(57)【要約】    【課題】  物体の機械的特性と寸法精度の両方を改善可能なインクジェット式固体自由形状製造システムを実現する。    【解決手段】  無機ナノ粒子、有機−無機混成ナノ複合物、硬化性液晶、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択されたナノフィラーを構造材料中に分散する。この構造材料を加熱して液状化させ、インクジェット構造から噴射させて所望の二次元構造で堆積させる。その後、ＵＶ光源照射等により硬化させ、上記インクジェット構造から構造材料を噴射させることを繰り返し行い、所望の三次元自由形状の物体を得ることが可能となる。構造材料中のナノフィラーにより、硬化時の収縮が抑制されるとともに、完成した物体の機械的性質を向上させることができる。    【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
三次元物体を作成するための固体自由形状製造システムであって、
ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を定量分配するように適応された定量分配システムと、
前記構造材料が定量分配された後、前記構造材料を硬化するように適応された硬化システムとを有することを特徴とする固体自由形状製造システム。
【請求項２】
前記定量分配システムは、インクジェット印刷技術を用いた定量分配システムを含み、前記定量分配システムはまた、構造材料のオーバーハング形状の部分を支持するように構成される支持材料を定量分配するように適応されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記構造材料がＵＶ硬化材料を含み、前記硬化システムがＵＶ硬化システムを含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記構造材料が反応性構造材料を含み、前記硬化システムが、前記反応性構造材料と接触するように構成された硬化剤を含むことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
定量分配した後でかつ硬化する前に前記構造材料をフライス加工するように適応されたミリング・システムをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記構造材料を支持するように構成される構造形成プラットホームをさらに備え、構造材料層を付着させた際に：
ａ）前記構造形成プラットホームが、前記定量分配システムに対して下降するように構成されるか、または、
ｂ）前記定量分配システムが、前記構造形成プラットホームに対して上昇するように構成されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項７】
前記定量分配システム内で前記構造材料の温度を変更し、それにより前記構造材料の噴射特性を高めるように構成された加熱システムをさらに有することを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記ナノフィラー粒子は、サイズが約１ｎｍ〜５００ｎｍであり、０．１重量％〜２０重量％で前記構造材料内に分散されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項９】
前記ナノフィラー粒子が、無機ナノ粒子、有機−無機混成ナノ複合物、硬化性液晶、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択されたものであることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
三次元物体を作成する方法であって、
ａ）ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を含む噴射可能構造組成物を形成する段階と、
ｂ）前記構造組成物の一部分を噴射して構造層を形成する段階と、
ｃ）前記構造層を硬化する段階と、
ｄ）前記段階ｂ）および前記段階ｃ）を繰り返す段階と
を有し、複数の構造層を接触させ堆積させて三次元物体を形成することを特徴とする方法。
【請求項１１】
前記硬化する段階が、ＵＶ硬化によるものであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記硬化する段階が、前記構造材料を硬化剤と接触させ反応させることによるものであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記構造層の硬化前に前記構造層をフライス加工する段階をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１４】
前記繰り返す段階の前に前記構造組成物と前記構造層との距離を調整する段階をさらに有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１５】
噴射可能構造組成物を形成する段階が、前記組成物を、噴射可能となる温度まで加熱する段階を有することを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１６】
前記ナノフィラー粒子は、サイズが約１ｎｍ〜５００ｎｍであり、０．１重量％〜２０重量％で前記構造材料内に分散されていることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１７】
前記ナノフィラー粒子が、無機ナノ粒子、有機−無機混成ナノ複合物、硬化性液晶、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択されたものであることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１８】
互いに結合された複数の硬化構造組成物層を有し、前記硬化構造材料が、ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を含むことを特徴とする固体三次元物体。
【請求項１９】
前記硬化構造組成物が、ＵＶエネルギーまたは硬化剤によって硬化されることを特徴とする請求項１８に記載の固体三次元物体。
【請求項２０】
前記ナノフィラー粒子は、サイズが約１ｎｍ〜５００ｎｍであり、前記構造材料内に０．１重量％〜２０重量％で分散されており、前記ナノフィラー粒子は、無機ナノ粒子、有機−無機混成ナノ複合物、硬化性液晶、およびこれらの組み合わせからなるグループから選択されたものであることを特徴とする請求項１８に記載の物体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロトタイピング用途などの固体三次元物体の作成を対象とする。より詳細には、本発明は、三次元物体を形成するために層で付着することができる、ナノフィラーを含む１つまたは複数のインクジェット可能成分の使用を対象とする。
【背景技術】
【０００２】
コンピュータ化されたモデリング・ソースのデータ出力から三次元物体を作成するために印刷技術を使用することができる。例えば、人が、コンピュータ・プログラムを使用して三次元物体を設計し、コンピュータが、固体三次元物体の形成を可能にする印刷システムに設計データを出力することができる。より具体的には、固体自由形状製造（ｓｏｌｉｄ  ｆｒｅｅ−ｆｏｒｍ  ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）（または層製造法（ｌａｙｅｒ  ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ））は、一般に、層上に新たな層を堆積、あるいは点上に新たな点を堆積させることによって三次元物体を構築するために使用される製造技術として定義することができる。この製造法によって、予め形成された金型や鋳型を使用せずに複雑な形状を形成することができる。
【０００３】
本質的に、そのようなシステムによって、コンピュータ援用設計（ＣＡＤ）アプリケーションなどのコンピュータ・プログラムを使用して物体を設計することができる。物体を三次元で設計した後、固体自由形状製造技術によって、コンピュータ生成モデルを三次元物体に変換することができる。この技術は、いくつか例を挙げると、ＣＡＤモデルの検証、設計実現性の評価、部品機能の試験、審美性の評価、人間工学設計の確認、ツールおよび固定具の設計の支援、概念モデルおよび販売／市場調査ツールの作成、インベストメント鋳造（ロストワックス）パターンの生成、生産時の設計変更の低減または排除、プロトタイピング、および生産への投入などの分野で有用である。
【０００４】
一般に、固体自由形状製造システムは、インクジェット定量分配システム（ｉｎｋ−ｊｅｔ  ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  ｓｙｓｔｅｍ）などの定量分配システム、硬化（ｃｕｒｉｎｇ  ｏｒ  ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）システム、および構造形成プラットホーム（ｂｕｉｌｄ  ｐｌａｔｆｏｒｍ）を含む。インクジェット定量分配システムは、三次元物体を形成する構造材料と構造材料が硬化するときにそれを支持する支持材料の両方を含む。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インクジェット式固体自由形状製造システムを使用するモデリングは、機械的特性に関して改良の余地がある。現在、使用されている材料は、射出成形や立体リソグラフィによって提供される機械的性質と同じではない。さらに、噴射可能な材料は硬化時に収縮することがあるので、インクジェット式固体自由形状製造システムを使用して作成される物体の寸法精度を改善する余地がある。したがって、インクジェット式固体自由形状製造システムを使用して形成される物体の機械的特性と寸法精度の両方を改善する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
固体三次元物体の自由形状製造に特定のシステム、方法および組成物を使用できることが分かっている。具体的には、三次元物体を作成する固体自由形状製造システムは、ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を定量分配するように適応された定量分配システムと、定量分配した後で構造材料を硬化するように適応された硬化システムとを含むことができる。
【０００７】
代替として、三次元物体を作成する方法は、ａ）ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を含む噴射可能な構造組成物を形成する段階と、ｂ）構造組成物の一部分を噴射して構造層を形成（堆積）する段階と、ｃ）構造層を硬化する段階と、ｄ）段階ｂ）および段階ｃ）を繰り返す段階とを含み、複数の構造層が接触され蓄積されて、三次元物体が形成される。
【０００８】
もう１つの実施形態において、固体三次元物体は、互いに結合された複数の硬化構造組成物層を含むことができ、硬化構造組成物は、ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を含む。
【０００９】
本発明のさらに他の特徴および利点は、本発明の特徴を例として示す以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を開示し説明する前に、本明細書に開示した特定のプロセス段階ならびに材料は、ある程度変更することができるので、本発明が、本明細書に開示した特定のプロセス段階および材料に限定されないことを理解されたい。また、本明細書で使用する用語は、特定の実施形態を説明するためにのみ使用されていることを理解されたい。本発明の範囲が、添付した特許請求の範囲およびその等価物のみによって限定されるので、用語は、限定することを意図されていない。
【００１１】
本明細書および添付した特許請求の範囲で使用されるとき、単数形「ａ」「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、文脈で特に断らない限り、複数の指示物を含むことに注意されたい。
【００１２】
用語「インクジェット噴射（ｉｎｋ−ｊｅｔｔｉｎｇ）」または「噴射（ｊｅｔｔｉｎｇ）」は、インクジェット構造などの噴射構造から放出される組成物を指す。用語「インクジェット噴射」の使用により、インクジェット構造から噴射されるものが「インク」に限られるものではない。インクジェット構造には、サーマル構造またはピエゾ構造を含むことができる。
【００１３】
用語「固体三次元物体」または「三次元物体」は、本発明の製造方法によって形成される物体を指す。固体三次元物体は、一定の体積と形状を固体自由形状製造で使用するのに適している程度に維持できるほど充分に固い、あるいはは堅固である。実施形態によって、そのような物体は、形成された物体が少なくとも自立性があるかあるいは可撓性であるような場合には、厳密に剛性でなくてもよい場合もある。
【００１４】
用語「硬化（ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）」、「硬化（ｃｕｒｉｎｇ）」、「固体化（ｓｏｌｉｄｉｆｙｉｎｇ）」またはその種の他のものは、構造材料および／または支持材料がより液体の状態からより固体の状態に変更されるときに起こる変化を指す。固体化のプロセスは、例えばアミンを噴射したエポキシ構造材料などの反応化学物質を上または下に印刷することによって、例えば紫外線硬化などの電磁放射の結果として行うことができる。
【００１５】
「構造材料（Ｂｕｉｌｄ  ｍａｔｅｒｉａｌ）」は、形成する固体三次元物体の塊を形成するために使用することができる物質を含む。そのような構造材料は、一般に、紫外線などの電磁放射にさらす結果として、硬化剤との化学反応の結果として、あるいは材料の温度を下げる結果として固体化することができる材料群を含む。構造材料は、例えば粘度や表面張力などに関する噴射特性を変更するために、必要とされるときに混合される液体改質剤を含むことができる。また、温度調整を使用して噴射特性を変更することもできる。使用できる構造材料の例には、紫外線フォトポリマ、エポキシ樹脂、アクリル樹脂およびウレタンが含まれる。また、当業者に一般に知られており、立体リソグラフィ・システム、噴射フォトポリマ・システムなどの様々なシステムにおいて業界全体で使用されている多くの紫外線硬化材料を使用することができる。
【００１６】
「支持材料」は、構築プロセスにおいて固体三次元物体にある構造材料の張出し部（オーバーハング部）を支持するために、例えばインクジェット技術によって付着される物質を含む。この材料は、一般に、構築プロセスが完了した後で比較的容易に除去することができ、かつ構築する物体によって決定されるように（構築する物体が必要とする形状に）配置するように構成できる材料である。例えば、構造材料の配置を定義する三次元空間内のボクセル（ｖｏｘｅｌ）すなわち点は、空中で付着することができない。したがって、普通ならば構造形成プラットホームまたはあらかじめ付着された構造材料によって支持されない場所に構造材料を印刷（塗布、堆積、分配）するときは、そのような構造材料を支持する必要がある。使用できる除去可能な材料は、ワックス、パターン形成した硬化組成物、水膨潤ゲル、溶融容易材料、溶解容易材料、あるいは構築する固体三次元物体を支えかつ容易に除去できるように構成できる他の材料の使用を含む。除去は、加熱、化学反応、動力洗浄（水圧洗浄）、または他の類似の方法によって行うことができる。
「硬化剤（Ｃｕｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）」は、構造材料の反応性基と反応し、それにより構造材料を硬化する物質を含む。硬化剤は、混合して用いられる液体改質剤を含むこともできるが、これは、硬化剤が望ましいインクジェット特性を有する場合には不要である。また、温度調整を使用して噴射特性を変更することもできる。構造材料と硬化剤の両方に関して、特定の例において、二液反応系のどちらの組成が構造材料で、どちらの組成が硬化剤であるかを決定するのが難しいことがあることを理解されたい。本発明の実施形態にしたがって２つの液体が一緒になって固体三次元物体を形成できる限り、この区別はあまり重要ではない。しかしながら、例示のため、反応性混合物内に構造材料がより高い含有率で存在し、硬化剤よりも高い分子量を有することがきわめて多いと考えられる。硬化剤は、本発明の実施形態にしたがって使用することができる硬化システムの１つのタイプである。
【００１７】
「ナノフィラー粒子（Ｎａｎｏｆｉｌｌｅｒ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ）」は、高い機械特性および／または寸法精度を実現するために構造材料に分散させることができるサイズが１〜５００ｎｍの粒子を指す。そのような材料の例には、無機ナノ粒子、有機−無機混成ナノ複合物、硬化性液晶、およびこれらの組み合わせが含まれる。
【００１８】
「構造形成プラットホーム」は、一般に、形成しているときに固体三次元物体を支持するために使用される剛性基板である。
【００１９】
用語「基板」は、文脈によって、構造形成プラットホーム、あらかじめ付着された支持材料、および／またはあらかじめ付着された構造材料を含むことができる。例えば、１つの実施形態において、支持材料を構造形成プラットホームに付着させて、構造形成プラットホームから固体三次元物体を容易に除去できるようにすることができる。この場合、構造形成プラットホームは、支持材料の基板である。代替として、あらかじめ付着した構造材料および／または支持材料が、後で付着する構造材料および／または支持材料の基板でもよい。例示のため、構造材料および／または支持材料の初期層を下層にするとき、初期層は、一般に、構造形成プラットホームあるいは構造形成プラットホーム上の除去可能材料によって支持されることになる。しかしながら、次の（後続して積層される）構造材料および／または支持材料の層は、あらかじめ堆積された層状の基板上に付着させることができる。
【００２０】
本明細書で使用されるとき、「液体改質剤（ｌｉｑｕｉｄ  ｍｏｄｉｆｉｅｒ）」は、構造材料または支持材料と一緒に噴射するために用意することができ、かつインクジェット・ペン構造などの定量分配構造から組み合わせで噴射することができる任意の組成物を指す。必要に応じて、液体改質剤は、構造材料と一緒に噴射される着色剤でよい。本発明のシステムおよび方法と共に、様々な他の液体改質剤を使用することができる。例えば、そのような使用できる液体改質剤には、水、界面活性剤、有機溶媒および補助溶媒、緩衝剤、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、粘度調整剤、ならびに可溶性低分子量モノマ、オリゴマ、重合体などが含まれる。
【００２１】
本明細書で液体改質剤についてある程度詳細に説明するが、液体改質剤の使用は必ずしも必要ではない。実施形態によっては、構造材料または支持材料を、液体改質剤を使用せずにインクジェット構造から噴射できるように構成できる。例えば、付着時にワックスを噴射可能温度まで加熱し冷却して、凝固した構造材料物体または支持材料を形成することができる。しかしながら、そのような液体改質剤は、使用される場合、一般に少量である。液体改質剤を加えることができる例は、構造材料および／または支持材料の粘度や表面張力などを変更することが望ましい実施形態に対してのみである。このように、噴射可能な組成物の液体改質剤による改質は必要とされず、場合によっては好ましくない。
【００２２】
このような定義を考慮して、三次元物体を作成する固体自由形状製造システムは、定量分配システムと硬化システムを含むことができる。ナノフィラー粒子が分散された構造材料を定量分配するように、インクジェット定量分配システムなどの定量分配システムを適応させることができる。定量分配した後で、ＵＶ硬化や硬化剤を使用する化学的硬化などによって構造材料を硬化させるように、硬化システムを適応させることができる。
【００２３】
加えて、三次元物体を作成する方法は、ａ）ナノフィラー粒子を分散させた構造材料を含む噴射可能な構造組成物を形成する段階と、ｂ）構造組成物の一部分を噴射して構造層を形成する段階と、ｃ）構造層を硬化する段階と、ｄ）段階ｂ）および段階ｃ）を繰り返す段階と含み、複数の構造層は、接触され蓄積されて三次元物体が形成される。非限定的な例として、硬化段階は、紫外線硬化法または化学的硬化によるものでもよい。
【００２４】
さらに、固体三次元物体は、互いに結合された硬化構造組成物の複数層を含むことができ、硬化構造組成物は、ナノフィラー粒子が分散された構造材料を含む。
【００２５】
さらに、本発明のシステム、方法および固体三次元物体について、さらに他の詳細な実施形態を説明することができる。例えば、１つの実施形態において、ナノフィラー粒子は、サイズが約１〜５００ｎｍでよく、構造材料内に０．１重量％〜２０重量％で分散させることができる。例示的なナノフィラー粒子には、無機ナノ粒子、有機−無機混成ナノ複合物、硬化可能な液晶、またはこれらの組み合わせが含まれる。  無機ナノ粒子の例には、シリカ、アルミナ、チタニア、ジルコニア、ヒドロキシアパタイト、およびこれらの組み合わせが含まれる。有機−無機混成ナノ複合物の例には、モンモリロナイト有機クレイ、ＰＭＭＡクレイ・ナノ組成物、エポキシクレイ・ナノ組成物、ＰＭＭＡ−ｃｏ−ＭＭＡクレイ・ナノ組成物、デンプン・クレイ・ナノ組成物、およびこれらの組み合わせが含まれる。硬化可能な液晶の例には、低粘度オリゴマ液晶、反応性モノマ液晶、およびこれらの組み合わせが含まれる。
【００２６】
本発明を、主に、構造材料に関連するものとして説明したが、定量分配システムは、例えば構造材料張出し部分（オーバーハング部分）を支持する支持材料を含むこともできる。さらに、定量分配後でかつ硬化前に構造材料をフライス加工または平らにするように適応されたミリング・システムがあってもよい。そのようなミリング・システムは、例えば、新しく噴射された構造材料および／または支持材料に圧力を加えるローラを含む。
【００２７】
使用できる構造形成プラットホームは、付着させる際に構造材料を支持するように構成することができ、さらに、構造材料を付着させた際に定量分配システムに対して下降するように構成することができる。代替の例として、定量分配システムは、構造材料を付着させた際に構造形成プラットホームに対して上昇するように構成されてもよい。より具体的には、構造形成プラットホームまたは基板に関して、そのようなプラットホームは、ワックスなどの除去可能な材料、パターン形成した硬化組成物、水膨潤ゲル、融解容易材料、溶解容易材料、あるいは構築される固体三次元物体を支持することができかつ容易に除去されるように構成できる別の材料を含むことができる。例えば、１つの実施形態において、構造形成プラットホーム基板は、最初、除去可能な材料を分配（塗布）し、その上に構造材料および／または支持材料を付着させてもよい。
【００２８】
もう１つの実施形態において、構造材料および／または支持材料をインクジェット構造から定量分配できるように構成するために、定量分配構造に関連付けられて加熱システムが設けられ、構造材料がまだ定量分配構造内にある間に構造材料の温度を変え、それにより構造材料の噴射性を高めるように構成されていてもよい。
【００２９】
硬化システムに関しては、本発明の実施形態に従って、例えばＵＶエネルギーを使用するＵＶ硬化法、例えば硬化剤を使用する化学的硬化、または硬化促進剤を使用することができる。例えば、ＵＶ硬化では、基板に付着した構造材料にＵＶエネルギーを印加し、それにより構造組成物を硬化または固体化することができる。ＵＶ硬化構造材料の例には、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ・アクリル樹脂、ウレタン・アクリル樹脂、ポリエステル・アクリル樹脂、ビニルエーテル樹脂、スチレン樹脂、およびカチオン硬化エポキシ樹脂が含まれる。これらの材料には、波長２５０ｎｍ〜４５０ｎｍのＵＶエネルギーと２０〜３００ｍＷ／ｃｍ2の出力レベルを使用することができる。
【００３０】
代替として、化学的硬化を用いる場合、硬化剤と構造材料の容積比は１：１〜１００：１でよい。化学的硬化システムで使用できる構造材料の例には、エポキシが含まれる。エポキシは、エポキシ基と反応してそのエポキシド・リング構造を開く多くの既知の物質のうちの１つを使用して硬化させることができる。このようにエポキシド・リングと反応できる官能基の例は、アミノ基、水酸基、およびカルボキシル基である。化学的硬化システムの他の例には、そのいくつかの例を挙げると、ポリイソシアネート構造材料とポリオール硬化剤、官能性シリコーン構造材料、および官能基と反応する硬化剤が含まれる。この実施形態において、粒状ナノフィラーは、構造材料および／または硬化剤の中にあってもよい。また、化学的硬化と一緒にＵＶ硬化を使用できることに注意されたい。もう１つの実施形態において、付着（堆積）後に構造材料に熱を加えて硬化を促進することができる。また、超音波エネルギーが構造材料と硬化剤との接触を改善できるので、硬化剤などの第２の組成物を使用して構造材料を硬化するときに、必要に応じて、付着後に構造材料に超音波エネルギーを印加して混合を促進することができる。
【００３１】
本発明の他の態様により、インクジェット構造から噴射できるように構造材料を構成することができる。したがって、１つの実施形態において、噴射に備えて、構造材料を７０ｃＰ（センチポアズ）よりも低い粘度と２００℃よりも低い温度にすることができる。サーマル・インクジェット・ペンとピエゾ・インクジェット・ペンのどちらも使用することができる。より詳細な態様において、環境により１５ｃＰに近い粘度が望ましいことが分かった。当技術分野で知られているように、流体の粘度は、一般に、その温度を高めることによって下げることができる。固体物体を形成するために構造材料（または、硬化剤や支持材料などの他の噴射可能材料）を使用するとき、高い温度を使用することによって、より粘性の高い高分子量材料を使用することができ、これにより、冷却した際の固体三次元物体の丈夫さが高まる。加熱の選択肢の他に、低分子量のモノマとオリゴマを加えかつ／または少量の液体改質剤を加えることによって、流体の粘度を下げることもできる。
【００３２】
また、固体三次元物体を着色するために、構造材料に着色剤を加えることができる。着色剤は、染料および／または顔料を含むことができる。印刷で一般に使用される着色剤は、黒、マジェンタ、シアン、および黄を含むが、他の色を使用することもできる。追加または代替として、硬化剤や支持材料などの代替の噴射流体に着色剤を加えることができる。
【００３３】
定量分配システムがインクジェット印刷システムである実施形態に関して、構造材料および／または支持材料の粘度や他の噴射特性を修正するために、様々な技術を使用することができる。例えば、材料がインクジェット可能になるように、熱を使用して材料を液化することができる。適切な加熱範囲は、組成物に固有であり、２０℃〜２００℃の範囲でよい。具体的な例を示すと、１つの実施形態において、構造材料がアクリル樹脂の場合、使用できる温度範囲は、４０℃〜１５０℃である。
【００３４】
代替として、液体改質剤組成物を構造材料および／または支持材料に加えて特性を変えることができる。使用できる液体改質剤組成物の例には、水、界面活性剤、有機溶媒および補助溶媒、バッファ、殺生物剤、金属イオン封鎖剤、粘度調整剤、ならびに可溶性低分子量モノマ、オリゴマ、重合体などが含まれ、使用される場合でも少量である。前述のように、液体改質剤は、一般に、構造材料および／または支持材料を支持するために加えられるのではなく、必要に応じて、粘度、表面張力、他の特性などの噴射特性を修正するために加えられることがある。
【００３５】
以下の例は、現在最も知られている本発明の実施形態を示す。しかしながら、以下の例が、本発明の原理の応用の例示または実例に過ぎないことを理解されたい。当業者は、本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、多くの修正および代替の組成物、方法およびシステムを考案することができる。添付した特許請求の範囲は、そのような修正および構成を対象として含むものである。したがって、以上で本発明を詳細に説明したが、以下の例は、現在本発明の最も実際的で好ましい実施形態と考えられているものと関連した更なる詳細を提供する。
【実施例１】
【００３６】
−  無機ナノ粒子を含む構造材料の作成  −
アクリル樹脂を主成分とするＵＶ硬化樹脂（Ｏｂｊｅｔから入手可能なＦｕｌｌ  Ｃｕｒｅ  Ｓ−１２０）に、２重量％ヒドロキシアパタイト無機ナノ粒子を加えた。ヒドロキシアパタイトナノ粒子は、ロッド形状で、サイズが６０ｎｍ〜１００ｎｍであった。この例で作成した無機ナノ粒子を含む構造材料を６０℃〜１００℃に加熱することにより、組成物をインクジェット構造から噴射可能にすることができる。ナノ粒子を含む樹脂を室温で板上にキャストしてＵＶ光源を当て、組成物の樹脂部分を素早く硬化させた。
【実施例２】
【００３７】
−  有機−無機複合粒子を含む構造材料の作成  −
アクリル樹脂を主成分とするＵＶ硬化樹脂（Ｏｂｊｅｔから入手可能なＦｕｌｌ  Ｃｕｒｅ  Ｓ−１２０）に、ポリマグレードのモンモリロナイトである２重量％ＮａｎｏＰＧＷ（Ｎａｎｏｃｏｒ）を加えた。ＮａｎｏＰＧＷは、小板形状で、サイズが１ｎｍ〜４００ｎｍであった。この例で作成したＮａｎｏＰＧＷを含む構造材料を６０℃〜１００℃に加熱することによって、組成物をインクジェット構造から噴射可能にすることができる。ＮａｎｏＰＧＷを含む樹脂を室温で板上にキャストしＵＶ光源を当てて、組成物の樹脂部分を素早く硬化させた。
【実施例３】
【００３８】
−  有機−無機複合粒子を含む構造材料の作成  −
アクリル樹脂を主成分とするＵＶ硬化樹脂（Ｏｂｊｅｔから入手可能なＦｕｌｌ  Ｃｕｒｅ  Ｓ−１２０）に、第四アンモニウム塩で改質した天然モンモリロナイトである２重量％Ｃｌｏｉｓｉｔｅ２０Ａ（Ｓｏｕｔｈｅｒｎ  Ｃｌａｙ）を加えた。Ｃｌｏｉｓｉｔｅ２０Ａは、小板形状で、サイズが１ｎｍ〜１５０ｎｍであった。この例で作成したＣｌｏｉｓｉｔｅ  ２０Ａを含む構造材料を６０℃〜１００℃の温度に加熱することにより、組成物をインクジェット構造から噴射できるようにすることができる。Ｃｌｏｉｓｉｔｅ２０Ａを含む樹脂を室温で板上にキャストしＵＶ光源にさらし、組成物の樹脂部分を素早く硬化させた。
【００３９】
本発明を特定の好ましい実施形態に関して説明したが、当業者は、本発明の趣旨から逸脱することなく、様々な修正、変更、省略および代用を行うことができることを理解されよう。本発明が、開示した実施形態に限定されないことを理解されたい。本発明は、特許請求の範囲の趣旨および意図に含まれる様々な修正および等価な構成を対象として含むものである。したがって、本発明は、添付した特許請求の範囲の趣旨によってのみ限定されるものであり、特許請求の範囲は、そのような修正および等価な構成をすべて含むように広義に解釈されるべきである。