JP2019521015A - 積層造形により3次元物体を形成するための方法および組成物 - Google Patents
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- B33Y50/00—Data acquisition or data processing for additive manufacturing
- B33Y50/02—Data acquisition or data processing for additive manufacturing for controlling or regulating additive manufacturing processes
Abstract
Description
本出願は、2017年7月22日に出願された欧州特許出願第16180915.7号、2016年10月28日に出願された同第16196328.5号、および2017年4月21日に出願された同第17167544.0号(これらはそれぞれ、参照によってその全体が本明細書に援用される)からの優先権を主張する国際特許出願である。
本発明は、積層造形による3次元物体の形成方法と、積層造形により3次元物体を形成するために有用であり得る組成物および材料のキットと、積層造形により形成された3次元物体とに関する。
3次元印刷としても知られている積層造形は、最終の3次元物体が製造されるまで一度に一部分ずつ物体を築き上げることにより3次元物体を形成するための技術である。積層技術は、最終の3次元物体を製造するためにより大量の材料から材料の一部分が除去されるミリングなどの減法技術と対比させることができる。
本発明の実施形態によると、3次元物体の形成方法は、
a.微粒子組成物の層を形成するステップであって、微粒子組成物が、樹脂成分を含む複数の第1の粒子を含み、樹脂成分が結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、第1の樹脂が第1の樹脂重合性基を含み、微粒子組成物の層が乾燥温度を有し、乾燥温度が微粒子組成物の層の表面における温度である、ステップと、
b.3次元物体の少なくとも一部分の形状に対応するコンピュータデータに従って、微粒子組成物の層の上に液体組成物を選択的に付着させるステップであって、微粒子組成物または液体組成物の少なくとも1つが、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含み、第1の樹脂の少なくとも1つの融解温度が、微粒子組成物が液体組成物と接触していないときよりも、微粒子組成物が液体組成物と接触しているときの方が低い、ステップと、
c.液体組成物が選択的に付着された微粒子組成物の層の複数の位置に電磁放射線を照射するステップであって、液体組成物が選択的に付着された複数の位置において微粒子組成物が融解を受け、そして融解を受けている間または融解している間に、開始剤が少なくとも第1の樹脂の重合を開始させる、ステップと、
d.ステップa〜cを複数回繰り返して、3次元物体を形成するステップと
を含む。
a.樹脂成分(樹脂成分は結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、第1の樹脂は第1の樹脂重合性基を含む)を含む複数の第1の粒子を含む微粒子組成物と、
b.液体組成物と
を含み、少なくとも1つの温度において、第1の樹脂、樹脂成分、微粒子組成物中の全ての結晶性もしくは半結晶性樹脂、微粒子組成物中の全ての樹脂、第1の粒子、または微粒子組成物は、液体組成物の非存在下で融解を受けないが、微粒子組成物が液体組成物と接触しているときには融解を受け、そして
微粒子組成物または液体組成物の少なくとも1つは、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含む。
一般に、3次元物体の層は、微粒子組成物の層を形成するステップと、3次元物体の少なくとも一部分の形状に対応するコンピュータデータに従って、微粒子組成物の層の上に液体組成物を選択的に付着させるステップとを含むプロセスによって形成され得る。本プロセスを付加的な回数繰り返して、更なる層を形成することができ、最終的に、所望の3次元物体が築き上げられる。温度または光による処理などの後処理ステップも存在し得る。
a.微粒子組成物の層を形成するステップであって、微粒子組成物が、樹脂成分を含む複数の第1の粒子を含み、樹脂成分が結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、第1の樹脂が第1の樹脂重合性基を含み、微粒子組成物の層が乾燥温度を有し、乾燥温度が微粒子組成物の層の表面における温度である、ステップと、
b.3次元物体の少なくとも一部分の形状に対応するコンピュータデータに従って、微粒子組成物の層の上に液体組成物を選択的に付着させるステップであって、微粒子組成物または液体組成物の少なくとも1つが、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含み、第1の樹脂の少なくとも1つの融解温度が、微粒子組成物が液体組成物と接触していないときよりも、微粒子組成物が液体組成物と接触しているときの方が低い、ステップと、
c.液体組成物が選択的に付着された微粒子組成物の層の複数の位置に電磁放射線を照射するステップであって、液体組成物が選択的に付着された複数の位置において微粒子組成物が融解を受け、そして融解を受けている間または融解している間に、開始剤が少なくとも第1の樹脂の重合を開始させる、ステップと、
d.ステップa〜cを複数回繰り返して、3次元物体を形成するステップと
を含む。
a.樹脂成分(樹脂成分は結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、第1の樹脂は第1の樹脂重合性基を含む)を含む複数の第1の粒子を含む微粒子組成物と、
b.液体組成物と
を含み、少なくとも1つの温度において、第1の樹脂、樹脂成分、微粒子組成物中の全ての結晶性もしくは半結晶性樹脂、微粒子組成物中の全ての樹脂、第1の粒子、または微粒子組成物は、液体組成物の非存在下で融解を受けないが、微粒子組成物が液体組成物と接触しているときには融解を受け、そして微粒子組成物または液体組成物の少なくとも1つは、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含む。
微粒子組成物は、1つまたは複数の異なる種類の粒子、例えば、異なる化学組成を有する粒子を含み得る。複数の粒子は、樹脂成分と、樹脂成分中に分散または溶解された熱ラジカル開始剤と、樹脂成分中に分散または溶解された遅延剤とを含む第1の粒子である。このような第1の粒子は、通常、微粒子組成物の40〜100wt%、例えば、微粒子組成物の50wt%〜99wt%の量で存在する。
第1の粒子は樹脂成分を含む。樹脂成分は、第1の樹脂、第2の樹脂などの複数の樹脂を含み得る。樹脂成分は少なくとも第1の樹脂を含み、第1の樹脂は、第1の樹脂重合性基を含む。実施形態において、第1の樹脂重合性基は、電子吸引性基に直接結合した炭素−炭素二重結合を含む。第1の樹脂のみが以下において言及されるが、第1の樹脂の説明は、任意選択的な第2の樹脂または更なる樹脂の可能性のある態様についても説明することが意図される。
液体組成物は、噴霧、ジェッティング(例えば、圧電による)、サーマルもしくはバブルインクジェット、またはマスクまたはステンシル上での付着などの任意の適切なプロセスを用いて、微粒子組成物の層の上に選択的に付着され得る。実施形態において、液体重合性基は重合性成分を持たない。実施形態において、液体重合性基は重合性成分を持たず、200g/mol未満の分子量を有する成分からなる。実施形態において、液体組成物は、脱イオン水などの水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコール、またはプロピレングリコールを含む。実施形態において、液体組成物は、少なくとも50wt%の、脱イオン水などの水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコール、もしくはプロピレングリコール、エチレングリコール、もしくはプロピレングリコール、またはこれらの組合せを含む。実施形態において、液体組成物は、水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコール、またはプロピレングリコールのうちの1つまたは複数からなる。
実施形態において、液体組成物は液体重合性成分を含む。液体重合性成分は、樹脂成分中の第1の重合性基と(共)重合することができる。実施形態において、液体重合性成分は、樹脂の第1の重合性基と(共)重合可能な反応性部分として不飽和を含む。液体重合性成分は、第1の液体重合性成分、第2の液体重合性成分などの1つまたは複数の液体重合性成分を含み得る。以下の開示が「液体重合性成分」または「液体重合性基」について言及する場合、第1、第2、および/または第3などの液体重合性成分または液体重合性基も開示される。液体重合性成分は、モノマー、オリゴマー、および/またはポリマーである成分、ならびに一官能性または多官能性であり得る成分を含み得る。
微粒子組成物、液体組成物、またはその両方は、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含む。実施形態において、微粒子組成物、液体組成物、またはその両方は、少なくとも第1の樹脂および液体重合性成分の(共)重合を開始させることができる開始剤を含む。開始剤は、例えば、熱ラジカル開始剤または光開始剤であり得る。
から計算することができ、式中、t1/2は半減期(秒)であり、kdは熱ラジカル開始剤解離の速度定数(s−1)であり、以下の式(2):
により決定され、式中、Aはアレニウスの頻度因子(s−1)であり、Eaは開始剤解離の活性化エネルギー(J/モル)であり、Rは8.3142J/モル・Kであり、Tは温度(K)である。
促進剤が存在する場合、液体組成物および/または微粒子組成物は、熱ラジカル開始剤を含むであろう。促進剤が熱ラジカル開始剤と接触されると、熱ラジカル開始剤は、促進剤が存在しない場合に熱ラジカル開始剤が分解可能である温度よりも低い温度で分解可能である。実施形態において、促進剤は液体組成物中に存在し、熱ラジカル開始剤は微粒子組成物中に存在する。実施形態において、促進剤は微粒子組成物中に存在し、熱ラジカル開始剤は液体組成物中に存在する。実施形態において、液体組成物を微粒子組成物上に付着させた後、促進剤は熱ラジカル開始剤と接触され、それにより、促進剤が存在しない場合に熱ラジカル開始剤が十分なラジカルを生成することができる温度よりも低い温度において、熱ラジカル開始剤に十分なラジカルを生成させる。実施形態において、促進剤が存在しない場合に熱ラジカル開始剤が十分なラジカルを生成することができる温度は微粒子組成物の温度よりも高いが、促進剤の存在下で熱ラジカル開始剤がラジカルを生成することができる温度は、微粒子組成物の温度よりも低い。
実施形態において、微粒子組成物、液体組成物、またはその両方は遅延剤を含む。実施形態において、遅延剤は、開始剤により生成されるラジカルに応答して第1の樹脂重合性基の重合の開始を阻害する。遅延剤は、通常、開始剤と同じ組成物中に存在する。例えば、開始剤が液体成分中に存在する場合、遅延剤も液体成分中に存在し得る。
実施形態において、液体組成物は更に可塑剤を含む。実施形態において、可塑剤は液体である。実施形態において、可塑剤はポリアルキレンエーテルである。実施形態において、可塑剤は、デカノール、グリセロール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、または脂肪酸である。実施形態において、可塑剤は、フタル酸ジオクチルなどのジアルキルフタラートである。実施形態において、可塑剤は、トリメリット酸トリメチル、トリメリット酸トリ−(2−エチルヘキシル)、トリメリット酸トリ−(n−オクチル,n−デシル)、トリメリット酸トリ−(ヘプチル,ノニル)、トリメリット酸n−オクチル、アジピン酸ビス(2−エチルヘキシル)、アジピン酸ジメチル、アジピン酸モノメチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、マレイン酸ジブチル、またはマレイン酸ジイソブチルである。実施形態において、可塑剤の量は、全液体組成物の25、20、15、または10wt%未満である。実施形態において、可塑剤の量は、全液体組成物の1、5、10、または20wt%よりも多い。
実施形態において、液体組成物または微粒子組成物は更に吸収剤を含む。吸収剤は、電磁放射線を吸収することができる。実施形態において、吸収剤は、赤外光、近赤外光、および可視光のうちの1つまたは複数を吸収する。吸収剤を包含させ、液体組成物が選択的に付着された微粒子組成物の層の複数の位置に電磁放射線を照射するステップを実行することにより、吸収剤が存在する微粒子組成物の層においてより高い温度を得ることができる。吸収剤により吸収される波長は、電磁放射線の波長と重複しなければならない。
他に言及されない限り、本特許出願において報告または特許請求される任意の測定値は以下のように得られる。
形成されたフィルムを周囲条件で数日間貯蔵した後、数滴のアセトンをフィルムに付着させ、約10秒後にアセトンを布で除去する。次に、層を目視検査で評価する。「+」は、層がASTにより損なわれないことを示す。「+/−」は、最上層が損なわれるか、または部分的に拭き取られることを示す。「−」は、層が完全にまたはほぼ完全に拭き取られることを示す。
幅約2mmのサンプルを硬化フィルムから打ち抜く。厚さは、較正されたHeidenhain厚さ計で測定される。動的機械分析は、ASTM D5026に従い、RSA−III試験システムを用いて、1Hzの周波数において5℃/分の加熱速度で−100℃〜200℃の範囲の温度にわたって実行される。測定の間に、貯蔵弾性率(E’)、損失弾性率(E”)およびタンジェントデルタ(tanδ)が温度の関数として決定される。「n.t.」は試験されないことを意味する。
EFAMTDは、以下のプロセスに従って計算される:
微粒子組成物の2つのサンプルを秤量する。第1のサンプル(3a)において、ピペットを用いて10〜20重量%の量の液体組成物を微粒子組成物上に分配する。第2のサンプル(3b)において、ピペットを用いて25〜40重量%の液体組成物を微粒子組成物上に分配する。液体組成物の重量%は、組成物(微粒子組成物+液体組成物)の全重量を基準とする。液体組成物は、微粒子組成物の表面をできるだけ被覆するように分配されるべきである。微粒子−液体サンプル3aおよび3bに上記のようなDSCを行なう。液体組成物自体の結果である任意の融解温度(ステップ2で液体組成物(2)から得られたDSC結果(DSC曲線2)に基づいて決定される)を無視し、それにより、2つの微粒子−液体サンプルのDSC曲線(DSC曲線3aおよび3b)が得られる。サンプル3aおよび3bの融解温度および各融解温度に関連する融解エンタルピーを決定する。残っている各融解温度に関連する融解エンタルピーを合計して、各サンプルの全融解エンタルピーを得る。
a.DSC曲線1、3a、および3bの融解温度の数が全て等しく、かつ全てが1よりも大きい場合は、ステップ5aに進む。そうでない場合は、ステップ4bに続く。
b.ペア[1および3a]またはペア[1および3b]の各DSC曲線の融解温度の数が等しく、かつ1よりも大きいが、DSC曲線3aおよび3bの融解温度の数が等しくない場合は、ステップ5bに進む。そうでない場合は、ステップ4cに続く。
c.全てのDSC曲線が少なくとも1つの融解温度を示す場合、ステップ5cに進む。そうでない場合はステップ4dに続く。
d.DSC曲線1が少なくとも1つの融解温度を示し、DSC曲線3aおよび3bのうちの1つが少なくとも1つの融解温度を示す場合は、ステップ5dに進む。そうでない場合、EFAMTDは140℃であると仮定され、ステップ5および6はスキップされる。
a.融解温度勾配を計算するために3つ全てのDSC曲線が使用され得る。各サンプルについて、融解温度勾配の数は、融解温度の数と等しくなる。融解温度勾配は、最高融解温度から始まり、融解温度の各ペア(セット)に対して計算される。微粒子組成物サンプル(1)の最高融解温度は、微粒子−液体サンプル(3aおよび3b)の最高融解温度とペアにされる。融解温度勾配は、以下のように式(3):
に従って計算される。そして3つのサンプル(1、3a、および3b)からの次に最高の融解温度セットに対して次の融解温度勾配が計算され、全ての融解温度勾配が決定されるまで同様に続けられる。ステップ6に進む。
b.融解温度勾配を計算するために2つのDSC曲線だけが使用され得る。微粒子組成物サンプル(1)と同じ量の融解温度を有さないDSC曲線は無視される(3aまたは3bのいずれかが無視される)。残りの各サンプルについて、融解温度勾配の数は融解温度の数と等しいであろう。融解温度勾配は、最高融解温度から始まり、融解温度の各ペア(セット)に対して計算される。微粒子組成物サンプル(1)の最高融解温度は、微粒子−液体サンプル(3aまたは3b)の最高融解温度とペアにされる。液体組成物の重量分率3aまたは3bは、無視されなかった曲線の液体組成物の重量分率である。融解温度勾配は、以下のように式(4):
に従って計算される。そして2つのサンプル(1および3aまたは3bのいずれか)からの次に最高の融解温度セットに対して次の融解温度勾配が計算され、全ての融解温度勾配が決定されるまで同様に続けられる。ステップ6に進む。
c.融解温度勾配を計算するために3つ全てのDSC曲線が使用され得る。1つの融解温度勾配だけが計算されるであろう。微粒子組成物サンプル(1)の最高融解温度は、微粒子−液体サンプル(3aおよび3b)の最高融解温度とペアにされる。融解温度勾配は、以下のように式(5):
に従って計算される。EFAMTDは、このステップで計算されるTm勾配である。ステップ6をスキップする。
d.融解温度勾配を計算するために2つのDSC曲線だけが使用され得る。融解温度を示さないDSC曲線は無視される(3aまたは3bのいずれかが無視される)。1つの融解温度勾配だけが計算されるであろう。微粒子組成物サンプル(1)の最高融解温度は、微粒子−液体サンプル(3aまたは3b)の最高融解温度とペアにされる。液体組成物の重量分率3aまたは3bは、無視されなかった曲線の液体組成物の重量分率である。融解温度勾配は、以下のように式(6):
に従って計算される。EFAMTDは、このステップで計算されるTm勾配である。ステップ6をスキップする。
に従って計算される。
実施例で使用される種々の成分のいくつかは、以下の表0.1および表0.2に記載される。WPUは、不飽和当たりの重量(weight per unsaturation)である。WPUは、製造された材料の重量を、添加した不飽和のモル数で割ることによって計算される。
PE−U−maは以下のように形成される。温度計と、攪拌器と、合成中に形成された水を除去するための蒸留デバイスとを取り付けた反応容器に、1.0gのスズ触媒、ジエチレングリコール(172.4g)および1,6−ヘキサンジオール(848.9g)を入れる。混合物が融解するまで容器を150℃に加熱する。窒素流の下でテレフタル酸(1100.4g)およびイソフタル酸(194.0g)を添加する。水がもう捕集されなくなるまで反応水を蒸留しながら、温度を260℃まで徐々に上昇させる。反応混合物を220℃に冷却し、真空を2.5時間適用する。次に、樹脂をアルミニウム箔上に排出し、室温に保持する。AV=0.7mgKOH/gおよびOH=41.2mgKOH/g。DSCは、5℃/分で−50から175℃まで2回のランで実施され、ランの合間の冷却速度は最大(プログラムにおける「ジャンプ」)である。2回目のランからのデータをとる:Tg=−2.7℃、Tc=21.4℃、およびTm=108.9℃(ここで、TcおよびTmは樹脂の結晶化温度および融解温度である)。融解エンタルピーは32.6J/gである。
フィルムが形成されるように材料を室温まで冷却する。フィルムを破壊してチップにする。チップをIKA A11ミルで粉砕し、次にRetsch AS200によりふるいにかける。温度の上昇のために粉砕中に粘着しやすい材料は、まず冷凍庫内で冷却してから粉砕する。粒径が200μm未満のふるい画分を捕集する。
液体組成物の成分を室温で十分に混合する。
実施例4において、フィルムは以下のように調製される。微粒子組成物は、0.8mm厚のクロム酸アルミニウム(chromate aluminum)Q−パネル(タイプALQ−46)上に適用される。Loctiteからの1−STEP Frekote(登録商標)離型剤でQ−パネルを処理することによってQ−パネルを処理し、次にHeraeus Instruments UT6120オーブンにおいて130℃で15分間乾燥させる。この手順を更に2回、各Q−パネルにつき全部で3回繰り返して、処理済Q−パネルを形成する。
実験がUV硬化を伴う場合、UV硬化は以下のように実施される。
記載されるプロトコルに従って、HHHmおよびHEMAの混合物を測定した。各組成物の重量分率および測定された融解温度は、表1に示される。図1はDSC結果を示す。Tm勾配は式(5)に従って決定される。ただ1つの融解ピークが測定されるので、EFAMTDはTm勾配と同じである。EFAMTDは−46.7℃である。
記載されるプロトコルに従って、PE−U−maおよびHEMAの混合物を測定した。2回目の加熱ランの融解エンタルピーの吸熱部分から融解エンタルピーの発熱部分を引いた値が、1回目の加熱ランの間に測定された全融解エンタルピーの10%未満なので、新しいサンプルをまず5℃/分で110℃まで加熱し、1分間等温に保持し、5℃/分で室温まで冷却する。サンプルを室温で3日間貯蔵し、その後、まず−70℃まで冷却し、続いて110℃まで加熱することにより、サンプルを測定する。この加熱ランの間に測定された融点およびエンタルピーを、EFAMTD計算のために使用する。
以下の微粒子組成物および液体組成物のセットについて、上記のプロトコルに従ってEFAMTDを決定した。結果は表3に示される。
HHHmからなる微粒子組成物(実施例1のように、EFAMTDは−46.7℃)をQ−パネルに適用する。粉末の重量は、約1177mgである。次に、Q−パネルの領域の75%(約883mg)に、室温で、30部のHEMAおよび1部のBAPOからなる415mgの液体組成物をエアブラシによりスプレーする。スプレーの後、68wt%が微粒子組成物であり、32wt%が液体組成物である。パネルを70℃のヒートシンク上に置く。3分後に、スプレーされた粉末は融解する。パネルを70℃でUV硬化させる。UV硬化の後、重量低下は0.2%であると測定される。
サンプルの組成は表5.1に示される。wt%は、微粒子組成物および液体組成物の組合せを含有するサンプル中のwt%である。
融解温度、各融解温度に関連する融解エンタルピー、およびEFAMTDをまず決定する。記載されるプロトコルに従って、PU−DEG−MeおよびHEMAの混合物を測定する。各組成物の重量分率および測定された融解温度は、表2に示される。微粒子組成物が液体組成物と接触していないときの各融解温度に関連する融解エンタルピーは、表6.2に示される。DSC結果は図3に示される。
上記の手順に従って、ポリエチレンディスク上にサンプルを形成する。各微粒子組成物は、微粒子組成物の全重量を基準として100wt%のPU−DEG−Meである。各液体組成物は表7.1に記載されるように構成され、wt%は液体組成物の全重量を基準とする。微粒子組成物の液体組成物に対する重量比は70:30である。
この実験で使用する微粒子組成物は以下のように形成される。152.04gのヘキサメチレンジイソシアネートを攪拌しながら反応容器に添加し、70℃に加熱する。TIB chemicalsからの0.04gのTIB cat 716((ビスマス(ネオデカノアート))を次に添加する。10分間にわたって、47.96gのジエチレングリコールを添加する。この供給プロセスの間、温度は90〜92℃に保持される。供給が完了したら、混合物を90〜92℃で5分間保持する。5分後に、TIB chemicalsからの0.04gのTIB cat 716((ビスマス(ネオデカノアート))および0.04gの2,6−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノールを反応混合物に素早く添加する。次に、105.87gの2−ヒドロキシエチルメタクリレートを40分間にわたってゆっくり添加する。この供給プロセスの間、温度を90〜92℃に保持する。供給が完了したら、AkzoNobelからの6.11gのTrigonox(登録商標)Cを反応器相に素早く添加する。この添加の後、混合物を更に5分間攪拌し、室温まで冷却する。冷却すると材料は結晶化する。微粒子組成物は上記のように形成される。
1)a.微粒子組成物の層を形成するステップであって、微粒子組成物が、樹脂成分を含む複数の第1の粒子を含み、樹脂成分が結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、第1の樹脂が第1の樹脂重合性基を含み、微粒子組成物の層が乾燥温度を有し、乾燥温度が微粒子組成物の層の表面における温度である、ステップと、
b.3次元物体の少なくとも一部分の形状に対応するコンピュータデータに従って、微粒子組成物の層の上に液体組成物を選択的に付着させるステップであって、微粒子組成物または液体組成物の少なくとも1つが、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含み、第1の樹脂の少なくとも1つの融解温度が、微粒子組成物が液体組成物と接触していないときよりも、微粒子組成物が液体組成物と接触しているときの方が低い、ステップと、
c.液体組成物が選択的に付着された微粒子組成物の層の複数の位置に電磁放射線を照射するステップであって、液体組成物が選択的に付着された複数の位置において微粒子組成物が融解を受け、そして融解を受けている間または融解している間に、開始剤が少なくとも第1の樹脂の重合を開始させる、ステップと、
d.ステップa〜cを複数回繰り返して、3次元物体を形成するステップと
を含む、3次元物体の形成方法。
b.液体組成物と
を含む、積層造形プロセスにより物体を形成するための材料のキットであって、
少なくとも1つの温度において、第1の樹脂、樹脂成分、微粒子組成物中の全ての結晶性もしくは半結晶性樹脂、微粒子組成物中の全ての樹脂、第1の粒子、または微粒子組成物は、液体組成物の非存在下で融解を受けないが、微粒子組成物が液体組成物と接触しているときには融解を受け、そして
微粒子組成物または液体組成物の少なくとも1つは、少なくとも第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含むキット。
b.モールドを用いて3次元物体を形成するステップと
を含む、3次元物体の形成方法。
b.モールドを用いて3次元物体を形成するステップと
を含む、3次元物体の形成方法。
Claims (17)
- a.微粒子組成物の層を形成するステップであって、前記微粒子組成物が、樹脂成分を含む複数の第1の粒子を含み、前記樹脂成分が結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、前記第1の樹脂が第1の樹脂重合性基を含み、前記微粒子組成物の層が乾燥温度を有し、前記乾燥温度が前記微粒子組成物の層の表面における温度である、ステップと、
b.3次元物体の少なくとも一部分の形状に対応するコンピュータデータに従って、前記微粒子組成物の層の上に液体組成物を選択的に付着させるステップであって、前記微粒子組成物または前記液体組成物の少なくとも1つが、少なくとも前記第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含み、前記第1の樹脂の少なくとも1つの融解温度が、前記微粒子組成物が前記液体組成物と接触していないときよりも、前記微粒子組成物が前記液体組成物と接触しているときの方が低い、ステップと、
c.前記液体組成物が選択的に付着された前記微粒子組成物の層の複数の位置に電磁放射線を照射するステップであって、前記液体組成物が選択的に付着された複数の位置において前記微粒子組成物が融解を受け、そして融解を受けている間または融解している間に、前記開始剤が少なくとも前記第1の樹脂の重合を開始させる、ステップと、
d.ステップa〜cを複数回繰り返して、3次元物体を形成するステップと
を含む、3次元物体の形成方法。 - 前記微粒子組成物の層が、前記微粒子組成物の次の層を形成する前に、前記液体組成物が選択的に付着された複数の位置において融解および重合を受ける、請求項1に記載の方法。
- 前記微粒子組成物が前記液体組成物と接触しているときに、前記第1の樹脂が、前記乾燥温度またはそれよりも低い温度で融解を受ける、請求項1または2に記載の方法。
- 前記乾燥温度は、前記液体組成物が前記微粒子組成物と接触した後に前記第1の樹脂が融解を受けるが、前記液体組成物の非存在下では前記微粒子組成物が融解しないような温度である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。
- 「微粒子組成物が融解を受ける」は、局所温度が、少なくとも一時的に、前記局所温度よりも高い前記第1の樹脂の融点の全エンタルピーを前記局所温度よりも低いか同じである前記第1の樹脂の融点の全エンタルピーで割った値が1未満である点に到達していることを意味する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。
- 前記微粒子組成物が、前記液体組成物と接触された後に融解せず、ステップcが、前記液体組成物が選択的に付着された複数の位置において前記微粒子組成物に融解を受けさせる、請求項のいずれか一項に記載の方法。
- 前記電磁放射線が前記開始剤を活性化する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
- a.樹脂成分(前記樹脂成分は結晶性または半結晶性である第1の樹脂を含み、前記第1の樹脂は第1の樹脂重合性基を含む)を含む複数の第1の粒子を含む微粒子組成物と、
b.液体組成物と
を含む、積層造形プロセスにより物体を形成するための材料のキットであって、
少なくとも1つの温度において、前記第1の樹脂が、前記液体組成物の非存在下で融解を受けないが、前記微粒子組成物が前記液体組成物と接触しているときには融解を受け、そして
前記微粒子組成物または前記液体組成物の少なくとも1つが、少なくとも前記第1の樹脂の重合を開始させることができる開始剤を含む、キット。 - 前記第1の樹脂が、前記液体組成物と接触されたときに、少なくとも10℃のエンタルピー分率平均融解温度低下を受ける、請求項1〜8のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記液体組成物が、i)水、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノール、イソプロパノール、1−メトキシ−2−プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチレングリコール、またはプロピレングリコールと、ii)開始剤とを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記液体組成物が第1の液体重合性成分を更に含み、前記第1の液体重合性成分が、前記第1の樹脂重合性基と(共)重合することができる第1の液体重合性基を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記液体組成物が吸収剤を更に含む、請求項1〜11のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記液体組成物が界面活性剤を更に含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記微粒子組成物中の全ての樹脂の、1分子当たりの重合性基の平均数で割ったMnが、3000g/mol未満である、請求項1〜13のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記液体組成物が顔料または染料を更に含む、請求項1〜14のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 前記第1の樹脂がテレケリック型であり、末端基として2つの第1の樹脂重合性基を含み、そして前記第1の樹脂重合性基が、(メタ)アクリレート基を含む、前述の例示的実施形態のいずれか一項に記載の方法またはキット。
- 請求項1〜16のいずれか一項に記載の方法または材料のキットから形成された3次元物体。
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