KR20160096682A - 패턴의 제조 방법, 패턴을 제조하기 위한 제조 장치, 입체물의 제조 방법 및 그 제조 장치 - Google Patents

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KR20160096682A
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Abstract

패턴의 제조 방법은 제1 액체 및 유동 억제 액체의 패턴을 매체 상에 제공하는 단계로서, 상기 유동 억제 액체는 상기 제1 액체가 상기 매체 상에서 유동하는 것을 억제하도록 구성되는 제공 단계, 분체 재료를 상기 패턴에 부여하는 단계, 및 상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하여 상기 분체 재료의 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

Description

패턴의 제조 방법, 패턴을 제조하기 위한 제조 장치, 입체물의 제조 방법 및 그 제조 장치{METHOD FOR MANUFACTURING A PATTERN, MANUFACTURING APPARATUS FOR MANUFACTURING A PATTERN, METHOD FOR MANUFACTURING STRUCTURAL BODY AND MANUFACTURING APPARATUS THEREFOR}
본 발명은, 패턴의 제조 방법, 패턴을 제조하기 위한 제조 장치, 입체물의 제조 방법 및 그 제조 장치에 관한 것이다.
최근, 디지털 인쇄 기술이 확산되고 있다. 디지털 인쇄는 판을 필요로 하지 않기 때문에, 소량 인쇄 작업물을 생산하는데 용이하고, 촉박한 주문의 소량 생산에 편리하다. 디지털 인쇄 기술은 대략적으로 동일한 품질로 아날로그 인쇄에 의한 사진이나 잡지 등과 같은 일반적인 인쇄물의 인쇄를 가능하게 한다. 그러나, 후막 스크린 인쇄와 관련하여 디지털 인쇄 기술에 대한 문제가 남아 있다. 잉크 재료 및 기록 매체의 유형이 제한될 수 있는 것이 문제이다. 후막 스크린 인쇄는 훨씬 장래성이 있고, 후막 인쇄는 통상의 인쇄와 비교하여 화상 정보의 인쇄를 가능하게 해야 한다. 그러므로, 후막 스크린 인쇄에 있어서, 패턴을 형성하기 위한 잉크 및 기록 매체와 같은, 사용될 수 있는 재료의 많은 선택성을 갖는 것이 중요하다. 예를 들어, 아날로그 후막 스크린 인쇄 기술을 사용하는 스크린-인쇄 기술은, 인쇄 화상의 일부를 후막으로 형성할 수 있어 디자인 가치를 상승시키고, 도전성 잉크를 사용하여 전기 회로를 인쇄할 수 있다. 이에 대해, 후막 스크린 인쇄를 위한 수단으로서의 디지털 인쇄로 알려져 있는 UV-IJ(잉크젯) 방법 및 전자사진 방법은 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있는 잉크 등의 재료를 각각 제한한다. 예를 들어, 패턴 형성 재료는 잉크젯법이 UV-IJ인 경우 잉크젯법이 토출할 수 있는 포토폴리머로 제한된다.
후막 스크린 인쇄에서, 패턴 형성을 위해 사용되는 재료의 자유도를 높이는 것이 제안되었다. 일본 특허 공보 제10-305488호에 따르면, 잉크가 건조되기 전에 열가소성 수지가 인쇄된 잉크에 부여되고 열가소성 수지를 용융시키기 위해 열가소성 수지가 가열되는, 잉크를 사용하는 후막 스크린 인쇄를 위한 방법이 개시되어 있다.
그러나, 잉크젯을 위한 잉크는 전형적으로 저점도이고, 노즐에 의해 토출된 잉크 액적은 비딩(beading)을 방지하기 위해 즉시 기록 매체에 전형적으로 흡수되기 때문에, 분체 재료가 잉크에 고정되게 하는 것은 어렵다. 또한, 분체 재료가 잉크에 고정되게 할 수 있는 경우에도, 우수한 잉크 흡수력을 갖는 기록 매체에만 패턴을 형성할 수 있다는 큰 제한이 있다.
일본 특허 공보 제10-45138호
따라서, 본 발명의 양태는, 매우 다양한 상이한 매체에의 패턴 형성을 가능하게 하는, 분체에 의해 매체에 형성된 패턴을 고정밀도로 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 양태에서, 제1 액체 및 유동 억제 액체의 패턴을 매체에 제공하는 단계로서, 유동 억제 액체는 제1 액체가 매체 상에서 유동하는 것을 억제하도록 구성되는 단계; 분체 재료를 패턴에 부여하는 단계; 및 패턴에 부착되지 않은 분체 재료를 제거하여 분체 재료의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 패턴의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 추가적인 예시적인 실시예에 따르면, 패턴을 제조하기 위한 제조 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 이하의 예시적인 실시예에 대한 설명으로부터 명확해질 것이다.
본 발명의 소정 양태에 따르면, 매우 다양한 상이한 매체에의 패턴 형성을 가능하게 하는, 분체에 의해 매체에 형성된 패턴을 고정밀도로 제조할 수 있는 방법이 제공될 수 있으며, 그를 위한 제조 장치가 또한 제공될 수 있다. 또한, 전술한 패턴 형성에 의한 입체물의 제조 방법 및 그를 위한 제조 장치가 제공될 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 입체물의 제조 방법을 실현하는 제조 장치의 일례로서의 적층 형성 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 적층 형성 장치의 제어 시스템을 도시하는 블록도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 입체물의 제조 방법을 실현하는 제조 장치의 일례로서의 적층 형성 장치를 도시하는 개략도이다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시예, 특징부, 및 양태를 도면을 참고하여 이하에서 상세하게 설명할 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 패턴의 제조 방법 및 패턴에 의한 입체물의 제조 방법을 실현하는 제조 장치의 일례로서의 적층 모델링 장치(100)를 개략적으로 도시하는 사시도이다. 장치(100)에서, 새롭게 적층되는 입체물의 일 층의 패턴이 전사 부재로서 기능하는 벨트 형상 전사 부재(1)의 표면에 형성된 후 반송 기구(2)에 의해 각각의 프로세스 유닛을 통과하게 되고, 따라서 입체물의 단면 형상을 갖는 단면 층으로서의 착색 패턴(14)이 형성된다. 또한, 입체물을 위한 착색 패턴(14)은 전사 부재(1)에 대해 상대적으로 왕복 이동되는 적층 유닛(8)의 적층 위치로 반송된 후 적층된 형성 도중의 입체물(10)에 적층된다. 전사 부재(1)는 중간 인쇄 매체로 사용된다.
전사 부재(1)는 표면에 형성된 입체물의 층을 지지하는 서포트 부재로서 기능하며 또한 형성된 층을 서로 적층시킴으로써 이미 형성된 형성 도중의 입체물에 형성된 층을 전사하는 전사 부재로서 기능한다. 따라서, 전사 부재(1)는 입체물을 형성하는 재료에 대해 어느 정도의 친화력을 제공하면서 높은 이형성을 갖는 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 전사 부재(1)의 측부 단면 층의 일부만이 전사되는 경우에도 입체물을 형성하는 것이 가능하다. 그러나, 입체물의 정밀도를 위해, 전체 단면 층이 형성 도중의 입체물(10)에 전사되는 경우가 있을 수 있다.
또한, 전사를 안정적으로 행하기 위해서는, 전사 부재(1)는 적어도 어느 정도의 탄성을 가질 수 있다. 전사 부재의 재료로서, 예를 들어 실리콘 고무 및 플루오르화 고무를 들 수 있다. 패터닝에 사용되는 재료는 위에서 언급된 고무 재료에서 일부 경우에 반발될 수 있기 때문에, 사용되는 재료에 따라서는 그 위에 표면 처리가 실행되는 경우가 있을 수 있다. 고무 경도는 탄성체의 두께에 따라 결정되지만, 그 두께가 큰 경우, 경질 고무가 바람직하게 사용될 수 있고, 두께가 작은 경우에, 연질 고무가 바람직하게 사용될 수 있다. 두께가 큰 경우, 대략 80도의 경도를 갖는 고무가 제공될 수 있고, 전사 부재(1)가 얇은 벨트 형상을 갖는 경우, 대략 0.1 내지 0.5mm의 두께 및 대략 50 내지 20 도의 고무 경도를 갖는 고무로 형성되는 박막이 제공될 수 있다. 고정밀도가 요구되는 경우, 각각 탄성을 갖지 않는, TEFLON(등록 상표) 시트나 서브미크론 수준의 두께를 갖는 이형제로 코팅된 평활 필름이 사용될 수 있다. 탄성이 낮은 전사 부재(1)가 사용되는 경우, 일부 경우 기계 정밀도 및/또는 긴 프로세스 시간이 요구될 수 있기 때문에, 적용 목적에 따라 재료가 선택될 수 있다.
또한, 금속 분체 등이 형상 형성 재료로서 사용되는 경우, 그 표면은 높은 내열성을 갖는 질화붕소 등을 사용하여 이형 처리에 의해 처리될 수 있다.
적층 모델링 장치(100)에서 실행되는 적층 생성 프로세스를 이하에서 설명한다. 도 1에 도시된 장치에서, 제1 액체로서의 반응액이 제1 잉크젯 디바이스(3)로부터 전사 부재(1)에 토출되어 전사 부재(1)에 반응액의 패턴(11)을 형성한다. 그러나, 방법은 위에서 설명된 것으로 제한되지 않고, 예를 들어 반응액의 패턴은 예를 들어 플렉소그래픽 인쇄와 같은 판을 사용한 인쇄에 의해 형성될 수도 있다. 상이한 화상 또는 상이한 색의 복수의 패턴이 동일한 영역에 동시에 형성되는 경우, 판을 사용한 인쇄는 어느 정도까지 효율적일 수 있다. 마찬가지로, 입체물을 형성하는 경우, 각각 상이한 형상을 갖는 복수의 패턴을 판에 배치한 후 복수의 패턴을 적층하여 입체물을 형성할 수 있다.
잉크젯법을 사용한 패터닝은 액체로 의도된 패턴 형상을 형성할 수 있기 때문에, 이것이 바람직할 수 있다. 다양한 유형의 잉크젯법, 서멀(thermal) 타입, 피에조 액추에이터 타입, 정전 타입, 콘티뉴어스(continuous) 타입이 이용가능하다. 잉크가 토출되는 노즐에 관하여, 1 노즐 타입, 예를 들어 디스펜서, 및 다수의 노즐이 제공된 라인 헤드 중 적어도 하나가 이용가능하다. 라인 헤드는 바람직하게는 높은 생산성을 실현하기 위해 바람직하게 사용될 수 있다.
제1 액체는 반응액만으로 제한되지 않는다. 예를 들어, 수계 잉크, 및/또는 오일계 잉크와 같은 액체 또한 제1 액체로서 사용될 수 있다. 기록 매체에 제1 액체를 토출함으로써 패턴(11)을 형성하는 경우에는, 분체 재료가 도달할 때까지 제1 액체 부착성이 유지되는 경우가 있을 수 있고, 그래서 수계 잉크가 사용되는 경우가 있을 수 있다.
플라스틱이 분체 재료로 사용되고 수계 잉크가 제1 액체로 사용되는 경우, 수계 잉크를 플라스틱과 매칭시키기 위해서 수용성 유기 용매 및/또는 계면활성제가 수계 잉크에 첨가되는 경우가 있을 수 있다.
또한, 수용성 유기 용매 및/또는 계면활성제의 농도를 높이기 위해서 수용성 유기 용매 및/또는 계면활성제를 포함하는 제1 액체로서의 부여 잉크로부터 물이 증발되는 경우가 있을 수 있다.
제1 액체로 사용되는 수용성 유기 용매는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어 표면 장력, 건조성, 및 점도와 관련하여 수용성 유기 용매가 선택될 수 있다. 수용성 유기 용매의 예로서, 예를 들어, 디메틸포름아미드 및 디메틸아세트아미드 등의 아미드류, 아세톤 등의 케톤류, 테트라히드로푸란 및 디옥산 등의 에테르류, 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜 등의 폴리알킬렌 글리콜류, 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 부틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 1, 2, 6-헥산트리올, 티디글리콜, 헥실렌 글리콜 및 디에틸렌 글리콜 등의 알킬렌 글리콜류, 에틸렌글리콜메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 및 트리에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 등의 다가 알코올의 저급 알킬에테르류, 에탄올, 이소프로필알코올, n-부틸알코올, 및 이소부틸 알코올 등의 1가 알코올류, 글리세린, N-메틸-2-피롤리돈, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 트리에탄올아민, 술포란, 및 디메틸 술폭시드를 들 수 있다.
계면활성제로서, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 수용성 음이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제, 및 양성 계면활성제가 사용될 수 있다.
제1 액체와 관련하여, 아래에서 설명되는 바와 같이, 분체 재료를 공급한 후에 분체 재료에 부여되는 제2 액체와 반응하는 반응 잉크는, 제2 액체가 유동하는 것을 억제하기 위해 제2 액체와 접촉할 때, 제2 액체에 의해 형성되는 화상의 품질을 향상시킬 수 있다.
반응 유형 및 반응 재료는 제2 액체와의 조합과 관련하여 그리고 반응의 사용 목적에 따라 선택될 수 있다. 예를 들어, 수계 잉크에 대해, 응집, 염석 출연 반응, 및/또는 산-염기 반응을 단독으로 또는 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 응집이 이들에 적합할 수 있다. 특히, 금속염을 포함하는 반응액과 안료 잉크의 조합이 화상 품질과 관련하여 제공될 수 있는데, 이는 소량의 반응액을 갖는 얇은 잉크 패턴의 형성을 허용하기 때문이다. 그리고, 또한 이러한 조합은 그 반응 속도가 높기 때문에 우수성을 제공할 수 있다.
반응액에 포함된 반응 재료를 위한 재료로서, 잉크와 반대인 전하를 갖는 이온성 재료를 들 수 있다. 예를 들어, 잉크젯을 위한 잉크로서 음이온성 잉크가 사용될 수 있고, 음이온성 잉크를 위한 반응 재료로서, 금속염, 특히 2 이상의 원자가를 갖는 다가 금속염을 포함하는 용액이 사용될 수 있다. 다가 금속염은 2 이상의 원자가를 갖는 다가 금속 이온 및 다가 금속 이온에 대응하는 양이온을 포함한다. 다가 금속 이온의 예로서, 예를 들어 Ca2 +, Cu2 +, Ni2 +, Mg2 +, Zn2 + 등의 2가 금속 이온, 및 예를 들어 Fe3 +, Al3 + 등의 3가 금속 이온을 들 수 있다. 그리고, 다가 금속 이온에 대응하는 음이온의 예로서, Cl-, NO3-, SO42-, I-, Br-, ClO3 -, RCOO- (R은 알킬기임)를 들 수 있다.
더 높은 반응성을 위해 금속 이온을 산과 함께 사용하는 것이 유용하다. 산은 또한 단독으로 반응 재료로서 유용하다.
산의 예로서, 유기산, 예를 들어 옥살산, 폴리아크릴산, 포름산, 아세트산, 프로피온산, 말론산, 말산, 말레산, 아스코르브산, 숙신산, 글루타르산, 글루탐산, 푸마르산, 시트르산, 타르타르산, 락트산, 피롤리돈카르복실산, 피론 카르복실산, 피롤 카르복실산, 푸란 카르복실산, 쿠마린 산, 티오펜 카르복실산, 니코틴산, 히드록시 숙신산, 디옥시 숙신산을 들 수 있다.
제1 액체는 고체 성분을 포함할 수 있고, 착색 패턴(이하에서 설명됨)에서의 포함 비율은 제1 액체에서의 고체 성분을 감소시킬수록 높아질 수 있다. 착색 패턴에서의 높은 포함 비율은 착색 패턴에 의해 형성되는 입체물의 경도에 영향을 주고 입체물의 재활용을 용이하게 한다.
또한, 분체에 의해 형성되는 층의 두께의 균일성과 관련하여, 제공되는 분체 재료의 양은 제1 액체의 두께에 비례하기 때문에, 전사 부재(1)에서의 제1 액체의 두께가 균일해지게 되는 경우가 있을 수 있다. 두께의 균일성을 갖는 분체 재료에 의해 형성되는 층은 층에 의해 형성되는 인쇄 생성물의 미적으로 우수한 특징에 기여하고 또한 층에 의해 형성되는 입체물의 형성의 정밀도에 기여한다.
분체 재료에 부여된 제2 액체로 인해 제1 액체는 형성될 화상에 작은 영향을 주기 때문에, 제1 액체의 색과 관련하여, 제1 액체는 투명하거나 색을 갖지 않는 경우가 있을 수 있다. 제1 액체의 색은 흰색일 수 있다.
분체 재료에 의해 형성될 층에 대해 균일한 두께를 얻기 위해, 미리 결정된 크기로의 분류에 따라 그리고 분체의 접착성을 나타내는 범위에서 분체 재료가 선택될 수 있다.
제1 액체의 패턴(11)의 두께는 또한 도 1에 도시된 수분 제거 유닛(5)과 같은 추가적인 기구를 사용하여 조정될 수 있다. 제1 액체는 단일 액체이기 보다는 다수의 액체의 조합일 수 있다. 잉크젯이 사용되는 경우, 토출될 수 있는 액체의 점도가 제한되기 때문에, 더 높은 점도를 위해 서로 반응하는 2 개의 액체를 포함하는 재료를 사용하는 것도 가능하다.
제1 액체의 패턴(11)은 다수의 액체를 포함하는 제1 액체를 사용함으로써 안정화될 수 있다. 예를 들어, 기록 매체가 잉크 흡수성을 갖지 않는 표면이거나 전사 부재(1)의 잉크 반발 표면인 경우, 잉크 패턴(11)은 제1 액체의 패턴(11)의 형성과 분체 재료의 공급 사이의 의도된 위치로부터 이동하는 것이 보장될 수 있다. 이러한 경우에는, 분체 재료가 제1 액체의 패턴(11)에 따라 부여되기 때문에, 후막 화상의 품질이 염려된다. 특히, 제1 액체의 패턴(11)의 두께를 더 작게 할 목적으로 수분 제거가 실행되는 경우, 기록면의 특성에 따라서, 패턴(11)의 건조와 연관된 부피의 저하로 인한 제1 액체의 패턴(11)의 변화가 현저해질 수 있다. 또한, 수분 제거가 행해지지 않는 경우에도, 제1 액체의 부여와 분체 재료의 공급 사이에서 장시간이 경과하면, 표면 장력 등에 의해 제1 액체의 패턴(11)이 변형될 염려가 있다.
이와 같이 기록면에서 잉크가 반발되는 것을 방지하기 위해서, 제1 액체는 예를 들어 2 개의 액체, 즉 반응액과 반응액이 유동하는 것을 억제하는 액체(반응액 유동 억제 액체)의 조합일 수 있다. 더 구체적으로는, 반응액의 유동은 분체 재료의 공급 전에 반응액의 것과 반대인 전하를 갖는 무색 또는 무채색 잉크를 사용함으로써 억제될 수 있고, 또한 반응액의 부여 직후에 제2 액체(이하에서 설명됨)로서 유색 잉크의 일부 또는 모두를 부여함으로써 억제될 수 있다. 반응액 유동 억제 액체가 투명하거나 두드러지지 않는 밝은 색인 경우, 반응액 유동 억제 액체가 착색되지 않는 부분에 부여되는 경우가 있을 수 있다.
유색 잉크가 반응액 유동 억제 액체로서 사용되는 경우, 유색 잉크는 반응액과 반응하여 반응액의 유동을 억제한다. 예를 들어, 착색되는 부분에 소정량의 유색 잉크가 부여되는 한편, 최종적으로 진한 색의 화상이 형성되는 부분에는 제2 잉크젯 디바이스(4)(이하에서 설명됨)로부터 추가 잉크가 토출된다. 이때, 반응액 패턴 중 착색되는 부분 이외의 패턴(11) 내의 임의의 부분에 투명한 반응액 유동 억제 액체를 부여하는 것이 가능하다.
제1 액체의 패턴(11)의 형성으로부터 수초 또는 수십초의 간격 후에 분체 재료를 공급하는 경우, 제1 액체가 반응액과 반응액 유동 억제 액체의 조합으로 구성될 수 있는 시간-기반 가이드라인이 있다.
기록면과 반응액 사이의 친화성에 따라, 반응액과 반응액 유동 억제 액체의 부여 사이의 타이밍 간격은 수초 이내, 바람직하게는 1초 이내일 수 있다.
제1 액체가 다수의 액체로 구성되는 경우, 액체의 패턴(11)은 제1 액체가 단일 액체로 형성되는 경우보다 더 두껍고, 따라서 제1 액체의 패턴(11)의 두께가 수분 제거 유닛을 사용하여 감소되거나 시간에 따라 감소되도록 허용된 후에 분체 재료가 공급될 수 있다. 반응액 유동 억제 액체의 조성에 대해서는, 패턴(11)의 두께가 부여 후의 수분 제거 프로세스를 통해 감소될 수 있고 액체의 고체 함량이 작아질 수 있다. 그러나, 부여 부피가 지나치게 크지 않고 토출이 안정적으로 실행될 수 있도록, 고체 함량의 결정에 있어서 부여되는 부피 및 점도가 고려될 수 있다.
적절한 값의 범위는 사용된 재료, 성형될 형상, 및 모델링의 정확도에 의존하지만, 점도 및 고체 함량에 대한 일부 가이드라인은, 점도가 100mPa.s 이하, 바람직하게는 50mPa.s 이하, 더 바람직하게는 20mPa.s 이하일 수 있고, 고체 함량은 20% 이하, 바람직하게는 10%이하, 더 바람직하게는 5% 이하일 수 있는 것이다.
분체 재료의 부여시의 제1 액체의 패턴(11)의 두께에 대한 가이드라인은, 두께가 부여된 분체 재료의 입자의 직경의 20% 이하, 바람직하게는 10% 이하, 더 바람직하게는 5% 이하일 수 있는 것이다.
반응액 유동 억제 액체를 공급하기 위해서, 액적을 그들의 의도된 위치에 비접촉식으로 배치할 수 있는 장비, 예를 들어 잉크젯 디바이스 또는 제트-방식 디스펜서가 사용될 수 있다.
다수의 액체의 조합으로서의 제1 액체와 함께 사용되는 장치의 예가 도 3에 도시되어 있다. 도 3에서, 장치는 제1 잉크젯 디바이스(3)와는 별도로 반응액 유동 억제 액체를 부여하도록 구성되는 제3 잉크젯 디바이스(21)를 갖는다. 다른 상세는 도 1에 도시된 것과 동일하다. 도 3에서는, 제1 액체는 2개의 잉크젯 디바이스에 의해 제공되지만, 제1 액체는 또한 2 개 이상의 액체를 사용하여 2개 이상의 디바이스에 의해 제공될 수 있다. 프로세스에서의 제1 액체의 기능은 분체 재료를 부착시키는 것이며, 이는 제1 액체의 품질(예를 들어, 부착력 및 패턴 정밀도)이 향상될 수 있다는 것을 의미한다. 물론, 도 1에 도시된 제1 잉크젯 디바이스(3)는, 반응액과 반응액이 유동하는 것을 억제하는 액체의 양자 모두를 토출함으로써 도 3의 제3 잉크젯 디바이스(21)의 역할을 하도록 구성될 수 있다.
반응액과 반응액 유동 억제 액체의 부여 순서에 대해서는, 어느 경우에도 액체가 먼저 부여될 수 있다.
그 후, 모델링재 분말 부여 유닛(6)을 사용하여 모델링재 분말 부여 유닛(6)의 위치까지 반송된 제1 액체의 패턴(11)에 분체 재료가 부여된다. 이는 분체 패턴(12)을 형성한다. 분체 재료의 고정은 제1 액체의 접착력에 의해 달성되기 때문에, 매우 다양한 상이한 재료가 이들이 입자화될 수 있는 한 사용될 수 있다. 부여된 입자를 최종적으로 용융시켜서 단일 질량물로 하는 것을 돕기 위해서 열가소성 수지와 같은 재료가 사용될 수 있다. 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, ABS, 폴리락트산, 폴리스티렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리테트라플루오로에틸렌, 이오노머, 및 EVA 등의 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 수지의 이외에도, 금속, 유리, 및 세라믹 등의 열성형에 의해 형성될 수 있는 재료가 사용될 수 있다. 또한, 분체의 표면은 분체의 잉크에의 부착, 잉크 발색, 및 입자끼리의 고정을 돕는 표면 처리를 받을 수 있다. 입자의 형상은 특별히 제한되지 않지만, 구 형상이 입자가 화상 부분(화상이 형성되는 부분)에 부착되는 것 및 입자를 비화상 부분(화상이 형성되지 않는 부분)으로부터 제거하는 것을 돕는다. 하나의 층에의 입자의 잘 열거된 배열을 통해 최종 패턴(12)의 균일한 두께가 보장될 수 있고, 이는 입자의 크기가 유사할 때 용이해진다. 당연히, 입자 크기의 증가에 따라 패턴(12)의 두께가 증가하고, 상이한 입자 직경을 갖는 재료의 사용이 패턴(12)의 두께를 제어하는 방식이다.
입자의 내부 구조를 다공질화하면 잉크의 발색이 향상될 수 있다. 모델링재 분말 부여 유닛(6)이 분체를 부여하는 방법에 제한은 없고, 하나의 가능한 방식은 분체 재료를 분사하거나 분체 재료를 유동하게 함으로서 전사 부재(1)의 제1 액체의 적어도 전체 패턴(11)에 분체 재료를 공급하고 그 후 분체 재료가 제1 액체에 의해 고정되는 부분을 제외하고 진동, 공기 송출, 및 흡입 등의 기술에 의해 분체 재료를 제거하는 것이다. 또한, 정전기 등의 별도의 기술을 사용하여 분체의 잠정적인 패턴을 미리 형성하고, 그 후 제1 액체의 패턴(11)에 따라 분체를 부분적으로 공급하는 것이 가능하다. 모델링 재료의 부여 및 제거는 별도의 프로세스에서 실행될 수 있고 또한 단일 프로세스에서 동시에 실행될 수 있다. 예를 들어, 송출된 공기로 구조 재료의 입자를 분사하면서 제1 액체의 패턴(11)을 향해 공기를 송출하는 것은 분체 패턴(12)의 형성 및 불필요한 분체의 제거를 위한 동시 처리의 방식이다.
또한, 다수의 분체 재료를 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 제1 액체가 제1 분체 재료가 배치되는 부분에 부여되고, 제1 분체의 패턴이 거기에 형성된다. 그 후, 제1 액체의 패턴이 제2 분체 재료가 배치되는 부분에 다시 형성되고, 제2 분체가 거기에 부착된다. 이러한 접근법은 화상 패턴 또는 입체물의 경도의 부분적인 변화 등의 목적을 위해 동일한 평면에 다수의 재료가 배치될 수 있게 한다.
그리고, 제2 잉크젯 디바이스(4)가 제2 액체로서의 유색 잉크를 분체 패턴(12)에 부여하여 착색 분체의 패턴인 착색 분체 패턴(13)을 형성한다. 도 1은 컬러 잉크가 제2 잉크젯 디바이스(4)로부터 부여되는 구조를 도시하지만, 이는 유일한 가능한 구조가 아니다. 그러나, 잉크젯은 전사 부재(1)와 접촉하게 되는 액체를 부여하도록 구성되는 유닛, 즉 제2 잉크젯 디바이스(4) 없이 제2 액체가 분체 패턴(12)에 부여될 수 있게 하기 때문에 매우 유용하다. 특히, 분체 입자를 사용하여 형성된 패턴이 형성 도중의 입체물(10)(이하에서 설명됨)에 전사되고 거기에 적층되는 것이 필요조건인 경우, 전사 부재(1) 및 분체 입자는 함께 견고하게 고정될 수 없다. 그러나, 접촉 기록이 입자의 백-트래핑(back-trapping)을 유발할 수 있다.
제2 잉크젯 디바이스(4)에 대한 제한은 전술한 제1 잉크젯 디바이스(3)에 대한 것과 동일하고, 이는 잉크젯법에서 제2 잉크젯 디바이스(4)가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다는 것을 의미한다.
특별히 제한되지 않는 제2 액체로서의 잉크는 기본적으로 높은 장식 효과를 갖는 컬러 잉크이다. 수계 잉크 및 오일계 잉크의 양자 모두가 사용될 수 있고, 수계 잉크는 제1 액체와의 반응을 위해 사용될 수 있다. 수계 잉크와 함께 사용될 수 있는 이온 반응은 매우 고속이므로 혼란이 적은 화상을 재현할 수 있다. 특히, 제2 액체가 안료 잉크를 포함하는 수계 잉크이고 제1 액체가 금속염을 포함하는 용액인 잉크 세트가 본 실시형태에서 사용될 수 있다.
안료 잉크가 사용되는 경우, 색재로서의 안료 이외에, 분산 수지, 분산 보조제, 수용성 유기 용매, pH 조정제, 계면활성제, 및 물 등의 첨가제가 특성을 제어하기 위해 첨가될 수 있다. 개별 재료 사이의 혼합비에 대해서는, 재료는 인쇄될 화상 및 사용될 반응액에 적절하게 혼합될 수 있다. 가이드 라인은 다음과 같다: 안료 1 % 내지 10%; 수용성 유기 용매 5% 내지 30%; 물 70% 내지 90%; 다른 재료 수% 포인트 이하.
제2 액체가 복수의 컬러 잉크의 세트인 경우에도, 제1 액체로서의 반응액의 사용은 색 혼합을 방지하여 고품질 화상이 형성되는 것을 보장한다. 또한, 부여된 잉크 사이의 부피의 차는, 분체가 제1 액체를 사용하여 패턴 안으로 이미 형성되었기 때문에, 분체의 부착량에 영향을 주지 않는다.
제1 액체, 분체 재료, 및 제2 액체를 이 순서로 전사 부재(1)에 부여함으로써 이와 같이 착색 분체 패턴(13)을 형성하는 것은 일부 소정의 다른 장점을 제공한다. 예를 들어, 착색 분체 패턴(13)으로부터 형성된 층이 그 밖의 소정의 것에 전사되는 방법에서, 제1 액체로서 반응액을 사용하고 분체 재료 전에 제2 액체를 부여하는 것은 전사 부재(1)에 작용하는 반응의 결과로서 화상 패턴을 이형하는데 있어서 어려움을 유발할 것이다. 한편, 본 실시형태에서 언급된 순서로 재료를 부여하는 것은, 전사 부재(1)에서 보다 분체 재료에서 반응이 더 강하게 작용하고, 이에 의해 전사 효율의 감소를 방지하고 잉크 패턴과 분체 재료 사이의 고정을 보다 견고하게 하는 것을 보장한다. 또한, 분체 재료의 상면에 부여된 접착성은 기록 매체에의 전사 후에 분체 수지의 막이 형성될 수 있게 한다. 결과적으로, 전사 부재(1)의 재료의 선택에 있어서의 자유도, 전사 부재(1)의 수명, 정밀도(열팽창) 및 생산성에서 이점이 있다.
또한, 본 실시형태에서 언급된 순서를 따르면 착색 분체 패턴(13)으로부터 형성된 층이 그 측방 표면에 균일하게 착색될 수 있고, 결과적인 입체물의 측방 표면에서의 자연스러운 발색의 큰 이점을 제공한다.
벨트 형상 전사 부재(1)에 제1 액체, 분체 재료, 및 제2 액체의 패턴에 의해 형성된 착색 분체 패턴(13)은 그 후 그것이 가열 유닛(7)에 의해 가열되는 가열을 위한 위치까지 반송된다. 이 위치에서, 가열 유닛(7)은 착색 분체 패턴(13)에 열 복사를 방출하여 착색 분체 패턴(13)을 막으로 형성한다. 가열 유닛(7)이 패턴(13)을 가열하는 방법에 특별한 제한은 없다. 예를 들어, 가열 롤러와 같은 접촉 방법이 사용될 수 있고, IR 또는 마이크로파의 방사와 같은 비접촉 방법이 또한 사용될 수 있다. 또한, 레이저 광과 같은 에너지 방사선으로 패턴(13)을 주사하여 패턴을 가용하는 것이 가능하다. 가열 유닛(7)은 전사 부재(1)의 이면에 배치될 수 있다.
또한, 착색 분체 패턴(13)은 패턴(13)을 형성하기 위해 사용되는 재료에 미리 첨가된 자외선 경화 성분 등의 광경화 성분을 광경화시킴으로써 막으로 형성될 수 있다. 이 경우, 기록 매체 또는 형성 도중의 입체물(10)과 접촉하고 있는 상태에서 착색 분체 패턴(13)에 경화 광을 조사할 수 있어, 패턴(13)이 동시에 전사 및 접합된다.
이러한 방식으로 착색 분체 패턴(13)으로부터 형성되는 착색 패턴(14)이 그것이 적층 유닛(8)을 향하는 위치까지 반송되고, 적층 유닛(8)과 정렬되며, 그 후 형성 도중의 입체물(10)과 접촉하게 된다. 착색 패턴(14)은 형성 도중의 입체물(10)과 접촉하는 상태에서 냉각됨으로써, 착색 패턴(14)이 형성 도중의 입체물(10)에 부착된다. 또한, 착색 패턴(14)을 냉각시켜 착색 패턴을 먼저 경화시키고 그 후 경화된 층을 접착제 등을 사용하여 형성 도중의 입체물(10)에 부착시키는 것이 가능하다. 이 프로세스 동안, 전사 부재(1)의 이면에 제공된 백 플레이트(9)가 착색 패턴(14)을 입체물(10)에 부착시키기 위해 사용된다.
도 1에 도시된 장치는 전사 부재(1)의 재료를 용융시킴으로써 분체 재료의 막을 형성하지만, 제2 액체의 부여 후에 기록 매체에 분체 재료를 전사 하고 그 후 전사된 재료를 기록 매체의 막으로 형성하는 것도 가능하다. 실제로, 이는 제1 및 제2 액체, 분체 재료, 및 기록 매체의 조합에 따라 기록 매체에 대한 더 견고한 부착을 초래할 수 있다.
또한, 분체 재료는 용융되지 않고 최종 물품에 입자의 형태로 남을 수 있다.
도 1에는 도시되지 않았지만, 적층 모델링 방법에 의한 오버행 형상의 형성은 일반적으로 서포트라 불리는 일시적 서포트 부재를 필요로 하며, 서포트는 사용되는 재료 및 입체물의 의도된 용도에 적합하게 선택적으로 형성될 수 있다. 이 경우에는, 적층 모델링 장치는 서포트재 공급 유닛을 갖고, 서포트재 공급 유닛(도면에 도시되지 않음)은 형성 도중의 입체물(10)을 지지하는 서포트 부재를 형성하도록 구성된 서포트재를 공급한다.
이 프로세스는 입체물을 제조하기 위해 미리결정된 횟수로 반복된다.
도 2는 도 1 및 도 3의 적층 모델링 장치(100)의 제어 시스템을 도시하는 도면이다. 적층 모델링 장치(100)에서, 참조 번호 100은 전체 장치를 나타내고, CPU(101)는 전체 시스템의 제어의 책임이 있는 메인 유닛이고 개별 구성요소를 제어한다. 메모리(102)는 CPU(101)의 동작 프로그램을 저장하는 ROM, 인터페이스(103)를 통해 로딩된 인쇄물 데이터(104)를 저장하고 데이터를 처리하기 위한 워크를 위해 사용되는 RAM 등으로 구성된다.
인쇄 개시 신호에 응답하여, CPU(101)는 미리결정된 파라미터에 따라 형성될 구조의 데이터로서의 로딩된 인쇄물 데이터(104)를 실제 패터닝을 위한 슬라이스 데이터로 변환한다. 그리고, 슬라이스 데이터 중에서, 잉크가 부착되어야 하는 전체 영역을 규정하는 정보가 제1 잉크젯 디바이스(3)에 전송되고, 유색 잉크가 부여되어야 하는 영역을 규정하는 정보가 제2 잉크젯 디바이스(4)에 전송된다. 또한, 반응액 유동 억제 액체의 부여에 관한 정보는 선택적으로 유색 잉크에 관한 정보와 함께 제3 잉크젯 디바이스(21)에 전송된다. 동시에, CPU(101)는 반송 기구(2), 제1 잉크젯 디바이스(3), 제2 잉크젯 디바이스(4), 모델링재 분말 부여 유닛(6), 가열 유닛(7), 적층 유닛(8), 및 서포트 재료 공급 유닛(15)과 통신하여 이들의 상태를 점검한다. 이들 구성요소가 인쇄를 개시할 준비가 된 것으로 확인되면, 반송 기구(2)는 전사 부재(1)를 반송한다. 전사 부재(1)가 인코더(105)로부터의 신호에 따라 위치된 후, 제1 잉크젯 디바이스(3), 제2 잉크젯 디바이스(4), 수분 제거 유닛(5), 모델링재 분말 부여 유닛(6), 가열 유닛(7), 적층 유닛(8)이 지정된 바에 따라 동작한다. 이 프로세스가 미리결정된 횟수 반복되어 입체물을 완성한다.
이하에서, 본 발명의 양태를 일부 예를 도시함으로써 더 상세하게 설명한다.
실시예 1
도 3의 장치를 사용하여 적층 모델링을 행한다.
물체 데이터는 미리 의도된 간격 간극의 상태로 슬라이스 데이터로 변환되었다. 실시예 1에서는, 100 마이크로미터 간극 슬라이스 데이터가 사용되었다.
그 표면에 폴리이미드 테이프(3M; 상품명 5419)가 있는 0.4mm의 PET 필름의 조각이 전사 부재(1)로서 사용되었다.
그 후, 상이한 잉크 사이의 색 혼합을 방지할 수 있는 반응액(이하에 도시된 배합)이 제1 잉크젯 디바이스(3)를 사용하여 형성될 패턴(11)에 대응하는 위치에 부여되었다.
반응액의 배합
- Ca(NO3)2 .4H2O: 50질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 디에틸렌글리콜: 9질량부
- 순수: 40질량부
계속해서, 제3 잉크젯 디바이스(21)를 사용하여, 형성된 반응액 패턴(11)에 반응액 유동 억제 액체(아래 도시된 배합:점도, 2.1mPa.s)가 부여되었다.
반응액 유동 억제 액체
- 산화티타늄(이시하라 산교 가이샤; 상품명 TTO-55): 3질량부
- 스티렌-아크릴산-아크릴산 에틸 공중합체(산가, 240; 중량 평균 분자량, 5000): 1질량부
- 글리세린: 10질량부
- 에틸렌 글리콜: 5질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 순수: 80질량부
계속해서, 전사 부재(1)에 형성된 패턴(11)이 이러한 방식으로 수분 제거 유닛(5)을 사용하여 건조되었다.
계속해서, 분체 재료로서의 폴리프로필렌 입자(평균 입자 직경, 200 마이크로미터)가 모델링재 분말 부여 유닛(6)으로서의 블레이드 코터를 사용하여 전사 부재(1) 상의 건조된 잉크 패턴(11)에 부여되었다.
계속해서, 상업적으로 입수가능한 정전기 방지 공기 송출기(초기 압력, 0.25Pa)를 사용하여 공기가 전사 부재(1)에 송출되어 패턴 외 분체 재료를 제거하였다.
획득된 분체 패턴(12)은 착색 분체 패턴(13)을 형성하는 제2 잉크젯 디바이스(4)를 사용하여 이하의 배합을 갖는 컬러 잉크를 부여함으로써 착색되었다.
잉크의 조성
- 안료(이하에 기재됨): 3질량부
블랙, 카본 블랙(미쯔비시 케미컬; 상품명 MCF88); 시안, 안료 블루 15; 마젠타, 안료 레드 7; 옐로우, 안료 옐로우 74
- 스티렌-아크릴산-아크릴산 에틸 공중합체(산가 240; 중량 평균 분자량, 5000): 1질량부
- 글리세린: 10질량부
- 에틸렌 글리콜: 5질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 순수: 80질량부
계속해서, 착색 분체 패턴(13)이 전사 부재(1)의 이면으로부터 히터를 사용하여 가열되고 대략 170도(섭씨)에서 용융되었고 착색 패턴(14)이 되었다.
계속해서, 착색 패턴(14)이 적층 유닛(8)의 위치에 반송되고 위치결정된 후에, 적층 유닛(8)의 모델링 스테이지가 전사 부재(1)의 표면으로부터의 간극이 100 마이크로미터였던 지점까지 하방으로 이동되었고, 그래서 착색 패턴(14)이 모델링 스테이지의 표면에 접촉되었다.
전번의 적층물에 새로운 층을 적층하는, 이러한 일련의 동작이 총 1000회 반복되어, 10cm의 높이를 갖는 적층물을 완성하였다. 이와 같이, 3차원 입체물이 얻어졌다.
상기 예에서는, 착색 분체 패턴으로부터 얻어진 단면 층을 적층함으로써 입체물이 형성되었지만, 이하의 예 2에서 설명되는 바와 같이 이러한 순서로 기록 매체에 제1 액체, 분체 재료, 및 제2 액체를 부여함으로써 후막 인쇄물로서의 회로 기판을 인쇄하는 것이 가능하다.
실시예 2
도 3의 장치의 패턴 형성 부분을 사용하여 후막 인쇄를 행하는 예를 나타낸다.
전기 기판용 에폭시 수지 판(두께 1mm; 상업적으로 입수가능한 제품) 상에 제1 잉크젯 디바이스(3)를 사용하여 하기 반응액으로 회로 패턴(회로 선폭 0.2mm)을 직접 그렸다.
반응액의 배합
- AlK(SO4)2.12H2O: 40질량부
- 스티렌-아크릴산-아크릴산 에틸 공중합체(산가 270; 중량 평균 분자량 1500): 3질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
디에틸렌글리콜: 13질량부
순수: 43질량부
계속해서, 제3 잉크젯 디바이스(21)를 사용하여 형성된 반응액 패턴(11)에 반응액 유동 억제 액체(아래 도시된 배합; 점도 3.0mPa.s)를 부여했다.
반응액 유동 억제 액체
- 산화티타늄: TiO2(루틸형): 5질량부
- 수지 스티렌-아크릴산 에틸 공중합체(산가 220; 평균 분자량 5000): 2질량부
- 에틸렌 글리콜: 4질량부
- 에틸 알코올: 4질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 순수: 84질량부
계속해서, 얻어진 반응액 패턴(11)을 수분 제거 유닛(5)으로부터 5분 동안 50도(섭씨)에서 온풍으로 건조하였다. 계속해서, 솔더 볼(직경 20마이크로미터; 상업적으로 입수가능한 제품)기 모델링재 분말 부여 유닛(6)을 사용하여 반응액의 패턴(11)에 부여되었고, 기판은 패턴 외의 솔더 볼을 제거하기 위해 진동되었다.
계속해서, 얻어진 솔더 볼 패턴(12)에 대하여, 5 V 선으로서 사용되도록 의도된 선이 적색(플러스 측에 대해) 및 흑색(마이너스 측에 대해)으로 착색되고 2.5V 선으로서 사용되도록 의도된 선이 청색(플러스 측에 대해) 및 황색(마이너스 측에 대해)으로 착색되도록, 제2 잉크젯 디바이스(4)를 사용하여 아래의 유색 잉크를 부여하였다.
잉크의 배합
- 안료: 10질량부
블랙: CuO.Cr2O3
블루: CoO.Al2O3
레드: CdS.3CdSe
옐로우: CdS
투명: 안료 없음
- 수지 스티렌-아크릴산 에틸 공중합체(산가 220; 평균 분자량 5000): 2질량부
- 에틸렌 글리콜: 4질량부
- 에틸 알코올: 4질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 순수: 79질량부
* 투명 잉크는 안료 대신 순수를 포함
계속해서, 이 패터닝된 기판을 220도(섭씨)에서 5분 동안 가열 노에서 가열하였다. 솔더 볼이 용융되었고, 서비스 전압으로 색별된 회로 기판이 얻어졌다.
실시예 3
도 3의 장치의 패턴 형성 부분을 사용하여 후막 인쇄를 행하는 예를 나타낸다.
화상 데이터로서 잉크 부여 부피가 0% 내지 240%인 고농도부를 포함하는 풍경 사진 화상을 사용했다. 이것은, 고농도부가 착색될 수 있도록, 제1 액체와 제2 액체의 양자 모두가 유색 잉크를 포함하는 예이다.
사진 화상이 후막으로서 생성되어야 하는 백색 유리판(두께 1mm; 상업적으로 입수가능한 제품)의 부분에 제1 잉크젯 디바이스(3)를 사용하여 이하의 반응액을 11% 부피로 균일하게 부여하였다. 계속해서, 이하의 6개의 유색 잉크(투명 후막 부분에 대해서는 투명 잉크)를 화상 데이터에 따라 연속적으로 부여하였으며, 총 잉크 부피의 상한은 100% 였다. 이와 같이, 제1 액체의 패턴(11)을 생성하였다.
실시예 3에서는, 100%의 잉크 부여 부피로서 1200dpi의 해상도에서 각 포인트에의 하나의 4pl 액적의 부여가 정의된다.
반응액의 배합
- Ca(NO3)2.4H2O: 50질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 디에틸렌 글리콜: 9질량부
- 순수: 40질량부
(잉크의 조성)
- 안료(아래 기재): 3질량부
블랙, 카본 블랙(미쯔비시 케미칼: 상품명 MCF88), 시안, 안료 블루 15; 마젠타, 안료 레드(7); 옐로우, 안료 옐로우 74; 화이트, 산화티타늄; 투명, 실리카계 미립자
- 스티렌-아크릴산-아크릴산 에틸 공중합체(산가 240; 중량 평균 분자량 5000): 1질량부
- 디에틸렌 글리콜: 10질량부
- 에틸렌 글리콜: 5질량부
- 계면활성제(가와켄 화인 케미칼; 상품명 Acetylenol EH): 1질량부
- 순수: 80질량부
계속해서, 얻어진 제1 액체 패턴(11)을 수분 제거 유닛(5)으로부터 50도(섭씨)에서 5분 동안 온풍으로 건조시켰고, 분체 재료로서의 폴리프로필렌 입자(평균 입자 직경, 200 마이크로미터)가 제1 액체의 패턴(11)에 분사되었다.
계속해서, 제1 액체의 패턴(11) 외측에 존재하는 분체 재료를 제거하기 위해서 상업적으로 입수가능한 정전기방지 공기 송출기(초기 압력 0.25Pa)를 사용하여 전사 부재(1)에 공기를 송출하였다. 이와 같이, 분체 패턴(12)을 얻었다.
계속해서, 제2 잉크젯 디바이스(4)를 사용하여 제1 액체에 의해 의도된 총 잉크 부피가 도달되지 않은 부분(의도된 부여 잉크의 부피가 100% 내지 240%의 범위에 있었던 부분)에 상기 배합을 갖는 컬러 잉크를 부여하였다. 이에 의해, 착색 분체 패턴(13)을 얻었다.
계속해서, 착색 분체 패턴(13)을 전사 부재(1)의 이면으로부터 히터를 사용하여 가열하였고 대략 170도(섭씨)에서 용융시켜 착색 패턴(14)으로 하였다.
이와 같이 하여, 미세한 그리고 고동도인 화상을 포함하는 후막 인쇄 사진 화상을 얻었다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 모든 이러한 변형 및 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.
이 출원은 그 전체가 본원에 참조로 통합되는 2013년 12월 18일에 출원된 일본 특허 출원 제2013-261519호의 우선권을 청구한다.

Claims (17)

  1. 패턴의 제조 방법이며,
    제1 액체 및 유동 억제 액체의 패턴을 매체에 제공하는 단계로서, 상기 유동 억제 액체는 상기 제1 액체가 상기 매체 상에서 유동하는 것을 억제하도록 구성되는, 제공하는 단계;
    분체 재료를 상기 패턴에 부여하는 단계; 및
    상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하여 상기 분체 재료의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  2. 패턴의 제조 방법이며,
    제1항에 따른 패턴의 제조 방법에 의해 얻어지는 패턴을 다른 매체에 전사하는 단계로서, 상기 매체는 전사 부재인, 전사 단계를 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 액체 및 상기 유동 억제 액체는 서로 반응하는, 패턴의 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 유동 억제 액체는 유색 잉크이고, 상기 제1 액체는 상기 유색 잉크와 반응하도록 구성된 반응액인, 패턴의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 유색 잉크는 안료 잉크이고, 상기 제1 액체는 상기 안료 잉크에 작용하도록 구성된 금속염을 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 유색 잉크는 상기 반응액이 부여된 후에 부여되는, 패턴의 제조 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    잉크젯법에 의해 상기 분체 재료의 패턴에 유색 잉크를 부여하는 단계를 더 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    형성된 상기 분체 재료의 패턴을 가열 및 용융시키는 단계를 더 포함하고, 상기 분체 재료는 열가소성 수지를 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 유동 억제 잉크는 투명 잉크이고, 상기 제1 액체는 상기 투명 잉크와 반응하도록 구성된 반응액인, 패턴의 제조 방법.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 액체 및 상기 유동 억제 액체의 패턴을 제공하는 단계와 상기 분체 재료를 상기 패턴에 부여하는 단계 사이에서 상기 패턴의 용매 성분을 감소시키는 단계를 더 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  11. 입체물의 제조 방법이며,
    패턴을 적층하여 입체물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 패턴은 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 패턴의 제조 방법에 의해 제조되는, 입체물의 제조 방법.
  12. 패턴의 제조 방법이며,
    유색 잉크 및 반응액의 패턴을 매체에 제공하는 단계로서, 상기 반응액은 상기 유색 잉크와 반응하도록 구성되는, 제공하는 단계;
    상기 패턴의 용매 성분을 감소시키고 그 후 분체 재료를 상기 패턴에 부여하는 단계; 및
    상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하여 상기 분체 재료의 패턴을 형성하는 단계를 포함하는, 패턴의 제조 방법.
  13. 입체물의 제조 방법이며,
    유색 잉크 및 반응액의 패턴을 매체에 제공함으로써 복수의 분체 재료 패턴을 생성하는 단계로서, 상기 반응액은 상기 유색 잉크와 반응하도록 구성되는, 생성하는 단계;
    상기 패턴의 용매 성분을 감소시키고 그 후 상기 분체 재료를 상기 패턴에 부여하는 단계;
    상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하는 단계; 및
    상기 복수의 패턴을 순차적으로 적층시켜 상기 입체물을 형성하는 단계를 포함하는, 입체물의 제조 방법.
  14. 패턴을 제조하는 제조 장치이며,
    제1 액체 및 유동 억제 액체의 패턴을 매체에 제공하도록 구성된 형성 유닛으로서, 상기 유동 억제 액체는 상기 제1 액체가 상기 매체 상에서 유동하는 것을 억제하도록 구성되는, 형성 유닛;
    상기 형성 유닛에 의해 제공된 상기 패턴에 분체 재료를 부여하도록 구성된 부여 유닛; 및
    상기 부여 유닛에 의해 부여되고 상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하도록 구성된 제거 유닛을 포함하는, 패턴을 제조하는 제조 장치.
  15. 입체물을 제조하는 제조 장치이며,
    제1 액체 및 유동 억제 액체의 패턴을 전사 부재에 제공하도록 구성된 형성 유닛으로서, 상기 유동 억제 액체는 상기 제1 액체가 상기 전사 부재 상에서 유동하는 것을 억제하도록 구성되는, 형성 유닛;
    상기 형성 유닛에 의해 상기 전사 부재에 제공된 상기 패턴에 분체 재료를 부여하도록 구성된 부여 유닛;
    상기 부여 유닛에 의해 부여되고 상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하도록 구성된 제거 유닛; 및
    상기 제거 유닛이 상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거한 후에 남아 있는 상기 전사 부재 상의 상기 분체 재료의 층을 형성 도중의 입체물에 전사하도록 구성된 전사 유닛을 포함하는, 입체물을 제조하는 제조 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 유동 억제 액체는 유색 잉크이고, 상기 제1 액체는 상기 유색 잉크와 반응하도록 구성된 반응액인, 입체물을 제조하는 제조 장치.
  17. 입체물을 제조하는 제조 장치이며,
    유색 잉크 및 반응액의 패턴을 전사 부재에 제공하도록 구성된 형성 유닛으로서, 상기 반응액은 상기 유색 잉크와 반응하도록 구성되는, 형성 유닛;
    상기 형성 유닛에 의해 제공된 상기 패턴의 용매 성분을 감소시키도록 구성된 감소 유닛;
    상기 감소 유닛이 상기 패턴의 상기 용매 성분을 감소시킨 후에 상기 전사 부재 상의 상기 패턴에 분체 재료를 부여하도록 구성된 부여 유닛;
    상기 부여 유닛에 의해 부여되고 상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거하도록 구성된 제거 유닛; 및
    상기 제거 유닛이 상기 패턴에 부착되지 않은 상기 분체 재료를 제거한 후에 남아 있는 상기 전사 부재 상의 상기 분체 재료의 층을 형성 도중의 입체물에 전사하도록 구성된 전사 유닛을 포함하는, 입체물을 제조하는 제조 장치.
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