【手続補正書】
【提出日】令和2年3月12日(2020.3.12)
【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】
粒子層を形成するための方法であって、
キャリア液体と周囲気体との間の気体液体界面に画定された噴射ゾーン内で粒子を噴射する、噴射ステップと、
前記気体液体界面に沿っての前記キャリア液体の流れを制御して、前記粒子を前記噴射ゾーンから層形成ゾーンまで粒子流路に沿って下流に運ぶ、制御ステップと、
前記層形成ゾーン内で前記粒子を蓄積して前記気体液体界面上に前記粒子層を徐々に形成する、蓄積ステップと、
前記層形成ゾーンから前記粒子層を回収する、回収ステップと、を含む前記方法。
【請求項２】
前記噴射ステップは、前記噴射ゾーン内の複数の離間して配置された噴射点において、または噴射線に沿って、単一の噴射で前記噴射ゾーン内で前記粒子を噴射することを含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記噴射ステップは、気体液体界面において粒子を噴射するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記噴射ステップは、キャリア液体内部に粒子を噴射するステップを含む、請求項１または２に記載の方法。
【請求項５】
前記制御ステップは、前記キャリア液体の前記流れを実質的に重力流を用いずに制御することを含む請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記制御ステップは、前記気体液体界面から前記気体液体界面の下方の動作深さまで達する前記キャリア液体の上部の流れを制御することを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記キャリア液体の前記上部の前記流れを制御することは、少なくとも１つの流れ制御装置を前記動作深さにおいて前記粒子流路に沿った動作速度で動作させるステップを含む請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記少なくとも１つの流れ制御装置を動作させるステップは、前記キャリア液体の粘度に基づいて前記動作深さ及び前記動作速度の少なくとも一方を選択することを含む請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記キャリア液体の粘度に基づいて前記動作深さ及び前記動作速度の少なくとも一方を選択することは、前記動作深さを選択することを含み、前記動作速度は関係：Ｆ／Ａ＝μｖ／ｄに基づいて選択され、ここでＦは気体液体界面の表面Ａの領域に作用する力であり、μはキャリア液体の粘度であり、ｖは動作速度であり、ｄは動作深さである、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記蓄積ステップは、前記層形成ゾーン内での前記キャリア液体の前記流れを制限するステップを含む請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記回収するステップは、前記粒子層を徐々にかつ前記蓄積ステップと同時に、または前記粒子層またはその一部が完全に形成された時点でのみ、除去するステップを含む請求項１〜１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記回収するステップは、前記粒子層内の側圧を制御するステップを含む請求項１〜１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記粒子層内の前記側圧を制御するステップは、前記気体液体界面に沿っての前記キャリア液体の前記流れと前記層形成ゾーンからの前記粒子層の回収レートとの間の比を調整することを含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記回収するステップは、前記層形成ゾーンから前記気体液体界面よりも低い他の位置に前記粒子層を除去するステップを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
さらに、前記気体液体界面における前記粒子の平衡表面親和性を制御して前記粒子を前記気体液体界面に維持するステップを含む請求項１〜１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
前記粒子は直径が約１ナノメートル〜約１０ナノメートル、または約１０ナノメートル〜約１００ナノメートル、または約０．１マイクロメートル〜約１マイクロメートル、または約１マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、または約１０マイクロメートル〜約１００マイクロメートル、または約０．１ミリメートル〜約１ミリメートルである請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１７】
粒子層を形成するための装置であって、
キャリア液体を受け取るための容器であって、前記キャリア液体が前記容器内に存在するときに前記キャリア液体は周囲気体との気体液体界面を画定する、前記容器と、
前記気体液体界面に画定された噴射ゾーン内で粒子を噴射するように構成された噴射アセンブリと、
前記容器内に配置された流れ制御アセンブリであって、前記キャリア液体が前記容器内に存在するときに、前記流れ制御アセンブリは少なくとも部分的に前記キャリア液体内に浸漬され、前記気体液体界面に沿っての前記キャリア液体の流れを制御するように構成され、前記キャリア液体の前記流れは、前記噴射ゾーンから層形成ゾーンまで粒子流路に沿って前記粒子を下流に運び、前記層形成ゾーンでは、前記粒子が蓄積して、前記気体液体界面上に前記粒子層を徐々に形成する、前記制御アセンブリと、
前記形成された粒子層を前記層形成ゾーンから回収するように構成された移送アセンブリと、を含む前記装置。
【請求項１８】
前記噴射アセンブリは単一の噴射器を含む請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記噴射アセンブリは複数の噴射器を含む請求項１７または１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記噴射アセンブリは気体液体界面において粒子を噴射するように構成される、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２１】
前記噴射アセンブリはキャリア液体内で粒子を噴射するように構成される、請求項１７〜１９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２２】
前記流れ制御アセンブリは、前記気体液体界面に沿っての前記キャリア液体の前記流れを実質的に重力流を用いずに制御するように構成されている請求項１７〜２１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２３】
前記流れ制御アセンブリは、前記気体液体界面から前記気体液体界面の下方の動作深さまで達する前記キャリア液体の上部の流れを制御するように構成されている請求項１７〜２２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
前記流れ制御アセンブリは少なくとも１つの流れ制御装置を含み、各流れ制御装置は、前記動作深さに配置されて前記気体液体界面に平行な動作速度で動作する請求項２３に記載の装置。
【請求項２５】
前記流れ制御アセンブリは、関係：Ｆ／Ａ＝μｖ／ｄに基づいて、気体液体界面に沿ってキャリア液体の流れを制御するように構成され、ここでＦは気体液体界面の表面Ａの領域に作用する力であり、μはキャリア液体の粘度であり、ｖは気体液体界面に平行な動作速度であり、ｄは気体液体界面の下の動作深さである、請求項２４に記載の装置。
【請求項２６】
前記少なくとも１つの流れ制御装置は少なくとも１つのベルトコンベアを含む請求項２４または２５に記載の装置。
【請求項２７】
前記少なくとも１つの流れ制御装置は複数の流れ制御装置からなる請求項２４〜２６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項２８】
前記容器の縁部付近に配置された流れ制御装置の動作速度が、前記容器の中心付近に配置された流れ制御装置の動作速度と異なる、請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記流れ制御アセンブリは、前記キャリア液体内に浸漬された固定基材と、前記噴射ゾーンの上流で少なくとも部分的に前記キャリア液体内に浸漬されたポンプとを含む請求項２３に記載の装置。
【請求項３０】
前記移送アセンブリは、前記層形成ゾーンから前記気体液体界面よりも低い他の位置に前記粒子層を回収するように構成される、請求項１７〜２９のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３１】
前記移送アセンブリは障壁を含み、前記障壁に対して前記粒子が粒子を蓄積して前記粒子層を前記気体液体界面上に徐々に形成する請求項１７〜３０のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３２】
前記移送アセンブリは、周囲面を有する回転シリンダを含み、前記回転シリンダは前記層形成ゾーンの下流端に配置されて、前記粒子層を前記層形成ゾーンから外にその前記周囲面に沿って搬送するように構成されている請求項１７〜３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３３】
前記移送アセンブリは、コンベアベルトを含むベルトコンベアを含み、前記ベルトコンベアは、前記層形成ゾーンの下流端に配置されて、前記粒子層を前記層形成ゾーンから外に前記コンベアベルトに沿って搬送するように構成されている請求項１７〜３１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３４】
さらに、前記噴射ゾーンの上流に少なくとも部分的に配置された障壁であって、前記粒子の前記流れを前記粒子流路に沿って下流へ促進するように構成された前記障壁を含む請求項１７〜３３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３５】
前記障壁は移動可能であり、前記粒子流路に沿って下流に動いて、前記粒子層を前記移送アセンブリの方に前記移送アセンブリ上へと押して前記粒子層を回収するように構成されている請求項３４に記載の装置。
【請求項３６】
前記移送アセンブリは、作業ゾーンに粒子層を堆積するために、前記移送アセンブリと前記作業ゾーンとの間に毛細管ブリッジを形成するように構成される、請求項１７〜３５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項３７】
三次元（３Ｄ）物体を製造するための付加製造方法であって、
請求項１〜１６のいずれか１項に記載の方法を用いて粒子層を形成するステップと、
前記層形成ゾーンから回収された前記粒子層を作業ゾーンに移送するステップと、
前記移送された層の所定の部分を選択的に互いに接合して、前記作業ゾーン内で、前記３Ｄ物体を積み重ねで形成する複数の別個の断面領域のうちの１つを形成するステップと、
前記形成、移送、及び接合ステップを複数回繰り返して、前記複数の別個の断面領域を順に積み重ねて、前記３Ｄ物体を層ごとに築き上げるステップと、を含む前記付加製造方法。
【請求項３８】
前記接合ステップは、移送された層の所定の部分を互いに焼結するか、溶融させるか、融合するか、重合するか、接着するか、接触させるか、併合するか、接続するか、結合するか、接合するか、または粘着するかのうちの少なくとも１つを含む、請求項３７に記載の付加製造方法。
【請求項３９】
前記請求項１７〜３６のいずれか１項に記載の装置を含む付加製造システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
さらに図４を参照して、いくつかの実施態様では、噴射アセンブリ１０６は、溶液／懸濁液中の粒子２の濃度及び／または噴射ゾーン１１８における溶液／懸濁液の送出レートを制御するように構成された投与量または噴射レート制御器１６６を含むことができる。ある場合には、投与量または噴射レート制御器１６６は、層製造ゾーンから作業ゾーンへの層の作業ゾーン堆積に従って層移送線速度を制御し、及び／または個別層内及び／または連続形成された層間の密度を制御する。いくつかの実施態様では、層状化装置１００は、容器１０４内に送出すべきキャリア液体１１２を保存するためのキャリア液体保存ユニット（図示せず）を含むことができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
図７を参照して、当然のことながら、キャリア液体１１２内に浸漬された複数の独立に制御された流れ制御装置１２８（たとえば、ベルトコンベア）を設けることによって、形成された層の（特にその側縁部の）均一性を向上させることができる。より詳細には、キャリア液体１１２内に浸漬された複数の独立に制御されたベルトコンベア１２８を設けることを用いて、層形成ゾーン１２２における粒子２の制御された交通渋滞または制限（及びしたがって側圧制御）を形成すること、ならびに層状化プロセスにおける噴射方法または他の不均等源に起因する圧力及び蓄積不均等を補正することができる。応用例に応じて、種々の流れ制御装置１２８は同一であってもよいしそうでなくてもよい。すなわち、流れ制御装置１２８はすべて、同じ動作深さ、動作速度、寸法、及び／または方位を有していてもよいしそうでなくてもよい。たとえば、複数の流れ制御装置１２８が粒子流路１６２（たとえば、図７に示す）と平行な並列関係で延びると、容器１０４の縁部付近に配置された流れ制御装置１２８の動作速度が、容器１０４の中心付近に配置された流れ制御装置１２８の動作速度と異なることが優位な場合がある。いくつかの実施態様では、異なる動作速度プロファイルを、複数の流れ制御装置１２８に対して想定することができる。いくつかの実施態様では、流れ制御装置の動作速度１２８を、噴射パラメータ（たとえば、位置、単一点対多点など）に基づいて調整することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
さらに図４を、しかし図１１も参照して、いくつかの実施態様では、移送アセンブリ１１０は、コンベアベルト１７４を含む移送ベルトコンベア１４４を含むことができる。移送ベルトコンベア１４４は層形成ゾーン１２２の下流縁部に位置し、形成された粒子層１０２を層形成ゾーン１２２から出してベルトコンベア１４４に沿って別の位置に搬送して、さらなる処理または保存に備える働きをする。たとえば、他方の位置は、付加製造システム１の作業ゾーン４（図３）または別の位置とすることができる。いくつかの実施態様では、移送アセンブリ１１０のベルトコンベア１４４を一定速度で駆動して、粒子層の移送中に粒子層１０２内部で一定の側圧を維持することができる。当然のことながら、他の実施形態では、移送アセンブリ１１０のベルトコンベア１４４を一定速度で駆動しなくてもよい。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１３】
図１４Ａ〜１４Ｅを参照して、いくつかの実施態様では、流れ制御アセンブリ１０８は、気体液体界面１１４の下方のキャリア液体１１２内に浸漬されたベルトコンベアまたは固定基材を含む必要はない。たとえば、いくつかの実施態様では、気体液体界面１１４上の制限領域１７６を、移送アセンブリ１１０の移送ベルトコンベア１４４、容器１０４の横方向の側壁１７８、及び噴射ゾーン１１８の上流に配置された移動可能な障壁１８０によって区切ることができる（図１４Ａ）。移動可能な障壁１８０は、キャリア液体１１２内に少なくとも部分的に浸漬され、流れ制御アセンブリ１０８の一部である。この制限領域１７６は、層形成ゾーン１２２と噴射ゾーン１１８とを含む。層形成ゾーン１２２内で噴射粒子２を蓄積する間、移送ベルトコンベア１４４は、制限領域１７６が粒子２によって完全に覆われるまで、静止したままでいることができる（図１４Ｂ）。制限領域１７６の完全被覆が実現された時点で、移送ベルトコンベア１４４は移動を開始して過剰粒子２（すなわち、形成された層１０２）を層形成ゾーン１２２から外に搬送することができる（図１４Ｃ）。移送ベルトコンベア１４４の搬送動作を調整して、制限領域１７６を離れる粒子層１０２の回収レートが、制限領域１７６に入る粒子２の噴射レートと一致するようにすることができる。層製造プロセスの終わりでは、粒子噴射を停止させて、移動可能な障壁１８０を気体液体界面１１４に沿って下流に、移送ベルトコンベア１４４の方に変位させることができる。その結果、制限領域１７６の表面積が、粒子回収レートと等しい値に設定可能なレートで徐々に減少する（図１４Ｄ）。すべての粒子２が回収されて、移動可能な障壁１８０が移送ベルトコンベア１４４に達したときに、プロセスを停止することができる（図１４Ｅ）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2019509198.tif 000001
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2019509198.tif 000002
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ａ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ａ】
2019509198.tif 000003
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ｂ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ｂ】
2019509198.tif 000004
【手続補正１０】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ｃ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ｃ】
2019509198.tif 000005
【手続補正１１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ｄ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ｄ】
2019509198.tif 000006
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４Ｅ
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１４Ｅ】
2019509198.tif 000007