WO1998028663A1 - Use for stereoscopic photolithography of a liquid composition cross-linkable by irradiation using a cation comprising a photoinitiator of the onium salts or of organometallic complex type - Google Patents

Use for stereoscopic photolithography of a liquid composition cross-linkable by irradiation using a cation comprising a photoinitiator of the onium salts or of organometallic complex type Download PDF

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WO1998028663A1
WO1998028663A1 PCT/FR1997/002362 FR9702362W WO9828663A1 WO 1998028663 A1 WO1998028663 A1 WO 1998028663A1 FR 9702362 W FR9702362 W FR 9702362W WO 9828663 A1 WO9828663 A1 WO 9828663A1
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PCT/FR1997/002362
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Philippe Karrer
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Rhodia Chimie
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/0008Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0025Crosslinking or vulcanising agents; including accelerators
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K5/55Boron-containing compounds
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    • G03F7/028Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/029Inorganic compounds; Onium compounds; Organic compounds having hetero atoms other than oxygen, nitrogen or sulfur

Definitions

  • the field of the present invention is that of the (stereo) photolithography technique allowing the shaping of three-dimensional solid objects by polymerization / crosslinking, under actinic activation, of liquid precursors.
  • the invention relates more particularly to improvements in precursor liquid compositions comprising a polymerizable / crosslinkable raw material and a photoinitiator.
  • the chemical mechanism underlying liquid - »solid transformations involved in StereoPhotoLithography (SPL) can be either of the polymerization / crosslinking type by radical route, or of the polymerization / crosslinking type by cationic route.
  • the present invention is part of the cationic type SPL.
  • SPL is a technology based on a liquid - »solid transformation localized in space and induced by actinic light, preferably produced by a UV laser source.
  • This technology allows the construction of a three-dimensional object of determined shape, by successive solidification of slices of the targeted object, and this thanks to the repeated exposure of photocrosslinkable liquid zone corresponding to the slices, the superposition of these solidified slices and secured to each other constituting the object to be manufactured.
  • An actinic source - preferably LASER - scans the surface of a bath of liquid precursor over an area defined by the geometry of the edge of the object to be solidified considered.
  • the guidance of the laser source is advantageously carried out by a computer having in memory the mathematical model of the object to be manufactured. After solidification / crosslinking of a given layer or wafer, the latter is immersed in the liquid precursor bath at a depth corresponding to the thickness of the adjacent wafer to be solidified during the light exposure to follow.
  • the SPL is described in particular in patent US-A-4,575,330.
  • the SPL carries promising hopes as regards its possible outlets in the field of producing prototypes of industrial parts intended for mass production. SPL is indeed an interesting alternative technique compared to conventional machining processes with numerical control or not.
  • Time is a crucial parameter in the industrial field. Also, the raw materials used must quickly harden by polymerization / crosslinking.
  • the basic liquid composition comprising the raw material (also known as resin) and the photoinitiator, must be chosen so that it leads to a reticulate capable of authorizing mutual self-adhesion of the successive solidified slices.
  • This basic liquid composition must have a viscosity compatible with industrial requirements for ease of use and handling, as well as storage stability.
  • the initiator system (photoinitiator (s) per se + possibly photosensitizer (s)) must best absorb actinic radiation, so as to improve the crosslinking yields and thus reduce the consumption of activation energy.
  • the basic liquid composition is not toxic or dangerous. It is important that the basic liquid composition (raw material + initiator system) does not have too high an initial viscosity, so as not to increase the stabilization time of each slice before exposure. The stabilization time is that necessary to regain a flat surface state, after immersion of the section having just been crosslinked. It is also essential that the photocrosslinker or polymerisate has mechanical properties (hardness, elasticity, etc.) sufficient to give consistency to the three-dimensional part produced and to stabilize it in a perene manner.
  • volume shrinkage occurs during polymerization / crosslinking, because it is a fact that the Van der Waals bonds which prevail in the liquid formula, are characterized by greater inter-molecular distances than those induced by the covalent bonds specific to the photocrosslink /polymer.
  • the volume shrinkage will be defined as the density of the solid - density of the liquid being: -. liquid density
  • the radical polymerization / crosslinking path under UV is that in which the photoinitiator transforms into a free radical after absorption of a quantum of ultra-violet actinic radiation.
  • the free radical thus produced is at the origin of a chain reaction involving bridging groups crosslinkable by the radical route (G ⁇ ), the latter generally being acrylates.
  • Acrylates also have the disadvantage of being sometimes toxic and may not cure as quickly and as completely as you would like. They may also be subject to crosslinking inhibition due to oxygen in the air. Indeed, the polymer radical chain in growth can be easily terminated by molecular oxygen of a relatively stable peroxy radical.
  • liquid raw materials which are precursors of solid polymers comprising Grc of ethervinyl type and / or Grc of epoxy-functional type.
  • French Patent Application No. 2,676,061 discloses compositions of polymer precursors suitable for stereophotolithography and comprising compounds with ethervinyl functions as well as compounds with epoxy function, as well as an effective amount of a cationic photoinitiator.
  • the ethervinyl functional compounds are ethervinyl oligomers whose main chain is derived from urethane, phenol, polyester, polyether polycarbonate or polysiloxane, said main chain having pendant Grc groups of the acrylate type.
  • the epoxide-functional compounds considered are of the type derived from phenol (bisphenol A), from novalac, from linear and / or cyclic polyaliphatic residues, from polyethylenols and from polysiloxanes, the epoxy substitutions of these compounds being located in the chain and / or at the ends of it.
  • Polyorganosiloxanes are claimed but are not exemplified in this French patent application.
  • the cationic photoinitiators recommended are onium salts and in particular iodonium and sulfonium salts, in which the counter anions are: BF 4 -, PF 6 -, SbF 6 ⁇ and SO 3 CF 3 -.
  • One of the essential objectives of the invention is therefore to propose the use of a new SPL system: liquid precursor raw material + initiator system, which makes it possible to meet the technical specifications set out in the specifications above.
  • Another essential objective of the invention is to provide a process for manufacturing three-dimensional parts by SPL, in which a new particular basic composition (liquid precursor + initiator system) is used, which is economical, easy to implement. and which contributes to the same goals as those mentioned above with regard to the liquid precursor, the polymerization and the final crosslink obtained, in terms of volume shrinkage, toxicity, initial viscosity and mechanical properties.
  • a new particular basic composition liquid precursor + initiator system
  • Another essential objective of the invention is to provide a new liquid precursor composition, usable in SPL and having the qualities mentioned above, with reference to the new use and the new process targeted by the present invention.
  • the Applicant has succeeded in achieving these objectives among others, by finding, after numerous studies and experiments, that, in a completely su ⁇ renant and unexpected manner, it was suitable for preparing a basic liquid composition for SPL, to select a photoinitiator belonging to a specific class of onium borates or organometallic complexes grouping those in which the borate counter anion comprises a boron atom linked to one or more phenyl radicals substituted by at least one electron-withdrawing group.
  • the Applicant has also discovered that the polyorganosiloxanes (POS) with reactive group Grc of epoxy and / or vinyl ether type are particularly suitable as a liquid raw material associated with onium borates or specific organometallic complexes.
  • the present invention thus relates firstly, to the use for photolithography - in particular stereophotolithography - of a composition crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic light activation, and comprising:
  • D a raw material comprising at least one monomer and / or an oligomer and / or a polymer chosen from compounds comprising at least one heterocyclic group having one or more electron-donor atoms such as O, S, N and P, and among those comprising at least one ethylenically unsaturated group substituted by an electron donor atom which increases the basicity of the ⁇ system, this heterocyclic group and this ethylenically unsaturated group being groups (Grc), crosslinkable which can be crosslinked cationically; D and an effective amount of cationic initiator system comprising, as photoinitiator, a product chosen from onium borates (taken alone or as a mixture between them) of an element from groups 15 to 17 of the periodic table [Chem & Eng .
  • A represents an element from groups 15 to 17 such as for example: I, S, Se, P or N,
  • R * represents a C6-C20 carbocyclic or heterocyclic aryl radical .
  • said heterocyclic radical possibly containing as heteroelements nitrogen or sulfur;
  • Ar ⁇ which may be identical or different from each other, each represent a monovalent phenyl or naphthyl radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched Cj - C12, preferably Ci, alkyl radical -Cg, a linear or branched C ⁇ - C ⁇ 2, preferably Cj-Cg alkoxy radical, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the part alkyl is a linear or branched residue in C ⁇ - Ci 2, preferably in C -Cg, and a group of formula -Y ⁇ -Ar ⁇ where the symbols Y * and Ar ⁇ have the meanings given just below,
  • Ar ⁇ which may be identical or different from each other or with A ⁇ l, each represent a monovalent phenyl or naphthyl radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched Ci -Ci 2 alkyl radical of preferably in Cj -Cg, a linear or branched alkoxy radical in Ci -C 2, preferably in Cj-Cg, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the alkyl part is a linear or branched residue in Ci -C 12, preferably in C ⁇ -Cg,
  • Ar- which may be identical or different from each other, each represent a divalent phenylene or naphthylene radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched C1-Ci2, preferably Cj, alkyl radical -Cg, a linear or branched C1-C12, preferably Cj-Cg alkoxy radical, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the alkyl part is a remains linear or branched in C 1 -C 12, preferably in Cj-Cg,
  • - t is an integer equal to 0 or 1, with the additional conditions that:
  • Y is then a divalent radical having the following meanings Y ⁇ to Y ⁇ :
  • Y- a divalent residue chosen from: ⁇ n o o a linear or branched Ci-Ci 2 alkylene residue, preferably in
  • Ci-Cg and a residue of formula - Si (CH3) 2 ⁇ -, O on the other hand, in the case only where the symbol Y represents Y ⁇ or Y ⁇ , the radicals Ar * and Ar ⁇ (terminals) have, in addition to the meanings given above, the possibility of being linked to one another by the remainder Y 'consisting in Y'1 of a simple valential link or in ⁇ a divalent remainder chosen from the rests cited in connection with the definition of Y ⁇ , which is installed between the carbon atoms, facing each other, located on each aromatic cycle in position ortho with respect to the carbon atom directly connected to the cation S + ; ⁇ 3.2. and / or at least one monosulfonium species having a single cationic center S + per mole of cation and consisting, in most cases, in species of formula:
  • M represents a metal from group 4 to 10, in particular iron, manganese, chromium, cobalt ...
  • L ⁇ represents 1 ligand linked to the metal M pir of the ⁇ electrons, ligand chosen from the ligands ⁇ ⁇ -alkyl, ⁇ 5- cyclopendadienyl and ⁇ ? - cycloheptratrienyl and the ⁇ ⁇ - aromatic compounds chosen from the ligands ⁇ "-benzene optionally substituted and the compounds having from 2 to 4 condensed cycles, each cycle being capable of contributing to the valence layer of the metal M by 3 to 8 ⁇ electrons
  • L 2 represents a ligand linked to the metal M by ⁇ electrons, a ligand chosen from the ⁇ '-cycloheptatrienyl ligands and the ⁇ ⁇ - aromatic compounds chosen from the ⁇ ⁇ - benzene ligands optionally substituted and the compounds having from 2 to 4 condensed cycles, each cycle being capable of contributing to the valence layer of the metal M by 6 or 7 ⁇ electrons;
  • L- * represents from 0 to 3 identical or different ligands linked to the metal M by ⁇ electrons, ligand (s) chosen from CO and NO2 "" ; the total electronic charge q of the complex to which L ⁇ , L 2 and O contribute and the ionic charge of the metal M being positive and equal to 1 or 2;
  • R are identical or different and represent:> a phenyl radical substituted by at least one electron-withdrawing group such as for example OCF3, CF3, NO2, CN, and / or by at least 2 halogen atoms (especially fluorine), when the cationic entity is an onium of an element from groups 15 to 17
  • the published documents relating to onium borates or of particular organometallic complexes used within the framework of the present invention do not allude to and do not contain any incentive, as for the application of said borates in the field of SPL. Those skilled in the art therefore necessarily had to do inventive work to carry out the transposition.
  • the activation of the polymerization / crosslinking is preferably that obtained by exposure to UV (LASER eg), but it cannot be excluded that it is possible to resort to activation by beam of electrons or thermoactivation.
  • Liquid raw materials of monomeric and / or oligomeric and / or polymeric nature also come into play in the context of the use in accordance with the invention.
  • These compounds carrying Grc crosslinking functional groups preferably comprise at least one siloxane, preferably a polyorganosiloxane POS, said POS being more preferably still chosen from polyorganosiloxanes which are:
  • aryl or aralkyl radical optionally substituted: in particular by halogens and / or alkoxyls, the phenyl, xylyl, tolyl and dichlorophenyl radicals being very particularly selected,
  • an organofunctional Grc group crosslinkable by the cationic route preferably an epoxyfunctional or vinyloxyfunctional group, linked to silicon via a divalent radical containing, advantageously, from 2 to 20 carbon atoms comprising, optionally, a heteroatom, at least one of the symbols Z corresponding to an organofunctional group crosslinkable by the cationic route.
  • the title of said POS in Grc - expressed in eq of Grc per kg of POS - is greater than or equal to
  • the initial viscosity of the precursor liquid raw material is an important parameter for the SPL application. It follows that according to an advantageous arrangement of the invention, the raw material of POS nature has a viscosity at
  • the dynamic viscosity at 25 ° C of all the silicone polymers considered in this presentation can be measured using a BROOKFIELD viscometer, according to the AFNOR NFT 76 102 standard of February 1972.
  • the viscosity in question in this presentation is the dynamic viscosity at 25 ° C, called “Newtonian”, that is to say the dynamic viscosity which is measured, in a manner known per se, at a speed gradient of sufficiently low shear so that the viscosity measured is independent of the speed gradient.
  • cyclic polyorganosiloxanes When cyclic polyorganosiloxanes are involved, these consist of units (D) which may be, for example, of the dialkylsiloxy or alkylarylsiloxy type. These cyclic polyorganosiloxanes have a viscosity of the order of 1 to 5000 mPa.s, at 25 ° C.
  • epoxyfunctional Grc crosslinking groups the following examples may be mentioned of epoxyfunctional Grc crosslinking groups:
  • Grc groups of the vinyl ether type it may be mentioned, e. g., those contained in the following formulas:
  • the epoxy-functional polyorganosiloxanes can be prepared by hydrosilylation reaction between oils with Si-H units and epoxyfunctional compounds, such as 4-vinylcyclohexeneoxide, allylglycidylether ...
  • the vinyloxyfunctional polyorganosiloxanes can be prepared by hydrosilylation reaction between oils with Si-H units and vinyloxyfunctional compounds, such as allyl viny! ether, allyl-vinyloxyethoxybenzene, etc.
  • the monomers and / or oligomers and / or polymers forming the raw material belong to at least one of the following species: cycloaliphatic epoxides (A) or not (B), alkenyl ethers (C) , linear or cyclic, the species A, B, C listed below being preferred: - A corresponding to the cycloaliphatic epoxides, taken alone or as a mixture between them, the epoxides of the 3,4-epoxycyclo- type hexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate or Bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate being particularly preferred; - B corresponding to the other non-cycloaliphatic epoxides, taken alone or as a mixture with one another, epoxides of the type of those resulting from the condensation of bisphenol A and of epichlorohydrin and of the type:
  • alkenyl ethers linear or cyclic, taken alone or as a mixture between them, • vinyl ethers, in particular the triethyl ether of divinyl glycol the ether of 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl the vinyl ethers cyclic or tetramers and / or dimers of acroleins • propenyl ethers
  • the species which are particularly suitable are the following:
  • the second family of cationic entities of formula (II) and of the oxoisothiochromanium type preferably comprises cations corresponding to the structure D j which is defined on page 14 of application WO-A-90/11303 and has the formula (II):
  • a cationic entity of this type which is more preferred is that where R 6 represents an alkyl radical, linear or branched, C ⁇ C ⁇ .
  • R 6 represents an alkyl radical, linear or branched, C ⁇ C ⁇ .
  • oxoisothiochromanium salts which are particularly suitable, mention will be made in particular of the sulfonium salt of 2-ethyl-4-oxoisothiochromanium or of 2-dodecyl-4-oxoisothiochromanium.
  • the cationic polysulfonium entities (III.1) it will be specified that the cationic polysulfonium entity preferably comprises a species or a mixture of species of formula (III.1) in which:
  • Ar ⁇ radicals identical or different from each other, each represent a phenyl radical, optionally substituted by a linear or branched C ⁇ -C 4 alkyl radical or by the group of formula:
  • radicals Ar 2 identical or different from each other and with Ar, each represent a phenyl radical, optionally substituted by a linear or branched C i -C 4 alkyl radical
  • radicals Ar 3 each represent a non-phenylene para-radical substituted
  • - t is 0 or 1
  • Y 4 - O— or —S—
  • the borate anionic entity is preferably chosen from the anions of formula [BX to RJ- in which:
  • R which are identical or different, represent a phenyl radical substituted by at least one electron-attracting group chosen from OCF3, CF3, NO and CN, and / or by at least two fluorine atoms.
  • the borate anionic entity of formula [BX..R - is chosen from the following anions: [B (CF 5 ) 4 ] - [B (CgH4CF 3 ) 4 ] - [B ⁇ CgH 3 (CF 3 ) 2 ⁇ 4 ] - the '3' 5 '
  • the new polysulfonium borates which will be used very preferably are the salts formed by the association of the following cations and anions:
  • polysulfonium borates can be prepared by exchange reaction between a salt of the cationic entity (halide such as for example chloride, iodide) with an alkali metal salt (sodium, lithium, potassium) of the anionic entity.
  • a salt of the cationic entity halide such as for example chloride, iodide
  • an alkali metal salt sodium, lithium, potassium
  • the operating conditions are within the reach of those skilled in the art; these must make it possible to recover the desired polysulfonium borate in solid form by filtration of the precipitate formed or in oily form by extraction using an appropriate solvent.
  • polysulfonium borates According to an alternative concerning the preparation of polysulfonium borates, the latter can be prepared directly by reaction between a diarylsulfoxide and a diarylsulfide according to the teaching described in: "J; Org. Chem.”, Vol. 55, pages 4222 - 4225 (1990).
  • These new polysulfonium borates can be used, as they are obtained at the end of their preparation process, for example in solid or liquid form or in solution in an appropriate solvent, in monomer / oligomer / polymer compositions which are intended to be polymerized and / or crosslinked cationically and under activation, for example UV.
  • the mono-sulfonium species (III.2) mentioned above may be in particular the co-products which are formed at the time of the preparation of the polysulfonium cations and whose presence can be more or less avoided.
  • the initiating salts of type 1) and 2) used in the context of the use according to the present invention can be prepared by exchange reaction between a salt of the cationic entity (halide such as chloride, iodide ... , hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, tosylate ”) with an alkali metal salt
  • a salt of the cationic entity halide such as chloride, iodide ... , hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, tosylate
  • the alkali metal salts of the anionic entity can be prepared in a known manner, by an exchange reaction between a haloborinated compound and an organometallic compound (magnesian, lithian, stannic, etc.) carrying the desired hydrocarbon groups, in stoichiometric quantity, optionally followed by hydrolysis using an aqueous alkali metal halide solution; this type of synthesis is for example described in "J. of organometallic Chemistry” vol 178, p. 1- 4, 1979; “J.A.C.S” 82, 1960, 5298; "Anal. Chem, Acta” 44, 1969, 175-183; US-A-4 139681 and DE-A-2091 367; "Zh. Org. Khim.” Vol. 25, No. 5 - pages 1099 - 1102, May 1989.
  • photoinitiators onium borate and borate of organometallic salts selected in accordance with the invention are very good quantum effective initiators. They only need a few photons to trigger crosslinking and therefore the hardening of the liquid precursor raw material.
  • the use of a laser makes it possible to obtain a discrete wavelength and to provide high energy exposure radiation.
  • the wavelengths used can be included in the ultraviolet and visible range, for example.
  • the onium borates preferred in the SPL application are the sulfonium borates.
  • the initiator system comprising the photoinitiator is used in solution in an organic solvent (accelerator), preferably. i ⁇ among the proton donors and more preferably still from the following group: isopropyl alcohol, benzyl alcohol, diacetonalcohol, butyl lactate and mixtures thereof.
  • the initiators according to the invention are very simply prepared by dissolving the borate which is in solid form (powder), in the accelerator (liquid).
  • the latter can be prepared directly in the accelerator, starting from a salt (eg chloride) of the cation eg (iodonium) and a salt (for example of potassium) of the borate anion.
  • the initiator system can comprise, according to an advantageous variant, at least one photosensitizer selected from (poly) aromatic products - possibly metallic - and heterocyclic products, and preferably in the following product list: phenothiazine, tetracene, perylene, anthracene, diphenyl-9-10-anthracene, thioxanthone, benzophenone, acetophenone, xanthone, fluorenone, anthraquinone, 9, 10-dimethylanthracene, 2-ethyl-9, 10-dimethyloxyanthracene, 2,6-dimethylnaphthalene, 2,5-dipheny
  • this effective amount corresponding to 1.10- 4-1, preferably from 1.10 -3 to 1.10 -1 and even more preferably from 1.10 ° to 1.10- 2 mol of photoinitiator per 1 mol of Grc.
  • concentration ranges for the latter are: ⁇ 1.10 " 4 to 1.10- 1 mole / mole of Grc ⁇ preferably from 1.10 -4 to 1.10- 2 mole / mole of Grc ⁇ and more preferably still from 1.10 -4 to 1.10- 3 mole / mole of Grc.
  • the present invention relates to a method of manufacturing by SPL of a three-dimensional object from a raw material liquid which can be polymerized and / or crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic light activation, in the presence of at least one photoinitiator, said process consisting essentially: - of implementing a bath comprising the raw material and the initiator system,
  • the radiation used is either in the UV range whose wavelength is between 200 and 400 nanometers, or in the visible range whose wavelength is between 400 and 800 nm.
  • the actinic source used is e.g. a LASER, the beam of which moves pe ⁇ endicularly on the surface of the bath, the irradiation time depends on the scanning speed and the size of the LASER beam.
  • the crosslinking carried out is excellent, even in the absence of any heating.
  • the coupling of photoactivation to thermoactivation e.g. by heating between 25 and 100 ° C, is not excluded from the invention.
  • composition which can be polymerized and / or crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic activation, usable in (stereo) photolithography, characterized in that it comprises:
  • additives of SPL and capable of entering into the composition according to the invention are for example: mineral fillers, organic fillers and / or pigments, such as ground synthetic or natural fibers (polymers), calcium carbonate , talc, clay, titanium dioxide or fumed silica. These additives can in particular make it possible to improve e.g. the mechanical characteristics of the final materials.
  • Soluble dyes, oxidation inhibitors, and / or any other material which does not interfere with the catalytic activity of the photoinitiator and does not absorb in the wavelength range chosen for photoactivation, can also be added to the composition or used in the context of the process according to the invention.
  • compositions according to the invention are prepared, without distinction, before (or even long before) or even immediately before use. It should be noted that these compositions are particularly stable on storage and that, in accordance with the process of the invention, they offer rapid crosslinking kinetics. In addition, their uncrosslinked state, before exposure to activation light radiation, offers great ease of handling.
  • the compositions according to the invention can be used as such, in particular in SPL.
  • the present invention also relates to the three-dimensional parts obtained by SPL in accordance with the invention.
  • composition of the photosensitive system is composition of the photosensitive system:
  • - irradiation source ionized argon laser brand Spectra-Physics model 2025/03 emitting 80% of its power at 351, 1 nm and 20% at 363.8 nn.
  • the molar extinction coefficients of the initiator in the Poly 200 at 351, 1 and at 363.8 nm are respectively 275 and 77 l.cnr'.moF.
  • the laser beam with a UV power of 40 mW, travels pe ⁇ endicularly on the surface of a container containing the photosensitive system at a speed of 2.5 mm / s.
  • the system polymerizes just where the laser beam passes and over a width equal to the diameter of the beam, ie 1 mm. Under these conditions, the system polymerizes to a depth of 5 mm, i.e. an energy consumption of 3.2 mJ / mm 3 .
  • composition of the photosensitive system is composition of the photosensitive system:
  • the molar extinction coefficients of benzo [alpha] pyrene in Poly 200 at 351, 1 and 363.8 nm are 1120 and 25180 l.c ⁇ v'.mol- 1 respectively .
  • the beam power must be approximately three times higher or
  • composition of the photosensitive system is composition of the photosensitive system:
  • the beam power must be approximately three times higher or
  • the polymerization depth is identical to that obtained in the example
  • the energy consumption is 1.6 mJ / mm 3 .
  • the Poly 200 oil of Example 1 and the oil of Example 3 are polymerized in the form of cubes 10 mm side by irradiation under a medium-pressure mercury vapor lamp in the presence of iodonium salt used in example 2

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Abstract

The invention concerns LASER stereoscopic photolithography (SPL) from a liquid resin precursor, cross-linkable by cationic process, under actinic activation. The aim of the invention is the improvement of known SPL resins ( decrease of volume shrinkage, lower initial viscosity for the resin, optimisation of the mechanical properties of the objects shaped by SPL). To achieve this aim, the invention proposes the use of specifically selected photoinitiators, of the onium borate type, 1) and/or oxoisothiochromanium 2) and/or monosulphonium or polysulphonium 3) and/or organometallic complexes 4) combined, for example, with polydimethylsiloxanes functionalised by groups cross-linkable by cationic process of the epoxy type, under UV LASER. These borates contain fluorosubstituted phenyls. The invention also concerns the corresponding method for making objects by SPL, as well as the liquid composition for initiating the implementation. The invention is applicable to phototype.

Description

Utilisation pour la stéréophotolithographie d'une composition liquide photoréticulable par voie cationique comprenant un photoamorceur du type sels d'onium ou de complexes organométalliques Use for stereophotolithography of a cationic crosslinkable liquid composition comprising a photoinitiator of the onium salt or organometallic complex type
Le domaine de la présente invention est celui de la technique de (stéréo)photolithographie permettant le façonnage d'objets solides tridimensionnels par polymérisation/réticulation, sous activation actinique, de précurseurs liquides.The field of the present invention is that of the (stereo) photolithography technique allowing the shaping of three-dimensional solid objects by polymerization / crosslinking, under actinic activation, of liquid precursors.
L'invention vise plus particulièrement des améliorations aux compositions liquides précurseurs comprenant une matière première polymérisable/réticulable et un photoamorceur. Le mécanisme chimique à la base des transformations liquide — » solide intervenant dans la StéréoPhotoLithographie (SPL) peut être soit du type polymérisation / réticulation par voie radicalaire, soit du type polymérisation / réticulation par voie cationique. La présente invention s'inscrit dans le sous-domaine de la SPL de type cationique. La SPL est une technologie reposant sur une transformation liquide — » solide localisée dans l'espace et induite par une lumière actinique, de préférence produite par une source UV laser. Cette technologie permet l'édification d'un objet tridimensionnel de forme déterminée, par solidification successive de tranches de l'objet visé, et ce grâce à l'exposition répétée de zone de liquide photoréticulable correspondant aux tranches, la superposition de ces tranches solidifiées et solidarisées les unes aux autres constituant l'objet à fabriquer.The invention relates more particularly to improvements in precursor liquid compositions comprising a polymerizable / crosslinkable raw material and a photoinitiator. The chemical mechanism underlying liquid - »solid transformations involved in StereoPhotoLithography (SPL) can be either of the polymerization / crosslinking type by radical route, or of the polymerization / crosslinking type by cationic route. The present invention is part of the cationic type SPL. SPL is a technology based on a liquid - »solid transformation localized in space and induced by actinic light, preferably produced by a UV laser source. This technology allows the construction of a three-dimensional object of determined shape, by successive solidification of slices of the targeted object, and this thanks to the repeated exposure of photocrosslinkable liquid zone corresponding to the slices, the superposition of these solidified slices and secured to each other constituting the object to be manufactured.
Une source actinique - de préférence LASER - balaye la surface d'un bain de précurseur liquide sur une zone définie par la géométrie de la tranche de l'objet à solidifier considéré. Le guidage de la source laser est avantageusement réalisée par un ordinateur ayant en mémoire le modèle mathématique de l'objet à fabriquer. Après solidification/réticulation d'une couche ou d'une tranche donnée, cette dernière est immergée dans le bain de précurseur liquide à une profondeur correspondant à l'épaisseur de la tranche adjacente à solidifier lors de l'exposition lumineuse à suivre. La SPL est décrite notamment dans le brevet US-A-4 575 330. La SPL est porteuse d'espoirs prometteurs, quant à ses débouchés possibles dans le domaine de la réalisation de prototypes de pièces industrielles destinées à être fabriqués en grande série. La SPL constitue en effet une technique de substitution intéressante par rapport aux procédés classiques d'usinage à commande numérique ou non. De tels procédés sont contraignants notamment au regard de l'usure des outils qu'ils engendrent et des limites qu'il comporte dans la réalisation de pièces à topographie complexe : certaines zones à usiner peuvent ne pas être accessibles aux outils. Il est donc clair que la SPL a bien des atouts à faire valoir, pour autant qu'elle puisse satisfaire au mieux à diverses spécifications techniques qui sont énu érées ci-après.An actinic source - preferably LASER - scans the surface of a bath of liquid precursor over an area defined by the geometry of the edge of the object to be solidified considered. The guidance of the laser source is advantageously carried out by a computer having in memory the mathematical model of the object to be manufactured. After solidification / crosslinking of a given layer or wafer, the latter is immersed in the liquid precursor bath at a depth corresponding to the thickness of the adjacent wafer to be solidified during the light exposure to follow. The SPL is described in particular in patent US-A-4,575,330. The SPL carries promising hopes as regards its possible outlets in the field of producing prototypes of industrial parts intended for mass production. SPL is indeed an interesting alternative technique compared to conventional machining processes with numerical control or not. Such methods are restrictive in particular with regard to the wear of the tools which they generate and the limits which it comprises in the production of parts with complex topography: certain zones to be machined may not be accessible to the tools. It is therefore clear that the SPL has many advantages to assert, provided that it can best meet various technical specifications which are listed below.
Le temps est un paramètre capital dans le domaine industriel. Aussi, les matières premières utilisées doivent rapidement durcir par polymérisation / réticulation.Time is a crucial parameter in the industrial field. Also, the raw materials used must quickly harden by polymerization / crosslinking.
La composition liquide de base comprenant la matière première (dénommée également résine) et le photoamorceur, doit être choisie de telle sorte qu'elle conduise à un réticulat apte à autoriser l'autoadhésion mutuelle des tranches successives solidifiées.The basic liquid composition comprising the raw material (also known as resin) and the photoinitiator, must be chosen so that it leads to a reticulate capable of authorizing mutual self-adhesion of the successive solidified slices.
Cette composition liquide de base doit avoir une viscosité compatible avec les exigences industrielles de facilité d'emploi et de manipulation, de même que de stabilité au stockage.This basic liquid composition must have a viscosity compatible with industrial requirements for ease of use and handling, as well as storage stability.
Le système amorceur (photoamorceur(s) per se + éventuellement photosensibilisateur(s)) doit absorber au mieux les rayonnements actiniques, de façon à améliorer les rendements de réticulation et diminuer ainsi la consommation d'énergie d' activation.The initiator system (photoinitiator (s) per se + possibly photosensitizer (s)) must best absorb actinic radiation, so as to improve the crosslinking yields and thus reduce the consumption of activation energy.
Il est préférable que la composition liquide de base, de même que son correspondant réticulé ne soit pas toxique, ni dangereux. II est important que la composition liquide de base (matière première + système amorceur) n'ait pas une viscosité initiale trop forte, de façon à ne pas augmenter la durée de stabilisation de chaque tranche avant exposition. La durée de stabilisation est celle nécessaire pour retrouver un état de surface plan, après immersion de la tranche venant juste d'être réticulée. II est également essentiel que le photoréticulat ou polymérisat possède des propriétés mécaniques (dureté, élasticité...) suffisantes pour donner une cohérence à la pièce tridimensionnelle fabriquée et pour la stabiliser de façon perène.It is preferable that the basic liquid composition, as well as its crosslinked correspondent, is not toxic or dangerous. It is important that the basic liquid composition (raw material + initiator system) does not have too high an initial viscosity, so as not to increase the stabilization time of each slice before exposure. The stabilization time is that necessary to regain a flat surface state, after immersion of the section having just been crosslinked. It is also essential that the photocrosslinker or polymerisate has mechanical properties (hardness, elasticity, etc.) sufficient to give consistency to the three-dimensional part produced and to stabilize it in a perene manner.
Enfin et surtout, il convient d'insister sur la spécification qui pèche le plus par défaut et qui constitue un frein au développement de la SPL, à savoir le problème du retrait volumique. Il serait en effet souhaitable de disposer d'une résine conduisant à un retrait aussi proche que possible de zéro, pour éviter les déformations volumiques et les tensions qui dénaturent la forme de la pièce tridimensionnelle à réaliser. Ce retrait volumique intervient en cours de polymérisation / réticulation, car il est un fait que les liaisons de Van der Waals qui prévalent dans la formule liquide, sont caractérisées par des distances inter-moléculaires plus grandes que celles induites par les liaisons covalentes propres au photoréticulat/polymère. Dans tout le présent exposé, on définira le retrait volumique comme densité du solide - densité du liquide étant : — . densité du liquideLast but not least, it is necessary to insist on the specification which sins the most by default and which constitutes an obstacle to the development of SPL, namely the problem of volume shrinkage. It would indeed be desirable to have a resin leading to a shrinkage as close as possible to zero, to avoid volume deformations and tensions which distort the shape of the three-dimensional part to be produced. This volume shrinkage occurs during polymerization / crosslinking, because it is a fact that the Van der Waals bonds which prevail in the liquid formula, are characterized by greater inter-molecular distances than those induced by the covalent bonds specific to the photocrosslink /polymer. Throughout this presentation, the volume shrinkage will be defined as the density of the solid - density of the liquid being: -. liquid density
En résumé, les systèmes mis en oeuvre dans la SPL devront notamment répondre aux conditions suivantes : * pour la matière première liquide :In summary, the systems implemented in the SPL must in particular meet the following conditions: * for the liquid raw material:
- état liquide le plus fluide possible,- the most fluid liquid state possible,
- économique,- economic,
- non toxique,- nontoxic,
- grande stabilité dans le temps ; * pour la réaction de polymérisation / réticulation :- great stability over time; * for the polymerization / crosslinking reaction:
- amorçable par voie photochimique,- photochemically primable,
- n'entraînant pas ou pratiquement pas de retrait volumique sur le réticulat / polymérisat solide,- not causing or practically no volume shrinkage on the reticulate / solid polymer,
- rendement quantique de polymérisation élevé, - exothermicité faible ;- high quantum yield of polymerization, - low exothermicity;
* pour la résine réticulée :* for crosslinked resin:
- solide avec des propriétés mécaniques satisfaisantes,- solid with satisfactory mechanical properties,
- insoluble dans la matière première liquide précurseur.- insoluble in the precursor liquid raw material.
La voie radicalaire de polymérisation / réticulation sous UV, est celle dans laquelle le photoamorceur se transforme en radical libre après absorption d'un quantum de radiations actiniques ultra-violettes. Le radical libre ainsi produit est à l'origine d'une réaction en chaîne faisant intervenir des groupes de pontage réticulables par voie radicalaire (G^), ces derniers étant généralement des acrylates. On connaît ainsi dans la SPL, le diacryl 103 d'AKZO CHIMIE, qui est un acrylate bifonctionnel, honorable à de nombreux égards dans cette application, mais péchant par un retrait volumique relativement important lors de la polymérisation réticulation, à savoir environ 8 % (diacryl 103 = mélange de 10 % pds d'un méthacrylate de basse viscosité mono-fonctionnel et de 90 % pds de 2,2-bis[p(méthacrylate d ' éthyloxy)phényl]propane. Les acrylates ont également pour inconvénient d'être parfois toxiques et de ne pas durcir aussi rapidement et aussi complètement que l'on pourrait le souhaiter. Ils peuvent également être sujet à des phénomènes d'inhibition de réticulation dûs à l'oxygène de l'air. En effet, la chaîne radicalaire polymère en croissance peut être aisément terminée par de l'oxygène moléculaire d'un radical peroxy relativement stable. Il s'ensuit que la réticulation et donc le durcissement de la matière première est incomplet. Pour les systèmes actiniques à faible densité de flux de photons, un inertage à l'azote est nécessaire (N2). Cela se traduit par un recours à des équipements sophistiqués donc coûteux, qui grèvent l'économie de la SPL.The radical polymerization / crosslinking path under UV is that in which the photoinitiator transforms into a free radical after absorption of a quantum of ultra-violet actinic radiation. The free radical thus produced is at the origin of a chain reaction involving bridging groups crosslinkable by the radical route (G ^), the latter generally being acrylates. Thus known in the SPL, diacryl 103 from AKZO CHEMISTRY, which is a bifunctional acrylate, honorable in many respects in this application, but affected by a relatively large volume shrinkage during crosslinking polymerization, namely approximately 8% ( diacryl 103 = mixture of 10% by weight of a methacrylate of low viscosity mono-functional and 90% by weight of 2,2-bis [p (ethyl methacrylate) phenyl] propane. Acrylates also have the disadvantage of being sometimes toxic and may not cure as quickly and as completely as you would like. They may also be subject to crosslinking inhibition due to oxygen in the air. Indeed, the polymer radical chain in growth can be easily terminated by molecular oxygen of a relatively stable peroxy radical. It follows that the crosslinking and therefore the hardening of the raw material is incomplete. For actinic systems with low photon flux density, nitrogen inerting is necessary (N 2 ). This results in the use of sophisticated and therefore costly equipment, which is straining the economy of the SPL.
En outre, il n'est pas rare qu'un post-durcissement des solides formés par SPL soit nécessaire dans le cas où l'on utilise des acrylates.In addition, it is not uncommon that a post-hardening of the solids formed by SPL is necessary in the case where acrylates are used.
S 'agissant de la photoréticulation par voie cationique, qui peut être exploitée pour la SPL, on est dans une situation où l'énergie lumineuse UV d'activation provoque une réaction en chaîne à partir du photoamorceur, réaction qui conduit à un cation H+, entraînant lui-même une autre réaction de polymérisation en chaîne de Groupes de pontage Reticulables par voie Cationique (Grc) - groupe hétérocyclique à atome électrodonneur : O, S, N et P ou groupe éthyléniquement insaturé substitué par un électrodonneur : vinyléther ou époxy.As regards photocrosslinking by the cationic route, which can be exploited for SPL, we are in a situation where the UV light energy of activation causes a chain reaction starting from the photoinitiator, reaction which leads to an H + cation, itself causing another polymerization chain reaction of Cationically Crosslinkable Bridging Groups (Grc) - heterocyclic group with electron donor: O, S, N and P or ethylenically unsaturated group substituted by an electron donor: vinyl ether or epoxy.
C'est ainsi que par voie cationique, il est possible de mettre en oeuvre des matières premières liquides précurseurs de polymères solides comprenant des Grc de type éthervinylique et/ou des Grc de type époxy-fonctionnel.Thus, cationically, it is possible to use liquid raw materials which are precursors of solid polymers comprising Grc of ethervinyl type and / or Grc of epoxy-functional type.
La demande de brevet français N° 2 676 061 divulgue des compositions de précurseurs de polymères convenant pour la stéréophotolithographie et comprenant des composés à fonctions éthervinyles ainsi que des composés à fonction époxy, de même qu'une quantité efficace d'un photoamorceur cationique. Les composés à fonction éthervinylique sont des oligomères d'éthervinylique dont la chaîne principale dérive d'uréthane, de phénol, de polyester, de polyéther de polycarbonate ou de polysiloxane, ladite chaîne principale présentant des groupements Grc pendants de type acrylate. Les composés à fonction époxyde considérés sont du type de ceux dérivant du phénol (bisphénol A), de novalac, de restes polyaliphatiques linéaires et/ou cycliques, de polyétheφolyols et de polysiloxanes, les substitutions époxydes de ces composés étant situées dans la chaîne et/ou aux extrémités de celle- ci. Les polyorganosiloxanes sont revendiqués mais ne sont pas exemplifiés dans cette demande de brevet français. Les photoamorceurs cationiques préconisés sont des sels d'onium et en particulier des sels d'iodonium et de sulfonium, dans lesquels les contre-anions sont : BF4-, PF6-, SbF6\ et SO3CF3 -. Parmi tous ces contre-anions, celui qui donne le plus de satisfaction, en ce qui concerne les performances de réticulation sous UV (vitesse de réticulation) est le SbF6\ mais il se trouve que ce contre-anion présente l'inconvénient majeur d'être toxique. L'invention décrite dans ce document antérieur qui repose sur l'idée de base d'associer des oligomères à Grc de type vinyléther et des oligomères porteurs de Grc époxyfonctionnels, à titre de précurseurs liquides dans un système utilisable en SPL, reste encore perfectible, notamment en ce qui concerne le retrait volumique et les propriétés mécaniques (dureté du réticulat durci sous laser UV).French Patent Application No. 2,676,061 discloses compositions of polymer precursors suitable for stereophotolithography and comprising compounds with ethervinyl functions as well as compounds with epoxy function, as well as an effective amount of a cationic photoinitiator. The ethervinyl functional compounds are ethervinyl oligomers whose main chain is derived from urethane, phenol, polyester, polyether polycarbonate or polysiloxane, said main chain having pendant Grc groups of the acrylate type. The epoxide-functional compounds considered are of the type derived from phenol (bisphenol A), from novalac, from linear and / or cyclic polyaliphatic residues, from polyethylenols and from polysiloxanes, the epoxy substitutions of these compounds being located in the chain and / or at the ends of it. Polyorganosiloxanes are claimed but are not exemplified in this French patent application. The cationic photoinitiators recommended are onium salts and in particular iodonium and sulfonium salts, in which the counter anions are: BF 4 -, PF 6 -, SbF 6 \ and SO 3 CF 3 -. Among all these counter-anions, the one which gives the most satisfaction with regard to the crosslinking performance under UV (crosslinking speed) is SbF 6 \ but it turns out that this counteranion has the major drawback of 'be toxic. The invention described in this prior document which is based on the basic idea of associating oligomers with Grc of vinylether type and oligomers carrying Grc epoxyfunctional, as liquid precursors in a system usable in SPL, remains still perfectible, in particular with regard to the volume shrinkage and the mechanical properties (hardness of the reticulate hardened under UV laser).
Dans cet état de connaissances, la demanderesse s'est fixée pour objectif, l'amélioration des résines pour la SPL, de façon à remédier aux inconvénients du système acrylate radicalaire et du système vinyléther et/ou époxy cationique. Les points à améliorer sont :In this state of knowledge, the applicant has set itself the objective of improving resins for SPL, so as to remedy the drawbacks of the radical acrylate system and of the cationic vinyl ether and / or epoxy system. The points to improve are:
- plus faible retrait volumique du réticulat,- lower volume shrinkage of the reticulate,
- plus faible viscosité initiale pour la matière première liquide, - et propriétés mécaniques des pièces réticulées par SPL supérieures à celles des objets tridimensionnels fabriqués par les systèmes connus évoqués ci-dessus.- lower initial viscosity for the liquid raw material, - and mechanical properties of the parts crosslinked by SPL higher than those of three-dimensional objects manufactured by the known systems mentioned above.
Un des objectifs essentiel de l'invention est donc de proposer l'utilisation d'un nouveau système SPL : matière première précurseur liquide + système amorceur, qui permet de satisfaire aux spécifications techniques énoncées dans le cahier des charges ci-dessus.One of the essential objectives of the invention is therefore to propose the use of a new SPL system: liquid precursor raw material + initiator system, which makes it possible to meet the technical specifications set out in the specifications above.
Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de pièces tridimensionnelles par SPL, dans lequel on mettrait en oeuvre une nouvelle composition particulière de base (précurseur liquide + système amorceur), qui soit économique, facile à mettre en oeuvre et qui concoure aux mêmes buts que ceux visés ci-dessus en ce qui concerne le précurseur liquide, la polymérisation et le réticulat final obtenu, en termes de retrait volumique, de toxicité, de viscosité initiale et de propriétés mécaniques.Another essential objective of the invention is to provide a process for manufacturing three-dimensional parts by SPL, in which a new particular basic composition (liquid precursor + initiator system) is used, which is economical, easy to implement. and which contributes to the same goals as those mentioned above with regard to the liquid precursor, the polymerization and the final crosslink obtained, in terms of volume shrinkage, toxicity, initial viscosity and mechanical properties.
Un autre objectif essentiel de l'invention est de fournir une nouvelle composition liquide précurseur, utilisable en SPL et ayant les qualités évoquées supra, en référence à la nouvelle utilisation et au nouveau procédé visé par la présente invention.Another essential objective of the invention is to provide a new liquid precursor composition, usable in SPL and having the qualities mentioned above, with reference to the new use and the new process targeted by the present invention.
La Demanderesse est parvenue à atteindre ces objectifs parmi d'autres, en trouvant, après de nombreuses études et expérimentations, que, de manière tout à fait suφrenante et inattendue, il convenait pour préparer une composition liquide de base pour la SPL, de sélectionner un photoamorceur appartenant à une classe spécifique de borates d'onium ou de complexes organométalliques regroupant ceux dont le contre- anion borate comprend un atome de bore lié à un ou plusieurs radicaux phényles substitués par au moins un groupement électroattracteur. Secondairement, la Demanderesse a également découvert que les polyorganosiloxanes (POS) à groupement réactif Grc de type époxy et/ou vinyléther sont particulièrement adaptés, en tant que matière première liquide associée aux borates d'onium ou de complexes organométalliques spécifiques.The Applicant has succeeded in achieving these objectives among others, by finding, after numerous studies and experiments, that, in a completely suφrenant and unexpected manner, it was suitable for preparing a basic liquid composition for SPL, to select a photoinitiator belonging to a specific class of onium borates or organometallic complexes grouping those in which the borate counter anion comprises a boron atom linked to one or more phenyl radicals substituted by at least one electron-withdrawing group. Secondly, the Applicant has also discovered that the polyorganosiloxanes (POS) with reactive group Grc of epoxy and / or vinyl ether type are particularly suitable as a liquid raw material associated with onium borates or specific organometallic complexes.
La présente invention concerne ainsi en premier lieu, l'utilisation pour la photolithographie - en particulier la stéréophotolithographie - d'une composition réticulable par voie cationique, notamment par activation lumineuse actinique, et comportant :The present invention thus relates firstly, to the use for photolithography - in particular stereophotolithography - of a composition crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic light activation, and comprising:
D une matière première comprenant au moins un monomère et/ou un oligomère et/ou un polymère choisi parmi les composés comportant au moins un groupe hétérocyclique ayant un ou plusieurs atomes électro-donneurs tels que O, S, N et P, et parmi ceux comportant au moins un groupe éthyléniquement insaturé substitué par un atome électrodonneur qui augmente la basicité du système π, ce groupe hétérocyclique et ce groupe éthyléniquement insaturé étant des groupes (Grc), de pontage reticulables par voie cationique ; D et une quantité efficace de système amorceur cationique comprenant comme photoamorceur, un produit choisi parmi les borates d'onium (pris à eux seuls ou en mélange entre eux) d'un élément des groupes 15 à 17 de la classification périodique [Chem & Eng. News, vol.63, N° 5, 26 du 4 Février 1985] ou d'un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10 de la classification périodique [même référence], Δ dont l'entité cationique est sélectionnée parmi : 1) les sels d'onium de formule (I) :D a raw material comprising at least one monomer and / or an oligomer and / or a polymer chosen from compounds comprising at least one heterocyclic group having one or more electron-donor atoms such as O, S, N and P, and among those comprising at least one ethylenically unsaturated group substituted by an electron donor atom which increases the basicity of the π system, this heterocyclic group and this ethylenically unsaturated group being groups (Grc), crosslinkable which can be crosslinked cationically; D and an effective amount of cationic initiator system comprising, as photoinitiator, a product chosen from onium borates (taken alone or as a mixture between them) of an element from groups 15 to 17 of the periodic table [Chem & Eng . News, vol.63, N ° 5, 26 of February 4, 1985] or of an organometallic complex of an element from groups 4 to 10 of the periodic table [same reference], Δ whose cationic entity is selected from: 1) onium salts of formula (I):
[(Rl)n - A - (R2)m]+ (I) formule dans laquelle :[(Rl) n - A - (R2) m ] + (I) formula in which:
• A représente un élément des groupes 15 à 17 tel que par exemple : I, S, Se, P ou N,• A represents an element from groups 15 to 17 such as for example: I, S, Se, P or N,
• R* représente un radical aryle carbocyclique ou hétérocyclique en C6-C20. ledit radical hétérocyclique pouvant contenir comme hétéroéléments de l'azote ou du soufre ;• R * represents a C6-C20 carbocyclic or heterocyclic aryl radical . said heterocyclic radical possibly containing as heteroelements nitrogen or sulfur;
• R^ représente R^ ou un radical alkyle ou alkényle linéaire ou ramifié en C1-C30 ; lesdits radicaux R^ et R^ étant éventuellement substitués par un groupement alcoxy en C1-C25, alkyle en C1-C25, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester ou mercapto ; • n est un nombre entier allant de 1 à v + 1, v étant la valence de l'élément A, • m est un nombre entier allant de 0 à v - 1 avec n + m = v + 1 > • R ^ represents R ^ or a linear or branched C1-C30 alkyl or alkenyl radical; said radicals R ^ and R ^ being optionally substituted by a C1-C25 alkoxy, C1-C25 alkyl, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester or mercapto group; • n is an integer ranging from 1 to v + 1, v being the valence of the element A, • m is an integer ranging from 0 to v - 1 with n + m = v + 1 >
2) Les sels d'oxoisothiochromanium décrits dans la demande de brevet WO 90/11303, notamment le sel de sulfonium du 2-éthyl-4-oxoisothiochromanium ou de 2-dodécyl-4-oxoisothio-chromanium,2) The oxoisothiochromanium salts described in patent application WO 90/11303, in particular the sulfonium salt of 2-ethyl-4-oxoisothiochromanium or of 2-dodecyl-4-oxoisothio-chromanium,
3) les sels de sulfonium dans lesquelles l'entité cationique comprend : — » 3.1.au moins une espèce polysulfonium de formule III.1.3) the sulfonium salts in which the cationic entity comprises: - »3.1. At least one polysulfonium species of formula III.1.
Ar1 — S — Ar3- Ar3-S-Ar' (III.1)Ar 1 - S - Ar 3 - Ar 3 -S-Ar '(III.1)
Ar* ArAr * Ar
dans laquelle :in which :
- les symboles Ar^, qui peuvent être identiques ou différents entre-eux, représentent chacun un radical monovalent phényle ou naphtyle, éventuellement substitué avec un ou plusieurs radicaux choisis parmi : un radical alkyle linéaire ou ramifié en Cj - C12, de préférence en Ci -Cg, un radical alkoxy linéaire ou ramifié en C\ - C\2, de préférence en Cj-Cg, un atome d'halogène, un groupe -OH, un groupe -COOH, un groupe ester - COO-alkyle où la partie alkyle est un reste linéaire ou ramifié en C\ - Ci 2, de préférence en C -Cg, et un groupement de formule -Y^-Ar^ où les symboles Y* et Ar^ ont les significations données juste ci-après,- the symbols Ar ^, which may be identical or different from each other, each represent a monovalent phenyl or naphthyl radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched Cj - C12, preferably Ci, alkyl radical -Cg, a linear or branched C \ - C \ 2, preferably Cj-Cg alkoxy radical, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the part alkyl is a linear or branched residue in C \ - Ci 2, preferably in C -Cg, and a group of formula -Y ^ -Ar ^ where the symbols Y * and Ar ^ have the meanings given just below,
- les symboles Ar^, qui peuvent être identiques ou différents entre eux ou avec Aχl, représentent chacun un radical monovalent phényle ou naphtyle, éventuellement substitué avec un ou plusieurs radicaux choisis parmi : un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci -Ci 2, de préférence en Cj -Cg, un radical alkoxy linéaire ou ramifié en Ci -C 2, de préférence en Cj-Cg, un atome d'halogène, un groupe -OH, un groupe -COOH, un groupe ester - COO-alkyle où la partie alkyle est un reste linéaire ou ramifié en Ci -C 12, de préférence en C \ -Cg,- the symbols Ar ^, which may be identical or different from each other or with Aχl, each represent a monovalent phenyl or naphthyl radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched Ci -Ci 2 alkyl radical of preferably in Cj -Cg, a linear or branched alkoxy radical in Ci -C 2, preferably in Cj-Cg, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the alkyl part is a linear or branched residue in Ci -C 12, preferably in C \ -Cg,
- les symboles Ar- , qui peuvent être identiques ou différents entre eux, représentent chacun un radical divalent phénylène ou naphtylène, éventuellement substitué avec un ou plusieurs radicaux choisis parmi : un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci -Ci 2, de préférence en Cj-Cg, un radical alkoxy linéaire ou ramifié en C1-C12, de préférence en Cj-Cg, un atome d'halogène, un groupe -OH, un groupe -COOH, un groupe ester - COO-alkyle où la partie alkyle est un reste linéaire ou ramifié en Ci -C 12, de préférence en Cj-Cg,- the symbols Ar-, which may be identical or different from each other, each represent a divalent phenylene or naphthylene radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched C1-Ci2, preferably Cj, alkyl radical -Cg, a linear or branched C1-C12, preferably Cj-Cg alkoxy radical, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the alkyl part is a remains linear or branched in C 1 -C 12, preferably in Cj-Cg,
- t est un nombre entiers égal à 0 ou 1 , avec les conditions supplémentaires selon lesquelles :- t is an integer equal to 0 or 1, with the additional conditions that:
+ quand t = 0, le symbole Y est alors un radical monovalent Y^ représentant le groupement de formule :+ when t = 0, the symbol Y is then a monovalent radical Y ^ representing the group of formula:
Y' : — S-Ar1 Y ': - S-Ar 1
où les symboles Ar^ et Ar^ possèdent les significations données ci-avant,where the symbols Ar ^ and Ar ^ have the meanings given above,
+ quand t = 1 :+ when t = 1:
O d'une part, le symbole Y est alors un radical divalent ayant les significations Y^ à Y^ suivantes :O on the one hand, the symbol Y is then a divalent radical having the following meanings Y ^ to Y ^:
• Y^ : un groupement de formule :• Y ^: a group of formula:
++
* où le symbole Ar^ possède les significations données ci-avant,* where the symbol Ar ^ has the meanings given above,
• Y^ : un lien valentiel simple,• Y ^: a simple valential link,
• Y- : un reste divalent choisi parmi : ι n o o un reste alkylène linéaire ou ramifié en Ci -Ci 2, de préférence en• Y-: a divalent residue chosen from: ι n o o a linear or branched Ci-Ci 2 alkylene residue, preferably in
Ci-Cg, et un reste de formule — Si(CH3)2θ — , O d'autre part, dans le cas uniquement où le symbole Y représente Y^ ou Y^, les radicaux Ar* et Ar^ (terminaux) possèdent, outre les significations données ci-avant, la possibilité d'être reliés entre eux par le reste Y' consistant dans Y'1 un lien valentiel simple ou dans ^ un reste divalent choisi parmi les restes cités à propos de la définition de Y^, qui est installé entre les atomes de carbone, se faisant face, situés sur chaque cycle aromatique en position ortho par rapport à l'atome de carbone directement relié au cation S+ ; → 3.2. et/ou au moins une espèce monosulfonium possédant un seul centre cationique S+ par mole de cation et consistant dans la plupart des cas dans des espèces de formule :Ci-Cg, and a residue of formula - Si (CH3) 2θ -, O on the other hand, in the case only where the symbol Y represents Y ^ or Y ^, the radicals Ar * and Ar ^ (terminals) have, in addition to the meanings given above, the possibility of being linked to one another by the remainder Y 'consisting in Y'1 of a simple valential link or in ^ a divalent remainder chosen from the rests cited in connection with the definition of Y ^, which is installed between the carbon atoms, facing each other, located on each aromatic cycle in position ortho with respect to the carbon atom directly connected to the cation S + ; → 3.2. and / or at least one monosulfonium species having a single cationic center S + per mole of cation and consisting, in most cases, in species of formula:
1 + 1 Ar S-Ar (HI.2)1 + 1 Ar S-Ar (HI.2)
Ar dans laquelle Ar^ et Ar^ ont les significations données ci-avant à propos de la formule (III.1), incluant la possibilité de relier directement entre eux un seul des radicaux Ar^ à Ar^ selon la manière indiquée ci-avant à propos de la définition de la condition supplémentaire en vigueur quand t = 1 dans la formule (II), faisant appel au reste Y* ; 4) les sels organométalliques de formule (IV) : (L1L2L3M)+ I (IV) formule dans laquelle :Ar in which Ar ^ and Ar ^ have the meanings given above with regard to the formula (III.1), including the possibility of directly linking together only one of the radicals Ar ^ to Ar ^ according to the as indicated above with regard to the definition of the additional condition in force when t = 1 in formula (II), using the remainder Y *; 4) the organometallic salts of formula (IV): (L 1 L 2 L 3 M) + I (IV) formula in which:
• M représente un métal du groupe 4 à 10, notamment du fer, manganèse, chrome, cobalt...• M represents a metal from group 4 to 10, in particular iron, manganese, chromium, cobalt ...
• L^ représente 1 ligand lié au métal M pir des électrons π, ligand choisi parmi les ligands η^-alkyl, η5- cyclopendadiènyl et η? - cycloheptratriènyl et les composés η^ - aromatiques choisis parmi les ligands η"-benzène éventuellement substitués et les composés ayant de 2 à 4 cycles condensés, chaque cycle étant capable de contribuer à la couche de valence du métal M par 3 à 8 électrons π ; • L2 représente un ligand lié au métal M par des électrons π, ligand choisi parmi les ligands η '-cycloheptatriènyl et les composés η^- aromatiques choisis parmi les ligands η^- benzène éventuellement substitués et les composés ayant de 2 à 4 cycles condensés, chaque cycle étant capable de contribuer à la couche de valence du métal M par 6 ou 7 électrons π ;• L ^ represents 1 ligand linked to the metal M pir of the π electrons, ligand chosen from the ligands η ^ -alkyl, η5- cyclopendadienyl and η? - cycloheptratrienyl and the η ^ - aromatic compounds chosen from the ligands η "-benzene optionally substituted and the compounds having from 2 to 4 condensed cycles, each cycle being capable of contributing to the valence layer of the metal M by 3 to 8 π electrons • L 2 represents a ligand linked to the metal M by π electrons, a ligand chosen from the η '-cycloheptatrienyl ligands and the η ^ - aromatic compounds chosen from the η ^ - benzene ligands optionally substituted and the compounds having from 2 to 4 condensed cycles, each cycle being capable of contributing to the valence layer of the metal M by 6 or 7 π electrons;
• L-* représente de 0 à 3 ligands identiques ou différents liés au métal M par des électrons σ, ligand(s) choisi(s) parmi CO et NO2" " ; la charge électronique totale q du complexe à laquelle contribuent L^, L2 et O et la charge ionique du métal M étant positive et égale à 1 ou 2 ;• L- * represents from 0 to 3 identical or different ligands linked to the metal M by σ electrons, ligand (s) chosen from CO and NO2 "" ; the total electronic charge q of the complex to which L ^, L 2 and O contribute and the ionic charge of the metal M being positive and equal to 1 or 2;
A l'entité anionique borate ayant pour formule :
Figure imgf000011_0001
formulé dans laquelle :
To the borate anionic entity having the formula:
Figure imgf000011_0001
formulated in which:
- a et b sont des nombres entiers allant pour a de 0 à 3 et pour b de 1 à 4 avec a + b = 4,- a and b are integers ranging for a from 0 to 3 and for b from 1 to 4 with a + b = 4,
- les symboles X représentent :- the symbols X represent:
* un atome d'halogène (chlore, fluor) avec a = 0 à 3,* a halogen atom (chlorine, fluorine) with a = 0 to 3,
* une fonction OH avec a = 0 à 2,* an OH function with a = 0 to 2,
- les symboles R sont identiques ou différents et représentent : > un radical phényle substitué par au moins un groupement électroattracteur tel que par exemple OCF3, CF3, NO2, CN, et/ou par au moins 2 atomes d'halogène (fluor tout particulièrement), et ce lorsque l'entité cationique est un onium d'un élément des groupes 15 à 17the symbols R are identical or different and represent:> a phenyl radical substituted by at least one electron-withdrawing group such as for example OCF3, CF3, NO2, CN, and / or by at least 2 halogen atoms (especially fluorine), when the cationic entity is an onium of an element from groups 15 to 17
> un radical phényle substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur notamment atome d'halogène> a phenyl radical substituted by at least one element or an electron-withdrawing group, in particular a halogen atom
(fluor tout particulièrement), CF3, OCF3, NO2, CN, et ce lorsque l'entité cationique est un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10(fluorine in particular), CF3, OCF3, NO2, CN, when the cationic entity is an organometallic complex of an element from groups 4 to 10
> un radical aryle contenant au moins deux noyaux aromatiques tel que par exemple biphényle, naphtyle, éventuellement substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur, notamment un atome d'halogène (fluor tout particulièrement), OCF3, CF3, NO2, CN, quelle que soit l'entité cationique. Il apparaît donc que l'invention procède essentiellement de la sélection judicieuse et avantageuse d'une classe particulière de photoamorceurs du type borate d'onium ou borate de complexes organométalliques. Certains de ces photoamorceurs sont connus par ailleurs pour d'autres applications faisant intervenir une réticulation par voie cationique e.g. sous UV, (revêtements anti-adhésifs). Ils n'apparaissait pas a priori comme étant naturellement transposables dans l'application SPL. En effet, les seuls systèmes ayant eu un devenir commercial en SPL sont les systèmes acrylates. Par ailleurs, on savait qu'à quantités d'énergie actinique égales et à densités optiques = égales pour le système liquide, la voie cationique est 5 fois moins réactive que la voie radicalaire. On savait également que les précurseurs liquides, réticulant en SPL par voie radicalaire, ont un rendement quantique de polymérisation Φp (nombre de moles de monomères transformés par mole de photons absorbés : mol. E*1) beaucoup plus élevé que leurs homologues des systèmes par voie cationique : Φp = 1 200 pour le Diacryl 103 amorcée par la DMPA (DiméthoxyphénylAcétophénone) versus Φp = environ 200, pour des matières premières liquides à Grc de type époxy amorcées par de l'hexafluoroantimonate de triphénylsulfonium.> an aryl radical containing at least two aromatic rings such as for example biphenyl, naphthyl, optionally substituted by at least one element or an electron-withdrawing group, in particular a halogen atom (fluorine in particular), OCF3, CF3, NO2, CN, whatever the cationic entity. It therefore appears that the invention proceeds essentially from the judicious and advantageous selection of a particular class of photoinitiators of the onium borate or borate type of organometallic complexes. Some of these photoinitiators are known moreover for other applications involving crosslinking by the cationic route, eg under UV (non-stick coatings). They did not appear a priori to be naturally transposable in the SPL application. In fact, the only systems that have had a commercial future in SPL are the acrylate systems. Furthermore, it was known that at equal amounts of actinic energy and at optical densities = equal for the liquid system, the cationic pathway is 5 times less reactive than the radical pathway. It was also known that liquid precursors, crosslinking in SPL by the radical route, have a quantum polymerization yield Φ p (number of moles of monomers transformed per mole of absorbed photons: mol. E * 1 ) much higher than their counterparts in the systems. cationically: Φ p = 1,200 for Diacryl 103 initiated by DMPA (DimethoxyphenylAcetophenone) versus Φ p = approximately 200, for raw materials with Grc of epoxy type primed with triphenylsulfonium hexafluoroantimonate.
Enfin, les documents publiés relatifs aux borates d'onium ou de complexes organométalliques particuliers employés dans le cadre de la présente invention, ne font nullement allusion et ne contiennent aucune incitation, quant à l'application desdits borates dans le domaine de la SPL. L'homme de l'art devait donc nécessairement faire oeuvre inventive pour effectuer la transposition. Au sens de la présente invention, l'activation de la polymérisation / réticulation est préferablement celle obtenue par une exposition aux UV (LASER e.g.), mais il n'est pas à exclure que l'on puisse recourir à une activation par faisceau d'électrons ou à une thermoactivation. Des matières premières liquides de nature monomérique et/ou oligomérique et/ou polymérique, interviennent également dans le cadre de l'utilisation conforme à l'invention. Ces composés porteurs de groupes fonctionnels de réticulation Grc, comprennent, de manière privilégiée, au moins un siloxane de préférence un polyorganosiloxane POS, ledit POS étant plus préférentiellement encore choisi parmi les polyorganosiloxanes qui sont :Finally, the published documents relating to onium borates or of particular organometallic complexes used within the framework of the present invention, do not allude to and do not contain any incentive, as for the application of said borates in the field of SPL. Those skilled in the art therefore necessarily had to do inventive work to carry out the transposition. Within the meaning of the present invention, the activation of the polymerization / crosslinking is preferably that obtained by exposure to UV (LASER eg), but it cannot be excluded that it is possible to resort to activation by beam of electrons or thermoactivation. Liquid raw materials of monomeric and / or oligomeric and / or polymeric nature also come into play in the context of the use in accordance with the invention. These compounds carrying Grc crosslinking functional groups preferably comprise at least one siloxane, preferably a polyorganosiloxane POS, said POS being more preferably still chosen from polyorganosiloxanes which are:
→ soit linéaires ou sensiblement linéaires et constitués de motifs de formule (V), terminés par des motifs de formule (VI), → soit cycliques et constitués par des motifs de formule (V) :→ either linear or substantially linear and consisting of units of formula (V), terminated by units of formula (VI), → or cyclic and consisting of units of formula (V):
R3 R3 R3 R 3
- — Si-O- (V) Z — Si— O- (VI) I z R3 - - Si-O- (V) Z - Si— O- (VI) I z R 3
formules dans lesquelles :formulas in which:
• les symboles R3 sont semblables ou différents et représentent :• the symbols R 3 are similar or different and represent:
- soit un radical alkyle linéaire ou ramifié en C -Cg, éventuellement substitué, avantageusement par un ou des halogènes, les radicaux alkyles éventuellement substitués préférés étant : méthyle, éthyle, propyle, octyle et 3,3,3 trifluoropropyle,either a linear or branched C -C 6 alkyl radical, optionally substituted, advantageously by one or more halogens, the preferred optionally substituted alkyl radicals being: methyl, ethyl, propyl, octyl and 3,3,3 trifluoropropyl,
- soit un radical cycloalkyle en C5-Cg, éventuellement substitué,- or a C 5 -C 6 cycloalkyl radical, optionally substituted,
- soit un radical aryle ou aralkyle, éventuellement substitué : notamment par des halogènes et/ou des alcoxyles, les radicaux phényle, xylyle, tolyle et dichlorophényle étant tout particulièrement sélectionnés,either an aryl or aralkyl radical, optionally substituted: in particular by halogens and / or alkoxyls, the phenyl, xylyl, tolyl and dichlorophenyl radicals being very particularly selected,
- et, plus préférentiellement encore, au moins 60 % molaire des radicaux R3 étant des méthyles, • les symboles Z sont semblables ou différents et représentent :- and, more preferably still, at least 60 mol% of the radicals R 3 being methyls, • the symbols Z are similar or different and represent:
- soit le radical R3,- or the radical R 3 ,
- soit un groupement Grc organofonctionnel réticulable par voie cationique, de préférence un groupement époxyfonctio nel ou vinyloxyfonctionnel, relié au silicium par l'intermédiaire d'un radical divalent contenant, avantageusement, de 2 à 20 atomes de carbone comportant, éventuellement, un hétéroatome, l'un au moins des symboles Z correspondant à un groupement organofonctionnel réticulable par voie cationique. II est clair que la quantité de fonctions de réticulation Grc présentes dans la matière première liquide précurseur, est déterminante vis-à-vis du déroulement de la polymérisation / réticulation et vis-à-vis du retrait volumique et des propriétés mécaniques du réticulat durci obtenu après exposition sous laser UV. Ainsi, selon une disposition préférée de l'invention, dans le cadre du mode de réalisation où l'on fait intervenir au moins un POS à titre de matière première précurseur liquide, le titre dudit POS en Grc - exprimé en éq de Grc par kg de POS - est supérieur ou égal àeither an organofunctional Grc group crosslinkable by the cationic route, preferably an epoxyfunctional or vinyloxyfunctional group, linked to silicon via a divalent radical containing, advantageously, from 2 to 20 carbon atoms comprising, optionally, a heteroatom, at least one of the symbols Z corresponding to an organofunctional group crosslinkable by the cationic route. It is clear that the quantity of Grc crosslinking functions present in the precursor liquid raw material is decisive with regard to the course of the polymerization / crosslinking and with respect to the volume shrinkage and the mechanical properties of the hardened crosslinked product obtained. after exposure under UV laser. Thus, according to a preferred arrangement of the invention, in the context of the embodiment in which at least one POS is used as a liquid precursor raw material, the title of said POS in Grc - expressed in eq of Grc per kg of POS - is greater than or equal to
0,20 , de préférence compris entre 0,50 et 5 , et plus préférentiellement encore entre0.20, preferably between 0.50 and 5, and even more preferably between
0,80 et 3,0.0.80 and 3.0.
La viscosité initiale de la matière première liquide précurseur est un paramètre important pour l'application SPL. Il s'ensuit que selon une disposition avantageuse de l'invention, la matière première de nature POS possède une viscosité àThe initial viscosity of the precursor liquid raw material is an important parameter for the SPL application. It follows that according to an advantageous arrangement of the invention, the raw material of POS nature has a viscosity at
25° C, comprise entre 10 et 3 000 mPa.s de préférence entre 10 et 1 500 mPa.s et plus préférentiellement encore entre 10 et 900 mPa.s.25 ° C, between 10 and 3000 mPa.s preferably between 10 and 1500 mPa.s and even more preferably between 10 and 900 mPa.s.
La viscosité dynamique à 25° C, de tous les polymères silicones considérés dans le présent exposé, peut être mesurée à l'aide d'un viscosimètre BROOKFIELD, selon la norme AFNOR NFT 76 102 de février 1972.The dynamic viscosity at 25 ° C of all the silicone polymers considered in this presentation can be measured using a BROOKFIELD viscometer, according to the AFNOR NFT 76 102 standard of February 1972.
La viscosité dont il est question dans le présent exposé est la viscosité dynamique à 25° C, dite "Newtonienne", c'est-à-dire la viscosité dynamique qui est mesurée, de manière connue en soi, à un gradient de vitesse de cisaillement suffisamment faible pour que la viscosité mesurée soit indépendante du gradient de vitesse.The viscosity in question in this presentation is the dynamic viscosity at 25 ° C, called "Newtonian", that is to say the dynamic viscosity which is measured, in a manner known per se, at a speed gradient of sufficiently low shear so that the viscosity measured is independent of the speed gradient.
Lorsqu'il s'agit de polyorganosiloxanes cycliques, ceux-ci sont constitués de motifs (D) qui peuvent être, par exemple, du type dialkylsiloxy ou alkylarylsiloxy. Ces polyorganosiloxanes cycliques présentent une viscosité de l'ordre de 1 à 5 000 mPa.s, à 25° C. Pour en venir à des caractéristiques plus précises de constitution chimique des précurseurs POS préférés selon l'invention, on peut citer les exemples suivants de groupement de réticulation Grc époxyfonctionnels :
Figure imgf000015_0001
When cyclic polyorganosiloxanes are involved, these consist of units (D) which may be, for example, of the dialkylsiloxy or alkylarylsiloxy type. These cyclic polyorganosiloxanes have a viscosity of the order of 1 to 5000 mPa.s, at 25 ° C. To come to more precise chemical composition characteristics of the preferred POS precursors according to the invention, the following examples may be mentioned of epoxyfunctional Grc crosslinking groups:
Figure imgf000015_0001
—(0^)3 O-CHj— CH— ;CH2 ; — (CHj)3 — C—CH CHj - (0 ^) 3 O-CHj— CH—; CH 2 ; - ( CH j ) 3 - C — CH CH j
O S'agissant des groupements Grc du type vinyléther, on peut mentionner, e. g., ceux contenus dans les formules suivantes :O With regard to Grc groups of the vinyl ether type, it may be mentioned, e. g., those contained in the following formulas:
— (CHjJj-O-CH≈CK, ;
Figure imgf000015_0002
• avec R^ =
- (CH j J j -O-CH≈CK,;
Figure imgf000015_0002
• with R ^ =
- alkylène linéaire ou ramifié en Ci -C 12, éventuellement substitué,- linear or branched C1-C12 alkylene, optionally substituted,
- ou arylène, de préférence phénylène, éventuellement substitué, de préférence par un à trois groupements alkyles en C 1 -Cg ; • avec R^ = alkyle linéaire ou ramifié en Cj-C6 ;- or arylene, preferably phenylene, optionally substituted, preferably by one to three C 1 -C 6 alkyl groups; • with R ^ = linear or branched C j -C 6 alkyl;
Les polyorganosiloxanes époxy ou vinyloxyfonctionnels préférés sont décrits notamment dans les brevets DE-A-4 009 889 ; EP-A-0 396 130 ; EP-A-0 355The preferred epoxy or vinyloxyfunctional polyorganosiloxanes are described in particular in patents DE-A-4,009,889; EP-A-0 396 130; EP-A-0 355
381 ; EP-A-0 105 341 ; FR-A-2 1 10 115 ; FR-A-2 526 800.381; EP-A-0 105 341; FR-A-2 1 10 115; FR-A-2 526 800.
Les polyorganosiloxanes époxy-fonctionnels peuvent être préparés par réaction d'hydrosilylation entre des huiles à motifs Si-H et des composés époxyfonctionnels, tels que vinyl-4 cyclohexèneoxyde, allylglycidyléther...The epoxy-functional polyorganosiloxanes can be prepared by hydrosilylation reaction between oils with Si-H units and epoxyfunctional compounds, such as 4-vinylcyclohexeneoxide, allylglycidylether ...
Les polyorganosiloxanes vinyloxyfonctionnels peuvent être préparés par réaction d'hydrosilylation entre des huiles à motifs Si-H et des composés vinyloxyfonctionnels, tels que l'allyl viny ! éther, l'allyl-vinyloxyéthoxybenzène... Les POS qui apparaissent comme étant particulièrement appropriés dans l'utilisation selon l'invention, sont des oligomères linéaires dont les extrémités siloxyles M sont porteuses d'au moins un groupement Y = Grc (e.g. époxy ou vinyléther, de préférence époxy), lesdits oligomères comportant ou non des groupements Y = Grc pendants dans la chaîne. Selon une variante de l'invention, les monomères et/ou oligomères et/ou polymères formant la matière première appartiennent à au moins l'une des espèces suivantes : époxydes cycloaliphatiques (A) ou non (B), alcényl-éthers (C), linéaires ou cycliques, les espèces A, B, C énoncées ci-après étant préférées : - A correspondant aux époxydes cycloaliphatiques, pris à eux seuls ou en mélange entre eux, les époxydes du type 3,4-époxycyclo- hexylméthyl-3,4- époxycyclohexane carboxylate ou Bis(3,4-époxy- cyclohexyl)adipate étant particulièrement préférés ; - B correspondant aux autres époxydes non cycloaliphatiques, pris à eux seuls ou en mélange entre eux, les époxydes du type de ceux résultant de la condensation de Bis- phénol A et d'épichlorhydrine et du type :The vinyloxyfunctional polyorganosiloxanes can be prepared by hydrosilylation reaction between oils with Si-H units and vinyloxyfunctional compounds, such as allyl viny! ether, allyl-vinyloxyethoxybenzene, etc. The POSs which appear to be particularly suitable for use according to the invention are linear oligomers, the siloxy ends M of which carry at least one group Y = Grc (eg epoxy or vinyl ether, preferably epoxy), said oligomers whether or not containing pendant Y = Grc groups in the chain. According to a variant of the invention, the monomers and / or oligomers and / or polymers forming the raw material belong to at least one of the following species: cycloaliphatic epoxides (A) or not (B), alkenyl ethers (C) , linear or cyclic, the species A, B, C listed below being preferred: - A corresponding to the cycloaliphatic epoxides, taken alone or as a mixture between them, the epoxides of the 3,4-epoxycyclo- type hexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate or Bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate being particularly preferred; - B corresponding to the other non-cycloaliphatic epoxides, taken alone or as a mixture with one another, epoxides of the type of those resulting from the condensation of bisphenol A and of epichlorohydrin and of the type:
>di et triglycidyléthers de Bisphénol A alcoxylé, de 1,6 hexane diol, de glycérol, de néopentylglycol et de propane triméthylol, >diglycidyléthers de Bisphénol A, >ou époxydes d'alpha-oléfines, époxydes NOVOLAC, huile de soja et de lin époxydes, polybutadiène époxydé, étant particulièrement préférés ;> di and triglycidyl ethers of alkoxylated Bisphenol A, of 1,6 hexane diol, of glycerol, of neopentyl glycol and of propane trimethylol,> diglycidyl ethers of Bisphenol A,> or alpha-olefin epoxides, NOVOLAC epoxides, soya oil and linseed epoxides, epoxidized polybutadiene, being particularly preferred;
- C correspondant aux alcényl-éthers, linéaires ou cycliques, pris à eux seuls ou en mélange entre eux, • les vinyls-éthers, en particulier l'éther de triéthylène glycol divinylique l'éther de 1 ,4-cyclohexanediméthanol divinylique les éthers vinyliques cycliques ou les tétramères et/ou dimères d'acroléines • les propényl-éthers- C corresponding to alkenyl ethers, linear or cyclic, taken alone or as a mixture between them, • vinyl ethers, in particular the triethyl ether of divinyl glycol the ether of 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl the vinyl ethers cyclic or tetramers and / or dimers of acroleins • propenyl ethers
• et les butényl-éthers étant tout spécialement préférés. Sans que cela ne soit limitatif, on donne ci-après plus de précisions quant aux sous-classes de borate d'onium et de borate de sels organométalliques plus particulièrement préférés dans le cadre de l'utilisation conforme à l'invention.• and butenyl ethers being especially preferred. Without being limiting, more details are given below as to the subclasses of onium borate and organometallic salt borate more particularly preferred in the context of the use in accordance with the invention.
Ainsi, s'agissant de l'entité anionique borate, les espèces qui conviennent tout particulièrement sont les suivantes :Thus, as regards the borate anionic entity, the species which are particularly suitable are the following:
[B (C6F5)4]- [B(C6H4CF3)4]- [B(CgF4OCF3)4]- [B(C6F40CF3)4]-[B (C 6 F 5 ) 4 ] - [B (C 6 H 4 CF 3 ) 4 ] - [B (CgF 4 OCF3) 4] - [B (C 6 F 40 CF 3 ) 4 ] -
[(CgF5)2BF2]- [CgF5BF3]- [B (CgH3F2)4]- S'agissant de l'entité cationique du photoamorceur, on distingue :[(CgF5) 2 BF 2 ] - [CgF 5 BF 3 ] - [B (CgH 3 F2) 4 ] - As regards the cationic entity of the photoinitiator, we distinguish:
- 1) les sels d'onium de formule (I)- 1) the onium salts of formula (I)
- 2) les sels d'oxoisothiochromanium de formule (II)- 2) the oxoisothiochromanium salts of formula (II)
- 3) les sels de mono et/ou polysylfonium de formule (III.1) et/ou (III.2)- 3) the mono and / or polysylfonium salts of formula (III.1) and / or (III.2)
- 4) les sels organométalliques de formule (IV). Les premiers 1) sont décrits dans de nombreux documents notamment dans les brevets US-A-4 026 705, US-A-4 032 673, US-A-4 069 056, US-A-4 136 102, TJS-A-4 173476. Parmi ceux-ci on privilégiera tout particulièrement les cations suivants : [( )2ll+ [C8H17-O-Φ-I-Φ]+ [(Φ-CH3)2 1]+ [C12 H25-Φ-I-Φ]+ [(C8H17-O-Φ)2 1 ]+ [(C8H17-O-Φ- I-Φ)]+- 4) the organometallic salts of formula (IV). The first 1) are described in numerous documents, particularly in patents US-A-4,026,705, US-A-4,032,673, US-A-4,069,056, US-A-4,136,102, TJS-A- 4 173476. Among these, the following cations will be particularly favored: [() 2ll + [C 8 H 17 -O-Φ-I-Φ] + [(Φ-CH 3 ) 2 1] + [C12 H 25 -Φ-I-Φ] + [(C 8 H 17 -O-Φ) 2 1] + [(C 8 H 17 -O-Φ- I-Φ)] +
[(Φ)3 S]+ [(Φ)2-S-Φ-O-C8H17]+ [(CH3-Φ-I-Φ-CH(CH3)2]+ [(Φ) 3 S] + [(Φ) 2 -S-Φ-OC 8 H 17 ] + [(CH 3 -Φ-I-Φ-CH (CH 3 ) 2 ] +
[Φ-S-Φ-S-(Φ)2]+ [(Cι2H25-Φ)2 1]+ [(CH3-Φ-I-Φ-OC2H5]+ [Φ-S-Φ-S- (Φ) 2 ] + [(Cι 2 H 25 -Φ) 2 1] + [(CH 3 -Φ-I-Φ-OC 2 H 5 ] +
S'agissant de la seconde famille d'entités cationiques de formule (II) et de type oxoisothiochromanium, elle comprend de préférence des cations correspondant à la structure Dj qui est définie à la page 14 de la demande WO-A-90/11303 et possède la formule (II) :As regards the second family of cationic entities of formula (II) and of the oxoisothiochromanium type, it preferably comprises cations corresponding to the structure D j which is defined on page 14 of application WO-A-90/11303 and has the formula (II):
où le radical R6 a la signification donnée dans cette demande WO à propos du symbole R1 ; une entité cationique de ce type qui est davantage préférée est celle où R6 représente un radical alkyle, linéaire ou ramifié, en C^C^. Comme sels d' oxoisothiochromanium qui conviennent particulièrement bien, on citera notamment le sel de sulfonium de 2-éthyl-4-oxoisothiochromanium ou de 2-dodécyl-4- oxoisothiochromanium. En ce qui concerne les entités cationiques polysulfonium (III.1) on précisera que l'entité cationique polysulfonium comprend préférentiellement une espèce ou un mélange d'espèces de formule (III.1) dans laquelle :where the radical R 6 has the meaning given in this WO application in connection with the symbol R 1 ; a cationic entity of this type which is more preferred is that where R 6 represents an alkyl radical, linear or branched, C ^ C ^. As oxoisothiochromanium salts which are particularly suitable, mention will be made in particular of the sulfonium salt of 2-ethyl-4-oxoisothiochromanium or of 2-dodecyl-4-oxoisothiochromanium. As regards the cationic polysulfonium entities (III.1), it will be specified that the cationic polysulfonium entity preferably comprises a species or a mixture of species of formula (III.1) in which:
- les radicaux Ar^, identiques ou différents entre eux, représentent chacun un radical phényle, éventuellement substitué par un radical alkyle linéaire ou ramifié en Cι-C4 ou par le groupement de formule :- the Ar ^ radicals, identical or different from each other, each represent a phenyl radical, optionally substituted by a linear or branched Cι-C 4 alkyl radical or by the group of formula:
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- les radicaux Ar2, identiques ou différents entre eux et avec Ar , représentent chacun un radical phényle, éventuellement substitué par un radical alkyle linéaire ou ramifié en C i -C4, - les radicaux Ar3 représentent chacun un radical para-phénylène non substitué, - t est égal à 0 ou 1 , avec les conditions supplémentaires selon lesquelles :- the radicals Ar 2 , identical or different from each other and with Ar, each represent a phenyl radical, optionally substituted by a linear or branched C i -C 4 alkyl radical, - the radicals Ar 3 each represent a non-phenylene para-radical substituted, - t is 0 or 1, with the additional conditions that:
+ quand t = 0, Y = YJ =— S+— Ar1 + when t = 0, Y = Y J = - S + - Ar 1
Ar2 où les radicaux Ar* et Ar2 ont les significations préférées données juste ci- avant dans le présent paragraphe ; + quand t = 1 :Ar 2 where the radicals Ar * and Ar 2 have the preferred meanings given just above in this paragraph; + when t = 1:
O d'une part, Y = Y2 à Y4 avec : •Y2 =O on the one hand, Y = Y 2 to Y 4 with: • Y2 =
Ar où le radical Ar2 a la signification préférée donnée juste ci-avant dans le présent paragraphe,Ar where the radical Ar 2 has the preferred meaning given just above in this paragraph,
• γ3 = un lien valentiel,• γ3 = a valential link,
. Y4 = — O— ou —S— , et. Y 4 = - O— or —S—, and
O d'autre part, quand Y = Y3 ou Y4 et quand on souhaite alors mettre en oeuvre des radicaux Ar et Ar2 (terminaux) reliés entre eux, on installe une liaison Y' consistant dans un lien valentiel ou le reste — O — . Les espèces mono-sulfonium, quand il y en a, qui entrent dans le cadre de cette modalité préférentielle sont les espèces de formule (IV) dans laquelle les symboles Arl et Ar2 possèdent les significations préférées indiquées ci-avant dans le paragraphe qui précède, incluant, quand ces radicaux sont directement reliés entre eux par un reste Y', l'installation d'un lien valentiel ou du reste — O — . Comme exemples d'entités cationiques sulfonium, on peut citer particulièrement :O on the other hand, when Y = Y 3 or Y 4 and when we then wish to use radicals Ar and Ar 2 (terminals) linked together, we install a bond Y 'consisting of a valential bond or the rest - O -. The mono-sulfonium species, when there are any, which fall within the framework of this preferential modality are the species of formula (IV) in which the symbols Arl and Ar 2 have the preferred meanings indicated above in the preceding paragraph , including, when these radicals are directly linked together by a remainder Y ', the installation of a valential link or the rest - O -. As examples of cationic sulfonium entities, particular mention may be made of:
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les mélanges, en quantités variables, des espèces 5 + 2 + éventuellement 3_, les mélanges, en quantités variables, de l'espèce 5 avec l'espèce iO de formule
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mixtures, in variable quantities, of species 5 + 2 + possibly 3_, mixtures, in variable quantities, of species 5 with the species iO of formula
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10 L'entité anionique borate est choisie préférentiellement parmi les anions de formule [BXaRJ- dans laquelle :The borate anionic entity is preferably chosen from the anions of formula [BX to RJ- in which:
- les symboles X représentent un atome de fluor,- the symbols X represent a fluorine atom,
- les symboles R, identiques ou différents, représentent un radical phényle substitué par au moins un groupement électro-attracteur choisi parmi OCF3, CF3, NO et CN, et/ou par au moins deux atomes de fluor.the symbols R, which are identical or different, represent a phenyl radical substituted by at least one electron-attracting group chosen from OCF3, CF3, NO and CN, and / or by at least two fluorine atoms.
Avantageusement, l'entité anionique borate de formule [BX..R - est choisie parmi les anions suivants : [B(C F5)4]- [B(CgH4CF3)4]- [B{CgH3(CF3)2}4]- l' 3' 5'Advantageously, the borate anionic entity of formula [BX..R - is chosen from the following anions: [B (CF 5 ) 4 ] - [B (CgH4CF 3 ) 4 ] - [B {CgH 3 (CF 3 ) 2 } 4 ] - the '3' 5 '
[(CgF5)2BF2]- [B(CgF4OCF3)4]- [B(CgH3F2)4]-[(CgF5) 2BF 2 ] - [B (CgF 4 OCF 3 ) 4 ] - [B (CgH 3 F2) 4 ] -
2' 4' 6'2 '4' 6 '
Les nouveaux borates de polysulfonium que l'on mettra en oeuvre de façon très préférée, sont les sels formés par l'association des cations et anions suivants :The new polysulfonium borates which will be used very preferably are the salts formed by the association of the following cations and anions:
Cation AnionCation Anion
5 V5 V
5 y5 y
5 mélanges 5 + __ V mélanges 5 + 10 mélanges 5 + 10 4'5 mixes 5 + __ V mixes 5 + 10 mixes 5 + 10 4 '
Ces borates de polysulfonium peuvent être préparés par réaction d'échange entre un sel de l'entité cationique (halogenure tel que par exemple chlorure, iodure) avec un sel métal alcalin (sodium, lithium, potassium) de l'entité anionique. Les conditions opératoires (quantités respectives de réactifs, choix des solvants, durée, température, agitation) sont à la portée de l'homme de l'art ; celles-ci doivent permettre de récupérer le borate de polysulfonium recherché sous forme solide par filtration du précipité formé ou sous forme huileuse par extraction à l'aide d'un solvant approprié.These polysulfonium borates can be prepared by exchange reaction between a salt of the cationic entity (halide such as for example chloride, iodide) with an alkali metal salt (sodium, lithium, potassium) of the anionic entity. The operating conditions (respective quantities of reagents, choice of solvents, duration, temperature, stirring) are within the reach of those skilled in the art; these must make it possible to recover the desired polysulfonium borate in solid form by filtration of the precipitate formed or in oily form by extraction using an appropriate solvent.
Les modes opératoires de synthèse des halogénures des entités cationiques de formule (III.1) sont décrits notamment dans : "Polymer Bulletin (Berlin)", vol. 14, pages 279 - 286 (1985) et US-A-4400 541.The procedures for the synthesis of halides of cationic entities of formula (III.1) are described in particular in: "Polymer Bulletin (Berlin)", vol. 14, pages 279-286 (1985) and US-A-4400 541.
Selon une alternative concernant la préparation des borates de polysulfonium, ces derniers peuvent être préparés directement par réaction entre un diarylsulfoxyde et un diarylsulfure selon l'enseignement décrit dans : "J; Org. Chem.", Vol. 55, pages 4222 - 4225 (1990).According to an alternative concerning the preparation of polysulfonium borates, the latter can be prepared directly by reaction between a diarylsulfoxide and a diarylsulfide according to the teaching described in: "J; Org. Chem.", Vol. 55, pages 4222 - 4225 (1990).
Ces nouveaux borates de polysulfonium peuvent être mis en oeuvre, tels qu'ils sont obtenus à l'issue de leur procédé de préparation par exemple sous forme solide ou liquide ou en solution dans un solvant approprié, dans des compositions de monomères / oligomères / polymères qui sont destinés à être polymérisés et/ou réticulés par voie cationique et sous activation, par exemple UV.These new polysulfonium borates can be used, as they are obtained at the end of their preparation process, for example in solid or liquid form or in solution in an appropriate solvent, in monomer / oligomer / polymer compositions which are intended to be polymerized and / or crosslinked cationically and under activation, for example UV.
Les espèces mono-sulfonium (III.2) dont il a été question ci-dessus peuvent être en particulier les co-produits qui se forment au moment de la préparation des cations polysulfonium et dont la présence peut être plus ou moins évitée.The mono-sulfonium species (III.2) mentioned above may be in particular the co-products which are formed at the time of the preparation of the polysulfonium cations and whose presence can be more or less avoided.
Jusqu'à 99 %, plus généralement jusqu'à 90 % et encore plus généralement jusqu'à 50 % en mole (de cation) des espèces polysulfonium de formule (in.1) peuvent être remplacées par des espèces monosulfonium (III.2).Up to 99%, more generally up to 90% and even more generally up to 50 mol% (of cation) of the polysulfonium species of formula (in.1) can be replaced by monosulfonium species (III.2) .
En ce qui concerne les quatrième type d'entité cationique, on le trouve décrit dans le brevet US A-4 973 722, US-A-4 992 572, les demandes de brevet européens EP-A-203 829, EP-A-323 584 et EP-A-354 181. Les sels organométalliques plus volontiers retenus en pratique sont notamment :As regards the fourth type of cationic entity, it is described in US patent A-4,973,722, US-A-4,992,572, European patent applications EP-A-203,829, EP-A- 323 584 and EP-A-354 181. The organometallic salts more readily used in practice are in particular:
. le (η^ - cyclopentadiènyle) (η^ - toluène) Fe+ . le (η^ - cyclopentadiènyle) (η^ - méthyl-1-naphtalène) Fe+ . le (η^ - cyclopentadiènyle) (η^ - cumène) Fe+ . (η ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - toluene) Fe + . (η ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - methyl-1-naphthalene) Fe + . (η ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - cumene) Fe +
. le bis (η - mesitylène) Fe+ . le bis (η6 - benzène) Cr+ Il découle de ce qui précède que les photoamorceurs préférés selon l'invention sont ceux répondant aux formules suivantes : [(Φ)2 1]+, [B(C6F5)4]- [(C8H17)-O-Φ-I-Φ)]+ , [B(C6F5)4]-. bis (η - mesitylene) Fe + . bis (η 6 - benzene) Cr + It follows from the above that the preferred photoinitiators according to the invention are those corresponding to the following formulas: [(Φ) 2 1] + , [B (C 6 F 5 ) 4 ] - [(C 8 H 17 ) -O-Φ-I-Φ)] + , [B (C 6 F 5 ) 4 ] -
[Cι2H25-Φ-I-Φ]+ , [B(CgF5)4]- [(C87-O-Φ)2I]+ , [B(C6F5)4]- [(C8H17)-O-Φ-I-Φ)]+ , [B(CgF5)4]- [(Φ)3S]+ , [B(CgF5)4]-[Cι 2 H 25 -Φ-I-Φ] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(C 87 -O-Φ) 2 I] + , [B (C 6 F 5 ) 4 ] - [(C 8 H 17 ) -O-Φ-I-Φ)] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(Φ) 3 S] + , [B (CgF 5 ) 4 ] -
[(Φ)2S-Φ-O-C8H17]+, [B(C6H4CF3)4]- [(C12H25-Φ)2I]+ , [B (CgF5)4]- [(Φ)3 S]+, [B(CgF4OCF3)4]- [(Φ-CH3)2I]+ , [B(CgF5)4]-[(Φ) 2 S-Φ-OC 8 H 17 ] +, [B (C 6 H4CF 3 ) 4 ] - [(C 12 H 25 -Φ) 2 I] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(Φ) 3 S] + , [B (CgF 4 OCF 3 ) 4 ] - [(Φ-CH 3 ) 2 I] + , [B (CgF 5 ) 4 ] -
[(Φ-CH3)2 I]+ [B(C6F4OCF3)4]- . (η5 - cyclopentadiènyle) (η6 - toluène) Fe+, [B(CgF5) ]"[(Φ-CH 3 ) 2 I] + [B (C 6 F 4 OCF 3 ) 4 ] -. (η 5 - cyclopentadienyl) (η 6 - toluene) Fe + , [B (CgF5)] "
. (η5 - cyclopentadiènyle) (η^ - méthyll-naphtalène) Fe+, [B(CgF5)4]_ • Cπ^ - cyclopentadiènyle) (η^ - cumène) Fe+, [B(C F5)4]_ . (η5 - cyclopentadienyl) (η ^ - methyll-naphthalene) Fe + , [B (CgF5) 4 ] _ • Cπ ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - cumene) Fe + , [B (C F5) 4 ] _
Comme autre référence littéraire pour définir les borates d'onium 1) et 2) et les borates de sels organométalliques 4), sélectionnés comme photoamorceur dans le cadre de l'utilisation SPL selon l'invention, on peut citer tout le contenu des demandes de brevet européen N° 0 562 897 et 0 562 922. Ce contenu est intégralement incoφoré par référence dans le présent exposé.As another literary reference to define the onium borates 1) and 2) and the organometallic salt borates 4), selected as photoinitiator in the context of SPL use according to the invention, mention may be made of the entire content of the applications for European patent N ° 0 562 897 and 0 562 922. This content is fully incorporated by reference in the present presentation.
Les sels amorceurs de type 1) et 2) mis en oeuvre dans le cadre de l'utilisation selon la présente invention peuvent être préparés par réaction d'échange entre un sel de l'entité cationique (halogenure tel que chlorure, iodure..., hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, tosylate...) avec un sel de métal alcalinThe initiating salts of type 1) and 2) used in the context of the use according to the present invention can be prepared by exchange reaction between a salt of the cationic entity (halide such as chloride, iodide ... , hexafluorophosphate, tetrafluoroborate, tosylate ...) with an alkali metal salt
(sodium, lithium, potassium) de l'entité anionique.(sodium, lithium, potassium) of the anionic entity.
Les conditions opératoires (quantités respectives de réactifs, choix des solvants, durée, température, agitation...) sont à la portée de l'homme de l'art ; celles- ci doivent permettre de récupérer le sel amorceur recherché sous forme solide par filtration du précipité formé ou sous forme huileuse par extraction à l'aide d'un solvant approprié.The operating conditions (respective quantities of reagents, choice of solvents, duration, temperature, stirring, etc.) are within the reach of those skilled in the art; these must make it possible to recover the initiating salt sought in solid form by filtration of the precipitate formed or in oily form by extraction using a suitable solvent.
Les sels de métal alcalin de l'entité anionique peuvent être préparés de manière connue, par réaction d'échange entre un composé halogénoboré et un composé organométallique (magnésien, lithien, stannique...) portant les groupements hydrocarbonés désirés, en quantité stoechiométrique, suivie éventuellement d'une hydrolyse à l'aide d'une solution aqueuse d'halogénure de métal alcalin ; ce type de synthèse est par exemple décrite dans "J. of organometallic Chemistry" vol 178, p. 1- 4, 1979 ; "J.A.C.S" 82, 1960, 5298 ; "Anal. Chem, Acta" 44, 1969, 175-183 ; brevets US-A-4 139681 et DE-A-2091 367 ; "Zh. Org. Khim." Vol.25, N°5 - pages 1099 - 1102, Mai 1989.The alkali metal salts of the anionic entity can be prepared in a known manner, by an exchange reaction between a haloborinated compound and an organometallic compound (magnesian, lithian, stannic, etc.) carrying the desired hydrocarbon groups, in stoichiometric quantity, optionally followed by hydrolysis using an aqueous alkali metal halide solution; this type of synthesis is for example described in "J. of organometallic Chemistry" vol 178, p. 1- 4, 1979; "J.A.C.S" 82, 1960, 5298; "Anal. Chem, Acta" 44, 1969, 175-183; US-A-4 139681 and DE-A-2091 367; "Zh. Org. Khim." Vol. 25, No. 5 - pages 1099 - 1102, May 1989.
Le mode préparatoire des sels de l'entité cationique 4) de formule (IV) est décrit notamment dans D. ASTRUC, Tetrahedron Letters, 36, p.3437 (1973) ; D.The preparative mode of the salts of the cationic entity 4) of formula (IV) is described in particular in D. ASTRUC, Tetrahedron Letters, 36, p.3437 (1973); D.
ASTRUC, Bull. Soc. Chim. Fr, 1-2, p. 228 (1976) ; D. ASTRUC, Bull. Soc. Chim. Fr, 11-12, p. 2571 (1975) ; D. ASTRUC, CR Acad. Se. Paris, série C, 272, p. 1337ASTRUC, Bull. Soc. Chim. Fr, 1-2, p. 228 (1976); D. ASTRUC, Bull. Soc. Chim. Fr, 11-12, p. 2571 (1975); D. ASTRUC, CR Acad. Se. Paris, series C, 272, p. 1337
(1971) ; A.N. NESMEYANOV et coll., Izves, Akad. Nauk SSSR, ser. Khim., 7, p. 1524 (1969) ; AN. NESMEYANOV et coll. Dokl. Akad. Nausk SSSR, 160 (6), p. 1327(1971); AN NESMEYANOV et al., Izves, Akad. Nauk SSSR, ser. Khim., 7, p. 1524 (1969); YEAR. NESMEYANOV et al. Dokl. Akad. Nausk SSSR, 160 (6), p. 1327
(1965) ; A.N. NESMEYANOV et Coll. Dokl. Akad. Nausk SSSR, 149(3), p. 615(1965); A.N. NESMEYANOV et al. Dokl. Akad. Nausk SSSR, 149 (3), p. 615
(1963).(1963).
Il a pu être observé que les photoamorceurs borate d'onium et borate de sels organométalliques sélectionnés conformément à l'invention sont de très bons amorceurs efficaces sur le plan quantique. Ils n'ont besoin que de peu de photons pour déclencher la réticulation et donc le durcissement de la matière première précurseur liquide.It has been observed that the photoinitiators onium borate and borate of organometallic salts selected in accordance with the invention are very good quantum effective initiators. They only need a few photons to trigger crosslinking and therefore the hardening of the liquid precursor raw material.
Cette efficacité est liée à leur absorbance A qui est donnée par la formule : A = εχ. 1. C, dans laquelle ε^ est le coefficient d'extinction molaire du photoamorceur à la longueur d'onde λ, C sa concentration et 1 la longueur du trajet optique.This efficiency is linked to their absorbance A which is given by the formula: A = εχ. 1. C, in which ε ^ is the molar extinction coefficient of the photoinitiator at the wavelength λ , C its concentration and 1 the length of the optical path.
En pratique, on travaille par exemple en fixant ε^.C = 10, ce qui détermine une profondeur de polymérisation / réticulation variant de I à quelques millimètres. Cette variation s'explique compte-tenu de la variation de la densité optique initiale qui est fonction du taux de conversion du photoamorceur sous l'effet de l'irradiation.In practice, one works for example by fixing ε ^ .C = 10, which determines a depth of polymerization / crosslinking varying from I to a few millimeters. This variation is explained taking into account the variation of the initial optical density which is a function of the conversion rate of the photoinitiator under the effect of the irradiation.
Avantageusement, on travaille donc avec un produit ε.C constant pour des longueurs d'ondes données.Advantageously, we therefore work with a constant product ε.C for given wavelengths.
L'utilisation d'un laser permet d'obtenir une longueur d'onde discrète et de fournir des rayonnements d'exposition de haute énergie. Les longueurs d'onde mises en oeuvre peuvent être comprises dans le domaine de l'ultra-violet et du visible par exemple.The use of a laser makes it possible to obtain a discrete wavelength and to provide high energy exposure radiation. The wavelengths used can be included in the ultraviolet and visible range, for example.
En pratique les borates d'onium préférés dans l'application SPL sont les borates de sulfonium. De préférence, il est prévu conformément à l'utilisation selon l'invention que le système amorceur comprenant le photoamorceur, est employé en solution dans un solvant organique (accélérateur), de préférence . iύ parmi les donneurs de protons et plus préférentiellement encore parmi le groupe suivant : alcool isopropylique, alcool benzylique, diacétonealcool, lactate de butyle et leurs mélanges. En pratique, les amorceurs suivant l'invention sont préparés de manière très simple par dissolution du borate se présentant sous forme solide (poudre), dans l'accélérateur (liquide).In practice, the onium borates preferred in the SPL application are the sulfonium borates. Preferably, it is provided in accordance with the use according to the invention that the initiator system comprising the photoinitiator, is used in solution in an organic solvent (accelerator), preferably. iύ among the proton donors and more preferably still from the following group: isopropyl alcohol, benzyl alcohol, diacetonalcohol, butyl lactate and mixtures thereof. In practice, the initiators according to the invention are very simply prepared by dissolving the borate which is in solid form (powder), in the accelerator (liquid).
Selon une alternative concernant le borate, ce dernier peut être préparé directement dans l'accélérateur, à partir d'un sel (e.g. chlorure) du cation e.g. (iodonium) et d'un sel (par exemple de potassium) de Fanion borate. Outre le ou les photoamorceurs spécifiques de type borate 1) à 4), le système amorceur peut comprendre selon une variante avantageuse, au moins un photosensibilisateur sélectionné parmi les produits (poly)aromatiques -éventuellement métalliques- et les produits hétérocycliques, et de préférence dans la liste de produits suivants : phénothiazine, tetracène, pérylene, anthracène, diphényl-9-10-anthracène, thioxanthone, benzophénone, acétophénone, xanthone, fluorénone, anthraquinone, 9, 10-diméthylanthracène, 2-éthyl-9, 10-diméthyloxyanthracène, 2,6-diméthyl- naphtalène, 2,5-diphényl-l-3~4-oxadiazole, xanthopinacol, 1,2-benzanthracène, 9- nitro-anthracène, et leurs mélanges. Par quantité efficace de système amorceur, on entend au sens de l'invention, la quantité suffisante pour amorcer la réticulation.According to an alternative concerning the borate, the latter can be prepared directly in the accelerator, starting from a salt (eg chloride) of the cation eg (iodonium) and a salt (for example of potassium) of the borate anion. In addition to the specific photoinitiator (s) of borate type 1) to 4), the initiator system can comprise, according to an advantageous variant, at least one photosensitizer selected from (poly) aromatic products - possibly metallic - and heterocyclic products, and preferably in the following product list: phenothiazine, tetracene, perylene, anthracene, diphenyl-9-10-anthracene, thioxanthone, benzophenone, acetophenone, xanthone, fluorenone, anthraquinone, 9, 10-dimethylanthracene, 2-ethyl-9, 10-dimethyloxyanthracene, 2,6-dimethylnaphthalene, 2,5-diphenyl-1-3 ~ 4-oxadiazole, xanthopinacol, 1,2-benzanthracene, 9-nitro-anthracene, and mixtures thereof. By effective amount of initiator system is meant in the sense of the invention, the amount sufficient to initiate crosslinking.
Avantageusement cette quantité efficace correspond à 1.10-4 à 1, de préférence de 1.10-3 à 1.10-1 et plus préférentiellement encore de 1.10° à 1.10-2 moles de photoamorceur pour 1 mole de Grc. En cas d'utilisation d'un photosensibilisateur, les gammes de concentration appropriées pour ce dernier sont de : Δ 1.10"4 à 1.10-1 mole/mole de Grc Δ de préférence de 1.10-4 à 1.10-2 mole/mole de Grc Δ et plus préférentiellement encore de 1.10-4 à 1.10-3 mole/mole de Grc. Selon un autre de ces aspects, la présente invention est relative à un procédé de fabrication par SPL d'un objet tridimensionnel à partir d'une matière première liquide polymérisable et/ou réticulable par voie cationique, notamment par activation lumineuse actinique, en présence d'au moins un photoamorceur, ledit procédé consistant essentiellement : - à mettre en oeuvre un bain comprenant la matière première et le système amorceur,Preferably this effective amount corresponding to 1.10- 4-1, preferably from 1.10 -3 to 1.10 -1 and even more preferably from 1.10 ° to 1.10- 2 mol of photoinitiator per 1 mol of Grc. If a photosensitizer is used, the appropriate concentration ranges for the latter are: Δ 1.10 " 4 to 1.10- 1 mole / mole of Grc Δ preferably from 1.10 -4 to 1.10- 2 mole / mole of Grc Δ and more preferably still from 1.10 -4 to 1.10- 3 mole / mole of Grc. According to another of these aspects, the present invention relates to a method of manufacturing by SPL of a three-dimensional object from a raw material liquid which can be polymerized and / or crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic light activation, in the presence of at least one photoinitiator, said process consisting essentially: - of implementing a bath comprising the raw material and the initiator system,
- à exposer une partie de la surface de ce bain à au moins un faisceau actinique, ladite partie de surface exposée ayant une géométrie correspondant à une tranche de l'objet à fabriquer, pendant un temps suffisant pour permettre la solidification de la couche superficielle correspondant à ladite tranche d'objet,- exposing part of the surface of this bath to at least one actinic beam, said exposed surface part having a geometry corresponding to a slice of the object to be manufactured, for a time sufficient to allow the solidification of the corresponding surface layer to said object slice,
- à immerger cette couche solidifiée dans le bain,- immersing this solidified layer in the bath,
- et à répéter ces opérations d'exposition actinique et d'immersion de manière à obtenir des couches successives solides supeφosées et liées entre elles, pour former l'objet visé, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre la composition sélectionnée dans le cadre de l'utilisation telle que définie supra.- and to repeat these operations of actinic exposure and immersion so as to obtain successive solid layers supeφosed and linked together, to form the targeted object, characterized in that the selected composition is used in the context of the use as defined above.
Dans le procédé SPL, le rayonnement utilisé soit dans la gamme des UV dont la longueur d'onde est comprise entre 200 et 400 nanomètres, soit dans la gamme du visible dont la longueur d'onde est comprise entre 400 et 800 nm.In the SPL process, the radiation used is either in the UV range whose wavelength is between 200 and 400 nanometers, or in the visible range whose wavelength is between 400 and 800 nm.
La source actinique utilisée est e.g. un LASER dont le faisceau se déplace peφendiculairement à la surface du bain, la durée d'irradiation dépend de la vitesse de balayage et de la taille du faisceau LASER. La réticulation effectuée est excellente, même en l'absence de tout chauffage. Bien entendu, le couplage de la photoactivation à une thermoactivation, e.g. par chauffage entre 25 et 100°C, n'est pas exclu de l'invention.The actinic source used is e.g. a LASER, the beam of which moves peφendicularly on the surface of the bath, the irradiation time depends on the scanning speed and the size of the LASER beam. The crosslinking carried out is excellent, even in the absence of any heating. Of course, the coupling of photoactivation to thermoactivation, e.g. by heating between 25 and 100 ° C, is not excluded from the invention.
Un autre objet de l'invention vise une composition polymérisable et/ou réticulable par voie cationique, notamment par activation actinique, utilisable en (stéréo)photolithographie, caractérisée en ce qu'elle comprend :Another subject of the invention relates to a composition which can be polymerized and / or crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic activation, usable in (stereo) photolithography, characterized in that it comprises:
- une matière première telle que définie supra,- a raw material as defined above,
- au moins un système amorceur tel que défini supra,- at least one initiating system as defined above,
- et éventuellement au moins un additif choisi parmi ceux généralement connus dans les précurseurs liquides de stéréophotolithographie. Les additifs spécifiques de la SPL et susceptibles de rentrer dans la composition selon l'invention sont par exemple : des charges minérales, des charges organiques et/ou des pigments, tels que des fibres synthétiques ou naturelles (polymères) broyées, du carbonate de calcium, du talc, de l'argile, du dioxyde de titane ou de la silice fumée. Ces additifs peuvent notamment permettre d'améliorer e.g. les caractéristiques mécaniques des matériaux finaux.- And optionally at least one additive chosen from those generally known in liquid stereophotolithography precursors. The specific additives of SPL and capable of entering into the composition according to the invention are for example: mineral fillers, organic fillers and / or pigments, such as ground synthetic or natural fibers (polymers), calcium carbonate , talc, clay, titanium dioxide or fumed silica. These additives can in particular make it possible to improve e.g. the mechanical characteristics of the final materials.
Les colorants solubles, les inhibiteurs d'oxydation, et/ou tout autre matér n'interférant pas avec l'activité catalytique du photoamorceur et n'absorbant pas dans la gamme de longueurs d'onde choisie pour la photoactivation, peuvent être ajoutés également à la composition ou mis en oeuvre dans le cadre du procédé selon l'invention.Soluble dyes, oxidation inhibitors, and / or any other material which does not interfere with the catalytic activity of the photoinitiator and does not absorb in the wavelength range chosen for photoactivation, can also be added to the composition or used in the context of the process according to the invention.
Ces compositions conformes à l'invention sont préparées, indifféremment, avant (voire même longtemps avant) ou bien encore immédiatement avant l'utilisation. Il est à noter que ces compositions sont particulièrement stables au stockage et qu'elles offrent, conformément au procédé de l'invention, des cinétiques de réticulation rapides. En outre, leur état non réticulé, avant exposition au rayonnement lumineux d'activation, offre de grandes facilités de manipulation. Les compositions selon l'invention sont utilisables telles quelles, notamment en SPL.These compositions according to the invention are prepared, without distinction, before (or even long before) or even immediately before use. It should be noted that these compositions are particularly stable on storage and that, in accordance with the process of the invention, they offer rapid crosslinking kinetics. In addition, their uncrosslinked state, before exposure to activation light radiation, offers great ease of handling. The compositions according to the invention can be used as such, in particular in SPL.
La présente invention a également pour objet les pièces tridimensionnelles obtenues par SPL conformément à l'invention.The present invention also relates to the three-dimensional parts obtained by SPL in accordance with the invention.
Les exemples suivants sont donnés à titre illustratif et ne peuvent être considérés comme une limite du domaine et de l'esprit de l'invention.The following examples are given by way of illustration and cannot be considered as limiting the scope and spirit of the invention.
EXEMPLES : EXEMPLE 1 :EXAMPLES: EXAMPLE 1:
Composition du système photosensible :Composition of the photosensitive system:
- huile silicone POS fonctionnalisée (Résine UV) par des Z (formule (V)) = Grc = 3- éthyl-l,2-époxycyclohexène. Huile poly 200 SBLCOLEASE de RHONE POULENC - η (25°C) = 270 mPa.s. [époxyde] = 0,95 eq / kg.- POS silicone oil functionalized (UV resin) with Z (formula (V)) = Grc = 3-ethyl-1,2-epoxycyclohexene. RHONE POULENC poly 200 SBLCOLEASE oil - η (25 ° C) = 270 mPa.s. [epoxy] = 0.95 eq / kg.
(l,2-époxy-4-éthyle- cγclohexyl)-polydiméthylsiloxanes de formule :(1,2-epoxy-4-ethyl- cγclohexyl) -polydimethylsiloxanes of formula:
amorceprimer
Figure imgf000027_0001
concentration : 0,043 mol/1 ou 45,0 g/1 de Poly 200 (à partir d'une solution à 20 % massique dans le lactate de butyle).
Figure imgf000027_0001
concentration: 0.043 mol / 1 or 45.0 g / 1 of Poly 200 (from a 20% solution by mass in butyl lactate).
- source d'irradiation : laser à argon ionisé marque Spectra-Physics modèle 2025/03 émettant 80 % de sa puissance à 351, 1 nm et 20 % à 363,8 nn. Les coefficients d'extinction molaire de l'amorceur dans le Poly 200 à 351, 1 et à 363,8 nm sont respectivement de 275 et 77 l.cnr'.moF.- irradiation source: ionized argon laser brand Spectra-Physics model 2025/03 emitting 80% of its power at 351, 1 nm and 20% at 363.8 nn. The molar extinction coefficients of the initiator in the Poly 200 at 351, 1 and at 363.8 nm are respectively 275 and 77 l.cnr'.moF.
Le faisceau laser, d'une puissance UV de 40 mW, se déplace peφendiculairement à la surface d'un récipient contenant le système photosensible à une vitesse de 2,5 mm/s. Le système polymérise juste à l'endroit du passage du faisceau laser et sur une largeur égale au diamètre du faisceau, soit 1 mm. Dans ces conditions le système polymérise sur une profondeur de 5 mm soit une consommation énergétique de 3,2 mJ/mm3. En rajoutant plusieurs couches du système photosensible, comme décrit dans l'introduction, il a été possible de construire une pièce.The laser beam, with a UV power of 40 mW, travels peφendicularly on the surface of a container containing the photosensitive system at a speed of 2.5 mm / s. The system polymerizes just where the laser beam passes and over a width equal to the diameter of the beam, ie 1 mm. Under these conditions, the system polymerizes to a depth of 5 mm, i.e. an energy consumption of 3.2 mJ / mm 3 . By adding several layers of the photosensitive system, as described in the introduction, it was possible to build a room.
EXEMPLE 2 :EXAMPLE 2:
Composition du système photosensible :Composition of the photosensitive system:
- huile Poly 200 telle que décrite dans l'exemple 1.- Poly 200 oil as described in Example 1.
Figure imgf000028_0001
Figure imgf000028_0001
- amorceur : concentration : 5.10-3 mol/1 ou 4,3 g/1 de Poly 200 (à partir d'une solution à 20 % massique dans le lactate de butyle).- initiator: concentration: 5.10 - 3 mol / 1 or 4.3 g / 1 of Poly 200 (from a 20% solution by mass in butyl lactate).
- photosensibilisateur : benzo[alpha]pyrène à 5,71.10"4 mol/1 ou 0, 144 g/1 de Poly 200. Les coefficients d'extinction molaire du benzo[alpha]pyrène dans le Poly 200 à 351, 1 et à 363,8 nm sont respectivement de 1 1120 et 25180 l.cπv'.mol-1.- photosensitizer: benzo [alpha] pyrene at 5.71.10 " 4 mol / 1 or 0.144 g / 1 of Poly 200. The molar extinction coefficients of benzo [alpha] pyrene in Poly 200 at 351, 1 and 363.8 nm are 1120 and 25180 l.cπv'.mol- 1 respectively .
- isopropanol : 5 % massique / Poly 200.- isopropanol: 5% by mass / Poly 200.
- source d'irradiation : identique à celle de l'exemple 1.- source of irradiation: identical to that of Example 1.
Pour qu'il y ait polymérisation avec la même vitesse de balayage du faisceau que dans l'exemple 1, il faut que la puissance du faisceau soit environ trois fois supérieure soitFor there to be polymerization with the same beam scanning speed as in Example 1, the beam power must be approximately three times higher or
120 mW. En raison de la forte absorbance du système, la polymérisation ne se fait dans ces conditions que sur une profondeur de 1 mm.120 mW. Due to the high absorbance of the system, polymerization is only carried out under these conditions to a depth of 1 mm.
EXEMPLE 3 :EXAMPLE 3:
Composition du système photosensible :Composition of the photosensitive system:
- huile silicone de formule :- silicone oil of formula:
Figure imgf000028_0002
b = 32.8 viscosité = 28 mPa.s à 25° C ; [époxide] = 1,5 eq / kg. - amorceur :
Figure imgf000028_0002
b = 32.8 viscosity = 28 mPa.s at 25 ° C; [epoxide] = 1.5 eq / kg. - initiator:
Figure imgf000029_0001
concentration : 0,043 mol/1 ou 45,0 g/1 de Poly 200 (à partir d'une solution à 20 % massique dans le lactate de butyle).
Figure imgf000029_0001
concentration: 0.043 mol / 1 or 45.0 g / 1 of Poly 200 (from a 20% solution by mass in butyl lactate).
- source d'irradiation : identique à celle de l'exemple 1.- source of irradiation: identical to that of Example 1.
Pour qu'il y ait polymérisation avec la même vitesse de balayage du faisceau que dans l'exemple 1, il faut que la puissance du faisceau soit environ trois fois supérieure soitFor there to be polymerization with the same beam scanning speed as in Example 1, the beam power must be approximately three times higher or
20 mW. La profondeur de polymérisation est identique à celle obtenue dans l'exemple20 mW. The polymerization depth is identical to that obtained in the example
1 soit environ 5 mm. La consommation énergétique est de 1,6 mJ/mm3.1 is approximately 5 mm. The energy consumption is 1.6 mJ / mm 3 .
EXEMPLE 4 : MESURE DU RETRAIT DES HUILES UTILISEES DANS LES EXEMPLESEXAMPLE 4: MEASUREMENT OF THE REMOVAL OF THE OILS USED IN THE EXAMPLES
PRECEDENTSPREVIOUS
L'huile Poly 200 de l'exemple 1 et l'huile de l'exemple 3 sont polymérisées sous forme de cubes de 10 mm de coté par irradiation sous une lampe à vapeur de mercure moyenne pression en présence de sel d'iodonium utilisé dans l'exemple 2The Poly 200 oil of Example 1 and the oil of Example 3 are polymerized in the form of cubes 10 mm side by irradiation under a medium-pressure mercury vapor lamp in the presence of iodonium salt used in example 2
Figure imgf000029_0002
concentré à 2g/l pour le Poly 200 de l'exemple 1 et 1 g/1 pour l'huile de l'exemple 3. Ces polymérisations se font en absence de photosensibilisateur. Les masses volumi ues des huiles sont mesurées ar cnométrie.
Figure imgf000029_0002
concentrated at 2 g / l for the Poly 200 of example 1 and 1 g / 1 for the oil of example 3. These polymerizations are carried out in the absence of photosensitizer. The densities of the oils are measured by arnometry.
Figure imgf000029_0003
Figure imgf000029_0003

Claims

REVENDICATIONS : CLAIMS:
1 - Utilisation pour la photolithographie - en particulier la stéréophotolithographie - d'une composition réticulable par voie cationique, notamment par activation actinique, et comportant : D une matière première comprenant au moins un monomère et/ou un oligomère et/ou un polymère choisi parmi les composés comportant au moins un groupe hétérocyclique ayant un ou plusieurs atomes électro-donneurs tels que O, S, N et P, et parmi ceux comportant au moins un groupe éthyléniquement insaturé substitué par un atome électrodonneur qui augmente la basicité du système π, ce groupe hétérocyclique et ce groupe éthyléniquement insaturé étant des groupes (Grc), de pontage reticulables par voie cationique ;1 - Use for photolithography - in particular stereophotolithography - of a composition crosslinkable by the cationic route, in particular by actinic activation, and comprising: D a raw material comprising at least one monomer and / or an oligomer and / or a polymer chosen from compounds comprising at least one heterocyclic group having one or more electron donor atoms such as O, S, N and P, and among those comprising at least one ethylenically unsaturated group substituted by an electron donor atom which increases the basicity of the π system, this heterocyclic group and this ethylenically unsaturated group being (Grc) bridging groups which can be crosslinked cationically;
D et une quantité efficace de (système)amorceur cationique comprenant comme photoamorceur, un produit choisi parmi les borates d'onium d'un élément des groupes 15 à 17 de la classification périodique [Chem & Eng. News, vol.63, N° 5, 26 du 4 Février 1985] ou d'un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10 de la classification périodique [même référence], Δ dont l'entité cationique est sélectionnée parmi : 1) les sels d'onium de formule (I) :D and an effective amount of cationic initiator (system) comprising, as photoinitiator, a product chosen from onium borates of an element from groups 15 to 17 of the periodic classification [Chem & Eng. News, vol.63, N ° 5, 26 of February 4, 1985] or of an organometallic complex of an element from groups 4 to 10 of the periodic table [same reference], Δ whose cationic entity is selected from: 1) onium salts of formula (I):
[(Rl)n - A - (R )m]+ (I) formule dans laquelle :[(Rl) n - A - (R) m ] + (I) formula in which:
• A représente un élément des groupes 15 à 17 tel que par exemple, I, S, Se, P, ou N, • Ri représente un radical aryle carbocyclique ou hétérocyclique en• A represents an element from groups 15 to 17 such as for example, I, S, Se, P, or N, • Ri represents a carbocyclic or heterocyclic aryl radical in
Cg-C o, ledit radical hétérocyclique pouvant contenir comme hétéroéléments de l'azote ou du soufre ;Cg-C o, said heterocyclic radical possibly containing nitrogen or sulfur as heteroelements;
• R2 représente R^ ou un radical alkyle ou alkényle linéaire ou ramifié en CI-C3Q ; lesdits radicaux R^ et R2 étant éventuellement substitués par un groupement alcoxy en C1-C25, alkyle en C1-C25, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester ou mercapto,• R 2 represents R ^ or a linear or branched C 1 -C 3 alkyl or alkenyl radical; said radicals R 1 and R 2 being optionally substituted by a C1-C25 alkoxy, C1-C25 alkyl, nitro, chloro, bromo, cyano, carboxy, ester or mercapto group,
• n est un nombre entier allant de 1 à v + 1, v étant la valence de l'élément A,• n is an integer ranging from 1 to v + 1, v being the valence of the element A,
• m est un nombre entier allant de 0 à v - 1 avec n + m = v + 1, 2) Les sels d'oxoisothiochromanium, notamment le sel de sulfonium du 2- éthyl-4-oxoisothiochromanium ou de 2-dodécyl-4-oxoisothio-chromanium, 3) les sels de sulfonium dans lesquelles l'entité cationique comprend : → 3.1. au moins une espèce polysulfonium de formule III.1.• m is an integer ranging from 0 to v - 1 with n + m = v + 1, 2) The oxoisothiochromanium salts, in particular the sulfonium salt of 2-ethyl-4-oxoisothiochromanium or 2-dodecyl-4 -oxoisothio-chromanium, 3) the sulfonium salts in which the cationic entity comprises: → 3.1. at least one polysulfonium species of formula III.1.
Ar1 (III.1)Ar 1 (III.1)
Figure imgf000031_0001
dans laquelle : - les symboles Ar^, qui peuvent être identiques ou différents entre-eux, représentent chacun un radical monovalent phényle ou naphtyle, éventuellement substitué avec un ou plusieurs radicaux choisis parmi : un radical alkyle linéaire ou ramifié en Ci - Ci 2. de préférence en Ci-C , un radical alkoxy linéaire ou ramifié en C - C 2, de préférence en Cj-Cg, un atome d'halogène, un groupe -OH, un groupe -COOH, un groupe ester -
Figure imgf000031_0001
in which: - the symbols Ar ^, which may be identical or different from each other, each represent a monovalent phenyl or naphthyl radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched Ci-Ci 2 alkyl radical . preferably in C1-C, a linear or branched alkoxy radical in C - C 2, preferably in C j -Cg, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group -
COO-alkyle où la partie alkyle est un reste linéaire ou ramifié en Cj - Ci 2, de préférence en Ci-Cg, et un groupement de formule -Y4-Ar2 où les symboles Y4 et Ar2 ont les significations données juste ci-après,COO-alkyl where the alkyl part is a linear or branched residue in Cj - Ci 2, preferably in Ci-Cg, and a group of formula -Y 4 -Ar 2 where the symbols Y 4 and Ar 2 have the meanings given just below,
- les symboles Ar2, qui peuvent être identiques ou différents entre eux ou avec Ar , représentent chacun un radical monovalent phényle ou naphtyle, éventuellement substitué avec un ou plusieurs radicaux choisis parmi : un radical alkyle linéaire ou ramifié en C1-C 2, de préférence en Ci-C , un radical alkoxy linéaire ou ramifié en Ci -Ci 2, de préférence en Cj-Cg, un atome d'halogène, un groupe -OH, un groupe -COOH, un groupe ester - COO-alkyle où la partie alkyle est un reste linéaire ou ramifié en Ci -Ci 2, de préférence en C -Cg,the symbols Ar 2 , which may be identical or different from each other or with Ar, each represent a monovalent phenyl or naphthyl radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched C1-C 2 alkyl radical, of preferably in C 1 -C, a linear or branched C 1 -C 2 alkoxy radical, preferably in C 1 -C 6, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the alkyl part is a linear or branched residue in Ci -Ci 2, preferably in C -Cg,
- les symboles Ar^, qui peuvent être identiques ou différents entre eux, représentent chacun un radical divalent phénylène ou naphtylène, éventuellement substitué avec un ou plusieurs radicaux choisis parmi : un radical alkyle linéaire ou ramifié en C1-C 2, de préférence en Cj-Cg, un radical alkoxy linéaire ou ramifié en C -Cι2, de préférence en Cj-Cg, un atome d'halogène, un groupe -OH, un groupe -COOH, un groupe ester - COO-alkyle où la partie alkyle est un reste linéaire ou ramifié en Cι-Cj 2, de préférence en Cj-Cg, - t est un nombre entiers égal à 0 ou 1, avec les conditions supplémentaires selon lesquelles :- the symbols Ar ^, which may be identical or different from each other, each represent a divalent phenylene or naphthylene radical, optionally substituted with one or more radicals chosen from: a linear or branched C1-C 2, preferably Cj, alkyl radical -Cg, a linear or branched C -Cι 2 alkoxy radical, preferably Cj-Cg, a halogen atom, a group -OH, a group -COOH, an ester group - COO-alkyl where the alkyl part is a linear or branched residue in Cι-C j 2 , preferably in Cj-Cg, - t is an integer equal to 0 or 1, with the additional conditions according to which:
+ quand t = 0, le symbole Y est alors un radical monovalent Y* représentant le groupement de formule : Y' : —S-Ar"+ when t = 0, the symbol Y is then a monovalent radical Y * representing the group of formula: Y ': —S-Ar "
où les symboles Ar^ et Ar2 possèdent les significations données ci-avant, + quand t = 1 :where the symbols Ar ^ and Ar 2 have the meanings given above, + when t = 1:
O d'une part, le symbole Y est alors un radical divalent ayant les significations Y2 à Y4 suivantes :O on the one hand, the symbol Y is then a divalent radical having the following meanings Y 2 to Y 4 :
• Y2 : un groupement de formule :• Y 2 : a grouping of formula:
++
Figure imgf000032_0001
où le symbole Ar2 possède les significations données ci-avant,
Figure imgf000032_0001
where the symbol Ar 2 has the meanings given above,
• Y- : un lien valentiel simple, • Y4 : un reste divalent choisi parmi :• Y-: a simple valential link, • Y 4 : a divalent remainder chosen from:
o o un reste alkylène linéaire ou ramifié en Ci -Ci 2, de préférence en Cj-Cg, et un reste de formule — Si(CH3)2θ — , O d'autre part, dans le cas uniquement où le symbole Y représente Y^ ou Y4, les radicaux Ar* et Ar2 (terminaux) possèdent, outre les significations données ci-avant, la possibilité d'être reliés entre eux par le reste Y' consistant dans Y' un lien valentiel simple ou dans Y'2 un reste divalent choisi parmi les restes cités à propos de la définition de Y4, qui est installé entre les atomes de carbone, se faisant face, situés sur chaque cycle aromatique en position ortho par rapport à l'atome de carbone directement relié au cation S+ ; — » 3.2. et/ou au moins une espèce monosulfonium possédant un seul centre cationique S+ par mole de cation et consistant dans la plupart des cas dans des espèces de formule :oo a linear or branched alkylene residue in Ci -Ci 2, preferably in Cj-Cg, and a residue of formula - Si (CH 3 ) 2θ -, O on the other hand, in the case only where the symbol Y represents Y ^ or Y 4 , the radicals Ar * and Ar 2 (terminals) have, in addition to the meanings given above, the possibility of being linked together by the remainder Y 'consisting in Y' a simple valential link or in Y ' 2 a divalent residue chosen from the residues cited in connection with the definition of Y 4 , which is installed between the carbon atoms, facing each other, located on each aromatic cycle in position ortho with respect to the carbon atom directly connected to the S + cation; - »3.2. and / or at least one monosulfonium species having a single cationic center S + per mole of cation and consisting, in most cases, in species of formula:
Ar' S-Ar1 (HI.2)Ar 'S-Ar 1 (HI.2)
Ar dans laquelle Ar^ et Ar2 ont les significations données ci-avant à propos de la formule (III.1), incluant la possibilité de relier directement entre eux un seul des radicaux Ar^ à Ar2 selon la manière indiquée ci-avant à propos de la définition de la condition supplémentaire en vigueur quand t = 1 dans la formule (II), faisant appel au reste Y' ; 4) les sels organométalliques de formule (IV) : (L^VMJ+I (IV) formule dans laquelle :Ar in which Ar ^ and Ar 2 have the meanings given above with regard to the formula (III.1), including the possibility of directly linking together only one of the radicals Ar ^ to Ar 2 in the manner indicated above about the definition of the additional condition in force when t = 1 in formula (II), calling on the remainder Y '; 4) the organometallic salts of formula (IV): (L ^ VMJ + I (IV) formula in which:
• M représente un métal du groupe 4 à 10, notamment du fer, manganèse, chrome, cobalt...• M represents a metal from group 4 to 10, in particular iron, manganese, chromium, cobalt ...
• L* représente 1 ligand lié au métal M par des électrons π, ligand choisi parmi les ligands η^-alkyl, η^" cyclopendadiènyl et η? - cycloheptratriènyl et les composés η^ - aromatiques choisis parmi les ligands η^-benzène éventuellement substitués et les composés ayant de 2 à 4 cycles condensés, chaque cycle étant capable de contribuer à la couche de valence du métal M par 3 à 8 électrons π ;• L * represents 1 ligand linked to the metal M by π electrons, a ligand chosen from the ligands η ^ -alkyl, η ^ "cyclopendadienyl and η? - cycloheptratrienyl and the η ^ - aromatic compounds chosen from the ligands η ^ -benzene substituted and the compounds having from 2 to 4 condensed cycles, each cycle being able to contribute to the valence layer of the metal M by 3 to 8 π electrons;
• L2 représente un ligand lié au métal M par des électrons π, ligand choisi parmi les ligands η '-cycloheptatriènyl et les composés η6- aromatiques choisis parmi les ligands η^- benzène éventuellement substitués et les composés ayant de 2 à 4 cycles condensés, chaque cycle étant capable de contribuer à la couche de valence du métal M par 6 ou 7 électrons π ;• L 2 represents a ligand linked to the metal M by π electrons, a ligand chosen from the η '-cycloheptatrienyl ligands and the η6- aromatic compounds chosen from the η ^ - benzene ligands optionally substituted and the compounds having from 2 to 4 condensed rings , each cycle being capable of contributing to the valence layer of the metal M by 6 or 7 π electrons;
• L- représente de 0 à 3 ligands identiques ou différents liés au métal M par des électrons σ, ligand(s) choisi(s) parmi CO et NÛ2+ ; la charge électronique totale q du complexe à laquelle contribuent L^, L2 et L- et la charge ionique du métal M étant positive et égale à 1 ou 2 ; Δ l'entité anionique borate ayant pour formule :• L- represents from 0 to 3 identical or different ligands linked to the metal M by σ electrons, ligand (s) chosen from CO and NO2 + ; the total electronic charge q of the complex to which L ^, L 2 and L- contribute and the ionic charge of the metal M being positive and equal to 1 or 2; Δ the anionic borate entity having the formula:
[BXa Rbl' formule dans laquelle :[BX a Rbl ' formula in which:
- a et b sont des nombres entiers allant pour a de 0 à 3 et pour b de 1 à 4 avec a + b = 4,- a and b are integers ranging for a from 0 to 3 and for b from 1 to 4 with a + b = 4,
- les symboles X représentent :- the symbols X represent:
* un atome d'halogène (chlore, fluor) avec a = 0 à 3, * une fonction OH avec a = 0 à 2,* a halogen atom (chlorine, fluorine) with a = 0 to 3, * an OH function with a = 0 to 2,
- les symboles R sont identiques ou différents et représentent :- the symbols R are identical or different and represent:
> un radical phényle substitué par au moins un groupement électroattracteur tel que par exemple OCF3, CF , NO2, CN, et/ou par au moins 2 atomes d'halogène (fluor tout particulièrement), et ce lorsque l'entité cationique est un onium d'un élément des groupes 15 à 17 > un radical phényle substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur notamment atome d'halogène (fluor tout particulièrement), CF3, OCF3, NO2, CN, et ce lorsque l'entité cationique est un complexe organométallique d'un élément des groupes 4 à 10> a phenyl radical substituted by at least one electron-withdrawing group such as for example OCF 3 , CF, NO2, CN, and / or by at least 2 halogen atoms (especially fluorine), and this when the cationic entity is a onium of an element from groups 15 to 17 > a phenyl radical substituted by at least one element or an electron-withdrawing group, in particular a halogen atom (especially fluorine), CF 3 , OCF 3 , NO2, CN, and this when the cationic entity is an organometallic complex of an element groups 4 to 10
> un radical aryle contenant au moins deux noyaux aromatiques tel que par exemple biphényle, naphtyle, éventuellement substitué par au moins un élément ou un groupement électroattracteur, notamment un atome d'halogène (fluor tout particulièrement), OCF3, CF , NO2, CN, quelle que soit l'entité cationique.> an aryl radical containing at least two aromatic rings such as for example biphenyl, naphthyl, optionally substituted by at least one element or an electron-withdrawing group, in particular a halogen atom (fluorine in particular), OCF 3 , CF, NO2, CN , whatever the cationic entity.
2 - Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que la matière première comprend au moins un siloxane, de préférence un polyorganosiloxane (POS), porteur de groupes Grc et plus préférentiellement encore choisi parmi les polyorganosiloxanes qui sont : → soit linéaires ou sensiblement linéaires et constitués de motifs de formule (V), terminés par des motifs de formule (VI), → soit cycliques et constitués par des motifs de formule (V) :2 - Use according to claim 1, characterized in that the raw material comprises at least one siloxane, preferably a polyorganosiloxane (POS), carrying Grc groups and more preferably still chosen from polyorganosiloxanes which are: → either linear or substantially linear and consisting of units of formula (V), terminated by units of formula (VI), → either cyclic and consisting of units of formula (V):
R3 R3R 3 R 3
-Si-O-)- (V) Z— S I i— O- (VI) Z RJ -Si-O -) - (V) Z— SI i— O- (VI) ZR J
formules dans lesquelles :formulas in which:
• les symboles R- sont semblables ou différents et représentent :• the symbols R- are similar or different and represent:
- soit un radical alkyle linéaire ou ramifié en Cj-Cg, éventuellement substitué, avantageusement par un ou des halogènes, les radicaux alkyles éventuellement substitués préférés étant : méthyle, éthyle, propyle, octyle et 3,3,3 trifluoropropyle,either a linear or branched C 1 -C 6 alkyl radical, optionally substituted, advantageously by one or more halogens, the preferred optionally substituted alkyl radicals being: methyl, ethyl, propyl, octyl and 3,3,3 trifluoropropyl,
- soit un radical cycloalkyle en C5-C , éventuellement substitué,- either a C5-C cycloalkyl radical, optionally substituted,
- soit un radical aryle ou aralkyle, éventuellement substitué : notamment par des halogènes et/ou des alcoxyles, . les radicaux phényle, xylyle, tolyle et dichlorophényle étant tout particulièrement sélectionnés,- or an aryl or aralkyl radical, optionally substituted: in particular by halogens and / or alkoxyls,. the phenyl, xylyl, tolyl and dichlorophenyl radicals being very particularly selected,
- et, plus préférentiellement encore, au moins 60 % molaire des radicaux R-* étant des méthyles,- and, more preferably still, at least 60 mol% of the radicals R- * being methyls,
• les symboles Z sont semblables ou différents et représentent : - soit le radical R^,• the symbols Z are similar or different and represent: - either the radical R ^,
- soit un groupement Grc organofonctionnel réticulable par voie cationique, de préférence un groupement époxyfonctionnel ou vinyloxyfonctionnel, relié au silicium par l'intermédiaire d'un radical divalent contenant, avantageusement, de 2 à 20 atomes de carbone comportant, éventuellement, un hétéroatome, l'au au moins des symboles Z correspondant à un groupement organofonctionnel réticulable par voie cationique.- Either an organofunctional Grc group crosslinkable by the cationic route, preferably an epoxyfunctional or vinyloxyfunctional group, linked to silicon via a divalent radical containing, advantageously, from 2 to 20 carbon atoms comprising, optionally, a heteroatom, l '' at least Z symbols corresponding to an organofunctional group crosslinkable cationically.
3 - Utilisation selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que le POS formant la matière première présente un titre en Grc - exprimé en éq de Grc par kg de POS, supérieur ou égal à 0,2 , de préférence compris entre 0,5 et 5,0 et plus préférentiellement encore entre 0,8 et 3,0.3 - Use according to claim 1 or claim 2, characterized in that the POS forming the raw material has a title in Grc - expressed in eq of Grc per kg of POS, greater than or equal to 0.2, preferably between 0.5 and 5.0 and more preferably still between 0.8 and 3.0.
4 - Utilisation selon la revendication 2 ou 3, caractérisée en ce que la matière première de nature POS possède une viscosité à 25° C, comprise entre 10 et 3 000 mPa.s, de préférence entre 10 et 1 500 mPa.s et plus préférentiellement encore entre 10 et 900 mPa.s.4 - Use according to claim 2 or 3, characterized in that the raw material of POS nature has a viscosity at 25 ° C, between 10 and 3000 mPa.s, preferably between 10 and 1500 mPa.s and more preferably still between 10 and 900 mPa.s.
5 - Utilisation selon la revendication 1, caractérisée en ce que les monomères et/ou oligomères et/ou polymères formant la matière première appartiennent à au moins l'une des espèces suivantes : époxydes cycloaliphatiques (A) ou non (B), alcényl-éthers (C), linéaires ou cycliques, les espèces A, B, C énoncées ci-après étant préférées :5 - Use according to claim 1, characterized in that the monomers and / or oligomers and / or polymers forming the raw material belong to at least one of the following species: cycloaliphatic epoxides (A) or not (B), alkenyl- ethers (C), linear or cyclic, the species A, B, C listed below being preferred:
- A correspondant aux époxydes cycloaliphatiques, pris à eux seuls ou en mélange entre eux, les époxydes du type 3,4- époxycyclohexylméthyl-3,4- époxycyclohexane carboxylate ou Bis(3,4-époxycyclohexyl)adipate étant particulièrement préférés ;- A corresponding to cycloaliphatic epoxides, taken alone or as a mixture with one another, epoxides of the 3,4-epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate or Bis (3,4-epoxycyclohexyl) adipate type being particularly preferred;
- B correspondant aux autres époxydes non cycloaliphatiques, pris à eux seuls ou en mélange entre eux, les époxydes du type de ceux résultant de la condensation de Bisphénol A et d'épichlorhydrine et du type : >di et triglycidyléthers de Bisphénol A alcoxylé, de 1,6 hexane diol, de glycérol, de néopentylglycol et de propane triméthylol, diglycidyléthers de Bisphénol A, t>ou époxydes d'alpha-oléfines, époxydes NOVOLAC, huile de soja et de lin époxydes, polybutadiène époxydé, étant particulièrement préférés ; - C correspondant aux alcényl-éthers, linéaires ou cycliques, pris à eux seuls ou en mélange entre eux,- B corresponding to other non-cycloaliphatic epoxides, taken alone or as a mixture with one another, epoxides of the type of those resulting from the condensation of Bisphenol A and of epichlorohydrin and of the type:> di and triglycidyl ethers of alkoxylated Bisphenol A, of 1,6 hexane diol, glycerol, neopentylglycol and propane trimethylol, diglycidyl ethers of bisphenol A, t> or alpha-olefin epoxides, NOVOLAC epoxides, epoxidized soybean and linseed oil, epoxidized polybutadiene; - C corresponding to alkenyl ethers, linear or cyclic, taken alone or as a mixture between them,
• les vinyls-éthers, en particulier l'éther de triéthylène glycol divinylique l'éther de 1,4-cyclohexanediméthanol divinylique les éthers vinyliques cycliques ou les tétramères et/ou dimères d'acroléines• vinyl ethers, in particular triethylene glycol divinyl ether 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether, cyclic vinyl ethers or acrolein tetramers and / or dimers
• les propényl-éthers• propenyl ethers
• et les butényl-éthers étant tout spécialement préférés.• and butenyl ethers being especially preferred.
6 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en que l'entité anionique du photoamorceur est l'une de celles ci-après énoncées :6 - Use according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the anionic entity of the photoinitiator is one of those set out below:
[B (CgF5)4]- [B(C H4CF3)4]- [B(CgF4OCF3)4]" [B(CgF40CF3)4]" [(CgF5)2BF2]- [CgF5BF3]- [B (C6H3F2)4]"[B (CgF 5 ) 4 ] - [B (C H4CF 3 ) 4 ] - [B (CgF 4 OCF 3 ) 4 ] "[B (CgF 40 CF 3 ) 4 ]" [(CgF 5 ) 2BF 2 ] - [CgF 5 BF 3 ] - [B (C 6 H 3 F 2 ) 4 ] "
7 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que l'entité cationique du photoamorceur est choisie dans la liste suivante : t(Φ)2l]+ [C8H17-O-Φ-I-Φ]+ [(Φ-CH3)2 1]+ [Cπ H25-Φ-I-Φ]+ [(C87-O-Φ)2 1 ]+ [(C8H -O-Φ- I-Φ)]+ [(Φ)3 S]+ [(Φ)2-S-Φ-O-C87]+ 7 - Use according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the cationic entity of the photoinitiator is chosen from the following list: t (Φ) 2l] + [C 8 H 17 -O-Φ-I- Φ] + [(Φ-CH 3 ) 2 1] + [Cπ H 25 -Φ-I-Φ] + [(C 87 -O-Φ) 2 1] + [(C 8 H -O-Φ - I-Φ)] + [(Φ) 3 S] + [(Φ) 2 -S-Φ-OC 87 ] +
[Φ-S-Φ-S-(Φ)2]+ [(Cι2H25-Φ)2 1]+ [Φ-S-Φ-S- (Φ) 2 ] + [(Cι 2 H 25 -Φ) 2 1] +
. le (η* - cyclopentadiènyle) (η^ - toluène) Fe+ . le (η^ - cyclopentadiènyle) (η^ - méthyl-1-naphtalène) Fe+ . le (η^ - cyclopentadiènyle) (η^ - cumène) Fe+ . le bis (η^ - mesitylène) Fe+ . le bis (η^ - benzène) Cr+ . (η * - cyclopentadienyl) (η ^ - toluene) Fe + . (η ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - methyl-1-naphthalene) Fe + . (η ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - cumene) Fe + . bis (η ^ - mesitylene) Fe + . bis (η ^ - benzene) Cr +
8 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le photoamorceur répond à au moins l'une des formules suivantes :8 - Use according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the photoinitiator corresponds to at least one of the following formulas:
[(Φ)2 I]+, [B(CgF5)4]- [(C8H17)-O-Φ-I-Φ)]+ , [B(CgF5)4]-[(Φ) 2 I] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(C 8 H 17 ) -O-Φ-I-Φ)] +, [B (CgF 5 ) 4 ] -
[Cι2H25-Φ-I-Φ]+ , [B(CgF5)4]- [(C8H17-O-Φ)2I]+ , [B(CgF5)4]-[Cι 2 H 25 -Φ-I-Φ] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(C 8 H 17 -O-Φ) 2 I] + , [B (CgF 5 ) 4 ] -
[(C8H17)-O-Φ-I-Φ)]+ , [B(CgF5)4]- [(Φ)3S]+ , [B(C6F5)4]- [(Φ)2S-Φ-O-C87]+, [B(C6H4CF3)4]- [(Cι2H25-Φ)2I]+ , [B (CgF5)4]- [(Φ)3 S]+, [B(CgF4OCF3)4]- [(Φ-CH3)2I]+ , [B(CgF5)4]- [(Φ-CH3)2 I]+, [B(CgF4OCF3)4]- [(C 8 H 17 ) -O-Φ-I-Φ)] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(Φ) 3 S] + , [B (C 6 F 5 ) 4 ] - [( Φ) 2 S-Φ-OC 87 ] + , [B (C 6 H4CF 3 ) 4 ] - [(Cι 2 H 2 5-Φ) 2 I] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [ (Φ) 3 S] + , [B (CgF 4 OCF 3 ) 4 ] - [(Φ-CH 3 ) 2 I] + , [B (CgF 5 ) 4 ] - [(Φ-CH 3 ) 2 I] + , [B (CgF 4 OCF 3 ) 4 ] -
. (η5 - cyclopentadiènyle) (η6 - toluène) Fe+, [B(CgF5)4]". (η 5 - cyclopentadienyl) (η 6 - toluene) Fe + , [B (CgF5) 4 ] "
. (η5 . cyclopentadiènyle) (η^ - méthyll-naphtalène) Fe+, [B(CgF5) ]~ . (η5. cyclopentadienyl) (η ^ - methyll-naphthalene) Fe + , [B (CgF5)] ~
. (η^ - cyclopentadiènyle) (η^ - cumène) Fe+, B(C Εζ)_\]~. (η ^ - cyclopentadienyl) (η ^ - cumene) Fe + , B (C Εζ) _ \] ~
9 - Utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisée en ce que la quantité efficace de photoamorceur correspond à I. IO-4 à 1, de préférence de I. IO"3 à I. IO"1 et plus préférentiellement encore de I. IO-3 à I. IO-2 moles de photoamorceur pour 1 mole de Grc.9 - Use according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the effective amount of photoinitiator corresponds to I. IO- 4 to 1, preferably of I. IO " 3 to I. IO" 1 and more preferably still from I. IO- 3 to I. IO- 2 moles of photoinitiator for 1 mole of Grc.
10 - Procédé de fabrication d'un objet tridimensionnel à partir d'une matière première liquide polymérisable et/ou réticulable par voie cationique, notamment par activation actinique, en présence d'au moins un photoamorceur, ledit procédé consistant essentiellement à mettre en oeuvre un bain comprenant la matière première et le système amorceur, à exposer une partie de la surface de ce bain à au moins un faisceau actinique, ladite partie de surface exposée ayant une géométrie correspondant à une tranche de l'objet à fabriquer, pendant un temps suffisant pour permettre la solidification de la couche superficielle correspondant à ladite tranche d'objet, à immerger cette couche solidifiée dans le bain, et à répéter ces opérations d'exposition actinique et d'immersion de manière à obtenir des couches successives solides supeφosées et liées entre elles, pour former l'objet visé, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre la composition sélectionnée dans le cadre de l'utilisation selon l'une quelconque des revendications 1 à 9.10 - Process for manufacturing a three-dimensional object from a liquid polymerizable and / or crosslinkable liquid raw material by cationic route, in particular by actinic activation, in the presence of at least one photoinitiator, said process essentially consisting in implementing a bath comprising the raw material and the initiator system, to expose a part of the surface of this bath to at least one actinic beam, said exposed surface part having a geometry corresponding to a slice of the object to be manufactured, for a sufficient time to allow the solidification of the surface layer corresponding to said slice of object, to immerse this solidified layer in the bath, and to repeat these actinic exposure and immersion operations so as to obtain successive solid layers supeφosed and bonded between them, to form the targeted object, characterized in that the composition selected in l is used e scope of use according to any one of claims 1 to 9.
11 - Composition polymérisable et/ou réticulable par voie cationique, notamment par activation actinique, utilisable en (stéréo)photolithographie, caractérisée en ce qu'elle comprend :11 - Composition which can be polymerized and / or crosslinked cationically, in particular by actinic activation, usable in (stereo) photolithography, characterized in that it comprises:
- une matière première telle que définie dans les revendications 1 à 5,- a raw material as defined in claims 1 to 5,
- au moins un système amorceur tel que défini dans les revendications l, 6 à 9, - et éventuellement au moins un additif choisi parmi ceux généralement connus dans les précurseurs liquides de stéréophotolithographie. - at least one initiator system as defined in claims l, 6 to 9, - and optionally at least one additive chosen from those generally known in liquid stereophotolithography precursors.
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