JP7492947B2 - チオール-アクリレートポリマー、その合成方法、および積層造形技術での使用 - Google Patents

チオール-アクリレートポリマー、その合成方法、および積層造形技術での使用 Download PDF

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Description

関連出願への相互参照
この出願は、2018年3月28日に出願された米国仮出願第62/649,130号および2018年4月20日に出願された米国仮出願第62/660,894号に優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
発明の分野
本発明は、一般に、積層造形の分野、より具体的には、3次元(3D)印刷材料、方法、およびそれから作製された物品に関する。
背景
積層造形または3D印刷とは、コンピューター制御下で材料を層ごとに選択的に堆積することによって3Dオブジェクト(物品)を製造するプロセスを指す。積層造形プロセスの1つのカテゴリは、3Dオブジェクトが液体光重合性樹脂から、光、たとえば紫外線、可視光、または赤外線を使用して液体光重合性樹脂を順次適用および選択的に硬化することによって製造されるバット光重合である。
ステレオリソグラフィー(SLA)とデジタル光処理(DLP)は、バット光重合タイプの積層造形プロセスの例である。通常、SLAまたはDLPのシステムには、樹脂バット、光源、およびビルドプラットフォームが含まれる。レーザーベースのステレオリソグラフィー(SLA)では、光源は樹脂ボクセルをボクセルで硬化させるレーザービームである。デジタルライトプロセッシング(DLP)は、プロジェクターの光源(LED光源など)を使用して、レイヤー全体に光を当て、一度に硬化させる。光源は、樹脂バットの上または下にあってもよい。
一般に、SLAおよびDLA印刷方法には、最初にビルドプラットフォームに液体樹脂の層を塗布することが含まれる。例えば、ビルドプラットフォームを樹脂バット内に下げて、樹脂の層を適用することができる。次に、液体樹脂層を光源からの光に選択的に露光して、樹脂層内の選択されたボクセルを硬化させる。例えば、樹脂は、樹脂バットの底部の窓を通して、下からの光源によって硬化されるか(すなわち、「ボトムアップ」印刷)、または樹脂バットの上の光源によって硬化される(すなわち、「トップダウン」印刷)ことができる。後続のレイヤーは、3Dオブジェクトが形成されるまでこれらの手順を繰り返すことによって作成される。
3D印刷用の液体光重合性樹脂は、光にさらされると硬化または固化する。例えば、液体の光硬化性チオール-エンおよびチオール-エポキシ樹脂は、そのような用途で使用されてきた。チオール-エン樹脂は、メルカプト化合物(-SH、「チオール」)とC=C二重結合(多くの場合、「エン」化合物の(メタ)アクリレート、ビニル、アリル、またはノルボルネン官能基)との反応によって重合する。光開始チオール-エン系の場合、反応は、電子が豊富なまたは電子が少ない二重結合へのチイルラジカルのラジカル付加に続く。二重結合の性質は、反応の速度に寄与する可能性がある。ラジカル開始、連鎖移動、段階成長チオール-エン重合の反応ステップは、次のように進行する可能性がある。チイルラジカルは、水素ラジカルの引き抜きによって形成される。チイルラジカルは二重結合と反応してそれを切断し、エンのβ炭素のラジカル中間体を形成する。次に、この炭素ラジカルは、連鎖移動を介して隣接するチオールからプロトンラジカルを引き抜き、すべての反応物が消費またはトラップされるまで伝播する反応を再開する。二官能性および多官能性のチオールおよびエネスの場合、ポリマー鎖またはポリマーネットワークは、ラジカル段階成長メカニズムを介して形成される。チオール-エン重合は、光開始剤からのラジカル移動またはUV照射による直接の自発的トリガーのいずれかによって反応することができる(求核性マイケル付加は、安定化されていないチオールと反応性エンの間でも可能である)。
たとえば、チオール-エン光重合性樹脂は、高い架橋均一性と狭いガラス転移温度を示すポリマーにキャストおよび硬化されている(Roper et al. 2004)。これらのチオール-エン樹脂は、通常、1:1(同上)、および20:80(Hoyel et al. 2009)のチオール対エンモノマー成分のモル比を含む。さらに、1:1から2:1のペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトプロピオネート)とポリエチレングリコールの特定の比率を含むチオール-エン樹脂が、3D印刷法で使用されている(Gillner et al. 2015)。
液体光重合性樹脂の積層造形で遭遇する可能性のある問題の1つは、酸素阻害である。通常、バット光重合タイプの積層造形プロセスのシステムでは、樹脂バットは開いており、印刷中に周囲の空気にさらされる。これにより、酸素が溶解して液体樹脂に拡散する。酸素分子は、硬化に必要なラジカル種を除去する。したがって、酸素には抑制効果があり、硬化速度が遅くなり、製造時間が長くなる。酸素阻害による不完全な硬化は、非常に粘着性のある望ましくない表面特性を持つ3Dオブジェクトを生成する。さらに、トップダウン印刷システムでは、酸素濃度が最も高い樹脂の上面が、樹脂の次の層が塗布される界面でもある。この界面の酸素は、隣接する樹脂層間のポリマー鎖間の重合を阻害し、3Dプリントされたオブジェクトの層間の接着力を低下させる(「層間接着」)。酸素の悪影響を減らすために、窒素ブランケットを使用して、樹脂の露出した上面への酸素の拡散を減らした。ただし、この手法は高価であり、製造システムを複雑にする。
遭遇する可能性のある別の問題は、例えば、周囲の熱フリーラジカル重合のために、重合性樹脂の貯蔵寿命の安定性が制限されることである。保管中の望ましくない重合を防ぐために、樹脂成分は冷却されるか、硫黄、トリアリルホスフェート、N-ニトロソフェニルヒドロキシルアミンのアルミニウム塩などの安定剤と混合される。これは、製造中のより高い運用コスト、ならびにそのような安定剤による重合製品の潜在的な汚染をもたらす可能性がある。
遭遇する可能性のある別の問題は、いくつかの液体重合性樹脂が低粘度を示さないことである。一部のキャスト用途には適切であるが、これらの高粘度樹脂は3D印刷の印刷速度を遅くする可能性があるため、製造プロセスが制限される。
さらに、遭遇する可能性のある別の問題は、樹脂に使用されるチオールが望ましくない臭気を示すことである。これは、チオール含有量の高い樹脂を使用する場合に不利になる。これは、3D印刷などの屋外アプリケーションに使用する能力が制限されるためである。さらに、高チオール含有量を含むチオール-エン樹脂から作製された組成物は、部分的または不完全な光硬化の場合にこれらの望ましくない臭気を保持する可能性がある。チオール臭の影響を軽減するために、「マスキング剤」または低臭気チオール(すなわち、高分子量チオール)が使用されてきた((Roper et al. 2004)。しかしながら、そのようなマスキング剤の組み込みは、製造プロセスにおいて費用がかかり、重合された組成物の潜在的な望ましくない汚染を引き起こす可能性がある。さらに、低臭気、高分子量チオールも高価である。
さらに、チオール含有樹脂から製造された組成物は、x-y軸の広がりを引き起こす異方性効果のために問題を抱えている可能性がある。3D印刷用途の場合、これにより忠実度が低下し、印刷物のエッジが明確にならない。
遭遇する可能性のある別の問題は、液体光重合性樹脂の積層造形によって製造された3Dオブジェクトが、望ましくない機械的特性(例えば、引張り変調および強度、伸び性能および/または衝撃強度)を示すことである。
上記の問題のいずれかを克服するために、改良された三次元(3D)印刷樹脂材料の必要性が残っている。
図面の簡単な記述
図1は、表1に示す成分からなるチオール-アクリレート樹脂の20℃での引張応力とひずみの挙動を示している。
図2は、表2に示す成分からなるチオールアクリレート樹脂の20℃での引張応力とひずみの挙動を示している。
図3は、表2に示す成分からなるチオール-アクリレート樹脂の動的機械分析から得られたタンデルタ対温度プロファイルを示している。
図4は、表2に示した成分からなるチオール-アクリレート樹脂の分解反応の温度と重量の変化を示している。
概要
本開示は、チオール-アクリレート光重合性樹脂組成物に関する。樹脂組成物は、積層造形に使用することができる。
本発明の一実施形態は、酸素環境での積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含み:架橋成分;少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤、当該樹脂は、光への曝露によって反応して硬化物質を形成するように構成され得る。
いくつかの実施形態では、連鎖移動剤は、先に硬化した樹脂層とその後に硬化した樹脂層との間の界面で先に硬化した樹脂層上に酸素に富む表面が存在するにもかかわらず、先に硬化した樹脂層と隣接するその後硬化した樹脂層との間の少なくともいくらかの結合を可能にするように構成される。
いくつかの実施形態では、本発明は、酸素環境での積層造形印刷用の光重合性樹脂を含み、樹脂は、光開始剤(光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを生成するように構成される);架橋成分;および少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーを含み、ここで、架橋成分および少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、フリーラジカルと反応して、光重合性樹脂の体積内で少なくとも1つのポリマー鎖ラジカルの成長を提供するように構成され、ここで、少なくとも1つのポリマー鎖ラジカルは、拡散酸素と反応して、酸素ラジカルを提供し;樹脂は、チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤を含み、ここで、連鎖移動剤は、酸素ラジカルを移動させて、少なくとも1つの新しいポリマー鎖ラジカルの成長を開始するように構成される。
いくつかの実施形態では、本発明は、光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:架橋成分;少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー(ここで、架橋成分及び少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、光への曝露後に1つ以上のポリマー鎖を提供するように反応するように構成される);チオール、第二級アルコール、および/または第3級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤(ここで、連鎖移動剤は、ポリマー鎖の1つに関連するフリーラジカルをポリマー鎖の別の1つに移動するように構成される)。
いくつかの実施形態において、本発明は、貯蔵安定性の光重合性樹脂混合物を含み、樹脂混合物は、下記を含む:少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー(少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、1つ以上のアクリルモノマーを含み、1つ以上のアクリルモノマーは、樹脂の少なくとも約50重量%である);及び1つ以上のチオール官能基を含む約5%未満の安定化チオール(安定化チオールが、1つ以上のチオール官能基と1つ以上のモノマーまたはオリゴマーとの間の求核置換反応を阻害するように構成される)、ここで、樹脂混合物の1つを組み合わせて、樹脂の粘度を2%、5%、10%、25%、50%、または100%以下しか増加させずに、室温で少なくとも6か月間単一のポットに保存できる。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:架橋成分;少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;光開始剤(光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを生成するように構成され、フリーラジカルは、架橋成分と少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーとの間の連鎖反応を開始して、光重合性樹脂の体積内に1つ以上のポリマー鎖を提供する);チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤(連鎖移動剤は、連鎖反応を再開して、光重合性樹脂の体積内に1つ以上の新しいポリマー鎖を提供するように構成される)、ここで、厚さ約100μmの樹脂の層は、30秒以内に硬化した材料を形成するように構成され、ここで、樹脂は、室温で1,000センチポアズ未満の粘度を有する。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:5%未満のチオール;少なくとも約50%の1つ以上のモノマー;及び光開始剤(光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを形成するように構成され、その結果、フリーラジカルは、少なくとも二官能性および単官能性モノマーを含む1つ以上のポリマー鎖の成長を開始する)、ここで、チオールは、1つ以上のポリマー鎖の継続的な成長を促進するように構成され、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成され、硬化材料は、約5~30℃の範囲のガラス転移温度を有する。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5%未満のチオール;および少なくとも約50%の1つ以上のモノマー(ここで、樹脂は、反応して硬化材料を形成するように構成され、ここで、硬化した材料は、約3~30MJ/mの範囲の靭性および約30~300%の範囲の破断ひずみを有する)。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5%未満のチオール;及び少なくとも約60%の1つ以上のモノマー。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成されている。ここで、硬化した材料は、約3~100MJ/mの範囲の靭性および約200~1000%の範囲の破断時ひずみを有する。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、樹脂は、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;及び約20%未満のチオールを含む。ここで、樹脂は光への曝露によって反応して硬化材料を提供するように構成され、硬化材料が周囲温度および圧力で酸素環境で50秒にわたって1億分の1未満のチオール揮発性物質を含む。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5-15phrのチオール;約20~60%の二官能性アクリルオリゴマー;1つ以上の単官能性アクリルモノマーを約40~80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の実施形態は、三次元印刷用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5-20phrのチオール;約0-5phrのポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマー;二官能性アクリルオリゴマーを約20~100%;少なくとも1つの単官能性アクリルモノマーを約0~80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の実施形態は、3次元印刷用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5-10phrのチオール;トリメチロールプロパントリアクリレートを約0~20%;少なくとも1つの二官能性アクリルオリゴマーを約30~50%;イソボルニルアクリレートを約50-86%;ヒドロキシプロピルアクリレートを約0~21%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の実施形態は、三次元印刷に適合された光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約4から6phrのペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);CN9167を約40%から50%;及びヒドロキシプロピルアクリレートを約50%から60%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5%未満のチオール;1つ以上のアクリルモノマーを少なくとも約50%;及び1つ以上のアクリル官能化オリゴマーを約45%未満。ここで、樹脂が光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成されている。ここで、樹脂は、室温で1,000cP未満の粘度を有する。ここで、樹脂の成分を組み合わせて、室温で少なくとも6ヶ月間単一のポットに保存することができ、樹脂の粘度の増加は2%、5%、10%、25%、50%、または100%以下である。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:安定化チオールを約5%未満;1つ以上のアクリルモノマーを少なくとも50%;及び1つ以上のアクリル官能化オリゴマーを約45%未満。ここで、樹脂が光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成されている。ここで、樹脂の成分を組み合わせて、室温で少なくとも6ヶ月間単一のポットに保存することができ、樹脂の粘度の増加は2%、5%、10%、25%、50%、または100%以下である。
本発明の別の実施形態は、3次元印刷用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約4から6prのペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);トリメチロールプロパントリアクリレートを約0%から5%;CN9004を約25%から35%;及び約65%から75%のイソボルニルアクリレート。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約4から6prのペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);CN9004を約20%から40%;及びヒドロキシプロピルアクリレートを約60%から80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、以下を含む:約5%未満の安定化チオール;および1つ以上のモノマーを少なくとも約50%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成され、樹脂の約100μmの厚さの層は、30秒以内に硬化材料を形成するように構成される。ここで、硬化した材料は、約3~100MJ/mの範囲の靭性および約30~1000%の範囲の破断時ひずみを有する。
本発明の別の実施形態は、3次元印刷用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:約5から10phrのチオール;トリメチロールプロパントリアクリレートを約0-5%;少なくとも1つの二官能性アクリルオリゴマーを約30~50%;約5~75%のイソボルニルアクリレート;ヒドロキシプロピルアクリレートを約0~80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
本発明の別の態様は、本開示に記載されている光重合性樹脂のいずれかを含む層の大部分を有する物品を提供する。
詳細な記述
本発明の一実施形態は、酸素環境での積層造形用の光重合性樹脂を含み、この樹脂は、以下を含む:架橋成分;少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;及びチオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤。ここで、当該樹脂は、光への曝露によって反応して硬化物質を形成するように構成され得る。
架橋成分は、樹脂成分間に化学的または物理的結合(例えば、イオン性、共有結合性、または物理的絡み合い)を形成することによって反応して、接続されたポリマーネットワークを形成する任意の化合物を含み得る。架橋成分は、他の樹脂成分に連結することができる2つ以上の反応性基を含み得る。例えば、架橋成分の2つ以上の反応性基は、他の樹脂成分に化学的に結合することができ得る。架橋成分は、末端反応性基および/または側鎖反応性基を含み得る。反応性基の数および位置は、例えば、ポリマーネットワークの架橋密度および構造に影響を及ぼし得る。
2つ以上の反応性基は、アクリル官能基を含み得る。例えば、メタクリレート、アクリレートまたはアクリルアミド官能基。場合によっては、架橋成分は二官能性アクリルオリゴマーを含む。例えば、架橋成分は、芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーまたは脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含み得る。架橋成分は、CN9167、CN9782、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカンジメタノールジアクリレート、および/またはトリメチロールプロパントリアクリレートのうちの少なくとも1つを含み得る。架橋成分のサイズは、例えば、ポリマーネットワークの架橋の長さに影響を及ぼし得る。
得られるポリマーネットワークの特性を制御するために、架橋の数または架橋密度を選択することができる。例えば、より少ない架橋を有するポリマーネットワークはより高い伸びを示し得るが、より大きな架橋を有するポリマーネットワークはより高い剛性を示し得る。これは、架橋間のポリマー鎖が伸長下で伸びる可能性があるためである可能性がある。低架橋密度の鎖は、それ自体に巻き付いて、より密に詰まり、エントロピー力を満たすことができる。伸ばされると、これらの鎖は、クロスリンクを引っ張る前にほどけて伸びることがあり、伸びる前に壊れることがある。高度に架橋された材料では、架橋された鎖の数が多いと、ほどけない鎖の長さがほとんどまたはまったくなくなり、ひずみが発生するとほぼ即座に結合が切断される可能性がある。
架橋成分の量は、ポリマーネットワークの架橋密度および結果として生じる特性を制御するために選択され得る。場合によっては、架橋成分は樹脂の1~95重量%である。他の場合において、架橋成分は、樹脂の>1重量%、1.0~4.99重量%、5~10重量%、または約20重量%、30重量%、40重量%、50重量%、60重量%、70重量%、80重量%、または90重量%である。
場合によっては、樹脂は少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーを含む。いくつかの実施形態において、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、樹脂の1~95重量%である。他の場合において、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、樹脂の>1%、1.0~4.99%、5~10%または約20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、または90重量%である。モノマーは、互いに結合してオリゴマーまたはポリマーを形成する小分子を含み得る。モノマーは、分子あたり2つの官能基を有する二官能性モノマーおよび/または分子あたり2つ以上の官能基を有する多官能性モノマーを含み得る。オリゴマーは、いくつかのモノマー単位からなる分子を含み得る。例えば、場合によっては、オリゴマーは、2つ、3つ、または4つのモノマー(すなわち、二量体、三量体、または四量体)から構成され得る。オリゴマーは、分子あたり2つの官能基を有する二官能性オリゴマー、および/または分子あたり2つ以上の官能基を有する多官能性オリゴマーを含み得る。
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、他の樹脂成分と反応して、接続されたポリマーネットワークを形成することができ得る。例えば、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、架橋成分の2つ以上の反応性基と反応することができる1つ以上の官能基を含み得る。少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、アクリル官能基を含み得る。例えば、メタクリレート、アクリレートまたはアクリルアミド官能基。
場合によっては、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、1つ以上のモノマーを含む。例えば、1つ以上のモノマーは、樹脂の約1~95重量%であり得る。または、樹脂は、1つ以上のモノマーの少なくとも約50%または少なくとも約60%を含み得る。他の場合において、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、アクリルモノマーを含む。アクリルモノマーは、200Da未満、500Da未満、または1,000Da未満の分子量を有し得る。アクリルモノマーは、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、および/またはN,N’-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含み得る。
連鎖移動剤は、成長するポリマー鎖のフリーラジカル部位と潜在的に反応し、鎖の成長を妨害する少なくとも1つの弱い化学結合を有する任意の化合物を含み得る。フリーラジカル連鎖移動の過程において、ラジカルは、ラジカルを成長中のポリマー鎖またはモノマーなどの樹脂の別の成分に移動させることによって成長を再開する連鎖移動剤に一時的に移動することができる。連鎖移動剤は、ポリマーネットワークの速度論と構造に影響を与える可能性がある。例えば、連鎖移動剤は、ネットワークの形成を遅らせる可能性がある。この遅延したネットワーク形成は、ポリマーネットワークの応力を低減し、好ましい機械的特性をもたらす可能性がある。
場合によっては、連鎖移動剤は、酸素ラジカルと反応して、少なくとも1つの新しいポリマー鎖の成長を開始し、および/または酸素で終結したポリマー鎖の成長を再開するように構成され得る。例えば、連鎖移動剤は、ラジカルが酸素ラジカルから置換され、別のポリマー、オリゴマー、またはモノマーに移動され得るような弱い化学結合を含み得る。
3D印刷などの積層造形プロセスでは、光重合性樹脂の層を順次硬化させることにより、3次元オブジェクト(物品)を生成できる。したがって、積層造形によって製造された物品は、大部分または複数の光硬化層を含み得る。積層造形は、酸素が樹脂の堆積層に拡散する可能性がある酸素環境で実行することができる。
場合によっては、拡散した酸素と成長するポリマー鎖との反応によって酸素ラジカルが形成されることがある。例えば、樹脂の層の酸素に富む表面において、酸素は、開始剤ラジカルまたはポリマーラジカルと反応して、酸素ラジカルを形成し得る。酸素ラジカルは、ポリマー側鎖に結合することができる。酸素ラジカル、例えば、ペルオキシラジカルは、樹脂の硬化を遅くする可能性がある。このゆっくりとした硬化は、例えば、先に硬化した樹脂層の酸素に富む表面に、未硬化のモノマーおよび/またはオリゴマーの薄くて粘着性のある層の形成をもたらす可能性があり、そうでなければ、隣接するその後の樹脂の硬化層への接着を最小限に抑える。
連鎖移動剤の存在に少なくとも部分的に起因して、先に硬化された樹脂の層と隣接するその後に硬化された樹脂の層との間の少なくともいくらかの結合が、先に硬化した樹脂層とその後に硬化した樹脂層との間の界面にある樹脂の先に硬化された層上に存在する酸素に富む表面にもかかわらず、起こり得る。場合によっては、結合は共有結合である可能性がある。いくつかの実施形態では、結合はイオン性であり得る。場合によっては、結合はポリマー鎖の物理的な絡み合いである可能性がある。さらに、場合によっては、連鎖移動剤は樹脂の1/2~50重量%である。場合によっては、連鎖移動剤は、樹脂の約0.5~4.0重量%、4.0~4.7重量%、4.7~4.99重量%、4.99~5重量%、または5~50重量%である。
チオール-アクリレート光重合性樹脂材料は、空気環境で3D印刷すると、優れた層間強度を示す場合がある。三次元プリント(印刷)は層ごとに構築されるため、屋外でプリントする場合、各樹脂層は、空気にさらされた表面で酸素が豊富になる機会がある(たとえば、パターン化中)。以前の樹脂では、層間の酸素に富む界面で利用可能な酸素がフリーラジカル重合を阻害し、それによって連鎖成長を制限し、反応を遅らせるため、この酸素富化は層間の弱い接着をもたらした。しかしながら、チオール-アクリレート光重合性樹脂は、この問題を克服し、層間の界面に上昇したまたは周囲の酸素レベルが存在する場合でさえ、3D印刷層間の化学的および物理的架橋を促進し得る連鎖移動剤(例えば、第二級チオール)を含む。
さらに、チオール-アクリレート光重合性樹脂材料は、酸素に対してより低い感受性を示す可能性がある。フリーラジカル重合システムでは、酸素が一次開始ラジカルまたは伝播ラジカルと反応して、ペルオキシラジカルを形成する。以前の樹脂では、これらのペルオキシラジカルは重合を停止させる傾向があった。しかしながら、チオール-アクリレート光重合性樹脂では、チオールは連鎖移動剤として作用し、重合反応のさらなる伝播を可能にし得る。酸素に対する感度が低いと、低酸素製造(窒素またはアルゴンブランケットなど)を犠牲にすることなく、屋外での製造プロセスが可能になる場合がある。
チオール-アクリレート光重合性樹脂は、光硬化中に連鎖移動反応を受ける可能性がある。連鎖移動は、成長するポリマー鎖のフリーラジカルを連鎖移動剤に移動させることができる反応である。次に、新しく形成されたラジカルが連鎖成長を再開する。連鎖移動反応は、他の利点の中でもとりわけ、チオール-アクリレート光重合性樹脂から形成された材料の応力を低減する可能性があると考えられている。
場合によっては、連鎖移動剤は、ラジカルを、先に硬化した樹脂層内の第1のポリマー鎖または鎖分岐から、光重合性樹脂の体積内の第2のポリマー鎖または鎖分岐に移動するように構成され得る。これは、例えば、積層造形によって製造された物品の隣接する光硬化層間の化学的または物理的架橋の形成を可能にし得る。他の場合において、連鎖移動剤は、先に硬化された樹脂の層上に存在する酸素に富む表面の近くで少なくとも1つの新しいポリマー鎖の成長を促進するように構成され得る。これもまた、例えば、積層造形によって製造された物品の隣接する光硬化層間の化学的または物理的架橋の形成を可能にし得る。さらに、チオールアクリレート光重合性樹脂は、連鎖移動機構に影響を与えるために連鎖移動剤と協力することができる側鎖を有するモノマーまたはオリゴマーを含み得る。
連鎖移動剤は、チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含み得る。二級アルコールは、イソプロピルアルコール、および/またはヒドロキシプロピルアクリレートのうちの少なくとも1つを含み得る。場合によっては、チオールは、樹脂の約0.5重量%から4.0重量%、4.0重量%から4.7重量%、4.7重量%から4.99重量%、4.9重量%から5重量%、または5~50重量%である。チオールは、第二級チオールを含み得る。第二級チオールは、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンの少なくとも1つを含み得る。第三級アミンは、脂肪族アミン、芳香族アミン、および/または反応性アミンのうちの少なくとも1つを含み得る。第三級アミンは、トリエチルアミン、N,N’-ジメチルアニリン、および/またはN,N’-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含み得る。
任意の適切な添加剤化合物を場合により樹脂に添加することができる。例えば、樹脂は、ポリ(エチレングリコール)をさらに含み得る。樹脂は、ポリブタジエンをさらに含み得る。樹脂は、ポリジメチルシロキサンアクリレートをさらに含み得る。樹脂は、コポリマーポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)をさらに含み得る。
樹脂は、光開始剤、抑制剤、染料、および/または充填剤をさらに含み得る。光開始剤は、光の吸収時に光反応を受け、反応性フリーラジカルを生成する任意の化合物であり得る。したがって、光開始剤は、フリーラジカル重合などの化学反応を開始または触媒することができる可能性がある。光開始剤は、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノンのうちの少なくとも1つを含み得る。場合によっては、光開始剤は樹脂の0.01~3重量%である。
抑制剤は、フリーラジカルと反応して、さらなる重合を誘発することができない可能性のある生成物を与える任意の化合物であり得る。抑制剤は、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含み得る。
染料は、得られるポリマーの色または外観を変える任意の化合物であり得る。染料はまた、印刷領域内の迷光を減衰させるのに役立ち、望ましくないラジカルの生成およびサンプルの過剰硬化を低減し得る。染料は、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1(Disperse Red 1)のうちの少なくとも1つを含み得る。
充填剤は、他の樹脂成分の空間を占有する、および/または他の樹脂成分を置き換えることができるポリマー配合物に添加される任意の化合物であり得る。充填剤は、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み得、ここで、前記ポリマーは、約1,000Daから約20,000Daの分子量である。
樹脂粘度は、物品の積層造形(例えば、3D印刷)での使用を容易にする任意の値であり得る。粘度の高い樹脂は流動性が高く、粘度の低い樹脂は流動性が低くなる。樹脂の粘度は、たとえば、印刷適性、印刷速度、または印刷品質に影響を与える可能性がある。たとえば、3Dプリンターは、特定の粘度を持つ樹脂とのみ互換性がある場合がある。または、樹脂の粘度を上げると、樹脂がすぐに沈降しない可能性があるため、印刷層間に堆積した樹脂の表面を滑らかにするのに必要な時間が長くなる可能性がある。
開示された材料のチオール-アクリレート光重合性樹脂はまた、高い硬化速度および低い粘度を有し得る。積層造形された物品は、材料を層ごとに積み上げることによって作成される。各層は、液体樹脂を堆積し、光硬化に光を当てることによって構築される。したがって、樹脂の粘度と硬化速度は印刷速度に影響する。低粘度の樹脂は、熱を加えたり、層を機械的に操作したりすることなく、平らな層にすばやく広がる(たとえば、1~30秒)。機械的な操作により、広がりを速くすることができる(たとえば、1~10秒)。さらに、粘度が低いと、再コーティングブレードの動きが速くなる場合がある。硬化速度が速いほど、次の層をより早く構築できる。
樹脂の粘度は、例えば、モノマーとオリゴマーの比率を調整することによって調整することができる。例えば、より高いモノマー含有量を有する樹脂は、より低い粘度を示し得る。これは、低分子量のモノマーがオリゴマーを溶媒和し、オリゴマーとオリゴマーの相互作用を減少させ、したがって全体的な樹脂の粘度を低下させることができるためである可能性がある。樹脂は、室温以上で、約250センチポアズ未満、約500センチポアズ未満、約750センチポアズ未満、または約1,000センチポアズ未満の粘度を有し得る。場合によっては、樹脂は、0℃から80℃の間の温度で、約1000センチポアズ未満、約500センチポアズ未満、または約100センチポアズ未満の粘度を有する。
任意の実施形態に記載されているように、樹脂から物品を作製することができる。この物品は、キャスト重合または3D印刷などの積層造形プロセスによって製造することができる。物品は、履物ミッドソール、形状記憶フォーム、埋め込み型医療機器、ウェアラブル物品、自動車用シート、シール、ガスケット、ダンパー、ホース、および/または継手を含み得る。任意の実施形態に記載されるように、樹脂を含む層の大部分を有する物品を作製することができる。
いくつかの実施形態では、任意の実施形態で説明されるように、物品は、表面コーティングをさらに含む樹脂から作製され得る。表面コーティングは、前記物品の所望の外観または物理的特性を潜在的に得るために物品に適用され得る。表面コーティングは、チオールを含み得る。表面コーティングは、第二級チオールを含み得る。表面コーティングは、アルカンを含み得る。表面コーティングは、シロキサンポリマーを含み得る。表面コーティングは、半フッ素化ポリエーテルおよび/または過フッ素化ポリエーテルのうちの少なくとも1つを含み得る。
いくつかの実施形態では、光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを生成するように構成され得る。いくつかの実施形態では、架橋成分および少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、フリーラジカルと反応して、光重合性樹脂の体積内で少なくとも1つのポリマー鎖ラジカルの成長を提供するように構成される。いくつかの実施形態では、少なくとも1つのポリマー鎖ラジカルは、拡散酸素と反応して、酸素ラジカルを提供する。いくつかの実施形態では、連鎖移動剤は、酸素ラジカルを移動して、少なくとも1つの新しいポリマー鎖ラジカルの成長を開始するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、架橋成分および少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、光への曝露後に1つ以上のポリマー鎖を提供するように反応するように構成される。いくつかの実施形態では、連鎖移動剤は、ポリマー鎖の1つに関連するフリーラジカルをポリマー鎖の別の1つに移動するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを生成するように構成され得、フリーラジカルは、架橋成分と少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーとの間の連鎖反応を開始して、光重合性樹脂の体積内に1つ以上のポリマー鎖を提供する。いくつかの実施形態では、連鎖移動剤は、連鎖反応を再開して、光重合性樹脂の体積内に1つ以上の新しいポリマー鎖を提供するように構成され得る。
樹脂層の硬化速度は、光源(例えば、紫外線)による硬化中にフリーラジカル反応によって樹脂成分が重合する傾向に依存し得る。樹脂は、場合により、硬化プロセスを加速または遅延させるために使用され得る光開始剤または抑制剤を含み得る。本開示の樹脂の層は、3D印刷または他の積層造形に適した厚さで提供される場合、物品の効率的な製造に望ましい時間長で光硬化することができる場合がある。例えば、場合によっては、厚さ約100μmの樹脂の層が、30秒以下、20秒以下、10秒以下、3秒以下、1秒以下、または1/10秒以下で硬化材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約400μmの樹脂の層が、1秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約300μmの樹脂の層が、1秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約200μmの樹脂の層が、1秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約1000μmの樹脂の層が、30秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約10μmの樹脂の層は、2秒以下、1秒以下、1/2秒以下、または1/4秒以下で硬化材料を形成するように構成され得る。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み、樹脂は、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーを含む。チオールの約5%未満であり、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成され得る。場合によっては、樹脂は、好気性環境で硬化材料を形成するように構成され得る。
チオールには悪臭があるが、チオール-アクリレート樹脂には、識別できる臭いがほとんどないか、まったくない場合がある。低臭気特性は、少なくとも部分的には、チオール臭を低減または排除するために化学量論量未満の高分子量チオールを使用することに起因すると考えられている。さらに、チオールは、ポリマーネットワークにほぼ完全に組み込まれる可能性がある。
チオールの揮発性物質は、硬化した材料から、またはチオールを使用する製造プロセス中に発生する可能性がある。チオール揮発性物質は、ヒトの匂いに検出可能な閾値を下回るように調整することができる。これは、例えば、約5%未満のチオールを含む樹脂によって達成することができる。チオール揮発性物質は、ガスクロマトグラフィー質量分析計(GC-MS)を使用してサンプルで測定できる。場合によっては、硬化した材料は、酸素環境で50秒以上の周囲温度および圧力で1億分の1未満のチオール揮発性物質を含む。場合によっては、硬化した材料は、酸素環境で50秒以上の周囲温度および圧力で100億分の1未満のチオール揮発性物質を含む。場合によっては、硬化した材料は、酸素環境で50秒以上の周囲温度および圧力で10億分の1未満のチオール揮発性物質を含む。いくつかの実施形態では、硬化した材料は、酸素環境において50秒を超える周囲温度および圧力で、100億分の1未満のチオール揮発性物質を含む。
積層造形に使用される少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーおよびチオールは、本開示の樹脂について記載されるような任意のモノマーおよび/またはオリゴマーまたはチオール化合物であり得る。例えば、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、アルケン、アルキン、アクリレートまたはアクリルアミド、メタクリレート、エポキシド、マレイミド、および/またはイソシアネートを含む。
場合によっては、チオールは、約200を超えるまたは約500を超える分子量を有する。いくつかの実施形態において、チオールは、約100を超える分子量を有し、水素結合アクセプターおよび/または水素結合ドナーを含む部位を含み、当該部位は水素結合を受ける。
場合によっては、樹脂は、チオールおよび少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーをほぼ化学量論比で含む。他の実施形態では、チオールは、樹脂の約20重量%未満、樹脂の約10重量%未満、または樹脂の約5重量%未満である。
他の場合には、チオールはエステルを含まないチオールを含む。いくつかの実施形態において、チオールは、加水分解的に安定なチオールを含む。いくつかの実施形態において、チオールは、第三級チオールを含む。
硬化速度は、約100μmの厚さの光重合性樹脂の層が30秒以内に硬化するように構成されるようなものであり得る。材料の破断時のひずみは、100%を超えて最大1000%になる場合がある。材料の靭性は約30MJ/mから約100MJ/mである。
いくつかの実施形態において、樹脂は、少なくとも約50%の1つ以上のアクリルモノマーおよび約0~45%の1つ以上のアクリル官能化オリゴマーを含む。チオール-アクリレート樹脂は、室温でシングル(単一)ポットシステムとして保管できる。場合によっては、樹脂の成分を組み合わせて、単一のポット(たとえば、化学薬品の保管に適した容器)に、室温で少なくとも6か月間、樹脂の粘度を10~20%しか増加させずに保管できる。(たとえば、例9を参照。)場合によっては、樹脂混合物の成分を組み合わせて、室温で少なくとも6か月間、2%、5%、10%、25%、50%、または100%を超えない樹脂の粘度増加で1つの(単一の)ポット中に保管できる。
安定化チオールは、他のチオールと比較して、周囲の熱反応(例えば、モノマーまたはオリゴマーによる求核置換)が少ない任意のチオールであり得る。場合によっては、安定化チオールはかさ高い側鎖を含む。そのようなかさ高い側鎖は、C1~C18環状、分岐、または直鎖アルキル、アリール、またはヘテロアリール基などの少なくとも1つの化学基を含み得る。場合によっては、安定化チオールは二級チオールを含む。他の場合には、安定化チオールは多官能性チオールを含む。場合によっては、安定化チオールは、二官能性、三官能性、および/または四官能性チオールのうちの少なくとも1つを含む。いくつかの実施形態において、安定化チオールは、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);および/または1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタンのうちの少なくとも1つを含む。
チオール-アクリレート光重合性樹脂は、改善された保存安定性を示し得る。チオールおよびエン類やアクリレートなどの非チオール反応性種を含む樹脂組成物は、暗反応(すなわち、周囲熱フリーラジカル重合またはマイケル付加)を受ける可能性があり、これにより、これらの組成物の貯蔵寿命が短くなる。これらの樹脂のより低い貯蔵寿命を説明するために、それらは低温条件下でまたは2ポットシステムとして保管することができる。対照的に、開示された材料のものなどのチオール-アクリレート樹脂は、安定化チオール(例えば、第二級チオール)を含み得る。安定化チオールは反応性が低下している可能性があり、3D印刷可能な樹脂組成物の貯蔵寿命を延ばし、室温でシングルポット樹脂システムとして保管できる可能性がある。さらに、3D印刷の実行の完了時に残っている樹脂は、次の実行で再利用できる。
いくつかの実施形態では、樹脂混合物の成分を組み合わせて、樹脂の粘度を10%以下増加させながら、室温で少なくとも6ヶ月間、単一のポット中に保存することができる。貯蔵寿命、ポット寿命、および/または印刷寿命の増加は、少なくとも部分的には、樹脂混合物中の安定化チオールの存在に起因する可能性がある。チオールおよび非チオール反応性種、例えばアクリレートを含む樹脂組成物は、暗反応(すなわち、周囲熱フリーラジカル重合または求核性マイケル付加)を受ける可能性がある。ただし、安定化チオールは、暗反応での反応性が低下している可能性がある。
場合によっては、樹脂は、2%、5%、10%、25%、50%、または100%を超える樹脂の粘度の増加なしに、空気環境での3D印刷操作で2週間連続して使用するように構成できる。場合によっては、樹脂は、樹脂の粘度が2%、5%、10%、25、50%、または100%を超えて増加することなく、空気環境での3D印刷操作で4週間連続して使用するように構成できる。場合によっては、樹脂は、樹脂の粘度が2%、5%、10%、25%、50%または100%を超えて増加することなく、空気環境での3D印刷操作で10週間連続して使用するように構成できる。場合によっては、樹脂は、樹脂の粘度が2%、5%、10%、25%、50%または100%を超えて増加することなく、空気環境での3D印刷操作で26週間連続して使用するように構成できる。場合によっては、樹脂は、樹脂の粘度が2%、5%、10%、25%、50%または100%を超えて増加することなく、空気環境での3D印刷操作で1年間継続して使用するように構成できる。
他の場合において、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、1つ以上のアクリルモノマーを含む。いくつかの実施形態では、1つ以上のアクリルモノマーは、樹脂の少なくとも約50重量%である。他の場合において、樹脂は、1つ以上のチオール官能基を含む安定化チオールを約5%未満を含み、安定化チオールは、1つ以上のチオール官能基と1つ以上のモノマーまたはオリゴマーとの間の求核置換反応を阻害するように構成され得る。
本発明の他の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み得、この樹脂は、以下を含む:約5%未満のチオール、1つ以上のモノマーを少なくとも約50%。ここで、樹脂は、光への暴露によって反応して硬化材料を形成するように構成することができ、硬化材料は、約3~100MJ/mの範囲の靭性および約30~1000%の範囲の破断点ひずみを有する。
硬化したチオールアクリレート樹脂はさらに時間と温度の重ね合わせを示す可能性があるため、その特性は温度と回数によって変化する。ガラス転移の開始より低い温度では、材料はガラス質で脆い。しかし、開始温度を超える温度では、材料はガラス転移のオフセットまで粘弾性で強靭になることがある。チオールアクリレート樹脂は、使用温度に近いガラス転移温度を有し得る。たとえば、樹脂のTgの開始は20℃近くである可能性がある。
Tgの開始温度を超える温度では、チオールアクリレート樹脂は高ひずみで強靭な材料になる可能性がある。具体的には、硬化したチオールアクリレート樹脂は、3~100MJ/mの靭性と、30~800%の破損時のひずみを示す。
本開示の硬化材料は、これらの特性が望まれる製造品(例えば、靴の中敷き、中敷き、中敷き、中敷き、中敷き、アウトソール)での使用に適し得る、(例えば、破断時のひずみパーセントによって測定される)強靭で柔軟な機械的特性を提供し得る。したがって、これらの硬化材料を含む物品は、積層造形プロセスにおける物品設計および機械的特性のより可能な効率およびカスタマイズ可能性を備えた低コストで製造することができる。例えば、靭性および柔軟性のカスタマイズは、実施例1~8に開示された硬化樹脂材料において実証され得る。
チオールアクリレート樹脂の材料特性により、樹脂から3Dプリントされた物品はさまざまな用途に使用できる。特定の用途には、マットレス、ゲームピース、その他の家庭用ウィジェットのほか、体に装着したり、体や耳に使用したりする物品が含まれる場合がある。樹脂は、フォームとフィットのプロトタイプにも適している場合がある。例えば、樹脂は、試験製造のための低コストの靴底(ミッドソール、インソール、アウトソール)を製造するために使用され得る。別の実施形態では、樹脂は、広い温度範囲(例えば、0℃から80℃)にわたって、3から100MJ/mの間の靭性および200から1000%の間の破壊時のひずみを有する。樹脂から3Dプリントされた物品は、さまざまな用途に使用できる。特定の用途には、シール、ガスケット、ホース、ダンパー、ミッドソール、自動車部品、航空宇宙部品が含まれる場合がある。また、フォーム、フィット、ファンクションのプロトタイプにも適している場合がある。たとえば、本格的な製造用の低密度の設計された靴底(ミッドソール、インソール、アウトソール)の製造に使用できる。
具体的には、追加のオリゴマー、フィラー、および添加剤のオプションの組み合わせを使用してモノマーの割合とタイプを制御することにより、靭性をカスタマイズできる。これらのパラメータを制御することで、材料の伸び能力(ひずみ)とこの伸びが発生する力(応力)の特定の設計が可能になる場合がある。まとめると、材料の応力/ひずみ挙動は、その破壊靭性に影響を与える可能性がある。場合によっては、硬化した材料の靭性は約3MJ/mである(たとえば、例7および8を参照)。場合によっては、硬化した材料の靭性は約5MJ/mである(たとえば、例5および6を参照)。場合によっては、硬化した材料の靭性は約10MJ/mである(たとえば、例1および5を参照)。場合によっては、硬化した材料の靭性は約15~25MJ/mである(たとえば、例6を参照)。場合によっては、硬化した材料の靭性は約30~100MJ/mである(たとえば、例6および8を参照)。
さらに、破断時のひずみは、追加のオリゴマー、フィラー、および添加剤のオプションの組み合わせでモノマーのパーセンテージとタイプを制御することによってカスタマイズできる。基礎となるネットワーク形態、架橋間の密度、および材料の引裂強度(フィラーとマトリックス-フィラーの相互作用によって可能になる)を制御することで、材料の伸び(ひずみ)を制御できる場合がある。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約100%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約200%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約300%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約400%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約500%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約600%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約700%である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみは約800%である。
特定のケースでは、硬化した材料の靭性は約3~30MJ/mの範囲であり、破断時のひずみは約30~300%の範囲である。その他の場合、硬化した材料の靭性は約8~15MJ/mの範囲である。場合によっては、硬化した材料の靭性は約1MJ/m未満である。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみが約50~250%の範囲になる。場合によっては、硬化した材料のガラス転移温度は約10~30℃の範囲である。その他の場合、樹脂の靭性は約3~100MJ/mの範囲であり、破断時のひずみは約200~1000%の範囲である。場合によっては、硬化した材料の靭性は約3~8MJ/mの範囲になる。場合によっては、硬化した材料の破断時のひずみが約350~500%の範囲になる。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約3~30MJ/mの範囲の靭性を有する。その他の場合、硬化した材料は約20℃で約10MJ/mの靭性を有する。いくつかの実施形態では、硬化した材料は、約20℃で約30~100%の範囲の破断点ひずみを有する。場合によっては、硬化した材料のガラス転移温度は約10~30℃の範囲である。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約95のショアA硬度を有する。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約1~5MJ/mの範囲の靭性を有する。特定の場合において、硬化した材料は、約20℃で約3MJ/mの靭性を有する。
特定の場合において、硬化した材料は、約20℃で約20~40MJ/mの範囲の靭性を有する。その他の場合、硬化した材料は、約0℃で約40MJ/mの靭性を有する。その他の場合、硬化した材料は約20℃で約30MJ/mの靭性を有する。他の実施形態では、硬化した材料は、約40℃で約20MJ/mの靭性を有する。他の実施形態では、硬化した材料は、約80℃で約1MJ/mの靭性を有する。
場合によっては、硬化した材料は、約0℃で約250~300%の範囲の破断ひずみを有する。いくつかの実施形態では、硬化した材料は、約20℃で約400~500%の範囲の破断点ひずみを有する。場合によっては、硬化した材料は、約40℃で約400~500%の範囲の破断ひずみを有する。いくつかの実施形態では、硬化した材料は、約80℃で約275~375%の範囲の破断点ひずみを有する。いくつかの実施形態では、硬化した材料は、約35~55℃の範囲のガラス転移温度を有する。
樹脂層の硬化速度は、光源(例えば、紫外線)による硬化中にフリーラジカル反応によって樹脂成分が重合する傾向に依存し得る。樹脂は、場合により、硬化プロセスを加速または遅延させるために使用され得る光開始剤または抑制剤を含み得る。本開示の樹脂の層は、3D印刷または他の積層造形に適した厚さで提供される場合、物品の効率的な製造に望ましい時間長で光硬化することができる場合がある。硬化速度は、約100μmの厚さの光重合性樹脂の層が30秒以内に硬化するように構成されるようなものであり得る。例えば、場合によっては、厚さ約100μmの樹脂の層が、30秒以下、20秒以下、10秒以下、3秒以下、1秒以下、または1/10秒以下で硬化材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約400μmの樹脂の層が、1秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約300μmの樹脂の層が、1秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約200μmの樹脂の層が、1秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約1000μmの樹脂の層が、30秒以内に硬化した材料を形成するように構成され得る。他の場合には、厚さ約10μmの樹脂の層は、2秒以下、1秒以下、1/2秒以下、または1/4秒以下で硬化材料を形成するように構成され得る。
硬化した材料はまた、製造品に適した所望の硬度を有し得る。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約30のショアA硬度を有する。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約90のショアA硬度を有する。
硬化した材料のガラス転移温度(Tg)は、ポリマーがアモルファスの剛直な状態からより柔軟な状態に移行する温度である。硬化した材料のガラス転移温度は、モノマーのパーセンテージとタイプ、オリゴマー、フィラー、可塑剤、および硬化添加剤(例えば、染料、開始剤、または抑制剤)のパーセンテージとタイプを制御することによってカスタマイズすることができる。場合によっては、硬化した材料のガラス転移温度は約10℃から約-30℃の範囲である。いくつかの実施形態では、硬化した材料は、半値全幅が20℃を超える、30℃を超える、40℃を超える、または50℃を超えるガラス転移温度を有する。特定のケースでは、硬化した材料のガラス転移温度は半値全幅が50℃を超える。
さらに、硬化した材料はガラス転移温度より下ではガラス状態にあり、硬化した材料はガラス転移温度より上では強靭な状態にある。場合によっては、5~50℃程度の範囲で強靭な状態が発生する。場合によっては、20~40℃程度の範囲で強靭な状態になる。場合によっては、樹脂のガラス転移温度は約20~25℃の範囲である。
材料の破断時のひずみは、100%を超えて最大1000%になる場合がある。材料は、約30MJ/mから約100MJ/mの間の靭性を有し得る。特定の場合において、硬化した材料は、約20℃で約400~500%の範囲の破断点ひずみを有する。場合によっては、硬化した材料のガラス転移温度は約10~30℃の範囲である。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約30のショアA硬度を有する。場合によっては、硬化した材料は、約20℃で約19のショアA硬度を有する。場合によっては、強靭な状態の硬化材料は、約3~30MJ/mの範囲の靭性を有する。いくつかの実施形態では、強靭な状態の硬化材料は、約30~100MJ/mの範囲の靭性を有する。場合によっては、ガラス状態の硬化材料の弾性率は、5GPa未満、2GPaを超える、または1GPaを超える。場合によっては、ガラス状態の硬化材料の弾性率は2~5GPaである。
本発明のさらなる実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を含み得、この樹脂は、以下を含む:約5%未満のチオール、1つ以上のモノマーを少なくとも約50%;及び光開始剤(光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを形成するように構成され得、その結果、フリーラジカルは、少なくとも二官能性および単官能性モノマーを含む1つ以上のポリマー鎖の成長を開始する)。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成することができ、硬化材料は、約5~30℃の範囲のガラス転移温度を有する。
特定の場合において、樹脂は、二官能性オリゴマーをさらに含む。場合によっては、二官能性オリゴマーは樹脂の約45重量%未満である。場合によっては、チオールは樹脂の約1/2~5重量%である。場合によっては、1つ以上のモノマーは、樹脂の約1~95重量%である。場合によっては、光開始剤は樹脂の0.01~3重量%である。
樹脂は、三官能性モノマーをさらに含み得る。場合によっては、三官能性モノマーはトリメチロールプロパントリアクリレートを含む。
本発明の別の実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:チオールをゴム100部当たり約5~15部(「phr」);二官能性アクリルオリゴマーを約20~60%;1つ以上の単官能性アクリルモノマーを約40~80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成することができる。
本発明のさらなる実施形態は、積層造形用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)を約4~6phr;CN9167を約40%から50%;及びヒドロキシプロピルアクリレートを約50%から60%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成され得る。
本発明の別の実施形態は、3次元印刷用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:約5-20phrのチオール;約0-5phrのポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマー;二官能性アクリルオリゴマーを約20~100%;及び少なくとも1つの単官能性アクリルモノマーを約0~80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成され得る。
本発明の別の実施形態は、三次元印刷用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)を約4~6phr;CN9004を約20%から40%;及びヒドロキシプロピルアクリレートを約60%から80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成することができる。
本発明の別の態様は、3次元印刷用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:約5~10phrのチオール;トリメチロールプロパントリアクリレートを約0~20%;少なくとも1つの二官能性アクリルオリゴマーを約30~50%;イソボルニルアクリレートを約50-86%;及びヒドロキシプロピルアクリレートを約0~21%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成され得る。
本発明の別の態様は、三次元印刷用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)を約4~6phr;トリメチロールプロパントリアクリレートを約0%から5%;CN9004を約25%から35%;及び約65%から75%のイソボルニルアクリレート。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成することができる。
本発明の別の実施形態は、3次元印刷用の光重合性樹脂を提供し、この樹脂は、以下を含む:約5~10phrのチオール;トリメチロールプロパントリアクリレートを約0-5%;少なくとも1つの二官能性アクリルオリゴマーを約30~50%;約5~75%のイソボルニルアクリレート;及びヒドロキシプロピルアクリレートを約0~80%。ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成することができる。
樹脂の積層造形
積層造形用の光重合性樹脂は、以下の手順に従って調製することができる。
樹脂は、トップダウンのDLPプリンター(Octave Light R1など)で、開放された雰囲気と周囲条件で印刷できる。印刷用バットにZ液(通常、総量の70~95%)を入れてから、印刷樹脂をZ液の上に置く(相応のレベル、つまり5~30%)。印刷パラメータは制御ソフトウェアに入力される:露光時間(通常0.1~20秒の範囲)、層の高さ(通常10~300マイクロメートルの範囲)、および表面は0.25~10秒で各層の間で再コーティングされる。コンピューター支援設計(「CAD」)ファイルがソフトウェアにロードされ、必要に応じて方向付けおよびサポートされ、印刷が開始される。印刷サイクルは次のとおりである。ビルドテーブルが下降して樹脂が表面をコーティングできるようにし、樹脂表面の下の層の高さ(Z軸解像度とも呼ばれる)まで上昇し、リコーターブレードが樹脂の表面を滑らかにする。光学エンジンはマスク(現在の高さでの印刷部分の断面画像)を露出させ、液体樹脂をゲル化する。このプロセスは、記事の印刷が完了するまで、レイヤーごとに繰り返される。いくつかの実施形態では、3D印刷された樹脂部品は、350~400nmのUV照射下で、0-100℃の間の温度で0から5時間の間硬化することによって後処理される。
実験技術
積層造形用の光重合性樹脂は、以下の技術を使用して特徴付けることができる。
引張試験
一軸引張試験は、Laserscan 200レーザー伸び計を備えたLloyd Instruments LR5K Plusユニバーサル試験機で実施した。硬化材料の試験片を、ASTM規格D638タイプVに準拠した寸法で準備した。試験片を試験機のグリップに配置した。把持面の両端間の距離を記録した。テストの速度を適切な速度に設定した後、マシンを起動した。試験片の荷重-伸び硬化を記録した。破裂時の荷重と伸びを記録した。テストと測定は、ASTMD638ガイドラインに従って実行された。
靭性
靭性は、上記のASTMD638標準引張試験を使用して測定した。タイプVドッグボーン標本の寸法は次のとおりである。
[狭いセクションの幅(W)=3.18±0.03mm;
狭いセクションの長さ(L)=9.53±0.08mm;
ゲージ長(G)=7.62±0.02mm;
フィレットの半径(R)=12.7±0.08mm
引張試験は、100mm/分の試験速度を使用して実施された。各テストで、破壊に必要なエネルギーは、負荷トレースの下の領域から破壊が発生したポイント(突然の負荷低下で示される)までを決定した。次に、このエネルギーを計算して、靭性(MJ/m)を取得した。
破断時のひずみ
破断時のひずみは、上記のASTMD638標準引張試験を使用して測定した。タイプVドッグボーン標本の寸法は次のとおりである。
[狭いセクションの幅(W)=3.18±0.03mm;
狭いセクションの長さ(L)=9.53±0.08mm;
ゲージ長(G)=7.62±0.02mm;
フィレットの半径(R)=12.7±0.08mm
引張試験は、100mm/分の試験速度を使用して実施された。各テストでは、破裂点での伸びを元のグリップ間隔(つまり、グリップ面の端の間の距離)で割り、100を掛けた。
示差走査熱量測定
示差走査熱量測定(DSC)測定は、Mettler Toledo DSC-1で実施された。硬化物3~10mgの試験片をサンプルホルダーに入れた。テストは、40ml/minの窒素パージガス雰囲気で、10℃/minの温度変化で3回の加熱-冷却サイクルで実施された。ガラス転移温度(Tg)は、ガラス転移スロープの開始とオフセットの間の中点の直線近似によって測定された。DSC試験は、ASTM E1356ガイドラインに従って実施された。
動的粘弾性分析(DMA)
動的粘弾性分析(DMA)測定は、Mettler Toledo DMA-861で実行された。長さ12mm、幅3mm、厚さ0.025~1.0mmの硬化物の試験片を使用した。試験片は、最大振幅10N、最大変位15μmの1Hzで引張力を受けた。ガラス転移温度(Tg)は、タンデルタ(損失と貯蔵弾性率の比)のピークとして測定された。DMAテストは、ASTMD4065ガイドラインに従って実行された。
硬化率
所定の樹脂のサンプル(約1g~10g)を容器に入れる。容器は、樹脂中の開始剤(すなわち、TPO(ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド)などの開始剤を含む樹脂用の385nm光源)に調整された光学エンジンの下に配置され、樹脂は投影領域の中央に直接ある。サンプル画像(1cm×1cmの正方形など)が一定時間(通常は0.1~20秒)樹脂に投影される。最初の暴露の時間は決定される。樹脂サンプルの表面を検査して、ゲルが形成されているかどうかを確認する。鉗子で樹脂浴から取り出し、固定形状(正方形)のシート上に配置できる操作可能なゲルが形成されていない場合は、露光時間を長くして新しいサンプルを生成し、次の状態になるまでテストを繰り返する。ゲルは、ゲル化点の近似値への1回の曝露から正常に形成される。記録された硬化深度(DOC)は、ゲル化に必要な露光時間である。
硬度
硬度はShore A Durometer (1-100 HA ± 0.5 HA)を使用して得られた。硬さ試験は、ASTMD2240ガイドラインに従って実施された。
粘度
粘度(mPa・s)はBrookfield LV-1粘度計を使用して得られた。粘度試験は、ASTMD2196ガイドラインに従って実施された。

次に、本発明は、添付の実施例を参照することによってさらに説明される。
樹脂の調製
積層造形用の光重合性樹脂は、以下の手順に従って調製された。
モノマー(例えば、単機能および多機能アクリレート)、固体(例えば、開始剤、抑制剤、染料)、およびチオールを琥珀色のボトル(1000mL、HDPE)に加え、超音波浴(Bransonic CPX2800H, Branson Ultrasonic Corporation, CT)で混合する。25℃で30分間、透明な溶液を形成する。オリゴマーはオーブン(OV-12, Jeio Tech, Korea)で80℃に加熱され、その後琥珀色のボトルに追加される。ボトルを超音波浴に入れ、化学薬品を25℃で30分間混合する。その後、ボトルを超音波浴から取り出し、手で5分間振とうする。ボトルを再び超音波浴に入れ、化学薬品を25℃で30分間混合して、透明な樹脂を形成する。
テスト用のキャストサンプルの準備
積層造形用の光重合性樹脂を試験するためのキャストサンプルを、以下の手順に従って調製した。
型(ガラスやシリコーンなど)に樹脂を充填し、UV硬化オーブン(UVP CL-1000L、365nmにピークを持つ広いUV範囲)に約20~30分間入れて、樹脂を硬化させた。次に、硬化した材料を型から取り出した。得られた硬化材料のキャストサンプルは、実験技術を使用して特徴付けられた。
例1:組成物F13
表1に示す成分からなるチオールアクリレート樹脂を調製した。
樹脂の粘度は20℃で58cPであった。
樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。物理的および機械的特性テストがサンプルで実行された。
組成物F13は、20℃のガラス転移温度の開始を有していた。この樹脂は、15℃から40℃の温度で粘弾性のある丈夫な材料として機能する。ほぼ開始温度で、組成物F13は9.58MJ/mの靭性を有していた。破損時のひずみは66.1%であった。さらに、樹脂の硬度は96ショアAであった。
例2:組成物H6
表2に示す成分からなるチオールアクリレート樹脂を調製した。
樹脂の粘度は20℃で504cPであった。樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。物理的および機械的特性テストがサンプルで実行された。
樹脂の靭性は30.05MJ/mで、破壊時のひずみは20℃で447%であった。この樹脂は、30℃から85℃の温度で粘弾性のある丈夫な材料として機能する。さらに、樹脂の硬度は75ショアAであった(図2を参照)。
例3:組成物D8
表3に示す成分からなるチオールアクリレート樹脂を調製した。
具体的には、HPA(663.3g)、TPO(4.7g)、BBOT(0.24g)、およびPE1(47.4g)を琥珀色のボトルに加え、25℃の超音波浴で30分間混合して、透明な溶液を形成した。CN9004(284.3g)をオーブンで80℃に加熱した後、琥珀色のボトルに加えた。ボトルを超音波浴に入れ、化学薬品を25℃で30分間混合する。その後、ボトルを超音波浴から取り出し、手で5分間振とうする。ボトルを再び超音波浴に入れ、化学薬品を25℃で30分間混合して、透明な樹脂を形成する。
樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。物理的および機械的特性テストがサンプルで実行された。樹脂のガラス転移温度の開始は約-15℃、中間点は約15℃、オフセットは60℃を超えていた。室温(20℃)では、靭性は約3MJ/mで、破壊時のひずみは400~500%であった。樹脂は、-10℃~40℃の温度で粘弾性のある丈夫な材料として機能する。さらに、樹脂は非常に柔らかい材料であり、瞬間的な硬度は30ショアAで、数秒後に19ショアAに緩和した。
例4
表4に示す樹脂は上記のように調製した。


各樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。硬度を測定した。さらに、機械的特性は一軸引張試験を使用して測定された。また、硬化深度(DOC)は上記の方法で測定した。得られた結果を表5に示す。
例5
表6に示す樹脂は、上記のように調製した。
各樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。硬度を測定した。さらに、機械的特性は一軸引張試験を使用して測定された。また、硬化深度(DOC)は上記の方法で測定した。得られた結果を表7に示す。
例6
表8に示す樹脂は、上記のように調製した。
各樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。硬度を測定した。さらに、機械的特性は一軸引張試験を使用して測定された。得られた結果を表9に示す。
例7
表10に示される樹脂は、上記のように調製された。
各樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。硬度を測定した。さらに、機械的特性は一軸引張試験を使用して測定された。また、硬化深度(DOC)は上記の方法で測定した。得られた結果を表9に示す。
例8
表12に示す樹脂は、上記のように調製した。

各樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。硬度を測定した。さらに、機械的特性は一軸引張試験を使用して測定された。熱分析測定は、動的機械分析(DMA)および示差走査熱量測定(DSC)を使用して実施し、Tgおよびタンデルタ値(Tan Delta values)を決定した。得られた結果を表13に示す。
例9
表14に示される樹脂は、上記のように調製された。元の粘度と樹脂の少なくとも6か月後の粘度を測定して、粘度の変化率を決定した。
例10
表15に示される樹脂は、上記のように調製された。硬化深度(DOC)は上記の方法で測定した
例11
表16に示す樹脂は上記のように調製した。硬化深度(DOC)は上記の方法で測定した。
例12
表16に示す樹脂は上記のように調製した。硬化深度(DOC)は上記の方法で測定した。
例13
表18に示される樹脂は、上記のように調製された。


例14
表19に示す樹脂は、上記のように調製した。
例15
表20に示される樹脂は、上記のように調製された。


例16
表21に示される樹脂は、上記のように調製された。


例17
表22に示される樹脂は、上記のように調製された。


各樹脂を光硬化させて、試験用のキャストサンプルを形成した。硬度を測定した。さらに、機械的特性は一軸引張試験を使用して測定された。得られた結果を表23に示す。
本発明に関連して、以下の内容を更に開示する。
[1]
下記を含む、酸素環境での積層造形用の光重合性樹脂であって:
架橋成分;
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;及び
チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤、
ここで、当該樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成され、
ここで、連鎖移動剤は、先に硬化した樹脂の層とその後に硬化した樹脂の層との間の界面に先に硬化した樹脂の層の上に酸素に富む表面が存在するにもかかわらず、先に硬化した樹脂の層と隣接するその後に硬化した樹脂の層との間の少なくともいくらかの結合を可能にするように構成される、前記の光重合性樹脂。
[2]
連鎖移動剤が樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[1に記載の光重合性樹脂。
[3]
連鎖移動剤が樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[4]
連鎖移動剤が樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[5]
連鎖移動剤が樹脂の約4.99~50重量%である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[6]
架橋成分が樹脂の約1~95重量%である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[7]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーが樹脂の約1~95重量%である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[8]
連鎖移動剤が、酸素ラジカルと反応して、少なくとも1つの新しいポリマー鎖の成長を開始するように構成される、[1]に記載の光重合性樹脂。
[9]
酸素ラジカルがポリマー側鎖に付着している、[8]に記載の光重合性樹脂。
[10]
酸素ラジカルがペルオキシラジカルである、[9]に記載の光重合性樹脂。
[11]
酸素ラジカルが、拡散した酸素と成長するポリマー鎖との反応によって形成される、[8]に記載の光重合性樹脂。
[12]
連鎖移動剤が、酸素によって終端されたポリマー鎖の成長を再開するように構成される、[1]に記載の光重合性樹脂。
[13]
連鎖移動剤は、ラジカルを、先に硬化した樹脂層内の第1のポリマー鎖または鎖分岐から、光重合性樹脂の体積内の第2のポリマー鎖または鎖分岐に移動させるように構成される、[1]に記載の光重合性樹脂。
[14]
結合が共有結合である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[15]
結合が架橋である、[1]に記載の光重合性樹脂。
[16]
結合がポリマー鎖の物理的絡み合いである、[1]に記載の光重合性樹脂。
[17]
連鎖移動剤が、先に硬化した樹脂層上に存在する酸素に富む表面の近くで少なくとも1つの新しいポリマー鎖の成長を促進するように構成される、[1]に記載の光重合性樹脂。
[18]
架橋成分が二官能性アクリルオリゴマーを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[19]
架橋成分が芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[20]
架橋成分が脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[21]
架橋成分が、CN9167、CN9782、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレート、および/またはトリメチロールプロパントリアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[22]
第二級アルコールが、イソプロピルアルコール、および/またはヒドロキシプロピルアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[23]
第三級アミンが、脂肪族アミン、芳香族アミン、および/または反応性アミンのうちの少なくとも1つを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[24]
第三級アミンが、トリエチルアミン、N,N’-ジメチルアニリン、および/またはN,N’-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[25]
チオールが第二級チオールを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[26]
第二級チオールが、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート)、1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンのうちの少なくとも1つを含む、[25]に記載の光重合性樹脂。
[27]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがアクリルモノマーを含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[28]
アクリルモノマーが200未満の分子量を有する、[27]に記載の光重合性樹脂。
[29]
アクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、および/またはN,N-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[27]に記載の光重合性樹脂。
[30]
ポリ(エチレングリコール)をさらに含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[31]
ポリブタジエンをさらに含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[32]
ポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマーをさらに含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[33]
ポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)をさらに含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[34]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約100センチポアズ未満の粘度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[35]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約250センチポアズ未満の粘度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[36]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約500センチポアズ未満の粘度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[37]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約750センチポアズ未満の粘度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[38]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約1000センチポアズ未満の粘度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[39]
光開始剤、抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、[1]に記載の光重合性樹脂。
[40]
光開始剤が樹脂の約0.01~3重量%である、[39]に記載の光重合性樹脂。
[41]
光開始剤が、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノンのうちの少なくとも1つを含む、[39]に記載の光重合性樹脂。。
[42]
抑制剤が、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含む、[39]に記載の光重合性樹脂。
[43]
染料が、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1(Disperse Red 1)のうちの少なくとも1つを含む、[39]に記載の光重合性樹脂。
[44]
充填剤が、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み、前記ポリマーが約1000Da~約20000Daの分子量である、[39]に記載の光重合性樹脂。
[45]
[1]に記載の光重合性樹脂を含む層の大部分を有する物品。
[46]
[1]に記載の光重合樹脂から作製された履物ミッドソール。
[47]
[1]に記載の光重合樹脂から作製された形状記憶発泡体。
[48]
[1]に記載の光重合樹脂から作製された移植可能な医療機器。
[49]
[1]に記載の光重合樹脂から作製されたウェアラブル製品。
[50]
[1]に記載の光重合樹脂から作製された自動車用シート。
[51]
[1]に記載の光重合樹脂から作製されたシール。
[52]
[1]に記載の光重合樹脂から作製されたガスケット。
[53]
[1]に記載の光重合樹脂から作製されたダンパー。
[54]
[1]に記載の光重合樹脂から作製されたホース。
[55]
[1]に記載の光重合樹脂から作製された継手。
[56]
チオールを含む表面コーティングをさらに含む、[1]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[57]
アルカンを含む表面コーティングをさらに含む、[1]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[58]
半フッ素化ポリエーテルおよび/または過フッ素化ポリエーテルのうちの少なくとも1つを含む表面コーティングをさらに含む、[1]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[59]
シロキサンポリマーを含む表面コーティングをさらに含む、[1]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[60]
樹脂が、半値全幅が50℃未満のガラス転移温度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[61]
樹脂が、半値全幅が50℃を超えるガラス転移温度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[62]
前記樹脂が、約0℃未満または約80℃を超えるガラス転移温度を有する、[1]に記載の光重合性樹脂。
[63]
Z方向の引張強度がX方向の引張強度の約33%以内である、[45]に記載の物品。
[64]
Z方向の引張強度がX方向の引張強度の約10%以内である、[45]に記載の物品。
[65]
Z方向の引張強度がX方向の引張強度の約5%以内である、[45]に記載の物品。
[66]
X方向の引張ひずみの約33%以内のZ方向の引張ひずみを有する、[45]に記載の物品。
[67]
X方向の引張ひずみの約10%以内のZ方向の引張ひずみを有する、[45]に記載の物品。
[68]
X方向の引張ひずみの約5%以内のZ方向の引張ひずみを有する、[45]に記載の物品。
[69]
Z方向の圧縮強度がX方向の圧縮強度の約33%以内である、[45]に記載の物品。
[70]
Z方向の圧縮強度がX方向の圧縮強度の約10%以内である、[45]に記載の物品。
[71]
Z方向の圧縮強度がX方向の圧縮強度の約5%以内である、[45]に記載の物品。
[72]
下記を含む、酸素環境での積層造形印刷用の光重合性樹脂であって:
光への曝露後にフリーラジカルを生成するように構成される光開始剤、
架橋成分;及び
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー、
ここで、架橋成分および少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、フリーラジカルと反応して、光重合性樹脂の体積内で少なくとも1つのポリマー鎖ラジカルの成長を提供するように構成され、
ここで、少なくとも1つのポリマー鎖ラジカルは、拡散酸素と反応して、酸素ラジカルを提供する、及び
チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤、
ここで、連鎖移動剤は、酸素ラジカルを移動させて、少なくとも1つの新しいポリマー鎖ラジカルの成長を開始するように構成される、前記の光重合性樹脂。
[73]
連鎖移動剤が樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[74]
連鎖移動剤が樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[75]
連鎖移動剤が樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[76]
連鎖移動剤が樹脂の約4.99~50重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[77]
架橋成分が樹脂の約1~95重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[78]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーが樹脂の約1~95重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[79]
光開始剤が樹脂の約0.01~3重量%である、[72]に記載の光重合性樹脂。
[80]
架橋成分が二官能性アクリルオリゴマーを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[81]
架橋成分が芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[82]
架橋成分が脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[83]
架橋成分が、CN9167、CN9782、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレート、および/またはトリメチロールプロパントリアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[84]
第二級アルコールが、イソプロピルアルコール、および/またはヒドロキシプロピルアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[85]
第三級アミンが、脂肪族アミン、芳香族アミン、および/または反応性アミンのうちの少なくとも1つを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[86]
第三級アミンが、トリエチルアミン、N,N’-ジメチルアニリン、および/またはN,N’-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[87]
チオールが第二級チオールを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[88]
第二級チオールが、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンのうちの少なくとも1つを含む、[87]に記載の光重合性樹脂。
[89]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがアクリルモノマーを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[90]
アクリルモノマーが200未満の分子量を有する、[89]に記載の光重合性樹脂。
[91]
アクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、および/またはN,N-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[89]に記載の光重合性樹脂。
[92]
ポリ(エチレングリコール)をさらに含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[93]
ポリブタジエンをさらに含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[94]
ポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマーをさらに含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[95]
ポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)をさらに含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[96]
前記樹脂が、約100センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[72]に記載の光重合性樹脂。
[97]
前記樹脂が、約1000センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[72]に記載の光重合性樹脂。
[98]
抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[99]
光開始剤が、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノンのうちの少なくとも1つを含む、[72]に記載の光重合性樹脂。
[100]
抑制剤が、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含む、[98]に記載の光重合性樹脂。
[101]
染料が、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1(Disperse Red 1)のうちの少なくとも1つを含む、[98]に記載の光重合性樹脂。
[102]
充填剤が、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み、前記ポリマーが約1000Da~約20000Daの間にある分子量である、[98]に記載の光重合性樹脂。
[103]
[72]に記載の光重合性樹脂を含む層の大部分を有する物品。
[104]
[72]に記載の光重合樹脂から作製された履物ミッドソール。
[105]
[72]に記載の光重合樹脂から作製された形状記憶発泡体。
[106]
[72]に記載の光重合樹脂から作製された移植可能な医療機器。
[107]
[72]に記載の光重合樹脂から作製されたウェアラブル製品。
[108]
[72]に記載の光重合樹脂から作製された自動車用シート。
[109]
[72]に記載の光重合樹脂から作製されたシール。
[110]
[72]に記載の光重合樹脂から作製されたガスケット。
[111]
[72]に記載の光重合樹脂から作製されたダンパー。
[112]
[72]に記載の光重合樹脂から作製されたホース。
[113]
[72]に記載の光重合樹脂から作製された継手。
[114]
チオールを含む表面コーティングをさらに含む、[72]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[115]
アルカンを含む表面コーティングをさらに含む、[72]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[116]
半フッ素化ポリエーテルおよび/または過フッ素化ポリエーテルのうちの少なくとも1つを含む表面コーティングをさらに含む、[72]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[117]
シロキサンポリマーを含む表面コーティングをさらに含む、[72]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[118]
以下を含む光重合性樹脂であって:
架橋成分;
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー、
ここで、架橋成分および少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、光への曝露後に1つ以上のポリマー鎖を提供するように反応するように構成される、及び
チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤、
ここで、連鎖移動剤は、ポリマー鎖の1つに関連するフリーラジカルをポリマー鎖の別の1つに移動させるように構成される、前記の光重合性樹脂。
[119]
連鎖移動剤が樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[118]に記載の光重合性樹脂。
[120]
連鎖移動剤が樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[118]に記載の光重合性樹脂。
[121]
連鎖移動剤が樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[118]に記載の光重合性樹脂。
[122]
連鎖移動剤が樹脂の約4.99~50重量%である、[118]に記載の光重合性樹脂。
[123]
架橋成分が樹脂の約1~95重量%である、[118]に記載の光重合性樹脂。
[124]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーが約1~95重量%の樹脂である、[118]に記載の光重合性樹脂。
[125]
架橋成分が二官能性アクリルオリゴマーを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[126]
架橋成分が芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[127]
架橋成分が脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[128]
架橋成分が、CN9167、CN9782、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレート、および/またはトリメチロールプロパントリアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[129]
第二級アルコールが、イソプロピルアルコールおよび/またはヒドロキシプロピルアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[130]
第三級アミンが、脂肪族アミン、芳香族アミン、および/または反応性アミンのうちの少なくとも1つを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[131]
第三級アミンが、トリエチルアミン、N,N’-ジメチルアニリン、および/またはN,N’-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[132]
チオールが第二級チオールを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[133]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンのうちの少なくとも1つを含む、[132]に記載の光重合性樹脂。
[134]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがアクリルモノマーを含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[135]
アクリルモノマーが200未満の分子量を有する、[134]に記載の光重合性樹脂。
[136]
アクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、および/またはN,N-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[134]に記載の光重合性樹脂。
[137]
ポリ(エチレングリコール)をさらに含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[138]
ポリブタジエンをさらに含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[139]
ポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマーをさらに含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[140]
ポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)をさらに含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[141]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約100センチポアズ未満の粘度を有する、[118]に記載の光重合性樹脂。
[142]
前記光重合性樹脂が、約1000センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[118]に記載の光重合性樹脂。
[143]
光開始剤、抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、[118]に記載の光重合性樹脂。
[144]
光開始剤が樹脂の約0.01~3重量%である、[143]に記載の光重合性樹脂。
[145]
光開始剤が、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン)のうちの少なくとも1つを含む、[143]に記載の光重合性樹脂。
[146]
抑制剤が、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含む、[143]に記載の光重合性樹脂。
[147]
染料が、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1(Disperse Red 1)のうちの少なくとも1つを含む、[143]に記載の光重合性樹脂。
[148]
前記充填剤が、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み、前記ポリマーが約1000Da~約20000Daの分子量である、[143]に記載の光重合性樹脂。
[149]
[118]に記載の光重合性樹脂を含む層の大部分を有する物品。
[150]
[118]に記載の光重合樹脂から作製されたミッドソール。
[151]
[118]に記載の光重合樹脂から作製された形状記憶発泡体。
[152]
[118]に記載の光重合樹脂から作製された移植可能な医療機器。
[153]
[118]に記載の光重合樹脂から作製されたウェアラブル製品。
[154]
[118]に記載の光重合樹脂から作製された自動車用シート。
[155]
[118]に記載の光重合樹脂から作製されたシール。
[156]
[118]に記載の光重合樹脂から作製されたガスケット。
[157]
[118]に記載の光重合樹脂から作製されたダンパー。
[158]
[118]に記載の光重合樹脂から作製されたホース。
[159]
[118]に記載の光重合樹脂から作製された継手。
[160]
チオールを含む表面コーティングをさらに含む、[118]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[161]
アルカンを含む表面コーティングをさらに含む、[118]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[162]
半フッ素化ポリエーテルおよび/または過フッ素化ポリエーテルのうちの少なくとも1つを含む表面コーティングをさらに含む、[118]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[163]
シロキサンポリマーを含む表面コーティングをさらに含む、[118]に記載の光重合樹脂から作製された物品。
[164]
以下を含む、貯蔵安定性の光重合性樹脂混合物であって:
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー、
ここで、少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーは、1つ以上のアクリルモノマーを含み、
ここで、1つ以上のアクリルモノマーは、樹脂の少なくとも約50重量%である、及び
1つ以上のチオール官能基を含む約5%未満の安定化チオール、
ここで、安定化チオールは、1つ以上のチオール官能基と1つ以上のモノマーまたはオリゴマーとの間の求核置換反応を阻害するように構成され、
ここで、樹脂混合物の成分を組み合わせて、室温で少なくとも6ヶ月間、単一のポット中に保存することができ、粘度の増加は2%、5%、10%、25%、50%、または100%以下である、前記の光重合性樹脂混合物。
[165]
光開始剤、抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、[164]に記載の光重合性樹脂。
[166]
光開始剤が樹脂の約0.01~3重量%である、[165]に記載の光重合性樹脂。
[167]
前記樹脂が、10%を超える粘度の増加なしに、空気環境での3D印刷操作において2週間連続して使用するように構成されている、[164]に記載の光重合性樹脂。
[168]
樹脂が、10%を超える粘度の増加なしに、空気環境での3D印刷操作において4週間連続して使用するように構成されている、[164]に記載の光重合性樹脂。
[169]
前記樹脂が、10%を超える粘度の増加なしに、空気環境での3D印刷操作において10週間連続して使用するように構成されている、[164]に記載の光重合性樹脂。
[170]
樹脂が、25%を超える粘度の増加なしに、空気環境での3D印刷操作において10週間連続して使用するように構成される、[164]に記載の光重合性樹脂。
[171]
樹脂が、粘度が10%を超えて増加することなく、空気環境での3D印刷操作において26週間連続して使用するように構成されている、[164]に記載の光重合性樹脂。
[172]
樹脂が、10%を超える粘度の増加なしに、1年間、空気環境での3D印刷操作において連続的に使用するように構成される、[164]に記載の光重合性樹脂。
[173]
安定化チオールがかさ高い側鎖を含む、[164]に記載の光重合性樹脂。
[174]
安定化チオールが多官能性チオールを含む、[164]に記載の光重合性樹脂。
[175]
安定化チオールが、二官能性、三官能性、および/または四官能性チオールのうちの少なくとも1つを含む、[164]に記載の光重合性樹脂。
[176]
安定化チオールが、ペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);および/または1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタンのうちの少なくとも1つを含む、[164]に記載の光重合性樹脂。
[177]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂であって;
架橋成分;
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;
光開始剤、
ここで、光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを生成するように構成され、フリーラジカルは、架橋成分と少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーとの間の連鎖反応を開始して、光重合性樹脂の体積内に1つ以上のポリマー鎖を提供する;
チオール、第二級アルコール、および/または第三級アミンのうちの少なくとも1つを含む連鎖移動剤、
ここで、連鎖移動剤は、連鎖反応を再開して、光重合性樹脂の体積内に1つ以上の新しいポリマー鎖を提供するように構成され、
ここで、厚さ約100μmの樹脂の層は、30秒以内に硬化した材料を形成するように構成され、
ここで、樹脂は、室温で1,000センチポアズ未満の粘度を有する、前記の光重合性樹脂。
[178]
連鎖移動剤が樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[179]
連鎖移動剤が樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[180]
連鎖移動剤が樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[181]
連鎖移動剤が樹脂の約4.99~50重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[182]
架橋成分が樹脂の約1~95重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[183]
少なくとも1つのモノマーが樹脂の約1~95重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[184]
光開始剤が樹脂の約0.01~3重量%である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[185]
約400μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[186]
約300μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[187]
約200μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[188]
約100μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[189]
厚さ約100μmの樹脂の層が、20秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[190]
約100μmの厚さの樹脂の層が、10秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[191]
約100μmの厚さの樹脂の層が、3秒以内に硬化した材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[192]
約1000μmの厚さの樹脂の層が、30秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[193]
約10μmの厚さの樹脂の層が2秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[194]
約10μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[195]
約10μmの厚さの樹脂の層が、1/2秒以内に硬化した材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[196]
厚さ約10μmの樹脂の層が、1/4秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[197]
約100μmの厚さの樹脂の層が、1/10秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[177]に記載の光重合性樹脂。
[198]
室温以上での樹脂の粘度が約1000センチポアズ未満である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[199]
室温での樹脂の粘度が約100センチポアズ未満である、[177]に記載の光重合性樹脂。
[200]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
5%未満のチオール;
少なくとも約50%の1つ以上のモノマー;及び
光開始剤、
ここで、光開始剤は、光への曝露後にフリーラジカルを形成するように構成され、その結果、フリーラジカルは、少なくとも二官能性および単官能性モノマーを含む1つ以上のポリマー鎖の成長を開始する;
ここで、チオールは、1つ以上のポリマー鎖の継続的な成長を促進するように構成されている、
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成される、
ここで、硬化した材料は、約5~30℃の範囲のガラス転移温度を有する。
[201]
少なくとも1つの二官能性オリゴマーをさらに含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[202]
チオールが樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[200]に記載の光重合性樹脂。
[203]
チオールが樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[200]に記載の光重合性樹脂。
[204]
チオールが樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[200]に記載の光重合性樹脂。
[205]
チオールが樹脂の約4.99~5重量%である、[200]に記載の光重合性樹脂。
[206]
二官能性オリゴマーが樹脂の約45重量%未満である、[201]に記載の光重合性樹脂。
[207]
光開始剤が樹脂の約0.01~3重量%である、[200]に記載の光重合性樹脂。
[208]
ガラス転移温度以下では硬化材料はガラス状態にあり、ガラス転移温度以上では硬化材料は強靭な状態である、[200]に記載の光重合性樹脂。
[209]
強靭な状態が約5~50℃の範囲で生じる、[208]に記載の光重合性樹脂。
[210]
強靭な状態が約20~40℃の範囲で生じる、[208]に記載の光重合性樹脂。
[211]
強靭な状態の硬化材料が約3~30MJ/m の範囲の靭性を有する、[208]に記載の光重合性樹脂。
[212]
強靭な状態の硬化材料が約30~100MJ/m の範囲の靭性を有する、[208]に記載の光重合性樹脂。
[213]
ガラス転移温度が約20~25℃の範囲にある、[208]に記載の光重合性樹脂。
[214]
ガラス状態の硬化材料が5GPa未満の弾性率を有する、[208]に記載の光重合性樹脂。
[215]
強靭な状態の硬化材料が2GPaを超える弾性率を有する、[208]に記載の光重合性樹脂。
[216]
強靭な状態の硬化材料が1GPa未満の弾性率を有する、[208]に記載の光重合性樹脂。
[217]
二官能性オリゴマーが、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、CN9782、CN9167、CN9004、ビスアクリルアミド、および/またはトリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[218]
単官能性モノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、N,N-ジメチルアクリルアミド、および/または2-ヒドロキシエチルメタクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[219]
三官能性モノマーをさらに含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[220]
三官能性モノマーがトリメチロールプロパントリアクリレートを含む、[219]に記載の光重合性樹脂。
[221]
チオールが第二級チオールを含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[222]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンのうちの少なくとも1つを含む、[221]に記載の光重合性樹脂。
[223]
樹脂が、ポリ(エチレングリコール)、ポリブタジエン、ポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマー、および/またはポリ(スチレン-無水マレイン酸)のうちの少なくとも1つを含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[224]
樹脂が、抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つを含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[225]
光開始剤が、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン)のうちの少なくとも1つを含む、[200]に記載の光重合性樹脂。
[226]
抑制剤が、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含む、[224]に記載の光重合性樹脂。
[227]
染料が、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1のうちの少なくとも1つを含む、[224]に記載の光重合性樹脂。
[228]
前記充填剤が、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み、前記ポリマーが約1000Da~約20000Daの分子量である、[224]に記載の光重合性樹脂。
[229]
前記樹脂が、室温で約100センチポアズ未満の粘度を有する、[200]に記載の光重合性樹脂。
[230]
樹脂が、室温で約500センチポアズ未満の粘度を有する、[200]に記載の光重合性樹脂。
[231]
前記樹脂が、室温を超える温度で約1000センチポアズ未満の粘度を有する、[200]に記載の光重合性樹脂。
[232]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂。
約5%未満のチオール;及び
少なくとも約50%の1つ以上のモノマー;
ここで、当該樹脂は、反応して硬化材料を形成するように構成される;
ここで、硬化した材料は、約3~30MJ/m の範囲の靭性および約30~300%の範囲の破断ひずみを有する。
[233]
チオールが樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[232]に記載の光重合性樹脂。
[234]
チオールが樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[232]に記載の光重合性樹脂。
[235]
チオールが樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[232]に記載の光重合性樹脂。
[236]
チオールが樹脂の約4.99~5重量%である、[232]に記載の光重合性樹脂。
[237]
1つ以上のモノマーが樹脂の約1~95重量%である、[232]に記載の光重合性樹脂。
[238]
樹脂が0℃から80℃の間の温度で約1000センチポアズ未満の粘度を有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[239]
樹脂が0℃から80℃の間の温度で約500センチポアズ未満の粘度を有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[240]
樹脂が0℃から80℃の間の温度で約100センチポアズ未満の粘度を有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[241]
硬化した材料が約8~15MJ/m の範囲の靭性を有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[242]
硬化した材料が約1MJ/m 未満の靭性を有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[243]
硬化した材料が約50~250%の範囲の破断点ひずみを有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[244]
硬化した材料が約10~30℃の範囲のガラス転移温度を有する、[232]に記載の光重合性樹脂。
[245]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂;
約5%未満のチオール;及び
少なくとも約60%の1つ以上のモノマー、
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される、
ここで、硬化した材料は、約3~100MJ/m の範囲の靭性および約200~1000%の範囲の破断時ひずみを有する。
[246]
チオールが樹脂の約0.5重量%から4.0重量%である、[245]に記載の光重合性樹脂。
[247]
チオールが樹脂の約4.0重量%から4.7重量%である、[245]に記載の光重合性樹脂。
[248]
チオールが樹脂の約4.7重量%から4.99重量%である、[245]に記載の光重合性樹脂。
[249]
チオールが樹脂の約4.99~5重量%である、[245]に記載の光重合性樹脂。
[250]
モノマーの混合物が樹脂の約1~95重量%である、[245]に記載の光重合性樹脂。
[251]
樹脂が0℃~80℃の温度で約1000センチポアズ未満の粘度を有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[252]
樹脂が0℃~80℃の温度で約500センチポアズ未満の粘度を有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[253]
樹脂が少なくとも0℃~80℃の温度で約100センチポアズ未満の粘度を有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[254]
硬化した材料が約3~8MJ/m の範囲の靭性を有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[255]
硬化した材料が約350~500%の範囲の破断点ひずみを有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[256]
硬化した材料が、約10℃から約-30℃の範囲のガラス転移温度を有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[257]
硬化した材料が、半値全幅が20℃を超える、30℃を超える、40℃を超える、または50℃を超えるガラス転移温度を有する、[245]に記載の光重合性樹脂。
[258]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂;
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマー;及び
約20%未満のチオール、
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を提供するように構成される、
ここで、硬化した材料は、酸素環境において50秒以上の周囲温度および圧力で1億万分の1未満のチオール揮発性物質を含む。
[259]
硬化した材料が、酸素環境において50秒以上の周囲温度および圧力で100億分の1未満のチオール揮発性物質を含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[260]
硬化した材料が、酸素環境において50秒以上の周囲温度および圧力で10億分の1未満のチオール揮発性物質を含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[261]
硬化した材料が、酸素環境において50秒以上の周囲温度および圧力で100億分の1未満のチオール揮発性物質を含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[262]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがアルケンを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[263]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがアルキンを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[264]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーが、アクリレートまたはアクリルアミドを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[265]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがメタクリレートを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[266]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがエポキシドを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[267]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがマレイミドを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[268]
少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーがイソシアネートを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[269]
チオールが約200を超える分子量を有する、[258]に記載の光重合性樹脂。
[270]
チオールが約500を超える分子量を有する、[258]に記載の光重合性樹脂。
[271]
チオールが約100を超える分子量を有し、水素結合受容体および/または水素結合供与体を含む部分を含み、前記部分が水素結合を受ける、[258]に記載の光重合性樹脂。
[272]
樹脂が、チオールおよび少なくとも1つのモノマーおよび/またはオリゴマーをほぼ化学量論比で含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[273]
チオールが樹脂の約10重量%未満である、[258]に記載の光重合性樹脂。
[274]
チオールが樹脂の5重量%未満である、[258]に記載の光重合性樹脂。
[275]
チオールがエステルを含まないチオールを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[276]
チオールが加水分解的に安定なチオールを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[277]
チオールが第二級チオールを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[278]
チオールが第三級チオールを含む、[258]に記載の光重合性樹脂。
[279]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
約5-15phrのチオール;
約20~60%の二官能性アクリルオリゴマー;及び
約40~80%の1つまたは複数の単官能性アクリルモノマー、
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成される。
[280]
チオールが第二級チオールを含む、[279]に記載の光重合性樹脂。
[281]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンのうちの少なくとも1つを含む、[280]に記載の光重合性樹脂。
[282]
二官能性アクリルオリゴマーがウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[279]に記載の光重合性樹脂。
[283]
二官能性アクリルオリゴマーが脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[279]に記載の光重合性樹脂。
[284]
二官能性アクリルオリゴマーが芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[279]に記載の光重合性樹脂。
[285]
二官能性アクリルオリゴマーが、CN9782、CN9167、および/またはCN9004のうちの少なくとも1つを含む、[279]に記載の光重合性樹脂。
[286]
単官能性アクリルモノマーが200未満の分子量を有する、[279]に記載の光重合性樹脂。
[287]
単官能性アクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、および/または2-ヒドロキシエチルメタクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[279]に記載の光重合性樹脂。
[288]
下記を含む、三次元印刷用の光重合性樹脂:
約5~20phrのチオール;
約0-5phrのポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマー;
約20~100%の二官能性アクリルオリゴマー;及び
約0~80%の少なくとも1つの単官能性アクリルモノマー;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
[289]
チオールが第二級チオールを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[290]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンのうちの少なくとも1つを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[291]
二官能性アクリルオリゴマーがウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[292]
二官能性アクリルオリゴマーが脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[293]
二官能性アクリルオリゴマーが芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[294]
二官能性アクリルオリゴマーが、CN9782、CN9167、CN9004、および/またはポリ(エチレングリコール)ジアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[295]
単官能性アクリルモノマーが200未満の分子量を有する、[288]に記載の光重合性樹脂。
[296]
単官能性アクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、および/またはブチルアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[288]に記載の光重合性樹脂。
[297]
下記を含む、三次元印刷用の光重合性樹脂:
約5-10phrのチオール;
約0~20%のトリメチロールプロパントリアクリレート;
約30~50%の少なくとも1つの二官能性アクリルオリゴマー;
約50-86%のイソボルニルアクリレート;及び
約0~21%のヒドロキシプロピルアクリレート;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
[298]
チオールが第二級チオールを含む、[297]に記載の光重合性樹脂。
[299]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンのうちの少なくとも1つを含む、[298]に記載の光重合性樹脂。
[300]
二官能性アクリルオリゴマーが、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、および/またはトリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[297]に記載の光重合性樹脂。
[301]
以下を含む、三次元印刷に適合した光重合性樹脂:
約4~6phrのペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);
約40%から50%のCN9167;及び
約50%から60%のヒドロキシプロピルアクリレート;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
[302]
硬化した材料が、約20℃で約3~30MJ/m の範囲の靭性を有する、[301]に記載の光重合性樹脂。
[303]
硬化した材料が約20℃で約10MJ/m の靭性を有する、[301]に記載の光重合性樹脂。
[304]
硬化した材料が、約20℃で約30~100%の範囲の破断点ひずみを有する、[301]に記載の光重合性樹脂。
[305]
硬化した材料が約10~30℃の範囲のガラス転移温度を有する、[301]に記載の光重合性樹脂。
[306]
硬化した材料が約20℃で約95のショアA硬度を有する、[301]に記載の光重合性樹脂。
[307]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
約5%未満のチオール;
少なくとも約50%の1つ以上のアクリルモノマー;及び
約45%未満の1つ以上のアクリル官能化オリゴマー、
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される;
ここで、樹脂は、室温で1,000cP未満の粘度を有する;
ここで、樹脂の成分を組み合わせて、室温で少なくとも6ヶ月間、単一のポット中に保存することができ、粘度の増加は2%、5%、10%、25%、50%、または100%以下である。
[308]
樹脂が、室温以上で約1000センチポアズ未満の粘度を有する、[307]に記載の光重合性樹脂。
[309]
樹脂が、約500センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[307]に記載の光重合性樹脂。
[310]
樹脂が、室温以上で約100センチポアズ未満の粘度を有する、[307]に記載の光重合性樹脂。
[311]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが二官能性アクリレートオリゴマーを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[312]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[313]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[314]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが、CN9167、CN9782、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、および/またはビスアクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレート、および/またはトリメチロールプロパントリアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[315]
チオールが第二級チオールを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[316]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンのうちの少なくとも1つを含む、[315]に記載の光重合性樹脂。
[317]
1つ以上のアクリルモノマーが、200未満の分子量を有する少なくとも1つのアクリルモノマーを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[318]
1つ以上のアクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、および/またはN,N-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[319]
ポリ(エチレングリコール)をさらに含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[320]
ポリブタジエンをさらに含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[321]
ポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマーをさらに含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[322]
ポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)をさらに含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[323]
前記光重合性樹脂が、約250センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[307]に記載の光重合性樹脂。
[324]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約500センチポアズ未満の粘度を有する、[307]に記載の光重合性樹脂。
[325]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約750センチポアズ未満の粘度を有する、[307]に記載の光重合性樹脂。
[326]
光開始剤、抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、[307]に記載の光重合性樹脂。
[327]
光開始剤が、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン)のうちの少なくとも1つを含む、[326]に記載の光重合性樹脂。
[328]
抑制剤が、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含む、[326]に記載の光重合性樹脂。
[329]
染料が、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1(Disperse Red 1)のうちの少なくとも1つを含む、[326]に記載の光重合性樹脂。
[330]
充填剤が、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み、前記ポリマーが約1000Daから約20000Daの間にある分子量である、[326]に記載の光重合性樹脂。
[331]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
約5%未満の安定化チオール;
少なくとも50%の1つ以上のアクリルモノマー;及び
約45%未満の1つ以上のアクリル官能化オリゴマー、
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される、
ここで、樹脂の成分を組み合わせて、室温で少なくとも6ヶ月間、2%、5%、10%、25%、50%、または100%以下の樹脂の粘度の増加で単一のポット中に保存することができる。
[332]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが二官能性アクリレートオリゴマーを含む、[331]に記載の樹脂。
[333]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[331]に記載の樹脂。
[334]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、[331]に記載の樹脂。
[335]
1つ以上のアクリル官能化オリゴマーが、CN9167、CN9782、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、トリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレート、および/またはトリメチロールプロパントリアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[331]に記載の樹脂。
[336]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジンのうちの少なくとも1つを含む、[331]に記載の樹脂。
[337]
アクリルモノマーの少なくとも1つが200未満の分子量を有する、[331]に記載の樹脂。
[338]
1つ以上のアクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、環状トリメチロールプロパンホルマルアクリレート、イソボルニルアクリレート、ブチルアクリレート、および/またはN,N’-ジメチルアクリルアミドのうちの少なくとも1つを含む、[331]に記載の光重合性樹脂。
[339]
ポリ(エチレングリコール)をさらに含む、[331]に記載の樹脂。
[340]
ポリブタジエンをさらに含む、[331]に記載の樹脂。
[341]
ポリジメチルシロキサンアクリレートコポリマーをさらに含む、[331]に記載の樹脂。
[342]
ポリ(スチレン-コ-無水マレイン酸)をさらに含む、[331]に記載の樹脂。
[343]
前記樹脂が、室温以上で100センチポアズ未満の粘度を有する、[331]に記載の樹脂。
[344]
前記光重合性樹脂が、約250センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[331]に記載の樹脂。
[345]
前記光重合性樹脂が、約500センチポアズ未満の室温以上での粘度を有する、[331]に記載の樹脂。
[346]
前記光重合性樹脂が、室温以上で約750センチポアズ未満の粘度を有する、[331]に記載の樹脂。
[347]
前記樹脂が、室温以上で1000センチポアズ未満の粘度を有する、[331]に記載の樹脂。
[348]
光開始剤、抑制剤、染料、および/または充填剤のうちの少なくとも1つをさらに含む、[331]に記載の樹脂。
[349]
光開始剤が、フェニルビス(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、ビス-アシルホスフィンオキシド、ジフェニル(2,4,6-トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド、および/または2,2’-ジメトキシ-2-フェニルアセトフェノン)のうちの少なくとも1つを含む、[348]に記載の樹脂。
[350]
抑制剤が、ヒドロキノン、2-メトキシヒドロキノン、ブチル化ヒドロキシトルエン、ジアリルチオ尿素、および/またはジアリルビスフェノールAのうちの少なくとも1つを含む、[348]に記載の樹脂。
[351]
染料が、2,5-ビス(5-tert-ブチル-ベンゾオキサゾール-2-イル)チオフェン、カーボンブラック、および/またはディスパースレッド1(Disperse Red 1)のうちの少なくとも1つを含む、[348]に記載の樹脂。
[352]
充填剤が、二酸化チタン、シリカ、炭酸カルシウム、粘土、アルミノケイ酸塩、結晶性分子、結晶性オリゴマー、半結晶性オリゴマー、および/またはポリマーのうちの少なくとも1つを含み、前記ポリマーが約1000Da~約20000Daの分子量である、[348]に記載の樹脂。
[353]
樹脂が、好気性環境において硬化材料を形成するように構成される、[331]に記載の樹脂。
[354]
以下を含む、三次元印刷用の光重合性樹脂:
約4~6phrのペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);
約0%から5%のトリメチロールプロパントリアクリレート;
約25%から35%のCN9004;及び
約65%から75%のイソボルニルアクリレート;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
[355]
硬化した材料が、約20℃で約20~40MJ/m の範囲の靭性を有する、[354]に記載の樹脂。
[356]
硬化した材料が、約0℃で約40MJ/m の靭性を有する、[354]に記載の樹脂。
[357]
硬化した材料が、約20℃で約30MJ/m の靭性を有する、[336]に記載の樹脂。
[358]
硬化した材料が、約40℃で約20MJ/m の靭性を有する、[354]に記載の樹脂。
[359]
硬化した材料が約80℃で約1MJ/m の靭性を有する、[354]に記載の樹脂。
[360]
硬化した材料が、約0℃で約250~300%の範囲の破断点ひずみを有する、[354]に記載の樹脂。
[361]
硬化した材料が、約20℃で約400~500%の範囲の破断点ひずみを有する、[354]に記載の樹脂。
[362]
硬化した材料が、約40℃で約400~500%の範囲の破断点ひずみを有する、[354]に記載の樹脂。
[363]
硬化した材料が、約80℃で約275~375%の範囲の破断点ひずみを有する、[354]に記載の樹脂。
[364]
硬化した材料が約35~55℃の範囲のガラス転移温度を有する、[354]に記載の樹脂。
[365]
硬化した材料が約20℃で約90のショアA硬度を有する、[354]に記載の樹脂。
[366]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
約4~6phrのペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);
約20%から40%のCN9004;及び
約60%から80%のヒドロキシプロピルアクリレート;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
[367]
硬化した材料が、約20℃で約1~5MJ/m の範囲の靭性を有する、[366]に記載の樹脂。
[368]
硬化した材料が、約20℃で約3MJ/m の靭性を有する、[348]に記載の樹脂。
[369]
硬化した材料が、約20℃で約400~500%の範囲の破断点ひずみを有する、[366]に記載の樹脂。
[370]
硬化した材料が約5~25℃の範囲のガラス転移温度を有する、[366]に記載の樹脂。
[371]
硬化した材料が、約20℃で約30のショアA硬度を有する、[366]に記載の樹脂。
[372]
硬化した材料が、10秒後、約20℃で約19のショアA硬度を有する、[366]に記載の樹脂。
[373]
下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
約5%未満の安定化チオール;及び
少なくとも約50%の1つ以上のモノマー;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成される、
ここで、厚さ約100μmの樹脂の層は、30秒以内に硬化した材料を形成するように構成される、
ここで、硬化した材料は、約3~100MJ/m の範囲の靭性および約30~1000%の範囲の破断時ひずみを有する。
[374]
硬化した材料が約3MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[375]
硬化した材料が約5MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[376]
硬化した材料が約10MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[377]
硬化した材料が約25MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[378]
硬化した材料が約50MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[379]
硬化した材料が約75MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[380]
硬化した材料が約100MJ/m の靭性を有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[381]
硬化した材料が約100%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[382]
硬化した材料が約200%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[383]
硬化した材料が約300%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[384]
硬化した材料が約400%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[385]
硬化した材料が約500%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[386]
硬化した材料が約600%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[387]
硬化した材料が約700%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[388]
硬化した材料が約800%の破断点ひずみを有する、[373]に記載の光重合性樹脂。
[389]
約400μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[390]
約300μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[391]
約200μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[392]
約100μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[393]
約100μmの厚さの樹脂の層が、20秒以内に硬化した材料を形成するように構成されている、[373]に記載の光重合性樹脂。
[394]
約100μmの厚さの樹脂の層が、10秒以内に硬化した材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[395]
約100μmの厚さの樹脂の層が、3秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[396]
約1000μmの厚さの樹脂の層が、30秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[397]
約10μmの厚さの樹脂の層が2秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[398]
約10μmの厚さの樹脂の層が、1秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[399]
約10μmの厚さの樹脂の層が、1/2秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[400]
約10μmの厚さの樹脂の層が、1/4秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[401]
約100μmの厚さの樹脂の層が、1/10秒以内に硬化材料を形成するように構成される、[373]に記載の光重合性樹脂。
[402]
以下を含む、三次元印刷用の光重合性樹脂:
約5-10phrのチオール;
約0-5%のトリメチロールプロパントリアクリレート;
約30~50%の少なくとも1つの二官能性アクリルオリゴマー;
約5~75%のイソボルニルアクリレート;及び
約0-80%のヒドロキシプロピルアクリレート;
ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化材料を形成するように構成される。
[403]
チオールが第二級チオールを含む、[402]に記載の光重合性樹脂。
[404]
第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンのうちの少なくとも1つを含む、[403]に記載の光重合性樹脂。
[405]
二官能性アクリルオリゴマーが、CN9004、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ビスアクリルアミド、および/またはトリシクロ[5.2.1.0 2,6 ]デカンジメタノールジアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、[402]に記載の光重合性樹脂。

Claims (9)

  1. 下記を含む、積層造形用の光重合性樹脂:
    5-15phrのチオール;
    樹脂中の二官能性アクリルオリゴマーと単官能性アクリルモノマーの合計パーセンテージに対して20~60%の二官能性アクリルオリゴマー;及び
    樹脂中の二官能性アクリルオリゴマーと単官能性アクリルモノマーの合計パーセンテージに対して40~80%の1つまたは複数の単官能性アクリルモノマー、
    ここで、樹脂は、光への曝露によって反応して硬化した材料を形成するように構成される。
  2. チオールが第二級チオールを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
  3. 第二級チオールがペンタエリスリトールテトラキス(3-メルカプトブチレート);1,4-ビス(3-メルカプトブチリルオキシ)ブタン;および/または1,3,5-トリス(3-メルカプトブチルオキセチル)-1,3,5-トリアジン-2,4,6(1H,3H,5H)-トリオンのうちの少なくとも1つを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
  4. 二官能性アクリルオリゴマーがウレタンアクリレートオリゴマーを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
  5. 二官能性アクリルオリゴマーが脂肪族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
  6. 二官能性アクリルオリゴマーが芳香族ウレタンアクリレートオリゴマーを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
  7. 二官能性アクリルオリゴマーが、芳香族ウレタンアクリレートおよび/または脂肪族ウレタンアクリレートのうちの少なくとも1つを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
  8. 単官能性アクリルモノマーが200未満の分子量を有する、請求項に記載の光重合性樹脂。
  9. 単官能性アクリルモノマーが、2-エチルヘキシルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、および/または2-ヒドロキシエチルメタクリレートのうちの少なくとも1つを含む、請求項に記載の光重合性樹脂。
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