JP2667053B2 - 固体像半透過性フィルムコーティング - Google Patents
固体像半透過性フィルムコーティングInfo
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- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C39/42—Casting under special conditions, e.g. vacuum
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
- B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は、光成形を用いた３次元物体の製造方法およ
び装置に関し、特に、プラットフォームまたは予め光成
形された層（複数の層）に光成形可能な組成物の薄い平
坦な液層を正確かつ迅速に形成して、層の平坦性、正確
性および完全性を改良した３次元物体の製造方法および
装置に関する。
び装置に関し、特に、プラットフォームまたは予め光成
形された層（複数の層）に光成形可能な組成物の薄い平
坦な液層を正確かつ迅速に形成して、層の平坦性、正確
性および完全性を改良した３次元物体の製造方法および
装置に関する。
発明の背景技術 光硬化を用いた３次元模型を製造するための多くのシ
ステムが提案されている。1987年、６月６日にScitec社
により出願されたヨーロッパ特許出願第250,121号は、
硬化可能な液体を用いた３次元模型の製造装置を開示し
ており、またこの技術分野の関連文献をよくまとめたも
のである。
ステムが提案されている。1987年、６月６日にScitec社
により出願されたヨーロッパ特許出願第250,121号は、
硬化可能な液体を用いた３次元模型の製造装置を開示し
ており、またこの技術分野の関連文献をよくまとめたも
のである。
これらの文献に記載された研究は、硬化させようとす
る面積域または容積域を連続的に照射することにより３
次元物体の各固相部分の段階的な形成に関する。これら
の文献には、種々のマスキング技術が、直接レーザ書込
み、すなわち、所望のパターンに従ってレーザビームで
光成形可能組成物を露光して一層一層３次元模型を構築
すること共に記載されている。またこれらの文献には、
種々の露光技術に加えて、薄い液体層の幾つかの形成方
法が記載されており、プラットフォームの初期コーティ
ング、あるいは、予め露光された物体の複数層の連続的
コーティングのどちらかを与えている。
る面積域または容積域を連続的に照射することにより３
次元物体の各固相部分の段階的な形成に関する。これら
の文献には、種々のマスキング技術が、直接レーザ書込
み、すなわち、所望のパターンに従ってレーザビームで
光成形可能組成物を露光して一層一層３次元模型を構築
すること共に記載されている。またこれらの文献には、
種々の露光技術に加えて、薄い液体層の幾つかの形成方
法が記載されており、プラットフォームの初期コーティ
ング、あるいは、予め露光された物体の複数層の連続的
コーティングのどちらかを与えている。
1986年３月11日に付与され、後に最審理（1989年12月
19日に許可）された米国特許第4,575,330号（C.W.Hul
l）は、放射線の衝突、特定の衝撃あるいは化学反応に
よる適切な相乗作用の刺激に応じてその物理的状態を変
える得る液状媒体の選択された面に、形成されるべき物
体の断面パターンを形成することによって、３次元物体
を形成するシステムが記載されており、ここでは、対応
する物体の連続的に隣接した断面を表す連続的に隣接し
た積層が自動的に形成され、また所望の物体の段階的な
積層の構築が合わせて行われて、この結果、３次元体が
形成されこの形成工程中に液状媒体の実質的に平坦な面
から抜き出される。上記特許には、紫外線硬化可能な液
体をこの硬化可能な液体に非混和で非湿潤な重い紫外線
透過液に浮かせる実施例も記載されている。また、この
特許は、CRTおよび光ファイバの端面と共に用いられる
「水（または他の）解放コーティング（release coatin
g）」の使用を示唆している。ヨーロッパ特許庁により
公開番号0 361 847で公開されたHull氏およびその同僚
の続きの特許出願には、ドクターブレード（doctor bla
de）をより迅速に用いて流体の複数薄層を提供し、流体
容器の液位を制御する手段が記載されている。
19日に許可）された米国特許第4,575,330号（C.W.Hul
l）は、放射線の衝突、特定の衝撃あるいは化学反応に
よる適切な相乗作用の刺激に応じてその物理的状態を変
える得る液状媒体の選択された面に、形成されるべき物
体の断面パターンを形成することによって、３次元物体
を形成するシステムが記載されており、ここでは、対応
する物体の連続的に隣接した断面を表す連続的に隣接し
た積層が自動的に形成され、また所望の物体の段階的な
積層の構築が合わせて行われて、この結果、３次元体が
形成されこの形成工程中に液状媒体の実質的に平坦な面
から抜き出される。上記特許には、紫外線硬化可能な液
体をこの硬化可能な液体に非混和で非湿潤な重い紫外線
透過液に浮かせる実施例も記載されている。また、この
特許は、CRTおよび光ファイバの端面と共に用いられる
「水（または他の）解放コーティング（release coatin
g）」の使用を示唆している。ヨーロッパ特許庁により
公開番号0 361 847で公開されたHull氏およびその同僚
の続きの特許出願には、ドクターブレード（doctor bla
de）をより迅速に用いて流体の複数薄層を提供し、流体
容器の液位を制御する手段が記載されている。
1988年６月21日および1989年１月31日にそれぞれ付与
された米国特許第4,752,498号および米国特許第4,801,4
77号（E.V.Fudim）には、充分に硬い透明プレートまた
はフィルムを、この透明プレートまたはフィルムを通し
ての放射硬化中にフォトポリマ表面を所望形状に保持し
て好適には空気を排除するように、液体フォトポリマに
接触して配置した３次元物体の形成方法が記載されてい
る。さらに、透明プレートまたはフィルムの表面部分
が、照射されたフォトポリマ表面を余分な架橋可能状態
にする物質からなり、この結果、次の層が形成されると
きに、その次の層はこのフォトポリマ表面に接着するこ
とが示唆されている。またFudim特許は、硬化されたフ
ォトポリマを歪ませることなく層の解放を助けるため、
上記物質が酸素、銅または他の抑制剤からなり、また
は、その分子中に酸素、銅または他の抑制剤を含有させ
ることも示唆している。
された米国特許第4,752,498号および米国特許第4,801,4
77号（E.V.Fudim）には、充分に硬い透明プレートまた
はフィルムを、この透明プレートまたはフィルムを通し
ての放射硬化中にフォトポリマ表面を所望形状に保持し
て好適には空気を排除するように、液体フォトポリマに
接触して配置した３次元物体の形成方法が記載されてい
る。さらに、透明プレートまたはフィルムの表面部分
が、照射されたフォトポリマ表面を余分な架橋可能状態
にする物質からなり、この結果、次の層が形成されると
きに、その次の層はこのフォトポリマ表面に接着するこ
とが示唆されている。またFudim特許は、硬化されたフ
ォトポリマを歪ませることなく層の解放を助けるため、
上記物質が酸素、銅または他の抑制剤からなり、また
は、その分子中に酸素、銅または他の抑制剤を含有させ
ることも示唆している。
児玉秀夫著「光硬化性ポリマを用いた３次元プラスチ
ックモデルの自動形成方法」Rev.Sei.Instrum.52（1
1）、1770−1773頁、1981年11月発行の刊行物は３次元
プラスチックモデルの自動形成方法を開示している。こ
の固体モデルは厚さ2mmまたはそれ未満の液状光硬化性
ポリマを紫外線照射して、断面的に硬化された層を積み
重ねることにより形成される。Alan J.Herbert著「固相
物体の生成」Journal of Applied Photographic Engine
ering,8（４）,185−188頁、1982年８月発行の刊行物
は、フォトコピアでも２次元物体用に同じ作業を実行す
ることができるけれども、固体または３次元物体の複製
を形成することができる装置を記載している。この装置
は、コンピュータメモリに格納された情報から簡単な３
次元物体をフォトポリマを用いて生成することができ
る。また、種々の方法についての良い評論の一つとし
て、A.J.Herbert著「３次元固相体の生成についての評
論」Journa1 of Technology15:186−199頁（1989年）が
ごく最近の刊行物として得られる。
ックモデルの自動形成方法」Rev.Sei.Instrum.52（1
1）、1770−1773頁、1981年11月発行の刊行物は３次元
プラスチックモデルの自動形成方法を開示している。こ
の固体モデルは厚さ2mmまたはそれ未満の液状光硬化性
ポリマを紫外線照射して、断面的に硬化された層を積み
重ねることにより形成される。Alan J.Herbert著「固相
物体の生成」Journal of Applied Photographic Engine
ering,8（４）,185−188頁、1982年８月発行の刊行物
は、フォトコピアでも２次元物体用に同じ作業を実行す
ることができるけれども、固体または３次元物体の複製
を形成することができる装置を記載している。この装置
は、コンピュータメモリに格納された情報から簡単な３
次元物体をフォトポリマを用いて生成することができ
る。また、種々の方法についての良い評論の一つとし
て、A.J.Herbert著「３次元固相体の生成についての評
論」Journa1 of Technology15:186−199頁（1989年）が
ごく最近の刊行物として得られる。
これらの研究のほとんどは、硬化させようとする面積
域または容積域を逐次照射することによって段階的に３
次元物体の固相部分を形成するものに関する。種々のマ
スキング技術が、直接レーザ書込み、すなわち、所望の
パターンに従ってレーザビームで光成形可能組成物を露
光して一層一層３次元モデルを構築する技術と同様に記
載されている。種々の露光技術に加えて、初期段階でプ
ラットフォームをコーティングし、また先に露光された
連続層をコートする薄い液状層の幾つかの形成方法が記
載されている。
域または容積域を逐次照射することによって段階的に３
次元物体の固相部分を形成するものに関する。種々のマ
スキング技術が、直接レーザ書込み、すなわち、所望の
パターンに従ってレーザビームで光成形可能組成物を露
光して一層一層３次元モデルを構築する技術と同様に記
載されている。種々の露光技術に加えて、初期段階でプ
ラットフォームをコーティングし、また先に露光された
連続層をコートする薄い液状層の幾つかの形成方法が記
載されている。
しかしながら、これまでに提案された最近のコーティ
ング法は、平らで均一な層の厚さを保証することやその
様な層を迅速に製造することができない、あるいは、先
に形成された層の損傷を連続コーティング工程中に効果
的には防止しないという問題点を今までのところ有して
いる。さらに、これらのコーティング方法は、薄い液状
層の形成中に存在している固相と液相の両方に有する作
用、液体の流動と流動学的特性の作用、コーティング期
間中の流動による薄い光硬化した層の容易に歪む傾向、
並びに、弱い力の作用、例えば、水素結合およびこの水
素結合より実質的に強い力、例えば薄層および形成され
る物体上の機械的接着や真空あるいは圧力差の作用よう
な、コーティング工程中に含まれる非常に重要なパラメ
ータを認識するのを怠っている。
ング法は、平らで均一な層の厚さを保証することやその
様な層を迅速に製造することができない、あるいは、先
に形成された層の損傷を連続コーティング工程中に効果
的には防止しないという問題点を今までのところ有して
いる。さらに、これらのコーティング方法は、薄い液状
層の形成中に存在している固相と液相の両方に有する作
用、液体の流動と流動学的特性の作用、コーティング期
間中の流動による薄い光硬化した層の容易に歪む傾向、
並びに、弱い力の作用、例えば、水素結合およびこの水
素結合より実質的に強い力、例えば薄層および形成され
る物体上の機械的接着や真空あるいは圧力差の作用よう
な、コーティング工程中に含まれる非常に重要なパラメ
ータを認識するのを怠っている。
Hull特許は、例えば、プラットフォームが１層の厚さ
分下げられ、あるいは、容器内で１層の厚さより下まで
浸されて、次いで光硬化性液体の表面から１層分の厚さ
以内に止められるという浸漬工程を記載している。さら
にHull特許は、他の実際的な理由がなけれらば低い粘性
の液体が好ましいことを示唆しているが、光硬化性液体
は一般に高粘性の液体である。理論上、ほとんど液体は
表面張力によって平らに広がるけれども、特にもし大き
な平な範囲か像形され、かつ液層の厚さが非常に薄いも
のであるならば、高粘性の液体のみならず低粘性の液体
でさえも、許容できる程度に平坦化するには過度の時間
を要する。先に形成された層が液体溜まりを取囲む固体
壁から構成される領域は、薄い液体層のコーティングの
平坦化工程をさらに増やすることになる。これに加え
て、プラットフォーム、並びに、片持ち梁のように突き
出た部分または梁を有する部品（先に形成された層部分
によりＺ方向に支持されていない範囲）の液体内の動き
は層に歪みを発生させ、最終物体を許容誤差範囲内にお
さまらなくする。重い透明液体がこの透明液体に浮くフ
ォトポリマの薄い平坦な層を生成するのに利用された実
施例において、フォトポリマ層を確実に平らにすること
は表面張力効果に大きく依存している。平坦な層を生成
するための、表面張力効果および２つの液体の比重の差
異に対する依存は、例えば連続層のコーティング中にお
ける硬化されたフォトポリマの角部のメニスカスの発
達、並びに、重い方の液体の実質的な吸着カップ型の持
上げを生み出す取り囲まりた領域を生成する物体の幾何
的配列のよるな他の表面張力効果により非常に複雑に絡
み合う。「水（または他の）解放コーティング」をCRT
および光ファイバの端面と共に用いることを提示した実
施例においては、解放コーティングを画面表面上に塗り
保持することができる方法が教示されていない。
分下げられ、あるいは、容器内で１層の厚さより下まで
浸されて、次いで光硬化性液体の表面から１層分の厚さ
以内に止められるという浸漬工程を記載している。さら
にHull特許は、他の実際的な理由がなけれらば低い粘性
の液体が好ましいことを示唆しているが、光硬化性液体
は一般に高粘性の液体である。理論上、ほとんど液体は
表面張力によって平らに広がるけれども、特にもし大き
な平な範囲か像形され、かつ液層の厚さが非常に薄いも
のであるならば、高粘性の液体のみならず低粘性の液体
でさえも、許容できる程度に平坦化するには過度の時間
を要する。先に形成された層が液体溜まりを取囲む固体
壁から構成される領域は、薄い液体層のコーティングの
平坦化工程をさらに増やすることになる。これに加え
て、プラットフォーム、並びに、片持ち梁のように突き
出た部分または梁を有する部品（先に形成された層部分
によりＺ方向に支持されていない範囲）の液体内の動き
は層に歪みを発生させ、最終物体を許容誤差範囲内にお
さまらなくする。重い透明液体がこの透明液体に浮くフ
ォトポリマの薄い平坦な層を生成するのに利用された実
施例において、フォトポリマ層を確実に平らにすること
は表面張力効果に大きく依存している。平坦な層を生成
するための、表面張力効果および２つの液体の比重の差
異に対する依存は、例えば連続層のコーティング中にお
ける硬化されたフォトポリマの角部のメニスカスの発
達、並びに、重い方の液体の実質的な吸着カップ型の持
上げを生み出す取り囲まりた領域を生成する物体の幾何
的配列のよるな他の表面張力効果により非常に複雑に絡
み合う。「水（または他の）解放コーティング」をCRT
および光ファイバの端面と共に用いることを提示した実
施例においては、解放コーティングを画面表面上に塗り
保持することができる方法が教示されていない。
Munz特許（1956年に付与された米国特許第2,775,758
号）と上記Scitex出願には、新たな液面んその前の層か
ら１層の厚さ分だけ上になるように、光形成可能な液体
をポンプまたは類似の装置により槽内に入れる方法が記
載されている。このような方法は、コーティング中の層
の歪みが軽減される点を除けば、Hull特許の方法が有す
る問題点を全て有する。
号）と上記Scitex出願には、新たな液面んその前の層か
ら１層の厚さ分だけ上になるように、光形成可能な液体
をポンプまたは類似の装置により槽内に入れる方法が記
載されている。このような方法は、コーティング中の層
の歪みが軽減される点を除けば、Hull特許の方法が有す
る問題点を全て有する。
上記Fudim特許には、放射線透過材の使用について記
載されており、液状のフォトポリマの表面を所望の形状
（恐らくは平坦な形状）にするため、放射線透過材は通
常固く、コーティングされるかあるいは、硬化されたフ
ォトポリマに対してもともと非粘着性である。したがっ
て、フォトポリマは所望の厚さだけ硬化される。Fudim
特許には、このような放射線透過材を、放射線透過材の
表面に密着して形成されるフォトポリマから分離する工
程に固有の問題には言及していない。一方、化学的結合
の影響は適正にコーティングすることにより、あるいは
適正なフィルムにより、著しく小さくなる。機械的な結
合、水素結合、真空の力等は依然として存在し、放射線
透過材の表面から分離する関、フォトポリマに傷が付い
たり、歪んだりすることが大いにあり得る。さらに、本
発明者は次のようなことを見出した。分離に抗する力
や、適度に非粘着性の放射線透過材に密着した状態で露
光され硬化された層からスライドさせ分離する際の力に
よって、特に、光成形可能な液体が回りに存在する場合
や、硬化された層が薄い場合、硬化された層が傷つき易
い。このような問題点を解決する方法はFudim特許には
記載されていない。
載されており、液状のフォトポリマの表面を所望の形状
（恐らくは平坦な形状）にするため、放射線透過材は通
常固く、コーティングされるかあるいは、硬化されたフ
ォトポリマに対してもともと非粘着性である。したがっ
て、フォトポリマは所望の厚さだけ硬化される。Fudim
特許には、このような放射線透過材を、放射線透過材の
表面に密着して形成されるフォトポリマから分離する工
程に固有の問題には言及していない。一方、化学的結合
の影響は適正にコーティングすることにより、あるいは
適正なフィルムにより、著しく小さくなる。機械的な結
合、水素結合、真空の力等は依然として存在し、放射線
透過材の表面から分離する関、フォトポリマに傷が付い
たり、歪んだりすることが大いにあり得る。さらに、本
発明者は次のようなことを見出した。分離に抗する力
や、適度に非粘着性の放射線透過材に密着した状態で露
光され硬化された層からスライドさせ分離する際の力に
よって、特に、光成形可能な液体が回りに存在する場合
や、硬化された層が薄い場合、硬化された層が傷つき易
い。このような問題点を解決する方法はFudim特許には
記載されていない。
児玉（日本の特開昭56（1981年）−144478号公報、後
に1981年11月10日に公告）公報においては、テフロンま
たはポリスチレンによりコートされた石英プレートにつ
いて言及しており、このコーティングは硬化された樹脂
をそのベース（石英プレート）から容易に除去させて構
築台（アルミシート）に優先的に接着させる解放剤とし
て作用する。この方法は、上述のFudim特許に言及され
た問題点を全て包含している。
に1981年11月10日に公告）公報においては、テフロンま
たはポリスチレンによりコートされた石英プレートにつ
いて言及しており、このコーティングは硬化された樹脂
をそのベース（石英プレート）から容易に除去させて構
築台（アルミシート）に優先的に接着させる解放剤とし
て作用する。この方法は、上述のFudim特許に言及され
た問題点を全て包含している。
Munz、先の児玉、Cubital、Hull等のような他の従来
例には、フォトポリマ表面の界面に雰囲気としての空気
が事実上含まれていると言えるかもしれないが、空気は
それらの明細書には要素として記載されていない。そし
て、この空気の存在、長所および組成物（先の明細書に
事実上含まれた）のより深い領域の空気の使用は、それ
らの明細書に含まれたも同然であるにもかかわらず記述
されていない。
例には、フォトポリマ表面の界面に雰囲気としての空気
が事実上含まれていると言えるかもしれないが、空気は
それらの明細書には要素として記載されていない。そし
て、この空気の存在、長所および組成物（先の明細書に
事実上含まれた）のより深い領域の空気の使用は、それ
らの明細書に含まれたも同然であるにもかかわらず記述
されていない。
デラウエア大学の機械工学部の1990年８月14日付けの
図書目録に公表された論文には、筆者であるHirschがフ
ォトポリマをプレートを通して露光させる際のプレート
として用いらるる多孔性の石英ガラスプレートの生成の
可能性を研究して無駄な努力に終わったことが記載され
ている。プレートを多孔性にする目的は、プレートと硬
化された層が分離するときに両者間に真空が発生しない
ように、空気をプレートと硬化された層の間に流入させ
ることである。この表面における重合を、プレートを透
過する空気または酸素が抑制して、解放を助けるらしい
ことも提起されていた。この努力は、紫外線透過の多孔
性プレートを入手するのが困難なためおおむね不成功に
終わった。しかし、またそれは、例えば非気孔領域にお
ける石英ガラスに対するポリマの接着と気孔の流れを止
める次のコーティング塗布に結果として生じるポリマの
架橋、真空力を軽減すると思われる空気を厳密に制限す
る非常に小さな気孔サイズの条件、並びに、フォトポリ
マが気孔に進入するのを防止するためあるいは空気を多
孔性プレートとフォトポリマ表面の界面に押し入れるた
めの駆動力または圧力の不足の関係をなおざりにしてい
る。
図書目録に公表された論文には、筆者であるHirschがフ
ォトポリマをプレートを通して露光させる際のプレート
として用いらるる多孔性の石英ガラスプレートの生成の
可能性を研究して無駄な努力に終わったことが記載され
ている。プレートを多孔性にする目的は、プレートと硬
化された層が分離するときに両者間に真空が発生しない
ように、空気をプレートと硬化された層の間に流入させ
ることである。この表面における重合を、プレートを透
過する空気または酸素が抑制して、解放を助けるらしい
ことも提起されていた。この努力は、紫外線透過の多孔
性プレートを入手するのが困難なためおおむね不成功に
終わった。しかし、またそれは、例えば非気孔領域にお
ける石英ガラスに対するポリマの接着と気孔の流れを止
める次のコーティング塗布に結果として生じるポリマの
架橋、真空力を軽減すると思われる空気を厳密に制限す
る非常に小さな気孔サイズの条件、並びに、フォトポリ
マが気孔に進入するのを防止するためあるいは空気を多
孔性プレートとフォトポリマ表面の界面に押し入れるた
めの駆動力または圧力の不足の関係をなおざりにしてい
る。
したがって、本発明の目的の一つは、好適には0.001i
nch/inch2の平坦度の液体光成形可能物質の好適には0.0
30inch以下の厚さの層を迅速に形成する方法および装置
を提供することであり、この方法および装置によって、
前記層の連続的コーティングおよび各コーティング後の
露光により３次元物体を製造するためのコーティング工
程の間、先に露光された層の歪みまたは損傷が最小にな
る。
nch/inch2の平坦度の液体光成形可能物質の好適には0.0
30inch以下の厚さの層を迅速に形成する方法および装置
を提供することであり、この方法および装置によって、
前記層の連続的コーティングおよび各コーティング後の
露光により３次元物体を製造するためのコーティング工
程の間、先に露光された層の歪みまたは損傷が最小にな
る。
発明の要約 本発明は、半透過性フィルムを利用することにより上
記問題点の独特の解決方法を提供するものであり、半透
過性フィルムは光成形可能組成物を透過させないが変形
可能コーティング混合物を透過させ、この変形可能コー
ティング混合物は、光成形可能組成物を非湿潤で非混和
である。変形可能コーティング混合物は、好適には拡散
効果によって半透過性フィルムからなる薄膜を透過し、
薄膜の光成形可能組成物側に薄いつるつるの表面を形成
し、これにより、化学的、機械的または水素結合等の付
着力が取除かれる。また本発明は、改良された層間接着
およびより適度なコーティングを提供するため、溶解し
た抑制剤の変形可能コーティング混合物および組成物内
での使用方法を教示している。さらに本発明は、凹部ま
たは大きなオリフィスがフィルムと先に形成された層の
間に形成され、光成形可能組成物をその凹部またはオリ
フィスを通過させる方法を教示しており、この方法によ
り、フィルムの光成形層からの分離中に発生する真空力
が実質的に減少する。
記問題点の独特の解決方法を提供するものであり、半透
過性フィルムは光成形可能組成物を透過させないが変形
可能コーティング混合物を透過させ、この変形可能コー
ティング混合物は、光成形可能組成物を非湿潤で非混和
である。変形可能コーティング混合物は、好適には拡散
効果によって半透過性フィルムからなる薄膜を透過し、
薄膜の光成形可能組成物側に薄いつるつるの表面を形成
し、これにより、化学的、機械的または水素結合等の付
着力が取除かれる。また本発明は、改良された層間接着
およびより適度なコーティングを提供するため、溶解し
た抑制剤の変形可能コーティング混合物および組成物内
での使用方法を教示している。さらに本発明は、凹部ま
たは大きなオリフィスがフィルムと先に形成された層の
間に形成され、光成形可能組成物をその凹部またはオリ
フィスを通過させる方法を教示しており、この方法によ
り、フィルムの光成形層からの分離中に発生する真空力
が実質的に減少する。
本発明は、光成形可能組成物の連続的な層により総体
をなす３次元物体を製造する方法であって、 ａ）第１表面および第２表面を有し実質的に透明で組成
物に対しては非透過性で不活性な半透過性フィルムを、
前記第１表面が作像側雰囲気に少なくとも部分的に接し
て前記第２表面が光成形可能組成物に少なくとも部分的
に接するように、配置する工程と、 ｂ）前記組成物の界面を組成物側雰囲気に接触させる工
程と、 ｃ）前記作像側雰囲気を、前記フィルム中を透過させ部
分的に光成形可能組成物層中に浸透させる工程と、 ｄ）前記光成形可能組成物層を、前記フィルムを通して
像様放射で露光し、光成形層および変形可能組成物解放
コーティングを作る工程と、 ｅ）前記フィルムを前記光成形層に対しスライドさせる
工程と、 ｆ）前記フィルムを、前記先に形成された光成形層と前
記フィルム第２表面の間に光成形可能組成物層が形成さ
れるように、配置する工程と、 ｇ）前記光成形層が前記３次元物体の総体をなすまで、
上記ｃ）〜ｆ）工程を繰り返す工程と、 を有することを特徴とする方法であり、 上記ａ）〜ｅ）の工程を実行することにより、一様な
層が形成される。
をなす３次元物体を製造する方法であって、 ａ）第１表面および第２表面を有し実質的に透明で組成
物に対しては非透過性で不活性な半透過性フィルムを、
前記第１表面が作像側雰囲気に少なくとも部分的に接し
て前記第２表面が光成形可能組成物に少なくとも部分的
に接するように、配置する工程と、 ｂ）前記組成物の界面を組成物側雰囲気に接触させる工
程と、 ｃ）前記作像側雰囲気を、前記フィルム中を透過させ部
分的に光成形可能組成物層中に浸透させる工程と、 ｄ）前記光成形可能組成物層を、前記フィルムを通して
像様放射で露光し、光成形層および変形可能組成物解放
コーティングを作る工程と、 ｅ）前記フィルムを前記光成形層に対しスライドさせる
工程と、 ｆ）前記フィルムを、前記先に形成された光成形層と前
記フィルム第２表面の間に光成形可能組成物層が形成さ
れるように、配置する工程と、 ｇ）前記光成形層が前記３次元物体の総体をなすまで、
上記ｃ）〜ｆ）工程を繰り返す工程と、 を有することを特徴とする方法であり、 上記ａ）〜ｅ）の工程を実行することにより、一様な
層が形成される。
なお、前記フィルムは、好ましくは、分子量遮断気孔
を有し前記組成物を実質的に濡らさないもの、拡張可能
な気孔を有し前記組成物を実質的に濡らさないもの、又
は、弾性を有し前記組成物を実質的に濡らさないもので
あり、例えばフルオロエラストマからなる。また、前記
作像側雰囲気および前記組成物側雰囲気は空気からなる
ものとすることができるが、前記作像側雰囲気は空気中
に含まれる通常の酸素濃度より高濃度の酸素を含有する
ものでもよく、前記組成物側雰囲気は空気中に含まれる
通常の不活性ガス濃度より高濃度の不活性ガスを含有す
るものでもよい。
を有し前記組成物を実質的に濡らさないもの、拡張可能
な気孔を有し前記組成物を実質的に濡らさないもの、又
は、弾性を有し前記組成物を実質的に濡らさないもので
あり、例えばフルオロエラストマからなる。また、前記
作像側雰囲気および前記組成物側雰囲気は空気からなる
ものとすることができるが、前記作像側雰囲気は空気中
に含まれる通常の酸素濃度より高濃度の酸素を含有する
ものでもよく、前記組成物側雰囲気は空気中に含まれる
通常の不活性ガス濃度より高濃度の不活性ガスを含有す
るものでもよい。
図面の簡単な説明 図１は、作像工程中の本発明の実施例における主要な
構成を示す図である。
構成を示す図である。
図２は、作像された層を次の光成形可能組成物層のた
めにスライドさせる工程中の本発明の好適な実施例を示
す図である。
めにスライドさせる工程中の本発明の好適な実施例を示
す図である。
図３は、部分的に接着した半透過性フィルムと共に多
孔性プレートをフィルムの光成形層からの分離工程に利
用した本発明の実施例を示す図である。
孔性プレートをフィルムの光成形層からの分離工程に利
用した本発明の実施例を示す図である。
発明の好ましい態様の説明 本発明は、光成形により３次元体を形成する方法およ
び装置に係り、特に、成形工程中の光成形層からの解放
機構を提供するのに有用な半透過性フィルムおよびコー
ティングを用いる方法および装置に関する。
び装置に係り、特に、成形工程中の光成形層からの解放
機構を提供するのに有用な半透過性フィルムおよびコー
ティングを用いる方法および装置に関する。
ここに記載された本発明の読者の正しい評価および理
解は、図面および図面の記載および以下に記載の作用を
参照することにより高められるであろう。
解は、図面および図面の記載および以下に記載の作用を
参照することにより高められるであろう。
図１において、102は第１表面102′、第２表面102″
を有する半透過性フィルムであり、半透過性フィルム10
2は、フィルム第２表面102″が光成形可能組成物104に
接触してフィルム第１表面102′が組成物104に接触しな
いように、テンターフレーム（tenter frame）106によ
り光成形可能な組成物104内に配置されている。フィル
ム102はテンターフレーム106によって所定形状に保持さ
れている。溶解した抑制剤（dissolved inhibitor）14
2′を含む変形可能コーティング混合物（deformable−c
oating−mixture）110′はフィルム第１表面102′側に
導入されている。また、フィルム透過した抑制剤142を
含む変形可能解放コーティング（deformable−release
−coating）110は、フィルム第２表面102″および光成
形可能組成物層（photoformable−composition−laye
r）112の間に位置している。この光成形可能組成物層11
2は、例えば溶解した抑制剤142′が半透過性フィルム10
2を通して拡散するため、光成形可能組成物104の濃度と
は異なる複数の組成濃度を有し得る。本発明において変
形可能な解放コーティングは１分子厚さ以上のコーティ
ングを意味しており、このコーティングはガス、液体、
および／またはゲルからなり、その形状は圧力または力
の付加により変化する。同様に、光成形可能な組成物
は、溶解したガス等を含み得る液体および／またはゲル
からなり、適当な放射源による露光時に、硬化したまた
は自身の粘度を増大させる。放射源114は、光成形可能
組成物層112を硬化させるフォトマスク116を通して光成
形可能な組成物層112の特定の領域を照射する。光成形
可能組成物層112が光成形され、（複数の）光成形層122
を作り出した後、放射源114のスイッチが切られ、また
は、その照射が遮断され、テンターフレーム106および
フィルム102はフレーム組み立て体移動手段118により光
成形層122の表面に対して（説明を簡単にするため図１
の矢印方向に）スライドされる。次いで、プラットフォ
ーム120および先に形成済の（複数の）光成形層（photo
formed layer）122は、少なくとも光成形可能組成物層
の一層分の厚さだけ、プラットフォーム移動手段124に
よりフィルム102の元の表面およびと透過済変形可能解
放コーティング（permeated−deformable−release coa
ting）110に対して移動する。先に形成済の光形成層122
がプラットフォーム移動手段124により移動された後、
フレーム組み立て体移動手段118は、フィルム102および
テンターフレーム106を、近傍の光成形可能な組成物104
が移動して新たな光成形可能組成物層112が形成される
ような位置に実質的に移動させる。上記工程は所望の３
次元物体が形成されるまで続けられる。図１に示される
実施例において、光成形可能な組成物104は容器126に収
納されている。光成形可能な組成物104は組成物／雰囲
気界面153を形成する。この組成物／雰囲気界面153の上
には組成物側雰囲気（composition atmosphere）152が
存在する。テンターフレーム106により形状が保持され
たフィルム102および変形可能コーティング層110′の上
には、組成物側雰囲気152とは異なる作像側雰囲気（ima
ging atmosphere）156が存在する。
を有する半透過性フィルムであり、半透過性フィルム10
2は、フィルム第２表面102″が光成形可能組成物104に
接触してフィルム第１表面102′が組成物104に接触しな
いように、テンターフレーム（tenter frame）106によ
り光成形可能な組成物104内に配置されている。フィル
ム102はテンターフレーム106によって所定形状に保持さ
れている。溶解した抑制剤（dissolved inhibitor）14
2′を含む変形可能コーティング混合物（deformable−c
oating−mixture）110′はフィルム第１表面102′側に
導入されている。また、フィルム透過した抑制剤142を
含む変形可能解放コーティング（deformable−release
−coating）110は、フィルム第２表面102″および光成
形可能組成物層（photoformable−composition−laye
r）112の間に位置している。この光成形可能組成物層11
2は、例えば溶解した抑制剤142′が半透過性フィルム10
2を通して拡散するため、光成形可能組成物104の濃度と
は異なる複数の組成濃度を有し得る。本発明において変
形可能な解放コーティングは１分子厚さ以上のコーティ
ングを意味しており、このコーティングはガス、液体、
および／またはゲルからなり、その形状は圧力または力
の付加により変化する。同様に、光成形可能な組成物
は、溶解したガス等を含み得る液体および／またはゲル
からなり、適当な放射源による露光時に、硬化したまた
は自身の粘度を増大させる。放射源114は、光成形可能
組成物層112を硬化させるフォトマスク116を通して光成
形可能な組成物層112の特定の領域を照射する。光成形
可能組成物層112が光成形され、（複数の）光成形層122
を作り出した後、放射源114のスイッチが切られ、また
は、その照射が遮断され、テンターフレーム106および
フィルム102はフレーム組み立て体移動手段118により光
成形層122の表面に対して（説明を簡単にするため図１
の矢印方向に）スライドされる。次いで、プラットフォ
ーム120および先に形成済の（複数の）光成形層（photo
formed layer）122は、少なくとも光成形可能組成物層
の一層分の厚さだけ、プラットフォーム移動手段124に
よりフィルム102の元の表面およびと透過済変形可能解
放コーティング（permeated−deformable−release coa
ting）110に対して移動する。先に形成済の光形成層122
がプラットフォーム移動手段124により移動された後、
フレーム組み立て体移動手段118は、フィルム102および
テンターフレーム106を、近傍の光成形可能な組成物104
が移動して新たな光成形可能組成物層112が形成される
ような位置に実質的に移動させる。上記工程は所望の３
次元物体が形成されるまで続けられる。図１に示される
実施例において、光成形可能な組成物104は容器126に収
納されている。光成形可能な組成物104は組成物／雰囲
気界面153を形成する。この組成物／雰囲気界面153の上
には組成物側雰囲気（composition atmosphere）152が
存在する。テンターフレーム106により形状が保持され
たフィルム102および変形可能コーティング層110′の上
には、組成物側雰囲気152とは異なる作像側雰囲気（ima
ging atmosphere）156が存在する。
図２は本発明の好適な実施例を示す図である。この実
施例において、202は半透過性透明フィルムであり、半
透過性透明フィルム202は第１表面202′および第２表面
202″を有している。フィルム第２表面202″は光成形可
能な組成物204に対向しており、フィルム第１表面202′
は透明プレート232に対向している。透明プレート232は
第１プレート面232′および第２プレート面232″を有し
ており、第１プレート面232′は組成物204と対向し、第
２プレート232″は組成物204の逆側に対向している。フ
ィルム202はプレート232の形状に従って張られ、フィル
ム202およびプレート232の両方は、（解り易くするため
図示しないがネジやレバー等の）固定手段を用いて組成
物204の容器としても用いられているフレーム207に圧縮
フランジ234によって固定されている。この結果、フィ
ルム202およびプレート232は封止され、光成形可能な組
成物204はフレーム207からフィルム202とフレーム207の
間に漏れることは無く、そして圧力がフィルム202とプ
レート232間の漏り無しに維持される。変形可能コーテ
ィング混合物210′はフィルム202とプレート232の間を
第１チューブ230′および第２チューブ230″を通して導
入される。第１チューブ230′および第２チューブ230″
とプレート232の間は漏れが確実に防止されるように封
止されている。第１、第２チューブ230′、230″は補給
機構254′および第２補給機構254″にそれぞれ接続され
ている。第１、第２補給機構254′、254″のそれぞれは
透過性チューブ（porous tube）238、チューブスクリー
ン240、濃縮された抑制剤242″、溶解した抑制剤24
2′、移送液211、フラスコ246および抑制剤供給部244か
ら構成される。第１、第２補充機構254′、254″の透過
性チューブ238はフレキシブルチューブ258を通して互い
に連結されている。フレキシブルチューブ258は、フレ
キシブルチューブ258が分割され、溶解した抑制剤242′
が絞り点237を流れるのが防止されるよるに、絞りロー
ラ246によってフレーム207の一部分に対して絞られてい
る。変形可能コーティング混合物210′は溶解した抑制
剤242′と一緒にフィルム202を透過し、抑制剤242と共
に透過した変形可能コーティング210がフィルム202と組
成物204の間のフィルム第２表面202″上に形成される。
プレート232には凹部領域232が存在する。ウエッジ（we
dge）248は、プレート232とフレーム207の間に固定され
たフィルム202とプレート232の間の空間が二つの室、す
なわち第１室250′および第２室250″に分割されるよう
に、凹部領域232に設定されている。フレーム207の上に
は組成物側雰囲気252が存在する。（フレーム207、プレ
ート232、第１、第２室250′、250″、組成物204、圧縮
フランジ234、第１、第２チューブ230′、230″、凹部2
28、ウエッジ248およびフレキシブルチューブ258の一部
分から構成される）フレーム組み立て体は、絞りローラ
236、放射源214、フォトマスク216、光成形層222、プラ
ットフォーム220およびプラットフォーム移動手段224に
対して、第１プレート面232′にほぼ平行な方向に、フ
レーム組み立て体移動手段218によって移動する。プラ
ットフォーム移動手段224は、プラットフォーム220およ
びどの光成形層222も第１プレート面232′にほぼ垂直な
方向に移動する。プラットフォーム220または先に形成
済の光成形層222が、プラットフォーム204または光成形
層222と透過済変形可能解放コーティング210との間に一
層分の厚さの光成形可能な組成物204の領域の確保する
と、フォトマスク216を通した放射源214により露光に備
えて、その領域には光成形可能組成物層212が存在する
ことになる。この光成形可能組成物層212は、光成形可
能な組成物204の濃度、例えばコーティング210を通して
光成形可能組成物層212に拡散した溶解ガスまたは溶解
抑制剤242により濃度とは異なった濃度を有する。
施例において、202は半透過性透明フィルムであり、半
透過性透明フィルム202は第１表面202′および第２表面
202″を有している。フィルム第２表面202″は光成形可
能な組成物204に対向しており、フィルム第１表面202′
は透明プレート232に対向している。透明プレート232は
第１プレート面232′および第２プレート面232″を有し
ており、第１プレート面232′は組成物204と対向し、第
２プレート232″は組成物204の逆側に対向している。フ
ィルム202はプレート232の形状に従って張られ、フィル
ム202およびプレート232の両方は、（解り易くするため
図示しないがネジやレバー等の）固定手段を用いて組成
物204の容器としても用いられているフレーム207に圧縮
フランジ234によって固定されている。この結果、フィ
ルム202およびプレート232は封止され、光成形可能な組
成物204はフレーム207からフィルム202とフレーム207の
間に漏れることは無く、そして圧力がフィルム202とプ
レート232間の漏り無しに維持される。変形可能コーテ
ィング混合物210′はフィルム202とプレート232の間を
第１チューブ230′および第２チューブ230″を通して導
入される。第１チューブ230′および第２チューブ230″
とプレート232の間は漏れが確実に防止されるように封
止されている。第１、第２チューブ230′、230″は補給
機構254′および第２補給機構254″にそれぞれ接続され
ている。第１、第２補給機構254′、254″のそれぞれは
透過性チューブ（porous tube）238、チューブスクリー
ン240、濃縮された抑制剤242″、溶解した抑制剤24
2′、移送液211、フラスコ246および抑制剤供給部244か
ら構成される。第１、第２補充機構254′、254″の透過
性チューブ238はフレキシブルチューブ258を通して互い
に連結されている。フレキシブルチューブ258は、フレ
キシブルチューブ258が分割され、溶解した抑制剤242′
が絞り点237を流れるのが防止されるよるに、絞りロー
ラ246によってフレーム207の一部分に対して絞られてい
る。変形可能コーティング混合物210′は溶解した抑制
剤242′と一緒にフィルム202を透過し、抑制剤242と共
に透過した変形可能コーティング210がフィルム202と組
成物204の間のフィルム第２表面202″上に形成される。
プレート232には凹部領域232が存在する。ウエッジ（we
dge）248は、プレート232とフレーム207の間に固定され
たフィルム202とプレート232の間の空間が二つの室、す
なわち第１室250′および第２室250″に分割されるよう
に、凹部領域232に設定されている。フレーム207の上に
は組成物側雰囲気252が存在する。（フレーム207、プレ
ート232、第１、第２室250′、250″、組成物204、圧縮
フランジ234、第１、第２チューブ230′、230″、凹部2
28、ウエッジ248およびフレキシブルチューブ258の一部
分から構成される）フレーム組み立て体は、絞りローラ
236、放射源214、フォトマスク216、光成形層222、プラ
ットフォーム220およびプラットフォーム移動手段224に
対して、第１プレート面232′にほぼ平行な方向に、フ
レーム組み立て体移動手段218によって移動する。プラ
ットフォーム移動手段224は、プラットフォーム220およ
びどの光成形層222も第１プレート面232′にほぼ垂直な
方向に移動する。プラットフォーム220または先に形成
済の光成形層222が、プラットフォーム204または光成形
層222と透過済変形可能解放コーティング210との間に一
層分の厚さの光成形可能な組成物204の領域の確保する
と、フォトマスク216を通した放射源214により露光に備
えて、その領域には光成形可能組成物層212が存在する
ことになる。この光成形可能組成物層212は、光成形可
能な組成物204の濃度、例えばコーティング210を通して
光成形可能組成物層212に拡散した溶解ガスまたは溶解
抑制剤242により濃度とは異なった濃度を有する。
図２に示される装置の操作は以下に示される。
光成形可能な組成物204がフレーム207に配置される。
フレーム207の脇から組成物204がこぼれないような範囲
であれば、フレーム207を地球の重力に対して水平に配
置する必要はない。完全な物体を成形することができ、
かつ、移動手段218または224による移動の間に組成物側
雰囲気252の気泡がプラットフォーム220とプレート232
の間に入り込まないようにするには、充分な量の組成物
205がフレーム207に収納されていることだけが必要であ
る。もし必要ならば、光成形可能な組成物層204を補充
する補充手段（図示しない）を設けてもよい。第１、第
２室250′、250″は、一方の室、例えば第１室250′か
ら変形可能コーティング混合物210′およびこの混合物
に溶解した抑制剤242′が流出するとき、その変形可能
コーティング混合物210′および溶解抑制剤242′が残り
の第２室250″に流入するように、変形可能コーティン
グ混合物210′および溶解抑制剤242′により満たされて
いる。これは、フレーム組み立て体移動手段218が（前
述のように構成される）フレーム組み立て体を移動する
ときの、フレーム207に対する絞りローラ236および絞り
フレキシブルチューブ258のポンピング動作に起因する
ものであり、これにより、上述したように第１、第２室
250′、250″に連結されたフレキシブルチューブ258の
容量が変化する。したがって、（前述のように構成され
る）フレーム組み立て体がフレーム組み立て体移動手段
218により図２の右方向に移動するにつれて、絞りロー
ラ236は、第２室250″に第２補給機構254″および第２
チューブ230″を介して連結されたフレキシブルチュー
ブ258の容積を絞って減少させる。変形可能コーティン
グ混合物210′および溶解した抑制剤242′が第２室25
0″に流入することにより、第２室250″が膨れる。好適
な実施例においては、フィルム202は永久的な変形をす
ることなく、膨らみ、または、平坦になることができる
弾性材から構成されるとよい。第１室側では、（前述の
ように構成される）フレーム組み立て体が右方向に移動
する間、第１室250′に第１補給機構254′および第１チ
ューブ230′を通して連通する部分のフレキシブルチュ
ーブ258の容積は増大し、これにより変形可能なコーテ
ィング混合物210′および溶解した抑制剤242′が第１室
250′から抜出され、第１室側のフィルム202が平坦にな
る。（前述のように構成される）フレーム組み立て体が
図２の右方向に移動するにつれて、フレキシブルチュー
ブ258の容積は変化し、変形可能なコーティング混合物2
10′は流動し、第１、第２室250′、250″の間の膨らみ
／平坦になる関係は上述の場合とは逆転する。（前述の
ように構成される）フレーム組み立て体が移動し、変形
可能コーティング混合物210′および溶解した抑制剤24
2′を第１、第２室250′、250″に送り出し、または、
これら室から汲み出すと、変形可能コーティング混合物
210′および溶解した抑制剤242′は第１、第２補給機構
254′、254″をそれぞれ通過する。第１、第２補給機構
254′、254″の内部では、濃縮抑制剤242″が変形可能
コーティング混合物210′に拡散手段によって拡散する
間は、透過性チューブ238がコーティング混合物210′、
242′の流動を抑制する。さらに後述する透過性チュー
ブ238は、相対圧力を実質的に抑えることができるが、
相対的真空になっているときには崩壊する可能性があ
る。透過性チューブ238の内部が相対的に真空になって
いるときには、チューブスクリーン240により透過性チ
ューブ238の崩壊が防止される。また、光成形工程の
間、透過した抑制剤242は消費されるので、変形可能コ
ーティング混合物210′からフィルム202を通しての溶解
した抑制剤242′の拡散が生じ、これにより、溶解した
抑制剤242′の濃度が減少する。補給機構254′、254″
においては、抑制剤供給器244は、フラスコ246内での移
送液211の濃縮抑制剤242″濃度を相対的に高いレベルに
維持する。この結果、（上述したフレキシブルチューブ
242′の容積変化に伴う）変形可能コーティング混合物2
10′および溶解した抑制剤242′の透過性チューブ238を
通しての拡散および流動により、濃縮抑制剤242″は低
濃度の溶解した抑制剤242′を補給する。次いで、溶解
した抑制剤242″は透過済抑制剤242の濃度を補充するた
めにフィルム202を透過し、そして、光成形可能な組成
物層212中に拡散する。
フレーム207の脇から組成物204がこぼれないような範囲
であれば、フレーム207を地球の重力に対して水平に配
置する必要はない。完全な物体を成形することができ、
かつ、移動手段218または224による移動の間に組成物側
雰囲気252の気泡がプラットフォーム220とプレート232
の間に入り込まないようにするには、充分な量の組成物
205がフレーム207に収納されていることだけが必要であ
る。もし必要ならば、光成形可能な組成物層204を補充
する補充手段（図示しない）を設けてもよい。第１、第
２室250′、250″は、一方の室、例えば第１室250′か
ら変形可能コーティング混合物210′およびこの混合物
に溶解した抑制剤242′が流出するとき、その変形可能
コーティング混合物210′および溶解抑制剤242′が残り
の第２室250″に流入するように、変形可能コーティン
グ混合物210′および溶解抑制剤242′により満たされて
いる。これは、フレーム組み立て体移動手段218が（前
述のように構成される）フレーム組み立て体を移動する
ときの、フレーム207に対する絞りローラ236および絞り
フレキシブルチューブ258のポンピング動作に起因する
ものであり、これにより、上述したように第１、第２室
250′、250″に連結されたフレキシブルチューブ258の
容量が変化する。したがって、（前述のように構成され
る）フレーム組み立て体がフレーム組み立て体移動手段
218により図２の右方向に移動するにつれて、絞りロー
ラ236は、第２室250″に第２補給機構254″および第２
チューブ230″を介して連結されたフレキシブルチュー
ブ258の容積を絞って減少させる。変形可能コーティン
グ混合物210′および溶解した抑制剤242′が第２室25
0″に流入することにより、第２室250″が膨れる。好適
な実施例においては、フィルム202は永久的な変形をす
ることなく、膨らみ、または、平坦になることができる
弾性材から構成されるとよい。第１室側では、（前述の
ように構成される）フレーム組み立て体が右方向に移動
する間、第１室250′に第１補給機構254′および第１チ
ューブ230′を通して連通する部分のフレキシブルチュ
ーブ258の容積は増大し、これにより変形可能なコーテ
ィング混合物210′および溶解した抑制剤242′が第１室
250′から抜出され、第１室側のフィルム202が平坦にな
る。（前述のように構成される）フレーム組み立て体が
図２の右方向に移動するにつれて、フレキシブルチュー
ブ258の容積は変化し、変形可能なコーティング混合物2
10′は流動し、第１、第２室250′、250″の間の膨らみ
／平坦になる関係は上述の場合とは逆転する。（前述の
ように構成される）フレーム組み立て体が移動し、変形
可能コーティング混合物210′および溶解した抑制剤24
2′を第１、第２室250′、250″に送り出し、または、
これら室から汲み出すと、変形可能コーティング混合物
210′および溶解した抑制剤242′は第１、第２補給機構
254′、254″をそれぞれ通過する。第１、第２補給機構
254′、254″の内部では、濃縮抑制剤242″が変形可能
コーティング混合物210′に拡散手段によって拡散する
間は、透過性チューブ238がコーティング混合物210′、
242′の流動を抑制する。さらに後述する透過性チュー
ブ238は、相対圧力を実質的に抑えることができるが、
相対的真空になっているときには崩壊する可能性があ
る。透過性チューブ238の内部が相対的に真空になって
いるときには、チューブスクリーン240により透過性チ
ューブ238の崩壊が防止される。また、光成形工程の
間、透過した抑制剤242は消費されるので、変形可能コ
ーティング混合物210′からフィルム202を通しての溶解
した抑制剤242′の拡散が生じ、これにより、溶解した
抑制剤242′の濃度が減少する。補給機構254′、254″
においては、抑制剤供給器244は、フラスコ246内での移
送液211の濃縮抑制剤242″濃度を相対的に高いレベルに
維持する。この結果、（上述したフレキシブルチューブ
242′の容積変化に伴う）変形可能コーティング混合物2
10′および溶解した抑制剤242′の透過性チューブ238を
通しての拡散および流動により、濃縮抑制剤242″は低
濃度の溶解した抑制剤242′を補給する。次いで、溶解
した抑制剤242″は透過済抑制剤242の濃度を補充するた
めにフィルム202を透過し、そして、光成形可能な組成
物層212中に拡散する。
光成形層222の成形に備えて、例えば、（前述のよう
に構成される）フレーム組み立て体がフレーム組み立て
体移動手段218により図２の右方向に移動し、プラット
フォーム220はプレート第１面232′の平坦な領域に対向
する。プラットフォーム220は、光成形可能な組成物層2
12が形成される位置にプラットフォーム移動手段224に
より移動する。放射源214およびフォトマスク216は、実
質的に平行光線で、プレート232（放射源214によるプレ
ート232の照射を実質的に限定するのはフォトマスク216
だけである）、変形可能コーティング混合物210′およ
び溶解した抑制剤242′、フィルム202、並びに、透過済
変形可能組成物解放コーティング210および透過済抑制
剤242を通して光成形可能組成物層212を照射すことがで
きるように、配置されている。像様露光は、光成形層22
2が形成されるよう実質的に充分になされ、光成形層の
複数部分はプラットフォーム220に接着する。好ましく
は、プラットフォーム移動手段224はプラットフォーム2
20およびプラットフォームに接着した光成形層222を、
プレート232から光成形可能組成物層の１層分の距離移
動させる。この結果通常は、フィルム202、透過済変形
可能解放コーティング210、透過した抑制剤242、変形可
能コーティング混合物210′および溶解した抑制剤242′
が、フレキシブルチューブ258に形成される相対的真空
に打ち勝って実質的に隆起する。次いで、または、同時
に、フレーム組み立て体移動手段218はフレーム組み立
て体（前述したように構成される）を図２の左方向に移
動させる。この移動により、光成形層222の複数部分
は、フィルム202および透過済変形可能解放コーティン
グ210が光成形層222から実質的に分離される凹部228の
角に到達する。光成形可能な組成物204は、凹部228を通
して実質的に容易に流動し、光成形層222とフィルム202
の間の分離線における隙間を満たす。光成形層222が凹
部228の図２の右側角を通過するとき、新たな光成形可
能な組成物層212が第２室250″上に形成される。この新
たな光成形可能な組成物層212の形成によって、（上述
した理由により）第２室250″は潰れ、フィルム202およ
びコーティング混合物がこの領域のプレート232の実質
的に平坦な形状に一致する。この点から、他の像様露光
を、新たな光成形層222の複数部分が先に形成済の光成
形層222に接着するように実質的に充分に行うことがで
きる。光成形可能な組成物204の片方側をコーティング
し、同じ側で像様露光を行い、光成形層222をフィルム2
02から分離させる上記工程が、物体の形成に必要な全て
の光成形層222が形成されるまで繰り返される。
に構成される）フレーム組み立て体がフレーム組み立て
体移動手段218により図２の右方向に移動し、プラット
フォーム220はプレート第１面232′の平坦な領域に対向
する。プラットフォーム220は、光成形可能な組成物層2
12が形成される位置にプラットフォーム移動手段224に
より移動する。放射源214およびフォトマスク216は、実
質的に平行光線で、プレート232（放射源214によるプレ
ート232の照射を実質的に限定するのはフォトマスク216
だけである）、変形可能コーティング混合物210′およ
び溶解した抑制剤242′、フィルム202、並びに、透過済
変形可能組成物解放コーティング210および透過済抑制
剤242を通して光成形可能組成物層212を照射すことがで
きるように、配置されている。像様露光は、光成形層22
2が形成されるよう実質的に充分になされ、光成形層の
複数部分はプラットフォーム220に接着する。好ましく
は、プラットフォーム移動手段224はプラットフォーム2
20およびプラットフォームに接着した光成形層222を、
プレート232から光成形可能組成物層の１層分の距離移
動させる。この結果通常は、フィルム202、透過済変形
可能解放コーティング210、透過した抑制剤242、変形可
能コーティング混合物210′および溶解した抑制剤242′
が、フレキシブルチューブ258に形成される相対的真空
に打ち勝って実質的に隆起する。次いで、または、同時
に、フレーム組み立て体移動手段218はフレーム組み立
て体（前述したように構成される）を図２の左方向に移
動させる。この移動により、光成形層222の複数部分
は、フィルム202および透過済変形可能解放コーティン
グ210が光成形層222から実質的に分離される凹部228の
角に到達する。光成形可能な組成物204は、凹部228を通
して実質的に容易に流動し、光成形層222とフィルム202
の間の分離線における隙間を満たす。光成形層222が凹
部228の図２の右側角を通過するとき、新たな光成形可
能な組成物層212が第２室250″上に形成される。この新
たな光成形可能な組成物層212の形成によって、（上述
した理由により）第２室250″は潰れ、フィルム202およ
びコーティング混合物がこの領域のプレート232の実質
的に平坦な形状に一致する。この点から、他の像様露光
を、新たな光成形層222の複数部分が先に形成済の光成
形層222に接着するように実質的に充分に行うことがで
きる。光成形可能な組成物204の片方側をコーティング
し、同じ側で像様露光を行い、光成形層222をフィルム2
02から分離させる上記工程が、物体の形成に必要な全て
の光成形層222が形成されるまで繰り返される。
フィルムは光成形可能な組成物を透過させないもの
で、しかもこの組成物に対して実質的に不活性であるの
が好ましい。このフィルムの非透過性は、放射により光
成形されるところはどこでも、光成形組成物がフィルム
の組成物との接触面から、フィルムの他方の面に移るの
を防止、または、フィルムの気孔内に侵入するのを防止
する。このようなフィルムの例としては、例えばポリプ
ロピレン（例えば、Hercules Inc.,Wilmington Deによ
り製造されているようもの）、テフロンPFA（登録商
標）、テフロンTFE（登録商標）（例えば、E.I.Dupont
De Nemours Inc.,Wilmington Deにより製造されたよう
なもの）、あるいは、ポリエチレン等または若干数の重
合体および共重合体フィルムの何れかから構成されるも
のがある。幾つかのフィルム、例えば分子透過性薄膜
（例えばSpectrum Medical Industries,Los Angeles,CA
により製造されたようなもの）は、気孔断面より大きな
サイズの分子がフィルム透過するのが防止される間に、
低分子量の分子がフィルムを通過するのを許容する既知
の気孔サイズが記載された本発明の幾つかの出願に適し
ていることを立証している。このような出願のものにと
っては、組成物の分子サイズが気孔サイズより大きいこ
とが所望され、また変形可能コーティング混合物（後述
するような）および拡散した抑制剤の分子量が気孔サイ
ズより小さな分子サイズのものであることが望まれる。
この場合、変形可能コーティング混合物は例えば毛細管
現象によりフィルムを透過することができる。図２の実
施例の場合、好適な透過性チューブ238は、100〜500範
囲の分子量断面を有する連続的な／部分的な分子透過性
薄膜チューブである。これらの透過性チューブ238は、
かなりの高圧に耐え、そして移送液211または変形可能
コーティング混合物210′を実質的に拡散させることな
く、濃縮抑制剤242″、例えば濃縮酸素を拡散させる。
さらにフィルムは光成形可能な組成物または光成形層の
分子極性とは実質的に異なる分子極性のものが好適であ
り、このため組成物および光成形層がフィルムを濡らさ
ないのに役立つ。このことは、以下の幾つかの理由によ
り利点になる。すなわち、フィルムの組成物に対する濡
れ性の欠如は、組成物の光成形の間、フィルムに接着す
る組成物部分を減少させる。そして、どのようなフィル
ムでもある程度またはある分子サイズに対して透過性を
有するが、表面張力効果が組成物の気孔を通しての流入
または流出の防止に役立つので、フィルムに対する組成
物の濡れ性の欠如がフィルムに対する透過性を減少させ
ることになる。（このような技術は、多くの製品、例え
ばGore Associates Inc.,Newark,DE.により製造された
ゴアテックス（登録商標）に基づくものである。） 好適には、フィルムは、光成形可能な組成物に対向す
るフィルム表面に対する透明プレートの配置によって、
光成形可能な組成物に浸された状態を保持され、特定の
形状、好ましくは平坦形状に実質的に保持される。図２
に示される好適な例においては、放射源214としては紫
外線源が好適であり、プレート232は、例えば石英、石
英ガラス、ウォーターホワイトガラス、または、使用波
長を実質的に透過させかつ実質的に良好な光学特性を有
する材料から通常は構成される。放射の他の形態として
は、例えばマイクロ波、誘電性励磁（dielecric excita
tion）があり、もしプレート材料が実質的に放射を透過
させ、電磁場の低歪みを実質的に誘発するとき、プラス
チックまたは同等の材料が適当なプレート材料になる。
または、図１の実施例の場合、フィルム102がテンター
フレーム106の使用により特定の形状に保持されてもよ
く、またはフィルム102が所望の形状を有するととも
に、フレーム106を不要にするのに必要な堅さを有して
もよい。本発明の目的のため、図２において、フィルム
202に接する実質的に平坦なプレート2323は好適である
が、プレート232は、光成形層222からフィルム202のス
ライドを許容し、スライド時にフィルム202および光成
形層222の間の真空力損はないように湾曲していてもよ
く、フィルム202は好適には（上述の218、236および258
から構成される）真空手段により引っ張られて、確実に
プレート232の形状に一致し接触する。プレート232は、
大きなまたは小さな光成形層の製造に必要な有用なサイ
ズであってもよい。またプレートは例えば光学ファイバ
であってもよい。
で、しかもこの組成物に対して実質的に不活性であるの
が好ましい。このフィルムの非透過性は、放射により光
成形されるところはどこでも、光成形組成物がフィルム
の組成物との接触面から、フィルムの他方の面に移るの
を防止、または、フィルムの気孔内に侵入するのを防止
する。このようなフィルムの例としては、例えばポリプ
ロピレン（例えば、Hercules Inc.,Wilmington Deによ
り製造されているようもの）、テフロンPFA（登録商
標）、テフロンTFE（登録商標）（例えば、E.I.Dupont
De Nemours Inc.,Wilmington Deにより製造されたよう
なもの）、あるいは、ポリエチレン等または若干数の重
合体および共重合体フィルムの何れかから構成されるも
のがある。幾つかのフィルム、例えば分子透過性薄膜
（例えばSpectrum Medical Industries,Los Angeles,CA
により製造されたようなもの）は、気孔断面より大きな
サイズの分子がフィルム透過するのが防止される間に、
低分子量の分子がフィルムを通過するのを許容する既知
の気孔サイズが記載された本発明の幾つかの出願に適し
ていることを立証している。このような出願のものにと
っては、組成物の分子サイズが気孔サイズより大きいこ
とが所望され、また変形可能コーティング混合物（後述
するような）および拡散した抑制剤の分子量が気孔サイ
ズより小さな分子サイズのものであることが望まれる。
この場合、変形可能コーティング混合物は例えば毛細管
現象によりフィルムを透過することができる。図２の実
施例の場合、好適な透過性チューブ238は、100〜500範
囲の分子量断面を有する連続的な／部分的な分子透過性
薄膜チューブである。これらの透過性チューブ238は、
かなりの高圧に耐え、そして移送液211または変形可能
コーティング混合物210′を実質的に拡散させることな
く、濃縮抑制剤242″、例えば濃縮酸素を拡散させる。
さらにフィルムは光成形可能な組成物または光成形層の
分子極性とは実質的に異なる分子極性のものが好適であ
り、このため組成物および光成形層がフィルムを濡らさ
ないのに役立つ。このことは、以下の幾つかの理由によ
り利点になる。すなわち、フィルムの組成物に対する濡
れ性の欠如は、組成物の光成形の間、フィルムに接着す
る組成物部分を減少させる。そして、どのようなフィル
ムでもある程度またはある分子サイズに対して透過性を
有するが、表面張力効果が組成物の気孔を通しての流入
または流出の防止に役立つので、フィルムに対する組成
物の濡れ性の欠如がフィルムに対する透過性を減少させ
ることになる。（このような技術は、多くの製品、例え
ばGore Associates Inc.,Newark,DE.により製造された
ゴアテックス（登録商標）に基づくものである。） 好適には、フィルムは、光成形可能な組成物に対向す
るフィルム表面に対する透明プレートの配置によって、
光成形可能な組成物に浸された状態を保持され、特定の
形状、好ましくは平坦形状に実質的に保持される。図２
に示される好適な例においては、放射源214としては紫
外線源が好適であり、プレート232は、例えば石英、石
英ガラス、ウォーターホワイトガラス、または、使用波
長を実質的に透過させかつ実質的に良好な光学特性を有
する材料から通常は構成される。放射の他の形態として
は、例えばマイクロ波、誘電性励磁（dielecric excita
tion）があり、もしプレート材料が実質的に放射を透過
させ、電磁場の低歪みを実質的に誘発するとき、プラス
チックまたは同等の材料が適当なプレート材料になる。
または、図１の実施例の場合、フィルム102がテンター
フレーム106の使用により特定の形状に保持されてもよ
く、またはフィルム102が所望の形状を有するととも
に、フレーム106を不要にするのに必要な堅さを有して
もよい。本発明の目的のため、図２において、フィルム
202に接する実質的に平坦なプレート2323は好適である
が、プレート232は、光成形層222からフィルム202のス
ライドを許容し、スライド時にフィルム202および光成
形層222の間の真空力損はないように湾曲していてもよ
く、フィルム202は好適には（上述の218、236および258
から構成される）真空手段により引っ張られて、確実に
プレート232の形状に一致し接触する。プレート232は、
大きなまたは小さな光成形層の製造に必要な有用なサイ
ズであってもよい。またプレートは例えば光学ファイバ
であってもよい。
本発明の目的のため、フィルムはエラストメトリック
フィルムであるのが好ましく、その理由はこのようなフ
ィルムは所望の形状により素速く一致し、例えばシリコ
ンのようなフィルムは、たとえ浸透分子の分子サイズが
気孔または孔サイズより大きい場合であっても、高い拡
散計数を有する傾向にある。フィルムがポリマ連鎖の移
動性（polymer chain mobility）を有している場合、浸
透分子はしばしば一時的にフィルムの孔を広げる。この
ように、浸透分子はポリマ連鎖を傍らに移動させ、拡大
された孔または気孔を押分けて進むことができる。エラ
ストメリックフィルムは、孔を広げて浸透性能を高める
さらに一層大きな連鎖の移動性を有し、それ故に、浸透
物の拡散を増長させる。さらに、この浸透性を高めるこ
とは可塑剤を存在させることであり、可塑剤としては、
例えばフィルム連鎖の移動性を増加させて膨張を生じさ
せる変形可能コーティング混合物があり、この可塑剤の
存在により、フィルム中の浸透物の透過を容易にさせ
る。
フィルムであるのが好ましく、その理由はこのようなフ
ィルムは所望の形状により素速く一致し、例えばシリコ
ンのようなフィルムは、たとえ浸透分子の分子サイズが
気孔または孔サイズより大きい場合であっても、高い拡
散計数を有する傾向にある。フィルムがポリマ連鎖の移
動性（polymer chain mobility）を有している場合、浸
透分子はしばしば一時的にフィルムの孔を広げる。この
ように、浸透分子はポリマ連鎖を傍らに移動させ、拡大
された孔または気孔を押分けて進むことができる。エラ
ストメリックフィルムは、孔を広げて浸透性能を高める
さらに一層大きな連鎖の移動性を有し、それ故に、浸透
物の拡散を増長させる。さらに、この浸透性を高めるこ
とは可塑剤を存在させることであり、可塑剤としては、
例えばフィルム連鎖の移動性を増加させて膨張を生じさ
せる変形可能コーティング混合物があり、この可塑剤の
存在により、フィルム中の浸透物の透過を容易にさせ
る。
好適なエラストメリックフィルムとしては、透明なシ
リコンエラストマやフルオロエラストマがあるが、その
ようなものとしてDupont社が販売している透明なカルレ
ズ（Kalrez）（登録商標）がある。最も望まいしいもの
としては、本出願人の同時継続出願AD−5724に記載され
ているようなフルオロエラストマがあるが、この出願は
本明細書の一部に含まれている。この種のフィルムは、
この工程中に広く用いられたものであり、以下のように
準備される。
リコンエラストマやフルオロエラストマがあるが、その
ようなものとしてDupont社が販売している透明なカルレ
ズ（Kalrez）（登録商標）がある。最も望まいしいもの
としては、本出願人の同時継続出願AD−5724に記載され
ているようなフルオロエラストマがあるが、この出願は
本明細書の一部に含まれている。この種のフィルムは、
この工程中に広く用いられたものであり、以下のように
準備される。
（Ａ） 10ガロンのステンレス・スチール・オートクレ
ーブ（耐圧釜）から空気を抜き、窒素で清掃（パージ）
したあと、1.5リットルのフレオン113（1,1,2−トリク
ロロ−1,2,2−トリフルオロエタン）を含有する脱イオ
ン、脱酸素した水を2600リットルを装入し、オートクレ
ーブで56gのアンモニウム・ペルフルオロオクタノエー
ト界面活性剤（3M社FC−143）を溶解した。次に、重量
比30％TFE（テトラフルオロエチレン）と重量比70％PMV
E（ペルフルオロ（メチル・ベニル・エーテル））の組
成からなる「スタートアップ・モノマ」混合物を使用し
て、反応炉を約0.2MPa（30psi）に加圧した。オートク
レーブから空気を抜いて約0.03MPa（5psi）にした。こ
の加圧と空気排出はさらに２回繰り返された。この時点
で、36mlの1,1,2−トリクロ−1.2.2−トリフルオロエタ
ン中に溶解された3.6gの1,4−ジヨードペルフルオロブ
タンを添加し、125RPMで撹拌しながらオートクレーブを
80℃まで加熱した。次に、上述した「スタートアップ・
モノマ」混合物を使用してオートクレーブを約2.1MPa
（300psi）に加圧した。重合を開始するために、２％過
硫酸アンモニウム水溶液20mlが20時間オートクレーブに
装入された。そのあと、オートクレーブ内の圧力は約2.
0MPa（295psi）まで減圧された。オートクレーブは、重
合過程で「メイクアップ・モノマ」混合物を規則正しく
添加することによって、約2.1MPa（300psi）の圧力に維
持された。この「メイクアップ・モノマ」混合物の組成
は次のようになっていた。すなわち、46重量％TFE、８
重量％エチレン、46重量％PMVEであった。重合化は合計
15時間続けられ、そのあとでメイクアップ・モノマ混合
物が6500グラム添加された。また、この間に、１％過硫
酸アンモニウムがさらに129ml少量ずつ小刻みに添加さ
れた。未反応のモノマはオートクレーブから排出され、
ポリマ分散体は大きな容器に排出された。分散体のpHは
2.7であり、固形物を20.7％含んでいた。
ーブ（耐圧釜）から空気を抜き、窒素で清掃（パージ）
したあと、1.5リットルのフレオン113（1,1,2−トリク
ロロ−1,2,2−トリフルオロエタン）を含有する脱イオ
ン、脱酸素した水を2600リットルを装入し、オートクレ
ーブで56gのアンモニウム・ペルフルオロオクタノエー
ト界面活性剤（3M社FC−143）を溶解した。次に、重量
比30％TFE（テトラフルオロエチレン）と重量比70％PMV
E（ペルフルオロ（メチル・ベニル・エーテル））の組
成からなる「スタートアップ・モノマ」混合物を使用し
て、反応炉を約0.2MPa（30psi）に加圧した。オートク
レーブから空気を抜いて約0.03MPa（5psi）にした。こ
の加圧と空気排出はさらに２回繰り返された。この時点
で、36mlの1,1,2−トリクロ−1.2.2−トリフルオロエタ
ン中に溶解された3.6gの1,4−ジヨードペルフルオロブ
タンを添加し、125RPMで撹拌しながらオートクレーブを
80℃まで加熱した。次に、上述した「スタートアップ・
モノマ」混合物を使用してオートクレーブを約2.1MPa
（300psi）に加圧した。重合を開始するために、２％過
硫酸アンモニウム水溶液20mlが20時間オートクレーブに
装入された。そのあと、オートクレーブ内の圧力は約2.
0MPa（295psi）まで減圧された。オートクレーブは、重
合過程で「メイクアップ・モノマ」混合物を規則正しく
添加することによって、約2.1MPa（300psi）の圧力に維
持された。この「メイクアップ・モノマ」混合物の組成
は次のようになっていた。すなわち、46重量％TFE、８
重量％エチレン、46重量％PMVEであった。重合化は合計
15時間続けられ、そのあとでメイクアップ・モノマ混合
物が6500グラム添加された。また、この間に、１％過硫
酸アンモニウムがさらに129ml少量ずつ小刻みに添加さ
れた。未反応のモノマはオートクレーブから排出され、
ポリマ分散体は大きな容器に排出された。分散体のpHは
2.7であり、固形物を20.7％含んでいた。
硫酸カリウムアルミニウム溶液で凝集させることによ
って上記分散体500mlからフルオロエラストマを分離し
た。凝集されたポリマを濾過によって上澄みから分離
し、大型混合物で高速に撹拌して３回洗浄した。最後
に、水分を含む撹拌物を真空オーブンに入れて70℃で40
時間乾燥した。500ml部分から回収した乾燥ポリマの重
量は114グラムであった。フルオロエラストマの組成は4
5重量％のTFE、6.8重量％のエチレン、38.2重量％のPMV
Eであった。ポリマはヨウ素を1.22％含有し、ムーニ粘
度ML−10は121℃で測定したとき32であった。
って上記分散体500mlからフルオロエラストマを分離し
た。凝集されたポリマを濾過によって上澄みから分離
し、大型混合物で高速に撹拌して３回洗浄した。最後
に、水分を含む撹拌物を真空オーブンに入れて70℃で40
時間乾燥した。500ml部分から回収した乾燥ポリマの重
量は114グラムであった。フルオロエラストマの組成は4
5重量％のTFE、6.8重量％のエチレン、38.2重量％のPMV
Eであった。ポリマはヨウ素を1.22％含有し、ムーニ粘
度ML−10は121℃で測定したとき32であった。
（Ｂ） 10ガロンのオートクレーブに上記（Ａ）で準備
したポリマ分散体を30Kg装入した。次に、オートクレー
ブから空気を抜き、N2で３回洗浄した。そのあと、90重
量％濃度のTFEと10重量％のエチレンの組成からなる新
しい「スタートアップ・モノマ」混合物で３回洗浄し
た。次に、オートクレーブは、この新しい「スタートア
ップ・モノマ」混合物を使用して80℃に加熱され、1.3M
Pa（190psi）に加圧された。続いて１％過硫酸アンモニ
ウム溶液を20ml添加して重合を開始した。重量比80％の
TFEと重量比20％のエチレンの組成からなる新たな「メ
イクアップ・モノマ」混合物を添加して圧力を一定に保
った。4.3時間の反応時間に合計1050gの新たな「メイク
アップ・モノマ」混合物が添加された。次にモノマから
空気を抜き、分割（segment）されたポリマ分散体が反
応炉から排出された。この分散体は固形物を26.8％含ん
でいた。分散されたポリマは、上記（Ａ）で述べたフル
オロエラストマと同じ方法で分散体から分離された。ポ
リマは総量8.3kgに回復した。
したポリマ分散体を30Kg装入した。次に、オートクレー
ブから空気を抜き、N2で３回洗浄した。そのあと、90重
量％濃度のTFEと10重量％のエチレンの組成からなる新
しい「スタートアップ・モノマ」混合物で３回洗浄し
た。次に、オートクレーブは、この新しい「スタートア
ップ・モノマ」混合物を使用して80℃に加熱され、1.3M
Pa（190psi）に加圧された。続いて１％過硫酸アンモニ
ウム溶液を20ml添加して重合を開始した。重量比80％の
TFEと重量比20％のエチレンの組成からなる新たな「メ
イクアップ・モノマ」混合物を添加して圧力を一定に保
った。4.3時間の反応時間に合計1050gの新たな「メイク
アップ・モノマ」混合物が添加された。次にモノマから
空気を抜き、分割（segment）されたポリマ分散体が反
応炉から排出された。この分散体は固形物を26.8％含ん
でいた。分散されたポリマは、上記（Ａ）で述べたフル
オロエラストマと同じ方法で分散体から分離された。ポ
リマは総量8.3kgに回復した。
分割されたポリマを示差走査熱量測定法で試験した結
果、フルオロエラストマ・セグメントのガラス転移温度
が−14℃であり、熱可塑性セグメントの溶融点が232℃
であることが解った。ポリマのヨウ素含有は0.13％であ
った。メルトインデックス（275℃で5kgの重量を用いた
ASTM D−2116）は3.0g/10分であった。
果、フルオロエラストマ・セグメントのガラス転移温度
が−14℃であり、熱可塑性セグメントの溶融点が232℃
であることが解った。ポリマのヨウ素含有は0.13％であ
った。メルトインデックス（275℃で5kgの重量を用いた
ASTM D−2116）は3.0g/10分であった。
圧縮成形したポリマフィルムはM100（100％伸長率）
が3.4MPa（500psi）、引張り強度（破断）が23.4MPa（3
400psi）、伸長率（破断）が380％であった。
が3.4MPa（500psi）、引張り強度（破断）が23.4MPa（3
400psi）、伸長率（破断）が380％であった。
上記方法で回復された綿毛状のポリマを、窒素雰囲気
下で250℃で28mmツイン・スクリュー押出し機で押出し
てビーズ（約3mm×6mm）を得た。次に、同種の押出し機
を窒素雰囲気下で300℃で使用して、鋳造ドラムのスリ
ット・ダイスに通してフィルムを得た。このフィルムの
厚さは0.0115インチであった。
下で250℃で28mmツイン・スクリュー押出し機で押出し
てビーズ（約3mm×6mm）を得た。次に、同種の押出し機
を窒素雰囲気下で300℃で使用して、鋳造ドラムのスリ
ット・ダイスに通してフィルムを得た。このフィルムの
厚さは0.0115インチであった。
以下に提示する概念を理解することは、本発明の新規
性および有効性の知ることになることを示唆している。
しかしながら、これらの提示される概念は示唆を与える
だけのものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。
性および有効性の知ることになることを示唆している。
しかしながら、これらの提示される概念は示唆を与える
だけのものであり、本発明の範囲を限定するものではな
い。
露光時に光成形可能な組成物に接触する物質は架橋を
妨げる可能性がある。もし、その物質が例えばテフロン
（登録商標）フィルムまたは窒素雰囲気からなり、この
物質が光成形工程において実質的に不活性であり、か
つ、露光時に組成物に接触する唯一の物質であるとき、
組成物はかなりの範囲架橋するであろう。架橋の範囲
は、例えば組成物中の抑制剤の存在、充分な放射の欠
如、不適当に混合された組み合わせ等により制限され
る。しかしながら、これらの条件が全で存在していない
と仮定すると、架橋の範囲は、例えばより粘性マトリッ
クスを増大させるラジカルの流動性の変化によってしば
しば制限される。これを言換えると、最も理想的な条件
のもとでも、例えば光成形層の架橋の範囲は本来しばし
ば不完全である。この架橋の不完全さ、または、活性化
する箇所の存在は、もしそれが光成形層の表面に存在す
るのであれば、次の光成形可能な組成物層が接合（架橋
により）される潜在的架橋箇所を提供するであろう。し
かしながら、最初の光成形層の表面における架橋の範囲
が増大すればする程、または、活性化箇所の数が減少す
ればする程、架橋手段によって次の光成形層を最初の層
に接合させるための架橋箇所を減少させる。したがっ
て、フィルム例えばテフロン（登録商標）、または、作
像側雰囲気例えば窒素は、架橋に対して実質的に不活性
であるが、露光時にフィルムが光成形可能な組成物に接
触するその存在によって、露光中に抑制剤が組成物に接
触するのを防止するのに役立ち、架橋の範囲を増大させ
る程、次の光成形層が接着する活性化架橋箇所を減少さ
せると想定することは理にかなっている。要約すると、
露光時に光成形可能な組成物に接触するガス、液体、ゲ
ルまたは固体の何れかからなる不活性物質は、光成形層
が次の光成形層に架橋する能力を非常に妨げるであろ
う。
妨げる可能性がある。もし、その物質が例えばテフロン
（登録商標）フィルムまたは窒素雰囲気からなり、この
物質が光成形工程において実質的に不活性であり、か
つ、露光時に組成物に接触する唯一の物質であるとき、
組成物はかなりの範囲架橋するであろう。架橋の範囲
は、例えば組成物中の抑制剤の存在、充分な放射の欠
如、不適当に混合された組み合わせ等により制限され
る。しかしながら、これらの条件が全で存在していない
と仮定すると、架橋の範囲は、例えばより粘性マトリッ
クスを増大させるラジカルの流動性の変化によってしば
しば制限される。これを言換えると、最も理想的な条件
のもとでも、例えば光成形層の架橋の範囲は本来しばし
ば不完全である。この架橋の不完全さ、または、活性化
する箇所の存在は、もしそれが光成形層の表面に存在す
るのであれば、次の光成形可能な組成物層が接合（架橋
により）される潜在的架橋箇所を提供するであろう。し
かしながら、最初の光成形層の表面における架橋の範囲
が増大すればする程、または、活性化箇所の数が減少す
ればする程、架橋手段によって次の光成形層を最初の層
に接合させるための架橋箇所を減少させる。したがっ
て、フィルム例えばテフロン（登録商標）、または、作
像側雰囲気例えば窒素は、架橋に対して実質的に不活性
であるが、露光時にフィルムが光成形可能な組成物に接
触するその存在によって、露光中に抑制剤が組成物に接
触するのを防止するのに役立ち、架橋の範囲を増大させ
る程、次の光成形層が接着する活性化架橋箇所を減少さ
せると想定することは理にかなっている。要約すると、
露光時に光成形可能な組成物に接触するガス、液体、ゲ
ルまたは固体の何れかからなる不活性物質は、光成形層
が次の光成形層に架橋する能力を非常に妨げるであろ
う。
一方、もし、抑制剤を露光中に光成形可能組成物層に
接触させる実質的に不活性なフィルム例えば上記フルオ
ロエラストマ、または、FC−40（後述する）のような透
過済変形可能組成物解放コーティング、または、作像側
雰囲気が用されると、界面における架橋の範囲が一層減
少し、次の層が結合するためのより活性化した箇所が現
れる。上述した作像側雰囲気が例えば酸素のような抑制
剤を含有するものと理解されるべきである。抑制剤は、
それが雰囲気からの、コーティング固有の、または、光
成形可能な組成物の式固有のものであろうとなかろう
と、自由に組成物中に拡散し、組成物の濃度を自由に変
化させる。抑制剤の存在は、重合開始剤を消去（クエン
チ）させ、または、遊離基モノマを消去させるこのによ
り、架橋の範囲を典型的に減少させる。多くの場合、消
去された重合開始剤または消去された遊離基モノマは光
反応に参加するのに、少なくとも部分的には、もはや役
立たなくなる。したがって、抑制剤濃度が例えば光成形
可能組成物層中の透過済変形可物解放コーティングの最
も高くなるところの界面に直に接する消去されたモノマ
は、架橋されることがないのと同様に、新たに光成形さ
れた層に次に接合するための活性化箇所であると考えら
れるものでもない。この抑制された界面は次の架橋能力
を実質的に減少させる。（またこの界面は、鋭敏に変形
可能で、フィルムからの分離を助け、次のコーティング
を助ける。）しかしながら、もし、抑制剤濃度が（全体
として光成形可能な組成物の抑制剤農度の低下のため
に、また遊離基／重合開始剤の消去中の光成形組成物層
の界面における酸素消費および光成形層の残り部分から
の界面にむけての酸素の連続的拡散効果のために）低く
なる組成物中の界面から少しでも離れた領域を考える
と、架橋の範囲は重合開始剤および遊離基モノマを消去
させる抑制剤の減少によって減少する。しかし、今後活
性化する箇所の範囲も大きくなる。何故ならば、光成形
組成物層の界面は、放射をある程度吸収し、そして、光
成形可能な組成物層の残りの露光中に遊離基重合開始剤
と遊離基モノマの生成を一層減少させるからである。光
成形組成物層の界面からさらに離れた領域を考えると、
消去された遊離基の減少に従う架橋範囲の増大、また形
成された遊離基の減少が今後の活性化箇所の増大を招く
といった、同じ傾向が続く。また上述と同様に光成形組
成物層における界面からさらに離れた領域を考えると、
消去されたモノマの量、すなわち（多くの場合、光成形
可能な組成物であるとはもはや考えられないけれども）
変形可能な組成物の量がますます小さくなり、変形可能
な組成物を光成形層に比較的緩やかに変化させることに
なる。この緩やかな変化は非常に有用である。何故なら
ば、光成形可能な組成物層の界面での化学的結合および
機械的結合を妨げ、光成形層からのフィルムの除去の間
に発生する真空力の減少を支援するからである。そして
また、この緩やかな変化はさらに下記の理由により有用
である。何故ならばここには潜在的な架橋箇所と、次に
広げられ露光された光成形層が結合するであろう光成形
層に接続された機械的結合箇所との実質的に大きな表面
領域があり、これによって、形成物体における層間接着
を増大するからである。
接触させる実質的に不活性なフィルム例えば上記フルオ
ロエラストマ、または、FC−40（後述する）のような透
過済変形可能組成物解放コーティング、または、作像側
雰囲気が用されると、界面における架橋の範囲が一層減
少し、次の層が結合するためのより活性化した箇所が現
れる。上述した作像側雰囲気が例えば酸素のような抑制
剤を含有するものと理解されるべきである。抑制剤は、
それが雰囲気からの、コーティング固有の、または、光
成形可能な組成物の式固有のものであろうとなかろう
と、自由に組成物中に拡散し、組成物の濃度を自由に変
化させる。抑制剤の存在は、重合開始剤を消去（クエン
チ）させ、または、遊離基モノマを消去させるこのによ
り、架橋の範囲を典型的に減少させる。多くの場合、消
去された重合開始剤または消去された遊離基モノマは光
反応に参加するのに、少なくとも部分的には、もはや役
立たなくなる。したがって、抑制剤濃度が例えば光成形
可能組成物層中の透過済変形可物解放コーティングの最
も高くなるところの界面に直に接する消去されたモノマ
は、架橋されることがないのと同様に、新たに光成形さ
れた層に次に接合するための活性化箇所であると考えら
れるものでもない。この抑制された界面は次の架橋能力
を実質的に減少させる。（またこの界面は、鋭敏に変形
可能で、フィルムからの分離を助け、次のコーティング
を助ける。）しかしながら、もし、抑制剤濃度が（全体
として光成形可能な組成物の抑制剤農度の低下のため
に、また遊離基／重合開始剤の消去中の光成形組成物層
の界面における酸素消費および光成形層の残り部分から
の界面にむけての酸素の連続的拡散効果のために）低く
なる組成物中の界面から少しでも離れた領域を考える
と、架橋の範囲は重合開始剤および遊離基モノマを消去
させる抑制剤の減少によって減少する。しかし、今後活
性化する箇所の範囲も大きくなる。何故ならば、光成形
組成物層の界面は、放射をある程度吸収し、そして、光
成形可能な組成物層の残りの露光中に遊離基重合開始剤
と遊離基モノマの生成を一層減少させるからである。光
成形組成物層の界面からさらに離れた領域を考えると、
消去された遊離基の減少に従う架橋範囲の増大、また形
成された遊離基の減少が今後の活性化箇所の増大を招く
といった、同じ傾向が続く。また上述と同様に光成形組
成物層における界面からさらに離れた領域を考えると、
消去されたモノマの量、すなわち（多くの場合、光成形
可能な組成物であるとはもはや考えられないけれども）
変形可能な組成物の量がますます小さくなり、変形可能
な組成物を光成形層に比較的緩やかに変化させることに
なる。この緩やかな変化は非常に有用である。何故なら
ば、光成形可能な組成物層の界面での化学的結合および
機械的結合を妨げ、光成形層からのフィルムの除去の間
に発生する真空力の減少を支援するからである。そして
また、この緩やかな変化はさらに下記の理由により有用
である。何故ならばここには潜在的な架橋箇所と、次に
広げられ露光された光成形層が結合するであろう光成形
層に接続された機械的結合箇所との実質的に大きな表面
領域があり、これによって、形成物体における層間接着
を増大するからである。
本発明の重要な特徴部分は、光成形可能なまたは光成
形された組成物に対して実質的に不活性な、かつ、組成
物に混和しないフィルムおよびコーティングが、それに
も拘らずこのフィルム及びコーティングを通して組成物
中に透過する抑制剤を供給し、この結果、フィルムから
の光成形層の解放、並びに、界面に直に接するフィルム
／コーティング／組成物から実質的に離れた領域におけ
る新たな光成形層の次の結合の両方を支援することがで
きる。
形された組成物に対して実質的に不活性な、かつ、組成
物に混和しないフィルムおよびコーティングが、それに
も拘らずこのフィルム及びコーティングを通して組成物
中に透過する抑制剤を供給し、この結果、フィルムから
の光成形層の解放、並びに、界面に直に接するフィルム
／コーティング／組成物から実質的に離れた領域におけ
る新たな光成形層の次の結合の両方を支援することがで
きる。
光成形可能な組成物に接する組成物側雰囲気の重要さ
は、例えば酸素の拡散を利用する半透過性フィルムを用
いることにより、一層明白になる。例えば、組成物側雰
囲気が純粋な窒素であれば、容器に普通に収納された光
成形可能な組成物は、平衡状態を仮定すると、通常より
少ない酸素を含有していると想定するのは理にかなって
いる。また酸素を換算させる半透過性フィルムが光成形
可能組成物層に接近するにつれ、光成形可能組成物層は
溶解した酸素の急激な増加を伴うということも理にかな
っている。そして、フィルムが接近するにつれ、光成形
層は架橋範囲の急激な減少をも示すことが期待されるで
あろう。組成物側雰囲気の組成の制御、コーティング中
の抑制剤の制御および／または作像側雰囲気の制御は、
全て光成形可能な組成物層中の抑制剤の濃度に影響を及
し、一方の光成形層を他方の光成形層に結合させる範
囲、並びに、露光光を通過させ一方で光成形層に接する
他の物質から光成形層を分離させる能力に影響を及ばす
重要な要素である。
は、例えば酸素の拡散を利用する半透過性フィルムを用
いることにより、一層明白になる。例えば、組成物側雰
囲気が純粋な窒素であれば、容器に普通に収納された光
成形可能な組成物は、平衡状態を仮定すると、通常より
少ない酸素を含有していると想定するのは理にかなって
いる。また酸素を換算させる半透過性フィルムが光成形
可能組成物層に接近するにつれ、光成形可能組成物層は
溶解した酸素の急激な増加を伴うということも理にかな
っている。そして、フィルムが接近するにつれ、光成形
層は架橋範囲の急激な減少をも示すことが期待されるで
あろう。組成物側雰囲気の組成の制御、コーティング中
の抑制剤の制御および／または作像側雰囲気の制御は、
全て光成形可能な組成物層中の抑制剤の濃度に影響を及
し、一方の光成形層を他方の光成形層に結合させる範
囲、並びに、露光光を通過させ一方で光成形層に接する
他の物質から光成形層を分離させる能力に影響を及ばす
重要な要素である。
組成物側雰囲気を例えば窒素から構成するのは好適で
あるが、殆どの場合、窒素を制御するのは困難である。
装置全体を囲い組成物側雰囲気を所望の範囲に制御する
ことが可能である。このような装置は、例えば空気と例
えば余分な窒素および酸素とを、通常の送風機および調
圧ガスタンクを用いて囲いの中に吹込むことができる。
このことは有用である。何故ならば、通常の方法（すな
わち、フィルムまたは移動プレートを用いないで光成形
可能な層を露光する方法）を用いた露光時に多くの光成
形可能な組成物については、組成物側雰囲気中の余分な
窒素は組成物の感光速度を増大させ、またはその雰囲気
中の余分な酸素は内側の層の接着を改善させるからであ
る。また、光成形層から（上記）変形可能な組成物への
急激な変化を得て、その結果、高い感光速度のまま光成
形層の良好な接着をもたらすため、組成物側雰囲気を露
光中に変化させることができる（例えば、露光前に組成
物側雰囲気を約95％の窒素、５％の酸素から構成し、そ
して露光時に作像側雰囲気の組成を約75％の窒素、25％
の酸素に変化させることができる）。しかしながら、組
成物側雰囲気が空気でしかも透過済変形可能解放コーテ
ィング中の透過抑制剤の濃度が通常の空気に含まれる濃
度より高い方がより好適である。
あるが、殆どの場合、窒素を制御するのは困難である。
装置全体を囲い組成物側雰囲気を所望の範囲に制御する
ことが可能である。このような装置は、例えば空気と例
えば余分な窒素および酸素とを、通常の送風機および調
圧ガスタンクを用いて囲いの中に吹込むことができる。
このことは有用である。何故ならば、通常の方法（すな
わち、フィルムまたは移動プレートを用いないで光成形
可能な層を露光する方法）を用いた露光時に多くの光成
形可能な組成物については、組成物側雰囲気中の余分な
窒素は組成物の感光速度を増大させ、またはその雰囲気
中の余分な酸素は内側の層の接着を改善させるからであ
る。また、光成形層から（上記）変形可能な組成物への
急激な変化を得て、その結果、高い感光速度のまま光成
形層の良好な接着をもたらすため、組成物側雰囲気を露
光中に変化させることができる（例えば、露光前に組成
物側雰囲気を約95％の窒素、５％の酸素から構成し、そ
して露光時に作像側雰囲気の組成を約75％の窒素、25％
の酸素に変化させることができる）。しかしながら、組
成物側雰囲気が空気でしかも透過済変形可能解放コーテ
ィング中の透過抑制剤の濃度が通常の空気に含まれる濃
度より高い方がより好適である。
本出願人は、フィルムに接触した状態でまたはフィル
ムを通して露光される光成形可能な組成物において本来
抑制効果があるどうかを知るため、マイラ（Mylar）
（登録商標）、ポリエステル、フルオロエラストマ（上
記）、ポリエチレン、テフロンPFA（登録商標）および
カルレズ（Kalrez）（登録商標）からなる幾つかのフィ
ルムに関する研究をした。その試験は、一方の側でフォ
トポリマに接し、作像側雰囲気としての空気はまたは窒
素に他方の側ですっするフィルムに関してなされた。露
光は水銀アークランプによりフィルム／雰囲気側からフ
ォトポリマになされた。空気がフィルムの一方側のガス
となる殆どの場合、フォトポリマの硬化層は、フィルム
およびフォトポリマ層の間の界面においては実質的によ
り柔らかくなった。窒素がフィルムの一方の側のガスに
なる場合は、フィルムと露光されたフォトポリマの間の
界面においては硬くなった。このことは、フィルム材料
自身が、フィルムに接して露光されるフォトポリマの架
橋性能を抑制するものではないことを示唆しているが、
空気おそらくは酸素が存在していることを示唆してお
り、この酸素がフィルムを透過して、露光中のフィルム
界面におけるフォトポリマの架橋能力を抑制する。
ムを通して露光される光成形可能な組成物において本来
抑制効果があるどうかを知るため、マイラ（Mylar）
（登録商標）、ポリエステル、フルオロエラストマ（上
記）、ポリエチレン、テフロンPFA（登録商標）および
カルレズ（Kalrez）（登録商標）からなる幾つかのフィ
ルムに関する研究をした。その試験は、一方の側でフォ
トポリマに接し、作像側雰囲気としての空気はまたは窒
素に他方の側ですっするフィルムに関してなされた。露
光は水銀アークランプによりフィルム／雰囲気側からフ
ォトポリマになされた。空気がフィルムの一方側のガス
となる殆どの場合、フォトポリマの硬化層は、フィルム
およびフォトポリマ層の間の界面においては実質的によ
り柔らかくなった。窒素がフィルムの一方の側のガスに
なる場合は、フィルムと露光されたフォトポリマの間の
界面においては硬くなった。このことは、フィルム材料
自身が、フィルムに接して露光されるフォトポリマの架
橋性能を抑制するものではないことを示唆しているが、
空気おそらくは酸素が存在していることを示唆してお
り、この酸素がフィルムを透過して、露光中のフィルム
界面におけるフォトポリマの架橋能力を抑制する。
本出願人がさらに研究をした結果、フィルムの分子構
造またはフィルム本来の抑制効果というよりもむしろ、
フォトポリマの架橋能力を抑制する露光時のフィルムを
通した空気の透過であるとの結論が支持されるようであ
る。サンプルとしては、「Solid Imageing Method Usin
g Compositions Containing Core−shell Polymers」Du
pont特許出願第07 341,347号（1989年４月21日出願）の
第２実施例に記載された組成のフォトポリマが準備さ
れ、このフォトポリマは以下TE−1541と呼ぶことにす
る。このサンプルは、カナダ、オンタリオ州、ミシサウ
ガ（Mississauga）のEfos社製のウルトラキュア（Ultra
cure）100水銀アークランプにより露光された。このラ
ンプの出力光は約365nmに中心波長を有する紫外線の透
過を許容するコーニング（Corning）７−51フィルタに
よりフィルタがかけられた。露光は、直径約2.5インチ
の領域に約10秒間なされた。各サンプルは後述する物質
の一方の面にさらされ、そのフォトポリマと作像側雰囲
気にさらされた物質の他方の面とが後述の物質により成
らされた。試験される物質は1.0ミル（0.0010インチ）
厚さのポリエチレンフィルム、1.5ミル厚さのテフロンP
FA（登録商標）、11.5ミル厚さのカルレズ（登録商標）
フィルム、石英コーティングされたテフロンAF（登録商
標）、フルオリネート（商標）FC−40（過フルオロカー
ボン）液、または、水であった。各サンプルは上記物質
の一方の側で空気作像側雰囲気または窒素作像側雰囲気
にさらされた。露光後、フィルムに接する層表面を見失
わないよえうに、フォトポリマの層が上記物質から分離
され、反射率走査モードにおいてBIO−RAD,Digilab Div
ision,FTS−60 Fourier Transform Infrared Spectrosc
opyを用いたIR反射率解析を実行するのに最適なサイズ
の細片にカットされた。光成形層サンプルは、フィルム
界面側が分光の反射率を測定するために使用されるATR
−IR（Attenuated Total Reflectance）アクセサリでKR
S−５（Thallium Bromo−Iodide）に結晶に接触する状
態で配置された。反射率モードにおいて、この計測装置
はサンプル表面の複数スペクトルを出力することが可能
であり、この出力からサンプル表面の転化（重合または
架橋）範囲を決めることができる。ベースラインより上
の特定の波長数ピーク高さ、すなわち転化の範囲に対応
して変化すことが知られているピーク高さと、ベースラ
インより上の他の波長数ピーク高さ、すなわち転化の範
囲によっては実質的に変化しないことが知られているピ
ーク高さとの比を比較することにより決めることができ
る。TE−1541フォトポリマの場合、例えば811波長数の
ピーク高さ（ベースライン値より上の）は重合の増大に
伴って減少し、例えば1736波長数のピーク高さ（ベース
ライン値より上の）はポリマの転化または重合量によっ
ては実質的には変化しない。したがって、811波長数の
ピーク高さの1736波長数のピーク高さに対する比の算出
において、この比の値の減少は転化の範囲の増大を示唆
している。比較の項目として、非露光モノマ（TE−154
1）も上記評価方法を用いて試験された。
造またはフィルム本来の抑制効果というよりもむしろ、
フォトポリマの架橋能力を抑制する露光時のフィルムを
通した空気の透過であるとの結論が支持されるようであ
る。サンプルとしては、「Solid Imageing Method Usin
g Compositions Containing Core−shell Polymers」Du
pont特許出願第07 341,347号（1989年４月21日出願）の
第２実施例に記載された組成のフォトポリマが準備さ
れ、このフォトポリマは以下TE−1541と呼ぶことにす
る。このサンプルは、カナダ、オンタリオ州、ミシサウ
ガ（Mississauga）のEfos社製のウルトラキュア（Ultra
cure）100水銀アークランプにより露光された。このラ
ンプの出力光は約365nmに中心波長を有する紫外線の透
過を許容するコーニング（Corning）７−51フィルタに
よりフィルタがかけられた。露光は、直径約2.5インチ
の領域に約10秒間なされた。各サンプルは後述する物質
の一方の面にさらされ、そのフォトポリマと作像側雰囲
気にさらされた物質の他方の面とが後述の物質により成
らされた。試験される物質は1.0ミル（0.0010インチ）
厚さのポリエチレンフィルム、1.5ミル厚さのテフロンP
FA（登録商標）、11.5ミル厚さのカルレズ（登録商標）
フィルム、石英コーティングされたテフロンAF（登録商
標）、フルオリネート（商標）FC−40（過フルオロカー
ボン）液、または、水であった。各サンプルは上記物質
の一方の側で空気作像側雰囲気または窒素作像側雰囲気
にさらされた。露光後、フィルムに接する層表面を見失
わないよえうに、フォトポリマの層が上記物質から分離
され、反射率走査モードにおいてBIO−RAD,Digilab Div
ision,FTS−60 Fourier Transform Infrared Spectrosc
opyを用いたIR反射率解析を実行するのに最適なサイズ
の細片にカットされた。光成形層サンプルは、フィルム
界面側が分光の反射率を測定するために使用されるATR
−IR（Attenuated Total Reflectance）アクセサリでKR
S−５（Thallium Bromo−Iodide）に結晶に接触する状
態で配置された。反射率モードにおいて、この計測装置
はサンプル表面の複数スペクトルを出力することが可能
であり、この出力からサンプル表面の転化（重合または
架橋）範囲を決めることができる。ベースラインより上
の特定の波長数ピーク高さ、すなわち転化の範囲に対応
して変化すことが知られているピーク高さと、ベースラ
インより上の他の波長数ピーク高さ、すなわち転化の範
囲によっては実質的に変化しないことが知られているピ
ーク高さとの比を比較することにより決めることができ
る。TE−1541フォトポリマの場合、例えば811波長数の
ピーク高さ（ベースライン値より上の）は重合の増大に
伴って減少し、例えば1736波長数のピーク高さ（ベース
ライン値より上の）はポリマの転化または重合量によっ
ては実質的には変化しない。したがって、811波長数の
ピーク高さの1736波長数のピーク高さに対する比の算出
において、この比の値の減少は転化の範囲の増大を示唆
している。比較の項目として、非露光モノマ（TE−154
1）も上記評価方法を用いて試験された。
下表は、試験で得られた最大転化から最小転化までの
ランキングを示す。
ランキングを示す。
上記ランキングから分かるように、作像側雰囲気とし
ての窒素を有するフィルムを通して露光された層の表面
は、同材料のフィルムで作像側雰囲気が空気である、場
合より転化の範囲が大きいことが示されている。作像側
雰囲気としての空気または窒素を伴う、水−空気、水−
窒素の場合、相対的に僅かな酸素が自然状態で水に溶け
ていため、僅かな相違を示している。また実際に、その
水の場合の評価は、試験で発生する誤差の合計を示して
いる。フルオリネート（商標）液の場合も、作像側雰囲
気が空気か窒素かにより非常に僅かな相違を示してい
る。これは、フルオリネート（商標）が酸素に非常に相
性が良いという事実に基づくものと考えられ、この酸素
は窒素からなる作像側雰囲気中に１時間程フルオリネー
ト液体を置いたときよりも効果的な方法を用いて除去さ
れなけらばならない。しかしながら誤差とは関係なく、
全般的なランキングにおいては、フィルムの一方側の作
像側雰囲気がフィルムを透過し、露光中にフォトポリマ
の転化の範囲に影響を及ぼすという好ましい示唆を与え
ていると評価して良いだろう。またフルオロエラストマ
フィルムに注意を向けることも重要である。フルオロエ
ラストマフィルムは本発明の目的に最適なフィルムであ
り、作像雰囲気として空気を用いると、露光された光成
形層のフィルム側の表面において転化の範囲を最小に
し、窒素雰囲気でなされた露光時には空気の場合に対し
て転化の範囲の差が最大になっている。これは、フルオ
ロエラストマフィルムが試験されたフィルムの中で最大
の酸素透過性を有し、フィルムに接触して露光されるフ
ォトポリマの架橋を本来的に抑制しまたはこの架橋に影
響を及ぼすことは実質的にないことを示唆している。換
言すると、フィルム材料は組成物の組成に対し実質的に
不活性であるが、しかしながら、例えば酸素を透過させ
る能力、または、フィルムを通して酸素を拡散させる迅
速さは、フィルムと露光された光成形層との間の界面に
おける変形可能な組成物の表面の架橋を実質的に抑制
し、次いで、この露光された光成形層は例えばスライド
手段、または、はぎ取り手段によるフィルムの除去を容
易にするものである。本質的に、透過酸素によりフルオ
ロエラストマフィルム表面上で抑制された組成物は、変
形可能解放コーティングとなる。
ての窒素を有するフィルムを通して露光された層の表面
は、同材料のフィルムで作像側雰囲気が空気である、場
合より転化の範囲が大きいことが示されている。作像側
雰囲気としての空気または窒素を伴う、水−空気、水−
窒素の場合、相対的に僅かな酸素が自然状態で水に溶け
ていため、僅かな相違を示している。また実際に、その
水の場合の評価は、試験で発生する誤差の合計を示して
いる。フルオリネート（商標）液の場合も、作像側雰囲
気が空気か窒素かにより非常に僅かな相違を示してい
る。これは、フルオリネート（商標）が酸素に非常に相
性が良いという事実に基づくものと考えられ、この酸素
は窒素からなる作像側雰囲気中に１時間程フルオリネー
ト液体を置いたときよりも効果的な方法を用いて除去さ
れなけらばならない。しかしながら誤差とは関係なく、
全般的なランキングにおいては、フィルムの一方側の作
像側雰囲気がフィルムを透過し、露光中にフォトポリマ
の転化の範囲に影響を及ぼすという好ましい示唆を与え
ていると評価して良いだろう。またフルオロエラストマ
フィルムに注意を向けることも重要である。フルオロエ
ラストマフィルムは本発明の目的に最適なフィルムであ
り、作像雰囲気として空気を用いると、露光された光成
形層のフィルム側の表面において転化の範囲を最小に
し、窒素雰囲気でなされた露光時には空気の場合に対し
て転化の範囲の差が最大になっている。これは、フルオ
ロエラストマフィルムが試験されたフィルムの中で最大
の酸素透過性を有し、フィルムに接触して露光されるフ
ォトポリマの架橋を本来的に抑制しまたはこの架橋に影
響を及ぼすことは実質的にないことを示唆している。換
言すると、フィルム材料は組成物の組成に対し実質的に
不活性であるが、しかしながら、例えば酸素を透過させ
る能力、または、フィルムを通して酸素を拡散させる迅
速さは、フィルムと露光された光成形層との間の界面に
おける変形可能な組成物の表面の架橋を実質的に抑制
し、次いで、この露光された光成形層は例えばスライド
手段、または、はぎ取り手段によるフィルムの除去を容
易にするものである。本質的に、透過酸素によりフルオ
ロエラストマフィルム表面上で抑制された組成物は、変
形可能解放コーティングとなる。
図２の実施例において、好ましくは液体であるが、ゲ
ルであってもよい透明な変形可能なコーティング混合物
210′を、プレート232とフィルム202との良好な光学的
結合を確実によるため、プレート232とフィルム202の間
に導入するのが好適である。さらに好ましくは、変形可
能コーティング混合物210′は、フィルム202を透過し、
および／または、フィルム202の可塑剤であってもよ
い。またより好ましくは、変形可能コーティング混合物
が、フィルム202と実質的に同じ分子極性であり、一方
で光成形可能組成物204、光成形可能組成物層212および
光成形層222とは異なる分子極性であるとよい。このよ
うな変形可能コーティング混合物210′が、透過済変形
可能解放コーティング210と同じ物質であるとさらに好
適である。さらにまた、変形可能コーティング混合物21
0′は拡散によってフィルム第１表面202′からフィルム
第２表面202″に移動する傾向にあるようなものが好適
であり、この結果、透過済変形可能解放コーティング21
0の濃度が低下した場合、拡散効果が透過済変形可能解
放コーティング210をフィルム第２表面202″上に補充
し、また拡散効果は、コーティングの濃度がフィルム第
１表面202′上とフィルム第２表面202″上で同じになる
やいなや、変形可能なコーティング混合物210′をもは
や移動させなくする。大的な実施例においては、拡散
が、変形可能コーティング混合物210′をフィルム202を
透過させるための駆動力、または、圧力を提供する。他
の好適な方法としては、浸透力をこの駆動力とする方法
がある。さらに好適には、フィルムを、例えば空気また
は酸素（または、ガスとしての、または、好ましくはコ
ーティングと共に溶液に溶けたかのどちらかの他の抑制
剤）を透過可能なものにするとよく、これにより、光成
形可能組成物層212の光成形の抑制が、透過済変形可能
解放コーティング210および光成形可能組成物層212の間
の界面およびこの界面を少し越えたところに発生し、そ
して露光直後に、この界面における光成形層を変形可能
に保って変形可能組成物解放コーティングを形成し、さ
らに化学的、機械的、水素結合等の結合を減少させ、そ
の結果、露光後にこの界面からのフィルムのスライドを
容易にする。空気または酸素または他の透過剤抑制剤24
2を透過済変形可能解放コーティング210中に実質的に溶
解させ、拡散手段による空気または酸素または他の溶解
済抑制剤242′のフィルムを介しての移動を、変形可能
コーティング混合物210′により助長させるのもまた好
適である。ガスが液体中、特にフィルムに浸透しフィル
ムを膨張させる液体中で凝縮可能および溶解可能であれ
ばあるぼど、ガスが迅速に透過することが、拡散技術の
精通者により報告されている。変形可能コーティング混
合物の拡散を増加、好適な場合には、変形可能コーティ
ング混合物中に溶解可能な酸素の拡散を増加させる上記
フィルムの膨張は、例えば非膨張性の多孔性石英ガラス
プレートを通して発生するよるな毛細管現象とは異なる
機械的移送機構となる。
ルであってもよい透明な変形可能なコーティング混合物
210′を、プレート232とフィルム202との良好な光学的
結合を確実によるため、プレート232とフィルム202の間
に導入するのが好適である。さらに好ましくは、変形可
能コーティング混合物210′は、フィルム202を透過し、
および／または、フィルム202の可塑剤であってもよ
い。またより好ましくは、変形可能コーティング混合物
が、フィルム202と実質的に同じ分子極性であり、一方
で光成形可能組成物204、光成形可能組成物層212および
光成形層222とは異なる分子極性であるとよい。このよ
うな変形可能コーティング混合物210′が、透過済変形
可能解放コーティング210と同じ物質であるとさらに好
適である。さらにまた、変形可能コーティング混合物21
0′は拡散によってフィルム第１表面202′からフィルム
第２表面202″に移動する傾向にあるようなものが好適
であり、この結果、透過済変形可能解放コーティング21
0の濃度が低下した場合、拡散効果が透過済変形可能解
放コーティング210をフィルム第２表面202″上に補充
し、また拡散効果は、コーティングの濃度がフィルム第
１表面202′上とフィルム第２表面202″上で同じになる
やいなや、変形可能なコーティング混合物210′をもは
や移動させなくする。大的な実施例においては、拡散
が、変形可能コーティング混合物210′をフィルム202を
透過させるための駆動力、または、圧力を提供する。他
の好適な方法としては、浸透力をこの駆動力とする方法
がある。さらに好適には、フィルムを、例えば空気また
は酸素（または、ガスとしての、または、好ましくはコ
ーティングと共に溶液に溶けたかのどちらかの他の抑制
剤）を透過可能なものにするとよく、これにより、光成
形可能組成物層212の光成形の抑制が、透過済変形可能
解放コーティング210および光成形可能組成物層212の間
の界面およびこの界面を少し越えたところに発生し、そ
して露光直後に、この界面における光成形層を変形可能
に保って変形可能組成物解放コーティングを形成し、さ
らに化学的、機械的、水素結合等の結合を減少させ、そ
の結果、露光後にこの界面からのフィルムのスライドを
容易にする。空気または酸素または他の透過剤抑制剤24
2を透過済変形可能解放コーティング210中に実質的に溶
解させ、拡散手段による空気または酸素または他の溶解
済抑制剤242′のフィルムを介しての移動を、変形可能
コーティング混合物210′により助長させるのもまた好
適である。ガスが液体中、特にフィルムに浸透しフィル
ムを膨張させる液体中で凝縮可能および溶解可能であれ
ばあるぼど、ガスが迅速に透過することが、拡散技術の
精通者により報告されている。変形可能コーティング混
合物の拡散を増加、好適な場合には、変形可能コーティ
ング混合物中に溶解可能な酸素の拡散を増加させる上記
フィルムの膨張は、例えば非膨張性の多孔性石英ガラス
プレートを通して発生するよるな毛細管現象とは異なる
機械的移送機構となる。
上記全ての好適な特性を有する現実に好適な変形可能
コーティング混合物は、好適なフルオロエラストマフィ
ルムと組合せて用いられる場合、フルオリネート（商
標）FC−40（3M社、ミネソタ州、ポールストリート）で
ある。フルオリネート（商標）液は、液体フッ化水素中
で酸化物を電気分解することにより製造される。このフ
ッ素処理は完全処理である。FC−40の分子量は650であ
る。フルオリネート（商標）は、今まで試験された全て
の光成形可能な組成物に混ざることはないが、コーティ
ングの光学的な透過性に影響を及ぼすことなくフルオリ
ネート（商標）100ミリリットルにつき37ミリリットル
を含有することができる。この液体は殆ど非極性であお
るため、典型的に極性の大きな光成形可能な組成物に接
触すると、この液体の表面張力は大きくなる。この液体
は素速くフィルムを透過する。好適には、フレームに組
付ける前に、最初にフィルムにフルオリネート（商標）
を一晩充分に染み込ませる。フルオリネート（商標）は
低粘度であり、フルオリネートを染み込ませたフィルム
表面はよく滑る状態にある。図２における移送溶液211
の場合、FC−40が好適ではあるが、例えばFC−72のよう
なフルオリネート（商標）はもっと好適である。何故な
らば、これらの液体より高濃度の酸素を含有することが
でき、このため透過性チューブ238を通しての酸素の拡
散を強めるからである。
コーティング混合物は、好適なフルオロエラストマフィ
ルムと組合せて用いられる場合、フルオリネート（商
標）FC−40（3M社、ミネソタ州、ポールストリート）で
ある。フルオリネート（商標）液は、液体フッ化水素中
で酸化物を電気分解することにより製造される。このフ
ッ素処理は完全処理である。FC−40の分子量は650であ
る。フルオリネート（商標）は、今まで試験された全て
の光成形可能な組成物に混ざることはないが、コーティ
ングの光学的な透過性に影響を及ぼすことなくフルオリ
ネート（商標）100ミリリットルにつき37ミリリットル
を含有することができる。この液体は殆ど非極性であお
るため、典型的に極性の大きな光成形可能な組成物に接
触すると、この液体の表面張力は大きくなる。この液体
は素速くフィルムを透過する。好適には、フレームに組
付ける前に、最初にフィルムにフルオリネート（商標）
を一晩充分に染み込ませる。フルオリネート（商標）は
低粘度であり、フルオリネートを染み込ませたフィルム
表面はよく滑る状態にある。図２における移送溶液211
の場合、FC−40が好適ではあるが、例えばFC−72のよう
なフルオリネート（商標）はもっと好適である。何故な
らば、これらの液体より高濃度の酸素を含有することが
でき、このため透過性チューブ238を通しての酸素の拡
散を強めるからである。
好適なフィルムおよびFC−40をTE−1541と組み合わせ
た試験結果は以下のようになる。すなわち、約20ミリリ
ットルのFC−40をビーカに入れる。フルオロエラストマ
フィルムをビーカ上で伸し、ドラムが形成されるように
ビーカの縁に固定する。ビーカを逆さまにし、FC−40を
ビーカ中でフィルムにより完全に保持させる。この逆さ
まにした状態のままビーカを、フィルムの外表面が他の
ビーカに入れられたTE−1541に浸るように配置する。こ
れらのビーカを上記状態のまま数箇月間放置する。FC−
40は、25℃で1.87という非常に大きな比重、光成形可能
な組成物に接触するとき大きな表面張力、並びに、組成
物に混ざり合わない性質を有しているけれども、フィル
ムを透過したFC−40はTE−1541の入ったビーカの底にけ
っして堆積することはなく、粒または滴を形成する兆候
も全く見せなかった。
た試験結果は以下のようになる。すなわち、約20ミリリ
ットルのFC−40をビーカに入れる。フルオロエラストマ
フィルムをビーカ上で伸し、ドラムが形成されるように
ビーカの縁に固定する。ビーカを逆さまにし、FC−40を
ビーカ中でフィルムにより完全に保持させる。この逆さ
まにした状態のままビーカを、フィルムの外表面が他の
ビーカに入れられたTE−1541に浸るように配置する。こ
れらのビーカを上記状態のまま数箇月間放置する。FC−
40は、25℃で1.87という非常に大きな比重、光成形可能
な組成物に接触するとき大きな表面張力、並びに、組成
物に混ざり合わない性質を有しているけれども、フィル
ムを透過したFC−40はTE−1541の入ったビーカの底にけ
っして堆積することはなく、粒または滴を形成する兆候
も全く見せなかった。
本出願人は、得られた結果を説明することができるメ
カニズムを以下のように考えているが、この提案は単に
示唆するだけのものであり、またそのように解釈されな
ければならない。またこの提案を発明の範囲を限定する
ように解釈されるべきではけっしてない。本出願人は以
下を提案する。
カニズムを以下のように考えているが、この提案は単に
示唆するだけのものであり、またそのように解釈されな
ければならない。またこの提案を発明の範囲を限定する
ように解釈されるべきではけっしてない。本出願人は以
下を提案する。
FC−40は非常に容易にフィルムを濡らし膨張させる。
最初、フィルムの一方の側のFC−40は高濃度である。フ
ィルムはFC−40を透過させることが可能でこの結果膨張
するので、拡散効果は液体を、組成物に接触するフィル
ムの他方側に引出し移送する。FC−40と組成物の間の表
面張力は大きいので、FC−40は、表面領域を最小するに
する傾向があり、フィルムの組成物側上に液体の薄いコ
ーティングを形成する。次いで、このことがフィルムの
組成物側のFC−40の濃度を高くし、この結果、フィルム
の両側の濃度差を実質的に平衡させ、拡散および移送効
果を実質的に減少させる。この方法で、FC−40の薄いコ
ーティングだけが組成物側に形成されることを期待する
ことができる。もし、このコーティングが、幾らかでも
光成形層の表面からフィルムをスライドさせる工程の間
に分離されると、透過したコーティングが拡散によって
自動的に再生させるであろう。
最初、フィルムの一方の側のFC−40は高濃度である。フ
ィルムはFC−40を透過させることが可能でこの結果膨張
するので、拡散効果は液体を、組成物に接触するフィル
ムの他方側に引出し移送する。FC−40と組成物の間の表
面張力は大きいので、FC−40は、表面領域を最小するに
する傾向があり、フィルムの組成物側上に液体の薄いコ
ーティングを形成する。次いで、このことがフィルムの
組成物側のFC−40の濃度を高くし、この結果、フィルム
の両側の濃度差を実質的に平衡させ、拡散および移送効
果を実質的に減少させる。この方法で、FC−40の薄いコ
ーティングだけが組成物側に形成されることを期待する
ことができる。もし、このコーティングが、幾らかでも
光成形層の表面からフィルムをスライドさせる工程の間
に分離されると、透過したコーティングが拡散によって
自動的に再生させるであろう。
上述の自己補給解放コーティング方法は、FC−40およ
びフィルムが底にある状態でも試験された。どの場合で
も、FC−40はフィルムを透過し、フィルムの組成内側に
コーティングを形成し、露光は光成形層が形成されるよ
うこのコーティングを通してなされ、次いでこの光成形
層はフィルムの表面をスライドする。本出願において、
組み立て体の配向の意義は重要なポイントである。本出
願に記載された例においては、重いFC−40液体が軽い光
成形可能な組成物の上に位置する。本実施例では、フィ
ルムの表面から光成形層を分離させるという所望の結果
に、液体の比重が影響を及ぼすことはない。換言すれ
ば、本発明のフィルムの配向方法は層または３次元物体
を形成するすのに都合の良い何れかの方法をとることが
できる。
びフィルムが底にある状態でも試験された。どの場合で
も、FC−40はフィルムを透過し、フィルムの組成内側に
コーティングを形成し、露光は光成形層が形成されるよ
うこのコーティングを通してなされ、次いでこの光成形
層はフィルムの表面をスライドする。本出願において、
組み立て体の配向の意義は重要なポイントである。本出
願に記載された例においては、重いFC−40液体が軽い光
成形可能な組成物の上に位置する。本実施例では、フィ
ルムの表面から光成形層を分離させるという所望の結果
に、液体の比重が影響を及ぼすことはない。換言すれ
ば、本発明のフィルムの配向方法は層または３次元物体
を形成するすのに都合の良い何れかの方法をとることが
できる。
おそらく、特性が同様にバランスするものであれば、
フィルム、組成物およびコーティング物質は何れの組合
せを用いてもよい。フィルムの多くの可塑剤はこれらの
方法によりフィルムに浸透しフィルムを通して移送され
る。また、光成形可能な組成物、フィルムおよび光成形
可能なコーティング混合物の組合せの多くは、光成形層
および３次元物体の形成に充分な役割を果すであろう。
フィルム、組成物およびコーティング物質は何れの組合
せを用いてもよい。フィルムの多くの可塑剤はこれらの
方法によりフィルムに浸透しフィルムを通して移送され
る。また、光成形可能な組成物、フィルムおよび光成形
可能なコーティング混合物の組合せの多くは、光成形層
および３次元物体の形成に充分な役割を果すであろう。
意外にも、コーティングの存在なしにフィルムを透過
する抑制剤、例えば空気または酸素が用いられてもよ
い。例えば、本出願人により複数の実験がなされ、これ
らは、フィルムを通して水銀アークランプにより露光さ
れた光成形層からフィルムをスライドさせることができ
ることを示している。本出願人の試験において、フルオ
ロエラストマフィルムは、露光されたデソライトSLR800
（商標）（DeSoto Chemical Corporation,Des Plains,I
L）フォトポリマ層を自由にスライドして離れた。カル
レズ（登緑商標）フィルムはほんの少し粘着性を示した
が、またその表面からスライドさせることができた。ポ
リエチレンフィルムはもう少し粘着性を示し、その表面
からスライドしなかったが、容易に剥がれた。これらの
事例の場合、フィルム界面におけるフォトポリマ表面は
僅かにべとべとしている。サンドブラストつや消しされ
た1/8インチ厚さのつや消し石英プレート上に渦巻き型
＃26コーティング棒（spiral wound ＃26 coating ro
d）によりコートされ、160−170℃で約12分間オーブン
で加熱して溶剤を蒸発させたテフロンAF（登録商標）
（Dupont,Wilmington,DE）FPX/FC40を用いて追加サンプ
ルが試験された。DeSotoのSLR−800（商標）液が、テフ
ロンAF（登録商標）コーティング側に接触時に露光され
ると、ガラスから層を早急にスライドさするのは不可能
であり（テフロンAF（登録商標）は非常に低い表面エネ
ルギを有し、実質的に不活性であるが、サンドブラスト
されたガラス表面にフィルムがはまり込み、良好なメカ
ニカル接着を提供する。また、テフロンAF（登録商標）
を石英プレートに接着することにより、酸素がテフロン
AF（登録商標）とフォトポリマの間の界面を透過するの
が防止される）、そして光成形層の表面がべとべとには
なることは全くなかった。本出願人は、相対的なフィル
ム接着および光成形層の表面粘着が、フィルムを透過し
フォトポリマを抑制する空気中の酸素の性質に実質的に
依存していることを示唆する。
する抑制剤、例えば空気または酸素が用いられてもよ
い。例えば、本出願人により複数の実験がなされ、これ
らは、フィルムを通して水銀アークランプにより露光さ
れた光成形層からフィルムをスライドさせることができ
ることを示している。本出願人の試験において、フルオ
ロエラストマフィルムは、露光されたデソライトSLR800
（商標）（DeSoto Chemical Corporation,Des Plains,I
L）フォトポリマ層を自由にスライドして離れた。カル
レズ（登緑商標）フィルムはほんの少し粘着性を示した
が、またその表面からスライドさせることができた。ポ
リエチレンフィルムはもう少し粘着性を示し、その表面
からスライドしなかったが、容易に剥がれた。これらの
事例の場合、フィルム界面におけるフォトポリマ表面は
僅かにべとべとしている。サンドブラストつや消しされ
た1/8インチ厚さのつや消し石英プレート上に渦巻き型
＃26コーティング棒（spiral wound ＃26 coating ro
d）によりコートされ、160−170℃で約12分間オーブン
で加熱して溶剤を蒸発させたテフロンAF（登録商標）
（Dupont,Wilmington,DE）FPX/FC40を用いて追加サンプ
ルが試験された。DeSotoのSLR−800（商標）液が、テフ
ロンAF（登録商標）コーティング側に接触時に露光され
ると、ガラスから層を早急にスライドさするのは不可能
であり（テフロンAF（登録商標）は非常に低い表面エネ
ルギを有し、実質的に不活性であるが、サンドブラスト
されたガラス表面にフィルムがはまり込み、良好なメカ
ニカル接着を提供する。また、テフロンAF（登録商標）
を石英プレートに接着することにより、酸素がテフロン
AF（登録商標）とフォトポリマの間の界面を透過するの
が防止される）、そして光成形層の表面がべとべとには
なることは全くなかった。本出願人は、相対的なフィル
ム接着および光成形層の表面粘着が、フィルムを透過し
フォトポリマを抑制する空気中の酸素の性質に実質的に
依存していることを示唆する。
図１において、フィルム102を、作像側雰囲気156、例
えばフィルム102を透過し、光成形可能な組成物104中に
拡散し、露光のもと変形可能組成物解放コーティングを
形成する空気や酸素等の作像側雰囲気156と共に使用す
ることが可能である。（これらの溶解ガスが光成形の抑
制になる程度まで、抑制された組成物は露光後に変形性
を残し、この結果変形可能な組成物解放コーティングと
して作用している。）同様に、所定形状に保持されたフ
ィルム102を、変形可能なコーティング混合物110′と共
に、そしてフィルム102を透過し透過済変形可能解放コ
ーティング110（および／または変形可能組成物解放コ
ーティング）を形成するフィルム102′の第１表面側の
抑制剤142′と共に又は無しに、使用することは可能で
ある。図２において、フィルム202がプレート232により
所定形状に保持される場合、変形可能コーティング混合
物210′は溶解した抑制剤242′と共に好適である。何故
ならば、このコーティング混合物が、フィルム202とプ
レート232の間に改良された光学的結合を実質的に生み
出し、この結果、より正確な光成形層222を形成させる
からである。
えばフィルム102を透過し、光成形可能な組成物104中に
拡散し、露光のもと変形可能組成物解放コーティングを
形成する空気や酸素等の作像側雰囲気156と共に使用す
ることが可能である。（これらの溶解ガスが光成形の抑
制になる程度まで、抑制された組成物は露光後に変形性
を残し、この結果変形可能な組成物解放コーティングと
して作用している。）同様に、所定形状に保持されたフ
ィルム102を、変形可能なコーティング混合物110′と共
に、そしてフィルム102を透過し透過済変形可能解放コ
ーティング110（および／または変形可能組成物解放コ
ーティング）を形成するフィルム102′の第１表面側の
抑制剤142′と共に又は無しに、使用することは可能で
ある。図２において、フィルム202がプレート232により
所定形状に保持される場合、変形可能コーティング混合
物210′は溶解した抑制剤242′と共に好適である。何故
ならば、このコーティング混合物が、フィルム202とプ
レート232の間に改良された光学的結合を実質的に生み
出し、この結果、より正確な光成形層222を形成させる
からである。
プレートに部分的に接触し、部分的に接着するだけの
フィルムを用いることは可能である。例えば、プレート
の一方の面はサンドブラストされていてもよく、また
は、他の方法で凹凸表面になっていてもよく、そして、
フィルムは例えば接着剤によりまたは例えばプレートの
主要な点の部分的な溶融により、プレートに部分的に接
着することが可能である。フルオロエラストマフィルム
は感熱樹脂であるため本出願には特に好適である。本方
法では、組成物に対面するフィルム表面は、機械的結合
を充分に防止して光成形層表面からのスライドを充分に
許容するよう滑らかにすることができる。互いに接触し
ないフィルムとプレートの間の領域は複数の経路を形成
し、変形可能なコーティング混合物および／または抑制
剤がんその経路を通してフィルムを湿らせ透過する。光
成形層の露光中にプレートと組成物の界面を通りこれを
抑制するために、例えば酸素の透過を許容するが光成形
可能な組成物の透過を許容しない多孔性の石英ガラスプ
レートを用いることができる。
フィルムを用いることは可能である。例えば、プレート
の一方の面はサンドブラストされていてもよく、また
は、他の方法で凹凸表面になっていてもよく、そして、
フィルムは例えば接着剤によりまたは例えばプレートの
主要な点の部分的な溶融により、プレートに部分的に接
着することが可能である。フルオロエラストマフィルム
は感熱樹脂であるため本出願には特に好適である。本方
法では、組成物に対面するフィルム表面は、機械的結合
を充分に防止して光成形層表面からのスライドを充分に
許容するよう滑らかにすることができる。互いに接触し
ないフィルムとプレートの間の領域は複数の経路を形成
し、変形可能なコーティング混合物および／または抑制
剤がんその経路を通してフィルムを湿らせ透過する。光
成形層の露光中にプレートと組成物の界面を通りこれを
抑制するために、例えば酸素の透過を許容するが光成形
可能な組成物の透過を許容しない多孔性の石英ガラスプ
レートを用いることができる。
このような多孔性プレートの光学性能を、プレートの
気候を満たすことができる変形可能なコーティング混合
物を利用することによって改良するのは好適であり、こ
のような変形可能なコーティング混合物は、使用状態時
においては放射に対して石英ガラスと実質的に同じ屈折
率を有している。Laser Liquids（商標）（R.P.Cargill
e Laboratories,Cedar Grove,NJ）のようなシリコンオ
イル混合物は本出願には有用であることを立証するもの
であろう。このような多孔性プレートは良好な光学性能
を有するシリカフリットまたはガラス微小球からなり、
これらは一緒に焼結されてプレート形状をなす。本方法
にとっては、部分的に接着された例えばシリコンフィル
ムのようなフィルムと一緒に多孔性石英ガラスプレート
を用いるのは好適である。溶解した抑制剤と共に変形可
能なコーティング混合物を用いるのはより好適であり、
この抑制剤は、多孔性石英ガラスプレートと実質的に同
じ屈折率を提供し、プレートの気孔を満たし、これによ
り使用される波長に対するプレートの光学的な透明性を
改良し、またこの抑制剤は、フィルムを透過し、これに
よりフィルムの光成形可能な組成物側に透過済変形可能
解放コーティングを形成し、また露光下で光成形層上に
光成形可能組成物解放コーティングを形成し、これによ
り光成形層表面からフィルム／プレートをスライドさせ
る。
気候を満たすことができる変形可能なコーティング混合
物を利用することによって改良するのは好適であり、こ
のような変形可能なコーティング混合物は、使用状態時
においては放射に対して石英ガラスと実質的に同じ屈折
率を有している。Laser Liquids（商標）（R.P.Cargill
e Laboratories,Cedar Grove,NJ）のようなシリコンオ
イル混合物は本出願には有用であることを立証するもの
であろう。このような多孔性プレートは良好な光学性能
を有するシリカフリットまたはガラス微小球からなり、
これらは一緒に焼結されてプレート形状をなす。本方法
にとっては、部分的に接着された例えばシリコンフィル
ムのようなフィルムと一緒に多孔性石英ガラスプレート
を用いるのは好適である。溶解した抑制剤と共に変形可
能なコーティング混合物を用いるのはより好適であり、
この抑制剤は、多孔性石英ガラスプレートと実質的に同
じ屈折率を提供し、プレートの気孔を満たし、これによ
り使用される波長に対するプレートの光学的な透明性を
改良し、またこの抑制剤は、フィルムを透過し、これに
よりフィルムの光成形可能な組成物側に透過済変形可能
解放コーティングを形成し、また露光下で光成形層上に
光成形可能組成物解放コーティングを形成し、これによ
り光成形層表面からフィルム／プレートをスライドさせ
る。
図３は、上述のように気孔が変形可能解放コーティン
グ混合物310′により満たされた多孔性プレートを利用
した実施例を示している。特に、フィルム302はフィル
ム第１表面およびフィルム第２表面を有するとともに多
孔性プレート333に接着しており、フィルム第２表面30
2″はお、光成形可能な組成物304に少なくとも部分的に
対向するように位置しており、またフィルム第１表面30
2′は多孔性プレート333に少なくとも部分的に対向し、
部分的に接着している。多孔性プレート333は部分的に
接着したフィルム302と共に、以下プレート組み立て体
と呼ぶ。さらに、フィルム302は、多孔性プレート333の
縁の周りをラップし、変形可能コーティング混合物31
0′を含有するのを助けている。変形可能コーティング
混合物310′は、フィルム302を濡らして透過し、透過済
変形可能解放コーティング310を形成する。変形可能な
コーティング混合物310′および多孔性プレート310の上
方は、作像側雰囲気356であり、この作像側雰囲気356は
抑制剤を含有し、また容器306内で組成物／雰囲気界面2
52で光成形可能な組成物に接触する組成物雰囲気352と
同じであっても、異なってもよい。作像側雰囲気356は
変形可能なコーティング混合物310′中に拡散し、溶解
抑制剤342′を形成する。次いでこの抑制剤342′はフィ
ルム302を透過し、透過済抑制剤342を形成する。また容
器306中にはプラットフォーム320があり、プラットフォ
ーム320は、光成形層322の形成中に、フィルム第２表面
302″に対し実質的に垂直な方向にプラットフォーム移
動手段324により移動する。プレート組み立て体移動手
段319（理解を容易にするため図中矢印で示す）はプレ
ート組み立て体および変形可能コーティング混合物31
0′をフィルム第２表面302″に実質的に平行な方向に移
動する。放射源314は、フォトマスク316、透明な変形可
能コーティング混合物310′、フィルム302、多孔性プレ
ート331および透過済変形可能解放コーティング310を通
して光成形可能組成物層312を他の図において説明した
のと殆ど同じ方法で露光する。本実施例では、変形可能
なコーティングが低粘度液体であるとき、プレート組み
立て体は実質的に水平であることが望ましい。
グ混合物310′により満たされた多孔性プレートを利用
した実施例を示している。特に、フィルム302はフィル
ム第１表面およびフィルム第２表面を有するとともに多
孔性プレート333に接着しており、フィルム第２表面30
2″はお、光成形可能な組成物304に少なくとも部分的に
対向するように位置しており、またフィルム第１表面30
2′は多孔性プレート333に少なくとも部分的に対向し、
部分的に接着している。多孔性プレート333は部分的に
接着したフィルム302と共に、以下プレート組み立て体
と呼ぶ。さらに、フィルム302は、多孔性プレート333の
縁の周りをラップし、変形可能コーティング混合物31
0′を含有するのを助けている。変形可能コーティング
混合物310′は、フィルム302を濡らして透過し、透過済
変形可能解放コーティング310を形成する。変形可能な
コーティング混合物310′および多孔性プレート310の上
方は、作像側雰囲気356であり、この作像側雰囲気356は
抑制剤を含有し、また容器306内で組成物／雰囲気界面2
52で光成形可能な組成物に接触する組成物雰囲気352と
同じであっても、異なってもよい。作像側雰囲気356は
変形可能なコーティング混合物310′中に拡散し、溶解
抑制剤342′を形成する。次いでこの抑制剤342′はフィ
ルム302を透過し、透過済抑制剤342を形成する。また容
器306中にはプラットフォーム320があり、プラットフォ
ーム320は、光成形層322の形成中に、フィルム第２表面
302″に対し実質的に垂直な方向にプラットフォーム移
動手段324により移動する。プレート組み立て体移動手
段319（理解を容易にするため図中矢印で示す）はプレ
ート組み立て体および変形可能コーティング混合物31
0′をフィルム第２表面302″に実質的に平行な方向に移
動する。放射源314は、フォトマスク316、透明な変形可
能コーティング混合物310′、フィルム302、多孔性プレ
ート331および透過済変形可能解放コーティング310を通
して光成形可能組成物層312を他の図において説明した
のと殆ど同じ方法で露光する。本実施例では、変形可能
なコーティングが低粘度液体であるとき、プレート組み
立て体は実質的に水平であることが望ましい。
操作においては、最初にプレート組み立て体を、プラ
ットフォーム320と透過済変形可能解放コーティング310
の間の光成形可能組成物層312上に位置させる。次いで
放射源314が点灯され、フォトマスク316、変形可能コー
ティング混合物、プレート組み立て体、透過済変形可能
解放コーティングを通して、光成形可能な組成物層312
に入射するための放射像様を形成し、この結果、透過済
抑制剤342の存在により光成形層322および変形可能組成
物解放コーティングを形成する。露光後、プレート組み
立て体はプレート組み立体移動手段319により移動さ
れ、移動手段319は層322の表面からフィルム302を分離
し、この分離領域に新たな変形可能な組成物304を流入
させる。分離の完了後、プラットフォーム320および光
成形層322はプレート組み立て体から少なくも光成形可
能な組成物層312一つ分の距離移動する。次に、プレー
ト組み立て体は、プラットフォーム320と先に形成され
た光成形層の322の上方に配置され、透過済変形可能解
放コーティング310および先に形成された光成形層322の
間に新たな光成形可能組成物層312を成形する。像様露
光、分離、プラットフォーム移動および再コーティング
工程を、完全な３次元物体が形成されるまで続ける。
ットフォーム320と透過済変形可能解放コーティング310
の間の光成形可能組成物層312上に位置させる。次いで
放射源314が点灯され、フォトマスク316、変形可能コー
ティング混合物、プレート組み立て体、透過済変形可能
解放コーティングを通して、光成形可能な組成物層312
に入射するための放射像様を形成し、この結果、透過済
抑制剤342の存在により光成形層322および変形可能組成
物解放コーティングを形成する。露光後、プレート組み
立て体はプレート組み立体移動手段319により移動さ
れ、移動手段319は層322の表面からフィルム302を分離
し、この分離領域に新たな変形可能な組成物304を流入
させる。分離の完了後、プラットフォーム320および光
成形層322はプレート組み立て体から少なくも光成形可
能な組成物層312一つ分の距離移動する。次に、プレー
ト組み立て体は、プラットフォーム320と先に形成され
た光成形層の322の上方に配置され、透過済変形可能解
放コーティング310および先に形成された光成形層322の
間に新たな光成形可能組成物層312を成形する。像様露
光、分離、プラットフォーム移動および再コーティング
工程を、完全な３次元物体が形成されるまで続ける。
３次元物体の製造にとっては、放射による露光が像様
に実行されるのが好適であり、そしてその像は３次元物
体の一層を表している。また最初の露光ステップによっ
て上述したように光成形層とプラットフォームとの部分
間の接着を充分にするのが好適であり、この結果、層の
実質的な支持が確実になり、像様放射による実質的な次
の静的記録が確実になり、光成形可能組成物層が存在す
る先に形成された光成形層とフィルム間の制御相対位置
を保証する。さらに、次の露光ステップを、露光される
光成形可能な組成物の部分と、先に露光された光成形層
の表面の部分との間の接着が確実になるよう充分にする
のが好適である。現在のところ好適な露光方法は、適切
なフォトマスクを通してまたは適切なフォトマスクから
反射した紫外線露光を利用しているが、他の放射露光方
法、例えば収束走査レーザビーム、Ｘ線、マイクロ波ま
たは高周波励起等のようなものを用いた直接書込みのよ
うな方法を用いるとよく、このような放射が光成形可能
な組成物の光成形を引起こすと想像される。本発明の実
践に役立つフォトマスクはハロゲン化銀フィルム（透過
性またはミラーが後面にある反射性のどちらか）、液晶
セル（反射型または透過型）、透明ウエッブ上に粉体を
静電的付着させたもの、ルチコンズ（ruticons）等であ
ってもよい。
に実行されるのが好適であり、そしてその像は３次元物
体の一層を表している。また最初の露光ステップによっ
て上述したように光成形層とプラットフォームとの部分
間の接着を充分にするのが好適であり、この結果、層の
実質的な支持が確実になり、像様放射による実質的な次
の静的記録が確実になり、光成形可能組成物層が存在す
る先に形成された光成形層とフィルム間の制御相対位置
を保証する。さらに、次の露光ステップを、露光される
光成形可能な組成物の部分と、先に露光された光成形層
の表面の部分との間の接着が確実になるよう充分にする
のが好適である。現在のところ好適な露光方法は、適切
なフォトマスクを通してまたは適切なフォトマスクから
反射した紫外線露光を利用しているが、他の放射露光方
法、例えば収束走査レーザビーム、Ｘ線、マイクロ波ま
たは高周波励起等のようなものを用いた直接書込みのよ
うな方法を用いるとよく、このような放射が光成形可能
な組成物の光成形を引起こすと想像される。本発明の実
践に役立つフォトマスクはハロゲン化銀フィルム（透過
性またはミラーが後面にある反射性のどちらか）、液晶
セル（反射型または透過型）、透明ウエッブ上に粉体を
静電的付着させたもの、ルチコンズ（ruticons）等であ
ってもよい。
露光源としての相対的に高出力のレーザから発せられ
る収束ビームの使用は、光成形層をフィルムにより一層
接着させる結果を生じることを本出願人は発見し、この
光成形層は作像側雰囲気が空気である場合にフィルムを
通して露光されるところのものである。これは重合の率
が抑制の率を上回ることによりものと出願人は信じてい
る。より薄いフィルム、より効果のある抑制剤、また
は、例えばより高濃度の酸素、および／または、例えば
酸素飽和した透過済変形可能解放コーティングを用いる
ことは好適であろう。何故ならば、それらは光成形層に
対するフィルムの接着を実質的に減少させるからであ
る。
る収束ビームの使用は、光成形層をフィルムにより一層
接着させる結果を生じることを本出願人は発見し、この
光成形層は作像側雰囲気が空気である場合にフィルムを
通して露光されるところのものである。これは重合の率
が抑制の率を上回ることによりものと出願人は信じてい
る。より薄いフィルム、より効果のある抑制剤、また
は、例えばより高濃度の酸素、および／または、例えば
酸素飽和した透過済変形可能解放コーティングを用いる
ことは好適であろう。何故ならば、それらは光成形層に
対するフィルムの接着を実質的に減少させるからであ
る。
フィルム、より好ましくはフィルム、プレートおよび
コーティングの組み立て体の光成形層の表面からのスラ
イドは、フィルムと光成形層の分離中に発生する真空力
の発生を減少させるのに好適である。もっと好適には、
フィルムまたは組み立て体の形状が実質的に急激に変化
する領域にフィルムまたは組み立て体をスライドさせ、
この結果、フィルムの表面は、もはや光成形層表面に平
行ではなくなり光成形層表面から離隔し、光成形層およ
びフィルムが分離する領域に光成形可能な組成物が流入
するのを実質的に制限しないようにする。組み立て体に
とっては、フィルム形状のこのような実質的な変化はプ
レートの縁で発生するのが好適である。また図２に示さ
れるように、このようなフィルム202の形状変化はプレ
ート232に押込まれた、または、プレート232に元々形成
されている凹部228のように現れるのが最も好適であ
り、この凹部228は、フィルム202と光成形層222との分
離領域に組成物204が流入するのを実質的に制限しない
ように充分に深い。
コーティングの組み立て体の光成形層の表面からのスラ
イドは、フィルムと光成形層の分離中に発生する真空力
の発生を減少させるのに好適である。もっと好適には、
フィルムまたは組み立て体の形状が実質的に急激に変化
する領域にフィルムまたは組み立て体をスライドさせ、
この結果、フィルムの表面は、もはや光成形層表面に平
行ではなくなり光成形層表面から離隔し、光成形層およ
びフィルムが分離する領域に光成形可能な組成物が流入
するのを実質的に制限しないようにする。組み立て体に
とっては、フィルム形状のこのような実質的な変化はプ
レートの縁で発生するのが好適である。また図２に示さ
れるように、このようなフィルム202の形状変化はプレ
ート232に押込まれた、または、プレート232に元々形成
されている凹部228のように現れるのが最も好適であ
り、この凹部228は、フィルム202と光成形層222との分
離領域に組成物204が流入するのを実質的に制限しない
ように充分に深い。
時折、好ましい発明の実施中に変形可能コーティング
混合物をフィルムに再度染み込ませる補給ステップを実
行する必要がある。典型的にはこのステップ中、フィル
ムおよびガラスの間から変形可能コーティング混合物を
引出す真空力が除去され、過度の変形可能コーティング
混合物がこの領域に汲み入れられ、または、この領域に
流入するのが許容される。より好ましくは、別のフラス
コ中の変形可能なコーティング混合物を通しての空気ま
たは純粋酸素の最初の気泡が好適であり、これにより溶
解した抑制剤で変形可能コーティング混合物を再飽和さ
せ、次いでこの（飽和抑制剤）変形可能コーティング混
合物をフィルムに再飽和させるのも好適である。本出願
人は、この再飽和ステップが10回の露光毎に必要になる
ことを示唆する。しかしながら、この再飽和ステップ
は、例えば作像される層面積を決める露光量、および、
例えば使用される光成形可能な組成物のタイプに実質的
に依存している。図２に示される好適な方法において、
光成形可能組成物層212の露光および再コーティング
は、層が凹部を越える度に生じ、凹部領域228の各サイ
ドのフィルム202およびプレート232は分離室250′、25
0″を画成し、この結果、一方のサイドが露光ステップ
に提供されるとき他方のサイドは再飽和されている。
混合物をフィルムに再度染み込ませる補給ステップを実
行する必要がある。典型的にはこのステップ中、フィル
ムおよびガラスの間から変形可能コーティング混合物を
引出す真空力が除去され、過度の変形可能コーティング
混合物がこの領域に汲み入れられ、または、この領域に
流入するのが許容される。より好ましくは、別のフラス
コ中の変形可能なコーティング混合物を通しての空気ま
たは純粋酸素の最初の気泡が好適であり、これにより溶
解した抑制剤で変形可能コーティング混合物を再飽和さ
せ、次いでこの（飽和抑制剤）変形可能コーティング混
合物をフィルムに再飽和させるのも好適である。本出願
人は、この再飽和ステップが10回の露光毎に必要になる
ことを示唆する。しかしながら、この再飽和ステップ
は、例えば作像される層面積を決める露光量、および、
例えば使用される光成形可能な組成物のタイプに実質的
に依存している。図２に示される好適な方法において、
光成形可能組成物層212の露光および再コーティング
は、層が凹部を越える度に生じ、凹部領域228の各サイ
ドのフィルム202およびプレート232は分離室250′、25
0″を画成し、この結果、一方のサイドが露光ステップ
に提供されるとき他方のサイドは再飽和されている。
組み立て前のフィルムの前飽和は、システムを直に使
用可能にし、またフィルム膨張によるフィルムの張力ロ
スを回避するが、このステップは必ずしも必要ではな
い。変形可能コーティング混合物をフィルムに透過させ
るため、変形可能コーティング混合物はフィルムとプレ
ートの間に使用前に２〜３時間導入されるのが好適であ
る。本出願人は、フィルムの適当な側における光成形可
能な組成物の存在が、拡散工程および透過済変形可能解
放コーティングの生成の速度を実質的に増大させること
を見出した。変形可能コーティング混合物を拡散工程を
助長する圧力下に置くことは可能であるが、その必要は
ない。典型的には、変形可能コーティング混合物は、ち
ょうど圧力ヘッドを用いてガラスとフィルムの間の領域
に導入されるが、多種のポンプ、または、例えば圧力室
機器、または、例えばブラダポンプを使用してもよい。
真空を用いた透過の後、フィルムとガラスの間から変形
可能コーティング混合物を引出すのが好適であり、何故
ならば、これにより作像ステップ中にフィルムがガラス
にぴったり合わせられるからである。その真空は、室か
ら空気または酸素を引くことにより生成され、この室
は、変形可能コーティング混合物を収納し、フィルム／
ガラス／変形可能コーティング混合物の組み立て体に連
結されている。しかしながら、技術的によく知られたど
の真空方法を用いてもよい。好適な方法においては変形
可能コーティング混合物が比重の大きなFC−40であるの
で、低圧力ヘッドの効果を変形可能コーティング混合物
を引出すのに用いてもよい。変形可能コーティング混合
物はフィルムとガラスの間から引出されても、両者の間
には実質的に多量の変形可能コーティング混合物がまだ
残留している。これは、真空引きに匹敵する粘度および
流動抵抗効果によるものである。
用可能にし、またフィルム膨張によるフィルムの張力ロ
スを回避するが、このステップは必ずしも必要ではな
い。変形可能コーティング混合物をフィルムに透過させ
るため、変形可能コーティング混合物はフィルムとプレ
ートの間に使用前に２〜３時間導入されるのが好適であ
る。本出願人は、フィルムの適当な側における光成形可
能な組成物の存在が、拡散工程および透過済変形可能解
放コーティングの生成の速度を実質的に増大させること
を見出した。変形可能コーティング混合物を拡散工程を
助長する圧力下に置くことは可能であるが、その必要は
ない。典型的には、変形可能コーティング混合物は、ち
ょうど圧力ヘッドを用いてガラスとフィルムの間の領域
に導入されるが、多種のポンプ、または、例えば圧力室
機器、または、例えばブラダポンプを使用してもよい。
真空を用いた透過の後、フィルムとガラスの間から変形
可能コーティング混合物を引出すのが好適であり、何故
ならば、これにより作像ステップ中にフィルムがガラス
にぴったり合わせられるからである。その真空は、室か
ら空気または酸素を引くことにより生成され、この室
は、変形可能コーティング混合物を収納し、フィルム／
ガラス／変形可能コーティング混合物の組み立て体に連
結されている。しかしながら、技術的によく知られたど
の真空方法を用いてもよい。好適な方法においては変形
可能コーティング混合物が比重の大きなFC−40であるの
で、低圧力ヘッドの効果を変形可能コーティング混合物
を引出すのに用いてもよい。変形可能コーティング混合
物はフィルムとガラスの間から引出されても、両者の間
には実質的に多量の変形可能コーティング混合物がまだ
残留している。これは、真空引きに匹敵する粘度および
流動抵抗効果によるものである。
露光ステップの後、フィルム第２表面に平行でしかも
先の成形層に対しての組み立て体のスライドは、プレー
トから一層分の厚さまたはそれ以上離隔するプラットフ
ォームと光成形層の移動に優先して実行することができ
る。しかしながら、組み立て体の移動に優先して、プラ
ットフォームおよび先に成形された層を最初に移動させ
るのが好適である。プラットフォームをプレートから一
層分の厚さ以上移動させ、次いで各層の成形ステップ中
にプラットフォームを一層分の厚さ戻すことができる
が、これは好ましくはない。しかしながら、部分的に接
着したフィルムを伴う表面の粗いプレートまたは多孔性
石英ガラスプレートを用いた場合には、プラットフォー
ムの移動に優先してスライド移動を発生させるのが好適
である。
先の成形層に対しての組み立て体のスライドは、プレー
トから一層分の厚さまたはそれ以上離隔するプラットフ
ォームと光成形層の移動に優先して実行することができ
る。しかしながら、組み立て体の移動に優先して、プラ
ットフォームおよび先に成形された層を最初に移動させ
るのが好適である。プラットフォームをプレートから一
層分の厚さ以上移動させ、次いで各層の成形ステップ中
にプラットフォームを一層分の厚さ戻すことができる
が、これは好ましくはない。しかしながら、部分的に接
着したフィルムを伴う表面の粗いプレートまたは多孔性
石英ガラスプレートを用いた場合には、プラットフォー
ムの移動に優先してスライド移動を発生させるのが好適
である。
今迄記載されなかった図２に示されるような通常選択
される構造の特別な物質は以下のようになる。これは、
使用可能な物質の限定として認識されるべきではなく、
むしろ、このような組み立て体を構築するのに当業者を
助けるための情報を提供するものである。
される構造の特別な物質は以下のようになる。これは、
使用可能な物質の限定として認識されるべきではなく、
むしろ、このような組み立て体を構築するのに当業者を
助けるための情報を提供するものである。
チューブスクリーン：シャープな先端が除去され、また
は、内側に曲げられたアルミニウム、鉄または銅の金網
であり、この金網は適当な直径で巻かれ、継ぎ目は縫わ
れ、はんだ付け、または、ろう付けされている。
は、内側に曲げられたアルミニウム、鉄または銅の金網
であり、この金網は適当な直径で巻かれ、継ぎ目は縫わ
れ、はんだ付け、または、ろう付けされている。
フレキシブルチュービング：ティゴン（Tygon）（登録
商標）チュービング（VRW Scientific,San Francisco C
A） 移動手段:Unidex XIモータ コントローラ、ATS−206−
HM−６″トラベル ポジショニング モータ ドリヴン
ステージW/ステッパ モータ アンド ホーム メー
カー（Aerotech,pitts.PA）．
商標）チュービング（VRW Scientific,San Francisco C
A） 移動手段:Unidex XIモータ コントローラ、ATS−206−
HM−６″トラベル ポジショニング モータ ドリヴン
ステージW/ステッパ モータ アンド ホーム メー
カー（Aerotech,pitts.PA）．
Claims (17)
- 【請求項１】光成形可能組成物を露光硬化させた連続的
な層により総体をなす３次元物体を製造する方法であっ
て、 ａ）第１表面および第２表面を有し実質的に透明で組成
物に対しては非透過性で不活性な半透過性フィルムと、
該半透過性フィルムを透過して前記光成形可能組成物側
に浸透する所定成分を含み該所定成分の浸透部分を露光
下で変形分離可能に保つ機能を有する作像側雰囲気と
を、前記第１表面が前記作像側雰囲気に少なくとも部分
的に接して前記第２表面が光成形可能組成物に少なくと
も部分的に接するように配置する工程と、 ｂ）前記フィルムの周囲に前記光成形可能組成物の界面
を形成する工程と、 ｃ）前記作像側雰囲気を、前記フィルム中を透過させ部
分的に光成形可能組成物層中に浸透させる工程と、 ｄ）前記光成形可能組成物層を、前記フィルムを通して
像様放射で露光し、前記光成形可能組成物層の一部を硬
化させて光成形層を形成するとともに、前記浸透部分か
らなる光成形可能組成物層の残部によって前記フィルム
を前記光成形層から解放可能にする変形可能組成物解放
コーティングを作る工程と、 ｅ）前記フィルムを前記光成形層に対しスライドさせる
工程と、 ｆ）前記フィルムを、前記先に形成された光成形層と前
記フィルム第２表面の間に光成形可能組成物層が形成さ
れるように、配置する工程と、 ｇ）前記光成形層が前記３次元物体の総体をなすまで、
上記ｃ）〜ｆ）工程を繰り返す工程と、 を有することを特徴とする方法。 - 【請求項２】光成形可能組成物を露光硬化させた連続的
な層により総体をなす３次元物体の製造装置であって、 ａ）前記光成形可能組成物に部分的に浸透して該浸透部
分を露光下で変形分離可能に保つ機能を有する作像側雰
囲気に対して部分的に接触可能な第１表面、および、光
成形可能組成物の未硬化の層に部分的に接触可能な第２
表面を有し、前記作像側雰囲気を透過させることが可能
で、実質的に透明で、組成物に対しては不活性で非透過
性な半透過性フィルムと、 ｂ）前記光成形可能組成物層の一部を硬化させた光成形
層を形成するために、像様放射を発生する放射手段と、 ｃ）前記フィルムを前記光成形層に対しスライドさせて
前記光成形層から分離させる分離手段と、 を備え、 前記一部が硬化した光成形可能組成物層の残部に、前記
作像側雰囲気の浸透部分からなり前記フィルム第２表面
の前記光成形層からの分離を可能にする変形可能組成物
解放コーティングを形成するようにしたことを特徴とす
る装置。 - 【請求項３】前記フィルムが、前記組成物の濡れ性およ
び透過性を低下させるよう前記組成物とは実質的に異な
る分子極性を持たせた材料からなることを特徴とする請
求の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項４】前記作像側雰囲気が、空気からなることを
特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項５】前記作像側雰囲気が、空気中に通常含まれ
る酸素より高濃度の酸素を含有することを特徴とする請
求の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項６】ｄ）前記光成形可能組成物の次の層を先に
形成された光成形層上に形成する組成物層形成手段を、
設けたことを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置。 - 【請求項７】ｅ）前記フィルムの形状を保持するテンタ
ーフレームと、 ｆ）前記テンターフレームおよび前記フィルムをスライ
ド移動させるフレーム組み立て体移動手段と、 ｇ）前記光成形層に接着可能なプラットフォームと、 ｈ）前記プラットフォームを移動させるプラットフォー
ム移動手段と、 を設けたことを特徴とする請求の範囲第６項記載の装
置。 - 【請求項８】前記フィルムが、前記光成形可能組成物の
露光硬化を抑制する抑制剤を透過可能であることを特徴
とする請求の範囲第７項記載の装置。 - 【請求項９】光成形可能組成物を露光硬化させた連続的
な層により総体をなす３次元物体の製造装置であって、 ａ）第１表面および光成形可能組成物に部分的に接触可
能な第２表面を有し、実質的に透明で、前記光成形可能
組成物の露光硬化を抑制する所定の抑制剤を透過可能で
ある一方、組成物に対しては不活性で非透過性な半透過
性フィルムと、 ｂ）前記光成形層を前記フィルム第２表面側に形成する
ため、像様放射を前記フィルムを通して発生する手段
と、 ｃ）前記光成形層に接着可能なプラットフォームと、 ｄ）前記プラットフォームを移動させるプラットフォー
ム移動手段と、 e1）前記フィルムの形状を保持する透明プレート、並び
に、該プレートと前記フィルムの間に空間を画成するよ
う前記プレートに前記フィルムを固定するフレームおよ
びフランジと、 e2）前記抑制剤を含み、前記透明プレートと前記フィル
ムの間に保持されるとともに、前記半透過性フィルムを
透過した前記抑制剤の光成形可能組成物に浸透したとき
該浸透部分を露光下で変形分離可能に保って前記フィル
ムと前記光成形層とを分離可能にする変形可能組成物解
放コーティングを形成する変形可能コーティング混合物
と、 ｆ）前記フィルムの前記光成形層からの分離および光成
形可能組成物層の塗布を円滑に許容するように、前記フ
レーム、前記プレート、前記フランジおよび前記フィル
ムを移動させるフレーム組み立て体移動手段と、 を設けたことを特徴とする装置。 - 【請求項１０】ｇ）前記プレートに形成された凹部領域
と、 ｈ）前記室を第１室および第２室に分離し、前記凹部領
域を通しての光成形可能組成物の流動を許容するよう形
成されたウエッジと、 ｉ）変形可能コーティング混合物を前記第１室から引出
し、一方変形可能コーティング混合物を前記第２室に逆
に導入するポンピング手段と、 ｊ）前記変形可能コーティング混合物と前記フィルムを
透過した抑制剤とを取替える取替え手段と、 を設けたことを特徴とする請求項９記載の装置。 - 【請求項１１】前記フィルムが、フルオロエラストマフ
ィルムからなることを特徴とする請求の範囲第２項又は
第10項記載の装置。 - 【請求項１２】前記変形可能コーティング混合物に溶解
した抑制剤が、空気を含有することを特徴とする請求の
範囲第10項記載の装置。 - 【請求項１３】前記溶解した抑制剤が、空気中に通常含
まれる酸素より高濃度の酸素を含有することを特徴とす
る請求の範囲第10項記載の装置。 - 【請求項１４】前記変形可能コーティング混合物が、過
フルオロカーボン液を含むことを特徴とする請求の範囲
第10項記載の装置。 - 【請求項１５】ａ）変形可能コーティング混合物で満た
される気孔を有し、該変形可能コーティング混合物と同
様の反射率を有する透明多孔性プレートと、 ｂ）前記多孔性プレートに部分的に接着し前記変形可能
コーティング混合物により濡れる第１表面および光成形
可能組成物に部分的に接する第２表面を有し、前記変形
可能コーティング混合物および該混合物に溶解した作像
側雰囲気を透過させるフィルムと、 ｃ）光成形層を前記フィルム第２表面に形成するため、
前記多孔性プレート、前記変形可能コーティング混合物
および前記フィルムを通しての像様放射を発生する手段
と、 ｄ）前記多孔性プレート、前記フィルム、前記変形可能
コーティング混合物を、前記フィルム第２表面に実質的
に平行な方向に移動させるプレート組み立て体移動手段
と、 ｅ）前記光成形層に接着可能なプラットフォームと、 ｆ）前記プラットフォームを移動するプラットフォーム
移動手段と、 を備え、 前記作像側雰囲気が前記変形可能コーティング混合物と
共に前記フイルムの第２表面側に浸透して、前記フィル
ムを通しての像様放射に対し該浸透部分を変形分離可能
に保つ変形可能組成物解放コーティングを形成し、前記
フィルムの前記光成形層からの分離を容易にすることを
特徴とする３次元物体製造装置。 - 【請求項１６】前記フィルムがシリコンフィルムからな
り、前記変形可能コーティング混合物がシリコンオイル
からなることを特徴とする請求の範囲第15項記載の装
置。 - 【請求項１７】前記フィルムが、フルオロエラストマフ
ィルムからなり、前記変形可能コーティング混合物が過
フルオロカーボン液からなることを特徴とする請求の範
囲第15項記載の装置。
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