itself is slightly removed, but the extracted additive object itself maintains its shape. ○: Air blow is applied to the additive object. However, only the unnecessary additive manufacturing powder material is removed, and the removed additive object itself maintains its shape. ◎: The additive object is sufficiently cured and not easily broken.

<寸法精度>
以下の基準により、積層造形物1−1の寸法精度を評価した。
×:得られた積層造形物の表面に歪みが生じており、表面を観察すると、前記積層造形用粉末材料と前記硬化液との偏在が認められる状態
△:得られた積層造形物の表面に若干の歪みと凹凸が生じている状態
○:得られた積層造形物の表面状態は良好であるが、僅かに反りが生じている状態
◎:得られた積層造形物の表面が滑らかで美麗であり、反りも生じていない状態
<Dimensional accuracy>
The dimensional accuracy of the layered object 1-1 was evaluated according to the following criteria.
X: The surface of the obtained layered product is distorted, and when the surface is observed, the uneven distribution of the powder material for layered modeling and the curable liquid is observed. Δ: On the surface of the obtained layered product State where slight distortion and unevenness are generated. ○: The surface state of the obtained layered product is good, but slightly warped. ◎: The surface of the obtained layered product is smooth and beautiful. Yes, no warping

(4)前記(3)で得られた積層造形物1−1について、焼結炉内で真空条件、1,300℃で焼結処理を行った。この積層造形物1−1の焼結体は完全に一体化されたリン酸カルシウム構造体であり、硬質の床に叩きつけても破損等が生じなかった。 (4) The layered product 1-1 obtained in (3) was sintered in a sintering furnace at 1,300 ° C. under vacuum conditions. The sintered body of the layered object 1-1 was a completely integrated calcium phosphate structure, and no damage or the like occurred even when it was hit against a hard floor.

(実施例2−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物2−1を製造した。
得られた積層造形物2−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 2-1)
In Example 1-1, the layered product 2-1 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 2-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.05g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料4を得た。
得られた積層造形用粉末材料4について、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるフィチン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、1,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.05 g of 50 mass% phytic acid as an organic compound having a phosphate group (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of phosphate groups: 6), 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, filtration and drying were performed, and the powder obtained was dry pulverized to obtain powder material 4 for additive manufacturing that was α-TCP powder having phytic acid added to the surface.
About the obtained additive manufacturing powder material 4, when the application amount (abundance) of phytic acid which is an organic compound having a phosphate group on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1, 000 ppm.

(実施例3−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物3−1を製造した。
得られた積層造形物3−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 3-1)
In Example 1-1, the layered object 3-1 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 3-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.5g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与させたα−TCP粉末である積層造形用粉末材料5を得た。
得られた積層造形用粉末材料5について、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるフィチン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、10,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 50% by mass of phytic acid as an organic compound having a phosphate group (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 6 phosphoric acid groups: 6), 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, filtration and drying were performed, and the resulting powder was dry-pulverized to obtain a layered modeling powder material 5 which was an α-TCP powder provided with phytic acid on the surface.
When the amount of phytic acid (abundance), which is an organic compound having a phosphate group, on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1, the obtained additive manufacturing powder material 5 was 10, 000 ppm.

(実施例4−1)
実施例1−1において、α−TCP粉末を、調製例2で調製したβ−TCP粉末表面にフィチン酸を付与した積層造形用粉末材料2に変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物4−1を製造した。
得られた積層造形物4−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 4-1)
In Example 1-1, the same procedure as in Example 1-1 was performed except that α-TCP powder was changed to additive manufacturing powder material 2 in which phytic acid was added to the surface of β-TCP powder prepared in Preparation Example 2. Then, the layered object 4-1 was manufactured.
About the obtained laminate-molded article 4-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例5−1)
実施例1−1において、α−TCP粉末を、調製例3で調製したOCP粉末表面にフィチン酸を付与した積層造形用粉末材料3に変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物5−1を製造した。
得られた積層造形物5−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 5-1)
In Example 1-1, except that the α-TCP powder was changed to the additive manufacturing powder material 3 in which phytic acid was added to the OCP powder surface prepared in Preparation Example 3, in the same manner as in Example 1-1, The layered object 5-1 was manufactured.
About the obtained laminate-molded article 5-1, evaluation similar to Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例6−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物6−1を製造した。
得られた積層造形物6−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 6-1)
In Example 1-1, the layered object 6-1 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 6-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉体30g、カルボキシル基を有する有機化合物としてのクエン酸(和光純薬工業株式会社製、カルボキシル基数:3個)0.5g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでクエン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料6を得た。
得られた積層造形用粉末材料6において、α−TCP粉末表面におけるカルボキシル基を有する有機化合物であるクエン酸の付与量(存在量)を、LC−MSにより測定したところ、6,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.5 g of citric acid as an organic compound having a carboxyl group (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of carboxyl groups: 3), 120 g of ion-exchanged water, and 540 g of zirconia beads having a diameter of 3 mm It put into a 500 mL wide-mouth bottle, and wet-pulverized for 2 hours with the ball mill. Next, filtration and drying were performed, and the obtained powder was dry-pulverized to obtain a powder material 6 for additive manufacturing that is α-TCP powder having citric acid applied to the surface.
In the obtained additive manufacturing powder material 6, the amount of citric acid, which is an organic compound having a carboxyl group on the surface of the α-TCP powder, was measured by LC-MS and found to be 6,000 ppm. .

(実施例7−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物7−1を製造した。得られた積層造形物7−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 7-1)
In Example 1-1, the layered product 7-1 was made in the same manner as in Example 1-1 except that the application treatment of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured. About the obtained laminate-molded article 7-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての35質量%エチドロン酸(株式会社同仁化学研究所製、リン酸基数:2個)0.05g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでエチドロン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料7を得た。
得られた積層造形用粉末材料7において、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるエチドロン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、3,400ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 35% by mass of etidronic acid (manufactured by Dojindo Laboratories, Inc., number of phosphate groups: 2) as an organic compound having a phosphate group, 120 g of ion-exchanged water, and 3 mm in diameter 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, filtration and drying were performed, and the powder obtained was dry pulverized to obtain a powder material 7 for layered modeling that was α-TCP powder provided with etidronic acid on the surface.
In the obtained additive manufacturing powder material 7, the amount of etidronic acid that is an organic compound having a phosphate group on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1. It was 400 ppm.

(実施例8−1)
実施例1−1において、インクジェット方式ではなく、電子線照射方式(EBM)に変えて、積層造形物8−1を以下のようにして製造した。なお、電子線照射方式(EBM)は、自作電子線照射装置を用いて行った。
(1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記積層造形用粉末材料1を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの積層造形用粉末材料1からなる薄層を形成した。
(2)次に、形成した積層造形用粉末材料1からなる薄層の表面に、電子線照射し、前記積層造形用粉末材料1を焼結することで、前記リン酸カルシウムを焼結させた。
(3)次に、前記(1)及び前記(2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、前記積層造形用粉末材料1からなる薄層を順次積層していき、積層造形物8−1を製造した。
得られた積層造形物8−1に対し、エアーブローにより余分な前記積層造形用粉末材料1を除去したところ、型崩れを生ずることはなかった。得られた積層造形物8−1の焼結体は強度、及び寸法精度に優れていた。
得られた積層造形物8−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 8-1)
In Example 1-1, the layered product 8-1 was manufactured as follows instead of the ink jet method instead of the ink jet method. The electron beam irradiation method (EBM) was performed using a self-made electron beam irradiation apparatus.
(1) First, using a known powder additive manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the additive manufacturing powder material 1 is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank, and then on the support. A thin layer made of additive manufacturing powder material 1 having an average thickness of 100 μm was formed.
(2) Next, the surface of the thin layer made of the additive manufacturing powder material 1 was irradiated with an electron beam to sinter the additive powder 1 for sintering, thereby sintering the calcium phosphate.
(3) Next, the operations of (1) and (2) are repeated until a total average thickness of 3 mm is reached, and the thin layer made of the additive manufacturing powder material 1 is sequentially laminated, and additive manufacturing is performed. Product 8-1 was produced.
When the excess layered modeling powder material 1 was removed by air blowing from the layered product 8-1 obtained, the mold was not deformed. The obtained sintered body of the layered object 8-1 was excellent in strength and dimensional accuracy.
About the obtained laminate-molded article 8-1, evaluation similar to Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

(実施例9−1)
実施例1−1において、インクジェット方式ではなく、レーザー照射方式により、積層造形物9−1を以下のようにして製造した。なお、レーザーはCOレーザー(SUNX社製、LP−400)を用いた。
(1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記積層造形用粉末材料1を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの積層造形用粉末材料1からなる薄層を形成した。
(2)次に、形成した積層造形用粉末材料1からなる薄層の表面に、前記COレーザーを照射し、前記積層造形用粉末材料1を焼結することで、前記リン酸カルシウムを焼結させた。
(3)次に、前記(1)及び前記(2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、前記積層造形用粉末材料1からなる薄層を順次積層していき、積層造形物9−1を製造した。
得られた積層造形物9−1に対し、エアーブローにより余分な前記積層造形用粉末材料を除去したところ、型崩れを生ずることはなかった。得られた積層造形物9−1の焼結体は強度、及び寸法精度に優れていた。
得られた積層造形物9−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Example 9-1)
In Example 1-1, the layered object 9-1 was manufactured by the laser irradiation method instead of the ink jet method as follows. The laser was a CO 2 laser (manufactured by SUNX, LP-400).
(1) First, using a known powder additive manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the additive manufacturing powder material 1 is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank, and then on the support. A thin layer made of additive manufacturing powder material 1 having an average thickness of 100 μm was formed.
(2) Next, the surface of the thin layer made of the additive manufacturing powder material 1 is irradiated with the CO 2 laser to sinter the additive powder 1 to sinter the calcium phosphate. It was.
(3) Next, the operations of (1) and (2) are repeated until a total average thickness of 3 mm is reached, and the thin layer made of the additive manufacturing powder material 1 is sequentially laminated, and additive manufacturing is performed. Product 9-1 was produced.
When the excess layered modeling powder material was removed by air blowing on the obtained layered model 9-1, the mold was not deformed. The sintered body of the obtained layered object 9-1 was excellent in strength and dimensional accuracy.
About the obtained laminate-molded article 9-1, evaluation similar to Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例1−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物10−1を製造した。
得られた積層造形物10−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 1-1)
In Example 1-1, the laminate-molded article 10-1 is the same as Example 1-1 except that the application treatment of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder is changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 10-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.04g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料8を得た。
得られた積層造形用粉末材料8において、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるフィチン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、800ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.04 g of 50 mass% phytic acid as an organic compound having a phosphate group (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of phosphate groups: 6), 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, the mixture was filtered and dried, and the resulting powder was dry-pulverized to obtain a powder material 8 for additive manufacturing, which is an α-TCP powder provided with phytic acid on the surface.
In the obtained additive manufacturing powder material 8, when the amount of phytic acid (abundance), which is an organic compound having a phosphate group, on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1, it was 800 ppm. there were.

(比較例2−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物11−1を製造した。
得られた積層造形物11−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 2-1)
In Example 1-1, the laminate-molded article 11-1 was made in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 11-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉末30g、リン酸基を有する有機化合物としての50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)0.6g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでフィチン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料9を得た。
得られた積層造形用粉末材料9について、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるフィチン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、11,000ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.6 g of 50 mass% phytic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of phosphate groups: 6) as an organic compound having a phosphate group, 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, filtration and drying were performed, and the powder obtained was dry-pulverized to obtain a powder material 9 for layered modeling that was α-TCP powder provided with phytic acid on the surface.
About the obtained additive manufacturing powder material 9, when the application amount (abundance) of phytic acid which is an organic compound having a phosphate group on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1, 000 ppm.

(比較例3−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物12−1を製造した。
得られた積層造形物12−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 3-1)
In Example 1-1, the laminate-molded article 12-1 was made in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 12-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉体30g、リン酸基を有する有機化合物としてのポリリン酸(東京化成株式会社製、リン酸基数:15個、重量平均分子量:1,200)0.4g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでポリリン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料10を得た。
得られた積層造形用粉末材料10において、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるポリリン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、100ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.4 g of polyphosphoric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., number of phosphoric acid groups: 15, weight average molecular weight: 1,200) as an organic compound having a phosphoric acid group, 120 g of ion-exchanged water, In addition, 540 g of zirconia beads having a diameter of 3 mm were placed in a 500 mL wide-mouth bottle, and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, the mixture was filtered and dried, and the resulting powder was dry-pulverized to obtain a powder material 10 for layered modeling that was α-TCP powder with polyphosphoric acid applied to the surface.
In the obtained additive manufacturing powder material 10, the amount (abundance) of polyphosphoric acid, which is an organic compound having a phosphate group, on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1. there were.

(比較例4−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物13−1を製造した。
得られた積層造形物13−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 4-1)
In Example 1-1, the laminate-molded article 13-1 was made in the same manner as in Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder was changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 13-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉体30g、リン酸基を有する有機化合物としてのイノシトール3リン酸(株式会社同仁化学研究所製、リン酸基数:3個)0.4g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでイノシトール3リン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料11を得た。
得られた積層造形用粉末材料11において、α−TCP粉末表面におけるリン酸基を有する有機化合物であるイノシトール3リン酸の付与量(存在量)を、調製例1と同様にして測定したところ、300ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.4 g of inositol triphosphate as an organic compound having a phosphate group (manufactured by Dojin Chemical Laboratory Co., Ltd., number of phosphate groups: 3), 120 g of ion-exchanged water, and a diameter of 3 mm 540 g of zirconia beads were placed in a 500 mL wide-mouthed bottle and wet-ground by a ball mill for 2 hours. Next, filtration and drying were performed, and the obtained powder was dry-pulverized to obtain a layered molding powder material 11 which was an α-TCP powder provided with inositol triphosphate on the surface.
In the obtained additive manufacturing powder material 11, when the amount of inositol triphosphate that is an organic compound having a phosphate group on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Preparation Example 1, It was 300 ppm.

(比較例5−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を以下のように変更した以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物14−1を製造した。
得られた積層造形物14−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 5-1)
In Example 1-1, the laminate-molded article 14-1 is the same as Example 1-1 except that the treatment for applying the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder is changed as follows. Manufactured.
About the obtained laminate-molded article 14-1, the same evaluation as Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

−リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理−
前記α−TCP粉体30g、カルボキシル基を有する有機化合物としてのクエン酸(和光純薬工業株式会社製、カルボキシル基数:3個)0.04g、イオン交換水120g、及び直径3mmのジルコニアビーズ540gを500mL広口瓶に入れ、ボールミルにより2時間湿式粉砕した。次いで、濾過・乾燥し、得られた粉体を乾式粉砕することでクエン酸を表面に付与したα−TCP粉末である積層造形用粉末材料12を得た。
得られた積層造形用粉末材料12について、α−TCP粉末表面におけるカルボキシル基を有する有機化合物であるクエン酸の付与量(存在量)を、実施例6−1と同様にして測定したところ、400ppmであった。
-Treatment of applying an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to calcium phosphate powder-
30 g of the α-TCP powder, 0.04 g of citric acid as an organic compound having a carboxyl group (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of carboxyl groups: 3), 120 g of ion-exchanged water, and 540 g of zirconia beads having a diameter of 3 mm It put into a 500 mL wide-mouth bottle, and wet-pulverized for 2 hours with the ball mill. Next, the mixture was filtered and dried, and the resulting powder was dry-pulverized to obtain a powder material 12 for additive manufacturing that is an α-TCP powder provided with citric acid on the surface.
About the obtained additive manufacturing powder material 12, when the application amount (abundance) of citric acid, which is an organic compound having a carboxyl group, on the surface of the α-TCP powder was measured in the same manner as in Example 6-1, 400 ppm. Met.

(比較例6−1)
実施例1−1において、リン酸カルシウム粉末へのリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与処理を行わないこと、即ち、調製例1で調製したα−TCP粉末を積層造形用粉末材料13として用いた以外は、実施例1−1と同様にして、積層造形物15−1を製造した。
得られた積層造形物15−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 6-1)
In Example 1-1, the application treatment of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group to the calcium phosphate powder is not performed, that is, the α-TCP powder prepared in Preparation Example 1 is used as the powder material 13 for additive manufacturing. A layered object 15-1 was produced in the same manner as Example 1-1 except that.
The obtained layered object 15-1 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 2.

(比較例7−1)
実施例8−1において、前記積層造形用粉末材料1の代わりに前記積層造形用粉末材料8を用いた以外は、実施例8−1と同様にして、積層造形物16−1を製造した。
得られた積層造形物16−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 7-1)
In Example 8-1, a layered object 16-1 was produced in the same manner as in Example 8-1, except that the layered powder material 8 was used instead of the layered powder material 1.
The obtained layered product 16-1 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 2.

(比較例8−1)
実施例8−1において、前記積層造形用粉末材料1の代わりに前記積層造形用粉末材料9を用いた以外は、実施例8−1と同様にして、積層造形物17−1を製造した。
得られた積層造形物17−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 8-1)
In Example 8-1, a layered object 17-1 was manufactured in the same manner as in Example 8-1, except that the layered powder material 9 was used instead of the layered powder material 1.
About the obtained layered product 17-1, evaluation similar to Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

(比較例9−1)
実施例9−1において、前記積層造形用粉末材料1の代わりに前記積層造形用粉末材料8を用いた以外は、実施例9−1と同様にして、積層造形物18−1を製造した。
得られた積層造形物18−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 9-1)
In Example 9-1, a layered object 18-1 was manufactured in the same manner as Example 9-1 except that the layered powder material 8 was used instead of the layered powder material 1.
The obtained layered product 18-1 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 2.

(比較例9−1)
実施例9−1において、前記積層造形用粉末材料1の代わりに前記積層造形用粉末材料9を用いた以外は、実施例9−1と同様にして、積層造形物19−1を製造した。
得られた積層造形物19−1について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表2に示した。
(Comparative Example 9-1)
In Example 9-1, a layered object 19-1 was produced in the same manner as Example 9-1 except that the layered powder material 9 was used instead of the layered powder material 1.
About the obtained layered product 19-1, evaluation similar to Example 1-1 was performed. The results are shown in Table 2.

表1及び表2の結果から、比較例2−1、8−1、及び10−1は、強度及び寸法精度の結果は良好であるが、フィチン酸の付与量が多すぎるため、細胞毒性が有りとなり、生体内に移植した際に、細胞毒性を発現する恐れがある。
また、比較例1−1、3−1〜7−1、及び9−1は、いずれもHAp転移率が1%を超えており、生体内に移植した場合に、ハイドロキシアパタイト(HAp)に転移して生体内に残存してしまうという不具合がある。
From the results of Tables 1 and 2, Comparative Examples 2-1, 8-1 and 10-1 have good strength and dimensional accuracy results, but the amount of phytic acid applied is too large, so that the cytotoxicity is high. There is a possibility that cytotoxicity will be manifested when transplanted in vivo.
Moreover, all of Comparative Examples 1-1, 3-1 to 7-1, and 9-1 have a HAp transfer rate of over 1%, and transfer to hydroxyapatite (HAp) when transplanted in vivo. There is a problem that it remains in the living body.

(調製例5)
<積層造形用粉末材料101の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
(Preparation Example 5)
<Preparation of powder material 101 for additive manufacturing>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料101を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
By mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphate group with respect to 100-g of (alpha) -TCP powder prepared in the said preparation example 1 may be 15 mass%, it carries out an aster blend under cooling, and is for additive manufacturing. A powder material 101 was obtained.

(調製例6)
−硬化液2の調製−
水100質量部と、界面活性剤としてTriton X−100(東京化成工業株式会社製)0.5質量部とを混合し、ホモミキサーを用いて5分間分散させて、硬化液2を調製した。
(Preparation Example 6)
-Preparation of curable liquid 2-
100 parts by mass of water and 0.5 parts by mass of Triton X-100 (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as a surfactant were mixed and dispersed for 5 minutes using a homomixer to prepare a curable liquid 2.

(実施例1−2)
得られた前記積層造形用粉末材料101と、前記硬化液2とを用い、サイズ(長さ70mm×巾12mm)の形状印刷パターンにより、積層造形物1−2を以下のようにして製造した。
(Example 1-2)
Using the obtained layered modeling powder material 101 and the curable liquid 2, a layered product 1-2 was manufactured as follows using a shape printing pattern of size (length 70 mm × width 12 mm).

(1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記積層造形用粉末材料101を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの積層造形用粉末材料101からなる薄層を形成した。 (1) First, using a known powder additive manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the additive manufacturing powder material 101 is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank, and then on the support. A thin layer made of the additive manufacturing powder material 101 having an average thickness of 100 μm was formed.

(2)次に、形成した積層造形用粉末材料101からなる薄層の表面に、前記硬化液2を、インクジェットプリンター(株式会社リコー製、SG7100)を用いてノズルから付与(吐出)し、前記積層造形用粉末材料101を硬化することで、該リン酸カルシウムを硬化させた。 (2) Next, the curable liquid 2 is applied (discharged) from a nozzle to the surface of the thin layer formed of the layered modeling powder material 101 using an inkjet printer (manufactured by Ricoh Co., Ltd., SG7100). The calcium phosphate was cured by curing the additive manufacturing powder material 101.

(3)次に、前記(1)及び前記(2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、硬化した前記積層造形用粉末材料101からなる薄層を順次積層していき、積層造形物1−2を製造した。得られた積層造形物1−2に対し、エアーブローにより余分な前記積層造形用粉末材料を除去したところ、型崩れを生ずることはなかった。積層造形物1−2は強度、及び寸法精度に優れていた。 (3) Next, the operations of (1) and (2) are repeated until a total average thickness of 3 mm is reached, and the cured thin layer made of the additive manufacturing powder material 101 is sequentially laminated, The layered object 1-2 was manufactured. When the excess layered modeling powder material was removed by air blowing from the obtained layered product 1-2, the mold was not deformed. The layered object 1-2 was excellent in strength and dimensional accuracy.

得られた積層造形物1−2について、前記実施例1−1と同様にして、ハイドロキシアパタイト転移率(HAp転移率)、細胞毒性、強度(硬度)、及び寸法精度を評価した。結果を表4に示した。   About the obtained layered product 1-2, the hydroxyapatite transition rate (HAp transition rate), cytotoxicity, strength (hardness), and dimensional accuracy were evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

(4)前記(3)で得られた積層造形物1−2について、焼結炉内で真空条件、1,300℃で焼結処理を行った。この積層造形物1−2の焼結体は完全に一体化されたリン酸カルシウム構造体であり、硬質の床に叩きつけても破損等が生じなかった。 (4) The layered product 1-2 obtained in (3) was sintered in a sintering furnace at 1,300 ° C. under vacuum conditions. The sintered body of the layered object 1-2 was a completely integrated calcium phosphate structure, and no damage or the like occurred even when it was hit against a hard floor.

(実施例2−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料102に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物2−2を製造した。
得られた積層造形物2−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 2-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 2- is changed in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 is changed to the additive manufacturing powder material 102 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 2-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料102の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
エチドロン酸(株式会社同仁化学研究所製、リン酸基数:2個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したエチドロン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 102>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
Etidronic acid (manufactured by Dojindo Laboratories, Inc .; number of phosphate groups: 2) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, ground under cooling, and then freeze-ground Etidronic acid on a 75 μm mesh sieve A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the plate and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料102を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
By mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphate group with respect to 100-g of (alpha) -TCP powder prepared in the said preparation example 1 may be 15 mass%, it carries out an aster blend under cooling, and is for additive manufacturing. A powder material 102 was obtained.

(実施例3−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料103に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物3−2を製造した。
得られた積層造形物3−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 3-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 3- is manufactured in the same manner as in Example 1-2 except that the additive manufacturing powder material 101 is changed to the additive manufacturing powder material 103 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 3-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料103の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
クエン酸(和光純薬工業株式会社製、カルボキシル基数:3個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、カルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 103>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
Citric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., number of carboxyl groups: 3) was freeze-dried at minus 40 ° C. under a reduced pressure of 0.1 Torr, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized phytic acid was applied to a 75 μm mesh sieve. The powder that was placed and vibrated and passed was made into a powder made of an organic compound having a carboxyl group.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記カルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料103を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
The powder for additive manufacturing is prepared by mixing 100 g of the α-TCP powder prepared in Preparation Example 1 so that the powder composed of the organic compound having a carboxyl group is 15% by mass, and auster blending under cooling. Material 103 was obtained.

(実施例4−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料104に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物4−2を製造した。
得られた積層造形物4−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 4-2)
In Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 104 prepared as follows, the additive manufacturing product 4- 2 was produced.
The obtained layered product 4-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料104の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of powder material 104 for additive manufacturing>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例2で調製したβ−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料104を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
By mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphoric acid group with respect to 100g of (beta) -TCP powder prepared in the said preparation example 2 may be 15 mass%, it is auster-blended under cooling, for additive manufacturing A powder material 104 was obtained.

(実施例5−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料105に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物5−2を製造した。
得られた積層造形物5−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 5-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 5 was changed in the same manner as in Example 1-2 except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 105 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 5-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料105の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 105>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例3で調製したOCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料105を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
The powder material for additive manufacturing is prepared by mixing 100 g of the OCP powder prepared in Preparation Example 3 so that the powder composed of the organic compound having a phosphoric acid group is 15% by mass, and auster blending under cooling. 105 was obtained.

(実施例6−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料106に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物6−2を製造した。
得られた積層造形物6−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 6-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 6- was manufactured in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 106 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 6-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料106の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 106>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が10質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料106を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
By mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphate group with respect to 100-g of (alpha) -TCP powder prepared in the said preparation example 1 may be 10 mass%, it carries out an aster blend under cooling, and is for additive manufacturing. A powder material 106 was obtained.

(実施例7−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料107に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物7−2を製造した。
得られた積層造形物7−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 7-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 7- was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 107 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 7-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料107の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 107>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が50質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料107を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
Mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphate group with respect to 100 g of (alpha) -TCP powder prepared in the said preparation example 1 may be 50 mass%, and for austenitic mixing by auster blending under cooling. A powder material 107 was obtained.

(実施例8−2)
実施例1−2において、インクジェット方式ではなく、レーザー照射方式により、積層造形物8−2を以下のようにして製造した。なお、レーザーはCOレーザー(SUNX社製、LP−400)を用いた。
(1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記積層造形用粉末材料101を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの積層造形用粉末材料101からなる薄層を形成した。
(2)次に、形成した積層造形用粉末材料101からなる薄層の表面に、前記COレーザーを照射し、前記積層造形用粉末材料101を焼結することで、前記リン酸カルシウムを焼結させた。
(3)次に、前記(1)及び前記(2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、前記積層造形用粉末材料101からなる薄層を順次積層していき、積層造形物8−2を製造した。
得られた積層造形物8−2に対し、エアーブローにより余分な前記積層造形用粉末材料を除去したところ、型崩れを生ずることはなかった。得られた積層造形物8−2の焼結舞体は強度、及び寸法精度に優れていた。
得られた積層造形物8−2について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 8-2)
In Example 1-2, the layered object 8-2 was manufactured by the laser irradiation method instead of the ink jet method as follows. The laser was a CO 2 laser (manufactured by SUNX, LP-400).
(1) First, using a known powder additive manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the additive manufacturing powder material 101 is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank, and then on the support. A thin layer made of the additive manufacturing powder material 101 having an average thickness of 100 μm was formed.
(2) Next, the surface of a thin layer made of the layered modeling powder material 101 is irradiated with the CO 2 laser to sinter the layered modeling powder material 101, thereby sintering the calcium phosphate. It was.
(3) Next, the operations of (1) and (2) are repeated until a total average thickness of 3 mm is obtained, and the thin layer made of the powder material for additive manufacturing 101 is sequentially stacked, and additive manufacturing is performed. Product 8-2 was produced.
When the excess layered modeling powder material was removed by air blowing from the obtained layered product 8-2, the mold was not deformed. The sintered body of the obtained layered product 8-2 was excellent in strength and dimensional accuracy.
The obtained layered product 8-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

(実施例9−2)
実施例1−2において、インクジェット方式ではなく、電子線照射方式(EBM)に変えて、積層造形物9−2を以下のようにして製造した。なお、電子線照射方式(EBM)は、自作電子線照射装置を用いて行った。
(1)まず、図1に示したような公知の粉末積層造形装置を用いて、供給側粉末貯留槽から造形側粉末貯留槽に前記積層造形用粉末材料101を移送させ、前記支持体上に平均厚みが100μmの積層造形用粉末材料101からなる薄層を形成した。
(2)次に、形成した積層造形用粉末材料101からなる薄層の表面に、電子線照射し、前記積層造形用粉末材料101を焼結することで、前記リン酸カルシウムを焼結させた。
(3)次に、前記(1)及び前記(2)の操作を所定の3mmの総平均厚みになるまで繰返し、前記積層造形用粉末材料101からなる薄層を順次積層していき、積層造形物9−2を製造した。
得られた積層造形物9−2に対し、エアーブローにより余分な前記積層造形用粉末材料を除去したところ、型崩れを生ずることはなかった。得られた積層造形物9−2の焼結体は強度、及び寸法精度に優れていた。
得られた積層造形物9−2について、実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Example 9-2)
In Example 1-2, instead of the inkjet method, the layered product 9-2 was manufactured as follows instead of the electron beam irradiation method (EBM). The electron beam irradiation method (EBM) was performed using a self-made electron beam irradiation apparatus.
(1) First, using a known powder additive manufacturing apparatus as shown in FIG. 1, the additive manufacturing powder material 101 is transferred from the supply-side powder storage tank to the modeling-side powder storage tank, and then on the support. A thin layer made of the additive manufacturing powder material 101 having an average thickness of 100 μm was formed.
(2) Next, the surface of the thin layer made of the layered modeling powder material 101 was irradiated with an electron beam to sinter the layered modeling powder material 101, thereby sintering the calcium phosphate.
(3) Next, the operations of (1) and (2) are repeated until a total average thickness of 3 mm is obtained, and the thin layer made of the powder material for additive manufacturing 101 is sequentially stacked, and additive manufacturing is performed. Product 9-2 was produced.
When the excess layered modeling powder material was removed by air blowing on the obtained layered product 9-2, there was no loss of shape. The sintered body of the obtained layered product 9-2 was excellent in strength and dimensional accuracy.
Evaluation similar to Example 1-1 was performed about the obtained layered product 9-2. The results are shown in Table 4.

(比較例1−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料108に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物10−2を製造した。
得られた積層造形物10−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Comparative Example 1-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 10- was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 108 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered object 10-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料108の調製>
−有機化合物からなる粉末の調製−
イノシトール(敷島スターチ株式会社製、リン酸基又はカルボキシル基数:0個)を、75μmメッシュの篩をかけ、通過したものを、有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 108>
-Preparation of powders composed of organic compounds-
Inositol (manufactured by Shikishima Starch Co., Ltd., phosphoric acid group or carboxyl group number: 0) was passed through a 75 μm mesh sieve, and the powder passed through it was made into a powder composed of an organic compound.

−リン酸カルシウム粉末と有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料108を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and organic compound powder-
The powder material 108 for additive manufacturing is obtained by mixing so that the powder which consists of the said organic compound may be 15 mass% with respect to 100 g of (alpha) -TCP powder prepared in the said preparation example 1, and auster blending under cooling. It was.

(比較例2−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料109に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物11−2を製造した。
得られた積層造形物11−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Comparative Example 2-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 11- was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 109 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 11-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料109の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 109>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が9質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料109を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
By mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphoric acid group may become 9 mass% with respect to the alpha-TCP powder 100g prepared in the said preparation example 1, it is an auster-blending under cooling, for additive manufacturing A powder material 109 was obtained.

(比較例3−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料110に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物12−2を製造した。
得られた積層造形物12−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Comparative Example 3-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 12- was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 110 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 12-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料110の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
50質量%フィチン酸(和光純薬工業株式会社製、リン酸基数:6個)をマイナス40℃、0.1Torr減圧下で凍結乾燥し、冷却下で粉砕したのち、75μmメッシュの篩に凍結粉砕したフィチン酸を載せて振動させ、通過したものを、リン酸基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of powder material 110 for additive manufacturing>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
50 mass% phytic acid (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., phosphate group number: 6) was freeze-dried at minus 40 ° C. and 0.1 Torr reduced pressure, pulverized under cooling, and then freeze-pulverized on a 75 μm mesh sieve. A powder made of an organic compound having a phosphoric acid group was passed through the phytic acid and vibrated.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記リン酸基を有する有機化合物からなる粉末が51質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料110を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
By mixing so that the powder which consists of the said organic compound which has the said phosphate group with respect to 100-g of alpha-TCP powder prepared in the said preparation example 1 may be 51 mass%, it carries out an aster blend under cooling, and is for additive manufacturing. A powder material 110 was obtained.

(比較例4−2)
実施例1−2において、前記積層造形用粉末材料101を、以下のようにして調製した積層造形用粉末材料111に変更した以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物13−2を製造した。
得られた積層造形物13−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Comparative Example 4-2)
In Example 1-2, the additive manufacturing object 13- was prepared in the same manner as in Example 1-2, except that the additive manufacturing powder material 101 was changed to the additive manufacturing powder material 111 prepared as follows. 2 was produced.
The obtained layered product 13-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

<積層造形用粉末材料111の調製>
−リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末の調製−
酢酸のフリーズドライ品(アスザック・フーズ社製、カルボキシル基数:1個)を、75μmメッシュの篩をかけ、通過したものを、カルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末とした。
<Preparation of additive manufacturing powder material 111>
-Preparation of powder composed of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
A freeze-dried product of acetic acid (manufactured by Aszac Foods Co., Ltd., number of carboxyl groups: 1) was passed through a 75 μm mesh sieve, and the passed product was made into a powder composed of an organic compound having a carboxyl group.

−リン酸カルシウム粉末とリン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末との混合−
前記調製例1で調製したα−TCP粉末100gに対して前記カルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末が15質量%になるように混合し、冷却下でオースターブレンドすることにより、積層造形用粉末材料111を得た。
-Mixing of calcium phosphate powder and powder made of organic compound having phosphate group or carboxyl group-
The powder for additive manufacturing is prepared by mixing 100 g of the α-TCP powder prepared in Preparation Example 1 so that the powder composed of the organic compound having a carboxyl group is 15% by mass, and auster blending under cooling. Material 111 was obtained.

(比較例5−2)
実施例1−2において、リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末を用いなかったこと、即ち、調製例1のα−TCP粉末を積層造形用粉末材料112として用いた以外は、実施例1−2と同様にして、積層造形物14−2を製造した。
得られた積層造形物14−2について、前記実施例1−1と同様の評価を行った。結果を表4に示した。
(Comparative Example 5-2)
In Example 1-2, except that the powder made of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group was not used, that is, the α-TCP powder of Preparation Example 1 was used as the additive manufacturing powder material 112. A layered object 14-2 was produced in the same manner as Example 1-2.
The obtained layered product 14-2 was evaluated in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 4.

表3及び表4の結果から、比較例3−2は、フィチン酸の混合量が51質量%と多すぎるため、細胞毒性が有りとなり、生体内に移植した際に、細胞毒性を発現する恐れがある。
また、比較例1−2、2−2、4−2、及び5−2は、HAp転移率が1%を超えており、生体内に移植した場合に、ハイドロキシアパタイトに転移して生体内に残存してしまうという不具合がある。
From the results of Tables 3 and 4, Comparative Example 3-2 has a cytotoxicity of 51% by mass because phytic acid is mixed too much, and may be cytotoxic when transplanted in vivo. There is.
In addition, Comparative Examples 1-2, 2-2, 4-2, and 5-2 have an HAp transfer rate of more than 1%, and when transplanted in vivo, transfer to hydroxyapatite in vivo. There is a problem of remaining.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> リン酸カルシウム粉末を含有してなる積層造形用粉末材料であって、
下記A)又はB)を満たし、
かつ前記積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物のハイドロキシアパタイト(HAp)転移率が1%以下であることを特徴とする積層造形用粉末材料である。
A)前記リン酸カルシウム粉末表面に、リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物が付与され、該有機化合物の付与量が10,000ppm以下である。
B)リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末を更に含み、該有機化合物の前記リン酸カルシウム粉末に対する混合量が50質量%以下である。
<2> 前記リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与量が、1,000ppm以上10,000ppm以下である前記<1>に記載の積層造形用粉末材料である。
<3> 前記有機化合物が、1分子当たり2個以上のリン酸基、又は1分子当たり2個以上のカルボキシル基を有する前記<1>から<2>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料である。
<4> 前記有機化合物が、モノマーである前記<1>から<3>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料である。
<5> 前記有機化合物が、フィチン酸、エチドロン酸、及びクエン酸から選択される少なくとも1種である前記<1>から<4>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料である。
<6> 前記有機化合物からなる粉末が水溶性粉末であり、該水溶性粉末が塩の状態では無い前記<1>から<5>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料である。
<7> 前記リン酸カルシウムが、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)、及びリン酸八カルシウム(OCP)から選択される少なくとも1種である前記<1>から<6>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料である。
<8> 支持体上に、前記<1>から<7>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料を用いて所定の厚みの積層造形用粉末材料層を形成する積層造形用粉末材料層形成工程を少なくとも含むことを特徴とする積層造形物の製造方法である。
<9> 前記積層造形用粉末材料層に、硬化液をインクジェット法で付与し、前記積層造形用粉末材料層の所定領域を硬化させる層硬化工程を含む前記<8>に記載の積層造形物の製造方法である。
<10> 前記層形成工程と前記層硬化工程とを順次繰り返して形成した積層硬化物を焼結する焼結工程を更に含む前記<9>に記載の積層造形物の製造方法である。
<11> 前記積層造形用粉末材料層に、レーザー照射及び電子線照射のいずれかを行い前記積層造形用粉末材料層を焼結させる焼結工程を含む前記<8>に記載の積層造形物の製造方法である。
<12> 前記<1>から<7>のいずれかに記載の積層造形用粉末材料と、硬化液と、を有することを特徴とする積層造形セットである。
As an aspect of this invention, it is as follows, for example.
<1> A powder material for additive manufacturing comprising calcium phosphate powder,
Satisfy A) or B) below,
And the hydroxyapatite (HAp) transition rate of the hardened | cured material which hardens the said powder material for layered modeling is 1% or less, It is a powder material for layered modeling characterized by the above-mentioned.
A) An organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is applied to the surface of the calcium phosphate powder, and the applied amount of the organic compound is 10,000 ppm or less.
B) It further includes a powder made of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group, and the mixing amount of the organic compound with respect to the calcium phosphate powder is 50% by mass or less.
<2> The additive manufacturing powder material according to <1>, wherein an application amount of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is 1,000 ppm or more and 10,000 ppm or less.
<3> The additive manufacturing powder material according to any one of <1> to <2>, wherein the organic compound has two or more phosphate groups per molecule or two or more carboxyl groups per molecule. It is.
<4> The additive manufacturing powder material according to any one of <1> to <3>, wherein the organic compound is a monomer.
<5> The additive manufacturing powder material according to any one of <1> to <4>, wherein the organic compound is at least one selected from phytic acid, etidronic acid, and citric acid.
<6> The additive manufacturing powder material according to any one of <1> to <5>, wherein the powder made of the organic compound is a water-soluble powder, and the water-soluble powder is not in a salt state.
<7> The above calcium phosphate is at least one selected from β-tricalcium phosphate (β-TCP), α-tricalcium phosphate (α-TCP), and octacalcium phosphate (OCP) < The powder material for additive manufacturing according to any one of <1> to <6>.
<8> Laminate modeling powder material layer formation in which a layered modeling powder material layer having a predetermined thickness is formed on the support using the additive manufacturing powder material according to any one of <1> to <7>. It is a manufacturing method of a layered product characterized by including at least a process.
<9> The layered product according to <8>, including a layer curing step in which a curing liquid is applied to the layered modeling powder material layer by an inkjet method to cure a predetermined region of the layered modeling powder material layer. It is a manufacturing method.
<10> The method for producing a layered object according to <9>, further including a sintering step of sintering a layered cured product formed by sequentially repeating the layer forming step and the layer curing step.
<11> The layered product according to <8>, including a sintering step in which either the laser irradiation or the electron beam irradiation is performed on the layered powder material layer to sinter the layered powder material layer. It is a manufacturing method.
<12> A layered modeling set comprising: the layered modeling powder material according to any one of <1> to <7>, and a curable liquid.

1 造形側粉末貯留槽
2 供給側粉末貯留槽
3 ステージ
4 硬化液
5 インクジェットヘッド
6 均し機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Modeling side powder storage tank 2 Supply side powder storage tank 3 Stage 4 Hardening liquid 5 Inkjet head 6 Leveling mechanism

特開平5−237278号公報JP-A-5-237278 米国特許第5204055号公報US Pat. No. 5,204,055 米国特許第5902441号公報US Pat. No. 5,902,441 米国特許第6375874号公報US Pat. No. 6,375,874 特開平9−324203号公報JP-A-9-324203 特開2004−42546号公報JP 2004-42546 A 特許第4575295号公報Japanese Patent No. 4575295

Claims (14)

リン酸カルシウム粉末を含有してなる積層造形用粉末材料であって、
下記A)又はB)を満たし、
かつ前記積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物のハイドロキシアパタイト(HAp)転移率が1%以下であることを特徴とする積層造形用粉末材。
A)前記リン酸カルシウム粉末表面に、リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物が付与され、該有機化合物の付与量が10,000ppm以下であり、前記有機化合物がエチドロン酸である。
B)リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末を含み、該有機化合物の前記リン酸カルシウム粉末に対する混合量が50質量%以下であり、前記有機化合物がエチドロン酸である。
A powder material for additive manufacturing comprising calcium phosphate powder,
Satisfy A) or B) below,
And the hydroxyapatite (HAp) transition rate of the hardened | cured material formed by hardening | curing the said powder material for layered modeling is 1% or less, The powder material for layered modeling characterized by the above-mentioned.
A) An organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is provided on the surface of the calcium phosphate powder, the applied amount of the organic compound is 10,000 ppm or less, and the organic compound is etidronic acid.
B) Including a powder composed of an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group, the mixing amount of the organic compound with respect to the calcium phosphate powder is 50% by mass or less, and the organic compound is etidronic acid.
前記リン酸基又はカルボキシル基を有する有機化合物の付与量が、1,000ppm以上5,000ppm以下である請求項1に記載の積層造形用粉末材料。   2. The additive manufacturing powder material according to claim 1, wherein an applied amount of the organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is 1,000 ppm or more and 5,000 ppm or less. 前記有機化合物が、1分子当たり2個以上のリン酸基、又は1分子当たり2個以上のカルボキシル基を有する請求項1から2のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。   3. The additive manufacturing powder material according to claim 1, wherein the organic compound has two or more phosphate groups per molecule or two or more carboxyl groups per molecule. 前記有機化合物が、キレート材料である請求項1から3のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。   The layered modeling powder material according to any one of claims 1 to 3, wherein the organic compound is a chelate material. リン酸カルシウム粉末を含有してなる積層造形用粉末材料であって、
リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物からなる粉末を含み、該有機化合物の前記リン酸カルシウム粉末に対する混合量が50質量%以下であり、前記有機化合物がエチドロン酸であり、かつ前記積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物のハイドロキシアパタイト(HAp)転移率が1%以下である請求項1から4のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。
A powder material for additive manufacturing comprising calcium phosphate powder,
A powder comprising an organic compound having a phosphoric acid group or a carboxyl group, a mixing amount of the organic compound with respect to the calcium phosphate powder is 50% by mass or less, the organic compound is etidronic acid, and the powder material for additive manufacturing The powder material for additive manufacturing according to any one of claims 1 to 4, wherein a hydroxyapatite (HAp) transition rate of a cured product obtained by curing the material is 1% or less.
前記有機化合物からなる粉末が水溶性粉末であり、該水溶性粉末が塩の状態では無い請求項1から5のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。   The powder material for additive manufacturing according to any one of claims 1 to 5, wherein the powder made of the organic compound is a water-soluble powder, and the water-soluble powder is not in a salt state. 前記リン酸カルシウムが、β−リン酸三カルシウム(β−TCP)、α−リン酸三カルシウム(α−TCP)、及びリン酸八カルシウム(OCP)から選択される少なくとも1種である請求項1から6のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。   The calcium phosphate is at least one selected from β-tricalcium phosphate (β-TCP), α-tricalcium phosphate (α-TCP), and octacalcium phosphate (OCP). The powder material for additive manufacturing according to any one of the above. 平均円形度が0.70以上0.80以下である請求項1から7のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。   The powder material for additive manufacturing according to any one of claims 1 to 7, wherein the average circularity is 0.70 or more and 0.80 or less. 体積平均粒径Dvと数平均粒径Dnとの比である粒度分布Dv/Dnが1.10以上1.80以下である請求項1から8のいずれかに記載の積層造形用粉末材料。   9. The additive manufacturing powder material according to claim 1, wherein a particle size distribution Dv / Dn, which is a ratio of the volume average particle diameter Dv to the number average particle diameter Dn, is 1.10 or more and 1.80 or less. 支持体上に積層造形用粉末材料を用いて積層造形用粉末材料層を形成する積層造形用粉末材料層形成工程を少なくとも繰り返す積層造形物の製造方法であって、
前記積層造形用粉末材料は、リン酸カルシウム粉末を含有し、かつ前記積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物のハイドロキシアパタイト(HAp)転移率が1%以下であり、
前記リン酸カルシウム粉末表面に、リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物が付与され、該有機化合物の付与量が10,000ppm以下であり、前記有機化合物がエチドロン酸であることを特徴とする積層造形物の製造方法。
A manufacturing method of a layered object that repeats at least a layered powder material layer forming step of forming a layered powder material layer using a layered powder material on a support,
The layered modeling powder material contains calcium phosphate powder, and the hydroxyapatite (HAp) transition rate of a cured product obtained by curing the layered modeling powder material is 1% or less,
The calcium phosphate powder surface are applied organic compound having a phosphoric acid group or carboxyl group, the application amount is Der below 10,000ppm of the organic compound is, lamination molding of the organic compound is characterized in that the etidronate Manufacturing method.
前記積層造形用粉末材料層に、硬化液をインクジェット法で付与し、前記積層造形用粉末材料層の所定領域を硬化させる層硬化工程を含む請求項10に記載の積層造形物の製造方法。   The manufacturing method of the layered product according to claim 10, further comprising a layer curing step of applying a curing liquid to the layered modeling powder material layer by an inkjet method and curing a predetermined region of the layered modeling powder material layer. 前記層形成工程と前記層硬化工程とを順次繰り返して形成した積層硬化物を焼結する焼結工程を更に含む請求項11に記載の積層造形物の製造方法。   The method for producing a layered object according to claim 11, further comprising a sintering step of sintering a layered cured product formed by sequentially repeating the layer forming step and the layer curing step. 前記積層造形用粉末材料層に、レーザー照射及び電子線照射のいずれかを行い前記積層造形用粉末材料層を焼結させる焼結工程を含む請求項10に記載の積層造形物の製造方法。   The manufacturing method of the laminate-molded article according to claim 10, further comprising a sintering step in which either the laser irradiation or the electron beam irradiation is performed on the additive-molding powder material layer to sinter the additive-molding powder material layer. リン酸カルシウム粉末を含有してなる積層造形用粉末材料を硬化させてなる硬化物のハイドロキシアパタイト(HAp)転移率が1%以下である積層造形用粉末材料と、硬化液と、を有し、
前記リン酸カルシウム粉末表面に、リン酸基もしくはカルボキシル基を有する有機化合物が付与され、該有機化合物の付与量が10,000ppm以下であり、前記有機化合物がエチドロン酸であることを特徴とする積層造形セット。
A powdered material for layered molding having a hydroxyapatite (HAp) transition rate of 1% or less of a cured product obtained by curing a powdered material for layered modeling containing calcium phosphate powder, and a curing solution,
A layered modeling set characterized in that an organic compound having a phosphate group or a carboxyl group is provided on the surface of the calcium phosphate powder, the applied amount of the organic compound is 10,000 ppm or less, and the organic compound is etidronic acid. .
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