KR101859642B1 - System for manufacturing three-dimensional porous scaffolds using photocurable slurry and method for manufacturing photocurable slurry - Google Patents

System for manufacturing three-dimensional porous scaffolds using photocurable slurry and method for manufacturing photocurable slurry Download PDF

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Abstract

일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템은, 광경화성 슬러리가 제조되는 광경화성 슬러리 제조부; 및 상기 광경화성 슬러리 제조부에서 제조된 광경화성 슬러리로부터 다공성 지지체를 성형시키는 다공성 지지체 성형부; 를 포함하고, 상기 광경화성 슬러리 제조부에서 상기 광경화성 슬러리는 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제, 분산제 및 광경화개시제의 혼합에 의해 제조되며, 상기 세라믹 분말의 부피는 상기 광경화성 슬러리 총 부피의 40 내지 45vol%로 될 수 있다.According to one embodiment, a system for manufacturing a three-dimensional porous support includes a photocurable slurry producing unit for producing a photocurable slurry; And a porous support forming unit for shaping the porous support from the photocurable slurry prepared in the photocurable slurry producing unit. Wherein the photocurable slurry in the photocurable slurry preparation is prepared by mixing a ceramic powder, a photocurable resin, a diluent, a dispersant, and a photocuring initiator, the volume of the ceramic powder being less than the total volume of the photocurable slurry 40 to 45 vol%.

Description

광경화성 슬러리를 이용한 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법{SYSTEM FOR MANUFACTURING THREE-DIMENSIONAL POROUS SCAFFOLDS USING PHOTOCURABLE SLURRY AND METHOD FOR MANUFACTURING PHOTOCURABLE SLURRY}FIELD OF THE INVENTION [0001] The present invention relates to a photocurable slurry, a photocurable slurry, and a photocurable slurry containing the photocurable slurry.

본 발명은 광경화성 슬러리를 이용한 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 매우 높은 세라믹 함량을 가짐과 동시에 3D 프린팅 기술에 적합한 흐름성과 광경화 특성을 갖는 광경화성 슬러리를 이용한 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for producing a three-dimensional porous support using a photocurable slurry and a method for producing the photocurable slurry. More specifically, the present invention relates to a method for producing a photocurable slurry having flowability and photocuring characteristics suitable for 3D printing, The present invention relates to a system for manufacturing a three-dimensional porous support using a chemical slurry and a method for manufacturing a photocurable slurry.

세라믹 소재는 의료용 임플란트, 인공 뼈, 인공치아 등 바이오메디컬 분야뿐만 아니라, 구조, 환경 및 에너지 등 다양한 분야에서 광범위하게 사용되고 있는 고부가가치 소재이며, 일반적으로 세라믹 분말을 액상 (고분자 등)과 혼합하여 세라믹 슬러리(slurry), 페이스트(paste) 또는 반죽(dough) 형태로 만들고 이를 다양한 성형기술을 이용하여 3차원적 형상을 갖는 부품/소재로 제조하고 있다.Ceramic materials are high value-added materials that are widely used in various fields such as medical implant, artificial bone, and artificial tooth as well as various fields such as structure, environment and energy. In general, ceramic powder is mixed with liquid (polymer, etc.) Slurries, pastes or doughs and is made into parts / materials having a three-dimensional shape using various molding techniques.

최근 환자 개개인별 특성을 반영한 3차원 형상과 성능을 갖춘 환자 맞춤형 메디컬 소재를 제조할 수 있는 3D 프린팅 기술 개발 연구가 전세계적으로 주목을 받고 있다.Recently, research on the development of 3D printing technology capable of manufacturing patient-customized medical materials with three-dimensional shape and performance reflecting characteristics of individual patients has been receiving worldwide attention.

이는 기존의 정형화된 형상을 갖는 인공 뼈와는 달리 환자의 골 결손부를 정밀하게 모사한 3차원 형상을 가질 수 있어, 골 결손 부위가 크고 복잡한 경우에도 적용 가능할 뿐만 아니라, 체내 매식 시 빠르고 완벽한 골조직 재생을 유도할 수 있기 때문이다.Unlike the artificial bone having a conventional shape, it can have a three-dimensional shape that precisely simulates a bone defect of a patient. Thus, the present invention can be applied not only to a large and complicated bone defect site, but also to a quick and complete bone tissue regeneration . ≪ / RTI >

한편, 최근에는 프린팅 정밀도가 매우 높은 광경화 기술 기반 3D 프린팅 기술을 세라믹 구조물 성형에 응용하고자 하는 연구 주목을 받고 있다.In recent years, research has been focused on applying 3D printing technology based on photocuring technology, which has a very high printing precision, to ceramic structure forming.

이는 앞선 압출 기반의 3D 프린팅 기술과는 달리 세라믹 또는 글래스 분말과 광경화성 수지가 복합화된 액상의 세라믹 슬러리를 UV 등의 빔을 이용하여 선택적으로 경화시키는 방식으로 3차원 세라믹 성형체를 성형하는 기술로서, 매우 복잡한 형태의 구조물을 정밀하게 제조할 수 있는 강점이 있다.Unlike the previous 3D printing technology based on extrusion, it is a technique for molding a three-dimensional ceramic formed body by selectively curing a liquid ceramic slurry in which a ceramic or glass powder and a photo-curable resin are combined by using a beam such as UV. There is a strong point that a highly complex structure can be precisely manufactured.

예를 들어, 2012년 6월 15일에 출원된 KR2012-0064469에는 '3차원 인공 지지체 및 그 제조 방법'에 대하여 개시되어 있다. For example, KR2012-0064469, filed on June 15, 2012, discloses a " three-dimensional scaffold and its manufacturing method ".

일 실시예에 따른 목적은 매우 높은 세라믹 함량을 가짐과 동시에 3D 프린팅 기술에 적합한 흐름성과 광경화 특성을 갖는 광경화성 슬러리를 이용한 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a system for manufacturing a three-dimensional porous support using a photocurable slurry having flowability and photo-curability characteristics having a very high ceramic content and suitable for 3D printing technology, and a method for manufacturing a photocurable slurry.

일 실시예에 따른 목적은 다양한 세라믹 분말에 적용 가능하고, 3D 프린팅 기술의 원료공급 방식에 의해 발생되는 세라믹 입자의 침전 문제를 테이프 캐스팅 기술을 이용하여 해결함으로써 고품질의 세라믹 성형체를 성형할 수 있는 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a ceramic molding which can be applied to various ceramic powders and which can solve the problem of sedimentation of ceramic particles generated by a raw material feeding method of 3D printing technology by using a tape casting technique, Dimensional porous support and a method of manufacturing a photocurable slurry.

일 실시예에 따른 목적은 의료용 임플란트, 인공 뼈뿐만 아니라 다양한 구조와 형상을 갖는 고품질 생체세라믹 지지체 제조가 가능할 뿐만 아니라, 다공성 세라믹 소재가 핵심적인 기능을 발휘하는 다양한 산업 분야(구조, 환경 및 에너지 등)에 활용될 수 있는 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide not only a medical implant, artificial bone, but also a high-quality bio-ceramic support having various structures and shapes, as well as various industrial fields (structure, environment and energy etc.) The present invention also provides a three-dimensional porous support manufacturing system and a method of manufacturing a photocurable slurry which can be utilized in the present invention.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템은, 광경화성 슬러리가 제조되는 광경화성 슬러리 제조부; 및 상기 광경화성 슬러리 제조부에서 제조된 광경화성 슬러리로부터 다공성 지지체가 성형되는 다공성 지지체 성형부;를 포함하고,상기 광경화성 슬러리 제조부에서 상기 광경화성 슬러리는 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제, 분산제 및 광경화개시제의 혼합에 의해 제조되며, 상기 세라믹 분말의 함량은 상기 광경화성 슬러리 총 부피의 40 내지 45vol%가 될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a system for manufacturing a three-dimensional porous support, comprising: a photocurable slurry producing unit for producing a photocurable slurry; And a porous support forming part for forming a porous support from the photocurable slurry produced in the photocurable slurry producing part, wherein in the photocurable slurry producing part, the photocurable slurry is a ceramic powder, a photocurable resin, a diluent, a dispersant And a photocurable initiator, and the content of the ceramic powder may be 40 to 45 vol% of the total volume of the photocurable slurry.

일 측에 의하면, 상기 광경화성 수지는 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)로 마련되고, 상기 희석제는 데칼린(decalin)으로 마련되며, 상기 분산제는 VARIQUAT CC 9 NS로 마련될 수 있다.According to one aspect, the photocurable resin may be provided with HDDA (1,6-hexanediol diacrylate), the diluent may be provided with decalin, and the dispersant may be provided with VARIQUAT CC 9 NS.

일 측에 의하면, 상기 광경화개시제는 PPO(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 또는 Irgacure 184로 마련되고, 상기 광경화개시제의 중량은 상기 광경화성 수지의 중량 대비 0.5 내지 3wt%로 될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the photocurable initiator is provided by PPO (Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) or Irgacure 184, and the weight of the photocurable initiator is 0.5 to 3 wt% Lt; / RTI >

일 측에 의하면, 상기 광경화성 슬러리 제조부는, 상기 세라믹 분말 및 광경화성 수지의 복합화를 유도하는 혼합기; 및 상기 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제, 분산제 및 광경화개시제를 분쇄시키는 분쇄기;를 포함하고, 상기 분쇄기에서는 상기 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분산제가 1차적으로 분쇄되고, 상기 광경화개시제가 첨가된 후 2차적으로 분쇄될 수 있다.According to one aspect of the present invention, the photocurable slurry producing unit comprises: a mixer for inducing the composite of the ceramic powder and the photocurable resin; And a pulverizer for pulverizing the ceramic powder, the photo-curable resin, the diluent, the dispersant and the photo-curing initiator, wherein the ceramic powder, the photo-curable resin, the diluent and the dispersant are first pulverized, May be added and then pulverized secondarily.

일 측에 의하면, 상기 다공성 지지체 성형부는, 상기 광경화성 슬러리로부터 균일한 두께의 세라믹 슬러리 층을 형성하는 닥터 블레이드 성형기; 상기 세라믹 슬러리 층을 광경화 처리하는 광경화기; 및 상기 세라믹 슬러리 층에서 광경화 처리되지 않은 부분을 제거하는 세척기;를 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, the porous support forming unit includes: a doctor blade molding machine for forming a ceramic slurry layer of uniform thickness from the photocurable slurry; A photo-curing unit for photo-curing the ceramic slurry layer; And a cleaner for removing portions not photocured in the ceramic slurry layer.

상기 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 따른 광경화성 슬러리 제조 방법은, 광경화성 수지 및 희석제가 혼합되는 단계;According to an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a photocurable slurry, comprising: mixing a photocurable resin and a diluent;

상기 광경화성 수지 및 희석제의 혼합물에 세라믹 분말 및 분산제가 첨가되는 단계; 상기 세라믹 분말 및 상기 광경화성 수지가 복합화되는 단계; 볼밀 공정이 수행되는 단계; 및 광경화개시제가 추가적으로 첨가되는 단계;를 포함하고, 상기 세라믹 분말의 함량은 상기 광경화성 슬러리 총 부피의 40 내지 45vol%가 될 수 있다.Adding a ceramic powder and a dispersant to the mixture of the photo-curable resin and the diluent; The ceramic powder and the photocurable resin are combined; A ball mill process is performed; And a photo-curing initiator are added, and the content of the ceramic powder may be 40 to 45 vol% of the total volume of the photocurable slurry.

일 측에 의하면, 상기 광경화성 수지는 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)로 마련되고, 상기 희석제는 데칼린(decalin)으로 마련되며, 상기 분산제는 VARIQUAT CC 9 NS로 마련되고, 상기 광경화개시제는 PPO(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 또는 Irgacure 184로 마련될 수 있다.According to one aspect, the photo-curing resin is provided as HDDA (1,6-hexanediol diacrylate), the diluent is provided as decalin, the dispersant is provided as VARIQUAT CC 9 NS, PPO (Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) or Irgacure 184.

일 측에 의하면, 상기 세라믹 분말 및 상기 광경화성 수지가 복합화되는 단계에서, 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분산제가 혼합기에서 1000 내지 1500 rpm의 속도로 10분 내지 20분 동안 혼합될 수 있다.According to one aspect, in the step of mixing the ceramic powder and the photo-curing resin, the ceramic powder, the photo-curing resin, the diluent and the dispersing agent may be mixed in the mixer at a speed of 1000 to 1500 rpm for 10 minutes to 20 minutes.

일 측에 의하면, 상기 볼밀 공정이 수행되는 단계에서, 광경화성 수지, 희석제, 세라믹 분말 및 분산제가 분쇄기에서 상온에서 24 내지 48시간 동안 분쇄될 수 있다.According to one aspect, in the step of performing the ball milling process, the photocurable resin, diluent, ceramic powder and dispersant may be pulverized in a pulverizer at room temperature for 24 to 48 hours.

일 측에 의하면, 상기 광경화개시제가 추가적으로 첨가되는 단계 후에, 볼밀 공정이 수행되는 단계;를 더 포함할 수 있다.According to one aspect of the present invention, after the step of additionally adding the photocurable initiator, a ball mill process may be performed.

일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법에 의하면, 매우 높은 세라믹 함량을 가짐과 동시에 3D 프린팅 기술에 적합한 흐름성과 광경화 특성을 갖는 광경화성 슬러리를 이용할 수 있다.According to the manufacturing system of the three-dimensional porous support and the method of manufacturing the photocurable slurry according to one embodiment, a photocurable slurry having flowability and photo-curing properties suitable for 3D printing technology can be used while having a very high ceramic content.

일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법에 의하면, 다양한 세라믹 분말에 적용 가능하고, 3D 프린팅 기술의 원료공급 방식에 의해 발생되는 세라믹 입자의 침전 문제를 테이프 캐스팅 기술을 이용하여 해결함으로써 고품질의 세라믹 성형체를 성형할 수 있다.According to the manufacturing system of the three-dimensional porous support and the method of manufacturing the photocurable slurry according to one embodiment, the problem of precipitation of the ceramic particles, which is applicable to various ceramic powders and generated by the raw material feeding method of the 3D printing technology, It is possible to form a high-quality ceramic formed body.

일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템 및 광경화성 슬러리 제조 방법에 의하면, 의료용 임플란트, 인공 뼈뿐만 아니라 다양한 구조와 형상을 갖는 고품질 생체세라믹 지지체 제조가 가능할 뿐만 아니라, 다공성 세라믹 소재가 핵심적인 기능을 발휘하는 다양한 산업 분야(구조, 환경 및 에너지 등)에 활용될 수 있다.According to the manufacturing system of a three-dimensional porous support and the method of manufacturing a photocurable slurry according to an embodiment, it is possible not only to manufacture medical implants, artificial bones, but also to manufacture high quality biocidal ceramic supports having various structures and shapes, And can be utilized in various industrial fields (structure, environment, energy, etc.) that function.

도 1은 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템을 도시한다.
도 2(a) 내지 (c)는 다공성 지지체 성형부의 작동을 도시한다.
도 3(a) 내지 (c)는 다양한 3차원 다공성 지지체의 모습을 도시한다.
도 4(a) 및 (b)는 광경화 시간에 따른 3차원 다공성 지지체의 미세구조를 나타낸다.
도 5(a) 및 (b)는 3차원 다공성 지지체의 미세구조를 나타낸다.
도 6은 일 실시예에 따른 광경화성 슬러리 제조 방법을 나타내는 순서도이다.1 shows a system for manufacturing a three-dimensional porous support according to one embodiment.
2 (a) to 2 (c) show the operation of the porous support forming part.
Figures 3 (a) - (c) illustrate various three dimensional porous supports.
4 (a) and 4 (b) show the microstructure of the three-dimensional porous support according to the photo-curing time.
Figures 5 (a) and 5 (b) show the microstructure of a three-dimensional porous support.
6 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a photocurable slurry according to one embodiment.

이하, 실시예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to exemplary drawings. It should be noted that, in adding reference numerals to the constituent elements of the drawings, the same constituent elements are denoted by the same reference symbols as possible even if they are shown in different drawings. In the following description of the embodiments, detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the best of an understanding clear.

또한, 실시예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, 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. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.In describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are intended to distinguish the constituent elements from other constituent elements, and the terms do not limit the nature, order or order of the constituent elements. When a component is described as being "connected", "coupled", or "connected" to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, Quot; may be "connected," "coupled," or "connected. &Quot;

도 1은 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템을 도시하고, 도 2(a) 내지 (c)는 다공성 지지체 성형부의 작동을 도시하고, 도 3(a) 내지 (c)는 다양한 3차원 다공성 지지체의 모습을 도시하고, 도 4(a) 및 (b)는 광경화 시간에 따른 3차원 다공성 지지체의 미세구조를 나타내고, 도 5(a) 및 (b)는 3차원 다공성 지지체의 미세구조를 나타낸다.Figures 1 (a) - (c) illustrate the operation of a porous support forming unit, and Figures 3 (a) through 3 (c) 4 (a) and 4 (b) show the microstructure of the three-dimensional porous support according to the photo-curing time, and FIGS. 5 (a) and 5 Structure.

도 1을 참조하여, 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템(10)은 광경화성 슬러리 제조부(100), 다공성 지지체 성형부(200) 및 열처리부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a three-dimensional porous support manufacturing system 10 according to an embodiment may include a photocurable slurry production unit 100, a porous support forming unit 200, and a heat treatment unit 300.

상기 광경화성 슬러리 제조부(100)는 광경화성 슬러리를 제조하기 위한 것으로서, 혼합기(paste mixer; 110) 및 분쇄기(ball-milling device; 120)를 포함할 수 있다.The photocurable slurry production unit 100 is for producing a photocurable slurry and may include a paste mixer 110 and a ball-milling device 120.

상기 혼합기(110)에서는 광경화성 수지 및 희석제가 혼합되고, 세라믹 분말 및 분산제가 첨가된 후에, 세라믹 분말 및 광경화성 수지의 복합화를 유도할 수 있다.In the mixer 110, the photocurable resin and the diluent are mixed, and after the ceramic powder and the dispersant are added, the composite of the ceramic powder and the photocurable resin can be induced.

이때, 광경화성 수지는 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)로 마련될 수 있고, 희석제는 데칼린(decalin)으로 마련될 수 있으며, 세라믹 분말은 인산칼슘계 분말 또는 알루미나 분말로 마련될 수 있고, 분산제는 VARIQUAT CC 9 NS로 마련될 수 있다.At this time, the photo-curing resin may be provided by HDDA (1,6-hexanediol diacrylate), the diluent may be provided by decalin, the ceramic powder may be prepared by calcium phosphate powder or alumina powder, May be provided with VARIQUAT CC 9 NS.

구체적으로, 광경화성 슬러리 제조부(100)에 공급되는 광경화성 수지 및 희석제는 고충진 세라믹 슬러리 제조에 적합한 점도 및 수축율을 갖도록 선정되었다.Specifically, the photo-curing resin and the diluent supplied to the photo-curable slurry producing unit 100 were selected to have suitable viscosity and shrinkage ratio for the production of the highly-mixed ceramic slurry.

광경화성 수지
희석제Photocurable resin
diluent HDDAHDDA PGDAPGDA PNPGDAPNPGDA IBAIBA DecalinDecalin 기능기Function machine Bi-functionalBi-functional Bi-functional
Bi-functional
Bi-functionalBi-functional Mono-functionalMono-functional Diluent
Diluent
점도(mPa·s)Viscosity (mPa · s) 99 3030 1515 88 2-32-3 수축율(%)Shrinkage (%) 22.722.7 3.63.6 11.211.2 00

[표 1]에 나타내진 바와 같이, 고정밀 3D 프린팅에 적합한 광경화 거동을 갖는 총 4종의 광경화성 수지(HDDA, PGDA, PNPGDA, IBA)를 검토하였으며, 고충진 세라믹 슬러리 제조에 적합한 점도와 수축율을 갖는 광경화성 수지를 최종 선정하였다.As shown in Table 1, four photocurable resins (HDDA, PGDA, PNPGDA, IBA) with photocuring behavior suitable for high-precision 3D printing were investigated. The viscosities and shrinkage ratios Was finally selected.

특히, PGDA(polypropylene glycol (400) dimethacrylate), PNPGDA(propoxylated neopentyl glycol diacrylate)의 경우, HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)에 비해 상대적으로 점도가 높아 세라믹 함량은 놓은 고충진 세라믹 슬러리를 제조하기에 어려움이 있다.Particularly, in the case of PGDA (polypropylene glycol (400) dimethacrylate) and PNPGDA (propoxylated neopentyl glycol diacrylate), the ceramic content is higher than that of HDDA (1,6-hexanediol diacrylate) There is a difficulty.

반면, IBA(isobornyl acrylate)의 경우, 점도는 낮으나 3D 프린팅된 다공성 지지체의 강도가 상대적으로 매우 낮은 문제점이 있어, 고충진 세라믹 슬러리를 제조하는 데 적합하지 않을 수 있다.On the other hand, in the case of IBA (isobornyl acrylate), the viscosity is low, but the strength of the 3D-printed porous support is relatively low, so that it may not be suitable for producing a highly dense ceramic slurry.

이에 의해 고충진 세라믹 슬러리 제조에 적합한 점도와 수축율을 갖는 광경화성 수지로서 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)가 바람직할 수 있다.As a result, HDDA (1,6-hexanediol diacrylate) may be preferable as a photo-curing resin having a viscosity and a shrinkage ratio suitable for the production of a highly filled ceramic slurry.

또한, 고충진 세라믹 슬러리의 점도를 낮추면서 세라믹 슬러리의 3D 프린팅 정밀도를 향상시키기 위해 다양한 희석제를 검토한 결과, HDDA에 비해 점도가 매우 낮아 세라믹 분말의 함량을 효과적으로 향상시킬 수 있는 Decalin(decahydronaphthalene)이 적합할 수 있다.Decalin (decahydronaphthalene), which can effectively improve the content of ceramic powder, has a very low viscosity compared to HDDA as a result of examining various diluents to improve the 3D printing precision of the ceramic slurry while lowering the viscosity of the high- Can be suitable.

한편, 세라믹 분말의 분산성을 향상시키기 위해 다음과 같이 총 4종의 분산제를 검토하였다.On the other hand, in order to improve the dispersibility of the ceramic powder, a total of four dispersants were examined as follows.

분산제Dispersant VARIQUAT CC 9 NSVARIQUAT CC 9 NS Hypermer KD4(KD4)Hypermer KD4 (KD4) Hypermer KD1
(KD1)Hypermer KD1
(KD1) TOPOTOPO 조성Furtherance polypropoxy quaternary ammonium chloridepolypropoxy quaternary ammonium chloride Oligomeric polyesterOligomeric polyester Polyester/polyamine condensation polymerPolyester / polyamine condensation polymer Trioctylphosphine oxide (TOPO)Trioctylphosphine oxide (TOPO) 형태/색상Form / color 액상/
엷은 노란색Liquid /
Pale yellow 액상/
엷은 갈색Liquid /
hazel 분말/노란색Powder / Yellow 분말/흰색Powder / White 용해도
(HDDA)Solubility
(HDDA) 매우 높음Very high 높음height 매우 낮음Very low 높음height

[표 2]에 나타내진 바와 같이, VARIQUAT CC 9 NS 분산제가 HDDA에 대한 용해도가 매우 높아 가장 효과적인 것을 확인할 수 있다.As shown in Table 2, it can be confirmed that VARIQUAT CC 9 NS dispersant is most effective because of its high solubility in HDDA.

전술된 바와 같이, 혼합기(110)에서는 HDDA로 마련된 광경화성 수지 및 Decalin으로 마련된 희석제가 혼합된 액체에 세라믹 분말 및 VARIQUAT CC 9 NS로 마련된 분산제가 첨가된 후에, 고속 전단 혼합(high shear mixing) 기술을 이용하여 매우 강한 힘으로 세라믹 분말 및 광경화성 수지/희석제를 복합화할 수 있다.As described above, in the mixer 110, a ceramic powder and a dispersant prepared by VARIQUAT CC 9 NS are added to a liquid in which a photo-curable resin prepared by HDDA and a diluent prepared by decalin are mixed, and then a high shear mixing technique The ceramic powder and the photo-curable resin / diluent can be compounded with a very strong force.

예를 들어 혼합기(110)는 강한 속도의 자전과 공전을 동시에 수행할 수 있으며, 1000 내지 1500rpm의 속도로 10 내지 20분 동안 세라믹 분말 및 광경화성 수지의 복합화를 유도할 수 있다.For example, the mixer 110 can simultaneously perform a strong speed of rotation and revolution, and can induce the composite of ceramic powder and photocurable resin for 10 to 20 minutes at a speed of 1000 to 1500 rpm.

그런 다음, 분쇄기(120)에서 ball-milling 공정을 통해 균일한 조성을 갖는 고충진 세라믹 슬러리를 제조할 수 있다. 예를 들어, 분쇄기(120)에서는 상온에서 24 내지 48시간 동안 볼밀 공정을 1차적으로 수행하여 매우 균일한 조성을 갖는 고충진 세라믹 슬러리를 제조할 수 있다.Then, the ball milling process in the crusher 120 can produce a highly-charged ceramic slurry having a uniform composition. For example, in the crusher 120, a ball-mill process may be performed primarily at room temperature for 24 to 48 hours to prepare a highly-charged ceramic slurry having a very uniform composition.

한편, 광경화성 슬러리 내 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분산제의 성분비와 관련하여, 광경화성 수지는 세라믹 분말의 중량 대비 20 내지 30wt%로 마련되고, 희석제 세라믹 분말의 중량 대비 10 내지 20wt%로 마련되고, 분산제는 4 내지 5wt%로 마련될 수 있다.On the other hand, regarding the composition ratio of the ceramic powder, the photo-curing resin, the diluting agent and the dispersing agent in the photocurable slurry, the photo-curing resin is provided in an amount of 20 to 30 wt% based on the weight of the ceramic powder and 10 to 20 wt% And the dispersing agent may be provided at 4 to 5 wt%.

구체적으로, 세라믹 분말의 함량이 광경화성 슬러리 총 부피의 40vol%로 되는 경우, 인산칼슘계(CaP) 분말은 44.65g, HDDA는 14g, decalin은 6g, VARIQUAT CC 9 NS은 1.86g으로 마련될 수 있다. Specifically, when the content of the ceramic powder is 40 vol% of the total volume of the photocurable slurry, 44.65 g of calcium phosphate (CaP) powder, 14 g of HDDA, 6 g of decalin and 1.86 g of VARIQUAT CC 9 NS have.

또는, 세라믹 분말의 함량이 광경화성 슬러리 총 부피의 40vol%로 되는 경우, 알루미나 분말은 56.83g, HDDA는 14g, decalin은 6g, VARIQUAT CC 9 NS은 2.37g으로 마련될 수 있다.Alternatively, when the content of the ceramic powder is 40 vol% of the total volume of the photocurable slurry, 56.83 g of alumina powder, 14 g of HDDA, 6 g of decalin and 2.37 g of VARIQUAT CC 9 NS can be provided.

이와 같이 광경화성 슬러리 제조부(100)에서 제조된 광경화성 슬러리의 점도는 인산칼슘계 세라믹 슬러리의 경우 1.03 Pa·s이고, 알루미나 슬러리의 경우 1.43Pa·s가 될 수 있다. 다시 말해서, 세라믹 분말의 함량이 40vol%로 높음에도 불구하고, 3D 프린팅에 적합한 적절한 흐름성을 갖게 됨을 확인할 수 있다.The viscosity of the photocurable slurry produced in the photocurable slurry producing unit 100 may be 1.03 Pa · s in the case of the calcium phosphate type ceramic slurry and 1.43 Pa · s in the case of the alumina slurry. In other words, even though the content of the ceramic powder is as high as 40 vol%, it can be confirmed that the flowability suitable for 3D printing is obtained.

게다가, 세라믹 분말의 함량이 광경화성 슬러리 총 부피의 45vol%로 되는 경우, 인산칼슘계(CaP) 분말은 98g, HDDA는 24.5g, decalin은 10.5g, VARIQUAT CC 9 NS은 4.07g으로 마련될 수 있으며, 이러한 경우 광경화성 슬러리의 점도는 1.74Pa·s가 될 수 있다.In addition, when the content of the ceramic powder is 45 vol% of the total volume of the photocurable slurry, 98 g of calcium phosphate (CaP) powder, 24.5 g of HDDA, 10.5 g of decalin and 4.07 g of VARIQUAT CC 9 NS , In which case the viscosity of the photocurable slurry may be 1.74 Pa · s.

상기 광경화성 슬러리 제조부(100)에서 제조된 광경화성 슬러리에는 광경화개시제가 추가적으로 첨가될 수 있다.A photocurable initiator may further be added to the photocurable slurry prepared in the photocurable slurry producing unit 100.

상기 광경화개시제는 예를 들어 PPO(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 또는 Irgacure 184(1-Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone)로 마련될 수 있으며, 광경화성 수지의 중량 대비 0.5 내지 3wt%, 예를 들어 2wt%로 마련될 수 있다.The photocurable initiator may be, for example, PPO (Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) or Irgacure 184 (1-Hydroxy cyclohexyl phenyl ketone) , For example, 2 wt%.

세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분석제로 구성된 광경화성 슬러리에 광경화개시제가 첨가된 후에 분쇄기(120)에서 1 내지 2시간 동안 볼밀 공정이 2차적으로 수행되어 3D 프린터용 세라믹 슬러리가 제조될 수 있다.After the photocurable initiator is added to the photocurable slurry composed of the ceramic powder, the photocurable resin, the diluting agent and the analyzing agent, the ball milling process is secondarily performed in the crusher 120 for 1 to 2 hours to prepare the ceramic slurry for the 3D printer have.

이때, 광경화개시제의 양을 조절함으로써, 광경화 최적 시간 등이 조절될 수 있다.At this time, by adjusting the amount of the photo-curing initiator, the optimum photo-curing time and the like can be controlled.

또한, 광경화개시제가 PPO로 마련된 경우, 광경화 최적화 파장은 370nm, 295nm 이하가 되고, 광경화개시제가 Irgacure 184로 마련된 경우, 광경화 최적화 파장은 333nm, 280nm, 246nm 이하가 될 수 있다. 이와 같이 광경화개시제의 종류에 따라서 광경화 최적화 파장이 조절될 수 있다.When the photocuring initiator is PPO, the photocuring optimization wavelength is 370 nm and 295 nm or less. When the photocuring initiator is provided by Irgacure 184, the photocuring optimization wavelengths can be 333 nm, 280 nm, and 246 nm or less. Thus, the photocuring optimization wavelength can be controlled depending on the kind of the photocuring initiator.

전술된 바와 같이 제조된 광경화성 슬러리는 다공성 지지체 성형부(200)에 전달될 수 있다.The photocurable slurry prepared as described above can be delivered to the porous support forming part 200.

상기 다공성 지지체 성형부(200)는 닥터 블레이드(doctor blade) 성형기(210), 광경화기(220) 및 세척기(230)를 포함할 수 있다.The porous support forming unit 200 may include a doctor blade molding machine 210, a photo-curing machine 220, and a cleaner 230.

도 2(a) 및 (b)를 참조하여, 우선 광경화성 슬러리(A)가 도포된 후에, 닥터 블레이드 성형기(210)에 의해 세라믹 슬러리 층(B)이 형성될 수 있다.2 (a) and 2 (b), after the photocurable slurry A is first applied, the ceramic slurry layer B can be formed by the doctor blade molding machine 210.

이때, 닥터 블레이드 성형기(210)에 의해 일정한 두께를 갖는 세라믹 슬러리 층이 형성될 수 있다. 그리고 닥터 블레이드 성형기(210)를 이용하여 세라믹 슬러리 층(B)의 두께를 제어할 수 있다.At this time, a ceramic slurry layer having a constant thickness can be formed by the doctor blade molding machine 210. Then, the thickness of the ceramic slurry layer B can be controlled by using the doctor blade molding machine 210.

도 2(c)를 참조하여, 광경화기(220)에 의해 세라믹 슬러리 층(B)이 광경화 처리되어 세라믹 성형층(C)이 형성될 수 있다.Referring to Fig. 2 (c), the ceramic slurry layer B can be photo-cured by the photocuring machine 220 to form the ceramic molding layer C.

이때, 광경화기(220)는 미리 설계된 다공성 지지체의 구조에 따라서 세라믹 슬러리 층을 광경화시킬 수 있다.At this time, the photocurable device 220 can photo-cure the ceramic slurry layer according to the structure of the previously-designed porous support.

또한, 광경화기(220)에서 광경화 처리 시간은 세라믹 슬러리 층을 완벽하게 광경화시킬 수 있도록 결정될 수 있으며, 광경화 시간이 짧을 경우 세라믹 성형층 간의 결합이 매우 약해질 수 있다.In addition, the photocuring process time in the photocurable device 220 can be determined so that the ceramic slurry layer is completely photocured, and when the photocuring time is short, the bonding between the ceramic shaping layers can be very weak.

예를 들어, 세라믹 슬러리 층의 두께가 200㎛인 경우 광경화 처리 시간은 약 17초로 결정될 수 있다.For example, if the thickness of the ceramic slurry layer is 200 占 퐉, the photo-curing treatment time can be determined to be about 17 seconds.

전술된 세라믹 슬러리 층의 형성 및 광경화 처리를 연속적으로 반복 시행함으로써 다양한 형상을 갖는 다공성 지지체를 성형할 수 있다.The porous support having various shapes can be formed by continuously repeating the formation of the above-described ceramic slurry layer and the photo-curing treatment.

구체적으로, 제1 세라믹 슬러리 층이 형성된 후에 광경화 처리되어 제1 세라믹 성형층이 형성되고, 이어서 제1 세라믹 성형층 상에 제2 세라믹 슬러리 층이 형성된 후에 광경화 처리되어 제2 세라믹 성형층이 형성되고, 동일한 방식으로 제2 세라믹 성형층 상에 제3 세라믹 슬러리 층이 형성된 후에 광경화 처리되어 제3 세라믹 성형층이 형성될 수 있다.Specifically, after the first ceramic slurry layer is formed, it is photo-cured to form a first ceramic formed layer, and then a second ceramic slurry layer is formed on the first ceramic formed layer, and then photo-cured to form a second ceramic formed layer And a third ceramic slurry layer is formed on the second ceramic formed layer in the same manner, and then photo-cured to form a third ceramic formed layer.

이와 같이 테이스 캐스팅 기술을 이용한 세라믹 슬러리의 원료공급 방식 및 광경화 방식은 고충진 세라믹 슬러리의 높은 점성 및 점착성으로 인한 세라믹 구조물의 성형 시 어려움을 개선할 수 있다.Thus, the raw material feeding method and the photo-curing method of the ceramic slurry using the casting technique can improve the difficulty in forming the ceramic structure due to the high viscosity and stickiness of the high-melting ceramic slurry.

또한, 구체적으로 도시되지는 않았으나, 도 2(c)에서 형성된 세라믹 성형층 또는 다공성 지지체는 세척기(230)에 공급될 수 있고, 세척기(230)에서는 예를 들어 에탄올을 사용한 초음파 세척이 수행됨으로써 세라믹 성형층 또는 다공성 지지체 내 광경화 처리되지 않은 부분을 제거할 수 있다.2 (c) may be supplied to the washer 230, and the washer 230 may perform ultrasonic cleaning using, for example, ethanol to remove the ceramic formed layer or the porous support, The shaping layer or the non-photocured portion of the porous support can be removed.

구체적으로, 제1 세라믹 슬러리 층이 광경화 처리된 후에 세척기(230)에서 광경화 처리되지 않은 부분이 제거됨으로써 제1 세라믹 성형층이 형성되고, 제1 세라믹 성형층 상 적층된 제2 세라믹 슬러리 층이 광경화 처리된 후에 세척기(230)에서 광경화 처리되지 않은 부분이 제거됨으로써 제2 세라믹 성형층이 형성될 수 있다.Specifically, after the first ceramic slurry layer is photo-cured, a portion not photo-cured in the washer 230 is removed to form a first ceramic formed layer, and a second ceramic slurry layer After the photocuring process, the portion not photocured in the washer 230 is removed, so that the second ceramic formed layer can be formed.

도 3(a) 내지 (c)를 참조하여, 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템에서는, 세라믹 슬러리를 도포하고 닥터 블레이드 성형기 및 광경화기를 이용하여 일정한 두께의 세라믹 성형층을 적층함으로써, 고충진 세라믹 슬러리의 높은 점성과 점착성에 크게 영향을 받지 않으므로, 다양한 형상을 갖는 세라믹 구조물 성형이 가능할 수 있다.3 (a) to 3 (c), in a system for manufacturing a three-dimensional porous support according to an embodiment, a ceramic slurry is applied and a ceramic molding layer having a constant thickness is laminated using a doctor blade molding machine and a photo- , Since the high viscosity and adhesion of the high-purity ceramic slurry are not greatly influenced, it is possible to form ceramic structures having various shapes.

또한, 도 4(a) 및 (b)를 참조하여, 광경화 시간이 10초인 경우, 광경화된 세라믹 슬러리 층간의 결합력이 매우 약하고 층간 분리 현상이 발생할 수 있으나, 광경화 시간이 17초인 경우, 광경화된 세라믹 슬러리 층들이 매우 강하게 결합되어 있음을 확인할 수 있다.4 (a) and 4 (b), when the photo-curing time is 10 seconds, the bonding force between the photo-cured ceramic slurry layers is very weak and the delamination phenomenon may occur. However, It can be seen that the photocured ceramic slurry layers are very strongly bonded.

게다가, 도 5(a) 및 (b)를 참조하여, 다공성 지지체의 미세 구조 분석 결과, 세라믹 분말과 광경화성 수지가 균일하게 복합화되어 있음을 확인할 수 있으며, 광경화된 세라믹 성형층 간의 분리가 없이 매우 강하게 결합되어 있음을 확인할 수 있다.5 (a) and 5 (b), the analysis of the microstructure of the porous support confirmed that the ceramic powder and the photo-curing resin were uniformly compounded, and that the photo- It can be confirmed that they are very strongly combined.

한편, 전술된 바와 같이 다공성 지지체 성형부(200)에서 성형된 다공성 지지체는 열처리부(300)에 전달될 수 있다.Meanwhile, as described above, the porous support formed in the porous support forming unit 200 can be transferred to the heat treatment unit 300.

상기 열처리부(300)에서는 다공성 지지체 내 광경화성 수지가 효과적으로 제거되도록 335℃에서 1시간, 415℃에서 2시간 및 600℃에서 1시간 동안 열처리될 수 있으며, 최종적으로 세라믹 벽이 치밀화되도록 1350℃에서 3시간 동안 열처리될 수 있다.In the heat treatment unit 300, heat treatment may be performed at 335 ° C for 1 hour, at 415 ° C for 2 hours, and at 600 ° C for 1 hour so that the photo-cured resin in the porous support is effectively removed. Finally, It can be heat-treated for 3 hours.

이상 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템에 대하여 설명되었으며, 이하에서는 광경화성 슬러리 제조 방법에 대하여 설명된다.A system for manufacturing a three-dimensional porous support according to one embodiment has been described, and a method of manufacturing a photocurable slurry is described below.

도 6은 일 실시예에 따른 광경화성 슬러리 제조 방법을 나타내는 순서도이다.6 is a flow chart illustrating a method of manufacturing a photocurable slurry according to one embodiment.

도 6을 참조하여, 광경화성 슬러리는 다음과 같이 제조될 수 있다.Referring to Fig. 6, the photocurable slurry can be prepared as follows.

우선, 광경화성 수지 및 희석제가 혼합된다(S10).First, the photo-curable resin and the diluent are mixed (S10).

이때, 광경화성 수지는 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)로 마련되고, 희석제는 데칼린(decalin)으로 마련될 수 있다.At this time, the photo-curing resin may be provided by HDDA (1,6-hexanediol diacrylate), and the diluent may be provided by decalin.

상기 광경화성 수지 및 희석제의 혼합물에 세라믹 분말 및 분산제가 첨가된다(S20).A ceramic powder and a dispersant are added to the mixture of the photocurable resin and the diluent (S20).

이때, 세라믹 분말은 인산칼슘계 분말 또는 알루미나 분말로 마련될 수 있고, 분산제는 VARIQUAT CC 9 NS로 마련될 수 있다.At this time, the ceramic powder may be prepared as calcium phosphate powder or alumina powder, and the dispersing agent may be prepared as VARIQUAT CC 9 NS.

또한, 상기 세라믹 분말의 함량이 광경화성 슬러리 총 부피의 40 내지 45vol%로 되어, 광경화성 슬러리 내에 비교적 높은 세라믹 함량이 구비될 수 있다.Further, the content of the ceramic powder is 40 to 45 vol% of the total volume of the photocurable slurry, so that a relatively high ceramic content can be provided in the photocurable slurry.

그런 다음, 상기 세라믹 분말 및 상기 광경화성 수지가 복합화된다(S30).Then, the ceramic powder and the photocurable resin are combined (S30).

구체적으로, 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분산제가 혼합기(paste mixer)에서 1000 내지 1500rpm의 속도로 10분 내지 20분 동안 혼합될 수 있다.Specifically, ceramic powder, photo-curing resin, diluent, and dispersant can be mixed in a paste mixer at a speed of 1000 to 1500 rpm for 10 minutes to 20 minutes.

이어서, 볼밀 공정이 수행된다(S40).Then, a ball mill process is performed (S40).

구체적으로, 광경화성 수지, 희석제, 세라믹 분말 및 분산제가 분쇄기(ball-milling device)에서 상온에서 24 내지 48시간 동안 분쇄될 수 있다.Specifically, the photocurable resin, diluent, ceramic powder and dispersant may be pulverized in a ball-milling device at room temperature for 24 to 48 hours.

이후에, 광경화개시제가 추가적으로 첨가된다(S50).Thereafter, a photocuring initiator is additionally added (S50).

상기 광경화개시제는 PPO(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 또는 Irgacure 184로 마련될 수 있으며, 광경화개시제의 종류에 따라서 광경화 최적 파장이 변화될 수 있고, 광경화개시제의 양에 따라서 광경화 최적 시간이 조절될 수 있다.The photo-curing initiator may be provided by PPO (Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) or Irgacure 184, and the optimum wavelength of photo-curing may be changed depending on the type of photo- The optimum photocuring time can be adjusted depending on the amount.

마지막으로, 볼밀 공정이 수행되어(S60), 3D 프린터용 광경화성 슬러리가 최종적으로 제조될 수 있다.Finally, a ball mill process is performed (S60), and a photocurable slurry for a 3D printer can be finally produced.

이와 같이 일 실시예에 따른 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템은 매우 높은 세라믹 함량을 가짐과 동시에 3D 프린팅 기술에 적합한 흐름성과 광경화 특성을 갖는 광경화성 슬러리를 이용하여 효과적으로 3차원 다공성 지지체를 제조할 수 있으며, 의료용 임플란트, 인공 뼈뿐만 아니라 다양한 구조와 형상을 갖는 고품질 생체세라믹 지지체 제조가 가능할 뿐만 아니라, 다공성 세라믹 소재가 핵심적인 기능을 발휘하는 다양한 산업 분야(구조, 환경 및 에너지 등)에 활용될 수 있다.The three-dimensional porous support manufacturing system according to one embodiment of the present invention can effectively produce a three-dimensional porous support using a photocurable slurry having a very high ceramic content and a flow and photocuring property suitable for 3D printing technology Not only medical implants and artificial bones, but also high quality bio-ceramic supports having various structures and shapes can be manufactured, and porous ceramics can be utilized in various industrial fields (structure, environment, energy, etc.) have.

이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. Although the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, And various modifications and changes may be made thereto without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the spirit of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described, and all of the equivalents or equivalents of the claims, as well as the following claims, belong to the scope of the present invention .

10: 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템
100: 광경화성 슬러리 제조부
200: 다공성 지지체 성형부
300: 열처리부10: Manufacturing system of three-dimensional porous support
100: Photocurable slurry producing unit
200: Porous support forming part
300: heat treatment unit

Claims (10)

광경화성 슬러리가 제조되는 광경화성 슬러리 제조부; 및
상기 광경화성 슬러리 제조부에서 제조된 광경화성 슬러리로부터 다공성 지지체가 성형되는 다공성 지지체 성형부;
를 포함하고,
상기 광경화성 슬러리 제조부에서 상기 광경화성 슬러리는 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제, 분산제 및 광경화개시제의 혼합에 의해 제조되며,
상기 세라믹 분말의 함량은 상기 광경화성 슬러리 총 부피의 40 내지 45vol%가 되고,
상기 광경화성 수지는 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)이며,
상기 희석제는 데칼린(decalin)이고,
상기 분산제는 VARIQUAT CC 9 NS이며,
상기 광경화개시제는 PPO(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 또는 Irgacure 184인
3차원 다공성 지지체의 제조 시스템.
A photocurable slurry producing unit for producing a photocurable slurry; And
A porous support forming unit for forming a porous support from the photocurable slurry produced in the photocurable slurry producing unit;
Lt; / RTI >
In the photocurable slurry production section, the photocurable slurry is prepared by mixing a ceramic powder, a photocurable resin, a diluent, a dispersant, and a photocuring initiator,
The content of the ceramic powder is 40 to 45 vol% of the total volume of the photocurable slurry,
The photocurable resin is HDDA (1,6-hexanediol diacrylate)
Wherein the diluent is decalin,
The dispersant is VARIQUAT CC 9 NS,
The photocuring initiator may be PPO (Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) or Irgacure 184
A system for manufacturing a three-dimensional porous support.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 광경화개시제의 중량은 상기 광경화성 수지의 중량 대비 0.5 내지 3wt%로 되는 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the weight of the photocurable initiator is 0.5 to 3 wt% based on the weight of the photocurable resin.
제1항에 있어서,
상기 광경화성 슬러리 제조부는,
상기 세라믹 분말 및 광경화성 수지의 복합화를 유도하는 혼합기; 및
상기 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제, 분산제 및 광경화개시제를 분쇄시키는 분쇄기;
를 포함하고,
상기 분쇄기에서는 상기 세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분산제가 1차적으로 분쇄되고, 상기 광경화개시제가 첨가된 후 2차적으로 분쇄되는 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템.
The method according to claim 1,
The photocurable slurry producing unit includes:
A mixer for inducing the composite of the ceramic powder and the photocurable resin; And
A pulverizer for pulverizing the ceramic powder, the photocurable resin, the diluent, the dispersant and the photo-curing initiator;
Lt; / RTI >
Wherein the ceramic powder, the photo-curing resin, the diluent, and the dispersing agent are first pulverized, and the photo-curing initiator is added, followed by the second pulverization.
제1항에 있어서,
상기 다공성 지지체 성형부는,
상기 광경화성 슬러리로부터 균일한 두께의 세라믹 슬러리 층을 형성하는 닥터 블레이드 성형기;
상기 세라믹 슬러리 층을 광경화 처리하는 광경화기; 및
상기 세라믹 슬러리 층에서 광경화 처리되지 않은 부분을 제거하는 세척기;
를 포함하는 3차원 다공성 지지체의 제조 시스템.
The method according to claim 1,
The porous support forming unit may include:
A doctor blade molding machine for forming a ceramic slurry layer of uniform thickness from the photocurable slurry;
A photo-curing unit for photo-curing the ceramic slurry layer; And
A cleaner for removing a portion not photocured in the ceramic slurry layer;
Wherein the porous support comprises a porous support.
광경화성 수지 및 희석제가 혼합되는 단계;
상기 광경화성 수지 및 희석제의 혼합물에 세라믹 분말 및 분산제가 첨가되는 단계;
상기 세라믹 분말 및 상기 광경화성 수지가 복합화되는 단계;
볼밀 공정이 수행되는 단계; 및
광경화개시제가 추가적으로 첨가되는 단계;
를 포함하고,
상기 세라믹 분말의 함량은 광경화성 슬러리 총 부피의 40 내지 45vol%가 되며,
상기 광경화성 수지는 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)이며,
상기 희석제는 데칼린(decalin)이고,
상기 분산제는 VARIQUAT CC 9 NS이며,
상기 광경화개시제는 PPO(Phenylbis(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide) 또는 Irgacure 184인
광경화성 슬러리 제조 방법.
Mixing the photocurable resin and the diluent;
Adding a ceramic powder and a dispersant to the mixture of the photo-curable resin and the diluent;
The ceramic powder and the photocurable resin are combined;
A ball mill process is performed; And
A photo-curing initiator is additionally added;
Lt; / RTI >
The content of the ceramic powder is 40 to 45 vol% of the total volume of the photocurable slurry,
The photocurable resin is HDDA (1,6-hexanediol diacrylate)
Wherein the diluent is decalin,
The dispersant is VARIQUAT CC 9 NS,
The photocuring initiator may be PPO (Phenylbis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide) or Irgacure 184
A method for manufacturing a photocurable slurry.
삭제delete 제6항에 있어서,
상기 세라믹 분말 및 상기 광경화성 수지가 복합화되는 단계에서,
세라믹 분말, 광경화성 수지, 희석제 및 분산제가 혼합기에서 1000 내지 1500 rpm의 속도로 10분 내지 20분 동안 혼합되는 광경화성 슬러리 제조 방법.
The method according to claim 6,
In the step of compounding the ceramic powder and the photo-curable resin,
Wherein the ceramic powder, the photocurable resin, the diluent, and the dispersant are mixed in the mixer at a speed of 1000 to 1500 rpm for 10 minutes to 20 minutes.
제6항에 있어서,
상기 볼밀 공정이 수행되는 단계에서,
광경화성 수지, 희석제, 세라믹 분말 및 분산제가 분쇄기에서 상온에서 24 내지 48시간 동안 분쇄되는 광경화성 슬러리 제조 방법.
The method according to claim 6,
In the step of performing the ball milling process,
Wherein the photocurable resin, diluent, ceramic powder and dispersant are pulverized in a pulverizer at room temperature for 24 to 48 hours.
제6항에 있어서,
상기 광경화개시제가 추가적으로 첨가되는 단계 후에,
볼밀 공정이 수행되는 단계;
를 더 포함하는 광경화성 슬러리 제조 방법.The method according to claim 6,
After the step of additionally adding the photocuring initiator,
A ball mill process is performed;
Further comprising the steps of:
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