(57)【要約】  光硬化性組成物およびそのような組成物の調製方法および使用。より具体的には、メンブレン表面などの表面上に局所的フィーチャーを形成するのに有用な光硬化性組成物。光硬化性組成物を使用してメンブレン表面に局所的フィーチャーを形成する方法。
2021519205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
メンブレン表面上に局所的フィーチャーを形成する方法であって、
メンブレン表面を提供する工程、
メンブレン表面上に硬化性組成物を受け入れるためのメンブレン表面を露出する開口部を有するステンシルまたはスクリーンを提供する工程、
１以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させて、局所的フィーチャーを形成し、開口部は、局所的フィーチャーのおおよその形状およびサイズを定義する工程、
ステンシルまたはスクリーンを除去し、メンブレン上の局所的フィーチャーをその場に残す工程、および
硬化性組成物を硬化する工程を含み、
ここで、堆積工程で堆積された硬化性組成物の単層は、約０．２〜約２のアスペクト比（高さ／幅）を有する方法。
【請求項２】
ステンシルまたはスクリーンを除去する工程が、硬化工程前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
硬化工程が、ステンシルまたはスクリーンを除去する工程前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
硬化工程が、
ａ）ステンシルまたはスクリーンを除去する工程前に行われる、硬化性組成物が部分的に硬化する予備硬化工程、および
ｂ）ステンシルまたはスクリーンを除去する工程後に行われる、硬化性組成物が完全に硬化する完全硬化工程
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
予備硬化工程が、局所的フィーチャーのないメンブレンの側面を光源に露光することを含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
アスペクト比（高さ／幅）が、約０．５０より大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
局所的アスペクト比（高さ／幅）が、約０．７０より大きい、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
局所的フィーチャーの高さが、約０．００５〜約０．０４インチである、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
硬化性組成物が、光源を使用して硬化される、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
光源が、紫外線または可視光を生成する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
光源が、電球または発光ダイオードである、請求項９に記載の方法。
【請求項１２】
局所的フィーチャーのパターンが、約０．５ｍ２／分以上の速度でメンブレン表面上に形成される、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
堆積工程が、２以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ステンシルの形成および除去後、局所的フィーチャーが実質的に鋭いエッジを有さない、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
メンブレン表面がフィルターメンブレン表面である、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
メンブレン表面上に局所的フィーチャーを形成する方法であって、
メンブレン表面を提供する工程；
メンブレン表面上に硬化性組成物を受け入れるためのメンブレン表面を露出する開口部を有するステンシルまたはスクリーンを提供する工程、
１以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させて、局所的フィーチャーを形成し、開口部は、局所的フィーチャーのおおよその形状およびサイズを定義する工程、および
ステンシルまたはスクリーンを除去し、メンブレン上の局所的フィーチャーをその場に残す工程を含み、
ここで、硬化性組成物のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）は約２〜約１５であり、硬化性組成物は、硬化前にメンブレン表面からステンシルを除去する際のそのフィーチャーのおおよそのサイズと形状を実質的に維持するのに十分な局所的フィーチャーアスペクト比（高さ／幅）を提供する方法。
【請求項１７】
局所的アスペクト比（高さ／幅）が、約０．２〜約２の間である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
局所的アスペクト比（高さ／幅）が、約０．５０より大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
局所的アスペクト比（高さ／幅）が、約０．７０よりも大きい、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
局所的フィーチャーの高さが、約０．００５〜約０．０４インチである、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
硬化性組成物が、光源を使用して硬化される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
光源が、紫外線または可視光を生成する、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
光源が、電球または発光ダイオードである、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
局所的フィーチャーのパターンが、約０．５ｍ２／分以上の速度でメンブレン表面上に形成される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２５】
堆積工程が、２以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させることを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２６】
ステンシルの形成および除去後、局所的フィーチャーが実質的に鋭いエッジを有さない、請求項１６に記載の方法。
【請求項２７】
メンブレン表面がフィルターメンブレン表面である、請求項１６に記載の方法。
【請求項２８】
ａ．（メタ）アクリレート、エポキシ、ポリイソブテン（ＰＩＢ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される骨格および光硬化部位を含む光硬化性成分、
ｂ．硬化システムおよび
ｃ．全硬化性組成物の約２重量％〜約５０重量％の量で存在するレオロジー修飾成分を含む光硬化性組成物であって、
ここで、光硬化性組成物は、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）を有する光硬化性組成物。
【請求項２９】
硬化成分が、紫外線硬化成分または可視光硬化成分を含む、請求項２８に記載の光硬化性組成物。
【請求項３０】
レオロジー修飾成分が、シリカ、ケイ酸塩、アルミナ、アスベスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、フッ化カルシウム、カーボンブラック、粘土、珪藻土、長石、強磁性体、フライアッシュ、ガラス繊維、石綿、ジュート繊維、カオリン、リグノセルロース、水酸化マグネシウム、雲母、微結晶セルロース、粉末金属、石英、スターチ、タルク、二酸化ケイ素、木粉、木質繊維、熱可塑性ポリマー、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項２８に記載の光硬化性組成物。
【請求項３１】
硬化後の光硬化性組成物が、約０．５〜約１３．５のｐＨ範囲、約２５℃〜約９０℃の温度の水溶液に６週間沈められた場合、約５％未満の重量損失が可能である、請求項２８に記載の光硬化性組成物。
【請求項３２】
光硬化性組成物が、完全硬化前に約０．２〜約２のアスペクト比（高さ／幅）を有する局所的表面フィーチャーを形成および維持することができる、請求項２８に記載の光硬化性組成物。
【請求項３３】
光硬化性成分が、ウレタン（メタ）アクリレートおよび（メタ）アクリレートからなる群から選択される材料を含む、請求項２８に記載の光硬化性組成物。
【請求項３４】
ａ．硬化性組成物スペーサーのパターンがその上に印刷された透水性メンブレンを含む逆浸透フィルターであって、硬化性組成物スペーサーが、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）である光硬化性組成物から形成され、
ここで、スペーサーが、約０．２〜約２の間のアスペクト比（高さ／幅）を有する１以上のスペーサー層をステンシル印刷またはスクリーン印刷することによって形成される逆浸透フィルター。
【請求項３５】
印刷された硬化性組成物スペーサーを有する濾過メンブレンを製造する方法であって、
第１の表面および反対側の第２の表面を有するメンブレンを提供する工程および
光硬化性組成物を第１および／または第２のメンブレン表面に堆積させて、定義された形状およびサイズを有するスペーサーフィーチャーを形成する工程を含み、
ここで、光硬化性組成物は、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）を有し、
光硬化性組成物のアスペクト比（高さ／幅）は、約０．２〜約２の間である方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光硬化性組成物およびその組成物の調製方法および使用に関する。より具体的には、本発明は、メンブレン表面などの表面上、特にメンブレンフィルターなどの浸透および逆浸透用途で使用されるメンブレン上に局所的フィーチャー（ｔｏｐｏｇｒａｐｈｉｃａｌ  ｆｅａｔｕｒｅ）、例えばスペーサーフィーチャーを形成するのに有用な光硬化性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
（関連技術の簡単な記載）
硬化性組成物は、いくつか例を挙げると、シーリング、接着剤、コーティングおよびポッティングの用途に広く用いられてきた。骨格と硬化性基の種類の選択は、一般に、特定の最終用途とそれが使用されることが意図されている環境を参照して選択される。  
種々の程度の不飽和基、ならびに他の官能性架橋する基を有するポリマーが用いられてきた。
【０００３】
濾過装置およびそのような装置で使用される浸透メンブレン上でのスペーサーフィーチャーの形成が知られている。メンブレン表面に印刷された硬化性組成物パターンの使用は、従来のメッシュ層の代替として機能し、水などの液体が流れ、スペーシング機能を提供することによって濾過メンブレンを離すことを可能にする。メンブレン上での硬化性組成物パターンの形成は、特にパターンが流れの妨害を少なくし、フィルターの破片の蓄積（一般にファウリングと呼ばれる）を少なくするため、メッシュ層に比べて明確な利点があると言われてきた。さらに、メンブレンの表面に直接配置されたスペーサーは、従来のメッシュスペーサーと比較した場合、高さが５０％減少する可能性がある。従来のメッシュの小さいスペーサーの高さは、要素全体の圧力降下だけでなく供給圧力も劇的に増加させるため、不可能であった。印刷されたスペーサーの高さが小さいため、供給圧力が大幅に低下することはない。印刷されたスペーサーの高さがより小さいことの利点は、より多くのメンブレンを要素に巻きこみ、スペーサーの高さが高い従来のメッシュと同じ特定の直径を生成できることである。たとえば、ある例では、印刷されたスペーサーにより、７つの追加のリーフを用いて、同じ直径８インチの要素内に従来の２８リーフではなく、合計３５リーフになる（すなわち、２５％多くなる）。他の場合には、直径４インチの要素に通常の７リーフではなく、合計１０リーフを追加することができる（すなわち、４０％多くなる）。
【０００４】
印刷された硬化性組成物パターン（すなわち本明細書では局所的フィーチャーと呼ばれる）を有するメンブレンを商業規模で製造することには多くの困難がある。局所的フィーチャーは、隣接する層から十分なスペースを提供し、最大の流体の流れを可能にするためのメンブレンの表面領域の最小の被覆とバランスをとるサイズおよび形状を有さなければならない。
【０００５】
さらに、多くの硬化性組成物は、これらの用途に必要な洗浄サイクルに耐えるための耐薬品性および耐熱性に関する要件を満たすことができない。さらに、硬化性組成物は、メンブレンへの高い結合強度を有し、同時に、圧延中にメンブレンを損傷するほど脆くなく、または使用中に圧力下で必要とされる指定された間隔を圧縮および失うほどに柔らかくて柔軟であってはならない。
【０００６】
ＵＶインクは、高アスペクト比と高速硬化が可能であるが、１回のパスで印刷できる高さによって制限される。一般に、これらの用途に必要な高さを構築するために、同じ領域に硬化性組成物の堆積を何度も繰り返す必要があり、これにより印刷速度と最終製品の製造が非常に遅くなる。標準の光硬化アクリル（ＬＣＡ）またはゲルＬＣＡでさえ、アスペクト比が低いため、特定の高さを達成するために必要な要件を満たすことができない。ジェット印刷が使用される場合（噴射）、硬化性組成物がメンブレンに当たったときの衝撃速度は、アスペクト比をさらに低下させる。噴射は、印刷速度を２倍にすることができるが、アスペクト比に大きな損失がある。
【０００７】
グラビア印刷を使用したポリオレフィン（ＰＯ）ホットメルト硬化性組成物は、印刷されたメンブレンの非常に速い生成速度を可能にするが、冷却により硬化速度が最も遅くなり、３０秒以上かかる場合があり、パターンを損傷しないように、より大きな蓄積スペースが必要となる。グラビア印刷に必要な高粘度で使用する場合、ＰＯホットメルトのアスペクト比は適切ではない。この方法では複数の印刷パスは、できないため、印刷高さは、１回の印刷パスで可能な最大印刷高さに制限される。したがって、アスペクト比は、制限された印刷高さによって制限される。さらに、ＰＯホットメルトプロセスは、この市場／アプリケーションでは非常に高価な、大きなメンブレン廃棄物を伴う糸引きと長い起動時間の傾向がある。したがって、この市場では、ＰＯホットメルトプロセスは、効率的なプロセスではない。
【０００８】
メンブレンなどの表面への局所的フィーチャーの高速印刷が可能になり、硬化性組成物は光硬化性であり、硬化性組成物の体積が、一度適用され、硬化性組成物をメンブレン表面に適用する際のテンプレートの除去の間も、その寸法を実質的に維持することを可能にするレオロジー特性を有する硬化性組成物、およびそのような組成物を使用する方法が必要である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記の必要性を満たす手段を提供する。本発明は、光硬化性組成物（すなわち、光硬化性組成物）ならびにそのような組成物の調製方法および使用を提供する。より具体的には、本発明は、メンブレン表面などの表面上に局所的フィーチャーを形成するのに有用な光硬化性組成物に関する。
【００１０】
本発明の一態様では、メンブレン表面上に局所的フィーチャーを形成する方法であって、
メンブレン表面を提供する工程、メンブレン表面上に硬化性組成物を受け入れるためのメンブレン表面を露出する開口部を有するステンシルまたはスクリーンを提供する工程、１以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させて、局所的フィーチャーを形成し、開口部は、局所的フィーチャーのおおよその形状およびサイズを定義する工程、ステンシルまたはスクリーンを除去し、メンブレン上の局所的フィーチャーをその場に残す工程および硬化性組成物を硬化する工程を含み、
ここで、堆積工程で堆積された硬化性組成物の単層は、約０．２〜約２のアスペクト比（高さ／幅）を有する局所的フィーチャーを生成する方法を提供する。
【００１１】
本発明の別の態様では、メンブレン表面上に局所的フィーチャーを形成する方法であって、メンブレン表面を提供する工程、メンブレン表面上に硬化性組成物を受け入れるためのメンブレン表面を露出する開口部を有するステンシルまたはスクリーンを提供する工程、１以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させて、局所的フィーチャーを形成し、開口部は、局所的フィーチャーのおおよその形状およびサイズを定義する工程、およびステンシルまたはスクリーンを除去し、メンブレン上の局所的フィーチャーをその場に残す工程を含み、
ここで、硬化性組成物のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１での粘度／１０ｓ−１での粘度）は約２〜約１５であり、硬化性組成物は、硬化前にメンブレン表面からステンシルを除去する際のそのフィーチャーのおおよそのサイズと形状を実質的に維持するのに十分な局所的フィーチャーのアスペクト比（高さ／幅）を提供する方法を提供する。
【００１２】
本発明のさらなる態様では、（メタ）アクリレート、エポキシ、ポリイソブテン（ＰＩＢ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）およびそれらの組み合わせからなる群から選択される骨格および光硬化部位を含む光硬化性成分、硬化システムおよび全硬化性組成物の約２重量％〜約５０重量％の量で存在するレオロジー修飾成分を含む光硬化性組成物であって、
ここで、硬化性組成物は、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）を有する光硬化性組成物を提供する。
【００１３】
本発明のさらに別の態様では、硬化性組成物スペーサーのパターンがその上に印刷された透水性メンブレンを含む逆浸透フィルターであって、硬化性組成物スペーサーが、１０ｓ−１で１０，０００〜５０００，０００センチポアズ（ｃＰ）の粘度、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１での粘度／１０ｓ−１での粘度）を有する光硬化性組成物から形成され、
ここで、スペーサーが、約０．２〜約２の間のアスペクト比（高さ／幅）を有する１以上のスペーサー層をステンシル印刷またはスクリーン印刷によって形成される逆浸透フィルターを提供する。
【００１４】
本発明のさらに別の態様では、印刷された硬化性組成物スペーサーを有する濾過メンブレンを製造する方法であって、第１の表面および反対側の第２の表面を有するメンブレンを提供する工程および光硬化性組成物を第１および／または第２のメンブレン表面に堆積させて、定義された形状およびサイズを有するスペーサーフィーチャーを形成する工程を含み、
ここで、光硬化性組成物は、１０ｓ−１で１０，０００〜５０００，０００センチポアズ（ｃＰ）の粘度、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１での粘度／１０ｓ−１での粘度）を有し、
光硬化性組成物のアスペクト比（高さ／幅）は、約０．２〜約２の間である方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、水の脱塩化または汽水のろ過のための局所的フィーチャーの典型的なパターンを示す。
【図２ａ】図２ａ、図２ｂは、所望のサイズおよび形状を有する局所的フィーチャー（三次元を示す）の形態の硬化性組成物の堆積のための開口部をメンブレン表面上に有するステンシルとメンブレン配置を示し、局所的フィーチャーは、他のメンブレン表面と層状にされたときにスペーシング機能を有するのに十分である。フィーチャーのアスペクト比（所望のスペーシング機能を提供）が示される。図２ａは、メンブレン表面に重ねられたステンシルを示す。
【図２ｂ】図２ｂは、ステンシルがメンブレンから除去されて局所的フィーチャーを残した後、ステンシルとメンブレンが互いに分離されたことを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
＜詳細な説明＞
本発明は、光硬化性組成物ならびにその組成物の調製方法および使用に関する。より具体的には、本発明は、メンブレン表面などの表面上に局所的フィーチャーを形成するのに有用な光硬化性組成物に関する。
【００１７】
本発明によるメンブレン表面上に局所的フィーチャーを形成する方法は、メンブレン表面を提供する工程、メンブレン表面上に硬化性組成物を受け入れるためのメンブレン表面を露出する開口部を有するステンシルまたはスクリーンを提供する工程、１以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させて、局所的フィーチャーを形成し、開口部は、局所的フィーチャーのおおよその形状およびサイズを定義する工程、ステンシルまたはスクリーンを除去し、メンブレン上の局所的フィーチャーをその場に残す工程および硬化性組成物を硬化する工程を含み、
ここで、堆積工程で堆積された硬化性組成物の単層は、約０．２〜約２のアスペクト比（高さ／幅）を有する局所的フィーチャーを生成する。
【００１８】
本発明によるメンブレン表面上に局所的フィーチャーを形成する別の方法は、メンブレン表面を提供する工程、メンブレン表面上に硬化性組成物を受け入れるためのメンブレン表面を露出する開口部を有するステンシルまたはスクリーンを提供する工程、１以上の硬化性組成物の層をステンシル開口部またはスクリーン開口部およびメンブレン表面に堆積させて、局所的フィーチャーを形成し、開口部は、局所的フィーチャーのおおよその形状およびサイズを定義する工程、およびステンシルまたはスクリーンを除去し、メンブレン上の局所的フィーチャーをその場に残す工程を含み、
ここで、硬化性組成物の粘度は、１０ｓ−１で１０，０００〜５０００，０００センチポアズ（ｃＰ）、チキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１での粘度／１０ｓ−１での粘度）は約２〜約１５であり、硬化性組成物は、硬化前にメンブレン表面からステンシルを除去する際のそのフィーチャーのおおよそのサイズと形状を実質的に維持するのに十分な局所的フィーチャーのアスペクト比（高さ／幅）を提供する。
【００１９】
本発明の方法は、当技術分野で知られている高速生産印刷方法を用いて行うことができる。好ましくは、本発明の方法は、ステンシル／スクリーンまたはグラビア印刷法による直接印刷を採用する。
【００２０】
図２ａに示すように、メンブレン（１０）は、メンブレンの表面の１つ（図示せず）上にステンシル（２０）が重なっている。ステンシルの開口部（３０）は、硬化性組成物で満たされ、局所的フィーチャー（４０）を形成する。図２ｂに示すように、ステンシル（２０）がメンブレン（１０）から除去されると、硬化性組成物から形成された局所的フィーチャー（４０）は、メンブレン表面（５０）に付着したままである。
【００２１】
本発明の方法によってメンブレン表面に形成された局所的フィーチャーは、それらをメンブレンの重ねられた層間の間隔を提供するのに適したものにする物理的特徴を有する。例えば、局所的フィーチャーは、これらの局所的フィーチャーを備えたメンブレンを使用する逆浸透メンブレン要素の操作、洗浄、および寿命を最適化するために、らせん状逆浸透濾過メンブレンの層間に適切な間隔を提供し得る。さらに、局所的フィーチャーは、通常、滑らかまたは平坦であり、操作中にメンブレンの接合層を損傷する可能性のある鋭いエッジがない。
【００２２】
局所的フィーチャーのアスペクト比は、０．５０より大きくても、約０．７０より大きくてもよい。アスペクト比の組み合わせをパターンで使用して、本発明の浸透装置のメンブレンまたは他の表面の層間に特定のスペーシング構成を提供することができる。本明細書で使用される場合、「アスペクト比」という用語は、局所的フィーチャーの幅に対する局所的フィーチャーの高さの比を意味する。
【００２３】
メンブレン上に一度形成された局所的フィーチャーの高さは、約０．００１〜約０．０５インチ、例えば、約０．０１〜約０．０４インチであり得る。局所的フィーチャーの高さは、局所的フィーチャーの基部（メンブレン表面または局所的フィーチャーとメンブレンの間の界面）から、メンブレン表面から垂直に最も遠い局所的フィーチャー上の点までの距離である。
【００２４】
局所的フィーチャーの幅は、メンブレン表面上の局所的フィーチャーフットプリントの最小寸法として定義され、フットプリントは、基板表面上の被覆領域または領域である。
【００２５】
局所的フィーチャーのパターンは、適切なメンブレン間隔を維持し、メンブレンの効率的な操作を確実にするのに十分なメンブレン表面を露出させるのに十分なサイズおよび形状を有し得る。特に、局所的フィーチャーによって覆われるメンブレンの総表面積（すなわち、個々の局所的フィーチャーのフットプリントの面積にメンブレン表面の単位面積あたりの局所的フィーチャーの数を掛けたもの）は、メンブレンの表面の約２０％以下である（すなわち、少なくとも約８０％のメンブレン表面は露出したままである）。局所的フィーチャーによって覆われるメンブレンの総表面積は、約１５％以下、例えば、約１０％以下、または約６％以下、または約５％以下、または約３％以下、または約２％以下、または約１％以下である。
【００２６】
局所的フィーチャーのパターンは、約０．５ｍ２／分以上の速度でメンブレン表面に形成され得る。局所的フィーチャーのパターンは、約１ｍ２／分以上の速度で、または約２ｍ２／分以上の速度でメンブレン表面上に形成され得る。
【００２７】
たとえば、ＵＶインクの１０〜２０の層をコートおよび硬化しなければならないのに対して、アスペクト比および全体的なメンブレン効率に悪影響を与えることなく硬化性組成物の単層を堆積するだけで所望の高さを達成できるため、局所的フィーチャーの印刷速度も最適化できる。さらに、この単層の堆積は、メンブレンの幅４０インチ全体にわたって同時に実行される。したがって、１枚のリーフを印刷する時間は、リーフの長さ（４０インチ）を下る直線移動速度である。したがって、複数のパスでＸ方向とＹ方向の両方に移動する必要はない。
【００２８】
本質的に、メンブレン上で硬化または予備硬化する前に、所望の高さを達成するために硬化性組成物の複数の層を堆積する必要はない。これにより、他の技術に比べて速度が大幅に向上する。例として、ＵＶインクはパスごとに最大０．００１インチの高さを堆積する。プロセスは、湿式印刷法では、その１０倍、すなわち、パスあたり最大０．０１０インチを堆積することができ、予備硬化法は、その４０倍、すなわち、パスあたり最大０．０４０インチを堆積することができる。このプロセスでは、局所的フィーチャーの設計に完全な柔軟性を持たせるために、１回のパスで最大高さ未満を堆積することもできる。
【００２９】
局所的フィーチャーが堆積される表面は、メンブレン表面が最も適切であるが、任意の表面を含み得る。  本明細書で使用される場合、「メンブレン」は、いくつかの物質の通過を可能にするが、他の物質の通過を防ぐ選択的障壁を意味する。メンブレンは、フィルターメンブレン、すなわち、水などの液体担体から物質を濾過するためのメンブレンであり得る。フィルターメンブレンには、逆浸透メンブレン、正浸透メンブレン、精密ろ過メンブレン、限外ろ過メンブレン、およびナノろ過メンブレンが含まれる。局所的フィーチャーは、メンブレンの活性表面、またはメンブレンの非活性表面、あるいはその両方に印刷され得る。フィルターメンブレンは、逆電気透析または圧力遅延浸透（例えば、塩分勾配発電または浸透圧発電）などによって、エネルギー生産に使用されるデバイスの組み立てに使用することができる。
【００３０】
硬化性組成物は、ステンシルまたはスクリーン開口部内および／またはステンシルまたはスクリーン開口部を通して堆積し、メンブレン表面上に堆積され得、硬化性組成物の単層を堆積することによって局所的フィーチャーを形成する。硬化性組成物は、ステンシルまたはスクリーン開口部内および／またはステンシルまたはスクリーン開口部を通して堆積し、メンブレン表面上に堆積されて、硬化性組成物の複数の層を堆積することによって局所的フィーチャーを形成し得る。局所的フィーチャーは、メンブレンの片面（供給側または透過側）または両面に堆積する。
【００３１】
ステンシルまたはスクリーンは、ステンシルを表面に適切にシールすることを可能にする任意の有用な材料から構築することができ、硬化性組成物がステンシルで覆われる表面の一部に流れ出るのを防ぎ、また表面に損傷を与えたり、堆積した硬化性組成物を乱したりすることなく表面からステンシルの除去もまた可能にする。ステンシルまたはスクリーンは、鋼、アルミニウム、ステンレス鋼、ポリマー被覆金属、セラミック被覆金属、金属布、複合材料などの金属、ポリエステルまたはフルオロポリマーなどのポリマー材料、またはポリマー布から構築することができる。ステンシル印刷方法では、パターンをカットした１枚の材料シートを使用する。ステンシルはフレームに取り付けられ、メッシュを使用してフレームに取り付けて、気密性、平坦性、および弾性を提供することもできる。メッシュは、任意の適切な材料、例えば、ステンレス鋼、ナイロン、プラスチック、炭素繊維などで構成することができる。ステンシルの厚さは、印刷されるフィーチャーの高さから、印刷中に特定の係数（通常は約２０％）だけ高さを減らす重力と物理特性の影響を差し引いたものになる。パターンと開口部のサイズ（開口部）によって、最大厚さのステンシルから解放される生成物の量も決まる。表面エネルギーが低く、表面が優れているステンシルは、ステンシルからの放出が高くなる。湿式印刷法は、ステンシルの厚さよりも約２０％低い高さに制限される。ただし、型としてステンシルを使用する予備硬化法では、生成物はステンシルの高さまで予備硬化される。したがって、硬化性組成物が完全に硬化されておらず、ステンシルの低表面エネルギーコーティングのために、フィーチャーがステンシルの開口部から解放され得る。硬化性組成物が完全に硬化した後、フィーチャーの高さはステンシルの高さと同じになる。
【００３２】
スクリーン印刷法は、ステンレス鋼メッシュまたはポリエステルまたはナイロンスクリーンを使用し、スクリーンまたはメッシュの一部を覆い、硬化性組成物が堆積されるパターンを露出させるためにエマルジョンが塗布される。印刷の厚さは、メッシュの厚さ、メッシュの開口領域、およびエマルジョンの蓄積の厚さに依存する。厚さは、スキージの圧力とデュロメーター、迎え角、速度、スナップオフ距離などのプリンター変数の影響も受ける。印刷材料の粘度は、用途のニーズに応じて低から高まで変化してもよい。
【００３３】
本発明のステンシルまたはスクリーンパターンの開口部（ｏｐｅｎｉｎｇ）または開口部（ａｐｅｒｔｕｒｅ）は、局所的フィーチャーに望ましい形状を生成するために必要な任意の形状または形状の組み合わせをとることができる。例えば、開口部は、円、楕円形、円弧、正方形、長方形、ひし形、五角形、六角形、星形、山形、または任意の組み合わせとして形作られ得る。このような開口部の形状は、開口部の形状に対応する断面を有し、本明細書に記載の高さおよびアスペクト比を有する３次元局所的フィーチャーを生成する。たとえば、円形の開口部は、円筒形の局所的フィーチャーを生成する。脱塩または汽水ろ過のフィーチャーパターンの局所的フィーチャーの例を図１に示す。ステンシルの深さは、局所的フィーチャーの高さを決定し、必要なアスペクト比に従って目的の高さに選択される。例えば、高さは、約０．００５〜約０．０４インチ、望ましくは約０．０１０〜約０．０２５インチ、より好ましくは約０．０１２〜約０．０１５インチであり得る。
【００３４】
局所的フィーチャーは、ステンシルの形成および除去後、鋭いエッジが実質的にない場合がある。例えば、ステンシルの開口部のエッジは、鋭利なエッジがなくてもよく、その結果、堆積された硬化性組成物は鋭いエッジを有さない。さらに、ステンシルまたはスクリーンが除去されると、硬化性組成物は局所的フィーチャーに鋭いエッジを引き起こすステンシルまたはスクリーンと一緒に引き上げられない。本質的に、硬化性組成物は、丸みを帯びたまたは平坦な表面を維持するのに十分に沈み込むが、硬化性組成物は、アスペクト比を失うのに十分な沈みこみはない。さらに、ステンシルコーティングは、ステンシルまたはスクリーンが除去されたときに硬化性組成物が引っ張られるのを回避するのに十分に低い表面エネルギーを有するように選択される。したがって、局所的フィーチャーは、通常、滑らかまたは平坦であり、操作中にメンブレンの接合層を損傷する可能性のある鋭いエッジがない。
【００３５】
硬化性組成物は、本明細書に記載されるチキソトロピー指数値およびアスペクト比を生成することができ、ならびに光硬化性であり、高速製造印刷方法での使用に適する。硬化性組成物は、本明細書に記載され、当技術分野で知られている高速生産印刷方法に適するようにする特性を有するべきである。例えば、硬化性組成物は、さまざまなメンブレンアプリケーション要件を満たすための速い硬化速度、望ましいレオロジー特性、優れた接着性、化学的／温度耐性、および柔軟性／耐久性を提供すべきである。
【００３６】
硬化性組成物は、効果的にバランスがとられている最適化されたレオロジーを有するべきであり、剪断をスクリーンまたはステンシルプリンターに流れるように薄くするが、スクリーンまたはステンシルを取り外した後のその３次元印刷寸法、例えば、高さ、幅、および深さを維持し、本明細書に記載のアスペクト比を提供する（したがってその全体的な形状を維持する）。本質的に、本発明の硬化性組成物は、硬化前に、その物理的構造を維持するのに十分なチキソトロピーを示さなければならず、流れたりたるんだりしてはならない。さらに、剪断力が加えられると（例えば、ステンシルまたはスクリーンへの堆積中）、硬化性組成物の粘度が低くなり、これは、硬化性組成物がステンシルまたはスクリーンの開口部を通って移動する／充填するのを助ける。本明細書で使用される場合、「チキソトロピー」は、応力（例えば、混合または振とう）が加えられると物質の粘性が低くなり、そのような応力がない場合（例えば、静的条件下）により粘性が高くなることを意味する。
【００３７】
一般に、硬化性組成物は、ステンシル開口部およびメンブレン表面に堆積することができ、一度堆積して静的になることができ、ステンシルの除去中および硬化中にその形状を維持することができなければならない。
【００３８】
硬化性組成物は、２〜約１２、好ましくは約５〜約１０、より好ましくは約６〜約８のチキソトロピー指数（ＴＩ）を有するべきである。ＴＩは、約２より大きい、約４より大きい、約６より大きい、約７より大きい、約８より大きい、約９より大きい、約１０より大きい、または約１１より大きい必要がある。本明細書で使用される場合、「チキソトロピー指数」は、１０秒−１の速度での硬化性組成物の粘度（センチポアズ）に対する１秒−１の速度での硬化性組成物の粘度（センチポアズ）の比（１ｓ−１での粘度／１０ｓ−１での粘度）を意味する。硬化性組成物は、１０秒−１の速度で約１０，０００〜約５００，０００の粘度（センチポアズ）を有するべきである。粘度は、既知の方法、例えば、コーンアンドプレートレオメーター、平行プレートレオメーター、またはブルックフィールド粘度計などの回転粘度計を使用して決定することができる。
【００３９】
硬化性組成物は、約５秒以下の硬化速度を有するべきである。硬化性組成物は、約４秒以下、約３秒以下、約２秒以下、約１秒以下の硬化速度を有するべきである。
【００４０】
硬化性組成物は、光硬化性または光硬化性組成物、すなわち、可視光または紫外線（ＵＶ）などの光を使用することによってなど、電磁スペクトルの放射線に曝されたときに硬化可能であり得る。したがって、硬化性組成物は、可視光またはＵＶ光を生成する電球またはＬＥＤなどの光源を使用して硬化させることができる。硬化性組成物は、局所的フィーチャーのないメンブレンの側面を光源、通常、可視光源に曝すことにより、少なくとも部分的に硬化される。
【００４１】
硬化性組成物は、ステンシルまたはスクリーンの除去の前または後に完全に硬化され得る。
【００４２】
硬化性組成物はまた、ステンシルを除去する前に、予備硬化され得る、すなわち、部分的に硬化され得る。ここで、この部分的な硬化は、局所的フィーチャーのないメンブレンの側面を可視光源にさらすことによって生成される。ステンシルまたはスクリーンを取り外した後、次に、硬化性組成物は、ＵＶまたは可視光源を使用して完全に硬化され得る。
【００４３】
この予備硬化法では、ステンシルまたはスクリーンを除去する前に硬化性組成物の粘度を増加させて、ステンシルの除去中に局所的フィーチャーの形状を維持するのを助ける。場合によっては、この予備硬化は、硬化性組成物をゲル化するか、または硬化性組成物を半固体状態に部分的に硬化させる。上で論じたように、ステンシルまたはスクリーンは、低い表面エネルギーを提供するコーティングされた金属から作られ、予備硬化中にメンブレンに作成される限られた接着を介してステンシルから硬化性組成物を開放することを可能にする。
【００４４】
この予備硬化法では、必要な高さに到達するため複数の層を堆積する必要がなく、１つのステップで必要な高さ（０．００５〜０．０４０インチ）を実現できるため、ウェット印刷よりもアスペクト比が大幅に向上する。
【００４５】
（メタ）アクリレート、エポキシ、ポリイソブテン（ＰＩＢ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、エチルビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリアミド（ＰＡ）およびそれらの組み合わせから選択される骨格、および光硬化部位含む光硬化性成分、硬化システム、総硬化性組成物の約２重量％〜約５０重量％の量で存在するレオロジー修飾成分を含む光硬化性組成物も提供される。硬化性組成物は、１０ｓ−１で約１０，０００〜約５００，０００センチポアズ（ｃＰ）の粘度、および約２〜約１５の間のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１での粘度／１０ｓ−１での粘度）を有するべきである。
【００４６】
光硬化性組成物のポリマー骨格を作製するために使用される材料には、以下が含まれるが、これらに限定されない。（メタ）アクリル酸、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、ｎ−ペンチル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘキシル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、ｎ−ヘプチ（メタ）アクリレート、ｎ−オクチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ノニル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート、ドデシル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、トリル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレート、２−メトキシエチル（メタ）アクリレート、３−メトキシブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、グリシジル（メタ）アクリレート、２−アミノエチル（メタ）アクリレート、γ−（メタクリロイルオキシプロピル）トリメトキシシラン、（メタ）アクリル酸−エチレンオキシド付加物、トリフルオロメチルメチル（メタ）アクリレート、２−トリフルオロメチルエチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロエチルエチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロエチル−２−パーフルオロブチルエチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロエチル（メタ）アクリレート、パーフルオロメチル（メタ）アクリレート、ジパーフルオロメチルメチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロメチル−２−パーフルオロエチルメチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロヘキシルエチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロデシルエチル（メタ）アクリレート、２−パーフルオロヘキサデシルエチル（メタ）アクリレートなどの（メタ）アクリレート、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、クロロスチレン、スチレンスルホン酸およびその塩などのスチレン系モノマー、パーフルオロエチレン、パーフルオロプロピレン、フッ化ビニリデンなどのフッ素含有ビニルモノマー、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランなどのシリコン含有ビニルモノマー、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル、フマル酸およびフマル酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル、マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミドなどのマレイミドモノマー、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのニトリル含有ビニルモノマー、アクリルアミド、メタクリルアミドなどのアミド含有ビニルモノマー、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、シンナミン酸ビニルなどのビニルエステル、エチレン、プロピレンなどのアルケン、ブタジエン、イソプレンなどの共役ジエン、塩化ビニル、��化ビニリデン、塩化アリル、アリルアルコール。これらのモノマーは、それぞれ単独で使用することができ、またはそれらの複数を共重合させることができる。
【００４７】
光硬化性組成物の骨格を作るまたは組み込むのに有用なエポキシの適切な例には、ビスフェノールＡエポキシ、ビスフェノールＦエポキシ、ノボラックエポキシ、脂肪族エポキシ、グリシジルアミンエポキシ、および脂環式エポキシが含まれるが、これらに限定されない。
【００４８】
光硬化性組成物の骨格を作るまたは組み込むのに有用なポリイソブテン（ＰＩＢ）の適切な例には、米国特許出願公開第２０１４／０２４３４４４Ａ１号に記載されているようなポリイソブチレンジアクリレートが含まれるが、これらに限定されない。
【００４９】
光硬化性組成物の骨格を作るまたは組み込むのに有用なポリウレタン（ＰＵ）の適切な例には、ポリエステルウレタンアクリレートおよびポリエーテルウレタンアクリレートが含まれるが、これらに限定されない。
【００５０】
光硬化性組成物の骨格を作るまたは組み込むのに有用なポリオレフィン（ＰＯ）の適切な例には、クラレによるＵＣ−１０２ＭおよびＵＣ−２０３Ｍ、米国特許第７，７８１，４９４号および６，７２０，３９５に記載のポリエチルアクリレートおよびポリブチルアクリートが含まれるが、これらに限定されない。
【００５１】
光硬化部分は、ポリマー主鎖に、望ましくは、必ずしもそうではないが、ポリマー主鎖の末端に結合し、化学線、例えば、ＬＥＤ、可視光またはＵＶ光に曝されたときに架橋反応を介して硬化する任意の化学部分または基であり得る。たとえば、ビニル基、（メタ）アクリレート、およびエポキシ基である。
【００５２】
光硬化性成分は、ウレタン（メタ）アクリレートおよび（メタ）アシレートから選択される材料を含む。
【００５３】
硬化システムは、少なくとも１つの硬化開始剤、および任意選択で、約３００〜１０００ｎｍの適切な範囲の放射線を吸収することができる増感化合物および／または電子供与体を含む。硬化開始剤（または光開始剤）は、ＵＶ開始剤、可視開始剤、またはＵＶと可視開始剤の組み合わせであり得る。
【００５４】
種々のＵＶ開始剤を使用することができる。ＵＶ開始剤は、一般に、約２００〜約４００ｎｍの範囲で、特に、約２００ｎｍ〜約３９０ｎｍの可視部分に隣接するスペクトルの部分で有効である。
【００５５】
本発明において有用である、（メタ）アクリル官能化硬化性成分の硬化を開始および誘導するためにＵＶ放射に応答する開始剤には、ベンゾフェノンおよび置換ベンゾフェノン、アセトフェノンおよび置換アセトフェノン、ベンゾインおよびそのアルキルエステル、キサントンおよび置換キサントン、ホスフィンオキシド、ジエトキシ−アセトフェノン、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、ジエトキシキサントン、クロロ−チオ−キサントン、Ｎ−メチルジエタノールアミン−ベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オン、２−ベンジル−２−（ジメチルアミノ）−１−［４−（４−モルホリニル）フェニル］−１−ブタノンおよびそれらの混合物が含まれるが、これらに限定されない。
【００５６】
そのようなＵＶ開始剤の例には、「ＩＲＧＡＣＵＲＥ」および「ＤＡＲＯＣＵＲ」の商品名でＩＧＭ  Ｒｅｓｉｎｓから市販されている開始剤、具体的には「ＩＲＧＡＣＵＲＥ」１８４（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン）、９０７（２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノプロパン−１−オン）、３６９（２−ベンジル−２−Ｎ、Ｎ−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）−１−ブタノン）、５００（１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトンとベンゾフェノンの組み合わせ）、６５１（２、２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン）、１７００（ビス（２、６−ジメトキシベンゾイル−２、４、４−トリメチルペンチル）ホスフィンオキシドと２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンの組み合わせ）、および８１９［ビス（２、４、６−トリメチルベンゾイル）フェニルホスフィンオキシド］、および「ＤＡＲＯＣＵＲ」１１７３（２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−１−プロパン）および４２６５（２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニル−ホスフィンオキシドと２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニル−プロパン−１−オンの組み合わせ）、および２，４，６−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド（ＢＡＳＦ  Ｃｏｒｐ．からＬＵＣＩＲＩＮＴＰＯとして市販されている）が含まれるがこれらに限定されない。もちろん、これらの材料の組み合わせも本明細書で使用することができる。もちろん、本明細書でＵＶ光開始剤として分類されるこれらの光開始剤のいくつかは、可視範囲へのテーリング吸収を有し、したがって、ＵＶと可視光硬化開始剤との間の線にまたがることが理解されるが、それにもかかわらず、本明細書には本発明の一部として含まれる。
【００５７】
可視光に応答して硬化を開始および誘導する、用いるのに適した開始剤には、カンファーキノンペルオキシエステル開始剤、９−フルオレンカルボン酸ペルオキシエステル、可視光［青］光開始剤、ｄｌ−カンファーキノン、「ＩＲＧＡＣＵＲＥ」７８４ＤＣ（置換チタノセンに基づく光開始剤）、およびそれらの組み合わせが含まれるがこれらに限定されない。
【００５８】
他の適切な光開始剤システムには、以下の特許または刊行物のそれぞれに開示されているものが含まれ、これらのそれぞれは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。Ｔａｍｏｔｏらの米国特許第４，５０５，７９３号は、参照により本明細書に組み込まれるが、３−ケト置換クマリン化合物と活性ハロゲン化合物との組み合わせを含む光重合開始剤を開示する。いくつかの例示的な化合物が開示されている。そのような光重合開始剤は、約１８０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲の波長を有する光への曝露によって硬化する。Ｎａｇａｓｈｉｍａらの米国特許第４，２５８，１２３号は、本明細書に参照により組み込まれ、化学線を照射するとフリーラジカルを生成する開始剤成分を含む感光性樹脂組成物を開示している。このような成分には、本明細書でより完全に記載されているように、さまざまなトリアジン化合物が含まれる。
【００５９】
エポキシ硬化用のカチオン性光開始剤には、ジアリールヨードニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、およびフェナシルスルホニウム塩が含まれる。市販のカチオン性光開始剤には、Ｏｍｎｉｃａｔ  ４３２（トリアリールスルホニウムヘキサフルオロホスフェート塩）、Ｏｍｎｉｃａｔ  ４４０（４、４’−ジメチル−ジフェニルヨードニウヘキサフルオロホスフェート）、およびＯｍｎｉｃａｔ  ５５０（１０−ビフェニル−４−イル−２−イソプロピル−９−オキソ−９Ｈ−チオキサンテン−１０−イウムヘキサフルオロホスフェート）が含まれる。
【００６０】
追加の有用な成分は、欧州特許公開第ＥＰ０３６９６４５Ａｌに見出すことができ、これは、トリハロメチル置換−ｓ−トリアジン、約３００〜１０００ｎｍの範囲の放射線を吸収することができる増感化合物および電子供与体を含む３パート光開始剤システムを開示している。以下を含む例示的な増感化合物が開示されている。ケトン、クマリン染料、キサンテン染料、３Ｈ−キサンテン−３−オン染料、アクリジン染料、チアゾール染料、チアジン染料、オキサジン染料、アジン染料、アミノケトン染料、メタンおよびポリメチン染料、ポルフィリン、芳香族多環式炭化水素、ｐ−置換アミノスチリルケトン化合物、アミノトリアリールメタン、メロシアニン、スクアリリウム染料；およびピリジニウム染料を含む例示的なドナーも開示される。アミン、アミド、エーテル、尿素、フェロセン、スルフィン酸とその塩、フェロシアン化物の塩、アスコルビン酸とその塩、ジチオカルバミン酸およびその塩、キサントゲン酸塩、エチレンジアミン四酢酸の塩、およびテトラフェニルボロン酸の塩を含む例示的なドナーもまた開示される。このような開始剤は、ＵＶ光と可視光の両方に反応する。
【００６１】
追加の有用な構成要素は、欧州特許公開第ＥＰ０５６３９２５Ａｌに見出すことができ、約２５０〜１０００ｎｍの範囲の放射線を吸収することができる増感化合物および２−アリール−４，６−ビス（トリクロロメチル）−１，３，５−トリアジンを含む光重合開始剤を開示する。開示される例示的な増感化合物には、シアニン染料、メロシアニン染料、クマリン染料、ケトクマリン染料、（チオ）キサンテン染料、アクリジン染料、チアゾール染料、チアジン染料、オキサジン染料、アジン染料、アミノケトン染料、スクアリリウム染料、ピリジニウム染料、（チア）ピリリウム染料、ポルフィリン染料、トリアリールメタン染料、（ポリ）メタン染料、アミノスチリル化合物および芳香族多環式炭化水素が含まれる。これらの光重合開始剤は、ＵＶおよび可視光に反応する。
【００６２】
Ｎｅｃｋｅｒｓらの米国特許第５，３９５，８６２号は、参照により本明細書に組み込まれ、可視光に反応するフルオロン光開始剤を開示する。そのようなフルオロン開始剤システムはまた、励起されたフルオロン種から電子を受け入れることができる共開始剤を含む。オニウム塩、ニトロハロメタンおよびジアゾスルホンを含む例示的な共開始剤が開示される。Ｎｅｃｋｅｒｓらの米国特許第５，４５１，３４３号は、参照により本明細書に組み込まれ、３５０ｎｍを超える波長の光を吸収する開始剤としてのフルオロンおよびピロニン−γ誘導体を開示する。Ｐａｌａｚｚｏｔｔｏらの米国特許第５，５４５，６７６号は、参照により本明細書に組み込まれ、ＵＶまたは可視光下で硬化する３パート光開始剤システムを開示する。３パートシステムは、アリールヨードニウム（ａｒｙｌｉｄｏｎｉｕｍ）塩、増感化合物と電子供与体を含む。例示的なヨードニウム塩には、ジフェニルヨードニウム塩が含まれる。３パートシステムで使用するための例示的な増感剤および電子供与体も開示される。さらに、増感剤は約３００〜１０００ｎｍの範囲の光を吸収することができる。
【００６３】
上記の開始剤は、説明のみを目的とし、本発明で使用することができる開始剤を限定するものでない。
【００６４】
開始剤は、全組成物の約０．１重量％〜約１０重量％の量で使用することができる。より望ましくは、開始剤は、全組成物の０．５重量％〜約５重量％の量で存在する。
【００６５】
本明細書で使用される場合、「レオロジー修飾成分」は、レオロジー特性、例えば、硬化性組成物の粘度またはフローを変化させる組成物または化合物を意味する。適切なレオロジー修飾成分には、有機および無機のものが含まれる。無機物には、シリカ、ケイ酸塩、アルミナ、アスベスト、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、フッ化カルシウム、カーボンブラック、粘土、珪藻土、長石、強磁性体、フライアッシュ、ガラス繊維、石綿、ジュート繊維、カオリン、リグノセルロース（ｌｉｎｇｎｏｃｅｌｌｕｒｏｓｉｃ）、水酸化マグネシウム、雲母、微結晶性セルロース、粉末金属、石英、スターチ、タルク、二酸化チタン、木粉、木質繊維、およびそれらの組み合わせが含まれる。有機レオロジー修飾剤には、ポリ酢酸ビニル、ポリオレフィン、ナイロン繊維などの熱可塑性ポリマーが含まれる。本発明の一態様では、レオロジー修飾成分は、硬化性組成物の総重量に基づいて、約２重量％〜約８０重量％の量で存在する。本発明の別の態様では、レオロジー修飾成分は、硬化性組成物の総重量に基づいて、約４重量％〜約５０重量％の量で存在する。本発明の他の態様では、レオロジー修飾成分は、硬化性組成物の総重量に基づいて約５％、または約１０％、または約１５％、または約２０％または約２５％、または約３０％、または約３５％、または約４５％、または約５５％、または約６０％、または約６５％、または約７５重量％の量で存在する。
【００６６】
安定剤、阻害剤、脱酸素剤、充填剤、染料、着色剤、顔料、接着促進剤、可塑剤、強化剤（ｔｏｕｇｈｅｎｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、強化剤（ｒｅｉｎｆｏｒｃｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）、蛍光剤、湿潤剤、酸化防止剤およびそれらの組み合わせなどの任意の添加剤もまた、本発明の組成物に含むことができるが、これらに限定されない。
【００６７】
硬化性組成物は、硬化すると、約０．５〜約１３．５のｐＨ範囲の約２５℃〜約９０℃の温度の水溶液に６週間、沈められた場合、約５％未満の重量の損失であるべきである。
【００６８】
硬化性組成物は、硬化前に約０．５を超えるアスペクト比（高さ／幅）を有する局所的表面フィーチャーを形成および維持することができなければならない。
【００６９】
硬化性組成物スペーサーのパターンが印刷された透水性メンブレンを含む逆浸透フィルターも提供され、硬化性組成物スペーサーは、１０ｓ−１で１０，０００〜５００，０００センチポアズ（ｃＰ）の粘度および約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）を有する光硬化性組成物から形成され、スペーサーは、約０．２〜約２の間であるアスペクト比（高さ／幅）を有する１以上のスペーサー層をステンシル印刷またはスクリーン印刷することによって形成される。
【００７０】
印刷された硬化性組成物スペーサーを有する濾過メンブレンを製造する方法であって、
第１の表面および反対側の第２の表面を有するメンブレンを提供する工程および
光硬化性組成物を第１および／または第２のメンブレン表面に堆積させて、定義された形状およびサイズを有するスペーサーフィーチャーを形成する工程を含み、
ここで、光硬化性組成物は、１０ｓ−１で１０，０００〜５００，０００センチポアズ（ｃＰ）の粘度、約２〜約１５のチキソトロピー指数（ＴＩ）（１ｓ−１でのｃｐ／１０ｓ−１でのｃｐ）を有し、
光硬化性組成物のアスペクト比（高さ／幅）は、約０．２〜約２の間である製造方法が提供される。
【実施例】
【００７１】
例１−ＵＶ／可視光硬化性組成物
表１は、９つのＵＶ／可視光硬化性アクリレート組成物の成分を示す。組成物１〜３は、レオロジー修飾成分として異なる量のヒュームドシリカを有する。組成物４〜５は、レオロジー修飾成分としてシリカおよびケイ酸塩を有する。組成物６は、レオロジー修飾成分として沈降シリカを有する。組成物７、８および９は、シリカに加えて、レオロジー修飾成分として、それぞれ炭酸カルシウム、アルミナおよび微粉化ポリプロピレン粉末を有する。
【００７２】
【表１】
2021519205.tif 000003
【００７３】
例２−ＵＶ／可視光硬化性組成物のレオロジー
表２は、例１の９つの組成物のレオロジー特性（粘度およびチキソトロピー指数（ＴＩ））をまとめたものである。粘度は、コーンアンドプレートレオメーター（Ａｎｔｏｎ  Ｐａａｒ）を使用して、１ｓ−１および１０−１のせん断速度で測定した。チキソトロピー指数（ＴＩ）は、１ｓ−１および１０−１での粘度の比として算出した。
【００７４】
【表２】
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【００７５】
例３−ＵＶ／可視光硬化組成物の耐薬品性
表３は、表１に示されるいくつかのＵＶ／可視光硬化性組成物の耐薬品性試験の結果（重量変化パーセントとして）を要約する。光硬化性組成物を、厚さ１ｍｍのスペーサーを備えた２枚のプラスチックシートの間に置き、１００ｍｗ／ｃｍ２のＵＶＡ光強度を有するＵＶチャンバー内で３０秒間光硬化させた。硬化したシートを長さ２０ｍｍ、幅１０ｍｍの長方形の試験片に切断した。次に、試験片をｐＨ１．５の塩酸溶液またはｐＨ１２．５の水酸化ナトリウム溶液に５０℃で２週間浸漬した。
【００７６】
浸漬後、試験片を蒸留水でリンスし、５０℃で４時間乾燥させた。重量変化（％）は、浸漬前後の試験片の重量パーセント差によって算出した。比較のために、市販の光硬化接着剤（Ｌｏｃｔｉｔｅ  ＬＴ  ＡＡ３９７９）もテストした。
【００７７】
【表３】
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【００７８】
使用したフィラーの中で、ＡｅｒｏｓｉｌＲ２０２とケイ酸ジルコニウムは、ｐＨ１．５と１２．５の両方の溶液に２週間浸漬した後、重量損失が３％未満であった。か焼アルミナまたはアルミニウムシリケートを含む配合の重量変化は４％未満であった。しかし、沈降シリカを使用した配合では、ｐＨ１２．５溶液での耐薬品性が非常に低くなった。炭酸カルシウムを含む処方は、ｐＨ１．５と１２．５の両方の溶液で耐薬品性が低かった。ＬｏｃｔｉｔｅＡ３９７９は、配合に使用されているアクリレート樹脂のため、ｐＨ１．５と１２．５の両方の溶液で最も悪い耐薬品性を示した。
【００７９】
比較例１−種々の既存の接着剤とディスペンス方法の比較  
最適化されたレオロジーは、メンブレンの表面積を最適化するための所望のアスペクト比を有するとともに、硬化性組成物の印刷適性のために必要である。さらに、硬化速度も製造方法の重要な要素である。表４は、異なる製品を使用した既存の調剤方法の比較である。この表には、製品のいくつかのカテゴリ、それらの粘度、使用されるディスペンス方法、および目標フィーチャーの高さ、フィーチャーの幅、およびアスペクト比が記載されている。対応するディスペンス方法を使用した単一のディスペンス材料の硬化時間、および目標フィーチャーを有する１分あたりの生成面積（ｍ２）も表４に示される。少なくとも１分あたり２ｍ２の目標処理速度で目標幅は０．０２０インチだった。
【００８０】
インクジェット印刷には、一般的に低粘度のＵＶインクが使用される。毎回非常に薄い層を印刷するため、フィーチャーの高さを生成するのに長い時間がかかる。より高い粘度の液体またはゲル光硬化性アクリレート（ＬＣＡ）を使用したジェットバルブディスペンシングには、低速の同様の問題を有する。ポリオレフィン（ＰＯ）などのホットメルト材料は、製造速度は速いが、高いアスペクト比を実現するのは困難である。
【００８１】
表４に示すように、ＵＶインクとゲルＬＣＡは良好なアスペクト比を達成し、ＰＯホットメルトは適切なアスペクト比を達成し、液体ＬＣＡは許容できないアスペクト比を達成する。ＵＶインク、ゲルＬＣＡ、および液体ＬＣＡの硬化時間は良好であり、ＰＯホットメルトの硬化時間は許容できない。ＵＶインク、ゲルＬＣＡ、および液体ＬＣＡの１分あたりの生産量（面積ｍ２）は許容できないものであり、ＰＯホットメルトの１分あたりの生産量（面積ｍ２）は良好である。したがって、これらの既存の方法のいずれも、許容できる全体的な結果を達成しなかった。
【００８２】
【表４】
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【００８３】
例４−ＵＶ／可視光硬化組成物のステンシル印刷適性
表５は、表１のＵＶ／可視光硬化組成物のステンシル印刷適性測定の結果を示す。ステンシル印刷には、各材料は、開口サイズ０．１５インチｘ０．０２インチ、厚さ０．０１インチのＮａｎｏｃｌｅａｒ（Ａｃｕｌｏｎ）コーティング鋼ステンシルに適用した。ポリウレタンＤｕｒｏｍｅｔｅｒ７０スキージを使用して、材料を手動でメンブレンに印刷した。メンブレンに印刷されたパターンは、ＵＶＡライト強度１００ｍｗ／ｃｍ２を有するＵＶチャンバーに移し、１０秒間硬化するか、強度９０ｍｗ／ｃｍ２の４０５ｎｍＬＥＤライトを使用して３秒間硬化した。初期の印刷適性は、印刷およびステンシルを持ち上げた後のステンシル開口部から分離された硬化性組成物の清浄度、印刷されたパターン表面の滑らかさ、および形状が落ち込んだかどうかについて評価した。
【００８４】
【表５】
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【００８５】
例５−湿式印刷によるＵＶ／可視光硬化組成物のステンシル印刷パターン
【００８６】
比較的優れた耐薬品性とステンシル印刷適性を有する表１の硬化性組成物５および９をさらなる研究に使用した。湿式印刷とは、従来のステンシル印刷を採用したことを意味し、硬化性組成物を基材に印刷し、ステンシルを持ち上げてから、硬化性組成物を硬化させた。
【００８７】
硬化性組成物は、コーティングされたステンレス鋼（ＳＳ）ステンシルまたはプラスチックステンシルを備えたセミオートプリンターを使用してメンブレンに印刷した。ステンシルの開口部は、幅０．０２インチ、長さ０．０１５インチであった。コーティングされたステンレスステンシルの厚さは、それぞれ０．０１２インチ、０．０１７インチ、０．０２２インチだった。プラスチックステンシルの厚さは、０．０１インチだった。コーティングされたステンレスステンシルを使用した組成物５およびプラスチックステンシルを使用した組成物６の印刷された寸法を表６（湿式印刷）に示した。印刷されたパターンの長さと幅は、Ｈｉｒｏｘ顕微鏡で測定した。厚さは、レーザープロフィロメーター（Ｌａｓｅｒ  ｐｒｏｆｉｌｏｍｅｔｅｒ）によって測定した。アスペクト比は、高さと幅の比率として計算した。
【００８８】
【表６】
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【００８９】
ステンシル印刷による硬化速度と製造速度は、表４の既存のほとんどのディスペンス方法よりも速かった。印刷結果は、湿式印刷を使用した印刷パターンが約０．５のアスペクト比を達成できることを示した。しかし、アスペクト比が０．５よりも高いパターンを作成することは技術的に困難である。
【００９０】
例６−予備硬化法によるＵＶ／可視光硬化組成物のステンシル印刷パターン
この例では、材料、ステンシル、プリンター、および印刷パターンの測定方法は、例５と同じだった。印刷パターンのアスペクト比を上げるために、予備硬化法を使用した。予備硬化法では、硬化性組成物を基板上に印刷し、ステンシルを持ち上げる前に、ステンシル開口部の硬化性組成物をメンブレンの裏側およびそのホルダーから部分的に光硬化した。硬化性組成物は、メンブレンに接触する部分で固くなったが、ステンシル表面では未硬化のままだった。次に、ステンシルを持ち上げてメンブレンから分離した。印刷されたパターンはメンブレン上にとどまり、さらに光硬化されて完全に硬化した特性に達した。
【００９１】
コーティングされたＳＳステンシルを使用した組成物５と０．０３インチの厚さのプラスチックステンシルを使用した組成物６の印刷寸法を表７（予備硬化法）に示す。
【００９２】
【表７】
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【００９３】
表７の結果は、製造速度をほとんど低下させることなく、予備硬化法を使用することによってアスペクト比を改善できることを示している。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【国際調査報告】
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