[发明专利]成像用组合物、使用成像用组合物的立体图像的制造方法及三维结构体的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像用组合物、立体图像或三维结构体的制造方法以 及三维生物体模型等。更详细地说，本发明所涉及的成像用组合物， 总体而言，通过含有较多量的聚乙烯醇树脂(和固化促进剂)，具 有以少量水分即可获得一定强度的充分的特性。而且，还涉及使用 这种成像用组合物得到三维结构体的方法，所述的方法为，通过层 压多个向成像用组合物添加少量水分而形成图案的层，可以迅速地 获得精巧的立体图像，在获得这种立体图像后通过向其添加充分的 水分(优选水和交联剂)，获得具有优选强度的三维结构体。本发 明还涉及通过使用这种制造方法可以制造定做的三维生物体模型等 的技术。

背景技术

例如，在整形外科等医疗现场中，期待通过制造骨部等三维生物 体模型进行手术的练习。另外，还期待通过使用包含患者患部的部 位的三维模型，在手术前用具体图像对手术计划进行规划。但是， 以往难以获得定做的三维生物体模型。另外，由于在三维生物体模 型中含有蜡、在进行灭菌处理时蜡溶出，因此无法带进手术室。

近年来，作为简单地制造三维结构体的技术，原型速成装置(例 如可举出特表2001-524897号公报、特表2003-531220号公报、特表 2004-538191号公报、特表2005-503939号公报、美国专利5204055 号说明书、美国专利5340656号说明书、美国专利5387380号说明 书、美国专利6007318号说明书、美国专利6375874号说明书、美 国专利5902441号说明书和6416850号说明书等，为了参照将它们 编入了本说明书中)或原型速成方法迅速普及。经立体造型的三维 物体作为装置部件的原型(试作品)等，用于调查其性能。以往， 为了调查部件等的性能，使用模具利用注射成型等试作部件。原型 速成方法与这种现有方法相比，在制作时间、费用方面具有很大优 点。作为原型速成法，已知通过断面形状数据形成薄层，将该薄层 层压的光造型法、粉末烧结法、粉体粘结法和固体基底固化法等。

光造型法根据欲造型的立体断面形状数据对收容在容器内的液 态的光固化性树脂照射激光束制成薄层，进行固化。之后，在该薄 层上浇上同样的液态光固化性树脂，用激光束照射。光造型法为通 过反复实施该操作，将薄层层压获得三维形状的方法。但是，光固 化性树脂由于光而迅速地发生反应且为液体，因此难以操作。而且， 树脂在固化时产生收缩，存在经造型的物体的精度并不一定良好的 问题。

粉体烧结法为使用粉体代替光造型法的光固化性树脂，通过照射 激光束将粉体烧结进行固化，从而形成薄层，将该薄层层压的方法。 通过该粉体烧结法，可以制造使用了金属或陶瓷等材料的三维结构 体。但是，为了烧结粉体，存在必须使用高功率的激光，且光学系 统控制复杂的问题。

粉体粘接法与粉体烧结法同样使用粉体。另一方面，与粉体烧结 法不同，粉体粘接法是使用粘合剂将各薄层堆积并将其固化的方法。 由此可以较迅速地制造三维结构体。但是，粉体粘接法由于是利用 粘合剂使粉体结合，因此具有最终的结构体没有充分强度的缺点。 另外，由于利用粘合剂进行固化，因此还具有层结构不连续的问题。

固体基底固化法首先根据断面形状数据形成掩模图案，在涂布有 光固化树脂的树脂层上重叠该掩模图案进行紫外线照射。充分照射 紫外线后，除去未固化部分的紫外线树脂层，在通过除去未固化部 分的紫外线树脂层而形成的凹部中填充热固化性树脂。当填充的热 固化性树脂凝固时，由固化的紫外线固化树脂和固化的热固化树脂 形成薄膜。层压该薄膜使其为立体时，将紫外线固化树脂溶解除去。 通过该方法，在吸引除去未固化部紫外线树脂层时存在发生噪音的 问题，而且具有无法获得精度高的造型的问题。

特开平10-207194号公报(下述专利文献1)公开了通过层压将 粉体形成为片状的薄层造型三维物体的层压造型方法。该公报中还 指出，该方法为，“具有根据三维物体的任意断面形状数据在电介质 表面上形成静电潜像的工序、用带电性粉体将所述静电潜像显影的 工序、将所述带电性粉体形成为片状的工序、将所述片状带电性粉 体转印至工作台上的工序，通过重复上述各工序，在工作台上层压 片状带电性粉体，将三维物体造型”。