[发明专利]方法

说明书

本发明涉及用于产生固化的三维聚合物体的增层制造方法，或者在物体或其部分上、在物体或其部分中和/或在物体或其部分周围包括固化的聚合物的物体。苦味剂分布在该固化的聚合物内。

本发明涉及通过聚合增层制造技术制造三维物体和根据聚合ALM技术产生的三维物体。

增层制造(ALM)是其中2维粉末或液体材料层按顺序铺设并且融合或结合在一起以形成3维固体物体的技术。已经开发了用于制造在航空航天和医疗应用中使用的金属、陶瓷和聚合物组件的技术。

Vat-光聚合增层制造(VP-ALM)利用可光固化的液体原料来形成3维固体物体。原料以受控方式暴露于光源以在2维切片中构建固化物体。光源可以是在暴露层上扫描的激光或在单次暴露中照亮整个层的投影图像。根据VP-ALM机器的架构，层之间的过渡可以是离散的或连续的。

苯酸苄铵酰胺被认为是人类已知最苦的物质，并且其在ppm水平下的味道对人们来说也是非常苦的。苦味剂(包括苯酸苄铵酰胺)通常用于防止脆弱人群(即对危险没有意识的那些人)摄入有害物质。另外，可以施加苦味剂以防止害虫对关键设备/基础设施造成损坏。

已知将苦味剂(诸如苯酸苄铵酰胺)掺入液体(例如汽车挡风玻璃清洗剂、防冻剂和洗涤剂)中，也已知将苦味剂涂覆到固体物体的外侧(例如塑料电缆护套)上。

US6468554(授予Ted Ichino)描述了将苯酸苄铵酰胺溶解在熔融柔性聚氯乙烯中。将熔融塑性材料同轴挤出以形成圆柱形护套。US6468554未公开用于形成具有复杂几何形状的三维物体的方法，也未公开增层制造方法。

本发明的目的是提供一种在正常使用中不可食用并且对于脆弱人群具有高度安全性的三维物体。在某些实施方案中，三维物体对动物是排斥的。

因此，本发明提供了一种用于产生三维物体的增层制造方法，该方法包括以下步骤：

(i)形成包含可聚合液体树脂和苦味剂的原料；

(ii)根据预定图案将原料暴露于固化束以形成固化的聚合物层；以及

(iii)层层重复步骤(ii)以形成固化的三维聚合物体。

大多数聚合物部件是热形成的，即通过将聚合物熔化并迫使进入/倾倒到模具中。这种方法限制了添加苦味剂(诸如苯酸苄铵酰胺)的可能性，因为苦味剂在约160℃-180℃下开始分解。许多聚合物具有等于、接近或高于该温度的熔点，因此至少一些苦味剂(诸如苯酸苄铵酰胺)在暴露于加热时将分解。因此，产品中的苦味或厌恶特性的功效将受到限制。

由于ALM方法不要求温度来形成固体聚合物部件，因此可以将苦味剂混合到用于施加到本技术的任何树脂的液体原料中。在一个实施方案中，ALM方法是电子束固化。在另一个实施方案中，ALM是容器内光聚合(vat photopolymerisation)(VP-ALM)。

“固化”是将预聚物或聚合物转化为较高摩尔质量的聚合物，然后转化为网络的化学过程。固化通过诱导化学反应来实现，这些化学反应可能需要或可能不需要与化学固化剂(IUPAC，Compendium of Chemical Terminology，第2版(“金书”)，由A.D.McNaught和A.Wilkinson编译，Blackwell Scientific Publications，Oxford(1997)。XML在线校正版本：http://goldbook.iupac.org(2006-)，由M.Nic、J.Jirat、B.Kosata创建；由A.Jenkins更新编译，ISBN 0-9678550-9-8，https://doi.org/10.1351/goldbook.)混合。

固化束是带电粒子束，并且可以包括电磁辐射(当ALM方法是光聚合时)或电子束(当ALM方法是电子束固化时)。