[发明专利]三维造型用可溶性材料

说明书

本发明为三维造型用可溶性材料，其在利用热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时，能够用作支承该三维物体的支承件的材料，其含有具有亲水性基团的热塑性树脂和下述通式(I)所示的有机盐化合物。(R¹‑SO₃^‑)_nXⁿ⁺ (I)根据本发明，可以提供支承件用的三维造型用可溶性材料，其在利用热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时，能够抑制该三维物体的精度下降，而且在中性水中的溶解速度高，能够不使用强碱性水溶液地从三维物体前体中迅速去除。

技术领域

本发明涉及一种三维造型用可溶性材料，其在利用3D打印机、尤其是热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时，可用作支承该三维物体的支承件的材料。

背景技术

3D打印机是速成原型(Rapid Prototyping)的一种，是以3D CAD、3D CG等3D数据为基础而造型为三维物体的立体打印机。作为3D打印机的方式，已知热熔融层积方式(以下也称作FDM方式)、喷墨紫外线固化方式、光造型方式、激光烧结方式等。这些当中，FDM方式是将聚合物丝进行加热/熔融并挤出使之层积而得到三维物体的造型方式，与其他方式不同，不使用材料的反应。因此，FDM方式的3D打印机的体积小且价格低，作为后处理少的装置，近年来正在普及。为了利用该FDM方式造型为更复杂形状的三维物体，可以将构成三维物体的造型材料和用于对造型材料的三维结构进行支承的支承件层积而得到三维物体前体，之后，从三维物体前体去除支承件，由此得到作为目标的三维物体。

作为从三维物体前体去除支承件的方法，可以举出如下方法：支承件使用甲基丙烯酸共聚物，将三维物体前体浸渍于强碱性水溶液由此去除支承件(例如日本特表2008-507619号公报)。该方法利用了甲基丙烯酸共聚物中的羧酸被碱所中和从而溶解于强碱性水溶液。

将上述日本特表2008-507619号公报中公开的甲基丙烯酸共聚物用作支承件时，为了从三维物体前体去除支承件而需要使用强碱性水溶液，而该强碱性水溶液对人的危险性和对环境的负荷大。另外，若将三维物体前体长时间浸渍于强碱性水溶液，则该三维物体前体中的三维物体有被碱所侵蚀的倾向，耐碱性低的聚乳酸(PLA)等聚酯树脂的作为三维物体的材料的应用受到限制。因此，要求能够利用并非强碱性水溶液的pH为6～8的中性水进行去除的支承件。

日本特表2002-516346号公报中公开了一种方法，其使用可溶于水的聚(2-乙基-2-噁唑啉)作为支承件，将三维物体前体浸渍于水由此去除支承件。根据该日本特表2002-516346号公报中记载的方法，能够不使用强碱性水溶液地去除三维物体前体的支承件，但是，由于该三维造型用可溶性材料中包含的聚(2-乙基-2-噁唑啉)与水分的亲和性高，因而包含聚(2-乙基-2-噁唑啉)的三维造型用可溶性材料在高湿度下暴露时会吸收空气中的水分。利用FDM方式的3D打印机对包含水分的含有聚(2-乙基-2-噁唑啉)等的三维造型用可溶性材料进行加热/熔融/释出/层积时，该水分在高温的作用下蒸发而发泡，有时显著损害三维物体的尺寸精度(本说明书中，尺寸精度也仅称为“精度”)。

针对上述课题，本申请人就支承件用的三维造型用可溶性材料的发明进行了专利申请(日本特愿2016-019789)，所述支承件用的三维造型用可溶性材料适合于基于FDM方式的三维物体的制造，具有耐吸湿性，并且在中性水中的溶解速度高，能够不使用强碱性水溶液地从三维物体前体迅速去除。

发明内容

本发明的三维造型用可溶性材料在利用热熔融层积方式的3D打印机制造三维物体时，可用作支承该三维物体的支承件的材料，该三维造型用可溶性材料含有具有亲水性基团的热塑性树脂和下述通式(I)所示的有机盐化合物。

(R¹-SO₃^-)_nXⁿ⁺ (I)