JP7176120B2 - シリコーンエラストマー物品の付加製造の方法 - Google Patents
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Description
1)前記支持体の少なくとも一部を支持材料組成物Vで印刷し;
2)前記シリコーンエラストマー物品の架橋可能なシリコーン組成物X前駆体の少なくとも一部を印刷し;
3)任意選択でステップ1)及び/又はステップ2)を繰り返し;
4)前記シリコーンエラストマー物品の前記架橋可能なシリコーン組成物X前駆体を、任意選択で加熱することによって架橋させて、シリコーンエラストマー物品を得ること
を含み、
ステップ1)と2)は同時に又は連続して実行し、ステップ1)と2)を連続して実行する場合は、ステップ1)をステップ2)の前に実行するか、ステップ2)をステップ1)の前に実行し、
前記支持材料組成物Vは、
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水、好ましくは脱塩水又は蒸留水
を含む。
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水。
3D印刷は、一般に、コンピューターで生成された物理的物体を製造するために使用される多くの関連テクノロジー(例えば、コンピューター支援設計(CAD)、データソース)に関連する。
任意選択で、後処理ステップにより、印刷物品の表面品質を大幅に向上させることができる。研磨は、モデルの目に見えて異なる層を削減又は取り除くための一般的な方法である。シリコーンエラストマー物品の表面に熱又はUV硬化性のRTV又は架橋可能なLSRシリコーン組成物をスプレー又はコーティングすることで、適切な滑らかな表面を得ることができる。
支持材料組成物Vは以下を含む:
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水、好ましくは脱塩水又は蒸留水。
・各層が1つの四面体シート(T)と1つの八面体シート(O)で形成されるTO(又は1:1)構造。例えばカオリン-蛇紋石のグループ。
・各層が2つの四面体シート(T)間で結合された1つの八面体シート(O)によって形成されるTOT(又は2:1)構造。例えばスメクタイトとベントナイトのグループ。
・各層が2つの四面体シート(T)間で結合された1つの八面体シート(O)に隣接する1つの八面体シート(O)によって形成されるTOT:O(又は2:1:1)構造。例えば緑泥石のグループ。
・カオリン-蛇紋石、好ましくはハロイサイト及びカオリナイトからなる群から選択される;
・スメクタイト、好ましくはモンモリロナイト、ヘクトライト及びラポナイトからなる群から選択される;
・ベントナイト;及び
・それらの混合物。
・3~30重量%、好ましくは3~16重量%、より好ましくは3.5~16重量%の少なくとも1つのナノクレイ;
・少なくとも50重量%、好ましくは50~97重量%の水、好ましくは脱塩水又は蒸留水;及び
・0~47重量%、好ましくは0~20重量%の少なくとも1つの添加剤。
・3~16重量%、好ましくは3.5~16重量%、より好ましくは4~12重量%、さらにより好ましくは4~10重量%の少なくとも1つのナノクレイ;
・50~97重量%、好ましくは70~97重量%、より好ましくは80~96重量%の水。
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・70~97重量%の水。
・3~16重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・84~97重量%の水。
・レオロジー添加剤、
・着色剤;
・pH調整剤;
・抗菌剤;
・分散剤;及び
・それらの混合物。
・セルロース、キサンタンガム、グアーガム、アルギン酸塩などの多糖類;カルボキシメチルセルロースなどのセルロースエーテル;アクリル酸をベースにしたポリマー(カルボマー);ポロキサマー;ポリエチレンオキシド;及びそれらの混合物から選択できる、水溶性又は水分散性ポリマー。
・コラーゲン、フィブリン、ゼラチン及びそれらの混合物から選択することができるタンパク質又はペプチド。
・1~20%の水溶性又は水分散性ポリマー、典型的にはポロキサマー;及び
・任意選択で、0.001~0.1重量%の分散剤、典型的にはシリコーンベースの分散剤。
・3~30重量%、好ましくは3~16重量%、より好ましくは3.5~16重量%の少なくとも1つのナノクレイ;
・少なくとも50重量%、好ましくは50~97重量%の水、好ましくは脱塩水又は蒸留水;
・1~20%の水溶性又は水分散性ポリマー、典型的にはポロキサマー;及び
・任意選択で、0.001~0.1重量%の分散剤、典型的にはシリコーンベースの分散剤。
本発明はまた、支持体の(好ましくは押し出しによる)3D印刷における、以下を含む支持材料組成物Vの使用に関する:
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水。
・3~16重量%、好ましくは3.5~16重量%、より好ましくは4~12重量%、さらにより好ましくは4~10重量%の少なくとも1つのナノクレイ;及び
・50~97重量%、好ましくは70~97重量%、より好ましくは80~96重量%の水。
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水。
・3~16重量%、好ましくは3.5~16重量%、より好ましくは4~12重量%、さらにより好ましくは4~10重量%の少なくとも1つのナノクレイ;及び
・50~97重量%、好ましくは70~97重量%、より好ましくは80~96重量%の水。
・1~20%の水溶性又は水分散性ポリマー、典型的にはポロキサマー、及び
・任意選択で、0.001~0.1重量%の分散剤、典型的にはシリコーンベースの分散剤。
シリコーンエラストマー物品の架橋可能なシリコーン組成物X前駆体は、重付加反応又は重縮合反応を介して架橋可能なシリコーン組成物であり得る。
(A)分子あたり、シリコン原子に結合した少なくとも2つのC2~C6アルケニルラジカルを含む、少なくとも1つのオルガノポリシロキサン化合物A;
(B)分子あたり、同一又は異なるシリコン原子に結合した少なくとも2つの水素原子を含む、少なくとも1つのオルガノヒドロゲノポリシロキサン化合物B;
(C)白金族からの少なくとも1つの金属又は化合物からなる少なくとも1つの触媒C;
(D)任意選択で少なくとも1つのフィラーD;
(E)任意選択で少なくともチキソトロピー剤E;及び
(F)任意選択で少なくとも1つの架橋阻害剤F。
特に有利な態様によれば、分子あたり、シリコン原子に結合した少なくとも2つのC2~C6アルケニルラジカルを含むオルガノポリシロキサン化合物Aは、以下を含む:
(i)以下の式を有する、同一又は異なる少なくとも2つのシロキシル単位(A.1):
a=1又は2であり、b=0、1又は2であり、a+b=1、2又は3であり;
記号Wは、同一又は異なる、線状又は分岐状C2~C6アルケニル基を表し;
記号Zは、同一又は異なる、1~30個の炭素原子を含む1価の炭化水素ベースの基を表し、好ましくは1~8個の炭素原子を含むアルキル基及び6~12個の炭素原子を含むアリール基からなる群から選択され、さらにより好ましくはメチル、エチル、プロピル、3,3,3-トリフルオロプロピル、キシリル、トリル及びフェニルラジカルからなる群から選択される。
(ii)任意選択で、以下の式を有する少なくとも1つのシロキシル単位:
a=0、1、2、又は3であり、
記号Z1は、同一又は異なる、1~30個の炭素原子を含む1価の炭化水素ベースの基を表し、好ましくは1~8個の炭素原子を含むアルキル基及び6~12個の炭素原子を含むアリール基からなる群から選択され、さらにより好ましくはメチル、エチル、プロピル、3,3,3-トリフルオロプロピル、キシリル、トリル及びフェニルラジカルからなる群から選択される。
好ましい実施形態によれば、オルガノヒドロゲノポリシロキサン化合物Bは、分子あたり、同一又は異なるシリコン原子に結合した少なくとも2つの水素原子を含み、好ましくは、分子あたり、同一又は異なるシリコン原子に直接結合した少なくとも3つの水素原子を含む、オルガノポリシロキサンである。
(i)以下の式を有する、少なくとも2つのシロキシル単位、好ましくは少なくとも3つのシロキシル単位:
d=1又は2であり、e=0、1又は2であり、d+e=1、2又は3であり、
記号Z3は、同一又は異なる、1~30個の炭素原子を含む1価の炭化水素ベースの基を表し、好ましくは1~8個の炭素原子を含むアルキル基及び6~12個の炭素原子を含むアリール基からなる群から選択され、さらにより好ましくはメチル、エチル、プロピル、3,3,3-トリフルオロプロピル、キシリル、トリル及びフェニルラジカルからなる群から選択される;
(ii)任意選択で、以下の式を有する少なくとも1つのシロキシル単位:
c=0、1、2、又は3であり、
記号Z2は、同一又は異なる、1~30個の炭素原子を含む1価の炭化水素ベースの基を表し、好ましくは1~8個の炭素原子を含むアルキル基及び6~12個の炭素原子を含むアリール基からなる群から選択され、さらにより好ましくはメチル、エチル、プロピル、3,3,3-トリフルオロプロピル、キシリル、トリル及びフェニルラジカルからなる群から選択される。
・式Z2 2SiO2/2又はZ3HSiO2/2を有する単位から選択されるシロキシル単位D、及び
・式Z2 3SiO1/2又はZ3 2HSiO1/2を有する単位から選択されるシロキシル単位M。
記号Z2及びZ3は上記のとおりである。
xとyは0~200の範囲の整数であり、
同一又は異なる記号R1は、互いに独立して次のことを表す:
・1~8個の炭素原子を含み、任意選択で少なくとも1つのハロゲン、好ましくはフッ素で置換された線状又は分岐状アルキルラジカル、好ましくはメチル、エチル、プロピル、オクチル及び3,3,3-トリフルオロプロピル;
・5~8個の環状炭素原子を含むシクロアルキルラジカル;
・6~12個の炭素原子を含むアリールラジカル;又は
・5~14個の炭素原子を含むアルキル部分と6~12個の炭素原子を含むアリール部分を持つアラルキルラジカル。
・式S1のポリマー中:
0≦a≦150、好ましくは0≦a≦100、さらに特には0≦a≦20、
1≦b≦90、好ましくは10≦b≦80、さらに特には30≦b≦70;
・式S2のポリマー中:
0≦c≦100、好ましくは0≦c≦15;
・式S3のポリマー中:
5≦d≦200、好ましくは20≦d≦100、
2≦e≦90、好ましくは10≦e≦70。
a)式R3SiO1/2のシロキシル単位M、式R2SiO2/2のシロキシル単位D、式RSiO3/2のシロキシル単位T、及び式SiO4/2のシロキシル単位Qから選択される少なくとも2つの異なるシロキシル単位(ここで、Rは1~20個の炭素原子を有する1価の炭化水素基又は水素原子を表す);及び
b)ただし、これらのシロキシル単位の少なくとも1つがシロキシル単位T又はQであり、シロキシル単位M、D又はTの少なくとも1つがSi-H基を含む。
・本質的に以下から形成される、式M’Qのオルガノポリシロキサン樹脂:
(a)式R2HSiO1/2の1価シロキシル単位M’;及び
(b)式SiO4/2の4価のシロキシル単位Q;及び
・基本的に次の単位で構成される、式MD’Qのオルガノポリシロキサン樹脂:
(a)式RHSiO2/2の2価シロキシル単位D’;
(b)式R3SiO1/2の1価のシロキシル単位M;及び
(c)式SiO4/2の4価のシロキシル単位Q;
ここで、Rは、1~20個の炭素原子を有する1価のヒドロカルビルを表し、好ましくは、1~12個、より好ましくは1~8個の炭素原子を有する1価の脂肪族又は芳香族ヒドロカルビルを表す。
白金族からの少なくとも1つの金属又は化合物からなる触媒Cはよく知られている。白金族の金属は、プラチノイドの名前で知られているものであり、この用語は、白金、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オスミウム、及びイリジウムを包含する。白金及びロジウム化合物が好ましく使用される。特許USA3159601、USA3159602、USA3220972及び欧州特許EPA0057459、EPA0188978及びEPA0190530に記載されている白金と有機製品の錯体、及びUSA3419593、USA3715334、USA3377432号、及びUSA3814730に記載されている白金とビニルオルガノシロキサンの錯体を特に使用することができる。具体的な例は、白金金属粉末、塩化白金酸、塩化白金酸とβ-ジケトンの錯体、塩化白金酸とオレフィンの錯体、塩化白金酸と1,3-ジビニルテトラメチルジシロキサンとの錯体、前述の触媒を含むシリコーン樹脂粉末の錯体、式RhCl(Ph3P)3、RhCl3[S(C4H9)2]3などで表されるようなロジウム化合物;テトラキス(トリフェニル)パラジウム、パラジウムブラックとトリフェニルホスフィンの混合物などである。
十分に高い機械的強度を可能にするために、付加架橋シリコーン組成物は、強化フィラーDとして、例えばシリカ微粒子などのフィラーを含むことができる。沈降及びヒュームドシリカ並びにそれらの混合物を使用することができる。これらのアクティブ強化フィラーの比表面積は、BET法に従って、少なくとも50m2/gであり、好ましくは、100~400m2/gの範囲であるべきである。この種のアクティブ強化フィラーは、シリコーンゴムの分野で非常によく知られている材料である。記載されたシリカフィラーは、親水性を有し得、又は既知のプロセスによって疎水化され得る。
・任意選択で1つ又は複数のハロゲン原子によって置換される、1~8個の炭素原子を含む線状又は分岐状アルキル基;及び
・6~14個の炭素原子を含むアリール又はアルキルアリール基。
組成物Xはまた、ずり減粘及びチキソトロピー特性を調整するのに役立つレオロジー剤であるチキソトロピー剤Eを含むことができる。
各R1は、1~30個の炭素原子を含む炭化水素ベースの基から独立して選択され、好ましくは、1~8個の炭素原子を含むアルキル基、2~6個の炭素原子を含むアルケニル基、及び6~12個の炭素原子を含むアリール基からなる群から選択され;
各Zは基-R2-(OCpH2p)q(OCH(CH3)-CH2)s-OR3であり、
nは2より大きい整数であり、
aとbは独立して0、1、2、又は3であり、a+b=0、1、2、又は3であり、
R2は、2~20個の炭素原子を持つ2価の炭化水素基又は直接結合であり、
R3は、水素原子又はR1と同様に定義された基であり、
pとrは独立して1~6までの整数であり、
qとsは独立して0又はl<q+s<400となる整数であり;
かつ、オルガノポリシロキサン-ポリオキシアルキレンコポリマーE’の各分子は、少なくとも1つの基Zを含む。
nは2より大きい整数であり、
aとbは独立して0、1、2、又は3であり、a+b=0、1、2、又は3であり、
R1は1~8個の炭素原子を含むアルキル基であり、最も好ましくはR1はメチル基であり、
R2は2~6個の炭素原子を持つ2価の炭化水素基又は直接結合であり、
p=2、r=3であり、
qは1~40、最も好ましくは5~30で構成され、
sは1~40、最も好ましくは5~30で構成され、
R3は水素原子又は1~8個の炭素原子を含むアルキル基であり、最も好ましくは、R3は水素原子である。
各Raは、1~8個の炭素原子を含むアルキル基から独立して選択され、好ましくは、Raはメチル基であり、
各Rbは、2~6個の炭素原子を有する2価の炭化水素基又は直接結合であり、好ましくは、Rbは、プロピル基であり、
x及びyは、独立して、1~40、好ましくは5~30、そして最も好ましくは10~30で構成される整数であり、
tは1~200、好ましくは25~150で構成され、
rは2~25、好ましくは3~15で構成される。
架橋阻害剤は、室温での組成物の硬化を遅らせるためにシリコーン組成物の付加架橋に一般的に使用される。架橋阻害剤Fは、以下の化合物から選択することができる:
・アセチレンアルコール;
・任意選択で環状である、少なくとも1つのアルケニルで置換されたオルガノポリシロキサン、特に好ましくはテトラメチルビニルテトラシロキサン;
・ピリジン;
・有機ホスフィンと有機ホスファイト;
・不飽和アミド;及び
・マレイン酸アルキルとマレイン酸アリル。
R’は、線状又は分岐状アルキルラジカル、又はフェニルラジカルであり、
R”は、H又は線状若しくは分岐状アルキルラジカル、又はフェニルラジカルであり、ラジカルR’、R”及び三重結合に対しα位にある炭素原子は環を形成し得る。
・1-エチニル-1-シクロヘキサノール
・3-メチル-1-ドデシン-3-オール
・3,7,11-トリメチル-1-ドデシン-3-オール
・1,1-ジフェニル-2-プロピン-1-オール
・3-エチル-6-エチル-1-ノニン-3-オール
・2-メチル-3-ブチン-2-オール
・3-メチル-1-ペンタデシン-3-オール
・マレイン酸ジアリル又はマレイン酸ジアリル誘導体
・45~80重量%の少なくとも1つのオルガノポリシロキサン化合物A;
・0.1~10重量%の少なくとも1つのオルガノヒドロゲノポリシロキサン化合物
B;
・少なくとも1つの強化シリカフィラーDの5~40%の重量;
・任意選択で、0.3~4%重量の少なくとも1つのチキソトロピー剤E;
・0.001~0.01重量%の白金;及び
・0.01~0.2重量%の少なくとも1つの架橋阻害剤F。
架橋可能なシリコーン組成物Xは、成分AからEを単一のパーツに含む単一パーツの組成物、あるいは、成分B及びCが同じ部分に存在しないという条件で、これらの成分を2以上のパーツに含むマルチパーツ組成物であり得る。例えば、マルチパーツ組成物は、成分Aの一部及び成分Cの全部を含む第1のパーツと、成分Aの残りの部分及び成分Bの全部を含む第2のパーツとを含むことができる。特定の実施形態では、成分Aは第1のパーツにあり、成分Bは第1のパーツとは別の第2のパーツにあり、成分Cは第1のパーツ、第2のパーツ、及び/又は第1のパーツ及び第2のパーツとは別の第3のパーツにある。成分D、E、及びFは、成分B又はCの少なくとも1つと共にそれぞれのパーツ(又は複数のパーツ)に存在することができ、及び/又は別個のパーツ(又は複数のパーツ)に存在することができる。
・OH基及び加水分解性基からなる群から選択される少なくとも2つの基を含む少なくとも1つのオルガノポリシロキサンG;
・重縮合触媒;
・任意選択で少なくとも1つの架橋剤H;及び
・任意選択で、前述のフィラーD。
好ましくは、オルガノポリシロキサンGは、ヒドロキシ、アルコキシ、アルコキシ-アルキレン-オキシ、アミノ、アミド、アシルアミノ、アミノキシ、イミノキシ、セチミノキシ、アシルオキシ及びエノキシ基からなる群から選択される少なくとも2つの基を含む。
(i)式(V)の少なくとも2つのシロキシル単位:
・R1は、1~30個の炭素原子を含む、同一又は異なる1価の炭化水素ラジカルを表し、
・Yはそれぞれ、同一又は異なる加水分解性及び縮合性基又はヒドロキシ基を表し、好ましくは、ヒドロキシ、アルコキシ、アルコキシ-アルキレン-オキシ、アミノ、アミド、アシルアミノ、アミノキシ、イミノキシ、セチミノキシ、アシルオキシ、イミノキシ、セチミノキシ及びエノキシ基からなる群で選択され、
・gは0、1、又は2であり、hは1、2、又は3であり、合計g+hは1、2、又は3である;及び
(ii)任意選択で、式(VI)の1つ又は複数のシロキシル単位:
・R2は、任意選択で1つ又は複数のハロゲン原子又はアミノ、エーテル、エステル、エポキシ、メルカプト若しくはシアノ基によって置換される、1~30個の炭素原子を含む、同一又は異なる1価の炭化水素ラジカルを表し、iは0、1、2又は3である。
・同一又は異なるYはそれぞれ、加水分解性及び縮合性基又はヒドロキシ基を表し、好ましくは、ヒドロキシ、アルコキシ、アルコキシ-アルキレン-オキシ、アミノ、アミド、アシルアミノ、アミノキシ、イミノキシ、セチミノキシ、アシルオキシ及びエノキシからなる群で選択され、
・R3は、任意選択で1つ又は複数のハロゲン原子又はアミノ、エーテル、エステル、エポキシ、メルカプト若しくはシアノ基によって置換される、1~30個の炭素原子を含む、同一又は異なる1価の炭化水素ラジカルを表し、
・jは1、2又は3であり、好ましくは2又は3であり、Yがヒドロキシル基の場合、j=1であり、
・pは1以上の整数であり、好ましくはpは1~2000で構成される整数である。
・任意選択で1つ以上のアリール又はシクロアルキル基によって、1つ以上のハロゲン原子によって、又はアミノ、エーテル、エステル、エポキシ、メルカプト、シアノ若しくは(ポリ)グリコール基によって置換された、1~20個の炭素原子を含むアルキルラジカル。例えば、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、エチル-2ヘキシル、オクチル、デシル、トリフルオロ-3,3,3プロピル、トリフルオロ-4,4,4ブチル、ペンタフルオロ-4,4,4,3,3ブチル;
・シクロペンチル、シクロヘキシル、メチルシクロヘキシル、プロピルシクロヘキシル、ジフルオロ-2,3シクロブチル、ジフルオロ-3,4メチル-5シクロヘプチルなどの、5~13個の炭素原子を含むシクロアルキル及びハロゲノシクロアルキル基;
・フェニル、トリル、キシリル、クロロフェニル、ジクロロフェニル、トリクロロフェニルなどの、6~13個の炭素原子を含むアリール及びハロゲノアリール単核;又は
・ビニル、アリル、ブテン-2イルなどの、2~8個の炭素原子を含むアルセニルラジカル。
・M=(R0)3SiO1/2、
・D=(R0)2Si02/2、
・T=R0SiO3/2、そして
・Q=SiO4/2;
式中、R0は、樹脂が少なくとも1つのモチーフT又はQ単位を含むという条件で、1~40個の炭素原子、好ましくは1~20個の炭素原子を含む1価の炭化水素基、又は基-OR’’’(R’’’=H又は1~40個の炭素原子、好ましくは1~20個の炭素原子を含むアルキルラジカル)である。前記樹脂は、好ましくは、樹脂の重量に対して0.1~10重量%で構成されるヒドロキシ又はアルコキシ置換基の重量含有量、好ましくは、樹脂の重量に対して0.2~5重量%で構成されるヒドロキシ又はアルコキシ置換基の重量含有量を有する。
この第2の実施形態では、重縮合反応によって架橋可能なシリコーン組成物は、この架橋剤Hをさらに含むことができる。それは、好ましくは、分子あたり、シリカ原子に連結された2つ以上の加水分解性及び縮合性基を有する有機ケイ素化合物である。そのような薬剤は当業者からよく知られており、市販されている。
・R4ラジカルは、C1~C30の同一又は異なる1価の炭化水素ラジカルを表し、
・同一又は異なるYは、アルコキシ、アルコキシ-アルキレン-オキシ、アミノ、アミド、アシルアミノ、アミノキシ、イミノキシ、セチミノキシ、アシルオキシ又はエノキシ基からなる群で選択され、好ましくは、Yは、アルコキシ、アシルオキシ、エノキシ、セチミノキシ、又はオキシム基であり、
・k=2、3又は4であり、好ましくはk=3又は4である。
・同一又は異なるR6は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、エチル-2ヘキシル、オクチル及びデシル、C3~C6のオキシアルキレン基などの1~8個の炭素原子を含むアルキルラジカルを表し、
・同一又は異なるR5は、飽和又は不飽和、線状又は分岐状の脂肪族炭化水素基、飽和又は不飽和炭素環基、及び/又は単環又は多環の芳香族を表し、lは0、1、又は2である。
・エチルポリシリケート及びn-プロピルポリシリケート;
・ジアルコキシシラン、例えばジアルキルジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、例えばアルキルトリアルコキシシラン、及びテトラアルコキシシランなどのアルコキシシラン、好ましくは、プロピルトリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、イソブチルトリメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、1,2ビス(トリメトキシシリル)エタン、1,2-ビス(トリエトキシシリル)エタン、テトラ-イソプロポキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン及び以下の式のもの:CH2=CHSi(OCH2CH2OCH3)3,[CH3][OCH(CH3)CH2OCH3]Si[OCH3]2,Si(OC2H4OCH3)4及びCH3Si(OC2H4OCH3)3;
・以下のアセトキシシランなどのアシルオキシシラン:テトラアセトキシシラン、メチル-トリアセトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、ビニルトリアセトキシシラン、プロピルトリアセトキシシラン、ブチルトリアセトキシシラン、フェニルトリアセトキシシラン、オクチルトリアセトキシシラン、ジメチルジアセトキシシラン、フェニルメチルジアセトキシシラン、ビニルメチルジアセトキシシラン、ジフェニルジアセトキシシラン及びテトラアセトキシシラン;
・アルコキシ基及びアセトキシ基を含むシラン、例えば:メチル-ジアセトキシメトキシシラン、メチルアセトキシジメトキシシラン、ビニルジアセトキシ-メトキシシラン、ビニルアセトキシジメトキシシラン、メチルジアセトキシエトキシシラン及びメチルアセトキシジエトキシシラン;
・メチルトリス(メチルエチル-セトキシモ)シラン、3-シアンプロピルトリメトキシシラン、3-シアノプロピル-トリエトキシシラン、3-(グリシジルオキシ)プロピルトリエトキシシラン、ビニル-トリス(メチルエチルセトキシモ)シラン、テトラ-キス(メチルエチルセトキシモ)シラン。
重縮合触媒は、スズ、亜鉛、鉄、ジルコニウム、ビスマス又はチタン誘導体、あるいは、例えばEP2268743及びEP2222688に開示されているようなアミン又はグアニジンとしての有機化合物であり得る。スズ由来の縮合触媒として、モノカルボン酸スズ及びジカルボン酸スズ、例えば、2-エチルヘキサノエートスズ、ジブチルスズジラウレート又はジブチルスズジアセテートを使用することができる(Noll、「Chemistry and Technology of Silicone」、第337ページ、Academic Press、1968、第2版、又は特許EP147323若しくはEP235049を参照)。他の可能な金属誘導体には、キレート、例えば、ジブチルスズアセトアセトネート、スルホネート、アルコラートなどが含まれる。
重縮合又は重付加のいずれかによって架橋可能である、シリコーンエラストマー物品の架橋可能なシリコーン組成物X前駆体は、シリコーン組成物で通常の機能性添加剤をさらに含むことができる。以下の添加剤の機能ファミリーを挙げることができる:
・接着促進剤;
・シリコーン樹脂;
・チキソトロピー剤;
・着色剤;及び
・耐熱性、耐油性、耐火性のための添加剤、例えば金属酸化物。
・分子あたり、少なくとも1つのC2~C6アルケニル基を含むアルコキシル化オルガノシラン;
・少なくともエポキシラジカルを含む有機ケイ酸塩化合物;
・金属Mのキレート及び/又は式M(OJ)nの金属アルコキシド。
式中、
Mは、Ti、Zr、Ge、Li、Mn、Fe、A1、Mg又はそれらの混合物からなる群で選択され、
n=Mの原子価であり、J=C1~C8の線状又は分岐状アルキルであり、
好ましくは、Mは、Ti、Zr、Ge、Li又はMnからなる群から選択され、より好ましくは、Mはチタンである。例えば、ブトキシ型のアルコキシラジカルを結合させることが可能である。
LSR組成物1
ミキサーに次のものを装填した:
・両端がMe2ViSiO1/2単位でブロックされた、粘度60,000mPa・sのジメチルポリシロキサンオイル29部
・両端がMe2ViSiO1/2単位でブロックされた、粘度が100,000mPa・sのジメチルポリシロキサン29部
・BET法で測定された比表面積が300m2/gである、ヘキサメチルジシラザン7部でヒュームドされたシリカ26部。
全体を撹拌しながら70℃で1時間加熱し、次に揮発分を除去し、冷却し、組成物1のベース1として保存した。
・10重量%の白金金属で有機金属錯体の形で導入される白金金属。ビニルオイルで希釈されたカルステット(Karstedt)の触媒として知られている
・鎖内及び鎖末端にビニル基を有し、粘度が1,000mPa・sのジメチルポリシロキサンオイル3部
・鎖内及び鎖末端にビニル基を有し、粘度が400mPa・sのジメチルポリシロキサンオイル2部
LSR組成物1パーツAと呼ばれるこの組成物は、スピードミキサーで1,000ラウンド/分で1分間混合された。Pt含有量は5ppmであった。
・Si-H基を含むオルガノヒドロゲノポリシロキサンM’Q樹脂1.3部
・鎖内及び鎖末端にSi-H基を含み、約20重量%のSi-H基を含む線状オルガノヒドロゲノポリシロキサン0.5部
・鎖内及び鎖末端にビニル基を有し、粘度が400mPa.sのジメチルポリシロキサンオイル1.5部
・鎖内及び鎖末端にビニル基を有し、粘度が1000mPa・sのジメチルポリシロキサンオイル1.6部
・架橋阻害剤として0.08部のエチニル-1-シクロヘキサノール-1。
LSR組成物1パーツBと呼ばれるこの組成物は、スピードミキサーで1,000ラウンド/分で1分間混合された。
3D印刷のための支持材料組成物
水中に6.2重量%のナノクレイを含む支持材料組成物は、以下のように調製された:15gのラポナイトXLGを、225.43gの脱塩水を含むプラスチックビーカーに、2gの量を連続して添加することにより添加した。凝集体の形成を抑えるために、ラポナイトを各添加の間にスパチュラで混合した。すべてのラポナイトを添加した後、得られた混合物をスピードミキサーを使用して室温で3回混合した。各サイクルのパラメータは次のとおりである:500r/minで10秒;1,000r/minで10秒、1500r/minで10秒;2,000r/minで10秒;2,500r/minで10秒;最後に2,750r/minで12秒。
異なる重量(%)(2、3、4、5、6、8、10及び12重量%)のラポナイトを有する異なる支持材料組成物を、上記の方法を使用して調製した。得られた組成物の粘度を、Haake MARSIIIレオメーター(25℃で2°のコーンプレートと20mmの直径、GAP=100μm)を使用して、25℃でさまざまなせん断速度で測定した。結果を表2に示す。
3D印刷は、支持体用の1成分ビスコテック(Viscotec)投与システムと2Kシリコーン組成物用のスタティックミキサーを備えた2成分ビスコテック投与システムを含む、Delta Tower3Dプリンターを使用して行われた。
6.2重量%のラポナイトを有する支持材料組成物を含むカートリッジを、1バールの静圧及び500μmのノズルを備えた1成分ビスコテック投与システムに取り付けた。
アクチュエータを、RTV2組成物2のパーツAとB、及び10重量%ラポナイトを含む支持材料組成物を使用して印刷した。アクチュエータは、LSR組成物1についての上記手順に従って印刷された。
3D印刷のための支持材料組成物
水中に10重量%のナノクレイ及び15重量%のポロキサマーを含む支持材料組成物は、以下のように調製された:200gのPluronic127を、中央撹拌手段を備えた3L反応器内の1000gの脱塩水に15分かけて添加した。800r/minで30分間撹拌した後、分散剤として0.4gのSilcolapseRG11を添加した。次に、135gのラポナイトを15分かけて反応器に加え、続いて3滴のブルー食品着色料を添加した。得られた混合物を、スピードミキサーを使用して室温で3回混合した。各サイクルのパラメータは次のとおりである:1,000r/minで10秒;2,000r/minで10秒;最後に2,750r/minで30秒。
得られた組成物の粘度を、Haake MARSIIIレオメーター(25℃で2°のコーンプレートと20mmの直径、GAP=100μm)を使用して、25℃及び80℃でさまざまなせん断速度で測定した。結果を表4に示し、10%のラポナイトを含む例1の支持材料組成物で得られたものと比較した。
3D印刷は、支持体用の1成分ビスコテック(Viscotec)投与システムと2Kシリコーン組成物用のスタティックミキサーを備えた2成分ビスコテック投与システムを含む、Delta Tower3Dプリンターを使用して行われた。
10重量%のナノクレイ及び15重量%ポロキサマーを有する支持材料組成物を含むカートリッジを、1バールの静圧及び500μmのノズルを備えた1成分ビスコテック投与システムに取り付けた。
水中に10重量%のハトライトを含む支持材料組成物を、例1に倣って、20gのハトライト及び180gの脱塩水を使用して調製した。
得られた組成物の粘度を、Haake MARSIIIレオメーター(25℃で2°のコーンプレートと20mmの直径、GAP=100μm)を使用して、25℃及び80℃でさまざまなせん断速度で測定した。結果を表6に示し、10%のラポナイトを含む例1の支持材料組成物で得られたものと比較した。
Claims (12)
- 押出3Dプリンター及び3D噴射プリンターから選択される3Dプリンターを使用したシリコーンエラストマー物品及び支持体の付加製造のための方法であって、前記方法は、以下のステップ:
1)前記支持体の少なくとも一部を支持材料組成物Vで印刷し;
2)前記シリコーンエラストマー物品の前駆体である架橋可能なシリコーン組成物Xの少なくとも一部を印刷し;
3)任意選択でステップ1)及び/又はステップ2)を繰り返し;
4)前記シリコーンエラストマー物品の前記架橋可能なシリコーン組成物Xを、任意選択で加熱することによって架橋させて、シリコーンエラストマー物品を得ること
を含み、
ステップ1)と2)は同時に又は連続して実行し、ステップ1)と2)を連続して実行する場合は、ステップ1)をステップ2)の前に実行するか、ステップ2)をステップ1)の前に実行し、
前記支持材料組成物Vは、
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水
を含む、方法。 - 前記支持材料組成物Vが、10s-1のせん断速度で500Pa・s以下の粘度を有し、0.01s-1のせん断速度で500Pa・s以上の粘度を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記支持材料組成物Vが3~16重量%の少なくとも1つのナノクレイを含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記ナノクレイが以下から選択される、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法:
・カオリン-蛇紋石;
・スメクタイト;
・ベントナイト;及び
・それらの混合物。 - 前記ナノクレイは、スメクタイトから選択される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記支持材料組成物Vが、以下からなる群から選択される少なくとも1つの添加剤をさらに含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の方法:
・レオロジー添加剤;
・着色剤;
・pH調整剤;
・抗菌剤;
・分散剤;及び
・それらの混合物。 - 前記支持材料組成物Vがさらに以下を含む、請求項1~6いずれか1項に記載の方法:
・1~20%の水溶性又は水分散性ポリマー、典型的にはポロキサマー、及び
・任意選択で、0.001~0.1重量%の分散剤、典型的にはシリコーンベースの分散剤。 - 前記3Dプリンターが押出3Dプリンターである、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記架橋可能なシリコーン組成物Xが、重付加反応又は重縮合反応を介して架橋可能である、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- 前記方法が、機械的に、又は溶媒への溶解による、前記支持体の除去のステップも含む、請求項1~9のいずれか1項に記載の方法。
- 支持体の3D印刷における、以下を含む支持材料組成物Vの使用:
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水。 - 3Dプリンターを使用したシリコーンエラストマー物品及び支持体の付加製造における、以下を含む支持材料組成物Vの使用:
・3~30重量%の少なくとも1つのナノクレイ、及び
・少なくとも50重量%の水。
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