特にイヤピースの立体リトグラフィー製造のための低粘度の放射線硬化可能な組成物
本発明は、医療技術において使用するため特にイヤピースを製造するため、特に立体リトグラフィー用の生体に適合する低粘度の放射線硬化可能な組成物に関し、ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く５５〜９５重量％の単量体又は低重合体のジメタクリレート、４より小さい反応性度及び１５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜０重量％のウレタンメタクリレート、５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１５重量％の単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜１５重量％の単官能メタクリレート、使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収を持つ０．５〜６重量％の１つの光開始剤又は複数の光開始剤の組合わせ、既知の抑制剤とも関連する０．０００１〜２重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）、０〜４０重量％の充填材、０〜５重量％の顔料、紫外線安定剤又は流展添加剤のような０〜５重量％の普通の添加剤を含み、成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療技術製品の立体リトグラフィー製造のため特にイヤピースの製造のため、基を重合可能な少なくとも２つの化合物、及び適当な化合物の重合に適し少なくとも１つの光開始剤、及び立体リトグラフィー樹脂の安定化のために用いられる少なくとも１つの抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）に基く、低粘度の放射線硬化可能な組成物に関し、抑制剤は、立体リトグラフィー樹脂用技術において既に公知の他の抑制剤のほかに、このような組成物のための非常に有利な組成成分として適している。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，５７５，３３０号明細書から、立体リトグラフィーにより三次元物体を製造するための低粘度の放射線硬化可能樹脂又は樹脂混合物を使用できることが公知である。
【０００３】
更に米国特許第５，４８７，０１２号明細書及び国際公開第ＷＯ０１／８７００１号から、イヤピースを製造するため立体リトグラフィーを有利に使用できることが公知である。立体リトグラフィー法では、組成物のそれぞれ１つの薄い層（約０．００２５〜０．０１ｍｍ）が化学線により所定のように予備硬化されて、形成される層がこの個所における物体の所望の断面形状を示す。同時に、形成される層が、前の段階で硬化された層に重合される。物体全体の構成は、例えばＮｄ：ＹＶ０４固体レーザ（米国３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍ社の（Ｖｉｐｅｒ ｓｉ２ ＳＬＡ Ｓｙｓｔｅｍ）のようにコンピュータ制御されるレーザシステムによって行われる。製造される成形体は、場合によっては、例えば放射線硬化によって後硬化される。
【０００４】
立体リトグラフィープロセスにおいて使用可能な樹脂組成物には、特別な要求が課される。ここでは特に放射線感度、樹脂組成物の粘度、及びレーザ硬化により予備硬化される成形体の強度があげられる。完全には硬化されないこの成形体は立体リトグラフィーの技術では生素材と称され、弾性係数及び曲げ強度によって特徴づけられるこの素材の強度は生強度と称される。生強度は、立体リトグラフィーの慣習では重要なパラメータである。なぜならば、小さい生強度を持つ成形体は、立体リトグラフィープロセス中に、その自重で変形するか、又はキセノンアーク灯又はハロゲン灯による後硬化中に沈下又は曲がることがあるからである。従って上記の要求を考慮して、複雑に調合されかつ構成される組成物が使用される。
【０００５】
例えば Ｒｅｖ． Ｓｃｉ． Ｍｓｔｒｕｍ． ５２（１１），１１７０〜１１７３（１９８１）においてＨ．Ｋｏｄａｍａにより、低粘度の放射線硬化可能な樹脂組成物が開示され、この組成物は不飽和ポリエステル、アクリル酸エステル、スチロール及び重合開始剤から成っている。しかし立体リトグラフィー技術における使用に関して、この樹脂組成物は小さい生強度及び不充分な光感度しか持っていない。
【０００６】
同様に生産技術の視点からも不充分な光感度を、米国特許第４，１００，１４１号明細書に開示された樹脂組成物も持っている。小さい光感度は、成形体の製造のために長い時間が必要になることを意味している。従って立体リトグラフィー樹脂組成物の光感度を調節して、低粘度の放射線硬化可能な樹脂組成物へのレーザ光線の得られる侵入深さと消費される放射線エネルギとの関係から、小さい放射線エネルギによりできるだけ大きい硬化深さが、同時に高い重合度、良好な生強度、及び自己重合に対する樹脂組成物の充分な安定性で得られるようにせねばならない。上記の要求を一部満たす液状の放射線硬化可能な樹脂組成物は、例えば米国特許第５，４７６，７４８号明細書又は国際公開第ＷＯ９９／５０７１１号に記載されている。しかし「ハイブリッドシステム」と称されるこれらの組成物は、基及び陽イオンで重合可能な成分の組合わせを含んでいる。これらの組成物は、第１には、液状の２機能又は多機能エポキシ化合物の混合物から成り、第２には、陽イオン光開始剤又は複数の陽イオン光開始剤の混合物から成り、第３には、遊離基重合のための光開始剤又は複数の光開始剤の混合物と、２より大きい（メタクリレート）アクリレート反応性度を持つ低粘度のポリ（メタクリレート）アクリレート、ジアクリレート及び水酸基で終わるポリエーテル、ポリエステル及びポリウレタンの群から成るポリアルコール成分とから成っている。このような組成物が毒物学的な観点から危険と評価され、従って医薬品の製造には全く使用できないか又は限定されてのみ使用できることは、当業者に周知である。例えば陽イオン光開始剤が皮膚刺戟及びアレルギー反応の原因となることは周知である。このような組成物に使用されるエポキシ機能を持つ化合物についても、同じことが当てはまる。更にアクリレート化合物も同様に高いアレルギー可能性を持ち、従って欧州特許第０４２５４４１号、第０９１４２４２号及び第０５７９５０３号明細書に記載されているように、生体適合性の観点で例えばイヤピースの製造のために使用することができない。医療技術で使用するために、ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く単量体又は低重合体のジメタクリレート及び２以上の反応性度を持つウレタンメタクリレートがよいことがわかった。しかしアクリレート化合物の群と比較して、立体リトグラフィーの技術のために、メタクリレート化合物の群は一層小さい反応性を持っている。その結果レーザ光線の侵入深さ及び予備硬化される物体の生強度に関する欠点が生じる。この化合物クラスの小さい反応性のため、更に遊離基重合のための１つ又は複数の光開始剤のもつと高い濃度を使用することが必要である。これは、樹脂組成物の自己重合の安定化の減少の原因となる。更に立体リトグラフィーの技術において、小さい質量の多数の小部分の物体を製造する際、立体リトグラフィー樹脂組成物の高い機械的及び熱的負荷が存在し、立体リトグラフィー樹脂の自己重合又は樹脂組成物及びこれから形成される成形体の変化する性質の原因となることが周知である。これは、一方では、僅かな樹脂消費で、台板上に固定されて予備硬化される成形体を、比較的頻繁に立体リトグラフィー装置の構成空間から除去せねばならないことに帰因する。その結果構成空間における立体リトグラフィー樹脂の温度変動が生じる。他方では、イヤピースの製造の際、形成される成形体の比較的大きい表面積−体積比が生じる。遊離基重合の際、酸素侵入の結果成形体の表面に抑制層が残ることが周知である。不完全にしか重合開始又は重合完了しない樹脂は、試料体の表面の構成過程中に、立体リトグラフィー樹脂へ溶け込むことがある。
【０００７】
これらの点から、立体リトグラフィー技術によりイヤピースを製造する際、低粘度の放射線硬化可能な樹脂組成物の安定化が重要なパラメータであることが明らかである。従って製造技術的な観点から、レーザ光線のできるだけ一定な侵入深さで、立体リトグラフィー樹脂組成物の臨界エネルギを使用に応じて設定できることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、医療製品特にイヤピースの製造ために立体リトグラフィー樹脂組成物を利用可能にし、この組成物が、機械的、毒物学的要求及び立体リトグラフィーによる急速製造に課される要求を満たすことである。
【０００９】
さてビフェノールＡ又はビフェノールＦに基きかつ１つ又は互いに異なる複数の単量体又は低重合体のジメタクリレートから成る樹脂混合物が、更に４より小さい反応性度及び１０Ｐａ ｓより小さい粘度を持つウレタンメタクリレート、３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、及び２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）を含み、立体リトグラフィーの技術のために使用でき、レーザによる硬化の際予備硬化されかつ高い生強度の点ですぐれている成形体を生じることがわかった。驚くべきことに、抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）により、放射線硬化可能な低粘度立体リトグラフィー樹脂組成物が製造可能であり、レーザ光線の侵入深さに対する臨界エネルギの比が広い範囲内で設定可能であることがわかった。硬化により得られる成形体は、良好な機械的特性のほかに、すぐれた生体適合性を持ち、弾性的であり、例えば研摩塗装のように後処理可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って本発明の対象は、
ａ）ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く５５〜９５重量％の単量体又は低重合体のジメタクリレート、
ｂ）４より小さい反応性度及び１５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０から０重量％のウレタンメタクリレート、
ｃ）５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１５重量％の単重量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜１５重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収を持つ０．５〜６重量％の１つの光開始剤又は複数の光開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．０００１〜２重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）
ｇ）０〜４０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加剤のような０〜５重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である、低粘度の放射線硬化可能な立体リトグラフィー樹脂である。
【００１１】
本発明による混合物は、好ましくは、
ａ）１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化された６０〜９０重量％のビスフェノール−Ａ−ジメタクリレート、又は１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化されたビスフェノール−Ａ−ジメタクリレートの混合物、
ｂ）４より小さい反応性度及び１０Ｐａ ｓのより小さい粘度を持つ５〜１７重量％の脂肪族又は脂環式ウレタンメタクリレート、
ｃ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ３〜１０重量％の単重体の脂肪族又は脂環式ジメクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１０重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収をもつ１〜４重量％の１つの光開始剤又は複数の開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．００５〜０．０５重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）、
ｇ）０〜２０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料、
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加剤のような０．０１〜３重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である。
【００１２】
成分ａ）の化合物として、例えばビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ａ−プロポキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ａ−プロポキシレート（４）ジメタクリレートのような（ｎ）アルコオキシ化ビスフェノールＡのジメタクリレート、及びビスフェノール−Ｆ−エトキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ｆ−エトキシレート（４）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ｆ−プロポキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ｆ−プロキシレート（４）ジメタクリレート及びこれらの混合物のような（ｎ）−アルコオキシ化ビスフェノールＦのジメタクリレートが適している。ビスフェノールＡに基く単量体又は低重合体のジメタクリレート、特にビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート及びビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレートが好んで使用される。ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレートより大きい割合のビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレートを持つビスフェノール−Ａ−に基くこれら両方のジメタクリレートの混合物が特に好ましい。
【００１３】
本発明による組成物において成分ｂ）として使用される４より小さい反応性度を持つウレタンメタクリレートは周知であり、例えば水酸基で終わるポリウレタンとメタクリル酸とを反応させて適当なウレタンメタクリレートにするか、又はイソシアネートで終わる初期重合体とヒドロキシメタクリレートとを反応させることによって、周知のように製造することができる。適当な方法は欧州特許第０５７９５０３号明細書から公知である。ウレタンメタクリレートは市販で得られ、例えばＰｉｃｃａｄｉｌｌｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社の登録商標ＰＣ−Ｃｕｒｒで、Ｓｔａｒｔｏｍｅｒ社の製品名ＣＮ１９６３で、またＲａｈｎ社の登録商標Ｇｅｎｏｍｅｒで販売されている。
【００１４】
ウレタンメタクリレートとして、好ましくは、４より小さい反応性度で脂肪族遊離体から製造されるもの、特にＨＥＭＡ及びＴＭＤＩから得られる異性体混合物７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオキソ−３，１４−ジアクサ−５，１２−ジアザヘキサデカン−１，１６−ジオール−ジメタクリレートが使用される。
【００１５】
成分ｃ）の化合物として、例えば１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，６ヘキサンジオールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート及びなるべく１，４−ブタンジオールジメタクリレートを使用することができる。このような製品は、市販で例えばＳｔａｒｔｏｍｅｒ社から得られる。
【００１６】
本発明による組成物において、成分ｄ）として例えば次の化合物を得ることができる。即ちアリルメタクリレート、メチル−、エチル−、ｎ−プロピル−、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ヘキシル−、２−エチルヘキシル−、ｎ−オクチル−、ｎ−デシル、ｎ−ドデシル、イソボルニル、イソデシル、ラウリル−、ステアリル−メタクリレート、２−ヒドロキシエチル−、２−及び３−ヒドロキシプロピル−メタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート及びシクロヘキシルメタクリレート。特にエチルメタクリレートが好ましい。
【００１７】
成分ｅ）として、光開始剤として、適当な照射の際遊離基を形成するすべての形式を使用することができる。公知の光開始剤は次のような化合物である。即ちベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル及びベンゾインアセテートのようなベンゾイン類、ベンゾインエーテルの化合物、アセトフェノン、２，２−ジメトキシアセトフェノン及び１，１−ジクロルアセトフェノンのようなアセトフェノン類、ベンジルジメチルケタール及びベンジルジエチルケタールのようなベンジルケタール、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−第３−ブチルアントラキノン、１−クロルアントラキノン及び２−アミルアントラキノンのようなアントラキノン類、例えば２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン酸化物（Ｌｕｇｉｒｉｎ ＴＰＯ）及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニル）−フォスフィン酸化物のようなトリフェニルフォスフィン、ベンゾイルフォスフィン酸化物類、ベンゾフェノン及び４，４′−ビス−（Ｎ，Ｎ′−ジメチルアミノ）−ベンゾフェノンのようなベンゾフェノン類、チオキサントン類及びキサントン類、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、キノオクザリン誘導体又は１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−０−ベンゾイルオキシム、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、フェニル−（１−ヒドロキンイソプロピル）−ケトン及び４−イソプロピルフェニル−（１−ヒドロキンイソプロピル）−ケトンのような１−アミノフェニルケトン類又は１−ヒドロキンフェニルケトン類、Ｎｄ：ＹＶ０４固体レーザと組合わせて使用される特に好ましい化合物は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィン酸化物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン酸化物、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びこれらの光開始剤の混合物である。
【００１８】
本発明による混合物では、抑制剤又は安定剤として２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）が使用される。組成物例１における２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）の濃度がレーザ光線の侵入深さ及び臨界エネルギに及ぼす影響が図１及び２に示されている。レーザ侵入深さ及び臨界エネルギは、Ｐ．Ｆ．Ｊａｃｏｂｓ ｕｎｄ Ｄ．Ｔ．Ｒｅｉｄ ｉｎ Ｒａｐｉｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ， Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｄｅａｒｂｏｒｎ，ＭＩ，１９９２，１ｓｔ．ｅｄ．， Ｓ．２６３−２８０に記載されているＷｉｎｄｏｗｐａｎｅ法により求められた。図からわかるように、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）の僅かな添加でも、レーザ光線の侵入深さにおいて臨界エネルギの著しい上昇を生じる。立体リトグラフィー樹脂の重要なパラメータＥｃ（臨界エネルギ、ｍＪ／ｃｍ２）及びＤｐ（レーザ侵入深さ、ｍｉｌｓ）へ抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン（遊離基）が及ぼすこの影響は、従来技術に相当する立体リトグラフィー樹脂に加えられる例えばハイドロキノン−モノメチルエーテルのような抑制剤の影響とは相違している。組成物例２においてＥｃ及びＤｐへ及ぼすハイドロキノン−モノメチルエーテルの影響が図３及び４に示されている。抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）の影響と比較して、立体リトグラフィー樹脂の臨界エネルギは、著しく小さい範囲において、著しく高い濃度のハイドロキノンモノメチルエーテルの濃度によってのみ調節可能である。更にレーザ侵入が深さに及ぼす抑制剤ハイドロキノンモノメチルエーテルの影響は、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）を使用する場合より大きい。これは、着色又は不透明立体リトグラフィー樹脂のパラメータを調節せねばならない時に特に不利である。なぜならば、色素又は染料の添加により、レーザ侵入深さが同様に低下されるからである。上記の説明によれば、こうして製造技術的な観点から成形体の構成時間の望ましくない延長が起こることがある。しかし医療技術の分野における立体リトグラフィー樹脂の場合、特にイヤピースを製造するための立体リトグラフィー樹脂の場合、着色又は不透明立体リトグラフィー樹脂組成物は特に重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
例１
７０．３−ｘ重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１４．４重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
９．２重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２ジアザ−ヘキサデカン−１ ．１６−ジオール−ジメタクリレート
４．６重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフ ィン酸化物
ｘ重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）は、ｘ＝０，０．００５；０．０１，０．０２及び０．０５重量％の濃度で使用された。
【００２０】
例２
７０．３−ｘ重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１４．４重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
９．２重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２ジアザ−ヘキサデカン−１ ，１６−ジオール−ジメタクリレート
４．６重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィ ン酸化物
ｘ重量％ ハイドロキノン−モノメチルエーテル
抑制剤ハイドロキノン−モノメチルエーテルは、ｘ＝０，０．１，０．２，０．４，０．６及び１重量％の濃度で使用された。
【００２１】
図１は、例１による樹脂組成物のレーザ侵入深さに及ぼす２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシの濃度の影響を示している。
【００２２】
図２は、例１の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼす２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシの濃度の影響を示している。
【００２３】
図３は、例２の樹脂組成物のレーザ侵入深さＤｐに及ぼすハイドロキノン−モノメチルエーテルの濃度の影響を示している。
【００２４】
図４は、例２の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼすハイドロキノン−モノメチルエーテルの濃度の影響を示している。
【００２５】
本発明による混合物には、必要な場合、周知の添加物例えば流展添加剤、紫外線安定剤、湿潤剤、充填材、染料及び色素を添加することができる。本発明の意味において特に適した染料は、例えばＢａｙｅｒ社からＭａｃｒｏｌｅｘの名称で販売されているようなアントラキノン染料調合剤である。
【００２６】
使用例
例３ 黄ばんだ不透明な立体リトグラフィー樹脂
６６．６９重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１５．６重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
１０重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２−ジアザ−ヘキサデカン− １，１６−ジオール−ジメタクリレート
５重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニールフォス フィン酸化物
０．８重量％ 発熱性珪酸
０．４重量％ 酸化鉄色素
０．０１重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
【００２７】
例４ 青色の透明な立体リトグラフィー樹脂
６９．０３５重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１５．６重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
１０重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２−ジアザ−ヘキサデカン− １，１６−ジオール−ジメタクリレート
３．８重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トワメチルベンゾイル）−フェニールフォス フィン酸化物
０．０３重量％ アントラキノン−染料−調合剤（Ｃ．Ｉ．溶剤青９７を含む）
０．０２５重量％ 紫外線安定剤
０．０１重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
【００２８】
例５ 赤の透明な立体リトグラフィー樹脂
６９．０５５重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１５．６重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
１０重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２−ジアザ−ヘキサデカン− １，１６−ジオール−ジメタクリレート
３．８重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニールフォス フィン酸化物
０．０２５重量％ 紫外線安定剤
０．０１重量％ アゾ染料赤Ｈ
０．０１重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
【００２９】
立体リトグラフィーの技術にとって重要な上記樹脂のパラメータが表１に示されている。すべての粘度測定は、２３℃においてＢｏｈｌｉｎ Ｍｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＣＶＯ１２０−Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒにより行われた。曲げ強度、弾性係数及び伸びの決定はＺｗｉｃｋ社のＺｗｉｃｋ１−ＴｅｓｔｍａｓｃｈｉｎｅによりＥＮＩＳＯ１７８（１９９６）に従って行われた。上記のＷｉｎｄｏｗｐａｎｅ法によりＥｃ及びＤｐの値を求めるため、１０個のＷｉｎｄｏｗｐａｎｅ試料体から平均値が求められた。試料体は、Ｎｄ：ＹＶＯ４固体レーザを備えたＶｉｐｅｒ ｓｉ２ ＳＬＡ装置により製造された、生素材は、Ｍｎｏｖａｔｉｏｎ Ｍｅｄｉｔｅｃｈ社のストロボスコープ露光装置ＳｏｎｏｌｕｘＰＲにより、４０００フラッシュによって後硬化された。
【００３０】
例３〜５の立体リトグラフィー樹脂組成物の完全に硬化された試料体により、更に組成物の細胞毒、刺激及びアレルギー化又は感作の可能についての調査が行われた。
【００３１】
刺激効果を測定するため、ＩＳＯ１０９９３−１０（２００２）、ＩＳＯ１０９９３−１２（２００２）及びＩＳＯ１７０２５（１９９９）に基いて、白いニュージーランド飼兎についてのテストが行われた。これらの兎に、検査液及び試料体のテスト抽出物が皮内注射された。テストの結果、上記の立体リトグラフィー組成物の刺激は無視できることがわかった。
【００３２】
試料体に対する哺乳動物細胞培養の生物学的反応を測定するための別のテスト系列において、ＩＳＯ１０９９３−５（１９９９）、ＩＳＯ１０９９３−１２（２００４）及びＩＳＯ１７０２５（１９９９）による溶出テストが行われた。Ｌ９２９哺乳動物細胞の生物学的反応性（０度）は見出されなかった。従って上記の材料は細胞毒がなく、ＩＳＯ１０９９３−５の規定を満足している。更に試料体のアレルギー化可能性及び感作特性が、ＩＳＯ１０９９３−１０（２００２）、ＩＳＯ１０９９３−１２（２００２）に基く検査系列により、Ｆ．Ｎ．Ｍａｒｚｕｌｌｉ ｕｎｄ Ｈ．Ｉ．Ｍａｉｂａｃｈ（ｅｄｓ．），５ｔｈｅｄ．，１９９６，Ｓｅｉｔｅｎ ４０３，４４０−４４１，Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｂ．Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ ｕｎｄ Ａ．Ｍ．Ｋｌｉｇｍａｎ，Ｊ．Ｉｎｖｅｓｔ．Ｄｅｒｍａｔｏｌ．５２：２６８−２７６（１９６９），Ｂ．Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ ｕｎｄ Ａ．Ｍ．Ｋｌｉｇｍａｎ，１９７０，Ａｌｌｅｒｇｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｄｅｒｍａｔｉｔｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｕｉｎｅａ ｐｉｇ．Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔａｃｔａｌｌｅｒｇｅｎｓ，Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ，ＩＬ．：Ｔｈｏｍａｓに従って評価された。上記の立体リトグラフィー組成物は生物学的反応を生じなかった（０％の感作）。Ｋｌｉｇｍａｎによる階級によれば、それは１度の反応なので、立体リトグラフィー組成物のアレルギー化の可能性は弱いものと格づけされる。Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ及びＫｌｉｇｍａｎによる１度の感作割合は著しいものとはみなされない。これらの結果から、本発明による立体リトグラフィー組成物が医療技術の分野において、特にイヤピースの製造のために使用可能なことが明らかになる。
【００３３】
表３には、医療技術的使用のために構想されているＶａｎｔｉｃｏ社の商業的に得られる不透明な立体リトグラフィー樹脂ＬＬＳ７１４１０の機械的及び化学的パラメータが示されている。この表から、本発明による組成物は、有利に著しく小さい粘度と高いＤｐ値を持っていることがわかる。更に開示されている組成物の機械的性質即ち曲げ強度及び弾性係数は、商業的に得られる製品の値より著しく上にある。その上Ｖａｎｔｉｃｏ社の材料は細胞毒なしとして格付けされるが、細胞毒性を決定するための実験系列において、１度に相当する軽微な生物学的反応を生じる。医療技術分野における使用を考慮して、本発明による組成物ではそうではない。
【００３４】
例３〜５の本発明によるすべての立体リトグラフィー組成物は、製造技術上の観点から、２２５０ｍＰａ ｓの理想的粘度及び生強度を持っている。イヤピースを製造するための従来の技術は、耳型の雌型へ注入される自己重合又は光硬化材料に基いている。イヤピースを製造するため従来の技術において使用される材料（例えばＤｒｅｖｅ Ｏｔｏｐｌａｓｔｉｋ ＧｍｂＨ社の登録商標名Ｆｏｔｏｐｌａｓｔ）と比較して、完全に硬化した成形体の機械的値即ち曲げ強度及び弾性係数は著しく高い。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】例１の樹脂組成物のレーザ侵入深さに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【図２】例１の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【図３】例２の樹脂組成物のレーザ侵入深さに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【図４】例２の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療技術製品の立体リトグラフィー製造のため特にイヤピースの製造のため、基を重合可能な少なくとも２つの化合物、及び適当な化合物の重合に適し少なくとも１つの光開始剤、及び立体リトグラフィー樹脂の安定化のために用いられる少なくとも１つの抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）に基く、低粘度の放射線硬化可能な組成物に関し、抑制剤は、立体リトグラフィー樹脂用技術において既に公知の他の抑制剤のほかに、このような組成物のための非常に有利な組成成分として適している。
【背景技術】
【０００２】
米国特許第４，５７５，３３０号明細書から、立体リトグラフィーにより三次元物体を製造するための低粘度の放射線硬化可能樹脂又は樹脂混合物を使用できることが公知である。
【０００３】
更に米国特許第５，４８７，０１２号明細書及び国際公開第ＷＯ０１／８７００１号から、イヤピースを製造するため立体リトグラフィーを有利に使用できることが公知である。立体リトグラフィー法では、組成物のそれぞれ１つの薄い層（約０．００２５〜０．０１ｍｍ）が化学線により所定のように予備硬化されて、形成される層がこの個所における物体の所望の断面形状を示す。同時に、形成される層が、前の段階で硬化された層に重合される。物体全体の構成は、例えばＮｄ：ＹＶ０４固体レーザ（米国３Ｄ Ｓｙｓｔｅｍ社の（Ｖｉｐｅｒ ｓｉ２ ＳＬＡ Ｓｙｓｔｅｍ）のようにコンピュータ制御されるレーザシステムによって行われる。製造される成形体は、場合によっては、例えば放射線硬化によって後硬化される。
【０００４】
立体リトグラフィープロセスにおいて使用可能な樹脂組成物には、特別な要求が課される。ここでは特に放射線感度、樹脂組成物の粘度、及びレーザ硬化により予備硬化される成形体の強度があげられる。完全には硬化されないこの成形体は立体リトグラフィーの技術では生素材と称され、弾性係数及び曲げ強度によって特徴づけられるこの素材の強度は生強度と称される。生強度は、立体リトグラフィーの慣習では重要なパラメータである。なぜならば、小さい生強度を持つ成形体は、立体リトグラフィープロセス中に、その自重で変形するか、又はキセノンアーク灯又はハロゲン灯による後硬化中に沈下又は曲がることがあるからである。従って上記の要求を考慮して、複雑に調合されかつ構成される組成物が使用される。
【０００５】
例えば Ｒｅｖ． Ｓｃｉ． Ｍｓｔｒｕｍ． ５２（１１），１１７０〜１１７３（１９８１）においてＨ．Ｋｏｄａｍａにより、低粘度の放射線硬化可能な樹脂組成物が開示され、この組成物は不飽和ポリエステル、アクリル酸エステル、スチロール及び重合開始剤から成っている。しかし立体リトグラフィー技術における使用に関して、この樹脂組成物は小さい生強度及び不充分な光感度しか持っていない。
【０００６】
同様に生産技術の視点からも不充分な光感度を、米国特許第４，１００，１４１号明細書に開示された樹脂組成物も持っている。小さい光感度は、成形体の製造のために長い時間が必要になることを意味している。従って立体リトグラフィー樹脂組成物の光感度を調節して、低粘度の放射線硬化可能な樹脂組成物へのレーザ光線の得られる侵入深さと消費される放射線エネルギとの関係から、小さい放射線エネルギによりできるだけ大きい硬化深さが、同時に高い重合度、良好な生強度、及び自己重合に対する樹脂組成物の充分な安定性で得られるようにせねばならない。上記の要求を一部満たす液状の放射線硬化可能な樹脂組成物は、例えば米国特許第５，４７６，７４８号明細書又は国際公開第ＷＯ９９／５０７１１号に記載されている。しかし「ハイブリッドシステム」と称されるこれらの組成物は、基及び陽イオンで重合可能な成分の組合わせを含んでいる。これらの組成物は、第１には、液状の２機能又は多機能エポキシ化合物の混合物から成り、第２には、陽イオン光開始剤又は複数の陽イオン光開始剤の混合物から成り、第３には、遊離基重合のための光開始剤又は複数の光開始剤の混合物と、２より大きい（メタクリレート）アクリレート反応性度を持つ低粘度のポリ（メタクリレート）アクリレート、ジアクリレート及び水酸基で終わるポリエーテル、ポリエステル及びポリウレタンの群から成るポリアルコール成分とから成っている。このような組成物が毒物学的な観点から危険と評価され、従って医薬品の製造には全く使用できないか又は限定されてのみ使用できることは、当業者に周知である。例えば陽イオン光開始剤が皮膚刺戟及びアレルギー反応の原因となることは周知である。このような組成物に使用されるエポキシ機能を持つ化合物についても、同じことが当てはまる。更にアクリレート化合物も同様に高いアレルギー可能性を持ち、従って欧州特許第０４２５４４１号、第０９１４２４２号及び第０５７９５０３号明細書に記載されているように、生体適合性の観点で例えばイヤピースの製造のために使用することができない。医療技術で使用するために、ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く単量体又は低重合体のジメタクリレート及び２以上の反応性度を持つウレタンメタクリレートがよいことがわかった。しかしアクリレート化合物の群と比較して、立体リトグラフィーの技術のために、メタクリレート化合物の群は一層小さい反応性を持っている。その結果レーザ光線の侵入深さ及び予備硬化される物体の生強度に関する欠点が生じる。この化合物クラスの小さい反応性のため、更に遊離基重合のための１つ又は複数の光開始剤のもつと高い濃度を使用することが必要である。これは、樹脂組成物の自己重合の安定化の減少の原因となる。更に立体リトグラフィーの技術において、小さい質量の多数の小部分の物体を製造する際、立体リトグラフィー樹脂組成物の高い機械的及び熱的負荷が存在し、立体リトグラフィー樹脂の自己重合又は樹脂組成物及びこれから形成される成形体の変化する性質の原因となることが周知である。これは、一方では、僅かな樹脂消費で、台板上に固定されて予備硬化される成形体を、比較的頻繁に立体リトグラフィー装置の構成空間から除去せねばならないことに帰因する。その結果構成空間における立体リトグラフィー樹脂の温度変動が生じる。他方では、イヤピースの製造の際、形成される成形体の比較的大きい表面積−体積比が生じる。遊離基重合の際、酸素侵入の結果成形体の表面に抑制層が残ることが周知である。不完全にしか重合開始又は重合完了しない樹脂は、試料体の表面の構成過程中に、立体リトグラフィー樹脂へ溶け込むことがある。
【０００７】
これらの点から、立体リトグラフィー技術によりイヤピースを製造する際、低粘度の放射線硬化可能な樹脂組成物の安定化が重要なパラメータであることが明らかである。従って製造技術的な観点から、レーザ光線のできるだけ一定な侵入深さで、立体リトグラフィー樹脂組成物の臨界エネルギを使用に応じて設定できることが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、医療製品特にイヤピースの製造ために立体リトグラフィー樹脂組成物を利用可能にし、この組成物が、機械的、毒物学的要求及び立体リトグラフィーによる急速製造に課される要求を満たすことである。
【０００９】
さてビフェノールＡ又はビフェノールＦに基きかつ１つ又は互いに異なる複数の単量体又は低重合体のジメタクリレートから成る樹脂混合物が、更に４より小さい反応性度及び１０Ｐａ ｓより小さい粘度を持つウレタンメタクリレート、３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、及び２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）を含み、立体リトグラフィーの技術のために使用でき、レーザによる硬化の際予備硬化されかつ高い生強度の点ですぐれている成形体を生じることがわかった。驚くべきことに、抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）により、放射線硬化可能な低粘度立体リトグラフィー樹脂組成物が製造可能であり、レーザ光線の侵入深さに対する臨界エネルギの比が広い範囲内で設定可能であることがわかった。硬化により得られる成形体は、良好な機械的特性のほかに、すぐれた生体適合性を持ち、弾性的であり、例えば研摩塗装のように後処理可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
従って本発明の対象は、
ａ）ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く５５〜９５重量％の単量体又は低重合体のジメタクリレート、
ｂ）４より小さい反応性度及び１５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０から０重量％のウレタンメタクリレート、
ｃ）５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１５重量％の単重量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜１５重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収を持つ０．５〜６重量％の１つの光開始剤又は複数の光開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．０００１〜２重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）
ｇ）０〜４０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加剤のような０〜５重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である、低粘度の放射線硬化可能な立体リトグラフィー樹脂である。
【００１１】
本発明による混合物は、好ましくは、
ａ）１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化された６０〜９０重量％のビスフェノール−Ａ−ジメタクリレート、又は１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化されたビスフェノール−Ａ−ジメタクリレートの混合物、
ｂ）４より小さい反応性度及び１０Ｐａ ｓのより小さい粘度を持つ５〜１７重量％の脂肪族又は脂環式ウレタンメタクリレート、
ｃ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ３〜１０重量％の単重体の脂肪族又は脂環式ジメクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１０重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収をもつ１〜４重量％の１つの光開始剤又は複数の開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．００５〜０．０５重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）、
ｇ）０〜２０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料、
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加剤のような０．０１〜３重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である。
【００１２】
成分ａ）の化合物として、例えばビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ａ−プロポキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ａ−プロポキシレート（４）ジメタクリレートのような（ｎ）アルコオキシ化ビスフェノールＡのジメタクリレート、及びビスフェノール−Ｆ−エトキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ｆ−エトキシレート（４）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ｆ−プロポキシレート（２）ジメタクリレート、ビスフェノール−Ｆ−プロキシレート（４）ジメタクリレート及びこれらの混合物のような（ｎ）−アルコオキシ化ビスフェノールＦのジメタクリレートが適している。ビスフェノールＡに基く単量体又は低重合体のジメタクリレート、特にビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート及びビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレートが好んで使用される。ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレートより大きい割合のビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレートを持つビスフェノール−Ａ−に基くこれら両方のジメタクリレートの混合物が特に好ましい。
【００１３】
本発明による組成物において成分ｂ）として使用される４より小さい反応性度を持つウレタンメタクリレートは周知であり、例えば水酸基で終わるポリウレタンとメタクリル酸とを反応させて適当なウレタンメタクリレートにするか、又はイソシアネートで終わる初期重合体とヒドロキシメタクリレートとを反応させることによって、周知のように製造することができる。適当な方法は欧州特許第０５７９５０３号明細書から公知である。ウレタンメタクリレートは市販で得られ、例えばＰｉｃｃａｄｉｌｌｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ社の登録商標ＰＣ−Ｃｕｒｒで、Ｓｔａｒｔｏｍｅｒ社の製品名ＣＮ１９６３で、またＲａｈｎ社の登録商標Ｇｅｎｏｍｅｒで販売されている。
【００１４】
ウレタンメタクリレートとして、好ましくは、４より小さい反応性度で脂肪族遊離体から製造されるもの、特にＨＥＭＡ及びＴＭＤＩから得られる異性体混合物７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオキソ−３，１４−ジアクサ−５，１２−ジアザヘキサデカン−１，１６−ジオール−ジメタクリレートが使用される。
【００１５】
成分ｃ）の化合物として、例えば１，３−ブタンジオールジメタクリレート、１，６ヘキサンジオールジメタクリレート、１，３−ブチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ネオペンチルジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート及びなるべく１，４−ブタンジオールジメタクリレートを使用することができる。このような製品は、市販で例えばＳｔａｒｔｏｍｅｒ社から得られる。
【００１６】
本発明による組成物において、成分ｄ）として例えば次の化合物を得ることができる。即ちアリルメタクリレート、メチル−、エチル−、ｎ−プロピル−、ｎ−ブチル、イソブチル、ｎ−ヘキシル−、２−エチルヘキシル−、ｎ−オクチル−、ｎ−デシル、ｎ−ドデシル、イソボルニル、イソデシル、ラウリル−、ステアリル−メタクリレート、２−ヒドロキシエチル−、２−及び３−ヒドロキシプロピル−メタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート及びシクロヘキシルメタクリレート。特にエチルメタクリレートが好ましい。
【００１７】
成分ｅ）として、光開始剤として、適当な照射の際遊離基を形成するすべての形式を使用することができる。公知の光開始剤は次のような化合物である。即ちベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインフェニルエーテル及びベンゾインアセテートのようなベンゾイン類、ベンゾインエーテルの化合物、アセトフェノン、２，２−ジメトキシアセトフェノン及び１，１−ジクロルアセトフェノンのようなアセトフェノン類、ベンジルジメチルケタール及びベンジルジエチルケタールのようなベンジルケタール、２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、２−第３−ブチルアントラキノン、１−クロルアントラキノン及び２−アミルアントラキノンのようなアントラキノン類、例えば２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン酸化物（Ｌｕｇｉｒｉｎ ＴＰＯ）及びビス（２，４，６−トリメチルベンゾイルフェニル）−フォスフィン酸化物のようなトリフェニルフォスフィン、ベンゾイルフォスフィン酸化物類、ベンゾフェノン及び４，４′−ビス−（Ｎ，Ｎ′−ジメチルアミノ）−ベンゾフェノンのようなベンゾフェノン類、チオキサントン類及びキサントン類、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、キノオクザリン誘導体又は１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−０−ベンゾイルオキシム、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、フェニル−（１−ヒドロキンイソプロピル）−ケトン及び４−イソプロピルフェニル−（１−ヒドロキンイソプロピル）−ケトンのような１−アミノフェニルケトン類又は１−ヒドロキンフェニルケトン類、Ｎｄ：ＹＶ０４固体レーザと組合わせて使用される特に好ましい化合物は、ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフィン酸化物、２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィン酸化物、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン及びこれらの光開始剤の混合物である。
【００１８】
本発明による混合物では、抑制剤又は安定剤として２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）が使用される。組成物例１における２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）の濃度がレーザ光線の侵入深さ及び臨界エネルギに及ぼす影響が図１及び２に示されている。レーザ侵入深さ及び臨界エネルギは、Ｐ．Ｆ．Ｊａｃｏｂｓ ｕｎｄ Ｄ．Ｔ．Ｒｅｉｄ ｉｎ Ｒａｐｉｄ Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ ＆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ， Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ，Ｄｅａｒｂｏｒｎ，ＭＩ，１９９２，１ｓｔ．ｅｄ．， Ｓ．２６３−２８０に記載されているＷｉｎｄｏｗｐａｎｅ法により求められた。図からわかるように、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）の僅かな添加でも、レーザ光線の侵入深さにおいて臨界エネルギの著しい上昇を生じる。立体リトグラフィー樹脂の重要なパラメータＥｃ（臨界エネルギ、ｍＪ／ｃｍ２）及びＤｐ（レーザ侵入深さ、ｍｉｌｓ）へ抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン（遊離基）が及ぼすこの影響は、従来技術に相当する立体リトグラフィー樹脂に加えられる例えばハイドロキノン−モノメチルエーテルのような抑制剤の影響とは相違している。組成物例２においてＥｃ及びＤｐへ及ぼすハイドロキノン−モノメチルエーテルの影響が図３及び４に示されている。抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）の影響と比較して、立体リトグラフィー樹脂の臨界エネルギは、著しく小さい範囲において、著しく高い濃度のハイドロキノンモノメチルエーテルの濃度によってのみ調節可能である。更にレーザ侵入が深さに及ぼす抑制剤ハイドロキノンモノメチルエーテルの影響は、２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）を使用する場合より大きい。これは、着色又は不透明立体リトグラフィー樹脂のパラメータを調節せねばならない時に特に不利である。なぜならば、色素又は染料の添加により、レーザ侵入深さが同様に低下されるからである。上記の説明によれば、こうして製造技術的な観点から成形体の構成時間の望ましくない延長が起こることがある。しかし医療技術の分野における立体リトグラフィー樹脂の場合、特にイヤピースを製造するための立体リトグラフィー樹脂の場合、着色又は不透明立体リトグラフィー樹脂組成物は特に重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
例１
７０．３−ｘ重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１４．４重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
９．２重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２ジアザ−ヘキサデカン−１ ．１６−ジオール−ジメタクリレート
４．６重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニルフォスフ ィン酸化物
ｘ重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）は、ｘ＝０，０．００５；０．０１，０．０２及び０．０５重量％の濃度で使用された。
【００２０】
例２
７０．３−ｘ重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１４．４重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
９．２重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２ジアザ−ヘキサデカン−１ ，１６−ジオール−ジメタクリレート
４．６重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）フェニルフォスフィ ン酸化物
ｘ重量％ ハイドロキノン−モノメチルエーテル
抑制剤ハイドロキノン−モノメチルエーテルは、ｘ＝０，０．１，０．２，０．４，０．６及び１重量％の濃度で使用された。
【００２１】
図１は、例１による樹脂組成物のレーザ侵入深さに及ぼす２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシの濃度の影響を示している。
【００２２】
図２は、例１の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼす２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシの濃度の影響を示している。
【００２３】
図３は、例２の樹脂組成物のレーザ侵入深さＤｐに及ぼすハイドロキノン−モノメチルエーテルの濃度の影響を示している。
【００２４】
図４は、例２の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼすハイドロキノン−モノメチルエーテルの濃度の影響を示している。
【００２５】
本発明による混合物には、必要な場合、周知の添加物例えば流展添加剤、紫外線安定剤、湿潤剤、充填材、染料及び色素を添加することができる。本発明の意味において特に適した染料は、例えばＢａｙｅｒ社からＭａｃｒｏｌｅｘの名称で販売されているようなアントラキノン染料調合剤である。
【００２６】
使用例
例３ 黄ばんだ不透明な立体リトグラフィー樹脂
６６．６９重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１５．６重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
１０重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２−ジアザ−ヘキサデカン− １，１６−ジオール−ジメタクリレート
５重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニールフォス フィン酸化物
０．８重量％ 発熱性珪酸
０．４重量％ 酸化鉄色素
０．０１重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
【００２７】
例４ 青色の透明な立体リトグラフィー樹脂
６９．０３５重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１５．６重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
１０重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２−ジアザ−ヘキサデカン− １，１６−ジオール−ジメタクリレート
３．８重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トワメチルベンゾイル）−フェニールフォス フィン酸化物
０．０３重量％ アントラキノン−染料−調合剤（Ｃ．Ｉ．溶剤青９７を含む）
０．０２５重量％ 紫外線安定剤
０．０１重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
【００２８】
例５ 赤の透明な立体リトグラフィー樹脂
６９．０５５重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（４）ジメタクリレート
１５．６重量％ ビスフェノール−Ａ−エトキシレート（２）ジメタクリレート
１０重量％ ７，７，９−（又は７，９，９−）トリメチル−４，１３−ジオ キソ−３，１４−ジオキサ−５，１２−ジアザ−ヘキサデカン− １，１６−ジオール−ジメタクリレート
３．８重量％ １，４−ブタンジオールジメタクリレート
１．５重量％ ビス（２，４，６−トリメチルベンゾイル）−フェニールフォス フィン酸化物
０．０２５重量％ 紫外線安定剤
０．０１重量％ アゾ染料赤Ｈ
０．０１重量％ ２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離 基）
【００２９】
立体リトグラフィーの技術にとって重要な上記樹脂のパラメータが表１に示されている。すべての粘度測定は、２３℃においてＢｏｈｌｉｎ Ｍｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社のＣＶＯ１２０−Ｒｈｅｏｍｅｔｅｒにより行われた。曲げ強度、弾性係数及び伸びの決定はＺｗｉｃｋ社のＺｗｉｃｋ１−ＴｅｓｔｍａｓｃｈｉｎｅによりＥＮＩＳＯ１７８（１９９６）に従って行われた。上記のＷｉｎｄｏｗｐａｎｅ法によりＥｃ及びＤｐの値を求めるため、１０個のＷｉｎｄｏｗｐａｎｅ試料体から平均値が求められた。試料体は、Ｎｄ：ＹＶＯ４固体レーザを備えたＶｉｐｅｒ ｓｉ２ ＳＬＡ装置により製造された、生素材は、Ｍｎｏｖａｔｉｏｎ Ｍｅｄｉｔｅｃｈ社のストロボスコープ露光装置ＳｏｎｏｌｕｘＰＲにより、４０００フラッシュによって後硬化された。
【００３０】
例３〜５の立体リトグラフィー樹脂組成物の完全に硬化された試料体により、更に組成物の細胞毒、刺激及びアレルギー化又は感作の可能についての調査が行われた。
【００３１】
刺激効果を測定するため、ＩＳＯ１０９９３−１０（２００２）、ＩＳＯ１０９９３−１２（２００２）及びＩＳＯ１７０２５（１９９９）に基いて、白いニュージーランド飼兎についてのテストが行われた。これらの兎に、検査液及び試料体のテスト抽出物が皮内注射された。テストの結果、上記の立体リトグラフィー組成物の刺激は無視できることがわかった。
【００３２】
試料体に対する哺乳動物細胞培養の生物学的反応を測定するための別のテスト系列において、ＩＳＯ１０９９３−５（１９９９）、ＩＳＯ１０９９３−１２（２００４）及びＩＳＯ１７０２５（１９９９）による溶出テストが行われた。Ｌ９２９哺乳動物細胞の生物学的反応性（０度）は見出されなかった。従って上記の材料は細胞毒がなく、ＩＳＯ１０９９３−５の規定を満足している。更に試料体のアレルギー化可能性及び感作特性が、ＩＳＯ１０９９３−１０（２００２）、ＩＳＯ１０９９３−１２（２００２）に基く検査系列により、Ｆ．Ｎ．Ｍａｒｚｕｌｌｉ ｕｎｄ Ｈ．Ｉ．Ｍａｉｂａｃｈ（ｅｄｓ．），５ｔｈｅｄ．，１９９６，Ｓｅｉｔｅｎ ４０３，４４０−４４１，Ｈｅｍｉｓｐｈｅｒｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，Ｂ．Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ ｕｎｄ Ａ．Ｍ．Ｋｌｉｇｍａｎ，Ｊ．Ｉｎｖｅｓｔ．Ｄｅｒｍａｔｏｌ．５２：２６８−２７６（１９６９），Ｂ．Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ ｕｎｄ Ａ．Ｍ．Ｋｌｉｇｍａｎ，１９７０，Ａｌｌｅｒｇｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ｄｅｒｍａｔｉｔｉｓ ｉｎ ｔｈｅ ｇｕｉｎｅａ ｐｉｇ．Ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｃｏｎｔａｃｔａｌｌｅｒｇｅｎｓ，Ｓｐｒｉｎｇｆｉｅｌｄ，ＩＬ．：Ｔｈｏｍａｓに従って評価された。上記の立体リトグラフィー組成物は生物学的反応を生じなかった（０％の感作）。Ｋｌｉｇｍａｎによる階級によれば、それは１度の反応なので、立体リトグラフィー組成物のアレルギー化の可能性は弱いものと格づけされる。Ｍａｇｎｕｓｓｏｎ及びＫｌｉｇｍａｎによる１度の感作割合は著しいものとはみなされない。これらの結果から、本発明による立体リトグラフィー組成物が医療技術の分野において、特にイヤピースの製造のために使用可能なことが明らかになる。
【００３３】
表３には、医療技術的使用のために構想されているＶａｎｔｉｃｏ社の商業的に得られる不透明な立体リトグラフィー樹脂ＬＬＳ７１４１０の機械的及び化学的パラメータが示されている。この表から、本発明による組成物は、有利に著しく小さい粘度と高いＤｐ値を持っていることがわかる。更に開示されている組成物の機械的性質即ち曲げ強度及び弾性係数は、商業的に得られる製品の値より著しく上にある。その上Ｖａｎｔｉｃｏ社の材料は細胞毒なしとして格付けされるが、細胞毒性を決定するための実験系列において、１度に相当する軽微な生物学的反応を生じる。医療技術分野における使用を考慮して、本発明による組成物ではそうではない。
【００３４】
例３〜５の本発明によるすべての立体リトグラフィー組成物は、製造技術上の観点から、２２５０ｍＰａ ｓの理想的粘度及び生強度を持っている。イヤピースを製造するための従来の技術は、耳型の雌型へ注入される自己重合又は光硬化材料に基いている。イヤピースを製造するため従来の技術において使用される材料（例えばＤｒｅｖｅ Ｏｔｏｐｌａｓｔｉｋ ＧｍｂＨ社の登録商標名Ｆｏｔｏｐｌａｓｔ）と比較して、完全に硬化した成形体の機械的値即ち曲げ強度及び弾性係数は著しく高い。
【００３５】
【００３６】
【００３７】
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】例１の樹脂組成物のレーザ侵入深さに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【図２】例１の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【図３】例２の樹脂組成物のレーザ侵入深さに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【図４】例２の樹脂組成物の臨界エネルギに及ぼす濃度の影響を示す線図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療技術において使用するため特にイヤピースを製造するため、特に立体リトグラフィー用の生体に適合する低粘度の放射線硬化可能な組成物であって、
ａ）ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く５５〜９５重量％の単量体又は低重合体のジメタクリレート、
ｂ）４より小さい反応性度及び１５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜０重量％のウレタンメタクリレート、
ｃ）５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１５重量％の単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜１５重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収を持つ０．５〜６重量％の１つの光開始剤又は複数の光開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．０００１〜２重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）、
ｇ）０〜４０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料、
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加剤のような０〜５重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である、
組成物。
【請求項２】
ａ）１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化された６０〜９０重量％のビスフェノール−Ａ−ジメタクリレート、又は１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化されたビスフェノール−Ａ−ジメタクリレートの混合物、
ｂ）４より小さい反応性度及び１０Ｐａ ｓのより小さい粘度を持つ５〜１７重量％の脂肪族又は脂環式ウレタンメタクリレート、
ｃ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ３〜１０重量％の単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１０重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収をもつ１〜４重量％の１つの光開始剤又は複数の開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．００５〜０．０５重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキン（遊離基）、
ｇ）０〜２０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料、
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加材のような０．０１〜３重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である、
請求項１に記載の混合物の組成物。
【請求項１】
医療技術において使用するため特にイヤピースを製造するため、特に立体リトグラフィー用の生体に適合する低粘度の放射線硬化可能な組成物であって、
ａ）ビスフェノールＡ又はビスフェノールＦに基く５５〜９５重量％の単量体又は低重合体のジメタクリレート、
ｂ）４より小さい反応性度及び１５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜０重量％のウレタンメタクリレート、
ｃ）５Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１５重量％の単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ０〜１５重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収を持つ０．５〜６重量％の１つの光開始剤又は複数の光開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．０００１〜２重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキシ（遊離基）、
ｇ）０〜４０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料、
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加剤のような０〜５重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である、
組成物。
【請求項２】
ａ）１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化された６０〜９０重量％のビスフェノール−Ａ−ジメタクリレート、又は１０より小さいエトキシ化度を持つｎ重にエトキシ化されたビスフェノール−Ａ−ジメタクリレートの混合物、
ｂ）４より小さい反応性度及び１０Ｐａ ｓのより小さい粘度を持つ５〜１７重量％の脂肪族又は脂環式ウレタンメタクリレート、
ｃ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ３〜１０重量％の単量体の脂肪族又は脂環式ジメタクリレート、
ｄ）３Ｐａ ｓより小さい粘度を持つ２〜１０重量％の単官能メタクリレート、
ｅ）使用されるレーザ光線の波長範囲にある吸収をもつ１〜４重量％の１つの光開始剤又は複数の開始剤の組合わせ、
ｆ）既知の抑制剤とも関連する０．００５〜０．０５重量％の抑制剤２，２，６，６−テトラメチルピペリジン−１−イロキン（遊離基）、
ｇ）０〜２０重量％の充填材、
ｈ）０〜５重量％の顔料、
ｉ）紫外線安定剤又は流展添加材のような０．０１〜３重量％の普通の添加剤を含み、
成分ａ）〜ｈ）の割合が全体で１００重量％である、
請求項１に記載の混合物の組成物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公表番号】特表２００７−５００７５９（Ｐ２００７−５００７５９Ａ）
【公表日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−５２０６５５（Ｐ２００６−５２０６５５）
【出願日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００４／００１２６２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００１５７０
【国際公開日】平成１７年１月６日（２００５．１．６）
【出願人】（５９７０８３３２３）ドレーベ−オートプラステイーク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング (2)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｒｅｖｅ−Ｏｔｏｐｌａｓｔｉｋ ＧｍｂＨ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成１９年１月１８日（２００７．１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＤＥ２００４／００１２６２
【国際公開番号】ＷＯ２００５／００１５７０
【国際公開日】平成１７年１月６日（２００５．１．６）
【出願人】（５９７０８３３２３）ドレーベ−オートプラステイーク・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング (2)
【氏名又は名称原語表記】Ｄｒｅｖｅ−Ｏｔｏｐｌａｓｔｉｋ ＧｍｂＨ
【Ｆターム（参考）】
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