JP7050013B2 - ゴム材料からの3d構造の製造方法およびその製品 - Google Patents

ゴム材料からの3d構造の製造方法およびその製品 Download PDF

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Description

本発明は、基材上に少なくとも1つの材料MまたはMの少なくとも2つの層を塗布して前駆体を形成し、上記材料を硬化させることによって三次元構造を製造する方法を提供し、上記材料の少なくとも1つは、60℃で10ME超のムーニー粘度、好ましくは硬化前に60℃で10ME超のムーニー粘度、および100℃で200ME未満のムーニー粘度、好ましくは硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度を有する。本発明は、さらに、本発明の方法から得られる三次元構造を提供する。
種々の材料が、さらなる製造方法、特に3D印刷に適していると記述されており、これらはすべて、標準振動せん断粘度測定装置(例えば、Anton Paar)によりせん断速度1/s以下で測定して、室温で50,000mPas未満の複素粘度を示す。
耐久性のある三次元物体を製造するために、高強度エンジニアリングポリマーを積層堆積するための最先端の装置および方法が、米国特許第6,067,480号で開示されている。上記ポリマーの供給ロッドは、シリンダー内に移動したピストンを使用して押出シリンダーから押し出され、低いメルトフローおよび長い鎖長を有する高圧押出成形ポリマーを提供する。米国特許第6,067,480B1号により、ポリカーボネート、ポリアリールエーテルケトンおよびポリ(メチルメタクリレート)の供給ロッドは、押出シリンダー装置を使用して首尾よく押し出されることが開示されている。しかし、記述された装置は、押出の必要な手段として、185℃~400℃超の温度で熱可塑性材料を液化することに焦点を当てている。
米国特許第6,067,480号 米国特許第6,067,480B1号
液体であるが室温で超高粘度である材料で作業することを可能にする3D印刷技術は存在しない。
したがって、本発明によって対処される1つの課題は、従来技術の欠点の少なくとも1つを回避することであった。
本発明によって対処するさらなる課題は、高い安定性、高い引張強度または破断までの高い伸長と組み合わせた、高い弾性を提供する多様化した形状の三次元構造を作成することであった。
さらに、本発明は液体状態で相変化なしに加工することができる材料を提供するという上記課題に取り組んだ。
本発明によって解決されるさらなる課題は、適切な3D印刷方法で達成される意図された形状を失うことなく、加工中および加工後に温度形状の安定したゴム状材料に(化学的に)硬化する材料を提供することであった。
上述の課題の少なくとも1つは、三次元(3D)構造の製造方法によって解決され、上記方法は、以下のステップ:
a)基材上に少なくとも第1の材料Mを塗布し、基材上に第1の層Lを構築するステップと、
b)第1の材料Mまたはさらなる材料Mの少なくとも1つのさらなる層Lを第1の層L上に積層するステップであって、上記少なくとも1つのさらなる層Lが、第1および/または前の層Ly-1を少なくとも部分的に覆い、三次元構造の前駆体を構築する、積層するステップと、
c)上記前駆体を硬化させて三次元構造を達成するステップとを含み、
材料MまたはMの少なくとも1つは、60℃で10ME超のムーニー粘度、好ましくは硬化前に60℃で10ME超のムーニー粘度、および100℃で200ME未満のムーニー粘度、好ましくは硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度を提供する。好ましくは、xは、2~100、または好ましくは3~50、または好ましくは4~20の範囲である。好ましくは、yは、2~100000、または好ましくは3~50000、または好ましくは4~20000、または好ましくは5~10000、または好ましくは10~5000、または好ましくは10~1000、または好ましくは10~100000の範囲である。
ムーニー粘度を、DIN 53523に従って測定する。
好ましくは、第1の材料Mは、硬化前に60℃で20ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度を提供する。好ましくは、第1の材料Mは、硬化前に60℃で20ME超および100℃で190ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME超および100℃で180ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME超および100℃で170ME未満のムーニー粘度を提供する。好ましくは、さらなる材料Mは、硬化前に60℃で20ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度を提供する。好ましくは、さらなる材料Mは、硬化前に60℃で20ME超および100℃で190ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME超および100℃で180ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME超および100℃で170ME未満のムーニー粘度を提供する。「硬化前」という表現は、特に述べられた両方の温度、とりわけ60℃および100℃でのすべての粘度値を指す。
好ましくは、第1の材料Mは、硬化前に60℃で20ME以上および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME以上および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME以上および硬化前に100℃で200ME以下のムーニー粘度を提供する。好ましくは、第1の材料Mは、硬化前に60℃で20ME以上および硬化前に100℃で150ME以下のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME以上および硬化前に100℃で130ME以下のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME以上および硬化前に100℃で110ME以下のムーニー粘度を提供する。好ましくは、さらなる材料Mは、硬化前に60℃で20ME以上および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME以上および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME以上および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度を提供する。好ましくは、さらなる材料Mは、硬化前に60℃で20ME以上および硬化前に100℃で150ME以下のムーニー粘度、または硬化前に60℃で30ME以上および硬化前に100℃で130ME以下のムーニー粘度、または硬化前に60℃で50ME以上および硬化前に100℃で110ME以下のムーニー粘度を提供する。
本発明の方法により、添加物製造における超高粘度液体材料の使用が可能になる。本発明に従った超高粘度液体は、せん断速度1/sで振動せん断粘度計により25℃で測定して、10mPasより高い粘度、好ましくは5×10mPas以上、好ましくは1×10mPas以上、好ましくは2×10mPas以上の粘度の液体である。好ましくは、方法ステップa)~c)のいずれかの間に、または好ましくはステップa)およびb)の間に、材料MまたはMのいずれの相転移も関与しない。上記三次元構造は、好ましくは、50℃超、好ましくは25℃(RT)超の相転移を示さない。好ましくは、得られた三次元構造は、安定した温度形状である。本発明に従った安定した温度形状とは、上記三次元構造の形状が、X、YまたはZのいずれかの寸法において、これらの方向の元の形状と比較して、20%を超えて、または好ましくは15%を超えて、または好ましくは10%を超えて変化しないことを意味する。好ましくは、上記三次元構造は、上記三次元構造にさらなる力が加えられない場合、室温(25℃)および通常圧力(1013mbar)での貯蔵寿命の間に、X、YまたはZのいずれかの寸法において、5cmを超えて、または好ましくは3cmを超えて、または好ましくは1cmを超えて、または好ましくは5mmを超えて、または好ましくは3mmを超えて、または好ましくは1mmを超えてその伸長を変化しない。
本方法のさらに好ましい実施形態では、上記三次元構造の一部または三次元構造の前駆体のみが大気圧下に維持される容器の形態で、構造容積に三次元構造を構築することができる。したがって、好ましくは、単に、上側の層(好ましくは、実際の構造層から下側に数えて層1から層100まで)は大気圧下にあり、下の層は異なる材料に浸漬することができる。異なる材料とは、空気以外の材料を意味する。上記異なる材料は、好ましくは、加熱または冷却され得る液体である。好ましくは、上記液体は、水、シリコーンオイル、有機/無機オイルなどと同様の流動挙動を示す材料である。あるいは、砂、マイクロガラスパールまたはそれらの組み合わせなどの流動性材料が好ましい。好ましくは、上記異なる材料は、印刷プロセス中の三次元構造上の重力を最小にすることを可能にする。さらに好ましい実施形態では、上記三次元構造は、200℃以上、好ましくは250℃以上、または好ましくは280℃以上の温度の熱風を当てることによって、上記基材の表面上で予備硬化される。熱風を上記三次元構造に当てることによる予備硬化は、好ましくは5分未満、好ましくは3分未満、好ましくは2分未満に設定される。当てられる空気の速度は、構築中または構築後および最終硬化実施前の三次元構造の外面全体にわたって、好ましくは10cm/s以上、または好ましくは50cm/s以上、または好ましくは100cm/s以上である。したがって、好ましくは、構築時の三次元構造の表面は、構築または製造プロセスの最中または後に、構築3D構造全体を最終硬化のために加熱する前に、予備硬化することにより安定化される。
上記三次元構造は、好ましくは、完全硬化後に機械的に非常に安定であり、E’弾性率または弾性率E’とも呼ばれる温度依存弾性率を含む。好ましくは、弾性率E’とも呼ばれる、温度150℃でのE’弾性率に対する温度25℃でのE’弾性率の比較により提供される硬化材料M1cまたはMxcのE’弾性率の損失は、80%未満、または好ましくは70%未満、または好ましくは60%未満である。この挙動は、25℃と150℃との間の別個のゴムのプラトーを有する材料について予想されるとおりである。
塗布ステップa)は、材料Mを基材に塗布するために当業者が選択する任意の方法によって実施することができる。塗布ステップa)は、好ましくは、塗布ツールによって実行される。上記塗布ツールは、材料Mを基材に塗布するため、またはさらなる材料Mを前の層Ly-1上に好ましくは定義された方法で積層化するために、当業者が選択する任意のツールであってもよい。上記塗布ツールは、好ましくは、混合および輸送ツールの一部である。上記混合および輸送ツールは、好ましくは、1本スクリュー、2本スクリューまたは3本スクリュー押出機、空気駆動ピストン、圧力駆動ピストン、ギア駆動ピストン、ギアポンプ、圧力フィーダー、2本ホイールフィーダー、スパイク付きホイールフィーダー、またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される。この方法の好ましい実施形態では、上記混合および輸送ツールは、スクリュー押出機、ピストン押出機、ギアポンプ、またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、材料MまたはMは、ビーズ、ストリップ、ストリング、ペレット、スキン、ホイル、ベールまたはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される形態で、ピストンまたはスクリュー押出機ヘッドに供給される。押出機またはピストン供給は、好ましくは、二次ローラー供給プロセス、回転スクリュー供給またはその組み合わせを介して、バッチまたは連続プロセスとして機能する。あるいは、バッチプロセスとしての二次ピストン供給、または連続プロセスを達成するための交互のツインピストン供給を適用することができる。好ましくは、上記押出機、特に、塗布ツールに連結されるか、または塗布ツールを含む押出機ヘッドは、加熱器および/または冷却器ジャケットバレルを備えている。この方法の好ましい実施形態では、上記押出機は、上記材料を直接加熱するための上記混合および輸送プロセスのエネルギーを使用する。超高粘度液体を処理するのに有用な、第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mを上記混合および輸送ツールに供給するための供給技術は、ゴム材料を加工する技術的コミュニティに周知である。
そのようなプロセスに適したピストンおよびスクリュー押出機の例は、加熱または冷却システムおよび電子制御システムと組み合わされた材料のための予備可塑化および射出装置から構成することができる。このような機械の製造者は、例えばArburg FreeformerなどのArburg有限合資会社(ドイツ)、Klockner DESMA Elastomertechnik有限会社(ドイツ)、KraussMaffei Technologies有限会社(ドイツ)、Dr.Boy有限合資会社(ドイツ)、REP INTERNATIONAL(フランス)、ABB Deutschland(ドイツ)、BEKUM Maschinenfabriken有限会社(ドイツ)、Burkle有限会社(ドイツ)、Engel Austria有限会社(オーストリア)のような公知の機械製造業者である。
好ましくは、塗布される第1の材料Mまたは層状材料Mは、液滴、ライン、ビーズ、ストリップ、ホイル、またはそれらの少なくとも2つの組み合わせの形態で塗布または積層化される。塗布される第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mのそれぞれの層の最も狭い点における厚さは、好ましくは0.1mm~1m、または好ましくは0.3mm~0.1m、または好ましくは0.5mm~0.01mの範囲である。
好ましくは、積層化ステップb)は、さらなる材料Mが基材には塗布されないが、少なくとも部分的に第1の層L上に塗布されるという相違を伴って、塗布ステップa)と同じ方法で行われる。好ましくは、ステップa)における塗布またはステップb)における積層化は、空間分解様式で行われる。本発明の意味において空間分解されるとは、第1の材料Mまたはさらなる材料Mの位置ならびに量および形状が、所定の方法で三次元構造の形成が達成されるように、上記基材に塗布されるか、または前の層Ly-1上に積層化されることを意味する。好ましくは、さらなる材料Mの繰り返しの積層化は、少なくとも1つの、または好ましくは少なくとも2つの、または好ましくは各空間方向での材料の成長をもたらす。
好ましくは、第1の材料Mまたはさらなる材料Mの塗布は、好ましくは押出ヘッドに配置された高粘度対応塗布ツールを通る液滴またはラインの形態の材料の押出である。好ましくは、上記材料MまたはMは、「ダイ」とも呼ばれる適切な耐熱ノズルによって、上記塗布ツールを介して塗布される。好ましくは、上記塗布ツールおよび/または押出ヘッドの開口部は、例えば加熱または冷却チャンバーの形態の、組み込まれた材料加熱および/または冷却装置を有する。好ましくは、第1の材料Mまたはさらなる材料Mは、0.1秒の最小時間および意図された三次元構造を構築するのに必要な時間の5倍の最大時間の間、加工温度で加熱または冷却装置に保持される。本発明に従った加工温度は、上記材料が上記塗布ツールを離れる、ステップa)、b)のうちの1つのプロセス中に、例えばダイである上記塗布ツールの内部の温度である。好ましくは、上記処理温度は、上記方法中に材料MまたはMに適用される最高温度である。好ましくは、ステップc)において硬化する際の温度のみがこの温度を上回ることが好ましい上記塗布ツールを介して適用される。
y個のさらなる層Lを有する三次元構造を形成するために、ステップb)をy-1回繰り返し、yは2~100000の範囲である。さらなる層Lのそれぞれは、前の層Ly-1に重ね合わされる。上記三次元構造の前駆体の構築については、上記三次元構造を構築する最終的な数の層を形成するために、必要なだけステップb)を繰り返す。本方法の好ましい実施形態では、塗布ステップa)および少なくとも1つの積層化ステップb)が連続的に実施される。好ましくは、複数の層L~Lの材料は、同じ材料Mから選択される。あるいは、材料Mは、さらなる材料Mの少なくとも1つと、少なくとも1つの成分によって異なる。本方法の好ましい実施形態では、少なくとも2つの異なる材料M~Mを利用することによって、ステップa)またはステップb)において、L~Lからなる群から選択される少なくとも1つの層が形成される。
好ましくは、塗布ステップa)または積層化ステップb)あるいはその両方の少なくとも一部は、第1の材料Mまたはさらなる材料Mのムーニー粘度が、60℃でのこれらの材料のムーニー粘度と比較して、少なくとも50%まで、または少なくとも60%まで、または好ましくは少なくとも70%まで減少する温度で行われる。好ましくは、上記ステップの少なくとも1つ、塗布ステップa)または積層化ステップb)またはその両方は、50~250℃の範囲の材料温度で行われる。
好ましくは、塗布ステップa)または積層化ステップb)あるいはその両方の少なくとも一部は、第1の材料Mの粘度(例えば、Gottfertキャピラリー粘度計でのムーニー粘度として、または複素粘度として測定された)またはさらなる材料Mの粘度が、60℃で同じ方法により測定されたこれらの材料の粘度と比較して、少なくとも50%まで、または好ましくは少なくとも60%まで、または好ましくは少なくとも70%まで減少する温度およびせん断速度で行われる。好ましくは、上記ステップの少なくとも1つ、塗布ステップa)または積層化ステップb)またはその両方は、50~250℃の範囲の材料温度で行われる。
ステップb)において、さらなる層Lは、好ましくは、第1の層LまたはLy-1を、第1の層Lまたは前の層と接触していない前の層Ly-1の全表面に関して、1%~100%、または好ましくは5%~100%、または好ましくは10%~100%、または好ましくは15%~100%、または好ましくは20%~100%、または好ましくは25%~100%の範囲に重ねる。好ましくは、第1の層Lは、さらなる層Lと直接接触している。好ましくは、ステップb)は、少なくとも10、または好ましくは少なくとも50、または好ましくは少なくとも100、または好ましくは少なくとも1000、または好ましくは少なくとも100,000のさらなる層Lを含む。本発明の文脈では、前の層Ly-1は、第1の層Lまたはさらなる層Ly-1であり得、さらなる層Lが積層化される。
第1の層Lが塗布される基材は、当業者が三次元構造を形成するために選択する任意の基材とすることができる。好ましくは、上記基材は、層L~Lが塗布される少なくとも1つの表面を有する。好ましくは、上記基材の材料は、金属、ポリマー、セラミック、ガラス、木材またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、上記表面は、鉄、好ましくはスチール、好ましくはケイ酸塩またはホウケイ酸塩をベースとするガラス、シリコーン、ポリイミド、フルオロポリマーなどの放出特性を有するポリマーからなる群から選択される材料を含む。この方法の好ましい実施形態では、上記基材は、所望の3D構造の意図された部分であり、金属、ポリマー、セラミック、ガラス、木材またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される。好ましくは、上記基材は、金属またはポリマーを含む。上記基材の表面は、表面が5mm未満の粗さを有するという意味で平坦であることが好ましい。上記方法の好ましい実施形態では、上記表面は、少なくとも第1の層Lが塗布される領域において、5cm超の曲率半径を有する平面である。好ましくは、上記表面の寸法は、上記表面と接触している少なくとも第1の層Lの表面よりも大きい。上記基材の形状は、当業者が三次元構造を製造するために選択する任意の形状とすることができる。好ましくは、上記基材の表面の形状は、円形、楕円形、角形、多角形またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される。上記基材の表面の大きさは、好ましくは1cm~100m、好ましくは10cm~50m、より好ましくは1m~20mの範囲である。
好ましい実施形態では、上記基材は、成形ツールの一部である。好ましくは、上記成形ツールは、少なくとも1つの垂直壁を有するボックスとして形成される。上記少なくとも1つの壁は、上記成形ツールの境界を形成するために当業者が使用する任意の材料を含むことができる。好ましくは、上記基材は、少なくとも1つの垂直壁に沿って移動可能に構成されたプラットフォームの一部である。上記基材は、上記プラットフォームから取り外し可能であってもよく、あるいは、上記プラットフォームの一体化された部分であってもよい。上記プラットフォームを上記少なくとも1つの垂直壁に沿って移動させることによって、構造容積の容積を変化させることができる。好ましくは、上記基材と一緒の少なくとも1つの壁は、上記三次元構造の構造容積を構築する。好ましくは、上記構造容積は、加熱可能であり、または冷却可能である。好ましくは、上記構造容積の容積は、0~1000m、好ましくは0.01~500m、または好ましくは0.05~100m、または好ましくは0.1~50mの範囲で変化し得る。ステップa)における塗布またはステップb)における積層化は、上記基材の表面上で直接行うことができる。これに代えてまたは少なくとも部分的にこれに加えて、中間層を第1の材料Mが塗布される表面上に配置することができる。好ましくは、第1の材料Mのみが上記基材または中間層と直接接触するが、構築される三次元構造の幾何学的形状に応じて、さらなる層の少なくとも一部が上記基材または中間層と接触してもよい。上記中間層は、当業者が第1の材料M1を塗布するのに適した表面であることを選択する、任意の材料を含むことができる。好ましくは、上記中間層は、ガラス、紙、織物、布地、セラミック、石材、木材、金属、ポリマー、プラスチック、ゴムまたはそれらの少なくとも2つの任意の組み合わせから作成される。上記中間層は、好ましくは、三次元構造の一部となるか、または上記前駆体の構築後または硬化ステップc)の後に、少なくとも部分的に三次元構造から分離されてもよい。上記中間層または基材からの三次元構造の潜在的分離は、好ましくは、三次元構造が構築された際にステップc)の前に、または上記三次元構造が構築された際に硬化ステップc)の後に行われる。
上記方法の好ましい実施形態では、上記基材または中間層の表面は、上記三次元構造の一部である。別の好ましい実施形態では、上記基材または中間層は、上記三次元構造の一部ではない。
第1の材料Mは、60℃で10ME超および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度を提供する任意の材料であってもよい。さらなる材料Mは、60℃で10ME超および硬化前に100℃で200ME未満のムーニー粘度を提供する任意の材料であってもよい。
第1の材料Mは、硬化前に60℃で10ME以上および硬化前に100℃で200ME以下のムーニー粘度を提供する任意の材料であってもよい。さらなる材料Mは、硬化前に60℃で10ME以上および硬化前に100℃で200ME以下のムーニー粘度を提供する任意の材料であってもよい。
上記ムーニー粘度を、DIN53523に従って、ラージローターで、1分間の予熱および4分間の測定間隔で測定する。(ML1+4)。
好ましくは、第1の材料Mまたはさらなる材料Mは、天然ゴム、合成ゴムまたはそれらの混合物からなる群から選択される、以下、「超高粘度液体」と呼ぶ成分を含む。上記合成ゴムは、好ましくは、チオコールゴム、EVA(エチレンビニルアセタート共重合体ゴム)、FPVC(フレキシブルポリ塩化ビニル)、FZゴム(フッ素化ポリホスファゼンゴム)、GPO(プロピレンオキシドゴム)、HNBR(水素化ニトリルブタジエンゴム)、HSN(高飽和ニトリルゴム)、ACM(アクリルゴム)、VAMAC(ポレチレンコアクリル-アクリル酸ゴム)、PNR(ポリノルボランゴム)、PZ(ポリホスファゼンゴム)、ABR(アクリラート-ブタジエンゴム)、ACMゴム(エチルまたは他のアクリラートおよび加硫を促進する少量のモノマーの共重合体)、AECOゴム(アリルグリシジルエーテル、エチレンオキシドおよびエピクロロヒドリンの三元重合体)、AEMゴム(エチルまたは他のアクリラートおよびエチレンの共重合体)、AFMUゴム(テトラフルオロエチレン、トリフルオロニトロメタンおよびニトロソペルフルオロ酪酸の三元重合体)、ANMゴム(エチルまたは他のアクリラートおよびアクリロニトリルの共重合体)、AU(ポリエステルウレタンゴム)、BIIR(ブロモ-イソブテン-イソプレンゴム(ブロム化ブチルゴム))、BR(ブタジエンゴム)、CFM(ポリクロロトリフルオロエチレンゴム)、CIIR(クロロ-イソブテン-イソプレンゴム(塩素化ゴム))、CM(塩素化ポリエチレンゴム)、CO(エピクロロヒドリンゴム)、CR(クロロプレンゴム)、CSM(クロロスルホン化ポリエチレンゴム)、ECO(エチレンオキシドおよびエピクロロヒドリン共重合ゴム)、EAM(エチレン-ビニルアセタート共重合体ゴム)、EPDM(側鎖ゴムにジエンの残留不飽和部分を有するエチレン、プロピレンおよびジエンの三元重合体)、EPM(エチレン-プロピレン共重合体ゴム)、EU(ポリエーテルウレタンゴム)、FFKM(フルオロ、ペルフルオロアルキル、ペルフルオロアルコキシ基のいずれかの、重合体鎖上の全置換基を有するポリメチレンタイプのペルフルオロゴム)、FKM(主鎖に置換基フルオロおよびペルフルオロアルコキシ基を有するポリメチレンタイプのフルオロゴム)、FVMQ(重合体鎖にフッ素、ビニルおよびメチル置換基を有するシリコーンゴム)、GPO(ポリプロピレンオキシドゴム)、IIR(イソブテン-イソプレンゴム(ブチルゴム))、IM(ポリイソブテンゴム)、IR(イソプレンゴム(合成))、MQ(重合体鎖にメチル置換基のみを有するシリコーンゴム)、NBR(ニトリル-ブタジエンゴム(ニトリルゴム))、NIR(ニトリル-イソプレンゴム)PBR(ピリジン-ブタジエンゴム)、PMQ(重合体鎖にメチルおよびフェニル基の両方を有するシリコーンゴム)、PSBR(ピリジン-スチレン-ブタジエンゴム)、PVMQ(重合体鎖にメチル、フェニルおよびビニル置換基を有するシリコーンゴム)、Q(重合体鎖にシリコーンを有するゴム)、SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、T(重合体鎖に硫黄を有するゴム(CRに基づく共重合体を除く))、VMQ(重合体鎖にメチルおよびビニル置換基の両方を有するシリコーンゴム)、XNBR(カルボキシル-ニトリルブタジエンゴム(カルボキシルニトリルゴム))、XSBR(カルボキシル-スチレンブタジエンゴム)からなる群から選択される。
好ましくは、上記超高粘度液体は、ポリアクリルゴム(ACM)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリシロキサン(SI)、ビニルメチルシリコーン(VMQ)、ニトリルゴム(NR)、水素化ニトリルゴム、(HNBR)、カルボキシル化ニトリルゴム(XNBR)、カルボキシル化水素化ニトリルゴム(XHNBR)、エチレンプロピレン共重合体ゴム(EPDM)、ポリクロロプレンゴム(CR)、Vamac、フルオロゴム(FKM)、イソブチレンゴム(IIR)、ポリブタジエンゴム(BR)またはこれらの任意のブレンドからなる群から選択される。
好ましくは、上記超高粘度液体は、20%未満、好ましくは15%未満、または好ましくは10%未満、または好ましくは5%未満の結晶化度を有する。好ましくは、上記超高粘度液体は、50℃未満、または好ましくは40℃未満、または好ましくは30℃未満の融点を有する。上記超高粘度液体あるいは上記超高粘度液体を含む第1の材料Mまたは上記超高粘度液体を含む任意のさらなる材料Mは、20バール未満、または好ましくは10バール未満、または好ましくは5バール未満の圧力下の室温での観察可能な流動を示し、50℃未満の熱またはせん断による加工の際にその結晶性を特に失う。さらに、上記超高粘度液体は、標準的な熱可塑性材料と比較して、融点Tが室温(25℃)に非常に近いので、定常状態への結晶化度の構築が非常に遅く、2時間超、好ましくは4時間超、または好ましくは8時間超かかり得る。この挙動を示す超高粘度液体の特定の例は、天然ゴム、特に塩素の高いトランス配向を有するポリクロロプレンゴムタイプであり、例えば、Lanxess AG、ドイツのBaypren 200および300シリーズの製品である。超高粘度液体のさらなる例は、高いエチレン含量を有するエチレンビニルアセタートゴムまたは高いエチレン含量を有するエチレンプロピレンゴム(EPDM)である。
本発明の好ましい実施形態では、第1材料Mまたは任意のさらなる材料Mは、超高粘度ポリマー、および有機または無機充填剤、可塑剤、金属酸化物、劣化防止剤(酸化、加水分解、黄変、オゾン攻撃などに対する)、加工助剤、補助剤および硬化剤、またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択された成分の好ましくは少なくとも1つを含む。超高粘度ポリマーのさらなる例は、ポリシロキサンである。上記充填剤、可塑剤、金属酸化物、劣化防止剤、加工助剤、補助剤または硬化剤の例を以下に列挙する。無機充填材の例は、カーボンブラックN330またはシリカであり、可塑剤の例は、ジオクチルフタラートのようなフタル酸エステルであり、金属酸化物の例は、ZnOであり、劣化防止剤の例は、Irganox1010((ペンタエリスリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)-プロピオナート))であり、加工助剤の例は、ステアリン酸であり、補助剤の例は、高ビニルポリブタジエン、トリアリルイソシアヌラート(TAIC)またはそれらの混合物であり、硬化剤の例は、Perkadox 14/40のようなジ(tert-ブチルペルオキシイソプロピル)ベンゼンである。無機充填剤としてさらに好適なものは、細断ガラス繊維/細断炭素繊維/細断天然繊維、またはそれらの組み合わせ、または他の言及した充填剤との任意の組み合わせである。
上述の成分から第1の材料M、またはさらなる材料Mの少なくとも1つを形成するために、選択された材料のすべては、好ましくは、2本ロールミルまたは内部ミキサーのいずれかで混合される。2本ロールミルおよび内部ミキサーの組み合わせも好ましい。好ましくは、混合は、内部ミキサーの使用によって行われる。これは、完成した化合物の品質を向上させると同時に、2本ロールミルで行われる際の典型的な混合時間を大幅に短縮するために行われる。典型的には、上記材料は、2パスプロセスで内部ミキサーで混合され、ミキサーを通過する第1のパスは、硬化化学物質を保持し、典型的には200℃未満、好ましくは180℃未満、または好ましくは150℃未満の材料温度で、上記ミキサーから落下する。次いで、このいわゆるマスターバッチを2回ミキサーに通して、所与の高粘性液体のほとんど不可逆的な硬化(架橋)を引き起こす当業者に周知の典型的なラジカル再生種または硫黄供与材料である硬化化学物質を添加し、それらの分解温度または活性化温度に加熱した際、180℃未満、好ましくは150℃未満、または好ましくは120℃以下の材料温度で上記ミキサーから再び落下する。好ましくは、早熟の硬化を避けるために、より低い温度の方法ステップで硬化性化学物質を添加する。好ましくは、すべての混合ステップまたは少なくとも第2の混合ステップは、2本ロールミルで行われる。
記載された配合物(ゴム化合物)の大部分の粉砕は、予防措置なしに行うことができる。しかし、ゴム化合物は、急速に熱を発生する傾向があり、したがって、通常、完全な冷却機能の使用が推奨されている。好ましくは、上記粉砕の最初の運転のために、ミルの隙間は、約1/4インチに設定される。このプロセス中に発生する過剰な熱を消失させるのに十分なほど薄い状態で、上記混合プロセスを完了するために必要なせん断作用を保証することが好ましい。上記ミルは、好ましくは、上記ミルの上方に配置された内部ミキサーからの化合物によって供給されるか、または貯蔵された化合物を一度に1シートずつ上記ミルの端部に供給することによって供給される。上記ミル上で上記化合物をバンディングした後、通常、上記化合物を各末端から5~7回クロスカットすることが、上記粉砕プロセスを完了するのに適切である。上記粉砕された化合物をミルから取り出すことは、自動システムまたは手動で容易に達成することができる。
好ましくは、上記硬化剤は、過酸化物または硫黄/硫黄ドナー硬化系からなる群から選択される。硫黄/硫黄ドナーおよび過酸化物硬化化合物の比較は、過酸化物硬化が、より良好な圧縮永久歪みおよび耐熱性を提供することを示す。上記三次元構造が有するべき特性の選択に応じて、本発明の方法中に適用される温度および圧力の選択に応じて、硬化剤の選択が影響を受ける。過酸化物は異なる分子量および分解温度を有するので、上記の基準に基づいて正しいものを選択することが不可欠である。さらに、上記三次元構造を製造するプロセス能力および費用対効果は、材料の選択によって影響される。すべての過酸化物硬化材料の場合と同様に、酸素の存在下での加硫は解重合を引き起こし、したがって硬化部位に粘着性表面を残す可能性があり、これは3印刷とも呼ばれる、室温(25℃)での超高粘度液体材料の本発明の積層化プロセスの利点として使用される。しかし、特に低圧(1.5バール以下または1.5バール未満)の条件を使用する場合には、硬化した三次元構造を製造するための最終硬化ステップcz)について、硬化のために加熱する前に、構造容積または周囲を、例えばN、CO、Arである不活性ガスでパージすることが好ましい。
上記方法の好ましい実施形態では、低圧硬化条件下での揮発性物質は、製造された部品の発泡を引き起こす可能性があるので、硬化プロセス中に揮発性物質を生成しない硬化剤(例えば、テトラフェニルエタンおよびLanxess AG、ドイツからのInitiator BKのような誘導体)が使用される。
この方法のさらに好ましい実施形態では、コーティング業界で公知のように、指定された超高粘度液体の硬化を引き起こすのに十分なラジカルを形成する酸化還元反応硬化剤またはUV活性化硬化剤を使用することができる。さらに好ましい実施形態では、硬化剤および/または100℃超の温度で揮発性物質を意図的に形成する他の物質(例えば、発泡剤)を使用して、上記三次元構造の発泡を引き起こす。好ましくは、第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mの発泡を引き起こす薬剤は、これらの材料に対して部分的にのみ適用される。材料MまたはMに部分的にのみ上記薬剤を適用することによって、局所的に変化する三次元構造が達成され得る。好ましくは、異なる硬化剤および発泡剤を三次元構造物(3D印刷物とも呼ばれる)に導入することにより、硬化プロセスの間に上記三次元構造の異なる設計を達成することができる。
SBRやNBRと比較して、EPDM、ACM、HNBRのような低二重結合含有ポリマーは、硬化速度が遅くなる傾向があり、したがって、硬化速度を高めるためには、二次硬化剤を一次硬化剤と組み合わせて使用することが好ましい。チアゾール系(MBTS)またはスルフェンアミド系(CBS、OBTS)の一次硬化剤を使用する場合、長い硬化時間が必要である。硬化プロセスをスピードアップするためには、二次硬化剤として少量のグアニジン系(DPG)またはチウラム系(TMTM)を上記一次硬化剤と組み合わせることが好ましい。チウラム系(TMTD、TETD)一次硬化剤を使用する場合でも、二次硬化剤としてチアゾール系(MBT)を添加すると、硬化に要する時間が短縮される。一次硬化剤としてジチオカルバマート(ZEDC)を使用すると、スコーチ時間が短縮されるので望ましくない。
好ましくは、上記三次元構造は、上記三次元構造の全重量を基準として、1~100重量%、または好ましくは2~99重量%、または好ましくは5~90重量%、または好ましくは10~80重量%の範囲の量の第1の材料Mを含む。
好ましくは、上記三次元構造は、上記三次元構造の全重量を基準として、1~99重量%、または好ましくは2~95重量%、または好ましくは5~90重量%、または好ましくは10~80重量%の範囲の量のさらなる材料Mを含む。xが2~100の範囲にあるさらなる材料Mの量は、第1の材料Mとは異なる、ステップa)またはb)のいずれかにおいて形成された上記三次元構造中のすべての材料の合計である。
上記方法の好ましい実施形態では、少なくとも2つの異なる材料である、第1の材料Mおよび少なくとも第2の材料Mとをステップa)で塗布するか、またはステップb)で積層化して上記三次元構造を形成する。好ましくは、第1の材料M、第2の材料M、xが3~100の範囲にある任意のさらなる材料Mからなる群から選択された少なくとも2つの材料のうちの少なくとも1つは、硬化前に60℃で10ME以下のムーニー粘度を提供する材料を含む。好ましくは、上記三次元構造は、0.1~90重量%、または好ましくは1~80重量%、または好ましくは5~70重量%の範囲の量で、硬化前に60℃で10ME以下の粘度を提供する材料を含む。
上記三次元構造は、好ましくは、1mm~1000m、または好ましくは10mm~500m、または100mm~50m、または0.01m~1mの体積を提供する。
硬化ステップc)は、本発明の方法に適した当業者によって選択された任意の方法で確立することができる。本発明に従った硬化とは、少なくとも1ショアAグレード、または好ましくは少なくとも3ショアAグレード、または好ましくは少なくとも5ショアAグレード、または好ましくは少なくとも10ショアAグレード、または好ましくは20ショアAグレードの前の層の基材に塗布または積層化された前記材料のうちの少なくとも1つの硬度の上昇を意味する。硬化ステップc)は、上記方法の任意の段階で開始することができる。好ましくは、硬化ステップc)の完了は、ステップa)およびb)において上記三次元構造を構築するために使用される少なくとも1つの材料の硬度の上昇を特徴とする。好ましくは、硬化ステップc)中の硬度の上昇は、1~90ショアAグレード、または好ましくは3~70ショアAグレード、または好ましくは5~50ショアAグレード、または好ましくは10~40ショアAグレードの範囲である。好ましくは、ムーニー粘度は、硬化ステップc)の間に、ステップc)の間の少なくとも1つの時点での25℃でのムーニー粘度と比較して、少なくとも30%、または好ましくは少なくとも50%、または好ましくは少なくとも70%減少する。好ましくは、ムーニー粘度は、硬化ステップc)の間に、ステップc)の間の少なくとも1つの時点での60℃でのムーニー粘度と比較して、少なくとも30%、または好ましくは少なくとも50%、または好ましくは少なくとも70%減少する。
硬度の上昇または粘度の変化は、好ましくは、第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mに存在する分子の架橋プロセスの結果である。上記架橋プロセスは、化学的架橋をもたらす化学的反応、または第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mに存在する分子の物理的相互作用の結果であり得る。
硬化ステップc)を実行するために、硬度または粘度の変化を引き起こす前述の架橋プロセスをもたらす任意の手段を適用することができる。好ましくは、前述したように硬度の変化を引き起こす少なくとも1つの手段が、塗布または層状材料に適用される。硬化ステップc)は、好ましくは、互いに独立して実施または開始され得る少なくとも2つの別個のステップc1)およびc2)に分割される。ステップc)が言及される場合、すべての硬化ステップc1)、c2)~cz)の合計を意味し、zは3~10の範囲である。硬化ステップc)は、好ましくは、加熱、照射、湿度の適用、またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1つの手段を含む。上記加熱は、好ましくは50~250℃の範囲の温度で行われる。加熱は、当業者が第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mを加熱するために選択する任意の手段によって行うことができる。好ましくは、上記加熱は、熱風の適用、例えば表面である上記材料の周囲の暖め、上記表面の上または下への熱源の配置、またはそれらの2つの任意の組み合わせからなる群から選択された手段で行われる。上記照射は、好ましくは、IR照射、VISおよびUV照射、またはそれらの組み合わせからなる群から選択される。湿度の適用による硬化または架橋は、当業者が材料M~Mを加湿するために選択する任意の手段によって行うことができる。好ましくは、上記湿度は、暖かい湿った空気を介して適用される。空気の湿度は、好ましくは、50~100%の相対湿度の範囲であり、それにより空気の温度は30~100℃の範囲にある。上記手段は、同時にまたは連続して適用することができる。さらに好ましい硬化方法は、加圧オーブン中での加熱、例えばシリコーン、共融液体塩、または砂、マイクロガラスボール、テフロンパウダーなどのような十分な液体様挙動を有する材料である、加熱された液体への浸漬による加熱である。好ましくは、上記硬化は、0.5バール以上、または好ましくは1バール以上、または好ましくは2バール以上、または好ましくは5バール以上の均質な圧力で行われる。
上記方法の温度または圧力制御を行うための様々な可能性が存在するのは、ステップa)~c)である。上記方法の好ましい実施形態では、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の前の第1材料Mまたはさらなる材料Mの温度は、上記塗布ツールの開口部で直接測定された、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の後の温度よりも高い。第1の材料Mまたはさらなる材料Mの硬化を最適化するために、上記材料における硬化プロセスは、好ましくは、照射、加熱、加湿および硬化プロセスの延長またはその両方からなる群から選択される手段によって支持される。上記照射は、当業者がそのような材料を照射するために選択する任意の照射源を介して適用されてもよい。好ましくは、上記照射は、IRレーザー、IRビーム、IRダイオード、UVレーザー、UVビーム、UVランプ、UVダイオード、VISランプ、VISダイオード、VISダイオード範囲またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される手段を介して適用される。上記加熱は、好ましくは、上記材料に高温環境を適用することによって行われ、上記環境は、空気、水、油またはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択され得る。また、上記共融液体塩または砂は、少なくとも硬化ステップc)の間に加熱された環境として使用することができる。
好ましくは、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の前の第1材料Mまたはさらなる材料Mの粘度は、上記塗布ツールの開口部で直接測定された、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の後の粘度よりも低い。
上記方法のさらに好ましい実施形態では、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の前の第1材料Mまたはさらなる材料Mの温度は、上記塗布ツールの開口部で直接測定された、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の後の温度よりも低い。好ましくは、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の前の第1材料Mまたはさらなる材料Mの粘度は、上記塗布ツールの開口部で直接測定された、ステップa)の塗布またはステップb)の積層化の後の粘度よりも高い。
好ましくは、塗布または積層化層Lとそれに隣接する層Lへの良好な層間接着が達成される。前記層L~Lの間の接着力を高めるために、好ましくは、0.001~0.5バール、または好ましくは0.01~0.1バールの範囲の所定の圧力を、既に塗布および積層化された層に印加する。好ましくは、非剥離PSA以上の領域として記載されたChangウインドウによって記載された粘度の範囲内の塗布または積層化層の粘度(E.P Changら、J.Adhesion、1991年、Vol.34、189-200)が達成される。圧力の使用に加えて、またはこれに代えて、接着剤または相溶化剤の塗布は、追加層Lの形態で好ましい。上記接着剤または相溶化剤の塗布は、独立して制御された塗布プロセス(スプレー、ジェット、押出しまたは他のものなど)を介して、平行または連続した独立プロセスで行うことができる。本発明の方法では、前または次の層と相互作用して層間接着を促進する適切な層間接着剤または相溶化剤を塗布することが好ましい。好ましくは、上記追加層Lは、1~200μm、または好ましくは5~150μm、または好ましくは10~100μmの範囲の厚さを有する。
本発明の好ましい実施形態において、加工温度での滞留時間は、上記材料のt80架橋時間の20%以下、または好ましくは15%以下、または好ましくは10%以下である。t80架橋時間は、所与の温度でのレオロジー実験において、架橋材料配合物の最終弾性率の80%に達する時間を表す。t80時間の測定は、好ましくはイタリアのGibitre InstrumentsのRheoCheck Profile-MDのような移動ダイレオメーターに基づいている加硫レオメーターで行うのが好ましい。t100架橋時間は、例えば硬化ステップc)におけるそれぞれの硬化ステップにおいて達成可能な最大弾性率を達成するのに必要な時間である。硫黄系の硬化剤を使用する場合、硬化時間が長すぎると、弾性率の低下として観察可能な架橋密度の解重合または減少をもたらす可能性がある。好ましくは、上記架橋密度の解重合または減少が回避されるプロセスが実施される。上記方法において複数の硬化ステップを行う場合、少なくとも3つの異なるt100架橋時間を区別することができる。第1の硬化ステップc1)に関連する1架橋時間は、t100c1と呼ばれ、必要ならば第2の硬化ステップc2)に関連する1架橋時間は、t100c2と呼ばれ、必要ならば硬化ステップcz)のいずれかについてのさらなる架橋時間は、t100czと呼ばれる。すべての架橋ステップc1)~cz)の合計に関連する全架橋時間は、t100cと呼ばれる。
好ましくは、第2の硬化ステップc2)は、硬化ステップc1)の後に行われる。第2の硬化ステップc2)では、第1の硬化ステップc2)と同じかまたは異なる架橋反応が行われる。好ましくは、第1の硬化ステップc1)を行うことによって、上記三次元構造の最終架橋密度の90%、または好ましくは80%、または好ましくは60%、または好ましくは50%が達成される。好ましくは、第2の硬化ステップc2)を行うことによって、上記三次元構造の最終架橋密度の10%、または好ましくは20%、または好ましくは40%、または好ましくは50%が達成される。本発明の好ましい実施形態では、上記硬化は、完全硬化を達成する前に意図的に停止される。これは、選択された材料特性が、好ましくは、より低い硬度およびより高い破断伸び特性の方向にシフトする場合に有利である。
本発明の好ましい実施形態では、すべての硬化ステップ後の上記塗布材料の界面張力対層引張強度は、射出成形のような従来の形成プロセスで形成および硬化した材料の引張強度と比較して、20%超、好ましくは30%超、または好ましくは40%超である。比較測定は、本発明の3D印刷プロセスまたは180℃での射出成形プロセスに従って、それぞれの製造方法に従って製造されたS2引張試験部材について行われる。S2引張試験部材を比較するために、DIN 53504に従った層対層構成の方向の引張試験を行う。
比較測定はまた、適切な硬化温度および時間で加熱された加圧状態で、標準的なゴム硬化プロセスに従って行うこともできる。
硬化ステップc1)、c2)またはcz)のいずれかでの加熱および加圧は、好ましくは前述のように押出機中で、特にスクリュー押出機中で行われる。上記押出機は、材料M~Mの組成のすべての成分を適切に混合することができる。さらに、硬化ステップc)の開始は、好ましくは上記押出機で達成される。好ましくは、上記押出機は、少なくとも1つの開口部を含む押出ヘッドを含む。好ましくは、上記押出ヘッドは、加熱および/または冷却された圧力ユニットを含む。上記押出ヘッドは、上記塗布ツールの1つまたは複数の開口部に向けて上記材料を制御して供給することができる。上記押出機は、ステップa)で塗布されるか、またはステップb)で積層化される材料のダイ膨張を制御するように配置される。好ましくは、上記開口部は、所与の押出速度での最小の圧力発生を可能にするように設計される。上記塗布ツールの好ましい実施形態では、上記ダイは、上記ダイから出る前に、押し出された材料MまたはMの伸長歪み緩和を可能にするように設計される。これらの特性を達成するダイの原理は、ArburgのFreeFormer 3D印刷プロフェッショナルユニットに記載されている。
好ましくは、硬化ステップc1)、c2)またはcz)のいずれかでの硬化は、それぞれ0.5秒~3000分、または好ましくは2秒~600分、または好ましくは30秒~400分、または好ましくは1分~300分の時間範囲で達成される。硬化した第1の材料Mを、以下M1c呼び、硬化したさらなる材料Mを、以下Mxcと呼ぶ。硬化した第1の材料M1cまたは硬化したさらなる材料Mxcは、硬化ステップc1)、c2)およびcz)を含む硬化ステップc)後の材料として定義される。
好ましくは、硬化した第1の材料M1cまたは硬化したさらなるMxcは、20~98ショアA、または好ましくは30~95ショアA、または好ましくは40~85ショアA、または好ましくは50~80ショアAの範囲の硬度を提供する。好ましくは、上記三次元構造は、20~95ショアA、または好ましくは25~92ショアA、または好ましくは30~90ショアA、または好ましくは35~85ショアAの範囲の硬度を提供する。
本発明の好ましい実施形態では、少なくとも1つのさらなる硬化ステップc2)は、加熱および/または照射を含む。加熱または照射の方法は、ステップc2)にも適用可能な硬化ステップc1)の文脈において既に記載されている。上記材料を加熱または照射することにより、第1の材料Mまたはさらなる材料Mのさらなる架橋が引き起こされる。本発明の別の好ましい実施形態では、さらなる硬化ステップc2)~cz)のいずれかは、ステップc1)において既に硬化した第1の材料Mまたはさらなる材料Mの湿度および/または酸化架橋を含む。湿度誘導架橋は、硬化ステップc1)で述べたものと同様に行うことが好ましい。酸化架橋は、好ましくは周囲温度の後硬化プロセスであり、好ましくは最後の硬化ステップとして行われる。
別の好ましい実施形態では、様々な架橋機構を混合することができる。
上記材料(およびM~M)の化学的架橋を達成するために、いくつかの方法が本発明の方法に適している。ゴム業界でよく知られているのは、硫黄による架橋またはラジカル熱誘導架橋機構である(ゴム技術/産業のハンドブック参照([バイエル]Handbuch fur die Gummi-Industrie.2.vollig neu bearbeitete Auflage Gebundene Ausgabe、1991年)、(Rubber Technologist’s Handbook、第1巻、Sadhan K.De、Jim R.Whitei、Smithers Rapra Publishing、2001年)。
他の架橋機構は、アミンと酸および無水物との反応、二重結合へのアミン付加(マイケル反応)、塩化物および臭化物、エポキシドとのアミン反応、水およびヒドロキシ、アミン、酸のようなZeriwitinoff活性水素官能基とのイソシアナート反応、イソシアナート三量体化および二量体化、エポキシドとのイソシアナート反応、シランカップリング、水架橋、酸化架橋、イオン結合および水素結合などのような付加反応および縮合反応を挙げることができる。さらに、例えばラジカル反応のUVまたはIR活性化、高出力放射線活性化、過酸化物およびジアゾ化合物および/または熱的または光化学的に不安定な(例えば立体的に歪んだ)化合物およびゴム材料によく知られている他の化合物から出発する架橋ラジカル反応をもたらす熱誘導分解反応を介した放射線誘導硬化が挙げられる。また、コーティングおよび接着産業からの架橋機構は、材料M~Mの化学的架橋に適している可能性がある。
本方法の好ましい実施形態では、第1の材料M、またはさらなる材料Mのうちの少なくとも1つは、室温の乾燥条件(湿度50%未満)で、5時間超、または好ましくは24時間超、または好ましくは48時間超のポットライフを有する反応性部分を含む。好ましくは、第1の材料Mまたは任意のさらなる材料Mは、密閉パッケージ内に貯蔵される。上記ポットライフは、ムーニー粘度MUが50MU超に上昇するまでの期間として定義される。
本方法の好ましい実施形態では、本方法は以下の特徴の少なくとも1つを提供する:
(1)硬化ステップc)は、ステップa)またはステップb)の1つ前、最中または後に各層L~Lについて独立して開始される。好ましくは、硬化ステップc)は、ステップa)の前の第1の層Lに対して、およびステップb)のy回の繰り返しの各々の前に、すべての以下の層Lに対して開始され、yは2~100000の範囲である。
(2)材料M~Mの少なくとも1つは、硬化ステップc)の前および/または後のTgが25℃未満、好ましくは15℃未満、または好ましくは5℃未満、または好ましくは0℃未満、または好ましくは-5℃未満であり、
(3)材料M~Mの少なくとも1つは、標準としてのポリスチレンに対するゲル浸透クロマトグラフィーで測定することができような、5~5000kg/mol、または好ましくは10~1000kg/mol、または好ましくは20~500kg/mol、または好ましくは30~300kg/molの範囲の平均分子量を有し、
(4)材料MまたはMの少なくとも1つあるいは上記三次元構造は、硬化ステップc)の後に30%超、または好ましくは40%超、または好ましくは50%超の破断伸びを有し、
(5)材料MまたはMの少なくとも1つは、硬化ステップc)の前および/または後に50℃超、または好ましくは40℃超、または好ましくは30℃超の相転移を起こさない。
好ましくは、上記特性(2)および(4)は、下記の方法に従って測定される。好ましくは、本方法は、(1)、(2)、(3)、(4)、(5)、(1)+(2)、(1)+(3)、(1)+(4)、(1)+(5)、(2)+(3)、(2)+(4)、(2)+(5)、(3)+(4)、(3)+(5)、(4)+(5)、(1)+(2)+(3)、(1)+(2)+(4)、(1)+(2)+(5)、(1)+(3)+(4)、(1)+(3)+(5)、(1)+(4)+(5)、(2)+(3)+(4)、(2)+(3)+(5)、(2)+(4)+(5)、(3)+(4)+(5)、(1)+(2)+(3)+(4)、(1)+(2)+(3)+(5)、(1)+(2)+(4)+(5)、(1)+(3)+(4)+(5)、(2)+(3)+(4)+(5)または(1)+(2)+(3)+(4)+(5)からなる群から選択された任意の特徴の組み合わせを提供する。
上記方法の好ましい実施形態において、ステップa)またはステップb)、またはステップa)およびステップb)は、塗布ツールを利用することによって確立され、上記塗布ツールは、以下の特徴の少なくとも1つを提供する:
I)0.01~1000mmの範囲の開口部面を有する第1の材料Mまたはさらなる材料Mを塗布するための少なくとも1つの開口部、
II)5μm~5cm、好ましくは10μm~2mmの範囲の直径を有する第1の材料Mまたはさらなる材料Mを塗布するための少なくとも1つの開口部、
III)2個~100個の開口部、
IV)10g/時間超、または好ましくは50g/時間超、または好ましくは10~10000g/時間、または好ましくは50~5000g/時間の塗布速度、
V)50℃~400℃の範囲の温度、
VI)0℃~±50℃までの範囲に上記塗布ツールの開口部を放置する際、第1の材料Mまたはさらなる材料Mの温度と比較した、上記塗布ツールの開口部の温度差、
VII)50℃~250℃、または好ましくは60~230℃、または好ましくは70~200℃、または好ましくは80~150℃の範囲の開口部直後の材料温度、
VIII)最大直径が1000mm未満、または好ましくは800mm未満、または好ましくは500mm未満である対称または非対称形状の開口部、
IX)上記開口部の最大直径が最小直径の直径の最大30倍、または好ましくは最大40倍、または好ましくは最大50倍である、最小直径から最大直径までの潜在的に可変の直径を有する開口部。
好ましくは、上記塗布ツールは、これらの特徴の任意の組み合わせで、上記特徴I)~IX)の1個、2個、3個、4個、5個、6個、7個、8個、9個またはすべてを提供する。上記塗布ツールは、第1の材料Mまたはさらなる材料Mを基材または前の層Ly-1に塗布するために、当業者が選択する任意のツールであってもよい。上記塗布ツールは、材料MまたはMを高圧下または常圧下で塗布することができる。好ましくは、第1材料Mまたはさらなる材料Mの塗布は、高圧で行われる。好ましくは、上記基材は、上記塗布ツールに対して移動可能であるか、またはその逆である。好ましくは、上記基材に対する上記塗布ツールの移動の精度は、0.01~10mm、または好ましくは0.03~5mm、または好ましくは0.05~1mmの範囲である。好ましくは、互いに対する上記基材または上記塗布ツールの移動は、三次元X、YおよびZのすべてにおいて別々に実行可能である。
好ましくは、上記塗布ツールは、ダイ、ノズル、ホール、バルブまたはそれらの組み合わせからなる群から選択される。材料MまたはMの混合および輸送ツールとして押出機を使用する場合、上記押出機の出口は、好ましくは、上記塗布ツールの開口部として機能する。上記塗布ツールは、好ましくは、2つ以上、好ましくは最大100、または好ましくは最大80、または好ましくは最大50の開口部を含む。上記塗布ツールの塗布速度は、好ましくは10g/h超、または好ましくは50g/h超、または好ましくは100g/h超、または好ましくは200g/h超である。好ましくは、上記塗布ツールの少なくとも一部は、第1の材料Mまたはさらなる材料Mが上記塗布ツールと接触する上記塗布ツールの表面で、50℃~400℃、または好ましくは60℃~350℃、または好ましくは80℃~300℃、または好ましくは100~250℃の範囲の温度を有する。好ましくは、上記基材への加工および塗布中の加熱された第1材料Mまたはさらなる材料Mの粘度は、最大加工温度で1~150ME、または好ましくは3~120ME、または好ましくは5~100MEの範囲である。
この方法の好ましい実施形態では、塗布開口部の直径と比較して、第1の材料M、またはさらなる材料Mの少なくとも1つのダイ膨張比は、1:1~5:1、または好ましくは1:1~3:1、または好ましくは1:1~1:2、または好ましくは1:1~1:1.5の範囲である。上記ダイ膨張比は、塗布ステップa)を開始する前の第1の材料Mまたはさらなる材料Mの直径と、上記塗布ツールの対応する直径との比として定義される。
この方法の好ましい実施形態では、硬化した材料M1cまたはMxcの硬度は、ステップc)の硬化が開始される前のステップa)の塗布材料Mまたはステップb)の層状材料Mと比較して、少なくとも5ショアAポイント、または好ましくは少なくとも10ショアAポイント、または好ましくは少なくとも20ショアAポイント増加した。好ましくは、ステップc)における硬化は、第1の材料Mまたはさらなる材料Mの化学的架橋を提供する。硬化した材料M1cまたはMxcは、それぞれの材料の原子の少なくとも0.01%、または好ましくは少なくとも0.05%、または好ましくは少なくとも0.1%の硬化誘導化学的架橋を含む。
好ましくは、ステップa)の第1材料Mの塗布またはステップb)のさらなる材料Mの塗布は、上記塗布ツールまたは上記基材またはその両方からなる群から選択される少なくとも1つの部分の電子制御を介して行われる。好ましくは、上記電子制御は、コンピューティングシステムを介して実行される。好ましくは、構築される三次元構造の三次元データ(3Dデータ)を有するデジタルファイルが、上記にコンピューティングシステム記憶される。好ましくは、上記デジタルファイルのデータに従って、上記塗布ツールまたは基材またはその両方の移動は、制御され調整される。あるいは、上記基材または塗布ツールの機械的な動きを用いて、上記三次元構造を達成することができる。好ましくは、上記基材または塗布ツールは、所定の時間スロット内の所定の経路に従って移動する。好ましくは、上記基材または塗布ツールの移動は、上記基材または塗布ツールをその経路に沿ってガイドする構造によって制限される。
上記方法の好ましい実施形態では、ステップa)またはステップb)における少なくとも1つの材料MまたはMを含む材料の塗布は、コンピュータ支援プロセスに従って確立および提供される三次元構造の形状に関するデジタルデータに従って実行される。上記デジタルデータは、当業者がデジタルデータを提供するために選択する任意の形態で提供することができる。好ましくは、デジタルデータによる実行は、STL、AMF、PLY、OBJ、X3Dまたはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択されるデジタル3Dファイルに従って達成される。好ましくは、ステップa)またはステップb)の後、材料MまたはMの形状は、本質的に変化しないままである。本質的には、本発明に従った未変化は、塗布ステップa)または積層化ステップb)の直後の形状と比較して、各空間方向における材料MまたはMの寸法が、各空間方向において5%超、または好ましくは2%超、または好ましくは1%超変化しないことを意味する。これに代えてまたはこれに加えて、本発明に従った未変化は、塗布ステップa)または積層化ステップb)の直後の形状と比較して、各空間方向における材料MまたはMの寸法が、各空間方向において5cm超、または好ましくは2cm超、または好ましくは1cm超変化しないことを意味する。
本発明の方法に従った三次元構造は、CADデータファイルによって制御されるピストンおよび/または押出機駆動ダイを介した塗布ステップならびに上記構造容積の内部または外部の連続的および/または平行的架橋ステップを含む、RT配合物での超高粘度液体から出発する3D印刷プロセスを介する3D形状の形である。上記三次元構造は、同時に使用されるか、内部混合されるか、または連続して使用される1つまたは複数の異なる材料M~Mから製造することができる。上記製品は、任意の3Dまたは2D形状の形または他の製造方法の基材に構築することができる。
上記三次元構造は、好ましくは、ゴム状の特性を含む。ゴム状の特性を提供するためには、上記三次元構造に対して以下の特性の少なくとも1つを達成しなければならない:
[1]DIN 53505に従って測定した、20~98ショアA、または好ましくは30~90ショアAの範囲のショアA硬度、
[2]DIN EN ISO 178に従って測定した、1000MPa未満、または好ましくは500MPa未満の曲げ弾性率
[3]S2サンプルを用いてDIN 53504に従って測定した、30%超、または好ましくは50%超の破断伸び、
[4]DIN 53 517で試験したときに、25%で24時間圧縮後に室温で30分緩和した後に円筒形試験片で測定して、80%未満、または好ましくは60%未満、または好ましくは50%未満の圧縮永久歪み。
好ましくは、上記三次元構造は、任意の可能な組み合わせで、特徴[1]~[4]の2個、好ましくは3個、または好ましくはすべてを有する。
好ましくは、材料M~Mの少なくとも1つは、500g/mol超、または好ましくは1000g/mol超、または好ましくは5000g/mol超の化学的架橋密度を有する。好ましくは、完全に硬化した材料M1c~Mxcの1つの化学的架橋密度は、絡み合い架橋密度に対する化学的架橋密度の関係が2未満、または好ましくは1.5未満、または好ましくは1未満である。
好ましくは、上記三次元構造は、温度を150℃に上昇させるときの25℃での弾性率E’に基づいて、80%未満、または好ましくは70%未満、または好ましくは60%未満の1/sのせん断速度で、DMAにおいて測定した弾性率E’(MPa)の温度依存性損失を示す。
本発明のさらに好ましい実施形態では、上記三次元構造を製造する方法は、硬化ステップc)の前または後に、意図された三次元構造から容易に分離することができる支持材料としてのMまたはMからの様々な材料の平行印刷を含む。このような様々な材料は、例えば、水溶性または低温溶融ポリマーおよびワックスであってもよい。
上記方法の好ましい実施形態では、上記塗布ツールまたは基材は、空間方向X、YまたはZの少なくとも1つで移動可能であるように配置される。好ましくは、上記基材に対する上記塗布ツールの移動の精度は、空間方向のそれぞれにおいて、0.001~5mm、または好ましくは0.005~2mm、または好ましくは0.01~1mmの範囲である。別の好ましい実施形態では、上記基材は、3つの空間方向の1つ、2つ、または3つすべてにおいて、上記基材の同時変位が可能な直線XYZ変位または回転変位の形態で移動する。好ましくは、上記塗布ツールおよび基材は、互いに対して移動するように構成される。本発明の好ましい実施形態では、上記三次元構造を構築するために、上記方法の少なくとも一部の間に、上記塗布ツールおよび基材を少なくとも1つの方向X、Y、Zに移動させる。
上記方法の好ましい実施形態では、上記塗布ツールは、空間方向XおよびYに移動可能であるように配置され、上記基材は、Z方向に移動可能である。
上記方法の好ましい実施形態では、上記塗布ツールは、Z方向に移動可能であり、上記基材は、XおよびY方向に移動可能である。
上記方法の好ましい実施形態では、上記塗布ツールは、Z方向および他の1つの方向に移動可能であり、上記基材は、XおよびY方向に移動可能である。
上記方法の好ましい実施形態では、第1の材料M、またはさらなる材料Mの少なくとも1つは、ステップc)の前に混合され、超高粘度ポリマー100部、有機または無機充填剤0~300部、可塑剤0~150部、金属酸化物または塩0~40部、劣化防止剤0~20部、加工助剤0~10部、補助剤0~20部および硬化剤0.1~20部を含む。当業者には、記載されたような多数の適切な配合成分が知られており、例えば、ゴム技術者ハンドブック、第1巻、Sadhan K.De、Jim R.Whitei、Smithers Rapra Publishing、2001年で見ることができる。
上記方法の好ましい実施形態では、第1の材料M、またはさらなる材料Mの少なくとも1つは、ステップc)の前に混合され、超高粘度ポリマー100部、有機または無機充填剤5~100部、可塑剤0~100部、金属酸化物または塩0~10部、劣化防止剤0~10部、加工助剤0~5部、補助剤0~10部および硬化剤0.5~10部を含む。
上記方法の好ましい実施形態では、上記三次元構造を、ステップc)において、上記塗布ツールから出る材料の温度以上の温度で硬化させる。
好ましくは、上記三次元構造または三次元構造の前駆体は、少なくとも2層を含み、その少なくとも1層は、少なくとも第1の材料Mまたはさらなる材料Mまたはその両方を含み、材料MまたはMの少なくとも1つは、60℃で10ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度を有する。さらに、少なくとも2つの異なる材料MおよびMで三次元構造を製造するための好ましい方法では、上記材料は、2つの異なる塗布ツールまたは2つの異なる塗布ツールによって塗布される。
本発明のさらなる態様は、前述の本発明の方法から得られる三次元構造である。上記三次元構造は、上述の方法によって達成され得る任意の形状または寸法を有することができる。
上記三次元構造の好ましい実施形態では、絡み合い架橋密度に対する化学的架橋密度の比は、2未満0.05超、または好ましくは1.5未満0.1超、または好ましくは1未満0.2超の範囲である。
好ましくは、材料MまたはMは、好ましくは2未満、または好ましくは1.5未満、または好ましくは1未満の化学由来の架橋と絡み合った架橋との比を示す完全硬化後の架橋密度をさらに特徴とする。
上記三次元構造の好ましい実施形態では、上記三次元構造は、1mm×1mm×1mm~2m×2m×10000mの範囲の寸法を有する。
前述の三次元構造または本発明の方法に従って製造された三次元構造の好ましい実施形態では、上記三次元構造は、以下の物体、マットレス、シート、シューズ、ソール、インソール、靴底、ヘルメット、プロテクター、ハンドル、衣服、タイヤ、ダンパー、バネ、タイミングベルト、駆動ベルト、ホース、ベアリング、ベローズ、エアスプリング、リストレット、ふるい、膜、シーリング、Oリング、ゴムチューブ、ガスケット、チューブ、ネット、ロープ、保護スーツまたはそれらの少なくとも2つの組み合わせからなる群から選択される物体のうちの少なくとも一部である。さらに、好ましくは、上記三次元構造は、ミルカバー、ロールカバー、ファスナー、シール、駆動ベルト、タイミングベルト、コンベヤベルト、グリップ、バンパー、厚い構造化コーティング、弾性織物、ゴム手袋、およびゴム材料がそれらの特定の特性により選択される材料である任意の他の用途、またはそれらの少なくとも2つの任意の組み合わせからなる群から選択される物体のうちの少なくとも一部である。
好ましくは、本発明に従った三次元構造体は、上記製品が、ステップa)で塗布またはステップb)で積層化された最も薄い層の最も狭い点の厚さのX、YまたはZ軸の寸法変化量が2倍以下、好ましくは5倍以下、または好ましくは10倍以下の製品である。
付加製造プロセスでの使用に好ましい第1の材料Mまたはさらなる材料Mは、以下の特徴の少なくとも1つを提供する:
i.60℃で10ME超および100℃で200ME未満のムーニー粘度、
ii.25℃未満のガラス転移点(T)、
iii.5℃未満のガラス転移点(T)、
iv.-5℃未満のガラス転移点(T)、
v.T超の温度で硬化する能力。
vi.平均分子量が5~5000kg/mol、または好ましくは10~1000kg/mol、または好ましくは50~500kg/molの範囲の超高粘度材料を含む。
方法:
1.ムーニー粘度:ムーニー粘度を、DIN 53523に従って測定する。上記ムーニー粘度を、ML1+4として従来技術で知られている、DIN53523に従って、ラージローターで、1分間の予熱および4分間の測定間隔で測定する。
2.せん断粘度:せん断粘度を、25℃で1/sのせん断速度で、Wells/Brookfieldコーンプレート粘度計で測定する。あるいは、せん断粘度を、直径15mm、作業範囲約200mm~35300mm=35mL、ピストン速度1mm/s、ノズル形状L/D=20mm/2mm、温度100℃、予熱2分後に押出開始、せん断速度225 1/s、押出速度56mm/sで、Gottfert Rheograph 2003ピストンで測定する。
3.硬度:ショアA硬度を、DIN 53505に従って測定する。
4.曲げ弾性率:曲げ弾性率を、DIN EN ISO 178に従って測定する。
5.引張試験:引張強度、引張弾性率および破断伸びを、DIN 53504に従って測定する。
6.圧縮永久歪み:圧縮永久歪みを、DIN 53517に従って測定する。
7.ガラス転移温度T:Tを、DIN 53765に従って測定する。
8.化学的架橋密度/絡み合い架橋密度:化学的架橋密度および化学架橋密度と比較した絡み合い架橋の比は、機械的応力-歪み試験と組み合わせた理想的溶媒中の架橋ネットワークの平衡膨潤についてのFlory-Rhener理論を用いて都合よく評価することができる。この方法は、Polymer、第30巻、第11号、1989年11月、2060-2062ページに詳細に記載されている
9.温度依存性弾性率E’:25℃~150℃の間で1/sのせん断速度でのDMA(動的機械的分析)https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_mechanical_analysisにおいて、25℃~150℃の間で測定する。
10.加硫:180℃での移動ダイレオメーターAlpha Technologies MDR 2000E。
実験部分
第1の材料M、またはさらなる材料Mのいずれかを構成するために必要な材料のすべてを、第1に、40℃のミキサー温度の1.5Lの内部ミキサーで、第2に、20℃のロール温度の2ロールミキサーで、2ステッププロセスで混合した。まず、上記超高粘度液体を内部ミキサーで可塑化した。その後、充填剤から開始して、次いで可塑剤、次いで金属酸化物、次いで加工助剤、次いで補助剤および最後に硬化剤のさらなる成分を添加した。2ステップ方法全体では、最大30分かかった。上記成分の最適な分配が保証されるように、上記成分の添加を行った。上記混合プロセス中、上記材料の温度は、100℃を超えなかった。
表1に従った本発明の組成物を、さらにロールで処理して、ゴム配合物の2mmの薄いシートを得て、次いでこれを加工し、標準ゴム法、例えば、ムーニー粘度、加硫試験、S2試験試料の加圧加硫、引張試験、ショアA測定に従って試験した。さらに、上記材料を、後述するように、3D印刷プロセスとも呼ばれる三次元構造を製造するための方法に原料を提供するために使用した。
すべての本発明の配合物は、Lanxess AG、ドイツから、既に混合された化合物として購入した。
すべの比較例は、スプール上の直径3mmのフィラメントとしてAmazon.deから購入し、Autodesk PR48の場合はCPS Colorado photopolymer solutionsから購入した。
配合物:
表1:材料MまたはMを構築するための本発明の組成物/化合物(*)の例
Figure 0007050013000001
上記成分を化合させて、化合物1*~5*を得た。これは以下のステップで達成した。
Figure 0007050013000002
Figure 0007050013000003
Figure 0007050013000004
Figure 0007050013000005
*結晶の含量が配合物の重量の10%以下であることを示す小さなピークのみ。ピークは硬化後に消える。
硬化-ゴム--試験シート 標準ゴム製造、引張試験片の切断に使用する加圧加硫シートの比較結果。
Figure 0007050013000006
3D印刷のために、上述のように加工した材料を、2本ロール装置上で、20℃で2mmの厚さのシートに成形した。これらのシートを、さらに1cmの厚さのストライプに切断し、これをピストン押出機用の供給材料として使用した。上記ピストン押出機の容積は、100℃の内部温度で約35mLであった。
第1の実験では、上記押出機は、直径2mmの円形のダイを有していた。上記押出機のヘッドを固定した。上記材料を、可動表面上に固定した剥離基材上に、ダイを通して100℃で押し出した。自由流動で得られた押出物は、2mmのノズルから約2.5mmの厚さまでのダイ膨張を示した。押出速度は約50mm/sであり、構築速度(プラットフォームのx-y運動)は約70mm/sであった。上記プラットフォームのxyz移動を、構築される三次元構造のデジタルファイルを格納したコンピュータを介して調整した。上記ダイおよび基材または基材上の前の層Ly-1間の距離は、2mm以下の層厚を達成し、実際の層Lと前の層Ly-1または基材との連続接触圧力を達成するために、約1.8mmであった。上記プラットフォーム速度は、平均して押出速度よりも速かった。上記構築速度は約600mL/hであった。
例として、以下の三次元構造の形状を構築した:
-同じ材料Mの5つの層L、L、L、LおよびLを含む正方形。材料Mの例は、本発明として特徴付けられている表1のものである。得られた試料の厚さは約1cmであり、正方形のサイズは約5×5cmである。すべての材料1*~5*は、予想されるゴムの挙動を有する正方形を製造することが可能であることが判明している。
-別の構築形状は、45層の同じ材料Mを含む、直径が約5cm、壁の厚さが約2mmおよび高さが約8cmの直径を有する中空チューブである。すべての材料1*~5*は、予想されるゴムの挙動を有する中空チューブを製造することが可能であることが判明している。
-別の構築形状は、25層の同じ材料Mおよび20層の別の材料Mを含む、直径が約5cm、壁の厚さが約2mmおよび高さが約8cmの直径を有する中空チューブである。材料M、Mの両方は、本発明として使用される印刷技術と組み合わせて特徴付けられている表1のものである。すべての材料1*~5*は、予想されるゴムの挙動を有する中空チューブを製造することが可能であることが判明している。
第2の実験では、上記押出機は、直径0.4mmの円形のダイを有していた。上記押出機のヘッドを固定した。上記材料を、可動表面上に固定した剥離基材上に、ダイを通して100℃で押し出した。自由流動で得られた押出物は、0.4mmのノズルから約0.5mmの厚さまでのダイ膨張を示した。押出速度は約25mm/sであり、構築速度(プラットフォームのxy運動)は約40mm/sであった。上記プラットフォームの移動を、構築される三次元構造のデジタルファイルを格納したコンピュータを介して調整した。上記ダイおよび基材または基材上の前の層Ly-1間の距離は、0.4mm以下の層厚を達成し、実際の層Lと前の層Ly-1または基材との連続接触圧力を達成するために、約0.3mmであった。上記構築速度は約10mL/hであった。
例として、以下の三次元構造の形状を構築した:
-同じ材料Mの30の層L、L、L、L...L30を含む正方形。材料Mの例は、本発明として特徴付けられている表1のものである。得られた試料の厚さは約1cmであり、正方形のサイズは約5×5cmである。すべての材料1*~5*は、予想されるゴムの挙動を有する正方形を製造することが可能であることが判明している。
-別の構築形状は、300層の同じ材料Mを含む、直径が約5cm、壁の厚さが約2mmおよび高さが約8cmの直径を有する中空チューブである。すべての材料1*~5*は、予想されるゴムの挙動を有する中空チューブを製造することが可能であることが判明している。
-別の構築形状は、200層の同じ材料Mを含む、直径が約5cm、壁の厚さが約2mmおよび高さが約8cmの直径を有する中空チューブである。および、別の100層の材料M。材料M、Mの両方は、本発明(*)として使用される印刷技術と組み合わせて特徴付けられている表1のものである。すべての材料1*~5*は、予想されるゴムの挙動を有する中空チューブを製造することが可能であることが判明している。
すべての場合において、上記構築プラットフォームは、構築時間中に50℃で安定していた。この温度では、上記前駆体のさらなる硬化は開始されない。
上記超高粘度ポリマー配合物の粘度は、完全な硬化ステップの前に、3D形状の製品の十分な生強度(幾何学的安定性)を達成するように選択された。材料Mは、100℃でDIN53523に従って、20~70ムーニー(ME)の粘度を有するように配合した。
構築が完了した後、最終硬化のために上記三次元構造を180℃のオーブンに移動する。硬化時間は、Alpha Technologies移動ダイレオメーター(MDR2000E)を使用してDIN 53529に従って、180℃でのVulkameter硬化試験に従ってt80+5分により選択することができ、この実験の硬化時間は15分であった。
上記硬化は、加圧下(例えば、約10バールの水蒸気圧または5バールの不活性液体下の圧力)または大気圧下で行うことができる。以下の実施例では、S2試験試料を切り出すために使用する、選択された配合物および過酸化物発泡3d印刷ゴムサンプルと組み合わせて達成するために、熱風中の大気圧を選択した。
本発明の実施例では、DIN53504に従って、単一材料Mの3D印刷引張試験試料(0.4mmダイ、25mm/s押出速度)を室温で試験した。引張試験部材を、硬化した三次元構造から切り出した。
さらに、5cmの直径、8cmの高さのチューブから、未加硫、加圧加硫(180℃のシリコーンオイル、5バールのオートクレーブ)および大気熱風オーブン加硫状態で切断した3D印刷サンプルについて、ショアA硬度を測定した。
受け取った3D印刷試験試料を、180℃で12分間プレス成形した厚さ2mmのゴムシートから切り出した引張試験部材と比較した。
非発明的な試料/比較サンプル、例えば、低粘度材料、エンジニアリング熱可塑性材料および弾性熱可塑性材料を表2に列挙する。本発明の実施例を、上記の表1のa*で示す。
引張試験のための本発明のサンプルは、大気圧下で硬化したので、使用した過酸化物の量に関して発泡性を示した。
結果:
本発明の試験は、a*で識別される。
2mmノズル/ダイを通した押出による3D印刷により、厚さ2mmの材料層を形成した。
Gottfert Rheograph 2003
ピストンの直径:15mm
ワークレンジ:約200mm-35300mm=35 mL
ノズル形状L/D=20mm/2mm
温度:100℃で2分予熱、その後フィラメント形成開始
1.* Gottfertキャピラリー粘度計において、100℃で2mmダイを使用して、押出速度56mm/s、せん断速度225(1/s)(ピストン速度1mm/s)の圧力を印加する。
化合物 1* 2* 3* 4* 5*
バールでの圧力 278 253 160 259 227
Pa*sで計算した粘度 3100 2800 1800 2900 2500
押出後の押出物の直径[mm]2.40 2.69 2.40 2.68 2.50
0.4 mmノズルを通した押出による3D印刷により、材料層を形成した。Getttfert Rheograph 2003
ピストンの直径:15mm
ワークレンジ:約200mm-35300mm=35 mL
VOLCANO-NOZZLE-175-0400
ノズル形状L/D=0.6mm/0.4mm
温度:100℃で予熱時間2分、その後印刷開始
2.* Gottfertキャピラリー粘度計において、100℃で0.4mmダイを使用して、押出速度11mm/s、せん断速度225(1/s)(ピストン速度0.008mm/s)の圧力を印加する。
化合物 1* 2* 3* 4* 5*
バールでの圧力 176 160 110 220 123
押出後の押出物の直径[mm] 0.5 0.54 0.45 0.55 0.55
3.* Gottfertキャピラリー粘度計において、100℃で0.4mmダイを使用して、押出速度1405mm/s、せん断速度28000(1/s)(ピストン速度1mm/s)の圧力を印加する。
バールでの圧力 960 580
4.* Gottfertキャピラリー粘度計において、150℃で0.4mmダイを使用して、押出速度11mm/s、せん断速度225(1/s)、ピストン速度0.008mm/sの圧力を印加する。
化合物 1* 2* 3* 4* 5*
バールでの圧力 96 77
5.* Gottfertキャピラリー粘度計において、150℃で0.4mmダイを使用して、押出速度1405mm/s、せん断速度28000(1/s)、ピストン速度1mm/sの圧力を印加する。
バールでの圧力 760 640
上記のように、S2試験試料(stlファイル、20cm×20cmの構築プラットフォームの中央にx方向に配置されている)を印刷するために、押出ツールとしてGottfertキャピラリー粘度計ならびに構築プラットフォームとして50マイクロメートル以下のz、y方向許容差および30マイクロメートル以下のz方向許容差を有する自己構築x、y、z可動式加熱プラットフォームを使用して、100℃のノズル温度および25mm/sの押出速度、40 mm/sの構築速度で、0.4mmのノズルを使用した。上記プラットフォームを50℃に加熱した。
上記のように印刷された本発明の材料について試験を行い、大気圧で180℃で15分間硬化させた。使用する過酸化物の量に応じて、上記サンプルは様々な程度の発泡性を示す。
6.* 本発明の実施例の3D印刷サンプルからの引張試験結果:

試験結果 1* 2* 3* 4* 5*
硬度および引張強度@RT(試験の組み合わせ)
密度 g/ccm 0.6 0.9 0.6 1.1 0.5
M10 MPa 0.3 0.5 0.2 0.5 0.3
M50 MPa 0.6 1.3 0.6 1.6 0.7
M100 MPa 1.2 2.7 1.7 - 1.3
破断伸び % 192 119 130 91 137
引張強度 MPa 3.3 3.5 2.4 3.1 2
ショアA硬度を測定するために、2mmのノズルおよび50mm/sの押出速度で、50℃の加熱した構築プラットフォーム上に製造した、直径5cmおよび2mmの壁厚チューブ形状からサンプルを切り出し、大気圧下で180℃で15分間硬化した。
7.* 試験結果 1* 2* 3* 4* 5*
硬度ShA(発泡体) 22 42 35 50 26
ショアA硬度を測定するために、2mmのノズルおよび50mm/sの押出速度で、50℃の加熱した構築プラットフォーム上に製造した、直径5cmおよび2mmの壁厚チューブ形状からサンプルを切り出し、5バールの圧力下で、2mmの距離保持器を備えた予熱プレスで180℃で15分間硬化した。
8.* 試験結果 1* 2* 3* 4* 5*
硬度ShA(加圧加硫) 51 58 52 63 60
さらなるショアA試験結果は、未硬化のチューブ形状から3D印刷および切り出した本発明の実施例から測定した。
9.* 試験結果 1* 2* 3* 4* 5*
硬度ShA(未加硫) 11 7 11 31 18
発泡ゴムの典型的な例では、本発明の実施例の観察された弾性率値は、材料密度に非常によく関連するが、3D印刷発泡製品の絶対引張強度は、発泡体構造の均一性に強く依存する。典型的には発泡ゴムは、著しく低い引張強度を示すが、その理由は、3D印刷の実施例でも見られるように、伸び誘導弾性率増加の最終領域に達することができないからである。したがって、標準的なゴム加工に類似して、高粘性材料の3D印刷の本発明の方法によって、典型的なゴム特性が非常に良好に達成され得ることを示すことができた。したがって、本発明の方法および材料は、3D印刷製品においてゴム様性能を達成する必要性に対処する全く新しい方法を開く。本発明に従った方法により、精巧なゴム構造を製造するための、柔軟で時間効率および費用効率的な方法が可能となる。
非発明的な例
あるいは、本発明の材料は、100℃、150℃および200℃のノズル温度で、ノズル形状L/D=0.6mm/0.4mmのVulcanoノズルを使用して、ドイツRepRapのX400 PRO FDMプリンタで3mm幅のフィラメントとして加工した。本発明のサンプルの1つを、標準の3D Printing FDMセットアップで押し出すことはできない。いずれの場合においても、MK8二重押出機またはE3D V6直接供給押出機のような標準的な1または2輪直接フィラメント供給装置で使用するには、圧力上昇が高すぎるおよび/またはフィラメント安定性が低すぎた。
非発明的な組成物/化合物の例
10.NinjaFlex 3D-印刷フィラメント-3mm-0.75 kg-ミッドナイトブラック
11.ベルマンフィラメントPLA 3MM 黒色 1KG
12.ベルマン3mm ABSフィラメント-黒色
13.PR48-Autodesk Amber DlPプリンタ用透明樹脂
Ninjaflex 3D-印刷フィラメントミッドナイトブラックは、100℃で200ME1+4超のムーニー粘度を有し、50℃超の相転移(融点)を示した。
ベルマンPLAフィラメントブラックは、100℃で200ME1+4超のムーニー粘度を有し、50℃超の2つの相転移(ガラス点および融点)を示した。
ベルマンABSフィラメントブラックは、100℃で200ME1+4超のムーニー粘度を有し、50℃超の融点を示した。
Autodesk Amber DLPプリンタ用透明樹脂PR48は、25℃で1Pa*s未満の粘度、60℃で10未満のムーニーを有する。
すべての比較例は、本発明の実施例および印刷手順と比較して明らかに異なる加工挙動ならびに特に、25℃~150℃の温度でのE弾性率の変化(ゴムプラトー、および相転移なし)に関して3d印刷後の有意に劣った製品挙動を示す。
Ninjaflex熱可塑性ポリウレタン比較例のショアA硬度のみが、本発明の特性範囲のショアA硬度に該当する。他方、NinjaflexサンプルのE弾性率変化は、熱可塑性ポリウレタンの部分溶融および軟化のために、23℃~150℃で80%超のE弾性率変化を示す。
100℃では、Gottfert油圧ピストンを使用して、2mmまたは0.4mmのダイを介して他の非発明的な材料を押し出すことはできなかった。低粘度PR48 DLP材料はいずれのダイでも100℃で測定可能な圧力を生成せず、上記ダイを通る連続的な重力駆動流を示した。

Claims (8)

  1. 三次元構造の製造方法であって、
    a)基材上に少なくとも第1の材料Mを塗布し、基材上に第1の層Lを構築するステップと、
    b)第1の材料Mまたはさらなる材料Mの少なくとも1つのさらなる層Lを第1の層L上に積層するステップであって、上記少なくとも1つのさらなる層Lが、第1の層Lおよび/または前の層Ly-1を少なくとも部分的に覆い、三次元構造の前駆体を構築する、ステップと、
    c)上記前駆体を硬化させて三次元構造を達成するステップと
    を含み、
    材料MまたはMの少なくとも1つは、硬化前に60℃で10ME超のムーニー粘度および100℃で200ME未満のムーニー粘度(ムーニー粘度はDIN53523に従って、ML(1+4)として測定される)を提供し、
    下記:
    (2)硬化ステップc)の前および/または後に、材料M ~M の少なくとも1つが、25℃未満のTg(TgはDIN53765に従って測定される)を有すること、
    (4)材料M ~M の少なくとも1つまたは前記三次元構造が、硬化ステップc)の後に30%超の破断伸び(破断伸びはDIN53504に従って測定される)を有すること、
    の特徴を提供することを特徴とする、三次元構造の製造方法。
  2. (1)ステップa)またはb)のうちの1つの前、最中または後に、硬化ステップc)が、各層L~Lに対して独立して開始されること、
    (3)材料M~Mの少なくとも1つが、5~5000kg/molの分子量(分子量は標準としてのポリスチレンに対してゲル浸透クロマトグラフィーによって測定される)を有すること、
    (5)材料M~Mの少なくとも1つが、硬化ステップc)の前および/または後に50℃超の相転移を経験しないこと
    の特徴を提供する、請求項1に記載の方法。
  3. ステップa)またはステップb)が、塗布ツールを利用することによって確立され、
    前記塗布ツールが、
    I)0.01~1000mmの範囲で第1の材料を塗布するための少なくとも1つの開口部、
    II)2個~100個の開口部、
    III)10g/時間超の塗布速度、
    IV)50℃~400℃の範囲の温度、
    V)前記塗布ツールの開口部を0℃~±50℃の範囲にした際の、第1の材料Mまたはさらなる材料Mの温度と比較した、前記塗布ツール開口部の温度差、
    VI)50℃~250℃の範囲の開口直後の材料温度、
    VII)最大直径が1000mm未満である、対称または非対称形状の開口部、
    VIII)前記開口部の最大直径が最大±500%変化し得る、潜在的に可変の直径を有する開口部
    のうちの少なくとも1つの特徴を提供する、請求項に記載の方法。
  4. 硬化した材料M1cまたはMxcの硬度が、硬化前のステップa)の塗布材料Mまたはステップb)のMと比較して少なくとも5ショアAポイント(ショアAポイントはDIN53505に従って測定される)増加している、請求項1~3のいずれか一項に記載の方法。
  5. ステップa)またはステップb)における少なくとも1つの材料MまたはMを含む材料の塗布が、三次元構造の形状に関するデジタルデータに従って実行され、
    当該三次元構造の形状が、コンピュータ支援プロセスによって確立および提供される、請求項1~4のいずれか一項に記載の方法。
  6. 前記塗布ツールまたは前記基材が、前記空間方向X、YまたはZの少なくとも1つにおいて移動可能であるように配置されている、請求項のいずれか一項に記載の方法。
  7. 第1の材料M、またはさらなる材料Mの少なくとも1つは、ステップc)の前に混合され、超高粘度ポリマー100部、有機または無機充填剤0~300部、可塑剤0~150部、金属酸化物0~40部、劣化防止剤0~20部、加工助剤0~10部、補助剤0~20部および硬化剤0.1~20部を含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記三次元構造を、ステップc)において、前記塗布ツールから出得る材料の温度以上の温度で硬化させる、請求項1~7のいずれか一項に記載の方法。
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9925440B2 (en) 2014-05-13 2018-03-27 Bauer Hockey, Llc Sporting goods including microlattice structures
BR112017010875A2 (pt) 2014-11-24 2018-01-09 Ppg Ind Ohio Inc método para impressão tridimensional de um objeto e objeto tridimensional
CN109689340B (zh) * 2016-09-16 2022-04-15 科思创德国股份有限公司 由粉末状橡胶材料制造3d结构体的方法及其产品
JP7329498B2 (ja) 2017-07-28 2023-08-18 ストラタシス リミテッド 血管の特性を具備する物体を製作するための方法及びシステム
ES2970615T3 (es) 2017-07-28 2024-05-29 Stratasys Ltd Método y sistema para elaborar un objeto que presenta propiedades de un tejido duro
JP7348162B2 (ja) 2017-07-28 2023-09-20 ストラタシス リミテッド 軟身体組織の特性を具備する材料を使用する付加製造方法
DK3658990T3 (da) * 2017-07-28 2024-01-29 Stratasys Ltd Formuleringer, som kan anvendes i additiv fremstilling af et tredimensionelt objekt af et blødt materiale
US10434704B2 (en) 2017-08-18 2019-10-08 Ppg Industries Ohio, Inc. Additive manufacturing using polyurea materials
WO2020106949A1 (en) * 2018-11-21 2020-05-28 Lund Benjamin R Using occluding fluids to augment additive manufacturing processes
US11911956B2 (en) 2018-11-21 2024-02-27 Adaptive 3D Technologies Using occluding fluids to augment additive manufacturing processes
CA3140503C (en) 2019-05-21 2022-06-14 Bauer Hockey Ltd. Helmets comprising additively-manufactured components
BR112021024850A2 (pt) * 2019-06-11 2022-01-18 Trelleborg Sealing Solutions Germany Gmbh Sistema de impressora 3d e método de impressão 3d de um corpo de borracha elastomericamente deformável, em particular, uma vedação de borracha
EP4017930B1 (en) * 2019-08-21 2023-08-16 3M Innovative Properties Company Core-sheath filaments including polyisobutylene compositions and methods of printing the same
JP7419943B2 (ja) 2020-04-09 2024-01-23 住友ゴム工業株式会社 タイヤの製造方法
KR102477311B1 (ko) * 2020-12-11 2022-12-12 한국타이어앤테크놀로지 주식회사 액상 고무 컴파운드의 제조방법 및 3d 프린터를 이용한 타이어의 제조방법
CN114274439B (zh) * 2022-03-07 2022-07-05 成都航利航空科技有限责任公司 基于智造单元的橡胶产品三维布局生产架构及生产方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060032569A1 (en) 2004-08-13 2006-02-16 Zimmer Rene J Tire with raised indicia
JP2007051237A (ja) 2005-08-19 2007-03-01 Techno Polymer Co Ltd 熱溶解造形用熱可塑性樹脂組成物および造形物
CN105086347A (zh) 2015-08-26 2015-11-25 吉林大学 一种基于熔融沉积制造工艺的3d打印材料、打印方法与打印装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5204055A (en) * 1989-12-08 1993-04-20 Massachusetts Institute Of Technology Three-dimensional printing techniques
US6067480A (en) 1997-04-02 2000-05-23 Stratasys, Inc. Method and apparatus for in-situ formation of three-dimensional solid objects by extrusion of polymeric materials
JPH1170187A (ja) * 1997-08-29 1999-03-16 Sumitomo Rubber Ind Ltd マルチピースソリッドゴルフボール
US6165406A (en) * 1999-05-27 2000-12-26 Nanotek Instruments, Inc. 3-D color model making apparatus and process
US6658314B1 (en) * 1999-10-06 2003-12-02 Objet Geometries Ltd. System and method for three dimensional model printing
AU2002211384A1 (en) * 2000-10-02 2002-04-15 Callaway Golf Company Golf ball with dual cover
DE102005047115A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-05 Lanxess Deutschland Gmbh Vernetzbare Zusammensetzungen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
DE102005062075A1 (de) * 2005-12-22 2007-06-28 Lanxess Deutschland Gmbh Neue Kautschuk-Thermoplast-Mehrkomponenten-Systeme, daraus herstellte Kautschuk-Thermoplast-Verbund-Formteile, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
JP5467714B2 (ja) * 2007-08-08 2014-04-09 テクノポリマー株式会社 レーザー焼結性粉体およびその造形物
KR20140107462A (ko) * 2011-12-16 2014-09-04 앨런 에드맨 타이어들을 재생하기 위한 장치 및 방법
CN105848919B (zh) * 2013-12-24 2018-02-02 普利司通美国轮胎运营有限责任公司 具有可变刚度的无气轮胎构造
CN104761761B (zh) 2015-03-28 2016-08-24 武汉纺织大学 一种高韧性的纳米纤维增强橡胶基3d打印用材料及制备方法
CN105646959B (zh) * 2016-03-07 2018-02-02 江苏江昕轮胎有限公司 一种橡胶组合物、制备方法及其在3d打印空心轮胎中的应用
CN109689340B (zh) * 2016-09-16 2022-04-15 科思创德国股份有限公司 由粉末状橡胶材料制造3d结构体的方法及其产品

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060032569A1 (en) 2004-08-13 2006-02-16 Zimmer Rene J Tire with raised indicia
JP2007051237A (ja) 2005-08-19 2007-03-01 Techno Polymer Co Ltd 熱溶解造形用熱可塑性樹脂組成物および造形物
CN105086347A (zh) 2015-08-26 2015-11-25 吉林大学 一种基于熔融沉积制造工艺的3d打印材料、打印方法与打印装置

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