專利名稱：在使用具有抗微生物性質(zhì)的塑料粉末的情況下制備三維物體的方法以及用于這類方法的 ...的制作方法
在使用具有抗微生物性質(zhì)的塑料粉末的情況下制備三維物 體的方法以及用于這類方法的具有抗微生物性質(zhì)的塑料粉
末本發(fā)明涉及制備三維物體的方法，其中使用具有抗微生物性質(zhì)的塑料粉末。本發(fā) 明還涉及這類具有抗微生物性質(zhì)的塑料粉末。在某些領(lǐng)域，尤其在食品工業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域，需要保持物品表面沒有微生物，尤其沒 有致病微生物如細(xì)菌和病毒。相關(guān)表面的滅菌通常是不可避免的，但對于許多應(yīng)用是不切 實際的且在技術(shù)上完全不可實施或非常難以實施。此外，已知的是，可以設(shè)置這類具有抑制 微生物增殖的抗微生物涂層的表面。在此，利用某些物質(zhì)的抗微生物作用。例如已知的是， 這類抗微生物涂層含有銀，由此抑制微生物的某些新陳代謝過程，并且微生物因此不能再 增殖或被殺死。在通過選擇性激光燒結(jié)或選擇性激光熔融制備物體領(lǐng)域，由EP 1 911 468 A2已知這樣制備抗微生物植入體，將銀粉與生物相容性粉末，例如鈦粉，宏觀混合，然后將 混合物施加到基材上。然后，使該混合物層選擇性地在激光的作用下熔融。整個植入體可 如此分層制得，或者可采用這種方式給成品植入體配備抗微生物涂層。由EP 0 911 142 Bl已知由聚酰胺12構(gòu)成的粉末，由EP 1 431595已知由聚酰胺 11構(gòu)成的粉末，它們都適于激光燒結(jié)。本發(fā)明的目的在于，提供制備三維物體的方法，利用該方法可以產(chǎn)生具有改善性 質(zhì)和更廣泛的應(yīng)用可能性的物體。該目的通過權(quán)利要求1或11的方法和粉末形式的塑料材料得以解決。本發(fā)明的 其他改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中給出。該方法具有以下優(yōu)點在制備之后，所制得的物體自動具有這樣的表面，該表面具 有抗微生物作用。塑料材料的激光燒結(jié)的應(yīng)用范圍由此得以擴(kuò)大。因此，現(xiàn)今例如可以通 過激光燒結(jié)來制備通常以注塑方法制備并且用于食品領(lǐng)域和醫(yī)藥領(lǐng)域的物品。所制備物體表面的頻繁且耗費巨大的滅菌能夠得以避免。由依據(jù)附圖對實施例的描述得到本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點。附圖顯示

圖1激光燒結(jié)設(shè)備的示意圖；圖2根據(jù)一種具體實施方式
固化的一層塑料粉末的顯微鏡照片；圖3a)激光燒結(jié)部分的厚度為20 μ m的切片的顯微鏡照片，該部分用根據(jù)本發(fā)明 的另一種塑料粉末燒結(jié)；圖3b)激光燒結(jié)部分的厚度為20 μ m的切片的顯微鏡照片，該部分用根據(jù)本發(fā)明 的另一種塑料粉末燒結(jié)。圖1中所示的激光燒結(jié)設(shè)備具有向上開放的容器1，在容器1中具有在垂直方向上 可移動的支撐體2，該支撐體支撐待形成的物體3并限定了構(gòu)造區(qū)域。在垂直方向上如此調(diào) 節(jié)支撐體2，使得物體的每個待固化的層處于工作面4上。此外，為了通過電磁輻射施加可 固化的粉末形式的構(gòu)造材料3a，設(shè)置涂敷器5。向涂敷器5中輸送來自儲存容器6的構(gòu)造 材料3a。所述設(shè)備此外具有產(chǎn)生激光束7a的激光器7，通過偏轉(zhuǎn)裝置8將該激光束偏轉(zhuǎn)到耦合窗9，并從該耦合窗通入到處理室10內(nèi)，并在工作面4內(nèi)的預(yù)定點上聚焦。此外，還設(shè)置控制單元11，通過該控制單元以協(xié)調(diào)的方式控制該設(shè)備的組件，以實 施構(gòu)造過程。該設(shè)備還可具有加熱裝置12，利用其將所施加的粉末的層加熱到低于所述構(gòu)造材 料的熔點的工作溫度。這類加熱裝置在使用作為構(gòu)造材料的塑料粉末時特別有用。如此進(jìn)行已知的激光燒結(jié)方法，使得將來自儲存容器6的粉末3a —層一層地施加 到支撐體上或先前固化的層上并利用激光在每一層中相應(yīng)于物體的橫截面的位置上固化。作為構(gòu)造材料使用具有抗微生物性質(zhì)的粉末。優(yōu)選每個單個的粉末顆粒具有抗微 生物性質(zhì)?？刮⑸镄再|(zhì)是指阻止或至少抑制與所述粉末或與由所述粉末形成的物體接觸 的微生物的增殖，和/或?qū)⑽⑸餁⑺馈？刮⑸镄再|(zhì)包括針對所有微生物，尤其細(xì)菌和病 毒的上述作用。所述粉末形式的構(gòu)造材料由塑料粉末，尤其是作為基礎(chǔ)材料的聚合物，優(yōu)選由聚 酰胺，尤其由聚酰胺12或聚酰胺11組成。但其他塑料同樣也可考慮，例如聚苯乙烯或聚芳 醚酮(PAEK)或聚醚醚酮(PEEK)。該基礎(chǔ)材料設(shè)置有帶來抗微生物性質(zhì)的添加劑。該抗微生物添加劑含有具有抗微 生物效果的物質(zhì)。這類物質(zhì)例如可以是貴金屬，尤其是銀。在此，所述添加劑如此均勻地在 粉末中分布，使得其在每個粉末顆粒中均勻存在。因此，每個粉末顆粒具有抗菌性質(zhì)。添加 劑優(yōu)選以含銀組分的形式，如純銀、硝酸銀和其他銀鹽、銀離子和其他添加劑的形式存在。通過如上所述的方法，如此制備的物體的所有表面具有抗菌效果，因為在每個粉 末顆粒中存在具有抗微生物性質(zhì)的添加劑。此外要確保的是，在燒結(jié)具有多孔結(jié)構(gòu)的部分 的情況下，沒有微生物能在空腔中生存，因為空腔壁的表面也具有抗菌效果。抗微生物添加劑以約0. 05約5重量％的范圍，優(yōu)選以約0. 1約2. 0重量％的范圍 存在。該添加劑不限于單個組分，而是還可以包括多種組分。隨后給出根據(jù)本發(fā)明的粉末或根據(jù)本發(fā)明的方法的具體實施例。在第一個實施例 中使用商業(yè)可獲得的聚酰胺11粉末Rilsan ActiveES 7580 SA和Rilsan Active T 7547 SA (獲自Arkema公司)。這兩種粉末具有約0. 6重量％的在每個粉末顆粒中均勻分 布的銀添加劑。在表1中給出了這些材料的常規(guī)特性表 1
聚合物 *MVR 占度(2. 16/235 : g/ΙΟ分鐘滴該 )L時間 松ξ s g-&度 TWXm1 /CBl3 °C/%Tm2/Xm2 /XTc/Xc ν/%ES 7580 SA 0.88 1315 (t:25) 53 181/35181/17161. 5/16.5T 7547 SA 0.95 92.511 ( ιt,5) 59丨.2 185/35179. 5/17157. 8/17. 5Tm1Am1是熔點和在DSC測量中在第一次加熱時的結(jié)晶份額。Tm2和Xm2是當(dāng)?shù)?次熔化試樣時的相似的值。Te/xe是通過DSC測量確定的晶化溫度和試樣的結(jié)晶份額。表2和表3顯示上述粉末的顆粒尺寸分布。
表 權(quán)利要求
1.制備三維物體的方法，該方法借助于電磁輻射或粒子輻射的作用通過以分層方式將 粉末形式的構(gòu)造材料固化在各層中相應(yīng)于所述物體的位置上，其中，使用具有抗微生物性 質(zhì)的塑料粉末作為構(gòu)造材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，所述抗微生物性質(zhì)通過在粉末顆粒中存在的 抗微生物性添加劑產(chǎn)生。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，添加劑存在于構(gòu)造材料的每個粉末顆粒中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項的方法，其特征在于，所述塑料粉末含有聚合物，優(yōu)選聚酰胺。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項的方法，其特征在于，所述塑料粉末含有聚酰胺11和/或 聚酰胺12。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-5任一項的方法，其特征在于，所述添加劑含有貴金屬，例如銀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的方法，其特征在于，所述貴金屬以金屬形式或作為鹽或作為離子存在。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-7任一項的方法，其特征在于，所述添加劑以約0.05-約5重量％， 優(yōu)選約0. 1-約2重量％的份額存在。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項的方法，其特征在于，粉末的D50值為20μ m-150 μ m,優(yōu)選 ^ 30 μ m- ^ 130 μ m, ^ 40 μ m-80 μ m。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項的方法，其特征在于，使用激光輻射作為輻射。
11.塑料粉末，其適于借助于電磁輻射或粒子輻射的作用通過以分層方式將粉末形 式的構(gòu)造材料固化在各層中相應(yīng)于三維物體的位置來制備該三維物體，其中，所述塑料粉 末具有抗微生物性質(zhì)，其特征在于，所述塑料粉末具有20 μ m-150 μ m,優(yōu)選約30 μ m-約 130 μ m,尤其是 40 μ m-80 μ m 的 D50 值。
全文摘要
提供一種方法，在該方法中借助于電磁輻射或粒子輻射(7a)的作用通過以分層方式固化粉末形式的塑料材料(3a)來制備三維物體(3)，其中粉末形式的塑料材料(3a)具有抗微生物性質(zhì)，使得所制備的物體(3)具有具備抗微生物作用的表面。所述抗微生物性質(zhì)由存在于每個粉末顆粒中的添加劑造成。這類添加劑例如可以是貴金屬，如銀。所制備的物體尤其用于食品工業(yè)和醫(yī)藥技術(shù)。
文檔編號B29C67/00GK102076483SQ201080001890
公開日2011年5月25日 申請日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月8日
發(fā)明者G·費洛, P·瓦爾茨, S·弗朗高瓦 申請人:Eos有限公司電鍍光纖系統(tǒng), 法國阿科瑪股份有限公司