(57)【要約】【課題】３次元印刷、デジタル加工、およびラピッドプロトタイピング用途の印刷方法を提供する。【解決手段】３次元オブジェクトを加工する方法であって、任意選択の着色剤ならびに放射線硬化性モノマーまたはプレポリマー、光開始剤、反応性ワックスおよびゲル化剤を含む相変化インクビヒクルを含む紫外線硬化性相変化インク組成物の最初の量を印刷領域面上に堆積させるステップと、前記紫外線硬化性相変化インク組成物のさらなる量を引き続き堆積させて３次元オブジェクトを創出するステップと、前記紫外線硬化性相変化インク組成物を硬化するステップと、を含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元オブジェクトを加工する方法であって、
任意選択の着色剤ならびに放射線硬化性モノマーまたはプレポリマー、光開始剤、反応性ワックスおよびゲル化剤を含む相変化インクビヒクルを含む紫外線硬化性相変化インク組成物の最初の量を印刷領域面上に堆積させるステップと、
前記紫外線硬化性相変化インク組成物のさらなる量を引き続き堆積させて３次元オブジェクトを創出するステップと、
前記紫外線硬化性相変化インク組成物を硬化するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法であって、３次元オブジェクトを加工する方法が、デジタル加工を含むことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法であって、少なくとも１つの硬化性モノマーまたはプレポリマーが、多官能性アクリレートまたは多官能性メタクリレート化合物であることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法であって、ゲル化剤が、式、
【化１】
2010058510.tif 000028
［式中、Ｒ１は、（ｉ）直鎖および分枝、飽和および不飽和、環式および非環式、置換および非置換のアルキレン基を含み、前記アルキレン基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキレン基、（ｉｉ）置換および非置換のアリーレン基を含み、前記アリーレン基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリーレン基、（ｉｉｉ）置換および非置換のアリールアルキレン基を含み、前記アリールアルキレン基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アリールアルキレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリールアルキレン基、または（ｉｖ）置換および非置換のアルキルアリーレン基を含み、前記アルキルアリーレン基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アルキルアリーレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキルアリーレン基であり、Ｒ２およびＲ２’は、それぞれ他方とは独立に、（ｉ）直鎖および分枝、飽和および不飽和、環式および非環式、置換および非置換のアルキレン基を含み、前記アルキレン基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキレン基、（ｉｉ）置換および非置換のアリーレン基を含み、前記アリーレン基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリーレン基、（ｉｉｉ）置換および非置換のアリールアルキレン基を含み、前記アリールアルキレン基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アリールアルキレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリールアルキレン基、または（ｉｖ）置換および非置換のアルキルアリーレン基を含み、前記アルキルアリーレン基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アルキルアリーレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキルアリーレン基であり、Ｒ３およびＲ３’は、それぞれ他方とは独立に、（ａ）光開始基、あるいは（ｂ）（ｉ）直鎖および分枝、飽和および不飽和、環式および非環式、置換および非置換のアルキル基を含み、前記アルキル基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキル基、（ｉｉ）置換および非置換のアリール基を含み、前記アリール基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリール基、（ｉｉｉ）置換および非置換のアリールアルキル基を含み、前記アリールアルキル基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリールアルキル基、または（ｉｖ）置換および非置換のアルキルアリール基を含み、前記アルキルアリール基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキルアリール基である基のいずれかであり、ＸおよびＸ’は、それぞれ他方とは独立に、酸素原子または式−ＮＲ４−［式中、Ｒ４は、（ｉ）水素原子、（ｉｉ）直鎖および分枝、飽和および不飽和、環式および非環式、置換および非置換のアルキル基を含み、前記アルキル基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキル基、（ｉｉｉ）置換および非置換のアリール基を含み、前記アリール基中にヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリール基、（ｉｖ）置換および非置換のアリールアルキル基を含み、前記アリールアルキル基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアリールアルキル基、または（ｖ）置換および非置換のアルキルアリール基を含み、前記アルキルアリール基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよいアルキルアリール基である］の基である］の化合物であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されているのは、３次元印刷、デジタル加工、およびラピッドプロトタイピング用途のための紫外線硬化性ゲル化剤インクである。また、前記の紫外線硬化性ゲル化剤インクにより３次元画像およびオブジェクトを形成するための方法も記載されている。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、選択された領域に光硬化性のフォトポリマーを堆積させるようなインクジェット技術を用いた特別なプリント効果を発現させる方法が開示されている。また、特許文献２には、印刷記録媒体上にスプレーしたウエットインク堆積物を用いて、盛り上がった文字やグラフィックを印刷する方法と装置が提案されている。一方、特許文献３には、室温では固体で、加温すると液体になるインクを用いたインクジェットプリント方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６６４４７６３号
【特許文献２】米国特許第５６２７５７８号
【特許文献３】米国特許第４４９０７３１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ノンインパクト印刷技術を用いるデジタル加工またはラピッドプロトタイピングは、バイオテクノロジー、コンビナトリアルケミストリー、エレクトロニクス、ディスプレイ、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）デバイス、太陽光発電、および有機半導体を含む広範な技術分野に影響を及ぼし始めている。インクジェットに基づくデジタル加工に対して現在利用できる材料は、それらの意図した目的に対しては適切である。しかしながら、デジタルマニュファクチャリングおよびラピッドプロトタイピング用途を含むノンインパクト３次元印刷で使用するために適する改良された材料に対する必要性が存続している。さらに必要なのは、改良されたロバスト性を有する最終的オブジェクト、使用の容易さ、単純さ、柔軟性および同調性（すなわち、異なる用途に対する適応性）を提供する方法を提供するインクジェットに基づく３次元印刷、デジタル加工、およびラピッドプロトタイピング用途のためのマーキング材料である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本材料は、室温の相変化を受け、ロバスト性（ｒｏｂｕｓｔ、堅牢性）のある最終オブジェクトと使用の容易さおよび簡単さ、柔軟性および同調性を提供するプロセスとを達成するインクジェットに基づくデジタル加工を提供する。当該インクのユニークな流体化学は、数ナノメートルから数メートルを超えるまでの物理的規模の２次元および３次元構造のデジタル加工を可能にする。当該デジタル加工材料のレオロジー特性は、高温におけるロバストな噴出および基材を取り巻く温度における一定の機械的安定性を得るために調整することができる。室温におけるその材料のゲルの性質は、印刷された液滴の拡散または移動を防ぎ、３次元構造の容易な積み重ねを可能にする。複雑な部品を、一般的には本来減ずべきである通常の加工技術とは対照的に、付加的なやり方の紫外線硬化性ゲル化剤相変化インク組成物から生ずることができる。さらなる利点としては、現行のデジタル加工およびラピッドプロトタイピング材料と比較してより低いコストの材料、溶融堆積技術を用いて調製したオブジェクトと比較してより滑らかな外観、ならびに、無色または有色素材料を含む着色材料の選択、相転移温度、ゲル強度、粘度、および高められたロバスト性などの選択された付加的機能等の調節可能な特性、または、例えば所望の基材に対する接着促進剤、ナノ粒子、金属粒子などが選択された質感などが挙げられる。特定の大きさのシリカ粒子を選択して、印刷されたインクのロバスト性を高めるかまたは加工されたオブジェクトに粗さもしくは質感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】当該インク材料を基材上に堆積させることおよび硬化することによって創出した支柱なしで立っている柱の説明図である。
【０００７】
【図２】当該インク材料を基材上に圧電式インクジェットプリンタを用いて噴出し、続いてそのオブジェクトを硬化することによって創出した支柱なしで立っている柱の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
放射線硬化性相変化インクを、３次元オブジェクトを加工するための材料として提供する。加工技術としては、インクジェットに基づくデジタル加工およびラピッドプロトタイピング技術を挙げることができる。これらの材料は、放射線硬化性モノマー類、プレポリマー類、および／またはオリゴマー類、光開始剤パッケージ、反応性ワックス、およびゲル化剤を含んで成る。顔料類またはその他の機能性粒子を適宜含んでもよい。レオロジーを、高温（例えば８５℃）でのロバスト（ｒｏｂｕｓｔ）な噴出および基材を取り巻く温度での一定の機械的安定性（例えば、１０５〜１０６センチポワズ）を得るために調整することができる。粘度の上昇は、構造物が積み重なることを可能にする。硬化前に、その構造物は練り歯磨きに似た稠度を持つことができ、接触によって変造することができる。硬化によってその構造物はまったくロバストな状態となる。室温におけるその材料のゲルの性質は、印刷された液滴の拡散または移動を防ぎ、３次元構造の容易な積み重ねを可能にする。この材料の放射線硬化性により、その印刷されたオブジェクトは、加工プロセスの任意の時点で紫外線に露光することによって硬化させ、高度の力学的強度を有するロバストなオブジェクトをもたらすことができる。その放射線硬化性相変化ゲル化剤インクは、３次元オブジェクトの各層の堆積物が堆積された後に硬化させることができる。別法では、そのインクは、３次元オブジェクトのすべての層の堆積が完了すると同時に硬化させることができる。
【０００９】
本発明における方法は、選択された高さおよび形状を有するオブジェクトを形成するために、硬化性インクの連続層を堆積させるステップを含む。その硬化性インクの連続層は、層様式で３次元オブジェクトを積み上げるために、ビルドプラットホーム（ｂｕｉｌｄ  ｐｌａｔｆｏｒｍ）または固化した材料の前の層に堆積させることができる。実質的に任意の構造のオブジェクトを、マイクロサイズの規模からマクロサイズの規模まで創出することができ、単純なオブジェクトから複雑な形状を有するオブジェクトまで含むことができる。該インクジェット材料および方法は、計量した量の材料を時間および空間の正確な位置に送達する組み込まれた能力を提供する非接触式アディティブ法（サブトラクティブ法の対照として）をさらに提供する。
【００１０】
本発明におけるインクビヒクルは、任意の適当な硬化性モノマーまたはプレポリマーを含むことができる。適当な材料としては、放射線硬化性モノマー化合物、例えば、アクリレートおよびメタクリレートモノマー類などが挙げられる。比較的無極性のアクリレートおよびメタクリレートモノマー類としては、イソボルニルアクリレート、イソボルニルメタクリレート、ラウリルアクリレート、ラウリルメタクリレート、イソデシルアクリレート、イソデシルメタクリレート、カプロラクトンアクリレート、２−フェノキシエチルアクリレート、イソオクチルアクリレート、イソオクチルメタクリレート、ブチルアクリレートなどが挙げられる。多官能性アクリレートおよび多官能性メタクリレートモノマー類ならびにオリゴマー類を、反応性希釈剤としておよび硬化した画像の架橋密度を増し、それによって硬化した画像の強靭性を高めることができる材料として該相変化インク担体中に含むことができる。異なるモノマーおよびオリゴマー類も硬化したオブジェクトの可塑性または弾性を調節するため加えることもできる。適当な多官能性アクリレートおよび多官能性メタクリレートモノマー類ならびにオリゴマー類としては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、１，２−エチレングリコールジアクリレート、１，２−エチレングリコールジメタクリレート、１，６−ヘキサンジオールジアクリレート、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、１，１２−ドデカノールジアクリレート、１，１２−ドデカノールジメタクリレート、トリス（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレートトリアクリレート、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレート、トリプロピレングリコールジアクリレート、ジプロピレングリコールジアクリレート、アミン変性ポリエーテルアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、グリセロールプロポキシレートトリアクリレート、ジペンタエリスリトールペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、エトキシル化ペンタエリスリトールテトラアクリレートなどが挙げられる。反応性希釈剤は、任意の望ましいまたは有効な量、例えば、担体の少なくとも１パーセント、または７０重量パーセント以下で添加される。
【００１１】
該インクビヒクルは、紫外線のような放射線にさらされたとき硬化性モノマーとして挙動するような化合物などの液体に溶解されたとき比較的狭い温度範囲の中で比較的急激な粘度上昇を受けるゲル様の挙動を示すことができる少なくとも１つの化合物を含有する。一例は、プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレートである。
【００１２】
本明細書に開示されているいくつかの化合物は、少なくとも３０℃、少なくとも１０℃、または少なくとも５℃の温度範囲の中で、少なくとも１０３、少なくとも１０５、または少なくとも１０６センチポワズの粘度の変化を受ける。
【００１３】
本発明におけるいくつかの化合物は、最初の温度で半固体のゲルを形成することができる。化合物が相変化インク中に組み込まれるとき、その温度はそのインクが噴出されるときの特定温度より低い。その半固体のゲル相は、１つ以上の固体ゲル化剤分子および液体の溶媒を含む動的平衡として存在する物理ゲルである。その半固体のゲル相は、物理的力、例えば温度、機械的攪拌など、または化学的力、例えばｐＨ、イオン強度などによる刺激と同時に巨視的レベルで液体から半固体状態に可逆的に変化する非共有の相互作用、例えば水素結合、ファンデルワールス相互作用、芳香族非結合相互作用、イオンまたは配位結合、ロンドン分散力などによってまとまっている分子成分の動的ネットワークの集合である。ゲル化剤分子を含有する溶液は、温度がその溶液のゲル点の上または下に変化するとき、半固体のゲル状態と液体状態の間の熱可逆的転移を示す。半固体のゲル相と液体相の間の転移のこの可逆サイクルは、溶液配合物の中で何度も繰り返すことができる。
【００１４】
本明細書に開示されているインクビヒクルは、任意の適当な、例えばＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）１２７、Ｉｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）３７９、およびＩｒｇａｃｕｒｅ（登録商標）８１９などを含めた光開始剤を含むことができる。さらなる例としては、ベンゾフェノン類、ベンジルケトン類、単量体ヒドロキシルケトン類、重合体ヒドロキシルケトン類、α−アルコキシベンジルケトン類、α−アミノケトン類、アシルホスフィンオキシド類、メタロセン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルケタール類、α−ヒドロキシアルキルフェノン類、α−アミノアルキルフェノン類、アシルホスフィン光開始剤類が挙げられる。具体例としては、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−（４−モルホリニル）フェニル）−１−ブタノン、２−メチル−１−（４−メチルチオ）フェニル−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノン、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、フェニルビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、ベンジル−ジメチルケタール、イソプロピルチオキサントン、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、２，４，６−トリメチルベンゾイルエトキシフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニル−ホスフィンオキシドおよびその他のアシルホスフィン類、２−メチル−１−（４−メチルチオ）フェニル−２−（４−モルホリニル）−１−プロパノンおよび１−（４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン、２−ベンジル２−ジメチルアミノ１−（４−モルホリノフェニル）ブタノン−１、２−ヒドロキシ−１−（４−（４−（２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオニル）−ベンジル）−フェニル）−２−メチルプロパン−１−オン、２−ジメチルアミノ−２−（４−メチルベンジル）−１−（４−モルホリン−４−イルフェニル）−ブタノン、チタノセン類、イソプロピルチオキサントン、１−ヒドロキシ−シクロヘキシルフェニルケトン、ベンゾフェノン、２，４，６−トリメチルベンゾフェノン、４−メチルベンゾフェノン、ジフェニル−（２，４，６−トリメチルベンゾイル）ホスフィンオキシド、２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニルホスフィン酸エチルエステル、オリゴ（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−（４−（１−メチルビニル）フェニル）プロパノン）、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパノン、ベンジル−ジメチルケタールなどが挙げられる。
【００１５】
場合によって、該相変化インクは、また、アミン相乗剤を含有することができる。アミン相乗剤の例としては、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエートおよび２−エチルヘキシル−４−ジメチルアミノベンゾエートが挙げられる。
【００１６】
本発明における開始剤は、任意の望ましいまたは有効な波長、例えば少なくとも２００、または５６０ナノメートル以下、または４２０ナノメートル以下の波長の放射線を吸収することができる。
【００１７】
場合によって、該光開始剤は、該相変化インク中に、任意の望ましいまたは有効な量、例えば、インク組成物の少なくとも０．５重量パーセント、少なくとも１重量パーセント、１５重量パーセント以下、または１０重量パーセント以下で存在する。
【００１８】
任意の適当な反応性ワックス、例えばその他の成分と混和性であり、硬化性モノマーと重合してポリマーを形成する硬化性ワックス成分などを本明細書に開示されているビヒクル中の相変化に対して使用することができる。そのワックスを含有することによってインクが噴出温度から冷めるとき、その粘度の上昇が促進される。
【００１９】
ワックス類の適当な例としては、アクリレート、メタクリレート、アルケン、アリルエーテル、エポキシドおよびオキセタンを含むような硬化性の基により官能化されているものが挙げられる。これらのワックスは、転換できる官能基、例えばカルボン酸またはヒドロキシルなどを備えているワックスの反応によって合成することができる。
【００２０】
硬化性の基により官能化することができるヒドロキシル末端ポリエチレンワックスの適当な例としては、鎖長ｎの混合物が存在し、平均鎖長が１６〜５０である構造ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＨ２ＯＨを有する炭素鎖の混合物、および同様の平均鎖長の線状低分子量ポリエチレンが挙げられる。かかるワックスの例としては、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）３５０、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）４２５、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）５５０およびＵＮＩＬＩＮ（登録商標）７００が挙げられ、それぞれほぼ３７５、４６０、５５０および７００ｇ／ｍｏｌに等しいＭｎを有する。２，２−ジアルキル−１−エタノールと見なされるゲルベアルコール類（Ｇｕｅｒｂｅｔ  ａｌｃｏｈｏｌｓ）も適当な化合物である。ゲルベアルコール類の具体的実施形態としては、１６〜３６個の炭素を含有するものが挙げられる。
【００２１】
複数の実施形態において、式、
【化１】
2010058510.tif 000002
のＰＲＩＰＯＬ（登録商標）２０３３が選択される。これらのアルコールは、反応性エステルを形成する紫外線硬化性部分を備えたカルボン酸と反応させることができる。これらの酸の例としては、アクリル酸およびメタクリル酸が挙げられる。具体的な硬化性モノマー類としては、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）３５０、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）４２５、ＵＮＩＬＩＮ（登録商標）５５０およびＵＮＩＬＩＮ（登録商標）７００のアクリレート類が挙げられる。
【００２２】
硬化性の基により官能化することができるカルボン酸末端ポリエチレンワックスの適当な例としては、鎖長ｎの混合物が存在し、平均鎖長が１６〜５０である構造ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨを有する炭素鎖の混合物、および同様の平均鎖長の線状低分子量ポリエチレンが挙げられる。かようなワックス類の適当な例としては、ＵＮＩＣＩＤ（登録商標）３５０、ＵＮＩＣＩＤ（登録商標）４２５、ＵＮＩＣＩＤ（登録商標）５５０およびＵＮＩＣＩＤ（登録商標）７００が挙げられ、それぞれほぼ３９０、４７５、５６５および７２０ｇ／ｍｏｌに等しいＭｎを有する。その他の適当なワックス類は、構造ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−ＣＯＯＨを有しており、例えば、ｎ＝１４のヘキサデカン酸またはパルミチン酸、ｎ＝１５のヘプタデカン酸またはマルガリン酸またはダツリン酸（ｄａｔｕｒｉｃ  ａｃｉｄ）、ｎ＝１６のオクタデカン酸またはステアリン酸、ｎ＝１８のエイコサン酸またはアラキジン酸、ｎ＝２０のドコサン酸またはベヘン酸、ｎ＝２２のテトラコサン酸またはリグノセリン酸、ｎ＝２４のヘキサコサン酸またはセロチン酸、ｎ＝２５のヘプタコサン酸またはカルボセリン酸、ｎ＝２６のオクタコサン酸またはモンタン酸、ｎ＝２８のトリアコンタン酸またはメリシン酸、ｎ＝３０のドトリアコンタン酸またはラセロイン酸（ｌａｃｃｅｒｏｉｃ  ａｃｉｄ）、ｎ＝３１のトリトリアコンタン酸またはセロメリシン酸またはプシリン酸（ｐｓｙｌｌｉｃ  ａｃｉｄ）、ｎ＝３２のテトラトリアコンタン酸またはゲジン酸（ｇｅｄｄｉｃ  ａｃｉｄ）、ｎ＝３３のペンタトリアコンタン酸またはセロプラスチン酸（ｃｅｒｏｐｌａｓｔｉｃ  ａｃｉｄ）である。２，２−ジアルキルエタノール酸と見なされるゲルベ酸類（Ｇｕｅｒｂｅｔ  ａｃｉｄｓ）も適当な化合物である。
【００２３】
選択されるゲルベ酸類としては、１６〜３６個の炭素を含有するもの、例えば、式、
【化２】
2010058510.tif 000003
のＰＲＩＰＯＬ（登録商標）１００９が挙げられる。これらのカルボン酸類は、紫外線硬化性部分を備えたアルコール類と反応して反応性エステル類を形成することができる。
【００２４】
これらのアルコール類の例としては、２−アリルオキシエタノール、
【化３】
2010058510.tif 000004
ＳＲ４９５Ｂ（登録商標）、
【化４】
2010058510.tif 000005
ＣＤ５７２（登録商標）（Ｒ＝Ｈ、ｎ＝１０）およびＳＲ６０４（Ｒ＝メチル、ｎ＝４）が挙げられる。
【００２５】
任意選択の硬化性ワックスは、インク中に、例えば、そのインクの１〜２５重量％の量で含まれる。
【００２６】
その硬化性モノマーまたはプレポリマーおよび硬化性ワックスは、全体として、インクの５０重量％以上、または少なくとも７０重量％、または少なくとも８０重量％を形成することができるが限定はされない。
【００２７】
任意の適当なゲル化剤、例えば、式、
【化５】
2010058510.tif 000006
の米国特許出願第１１／２９０２０２号に記載されたゲル化剤などを使用することができる。
【００２８】
上式中、Ｒ１は、
（ｉ）少なくとも１個、１２個以下、４個以下、または２個以下の炭素原子を有するアルキレン基（ただし、アルキレン基は、直鎖および分枝、飽和および不飽和、環式および非環式、置換および非置換のアルキレン基を含み、そのアルキレン基中にヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などが適宜存在してもよい二価の脂肪族基またはアルキル基である）、
（ｉｉ）少なくとも５個、少なくとも６個、１４個以下、１０個以下、または６個以下の炭素原子を有するアリーレン基（ただし、アリーレン基は、置換および非置換のアリーレン基を含み、そのアリーレン基中にヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などが適宜存在してもよい二価の芳香族基またはアリール基である）、
（ｉｉｉ）少なくとも６個、少なくとも７個、３２個以下、２２個以下、または７個以下の炭素原子を有するアリールアルキレン基（ただし、アリールアルキレン基は、置換および非置換のアリールアルキレン基を含み、前記アリールアルキレン基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アリールアルキレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などが適宜存在してもよい二価のアリールアルキル基である）、または、
（ｉｖ）少なくとも６個、少なくとも７個、３２個以下、２２個以下、または７個以下の炭素原子を有するアルキルアリーレン基（ただし、アルキルアリーレン基は、置換および非置換のアルキルアリーレン基を含み、前記アルキルアリーレン基のアルキル部分が、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、前記アルキルアリーレン基のアリールまたはアルキル部分のいずれかにヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などが存在してもよい二価のアルキルアリール基である）であり、ここで、その置換されているアルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、およびアルキルアリーレン基上の置換基は、ハロゲン原子、または基、例えば、シアノ、ピリジン、ピリジニウム、エーテル、アルデヒド、ケトン、エステル、アミド、カルボニル、チオカルボニル、スルフィド、ニトロ、ニトロソ、アシル、アゾ、ウレタン、尿素、それらの混合物などであり得、２つ以上の置換基が共に結合して環を形成してもよい。
【００２９】
Ｒ２およびＲ２’は、それぞれ他方とは独立に、
（ｉ）少なくとも１個、５４個以下、または３６個以下の炭素原子を有するアルキレン基（ただし、アルキレン基は上で定義したものである）、
（ｉｉ）少なくとも５個、少なくとも６個の炭素原子、１４個以下、１０個以下、または７個以下の炭素原子を有するアリーレン基（ただし、アリーレンは上で定義したものである）、
（ｉｉｉ）少なくとも６個、少なくとも７個、３２個以下、２２個以下、または８個以下の炭素原子を有するアリールアルキレン基（ただし、アリールアルキレンは上で定義したものである）、あるいは、
（ｉｖ）少なくとも６個、少なくとも７個、３２個以下、２２個以下、または７個以下の炭素原子を有するアルキルアリーレン基（ただし、アルキルアリーレンは上で定義したものである）であり、ここで、置換されている、アルキレン、アリーレン、アリールアルキレン、およびアルキルアリーレン基は、上記のアルキルアリーレン基について記したものと同じであり得る。
【００３０】
Ｒ３およびＲ３’は、それぞれ他方とは独立に、
（ａ）光開始基、例えば式、
【化６】
2010058510.tif 000007
の１−（４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル）−２−ヒドロキシ−２−メチルプロパン−１−オンから誘導された基、式、
【００３１】
【化７】
2010058510.tif 000008
の１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンから誘導された基、式、
【化８】
2010058510.tif 000009
の２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オンから誘導された基、式、
【化９】
2010058510.tif 000010
のＮ，Ｎ−ジメチルエタノールアミンまたはＮ，Ｎ−ジメチルエチレンジアミンから誘導された基である。
【００３２】
または、（ｂ）基であって、
（ｉ）少なくとも２個、少なくとも３個、少なくとも４個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有するアルキル基（直鎖および分枝、飽和および不飽和、環式および非環式、置換および非置換のアルキル基を含み、そのアルキル基中にヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などなどが適宜存在してもよい）、
（ｉｉ）少なくとも５個、少なくとも６個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有するアリール基（置換および非置換のアリール基を含み、前記アリール基中にヘテロ原子、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などが存在してもよい）、例えばフェニルなど、
（ｉｉｉ）少なくとも６個、少なくとも７個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有するアリールアルキル基（置換および非置換のアリールアルキル基を含み、そのアリールアルキル基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、該アリールアルキル基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子が存在しても存在しなくてもよい）、例えば、ベンジルなど、あるいは、
（ｉｖ）少なくとも６個、少なくとも７個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有するアルキルアリール基（置換および非置換のアルキルアリール基を含み、そのアルキルアリール基のアルキル部分は、直鎖または分枝、飽和または不飽和、環式または非環式であることができ、該アルキルアリール基のアリールまたはアルキル部分のいずれかに、例えば、酸素、窒素、硫黄、ケイ素、リン、ホウ素などのヘテロ原子が適宜存在してもよい）、例えばトリルなどであり、ここで、その置換されている、アルキル、アリールアルキル、およびアルキルアリール基上の置換基は上記のアルキルアリーレン基について記したものと同じであり得る。
【００３３】
ただし、Ｒ３およびＲ３’の少なくとも１つは光開始基であることを条件とし、ＸおよびＸ’は、それぞれ他方とは独立に、酸素原子または式−ＮＲ４−の基である。
【００３４】
式中、Ｒ４は、
（ｉ）水素原子、
（ｉｉ）少なくとも１個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有する上記のものと同じアルキル基、
（ｉｉｉ）少なくとも５個、少なくとも６個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有する上記のものと同じアリール基、
（ｉｖ）少なくとも６個、少なくとも７個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有する上記のものと同じアリールアルキル基、あるいは、
（ｖ）少なくとも６個、少なくとも７個、１００個以下、６０個以下、または３０個以下の炭素原子を有する上記のものと同じアルキルアリール基であり、ここで、その置換されている、アルキル、アリール、アリールアルキル、およびアルキルアリール基上の置換基は上記のアルキルアリーレン基について記したものと同じであり得る。
【００３５】
一実施形態において、Ｒ２およびＲ２’は、それぞれ式−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−（ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２である）であり、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基であり、式、
【化１０】
2010058510.tif 000011
の異性体を含む。一実施形態において、Ｒ１は、エチレン（−ＣＨ２ＣＨ２−）基である。
【００３６】
一実施形態において、Ｒ３およびＲ３’は、両方とも、
【化１１】
2010058510.tif 000012
である。
【００３７】
一実施形態において、該化合物は式、
【化１２】
2010058510.tif 000013
のものであり、上式中、−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−は、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基を表し、式中、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２であり、式、
【化１３】
2010058510.tif 000014
の異性体を含む。
【００３８】
この式の化合物のさらなる例としては、式、
【化１４】
2010058510.tif 000015
であって、上式中、−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−は、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基を表し、ここで、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２であり、上式中、ｍは整数であって２であり、式、
【化１５】
2010058510.tif 000016
の異性体を含む。
【００３９】
この式の化合物のさらなる例としては、式、
【化１６】
2010058510.tif 000017
であって、上式中、−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−は、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基を表し、ここで、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２であり、上式中、ｎは、２または５の整数であり、式、
【化１７】
2010058510.tif 000018
の異性体を含む。
【００４０】
この式の化合物のさらなる例としては、式、
【化１８】
2010058510.tif 000019
であって、上式中、−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−は、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基を表し、式中、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２であり、上式中、ｐは、２または３の整数であり、式、
【化１９】
2010058510.tif 000020
の異性体を含む。
【００４１】
この式の化合物のさらなる例としては、式、
【化２０】
2010058510.tif 000021
であって、上式中、−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−は、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基を表し、式中、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２であり、上式中、ｑは、２または３の整数であり、式、
【化２１】
2010058510.tif 000022
の異性体を含む。
【００４２】
この式の化合物のさらなる例としては、式、
【化２２】
2010058510.tif 000023
であって、上式中、−Ｃ３４Ｈ５６＋ａ−は、不飽和および環状の基を含むことができる分枝アルキレン基を表し、式中、ａは、０、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、または１２であり、上式中、ｒは、２または３の整数であり、式、
【化２３】
2010058510.tif 000024
の異性体を含むもの、ならびにそれらの混合物が挙げられる。
【００４３】
本発明におけるゲル化剤は、米国特許出願第１１／２９０１２１号に開示されている材料を含むことができ、式、
【化２４】
2010058510.tif 000025
であって、式中、Ｒ１およびＲ１’は、それぞれ他方とは独立に、少なくとも１つのエチレン性不飽和を有するアルキル基、少なくとも１つのエチレン性不飽和を有するアリールアルキル基、または少なくとも１つのエチレン性不飽和を有するアルキルアリール基であり、Ｒ２、Ｒ２’、およびＲ３は、それぞれ他方とは独立に、アルキレン基、アリーレン基、アリールアルキレン基、またはアルキルアリーレン基であり、ｎは、繰り返しのアミド単位の数を表す整数で少なくとも１である化合物を含む。
【００４４】
本明細書に開示されているゲル化剤化合物は、任意の望ましい、または有効な方法によって調製することができる。
【００４５】
例えば、ゲル化剤は、米国特許第７，２５９，２７５号に記載されているようにして調製することができ、それは、式、
【化２５】
2010058510.tif 000026
の化合物を調製するプロセスを説明しており、（ａ）式：ＨＯＯＣ−Ｒ２−ＣＯＯＨの二塩基酸を、式、
【化２６】
2010058510.tif 000027
のジアミンと反応混合物から水を除去する間溶媒なしで反応させて酸末端のオリゴアミド中間体を形成するステップ、および（ｂ）該酸末端のオリゴアミド中間体を、式：Ｒ１−ＯＨのモノアルコールと、カップリング剤および触媒の存在下で反応させて生成物を形成するステップを含む。
【００４６】
任意選択の着色剤を、有色マーキング材料中に任意の望ましい量で、例えばそのマーキング材料の０．５〜７５重量％、存在させることができる。
【００４７】
染料類、顔料類、またはそれらの組合せを含めた任意の適当な着色剤を、本明細書の複数の実施形態において使用することができる。着色剤としては、例えば、ビヒクル中に分散または溶解することができる任意の染料または顔料を挙げることができる。
【００４８】
本発明における放射線硬化性相変化インクは、また、場合によって酸化防止剤を含有することができる。存在させる場合、その任意選択の酸化防止剤は、任意の望ましいまたは有効な量、例えば、インク担体の少なくとも０．０１重量パーセント、または３重量パーセント以下でインク中に存在させる。
【００４９】
該放射線硬化性相変化インクは、また必要に応じて、添加剤、例えば、消泡剤、スリップおよびレベリング剤、顔料分散剤、界面活性剤、ならびにそれらの混合物などを含有することができる。該インクは、また、さらなる単量体または重合体材料も含むことができる。
【００５０】
インクの硬化は、そのインク画像を任意の望ましいまたは有効な波長、例えば少なくとも２００ナノメートルまたは約４８０ナノメートル以下のような化学線に露光することによって達成することができる。化学線への露光は、任意の望ましいまたは有効な時間、例えば少なくとも０．２秒、１秒、または５秒間、あるいは３０秒以下、または１５秒以下であり得る。硬化とは、インク中の硬化性化合物が化学線に露光されると分子量の増加、例えば架橋または鎖延長などを受けることを意味する。
【００５１】
該インク組成物は、噴出温度（５０℃より低くはなく、６０℃より低くはなく、または７０℃より低くはなく、１２０℃より高くはなくまたは１１０℃より高くはない）において、３０センチポワズ、２０センチポワズ、または１５センチポワズを超えないか、または２センチポワズ以上、５センチポワズ以上、または７センチポワズ以上の溶融粘度を一般に有する。
【００５２】
一実施形態において、該インクは、１１０℃より下の４０℃〜１１０℃まで、５０℃〜１１０℃まで、または６０℃〜９０℃までのような低温で噴出される。かような低い噴出温度で噴出されるインクとインクがその上に噴出される基材との間の温度差を通常通り使用しても、インク中の急速な相変化を達成するには有効でないことがある。それ故、ゲル化剤を使用して基材に噴出されたインクの急速な粘度上昇を達成することができる。噴出したインク液滴は、そのインクのインク噴出温度より冷たい温度に維持されている受容基材例えば最終記録基材または中間転写部材などの所定の位置に、そのインクが液体状態からゲル状態（または半固体状態）への著しい粘度変化を経る相変化転移の作用により固定することができる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、インクがゲル状態を形成する温度は、そのインクの噴出温度より下の任意の温度、一実施形態においては、そのインクの噴出温度より５℃以上低い任意の温度である。一実施形態において、そのゲル状態は、その温度は以下の範囲の外であり得るが、少なくとも２５℃、または少なくとも３０℃、または１００℃を超えない、または７０℃を超えない、または５０℃を超えない温度で形成させることができる。インク粘度の急速で大きな増加は、インクが液体状態にある噴出温度からインクがゲル状態にあるゲル温度に冷却すると同時に起こる。その粘度の増大は、１つの具体的な実施形態において、粘度における少なくとも１０２．５倍の増大である。
【００５４】
複数の実施形態において、基材に直接の加工プロセスが選択される。別法では、例えばオブジェクトがそれほど厚くない場合は中間の転写面を使用することができる。くぼみによりパターン化した転写ドラムをいくつかの用途に使用することができる。中間転写面から最終記録シートへの最適な転写効率および最適な印刷品質は、中間転写部材上に堆積したインク画像の粘度が、可塑化しない安定した転写可能な画像が得られるようにそのインクの噴出後に大きく増大する場合に達成することができることが見出されている。インク用の適当なゲル化剤は、インクビヒクル中のモノマー類／オリゴマー類を、急速にかつ可逆的にゲル化し、例えば３０℃〜１００℃、または３０℃〜７０℃の温度範囲内での狭い相変化転移を示す。一実施形態におけるインクのゲル状態は、噴出温度における粘度と比較して、例えば３０℃〜７０℃の転移温度において最低１０２．５または１０３センチポワズの粘度の増大を示す。一実施形態は、噴出温度より５℃〜１０℃低い範囲内で粘度が急速に上昇し、最終的にジェット粘度の１０４倍超またはジェット粘度の１０５倍に到達するゲル化剤含有インクを対象としている。
【００５５】
該インクがゲル状態のとき、そのインクの粘度は、少なくとも１，０００、少なくとも１０，０００、または少なくとも１００，０００センチポワズである。ゲル状態の粘度の値は、少なくとも１０３、少なくとも１０４．５センチポワズ、１０９センチポワズ以下、または１０６．５センチポワズ以下である。好ましいゲル相の粘度は、印刷プロセスによって異なり得る。最高の粘度は、多孔性の紙に直接噴出するとき、またはインクのブリードおよびけば立ちの影響を最小限にするために中間転写を採用するときに好ましい。浸透性のより低い基材例えばプラスチックなどは、個々のインクピクセルのドットゲインおよび凝集を制御する低めのインク粘度の使用につながり得る。そのゲル粘度は、インクの配合および基材温度によって制御することができる。放射線硬化性インクに関するゲル状態のさらなる利点は、１０３〜１０４センチポワズのより高い粘度がインク中の酸素の拡散を減少することができ、言い換えるとフリーラジカル開始反応におけるより高速の硬化をもたらすことができることである。当システムにおいて到達する最大粘度は、これらの値（１０５〜１０６ｃｐｓ）を超える。
【００５６】
インクを中間転写部材に印刷し、その後最終基材に転写する加工用途に対して、一実施形態におけるそのインクの粘度は、中間転写部材温度において１０６センチポワズ以上に上昇して中間転写部材への接着を促進し、インクを直接最終基材に印刷する加工用途に対しては、別の実施形態におけるそのインクの粘度は、最終基材温度において１０５センチポワズ以上に上昇して、そのインクが最終基材中にしみ込むことを防ぎ、かつ／または放射線に露光することによって硬化するまで最終基材への接着を促進する。一実施形態において、インクが印刷され、その時点でそのインクの粘度が１０５センチポワズ以上まで上昇する最終基材または中間転写部材の温度は、５０℃以下である。
【００５７】
いくつかの実施形態において、フリーオブジェクトを創出するために、ｘ、ｙ、ｚ方向に移動できる基材、ステージ、またはビルドプラットホームが用いられる。その除去できるビルドプラットホームは、任意の適当な材料、例えば、いくつかの実施形態において、非硬化性の材料であり得る。適当な非硬化性支持材の例としては、ワックス、プラスチック、金属、木材、およびガラスが挙げられる。
【００５８】
該インク組成物は、任意の望ましいまたは適当な方法によって調製することができる。例えば、該インクの原料は、一緒に混合し、続いて少なくとも８０℃、または１２０℃以下の温度に加熱し、均一なインク組成物が得られるまで攪拌し、続いてそのインクを周囲温度まで冷ますことができる。
【００５９】
当該材料および方法は、３次元オブジェクトを調製するために適するシステム、例えば、ソリッドオブジェクトプリンタ（ｓｏｌｉｄ  ｏｂｊｅｃｔ  ｐｒｉｎｔｅｒ）、サーマルインクジェットプリンタ、圧電式インクジェットプリンタ、音響インクジェットプリンタ、熱転写プリンタ、グラビアプリンタ、および静電写真方式の印刷法などを含む任意の望ましい印刷システムで採用することができる。別法では、該インク材料は、例えば、所望の３次元オブジェクトを調整するために、鋳型の使用によるかまたはインク材料の手作業の堆積によるなど、３次元オブジェクトの手作業の調製のために使用することができる。
【００６０】
一実施形態においては、米国特許出願第１１／６８３０１１号に記載されているようなインクジェット印刷デバイスが使用される。そのインクジェット印刷装置は、少なくともインクジェット印字ヘッドと、インクがそのインクジェット印字ヘッドから噴出される方向の印刷領域面とを含み、該インクジェット印字ヘッドと印刷領域面の間の高さ間隔を調節することができる。該インクジェット印字ヘッドは、該インクジェット印字ヘッドが通常の高さの印刷のための第１の位置からその第１の高さ間隔より大きい第２の高さ間隔に移動することを可能にするように印刷領域面に関して間隔取りの調節が可能である。その第２の高さ間隔は、固定されてはおらず、所定の印刷に対して必要に応じて変更することができる。その第２の高さ間隔は、必要に応じてそれ自体で変えることができる。オブジェクトの積み上げを完成させるためには、画像がインクジェット印字ヘッドによって積み上げられるときは、第１の位置から第２の位置に、次いでその画像が引き続き積み上げられるときは、そのインクジェット印字ヘッドを第２の位置から印刷領域面からの間隔がなおもさらに増加される第３の位置になどと必要に応じて高さ間隔を調節することが望ましいかもしれない。
【００６１】
本開示は、極めて小さいオブジェクトから極めて大きいオブジェクトに及ぶオブジェクトの加工を包含する。例えば、１〜１０，０００マイクロメートルの高さまたは最長寸法（その高さは、これらの範囲に限定されない）のオブジェクトを調製することができる。適切な回数の通過またはインク噴出を、オブジェクトを所望の全体印刷高さおよび所望の形状まで積み上げることができるように選択することができる。
【００６２】
３次元印刷において、印字ヘッドまたはターゲットステージは、３次元（ｘ、ｙ、およびｚ）で移動可能であり、任意の所望の大きさのオブジェクトの積み上げを可能にする。創出することができるオブジェクトの高さまたは全体の大きさに対する制限はないが、非常に大きいオブジェクトは、堆積過程中に中間の硬化を必要とするかもしれない。画像の積み上げは、画像部分の上の印字ヘッドの複数回の通過により凸画像を盛り込むかまたはインクの連続層を堆積させることによって、オブジェクトまたはオブジェクトの部分が所望の印刷高さおよび形状を有するようにすることであり得る。
【００６３】
該インクジェットのヘッドは、単一色またはフルカラーの印刷を支援することができる。そのインクジェットのヘッドは、４つの異なるチャネルのセット、例えば、シアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのそれぞれに対するものを含むことができる。かかる実施形態において、その印字ヘッドは、そのインクジェットのヘッドが印刷領域面から最小の間隔で設定されているときはフルカラーの通常の高さの印刷物を、またはそのインクジェットのヘッドが印刷領域面からの最小間隔より大きい間隔のところにあるときは任意の色の凸の高さの印刷物を印刷することができる。
【００６４】
３次元オブジェクトは、所望のオブジェクトの高さおよび形状を得るための領域上で、インクジェット印字ヘッドを適切に複数回通過させることによって形成することができる。凸の高さのオブジェクトを形成するためには、単一の通過の間の、その画像の同じ場所に向かうインクジェットヘッドの複数の異なるインクジェットからのインクの噴出も使用することができる。上記のように、インクの各層は、その画像の高さに、４μｍ〜１５μｍまでの高さを追加することができる。所望される合計の印刷高さを知ることによって、通過または噴出の適切な回数を容易に決定することができる。
【００６５】
制御装置は、そのとき、その画像の場所におけるインクの適切な量および／または層を堆積させるインクジェット印字ヘッドを、その場所における所望の印刷高さおよび全体の形状を有する画像を得るために制御することができる。
【００６６】
該３次元オブジェクトは、支柱なしで立っている部品もしくはオブジェクト、ラピッドプロトタイピングデバイス、基材上の凸構造、例えば、地形図、またはその他の望ましいオブジェクトであり得る。ＸＥＲＯＸ（登録商標）４０２４ペーパーのような普通紙、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｉｍａｇｅ  Ｓｅｒｉｅｓペーパー、Ｃｏｕｒｔｌａｎｄ  ４０２４  ＤＰペーパー、罫線入りのノートブック紙、ボンド紙、シャープ社（Ｓｈａｒｐ  Ｃｏｍｐａｎｙ）シリカコート紙、ＪｕＪｏペーパー等のシリカコート紙、ＨＡＭＭＥＲＭＩＬＬ  ＬＡＳＥＲＰＲＩＮＴ（登録商標）ペーパー、ＸＥＲＯＸ（登録商標）Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｇｌｏｓｓ、Ｓａｐｐｉ  Ｗａｒｒｅｎ  Ｐａｐｅｒｓ  ＬＵＳＴＲＯＧＬＯＳＳ（登録商標）等の光沢コート紙、透明材料、織物、繊維製品、プラスチック、ポリマーフィルム、金属等の無機基材および木材、ならびに支柱なしで立っているオブジェクトに対する取り外し可能な支持体の場合は、溶融または溶解できる基材、例えばワックス類または塩類を含めた任意の適当な基材、記録シート、または取り外し可能な支持体、ステージ、プラットホームを、３次元オブジェクトをその上に堆積するために使用することができる。
【実施例】
【００６７】
実施例１．
米国特許第７２７９５８７号の実施例ＶＩＩＩに記載されている硬化性アミドゲル化剤の７．５重量パーセント、Ｕｎｉｌｉｎ３５０（商標）アクリレートワックスの５重量パーセント、５官能性アクリレートモノマー（Ｓａｒｔｏｍｅｒ  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．社から入手できるＳＲ３９９ＬＶジペンタエリスリトールペンタアクリレート）の５重量パーセント、２官能アクリレートモノマー（プロポキシル化ネオペンチルグリコールジアクリレートＳＲ９００３（登録商標））の７２．８重量パーセント、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）３７９光開始剤の３重量パーセント、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）８１９光開始剤の１重量パーセント、ＩＲＧＡＣＵＲＥ（登録商標）１２７光開始剤の３．５重量パーセント、およびＤＡＲＯＣＵＲ（登録商標）ＩＴＸ光開始剤の２重量パーセント、ならびに紫外線安定剤（ＩＲＧＡＳＴＡＢ（登録商標）ＵＶ１０）の０．２４重量パーセントを含む紫外線硬化性相変化ゲル化剤インクを調製した。その成分のすべてを一緒に９０℃で１時間攪拌した。
【００６８】
そのインク材料を、９０℃で溶融し、その液体のインクをガラスピペットから未コートのＭｙｌａｒ（登録商標）のシート上に手作業で分配した。そのインクの相変化する性質により、その分配された液体は、室温のＭｙｌａｒと接触すると同時に急速にゲル化し、高さが数ミリメートルの自立構造物が形成された。図１は、本相変化インク材料の室温の基材上への堆積から生じた紫外線硬化後の定規と並んで支柱なしで立っている柱を示している。堆積された３次元構造物は、次に、「Ｄ」バルブを採用しているＵＶフュージョンライトハンマー６紫外線ランプシステム（ＵＶ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｌｉｇｈｔ  Ｈａｍｍｅｒ  ６  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌａｍｐ  Ｓｙｓｔｅｍ）を装着しているＵＶフュージョンＬＣ−６Ｂベンチトップコンベヤー（ＵＶ  Ｆｕｓｉｏｎ  ＬＣ−６Ｂ  Ｂｅｎｃｈｔｏｐ  Ｃｏｎｖｅｙｏｒ）による紫外線に、最低限１秒間さらすことによって硬化し、極めてロバストであるポリマーの柱を提供した。実施例１は、最終生成物のロバスト性ならびにそれによってマクロスケールの３次元オブジェクトが本材料および方法によって作り出すことができる容易さを示している。
【００６９】
いくつかの実施形態において、本硬化性ゲル化剤インクは、着色剤、機能性粒子、またはナノ粒子などを、例えば、上記着色剤または粒子を最大約１０重量パーセントまで含有して、要求に応じた色を３次元オブジェクトおよび機能性粒子またはナノ粒子を含有するオブジェクトに与えることができる。例えば、機能性粒子またはナノ粒子は、金属類、半導体類、シリカ類、金属酸化物類、および顔料類、ならびにそれらの組合せからなる群から選択することができる。
【００７０】
実施例２．
実施例１の紫外線硬化性相変化ゲル化剤インクを変形したＸｅｒｏｘ社Ｐｈａｓｅｒ（登録商標）８６０プリンタを用いてデジタル的に印刷した。基材に対して水平に向き合うＸｅｒｏｘ圧電式インクジェット印字ヘッドを設定回数の０．５秒のバーストのために発射し、バーストの回数を増やしてより高い構造物をもたらした。実施例２においては、すべての３番目のジェットを発射し、柱の間に５．５ミリメートルの間隔をもたらした。図２は、実施例１に記載したものと同じ室温のＭｙｌａｒ上にインクジェットされた６ミリメートルおよび１．７ミリメートルの支柱なしで立っている柱（図２の差込図）を示している。印刷後、そのマークは、「Ｄ」管球を採用しているＵＶフュージョンライトハンマー６紫外線ランプシステム（ＵＶ  Ｆｕｓｉｏｎ  Ｌｉｇｈｔ  Ｈａｍｍｅｒ  ６  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｌａｍｐ  Ｓｙｓｔｅｍ）を装着しているＵＶフュージョンＬＣ−６Ｂベンチトップコンベヤー（ＵＶ  Ｆｕｓｉｏｎ  ＬＣ−６Ｂ  Ｂｅｎｃｈｔｏｐ  Ｃｏｎｖｅｙｏｒ）による紫外線に、最低限１秒間さらすことによって硬化し、ロバスト構造を提供した。
【図１】
2010058510.tif 000029
【図２】
2010058510.tif 000030