KR102469524B1 - 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물 - Google Patents

잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR102469524B1
KR102469524B1 KR1020180110191A KR20180110191A KR102469524B1 KR 102469524 B1 KR102469524 B1 KR 102469524B1 KR 1020180110191 A KR1020180110191 A KR 1020180110191A KR 20180110191 A KR20180110191 A KR 20180110191A KR 102469524 B1 KR102469524 B1 KR 102469524B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
weight
acrylate
parts
inkjet
acrylate monomer
Prior art date
Application number
KR1020180110191A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200034032A (ko
Inventor
정혁
백승아
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020180110191A priority Critical patent/KR102469524B1/ko
Publication of KR20200034032A publication Critical patent/KR20200034032A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102469524B1 publication Critical patent/KR102469524B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C08F265/06Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00Processes of polymerisation
    • C08F2/46Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/12Esters of monohydric alcohols or phenols
    • C08F220/16Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
    • C08F220/18Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/34Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate
    • C08F220/343Esters containing nitrogen, e.g. N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate in the form of urethane links
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/102Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols of dialcohols, e.g. ethylene glycol di(meth)acrylate or 1,4-butanediol dimethacrylate
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F222/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical and containing at least one other carboxyl radical in the molecule; Salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof
    • C08F222/10Esters
    • C08F222/1006Esters of polyhydric alcohols or polyhydric phenols
    • C08F222/106Esters of polycondensation macromers
    • C08F222/1065Esters of polycondensation macromers of alcohol terminated (poly)urethanes, e.g. urethane(meth)acrylates

Abstract

본 발명은 잉크젯 방식의 3D 프린터를 이용해 신장가능한(stretchable) 탄성중합체 시편을 제작할 수 있는 광경화성 잉크 조성물에 관한 것이다.

Description

잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물 {LIGHT CURABLE COMPOSITION FOR INKJET 3D PRINTING}
본 발명은 잉크젯 방식의 3D 프린팅에 적용가능한 광경화성 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는 유리전이온도 <0 ℃ 미만의 단관능 아크릴레이트 모노머 및 지환식 2관능 아크릴레이트 모노머를 조합함으로써 잉크젯 방식의 3D 프린터를 이용해 신장가능한(stretchable) 탄성중합체 시편을 제작할 수 있는 광경화성 잉크 조성물에 관한 것이다.
3D 프린터는 3차원으로 특정 물품을 찍어 내는 프린터로, 입체적으로 만들어진 설계도를 종이에 인쇄하듯 3차원 공간 안에 실제 사물을 만들어 낼 수 있는 기기이다. 잉크젯 프린터에서 디지털화된 파일이 전송되면 잉크를 종이 표면에 분사하여 2D 이미지를 인쇄하는 원리와 같이, 2D 프린터는 앞뒤(x축)와 좌우(y축)으로만 운동하지만, 3D 프린터는 여기에 상하(z축) 운동을 더하여 입력한 3D 도면을 바탕으로 입체 물품을 만들어낸다.
특히, 잉크젯 방식의 3D 프린팅은 다른 프린팅 방법에 비해 정밀도가 높고, 다양한 구조 제작이 가능한 3D 프린팅 방법이다. 그러나, 잉크젯 방식의 특성상 잉크의 점도가 매우 낮아야 하며(예컨대, < 100cP 수준), 광이나 열을 통해 경화를 진행시켜야 한다. 광 경화 방식의 경우, 일반적으로 고무와 같은 성질을 띄려면 분자량이 매우 커야 하며, 분자량이 큰 물질은 고점도의 성질을 띄고 있기 때문에 잉크 재료 선정에 있어 한계가 있다. 특히 성형품의 특성이 고무와 같은 스트레쳐블(stretchable)한 성질을 구현하기에는 어려움이 많다.
따라서, 저점도이면서 인장 신율이 높으며 스트레쳐블한 성질을 지니는 성형품을 제작할 수 있는 잉크젯 프린터용 조성물에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 잉크젯 방식의 3D 프린터를 이용해 연질의 구조물을 생성할 수 있는 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은 인장 신율 150% 이상이며 신장 후 회복율이 높은 신장가능한 엘라스토머 시편을 제작할 수 있는 저점도(<100 cPs)의 광경화성 잉크 조성물을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명자들은 예의 연구한 결과, 유리전이온도(Tg)가 0℃ 보다 낮은 모노머를 도입함으로써 경화 후 조성물의 인장 신율을 향상시킬 수 있다는 것을 알아 내었다.
본 발명에 따른 잉크젯 3D 프린팅을 위한 잉크 조성물은
a) C12-C24 지환식 디아크릴레이트인 2관능 아크릴레이트 모노머;
b) 0 ℃ 미만의 유리전이온도를 갖는 C8-C14 선형 알킬 아크릴레이트인 단관능 아크릴레이트 모노머;
c) 아크릴레이트 올리고머; 및
d) 광 개시제
를 포함한다.
일 구현예에 따르면, 상기 2관능 아크릴레이트 모노머: 단관능 아크릴레이트 모노머의 중량비가 6:4 내지 5:5일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트 모노머 총 함량 100 중량부에 대해 10 내지 30 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물의 경화 후 신장율이 150% 이상일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 단관능 아크릴레이트 모노머는 라우릴 아크릴레이트일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 2관능 아크릴레이트 모노머는 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 광개시제는 아크릴레이트 모노머 총 함량 100 중량부에 대해 1 내지 3 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 광경화 후 경화된 조성물을 신장시킨 후 원래의 모습으로 돌아오는 회복율이 90% 이상일 수 있다.
본 발명에 따르면, 유리전이온도 <0 ℃ 미만의 단관능 아크릴레이트 모노머 및 지환식 2관능 아크릴레이트 모노머를 조합함으로써 잉크젯 방식의 3D 프린터를 이용해 신장가능한 탄성중합체 시편을 제작할 수 있는 광경화성 잉크 조성물을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 잉크젯 조성물을 이용하여 3D 조성물을 제작하는 공정의 일례를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 조성물에 대한 신장율 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명에 따른 실시예 및 비교예의 조성물에 대한 회복율을 나타내는 그래프이다. 300 sec 동안 0.5 MPa를 가하였을 때의 변형율(strain)(%)을 측정하고, 이후 힘을 제거하여 원래의 상태로 돌아오기 까지 걸리는 회복시간(s)을 측정한다. 우측 그래프는 복원구간 그래프를 미분한 그래프로, 회복시간을 측정할 수 있다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은
a) C12-C24 지환식 디아크릴레이트인 2관능 아크릴레이트 모노머;
b) 0 ℃ 미만의 유리전이온도를 갖는 C8-C14 선형 알킬 아크릴레이트인 단관능 아크릴레이트 모노머;
c) 아크릴레이트 올리고머; 및
d) 광 개시제
를 포함하는, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명에 따른 2관능 아크릴레이트는 지환식이다. 지환식의 2관능 아크릴레이트를 사용할 경우 시편의 신장율을 확보할 수 있다. 유사 분자량의 선형 아크릴레이트를 사용할 경우에는 시편의 인성 부족으로 인해 신장율이 낮게 나타나, 시편이 인장되지 않고 쉽게 찢어질 수 있다.
상기 2관능 아크릴레이트 모노머는 시클로헥산 디메탄올 디아크릴레이트 (CD406, Sartomer사 제조), 에톡실레이트 비스페놀 A 디메타아크릴레이트 (Sartomer사의, SR101, SR150, SR348NS, SR349NS, SR480NS), 에톡실레이트 비스페놀 A 디아크릴레이트 (Sartomer사의, SR610NS, SR602NS) 및 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 2관능 아크릴레이트는 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트일 수 있다.
본 발명에 따른 단관능 아크릴레이트 모노머는 0 ℃ 미만의 유리전이온도를 가진다. 유리전이온도 0 ℃ 보다 높은 단관능 아크릴레이트 모노머를 사용할 경우에는 신장율 확보 및 경화 부족의 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 단관능 아크릴레이트 모노머는 C8-C14 선형 알킬 아크릴레이트이며, 예를 들어 알킬 부분의 탄소수가 10~12인 선형 알킬 단관능 아크릴레이트 모노머일 수 있다.
반면, 선형 알킬 사슬의 탄소수가 5 미만인 경우에는 유리전이온도 Tg가 0 ℃ 보다 낮더라도 높은 신율의 확보가 쉽지 않을 수 있다.
상기 단관능 아크릴레이트 모노머는 라우릴 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트 및 에톡시 에톡시 에틸 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 단관능 아크릴레이트는 라우릴 아크릴레이트일 수 있다.
상기 2관능 아크릴레이트 모노머: 단관능 아크릴레이트 모노머의 중량비는 6:4 내지 5:5일 수 있다. 상기 2관능 아크릴레이트 모노머와 상기 단관능 아크릴레이트 모노머가 상기 기재된 중량비 내에 있을 경우, 회복속도와 회복율이 높은 스트레쳐블한 150% 이상의 신율을 갖는 샘플을 수득할 수 있다. 반면, 상기 중량비 범위를 벗어날 경우에는 100% 미만의 낮은 신율이 나타날 수 있으며 200% 이상의 높은 신율을 나타낼 경우에는 인성이 약해 쉽게 끊어지는 문제가 있다.
상기 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트 모노머 총 함량 100 중량부에 대해 10 내지 30 중량부의 양으로 함유될 수 있다. 예컨대 15 내지 25 중량부, 예컨대 20 중량부의 양으로 함유될 수 있다.
상기 아크릴레이트 올리고머를 첨가하여 시편의 가교 밀도를 조절하여 시편의 회복율과 회복 속도를 높일 수 있다. 상기 아크릴레이트 올리고머의 함량이 30 중량부를 초과할 경우 잉크의 고점도 현상으로 인해 잉크젯팅이 불가능해질 수 있다. 또한, 상기 함량이 10 중량부 미만일 경우에는 시편의 회복속도가 매우 오래 걸리고 회복율이 낮아 완벽한 탄성체가 만들어지지 않을 수 있다.
상기 아크릴레이트 올리고머는 당업계에서 사용하는 것이면 특별한 제한이 없으나, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 아크릴레이트 올리고머로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트 올리고머일 수 있다.
상기 광개시제로는 사용하는 광원에 맞추어 당업계에서 사용하는 것이라면 특별한 제한이 없으나, Irgacure 819 (Bis acryl phosphine계), Darocur TPO (Mono acryl phosphine계), Irgacure 369 (α-aminoketone계), Irgacure184 (α-hydroxyketone계), Irgacure 907 (α-aminoketone계), Irgacure 2022 (Bisacryl phosphine/α-hydroxyketone 계), Irgacure 2100 (Phosphine oxide 계), Darocur ITX (isopropyl thioxanthone), Irgacure 500(α-hydroxyketone계), Irgacure 651(Benzyldimethyl-ketal계), Darocur MBF(Phenylglyoxylate계), Darocur 1173(α -Hydroxyketone계) 또는 이와 유사한 구조의 광개시제로부터 선택되는 1종 이상의 광개시제를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 acryl phosphine계, α-hydroxyketone계 또는 Phenylglyoxylate계 광개시제를 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광개시제는 본 발명의 잉크 조성물 전체 중량을 기준으로 0.01 내지 3 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 중량% 내지 3 중량%의 범위로 포함될 수 있다. 상기 경화제의 함량이 0.01 중량% 미만이면 경화가 일어나지 않을 수 있다는 문제가 있고, 3 중량%를 초과하면 경화감도가 너무 상승하여 프린터 헤드가 막힐 수 있다는 문제가 있다.
본 발명에 따르면, 상기 조성물의 경화 후 신장율은 150% 이상일 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 신장율은 180% 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 조성물은 광경화 후 경화된 조성물을 신장시킨 후 원래의 모습으로 돌아오는 회복율이 90% 이상일 수 있다.
이하 발명의 구체적인 실시예를 통해 발명의 작용, 효과를 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 다만, 이는 발명의 예시로서 제시된 것으로 이에 의해 발명의 권리범위가 어떠한 의미로든 한정되는 것은 아니다.
실시예
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 화합물은 다음과 같다.
Figure 112018091649620-pat00001
[실시예 1]
2관능 아크릴레이트 모노머인 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트 (TCDDA) 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 라우릴 아크릴레이트 (LA) (미원社 miramer M120) 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커(shaker)에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[실시예 2]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 50 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 50 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 1]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 80 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 20 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 2]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 10 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 3]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 30 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 4]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 40 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 5]
2관능 아크릴레이트 모노머인 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 (TTEGDA) 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 6]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 n-부틸 아크릴레이트 (n-BA) 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 7]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TTEGDA 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 스테아릴 아크릴레이트 (SA) 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 8]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 60 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 스테아릴 아크릴레이트 (SA) 40 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 9]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 70 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 30 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 10]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 40 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 60 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
[비교예 11]
2관능 아크릴레이트 모노머인 TCDDA 30 중량부와 단관능 아크릴레이트 모노머인 LA 70 중량부, 우레탄 아크릴레이트 Miramer UA5216 20 중량부, 및 광개시제 Darocur TPO 1 중량부를 혼합하고 쉐이커에서 30 분간 교반하여 잉크 조성물을 수득한다.
(시편 제작예)
상기 실시예 및 비교예에서 수득한 잉크 조성물을 잉크젯 방식의 3D 프린터에 주입한 후, 인쇄하고, 365 nm UV LED (세기 0.5 J/cm2)로 광 조사하여 광 경화시키고, 적층 인쇄한 후, 다시 광 경화하여 시편 두께 1 mm 의 3D 조형물을 제작한다.
(실험예)
- 점도 측정
Brookfield 점도계 이용하여 상온 25 ℃에서 잉크 조성물의 점도를 측정하였다.
- 경화정도 평가
조성물의 경화정도는 IR 스펙트럼을 통해 아크릴레이트 관련 피크의 면적을 계산하여 비교하였으며, 잉크의 아크릴레이트 면적과 경화된 조성물의 아크릴레이트 면적을 비교함으로써 평가하였다. 하기의 평가 기준에 따라 조성물의 경화정도를 분류하였다.
◎: 미경화된 모노머/올리고머가 남아 있지 않으며 손에 묻지 않음
○: 미경화된 모노머/올리고머가 5% 미만으로 남아 있으며 손에 묻음
△: 미경화된 모노머/올리고머가 5% 이상 30% 미만 남아 있으며 손에 묻음
X: 미경화된 모노머/올리고머가 30% 이상 남아 있으며 손에 묻음
- 신장율 측정
UTM (Universal testing machine)을 이용하여 ASTM D412 규격에 따라 인장신율을 측정하였다.
- 회복완료시간 및 회복율 측정
회복완료시간 및 회복율을 측정하기 위해, Dynamic Mechanical Analyzer (DMA)를 이용하여 외력 0.5 MPa 및 회복 시간 15 분의 측정 조건하에 Creep & Recovery 테스트를 수행하였다. 구체적으로, 300 sec 동안 0.5 MPa를 가하였을 때의 변형율(strain)(%)을 측정하고, 이후 힘을 제거하여 원래의 상태로 돌아오기 까지 걸리는 회복시간(s)을 측정한다. 회복율 측정 결과를 도 3에 나타낸다.
상기 실시예 및 비교예에서 수득한 잉크 조성물 및 상기 조성물을 이용하여 제작한 시편의 각종 물성의 실험 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
Figure 112018091649620-pat00002
상기 표 1에서, 실시예 및 비교예에서 신장율이 10% 미만인 시편에 대해서는 회복 테스트를 실시하지 않았다. 비교예 3의 경우 고점도로 인해 잉크젯 제팅이 불가하였다.
상기 표 1로부터 하기와 같은 내용을 알 수 있다.
1. 유리전이온도 <0℃ 인 LA를 적용해야만 신장율이 100% 이상으로 극대화 된다. 유사 구조인 SA (Tg 35℃)를 사용하는 경우, 유리전이온도가 0℃ 보다 높고, 신장율 확보 및 경화 부족의 문제가 나타난다(다만 선형 알킬 체인의 길이 5개 미만일 경우(n-BA, 비교예 6) Tg가 0℃ 보다 낮아도 신율 확보가 쉽지 않다).
2. LA가 40~50% 적용될 때, 회복속도와 회복율이 높은 stretchable한 150% 이상의 신율을 갖는 샘플을 확보할 수 있다.
3. 지환식의 2관능 아크릴레이트가 사용되어야만 시편의 신장율을 확보할 수 있다. 유사 분자량을 갖는 선형 아크릴레이트를 적용할 경우(비교예 5, 7) 시편의 인성 부족으로 인해 신장율이 낮게 나타난다(시편이 늘어나지 않고 쉽게 찢어진다).
4. 올리고머의 첨가는 시편의 가교밀도를 조절해 시편의 회복율과 회복 속도를 높여준다. 일정량 이상이 포함될 경우 (비교예 3) 잉크의 고점도 현상으로 인해 잉크젯팅이 불가하며, 일정량 이하에서는 (비교예 2) 신장율은 높으나, 회복속도가 매우 오래 걸리고 회복율이 낮아 완벽한 탄성체가 만들어지지 않는다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (8)

  1. a) C12-C24 지환식 디아크릴레이트인 2관능 아크릴레이트 모노머;
    b) 0 ℃ 미만의 유리전이온도를 갖는 C8-C14 선형 알킬 아크릴레이트인 단관능 아크릴레이트 모노머;
    c) 아크릴레이트 올리고머; 및
    d) 광 개시제를 포함하고,
    상기 2관능 아크릴레이트 모노머: 단관능 아크릴레이트 모노머의 중량비가 6:4 내지 5:5인, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트 모노머 총 함량 100 중량부에 대해 10 내지 30 중량부의 양으로 함유되는, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조성물의 경화 후 신장율이 150% 이상인 것인, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 2관능 아크릴레이트 모노머는 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트인, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아크릴레이트 올리고머는 우레탄 아크릴레이트인, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광개시제는 아크릴레이트 모노머 총 함량 100 중량부에 대해 1 내지 3 중량부의 양으로 함유되는, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 광경화 후 경화된 조성물을 신장시킨 후 원래의 모습으로 돌아오는 회복율이 90% 이상인, 잉크젯 3D 프린팅을 위한 광경화성 조성물.
KR1020180110191A 2018-09-14 2018-09-14 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물 KR102469524B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180110191A KR102469524B1 (ko) 2018-09-14 2018-09-14 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180110191A KR102469524B1 (ko) 2018-09-14 2018-09-14 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200034032A KR20200034032A (ko) 2020-03-31
KR102469524B1 true KR102469524B1 (ko) 2022-11-21

Family

ID=70001969

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180110191A KR102469524B1 (ko) 2018-09-14 2018-09-14 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102469524B1 (ko)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210130371A (ko) * 2020-04-22 2021-11-01 (주)경인양행 3d 프린팅용 광경화성 조성물
KR102539484B1 (ko) * 2020-08-14 2023-06-05 에이온 주식회사 고굴곡강도를 가지는 3d 프린트용 세라믹 슬러리 조성물
KR102574925B1 (ko) * 2022-12-08 2023-09-06 주식회사 한국디아이씨 격자구조의 신장가능한 물품 제조용의 광경화성 3d 프린팅용 조성물

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003192943A (ja) 2001-10-19 2003-07-09 Konica Corp インクジェット記録用インクとそれを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2011162703A (ja) * 2010-02-12 2011-08-25 Seiko Epson Corp 放射線硬化型インク組成物、ならびにインクジェット記録方法および記録物
JP2015231684A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物の製造方法、三次元造形物を製造するためのキット及び三次元造形物
WO2018010490A1 (zh) 2016-07-11 2018-01-18 珠海赛纳打印科技股份有限公司 3d喷墨打印用光固化透明墨水及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102543778B1 (ko) * 2015-07-10 2023-06-14 아르끄마 프랑스 단관능성 아크릴레이트를 포함하는 경화성 조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003192943A (ja) 2001-10-19 2003-07-09 Konica Corp インクジェット記録用インクとそれを用いたインクジェット記録方法及びインクジェット記録装置
JP2011162703A (ja) * 2010-02-12 2011-08-25 Seiko Epson Corp 放射線硬化型インク組成物、ならびにインクジェット記録方法および記録物
JP2015231684A (ja) * 2014-06-09 2015-12-24 株式会社ミマキエンジニアリング 三次元造形物の製造方法、三次元造形物を製造するためのキット及び三次元造形物
WO2018010490A1 (zh) 2016-07-11 2018-01-18 珠海赛纳打印科技股份有限公司 3d喷墨打印用光固化透明墨水及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200034032A (ko) 2020-03-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102469524B1 (ko) 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물
JP6334000B2 (ja) 3d印刷用活性光線硬化型インクジェットインク組成物、3次元造形方法、及び、3d印刷用活性光線硬化型インクジェットインクセット
US10508210B2 (en) Actinic ray-curable-type inkjet ink set for three-dimensional printing, three-dimensional printing method, and three-dimensional printing system
KR102543778B1 (ko) 단관능성 아크릴레이트를 포함하는 경화성 조성물
US10557018B2 (en) Three-dimensional object forming liquid, three-dimensional object forming liquid set, three-dimensional object producing method, and three-dimensional object
KR102337095B1 (ko) 고무질 재료의 적층 가공
EP2969482B1 (en) Three dimensional printing material system
CN111491776B (zh) 用于增材制造的杂合光聚合物组合物
JP2019526663A5 (ko)
EP3500608B1 (en) Polymerization-induced phase-separating compositions for acrylate-based networks
US9657186B2 (en) Opaque inks and applications thereof
EP1873174A4 (en) PHOTOCURABLE COMPOSITION, ARTICLE WITH A FINE PATTERN, AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME
JP2019534804A (ja) 3次元印刷用光硬化性エラストマーインク組成物及びその調製方法
CN105116686A (zh) 一种3d打印用光敏树脂
US20200115578A1 (en) Photocurable transparent ink composition for three-dimensional molding and preparation method and application thereof
CN111454612A (zh) 硬化型透明墨水组合物,墨水套件,收容容器,印刷方法
DE102007061445A1 (de) Flüssigharz und Verfahren zur Herstellung eines Polymerkörpers unter Verwendung des Flüssigharzes
KR20200143046A (ko) 잉크젯 3d 프린팅을 위한 광경화성 조성물
CN109810514A (zh) 一种光固化辅助直书写3d打印硅橡胶墨水及其制备方法和一种三维结构硅橡胶
WO2016008750A1 (de) Verdruckbares baumaterial für 3d-druck
CN109401259A (zh) 实体材料组合物及其制备方法和应用
CN105620071B (zh) 一种具有凹凸效果的转移膜及其制备方法
CN109575864A (zh) 紫外光固化胶组合物、转印方法、转印图案及壳体
CN107459961A (zh) 一种环保型uv胶及其制备方法
KR102499067B1 (ko) 고강도 기계적 성질을 제공하는 3d 잉크젯 프린팅용 잉크 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant