JP6975963B2 - Molded product manufacturing method and molded product - Google Patents

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Description

本発明は、成形物の製造方法及び成形物に関する。 The present invention relates to a method for producing a molded product and a molded product.

近年、セラミックス、金属、金属酸化物材料等の無機材料の開発及びその微細加工技術の進展に伴い、無機材料の機能がさらに評価され、様々な製品への適用が進んでいる。 In recent years, with the development of inorganic materials such as ceramics, metals, and metal oxide materials and the progress of microfabrication technology thereof, the functions of the inorganic materials have been further evaluated, and their application to various products is progressing.

無機材料の適用としては、例えば、固体酸化物型燃料電池(Solid Oxide Fuel Cell、SOFC)の固体電解質材料や電極などが挙げられる。燃料電池は非常に高温で作動するが、SOFCはセラミックス等の酸化物を用いるため耐久性に優れる。SOFCでは、無機材料で構成される固体電解質の両面にそれぞれカソードとアノードの電極が形成されている。SOFCの発電効率の向上のために、電極の表面積を大きくすることが提案されている。 Applications of the inorganic material include, for example, a solid electrolyte material and an electrode of a solid oxide fuel cell (SOFC). Fuel cells operate at very high temperatures, but SOFCs use oxides such as ceramics, so they have excellent durability. In SOFC, cathode and anode electrodes are formed on both sides of a solid electrolyte composed of an inorganic material, respectively. It has been proposed to increase the surface area of the electrodes in order to improve the power generation efficiency of SOFCs.

また、無機材料の表面に微細な凹凸を形成して、表面に撥水性又は親水性を付与する技術がある。さらに、微細な凹凸を表面に有する無機材料は、触媒やコンデンサとしても有用である。 Further, there is a technique of forming fine irregularities on the surface of an inorganic material to impart water repellency or hydrophilicity to the surface. Further, an inorganic material having fine irregularities on the surface is also useful as a catalyst or a capacitor.

このように、無機材料の表面に微細な凹凸が形成されることにより種々の機能が付与されるため、より微細な凹凸を無機材料の表面に形成することが可能な加工技術が望まれている。特に、ナノサイズの微細構造を安価で且つ大面積に形成できる技術が望まれている。 As described above, since various functions are imparted by forming fine irregularities on the surface of the inorganic material, a processing technique capable of forming finer irregularities on the surface of the inorganic material is desired. .. In particular, a technique capable of forming a nano-sized microstructure at low cost and in a large area is desired.

このような無機材料の微細加工法の一つとして、原料に金属粉末を用いて射出成型するMIM(Metal Injection Molding)法がある(例えば、非特許文献1及び2参照)。MIM法では、金属粉、熱可塑性樹脂、ワックス等の成分を混合する工程、射出成型する工程、熱可塑性樹脂を脱脂する工程、そして焼結する工程を経て、三次元構造の金属成形物を得る。MIM法は、プレス焼結法と比較して複雑な形状の製品を製作することができる。 As one of such microfabrication methods for inorganic materials, there is a MIM (Metal Injection Molding) method in which a metal powder is used as a raw material for injection molding (see, for example, Non-Patent Documents 1 and 2). In the MIM method, a metal molded product having a three-dimensional structure is obtained through a steps of mixing components such as metal powder, thermoplastic resin, and wax, an injection molding step, a step of degreasing the thermoplastic resin, and a step of sintering. .. The MIM method can produce a product having a complicated shape as compared with the press sintering method.

また、無機材料の微細加工法の他の例として、有機材料で適用されているナノインプリント技術をセラミックスの微細加工に応用する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の方法では、セラミックス粉末と有機材料を混合したスラリー状の複合物を、ナノサイズの凹凸を表面に有するパターン転写用モールドに塗布して、セラミックス基板を押圧し(ナノインプリント)、この状態で乾燥した後モールドをセラミックス基板から剥離して焼結している。 Further, as another example of the microfabrication method for an inorganic material, a method for applying the nanoimprint technology applied to an organic material to the microfabrication of ceramics has been proposed (see, for example, Patent Document 1). In the method described in Patent Document 1, a slurry-like composite in which ceramic powder and an organic material are mixed is applied to a pattern transfer mold having nano-sized irregularities on the surface, and the ceramic substrate is pressed (nanoimprint). After drying in this state, the mold is peeled off from the ceramic substrate and sintered.

特開2010−52408号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2010-522808

http://www.ady-jp.jp/category/1213988.htmlhttp://www.ady-jp.jp/category/1213988.html http://www.castem.co.jp/mim/tech.htmlhttp://www.castem.co.jp/mim/tech.html

非特許文献1、2及び特許文献1の製造方法により、従来よりも微細な表面形状の無機成形物が得られるが、さらに微細な凹凸を表面に形成することが可能な方法が望まれている。 By the manufacturing methods of Non-Patent Documents 1 and 2 and Patent Document 1, an inorganic molded product having a finer surface shape than before can be obtained, but a method capable of forming finer irregularities on the surface is desired. ..

そこで、本発明の課題は、成形物の表面に微細な凹凸をセラミックス、金属、又は金属酸化物で形成可能な成形物の製造方法及び成形物を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a molded product and a molded product capable of forming fine irregularities on the surface of the molded product with ceramics, metal, or a metal oxide.

本発明は、以下の形態を含む。
<1> 対象物品の表面の少なくとも一部に、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種で構成される凹部及び凸部の少なくとも一方を有する成形物の製造方法であり、
光硬化性樹脂と、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子と、を含有する組成物を、前記対象物品又は凹部及び凸部の少なくとも一方を表面に有するモールドに付与する工程と、
前記対象物品と前記モールドとを前記組成物を介して押圧する工程と、
押圧された前記組成物を光硬化する工程と、
光硬化した前記組成物を焼結する工程と、
を有する、成形物の製造方法。
<2> 前記粒子は、ガドリニウムドープセリア(GDC)、セリア、サマリウムドープセリア(SDC)、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、スカンジア安定化ジルコニア(ScSZ)、ジルコニア、ランタンストロンチウムコバルトフェライト(LSCF)、ランタンストロンチウムコバルタイト(LSC)、サマリウムストロンチウムコバルタイト(SSC)、ランタンストロンチウムマンガナイト(LSM)、ランタンストロンチウムコバルトマンガナイト(LSCM)、マンガンコバルトスピネルオキサイド(MCO)、ランタンストロンチウムクロマイト(LSCr)、ガリウムナイトライド、シリコンカーバイド、タングステンカーバイド、アルミナ、チタニア、及びランタンガレート(LaGaO)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、<1>に記載の成形物の製造方法。
<3> 前記組成物が光重合開始剤をさらに含有する、<1>又は<2>に記載の成形物の製造方法。
<4> 前記光重合開始剤の吸収波長が、前記組成物に含有される前記粒子の吸収波長と重ならないように、前記光重合開始剤が選択される、<3>に記載の成形物の製造方法。
<5> 前記光重合開始剤が、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなるラジカル重合開始剤、並びに炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなるラジカル重合開始剤の少なくとも1種である、<3>又は<4>に記載の成形物の製造方法。
<6> 前記ラジカル重合開始剤が、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、アセトフェノン、p−アニシル、ベンジル、ベンゾイン及びベンゾフェノンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、<5>に記載の成形物の製造方法。
<7> 前記光硬化性樹脂が、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂、及び炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂の少なくとも1種である、<1>〜<6>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<8> 前記光硬化性樹脂が、(メタ)アクリル樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を含む、<1>〜<7>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<9> 前記光硬化性樹脂が、下記一般式(1)で表される化合物を含む、<1>〜<8>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。

Figure 0006975963

〔式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Xは2価の炭化水素基、又は(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基を表す。〕
<10> 前記一般式(1)において、Xが2価の直鎖状炭化水素基、又は(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基である化合物を含む、<9>に記載の成形物の製造方法。
<11> 前記光硬化性樹脂は、モノマー、オリゴマー、又はモノマーとオリゴマーの両方からなる重合性化合物を含む、<1>〜<10>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<12> 前記光硬化性樹脂の粘度が、1.5mPa・s〜100mPa・sである、<1>〜<11>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<13> 前記モールドの前記凹部又は前記凸部の直径が、50μm以下である、<1>〜<12>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<14> 前記モールドの前記凹部又は前記凸部の直径に対する深さ又は高さの比(アスペクト比)が、2以上である、<1>〜<13>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<15> 前記モールドは、マスターモールドから複写したレプリカモールドである、<1>〜<14>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<16> 前記対象物品が、燃料電池の電極若しくは電解質、キャパシタの誘電体若しくは電極、超電導磁石、超電導電極、摩擦摺動面、工具、アクチュエータ、センサ、又は触媒である、<1>〜<15>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<17> 前記組成物とは、成分が異なる組成物をさらに用いる、<1>〜<16>のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
<18> 前記組成物と前記成分が異なる組成物とは、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子の種類が異なる、<17>に記載の成形物の製造方法。
<19> 前記光硬化する工程で得られた第一の硬化物の上、及び前記第一の硬化物が形成された領域とは別の領域の少なくとも一方に、前記成分が異なる組成物を付与し、光硬化して第二の硬化物を得た後、
前記第一の硬化物と前記第二の硬化物とを一括して焼結する、<17>又は<18>に記載の成形物の製造方法。
<20> 表面の少なくとも一部に、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種で構成される凹部及び凸部の少なくとも一方を有し、前記凹部又は凸部の直径に対する深さ又は高さの比(アスペクト比)が、2以上である成形物。 The present invention includes the following forms.
<1> A method for producing a molded product having at least one of a concave portion and a convex portion composed of at least one selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds on at least a part of the surface of the target article.
A composition containing a photocurable resin and at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds is placed on the target article or a mold having at least one of a concave portion and a convex portion on the surface thereof. The process of giving and
A step of pressing the target article and the mold through the composition, and
The step of photo-curing the pressed composition and
The step of sintering the photo-cured composition and
A method for manufacturing a molded product.
<2> The particles include gadrinium-doped ceria (GDC), ceria, samarium-doped ceria (SDC), yttria-stabilized zirconia (YSZ), scandia-stabilized zirconia (ScSZ), zirconia, lanthanum strontium cobalt ferrite (LSCF), and lantern. Strontium Strontium Cobaltite (LSC), Samarium Strontium Cobaltite (SSC), Lantern Strontium Manganite (LSM), Lantern Strontium Cobalt Manganite (LSCM), Manganese Cobalt Spinel Oxide (MCO), Lantern Strontium Chromite (LSCr), Gallium Nitride The method for producing a molded product according to <1>, which comprises at least one selected from the group consisting of silicon carbide, tungsten carbide, alumina, titania, and lanthangarate (LaGaO 3).
<3> The method for producing a molded product according to <1> or <2>, wherein the composition further contains a photopolymerization initiator.
<4> The molded product according to <3>, wherein the photopolymerization initiator is selected so that the absorption wavelength of the photopolymerization initiator does not overlap with the absorption wavelength of the particles contained in the composition. Production method.
<5> The photopolymerization initiator is at least one of a radical polymerization initiator composed of a carbon atom, an oxygen atom and a hydrogen atom, and a radical polymerization initiator composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. The method for producing a molded product according to <3> or <4>.
<6> The radical polymerization initiator is 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1,2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl. ] -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2- Methyl-Propane-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1 -On, 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, phenylglycoxyacid methyl ester, acetophenone, p-anisyl, benzyl, The method for producing a molded product according to <5>, which comprises at least one selected from the group consisting of benzoin and benzophenone.
<7> The photocurable resin is at least one of a photocurable resin composed of a carbon atom, an oxygen atom and a hydrogen atom, and a photocurable resin composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. The method for producing a molded product according to any one of <1> to <6>.
<8> The method for producing a molded product according to any one of <1> to <7>, wherein the photocurable resin contains at least one of a (meth) acrylic resin and an epoxy resin.
<9> The method for producing a molded product according to any one of <1> to <8>, wherein the photocurable resin contains a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0006975963

[In the formula (1), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a divalent hydrocarbon group or a divalent group containing a (poly) alkyleneoxy group. ]
<10> The molded product according to <9>, wherein X contains a compound which is a divalent linear hydrocarbon group containing a divalent linear hydrocarbon group or a (poly) alkyleneoxy group in the general formula (1). Manufacturing method.
<11> The method for producing a molded product according to any one of <1> to <10>, wherein the photocurable resin contains a monomer, an oligomer, or a polymerizable compound composed of both a monomer and an oligomer.
<12> The method for producing a molded product according to any one of <1> to <11>, wherein the photocurable resin has a viscosity of 1.5 mPa · s to 100 mPa · s.
<13> The method for producing a molded product according to any one of <1> to <12>, wherein the diameter of the concave portion or the convex portion of the mold is 50 μm or less.
<14> The molded product according to any one of <1> to <13>, wherein the ratio (aspect ratio) of the depth or height to the diameter of the concave portion or the convex portion of the mold is 2 or more. Manufacturing method.
<15> The method for manufacturing a molded product according to any one of <1> to <14>, wherein the mold is a replica mold copied from a master mold.
<16> The target article is an electrode or electrolyte of a fuel cell, a dielectric or electrode of a capacitor, a superconducting magnet, a superconducting electrode, a friction sliding surface, a tool, an actuator, a sensor, or a catalyst, <1> to <15. > The method for producing a molded product according to any one of the above items.
<17> The method for producing a molded product according to any one of <1> to <16>, wherein a composition having a different component from the composition is further used.
<18> The method for producing a molded product according to <17>, wherein the composition and the composition having different components differ in the type of at least one kind of particles selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds. ..
<19> A composition having different components is imparted onto at least one of the first cured product obtained in the photocuring step and a region different from the region where the first cured product is formed. After photo-curing to obtain a second cured product,
The method for producing a molded product according to <17> or <18>, wherein the first cured product and the second cured product are sintered together.
<20> At least a part of the surface has at least one of a concave portion and a convex portion composed of at least one selected from the group consisting of ceramics, a metal and a metal compound, and the depth with respect to the diameter of the concave portion or the convex portion. A molded product having a height ratio (aspect ratio) of 2 or more.

本発明によれば、成形物の表面に微細な凹凸をセラミックス、金属、又は金属酸化物で形成可能な成形物の製造方法及び成形物を提供できる。 According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a molded product and a molded product capable of forming fine irregularities on the surface of the molded product with ceramics, metal, or a metal oxide.

本発明の成形物の製造方法の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the manufacturing method of the molded article of this invention. 重合開始剤の吸収スペクトルと、粒子の吸収スペクトルと、硬化に用いる照射光の波長との関係の一例を、模式的に示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between the absorption spectrum of a polymerization initiator, the absorption spectrum of a particle, and the wavelength of irradiation light used for curing. 実施例1において、樹脂成分のみで凹凸形状のパターンを形成した硬化物の平面SEM画像である。In Example 1, it is a plane SEM image of a cured product in which an uneven shape pattern is formed only by a resin component. 図3を拡大した平面SEM画像である。FIG. 3 is an enlarged planar SEM image of FIG. 組成物の硬化性を確認した結果を示す写真である。It is a photograph which shows the result of having confirmed the curability of a composition. 実施例1で得られた仮焼物の平面SEM画像である。It is a plane SEM image of the calcined product obtained in Example 1. 図6を拡大した平面SEM画像である。FIG. 6 is an enlarged planar SEM image of FIG. 実施例1で得られた仮焼物の断面形状をレーザ顕微鏡により測定した結果を示すグラフである。6 is a graph showing the results of measuring the cross-sectional shape of the calcined product obtained in Example 1 with a laser microscope. 実施例2で作製したレプリカモールドの平面光学顕微鏡画像である。It is a plane optical microscope image of the replica mold produced in Example 2. (A)は曲面に凹凸形状のパターンを形成した実施例2の仮焼物の外観を示す斜視写真であり、(B)は(A)におけるパターンの平面光学顕微鏡画像である。(A) is a perspective photograph showing the appearance of the calcined product of Example 2 in which a pattern having an uneven shape is formed on a curved surface, and (B) is a planar optical microscope image of the pattern in (A). 実施例2で得られた仮焼物の平面光学顕微鏡画像である。It is a plane optical microscope image of the calcined product obtained in Example 2. 実施例3における焼結工程の温度プロファイルを表すグラフである。It is a graph which shows the temperature profile of the sintering process in Example 3. FIG. 実施例3で得られた焼結物の外観写真である。It is an appearance photograph of the sintered body obtained in Example 3. 実施例3で得られた焼結物を拡大した平面レーザ顕微鏡画像である。8 is an enlarged planar laser microscope image of the sintered product obtained in Example 3. 実施例3で得られた焼結物の断面形状をレーザ顕微鏡により測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the cross-sectional shape of the sintered compact obtained in Example 3 with a laser microscope. 図14を拡大した平面SEM画像である。FIG. 14 is an enlarged planar SEM image of FIG. (A)は図16を拡大した平面SEM画像であり、(B)は(A)をさらに拡大した平面SEM画像である。(A) is a plane SEM image obtained by enlarging FIG. 16, and (B) is a plane SEM image obtained by further magnifying (A). 図17(B)を拡大した平面SEM画像である。FIG. 17 (B) is an enlarged planar SEM image. 実施例4で得られた焼結物の平面レーザ顕微鏡画像である。6 is a planar laser microscope image of the sintered product obtained in Example 4. 実施例4で得られた焼結物の断面形状をレーザ顕微鏡により測定した結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of having measured the cross-sectional shape of the sintered compact obtained in Example 4 with a laser microscope. 実施例4で得られた焼結物の平面SEM画像である。6 is a planar SEM image of the sintered product obtained in Example 4. (A)は図21を拡大した平面SEM画像であり、(B)は(A)をさらに拡大した平面SEM画像である。(A) is a plane SEM image obtained by enlarging FIG. 21, and (B) is a plane SEM image obtained by further magnifying (A). (A)は図21の斜視SEM画像であり、(B)は(A)をさらに拡大した斜視SEM画像である。(A) is a perspective SEM image of FIG. 21, and (B) is a perspective SEM image obtained by further magnifying (A). 図23(B)をさらに拡大した斜視SEM画像である。It is a perspective SEM image which further enlarged FIG. 23 (B). 実施例5で得られた硬化物の一部を除去し、各層を露出させたときの平面光学顕微鏡画像である。It is a plane optical microscope image when a part of the cured product obtained in Example 5 was removed and each layer was exposed. 実施例5で得られた硬化物からYSZ板を剥離したサンプルの断面光学顕微鏡画像である。6 is a cross-sectional optical microscope image of a sample obtained by peeling a YSZ plate from the cured product obtained in Example 5. 図25及び図26の観察方向を説明する図である。It is a figure explaining the observation direction of FIGS. 25 and 26. 実施例5で得られた仮焼物の断面光学顕微鏡画像である。6 is a cross-sectional optical microscope image of the calcined product obtained in Example 5.

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
本明細書において「〜」を用いて示された数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
なお、各図において同一又は対応する部材には同一符号を用いる。
Hereinafter, an example of the embodiment of the present invention will be described in detail. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
In the present specification, the numerical range indicated by using "~" indicates a range including the numerical values before and after "~" as the minimum value and the maximum value, respectively.
The same reference numerals are used for the same or corresponding members in each figure.

<成形物の製造方法>
図1に、本発明の成形物の製造方法の一例を示すが、本発明の成形物の製造方法は、これに限定されない。また、図中の部材の形状、大きさ等についても、これに限定されない。
<Manufacturing method of molded product>
FIG. 1 shows an example of the method for producing a molded product of the present invention, but the method for producing a molded product of the present invention is not limited thereto. Further, the shape, size, etc. of the members in the drawing are not limited to this.

成形物100の製造方法は、対象物品10の表面の少なくとも一部に、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種で構成される凹部及び凸部の少なくとも一方を有する成形物100の製造方法であり、光硬化性樹脂と、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子と、を含有する組成物20を、対象物品10又は凹部及び凸部の少なくとも一方を表面に有するモールド30に付与する工程(以下、「付与工程」ともいう。図1(A))と、対象物品10とモールド30とを組成物20を介して押圧する工程(以下、「押圧工程」ともいう。図1(B))と、押圧された組成物20を光硬化する工程(以下、「光硬化工程」ともいう。図1(C))と、光硬化した組成物20(硬化物22)を焼結する工程(以下、「焼結工程」ともいう。図1(E))と、を有する。本発明では、更に他の工程を有していてもよい。 The method for producing a molded product 100 is a molded product having at least one of a concave portion and a convex portion composed of at least one selected from the group consisting of ceramics, a metal and a metal compound on at least a part of the surface of the target article 10. The composition 20 which is a manufacturing method of 100 and contains a photocurable resin and at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds is applied to the target article 10 or the concave portion and the convex portion. A step of applying to a mold 30 having at least one on the surface (hereinafter, also referred to as “applying step”; FIG. 1 (A)) and a step of pressing the target article 10 and the mold 30 via the composition 20 (hereinafter, referred to as “applying step”). Also referred to as a “pressing step” (FIG. 1 (B)), a step of photocuring the pressed composition 20 (hereinafter, also referred to as a “photocuring step”; FIG. 1 (C)), and a photocured composition. It has a step of sintering 20 (cured product 22) (hereinafter, also referred to as a “stituting step”; FIG. 1 (E)). The present invention may further have other steps.

成形物100の製造方法では、セラミックス粒子、金属粒子及び金属化合物粒子の少なくとも1種とともに光硬化性樹脂を含有する組成物20を用いる。光硬化性樹脂を用いることで、光硬化工程(図1(C))の後で、硬化物22からモールド30を外しても(図1(D)、また、モールド30を外した状態で硬化物22を焼結しても(図1(E))、凹凸形状は保持される。 In the method for producing the molded product 100, the composition 20 containing a photocurable resin together with at least one of ceramic particles, metal particles, and metal compound particles is used. By using a photocurable resin, even if the mold 30 is removed from the cured product 22 after the photocuring step (FIG. 1 (C)) (FIG. 1 (D), it is cured with the mold 30 removed). Even if the object 22 is sintered (FIG. 1 (E)), the uneven shape is maintained.

熱可塑性樹脂は一般にヤング率の値が大きく、変形しにくい材料である。そのため、非特許文献1並びに特許文献1及び2のように、従前は、樹脂として熱可塑性樹脂を用いている。これらの方法では、100μmオーダの凹凸形状を形成することは可能である。 Thermoplastic resin is a material that generally has a large Young's modulus value and is not easily deformed. Therefore, as in Non-Patent Document 1 and Patent Documents 1 and 2, a thermoplastic resin has been used as a resin in the past. With these methods, it is possible to form uneven shapes on the order of 100 μm.

しかしながら、樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合には、焼結の昇温時の熱に耐えられず、昇温の途中で形状がダレてしまうため、組成物20に転写した凹凸形状が保持されにくい。そのため、熱可塑性樹脂を用いる方法では、凹凸形状がより微細化すると精度よく転写できないことが分かった。 However, when a thermoplastic resin is used as the resin, it cannot withstand the heat generated during the temperature rise of sintering, and the shape is sagging during the temperature rise. Therefore, the uneven shape transferred to the composition 20 is maintained. Hateful. Therefore, it was found that the method using a thermoplastic resin cannot transfer accurately if the uneven shape becomes finer.

これに対して、光硬化性樹脂は熱可塑性樹脂に比べて分解温度が高いため、高い温度までバインダとして機能する。これにより、光硬化性樹脂を用いた場合には、熱可塑性樹脂を用いた場合では得られない微細な凹凸形状を実現することができる。また、加熱によりダレてしまう熱可塑性樹脂では、対象物品10の形状が基本的には平板形状に限定されてしまうのに対して、硬化性樹脂を用いれば、様々な形状の対象物品10に凹凸形状を形成することができる。 On the other hand, since the photocurable resin has a higher decomposition temperature than the thermoplastic resin, it functions as a binder up to a high temperature. As a result, when a photocurable resin is used, it is possible to realize a fine uneven shape that cannot be obtained when a thermoplastic resin is used. Further, in the case of a thermoplastic resin that sags due to heating, the shape of the target article 10 is basically limited to a flat plate shape, whereas if a curable resin is used, the target article 10 having various shapes has irregularities. The shape can be formed.

また、光硬化性樹脂の硬化物で構成された凹部及び凸部は、熱可塑性樹脂を含む組成物20で構成された凹部及び凸部に比べて丈夫である。そのため、光硬化工程の後の硬化物の状態で、保管したり、長距離輸送したりすることが可能となる。つまり、光硬化工程(図1(C))までを実施した後、時間を置いて、改めて焼結工程(図1(E))を実施してもよい。したがって、硬化物を複数個作製してから、一括して焼結することができるため、高スループットとなり、製造コストを削減することができる。 Further, the concave portions and the convex portions made of the cured product of the photocurable resin are stronger than the concave portions and the convex portions made of the composition 20 containing the thermoplastic resin. Therefore, it is possible to store or transport the cured product over a long distance in the state of the cured product after the photo-curing step. That is, after performing the photo-curing step (FIG. 1 (C)), the sintering step (FIG. 1 (E)) may be performed again after a while. Therefore, since a plurality of cured products can be produced and then sintered at once, the throughput can be increased and the manufacturing cost can be reduced.

なお、熱可塑性樹脂を用いる場合には、水、アルコール等の媒質を使用するため、真空脱泡により泡立ちやすくなることから、消泡剤が必要な場合がある。また、長時間の真空脱泡により媒質が揮発することから、真空脱泡の時間を短縮化するためにも消泡剤の添加が望ましい。
これに対して、光硬化性樹脂の場合、光硬化性樹脂としてモノマーやオリゴマーのような低分子量の化合物で組成物20を調製できるため、媒質を使用せずに混合物を得ることができる。したがって、光硬化性樹脂を用いる場合において媒質を使用しない場合には、媒質に起因する泡立ちが発生しないことから消泡剤を使用しなくともよい。また、硬化した後の光硬化性樹脂は分子量が大きいため真空脱泡で揮散しにくく、真空脱泡を長時間行うことが可能である。これにより、製品である成形物における気泡由来の欠陥を少なくすることができる。
When a thermoplastic resin is used, a medium such as water or alcohol is used, so that foaming is likely to occur due to vacuum defoaming, so a defoaming agent may be required. Further, since the medium is volatilized by vacuum defoaming for a long time, it is desirable to add a defoaming agent in order to shorten the vacuum defoaming time.
On the other hand, in the case of a photocurable resin, the composition 20 can be prepared with a low molecular weight compound such as a monomer or an oligomer as the photocurable resin, so that a mixture can be obtained without using a medium. Therefore, when a photocurable resin is used and no medium is used, it is not necessary to use a defoaming agent because foaming due to the medium does not occur. Further, since the photocurable resin after curing has a large molecular weight, it is difficult to volatilize by vacuum defoaming, and vacuum defoaming can be performed for a long time. This makes it possible to reduce defects derived from air bubbles in the molded product which is a product.

また、熱可塑性樹脂を用いる場合には、媒質を使用するため焼結工程前に乾燥工程が必要となるが、光硬化性樹脂を用いる場合において媒質を使用しない場合には、乾燥工程が不要となる。 Further, when a thermoplastic resin is used, a drying step is required before the sintering step because a medium is used, but when a photocurable resin is used and a medium is not used, a drying step is not required. Become.

そして、光硬化性樹脂を用いる方法では、特許文献1のように適当な時間が経過すると硬化する硬化性樹脂を用いる方法に比べて、製造時間を短縮することができる。また、ロット間のバラツキが抑えられる。さらに、1つの成形物中での硬化状態のムラが抑えられ、より微細な凹凸形状を形成することができる。 The method using a photocurable resin can shorten the production time as compared with the method using a curable resin that cures after an appropriate time as in Patent Document 1. In addition, variation between lots can be suppressed. Further, unevenness in the cured state in one molded product can be suppressed, and a finer uneven shape can be formed.

また、硬化時間が長い特許文献1に記載の硬化性樹脂では、組成物の状態で安定的に成分が分散するよう分散剤が必要となる。熱可塑性樹脂の場合も、焼結までは組成物の状態で存在するため、組成物の状態での時間が長くなることが想定され、分散剤が必要となる。
これに対して、光硬化性樹脂の場合には、焼結の前に硬化させ、硬化時間も短いため、組成物の状態での時間が短く、分散剤を用いなくともよい。
Further, in the curable resin described in Patent Document 1 having a long curing time, a dispersant is required so that the components are stably dispersed in the state of the composition. Even in the case of a thermoplastic resin, since it exists in the state of the composition until sintering, it is expected that the time in the state of the composition will be long, and a dispersant is required.
On the other hand, in the case of a photocurable resin, it is cured before sintering and the curing time is short, so that the time in the state of the composition is short and it is not necessary to use a dispersant.

なお、金型により凹凸形状を成形する方法では、凹凸部分は本体部分と一体的にしか形成することができない。これに対して、本発明の方法では、対象物品10に対して後付けで凹凸形状を付与することができる。そのため、種々の対象物品10に対して、表面に微細な凹凸形状を付与することができる。
以下、成形物の製造方法を工程ごとに説明する。
In the method of forming the uneven shape by the mold, the uneven portion can be formed only integrally with the main body portion. On the other hand, in the method of the present invention, the uneven shape can be imparted to the target article 10 by retrofitting. Therefore, it is possible to impart a fine uneven shape to the surface of various target articles 10.
Hereinafter, the manufacturing method of the molded product will be described for each process.

(付与工程)
付与工程では、光硬化性樹脂と、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子と、を含有する組成物20を準備する。
(Granting process)
In the applying step, a composition 20 containing a photocurable resin and at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds is prepared.

光硬化性樹脂としては特に制限されず、例えば、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂、及び炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂の少なくとも1種が挙げられる。 The photocurable resin is not particularly limited, and for example, at least one of a photocurable resin composed of a carbon atom, an oxygen atom and a hydrogen atom, and a photocurable resin composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. Can be mentioned.

光硬化性樹脂としては、具体的には、(メタ)アクリル樹脂及びエポキシ樹脂が挙げられる。(メタ)アクリル樹脂としては、(メタ)アクリロイル基を1つ有するモノ(メタ)アクリレート樹脂、(メタ)アクリロイル基を2つ以上有するポリ(メタ)アクリレート樹脂が挙げられ、硬化性の観点から、ポリ(メタ)アクリレート樹脂を用いることが好ましく、取り扱い性の観点からジ(メタ)アクリレート樹脂を用いることがより好ましい。 Specific examples of the photocurable resin include (meth) acrylic resin and epoxy resin. Examples of the (meth) acrylic resin include a mono (meth) acrylate resin having one (meth) acryloyl group and a poly (meth) acrylate resin having two or more (meth) acryloyl groups, from the viewpoint of curability. It is preferable to use a poly (meth) acrylate resin, and it is more preferable to use a di (meth) acrylate resin from the viewpoint of handleability.

モノ(メタ)アクリレート樹脂としては、エチレングリコールモノフェニルエーテル(メタ)アクリレート、3-フェノキシ−2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート等が挙げられる。具体例化合物として、下記化合物を挙げることができる。 Examples of the mono (meth) acrylate resin include ethylene glycol monophenyl ether (meth) acrylate and 3-phenoxy-2-hydroxypropyl (meth) acrylate. Specific examples of the compound include the following compounds.

Figure 0006975963
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ジ(メタ)アクリレート樹脂としては、下記一般式(1)で表される化合物が挙げられる。 Examples of the di (meth) acrylate resin include compounds represented by the following general formula (1).

Figure 0006975963
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式(1)中、Rは、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、Xは2価の炭化水素基、又は(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基を表す。 In the formula (1), R independently represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a divalent hydrocarbon group or a divalent group containing a (poly) alkyleneoxy group.

式(1)におけるXで表される2価の炭化水素基は、直鎖状であることが好ましく、炭素数3〜12の2価の直鎖状炭化水素基であることがより好ましく、炭素数4〜6の2価の直鎖状炭化水素基であることがさらに好ましい。
式(1)におけるXで表される2価の炭化水素基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、水酸基等を挙げることができる。
The divalent hydrocarbon group represented by X in the formula (1) is preferably linear, more preferably a divalent linear hydrocarbon group having 3 to 12 carbon atoms, and carbon. It is more preferably a divalent linear hydrocarbon group of number 4-6.
Divalent hydrocarbon group represented by X in the formula (1) may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group and the like.

式(1)におけるXで表される(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基は、アルキレンオキシ基を1つ含むモノアルキレンオキシ基であっても、2以上含むポリアルキレンオキシ基であってもよい。Xにおけるアルキレンオキシ基の数は制限されない。(ポリ)アルキレンオキシ基としては、(ポリ)エチレンオキシ基、(ポリ)プロピレンオキシ基が挙げられる。 The divalent group containing a (poly) alkyleneoxy group represented by X in the formula (1) is a monoalkyleneoxy group containing one alkyleneoxy group or a polyalkyleneoxy group containing two or more. May be good. The number of alkyleneoxy groups in X is not limited. Examples of the (poly) alkyleneoxy group include a (poly) ethyleneoxy group and a (poly) propyleneoxy group.

式(1)におけるXで表される(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基は、(ポリ)アルキレンオキシ基以外のその他の基を含んでいてもよい。その他の基としては、ビスフェノール基などを挙げることができる。 The divalent group containing the (poly) alkyleneoxy group represented by X in the formula (1) may contain other groups other than the (poly) alkyleneoxy group. Examples of other groups include bisphenol groups.

式(1)におけるXで表される(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基は、置換基を有していてもよい。置換基としては、水酸基等を挙げることができる。 Divalent group containing represented by (poly) alkyleneoxy group in X in Formula (1) may have a substituent. Examples of the substituent include a hydroxyl group and the like.

一般式(1)で表される化合物のうち、Xがアルキレンオキシ基を含む2価の基である化合物(エポキシエステル)としては、下記化合物を挙げることができる。 Among the compounds represented by the general formula (1), the following compounds can be mentioned as the compound (epoxy ester) in which X is a divalent group containing an alkyleneoxy group.

Figure 0006975963
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エポキシエステルの市販品としては、例えば、共栄社化学株式会社の商品名:エポキシエステルM−600A、エポキシエステル40EM、エポキシエステル70PA、エポキシエステル200PA、エポキシエステル80MFA、エポキシエステル3002M(N)、エポキシエステル3002A(N)、エポキシエステル3000MK、及びエポキシエステル3000Aとして入手可能である。 Commercially available products of epoxy ester include, for example, trade names of Kyoeisha Chemical Co., Ltd .: epoxy ester M-600A, epoxy ester 40EM, epoxy ester 70PA, epoxy ester 200PA, epoxy ester 80MFA, epoxy ester 3002M (N), epoxy ester 3002A. (N), Ester Ester 3000MK, and Ester Ester 3000A are available.

光硬化性樹脂は、モノマー、オリゴマー、又はモノマーとオリゴマーの両方からなる重合性化合物を含んでもよい。モノマーを含むと、組成物20の粘度を低く抑えることができる。オリゴマーを含むと、組成物20の粘度を高めることができる。モノマーとオリゴマーの両方を含むと、組成物20の粘度を適宜調整することができ、モールド30への付与性及び取り扱い性に優れる。 The photocurable resin may contain a monomer, an oligomer, or a polymerizable compound consisting of both a monomer and an oligomer. When the monomer is contained, the viscosity of the composition 20 can be kept low. The inclusion of oligomers can increase the viscosity of composition 20. When both the monomer and the oligomer are contained, the viscosity of the composition 20 can be appropriately adjusted, and the mold 30 is excellent in impartability and handleability.

光硬化性樹脂の粘度は、モールド30への付与性及び取り扱い性の観点から、1.5mPa・s〜100mPa・sであることが好ましく、5.0mPa・s〜60mPa・sであることがより好ましく、6.5mPa・s〜20mPa・sであることがさらに好ましい。
光硬化性樹脂の粘度は、JIS Z8803:2011に準じて測定したときの値をいう。
The viscosity of the photocurable resin is preferably 1.5 mPa · s to 100 mPa · s, and more preferably 5.0 mPa · s to 60 mPa · s, from the viewpoint of impartability to the mold 30 and handleability. It is preferably 6.5 mPa · s to 20 mPa · s, and more preferably 6.5 mPa · s.
The viscosity of the photocurable resin is a value measured according to JIS Z8803: 2011.

セラミックス、金属及び金属化合物としては特に制限されず、例えば、SOFCの電極に適用する場合には、ガドリニウムドープセリア(GDC)、セリア、サマリウムドープセリア(SDC)、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、スカンジア安定化ジルコニア(ScSZ)、ジルコニア、ランタンストロンチウムコバルトフェライト(LSCF)、ランタンストロンチウムコバルタイト(LSC)、サマリウムストロンチウムコバルタイト(SSC)、ランタンストロンチウムマンガナイト(LSM)、ランタンストロンチウムコバルトマンガナイト(LSCM)、マンガンコバルトスピネルオキサイド(MCO)、ランタンストロンチウムクロマイト(LSCr)、ガリウムナイトライド、シリコンカーバイド、タングステンカーバイド、アルミナ、チタニア、及びランタンガレート(LaGaO)からなる群より選択される少なくとも1種を含んでもよい。 The ceramics, metals and metal compounds are not particularly limited, and for example, when applied to SOFC electrodes, gadrinium-doped ceria (GDC), ceria, strontium-doped ceria (SDC), yttria-stabilized zirconia (YSZ), scandia. Stabilized Zirconia (ScSZ), Zirconia, Lantern Strontium Cobalt Ferrite (LSCF), Lantern Strontium Cobaltite (LSC), Samalium Strontium Cobaltite (SSC), Lantern Strontium Manganite (LSM), Lantern Strontium Cobalt Manganite (LSCM), It may contain at least one selected from the group consisting of manganese cobalt spinel oxide (MCO), lanthantium strontium chromate (LSCr), gallium nitride, silicon carbide, tungsten carbide, alumina, titania, and lanthanum gallate (LaGaO 3). ..

セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子の平均粒子径は、10nm〜3μmであることが好ましく、10nm〜1μmであることがより好ましく、10nm〜300nmであることがさらに好ましい。
平均粒子径は、レーザ回折散乱法粒度分布測定装置で測定することができ、得られた粒度分布からメディアン径を算出した値を平均粒子径とすることができる。また、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて観察することで平均粒子径を求めることもできる。
The average particle size of at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds is preferably 10 nm to 3 μm, more preferably 10 nm to 1 μm, and more preferably 10 nm to 300 nm. More preferred.
The average particle size can be measured by a laser diffraction / scattering method particle size distribution measuring device, and a value obtained by calculating the median diameter from the obtained particle size distribution can be used as the average particle size. It is also possible to obtain the average particle size by observing using an SEM (scanning electron microscope).

組成物20中のセラミックス粒子、金属粒子及び金属化合物粒子の含有率は、焼結後に得られる成形物の所望の密度に応じて適宜設計することができる。例えば、40質量%〜65質量%であることが好ましく、50質量%〜60質量%であることがより好ましく、50質量%〜56質量%であることがさらに好ましい。上記含有率が65質量%以下であると、焼結の際の割れが抑えられる傾向にある。 The content of the ceramic particles, the metal particles and the metal compound particles in the composition 20 can be appropriately designed according to the desired density of the molded product obtained after sintering. For example, it is preferably 40% by mass to 65% by mass, more preferably 50% by mass to 60% by mass, and even more preferably 50% by mass to 56% by mass. When the content is 65% by mass or less, cracking during sintering tends to be suppressed.

組成物20は、光硬化性樹脂、セラミックス粒子、金属粒子及び金属化合物粒子のほかに、その他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、光重合開始剤、増感剤、分散剤、消泡剤、可塑剤等が挙げられる。本発明に係る組成物20では、増感剤、分散剤、消泡剤、及び可塑剤は必ずしも必要ではない。 The composition 20 may contain other components in addition to the photocurable resin, ceramic particles, metal particles and metal compound particles. Examples of other components include a photopolymerization initiator, a sensitizer, a dispersant, a defoaming agent, a plasticizer, and the like. The composition 20 according to the present invention does not necessarily require a sensitizer, a dispersant, an antifoaming agent, and a plasticizer.

光重合開始剤は、ラジカル重合開始剤であっても、カチオン重合開始剤であっても、アニオン重合開始剤であってもよい。ラジカル重合開始剤としては、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなるラジカル重合開始剤、及び炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなるラジカル重合開始剤の少なくとも1種が挙げられる。具体的には、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、アセトフェノン、p−アニシル、ベンジル、ベンゾイン及びベンゾフェノンからなる群より選択される少なくとも1種が挙げられる。 The photopolymerization initiator may be a radical polymerization initiator, a cationic polymerization initiator, or an anionic polymerization initiator. Examples of the radical polymerization initiator include at least one of a radical polymerization initiator composed of a carbon atom, an oxygen atom and a hydrogen atom, and a radical polymerization initiator composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. Specifically, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1,2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1- [ 4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-methyl-propane-1 -On, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, 1- [4- (2-Hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, phenylglycoxyacid methyl ester, acetophenone, p-anisyl, benzyl, benzoin and benzophenone. At least one selected from the group is mentioned.

光重合開始剤の吸収波長は、組成物20に含有されるセラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子の吸収波長と重ならないようにすることが好ましい。 It is preferable that the absorption wavelength of the photopolymerization initiator does not overlap with the absorption wavelength of at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds contained in the composition 20.

例えば、粒子としてGDCを用いる場合、GDCは波長400nm以下の光を吸収する。そのため、光重合開始剤としては波長400nm超に吸収スペクトルを有するものを選定することが好ましい。波長400nm超に吸収スペクトルを有するものとしては、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1(CAS No.119313−12−1)が挙げられ、市販品は、例えば、商品名IRGACURE369(BASFジャパン株式会社)として入手可能である。2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1は、アミノアセトフェノンとベンゼン環を有するため吸収波長域が広く、450nm付近の長波長側の光まで吸収する。そのため、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1は、400nm以下の光を吸収する粒子を含んだ状態でも重合を可能にする。 For example, when GDC is used as a particle, the GDC absorbs light having a wavelength of 400 nm or less. Therefore, it is preferable to select a photopolymerization initiator having an absorption spectrum having a wavelength of more than 400 nm. Examples of those having an absorption spectrum over a wavelength of 400 nm include 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 (CAS No. 119133-12-1), which are commercially available products. Is available, for example, under the trade name IRGACURE369 (BASF Japan Ltd.). 2-Benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 has a wide absorption wavelength range because it has an aminoacetophenone and a benzene ring, and absorbs light on the long wavelength side near 450 nm. Therefore, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butanone-1 enables polymerization even in the state of containing particles that absorb light of 400 nm or less.

波長400nm超に吸収スペクトルを有する光重合開始剤を用いる場合、硬化には、400nm超の波長を有する光を用いる。このときの光重合開始剤の吸収スペクトルと、粒子の吸収スペクトルと、硬化に用いる照射光の波長との関係の一例を、模式的なグラフとして図2に示す。但し、これらの関係は、図2に限定されない。 When a photopolymerization initiator having an absorption spectrum over 400 nm is used, light having a wavelength over 400 nm is used for curing. FIG. 2 shows an example of the relationship between the absorption spectrum of the photopolymerization initiator, the absorption spectrum of the particles, and the wavelength of the irradiation light used for curing as a schematic graph. However, these relationships are not limited to FIG.

光重合開始剤の含有量は、用いる光硬化性樹脂の種類や量に応じて適宜設計することができる。
例えば、光硬化性樹脂として、一般式(1)で表される化合物を用い、光重合開始剤として波長400nm超に吸収スペクトルを有する光重合開始剤を用いる場合、光重合開始剤の含有率は、光硬化性樹脂と光重合開始剤の総量に対して、2質量%以上であることが好ましい。2質量%以上であると、充分に重合反応が進み、成形性に優れる。
The content of the photopolymerization initiator can be appropriately designed according to the type and amount of the photocurable resin used.
For example, when a compound represented by the general formula (1) is used as the photocurable resin and a photopolymerization initiator having an absorption spectrum over a wavelength of 400 nm is used as the photopolymerization initiator, the content of the photopolymerization initiator is , 2% by mass or more is preferable with respect to the total amount of the photocurable resin and the photopolymerization initiator. When it is 2% by mass or more, the polymerization reaction proceeds sufficiently and the moldability is excellent.

組成物20は、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子と、光硬化性樹脂(モノマーやオリゴマーを含んでもよい)と、任意成分である光重合開始剤等の他の成分とを混合して、調製される。 The composition 20 comprises at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds, a photocurable resin (which may contain a monomer or an oligomer), a photopolymerization initiator which is an optional component, and the like. It is prepared by mixing with other ingredients.

混合方法は特に制限されず、プロペラ式攪拌機、混練機、ミキサー等の装置を用いてもよい。また、混合後に、気泡除去装置を用いて、組成物20中の気泡を除去してもよい。 The mixing method is not particularly limited, and an apparatus such as a propeller type stirrer, a kneader, or a mixer may be used. Further, after mixing, bubbles in the composition 20 may be removed by using a bubble removing device.

光重合開始剤が光硬化性樹脂と混合し難い場合には、混合後に湯煎し、さらには超音波攪拌することが好ましい。湯煎と超音波攪拌は、交互に繰り返し行ってもよい。湯煎温度は、光重合開始剤及び光硬化性樹脂の種類によって適宜設定する。 When it is difficult to mix the photopolymerization initiator with the photocurable resin, it is preferable to boil in hot water after mixing and further to stir with ultrasonic waves. The water bath and the ultrasonic agitation may be repeated alternately. The water bath temperature is appropriately set depending on the type of the photopolymerization initiator and the photocurable resin.

なお、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子は、混合する前に、ボールミル、ビーズミル等により解粒処理を施してもよい。解粒処理を施すことにより、より均質なナノサイズの凹凸形状の形成が可能となる。 In addition, at least one kind of particles selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds may be subjected to a pulverization treatment by a ball mill, a bead mill or the like before mixing. By performing the pulverization treatment, it is possible to form a more homogeneous nano-sized uneven shape.

組成物20の粘度は、付与性及び取り扱い性の観点から、50mPa・s〜100mPa・sであることが好ましく、60mPa・s〜80mPa・sであることがより好ましく、60mPa・s〜70mPa・sであることがさらに好ましい。
組成物の粘度は、JIS Z8803:2011に準じて測定したときの値をいう。
The viscosity of the composition 20 is preferably 50 mPa · s to 100 mPa · s, more preferably 60 mPa · s to 80 mPa · s, and more preferably 60 mPa · s to 70 mPa · s from the viewpoint of impartability and handleability. Is more preferable.
The viscosity of the composition is a value measured according to JIS Z8803: 2011.

組成物20の硬化時間(光を照射し始めてから充分に硬化するまでの時間)は、10分以下であることが好ましく、120秒以下であることが好ましく、10秒以下であることがさらに好ましい。 The curing time of the composition 20 (time from the start of irradiation with light to sufficient curing) is preferably 10 minutes or less, preferably 120 seconds or less, and further preferably 10 seconds or less. ..

上述の組成物20を対象物品10又はモールド30に付与する。モールド30は、凹部及び凸部の少なくとも一方を表面に有するものであれば特に制限されない。 The above composition 20 is applied to the target article 10 or the mold 30. The mold 30 is not particularly limited as long as it has at least one of a concave portion and a convex portion on the surface.

対象物品10の例としては、燃料電池の電極若しくは電解質、キャパシタの誘電体若しくは電極、超電導磁石、超電導電極、摩擦摺動面、工具、アクチュエータ、センサ、触媒等が挙げられる。対象物品10における凹凸が形成される面は、平面であっても、曲面であってもよい。また、対象物品10の表面には、凹凸があってもよい Examples of the target article 10 include electrodes or electrolytes of fuel cells, dielectrics or electrodes of capacitors, superconducting magnets, superconducting electrodes, friction sliding surfaces, tools, actuators, sensors, catalysts and the like. The surface on which the unevenness is formed in the target article 10 may be a flat surface or a curved surface. Further, the surface of the target article 10 may have irregularities.

モールド30の材質としては、例えば、グラファイト(C)、グラファイトとカーボンナノチューブの複合体等のカーボン材料;単結晶シリコン(Si)、ポリシリコン(α−Si)、炭化シリコン(SiC)、窒化シリコン(SiN)等の半導体材料;ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、タングステン(W)、タンタル(Ta)、銅(Cu)等の金属材料が挙げられる。また、セラミックス等の誘電体材料でもよく、石英、ソーダガラス等の光学材料であってもよい。 Examples of the material of the mold 30 include carbon materials such as graphite (C) and a composite of graphite and carbon nanotubes; single crystal silicon (Si), polysilicon (α-Si), silicon carbide (SiC), and silicon nitride ( Semiconductor materials such as SiN); metal materials such as nickel (Ni), aluminum (Al), tungsten (W), tantalum (Ta), copper (Cu) and the like can be mentioned. Further, it may be a dielectric material such as ceramics, or an optical material such as quartz or soda glass.

モールド30は、マスターモールドから複写したレプリカモールドであってもよい。レプリカモールドは、マスターモールドと同じ材質で作製されていても、異なる材質で作製されていてもよい。 The mold 30 may be a replica mold copied from the master mold. The replica mold may be made of the same material as the master mold or may be made of a different material.

光硬化性樹脂として、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂を用いる場合には、レプリカモールドも炭素原子、酸素原子及び水素原子からなる樹脂で構成されることが好ましく、光硬化性樹脂として炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂を用いる場合には、レプリカモールドも炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなる樹脂で構成されることが好ましい。このような材質のレプリカモールドは、得られる成形物を燃料電池に用いたときに、燃料電池を被毒させない傾向にある。 When a photocurable resin composed of carbon atoms, oxygen atoms and hydrogen atoms is used as the photocurable resin, the replica mold is also preferably composed of a resin composed of carbon atoms, oxygen atoms and hydrogen atoms, and is photocurable. When a photocurable resin composed of carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom and hydrogen atom is used as the sex resin, it is preferable that the replica mold is also composed of a resin composed of carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom and hydrogen atom. .. Replica molds made of such materials tend not to poison the fuel cell when the resulting molded product is used in the fuel cell.

例えば、レプリカモールドは、ネガ型フォトレジストを用いて、UV−NIL(UV−nanoimprint lithography)法によりマスターモールドから転写して作製することができる。ネガ型フォトレジストは、(メタ)アクリル樹脂及びエポキシ樹脂であってもよい。
エポキシ樹脂ベースのネガ型フォトレジストは、市販品として、例えば、商品名:SU−8 3005、SU−8 3010、SU−8 3025、SU−8 3035、SU−8 3050(いずれも、日本化薬株式会社製)として入手可能である。
For example, a replica mold can be produced by transferring from a master mold by a UV-NIL (UV-nanoimprint lithiumography) method using a negative photoresist. The negative photoresist may be a (meth) acrylic resin or an epoxy resin.
Epoxy resin-based negative photoresists are commercially available products, such as, for example, trade names: SU-8 3005, SU-8 3010, SU-8 3025, SU-8 3035, SU-8 3050 (all of which are Nippon Kayaku). (Made by Co., Ltd.) is available.

レプリカモールドの柔軟性を高めて離型不良の発生を抑える観点からは、レプリカモールドに用いる樹脂は、エポキシエステルであってもよい。エポキシエステルとしては、前述の一般式(1)におけるXが(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基である化合物を挙げることができる。 From the viewpoint of increasing the flexibility of the replica mold and suppressing the occurrence of mold release defects, the resin used for the replica mold may be an epoxy ester. Examples of the epoxy ester include compounds in which X in the above-mentioned general formula (1) is a divalent group containing a (poly) alkyleneoxy group.

なお、後の光硬化工程において、モールド30側から光を照射して組成物20を硬化させる場合には、モールド30の材質は、硬化に用いる波長の光を透過するものであることが好ましい。 In the subsequent photo-curing step, when the composition 20 is cured by irradiating light from the mold 30 side, the material of the mold 30 is preferably one that transmits light having a wavelength used for curing.

モールド30の凹部又は凸部の直径は、50μm以下であってもよい。本発明の製造方法は微細加工が可能であるため、ナノオーダ(1〜99nm)としてもよいが、必ずしもこれに限定されず、サブミクロンオーダ(100〜999nm)であっても、ミクロンオーダ(1μm〜99μm)であってもよい。 The diameter of the concave portion or the convex portion of the mold 30 may be 50 μm or less. Since the production method of the present invention can be microfabricated, it may be in nano-order (1 to 99 nm), but is not necessarily limited to this, and even in submicron order (100 to 999 nm), it may be in micron order (1 μm to 1 μm). It may be 99 μm).

モールド30の凹部又は凸部の直径に対する高さの比(アスペクト比)はいずれであってもよく、本発明の製造方法は凹凸形状の保持性が高いことから、アスペクト比は2以上とすることも可能である。成形物の用途に応じて、アスペクト比は適宜設計することができる。 The height ratio (aspect ratio) to the diameter of the concave portion or the convex portion of the mold 30 may be any, and since the manufacturing method of the present invention has high retention of the uneven shape, the aspect ratio should be 2 or more. Is also possible. The aspect ratio can be appropriately designed according to the application of the molded product.

モールド30に離型剤を付与して離型処理を施してもよい。離型処理を施すことで、モールド30を硬化物22から引き剥がしやすくなる。離型剤としては、一般に知られているものを使用することができ、フッ素化合物、シランカップリング剤、界面活性剤等が挙げられる。 A mold release agent may be applied to the mold 30 to perform a mold release treatment. By performing the mold release treatment, the mold 30 can be easily peeled off from the cured product 22. As the release agent, generally known ones can be used, and examples thereof include a fluorine compound, a silane coupling agent, and a surfactant.

組成物20を対象物品10又はモールド30に付与する方法は特に制限されず、通常用いられる方法を用いることができる。例えば、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等の印刷法、刷毛塗り法、ドクターブレード法、ロールコート法等が挙げられる。大面積化の観点からは、連続的に付与できる方法であることが好ましい。 The method of applying the composition 20 to the target article 10 or the mold 30 is not particularly limited, and a commonly used method can be used. For example, a printing method such as a screen printing method and a gravure printing method, a brush coating method, a doctor blade method, a roll coating method and the like can be mentioned. From the viewpoint of increasing the area, it is preferable to use a method that can be continuously applied.

(押圧工程)
押圧工程では、対象物品10とモールド30とを組成物20を介して押圧する(図1(B))。押圧工程により、組成物20がモールド30と対象物品10の両者の表面に広がり、組成物20にモールド30の凹凸パターンが転写される。
(Pressing process)
In the pressing step, the target article 10 and the mold 30 are pressed via the composition 20 (FIG. 1 (B)). By the pressing step, the composition 20 spreads on the surfaces of both the mold 30 and the target article 10, and the uneven pattern of the mold 30 is transferred to the composition 20.

押圧方法は特に制限されず、単純に対象物品10とモールド30とを互いに押し付ける方法、2枚の平板で挟んで押圧する方法等が挙げられる。 The pressing method is not particularly limited, and examples thereof include a method of simply pressing the target article 10 and the mold 30 against each other, and a method of sandwiching and pressing between two flat plates.

押圧力は100kPa〜50MPaであることが好ましく、1MPa〜10MPaであることがより好ましい。
押圧力が100kPa以上であるとモールド30の凹凸の先端まで組成物20が入り込みやすくなり、50MPa以下であるとモールド30の破損が抑えられやすい。
The pressing force is preferably 100 kPa to 50 MPa, more preferably 1 MPa to 10 MPa.
When the pressing force is 100 kPa or more, the composition 20 easily penetrates to the tip of the unevenness of the mold 30, and when it is 50 MPa or less, the damage of the mold 30 is easily suppressed.

押圧時間は、10秒〜1時間であることが好ましく、3分〜10分であることがより好ましい。
押圧時間が10秒以上であるとモールド30の凹凸の先端まで組成物20が入り込みやすくなり、1時間以下であると組成物20が過度に乾燥して流動性が悪くなるのが抑制される傾向にある。
The pressing time is preferably 10 seconds to 1 hour, more preferably 3 minutes to 10 minutes.
When the pressing time is 10 seconds or more, the composition 20 easily penetrates to the tip of the unevenness of the mold 30, and when the pressing time is 1 hour or less, the composition 20 tends to be suppressed from being excessively dried and having poor fluidity. It is in.

(光硬化工程)
光硬化工程では、押圧された組成物20を光硬化する(図1(C))。光硬化することで、組成物20は硬化物22となる。
光照射条件は、用いる光硬化性樹脂の種類や量、さらに光重合開始剤を用いる場合には、その光重合開始剤の種類などに応じて適宜設定することができる。
(Photo-curing process)
In the photo-curing step, the pressed composition 20 is photo-cured (FIG. 1 (C)). By photo-curing, the composition 20 becomes a cured product 22.
The light irradiation conditions can be appropriately set according to the type and amount of the photocurable resin to be used, and when a photopolymerization initiator is used, the type and the like of the photopolymerization initiator.

照射する光としては、組成物20に含有されるセラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子の吸収波長と重ならない波長のものを選択する。具体的には、400nm超の波長の光を用いることが好ましく、420nm以上の波長の光を用いることが好ましい。 As the light to be irradiated, a light having a wavelength that does not overlap with the absorption wavelength of at least one kind of particles selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds contained in the composition 20 is selected. Specifically, it is preferable to use light having a wavelength of more than 400 nm, and it is preferable to use light having a wavelength of 420 nm or more.

モールド30が照射光を透過する材質で構成されている場合には、モールド30越しに光を照射する。対象物品10が照射光を透過する材質で構成されている場合には、対象物品10越しに光を照射する。対象物品10及びモールド30の両方とも照射光を透過しない材質で構成されている場合には、モールド30を外してから光を照射する。 When the mold 30 is made of a material that transmits the irradiation light, the light is irradiated through the mold 30. When the target article 10 is made of a material that transmits the irradiation light, the light is irradiated through the target article 10. When both the target article 10 and the mold 30 are made of a material that does not transmit the irradiation light, the light is irradiated after removing the mold 30.

対象物品10又はモールド30越しに光を照射した場合には、光硬化工程の後で、硬化物22からモールド30を外す(図1(D))。
外したモールド30は、表面に組成物20が残っていれば、その組成物20を取り除くことで、再利用可能である。モールド30からの組成物20の除去方法は、溶媒に浸漬して、組成物20中の光硬化性樹脂を溶解させる方法などが挙げられる。溶媒に浸漬した後のモールド30は、乾燥して溶媒を除去することが好ましい。
When light is irradiated through the target article 10 or the mold 30, the mold 30 is removed from the cured product 22 after the photo-curing step (FIG. 1 (D)).
If the composition 20 remains on the surface, the removed mold 30 can be reused by removing the composition 20. Examples of the method for removing the composition 20 from the mold 30 include a method of immersing the composition 20 in a solvent to dissolve the photocurable resin in the composition 20. It is preferable that the mold 30 after being immersed in the solvent is dried to remove the solvent.

モールド30を外した後、次の焼結工程(図1(E))の前に、必要に応じて乾燥工程を設けてもよい。 After removing the mold 30, a drying step may be provided, if necessary, before the next sintering step (FIG. 1 (E)).

また、モールド30を外した後、次の焼結工程(図1(E))の前に、組成物20をさらに付与してもよい。さらに付与する際に用いる組成物20は、1回目に用いた組成物20と同じものであっても異なるものであってもよい。異なる組成物20としては、光硬化性樹脂の種類や量が異なるもの、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子の種類や量が異なるもの等が挙げられる。
成分が異なる組成物を用いると、様々な技術分野の成形物の製造への応用が可能となり、例えば、SOFCにおけるセラミック電解質と電極との積層物、SOFCのコンポジット電極(例えば、GDCとLSCとを含む電極)等、様々な技術分野の成形物を作製することができる。
Further, after removing the mold 30, the composition 20 may be further added before the next sintering step (FIG. 1 (E)). Further, the composition 20 used for the application may be the same as or different from the composition 20 used for the first time. Examples of the different composition 20 include those having different types and amounts of the photocurable resin, those having different types and amounts of at least one kind of particles selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds, and the like.
The use of compositions with different components makes it possible to apply them to the production of molded products in various technical fields, for example, a laminate of a ceramic electrolyte and an electrode in SOFC, and a composite electrode of SOFC (for example, GDC and LSC). It is possible to produce molded products in various technical fields such as electrodes including electrodes).

さらに付与する組成物20の付与位置を、硬化物22の上とすれば、積層体の硬化物を得ることができる。
また、さらに付与する組成物20の付与位置を、先に形成した硬化物22の領域とは別の領域とすれば、2つ以上の組成物20によるパターンを形成することができる。例えば、成分の異なる組成物を用いれば、1つの面上に成分が異なるパターンを形成することができる。
Further, if the applied position of the composition 20 is set on the cured product 22, the cured product of the laminated body can be obtained.
Further, if the imparting position of the composition 20 to be further imparted is set to a region different from the region of the cured product 22 previously formed, a pattern of two or more compositions 20 can be formed. For example, by using compositions having different components, it is possible to form a pattern having different components on one surface.

そして、2つ以上の組成物を用いる場合において、従来の方法では、組成物を付与した都度で焼結を行う焼結を行う必要があるが、本発明の方法によれば、一括して焼結して成形物を得ることができるため、安価に高スループットで作製することが可能となる。 When two or more compositions are used, in the conventional method, it is necessary to perform sintering by performing sintering each time the composition is applied, but according to the method of the present invention, it is baked all at once. Since it is possible to obtain a molded product by tying it, it is possible to produce it at low cost and with high throughput.

また、本発明の方法では、一括焼結で作製できるため、組成物を付与した都度で焼結を行う従来の方法に比べて、焼結炉から取り出す工程数が少なくなり、成形物の割れの発生を抑えることができる。したがって、例えば、本発明の方法によれば、積層構造の成形物における各層を薄くできるため、大変形可能なピエゾアクチュエータが作製可能である。 Further, since the method of the present invention can be produced by batch sintering, the number of steps to be taken out from the sintering furnace is reduced as compared with the conventional method of sintering each time a composition is applied, and the molded product is cracked. Occurrence can be suppressed. Therefore, for example, according to the method of the present invention, each layer in the molded product having a laminated structure can be made thin, so that a piezo actuator that can be greatly deformed can be manufactured.

(焼結工程)
焼結工程では、硬化した組成物20(硬化物22)を焼結する(図1(E))。焼結には、電気炉40等を用いることができる。
焼結温度及び焼結時間(最高温度での保持時間)は、用いるセラミックス、金属及び金属酸化物の粒子の種類によって適宜設定する。例えば、GDC粒子においては、得られる成形物100の強度の観点から、1100℃〜1700℃であることが好ましく、1400℃〜1550℃であることがより好ましい。
焼結時間は、例えば、60分〜5時間であってもよく、120分〜3時間であってもよい。
(Sintering process)
In the sintering step, the cured composition 20 (cured product 22) is sintered (FIG. 1 (E)). An electric furnace 40 or the like can be used for sintering.
The sintering temperature and sintering time (holding time at the maximum temperature) are appropriately set depending on the types of ceramics, metals and metal oxide particles used. For example, in the case of GDC particles, the temperature is preferably 1100 ° C to 1700 ° C, more preferably 1400 ° C to 1550 ° C, from the viewpoint of the strength of the obtained molded product 100.
The sintering time may be, for example, 60 minutes to 5 hours or 120 minutes to 3 hours.

焼結工程の雰囲気条件は、光硬化性樹脂等が燃焼して消失する条件であれば特に制限されない。コスト面からは、常圧の空気中で焼結することが好ましいが、熱間等方圧加圧法(HIP)などのガス圧力中で焼結でもよい。 The atmospheric conditions of the sintering step are not particularly limited as long as the photocurable resin or the like burns and disappears. From the viewpoint of cost, it is preferable to sinter in air at normal pressure, but sintering may be performed in gas pressure such as hot isostatic pressing method (HIP).

本発明の製造方法によれば、対象物品10の表面に微細な凹凸形状を形成可能である。例えば、凹部又は凸部の直径を50μm以下とすることができ、サブミクロンオーダ(100〜999nm)とすることもでき、ナノオーダ(1〜99nm)とすることも可能である。
また、凹部又は凸部の直径に対する深さ又は高さの比(アスペクト比)を2以上とすることができる。
凹部及び凸部の直径、並びにアスペクト比は、電子顕微鏡にて測定することができる。
According to the manufacturing method of the present invention, it is possible to form a fine uneven shape on the surface of the target article 10. For example, the diameter of the concave portion or the convex portion can be 50 μm or less, can be submicron order (100 to 999 nm), or can be nano order (1 to 99 nm).
Further, the ratio of the depth or height to the diameter of the concave portion or the convex portion (aspect ratio) can be set to 2 or more.
The diameters of the recesses and protrusions, as well as the aspect ratio, can be measured with an electron microscope.

<成形物>
成形物は、表面の少なくとも一部に、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種で構成される凹部及び凸部の少なくとも一方を有する。上記の製造方法によれば、対象物品10の表面に微細な凹凸形状を形成可能であるため、前記凹部又は凸部の直径に対する深さ又は高さの比(アスペクト比)を2以上とすることが可能である。また、凹部又は凸部の直径を50μm以下とすることができ、サブミクロンオーダ(100〜999nm)とすることもでき、ナノオーダ(1〜99nm)とすることも可能である。
<Molded product>
The molded product has at least one of a concave portion and a convex portion composed of at least one selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds on at least a part of the surface. According to the above manufacturing method, since it is possible to form a fine uneven shape on the surface of the target article 10, the ratio of the depth or height to the diameter of the concave or convex portion (aspect ratio) is set to 2 or more. Is possible. Further, the diameter of the concave portion or the convex portion can be 50 μm or less, can be submicron order (100 to 999 nm), or can be nano order (1 to 99 nm).

以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明がこれらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[実施例1]
1.樹脂成分の調製
1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(粘度:7.0mPa・s)96質量%に、IRGACURE369(BASFジャパン株式会社)4質量%を添加して混合した後、80℃の湯煎にかけ、超音波攪拌を行った。湯煎と超音波攪拌を交互に5回繰り返し行い、樹脂成分を調製した。
[Example 1]
1. Preparation of resin components Add 4% by mass of IRGACURE369 (BASF Japan Ltd.) to 96% by mass of 1,6-hexanediol diacrylate (viscosity: 7.0 mPa · s), mix, and then boil at 80 ° C. The mixture was ultrasonically stirred. The resin component was prepared by alternately repeating hot water boiling and ultrasonic stirring 5 times.

2.樹脂成分の解像度の確認
調製した樹脂成分は、粒子を含んでいない。この樹脂成分での解像度を確認した。
直径200nmの凹部を複数有するモールドに樹脂成分を付与し、UV照射装置(パナソニック株式会社製、ランプ方式SPOT型紫外線硬化装置 Aicure UP50)を用いて、波長300nm〜450nmの光を露光量4.5J/cmで照射して硬化物を得た。硬化後モールドを外し、硬化物を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察した。
2. Confirmation of the resolution of the resin component The prepared resin component does not contain particles. The resolution of this resin component was confirmed.
A resin component is applied to a mold having a plurality of recesses having a diameter of 200 nm, and light having a wavelength of 300 nm to 450 nm is exposed to an exposure amount of 4.5 J using a UV irradiation device (Panasonic Co., Ltd., lamp-type SPOT type ultraviolet curing device Aice UP50). Irradiation at / cm 2 was performed to obtain a cured product. After curing, the mold was removed and the cured product was observed with a scanning electron microscope (SEM).

図3及び図4の平面SEM画像に示されるように、粒子を添加しない樹脂成分のみの硬化物では、直径200nmのパターンが転写されていた。この樹脂成分は、充分な解像度を有することが分かった。 As shown in the planar SEM images of FIGS. 3 and 4, a pattern having a diameter of 200 nm was transferred to the cured product containing only the resin component to which no particles were added. This resin component was found to have sufficient resolution.

3.組成物の調製
樹脂成分40質量%に、GDC粒子(平均粒子径100nm)60質量%を加え、シャーレ上でスパチュラを用いて5分程度混合し、スラリー状の組成物を得た。組成物の粘度は、70mPa・sであった。
3. 3. Preparation of composition 60% by mass of GDC particles (average particle size 100 nm) were added to 40% by mass of the resin component and mixed on a petri dish with a spatula for about 5 minutes to obtain a slurry-like composition. The viscosity of the composition was 70 mPa · s.

4.組成物の硬化性の確認
得られた組成物に対して、波長300nm〜450nmのUVランプを用いて、組成物が硬化するかを確認した。照射時間は30秒、照度75lx、照射量2.25J/cmで露光した。
図5に示すとおり、組成物は充分硬化しており、ヘラで押し付けて触れても形状は変化せず、形状保持性に優れていた。この組成物は紫外線波長域に吸収を有するGDC粒子を含有しているが、UVランプにおいて充分硬化することが分かった。
4. Confirmation of curability of the composition It was confirmed whether the composition was cured by using a UV lamp having a wavelength of 300 nm to 450 nm with respect to the obtained composition. The irradiation time was 30 seconds, the illuminance was 75 lpx, and the irradiation amount was 2.25 J / cm 2 .
As shown in FIG. 5, the composition was sufficiently cured, and the shape did not change even when pressed with a spatula and touched, and the shape retention was excellent. Although this composition contains GDC particles having absorption in the ultraviolet wavelength range, it was found to be sufficiently cured in a UV lamp.

5.レプリカモールドの作製
表面に、直径:2μm、深さ:8μm、ピッチ間隔:2μmのピラーパターンを有するマスターモールドに白金及びフッ素化合物で離型処理を施した。離型処理されたマスターモールドにエポキシ樹脂ベースのネガ型フォトレジストSU−8 3025(商品名、日本化薬株式会社製)を付与した。そして、UV照射装置(パナソニック株式会社製、ランプ方式SPOT型紫外線硬化装置 Aicure UP50)を用いて、波長300nm〜400nmの光を露光した。露光時間は1分間、照度75lx、照射量4.5J/cmとした。その後、85℃で3分間ベークして、レプリカモールドを得た。
5. Preparation of Replica Mold A master mold having a pillar pattern with a diameter of 2 μm, a depth of 8 μm, and a pitch interval of 2 μm was subjected to mold release treatment with platinum and a fluorine compound on the surface. An epoxy resin-based negative photoresist SU-8 3025 (trade name, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.) was applied to the mold-released master mold. Then, light having a wavelength of 300 nm to 400 nm was exposed using a UV irradiation device (a lamp type SPOT type ultraviolet curing device Acure UP50 manufactured by Panasonic Corporation). The exposure time was 1 minute, the illuminance was 75 lpx, and the irradiation amount was 4.5 J / cm 2 . Then, it was baked at 85 ° C. for 3 minutes to obtain a replica mold.

6.レプリカモールドの離型処理
得られたレプリカモールドに、スパッタ装置(株式会社エリオニクス製、ESC101)を用いて白金をコーティングした。この上に、離型剤(ダイキン工業株式会社製、製品名オプツール、フッ素化合物を1質量%含有)を塗布し、85℃で2時間加熱し、その後、水で30分間リンスした。
6. Mold release treatment of replica mold The obtained replica mold was coated with platinum using a sputtering device (ESC101 manufactured by Elionix Inc.). A mold release agent (manufactured by Daikin Industries, Ltd., product name: Optool, containing 1% by mass of a fluorine compound) was applied thereto, heated at 85 ° C. for 2 hours, and then rinsed with water for 30 minutes.

7.付与及び硬化
離型処理を施したレプリカモールドに、上記で調製した組成物を1滴滴下し、その上からガラス板を押圧した。この状態で、波長300nm〜450nmの光をUVランプにより照射した。照射時間は10分、照度は75lx、照射量は45J/cmとした。光照射を行った後、レプリカモールドを外した。
7. A drop of the composition prepared above was dropped onto the replica mold that had been subjected to the application and the mold release treatment, and the glass plate was pressed from above. In this state, light having a wavelength of 300 nm to 450 nm was irradiated with a UV lamp. The irradiation time was 10 minutes, the illuminance was 75 lpx, and the irradiation amount was 45 J / cm 2 . After irradiating with light, the replica mold was removed.

8.仮焼き
硬化後、300℃で60分間、仮焼きを行った。
8. After curing, calcination was performed at 300 ° C. for 60 minutes.

9.観察
図6及び図7に、仮焼物の平面SEM画像に示す。図6及び図7に示すとおり、直径2μmのパターンが確認された。粒子間距離は約数百nmであるため、結晶成長すれば焼結されると思われる。
9. Observation Figures 6 and 7 show the plan SEM images of the calcined material. As shown in FIGS. 6 and 7, a pattern having a diameter of 2 μm was confirmed. Since the distance between particles is about several hundred nm, it is thought that if the crystal grows, it will be sintered.

図8は、仮焼物の断面形状をレーザ顕微鏡により測定した結果を示すグラフである。図8に示されるように、直径約2μmで高さが約6.5μmのピラーパターンが形成されていることがわかる。この結果から、SOFCの高効率化に必要とされる10μmオーダの凹凸形状が形成できることが分かった。 FIG. 8 is a graph showing the results of measuring the cross-sectional shape of the calcined product with a laser microscope. As shown in FIG. 8, it can be seen that a pillar pattern having a diameter of about 2 μm and a height of about 6.5 μm is formed. From this result, it was found that the uneven shape of 10 μm order required for high efficiency of SOFC can be formed.

[実施例2]
(曲面への凹凸形状の成形)
直径:10μm、深さ:15μm、ピッチ間隔:25μmのピラーパターンを有するマスターモールドを用いた以外は、実施例1と同様の方法で、レプリカモールドを作製し、離型処理を施した。
図9に作製したレプリカモールドの平面光学顕微鏡画像を示す。図9に示すとおり、レプリカモールドには、直径10μmの凹部のパターンが形成されていた。
[Example 2]
(Molding of uneven shape on curved surface)
A replica mold was prepared in the same manner as in Example 1 except that a master mold having a pillar pattern having a diameter of 10 μm, a depth of 15 μm, and a pitch interval of 25 μm was used, and a mold release treatment was performed.
FIG. 9 shows a planar optical microscope image of the replica mold produced. As shown in FIG. 9, the replica mold had a pattern of recesses having a diameter of 10 μm.

図10(A)に示すように、直径30mmの円筒物における外面の曲面の矢印(→)の部分に実施例1で調製した組成物を塗布し、そして作製したレプリカモールドを使ってピラーパターンを転写し、実施例1と同じ方法で硬化した。 As shown in FIG. 10 (A), the composition prepared in Example 1 is applied to the curved surface arrow (→) portion of the outer surface of a cylinder having a diameter of 30 mm, and a pillar pattern is formed using the prepared replica mold. It was transferred and cured in the same manner as in Example 1.

図10(B)は、円筒物に形成された硬化物の平面光学顕微鏡画像である。図10(B)に示すとおり、曲面に直径10μmのピラーパターンが成形されていた。 FIG. 10B is a planar optical microscope image of a cured product formed on a cylindrical object. As shown in FIG. 10B, a pillar pattern having a diameter of 10 μm was formed on the curved surface.

硬化物を300℃で1時間仮焼きした。図11に仮焼物の平面光学顕微鏡画像を示す。300℃の仮焼き後もピラーパターンが残っていた。
この結果から、比較的曲率の大きい曲面上でも10μmオーダのパターンを形成できることが分かった。
The cured product was pre-baked at 300 ° C. for 1 hour. FIG. 11 shows a planar optical microscope image of the calcined product. The pillar pattern remained even after the temporary baking at 300 ° C.
From this result, it was found that a pattern on the order of 10 μm can be formed even on a curved surface having a relatively large curvature.

[実施例3]
(電極サンプルの作製)
直径50μm、深さ:15μm、ピッチ間隔:100μmのピラーパターンを有するマスターモールドを用いた以外は、実施例1と同様の方法で、レプリカモールドを作製し、離型処理を施した。離型処理を施したレプリカモールドに、実施例1で調製した組成物を1滴滴下し、その上からYSZ板(東ソー株式会社製、直径24mm、厚さ0.5mm)を押圧した。この状態で、レプリカモールド側から、波長300nm〜450nmの光をUVランプにより照射した。照射時間は10分、照度は75lx、照射量は45J/cmとした。光照射した後、レプリカモールドを外し、硬化物を得た。その後、300℃で60分間、仮焼きを行い、さらに電気炉を用いて焼結を実施した。図12に焼結工程の温度プロファイルを示す。1450℃からの冷却は、自然冷却とした。
[Example 3]
(Preparation of electrode sample)
A replica mold was produced and subjected to a mold release treatment in the same manner as in Example 1 except that a master mold having a pillar pattern having a diameter of 50 μm, a depth of 15 μm, and a pitch interval of 100 μm was used. One drop of the composition prepared in Example 1 was dropped onto the replica mold subjected to the mold release treatment, and a YSZ plate (manufactured by Tosoh Corporation, diameter 24 mm, thickness 0.5 mm) was pressed from above. In this state, light having a wavelength of 300 nm to 450 nm was irradiated from the replica mold side by a UV lamp. The irradiation time was 10 minutes, the illuminance was 75 lpx, and the irradiation amount was 45 J / cm 2 . After irradiation with light, the replica mold was removed to obtain a cured product. Then, it was calcined at 300 ° C. for 60 minutes, and further sintered using an electric furnace. FIG. 12 shows the temperature profile of the sintering process. Cooling from 1450 ° C. was natural cooling.

図13に、得られた焼結物の外観写真を示し、図14にその平面レーザ顕微鏡画像を示す。パターン成型部分が焼結され、YSZ板と一体化していた。
図15は、焼結物の断面形状をレーザ顕微鏡により測定した結果を示すグラフである。
パターンの高さは約11μm、直径50μmであった。焼結によるパターンの大きな収縮は確認されず、良好な形状が得られた。
FIG. 13 shows an external photograph of the obtained sintered product, and FIG. 14 shows a planar laser microscope image thereof. The pattern molded portion was sintered and integrated with the YSZ plate.
FIG. 15 is a graph showing the results of measuring the cross-sectional shape of the sintered body with a laser microscope.
The height of the pattern was about 11 μm and the diameter was 50 μm. No large shrinkage of the pattern due to sintering was confirmed, and a good shape was obtained.

図16〜図18は、図14を拡大した平面SEM画像である。図17の画像により、GDC粒子の結晶成長の様子が確認できる。図18では、成長した結晶同士がくっつきあっている様子が確認できる。この結果から、用いた光硬化性樹脂はバインダとして作用し、かつ焼結工程においてGDC粒子の結晶成長を阻害しないことがわかる。 16 to 18 are plan SEM images obtained by enlarging FIG. 14. From the image of FIG. 17, the state of crystal growth of GDC particles can be confirmed. In FIG. 18, it can be confirmed that the grown crystals are attached to each other. From this result, it can be seen that the photocurable resin used acts as a binder and does not inhibit the crystal growth of GDC particles in the sintering step.

再現性を確認するため、実施例3の方法でもう一つサンプルを作製し、そのサンプルをSEMで観察したところ、このサンプルでも焼結し、多孔質になっていた。拡大SEM画像から結晶の様子を確認したところ、上記のサンプルと同様であり、再現性が高いことがわかった。 In order to confirm the reproducibility, another sample was prepared by the method of Example 3, and when the sample was observed by SEM, this sample was also sintered and became porous. When the state of the crystals was confirmed from the magnified SEM image, it was found that the crystals were similar to the above sample and had high reproducibility.

[実施例4]
直径:10μm、深さ:15μm、ピッチ間隔:約25μmのピラーパターンを有するマスターモールドを用いた以外は、実施例3と同様の方法で、焼結物を作製した。
図19に、得られた焼結物の平面レーザ顕微鏡画像を示す。図19の画像に示すとおり、直径10μmのピラーパターンでも、YSZ板と一体化したピラーパターンが形成されていた。
[Example 4]
A sintered product was prepared in the same manner as in Example 3 except that a master mold having a pillar pattern having a diameter of 10 μm, a depth of 15 μm, and a pitch interval of about 25 μm was used.
FIG. 19 shows a planar laser microscope image of the obtained sintered product. As shown in the image of FIG. 19, even in the pillar pattern having a diameter of 10 μm, the pillar pattern integrated with the YSZ plate was formed.

図20は、焼結物の断面形状をレーザ顕微鏡により測定した結果を示すグラフである。高さ約4μm〜8μm、直径13μm(根元部分)のパターンが形成されていた。このサンプルも多孔質になっていることから、表面積が著しく拡大している。 FIG. 20 is a graph showing the results of measuring the cross-sectional shape of the sintered body with a laser microscope. A pattern having a height of about 4 μm to 8 μm and a diameter of 13 μm (root portion) was formed. Since this sample is also porous, the surface area is significantly increased.

図21に、得られた焼結物の平面SEM画像を示す。図21に示すとおり、成型部がGDCの結晶となっている様子がはっきり見え、焼結されたパターンの再現性が高いことがわかる。
図22は、図21を拡大した平面SEM画像である。図23は、斜視SEM画像である。図24は図23をさらに拡大した斜視SEM画像である。図24の画像により、内部まで焼結し、結晶成長していることがわかる。
FIG. 21 shows a planar SEM image of the obtained sintered product. As shown in FIG. 21, it can be clearly seen that the molded portion is a crystal of GDC, and it can be seen that the reproducibility of the sintered pattern is high.
FIG. 22 is an enlarged planar SEM image of FIG. 21. FIG. 23 is a perspective SEM image. FIG. 24 is a perspective SEM image obtained by further magnifying FIG. 23. From the image of FIG. 24, it can be seen that the inside is sintered and the crystal is grown.

[実施例5]
(電極サンプルの作製2)
まず、実施例3と同様の方法で、表面にパターンを有する硬化物(1)(以下、GDCパターン層ともいう)をYSZ板上に作製した。
そして、LSCF粒子60質量%と、実施例1で調製した樹脂成分40質量%を混合して、スラリー状の組成物を得た。
得られた組成物をGDCパターン層上に1滴滴下し、PETフィルムで押圧した後、UV照射装置(パナソニック株式会社製、ランプ方式SPOT型紫外線硬化装置 Aicure UP50)を用いて、波長300nm〜450nmの光を露光量45J/cmで照射した。これにより、GDCパターン層の上に、さらにLSCF粒子を含有する層状の硬化物(2)(以下、LSCF層ともいう)が形成された積層体が得られた。
[Example 5]
(Preparation of electrode sample 2)
First, a cured product (1) (hereinafter, also referred to as a GDC pattern layer) having a pattern on the surface was produced on a YSZ plate by the same method as in Example 3.
Then, 60% by mass of the LSCF particles and 40% by mass of the resin component prepared in Example 1 were mixed to obtain a slurry-like composition.
One drop of the obtained composition is dropped onto the GDC pattern layer, pressed with a PET film, and then used with a UV irradiation device (Panasonic Co., Ltd., lamp type SPOT type ultraviolet curing device Aicure UP50) to have a wavelength of 300 nm to 450 nm. The light was irradiated with an exposure amount of 45 J / cm 2. As a result, a laminated body in which a layered cured product (2) (hereinafter, also referred to as an LSCF layer) containing LSCF particles was further formed on the GDC pattern layer was obtained.

図25は、得られた積層体において、LSCF層の一部を除去し、さらにその下のGDCパターン層の一部も除去して、各層を露出させたときの平面光学顕微鏡画像である。また、図26は、観察のしやすさのため、YSZ板を剥離して観察したときの断面光学顕微鏡画像である。図27は、図25及び図26の観察方向を説明する図である。
図25及び図26に示すとおり、GDCパターン層の上にLSCF層が成形されていた。
FIG. 25 is a planar optical microscope image when a part of the LSCF layer is removed and a part of the GDC pattern layer below the LSCF layer is also removed to expose each layer in the obtained laminate. Further, FIG. 26 is a cross-sectional optical microscope image when the YSZ plate is peeled off and observed for ease of observation. 27 is a diagram illustrating the observation directions of FIGS. 25 and 26.
As shown in FIGS. 25 and 26, an LSCF layer was formed on the GDC pattern layer.

硬化物を300℃で1時間仮焼きした。図28に仮焼物の断面光学顕微鏡画像を示す。300℃の仮焼き後もピラーパターンが残っていた。この結果から、SOFCの電解質とパターンを有する電極とが積層されてなる成形物を、一括焼結で作製できることがわかった。 The cured product was pre-baked at 300 ° C. for 1 hour. FIG. 28 shows a cross-sectional optical microscope image of the calcined product. The pillar pattern remained even after the temporary baking at 300 ° C. From this result, it was found that a molded product in which an SOFC electrolyte and an electrode having a pattern are laminated can be produced by batch sintering.

[参考例1]
実施例5において、硬化物(2)に用いたLSCF粒子をセラミックス粒子に代えることで、セラミックの電解質とパターンを有する電極とが積層されてなる成形物を、一括焼結で作製することができる。
[Reference Example 1]
In Example 5, by substituting the LSCF particles used for the cured product (2) with ceramic particles, a molded product in which a ceramic electrolyte and an electrode having a pattern are laminated can be produced by batch sintering. ..

10 対象物品
20 組成物
30 モールド
40 電気炉
100 成形物
10 Target article 20 Composition 30 Mold 40 Electric furnace 100 Mold

Claims (20)

対象物品の表面の少なくとも一部に、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種で構成される凹部及び凸部の少なくとも一方を有する成形物の製造方法であり、
光硬化性樹脂と、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子と、を含有する組成物を、前記対象物品又は凹部及び凸部の少なくとも一方を表面に有するモールドに付与する工程と、
前記対象物品と前記モールドとを前記組成物を介して押圧する工程と、
押圧された前記組成物を光硬化する工程と、
光硬化した前記組成物を1100〜1700℃で焼結する工程と、
を有する、成形物の製造方法。
It is a method for manufacturing a molded product having at least one of a concave portion and a convex portion composed of at least one selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds on at least a part of the surface of the target article.
A composition containing a photocurable resin and at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds is placed on the target article or a mold having at least one of a concave portion and a convex portion on the surface thereof. The process of giving and
A step of pressing the target article and the mold through the composition, and
The step of photo-curing the pressed composition and
A step of sintering the photo-cured composition at 1100 to 1700 ° C.
A method for manufacturing a molded product.
前記粒子は、ガドリニウムドープセリア(GDC)、セリア、サマリウムドープセリア(SDC)、イットリア安定化ジルコニア(YSZ)、スカンジア安定化ジルコニア(ScSZ)、ジルコニア、ランタンストロンチウムコバルトフェライト(LSCF)、ランタンストロンチウムコバルタイト(LSC)、サマリウムストロンチウムコバルタイト(SSC)、ランタンストロンチウムマンガナイト(LSM)、ランタンストロンチウムコバルトマンガナイト(LSCM)、マンガンコバルトスピネルオキサイド(MCO)、ランタンストロンチウムクロマイト(LSCr)、ガリウムナイトライド、シリコンカーバイド、タングステンカーバイド、アルミナ、チタニア、及びランタンガレート(LaGaO)からなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の成形物の製造方法。 The particles include gadrinium-doped ceria (GDC), ceria, samarium-doped ceria (SDC), yttria-stabilized zirconia (YSZ), scandia-stabilized zirconia (ScSZ), zirconia, lanthanum strontium cobalt ferrite (LSCF), and lanthanum strontium cobaltite. (LSC), Samarium Strontium Cobaltite (SSC), Lantern Strontium Manganite (LSM), Lantern Strontium Cobalt Manganite (LSCM), Manganese Cobalt Spinel Oxide (MCO), Lantern Strontium Chromite (LSCr), Gallium Nitride, Silicon Carbide The method for producing a molded product according to claim 1, which comprises at least one selected from the group consisting of tungsten carbide, alumina, titania, and lanthangarate (LaGaO 3). 前記組成物が光重合開始剤をさらに含有する、請求項1又は請求項2に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 1 or 2, wherein the composition further contains a photopolymerization initiator. 前記光重合開始剤の吸収波長が、前記組成物に含有される前記粒子の吸収波長と重ならないように、前記光重合開始剤が選択される、請求項3に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 3, wherein the photopolymerization initiator is selected so that the absorption wavelength of the photopolymerization initiator does not overlap with the absorption wavelength of the particles contained in the composition. 前記光重合開始剤が、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなるラジカル重合開始剤、並びに炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなるラジカル重合開始剤の少なくとも1種である、請求項3又は請求項4に記載の成形物の製造方法。 3. The photopolymerization initiator is at least one of a radical polymerization initiator composed of a carbon atom, an oxygen atom and a hydrogen atom, and a radical polymerization initiator composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. Or the method for producing a molded product according to claim 4. 前記ラジカル重合開始剤が、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタン−1、2−(ジメチルアミノ)−2−[(4−メチルフェニル)メチル]−1−[4−(4−モルホリニル)フェニル]−1−ブタノン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、アセトフェノン、p−アニシル、ベンジル、ベンゾイン及びベンゾフェノンからなる群より選択される少なくとも1種を含む、請求項5に記載の成形物の製造方法。 The radical polymerization initiator is 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butane-1,2- (dimethylamino) -2-[(4-methylphenyl) methyl] -1. -[4- (4-morpholinyl) phenyl] -1-butanone, 2-hydroxy-1- {4- [4- (2-hydroxy-2-methyl-propionyl) -benzyl] phenyl} -2-methyl-propane -1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, 1- [4- (2-Hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propane-1-one, phenylglycylic acid methyl ester, acetophenone, p-anisyl, benzyl, benzoin and benzophenone The method for producing a molded product according to claim 5, which comprises at least one selected from the group consisting of. 前記光硬化性樹脂が、炭素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂、及び炭素原子、窒素原子、酸素原子及び水素原子からなる光硬化性樹脂の少なくとも1種である、請求項1〜請求項6のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 Claim 1 that the photocurable resin is at least one of a photocurable resin composed of a carbon atom, an oxygen atom and a hydrogen atom, and a photocurable resin composed of a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a hydrogen atom. The method for producing a molded product according to any one of claims 6. 前記光硬化性樹脂が、(メタ)アクリル樹脂及びエポキシ樹脂の少なくとも一方を含む、請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 7, wherein the photocurable resin contains at least one of a (meth) acrylic resin and an epoxy resin. 前記光硬化性樹脂が、下記一般式(1)で表される化合物を含む、請求項1〜請求項8のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。
Figure 0006975963


〔式(1)中、Rは、水素原子又はメチル基を表し、Xは2価の炭化水素基、又は(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基を表す。〕
The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 8, wherein the photocurable resin contains a compound represented by the following general formula (1).
Figure 0006975963


[In the formula (1), R represents a hydrogen atom or a methyl group, and X represents a divalent hydrocarbon group or a divalent group containing a (poly) alkyleneoxy group. ]
前記一般式(1)において、Xが2価の直鎖状炭化水素基、又は(ポリ)アルキレンオキシ基を含む2価の基である化合物を含む、請求項9に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 9, wherein in the general formula (1), X contains a compound which is a divalent linear hydrocarbon group or a divalent group containing a (poly) alkyleneoxy group. .. 前記光硬化性樹脂は、モノマー、オリゴマー、又はモノマーとオリゴマーの両方からなる重合性化合物を含む、請求項1〜請求項10のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 10, wherein the photocurable resin contains a monomer, an oligomer, or a polymerizable compound composed of both a monomer and an oligomer. 前記光硬化性樹脂の粘度が、1.5mPa・s〜100mPa・sである、請求項1〜請求項11のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 11, wherein the photocurable resin has a viscosity of 1.5 mPa · s to 100 mPa · s. 前記モールドの前記凹部又は前記凸部の直径が、50μm以下である、請求項1〜請求項12のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 12, wherein the diameter of the concave portion or the convex portion of the mold is 50 μm or less. 前記モールドの前記凹部又は前記凸部の直径に対する深さ又は高さの比(アスペクト比)が、2以上である、請求項1〜請求項13のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 13, wherein the ratio (aspect ratio) of the depth or height to the diameter of the concave portion or the convex portion of the mold is 2 or more. .. 前記モールドは、マスターモールドから複写したレプリカモールドである、請求項1〜請求項14のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for manufacturing a molded product according to any one of claims 1 to 14, wherein the mold is a replica mold copied from a master mold. 前記対象物品が、燃料電池の電極若しくは電解質、キャパシタの誘電体若しくは電極、超電導磁石、超電導電極、摩擦摺動面、工具、アクチュエータ、センサ、又は触媒である、請求項1〜請求項15のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 Any of claims 1 to 15, wherein the target article is an electrode or electrolyte of a fuel cell, a dielectric or electrode of a capacitor, a superconducting magnet, a superconducting electrode, a friction sliding surface, a tool, an actuator, a sensor, or a catalyst. The method for producing a molded product according to item 1. 前記組成物とは、成分が異なる組成物をさらに用いる、請求項1〜請求項16のいずれか1項に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to any one of claims 1 to 16, further using a composition having a different component from the composition. 前記成分が異なる組成物は、前記組成物とは、セラミックス、金属及び金属化合物からなる群より選択される少なくとも1種の粒子の種類が異なる、請求項17に記載の成形物の製造方法。 The method for producing a molded product according to claim 17, wherein the composition having different components differs from the composition in the type of at least one particle selected from the group consisting of ceramics, metals and metal compounds. 前記光硬化する工程で得られた第一の硬化物の上、及び前記第一の硬化物が形成された領域とは別の領域の少なくとも一方に、前記成分が異なる組成物を付与し、光硬化して第二の硬化物を得た後、
前記第一の硬化物と前記第二の硬化物とを一括して焼結する、請求項17又は請求項18に記載の成形物の製造方法。
A composition having different components is applied to at least one of the first cured product obtained in the photo-curing step and a region different from the region where the first cured product is formed, and light is applied. After curing to obtain a second cured product
The method for producing a molded product according to claim 17 or 18, wherein the first cured product and the second cured product are sintered together.
表面の少なくとも一部に、セラミックス又は金属の焼結物で構成される凹部及び凸部の少なくとも一方を有し、前記凹部又は凸部の直径に対する深さ又は高さの比(アスペクト比)が、2以上であり、前記凸部の直径が999nm以下である成形物。 At least a part of the surface has at least one of a concave portion and a convex portion made of a ceramic or metal sintered product , and the ratio of the depth or the height to the diameter of the concave portion or the convex portion (aspect ratio) is determined. more der is, the diameter of the convex portion is molded Ru der below 999 nm.
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JP3828315B2 (en) * 1999-06-22 2006-10-04 積水ハウス株式会社 Manufacturing method of outer wall panel
JP5288758B2 (en) * 2007-09-28 2013-09-11 Jsr株式会社 Photocurable composition for stereolithography, metal molding and method for producing the same
JPWO2010030032A1 (en) * 2008-09-12 2012-02-02 日本碍子株式会社 Solid forming part manufacturing method
JP2010247461A (en) * 2009-04-17 2010-11-04 Murata Mfg Co Ltd Imprinting method
JP5679445B2 (en) * 2011-06-14 2015-03-04 信越化学工業株式会社 Concave and convex pattern forming method
JP2016057356A (en) * 2014-09-05 2016-04-21 学校法人東京理科大学 Method of manufacturing rugged structure

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