KR102353525B1 - Photocuring-assisted 3D plotting to produce hollow tubular ceramic scaffolds - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광경화성 3D 플라팅 기술을 이용한 중공 관형 다공성 세라믹 구조체의 제조 기술에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광경화성 3D 플라팅을 사용하여 제조된 중공 관형 다공성 구조체는 기존의 기술로는 달성하지 못했던 높은 기공률을 가지 수 있으며, 뼈 스캐폴드로 쓰일 때 뼈의 내부 성장 및 재생 속도를 더욱 향상시켜 줄 수 있다.
The present invention relates to a manufacturing technique of a hollow tubular porous ceramic structure using a photocurable 3D plating technique.
The hollow tubular porous structure manufactured using the photocurable 3D plating according to the present invention can have a high porosity that cannot be achieved with conventional techniques, and when used as a bone scaffold, it further improves the internal growth and regeneration rate of bone can do it

Description

광경화성 3D 플라팅 기술을 이용한 관형 세라믹 스캐폴드 제조 기술{Photocuring-assisted 3D plotting to produce hollow tubular ceramic scaffolds}Photocuring-assisted 3D plotting to produce hollow tubular ceramic scaffolds

본 발명은 광경화성 3D 플라팅 기술을 이용한 관형 세라믹 스캐폴드 제조 기술에 관한 것이다. The present invention relates to a technology for manufacturing a tubular ceramic scaffold using a photocurable 3D plating technology.

뼈에 치명적인 결함이 발생 하였을 때 뼈 대체재 소재를 사용한 스캐폴드를 사용하여 이를 치료한다. 이러한 뼈 대체재 소재 중 세라믹은 수산화 인회석(hydroxyapatite), 생체활성유리(bioglass), 지르코니아(ZIRCONIA), 알루미나(Alumina) 등과 같은 소재가 사용되고 있다. 그 중 수산화 인회석은 칼슘(Ca)과 인(P)의 비율이 1.47로서, 뼈와 가장 유사한 조성을 가진다. 이로 인해 다른 세라믹에 비해 기계적 강도가 강하면서 높은 골 유도성(osteoconductivity)을 가지고, 이는 뼈에 직접적으로 결합하는 능력을 시사한다. 따라서 수산화 인회석(hydroxyapatite)은 스캐폴드로 사용하기에 가장 유망한 재료이다. 뼈의 스캐폴드에서 상호연결된 기공구조는 이것의 여러 가지 장점 때문에 널리 적용되고 있다. 기공이 존재하면 스캐폴드에 높은 표면적을 제공하고 몸 내부에서 상당한 유체의 침투를 야기하며, 결과적으로 뼈와 스캐폴드의 고정력을 증가시킨다. 이러한 기공을 넣는 방법은 세라믹의 3차원 플라팅 방법을 통한 기공을 가지는 스캐폴드의 제작, 세라믹 내부에 기공을 만들어주는 보조제를 넣어 제조하거나 내부에 코어재료를 넣어 관형 구조를 통해 기공도를 올리는 방법 등, 여러 가지 제조법을 통해 세라믹의 기공도를 높이는 방법이 시행되고 있다. When a fatal defect occurs in the bone, it is treated using a scaffold using a bone substitute material. Among these bone substitute materials, ceramics such as hydroxyapatite, bioglass, zirconia, and alumina are used. Among them, hydroxyapatite has a ratio of calcium (Ca) to phosphorus (P) of 1.47, which is the most similar to bone. Due to this, it has strong mechanical strength and high osteoconductivity compared to other ceramics, suggesting the ability to directly bond to bone. Therefore, hydroxyapatite is the most promising material for use as a scaffold. The interconnected pore structure in bone scaffolds has been widely applied because of its several advantages. The presence of pores provides a high surface area to the scaffold and causes significant fluid penetration inside the body, which in turn increases the anchoring force of the bone and scaffold. The method of inserting such pores is a method of manufacturing a scaffold having pores through a three-dimensional plating method of ceramics, manufacturing by putting an auxiliary agent that creates pores inside the ceramic, or a method of increasing the porosity through a tubular structure by putting a core material inside A method of increasing the porosity of ceramics through various manufacturing methods such as, etc. is being implemented.

최근에는 광 경화기술 기반 3차원 플라팅 기술이 나왔으며, 이 기술은 기존에 달성하지 못했던 세라믹 플라팅의 복잡형상 제조 및 형상 유지력을 높여주는 효과를 보여주었다. 하지만 아직까지 이 기술은 치밀구조의 세라믹 플라팅 뿐이며, 높은 기공률을 가지는 세라믹 스캐폴드를 만들지는 못하였다.Recently, a photo-curing technology-based 3D plating technology has emerged, and this technology has shown the effect of increasing the complex shape manufacturing and shape retention of ceramic plating that were not previously achieved. However, so far, this technology only uses ceramic plating with a dense structure, and a ceramic scaffold having a high porosity has not been produced.

1. 등록특허공보 제10-1873223호1. Registered Patent Publication No. 10-1873223 2. 공개특허공보 제10-2020-0027584호2. Laid-open Patent Publication No. 10-2020-0027584

본 발명은 광 경화성 3차원 플라팅(plotting) 기술을 사용하여 중공 관형(hollow tubular) 다공성 구조를 가지는 세라믹 구조체을 제조하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to manufacture a ceramic structure having a hollow tubular porous structure using a photo-curable three-dimensional plotting technique.

본 발명은 쉘 서포터가 장착된 몰드에 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 주입하여 쉘 피드로드(feed rod)를 제조하는 단계; The present invention comprises the steps of preparing a shell feed rod by injecting a porous ceramic slurry composition into a mold equipped with a shell supporter;

상기 몰드에서 쉘 서포터를 제거하는 단계; 및removing the shell supporter from the mold; and

상기 쉘 서포터가 제거된 공간에 카본블랙 슬러리 조성물을 주입하여 코어 피드로드를 제조하는 단계를 포함하고,and injecting a carbon black slurry composition into the space from which the shell supporter is removed to prepare a core feed rod,

상기 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 세라믹 분말, 광경화성 단량체, 동결매체, 분산제 및 광개시제를 포함하며, The porous ceramic slurry composition includes a ceramic powder, a photocurable monomer, a freezing medium, a dispersant and a photoinitiator,

상기 카본블랙 슬러리 조성물은 카본블랙, 점도 조절제 및 분산제를 포함하는 코어-쉘 피드로드의 제조 방법을 제공한다. The carbon black slurry composition provides a method for producing a core-shell feed rod comprising carbon black, a viscosity modifier and a dispersant.

또한, 본 발명은 전술한 코어-쉘 피드로드의 제조 방법에 의해 제조된 코어-쉘 피드로드를 제공한다. In addition, the present invention provides a core-shell feed rod manufactured by the above-described method for manufacturing the core-shell feed rod.

또한, 본 발명은 전술한 제조 방법에 의해 제조된 코어-쉘 피드로드를 3D 플라팅을 이용하여 압출 및 적층하여 스캐폴드를 제조하는 단계;In addition, the present invention comprises the steps of manufacturing a scaffold by extruding and laminating the core-shell feed rod prepared by the above-described manufacturing method using 3D plating;

상기 스캐폴드를 동결건조하는 단계; 및 lyophilizing the scaffold; and

상기 동결건조된 스캐폴드를 열처리하는 단계를 포함하며,Comprising the step of heat-treating the lyophilized scaffold,

상기 코어-쉘 피드로드는 압출 후 자외선 조사에 의해 광경화되는 중공 관형 다공성 구조체의 제조 방법을 제공한다. The core-shell feed rod provides a method of manufacturing a hollow tubular porous structure that is photocured by ultraviolet irradiation after extrusion.

또한, 본 발명은 전술한 중공 관형 다공성 구조체의 제조 방법에 의해 제조된 중공 관형 다공성 구조체를 제공한다. In addition, the present invention provides a hollow tubular porous structure prepared by the above-described method for manufacturing the hollow tubular porous structure.

본 발명에서는 광경화성 3차원 플라팅 기술을 사용하여, 기존의 플라팅 기술에서 얻을 수 없었던 높은 형상유지력을 가지는 세라믹 플라팅을 가능하게 함으로써 더욱 복잡한 형상의 구조체의 제조를 가능하게 할 수 있다. 본 발명에서는 상기 기술을 사용하여 나선형이나 자유형상 구조 등을 제조할 수 있으며, 주어진 코드를 조합함으로써 더욱 다양한 형상의 플라팅을 가능하게 할 수 있다.In the present invention, by using the photo-curable three-dimensional plating technology, it is possible to manufacture a structure having a more complex shape by enabling ceramic plating having a high shape-retaining force that could not be obtained in the conventional plating technology. In the present invention, it is possible to manufacture a spiral or free-form structure using the above technique, and by combining a given code, it is possible to enable plating of more various shapes.

특히, 본 발명에 따른 광경화성 3D 플라팅을 사용하여 제조된 중공 관형 다공성 구조체는 기존의 기술로는 달성하지 못했던 높은 기공률을 가지 수 있으며, 뼈 스캐폴드로 쓰일 때 뼈의 내부 성장 및 재생 속도를 더욱 향상시켜 줄 수 있을 것으로 예측된다.In particular, the hollow tubular porous structure manufactured using the photocurable 3D plating according to the present invention can have a high porosity that cannot be achieved with conventional techniques, and when used as a bone scaffold, the internal growth and regeneration rates of bone are reduced. It is expected that further improvement can be made.

도 1은 조성이 고정된 다공성 세라믹 슬러리 조성물과 다른 함량을 가진 카본블랙 슬러리 조성물의 압출거동 결과를 나타낸다.
도 2는 중공 관형 구조를 만들기 위한 코어-쉘 피드로드의 제조 절차를 나타낸다.
도 3은 쉘 서포터 및 주사기의 사진이다.
도 4는 광경화성 3차원 플라팅 기술을 사용한 중공 관형 다공성 구조를 가진 샘플(스캐폴드)의 제조 과정을 나타낸다.
도 5는 광경화 및 동결건조 과정에 대한 모식도를 나타낸다.
도 6 및 도 7은 광경화성 3차원 플라팅 기술에 의해 제조된 필라멘트의 구조를 광학현미경 및 FE-SEM을 통해 확인한 결과를 나타낸다.
도 8은 컴퓨터 디자인된 스캐폴드의 모식도(A) 및 다른 필라멘트 간격을 가지는 스캐폴드의 실제 형상(B)을 나타낸다.
도 9 및 10은 광학현미경(도 8의 A), FE-SEM(도 8의 B) 및 마이크로-CT(도 9)를 통해 확인한 스캐폴드의 내부 구조를 나타낸다.
도 11은 서로 다른 필라멘트 간격을 가지는 소결된 스캐폴드의 기공률 측정 결과를 나타낸다.
도 12는 서로 다른 필라멘트 간격을 가지는 소결된 스캐폴드의 압축강도 시험 결과를 나타낸다.
1 shows the results of extrusion behavior of a carbon black slurry composition having a content different from that of a porous ceramic slurry composition having a fixed composition.
2 shows the manufacturing procedure of a core-shell feedrod for making a hollow tubular structure.
3 is a photograph of a shell supporter and a syringe.
4 shows a process for preparing a sample (scaffold) having a hollow tubular porous structure using a photocurable three-dimensional plating technique.
Figure 5 shows a schematic diagram for the photocuring and freeze-drying process.
6 and 7 show the results of confirming the structure of the filament prepared by the photocurable three-dimensional plating technology through an optical microscope and FE-SEM.
8 shows a schematic diagram (A) of a computer designed scaffold and an actual shape (B) of a scaffold with different filament spacing.
9 and 10 show the internal structure of the scaffold confirmed through an optical microscope (FIG. 8A), FE-SEM (FIG. 8B), and micro-CT (FIG. 9).
11 shows the porosity measurement results of the sintered scaffolds having different filament spacing.
12 shows the compressive strength test results of sintered scaffolds having different filament spacing.

본 발명의 구성 요소를 설명하는데 있어서, (A), (B), (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. In describing the components of the present invention, terms such as (A), (B), (a), (b) may be used. These terms are only for distinguishing the elements from other elements, and the essence, order, or order of the elements are not limited by the terms.

본 발명에서는 광경화성 3차원 플라팅 기술을 이용한 중공 관형 다공성 구조체의 제조 방법을 제공한다. The present invention provides a method for manufacturing a hollow tubular porous structure using a photocurable three-dimensional plating technique.

본 발명에서 "광경화성 3차원 플라팅 기술"은 광경화를 할 수 있는 단량체를 이용하여 UV 광을 조사함으로써 구조체(세라믹 스캐폴드)를 얻을 수 있는 기술이다. 이 기술은 기존의 플라팅 기술에서 얻을 수 없었던 높은 형상유지력을 가지는 세라믹 플라팅을 가능하게 함으로써 더욱 복잡한 형상의 3차원 플라팅을 가능하게 한다.In the present invention, "photocurable three-dimensional plating technology" is a technology that can obtain a structure (ceramic scaffold) by irradiating UV light using a photocurable monomer. This technology enables three-dimensional plating of more complex shapes by enabling ceramic plating with a high shape-retaining force that could not be obtained with conventional plating technology.

기존의 3차원 플라팅을 이용한 다공성 세라믹 구조체의 제조는 단순 플라팅을 이용하여 필라멘트(filament)를 적층하거나, 또는 캠핀(camphene) 등을 사용하여 다공성 세라믹 구조체를 제조하는 방법이 사용되었다. 그러나 상기 방법들로 제조되는 구조체는 형상유지력이 높지 않다는 한계점이 있다. 최근에는 세라믹 플라팅 기술에서 형상유지력을 높여주는 광경화성 3차원 플라팅 장비를 사용하여, 높은 형상유지력을 가진 구조체의 제조를 가능하게 하였다. 하지만 이 기술을 사용하여 제조된 구조체의 내부는 아직까지 치밀(dense)한 구조를 가지고 있어, 제조된 구조체의 기공률을 증가시키는데 한계가 있다.In the conventional manufacturing of a porous ceramic structure using three-dimensional plating, a method of manufacturing a porous ceramic structure by stacking filaments using simple plating or using a camphene or the like was used. However, the structure manufactured by the above methods has a limitation in that the shape retaining force is not high. Recently, a photocurable 3D plating equipment that improves shape retention in ceramic plating technology has been used, making it possible to manufacture structures with high shape retention. However, since the inside of the structure manufactured using this technology still has a dense structure, there is a limit in increasing the porosity of the manufactured structure.

따라서, 본 발명에서는 미세 다공성 구조를 구현하기 위한 동결매체가 첨가된 다공성 세라믹 슬러리(slurry) 조성물과 중공 관형 구조를 만들기 위한 카본블랙 슬러리 조성물을 함께 사용함으로써, 기존의 광경화 플라팅에서 달성하지 못했던 높은 기공률을 가지고 또한 미세 다공성 구조를 가지는 중공 관형 다공성 구조체의 제조를 가능하게 할 수 있다.Therefore, in the present invention, by using a porous ceramic slurry composition to which a freezing medium is added for realizing a microporous structure and a carbon black slurry composition for making a hollow tubular structure together, which has not been achieved in conventional photocurable plating, It may be possible to manufacture a hollow tubular porous structure having a high porosity and also having a microporous structure.

본 발명은 광경화성 3차원 플라팅 기술에 적용하기 위한 코어-쉘 피드로드의 제조 방법을 제공한다.The present invention provides a method for manufacturing a core-shell feedrod for application to photocurable three-dimensional plating technology.

본 발명에 따른 코어-쉘 피드로드의 제조 방법은 (A) 쉘 서포터가 장착된 몰드에 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 주입하여 쉘 피드로드를 제조하는 단계; A method for manufacturing a core-shell feed rod according to the present invention comprises the steps of: (A) preparing a shell feed rod by injecting a porous ceramic slurry composition into a mold equipped with a shell supporter;

(B) 상기 몰드에서 쉘 서포터를 제거하는 단계; 및 (B) removing the shell supporter from the mold; and

(C) 상기 쉘 서포터가 제거된 공간에 카본블랙 슬러리 조성물을 주입하여 코어 피드로드를 제조하는 단계를 포함할 수 있다. (C) preparing a core feed rod by injecting a carbon black slurry composition into the space from which the shell supporter is removed.

본 발명에서 슬러리(slurry)는 일반적으로 고농도의 현탁 물질을 함유한 유동성이 적은 액체 상태를 의미하며, 본 발명에서 슬러리는 페이스트(paste) 또는 반죽(dough) 상태를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.In the present invention, the slurry generally refers to a liquid state with low fluidity containing a high concentration of suspended material, and in the present invention, the slurry may be used to include a paste or a dough state.

본 발명에서 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 코어-쉘 피드로드에서 쉘 피드로드로 사용된다. In the present invention, the porous ceramic slurry composition is used as a shell feed rod in a core-shell feed rod.

상기 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 세라믹 분말, 광경화성 단량체, 동결매체, 분산제 및 광개시제를 포함한다. The porous ceramic slurry composition includes a ceramic powder, a photocurable monomer, a freezing medium, a dispersant, and a photoinitiator.

본 발명의 슬러리 조성물은 세라믹 분말을 포함하여 세라믹 성형체 및 구조체의 물성을 향상시킬 수 있다. 이러한 세라믹 분말은 슬러리 조성물에 10 내지 50 vol%, 15 내지 30 vol%의 부피로 포함될 수 있다. 30 vol% 미만의 슬러리 조성물의 경우, 제조는 용이하나 품질 저하가 발생할 우려가 있다. 한편, 후술할 다공성 세라믹의 제조 시 동결매체가 제거되므로, 중공 관형 다공성 구조체 내에서 세라믹 분말의 부피는 30 내지 70 vol%, 40 내지 60 vol%일 수 있다. The slurry composition of the present invention may include ceramic powder to improve physical properties of ceramic compacts and structures. Such ceramic powder may be included in the slurry composition in a volume of 10 to 50 vol% and 15 to 30 vol%. In the case of a slurry composition of less than 30 vol %, the preparation is easy, but there is a risk of quality deterioration. Meanwhile, since the freezing medium is removed during the preparation of the porous ceramic to be described later, the volume of the ceramic powder in the hollow tubular porous structure may be 30 to 70 vol% or 40 to 60 vol%.

상기 세라믹 분말의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 수산화인회석(Hydroxy Apatite; HA), 불소 함유 수산화인회석(Fluoridated Hydroxy Apatite, FHA), 삼인산칼슘(tricalciumphosphate, TCP), BCP(biphasic calcium phosphate), 알루미나(alumina), 지르코니아(zirconina), 실리카(silica) 및 바이오글래스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The type of the ceramic powder is not particularly limited, for example, hydroxyapatite (HA), fluorine-containing hydroxyapatite (FHA), tricalciumphosphate (TCP), BCP (biphasic calcium phosphate) , at least one selected from the group consisting of alumina, zirconia, silica, and bioglass may be used.

또한, 세라믹 분말의 함량은 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 30 내지 70 중량부, 35 내지 60 중량부, 또는 40 내지 50 중량부일 수 있다. 상기 함량 범위에서 물성이 우수한 세라믹 성형체 및 구조체를 제조할 수 있다. 또한, 중공 관형 다공성 구조체 내에서 세라믹 분말의 함량은 60 내지 90 중량부, 65 내지 80 중량부일 수 있다.In addition, the content of the ceramic powder may be 30 to 70 parts by weight, 35 to 60 parts by weight, or 40 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the slurry composition. In the above content range, it is possible to manufacture a ceramic molded body and a structure having excellent physical properties. In addition, the content of the ceramic powder in the hollow tubular porous structure may be 60 to 90 parts by weight, 65 to 80 parts by weight.

본 발명에서 광경화성 단량체(모노머)는 세라믹 분말의 균일한 복합화, 및 슬러리 조성물의 점도 및 성형체의 강도의 제어하는 역할을 수행할 수 있다. 종래 3D 프린터에 사용되는 슬러리 조성물은 낮은 점도를 요구한다. 하지만 세라믹 분말의 함량이 증가할수록 그 점도는 높아지고, 이에 따라 3D 프린팅시 문제점이 발생하게 된다. 본 발명에서는 높은 점도를 가지는 슬러리 조성물을 제조하고, 이를 압출하는 방식으로 성형체를 제조할 수 있다. In the present invention, the photocurable monomer (monomer) may play a role of uniformly complexing the ceramic powder and controlling the viscosity of the slurry composition and the strength of the molded body. The slurry composition used in the conventional 3D printer requires a low viscosity. However, as the content of the ceramic powder increases, the viscosity increases, which causes a problem in 3D printing. In the present invention, a molded article may be prepared by preparing a slurry composition having a high viscosity and extruding the slurry composition.

본 발명에서 광경화성 단량체는 사전적 의미인 '고분자를 형성하는 단위분자'뿐만 아니라, 상기 단위분자가 낮은 정도로 중합하여 생성되는 소중합체인 올리고머를 포함하는 의미로 사용될 수 있다. In the present invention, the photocurable monomer may be used to include not only the dictionary meaning of 'unit molecules forming a polymer', but also oligomers, which are oligomers produced by polymerization of the unit molecules to a low degree.

이러한 광경화성 단량체의 종류는 특별히 제한되지 않고, 아크릴레이트계 단량체를 사용할 수 있으며, 구체적으로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 우레탄 디메타크릴레이트(Diurethane dimethacrylate, UDMA), 아크릴로일 모르폴린(Acryloyl morpholine) 및 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(Triethylene glycol dimethacrylate, TEGDMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The type of the photocurable monomer is not particularly limited, and an acrylate-based monomer may be used, and specifically, 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), urethane dimethacrylate (Diurethane) At least one selected from the group consisting of dimethacrylate, UDMA), acryloyl morpholine, and triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA) may be used.

상기 광경화성 단량체의 함량은 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 30 중량부, 또는 10 내지 20 중량부일 수 있다.The content of the photocurable monomer may be 5 to 30 parts by weight, or 10 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the slurry composition.

본 발명에서 동결매체는 동결성형을 위한 동결매체 역할을 수행하며, 동결건조시 제거되어 미세 기공을 형성할 수 있다. 이러한, 동결매체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 캠핀(camphene), 캠퍼(camphor) 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.In the present invention, the freezing medium serves as a freezing medium for freeze-molding, and may be removed during freeze-drying to form micropores. The type of the freezing medium is not particularly limited, and campene, camphor, or a mixture thereof may be used.

상기 동결매체의 함량은 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 20 내지 50 중량부, 또는 30 내지 40 중량부일 수 있다. 또한, 상기 동결매체는 슬러리 조성물 내에서 50 내지 70 vol% 또는 55 내지 65 vol%의 부피로 포함될 수 있다. The content of the freezing medium may be 20 to 50 parts by weight, or 30 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the slurry composition. In addition, the freezing medium may be included in a volume of 50 to 70 vol% or 55 to 65 vol% in the slurry composition.

본 발명에서 분산제는 세라믹 분말 및 동결매체 등의 분산을 용이하게 하기 위해 사용할 수 있다. In the present invention, the dispersing agent may be used to facilitate dispersion of ceramic powder and freezing medium.

상기 분산제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 알킬암모늄염 공중합체 화합물, 폴리에스터/폴리에테르(Polyester/polyether)계 화합물, 인산(Phosphoric acid)기를 함유한 공중합체 및 아민기를 가지는 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The type of the dispersant is not particularly limited, and for example, an alkylammonium salt copolymer compound, a polyester/polyether-based compound, a copolymer containing a phosphoric acid group, and a copolymer having an amine group. One or more selected from the group consisting of may be used.

상기 분산제의 함량은 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부, 또는 1 내지 4 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 균일한 슬러리 조성물을 제조할 수 있다. The content of the dispersant may be 1 to 5 parts by weight, or 1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the slurry composition. A uniform slurry composition can be prepared in the above range.

또한, 본 발명에서 광개시제는 선택적으로 조절되는 특정 파장대의 UV에 의해 자유라디칼을 형성하여 광경화성 단량체를 중합시킨다. In addition, in the present invention, the photoinitiator polymerizes the photocurable monomer by forming free radicals by UV in a specific wavelength band that is selectively controlled.

이러한 광개시제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 페닐비스(2,4,6-트리메틸 벤조일포스핀 옥사이드)(Phenylbis(2, 4, 6-trimethyl benzoylphosphine oxide), PPO), 페닐비스(2,4,6-트리메틸 벤조일포스핀 옥사이드)(Phenylbis(2, 4, 6-trimethyl benzoylphosphine oxide), PPO), 1-하이드록시-사이클로헥실-펜닐-케톤(1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온(2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 2-히드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온(2-Hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy) phenyl]-2-methyl-1-propanone), 메틸벤조일포르메이트(Methylbenzoylformate), 옥시-페닐-아세트산-2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸 에스테르(oxy-phenyl-acetic acid -2-[2 oxo-2phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester), 옥시-페닐-아세트산-2-[2-하이드록시-에톡시]-에틸 에스테르(oxy-phenyl-acetic acid-2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester), 알파-디메톡시-알파-페닐아세토페논(alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone), 2-벤질-2-(디메틸아미노)1-[4-(4-모르폴리닐) 페닐]-1-부타논(2-Benzyl-2-(dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone), 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온(2-Methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propanone) 및 디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드(Diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The type of the photoinitiator is not particularly limited, and for example, phenylbis(2,4,6-trimethyl benzoylphosphine oxide) (Phenylbis(2,4,6-trimethyl benzoylphosphine oxide), PPO), phenylbis(2 ,4,6-trimethyl benzoylphosphine oxide) (Phenylbis (2, 4, 6-trimethyl benzoylphosphine oxide), PPO), 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone (1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone) , 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone (2-Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-1-propanone), 2-hydroxy-1-[4- (2-hydroxyl) oxyethoxy) phenyl] -2-methyl-1-propanone (2-Hydroxy-1- [4- (2-hydroxyethoxy) phenyl] -2-methyl-1-propanone), methylbenzoylformate (Methylbenzoylformate), Oxy-phenyl-acetic acid-2-[2-oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester (oxy-phenyl-acetic acid -2-[2 oxo-2phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester) , oxy-phenyl-acetic acid-2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester (oxy-phenyl-acetic acid-2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester), alpha-dimethoxy-alpha- Phenylacetophenone (alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone), 2-benzyl-2-(dimethylamino)1-[4-(4-morpholinyl) phenyl]-1-butanone (2-Benzyl-2-( dimethylamino)-1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone), 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4-morpholinyl)-1-propane One (2-Methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2- (4-morpholinyl) -1-propanone) and diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phosphine oxide (Diphenyl (2 ,4, At least one selected from the group consisting of 6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide) may be used.

상기 광개시제의 함량은 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 1 중량부, 또는 0.2 내지 0.5 중량부일 수 있다. 또한, 광개시제의 함량은 광경화성 단량체 100 중량부 대비 1 내지 5 중량부 또는 1 내지 3 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 광경화성 단량체의 광경화가 용이하게 수행될 수 있다. The content of the photoinitiator may be 0.1 to 1 parts by weight, or 0.2 to 0.5 parts by weight based on 100 parts by weight of the slurry composition. In addition, the content of the photoinitiator may be 1 to 5 parts by weight or 1 to 3 parts by weight based on 100 parts by weight of the photocurable monomer. In the above range, photocuring of the photocurable monomer may be easily performed.

본 발명에서 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 전술한 성분, 즉, 세라믹 분말, 광경화성 단량체, 희석제, 분산제 및 광개시제를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 혼합 방법은 당업계의 일반적인 방법에 따라 수행될 수 있다. In the present invention, the porous ceramic slurry composition may be prepared by mixing the above-mentioned components, that is, ceramic powder, photocurable monomer, diluent, dispersant, and photoinitiator. The mixing method may be performed according to a general method in the art.

일 구체예에서, 다공성 세라믹 슬러리 조성물의 제조는 50 내지 80℃ 또는 60 내지 75℃에서 수행될 수 있다. 동결매체는 상온에서 점토와 같이 굳는 현상이 발생할 수 있으므로, 상기 온도에서 제조하는 것이 슬러리 조성물로 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에서은 볼 밀링 기계를 사용하여 균일한 혼합을 수행할 수 있다. In one embodiment, the preparation of the porous ceramic slurry composition may be performed at 50 to 80 °C or 60 to 75 °C. Since the freezing medium may be hardened like clay at room temperature, the slurry composition may be prepared at the above temperature. In addition, in the present invention, it is possible to perform uniform mixing using a ball milling machine.

또한, 본 발명에서 카본블랙 슬러리 조성물은 카본블랙, 점도 조절제 및 분산제를 포함한다. In addition, in the present invention, the carbon black slurry composition includes carbon black, a viscosity modifier and a dispersant.

본 발명에서 카본블랙은 소결시 제거되어 중공의 관형 필라멘트, 즉, 중공의 관형 구조체의 제조를 가능하게 한다. 이러한 카본블랙은 슬러리 조성물에 5 내지 20 vol%, 7 내지 15 vol%의 부피로 포함될 수 있다. In the present invention, carbon black is removed during sintering to enable the production of a hollow tubular filament, that is, a hollow tubular structure. The carbon black may be included in the slurry composition in a volume of 5 to 20 vol% and 7 to 15 vol%.

또한, 카본블랙의 함량은 카본블랙 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 5 내지 40 중량부, 또는 10 내지 25 중량부일 수 있다. 상기 함량 범위에서 중공 관형의 구조체를 제조할 수 있다.In addition, the content of carbon black may be 5 to 40 parts by weight, or 10 to 25 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon black slurry composition. In the above content range, it is possible to manufacture a hollow tubular structure.

본 발명에서 점도 조절제는 슬러리 조성물의 점도를 조절할 수 있다. 상기 점도 조절제로 캠핀(camphene) 및 우레탄 디메타크릴레이트(Diurethane dimethacrylate, UDMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. In the present invention, the viscosity modifier may control the viscosity of the slurry composition. At least one selected from the group consisting of camphene and urethane dimethacrylate (UDMA) may be used as the viscosity modifier.

상기 점도 조절제의 함량은 카본블랙 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 60 내지 95 중량부, 또는 70 내지 85 중량부일 수 있다. The content of the viscosity modifier may be 60 to 95 parts by weight, or 70 to 85 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon black slurry composition.

구체적으로, 점도 조절제에서 캠핀의 함량은 카본블랙 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 50 내지 70 중량부, 또는 55 내지 65 중량부일 수 있으며, 단량체, 즉, 우레탄 디메타크릴레이트의 함량은 10 내지 30 중량부, 또는 15 내지 25 중량부일 수 있다.Specifically, the content of campin in the viscosity modifier may be 50 to 70 parts by weight, or 55 to 65 parts by weight, based on 100 parts by weight of the carbon black slurry composition, and the content of the monomer, that is, urethane dimethacrylate, is 10 to 30 parts by weight. parts, or 15 to 25 parts by weight.

본 발명에서 분산제는 카본블랙의 분산을 용이하게 하기 위해 사용할 수 있다. In the present invention, a dispersing agent may be used to facilitate dispersion of carbon black.

상기 분산제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 알킬암모늄염 공중합체 화합물, 폴리에스터/폴리에테르(Polyester/polyether)계 화합물, 인산(Phosphoric acid)기를 함유한 공중합체 및 아민기를 가지는 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 사용할 수 있다. The type of the dispersant is not particularly limited, and for example, an alkylammonium salt copolymer compound, a polyester/polyether-based compound, a copolymer containing a phosphoric acid group, and a copolymer having an amine group. One or more selected from the group consisting of may be used.

상기 분산제의 함량은 카본블랙 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 5 중량부, 또는 1 내지 4 중량부일 수 있다. 상기 범위에서 균일한 카본블랙 슬러리 조성물을 제조할 수 있다. The content of the dispersant may be 1 to 5 parts by weight, or 1 to 4 parts by weight based on 100 parts by weight of the carbon black slurry composition. A uniform carbon black slurry composition can be prepared within the above range.

본 발명에서 카본블랙 슬러리 조성물은 전술한 성분, 즉, 카본블랙 점도 조절제 및 분산제를 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 혼합 방법은 당업계의 일반적인 방법에 따라 수행될 수 있다.In the present invention, the carbon black slurry composition can be prepared by mixing the aforementioned components, that is, a carbon black viscosity modifier and a dispersant. The mixing method may be performed according to a general method in the art.

일 구체예에서, 카본블랙 슬러리 조성물의 제조는 50 내지 80℃ 또는 60 내지 75℃에서 수행될 수 있다. 본 발명에서는 구체적으로 점도 조절제로 캠핀 등을 사용하므로 상온에서 캠핀은 굳는 현상이 발생할 수 있다. 따라서, 전술한 온도에서 제조하는 것이 액체 상태로 슬러리 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 본 발명에서 볼 밀링 기계를 사용하여 균일한 혼합을 수행할 수 있다. In one embodiment, the carbon black slurry composition may be prepared at 50 to 80°C or 60 to 75°C. In the present invention, specifically, since a campin is used as a viscosity modifier, the hardening of the campin may occur at room temperature. Therefore, it is possible to prepare the slurry composition in a liquid state by preparing at the above-mentioned temperature. Also, in the present invention, it is possible to perform uniform mixing using a ball milling machine.

본 발명에서는 쉘 피드로드로 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 사용하고, 코어 피드로드로 카본블랙 슬러리 조성물을 사용하여 코어-쉘 피드로드를 제조할 수 있다. In the present invention, a core-shell feed rod may be manufactured using a porous ceramic slurry composition as a shell feed rod and a carbon black slurry composition as a core feed rod.

본 발명에 따른 코어-쉘 피드로드는 (A) 쉘 서포터가 장착된 몰드에 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 주입하여 쉘 피드로드를 제조하는 단계; The core-shell feed rod according to the present invention comprises the steps of: (A) preparing a shell feed rod by injecting a porous ceramic slurry composition into a mold equipped with a shell supporter;

(B) 상기 몰드에서 쉘 서포터를 제거하는 단계; 및 (B) removing the shell supporter from the mold; and

(C) 상기 쉘 서포터가 제거된 공간에 카본블랙 슬러리 조성물을 주입하여 코어 피드로드를 제조하는 단계를 통해 제조될 수 있다. (C) injecting a carbon black slurry composition into the space from which the shell supporter is removed to prepare a core feed rod.

종래 코어-쉘 구조의 피드로드를 제조하는 방법은, 코어를 먼저 굳힌 후 그 주위에 쉘 슬러리를 주입하여 코어-쉘 피드로드를 제조하는 방법을 사용한다. 그러나, 본 발명에서 사용되는 슬러리 조성물은 동결매체 및/또는 점도 조절제를 포함하므로, 상온에서는 점토 정도의 점도를 가지는 상태로 존재하고, 70℃의 온도에서 액체로 존재한다. 따라서 종래의 방법을 사용하면 쉘 슬러리의 주입시 코어 피드로드가 녹아버리는 현상이 발생하게 된다. 따라서, 본 발명에 따른 방법으로 피드로드를 제조함으로써, 안정적인 코어-쉘 피드로드를 제조할 수 있다. The conventional method of manufacturing a core-shell structure feed rod uses a method of manufacturing a core-shell feed rod by first hardening the core and then injecting a shell slurry around it. However, since the slurry composition used in the present invention contains a freezing medium and/or a viscosity modifier, it exists in a state having a viscosity of about clay at room temperature, and exists as a liquid at a temperature of 70°C. Therefore, when the conventional method is used, a phenomenon in which the core feed rod is melted occurs when the shell slurry is injected. Therefore, by manufacturing the feed rod by the method according to the present invention, it is possible to manufacture a stable core-shell feed rod.

본 발명에서 단계 (A)는 쉘 서포터가 장착된 몰드에 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 주입하여 쉘 피드로드를 제조하는 단계이다. In the present invention, step (A) is a step of preparing a shell feed rod by injecting a porous ceramic slurry composition into a mold equipped with a shell supporter.

일 구체예에서, 몰드의 형상은 특별히 제한되지 않으며, 본 발명에서는 3D 프린팅의 편의성을 위하여 원통형의 몰드를 사용할 수 있다. 일 구체예에서, 몰드로 토출구가 장착된 주사기를 사용할 수 있다. In one embodiment, the shape of the mold is not particularly limited, and in the present invention, a cylindrical mold may be used for the convenience of 3D printing. In one embodiment, a syringe equipped with a discharge port may be used as a mold.

일 구체예에서, 쉘 서포터는 몰드 내부, 구체적으로 중앙부에 장착되어 중앙이 뚫려있는 쉘 피드로드의 제조를 가능하게 한다.In one embodiment, the shell supporter is mounted inside the mold, specifically in the central portion to enable the manufacture of a shell feed rod with a hole in the center.

상기 쉘 서포터의 재질은 특별히 제한되지 않으며, 금속 재질일 수 있으며, 구체적으로 알루미늄일 수 있다.The material of the shell supporter is not particularly limited, and may be a metal material, specifically aluminum.

상기 쉘 서포터의 수평 단면의 형상은 압출되는 필라멘트에서의 코어의 형태에 따라 달라질 수 있다. 구체적으로, 쉘 서포터의 수평 단면의 형상은 원형일 수 있다.The shape of the horizontal cross-section of the shell supporter may vary depending on the shape of the core in the extruded filament. Specifically, the shape of the horizontal cross-section of the shell supporter may be circular.

일 구체예에서, 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 쉘 슬러리 조성물로서 전술한 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 사용할 수 있다. In one embodiment, the porous ceramic slurry composition may use the aforementioned porous ceramic slurry composition as the shell slurry composition.

일 구체예에서, 단계 (A)는 50 내지 80℃ 또는 60 내지 75℃에서 수행될 수 있다. 상기 온도 범위에서 쉘 슬러리 조성물은 유동성을 가지며, 몰드에 주입되어 쉘 피드로드를 형성할 수 있다. In one embodiment, step (A) may be carried out at 50 to 80 °C or 60 to 75 °C. In the above temperature range, the shell slurry composition has fluidity and may be injected into a mold to form a shell feed rod.

본 발명에서는 단계 (B)를 수행하기 전에 쉘 피드로드를 굳히는 단계를 추가로 수행할 수 있다. 전술한 온도, 즉, 50 내지 80℃에서 주입되는 슬러리 조성물은 유동성을 가진다. 따라서, 20 내지 25℃에서 굳히는 단계를 수행하여, 쉘 서포터의 제거시 쉘 피드로드의 형상이 무너지지 않도록 할 수 있다.In the present invention, the step of hardening the shell feed rod before performing step (B) may be additionally performed. The above-mentioned temperature, that is, the slurry composition injected at 50 to 80 ℃ has fluidity. Therefore, by performing the hardening step at 20 to 25 ℃, it is possible to prevent the shape of the shell feed rod from collapsing when the shell supporter is removed.

일 구체예에서 굳히는 단계는 드라이아이스를 사용하여 급속 냉각시키는 방법을 이용할 수 있다. In one embodiment, the hardening step may use a method of rapid cooling using dry ice.

본 발명에서 단계 (B)는 단계 (A)에 의해 쉘 피드로드가 제조된 몰드에서 쉘 서포터를 제거하는 단계이다. In the present invention, step (B) is a step of removing the shell supporter from the mold in which the shell feed rod is manufactured by step (A).

일 구체예에서, 상기 쉘 서포터는 몰드에서 수직 방향으로 상기 쉘 서포터를 빼는 방법으로 제거할 수 있다. In one embodiment, the shell supporter may be removed by removing the shell supporter from the mold in a vertical direction.

쉘 서포타가 제거되면, 쉘 서포터가 위치하던 공간이 비어있게 된다. 즉, 코어 피드로드의 공간을 확보할 수 있다. When the shell supporter is removed, the space where the shell supporter was located becomes empty. That is, it is possible to secure a space for the core feed rod.

본 발명에서 단계 (C)는 쉘 서포터가 제거된 공간에 카본블랙 슬러리 조성물을 주입하여 코어 피드로드를 제조하는 단계이다. In the present invention, step (C) is a step of preparing a core feed rod by injecting a carbon black slurry composition into the space where the shell supporter is removed.

일 구체예에서, 카본블랙 슬러리 조성물은 코어 슬러리 조성물로서 전술한 카본블랙 슬러리 조성물을 사용할 수 있다. In one embodiment, the carbon black slurry composition may use the aforementioned carbon black slurry composition as the core slurry composition.

일 구체에에서, 카본블랙 슬러리 조성물은 20 내지 25℃에서 굳혀진 상태로 상기 쉘 서포터가 제거된 공간에 주입될 수 있다. 상기 20 내지 25℃에서 굳혀진 카본블랙 슬러리 조성물은 점토와 같은 높은 점도를 유지한다. In one embodiment, the carbon black slurry composition may be injected into the space from which the shell supporter is removed while being hardened at 20 to 25°C. The carbon black slurry composition hardened at 20 to 25°C maintains a high viscosity like clay.

일 구체예에서, 상기 단계 (C)는 20 내지 25℃에서 수행될 수 있다. In one embodiment, the step (C) may be carried out at 20 to 25 ℃.

상기 온도 범위에서 코어 피드로드 및 쉘 피드로드는 모두 점토와 같은 높은 점도를 유지한다. 따라서, 상기 코어-쉘 피드로드는 서로 섞어지 않고 각각 코어 및 쉘로 기능할 수 있다. In this temperature range, both the core feed rod and the shell feed rod maintain a high viscosity like clay. Accordingly, the core-shell feed rods may function as a core and a shell, respectively, without mixing with each other.

또한, 본 발명은 전술한 코어-쉘 피드로드의 제조 방법에 의해 제조된 코어-쉘 피드로드에 관한 것이다. Further, the present invention relates to a core-shell feed rod manufactured by the method for manufacturing the core-shell feed rod described above.

전술한 방법에 따라 제조된 코어-쉘 피드로드는 코어 피드로드를 쉘 피드로드가 감싸는 구조를 가진다. The core-shell feed rod manufactured according to the above-described method has a structure in which the shell feed rod surrounds the core feed rod.

본 발명에서는 상기 코어 피드로드에 의한 중공 구조 및 쉘에서의 미세 다공성 구조를 제어하기 위하여 상기 코어 피드로드 및 쉘 피드로드의 부피를 제어할 수 있다.In the present invention, in order to control the hollow structure by the core feed rod and the microporous structure in the shell, the volume of the core feed rod and the shell feed rod can be controlled.

일 구체예에서, 코어 피드로드의 부피 및 코어 및 쉘 피드로드 합계 부피의 비(코어 피드로드 부피 : (코어 + 쉘) 피드로드 부피)는 1:1.5 내지 1:5 또는 1:1.5 내지 1:3일 수 있다. 상기 코어 피드로드의 부피비가 증가하면, 압출되는 필라멘트에서 중공의 크기가 커질 수 있다. In one embodiment, the ratio of the volume of the core feed rod and the total volume of the core and shell feed rods (core feed rod volume: (core + shell) feed rod volume) is from 1:1.5 to 1:5 or from 1:1.5 to 1: can be 3 When the volume ratio of the core feed rod increases, the size of the hollow in the extruded filament may increase.

또한, 피드로드가 원통형의 구조를 가질 경우, 코어 피드로드 직경 및 코어-쉘 피드로드의 직경의 비는 1:1.5 내지 1:5 또는 1:1.5 내지 1:3일 수 있다.In addition, when the feed rod has a cylindrical structure, the ratio of the diameter of the core feed rod and the diameter of the core-shell feed rod may be 1:1.5 to 1:5 or 1:1.5 to 1:3.

또한, 본 발명은 전술한 코어-쉘 피드로드를 사용한 광경화성 3차원 플라팅 방법을 이용한 중공 관형 다공성 구조체의 제조 방법에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a method for manufacturing a hollow tubular porous structure using the photocurable three-dimensional plating method using the aforementioned core-shell feed rod.

본 발명에 따른 중공 관형 다공성 구조체는 (a) 코어-쉘 피드로드를 3D 플라팅을 이용하여 압출 및 적층하여 스캐폴드를 제조하는 단계;The hollow tubular porous structure according to the present invention comprises the steps of (a) extruding and laminating a core-shell feed rod using 3D plating to prepare a scaffold;

(b) 상기 스캐폴드를 동결건조하는 단계; 및 (b) lyophilizing the scaffold; and

(c) 상기 동결건조된 스캐폴드를 열처리하는 단계를 통해 제조될 수 있다. (c) it can be prepared through the step of heat-treating the lyophilized scaffold.

이때, 단계 (a)에서 코어-쉘 피드로드는 압출 후 자외선 조사에 의해 광경화될 수 있다.At this time, in step (a), the core-shell feed rod may be photocured by UV irradiation after extrusion.

본 발명에서는 상기 단계들의 제조물을 용이하게 구별하기 위하여, 단계 (a)의 제조물을 스캐폴드, 단계 (b)의 제조물을 그린바디 또는 동결건조물, 및 단계 (c)의 제조물을 소결체로 표현할 수 있다. In the present invention, in order to easily distinguish the products of the above steps, the product of step (a) is a scaffold, the product of step (b) is a green body or freeze-dried product, and the product of step (c) can be expressed as a sintered body. .

본 발명에서 단계 (a)는 코어-쉘 피드로드를 3D 플라팅을 이용하여 압출 및 적층하여 스캐폴드를 제조하는 단계이다. 상기 단계는 코어-쉘 피드로드를 포함하는 몰드에서 압출되는 필라멘트를 적층하여 스캐폴드를 제조할 수 있다. In the present invention, step (a) is a step of manufacturing a scaffold by extruding and laminating a core-shell feed rod using 3D plating. In this step, a scaffold may be manufactured by laminating the filaments extruded from the mold including the core-shell feed rod.

본 발명에서 중공 관형 다공성 구조체는 코어-쉘 피드로드를 3D 플라팅을 이용하여 압출하여 제조할 수 있다. 구체적으로, 3D 컴퓨터로 미리 디자인된 프로그램을 따라 3차원 도면 데이터를 플라팅하여 구조체를 제조할 수 있다. 본 발명에서는 코어-쉘 피드로가 압출된 후 광경화되어 충분한 강도를 가지며 그 형상을 유지할 수 있으므로, 별도의 지지대를 필요로 하지 않는다(free-standing).In the present invention, the hollow tubular porous structure may be manufactured by extruding the core-shell feed rod using 3D plating. Specifically, the structure may be manufactured by plating 3D drawing data according to a program designed in advance with a 3D computer. In the present invention, since the core-shell feedro is extruded and then photocured to have sufficient strength and maintain its shape, a separate support is not required (free-standing).

본 발명에서는 3D 플라팅의 노즐에서 압출되는 코어-쉘 피드로드를 필라멘트라 표현할 수 있다. 상기 중공 관형 다공성 구조체는 필라멘트의 적층체이다. In the present invention, the core-shell feed rod extruded from the 3D plating nozzle can be expressed as a filament. The hollow tubular porous structure is a laminate of filaments.

일 구체예에서, 제조되는 구조체는 필라멘트의 층이 다층을 가지는 구조일 수 있고, 하나의 층은 일방향을 가지는 필라멘트들로 구성될 수 있으며, 상기 필라멘트 간에는 일정한 간격이 형성될 수 있다. 이때, 일방향은 하나의 층을 기준으로 필라멘트가 한 쪽 방향을 향함을 의미한다. 또한, 하나의 층은 다른 층(하나의 층과 이웃되는 층)과 수직되게 형성되어, 위에서 보았을 때, 미세격자(또는 모눈눈금)의 형태를 가질 수 있다. 본 발명에서는 상기 미세격자 사이의 공간을 기공이라 표현할 수 있으며, 상기 기공은 매크로 기공일 수 있다. In one embodiment, the manufactured structure may be a structure having a multi-layered layer of filaments, and one layer may be composed of filaments having one direction, and a constant interval may be formed between the filaments. At this time, one direction means that the filament is directed in one direction based on one layer. In addition, one layer is formed perpendicular to the other layer (a layer adjacent to one layer), and may have a microlattice (or grid) shape when viewed from above. In the present invention, the space between the microlattice may be expressed as pores, and the pores may be macro pores.

본 발명에서는 압출 압력, 노즐 이동 속도 및 UV 빔의 세기 등을 조절하여 다양한 구조를 가지는 구조체를 제조할 수 있다.In the present invention, structures having various structures can be manufactured by controlling the extrusion pressure, the nozzle moving speed, and the intensity of the UV beam.

일 구체예에서, 코어-쉘 피드로드에서 코어 피드로드의 압출압력은 2 내지 3 MPa일 수 있으며, 쉘 피드로드의 압출압력은 2.5 내지 3.5 MPa일 수 있다. 상기 압출압력 범위에서 코어 및 쉘이 동일한 압출 거동을 가질 수 있다. 이때, 압출압력은 분당 1 mm의 속도로 하중을 가했을 때의 압력을 의미한다. 또한, 3D 플라팅 시 노즐의 이동 속도는 4 내지 30 mm/s 또는 8 내지 20 mm/s 일 수 있다. In one embodiment, in the core-shell feed rod, the extrusion pressure of the core feed rod may be 2 to 3 MPa, and the extrusion pressure of the shell feed rod may be 2.5 to 3.5 MPa. In the above extrusion pressure range, the core and the shell may have the same extrusion behavior. At this time, the extrusion pressure means the pressure when a load is applied at a rate of 1 mm per minute. In addition, the moving speed of the nozzle during 3D plating may be 4 to 30 mm/s or 8 to 20 mm/s.

또한, 일 구체예에서, 본 발명의 코어-쉘 피드로드는 압출 후 자외선 조사에 의해 광경화될 수 있다. 구체적으로, 상기 코어-쉘 피드로드는 노즐에서 압출되어 바닥 또는 이미 압출된 필라멘트의 표면 등에 닿는 사이에 광경화가 수행될 수 있다. 자외선 조사는 UV 빔 등에 의해 수행될 수 있다. Further, in one embodiment, the core-shell feed rod of the present invention may be photocured by ultraviolet irradiation after extrusion. Specifically, the core-shell feed rod is extruded from the nozzle and photocuring may be performed while it is in contact with the bottom or the surface of the already extruded filament. UV irradiation may be performed by a UV beam or the like.

즉, 노즐에서 압출되는 필라멘트는 UV 빔에 의해 광경화되어 고형화되며, 이때, UV 빔에서 조사되는 자외선의 세기는 1 내지 5 W, 또는 2 내지 4 W일 수 있다. That is, the filament extruded from the nozzle is photocured and solidified by the UV beam, and in this case, the intensity of the ultraviolet ray irradiated from the UV beam may be 1 to 5 W, or 2 to 4 W.

본 발명에서는 플레이트가 미리 디자인된 움직임에 따라 이동하는 동시에, 압출되는 필라멘트는 원위치에서 경화가 되면서 고형화(solidification)가 이루어져 구조체를 형성하게 된다.In the present invention, while the plate moves according to a pre-designed movement, the extruded filament is hardened in situ and solidified to form a structure.

구체적으로, 본 발명에서는 연속적으로 플라팅되는 필라멘트는 그 위치에서 즉시 스캐폴드(구조체)를 형성하기 때문에 상당한 작업시간의 단축이 가능하다는 장점을 가진다. 또한, 미반응 원료의 제거 과정을 필요로 하지 않으므로, 원료의 손실을 최소화하며, 구조체를 미세격자 구조로 제조시 필라멘트 사이의 간격을 보다 미세하게 제어할 수 있다. Specifically, in the present invention, since the filaments continuously plated immediately form a scaffold (structure) at the position, it has the advantage that a significant reduction in working time is possible. In addition, since a process of removing unreacted raw materials is not required, loss of raw materials can be minimized, and the spacing between filaments can be more finely controlled when the structure is manufactured into a microlattice structure.

일 구체예에서, 노즐의 크기는 원하는 다공성 구조체의 구조 및 치밀도 등에 따라 적절히 조절될 수 있다. 그리고, 노즐 구멍의 단면은 원형 또는 다각형의 형상일 수 있다.In one embodiment, the size of the nozzle may be appropriately adjusted according to the desired structure and density of the porous structure. In addition, the cross section of the nozzle hole may have a circular or polygonal shape.

일 구체예에서, 본 발명에서 필라멘트로 압출되는 피드로드는 코어-쉘 구조를 가진다. 따라서, 압출되는 필라멘트의 단면 또한 다공성 세라믹 슬러리 조성물이 카본블랙 슬러리 조성물을 감싸는 코어-쉘 구조를 가지게 된다. In one embodiment, the feed rod extruded into a filament in the present invention has a core-shell structure. Accordingly, the cross-section of the extruded filament also has a core-shell structure in which the porous ceramic slurry composition surrounds the carbon black slurry composition.

본 발명에서는 다양한 형상의 스캐폴드를 둘 이상 조립하여 다양한 형상을 가지며, 기공 구조를 다양하게 조절할 수 있는 복합 스캐폴드를 구현할 수 있다. In the present invention, by assembling two or more scaffolds of various shapes, it is possible to implement a composite scaffold having various shapes and capable of variously controlling the pore structure.

본 발명에서 단계 (b)는 단계 (a)에서 제조된 스캐폴드를 동결건조(freeze drying)하는 단계이다. In the present invention, step (b) is a step of freeze-drying the scaffold prepared in step (a).

상기 동결건조를 통해 다공성 세라믹 슬러리 조성물 중의 동결매체 및 카본블랙 슬러리 조성물 중의 점도 조절제를 제거할 수 있다. Through the freeze-drying, the freezing medium in the porous ceramic slurry composition and the viscosity modifier in the carbon black slurry composition can be removed.

상기 제거된 동결매체는 미세 기공을 형성하게 되는데, 이때의 미세 기공은 마이크로 크기의 기공을 의미할 수 있다. The removed freezing medium forms micro-pores, and the micro-pores at this time may mean micro-sized pores.

일 구체예에서, 동결건조는 당업계에서 사용되는 기기 및 조건으로 수행할 수 있다. 구체적으로, 동결건조는 -50 내지 -60℃의 콘덴서 온도, 0.005 mTorr의 압력 조건에서 24 시간 이상 수행될 수 있다. In one embodiment, freeze-drying may be performed with equipment and conditions used in the art. Specifically, freeze-drying may be performed for 24 hours or more at a condenser temperature of -50 to -60°C and a pressure of 0.005 mTorr.

본 발명에서 단계 (c)는 동결건조된 스캐폴드를 열처리하는 단계이다. In the present invention, step (c) is a step of heat-treating the lyophilized scaffold.

일 구체예에서, 열처리는 1차 열처리 및 2차 열처리로 구분하여 수행할 수 있다.In one embodiment, the heat treatment may be performed by dividing the first heat treatment and the second heat treatment.

1차 열처리는 탈지 과정으로서, 상기 열처리에서는 동결건조물 내부의 단량체, 분산제, 미반응 광개시제 및 카본블랙 등을 제거할 수 있다. 상기 1차 열처리는 80 내지 700℃, 또는 100 내지 650℃에서 2 내지 15 시간, 또는 4 내지 8 시간 동안 수행할 수 있다. 또한, 온도를 단계별로 높여가면서 열처리를 수행함으로써 불순물의 제거를 더욱 용이하게 수행 할 수 있다.The primary heat treatment is a degreasing process. In the heat treatment, monomers, dispersants, unreacted photoinitiators, carbon black, and the like in the freeze-dried product may be removed. The first heat treatment may be performed at 80 to 700° C., or 100 to 650° C. for 2 to 15 hours, or 4 to 8 hours. In addition, by performing heat treatment while increasing the temperature step by step, it is possible to more easily remove impurities.

일 구체예에서, 1차 열처리는 20℃에서 분당 5℃의 속도로 260℃까지 가열(46분)하고, 260℃에서 1 시간 동안 유지한 후, 분당 1℃의 속도로 415℃까지 가열(2시간 35분)하고, 415℃ 에서 2시간 동안 유지 한 후, 분당 5℃의 속도로 600℃까지 가열(37분)하고, 600℃ 에서 1시간 동안 유지하는 방법으로 수행할 수 있다.In one embodiment, the primary heat treatment is heating from 20°C to 260°C at a rate of 5°C per minute (46 minutes), held at 260°C for 1 hour, and then heated to 415°C at a rate of 1°C per minute (2 time 35 minutes), maintained at 415° C. for 2 hours, heated to 600° C. at a rate of 5° C. per minute (37 minutes), and maintained at 600° C. for 1 hour.

2차 열처리는 소결과정으로서, 열처리를 통해 쉘 부분을 치밀화하여 소결체를 제조할 수 있다. 상기 2차 열처리는 1000 내지 1500℃에서 1 분 내지 5 시간 동안 수행할 수 있다. 상기 2차 열처리 온도가 너무 높거나 시간이 길면, 소결체, 즉, 중공 관형 다공성 구조체의 화학적 조성이 달라질 우려가 있다.The secondary heat treatment is a sintering process, and a sintered body may be manufactured by densifying the shell portion through heat treatment. The secondary heat treatment may be performed at 1000 to 1500° C. for 1 minute to 5 hours. If the secondary heat treatment temperature is too high or the time is long, there is a risk that the chemical composition of the sintered body, that is, the hollow tubular porous structure may be changed.

일 구체예에서, 2차 열처리는 분당 5℃의 속도로 1250℃까지 가열 (2시간 10분)한 후, 1250℃ 에서 3 시간 동안 유지하는 방법으로 수행할 수 있다. In one embodiment, the secondary heat treatment may be performed by heating at a rate of 5°C per minute to 1250°C (2 hours and 10 minutes) and then maintaining the temperature at 1250°C for 3 hours.

또한, 본 발명은 전술한 중공 관형 다공성 구조체의 제조방법에 의해 제조된 중공 관형 다공성 구조체에 관한 것이다. In addition, the present invention relates to a hollow tubular porous structure manufactured by the method for manufacturing the aforementioned hollow tubular porous structure.

본 발명에 따른 중공 관형 다공성 구조체는 둘 이상의 필라멘트가 일방향으로 정렬된 구조를 가지고, 필라멘트는 중공의 관형 구조를 가진다. 또한, 필라멘트의 쉘 부분에는 미세 기공이 형성된다. The hollow tubular porous structure according to the present invention has a structure in which two or more filaments are aligned in one direction, and the filaments have a hollow tubular structure. In addition, micropores are formed in the shell portion of the filament.

즉, 본 발명에서는 3D 프린팅 기술을 이용하여 본 발명에 따른 방법으로 중공 관형 다공성 구조체를 제조하여, 다양한 모양의 다공성 구조체를 제공할 수 있다. That is, in the present invention, it is possible to provide a porous structure having various shapes by manufacturing the hollow tubular porous structure by the method according to the present invention using 3D printing technology.

상기 중공 관형 다공성 구조체의 기공율은 코어 피드로드의 함량, 압출 조건 및 필라멘트 사이의 간격 등에 따라 달라질 수 있다. 일 구체예에서 구조체의 전체 기공율은 60% 이상일 수 있다.The porosity of the hollow tubular porous structure may vary depending on the content of the core feed rod, extrusion conditions, and the spacing between filaments. In one embodiment, the total porosity of the structure may be 60% or more.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Advantages and features of the present invention, and methods for achieving them, will become apparent with reference to the embodiments described below in detail. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims.

실시예Example

실험예 1. 피드로드 내의 코어 및 쉘의 압출거동 조절Experimental Example 1. Control of the extrusion behavior of the core and shell in the feed rod

중공 관형 구조를 제조하기 위한 코어-쉘 구조를 가지는 피드로드의 제조 전에, 코어와 쉘이 동일한 압출 거동을 가질 필요가 있다. Before the production of a feedrod having a core-shell structure for producing a hollow tubular structure, it is necessary that the core and the shell have the same extrusion behavior.

따라서, 본 실험예에서는 미리 조성이 고정된 쉘 역할을 하는 다공성 세라믹 슬러리 조성물의 피드로드와, 코어 역할을 하는 서로 다른 카본블랙 함량을 가진 카본블랙 슬러리 조성물의 피드로드를 제조하고, 이를 동일한 압출속도에서 실험하여 각각의 압출압력을 비교하였다. 이를 통해, 최적의 카본블랙 함량을 조사하였다.Therefore, in this experimental example, a feed rod of a porous ceramic slurry composition serving as a shell with a fixed composition in advance and a feed rod of a carbon black slurry composition having different carbon black contents serving as a core were prepared, and the feed rod was prepared at the same extrusion rate. was tested and each extrusion pressure was compared. Through this, the optimal carbon black content was investigated.

구체적으로, 다공성 세라믹 슬러리 조성물의 조성 및 함량(g)은 하기 표 1과 같다. Specifically, the composition and content (g) of the porous ceramic slurry composition are shown in Table 1 below.

동결매체Freezing medium 세라믹 분말ceramic powder 단량체monomer 분산제dispersant 광개시제photoinitiator 캠핀campin 캠퍼camper HAHA UDMAUDMA KD-4KD-4 PPOPPO HA 슬러리HA slurry 33.1833.18 16.5916.59 59.259.2 15.215.2 4.144.14 0.30.3

또한, 카본블랙 슬러리 조성물의 조성 및 함량(g)은 하기 표 2와 같다. In addition, the composition and content (g) of the carbon black slurry composition are shown in Table 2 below.

분말powder 점도 조절제viscosity modifier 분산제dispersant 카본 블랙carbon black 캠핀campin UDMAUDMA KD-4KD-4 11g CB11g CB 11.111.1 4040 1515 1.471.47 13g CB 13g CB 1313 4040 1515 1.561.56

조성이 고정된 HA 슬러리의 피드로드와 서로 다른 함량을 가진 카본블랙 슬러리의 피드로드를 사용하고, 내부직경이 약 0.97 mm인 17G 노즐이 장착된 주사기를 사용하여 압출하여 압출거동을 측정하였다. Extrusion behavior was measured by using a feed rod of HA slurry having a fixed composition and a feed rod of carbon black slurry having a different content, and extruding using a syringe equipped with a 17G nozzle having an inner diameter of about 0.97 mm.

상기 압출거동 측정 결과를 도 1에 나타내었다. The extrusion behavior measurement result is shown in FIG. 1 .

도 1은 광경화성 3차원 플라팅에서 코어와 쉘 슬러리의 유사한 압출을 위해 몇 가지 함량의 슬러리를 압출하여 압출거동을 비교한 결과를 나타낸다. 1 shows the results of comparison of extrusion behavior by extruding several contents of a slurry for similar extrusion of a core and a shell slurry in photocurable three-dimensional plating.

상기 도 1에 나타난 바와 같이, 압출거동 시험결과 압출 압력이 급격히 증가하고 난 뒤, 일정한 값에 머무르는 것을 확인할 수 있다. 그리고, 11g CB(9.5 vol%)가 HA 슬러리의 피드로드와 압출거동이 유사하다는 것을 확인할 수 있다. As shown in FIG. 1 , it can be confirmed that the extrusion pressure is maintained at a constant value after the extrusion pressure is rapidly increased as a result of the extrusion behavior test. And, it can be confirmed that 11g CB (9.5 vol%) has similar feed rod and extrusion behavior of the HA slurry.

본 실험예를 바탕으로, 이하 카본블랙 슬러리 조성물의 카본블랙의 양을 9.5 vol%로 고정하기로 결정하였다.Based on this experimental example, it was decided to fix the amount of carbon black in the carbon black slurry composition below to 9.5 vol%.

실시예 1. 중공 관형 다공성 구조체의 구현을 위한 피드로드의 제조Example 1. Preparation of a feed rod for the implementation of a hollow tubular porous structure

(1) 다공성 세라믹 슬러리 조성물 및 카본블랙 슬러리 조성물의 조성 확정 및 제조(1) Confirmation and preparation of porous ceramic slurry composition and carbon black slurry composition

쉘을 형성하는 다공성 세라믹 슬러리 조성물의 동결매체의 양은 제조된 세라믹 샘플의 기공률이 60%가 되도록 설정하였으며, 최종 소결했을 때 샘플의 함량이 약 50 vol%가 되도록 함량을 설정하였다. The amount of the freezing medium of the porous ceramic slurry composition forming the shell was set so that the porosity of the prepared ceramic sample was 60%, and the content was set so that the content of the sample was about 50 vol% when final sintering.

125 mL의 폴리프로필렌 세구병에 동결매체인 캠핀과 캠퍼, 세라믹 분말, 광경화성 단량체, 분산제 및 광개시제를 넣고, 70℃로 설정된 볼 밀링 기계를 통해 1시간 동안 혼합하였다. In a 125 mL polypropylene mouthpiece bottle, the freezing medium campin and camphor, ceramic powder, photocurable monomer, dispersant and photoinitiator were put, and mixed for 1 hour through a ball milling machine set at 70°C.

코어를 형성하는 카본블랙 슬러리 조성물도 앞의 방법과 같은 방법으로 제조하였다. A carbon black slurry composition for forming the core was also prepared in the same manner as in the previous method.

슬러리 조성물의 조성을 하기 표 3 및 4에 나타내었다. 표 3은 다공성 세라믹 슬러리 조성물의 조성을, 표 4는 카본블랙 슬러리 조성물의 조성을 나타낸다. The composition of the slurry composition is shown in Tables 3 and 4 below. Table 3 shows the composition of the porous ceramic slurry composition, and Table 4 shows the composition of the carbon black slurry composition.

Figure 112020053072643-pat00001
Figure 112020053072643-pat00001

Figure 112020053072643-pat00002
Figure 112020053072643-pat00002

Camphene: Camphene 95% (sigma aldrich, Germany)Camphene: Camphene 95% (sigma aldrich, Germany)

Camphor: Camphor 96% (sigma aldrich, Germany)Camphor: Camphor 96% (sigma aldrich, Germany)

HA: Hydroxyapatite (sunmedical. korea)HA: Hydroxyapatite (sunmedical. korea)

UDMA: Diurethane dimethacrylate 97% (sigma aldrich, Germany)UDMA: Diurethane dimethacrylate 97% (sigma aldrich, Germany)

KD-4: Hypermer KD-4 dispersant (croda)KD-4: Hypermer KD-4 dispersant (croda)

PPO: Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide 97% (sigma aldrich, Germany)PPO: Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide 97% (sigma aldrich, Germany)

Carbon black: (Cabot Black Pearls BP-120; Cabot Corp., Boston, MA, USA)Carbon black: (Cabot Black Pearls BP-120; Cabot Corp., Boston, MA, USA)

(2) 카본블랙 코어- 다공성 세라믹 쉘 피드로드의 제조(2) Preparation of carbon black core-porous ceramic shell feed rod

두 종류의 슬러리 조성물이 공-압출(co-extrusion)되면서 중공 관형 구조를 만들기 위해서는 코어-쉘 구조의 피드로드를 제공할 필요가 있다. In order to form a hollow tubular structure while co-extrusion of the two types of slurry compositions is performed, it is necessary to provide a core-shell structure feed rod.

(1)에서 전술한 슬러리 조성물을 이용하여, 코어-쉘 피드로드의 제조방법을 확보하였다. Using the slurry composition described above in (1), a method for manufacturing a core-shell feed rod was secured.

본 실시예에서는 중앙이 뚫려있는 쉘 피드로드를 제조한 후, 빈 공간에 코어 슬러리를 주입해주는 방식으로 피드로드를 제조하였다. In this embodiment, after manufacturing a shell feed rod with a hole in the center, a feed rod was manufactured by injecting a core slurry into an empty space.

본 발명에서 도 2는 두 종류의 슬러리, 즉 다공성 세라믹 슬러리 조성물 및 카본블랙 슬러리 조성물을 사용하여 코어-쉘 피드로드를 제조하는 공정을 나타낸다. In the present invention, FIG. 2 shows a process for manufacturing a core-shell feed rod using two types of slurries, namely, a porous ceramic slurry composition and a carbon black slurry composition.

구체적으로, 주문 제조한 쉘 서포터(shell supporter)와 주사기를 도면과 같이 장착하였다. 이때, 도 3은 본 발명에서 사용된 쉘 서포터(왼쪽) 및 주사기(오른쪽)의 사진을 나타낸다. 상기 주사기에 다공성 세라믹 슬러리를 주입한 후, 쉘 서포터를 제거하였다. 쉘 세포터를 제거하고 생긴 빈 공간에 미리 굳힌 카본블랙 슬러리 조성물을 주입하여 코어를 형성하여, 관형 코어-쉘 피드로드를 제조하였다. 이때, 코어 피드로드의 직경은 7 mm 였으며, 코어-쉘 피드로드의 직경은 15 mm였다. Specifically, a custom-made shell supporter and a syringe were mounted as shown in the drawing. At this time, Figure 3 shows a photograph of the shell supporter (left) and the syringe (right) used in the present invention. After injecting the porous ceramic slurry into the syringe, the shell supporter was removed. A tubular core-shell feed rod was prepared by removing the shell cellter and injecting a pre-hardened carbon black slurry composition into the resulting empty space to form a core. At this time, the diameter of the core feed rod was 7 mm, and the diameter of the core-shell feed rod was 15 mm.

이때, 코어는 별도의 주사기에 카본블랙 슬러리 조성물을 넣고 20 내지 25℃에서 굳힌 후, 상기 주사기의 입구를 통해 쉘 서포터가 제거된 빈 공간에 주입하는 방식으로 제조하였다. At this time, the core was prepared by putting the carbon black slurry composition in a separate syringe, hardening it at 20 to 25° C., and then injecting it into the empty space from which the shell supporter was removed through the inlet of the syringe.

실시예 2. 중공 관형 다공성 구조를 가진 구조체 샘플 제조Example 2. Structure Sample Preparation with Hollow Tubular Porous Structure

(1) 광경화성 3차원 플라팅 기술을 사용한 필라멘트 및 스캐폴드의 제조(1) Preparation of filaments and scaffolds using photocurable three-dimensional plating technology

본 발명에서 도 4는 코어-쉘 피드로드를 광경화성 3차원 플라팅 기술을 이용하여 스캐폴드로 제조하는 과정을 나타낸다.In the present invention, Figure 4 shows a process of manufacturing a core-shell feed rod as a scaffold using a photo-curable three-dimensional plating technology.

상기 도 4에 나타난 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 코어-쉘 피드로드를 일정한 속도로 압출 시키면서 광경화성 3차원 플라팅 기술을 통해 광을 조사하는 방법으로 프린팅하여 스캐폴드를 제조하였다.As shown in FIG. 4, a scaffold was prepared by printing the core-shell feed rod prepared in Example 1 by irradiating light through a photocurable three-dimensional plating technique while extruding at a constant speed.

기존의 광경화성 3차원 플라팅은 치밀한 세라믹 필라멘트와 스캐폴드의 제조뿐이지만, 본 발명에서는 기존보다 높은 기공률를 가지는 필라멘트 및 스캐폴드를 제조할 수 있다.Existing photocurable three-dimensional plating only manufactures dense ceramic filaments and scaffolds, but in the present invention, filaments and scaffolds having a higher porosity than conventional ones can be manufactured.

(2) 제조된 샘플의 동결건조, 및 탈지 및 소결(2) lyophilization of the prepared sample, and degreasing and sintering

광경화성 3차원 플라팅을 통해 만들어진 스캐폴드 샘플들은 내부에 있는 동결매체인 캠핀과 캠퍼를 제거함으로서 그 자리에 미세 기공이 형성될 수 있다. 따라서, 동결건조 기계를 통해 -60℃의 콘덴서 온도, 0.005 mTorr의 조건에서 24 시간 이상 건조하여, 동결 매체를 완전히 제거하였다.In scaffold samples made through photocurable 3D plating, micropores can be formed on the spot by removing campin and camphor, which are freezing media inside. Therefore, the freezing medium was completely removed by drying for 24 hours or more at a condenser temperature of -60°C and a condition of 0.005 mTorr through a freeze-drying machine.

동결건조 처리된 샘플들은 탈지 및 소결 과정을 통해 단량체, 분산제 및 남아있는 광개시제를 제거하고, 세라믹의 치밀화 과정을 거쳤다.The freeze-dried samples were subjected to degreasing and sintering to remove monomers, dispersants, and remaining photoinitiators, and to densify ceramics.

도 5는 광경화 및 동결건조 과정에 대한 모식도를 나타낸 것이다. Figure 5 shows a schematic diagram for the photocuring and freeze-drying process.

도 5에 나타난 바와 같이, 쉘을 구성하는 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 UV 조사를 통해 광경화되고, 이후 동결건조(freeze dry) 과정을 통해 동결매체(freezing vehicle)를 제거할 수 있다. 상기 과정으로 그린바디(green body)를 제조할 수 있다. As shown in FIG. 5 , the porous ceramic slurry composition constituting the shell is photocured through UV irradiation, and then a freezing vehicle may be removed through a freeze drying process. A green body may be manufactured by the above process.

또한, 하기 표 5는 동결매체인 캠핀과 캠퍼가 제거된 그린바디에서 소결체를 제조하기 위한 탈지 및 소결 단계를 나타낸다.In addition, Table 5 below shows the degreasing and sintering steps for preparing a sintered body from the green body from which campin and camphor, which are freezing media, have been removed.

Figure 112020053072643-pat00003
Figure 112020053072643-pat00003

실험예 2. 소결체의 거시(매크로) 및 미세구조 분석Experimental Example 2. Analysis of the macroscopic (macro) and microstructure of the sintered body

(1) 필라멘트의 광학현미경 및 FE-SEM을 통한 내부구조 관찰(1) Observation of internal structure of filament through optical microscope and FE-SEM

코어-쉘 피드로드를 내부직경이 약 0.97 mm인 17 G 노즐이 장착된 주사기를 사용하여 필라멘트 형태로 압출(압출속도: 156 mm/분)하고, 광경화시켰다(스캐폴드 제조). 상기 스캐폴드를 동결건조하여 그린바디로 제조하고, 탈지 및 소결처리하여 제조된 소결체를 광학 현미경 및 FE-SEM을 통해 내부구조를 확인하였다. The core-shell feed rod was extruded in the form of filaments (extrusion rate: 156 mm/min) using a syringe equipped with a 17 G nozzle having an inner diameter of about 0.97 mm, and photocured (scaffold manufacturing). The scaffold was freeze-dried to prepare a green body, and the internal structure of the sintered body prepared by degreasing and sintering was confirmed through an optical microscope and FE-SEM.

상기 결과를 도 6 및 7에 나타내었다. The results are shown in FIGS. 6 and 7 .

도 6은 필라멘트 형태의 그린바디(A)와 소결체(B)를 광학 현미경, FE-SEM를 통해 내부 구조를 관찰한 결과를 나타낸다. 6 shows the results of observing the internal structures of the filament-shaped green body (A) and the sintered body (B) through an optical microscope and FE-SEM.

상기 도 6에 나타난 바와 같이, 광학 현미경으로 확인한 결과, 필라멘트의 그린바디 중앙에 카본블랙, 외부에 세라믹이 있는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 6 , as a result of checking with an optical microscope, it can be confirmed that there is carbon black in the center of the green body of the filament and ceramic on the outside.

이후 최종 소결된 필라멘트에서 카본블랙이 완전히 타버려 없어졌으며, 필라멘트의 직경이 줄어든 것을 확인할 수 있다. 이를 통해 세라믹은 소결 과정을 통해 수축했다는 것을 확인할 수 있다. After that, carbon black was completely burned out in the final sintered filament, and it can be seen that the diameter of the filament was reduced. Through this, it can be confirmed that the ceramic contracted through the sintering process.

또한, FE-SEM을 통해 관찰한 결과(도 7), 소결 후에 카본블랙이 사라진 것을 확인할 수 있다. 필라멘트의 그린바디에서 세라믹 부분을 점차 확대해서 본 결과, 10 ㎛이내의 미세 기공들이 있는 것을 확인할 수 있으며, 소결 후 세라믹은 치밀화가 되고 미세기공의 크기 또한 감소하였지만 큰 균열이 보이지 않고 구조를 유지하고 있는 것을 확인할 수 있다.In addition, as a result of observation through FE-SEM ( FIG. 7 ), it can be confirmed that carbon black disappeared after sintering. As a result of gradually magnifying the ceramic part in the green body of the filament, it can be confirmed that there are micropores within 10 μm. can confirm that there is

(2) 스캐폴드의 디자인 및 실제 형상 확인(2) Check the design and actual shape of the scaffold

코어-쉘 피드로드를 내부직경이 약 0.97 mm인 17 G 노즐이 장착된 주사기를 사용하여 필라멘트 형태로 압출하고, 광경화시켰다(스캐폴드 제조). The core-shell feed rod was extruded in the form of filaments using a syringe equipped with a 17 G nozzle having an inner diameter of about 0.97 mm and photocured (scaffold manufacturing).

이때, 각각의 샘플(스캐폴드)들은 16 x 16 x 15 mm 크기가 되도록 프린팅 코드를 설정하였다. 또한 스캐폴드 내부의 필라멘트 간격(filament gap)을 조절하는 것으로 매크로 기공률을 원하는 대로 조절할 수 있음을 보여주기 위해, 서로 다른 필라멘트 간격을 가지는 스캐폴드를 제조하였다.At this time, the printing code was set so that each sample (scaffold) had a size of 16 x 16 x 15 mm. In addition, in order to show that the macroporosity can be adjusted as desired by controlling the filament gap inside the scaffold, scaffolds having different filament gaps were prepared.

도 8은 컴퓨터 프로그램을 이용한 스캐폴드의 3차원 디자인 모식도(A)와 실제로 프린팅(printing) 후 만들어진 스캐폴드의 그린바디 및 소결체(B)를 나타낸다.8 shows a schematic diagram (A) of a three-dimensional design of a scaffold using a computer program and a green body and a sintered body (B) of the scaffold made after printing.

상기 도 8에 나타난 바와 같이, 컴퓨터로 디자인된 3차원 디자인과 비교했을 때, 각각의 스캐폴드의 형상은 거의 유사하게 나왔으며, 그린바디 및 소결체에서도 큰 균열 및 층 분리가 일어나지 않고 형상을 유지하는 것을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 8, when compared to the computer-designed three-dimensional design, the shape of each scaffold was almost similar, and the shape was maintained without large cracks and layer separation in the green body and sintered body. that can be checked

(3) 광학현미경, FE-SEM 및 마이크로-CT를 통해 확인한 소결체의 내부구조 이미지(3) The image of the internal structure of the sintered body confirmed through optical microscopy, FE-SEM and micro-CT

소결체의 내부에 중공 관형 구조가 균일하게 있는지 확인하기 위해 광학 현미경 및 FE-SEM을 통해 내부를 확인하였다. In order to confirm that the hollow tubular structure is uniform inside the sintered body, the inside was checked through an optical microscope and FE-SEM.

구체적으로, 소결체의 절단 중 급격한 파괴(catastrophic fracture)를 방지하기 위해 소결체 내부를 에폭시 레진으로 채워 넣어 굳힌 뒤, 절단하여 내부의 중공 관형 구조가 균일하게 보이도록 하였다. Specifically, in order to prevent catastrophic fracture during cutting of the sintered body, the inside of the sintered body was filled with an epoxy resin to harden, and then cut so that the hollow tubular structure inside the sintered body was uniformly seen.

도 9 및 10은 제조된 소결체를 에폭시 레진(epoxy resin)을 사용하여 굳힌 후, 광학 현미경 및 FE-SEM을 통해 내부 구조를 관찰한 결과와 마이크로-CT를 통해 소결체의 내부 구조를 관찰한 결과를 나타낸다.9 and 10 show the results of observing the internal structure of the sintered body through an optical microscope and FE-SEM and micro-CT after hardening the prepared sintered body using an epoxy resin. indicates.

이때, 0.5 mm 및 1 mm의 필라멘트 간격을 가지는 소결된 스캐폴드를 에폭시 레진으로 채워 촬영하였다.At this time, the sintered scaffold having a filament spacing of 0.5 mm and 1 mm was filled with an epoxy resin and taken.

도 9에서 (A)는 광학현미경 (B)는 FE-SEM을 통해 촬영한 이미지를 보여준다. 또한, 도 10은 마이크로-CT를 통해 내부를 촬영한 이미지를 보여준다.In FIG. 9 (A), an optical microscope (B) shows an image taken through FE-SEM. In addition, FIG. 10 shows an image taken inside through micro-CT.

상기 광학 현미경 및 FE-SEM 이미지에서 볼 수 있듯이, 각각의 필라멘트 내부에 중공 관형 구조가 있는 것을 확인할 수 있다. 또한, 이 구조가 소결체 전체에 균일하게 있는지 확인하기 위해 마이크로-CT를 통해 소결된 스캐폴드의 내부 구조를 확인한 결과, 소결된 스캐폴드의 모든 필라멘트에서 중공 관형 구조가 존재한다는 것을 확인할 수 있다. As can be seen from the optical microscope and FE-SEM images, it can be confirmed that there is a hollow tubular structure inside each filament. In addition, as a result of checking the internal structure of the sintered scaffold through micro-CT to confirm that this structure is uniform throughout the sintered body, it can be confirmed that a hollow tubular structure exists in all filaments of the sintered scaffold.

따라서, 본 발명에 따른 코어-쉘 피드로드를 통해 제조된 중공 관형 다공성 구조체는 모든 필라멘트 내부에 중공 관형 구조가 만들어 질 수 있다는 것을 확인할 수 있다. Therefore, it can be confirmed that the hollow tubular porous structure manufactured through the core-shell feed rod according to the present invention can have a hollow tubular structure inside all filaments.

실험예 3. 기공도 측정Experimental Example 3. Measurement of porosity

(1) 전체 기공도 및 매크로, 미세 기공률의 측정(1) Measurement of total porosity and macro, microporosity

서로 다른 필라멘트 간격을 가지는 소결체의 기공률을 각각 다른 방법을 사용하여 측정하였다.The porosity of the sintered body having different filament spacing was measured using different methods.

도 11은 제시된 계산식, 마이크로 CT 및 이미지 J 프로그램을 사용하여 각각 전체(overall), 거시적(macro), 미세(micro) 기공률(porosity)을 측정한 결과를 나타낸다. 상기 도면에서, 매크로 기공률은 마이크로-CT를 통해 측정된 값이며, 미세 기공률은 에폭시 레진으로 채운 스캐폴드에서 미세 다공성 세라믹 부분의 SEM 이미지를 이미지 J 프로그램을 통해 측정된 값이다. 전체 기공률은 하기 식을 사용하여 계산하였다. 11 shows the results of measuring overall, macro, and micro porosity, respectively, using the presented formula, micro CT, and image J program. In the figure, the macroporosity is a value measured through micro-CT, and the microporosity is a value measured through the Image J program of an SEM image of a microporous ceramic part in a scaffold filled with an epoxy resin. The total porosity was calculated using the following formula.

<식><expression>

Figure 112020053072643-pat00004
Figure 112020053072643-pat00004

상기 식에서 P는 전체기공율을 의미하고, pa는 겉보기 밀도(apparent density), ps는 이론적 밀도(theoretical density)를 의미한다. In the above formula, P means total porosity, pa means apparent density, and ps means theoretical density.

상기 도 11에 나타난 바와 같이, 0.5 mm의 필라멘트 간격을 가지는 소결체의 전체 기공률은 74.3±0.4%, 매크로 기공률은 50.7%으로 측정되렀고, 1 mm의 필라멘트 간격을 가진 스캐폴드의 전체 기공률은 79.3±0.5%, 매크로 기공률은 64.6%으로 측정되었다. 또한, 미세 기공률은 0.5 mm 와 1 mm 둘 다 약 60% 유사하게 나왔다. 11, the total porosity of the sintered body having a filament spacing of 0.5 mm was 74.3±0.4%, and the macroporosity was measured to be 50.7%, and the total porosity of the scaffold having a filament spacing of 1 mm was 79.3± 0.5%, macroporosity was measured to be 64.6%. Also, the microporosity was approximately 60% similar for both 0.5 mm and 1 mm.

전체, 매크로 기공률의 차이는 서로 다른 필라멘트 간격을 가짐으로서 생기는 매크로 기공의 크기 차이로 인해 생기는 것이다. 미세 기공률은 두 개의 소결체에서 유사하게 측정되었는데, 이는 두 소결체가 동일한 60 vol%의 동결매체 함량을 가지기 때문이다. The difference in total and macroporosity is due to the difference in the size of macropores caused by having different filament spacing. The microporosity was similarly measured in the two sintered bodies because the two sintered bodies had the same freezing medium content of 60 vol%.

이러한 결과는 필라멘트 간격을 임의로 조절하는 것으로 매크로 기공의 크기를 조절하고, 이로인해 매크로 및 전체 기공률에 변화를 줄 수 있음을 보여준다. 따라서 스캐폴드 제조 시 원하는 기공률을 가지는 중공 관형 다공성 구조의 세라믹 구조체를 제조할 수 있음을 보여준다. These results show that the size of macropores can be controlled by arbitrarily adjusting the filament spacing, thereby changing macro and overall porosity. Accordingly, it is shown that a ceramic structure having a hollow tubular porous structure having a desired porosity can be manufactured during scaffold manufacturing.

(2) 소결된 스캐폴드의 기계적 강도 측정(2) Measurement of mechanical strength of sintered scaffolds

서로 다른 필라멘트 간격을 가지는 소결된 스캐폴드, 즉, 소결체의 기계적 특성을 확인하기 위해 UTM을 통한 압축강도 시험을 진행하였다. 모든 시험은 필라멘트의 방향과 하중을 가하는 방향이 수평이 되도록 수행하였으며, 1 mm/min의 일정한 속도로 하중을 가하였다. In order to confirm the mechanical properties of the sintered scaffolds having different filament spacing, that is, the sintered body, a compressive strength test through UTM was performed. All tests were performed so that the direction of the filament and the direction of applying the load were horizontal, and the load was applied at a constant rate of 1 mm/min.

도 12는 서로 다른 필라멘트 간격을 가지는 소결체를 universal testing machine(UTM)을 통해 압축강도를 측정한 결과를 나타낸다.12 shows the results of measuring the compressive strength of the sintered body having different filament spacing through a universal testing machine (UTM).

도 12에서, 오른쪽 그래프는 소결체의 대표적인 압축시험 거동을 타나내며, 왼쪽 막대그래프는 최대압축강도 및 압축 모듈러스의 평균 및 표준편차를 보여준다. 또한, 아래의 표는 막대그래프의 데이터를 수치화 하여 나타낸 것이다. In FIG. 12, the graph on the right shows representative compression test behavior of the sintered body, and the bar graph on the left shows the average and standard deviation of maximum compressive strength and compressive modulus. In addition, the table below shows the numerical values of the bar graph data.

상기 도 12에 나타난 바와 같이, 최대압축강도(Ultimate compressive strength)와 압축 모듈러스(compressive modulus) 둘 다 0.5 mm의 필라멘트 간격을 가지는 소결체에서 더 크게 나온 것을 확인할 수 있다. 이러한 결과는 0.5 mm와 1 mm 간격의 소결체의 기공률 차이로 인해 발생한 것으로 보인다. As shown in FIG. 12, it can be confirmed that both ultimate compressive strength and compressive modulus are larger in the sintered body having a filament spacing of 0.5 mm. This result seems to have occurred due to the difference in porosity of the sintered body at 0.5 mm and 1 mm intervals.

이 결과는 필라멘트 간격을 조절함으로서 원하는 기공률 및 압축강도를 가지는 중공 관형 다공성 구조체를 만들 수 있다는 것을 보여준다.This result shows that a hollow tubular porous structure having a desired porosity and compressive strength can be made by controlling the filament spacing.

Claims (12)

쉘 서포터가 장착된 몰드에 다공성 세라믹 슬러리 조성물을 주입하여 쉘 피드로드(feed rod)를 제조하는 단계;
상기 몰드에서 쉘 서포터를 제거하는 단계; 및
상기 쉘 서포터가 제거된 공간에 카본블랙 슬러리 조성물을 주입하여 코어 피드로드를 제조하는 단계를 포함하고,
상기 다공성 세라믹 슬러리 조성물은 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 세라믹 분말 30 내지 70 중량부, 광경화성 단량체 5 내지 30 중량부, 동결매체 20 내지 50 중량부, 분산제 1 내지 5 중량부 및 광개시제를 포함하며,
상기 카본블랙 슬러리 조성물은 카본블랙 슬러리 조성물 100 중량부에 대하여 카본블랙 5 내지 40 중량부, 점도 조절제 50 내지 70 중량부 및 분산제 1 내지 5 중량부를 포함하는 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
preparing a shell feed rod by injecting a porous ceramic slurry composition into a mold equipped with a shell supporter;
removing the shell supporter from the mold; and
and injecting a carbon black slurry composition into the space from which the shell supporter is removed to prepare a core feed rod,
The porous ceramic slurry composition comprises 30 to 70 parts by weight of ceramic powder, 5 to 30 parts by weight of a photocurable monomer, 20 to 50 parts by weight of a freezing medium, 1 to 5 parts by weight of a dispersant, and a photoinitiator based on 100 parts by weight of the slurry composition,
The carbon black slurry composition comprises 5 to 40 parts by weight of carbon black, 50 to 70 parts by weight of a viscosity modifier, and 1 to 5 parts by weight of a dispersant based on 100 parts by weight of the carbon black slurry composition.
제 1 항에 있어서,
다공성 세라믹 슬러리 조성물에서 세라믹 분말은 수산화인회석(Hydroxy Apatite; HA), 불소 함유 수산화인회석(Fluoridated Hydroxy Apatite, FHA), 삼인산칼슘(tricalciumphosphate, TCP), BCP(biphasic calcium phosphate), 알루미나(alumina), 지르코니아(zirconina), 실리카(silica) 및 바이오글래스로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the porous ceramic slurry composition, the ceramic powder is hydroxyapatite (HA), fluoridated hydroxyapatite (FHA), tricalciumphosphate (TCP), biphasic calcium phosphate (BCP), alumina, zirconia (zirconina), silica (silica) and a method for producing a core-shell feed rod comprising at least one selected from the group consisting of bioglass.
제 1 항에 있어서,
다공성 세라믹 슬러리 조성물에서 광경화성 단량체는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 우레탄 디메타크릴레이트(Diurethane dimethacrylate, UDMA), 아크릴로일 모르폴린(Acryloyl morpholine) 및 트리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트(Triethylene glycol dimethacrylate, TEGDMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the porous ceramic slurry composition, the photocurable monomer is 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), urethane dimethacrylate (UDMA), and acryloyl morpholine. and triethylene glycol dimethacrylate (TEGDMA).
제 1 항에 있어서,
다공성 세라믹 슬러리 조성물에서 동결매체는 캠핀, 캠퍼 또는 이들의 혼합물인 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the porous ceramic slurry composition, the freezing medium is campin, camphor, or a mixture thereof. A method for producing a core-shell feed rod.
제 1 항에 있어서,
다공성 세라믹 슬러리 조성물 및 카본블랙 슬러리 조성물에서 분산제는 각각 독립적으로 알킬암모늄염 공중합체 화합물, 폴리에스터/폴리에테르(Polyester/polyether)계 화합물, 인산(Phosphoric acid)기를 함유한 공중합체 및 아민기를 가지는 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the porous ceramic slurry composition and the carbon black slurry composition, the dispersing agent is each independently an alkylammonium salt copolymer compound, a polyester/polyether-based compound, a copolymer containing a phosphoric acid group, and a copolymer having an amine group A method of manufacturing a core-shell feed rod comprising at least one selected from the group consisting of.
제 1 항에 있어서,
다공성 세라믹 슬러리 조성물에서 광개시제는 페닐비스(2,4,6-트리메틸 벤조일포스핀 옥사이드) (PPO), 1-하이드록시-사이클로헥실-펜닐-케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-히드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, 옥시-페닐-아세트산-2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸 에스테르, 옥시-페닐-아세트산-2-[2-하이드록시-에톡시]-에틸 에스테르, 알파-디메톡시-알파-페닐아세토페논, 2-벤질-2-(디메틸아미노)1-[4-(4-모르폴리닐) 페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-(4-모르폴리닐)-1-프로판온 및 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀 옥사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The photoinitiator in the porous ceramic slurry composition is phenylbis(2,4,6-trimethyl benzoylphosphine oxide) (PPO), 1-hydroxy-cyclohexyl-pennyl-ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl -1-propanone, 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]-2-methyl-1-propanone, methylbenzoylformate, oxy-phenyl-acetic acid-2-[ 2-Oxo-2-phenyl-acetoxy-ethoxy]-ethyl ester, oxy-phenyl-acetic acid-2-[2-hydroxy-ethoxy]-ethyl ester, alpha-dimethoxy-alpha-phenylacetophenone; 2-Benzyl-2-(dimethylamino)1-[4-(4-morpholinyl)phenyl]-1-butanone, 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-(4 -morpholinyl)-1-propanone and diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl)-phosphine oxide comprising at least one selected from the group consisting of a core-shell feed rod manufacturing method.
제 1 항에 있어서,
카본블랙 슬러리 조성물에서 점도 조절제는 캠핀 및 우레탄 디메타크릴레이트(Diurethane dimethacrylate, UDMA)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상인 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
In the carbon black slurry composition, the viscosity modifier is at least one selected from the group consisting of campin and urethane dimethacrylate (UDMA).
제 1 항에 있어서,
코어 피드로드의 부피 및 코어 및 쉘 피드로드 합계 부피의 비는 1:1.5 내지 1:5인 것인 코어-쉘 피드로드의 제조 방법.
The method of claim 1,
The method for producing a core-shell feed rod, wherein the ratio of the volume of the core feed rod and the total volume of the core and shell feed rods is 1:1.5 to 1:5.
제 1 항에 따른 제조 방법에 의해 제조된 코어-쉘 피드로드를 3D 플라팅을 이용하여 압출 및 적층하여 스캐폴드를 제조하는 단계;
상기 스캐폴드를 동결건조하는 단계; 및
상기 동결건조된 스캐폴드를 열처리하는 단계를 포함하며,
상기 코어-쉘 피드로드는 압출 후 자외선 조사에 의해 광경화되는 중공 관형 다공성 구조체의 제조 방법.
manufacturing a scaffold by extruding and laminating the core-shell feed rod manufactured by the manufacturing method according to claim 1 using 3D plating;
lyophilizing the scaffold; and
Comprising the step of heat-treating the lyophilized scaffold,
The method of manufacturing a hollow tubular porous structure in which the core-shell feed rod is photocured by ultraviolet irradiation after extrusion.
제 9 항에 있어서,
코어-쉘 피드로드의 압출시 코어 피드로드의 압출압력은 2 내지 3 MPa이고, 쉘 피드로드의 압출압력은 2.5 내지 3.5 MPa인 중공 관형 다공성 구조체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
A method of manufacturing a hollow tubular porous structure wherein the core feed rod has an extrusion pressure of 2 to 3 MPa and the shell feed rod has an extrusion pressure of 2.5 to 3.5 MPa when the core-shell feed rod is extruded.
제 9 항에 있어서,
동결건조는 -50 내지 -60℃에서 수행하는 중공 관형 다공성 구조체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
Freeze-drying is a method for producing a hollow tubular porous structure carried out at -50 to -60 ℃.
제 9 항에 있어서,
열처리는 80 내지 700℃에서 2 내지 15 시간 동안 1차 열처리를 수행한 후,
1000 내지 1500℃에서 1 분 내지 5 시간 동안 2차 열처리를 수행하는 것인 중공 관형 다공성 구조체의 제조방법.
10. The method of claim 9,
After performing the first heat treatment for 2 to 15 hours at 80 to 700 ° C.,
A method of manufacturing a hollow tubular porous structure by performing a secondary heat treatment at 1000 to 1500 ℃ for 1 minute to 5 hours.
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