JPH04214326A - 改良された機械的特性をもつ光構造化層の作成方法 - Google Patents
改良された機械的特性をもつ光構造化層の作成方法Info
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
- G03F7/40—Treatment after imagewise removal, e.g. baking
-
- G—PHYSICS
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
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- B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
- B29C64/124—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material using layers of liquid which are selectively solidified
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- G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
-
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【技術分野】本発明の主題は構造化された層および3次
元物体を作成するための方法である。この方法において
、光重合性のまた熱的に硬化しうるプラスチゾル分散物
からの感光性混合物の1層または多層が像状に露光され
、そしてこの光重合した部分は熱的に後硬化をされるの
である。
元物体を作成するための方法である。この方法において
、光重合性のまた熱的に硬化しうるプラスチゾル分散物
からの感光性混合物の1層または多層が像状に露光され
、そしてこの光重合した部分は熱的に後硬化をされるの
である。
【0002】
【従来技術】構造化された層(structured
layers)を作成するため現在多数の方法が用いら
れている。これらの方法においては、感光性の層が像状
に露光され、そして露光または未露光の部分が、例えば
ウオッシュオフによりとり除かれる。特に、印刷版の作
成、エッチングまたはプレーティング用レジスト、およ
びソルダーレジストなどには、光の作用のもとに重合ま
たは架橋化するいわゆるネガチブ型混合物が用いられ(
例えば、DE−C第22 15 090号)、また任意
的に、熱的に後硬化しうるものも用いられている(例え
ば、EP−B第00 73 444号とEP−B第00
63 304号)。
layers)を作成するため現在多数の方法が用いら
れている。これらの方法においては、感光性の層が像状
に露光され、そして露光または未露光の部分が、例えば
ウオッシュオフによりとり除かれる。特に、印刷版の作
成、エッチングまたはプレーティング用レジスト、およ
びソルダーレジストなどには、光の作用のもとに重合ま
たは架橋化するいわゆるネガチブ型混合物が用いられ(
例えば、DE−C第22 15 090号)、また任意
的に、熱的に後硬化しうるものも用いられている(例え
ば、EP−B第00 73 444号とEP−B第00
63 304号)。
【0003】光構造化のこの形式のものはまた3次元物
体の作成にますます使用されている。個々に光硬化した
多数の層を段階的に組み立てることにより、3次元のモ
デルを作る各種の方法が知られている。(U.S.第4
,575,330号;EP−A第02 50 121号
;U.S.第4,752,498号およびJ. Ima
ging Technol., 15(4),186−
190(1989)とこの中で引用されている各文献)
これらの方法では、個々の層のそれぞれについて異なる
露光マスクを用いて操作をする手法、同様にレーザによ
って光重合性層上に直接所望の構造を書き入れるなどの
手法が用いられる。しかしながら、今日までの刊行物で
3次元物体用の特定の感光性混合物に関係したものはな
く、むしろ他の製品用の既知の感光性材料を使用する方
法技術に関するものだけであった。
体の作成にますます使用されている。個々に光硬化した
多数の層を段階的に組み立てることにより、3次元のモ
デルを作る各種の方法が知られている。(U.S.第4
,575,330号;EP−A第02 50 121号
;U.S.第4,752,498号およびJ. Ima
ging Technol., 15(4),186−
190(1989)とこの中で引用されている各文献)
これらの方法では、個々の層のそれぞれについて異なる
露光マスクを用いて操作をする手法、同様にレーザによ
って光重合性層上に直接所望の構造を書き入れるなどの
手法が用いられる。しかしながら、今日までの刊行物で
3次元物体用の特定の感光性混合物に関係したものはな
く、むしろ他の製品用の既知の感光性材料を使用する方
法技術に関するものだけであった。
【0004】これらの材料はポリマー性バインダー、光
重合性の液体モノマーおよび光開始剤で普通構成され、
充填材、熱重合抑制剤、色素などのような添加剤をもつ
こともある。しかしこれらの混合物で作られた材料はし
ばしば不満足な機械的特性を有していた。またこのよう
な重合性混合物の処理は、その粘度が非常に高いために
困難である。粘度を下げるため普通可塑剤が添加される
が、これらは仕上った品物からにじみ出るという欠点を
有している。
重合性の液体モノマーおよび光開始剤で普通構成され、
充填材、熱重合抑制剤、色素などのような添加剤をもつ
こともある。しかしこれらの混合物で作られた材料はし
ばしば不満足な機械的特性を有していた。またこのよう
な重合性混合物の処理は、その粘度が非常に高いために
困難である。粘度を下げるため普通可塑剤が添加される
が、これらは仕上った品物からにじみ出るという欠点を
有している。
【0005】プラスチゾルまたはオルガノゾルはポリマ
ー可塑剤混合物の1つの特別なタイプのものである。こ
れらは非揮発性の液体可塑剤中の40〜80重量%のポ
リマー分散物であり、この可塑剤はある温度(ゲルまた
はプラスチゾル温度)以上に分散物が加熱されたとき、
ポリマーを溶解しうるものである。この相を周囲温度に
まで冷却するとき、固体の透明な材料が生成される。こ
れらの分散物には揮発性の溶剤を含むことができる。こ
れらの含有量が10重量%以下であるとき製品はプラス
チゾルと呼ばれ、溶剤含有量がより大きいときはオルガ
ノゾルといわれている。
ー可塑剤混合物の1つの特別なタイプのものである。こ
れらは非揮発性の液体可塑剤中の40〜80重量%のポ
リマー分散物であり、この可塑剤はある温度(ゲルまた
はプラスチゾル温度)以上に分散物が加熱されたとき、
ポリマーを溶解しうるものである。この相を周囲温度に
まで冷却するとき、固体の透明な材料が生成される。こ
れらの分散物には揮発性の溶剤を含むことができる。こ
れらの含有量が10重量%以下であるとき製品はプラス
チゾルと呼ばれ、溶剤含有量がより大きいときはオルガ
ノゾルといわれている。
【0006】プラスチゾルに対してモノマーと光開始剤
または熱開始剤とを添加し、ポリマー可塑剤混合物の熱
融着後に後硬化することのできるものが知られている。 このような反応性のプラスチゾルは、例えばU.S.第
2,618,621号;DE−A第30 06 349
号;U.S.第4,523,983号またはU.S.第
4,623,558号中などで述べられている。プラス
チゾル、多官能性モノマーおよび/またはエポキシ樹脂
、光開始剤、および熱開始剤の混合物は、シーリング用
コンパウンドおよび接着剤として使用することができ、
J. Radiat. Curing, 10(4),
8−11(1983)およびDE−A第33 14 8
96号中で説明されている。これらのプラスチゾル混合
物は短かい全体的の露光により固化され(熱開始剤のな
い混合物については、またU.S.第4,634,56
2号中で述べられている)、ついで熱処理により完全に
固化される。熱的の重合は光重合が不可能なときに接着
剤を硬化させるのに用いられる。U.S.第4,176
,028号における印刷版の作成法で、プラスチゾルは
光硬化性だけで使用され、その熱融着性は光重合性層を
形成するために利用されている。これはつぎに支持体上
にラミネートされ、通常の方法により画像状に露光され
そしてウオッシュアウトする。この場合、熱開始剤を含
みかつ光重合性層の組み立てに際して甚だ硬い層を形成
するようなプラスチゾルは、未露光部分の除去に不都合
な作用をするため使用すべきでない。
または熱開始剤とを添加し、ポリマー可塑剤混合物の熱
融着後に後硬化することのできるものが知られている。 このような反応性のプラスチゾルは、例えばU.S.第
2,618,621号;DE−A第30 06 349
号;U.S.第4,523,983号またはU.S.第
4,623,558号中などで述べられている。プラス
チゾル、多官能性モノマーおよび/またはエポキシ樹脂
、光開始剤、および熱開始剤の混合物は、シーリング用
コンパウンドおよび接着剤として使用することができ、
J. Radiat. Curing, 10(4),
8−11(1983)およびDE−A第33 14 8
96号中で説明されている。これらのプラスチゾル混合
物は短かい全体的の露光により固化され(熱開始剤のな
い混合物については、またU.S.第4,634,56
2号中で述べられている)、ついで熱処理により完全に
固化される。熱的の重合は光重合が不可能なときに接着
剤を硬化させるのに用いられる。U.S.第4,176
,028号における印刷版の作成法で、プラスチゾルは
光硬化性だけで使用され、その熱融着性は光重合性層を
形成するために利用されている。これはつぎに支持体上
にラミネートされ、通常の方法により画像状に露光され
そしてウオッシュアウトする。この場合、熱開始剤を含
みかつ光重合性層の組み立てに際して甚だ硬い層を形成
するようなプラスチゾルは、未露光部分の除去に不都合
な作用をするため使用すべきでない。
【0007】プラスチゾルと光重合性混合物との組み合
わせを使用する、印刷版作成のための別の方法がU.S
.第3,615,448号中と、1978年ワシントン
での“フォトポリマーシステムシンポジウム”の予稿集
の第56〜75頁にW.J. Nebe氏により説明さ
れている。ここで、プラスチゾル、モノマーのような感
光性の化合物、架橋性のポリマーまたは重合しうる可塑
剤、および光開始剤とから構成される層は画像状に露光
をされそして加熱される。未露光の部分は溶融し、そし
て冷却すると固化して非粘着性の区域を形成する。露光
をされた部分はついでウオッシュオフするかまたはトー
ニングされる。このプロセスにおいて、プラスチゾルの
溶融と光硬化とは、熱的に溶融される区域とモノマー、
ポリマーまたは可塑剤の光重合による溶融されない区域
とに画像状に区別をするように、別々の区域内において
生じる。
わせを使用する、印刷版作成のための別の方法がU.S
.第3,615,448号中と、1978年ワシントン
での“フォトポリマーシステムシンポジウム”の予稿集
の第56〜75頁にW.J. Nebe氏により説明さ
れている。ここで、プラスチゾル、モノマーのような感
光性の化合物、架橋性のポリマーまたは重合しうる可塑
剤、および光開始剤とから構成される層は画像状に露光
をされそして加熱される。未露光の部分は溶融し、そし
て冷却すると固化して非粘着性の区域を形成する。露光
をされた部分はついでウオッシュオフするかまたはトー
ニングされる。このプロセスにおいて、プラスチゾルの
溶融と光硬化とは、熱的に溶融される区域とモノマー、
ポリマーまたは可塑剤の光重合による溶融されない区域
とに画像状に区別をするように、別々の区域内において
生じる。
【0008】
【発明の要点】本発明に含まれている問題は、高い機械
的安定性をもつ構造化された層または3次元物体を作る
ために、感光性混合物によって出発する方法を開発する
ことである。硬化プロセスの結果として得られる製品は
高い抗張力、高いショアー硬度、低い伸び、高い剛性お
よび低い収縮性などをもつべきである。これに加えて、
可塑剤がにじみ出てはならず、そして感光性混合物は取
扱いおよび処理が容易なものであるべきである。同時に
、提示された画像またはモデルに対し正確な再現のでき
るものでなければならない。
的安定性をもつ構造化された層または3次元物体を作る
ために、感光性混合物によって出発する方法を開発する
ことである。硬化プロセスの結果として得られる製品は
高い抗張力、高いショアー硬度、低い伸び、高い剛性お
よび低い収縮性などをもつべきである。これに加えて、
可塑剤がにじみ出てはならず、そして感光性混合物は取
扱いおよび処理が容易なものであるべきである。同時に
、提示された画像またはモデルに対し正確な再現のでき
るものでなければならない。
【0009】この問題は光構造化層を作るために:a)
1. 熱溶融性ポリマーと可塑剤の分散物、2.
少なくとも1つの付加重合しうる、エチレン性不飽和化
合物、 3. 光開始剤または光開始剤系、および4. 熱
反応性化合物、 を含む感光性混合物からの層を形成させ、b) この
感光性層を画像状に露光し、c) この層の未露光の
部分をとり除き、そしてd) この露光済みの層を熱
処理する、各工程から構成される光構造化層の作成方法
により解決された。
1. 熱溶融性ポリマーと可塑剤の分散物、2.
少なくとも1つの付加重合しうる、エチレン性不飽和化
合物、 3. 光開始剤または光開始剤系、および4. 熱
反応性化合物、 を含む感光性混合物からの層を形成させ、b) この
感光性層を画像状に露光し、c) この層の未露光の
部分をとり除き、そしてd) この露光済みの層を熱
処理する、各工程から構成される光構造化層の作成方法
により解決された。
【0010】本発明の方法によって、画像状の光構造化
のために反応性プラスチゾルの特長を利用することがで
きる。本発明の方法を暗示する反応性プラスチゾルを転
用する既知の方法は皆無である。画像状の露光と未露光
区域の除去、または熱溶融もしくは熱硬化のいずれに際
しても、不都合な作用が生じないのは驚くべきことであ
る。現状の技術から、モノマーと光開始剤とを含むプラ
スチゾルの画像状露光により、熱的に溶融しうる区域を
溶融することのできない区域から区別することができる
のが知られてはいるが、熱溶融がすでに光重合している
にもかかわらずなお可能であることはもっとも予期しな
いものであった。
のために反応性プラスチゾルの特長を利用することがで
きる。本発明の方法を暗示する反応性プラスチゾルを転
用する既知の方法は皆無である。画像状の露光と未露光
区域の除去、または熱溶融もしくは熱硬化のいずれに際
しても、不都合な作用が生じないのは驚くべきことであ
る。現状の技術から、モノマーと光開始剤とを含むプラ
スチゾルの画像状露光により、熱的に溶融しうる区域を
溶融することのできない区域から区別することができる
のが知られてはいるが、熱溶融がすでに光重合している
にもかかわらずなお可能であることはもっとも予期しな
いものであった。
【0011】
【発明の具体的説明】感光性混合物が光重合性であると
同時に、熱溶融性でかつ熱硬化性であるものを用いるこ
とが本発明にとって重要である。本発明の感光性混合物
のバインダーシステムにはポリマー/可塑剤分散物を使
用し、このものは加熱に際して溶融して1つの相となり
、冷却すると固体に硬化して透明な組成物となるもので
ある。同時に、プラスチゾルが用いられているため、こ
の高い可塑剤比率は低粘度であることとなり、これによ
り感光性混合物の加工適性を良好とする。モノマーまた
はモノマー混合物と光開始剤および熱反応性化合物との
組み合わせは、画像状の光重合とこれに伴う熱的の後硬
化の可能性を意味している。普通感光性混合物に対して
熱重合抑止剤を加えねばならないのにもかかわらず、驚
くことに熱反応化合物の添加は感光性混合物の安定性と
処理性とを著るしく損なわないのである。構造化材料の
安定性が短かい露光時間で最大であったのもまた驚くこ
とである。
同時に、熱溶融性でかつ熱硬化性であるものを用いるこ
とが本発明にとって重要である。本発明の感光性混合物
のバインダーシステムにはポリマー/可塑剤分散物を使
用し、このものは加熱に際して溶融して1つの相となり
、冷却すると固体に硬化して透明な組成物となるもので
ある。同時に、プラスチゾルが用いられているため、こ
の高い可塑剤比率は低粘度であることとなり、これによ
り感光性混合物の加工適性を良好とする。モノマーまた
はモノマー混合物と光開始剤および熱反応性化合物との
組み合わせは、画像状の光重合とこれに伴う熱的の後硬
化の可能性を意味している。普通感光性混合物に対して
熱重合抑止剤を加えねばならないのにもかかわらず、驚
くことに熱反応化合物の添加は感光性混合物の安定性と
処理性とを著るしく損なわないのである。構造化材料の
安定性が短かい露光時間で最大であったのもまた驚くこ
とである。
【0012】本発明方法は主要な点は熱処理が未露光部
をとり除いた後でのみ行われることである。そのため、
熱処理は露光済みの区域にだけ作用し、その機械的特性
がこれにより著るしく改善される。画像状の光重合によ
り構造化された材料の安定化は、バインダー系のプラス
チゾルの溶融により実際は部分的になされるが、さらに
大きな強化は付加的な熱硬化によってのみ達成される。 この熱処理による2重の強化をした構造化された材料は
、適切な機械的安定性と高い応力に対する抵抗性とをも
ち、またその上長い耐久性を示すのである。プラスチゾ
ルの溶融だけで硬化された構造化材料はより低い抗張力
、大きな伸びおよび可塑剤の移動などを示した。
をとり除いた後でのみ行われることである。そのため、
熱処理は露光済みの区域にだけ作用し、その機械的特性
がこれにより著るしく改善される。画像状の光重合によ
り構造化された材料の安定化は、バインダー系のプラス
チゾルの溶融により実際は部分的になされるが、さらに
大きな強化は付加的な熱硬化によってのみ達成される。 この熱処理による2重の強化をした構造化された材料は
、適切な機械的安定性と高い応力に対する抵抗性とをも
ち、またその上長い耐久性を示すのである。プラスチゾ
ルの溶融だけで硬化された構造化材料はより低い抗張力
、大きな伸びおよび可塑剤の移動などを示した。
【0013】本発明にとって必須の熱硬化のために、感
光性混合物は好ましく熱開始剤と付加重合しうるエチレ
ン性の不飽和化合物とを含んでいる。後者は光重合性の
モノマーまたはモノマー混合物とすることができ、光重
合工程において完全には反応をさせられない。これは短
かい露光時間によるか、高い光学的濃度、好ましくD≧
1.3を選定することにより光開始を制限するか、ある
いは反応性の低いモノマーを添加することにより達成さ
れる。反応性の異なるモノマーを含有するモノマー混合
物が好ましい。反応性の大きいモノマーは画像状の露光
により光重合させて材料を構造化し、そして反応性の小
さいモノマーは次の処理中に熱重合させて材料を強化す
る。さらに、各モノマーはポリマーと相溶しうるもので
なければならない。とくに、反応性の小さいモノマーは
ポリマーと高温において相溶しうるものでなければなら
ない。一方、各モノマーは周囲温度においてポリマーを
膨潤するものであってはならない。
光性混合物は好ましく熱開始剤と付加重合しうるエチレ
ン性の不飽和化合物とを含んでいる。後者は光重合性の
モノマーまたはモノマー混合物とすることができ、光重
合工程において完全には反応をさせられない。これは短
かい露光時間によるか、高い光学的濃度、好ましくD≧
1.3を選定することにより光開始を制限するか、ある
いは反応性の低いモノマーを添加することにより達成さ
れる。反応性の異なるモノマーを含有するモノマー混合
物が好ましい。反応性の大きいモノマーは画像状の露光
により光重合させて材料を構造化し、そして反応性の小
さいモノマーは次の処理中に熱重合させて材料を強化す
る。さらに、各モノマーはポリマーと相溶しうるもので
なければならない。とくに、反応性の小さいモノマーは
ポリマーと高温において相溶しうるものでなければなら
ない。一方、各モノマーは周囲温度においてポリマーを
膨潤するものであってはならない。
【0014】異なる反応性をもつ適当なモノマーは、例
えばアクリレートとメタアクリレートである。適当なモ
ノマーの例にはエチルアクリレートとメタクリレート、
1,4−ブタンジオールジアクリレートとメタクリレー
ト、イソデシルアクリレートとメタクリレート、ジシク
ロペンテニルジアクリレートとメタクリレート、2−エ
チルヘキシルアクリレートとメタクリレート、およびラ
ウリルアクリレートとメタクリレートなどである。特に
好都合なものはトリメチロールプロパントリアクリレー
トとメタクリレート、1,6−ヘキサジンオールアクリ
レートとメタクリレート、またはエトキシレートトリメ
チロールプロパントリアクリレートおよびN−ビニルピ
ロリドンなどである。熱重合はプラスチゾル温度以下で
生じるべきではないが、むしろこの温度または好ましく
これ以上の温度で起きるべきである。これは熱重合がプ
ラスチゾルの溶融後これにより形成された相の中でのみ
生じねばならないということを意味している。これはプ
ラスチゾル温度または好ましくこれ以上の温度で分解を
する熱開始剤を使用することにより達成される。適当な
熱開始剤の実例はt−ブチルハイドロパーオキサイド、
t−ブチルパーベンゾエート、およびクメンハイドロパ
ーオキサイドなどである。
えばアクリレートとメタアクリレートである。適当なモ
ノマーの例にはエチルアクリレートとメタクリレート、
1,4−ブタンジオールジアクリレートとメタクリレー
ト、イソデシルアクリレートとメタクリレート、ジシク
ロペンテニルジアクリレートとメタクリレート、2−エ
チルヘキシルアクリレートとメタクリレート、およびラ
ウリルアクリレートとメタクリレートなどである。特に
好都合なものはトリメチロールプロパントリアクリレー
トとメタクリレート、1,6−ヘキサジンオールアクリ
レートとメタクリレート、またはエトキシレートトリメ
チロールプロパントリアクリレートおよびN−ビニルピ
ロリドンなどである。熱重合はプラスチゾル温度以下で
生じるべきではないが、むしろこの温度または好ましく
これ以上の温度で起きるべきである。これは熱重合がプ
ラスチゾルの溶融後これにより形成された相の中でのみ
生じねばならないということを意味している。これはプ
ラスチゾル温度または好ましくこれ以上の温度で分解を
する熱開始剤を使用することにより達成される。適当な
熱開始剤の実例はt−ブチルハイドロパーオキサイド、
t−ブチルパーベンゾエート、およびクメンハイドロパ
ーオキサイドなどである。
【0015】本発明のいま1つの方式は、それ自体でお
よび/または混合物の他の成分の1つまたはいくつかと
ともに熱的の架橋結合をしうる化合物による熱硬化から
構成されるものである。適当な例はエポキシ、ヒドロキ
シ、アルキルエーテルおよびヒドロキシアルキルなどの
基をもつ化合物である。特に適当なものは少なくとも2
つのエポキシ基とメラミン誘導体をもつ化合物である。 好ましい化合物はヘキサメトキシメラミン、3,4−エ
ポキシ−シクロヘキシルカルボン酸−3,4−エポキシ
シクロヘキシルメチルエステルおよび2,2−ビス(グ
リシドオキシフェニル)プロパンなどである。
よび/または混合物の他の成分の1つまたはいくつかと
ともに熱的の架橋結合をしうる化合物による熱硬化から
構成されるものである。適当な例はエポキシ、ヒドロキ
シ、アルキルエーテルおよびヒドロキシアルキルなどの
基をもつ化合物である。特に適当なものは少なくとも2
つのエポキシ基とメラミン誘導体をもつ化合物である。 好ましい化合物はヘキサメトキシメラミン、3,4−エ
ポキシ−シクロヘキシルカルボン酸−3,4−エポキシ
シクロヘキシルメチルエステルおよび2,2−ビス(グ
リシドオキシフェニル)プロパンなどである。
【0016】光重合の開始剤は、例えばベンゾイン、ベ
ンゾインアルキルエーテル、アルファ−メチルベンゾイ
ンまたはそのエーテル、ベンジルジメチルケタールのよ
うな光開始剤、および例えばベンゾフェノン/ミヒュラ
ー氏ケトンおよびチオキサントン/アミンのような光開
始剤系が知られている。
ンゾインアルキルエーテル、アルファ−メチルベンゾイ
ンまたはそのエーテル、ベンジルジメチルケタールのよ
うな光開始剤、および例えばベンゾフェノン/ミヒュラ
ー氏ケトンおよびチオキサントン/アミンのような光開
始剤系が知られている。
【0017】本発明においては、高められた温度で溶融
するポリマー/可塑剤分散物をバインダー系として用い
ている。この目的に適したものはビニルクロライド、ビ
ニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルステア
レート、ビニルエーテル、ビニルピリジン、スチレン、
アクリル酸とメタクリル酸またはそれらのエステル、例
えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アク
リレート、ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メ
タ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、などの
ホモポリマーまたはコポリマーの、40〜80重量%、
好ましくは50〜70重量%のプラスチゾルおよびオル
ガノゾルである。ここに引用したホモポリマーまたはコ
ポリマーの1種以上の混合物もしくはコア/シェルポリ
マーも用いることができる。ポリマーの分子量は10,
000〜200,000の間、好ましくは50,000
〜180,000の間とすべきである。70,000〜
150,000間の分子量をもつポリマーが特に好まし
い。
するポリマー/可塑剤分散物をバインダー系として用い
ている。この目的に適したものはビニルクロライド、ビ
ニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルステア
レート、ビニルエーテル、ビニルピリジン、スチレン、
アクリル酸とメタクリル酸またはそれらのエステル、例
えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アク
リレート、ブチル(メタ)アクリレート、オクチル(メ
タ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、などの
ホモポリマーまたはコポリマーの、40〜80重量%、
好ましくは50〜70重量%のプラスチゾルおよびオル
ガノゾルである。ここに引用したホモポリマーまたはコ
ポリマーの1種以上の混合物もしくはコア/シェルポリ
マーも用いることができる。ポリマーの分子量は10,
000〜200,000の間、好ましくは50,000
〜180,000の間とすべきである。70,000〜
150,000間の分子量をもつポリマーが特に好まし
い。
【0018】プラスチゾル分散物の20〜60重量%、
好ましく30〜50重量%である、可塑剤の適当なもの
はホスフェート、フタレート、およびセバシン酸または
アジピン酸のエステルである。特に適当なものはジブチ
ルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジ
ルフタレート、トリクレシルホスフェート、トリブチル
ホスフェート、特にジエチルヘキシルフタレートおよび
トリエチレングルコールジアセテートなどである。トリ
アリルホスフェートとジアリルフタレートのような熱重
合をしうる可塑剤も使用することができる。
好ましく30〜50重量%である、可塑剤の適当なもの
はホスフェート、フタレート、およびセバシン酸または
アジピン酸のエステルである。特に適当なものはジブチ
ルフタレート、ジイソデシルフタレート、ブチルベンジ
ルフタレート、トリクレシルホスフェート、トリブチル
ホスフェート、特にジエチルヘキシルフタレートおよび
トリエチレングルコールジアセテートなどである。トリ
アリルホスフェートとジアリルフタレートのような熱重
合をしうる可塑剤も使用することができる。
【0019】本発明の感光性混合物はバインダー系40
〜90重量%、モノマー5〜30重量%、光開始剤0.
01〜5重量%、および熱開始剤0.1〜5、好ましく
0.5〜2重量%、あるいはそれ自体で熱的に架橋化す
るかおよび/または混合物の1つまたはいくつかの成分
とともに熱的に架橋化する化合物の1〜30、好ましく
10〜20重量%を通常含んでいる。
〜90重量%、モノマー5〜30重量%、光開始剤0.
01〜5重量%、および熱開始剤0.1〜5、好ましく
0.5〜2重量%、あるいはそれ自体で熱的に架橋化す
るかおよび/または混合物の1つまたはいくつかの成分
とともに熱的に架橋化する化合物の1〜30、好ましく
10〜20重量%を通常含んでいる。
【0020】さらに、感光性混合物は普通の添加剤、例
えばSiO2のような濃厚化剤、充填材、色素、および
安定剤などを含むことができる。特に効果的なものはプ
ラスチゾル温度での加熱の際に水、CO2、N2などを
放出する化合物、例えば炭酸水素カリウムなどの添加で
ある。一般に、これは硬化の際に生じる収縮を減少させ
る。
えばSiO2のような濃厚化剤、充填材、色素、および
安定剤などを含むことができる。特に効果的なものはプ
ラスチゾル温度での加熱の際に水、CO2、N2などを
放出する化合物、例えば炭酸水素カリウムなどの添加で
ある。一般に、これは硬化の際に生じる収縮を減少させ
る。
【0021】構造層を作成するためのこの方法は、任意
的に支持体上に本発明の感光性混合物の層を作り、この
層を画像状に露光し、未露光の部分をとり除きそして熱
的な後処理をすることから構成されている。適当な支持
体材料は、例えばガラス、金属基体、金属被覆基体およ
び合成樹脂シート、例えばポリエステルシートなどであ
る。
的に支持体上に本発明の感光性混合物の層を作り、この
層を画像状に露光し、未露光の部分をとり除きそして熱
的な後処理をすることから構成されている。適当な支持
体材料は、例えばガラス、金属基体、金属被覆基体およ
び合成樹脂シート、例えばポリエステルシートなどであ
る。
【0022】感光性混合物は現在の塗布方法、例えばキ
ャスティング、ディッピング、スプレ法、その他により
支持体上に付与される。層の厚さは普通2〜750ミク
ロン、好ましくは25〜400ミクロンである。画像状
露光のための活性放射線は紫外線、可視または赤外光線
とすることができるが、紫外光線が好ましい。露光は水
銀蒸気燈、キセノン燈またはカーボンアーク燈などで行
われる。レーザの利用が特に有効である。光重合をしな
かった部分は、空気流によりまたは液体もしくは溶剤蒸
気による処理などによってとり除くことができる。必要
ならば、適当な溶剤、例えばトリクロロエタンのような
ものを再洗浄処理に用いることができる。光重合しなか
った部分は通常の現像溶剤によって、直接的にウオッシ
ュオフによりとり除くこともできる。ついで、熱的の後
硬化が電気オーブン中または赤外ランプにより行われる
。この温度は80°〜200℃、好ましくは100°〜
180℃である。この熱処理の期間は使用した感光性混
合物に関係するが15〜60分の間である。
ャスティング、ディッピング、スプレ法、その他により
支持体上に付与される。層の厚さは普通2〜750ミク
ロン、好ましくは25〜400ミクロンである。画像状
露光のための活性放射線は紫外線、可視または赤外光線
とすることができるが、紫外光線が好ましい。露光は水
銀蒸気燈、キセノン燈またはカーボンアーク燈などで行
われる。レーザの利用が特に有効である。光重合をしな
かった部分は、空気流によりまたは液体もしくは溶剤蒸
気による処理などによってとり除くことができる。必要
ならば、適当な溶剤、例えばトリクロロエタンのような
ものを再洗浄処理に用いることができる。光重合しなか
った部分は通常の現像溶剤によって、直接的にウオッシ
ュオフによりとり除くこともできる。ついで、熱的の後
硬化が電気オーブン中または赤外ランプにより行われる
。この温度は80°〜200℃、好ましくは100°〜
180℃である。この熱処理の期間は使用した感光性混
合物に関係するが15〜60分の間である。
【0023】本発明の感光性混合物は3次元物体の作成
に好ましく用いられる。これらは感光性混合物の個々の
層を他のものの上に塗布し、そしてこれをそれぞれ画像
状に露光することにより、物体を層状に組み立てるのに
特に適している。この目的のためには、U.S.第4,
575,330号またはEP−A第02 50 121
号中に述べられたような、感光性層上に直接記録するレ
ーザビームの使用が特に有効である。感光性混合物のそ
れぞれの層は通常の方法により形成することができ、感
光性混合物は各層を作るため段階的に供給される。しか
しながら、またすべての感光性混合物を、垂直に移動す
る支持板をもつ容器中に入れることもできる。方法の始
めに、この支持板は感光性混合物の表面に位置しこの混
合物の層で覆われている。この層は画像状に露光をされ
る。ついで支持板は新しい感光性層を受け入れるため下
にさげられる。新しい形成された感光性層はついでまた
画像状に露光をされる。これらの工程の段階は3次元物
体が完成するまでくり返される。その後の処理は1層の
方法と同じである。
に好ましく用いられる。これらは感光性混合物の個々の
層を他のものの上に塗布し、そしてこれをそれぞれ画像
状に露光することにより、物体を層状に組み立てるのに
特に適している。この目的のためには、U.S.第4,
575,330号またはEP−A第02 50 121
号中に述べられたような、感光性層上に直接記録するレ
ーザビームの使用が特に有効である。感光性混合物のそ
れぞれの層は通常の方法により形成することができ、感
光性混合物は各層を作るため段階的に供給される。しか
しながら、またすべての感光性混合物を、垂直に移動す
る支持板をもつ容器中に入れることもできる。方法の始
めに、この支持板は感光性混合物の表面に位置しこの混
合物の層で覆われている。この層は画像状に露光をされ
る。ついで支持板は新しい感光性層を受け入れるため下
にさげられる。新しい形成された感光性層はついでまた
画像状に露光をされる。これらの工程の段階は3次元物
体が完成するまでくり返される。その後の処理は1層の
方法と同じである。
【0024】本発明をさらに例証するため以下に実施例
を示す。
を示す。
【0025】実施例1
ポリビニルクロライド(分子量110,000)10g
、ビス−(2−エチルヘキシル)−フタレート5g、ト
リメチロールプロパントリアクリレート3g、ヘキサン
ジオールジアクリレート3g、ベンジルジメチルケター
ル0.5g、およびジベンゾイルパーオキサイド0.2
gからなる分散物Aを銅板上に厚さ0.3mmに塗布し
、スクリンスキャナにより抑制されたアルゴンレーザ(
360nm,250mJ/cm2)により回路パターン
を通じて露光をした。未露光の区域はエタノールとトリ
クロロエタン混合物(容積で1:1)によりウオッシュ
オフした。得られた構造化層を180℃で5分間加熱す
る。元の回路の正確な再現が得られた。
、ビス−(2−エチルヘキシル)−フタレート5g、ト
リメチロールプロパントリアクリレート3g、ヘキサン
ジオールジアクリレート3g、ベンジルジメチルケター
ル0.5g、およびジベンゾイルパーオキサイド0.2
gからなる分散物Aを銅板上に厚さ0.3mmに塗布し
、スクリンスキャナにより抑制されたアルゴンレーザ(
360nm,250mJ/cm2)により回路パターン
を通じて露光をした。未露光の区域はエタノールとトリ
クロロエタン混合物(容積で1:1)によりウオッシュ
オフした。得られた構造化層を180℃で5分間加熱す
る。元の回路の正確な再現が得られた。
【0026】実施例2
分散物Aと分散物B(ジベンゾイルパーオキサイドを含
まない他はAと同じ)の厚さ0.3mmの層を、アルゴ
ンレーザ(360nm,250mJ/cm2)によって
全面露光し、ついで180℃で5分間加熱した。抗張力
Fと伸びLとをツビック(Zwick)装置1435に
よって測定した。
まない他はAと同じ)の厚さ0.3mmの層を、アルゴ
ンレーザ(360nm,250mJ/cm2)によって
全面露光し、ついで180℃で5分間加熱した。抗張力
Fと伸びLとをツビック(Zwick)装置1435に
よって測定した。
【0027】
実施例3
分散物Aの厚さ0.3mmの層の試料2枚をアルゴンレ
ーザ(360nm)で露光した。露光エネルギーはa)
50 mJ/cm2 b) 500 mJ/cm2であっ
た。
ーザ(360nm)で露光した。露光エネルギーはa)
50 mJ/cm2 b) 500 mJ/cm2であっ
た。
【0028】各層はついで180℃において3分間加熱
した。各試料の抗張力を実施例2のようにして測定した
: a) 49 N/mm2 b) 40 N/mm2 このテ
ストは抗張力を大きくするためには、熱処理をする前に
拡散性のモノマーの残留分が存在しなければならないこ
とを示している。
した。各試料の抗張力を実施例2のようにして測定した
: a) 49 N/mm2 b) 40 N/mm2 このテ
ストは抗張力を大きくするためには、熱処理をする前に
拡散性のモノマーの残留分が存在しなければならないこ
とを示している。
【0029】実施例4
ポリメチルメタアクリレート粉末(分子量150,00
0)10g、エトキシレートトリメチロールプロパント
リアクリレート4g、ジメチルフタレート5.5g、N
−ビニルピロリドン2g、ベンジルジメチルケタール0
.4g、および2,2′−アゾ−ビス−イソブチル酸ニ
トリル0.2gの分散物を銅板上に厚さ0.4mmに塗
布し、スクリンスキャナで制御されたアルゴンレーザ(
360nm,60mJ/cm2)により回路パターンを
通じて露光をした。未露光区域は1,1,1−トリクロ
ロエタンとエタノールの混合物でウオッシュアウトした
。ついで140℃において5分間加熱をした。元の回路
の正確な再現が得られた。
0)10g、エトキシレートトリメチロールプロパント
リアクリレート4g、ジメチルフタレート5.5g、N
−ビニルピロリドン2g、ベンジルジメチルケタール0
.4g、および2,2′−アゾ−ビス−イソブチル酸ニ
トリル0.2gの分散物を銅板上に厚さ0.4mmに塗
布し、スクリンスキャナで制御されたアルゴンレーザ(
360nm,60mJ/cm2)により回路パターンを
通じて露光をした。未露光区域は1,1,1−トリクロ
ロエタンとエタノールの混合物でウオッシュアウトした
。ついで140℃において5分間加熱をした。元の回路
の正確な再現が得られた。
【0030】実施例5
長さ1.5cmの辺をもつ立方体の物体を作るため、実
施例4の分散物を垂直に移動できる支持板を備えた容器
中に入れた。方法を開始するときこの支持板は分散物の
1層で覆われるような位置にした。この層はアルゴンレ
ーザにより約360nmで正方形に露光をされた。レー
ザビームの直径は150ミクロンであり、スクリンスキ
ャナにより制御した。単位面積当りの露光エネルギは9
0mJ/cm2である。第1層の露光後、支持板は感光
性分散物の新しい層を形成するのに充分なだけ下に下げ
た。この工程を立方体の物体が完全に形成されるまでく
り返した。全部で50層を要し、毎回の層の厚さは30
0ミクロンであった。光重合をした物体を容器からとり
出し、重合しないで残留している分散物を空気流により
除去し、そして立方体物体を140℃で10分間加熱し
た。 オリジナルの正確な再現の固体の可撓性物体が得られた
。
施例4の分散物を垂直に移動できる支持板を備えた容器
中に入れた。方法を開始するときこの支持板は分散物の
1層で覆われるような位置にした。この層はアルゴンレ
ーザにより約360nmで正方形に露光をされた。レー
ザビームの直径は150ミクロンであり、スクリンスキ
ャナにより制御した。単位面積当りの露光エネルギは9
0mJ/cm2である。第1層の露光後、支持板は感光
性分散物の新しい層を形成するのに充分なだけ下に下げ
た。この工程を立方体の物体が完全に形成されるまでく
り返した。全部で50層を要し、毎回の層の厚さは30
0ミクロンであった。光重合をした物体を容器からとり
出し、重合しないで残留している分散物を空気流により
除去し、そして立方体物体を140℃で10分間加熱し
た。 オリジナルの正確な再現の固体の可撓性物体が得られた
。
【0031】実施例6
ポリビニルクロライド(分子量110,000)30g
、ビズ−(2−エチルヘキシル)フタレート16g、7
,7,9−トリメチル−4,13−ジオクソ−3,14
−ジオクサ−5,12−ジアザ−ヘキサデカン−1,1
6−ジオール−ジメタクリレート9g、N−ビニルピロ
リドン(10ppmのN,N′−ジ−sec−ブチル−
p−フェニレンジアミンを含む)9g、ベンジルジメチ
ルケタール3gおよび3,4−エポキシ−シクロヘキサ
ンカルボン酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル
エステル15gの分散物を銅板上に厚さ0.3mmの層
として塗布し、スクリンスキャナで制御したアルゴンレ
ーザ(360nm,250mJ/cm2)によって回路
パターンを通じて露光した。未露光部分はトリクロロエ
タンの蒸気によって除去した。このようにして構造化し
た層はついで150℃において5分間加熱した。元の回
路の正確な再現が得られた。
、ビズ−(2−エチルヘキシル)フタレート16g、7
,7,9−トリメチル−4,13−ジオクソ−3,14
−ジオクサ−5,12−ジアザ−ヘキサデカン−1,1
6−ジオール−ジメタクリレート9g、N−ビニルピロ
リドン(10ppmのN,N′−ジ−sec−ブチル−
p−フェニレンジアミンを含む)9g、ベンジルジメチ
ルケタール3gおよび3,4−エポキシ−シクロヘキサ
ンカルボン酸−3,4−エポキシシクロヘキシルメチル
エステル15gの分散物を銅板上に厚さ0.3mmの層
として塗布し、スクリンスキャナで制御したアルゴンレ
ーザ(360nm,250mJ/cm2)によって回路
パターンを通じて露光した。未露光部分はトリクロロエ
タンの蒸気によって除去した。このようにして構造化し
た層はついで150℃において5分間加熱した。元の回
路の正確な再現が得られた。
Claims (10)
- 【請求項1】 a)1. 熱溶融性ポリマーと可塑
剤の分散物、 2. 少なくとも1つの付加重合しうる、エチレン性
不飽和化合物、 3. 光開始剤または光開始剤系、および4. 熱
反応性化合物、 を含む感光性混合物からの層を形成させ、b) この
感光性層を画像状に露光し、c) この層の未露光の
部分をとり除き、そしてd) この露光済みの層を熱
処理する、各工程から構成される光構造化層の作成方法
。 - 【請求項2】 熱反応性化合物が熱開始剤である請求
項1に記載の方法。 - 【請求項3】 画像状の露光が露光される層の光学的
濃度が少なくとも1.3である波長において行われるも
のである請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 付加重合しうる、エチレン性不飽和化
合物で反応性の異なる少なくとも2つのものが使用され
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 熱開始剤はポリマー/可塑剤分散物が
溶融する温度またはそれ以上の温度で分解するものであ
る請求項1に記載の方法。 - 【請求項6】 熱反応性化合物がそれ自身熱的に架橋
化するかまたは混合物の少なくとも1つの成分と熱的に
架橋化する化合物である請求項1に記載の方法。 - 【請求項7】 熱反応性化合物がエポキシまたはメラ
ミン化合物である請求項6に記載の方法。 - 【請求項8】 ポリマー/可塑剤分散物がプラスチゾ
ルまたはオルガノゾルである請求項1に記載の方法。 - 【請求項9】 感光性混合物が高められた温度におい
てガスを放出する化合物の少なくとも1つを含むもので
ある請求項1に記載の方法。 - 【請求項10】 a)1. 熱溶融性ポリマーと可
塑剤の分散物、 2. 少なくとも1つの付加重合しうる、エチレン性
不飽和化合物、 3. 光開始剤または光開始剤系、および4. 熱
反応性化合物、 を含む感光性混合物からの層を形成させ、b) この
感光性層を画像状に露光し、c) b)により露光を
された層の上に感光性混合物の新しい層を付与し、 d) この感光性層を画像状に露光し、e) 3次
元の物体が充分に形成されるまで工程c)とd)とを引
き続きくり返し、 f) 未露光の部分をとり除き、そしてg) この
3次元の物体を熱処理する、の各工程からなる3次元物
体の作成方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4004620.6 | 1990-02-15 | ||
DE4004620A DE4004620C1 (en) | 1990-02-15 | 1990-02-15 | Photo-structured layer of three=dimensional object prodn. - by using fusible plastisol or organosol contg. unsatd. monomer, photoinitiator and thermally reactive cpd. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04214326A true JPH04214326A (ja) | 1992-08-05 |
Family
ID=6400167
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3040794A Pending JPH04214326A (ja) | 1990-02-15 | 1991-02-14 | 改良された機械的特性をもつ光構造化層の作成方法 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0442071B1 (ja) |
JP (1) | JPH04214326A (ja) |
KR (1) | KR910015889A (ja) |
CN (1) | CN1054674A (ja) |
AU (1) | AU7105191A (ja) |
CA (1) | CA2035779A1 (ja) |
DE (2) | DE4004620C1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019503885A (ja) * | 2015-12-22 | 2019-02-14 | カーボン,インコーポレイテッド | 二重硬化樹脂を用いた積層造形のための二重前駆体樹脂システム |
Families Citing this family (22)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5980812A (en) * | 1997-04-30 | 1999-11-09 | Lawton; John A. | Solid imaging process using component homogenization |
WO1999037288A1 (en) | 1998-01-21 | 1999-07-29 | Takeda Chemical Industries, Ltd. | Lyophilization method for sustained-release preparations |
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