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公開番号2025093965
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-24
出願番号2025028662,2023222951
出願日2025-02-26,2019-02-12
発明の名称材料シート、積層体、材料シートの製造方法および積層体の製造方法
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B29C 64/141 20170101AFI20250617BHJP(プラスチックの加工;可塑状態の物質の加工一般)
要約【課題】所望の材料が任意のパターンで配置され、該所望の材料を高い密度で含む材料層を形成できる材料層の製造方法を提供する。
【解決手段】基材11上に第1の粒子P1をパターン状に配置する第1の工程S101と、基材11上の第1の粒子P1が配置されていない領域に第2の粒子を配置する第2の工程S102と、を有する材料層の製造方法であって、第2の工程S102は、第2の粒子P2を担持させた担持材S2を、第1の粒子P1が配置された基材11に摺擦する工程を有する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基材上に第１の粒子をパターン状に配置する第１の工程と、
前記基材上の前記第１の粒子が配置されていない領域に第２の粒子を配置する第２の工程と、を有する材料層の製造方法であって、
前記第２の工程は、前記第２の粒子を担持させた担持材を前記第１の粒子が配置された前記基材に摺擦する工程を有することを特徴とする材料層の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記担持材は、磁性粒子、ブラシ繊維、および、弾性材のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の材料層の製造方法。
【請求項３】
前記基材は、前記第１の粒子によって凹凸パターンが形成されており、
前記第２の粒子のメジアン径は、前記凹凸パターンの凹部の開口径よりも小さく、
前記担持材の平均径は、前記凹凸パターンの凹部の開口径よりも大きいことを特徴とすることを特徴とする請求項１または２に記載の材料層の製造方法。
【請求項４】
前記基材上の前記第１の粒子が配置されていない領域において、前記第２の粒子は前記基材に接触でき、前記担持材は前記基材に接触できないことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の材料層の製造方法。
【請求項５】
前記基材は、表面に粘着層を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の材料層の製造方法。
【請求項６】
前記第１の工程は、
前記基材とは異なる転写用基材上に前記第１の粒子をパターン状に配置する工程と、
前記転写用基材から前記基材へと前記第１の粒子を転写する工程と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の材料層の製造方法。
【請求項７】
前記転写用基材は表面に転写用凹凸パターンが形成されており、
前記転写用基材上に前記第１の粒子をパターン状に配置する工程は、前記第１の粒子を担持させた第２の担持材を前記転写用凹凸パターンに摺擦する工程を有することを特徴とする請求項６に記載の材料層の製造方法。
【請求項８】
前記第２の担持材は、磁性粒子、ブラシ繊維、および、弾性材のいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の材料層の製造方法。
【請求項９】
前記第１の粒子のメジアン径は、前記転写用凹凸パターンの凹部の開口径よりも小さく、
前記第２の担持材の平均径は、前記転写用凹凸パターンの凹部の開口径よりも大きいことを特徴とする請求項７または８に記載の材料層の製造方法。
【請求項１０】
前記第１の粒子は前記転写用凹凸パターンの凹部の底部に接触でき、前記第２の担持材は前記転写用凹凸パターンの底部に接触できないことを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の材料層の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料層の製造方法、立体物の製造方法、材料層、積層体、材料層形成装置、および、積層造形システムに関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
金属、セラミック、樹脂等の各種材料によって形成された材料層を積み上げることによって所望の形状の立体物を形成する、積層造形法が注目されている。近年では、積層造形法の適用分野は広がりを見せており、単一種類の材料からなるモックアップやパーツを形成するだけでなく、複数種類の材料からなる電池や電子部品、配線基板などの各種デバイスを形成することが行われつつある。
【０００３】
特許文献１には、正極活物質を含む正極インクと、高分子電解質を含む電解質インクと、負極活物質を含む負極インクと、を用いて全固体電池を製造する方法が記載されている。特許文献１に記載の方法では、各インクをインクジェット法で塗り分けて、所望の材料がパターン状に配置された層を形成する。得られた層を乾燥させて材料層とした後、その材料層の上にさらに同様にして材料層を形成する。これを繰り返すことにより、正極活物質、高分子電解質、負極活物質が３次元的に任意のパターンで配置された構造を有する全固体電池が形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００５－１１６２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１では、１つの材料層を形成する際に２種類のインクを用いることで、２種類の材料が任意のパターンで配置された材料層を形成することができる。しかしながら、インクジェット法によって正極用、負極用、電解質用の電池の構成要素となる材料のインクを塗布する場合にはバインダー樹脂や溶剤、分散剤などの目的外の材料をインクに含める必要がある。その結果、形成される材料層中における各構成要素となる材料の密度が低くなってしまうという課題があった。
【０００６】
そこで本発明では、上述の課題に鑑み、所望の材料が任意のパターンで配置され、該所望の材料を高い密度で含む材料層を形成できる材料層の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての材料層の製造方法は、基材上に第１の粒子をパターン状に配置する第１の工程と、前記基材上の前記第１の粒子が配置されていない領域に第２の粒子を配置する第２の工程と、を有する材料層の製造方法であって、前記第２の工程は、前記第２の粒子を担持させた担持材を前記第１の粒子が配置された前記基材に摺擦する工程を有することを特徴とする。
本発明の一側面に係る材料層は、第１の無機材料を含み構成され、焼結処理される前の複数の第１の粒子が配置されている第１の領域と、第２の無機材料を含み構成され、焼結処理される前の複数の第２の粒子が配置されている第２の領域と、を含み構成されているパターン層と、及び、前記パターン層が設けられている基材と、を有することを特徴とする。
また、本発明の一側面に係る積層体は、第１の無機材料を含み構成され、焼結処理される前の複数の第１の粒子が配置されている第１の領域と、第２の無機材料を含み構成され、焼結処理される前の複数の第２の粒子が配置されている第２の領域と、を含み構成されているパターン層を備え、且つ該パターン層が複数積層されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所望の材料が任意のパターンで配置され、該所望の材料を高い密度で含む材料層を形成できる材料層の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
材料層の製造方法のフローチャートである。
第１の実施形態に係る材料層形成装置の構成を模式的に示す図である。
充填装置の構成を模式的に示す図である。
第１の基材上で搬送される充填剤を模式的に示す図である。
第１の充填装置による充填プロセスにおける第１の基材の表面近傍の拡大図である。
担持材としてブラシ繊維を用いた場合の充填装置の構成を模式的に示す図と、担持材として弾性材を用いた場合の充填装置の構成を模式的に示す図である。
転写部の構成を模式的に示す図である。
第２の充填装置による充填プロセスにおける第２の基材の表面近傍の拡大図である。
転写部によって第１の粒子が転写された後の第２の基材と、転写部によって第２の粒子が転写された後の第２の基材と、を模式的に示す図である。
第２の実施形態に係る材料層形成装置の構成を模式的に示す図である。
第３の実施形態に係る積層造形システムの全体構成を模式的に示す図である。
積層ユニットの構成を模式的に示す図である。
除去ユニットの構成を模式的に示す図である。
表面に凹凸パターンを形成した第１の基材の構造を模式的に示す図である。
ポリエステル製のシートの熱重量分析結果を示す図である。
第１の粒子を転写した後に、第１の粒子より平均粒径が小さい第２の粒子を転写した材料層を備える実施形態を示す平面図（ａ）、断面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている各部材の寸法、材質、形状、その相対位置などは、特に特定的な記載が無い限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
（【００１１】以降は省略されています）

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