(57)【要約】      （修正有）【課題】電子写真等の画像化プロセスを使用して三次元（３Ｄ）部品及び支持構造を印刷するための付加製造システムに関する。【解決手段】電子写真方式の付加製造システムによって三次元部品を印刷するための部品材料であって、部品材料は組成物を含み、組成物は、コポリマー（アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を含む）と、荷電制御剤と、吸熱剤とを含む、部品材料。部品材料は、制御された粒度を有する粉末形態で提供され、三次元部品を層ごとに印刷するための層溶融転写アセンブリを備える電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために構成される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の付加製造システムによって三次元部品を印刷するための部品材料であって、該部品材料は、
組成物を含み、該組成物は、
アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を含むコポリマーと、
荷電制御剤と、
吸熱剤とを含み、
前記部品材料は、約５マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲にあるＤ５０粒度を有する粉末形態で提供され、
前記部品材料は、前記三次元部品を層ごとに印刷するための層溶融転写アセンブリを備える前記電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために構成される、部品材料。
【請求項２】
前記芳香族単位はスチレン単位を含む、請求項１に記載の部品材料。
【請求項３】
前記コポリマーは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマーを含む、請求項２に記載の部品材料。
【請求項４】
前記Ｄ５０粒度は約１０マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの範囲にある、請求項１に記載の部品材料。
【請求項５】
前記粉末形態はまた、それぞれが約１．００〜約１．４０の範囲にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項６】
前記荷電制御剤は、クロムオキシカルボン酸錯体、亜鉛オキシカルボン酸錯体、アルミニウムオキシカルボン酸錯体、及びその混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の部品材料。
【請求項７】
前記荷電制御剤は、前記部品材料の約０．１重量％〜約５重量％を構成する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項８】
前記吸熱剤は、前記部品材料の約０．５重量％〜約１０重量％を構成する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項９】
前記部品材料の約０．１重量％〜約１０重量％を構成する流動制御剤を更に含む、請求項１に記載の部品材料。
【請求項１０】
電子写真方式の付加製造システムによって三次元部品を印刷するための部品材料であって、該部品材料は、
組成物を含み、該組成物は、
アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマーと、
部品材料の約０．１重量％〜約５重量％を構成する荷電制御剤と、
部品材料の約０．１重量％〜約１０重量％を構成する流動制御剤と、
部品材料の約０．５重量％〜約１０重量％を構成する吸熱剤とを含み、
前記部品材料は、約５マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲にあるＤ５０粒度、並びに、それぞれが約１．００〜約１．４０の範囲にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する粉末形態で提供され、
前記部品材料は、前記三次元部品を層ごとに印刷するための層溶融転写アセンブリを備える前記電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために構成される、部品材料
。
【請求項１１】
少なくとも部分的に、限定凝集法によって調合される、請求項１０に記載の部品材料。
【請求項１２】
前記Ｄ５０粒度は約１０マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの範囲にある、請求項１０に記載の部品材料。
【請求項１３】
前記ＡＢＳコポリマーは、約１００℃〜約１１５℃の範囲にあるガラス転移温度を有する、請求項１０に記載の部品材料。
【請求項１４】
前記荷電制御剤は、クロムオキシカルボン酸錯体、亜鉛オキシカルボン酸錯体、アルミニウムオキシカルボン酸錯体、及びその混合物からなる群から選択される、請求項１０に記載の部品材料。
【請求項１５】
電子写真エンジンと転写媒体と層溶融転写アセンブリとを備える電子写真方式の付加製造システムによって三次元部品を印刷する方法であって、
部品材料を前記電子写真方式の付加製造システムに提供することであって、前記部品材料は、組成的に、荷電制御剤と、吸熱剤と、アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を有するコポリマーとを含み、また、粉末形態を有し、
負電荷又は正電荷及び約５マイクロクーロン／グラム〜約５０マイクロクーロン／グラムの範囲にある大きさを有するＱ／Ｍ比に前記部品材料を摩擦帯電させることと、
前記電子写真エンジンによって、帯電した部品材料から前記三次元部品の層を現像することと、
現像された層を、前記電子写真エンジンから前記転写媒体に静電吸着させることと、
前記転写媒体によって、吸着された層を前記層溶融転写アセンブリまで移動させることと、
前記層溶融転写アセンブリによって、移動した層を前記三次元部品の先に印刷された層に溶融転写させることとを含む、方法。
【請求項１６】
前記コポリマーは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマーを含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ＡＢＳコポリマーは、約１００℃〜約１１５℃の範囲にあるガラス転移温度を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記部品材料の粉末形態は、約５マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲にあるＤ５０粒度、並びに、それぞれが約１．００〜約１．４０の範囲にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記荷電制御剤は前記部品材料の約０．１重量％〜約５重量％を構成し、前記吸熱剤は前記部品材料の約０．５重量％〜約１０重量％を構成する、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記部品材料は、該部品材料の約０．１重量％〜約１０重量％を構成する流動制御剤を更に含む、請求項１５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、三次元（３Ｄ）部品及び支持構造を印刷するための付加製造システムに関する。特に、本開示は、電子写真等の画像化プロセスを使用して３Ｄ部品及び支持構造を印刷するための消耗材に関する。
【背景技術】
【０００２】
付加製造システムは、１つ又は複数の付加製造技法を使用して３Ｄ部品のデジタル表現（例えば、ＡＭＦ及びＳＴＬフォーマットファイル）から３Ｄ部品を構築するために使用される。市販の付加製造技法の例は、押出し方式の技法、インク吐出プロセス、選択的レーザ焼結プロセス、粉末／結合剤噴射プロセス、電子ビーム溶融プロセス、及び光造形プロセスを含む。これらの技法のそれぞれについて、３Ｄ部品のデジタル表現が、最初に、複数の水平層にスライスされる。スライスされた各層について、ツール経路がその後、生成され、特定の付加製造システムに所与の層を形成するための命令を提供する。
【０００３】
例えば、押出し方式の付加製造システムにおいて、３Ｄ部品又はモデルは、流動性部品材料（part material）を押出すことによって、３Ｄ部品のデジタル表現から層ごとに印
刷することができる。部品材料は、システムのプリントヘッドによって搬送される押出しチップを通して押出され、基材上のロードシーケンスとしてｘ−ｙ面に堆積される。押出された部品材料は、先に堆積した部品材料に融着し、温度の降下によって凝固する。基材に対するプリントヘッドの位置は、その後、ｚ軸（ｘ−ｙ面に垂直）に沿って増分され、プロセスは、その後、デジタル表現に似る３Ｄ部品を形成するために繰返される。
【０００４】
部品材料の層を堆積させることによって３Ｄ部品を作製するとき、支持層又は構造は、通常、構築中の物体の（部品材料自体によって支持されない）オーバハング部分の下に又はその物体のキャビティ内に構築される。支持構造は、部品材料を堆積するのと同じ堆積技法を利用して構築することができる。ホストコンピュータは、形成される３Ｄ部品のオーバハング又は自由空間セグメント用の、また場合によっては、形成される３Ｄ部品の側壁用の支持構造として働く更なる幾何形状を生成する。支持材料（support material）は、作製中に部品材料に付着し、印刷プロセスが終了したときに完成した３Ｄ部品から除去可能である。
【０００５】
二次元（２Ｄ）印刷において、電子写真（すなわち、ゼログラフィ）は、印刷用紙等の平坦基材及び透明基材上に２Ｄ画像を生成するための技術である。電子写真システムは、通例光伝導性材料層がコーティングされた伝導性支持ドラムを含み、静電潜像が、静電帯電と、それに続く、光源による光伝導性層の画像の通りの（image-wise）露光とによって形成される。静電潜像は、その後、現像ステーションに移動され、トナーが、帯電エリアに、又は代替的に、光伝導性絶縁体の放電エリアに塗布されて、可視画像を形成する。形成されたトナー画像は、その後、基材（例えば、印刷用紙）に転写され、熱及び／又は圧力によって基材に貼り付けられる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様は、電子写真方式の付加製造システムによって３Ｄ部品を印刷するための部品材料に関する。部品材料は、組成物を含み、組成物は、アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を含むコポリマーと、荷電制御剤と、吸熱剤とを含む。部品材料は、制御された粒度（例えば、約５マイクロメートル〜約３０マイクロメートルの範囲にあるＤ５０粒度）を有する粉末形態で提供され、３Ｄ部品を層ごとに印刷するため
の層溶融転写アセンブリを備える電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために構成される。
【０００７】
本開示の別の態様は、電子写真方式の付加製造システムによって３Ｄ部品を印刷するための部品材料に関するものであり、部品材料は組成物を含み、組成物は、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマーと、荷電制御剤と、流動制御剤と、吸熱剤とを含む。部品材料は、制御された粒度及び狭い粒度分布を有する粉末形態で提供され、三次元部品を層ごとに印刷するための層溶融転写アセンブリを備える電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために構成される。
【０００８】
幾つかの実施形態において、先に論じた部品材料は、電子写真方式の付加製造システムと共に使用するため、キャリア粒子と共に、交換可能カートリッジ又は他の同様のデバイス内に提供されてもよい。
【０００９】
本開示の別の態様は、電子写真エンジン、転写媒体、及び層溶融転写アセンブリを備える電子写真方式の付加製造システムによって３Ｄ部品を印刷する方法に関する。本方法は、部品材料を電子写真方式の付加製造システムに提供することを含み、部品材料は、組成的に、荷電制御剤と、吸熱剤と、アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を有するコポリマーとを含み、また、粉末形態を有する。
【００１０】
本方法はまた、所望の摩擦帯電（例えば、負電荷又は正電荷及び約５マイクロクーロン／グラム〜約５０マイクロクーロン／グラムの範囲にある大きさを有するＱ／Ｍ比）に部品材料を摩擦帯電させることと、電子写真エンジンによって、帯電した部品材料から３Ｄ部品の層を現像することとを含む。本方法は、現像された層を、電子写真エンジンから転写媒体に静電吸着させることと、転写媒体によって、吸着された層を層溶融転写アセンブリまで移動させることと、層溶融転写アセンブリによって、移動した層を３Ｄ部品の先に印刷された層に溶融転写させることとを更に含む。
【００１１】
定義
別途指定されない限り、本明細書で使用される以下の用語は、以下で規定される意味を有する。
【００１２】
用語「コポリマー（copolymer）」は、２つ以上のモノマー種を有するポリマーを指し
、ターポリマー（すなわち、３つのモノマー種を有するコポリマー）を含む。
【００１３】
用語「好ましい（preferred）」及び「好ましくは（preferably）」は、一定の状況下
で一定の利益を与えることができる本発明の実施形態を指す。しかし、他の実施形態もまた、同じか又は他の状況下で好ましい場合がある。さらに、１つ又は複数の好ましい実施形態の列挙は、他の実施形態が有用でないことを示唆せず、また、本開示の発明の範囲から他の実施形態を排除することを意図されない。
【００１４】
「或る（a）」化合物への言及は、その化合物の単一分子に限定されるのではなく、そ
の化合物の１つ又は複数の分子を指す。さらに、１つ又は複数の分子は、その化合物のカテゴリの下に入る限り、同一である場合があるか又は同一でない場合がある。そのため、例えば、「或る（an）」ＡＢＳコポリマーは、そのＡＢＳコポリマーの１つ又は複数のポリマー分子を含むと解釈され、ポリマー分子は同一である場合があるか又は同一でない場合（例えば、異なる分子量及び／又は異性体）がある。
【００１５】
要素についての用語「少なくとも１つ（at least one）」及び「１つ又は複数（one or
more of）」は、交換可能に使用され、単一の要素及び複数の要素を含む同じ意味を有し
、要素の終りの接尾辞「（複数の場合もあり）(s)」で示すこともできる。例えば、「少
なくとも１つのＡＢＳコポリマー（at least one ABS copolymer）」、「１つ又は複数のＡＢＳコポリマー（one or more ABS copolymers）」、及び「ＡＢＳコポリマー（複数の場合もあり）（ABS copolymer(s)）」は、交換可能に使用され、同じ意味を有することができる。
【００１６】
「の上（above）」、「の下（below）」、「上部（top）」、「下部（bottom）」、及
び同様なもの等の指向性配向は、３Ｄ部品の印刷軸に沿う方向を参照して行われる。印刷軸が垂直なｚ軸である実施形態において、層印刷方向は、垂直なｚ軸に沿って上方向である。これらの実施形態において、用語「の上」、「の下」、「上部」、「下部」、及び同様なものは、垂直なｚ軸に基づく。しかし、３Ｄ部品の層が異なる軸に沿って印刷される実施形態において、用語「の上」、「の下」、「上部」、「下部」、及び同様なものは、所与の軸を基準にする。
【００１７】
「材料を提供する（providing a material）」及び同様なもの等の用語「提供する（providing）」は、特許請求項において述べられるとき、提供されるアイテムの任意の特定
の供給又は受取りを必要とすることを意図されない。むしろ、用語「提供する」は、明確にしかつ読み易くするために、特許請求項（複数の場合もあり）の後続の要素において言及されることになるアイテムを挙げるために使用されるだけである。
【００１８】
別途指定されない限り、本明細書で言及される温度は、大気圧（すなわち、一気圧）に基づく。
【００１９】
用語「ほぼ（about）」及び「実質的に（substantially）」は、当業者に知られている予想される変動（例えば、測定における制限及び変動性）のために、測定可能な値及び範囲に関して本明細書で使用される。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本開示の部品材料及び支持材料から３Ｄ部品及び支持構造を印刷するための例示的な電子写真方式の付加製造システムの正面図である。
【図２】部品材料及び支持材料の層を現像するためのシステムの一対の電子写真エンジンの略正面図である。
【図３】中間ドラム又は中間ベルトを含む代替の電子写真エンジンの略正面図である。
【図４】現像された層を用いて層溶融転写ステップを実施するためのシステムの層溶融転写アセンブリの略正面図である。
【図５】部品材料の溶融レオロジー挙動を示す、本開示の例示的な部品材料についての動粘度対温度のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本開示は、高解像度でかつ速い印刷速度で３Ｄ部品及び支持構造を印刷する電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために設計される部品材料及び支持材料等の消耗材に関する。印刷動作中、電子写真（ＥＰ：electrophotography）エンジンは、電子写真プロセスを使用して部品材料及び支持材料の各層を現像するか又はその他の方法で画像化することができる。現像された層は、その後、層溶融転写アセンブリに転写され、層溶融転写アセンブリにおいて、現像された層は、（例えば、熱及び／又は圧力を使用して）溶融転写されて、１つ又は複数の３Ｄ部品及び支持構造を層ごとに印刷する。
【００２２】
現像されたトナー粒子が、印刷用紙を通して電位をかけることによって印刷用紙に静電転写され得る２Ｄ印刷と比較して、３Ｄ環境内の複数の印刷された層は、所与の数の層（
例えば、約１５層）が印刷された後の部品材料及び支持材料の静電転写を効果的に防止する。代わりに、各層は、上昇した転写温度まで加熱された後、先に印刷された層に対して（又は、ビルドプラットフォームに）押付けられて、溶融転写ステップにおいて層を共に溶融転写することができる。これは、３Ｄ部品及び支持構造の多数の層が、通常静電転写によって達成可能であるものを超えて、垂直に構築されることを可能にする。
【００２３】
以下で論じるように、部品材料は、限定凝集法によって生産することができる粉末ベースのアクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）部品材料である。ＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマー、荷電制御剤（例えば、内部摩擦電荷制御剤）、好ましくは吸熱剤（例えば、赤外線吸収剤）、及び、任意選択で、流動制御剤等の１つ又は複数の更なる材料を含み、１つ又は複数の更なる材料は、外部表面処理摩擦電荷制御剤及び／又は摩擦電気修飾添加剤として同様に機能することができる。ＡＢＳ部品材料は、高い部品解像度でかつ良好な物理的特性（例えば、良好な部品強度、密度、耐薬品性、使用可能な温度範囲、及び同様なもの）を有する３Ｄ部品を印刷する電子写真方式の付加製造システムと共に使用するために設計される。これは、結果得られる３Ｄ部品が、所望される場合、最終使用部品として機能することを可能にする。
【００２４】
図１〜図４は、本開示のＡＢＳ部品材料から３Ｄ部品を、また、犠牲支持材料から関連する支持構造を印刷するための例示的な電子写真方式の付加製造システムであるシステム１０を示す。以下で更に記載するように、ＡＢＳ部品材料と共に使用するための好ましい支持材料の例は、Martinの米国特許出願第１３／９４４，４７８号において開示されている可溶性支持材料を含む。
【００２５】
図１に示すように、システム１０は、一対のＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓ、ベルト転写アセンブリ１４、付勢機構１６及び１８、並びに、層溶融転写アセンブリ２０を含む。システム１０用の適したコンポーネント及び機能動作の例は、Hanson他の米国特許出願公開第２０１３／００７７９９６号及び同第２０１３／００７７９９７号並びにComb他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号及び同第２０１３／０１８６５５８号に開示されているものを含む。
【００２６】
ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓは、部品材料及び支持材料の層をそれぞれ画像化するか又はその他の方法で現像するための画像化エンジンであり、部品材料及び支持材料はそれぞれ、好ましくは、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓの特定のアーキテクチャと共に使用するために設計される。以下で論じるように、画像化された層は、その後、付勢機構１６及び１８によってベルト転写アセンブリ１４（又は他の転写媒体）に転写され、また、層溶融転写アセンブリ２０まで搬送されて、３Ｄ部品及び関連する支持構造を層ごとに印刷することができる。
【００２７】
図示する実施形態において、ベルト転写アセンブリ１４は、転写ベルト２２、ベルト駆動機構２４、ベルト制動機構２６、ループ制限センサ２８、アイドラローラ３０、及びベルトクリーナ３２を含み、それらは、ベルト２２が矢印３４の回転方向に回転している間、ベルト２２に対する張力を維持するように構成される。特に、ベルト駆動機構２４はベルト２２に係合しベルト２２を駆動し、ベルト制動機構２６は、ブレーキとして機能して、ループ制限センサ２８によってモニタリングされる読取値に基づいて、張力応力からベルト２２を保護するためのサービスループ設計を提供することができる。
【００２８】
システム１０はまた、コントローラ３６を含み、コントローラ３６は、１つ又は複数の制御回路、マイクロプロセッサベースエンジン制御システム、及び／又はデジタル制御式ラスタ画像化プロセッサシステムであり、また、ホストコンピュータ３８から受信される印刷命令に基づいてシステム１０のコンポーネントを同期して動作させるように構成され
る。ホストコンピュータ３８は、印刷命令（及び他の動作情報）を提供するためコントローラ３６と通信するように構成される１つ又は複数のコンピュータベースシステムである。例えば、ホストコンピュータ３８は、３Ｄ部品及び支持構造のスライス層に関連する情報をコントローラ３６に転送し、それにより、システム１０が、３Ｄ部品及び支持構造を層ごとに印刷することを可能にすることができる。
【００２９】
システム１０のコンポーネントは、フレーム４０等の１つ又は複数のフレーム構造体によって保持することができる。さらに、システム１０のコンポーネントは、好ましくは、動作中に周囲光がシステム１０のコンポーネントに透過することを防止する閉囲可能ハウジング（図示せず）内に保持される。
【００３０】
図２は、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓを示し、ＥＰエンジン１２ｓ（すなわち、ベルト２２の回転方向を基準に上流のＥＰエンジン）は支持材料の層を現像し、ＥＰエンジン１２ｐ（すなわち、ベルト２２の回転方向を基準に下流のＥＰエンジン）は部品材料の層を現像する。代替の実施形態において、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓの配置構成は、ＥＰエンジン１２ｐがベルト２２の回転方向を基準にＥＰエンジン１２ｓから上流になるように反転することができる。更なる代替の実施形態において、システム１０は、更なる材料の層を印刷するための３つ以上のＥＰエンジンを含むことができる。
【００３１】
図示する実施形態において、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓは、伝導性ドラム本体４４及び光伝導性表面４６を有する光伝導体ドラム４２等の同じコンポーネントを含むことができる。伝導性ドラム本体４４は、電気的に接地され、シャフト４８の周りに回転するように構成される導電性ドラム（例えば、銅、アルミニウム、スズ等から作製される）である。シャフト４８は、相応して、ドライブモータ５０に接続され、ドライブモータ５０は、シャフト４８（及び光伝導体ドラム４２）を矢印５２の方向に一定速度で回転させるように構成される。
【００３２】
光伝導性表面４６は、伝導性ドラム本体４４の円周表面の周りに延在する薄膜であり、また、好ましくは、例えばアモルファスシリコン、セレン、酸化亜鉛、有機材料及び同様なもの等の１つ又は複数の光伝導性材料から得られる。以下で論じるように、表面４６は、３Ｄ部品又は支持構造のスライス層の帯電潜像（又はネガ画像）を受取り、本開示の部品又は支持材料の帯電粒子を、帯電するか又は放電した画像エリアに吸着し、それにより、３Ｄ部品又は支持構造の層を生成するように構成される。
【００３３】
更に示すように、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓはまた、帯電インデューサ５４、イメージャ５６、現像ステーション５８、清掃ステーション６０、及び放電デバイス６２を含み、それぞれは、コントローラ３６と通信状態にあることができる。したがって、帯電インデューサ５４、イメージャ５６、現像ステーション５８、清掃ステーション６０、及び放電デバイス６２は、ドライブモータ５０及びシャフト４８が光伝導体ドラム４２を矢印５２の方向に回転させる間に、表面４６用の画像形成アセンブリを画定する。
【００３４】
図示する例において、ＥＰエンジン１２ｓの表面４６用の画像形成アセンブリが使用されて、支持材料（支持材料６６ｓと呼ばれる）の層６４ｓを形成し、支持材料６６ｓの供給は、キャリア粒子と共に（ＥＰエンジン１２ｓの）現像ステーション５８によって保持することができる。同様に、ＥＰエンジン１２ｐの表面４６用の画像形成アセンブリが使用されて、部品材料（部品材料６６ｐと呼ばれる）の層６４ｐを形成し、部品材料６６ｐの供給は、キャリア粒子と共に（ＥＰエンジン１２ｐの）現像ステーション５８によって保持することができる。
【００３５】
帯電インデューサ５４は、表面４６が帯電インデューサ５４を通過して矢印５２の方向
に回転するとき、表面４６上に均一な静電帯電を生成するように構成される。帯電インデューサ５４用の適したデバイスは、コロトロン、スコロトロン、帯電ローラ、及び他の静電帯電デバイスを含む。
【００３６】
イメージャ５６は、表面４６がイメージャ５６を通過して矢印５２の方向に回転するとき、表面４６上の均一な静電帯電に向かって電磁放射を選択的に放出するように構成されるデジタル制御式のピクセルごとの光露光装置である。表面４６に対する電磁放射の選択的な露光は、コントローラ３６によって指示され、離散的なピクセルごとの場所の静電帯電を除去させ（すなわち、グラウンドに放電させ）、それにより、表面４６上に潜像帯電パターンを形成する。
【００３７】
イメージャ５６用の適したデバイスは、走査型レーザ（例えば、ガスレーザ又は固体レーザ）光源、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイ露光デバイス、及び２Ｄ電子写真システムにおいて従来使用されている他の露光デバイスを含む。代替の実施形態において、帯電インデューサ５４及びイメージャ５６用の適したデバイスは、潜像帯電パターンを形成するため、帯電したイオン又は電子を表面４６に選択的に直接堆積させるように構成されるイオン堆積システムを含む。したがって、本明細書で使用するとき、用語「電子写真（electrophotography）」はイオノグラフィを含む。
【００３８】
各現像ステーション５８は、キャリア粒子と共に、好ましくは粉末形態の部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓの供給を保持する静電及び磁気現像ステーション又はカートリッジである。現像ステーション５８は、２Ｄ電子写真システムにおいて使用される、単成分又は２成分現像システム及びトナーカートリッジと同様に機能することができる。例えば、各現像ステーション５８は、部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓ及びキャリア粒子を保持するための格納部を含むことができる。撹拌されると、キャリア粒子は、以下で論じるように、部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓの粉末を吸着する摩擦帯電を生成し、吸着した粉末を所望の符号及び大きさに帯電させる。
【００３９】
各現像ステーション５８はまた、帯電した部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓを、コンベヤ、ファーブラシ、パドルホイール、ローラ、及び／又は磁気ブラシ等の表面４６に転写するための１つ又は複数のデバイスを含むことができる。例えば、（帯電潜像を含む）表面４６が矢印５２の方向にイメージャ５６から現像ステーション５８まで回転するとき、帯電した部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓは、（利用される電子写真モードに応じて）帯電エリア現像又は放電エリア現像を利用して、表面４６上の潜像の適切に帯電した領域に吸着する。これは、光伝導体ドラム１２が矢印５２の方向に回転し続けるにつれて、連続した層６４ｐ又は６４ｓを生成し、連続した層６４ｐ又は６４ｓは、３Ｄ部品又は支持構造のデジタル表現の連続したスライス層に対応する。
【００４０】
連続した層６４ｐ又は６４ｓは、以下で論じるように、その後、矢印５２の方向に表面４６と共に転写領域まで回転して、転写領域において、層６４ｐ又は６４ｓは、光伝導体ドラム４２からベルト２２に連続的に転写される。光伝導体ドラム４２とベルト２２との間の直接的係合として図示されているが、幾つかの好ましい実施形態において、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓはまた、以下で更に論じるように、中間転写ドラム及び／又は中間転写ベルトを含むことができる。
【００４１】
所与の層６４ｐ又は６４ｓが光伝導体ドラム４２からベルト２２（又は中間転写ドラム若しくはベルト）に転写された後、ドライブモータ５０及びシャフト４８は、矢印５２の方向に光伝導体ドラム４２を回転させ続け、それにより、層６４ｐ又は６４ｓを先に保持した表面４６の領域は清掃ステーション６０を通過する。清掃ステーション６０は、部品材料６６ｐ又は支持材料６６ｓの残留する未転写のいずれの部分をも除去するように構成
されるステーションである。清掃ステーション６０用の適したデバイスは、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、静電クリーナ、真空ベースクリーナ、及びその組合せを含む。
【００４２】
清掃ステーション６０を通過した後、表面４６は、矢印５２の方向に回転し続け、それにより、次のサイクルを開始する前に、表面４６の清掃済みの領域が放電デバイス６２を通過して、表面４６上のどんな残留静電帯電をも除去する。放電デバイス６２用の適したデバイスは、光学システム、高電圧交流コロトロン及び／又はスコロトロン、高電圧交流が印加された伝導性コアを有する１つ又は複数の回転誘電体ローラ、及びその組合せを含む。
【００４３】
転写ベルト２２は、現像された連続した層６４ｐ又は６４ｓを光伝導体ドラム４２（又は中間転写ドラム若しくは中間転写ベルト）から層溶融転写アセンブリ１６に転写するための転写媒体である。ベルト２２用の適した転写ベルトの例は、Comb他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号及び同第２０１３／０１８６５５８号に開示されているものを含む。ベルト２２は、前表面２２ａ及び後表面２２ｂを含み、前表面２２ａは光伝導体ドラム４２の表面４６に面し、後表面２２ｂは付勢機構１６及び１８と接触状態にある。
【００４４】
付勢機構１６及び１８は、ベルト２２を通して電位を誘起して、層６４ｐ及び６４ｓをＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓからベルト２２に静電吸着するように構成される。層６４ｐ及び６４ｓはそれぞれ、プロセスのこの地点で、厚さが単一層の増分だけであるため、静電吸着は、層６４ｐ及び６４ｓをＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓからベルト２２に転写するのに適する。
【００４５】
コントローラ３６は、好ましくは、ベルト２２及び／又は任意の中間転写ドラム又は中間転写ベルトのライン速度と同期する同じ回転速度でＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓの光伝導体ドラム３６を回転させる。これは、システム１０が、別個の現像液画像から互いに連携して層６４ｐ及び６６ｓを現像し転写することを可能にする。特に、図示するように、各部品層６４ｐは、各支持層６４ｓと適切に位置合わせされた状態でベルト２２に転写されて、好ましくは、組合された部品材料及び支持材料層６４を生成することができる。これは、層６４ｐ及び６４ｓが共に溶融転写されることを可能にし、部品材料及び支持材料が、同様であるか又は実質的に同じである熱特性及び溶融レオロジーを有することを要求する。認識されるように、層溶融転写アセンブリ２０に転写された一部の層は、特定の支持構造及び３Ｄ部品の幾何形状及び層スライス化に応じて、支持材料６６ｓを含むだけである場合があるか、又は、部品材料６６ｐを含むだけである場合がある。
【００４６】
代替のまたあまり好ましくない実施形態において、部品層６４ｐ及び支持層６４ｓは、任意選択で、交互の層６４ｐ及び６４ｓ等によって、別個にベルト２２に沿って現像され転写される場合がある。これらの連続した交互の層６４ｐ及び６４ｓは、その後、層溶融転写アセンブリ２０に転写することができ、別個に溶融転写されて、３Ｄ部品及び支持構造を印刷することができる。
【００４７】
幾つかの好ましい実施形態において、ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓの一方又は両方はまた、光伝導体ドラム４２とベルト２２との間に１つ又は複数の中間転写ドラム及び／又は中間転写ベルトを含むことができる。例えば、図３に示すように、ＥＰエンジン１２ｐはまた、モータ５０ａの回転力の下で、矢印５２ａで示す矢印５２と反対の回転方向に回転する中間ドラム４２ａを含むことができる。中間ドラム４２ａは、光伝導体ドラム４２に係合して、現像された層６４ｐを光伝導体ドラム４２から受取り、その後、受取った現像済みの層６４ｐを搬送し、層６４ｐをベルト２２に転写する。
【００４８】
ＥＰエンジン１２ｓは、光伝導体ドラム４２からベルト２２まで現像済みの層６４ｓを搬送するための同じ配置構成の中間ドラム４２ａを含むことができる。ＥＰエンジン１２ｐ及び１２ｓのためのこうした中間転写ドラム又は中間転写ベルトの使用は、所望される場合、光伝導体ドラム４２をベルト２２から断熱するのに有益である可能性がある。
【００４９】
図４は、層溶融転写アセンブリ２０のための例示的な実施形態を示す。図示するように、層溶融転写アセンブリ２０は、ビルドプラットフォーム６８、ニップローラ７０、加熱器７２及び７４、溶融後加熱器７６、及びエアジェット７８（又は他の冷却ユニット）を含む。ビルドプラットフォーム６８は、３Ｄ部品８０及び支持構造８２と呼ばれる３Ｄ部品及び支持構造を層ごとに印刷するための、加熱され組合された層６４（又は別個の層６４ｐ及び６４ｓ）を受取るように構成されるシステム１０のプラットフォームアセンブリ又はプラテンである。幾つかの実施形態において、ビルドプラットフォーム６８は、印刷済みの層６４を受取るための取外し可能な膜基材（図示せず）を含むことができ、取外し可能な膜基材は、任意の適した技法（例えば、真空引き、再剥離性接着剤、機械的締結具等）を使用してビルドプラットフォームに抑え留めることができる。
【００５０】
ビルドプラットフォーム６８は、ガントリ８４によって支持され、ガントリ８４は、主要な運動がｘ軸（破線８６で示す）に沿って前後する運動である往復式長方形パターンを生成するために、ｚ軸及びｘ軸に沿ってビルドプラットフォーム６８を移動させるように構成されるガントリ機構である。ガントリ８４は、コントローラ３６からのコマンドに基づいてモータ８８によって動作することができ、モータ８８は、電気モータ、油圧システム、空気システム等とすることができる。
【００５１】
図示する実施形態において、ビルドプラットフォーム６８は、加熱要素９０（例えば、電気加熱器）によって加熱可能である。加熱要素９０は、Comb他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号及び同第２０１３／０１８６５５８号において論じられるように、ビルドプラットフォーム６８を、３Ｄ部品８０及び／又は支持構造８２の所望の平均部品温度等、室温（２５℃）より高い上昇した温度に加熱しその温度に維持するように構成される。これは、ビルドプラットフォーム６８が、３Ｄ部品８０及び／又は支持構造８２をこの平均部品温度に維持するのを補助することを可能にする。
【００５２】
ニップローラ７０は、例示的な加熱可能要素又は加熱可能層溶融転写要素であり、ベルト２２の移動によって固定軸の周りに回転するように構成される。特に、ニップローラ７０は、矢印９２の方向に後表面２２ｂに接して回転することができ、一方、ベルト２２は矢印３４の方向に回転する。図示する実施形態において、ニップローラ７０は加熱要素９４（例えば、電気加熱器）によって加熱可能である。加熱要素９４は、ニップローラ７０を、層６４用の所望の転写温度等、室温（２５℃）より高い上昇した温度に加熱しその温度に維持するように構成される。
【００５３】
加熱器７２は、好ましくはニップローラ７０に達する前に、少なくとも部品材料及び支持材料の溶融温度等、部品材料及び支持材料の意図される転写温度に近い温度まで層６４を加熱するように構成される１つ又は複数の加熱デバイス（例えば、赤外線加熱器及び／又は加熱されたエアジェット）である。各層６４は、望ましくは、意図される転写温度まで層６４を加熱するのに十分な滞留時間の間、加熱器７２のそばを（又はその中を）通過する。加熱器７４は、加熱器７２と同じように機能することができ、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面を、加熱された層６４と同じ転写温度等の上昇した温度（又は、他の適した上昇した温度）まで加熱する。
【００５４】
先に述べたように、支持構造８２を印刷するために使用される支持材料６６ｓは、好ましくは、３Ｄ部品８０を印刷するために使用される部品材料６６ｐの熱特性及び溶融レオ
ロジーと同様であるか又は実質的に同じである熱特性（例えば、ガラス転移温度）及び溶融レオロジーを有する。これは、層６４ｐ及び６４ｓの部品材料及び支持材料が、加熱器７４によって実質的に同じ転写温度まで共に加熱されることを可能にし、また同様に、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面の部品材料及び支持材料が、加熱器７４によって実質的に同じ転写温度まで共に加熱されることを可能にする。そのため、部品層６４ｐ及び支持層６４ｓは、組合された層６４として、単一溶融転写ステップで３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面に共に溶融転写することができる。組合された層６４を溶融転写するためのこの単一溶融転写ステップは、部品材料及び支持材料の熱特性及び溶融レオロジーを整合させることなしで実行可能であるとは思われない。
【００５５】
溶融後加熱器７６は、ニップローラ７０から下流でかつエアジェット７８から上流に位置し、溶融後ステップ又は熱硬化ステップにおいて、溶融転写済みの層を上昇した温度まで加熱するように構成される。やはり、部品材料及び支持材料の同様の熱特性及び溶融レオロジーは、溶融後加熱器７６が、単一溶融後ステップにおいて、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面を共に後加熱することを可能にする。
【００５６】
３Ｄ部品８０及び支持構造８２を印刷する前に、ビルドプラットフォーム６８及びニップローラ７０は、それらの所望の温度まで加熱することができる。例えば、ビルドプラットフォーム６８は、（部品材料及び支持材料の溶融レオロジーが近いため）３Ｄ部品８０及び支持構造８２の平均部品温度まで加熱することができる。比較すると、ニップローラ７０は、（同様に、部品材料及び支持材料の熱特性及び溶融レオロジーが類似するため）層６４の所望の転写温度まで加熱することができる。
【００５７】
印刷動作中、ベルト２２は、加熱器７２を通過して層６４を搬送し、加熱器７２は、層６４及びベルト２２の関連する領域を転写温度まで加熱することができる。部品材料及び支持材料のための適した転写温度は、部品材料及び支持材料のガラス転移温度を超える温度であって、好ましくは同様であるか又は実質的に同じであり、また、層６４の部品材料及び支持材料が軟化するが溶融しない温度（例えば、ＡＢＳ部品材料の場合、約１４０℃〜約１８０℃の範囲の温度）を含む。
【００５８】
図４に更に示すように、動作中、ガントリ８４は、ビルドプラットフォーム６８（３Ｄ部品８０及び支持構造８２を有する）を往復式長方形パターン８６で移動させることができる。特に、ガントリ８４は、ビルドプラットフォーム６８を、加熱器７４の下で、加熱器７４に沿って、又は加熱器７４の中をｘ軸に沿って移動させることができる。加熱器７４は、部品材料及び支持材料の転写温度等の上昇した温度まで３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面を加熱する。Comb他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号及び同第２０１３／０１８６５５８号において論じられるように、加熱器７２及び７４は、層６４並びに３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面をほぼ同じ温度まで加熱して、一貫性のある溶融転写界面温度を提供することができる。代替的に、加熱器７２及び７４は、層６４並びに３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面を異なる温度まで加熱して、所望の溶融転写界面温度を達成することができる。
【００５９】
ベルト２２の継続した回転及びビルドプラットフォーム６８の移動は、ｘ軸に沿って適切に位置合わせされた状態で、加熱された層６４を３Ｄ部品８０及び支持構造８２の加熱された上面に整列させる。ガントリ８４は、矢印３４の方向にベルト２２の回転速度と同期する速度（すなわち、同じ方向及び速度）でｘ軸に沿ってビルドプラットフォーム６８を移動させ続けることができる。これは、ベルト２２の後表面２２ｂをニップローラ７０の周りに回転させて、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面に接してベルト２２及び加熱された層６４を挟む。これは、加熱された層６４をニップローラ７０の場所で３Ｄ部品８０及び支持構造８２の加熱された上面に押付け、そのことが、加熱された層６４を３Ｄ部
品８０及び支持構造８２の上部層に少なくとも部分的に溶融転写させる。
【００６０】
溶融転写済みの層６４がニップローラ７０のニップを通過するとき、ベルト２２は、ニップローラ７０に巻付き、ビルドプラットフォーム６８から離れ係脱する。これは、溶融転写済みの層６４をベルト２２から剥離させるのを補助し、溶融転写済みの層６４が３Ｄ部品８０及び支持構造８２に付着したままになることを可能にする。溶融転写界面温度を部品材料及び支持材料のガラス転移温度より高いがそれらの溶融温度より低い転写温度に維持することは、加熱された層６４が、３Ｄ部品８０及び支持構造８２に付着するのに十分に熱く、一方、同様に、ベルト２２から容易に剥離するのに十分に冷たくなることを可能にする。さらに、先に論じたように、部品材料及び支持材料の同様の熱特性及び溶融レオロジーは、加熱された層６４が、同じステップで溶融転写されることを可能にする。
【００６１】
剥離後、ガントリ８４は、ビルドプラットフォーム６８をｘ軸に沿って溶融後加熱器７６まで移動させ続ける。溶融後加熱器７６において、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の一番上の層（溶融転写済みの層６４を含む）は、その後、溶融後ステップ又は熱硬化ステップにおいて少なくとも部品材料及び支持材料の溶融温度まで加熱することができる。これは、溶融転写済みの層６４の部品材料及び支持材料を極めて溶融可能な状態に溶融させ、それにより、溶融転写済みの層６４のポリマー分子が迅速に相互拡散して、３Ｄ部品８０及び支持構造８２との高いレベルの界面の絡み合いを達成する。
【００６２】
さらに、ガントリ８４がビルドプラットフォーム６８をｘ軸に沿って溶融後加熱器７６を通過してエアジェット７８まで移動させ続けるため、エアジェット７８は、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上部層に向けて冷却用空気を吹付ける。これは、Comb他の米国特許出願公開第２０１３／０１８６５４９号及び同第２０１３／０１８６５５８号において論じられるように、溶融転写済みの層６４を平均部品温度まで積極的に冷却する。
【００６３】
３Ｄ部品８０及び支持構造８２を平均部品温度に保つのを補助するため、幾つかの好ましい実施形態において、加熱器７４及び／又は溶融後加熱器７６は、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の一番上の層だけを加熱するように動作することができる。例えば、加熱器７２、７４、及び７６が赤外線放射を放出するように構成される実施形態において、３Ｄ部品８０及び支持構造８２は、一番上の層内への赤外線波長の侵入に抵抗するように構成される吸熱剤及び／又は他の着色剤を含むことができる。代替的に、加熱器７２、７４、及び７６は、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面にわたって加熱空気を吹付けるように構成することができる。いずれの場合も、３Ｄ部品８０及び支持構造８２内への熱侵入を制限することは、一番上の層が十分に溶融転写されることを可能にし、一方、同様に、３Ｄ部品８０及び支持構造８２を平均部品温度に保つために必要とされる冷却量を減少させる。
【００６４】
ガントリ８４は、その後、ビルドプラットフォーム６８を下方に動かし、ビルドプラットフォーム６８を、往復式長方形パターン８６をたどりながらｘ軸に沿って開始位置に戻すことができる。ビルドプラットフォーム６８は、望ましくは、次の層６４と適切に位置合わせするため開始位置に達する。幾つかの実施形態において、ガントリ８４はまた、次の層６４と適切に位置合わせするためビルドプラットフォーム６８及び３Ｄ部品８０／支持構造８２を上方に動かすことができる。その後、同じプロセスを、３Ｄ部品８０及び支持構造８２の残りの各層６４について繰返すことができる。
【００６５】
幾つかの好ましい実施形態において、結果として得られる３Ｄ部品８０は、図４に示すような支持構造８２内に横に（すなわち、ビルドプラテンに対して水平に）入れられる。これは、往復式ビルドプラテン６８及びニップローラ７０を使用しながら、３Ｄ部品８０について良好な寸法完全性及び表面品質を提供すると思われる。
【００６６】
印刷動作が終了した後、結果として得られる３Ｄ部品８０及び支持構造８２は、システム１０から取り出され、１つ又は複数の印刷後動作を受けることができる。例えば、本開示の支持材料から得られる支持構造８２は、水溶液（例えば、アルカリ水溶液）を使用すること等によって３Ｄ部品８０から犠牲的に取除くことができる。例えば、ＡＢＳ部品材料と共に使用するための好ましい支持材料の例は、Martinの米国特許出願第１３／９４４，４７８号に開示される可溶性支持材料を含む。この好ましい可溶性技法の下で、支持構造８２は、溶液内で少なくとも部分的に溶解し、支持構造８２をハンズフリー方法で３Ｄ部品８０から分離することができる。
【００６７】
比較すると、ＡＢＳ部品材料等の部品材料は、アルカリ水溶液に化学耐性がある。これは、アルカリ水溶液の使用が、３Ｄ部品８０の形状又は品質を劣化させることなく、犠牲支持構造８２を取除くために使用されることを可能にする。こうした方法で支持構造８２を取除くための適したシステム及び技法の例は、Swanson他の米国特許第８，４５９，２
８０号、Hopkins他の米国特許第８，２４６，８８８号、及びDunn他の米国特許出願公開
第２０１１／０１８６０８１号に開示されるものを含み、それらのそれぞれは、本開示と競合しない程度に引用することにより本明細書の一部となる。
【００６８】
さらに、支持構造８２が取除かれた後、３Ｄ部品８０は、表面処理プロセス等の１つ又は複数の更なる印刷後プロセスを受ける場合がある。適した表面処理プロセスの例は、Priedeman他の米国特許第８，１２３，９９９号及びZinnielの米国特許出願公開第２００８／０１６９５８５号に開示されるプロセスを含む。
【００６９】
先に簡潔に論じたように、本明細書で「ＡＢＳ部品材料（ABS part material）」と呼
ばれる本開示の部品材料は、組成的に、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマー、荷電制御剤、好ましくは吸熱剤（例えば、赤外線吸収剤）、及び任意選択で、流動制御剤等の１つ又は複数の更なる材料を含む。先に述べたように、ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、ＥＰエンジン１２ｐの特定のアーキテクチャと共に使用するために設計される。
【００７０】
ＡＢＳコポリマーは、モノマー、好ましくは、アクリロニトリルモノマー、ブタジエンモノマー、及びスチレン等の芳香族モノマーを含むモノマーから重合化される。アクリロニトリルモノマーの例は、以下の構造を有する：
【化１】
2018200469.tif 000002
（ここで、幾つかの実施形態において、式１の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基又はエーテル基等の１つ又は複数のオプションの低原子量基で独立して置換されていてもよい）。さらに、幾つかの実施形態において、エチレン性不飽和基及びシアノ基は、炭素数１〜８の炭化水素又はエーテル結合等のオプションの鎖結合によって分離されていてもよい。アクリロニトリルモノマーは、式１で先に示した構造を含み、エチレン性不飽和ビニル基がシアノ基から直接伸びていることがより好ましい。
【００７１】
ブタジエンモノマーの例は、以下の構造を有する：
【化２】
2018200469.tif 000003
（ここで、幾つかの実施形態において、式２の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基又はエーテル基等の１つ又は複数のオプションの低原子量基で独立して置換されていてもよい）。さらに、幾つかの実施形態において、エチレン性不飽和基の対は、炭素数１〜８の炭化水素又はエーテル結合等のオプションの鎖結合によって分離されていてもよい。ブタジエンモノマーは、式２で先に示した構造を含み、エチレン性不飽和ビニル基の対が互いから直接伸びていることがより好ましい。
【００７２】
芳香族モノマーの例は、以下の構造を有する：
【化３】
2018200469.tif 000004
（ここで、幾つかの実施形態において、式３の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基又はエーテル基等の１つ又は複数のオプションの低原子量基で独立して置換されていてもよい）。さらに、幾つかの実施形態において、エチレン性不飽和基及び芳香族基は、炭素数１〜８の炭化水素又はエーテル結合等のオプションの鎖結合によって分離されていてもよい。幾つかの更なる実施形態において、芳香族基の１つ又は複数の水素原子は、炭素数１〜３のアルキル基又はエーテル基等の１つ又は複数のオプションの低原子量基で独立して置換されていてもよい。芳香族モノマーは、式３で先に示した構造を含み、エチレン性不飽和ビニル基が芳香族基から直接伸びていること（すなわち、スチレン）がより好ましい。
【００７３】
モノマーは、任意の適したフリーラジカル開始剤を使用してフリーラジカル重合反応によって重合することができる。例えば、ブタジエンモノマーの少なくとも一部分は、最初に重合されて、ポリブタジエンを生成することができる。その後、アクリロニトリルモノマー及び芳香族モノマーが、ポリブタジエンの存在下で重合されて、アクリロニトリルモノマー及び芳香族モノマーからの短鎖（例えば、ポリ（スチレンーアクリロニトリル）鎖）に結合されるポリブタジエン長鎖を生成することができる。近傍鎖のニトリル基は、鎖を吸着し、共に結合させ、結果として得られるＡＢＳコポリマーについて良好な強度を提供すると思われる。ＡＢＳコポリマーは、重合されたアクリロニトリルモノマー及び芳香族モノマーの連続相と、連続相内で分散するか又はその他の方法で分配されるポリブチレンの分散相とを有するアモルファス２相系として存在することができる。
【００７４】
ＡＢＳコポリマーを生成するために使用されるアクリロニトリルモノマーは、ＡＢＳコポリマーを生成するために使用されるモノマーの全重量に対して、約１０重量％〜約４５重量％、より好ましくは約１５重量％〜約３５重量％を構成することができる。ブタジエンモノマーは、ＡＢＳコポリマーを生成するために使用されるモノマーの全重量に対して、約１重量％〜約５０重量％、より好ましくは約５重量％〜約３５重量％を構成することができる。同様に、芳香族モノマー（例えば、スチレン）は、ＡＢＳコポリマーを生成するために使用されるモノマーの全重量に対して、約３０重量％〜約７５重量％、より好ましくは約４０重量％〜約６０重量％を構成することができる。
【００７５】
幾つかの実施形態において、ＡＢＳコポリマーを重合するために使用されるモノマーは、１つ又は複数の更なるモノマー化合物を含むことができ、そのモノマー化合物は、好ましくは、ＡＢＳコポリマーの強度、化学特性、又は熱特性から大幅に落とさせない。例えば、ＡＢＳコポリマーは、ポリブタジエン骨格及び／又はポリ（スチレンーアクリロニトリル）鎖用の鎖伸長単位（例えば、エチレン単位）として機能するモノマーを含むことができる。
【００７６】
したがって、更なるモノマーは合わせて、ＡＢＳコポリマーを生成するために使用されるモノマーの全重量に対して、０重量％〜約１０重量％を構成することができる。幾つかの実施形態において、更なるモノマーは、ＡＢＳコポリマーを生成するために使用されるモノマーの全重量に対して、約０．１重量％〜約５重量％を構成することができる。したがって、ＡＢＳコポリマーを重合するために使用されるモノマーの残りは、先に論じた、アクリロニトリルモノマー、ブタジエンモノマー、及び芳香族モノマー（例えば、スチレン）からなる。
【００７７】
他の好ましい実施形態において、ＡＢＳコポリマーを重合するために使用されるモノマーは、本質的に又は完全に、アクリロニトリルモノマー、ブタジエンモノマー、及び芳香族モノマー（例えば、スチレン）からなる。より好ましい実施形態において、ＡＢＳコポリマーを重合するために使用されるモノマーは、本質的に又は完全に、式１〜式３で先に示した構造を有するモノマーからなる。
【００７８】
さらに、幾つかの実施形態において、ＡＢＳコポリマーを生成するときに修飾が行われて、耐衝撃性、靭性、及び／又は耐熱性を変更する可能性がある。例えば、耐衝撃性は、アクリロニトリルモノマー及び芳香族モノマーに対するブタジエンモノマーの割合を増加させることによって増加することができる。
【００７９】
ＡＢＳコポリマーは、好ましくは、３Ｄ部品（例えば、３Ｄ部品８０）を印刷するためＥＰ方式の付加製造システム（例えば、システム１０）において使用するための適した溶融レオロジーを提供する分子重量を有し、その溶融レオロジーは、ＡＢＳコポリマーのガラス転移温度、メルトフローレート、及び／又は動粘度を特徴とすることができる。ＡＢＳコポリマー用の好ましいガラス転移温度の例は、約１００℃〜約１１５℃、より好ましくは約１０５℃〜約１１０℃の範囲にある。
【００８０】
１８０℃におけるＡＢＳコポリマーについての適した動粘度は、約１７キロパスカル秒〜約２４キロパスカル秒の範囲にあり、１９０℃におけるＡＢＳコポリマーについての適した動粘度は、約６キロパスカル秒〜約１０キロパスカル秒の範囲にあり、２００℃におけるＡＢＳコポリマーについての適した動粘度は、約３．５キロパスカル秒〜約４．５キロパスカル秒の範囲にある。本明細書で言及される動粘度は、以下で述べる溶融レオロジー試験に従って決定される。
【００８１】
先に述べたように、ＡＢＳ部品材料は、３Ｄ部品（例えば、３Ｄ部品８０）を印刷するためＥＰ方式の付加製造システム（例えば、システム１０）において使用するために設計される。したがって、ＡＢＳ部品材料はまた、ＥＰエンジン１２ｐによって層を現像するのを補助するための、現像された層をＥＰエンジン１２ｐから層溶融転写アセンブリ２０に転写するのを補助するための、また、層溶融転写アセンブリ２０によって現像された層を溶融転写するのを補助するための１つ又は複数の材料を含むことができる。
【００８２】
例えば、システム１０による電子写真プロセスにおいて、ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、現像ステーション５８におけるキャリア粒子による摩擦接触帯電メカニズムを通して摩擦帯電される。ＡＢＳ部品材料のこの帯電は、その摩擦帯電量／質量（Ｑ／Ｍ）比によって言及することができ、Ｑ／Ｍ比は、正電荷又は負電荷である場合があり、また、所望の大きさを有する。Ｑ／Ｍ比は、ＡＢＳ部品材料の粉末密度に反比例し、粉末密度は、単位面積当たりの質量（Ｍ／Ａ）値によって言及される可能性がある。所与の印加される現像電界について、ＡＢＳ部品材料のＱ／Ｍ比の値が所与の値から増加するにつれて、ＡＢＳ部品材料のＭ／Ａ値が減少する、またその逆も同様である。そのため、部品材料のそれぞれの現像済みの層の粉末密度は、ＡＢＳ部品材料のＱ／Ｍ比の関数である。
【００８３】
有効でかつ信頼性のある、現像ドラム４４上へのＡＢＳ部品材料の現像及び（例えば、ベルト２２による）層溶融転写アセンブリ２０への転写を実現するため、また、良好な材料密度で３Ｄ部品８０を印刷するため、ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、ＥＰエンジン１２ｐ及びベルト２２の特定のアーキテクチャについて適したＱ／Ｍ比を有することが見出された。ＡＢＳ部品材料についての好ましいＱ／Ｍ比の例は、約−５マイクロクーロン／グラム（μＣ／ｇ）〜約−５０μＣ／ｇ、より好ましくは約−１０μＣ／ｇ〜約−４０μＣ／ｇ、また更により好ましくは約−１５μＣ／ｇ〜約−３５μＣ／ｇ、また更により好ましくは約−２５μＣ／ｇ〜約−３０μＣ／ｇの範囲にある。
【００８４】
この実施形態において、Ｑ／Ｍ比は、負の摩擦帯電に基づく。しかし、代替の実施形態において、システム１０は、ＡＢＳ部品材料のＱ／Ｍ比が、先に論じた大きさを有する正の摩擦帯電を有するように動作することができる。いずれの実施形態においても、Ｑ／Ｍ比のこれらの大きさは、キャリア表面にＡＢＳ部品材料を拘束する静電力が過剰になり過ぎることを防止し、任意のレベルの「誤った符号（wrong sign）」の粉末が最小にされる。これは、ＥＰエンジン１２ｐにおけるＡＢＳ部品材料の現像の非効率性を減少させ、所望のＭ／Ａ値を持って各層６４ｐの現像及び転写を容易にする。
【００８５】
さらに、３Ｄ部品８０の一貫した材料密度が所望される場合、所望のＱ／Ｍ比（及び対応するＭ／Ａ値）は、好ましくは、システム１０による全体的な印刷動作中、安定レベルに維持される。しかし、システム１０による長時間にわたる印刷動作にわたって、ＥＰエンジン１２ｐの現像ステーション５８に、更なる量のＡＢＳ部品材料を補充する必要がある場合がある。これは、補充のために現像ステーション５８に更なる量のＡＢＳ部品材料を導入するとき、ＡＢＳ部品材料が、キャリア粒子と混合されるまで最初に非帯電状態にあるため、問題を呈する可能性がある。したがって、ＡＢＳ部品材料はまた、好ましくは、迅速な速度で所望のＱ／Ｍ比に帯電して、システム１０による連続印刷動作を維持する。
【００８６】
したがって、印刷動作の始動中にまた印刷動作の継続期間全体にわたってＱ／Ｍ比を制御し維持することは、ＡＢＳ部品材料のＭ／Ａ値についての結果として得られる速度及び一貫性を制御することになる。延長した印刷動作にわたって所望のＱ／Ｍ比、したがって所望のＭ／Ａ値を再現性よくかつ安定して達成するため、ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、１つ又は複数の荷電制御剤を含み、荷電制御剤は、ＡＢＳ部品材料の製造プロセス中にＡＢＳコポリマーに添加することができる。
【００８７】
ＡＢＳ部品材料のＱ／Ｍ比が負電荷を有する実施形態において、ＡＢＳ部品材料において使用するための適した荷電制御剤は、酸金属錯体（例えば、クロム、亜鉛、及びアルミニウムのオキシカルボン酸錯体）、アゾ金属錯体（例えば、クロムアゾ錯体及び鉄アゾ錯体）、その混合物、及び同様なものを含む。
【００８８】
代替的に、ＡＢＳ部品材料のＱ／Ｍ比が正電荷を有する実施形態において、ＡＢＳ部品材料において使用するための適した荷電制御剤は、アジン系化合物、及び第４級アンモニウム塩、その混合物、及び同様なものを含む。これらの薬剤は、適切なキャリア粒子に接して摩擦接触帯電されるときにＡＢＳコポリマーを正に帯電するのに有効である。
【００８９】
荷電制御剤は、好ましくは、ＡＢＳ部品材料の全重量に対して、ＡＢＳ部品材料の約０．１重量％〜約５重量％、より好ましくは約０．５重量％〜約２重量％、また更により好ましくは約０．７５重量％〜約１．５重量％を構成する。先に論じたように、これらの荷電制御剤は、好ましくは、キャリアに対してＡＢＳコポリマーの帯電速度を増加させ、システム１０による印刷動作の延長した連続期間にわたってＱ／Ｍ比を安定化させる。
【００９０】
多くの状況において、システム１０は、印刷動作の継続期間にわたって実質的に一貫性のある材料密度で層６４ｐを印刷する。制御されかつ一貫性のあるＱ／Ｍ比を有するＡＢＳ部品材料を有することは、これが達成されることを可能にする。しかし、一部の状況において、同じ印刷動作において、種々の層６４ｐ間で材料密度を調整することが望ましい場合がある。例えば、システム１０は、３Ｄ部品８０の１つ又は複数の部分について、所望である場合、材料密度が減少した状態で、グレースケール方法でランするように動作することができる。
【００９１】
荷電制御剤を組込むことに加えて、ＥＰエンジン１２ｐの効率的な動作のため、また、ＡＢＳ部品材料の補充中に高速でかつ効率的な摩擦帯電を保証するため、ＡＢＳ部品材料の混合物は、好ましくは、良好な粉末流動特性を示す。これは、ＡＢＳ部品材料がオーガ、重力、又は他の同様のメカニズムによって現像ステーション５８の現像サンプ（例えば、ホッパ）内に給送され、そこで、ＡＢＳ部品材料がキャリア粒子との混合及び摩擦接触帯電を受けるため好ましい。
【００９２】
理解されるように、補充給送中のＡＢＳ部品材料の閉塞又は流動制限は、キャリア粒子へのＡＢＳ部品材料の供給を妨げる可能性がある。同様に、ＡＢＳ部品材料の複数の部分が現像ステーション５８内の隠れたキャビティ内で詰まるべきでない。これらの状況のそれぞれは、ＡＢＳ部品材料とキャリア粒子との比を変える可能性があり、その比は、先に論じたように、帯電したＡＢＳ部品材料について所望のＱ／Ｍ比を提供するため一定レベルに維持されることが好ましい。
【００９３】
例えば、ＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳ部品材料及びキャリア粒子の組合せた重量に対して約１重量％〜約３０重量％、より好ましくは約５重量％〜約２０重量％、また更により好ましくは約５重量％〜約１０重量％を構成することができる。キャリア粒子は、相応して組合せた重量の残りを構成する。
【００９４】
ＡＢＳ部品材料の粉末流動特性は、無機酸化物等の１つ又は複数の流動制御剤の使用によって改善されるか又はその他の方法で変更される可能性がある。適した無機酸化物の例は、ヒュームドシリカ、ヒュームドチタニア、ヒュームドアルミナ、その混合物、及び同様なもの等の疎水性ヒュームド無機酸化物を含み、ヒュームド酸化物は、シラン及び／又はシロキサン処理プロセスによって疎水性にすることができる。ＡＢＳ部品材料において使用するための市販の無機酸化物の例は、Evonik Industries AG（独国、エッセン所在）からの商標「ＡＥＲＯＳＩＬ」の下の材料を含む。
【００９５】
流動制御剤（例えば、無機酸化物）は、好ましくは、ＡＢＳ部品材料の全重量に対して、ＡＢＳ部品材料の約０．１重量％〜約１０重量％、より好ましくは約０．２重量％〜約５重量％、また更により好ましくは約０．３重量％〜約１．５重量％を構成する。
【００９６】
先に論じたように、１つ又は複数の荷電制御剤は、ＥＰエンジン１２ｐにおいてＡＢＳ部品材料層を現像し、現像した層（例えば、層６４）を（例えば、ベルト２２によって）層溶融転写アセンブリ２０に転写させるために、ＡＢＳコポリマーを所望のＱ／Ｍ比に帯電させるのに適する。しかし、３Ｄ環境における複数の印刷済みの層は、所与の数の層が印刷された後にＡＢＳ部品材料の静電転写を効果的に防止する。代わりに、層溶融転写アセンブリ２０は、熱及び圧力を利用して、溶融転写ステップにおいて現像した層を共に溶融転写する。
【００９７】
特に、加熱器７２及び／又は７４は、ニップローラ７０に達する前に、層６４並びに３Ｄ部品８０及び支持構造８２の上面を、少なくともＡＢＳ部品材料の溶融温度等のＡＢＳ部品材料の意図される転写温度に近い温度に加熱することができる。同様に、溶融後加熱
器７６は、ニップローラ７０の下流でかつエアジェット７８の上流に位置し、溶融後ステップ又は熱硬化ステップにおいて、溶融転写済みの層を上昇した温度に加熱するように構成される。
【００９８】
したがって、ＡＢＳ部品材料はまた、１つ又は複数の吸熱剤を含むことができ、１つ又は複数の吸熱剤は、加熱器７２、加熱器７４、及び／又は溶融後加熱器７６に曝されると、ＡＢＳ部品材料が加熱される速度を増加させるように構成される。例えば、加熱器７２、７４、及び７６が赤外線加熱器である実施形態において、ＡＢＳ部品材料で使用される吸熱剤（複数の場合もあり）は、１つ又は複数の赤外線（近赤外線を含む）波長吸収材料であるとすることができる。以下で論じるように、これらの吸熱剤は、ＡＢＳ部品材料の製造中にＡＢＳコポリマーの粒子に組込むことができる。赤外光の吸収は、ＡＢＳ部品材料内で熱を生成させるエネルギーの無放射減衰を粒子内で起こさせる。
【００９９】
吸熱剤は、以下で論じるように、好ましくは、限定凝集法によるＡＢＳ部品材料の調製のために使用される溶媒和したＡＢＳコポリマー内で可溶性であるか又は分散性である。さらに、吸熱剤はまた、好ましくは、製造プロセス中にＡＢＳコポリマー粒子の形成又はこれらの粒子の安定化に干渉しない。さらに、吸熱剤は、好ましくは、製造プロセス中にＡＢＳコポリマー粒子の粒度及び粒度分布の制御又はＡＢＳコポリマー粒子の収率に干渉しない。
【０１００】
ＡＢＳ部品材料において使用するための適した赤外線吸収材料は、ＡＢＳ部品材料の所望の色に応じて変動する場合がある。適した赤外線吸収材料の例は、カーボンブラック（ＡＢＳ部品材料用の黒色顔料としても機能することができる）、並びに、約６５０ナノメートル（ｎｍ）〜約９００ｎｍの範囲にある波長における吸収を示すもの、約７００ｎｍ〜約１，０５０ｎｍの範囲にある波長における吸収を示すもの、及び約８００ｎｍ〜約１，２００ｎｍの範囲にある波長における吸収を示すもの等の種々のクラスの赤外線吸収顔料及び染料を含む。これらの顔料及び染料クラスの例は、アントラキノン染料、ポリシアニン染料、金属ジチオレン染料及び顔料、トリスアミニウム染料、テトラキスアミニウム染料、その混合物、並びに同様なものを含む。
【０１０１】
赤外線吸収材料はまた、好ましくは、ＡＢＳコポリマーのゼロせん断粘度対温度プロファイル等のＡＢＳコポリマーの溶融レオロジーを大幅に強化しないか又はそうでなければ変更しない。例えば、これは、ＡＢＳコポリマーに比べて低い濃度で、非強化タイプのカーボンブラック又は「低構造（low structure）」タイプのカーボンブラックを使用して
達成される可能性がある。したがって、ＡＢＳ部品材料についての適した動粘度は、１８０℃、１９０℃、及び２００℃のＡＢＳコポリマーについて先に論じた動粘度を含む。
【０１０２】
したがって、吸熱剤を組込む実施形態において、吸熱剤（例えば、赤外線吸収剤）は、好ましくは、ＡＢＳ部品材料の全重量に対して、ＡＢＳ部品材料の約０．５重量％〜約１０重量％、より好ましくは約１重量％〜約５重量％、幾つかのより好ましい実施形態において、約２重量％〜約３重量％を構成する。
【０１０３】
ＡＢＳ部品材料はまた、１つ又は複数の更なる添加剤を含むことができ、その添加剤は、限定凝集法によるＡＢＳ部品材料の調製のために使用される溶媒和したＡＢＳコポリマー内で好ましくは可溶性であるか又は分散性であり、製造プロセス中にＡＢＳコポリマー粒子の形成又はこれらの粒子の安定化に好ましくは干渉せず、また、製造プロセス中にＡＢＳコポリマー粒子の粒度及び粒度分布の制御又はＡＢＳコポリマー粒子の収率に好ましくは干渉しない。
【０１０４】
適した更なる添加剤の例は、着色剤（例えば、吸熱剤に加えて又はそれの代替として顔
料及び染料）、ポリマー安定剤（例えば、抗酸化剤、光安定剤、紫外線吸収剤、及びオゾン劣化防止剤）、生分解性添加剤、及びその組合せを含む。更なる添加剤を組込む実施形態において、更なる添加剤は、合わせて、ＡＢＳ部品材料の全重量に対して、ＡＢＳ部品材料の約０．１重量％〜約２０重量％、より好ましくは約０．２重量％〜約１０重量％、また更により好ましくは約０．５重量％〜約５重量％を構成する。
【０１０５】
電子写真方式の付加製造システム（例えば、システム１０）において使用するため、ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、粒度及び粒度分布規格において以下で述べるように、制御された平均粒度及び狭い粒度分布を有する。例えば、好ましいＤ５０粒度は、所望される場合、約１００マイクロメートルまで、より好ましくは約１０マイクロメートル〜約３０マイクロメートル、より好ましくは約１０マイクロメートル〜約２０マイクロメートル、また更により好ましくは約１０マイクロメートル〜約１５マイクロメートルの粒度を含む。
【０１０６】
さらに、パラメータＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布によって指定される粒度分布はそれぞれ、好ましくは約１．００〜約１．４０、より好ましくは約１．１０〜約１．３５、また更により好ましくは約１．１５〜約１．２５の範囲にある。さらに、粒度分布は、好ましくは、幾何標準偏差σｇが好ましくは以下の式１：
【数１】
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に従う基準を満たすように設定される。換言すれば、Ｄ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布は、好ましくは、互いの約１０％以内、またより好ましくは互いの約５％以内等、同じ値か又は同じ値に近い。
【０１０７】
ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、ＡＢＳコポリマーを重合するか又はその他の方法で提供し、その後、先に論じた粒度及び粒度分布を有するＡＢＳコポリマー（及び他の成分）からＡＢＳ部品材料を調合することによって製造される。ＡＢＳコポリマーは、良好な耐衝撃性及び靭性を示す。残念ながら、これらの望ましい工学的特性は、特に、先に論じた粒度及び粒度分布についてＥＰエンジン１２ｐにおける電子写真現像プロセスのために有用なサイズまでコポリマーを機械研削して小さくすることを難しくする。実際には、伝統的な研削及び粉砕方法は、通常、約３０マイクロメートル〜６０マイクロメートルの粒度を得ることを可能にするだけであり、収率が低く生産コスト非効率的な方法である。
【０１０８】
ＡＢＳコポリマーが、液体窒素、ドライアイス（固体二酸化炭素）を使用して脆化され、それに続いて機械的粉砕、及びペレットの予備研削が行われ、それに続いてエアジェットミリングが行われる極低温研削及びミリング等の種々の他の製造プロセスがこの問題を解決するために調査されてきた。これらの技術を使用することはまた、研削速度が特に遅い場合、コスト非効果的であることがわかっている場合がある。
【０１０９】
代わりに、ＡＢＳ部品材料は、好ましくは、Bennett他の米国特許第５，３５４，７９
９号に開示されるプロセス等の限定凝集法によってＡＢＳコポリマーから調合される。例えば、ＡＢＳ部品材料の構成要素（例えば、ＡＢＳコポリマー並びに荷電制御剤、吸熱剤、及び／又は更なる添加剤）は、有機溶媒内でＡＢＳコポリマーの約１０重量％〜約２０重量％等の、適した濃度範囲になるよう有機溶媒内で溶解されるか又はその他の方法で懸濁されることができる。適した有機溶媒の例は、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、ジクロロメタン、メチルエチルケトン、シクロヘキサン、トルエン、その混合物、及び同様なものを含む。
【０１１０】
別に、コロイドシリカ等の分散剤、及び好ましくは、ポリ（アジピン酸−コ−メチルアミノエタノール）等の水滴界面プロモータを含む緩衝酸性水溶液を調製することができる。有機溶媒溶液は、その後、ホモジナイザー等によって全体の混合物を高いせん断混合に曝しながら、緩衝酸性水溶液にゆっくり（例えば、増分的に）添加することができる。これは、水性相のコロイドシリカによって安定化される、制御されたサイズ及びサイズ分布の有機相の液滴を生成する。この混合は、好ましくは、液滴成長及び生成が終了するまで継続する。
【０１１１】
安定化され溶媒和された液滴懸濁液は、その後、フラッシュ蒸発器に渡され、そこで、有機溶媒が、印加される真空を使用して腹水タンクに向かうように除去される。水性相で分散したままであった、結果として得られるＡＢＳ部品材料の固体粒子を、その後、撹拌された保持容器に移送することができ、コロイドシリカを、水酸化ナトリウム水溶液、濾過、及び水の使用等によって除去することができる。
【０１１２】
ＡＢＳ部品材料は、その後、乾燥されて、その粉末形態を生成することができる。必要である場合、粒度分析に続いて、ＡＢＳ部品材料の乾燥粉末は、オーバサイズの粒子を除去するための更なるふるい分け及び／又はシステム１０においてその後の性能に有害であると考えられる任意のレベルの微粉を除去するための分級を受けることができる。このプロセスは、通常、使用されるＡＢＳコポリマーの元の量に対して、約９０重量％〜約９９重量％の範囲にある収率でＡＢＳ部品材料を生成する。
【０１１３】
ＡＢＳ部品材料はまた、先に論じた粒度及び粒度分布を有する。幾つかの実施形態において、結果として得られるＡＢＳ部品材料は、先に論じたように、１つ又は複数の外部流動制御剤によって表面処理されて、ＡＢＳ部品材料の粉末流動特性を増加させることができる。例えば、ＡＢＳ部品材料は、１つ又は複数の外部流動制御剤によって、好ましくは２５℃で、高速及び高せん断サイクロン式混合装置において乾燥混合することができる。これは、粒度又は粒度分布を大幅に変更することなく、流動制御剤（複数の場合もあり）を、均一に分配し、コーティングし、ＡＢＳ部品材料の個々の粒子内に部分的に埋め込む。
【０１１４】
調合されたＡＢＳ部品材料は、その後、システム１０内でＥＰエンジン１２ｐと共に使用するためカートリッジ又は他の適したコンテナ内に充填することができる。例えば、調合されたＡＢＳ部品材料は、現像ステーション５８のホッパに交換可能に接続することができるカートリッジ内に供給することができる。この実施形態において、調合されたＡＢＳ部品材料は、現像ステーション５８内で保持することができるキャリア粒子と混合するため現像ステーション５８内に充填することができる。現像ステーション５８はまた、ハウジング、送出機構、通信回路、及び同様なもの等の標準トナー現像カートリッジコンポーネントを含むことができる。
【０１１５】
現像ステーション５８内のキャリア粒子は、ポリマーコーティングを有するストロンチウムフェライトコアを有するキャリア粒子等の、ＡＢＳ部品材料を帯電させるための任意の適した磁化可能キャリア粒子とすることができる。コアは、通常、ＡＢＳ部品材料の粒子よりサイズが大きく、例えば、平均して直径が約２０マイクロメートル〜約２５マイクロメートルである。ポリマーコーティングは、ＡＢＳ部品材料について所望されるＱ／Ｍ比に応じて変動する場合がある。適したポリマーコーティングの例は、負の帯電用のポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又は正の帯電用のポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）を含む。現像ステーション又はカートリッジ５８におけるＡＢＳ部品材料とキャリア粒子との適した重量比は先に論じた比を含む。
【０１１６】
代替的に、現像ステーション５８自体は、ＡＢＳ部品材料の供給を保持する交換可能カ
ートリッジデバイスとすることができる。更なる代替の実施形態において、ＥＰエンジン１２ｐ自体は、ＡＢＳ部品材料の供給を保持する交換可能デバイスとすることができる。
【０１１７】
ＡＢＳ部品材料がシステム１０にロードされると、システム１０は、その後、好ましくは適した支持構造（例えば、支持構造８２）と共に、３Ｄ部品（例えば、３Ｄ部品８０）を印刷するため、ＡＢＳ部品材料による印刷動作を実施することができる。例えば、支持構造８２の層６４ｓは、ＥＰエンジン１２ｓによって支持材料６６ｓから現像され、ベルト２２によって、現像された部品材料６６ｐの層６４ｐと共に層溶融転写アセンブリ２０に転写することができる。層溶融転写アセンブリに達すると、（層６４ｐ及び６４ｓの）組合された層６４は、付加製造技法を使用して層ごとに３Ｄ部品８０及び支持構造８２を印刷するため加熱され溶融転写される。
【０１１８】
組成的に、結果として得られる３Ｄ部品（例えば、３Ｄ部品８０）は、ＡＢＳコポリマー、荷電制御剤、吸熱剤、流動制御剤、及び／又は任意の更なる添加剤等のＡＢＳ部品材料を含む。さらに、層溶融転写アセンブリ２０による層溶融転写ステップは、商標「ＦＵＳＥＤ  ＤＥＰＯＳＩＴＩＯＮ  ＭＯＤＥＬＩＮＧ」及び「ＦＤＭ」の下で、Stratasys,
Inc.（ミネソタ州エデンプレーリー所在）によって開発された押出し方式の技法等の他
の溶融方式の付加製造技法によってＡＢＳコポリマーから達成可能な部品密度より大きい部品密度を提供することができる。
【０１１９】
例えば、ビルド面の方向において、結果として得られる３Ｄ部品は、約５，０００ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）より大きい、またより好ましくは約５，３００ｐｓｉより大きいピーク張力応力を示すことができる。幾つかの実施形態において、３Ｄ部品は、ビルド面の方向に約５，８００ｐｓｉより大きいピーク張力応力を示すことができる。本明細書で使用するとき、ピーク張力応力は、ＡＳＴＭ  Ｄ６３８−１０に従って測定される。したがって、印刷された３Ｄ部品は、高い部品解像度及び良好な物理的特性（例えば、良好な部品強度、密度、耐薬品性、使用可能な温度範囲、及び同様なもの）を有し、所望される場合、最終使用部品として機能することを可能にすることができる。
【０１２０】
特性分析及び特徴化手法
本明細書で述べる部品材料及び支持材料の種々の特性及び特徴は、以下で述べる種々の試験手法によって評価することができる：
【０１２１】
１．ガラス転移温度
ガラス転移温度は、示差走査熱量計（ＤＳＣ：Differential Scanning Calorimeter）
ＡＳＴＭ  Ｄ３４１８−１２ｅ１を使用する古典的なＡＳＴＭ法を使用して決定され、摂氏で報告される。試験は、支持材料コポリマーの１０ミリグラム試料を用いて、Seiko Instruments, Inc.（日本、東京所在）からの商標「ＳＥＩＫＯ  ＥＸＳＴＡＲ  ６０００
」の下で商業的に入手可能なＤＳＣ分析器によって実施される。データは、同様にSeiko Instruments, Inc.（日本、東京所在）からの商標「ＤＳＣ  Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ  
Ｖ  ５．７」及び「ＤＳＣ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｖ５．５」の下で商業的に入手可能なソフトウェアを使用して分析される。試験についての温度プロファイルは、（ｉ）２５℃から１６０℃への加熱速度１０ケルビン／分（第１の加熱期間）、（ｉｉ）１６０℃から２０℃への冷却速度１０ケルビン／分、及び（ｉｉｉ）２０℃から２６０℃への加熱速度１０ケルビン／分（第２の加熱期間）を含む。ガラス転移温度は、第２の加熱期間（ｉｉｉ）の熱流特性だけを使用して決定される。
【０１２２】
２．粒度及び粒度分布
粒度及び粒度分布は、Beckman Coulter, Inc.（カルフォルニア州ブレア所在）からの
商標「ＣＯＵＬＴＥＲ  ＭＵＬＴＩＳＩＺＥＲ  ＩＩ  ＡＮＡＬＹＺＥＲ」の下で商業的
に入手可能な粒度分析器を使用して測定される。粒度は、Ｄ５０粒度、Ｄ１０粒度、及びＤ９０粒度パラメータに基づいて体積基準で測定される。例えば、粒子の試料についての１０．０マイクロメートルのＤ５０粒度は、試料内の粒子の５０％が１０．０マイクロメートルより大きく、試料内の粒子の５０％が１０．０マイクロメートルより小さいことを意味する。同様に、粒子の試料についての９．０マイクロメートルのＤ１０粒度は、試料内の粒子の１０％が９．０マイクロメートルより小さいことを意味する。さらに、粒子の試料についての１２．０マイクロメートルのＤ９０粒度は、試料内の粒子の９０％が１２．０マイクロメートルより小さいことを意味する。
【０１２３】
粒度分布は、Ｄ９０／Ｄ５０分布及びＤ５０／Ｄ１０分布に基づいて決定される。例えば、１０．０マイクロメートルのＤ５０粒度、９．０マイクロメートルのＤ１０粒度、及び１２．０マイクロメートルのＤ９０粒度は、１．２のＤ９０／Ｄ５０分布及び１．１のＤ５０／Ｄ１０分布を提供する。
【０１２４】
先に述べたように、幾何標準偏差σｇは、好ましくは、先に示した式１に従う基準を満たし、Ｄ９０／Ｄ５０分布及びＤ５０／Ｄ１０分布は、好ましくは、同じ値か又は同じ値に近い。Ｄ９０／Ｄ５０分布及びＤ５０／Ｄ１０分布の接近度は、分布の比によって決定される。例えば、１．２のＤ９０／Ｄ５０分布及び１．１のＤ５０／Ｄ１０分布は、１．２／１．１＝１．０９の比、又は約９％の差を提供する。
【０１２５】
３．摩擦帯電
システム１０等の電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するための粉末ベース材料の摩擦帯電特性又は静電帯電特性は、以下の技法によって決定することができる。７重量部の粉末ベース材料の試験試料は、９３重量部のキャリア粒子と共に清浄な乾燥ガラスボトル内で撹拌される。キャリア粒子は、負の帯電用のポリ（メタクリル酸メチル）（ＰＭＭＡ）又は正の帯電用のポリ（フッ化ビニリデン）（ＰＶＤＦ）の１．２５重量％のポリマーコーティングでコーティングされたストロンチウムフェライトの磁化された２２マイクロメートルのコアを含む。
【０１２６】
粉末ベース材料とキャリア粒子との混合物は、４５分間、ジャーローラ上で２５℃にて撹拌されて、キャリア粒子と粉末ベース材料との完全な混合を保証し、Ｑ／Ｍ比の均衡を保証する。この混合は、部品又は支持材料がキャリア粒子に添加されるときに電子写真エンジンの現像ステーションで起こる混合プロセスをシミュレートする。
【０１２７】
混合物の試料は、その後、ＴＥＣ−３摩擦帯電分析器（Torrey Pines Research（ニュ
ーヨーク州フェアポート所在）から入手可能）によって定量的に分析される。この分析器は、電界を使用して、キャリア粒子表面から静電粉末を剥離させ、回転する高強度平板多極磁石を使用して、（磁化可能であるか又は永久的に磁化された）キャリアビードを下部電極に拘束する。
【０１２８】
混合物（試料粉末及びキャリア粒子）の０．７グラム試料が、清浄なステンレス鋼ディスク上に配置され、清浄なステンレス鋼ディスクは、印加電界の影響下でギャップにわたる静電プレートアウト実験の下部電極として役立つ。この下部電極は、回転する多極磁石の上に取付けられ位置決めされ、清浄な上部プレートディスク電極は、下部プレートの上でかつ下部プレートに平行に確実に取付けられて、電極の周縁に絶縁ポリテトラフルオロエチレン（商標「ＴＥＦＬＯＮ」の下でＰＴＦＥ）を使用して、上部電極プレートと下部電極プレートとの間に５ミリメートルの制御されたギャップを提供する。
【０１２９】
粉末が負に帯電することが予想される場合、＋１，５００ボルトの直流電圧が電極に印加され、また、磁気撹拌機が起動されて、１５００ｒｐｍで回転し、それにより、測定中
、試験下のキャリアと粉末とを、拘束した状態に穏やかに保つが、同様に、下部電極上でわずかに撹拌された状態に保つ。代替的に、粉末が正に帯電することが予想される場合、−１，５００ボルトの負のバイアス電圧が印加される。いずれの場合も、印加される電界によって、粉末は、粉末／キャリア混合物の状態でキャリアから剥離し、規定された期間にわたって上部電極に転写する。
【０１３０】
試験下の剥離された粉末は、上部電極に堆積し、上部プレート上の誘起された蓄積電荷が電位計を使用して測定される。上部電極に転写された粉末の量は、重さが測られ、元々のキャリア粉末混合物内の理論的パーセンテージと比較される。キャリアは、キャリアを拘束する磁力により下部プレート上に留まる。
【０１３１】
上部プレート上の総電荷及び転写された静電粉末の既知の重量が使用されて、試験粉末のＱ／Ｍ比を計算し、同様に、キャリアビードと最初に混合された理論的な量に応じて、全ての静電粉末がキャリアから転写されたことをチェックする。上部プレートへの完全な粉末転写についてかかる時間及び粉末転写プロセスのパーセント効率もまた測定される。
【０１３２】
４．粉末流動性
先に論じたように、本開示の部品材料及び支持材料は、好ましくは、良好な粉末流動特性を示す。これは、現像ステーションにおいてキャリア粒子への部品又は支持材料の供給を通常妨げる、補充給送中の部品又は支持材料の閉塞又は流動制限を減少させるか又は防止する。試料材料の粉末流動性は、二次元電子写真プロセスにおいて利用される市販のトナーと比較して、粉末の流動性を視覚的に観測することによって定性的に測定され、「良好な流動（good flow）」又は「極めて良好な流動（very good flow）」として等級付け
られる。
【０１３３】
５．溶融レオロジー
好ましくは、部品材料及び支持材料の溶融レオロジーは、それらのそれぞれのコポリマーの溶融レオロジーと実質的に同じであり、他の添加剤によって悪影響を受けないことが好ましい。さらに、先に論じたように、電子写真方式の付加製造システム（例えば、システム１０）と共に使用するための部品材料及び支持材料は、好ましくは、同様の溶融レオロジーを有する。
【０１３４】
本開示の部品材料及び支持材料並びにそれらのそれぞれのコポリマーの溶融レオロジーは、或る温度範囲にわたるメルトフローインデックスに基づいて測定される。メルトフローインデックスは、Shimadzu Corporation（日本、東京所在）からの商標「ＳＨＩＭＡＤＺＵ  ＣＦＴ−５００Ｄ」流動試験機細管レオメータの下で商業的に入手可能なレオメータを使用して測定される。各試験中に、２グラム試料が、レオメータの標準的な動作に従ってレオメータにロードされ、試料の温度が、５０℃まで増加されて、試料のわずかな圧密化をもたらす。
【０１３５】
温度は、その後、５℃／分の速度で５０℃から増加し、試料が、最初に軟化し、次に流動することを可能にする。レオメータは、レオメータのピストンがシリンダを通して駆動されるときに小さなダイオリフィスを通して流れる溶融物の流動抵抗を使用して試料粘度を測定する。レオメータは、シリンダの試料溶融物が尽きるまで、軟化点、流動が始まる温度、及び、温度が増加する結果として流動が増加する速度を記録する。レオメータはまた、ランプの各温度点においてパスカル秒で見かけ粘度を計算する。このデータから、例えば、図５に示すような、見かけ粘度対温度プロファイルを決定することができる。
【実施例】
【０１３６】
本開示は、以下の実施例においてより詳細に述べられ、以下の実施例は、本開示の範囲
内の多数の修正及び変形が当業者に明らかになるため、単に例証するものとして意図される。
【０１３７】
１．実施例１
実施例１のＡＢＳ部品材料は、限定凝集法を使用して作製し、実施例１のＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマーを含んだが、荷電制御剤、流動制御剤、又は赤外線吸収剤を全く含まなかった。ＡＢＳコポリマーは、１５重量％の濃度になるよう有機溶媒（酢酸エチル）内に溶解した。
【０１３８】
別に、コロイドシリカ及びポリ（アジピン酸−コ−メチルアミノエタノール）を含む緩衝酸性水溶液を調製した。ｐＨは、希塩酸を使用してｐＨ４．０に調整した。溶媒溶液を、その後、全体の混合物をホモジナイザーによって高せん断混合に曝しながら、緩衝酸性水溶液にゆっくり添加した。これにより、制御されたサイズ及びサイズ分布の有機相の液滴を生成し、それを水性相でコロイドシリカによって安定化した。
【０１３９】
有機相の液滴サイズは、最終サイズが１１マイクロメートルの乾燥ＡＢＳ部品材料を送出することを目標とした。安定化され溶媒和された液滴懸濁液は、その後、フラッシュ蒸発器に渡され、そこで、有機溶媒が、印加される真空を使用して腹水タンクに向かうように除去された。
【０１４０】
水性相に分散したままであった、結果として得られるＡＢＳ部品材料の固体粒子を、その後、撹拌された保持容器に移送した。０．１％水酸化ナトリウム溶液を、その後、コロイドシリカを除去するために添加した。結果として得られる水性スラリーを、その後、粒子濾過デバイスを通して圧送し、濾過器上で、０．１％水酸化ナトリウム、それに続いて脱塩水によって洗浄して、残留コロイドシリカ粒子を除去した。
【０１４１】
結果として得られる無色ＡＢＳ部品材料（荷電制御剤、流動制御剤、又は赤外線吸収剤を全く含まなかった）を、その後、トレイ乾燥装置内でホットエアを使用して乾燥し、それにより、ＡＢＳコポリマーの元の量に対する９４％収率、並びに、以下の表１に挙げる粒度及び粒度分布が生じた。
【０１４２】
【表１】
2018200469.tif 000006
【０１４３】
２．実施例２
実施例２のＡＢＳ部品材料は、実施例１について先に論じたのと同じ限定凝集法を使用して作製し、実施例２のＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマーに加えて荷電制御剤（ジ−ｔ−ブチルサリチル酸の亜鉛錯体）を含んだが、流動制御剤又は赤外線吸収剤を全く含まなかった。限定凝集法は、実施例１について先に論じたのと同じステップに従ったが、荷電制御剤もまた、ＡＢＳコポリマーと共に有機溶媒に添加した。
【０１４４】
ＡＢＳ部品材料の結果として得られる粉末は、ＡＢＳコポリマー及び１重量％の荷電制御剤を含んだ。これにより、ＡＢＳコポリマーの元の量に対する９３％収率、並びに、以
下の表２に挙げる粒度及び粒度分布が生じた。
【０１４５】
【表２】
2018200469.tif 000007
【０１４６】
３．実施例３
実施例３のＡＢＳ部品材料は、実施例１について先に論じたのと同じ限定凝集法を使用して作製し、実施例３のＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマーに加えて別の荷電制御剤（ジ−ｔ−ブチルサリチル酸のクロム錯体）を含んだが、流動制御剤又は赤外線吸収剤を全く含まなかった。限定凝集法は、実施例１について先に論じたのと同じステップに従ったが、荷電制御剤もまた、ＡＢＳコポリマーと共に有機溶媒に添加した。
【０１４７】
ＡＢＳ部品材料の結果として得られる粉末は、ＡＢＳコポリマー及び１重量％の荷電制御剤を含んだ。これにより、ＡＢＳコポリマーの元の量に対する９３％収率、並びに、以下の表３に挙げる粒度及び粒度分布が生じた。
【０１４８】
【表３】
2018200469.tif 000008
【０１４９】
４．実施例４
実施例４のＡＢＳ部品材料は、実施例１について先に論じたのと同じ限定凝集法を使用して作製し、実施例４のＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマーに加えて実施例２の荷電制御剤（ジ−ｔ−ブチルサリチル酸の亜鉛錯体）及びカーボンブラック赤外線吸収剤を含んだが、流動制御剤を全く含まなかった。
【０１５０】
限定凝集法は、実施例１について先に論じたのと同じステップに従ったが、荷電制御剤及びカーボンブラックもまた、ＡＢＳコポリマーと共に有機溶媒に添加した。特に、カーボンブラックは、Cabot Corporation（マサチューセッツ州ボストン所在）からの商標「
ＲＥＧＡＬ３３０」の下で商業的に入手可能であり、有機溶媒溶液内に分散させるためマイクロフルイダイザに通した。さらに、有機相液滴サイズは、１２マイクロメートルの乾燥ＡＢＳ部品材料の最終サイズを送出することを目標とした。
【０１５１】
ＡＢＳ部品材料の結果として得られる粉末は、ＡＢＳコポリマー、１重量％の荷電制御剤、及び２．５重量％のカーボングラックを含んだ。これにより、ＡＢＳコポリマーの元の量に対する９７％収率、並びに、以下の表４に挙げる粒度及び粒度分布が生じた。
【０１５２】
【表４】
2018200469.tif 000009
【０１５３】
５．実施例５
実施例４のＡＢＳ部品材料は、３００マイクロメートルのメッシュを通したふるい分け、及び、１３，０００ｒｐｍで動作する分級器であって、Hosokawa Micron Ltd.（英国チェシャー所在）から商業的に入手可能である分級器を使用する分級に更に供した。ふるい分け及び分級の後、結果として得られる収率は、ふるい分け及び分級に供したＡＢＳ部品材料の元の量に対して９２％であった。結果として得られる粒度及び粒度分布は以下の表５に挙げられる。
【０１５４】
【表５】
2018200469.tif 000010
【０１５５】
結果として得られるＡＢＳ部品材料は、その後、流動制御剤によって表面処理した。流動制御剤は、Evonik Industries AG（独国エッセン所在）からの商標「ＡＥＲＯＳＩＬ  Ｒ９７２」の下で商業的に入手可能な、ジメチルジクロロシラン処理されたフュームドシリカであった。これにより、ＡＢＳコポリマー、１重量％の荷電制御剤、０．５重量％の流動制御剤、及び２．５重量％のカーボンブラックを有する実施例５のＡＢＳ部品材料が作製された。
【０１５６】
６．実施例６
実施例６のＡＢＳ部品材料は、実施例１について先に論じたのと同じ制限された限定凝集法を使用して作製し、実施例６のＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマーに加えて実施例４のカーボンブラック赤外線吸収剤を含んだが、荷電制御剤又は流動制御剤を全く含まなかった。さらに、有機相液滴サイズは、１１マイクロメートルの乾燥ＡＢＳ部品材料の最終サイズを送出することを目標とした。
【０１５７】
ＡＢＳ部品材料の結果として得られる粉末は、ＡＢＳコポリマー及び２．５重量％のカーボンブラックを含んだ。これにより、ＡＢＳコポリマーの元の量に対する９６％収率、並びに、以下の表６に挙げる粒度及び粒度分布が生じた。
【０１５８】
【表６】
2018200469.tif 000011
【０１５９】
７．実施例７
実施例７のＡＢＳ部品材料は、実施例１について先に論じたのと同じ限定凝集法を使用して作製し、実施例７のＡＢＳ部品材料は、ＡＢＳコポリマーに加えて実施例４のカーボンブラック赤外線吸収剤を含んだが、荷電制御剤又は流動制御剤を全く含まなかった。本実施例において、カーボンブラックの濃度は実施例６の２倍であった。有機相液滴サイズは、１２マイクロメートルの乾燥ＡＢＳ部品材料の最終サイズを送出することを目標とした。
【０１６０】
ＡＢＳ部品材料の結果として得られる粉末は、ＡＢＳコポリマー及び２．５重量％のカーボンブラックを含んだ。これにより、ＡＢＳコポリマーの元の量に対する９３％収率、並びに、以下の表７に挙げる粒度及び粒度分布が生じた。
【０１６１】
【表７】
2018200469.tif 000012
【０１６２】
先の表１〜表７に示すように、実施例１〜実施例７のＡＢＳ部品材料を作製するために使用される限定凝集法は、粒度及び粒度分布の良好な制御を提供し、ＡＢＳ粉末調合の変化に概ね無関係であった。粒度中央値（median）は、目標値の約０．５マイクロメートル以内であり、粒度分布は、Ｄ９０／Ｄ５０及びＤ５０／Ｄ１０分布によって目標仕様内であった。以下に示す表８は、実施例１〜実施例７の部品材料についての調合の要約を提供し、値は重量パーセント基準である。
【０１６３】
【表８】
2018200469.tif 000013
【０１６４】
８．実施例１〜実施例７についての摩擦帯電試験
実施例１〜実施例７のＡＢＳ部品材料は、上述した摩擦帯電試験に従って摩擦帯電分析に供した。各試料は、キャリア粒子がＰＭＭＡコーティングを有する状態で試験し、負電荷を提供した。さらに、実施例１の試料は、キャリア粒子がＰＶＤＦコーティングを有する状態でも試験し、正電荷を提供した。表９は、実施例１〜実施例７のＡＢＳ部品材料についての摩擦帯電試験の結果を挙げる。
【０１６５】
【表９】
2018200469.tif 000014
【０１６６】
表９に示すように、ＡＢＳ部品材料のＱ／Ｍ比は、使用されるキャリア粒子のタイプに依存する。さらに、最速の通過時間及び最大の粉末通過効率は、荷電制御剤及びカーボンブラックの組合せを内部添加剤として、また、流動制御剤を粉末流動表面添加剤として使用して（すなわち、実施例５）達成された。
【０１６７】
さらに、Ｑ／Ｍ比及び粉末流動性の長期安定性は、粉末現像ステーション（例えば、現像ステーション５８）において、数時間、混合を実施することによって調査した。表９に同様に示すように、Ｑ／Ｍ比と粉末流動性の両方の最大の安定性が、実施例５のＡＢＳ部品材料によって示された。
【０１６８】
９．実施例１〜実施例７についての粉末流動性試験
実施例１〜実施例７のＡＢＳ部品材料もまた、上述した粉末流動性試験に従って粉末流動性について定性的に測定した。表１０は、実施例１〜実施例７のＡＢＳ部品材料についての粉末流動性試験の結果を挙げる。
【０１６９】
【表１０】
2018200469.tif 000015
【０１７０】
表１０に示すように、カーボンブラックを組込んだ実施例４〜実施例７のＡＢＳ部品材料は、適したレベルの粉末流動性を示した。特に、実施例４（１％荷電制御剤及び２．５
％カーボンブラック）のＡＢＳ部品材料は良好な流動性を示し、実施例５（１％荷電制御剤、０．５％流動制御剤、及び２．５％カーボンブラック）のＡＢＳ部品材料は極めて良好な流動性を示した。
【０１７１】
そのため、カーボンブラックの組込み及び荷電制御剤の組込み、またより重要なことには流動制御剤の組込みを組み合わせることで、ＡＢＳ部品材料の粉末流動性を増加させることができる。先に論じたように、これは、現像ステーションにおいてキャリア粒子へのＡＢＳ部品材料の供給を通常妨げる可能性がある、補充給送中のＡＢＳ部品材料の閉塞又は流動制限を減少させるか又は防止する。
【０１７２】
１０．実施例１、４、６、及び７についての溶融レオロジー試験
実施例１、４、６、及び７のＡＢＳ部品材料はまた、上述した溶融レオロジー試験に従って試験して、荷電制御剤及びカーボンブラック等の添加剤がＡＢＳコポリマーの溶融レオロジーに悪影響を与えたかどうかを判定した。図５は、試験についての、結果として得られる動粘度対温度のプロットであり、ＡＢＳコポリマー供給原料の結果もまた比較のために試験した。
【０１７３】
図５に示すように、荷電制御剤（１重量％）及びカーボンブラック（２．５重量％及び５重量％）の組込みは、ＡＢＳコポリマーの溶融レオロジーに著しい悪影響を与えなかった。したがって、電子写真方式の付加製造システムで使用するのに有効であることが示される濃度で荷電制御剤及びカーボンブラックを含有することは、結果として得られるＡＢＳ部品材料が、ＡＢＳコポリマー供給原料と実質的に同じである溶融レオロジー挙動を有することを可能にする。
【０１７４】
１１．実施例５についての印刷動作
実施例５のＡＢＳ部品材料はまた、システム１０（加熱器７４がない）に対応する電子写真方式の付加製造システムによって、関連する支持材料がある状態で、またない状態で、異なる幾何形状の複数の３Ｄ部品を印刷するために使用した。支持材料を用いた印刷動作において、支持材料は、Martinの米国特許出願第１３／９４４，４７８号の実施例１６に記載されるように、スチレン−アクリル酸ブチル−メタクリル酸の熱可塑性コポリマー、２．５重量％のカーボンブラック吸熱剤、及び１重量％の荷電制御剤、２．５重量％のカーボンブラック吸熱剤、及び０．５重量％の流動制御剤を含んだ。
【０１７５】
所与の印刷動作中に、３Ｄ部品のデジタルモデルは、複数の層にスライスされ、支持層は、その後、３Ｄ部品のオーバハング領域を支持するために生成された。スライスされた層についての印刷情報は、その後、電子写真方式の付加製造システムに送信され、電子写真方式の付加製造システムは、その後、３Ｄ部品を印刷するために動作した。
【０１７６】
印刷動作中に、ＡＢＳ部品材料及び支持材料はそれぞれ、システムのＥＰエンジンによって複数の連続する層において帯電され現像され、現像ドラムはそれぞれ、−５００ボルトに帯電された。荷電制御剤及び流動制御剤は、良好な材料密度で層を現像するのに十分であった。現像された層は、その後、＋４５０ボルトに帯電した中間ドラムに転写され、その後、バイアス用ローラが＋２，０００ボルトに帯電された状態で、システムの転写ベルトに転写された。部品材料及び支持材料層は共に、その後、システムの層溶融転写アセンブリに転写し、部品材料及び支持材料のＱ／Ｍ比もまた、ベルトに対する現像された層の静電吸着を維持するのに十分であった。
【０１７７】
予備加熱器（加熱器７２に対応する）において、各層は、赤外線放射によって、約１８０℃〜約２００℃の範囲にある温度まで加熱された。加熱された層は、その後、ニップローラと往復式ビルドプラテン（３Ｄ部品の先に印刷された層を有する）との間で押圧され
、ニップローラは、２００℃の温度及び約４０ポンド／平方インチ（ｐｓｉ）の平均ニップ圧に維持された。各層は、ベルトから成功裡に転写され、３Ｄ部品／支持構造の上面に付着したままになった。ニップローラを通過した後、３Ｄ部品／支持構造の上面は、その後、層を更に溶融転写するため後加熱器（後加熱器７６に対応する）によって加熱され、その後、エアジェットによって冷却された。このプロセスは、その後、３Ｄ部品／支持構造の各層について繰返された。
【０１７８】
印刷動作が終了した後、３Ｄ部品／支持構造は、システムから取除かれ、視覚検査すると良好な部品解像度を示した。３Ｄ部品／支持構造は、その後、Stratasys, Inc.（ミネ
ソタ州エデンプレーリー所在）からの商標「ＷＡＶＥＷＡＳＨ」の下で商業的に入手可能な支持除去システム内に配置された。支持除去システムは、標準的な動作継続期間の間、撹拌下でアルカリ水溶液に、組合された３Ｄ部品／支持構造を曝した。終了すると、支持構造（実施例１６の支持構造からの）は、ＡＢＳ部品材料の３Ｄ部品から溶け出された。
【０１７９】
したがって、電子写真方式の付加製造システムは、実施例５のＡＢＳ部品材料及び支持構造から３Ｄ部品及び支持構造を成功裡に印刷した。これは、一部には、部品材料及び支持材料の、ほぼ同一の溶融粘度対温度プロファイル、ほぼ同一のガラス転移温度、及びほぼ同一の摩擦帯電特性によると思われる。さらに、層は、良好な付着力を持って、高速な印刷速度で現像され溶融転写され、３Ｄ部品及び支持構造が、短い印刷継続期間及び薄い層で印刷されることを可能にした。
【０１８０】
実施例５のＡＢＳ部品材料から印刷される更なる３Ｄ部品はまた、ビルド面内での引張り荷重に対するその抵抗を決定するピーク応力について試験した。表１１は、実施例５Ａ〜実施例５Ｄとして言及される実施例５のＡＢＳ部品材料の４つの異なる試料についてのピーク応力を挙げる。
【０１８１】
【表１１】
2018200469.tif 000016
【０１８２】
表１１に示すように、実施例５のＡＢＳ部品材料は、ビルド面内での引張り荷重に対する良好な抵抗を有する３Ｄ部品を成功裡に印刷した。これは、達成可能な材料密度及び連続する層間の良好な溶融転写によると思われる。さらに、良好な溶融転写は、一部には、カーボンブラック赤外線吸収剤の２．５重量％ローディングの包含によると思われ、それが、ＡＢＳ部品材料が、加熱器によって迅速に加熱されて、層を共に溶融転写することを可能にした。
【０１８３】
本開示は好ましい実施形態を参照して述べられたが、本開示の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態及び詳細において変更を行うことができることを当業者は認識するであろう。
【図１】
2018200469.tif 000017
【図２】
2018200469.tif 000018
【図３】
2018200469.tif 000019
【図４】
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【図５】
2018200469.tif 000021
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月31日(2018.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の付加製造システムによって三次元部品を印刷するための部品材料であって、該部品材料は、
組成物を含み、該組成物は、
アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を含むコポリマーと、
荷電制御剤と、
吸熱剤とを含み、
前記部品材料は、１００マイクロメートルまでのＤ５０粒度を有する粉末形態で提供され、
前記部品材料は、前記三次元部品を層ごとに印刷するための層溶融転写アセンブリを備える前記電子写真方式の付加製造システムにおいて使用するために構成される、部品材料。
【請求項２】
前記芳香族単位はスチレン単位を含む、請求項１に記載の部品材料。
【請求項３】
前記コポリマーは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマーを含む、請求項２に記載の部品材料。
【請求項４】
前記Ｄ５０粒度は５マイクロメートル〜３０マイクロメートルの範囲にある、請求項１に記載の部品材料。
【請求項５】
前記Ｄ５０粒度は１０マイクロメートル〜２０マイクロメートルの範囲にある、請求項１に記載の部品材料。
【請求項６】
前記Ｄ５０粒度は１０マイクロメートル〜１５マイクロメートルの範囲にある、請求項１に記載の部品材料。
【請求項７】
前記粉末は、互いの１０％以内にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項８】
前記粉末は、互いの５％以内にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項９】
前記粉末形態は、それぞれが１．００〜１．４０の範囲にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項１０】
前記荷電制御剤は、クロムオキシカルボン酸錯体、亜鉛オキシカルボン酸錯体、アルミニウムオキシカルボン酸錯体、及びその混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の部品材料。
【請求項１１】
前記荷電制御剤は、前記部品材料の０．１重量％〜５重量％を構成する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項１２】
前記吸熱剤は、前記部品材料の０．５重量％〜１０重量％を構成する、請求項１に記載の部品材料。
【請求項１３】
前記部品材料の０．１重量％〜１０重量％を構成する流動制御剤を更に含む、請求項１に記載の部品材料。
【請求項１４】
電子写真エンジンと転写媒体と層溶融転写アセンブリとを備える電子写真方式の付加製造システムによって三次元部品を印刷する方法であって、
部品材料を前記電子写真方式の付加製造システムに提供することであって、前記部品材料は、組成的に、荷電制御剤と、吸熱剤と、アクリロニトリル単位、ブタジエン単位、及び芳香族単位を有するコポリマーとを含み、また、１００マイクロメートルまでのＤ５０粒度を有する粉末形態を有し、
負電荷又は正電荷及び５マイクロクーロン／グラム〜５０マイクロクーロン／グラムの範囲にある大きさを有するＱ／Ｍ比に前記部品材料を摩擦帯電させることと、
前記電子写真エンジンによって、帯電した部品材料から前記三次元部品の層を現像することと、
現像された層を、前記電子写真エンジンから前記転写媒体に静電吸着させることと、
前記転写媒体によって、吸着された層を前記層溶融転写アセンブリまで移動させることと、
前記層溶融転写アセンブリによって、移動した層を前記三次元部品の先に印刷された層に溶融転写させることとを含む、方法。
【請求項１５】
前記コポリマーは、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン（ＡＢＳ）コポリマーを含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ＡＢＳコポリマーは、１００℃〜１１５℃の範囲にあるガラス転移温度を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記部品材料の粉末形態は、それぞれが１．００〜１．４０の範囲にあるＤ９０／Ｄ５０粒度分布及びＤ５０／Ｄ１０粒度分布を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
前記荷電制御剤は前記部品材料の０．１重量％〜５重量％を構成し、前記吸熱剤は前記部品材料の０．５重量％〜１０重量％を構成する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記部品材料は、該部品材料の０．１重量％〜１０重量％を構成する流動制御剤を更に含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
前記Ｄ５０粒度分布が、５マイクロメートル〜３０マイクロメートルの範囲にある、請求項１４に記載の方法。
【外国語明細書】
2018200469000001.pdf
2018200469000002.pdf
2018200469000003.pdf
2018200469000004.pdf