(57)【要約】  本発明は、多孔質複合材料、並びにそれを製造及び使用する方法を提供する。１つの実施形態では、多孔質複合材料は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材、並びに多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する第３のポリマー材料を含む。
2009536573.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質複合材料であって、
第１のポリマー材料と第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維とを含む多孔質基材、及び
前記多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、前記第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する第３のポリマー材料
を含む、多孔質複合材料。
【請求項２】
前記第１のポリマー材料及び前記第２のポリマー材料が異なる、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項３】
前記第１のポリマー材料及び前記第２のポリマー材料は、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらのコポリマー若しくは組み合わせからなる群から独立して選択される、請求項２に記載の多孔質複合材料。
【請求項４】
前記第１のポリマー材料は複数のポリエチレン粒子を含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項５】
前記第２のポリマー材料はポリビニリデンフルオリドを含む、請求項４に記載の多孔質複合材料。
【請求項６】
前記第３のポリマー材料は、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらのコポリマー若しくは組み合わせを含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項７】
前記第２のポリマー材料及び前記第３のポリマー材料は同一のポリマーを含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項８】
前記第２のポリマー材料及び前記第３のポリマー材料は同一ファミリー由来のポリマーを含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項９】
前記第２のポリマー材料及び前記第３のポリマー材料は共通の溶剤に溶解性である、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの繊維は長繊維又は短繊維を含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項１１】
前記少なくとも１つの繊維は一成分繊維又は二成分繊維を含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項１２】
前記第１のポリマー材料は複数の粒子、繊維、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項１３】
前記多孔質基材が焼結された、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項１４】
前記第３のポリマー材料は多孔質膜を含む、請求項１に記載の多孔質複合材料。
【請求項１５】
前記多孔質複合材料はフィルターである、請求項１４に記載の多孔質複合材料。
【請求項１６】
多孔質複合材料であって、
第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む、少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材、並びに
前記多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、前記二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する第３のポリマー材料を含む、多孔質複合材料。
【請求項１７】
前記二成分繊維は、ポリプロピレン／ＰＥＴ、ポリエチレン／ＰＥＴ、ポリプロピレン／ナイロン−６、ナイロン−６／ＰＥＴ、コポリエステル／ＰＥＴ、コポリエステル／ナイロン−６、コポリエステル／ナイロン−６，６、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ＰＥＴ、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ナイロン−６、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ナイロン−６，６、ＰＥＴ／ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン−６，６／ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチル（ＰＣＴ）、ポリプロピレン／ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン−６／コポリアミド、ポリ乳酸／ポリスチレン、ポリウレタン／アセタール、又は可溶性コポリエステル／ポリエチレンを含む、請求項１６に記載の多孔質基材。
【請求項１８】
前記第３のポリマー材料は、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらのコポリマー若しくは組み合わせを含む、請求項１６に記載の多孔質複合材料。
【請求項１９】
前記第３のポリマー材料及び前記二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は同一のポリマーを含む、請求項１６に記載の多孔質複合材料。
【請求項２０】
前記第３のポリマー材料及び前記二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は同一ファミリー由来のポリマーを含む、請求項１６に記載の多孔質複合材料。
【請求項２１】
前記第３のポリマー材料及び前記二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は共通の溶剤に溶解性である、請求項１６に記載の多孔質複合材料。
【請求項２２】
前記多孔質基材が焼結された、請求項１６に記載の多孔質複合材料。
【請求項２３】
前記第３のポリマー材料は多孔質膜を含む、請求項１６に記載の多孔質複合材料。
【請求項２４】
前記多孔質複合材料はフィルターである、請求項２３に記載の多孔質複合材料。
【請求項２５】
請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の多孔質複合材料の作製方法であって、
第１のポリマー材料と第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維とを含む多孔質基材を準備すること、
溶剤に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、
前記多孔質基材に前記溶液を適用すること、及び
前記第３のポリマー材料と前記第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維との間に少なくとも１つの付着点を形成すること
を含む、多孔質複合材料の作製方法。
【請求項２６】
請求項１６〜請求項２４のいずれか１項に記載の多孔質複合材料の作製方法であって、
第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む、少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材を準備すること、
溶剤に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、
前記多孔質基材に前記溶液を適用すること、及び
前記第３のポリマー材料と前記少なくとも１つの二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料との間に少なくとも１つの付着点を形成すること
を含む、多孔質複合材料の作製方法。
【請求項２７】
請求項１〜請求項２４のいずれか１項に記載のフィルターを準備すること、及び
前記フィルターに流体を通過させること
を含む、流体を濾過する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料、特に、多孔質複合材料に関する。
【０００２】
［関連する米国先行出願データ］
本出願は、２００６年５月９日出願の米国特許仮出願第６０／７９９，１３５号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
多孔質材料は、濾過を含む多くの領域で適用されている。精密濾過、限外濾過、ナノ濾過、及び逆浸透は、多孔質膜を含む多孔質材料を使用することができるプロセスの例である。
【０００４】
精密濾過プロセスは、一般に、流体流から比較的小さな粒子を除去すべき用途で使用される。精密濾過に適切な用途には、薬学的用途及びマイクロ電子工学的用途のための水及び汚水の処理、集塵、並びに微粒子及び細菌の除去が含まれるが、これらに限定されない。
【０００５】
限外濾過は、分子のサイズ及び形状に基づいた流体流中の成分の分離を達成する働きをする圧力駆動型膜プロセスである。加圧下で、溶媒及び流体の小さな溶質種（solute species）は膜を通過する一方で、より大きな溶質種は膜によって保持される。限外濾過に関する典型的な用途には、脱塩プラントにおける海水の前処理、薬学的適用のためのウイルス除去、プロセス水として再利用するための排水の処理、及び油と水との分離が含まれる。
【０００６】
逆浸透は、塩等の高レベルの溶解イオンを含む濃縮液の精製で適用されている。逆浸透では、半透膜の一方の面上の濃縮液に加圧する。それにより、膜のもう一方の面に精製透過物が生成される。
【０００７】
高圧及び他の厳しい物理的条件により、濾過用途で使用される多孔質材料は、しばしば、多孔質基材及び基材上に配置された多孔質膜を有する複合材料を含む。基材は、厳しい物理的条件に耐えるのに十分な機械的性質を有する多孔質複合体を提供する一方で、膜は濾過プロセスを達成するのに適切な媒介物を提供する。
【０００８】
濾過用途のための多孔質複合材料の形成では、膜を基材上に流延する（cast）ことができる。多くの場合、膜はある材料から構成され、基材は異なる材料から作製される。異なる材料から作製された基材上へのある材料を含む膜の流延により、特に膜及び基材材料が流延溶媒で異なる溶解性を有するか、又は異なる熱的性質を示す場合に不十分な機械的性質を有する複合物（composite）を生成し得る。異なる材料の組み合わせから生成した膜表面は、しばしば均一でない。それにより孔サイズ分布が広範になり、多孔質複合物の性質に欠陥を生じる可能性がある。
【０００９】
異なる材料の組み合わせは、基材への膜の付着又は接着にさらに影響を及ぼす可能性がある。表面エネルギー及び／又は化学的適合性が調和しない膜及び基材は、一般に、相互の接着が不十分であり、それにより、膜と基材との間の界面に有意な空隙を生じ得る。膜及び基材の熱的性質の相違によってさらに接着が不十分になり、その界面に張力が生じ得る。膜と基材との間の界面張力により、膜剥離及び表面クラッキングを引き起こし得る。
【００１０】
膜の剥離及び分解に対する既存の膜−基材複合材料の脆弱性は、多くの濾過プロセスで使用される高圧によってさらに悪化する。膜剥離は、濾過系をバックフラッシュ又は逆洗するのに使用される頻繁な加圧によってさらに沈殿され得る。
【００１１】
上記問題を考慮して、分解耐性を示す異なる材料を含む多孔質複合材料を提供することが望ましいであろう。このような多孔質複合材料を生成及び使用する方法を提供することがさらに望ましいであろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、分解耐性を示す異なる材料を含む多孔質複合物を提供する。本発明の実施の形態では、多孔質複合材料は、多孔質基材に付着した多孔質膜等の種々の材料を有する多孔質基材を含む。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
多孔質基材全体に分散した粒子及び／又は繊維との１つ又は複数の付着点の形成によって、本発明の多孔質基材表面に材料を付着させる。多孔質基材全体に分散した粒子及び／又は繊維は、多孔質基材表面上に配置した材料と化学的に同一であるか又は類似している。しかし、付着点を形成する粒子及び／又は繊維は、これらが分散された多孔質基材のマトリクスと化学的に異なる。多孔質基材全体に分散した粒子及び／又は繊維と１つ又は複数の付着点を形成する多孔質膜等の材料は、圧力及び機械的撹拌等の分解力に対する安定性及び耐性の強化が認められ得る。
【００１４】
さらに、化学的に異なる多孔質基材のマトリクス中の粒子及び／又は繊維の分散及び粒子及び／又は繊維への化学的に類似する材料の付着により、安価な多孔質基材を高価な膜材料と組み合わせて、種々の濾過装置を製造することができる。
【００１５】
多孔質複合材料は、１つの実施の形態では、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材、並びに多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３の材料を含む。本発明の実施の形態では、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３の材料は、第２の材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施の形態では、多孔質基材は、第２の材料の複数の粒子又は繊維を含むことができる。
【００１６】
別の実施の形態では、本発明は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材、並びに多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３のポリマー材料を含む多孔質複合材料を提供する。本発明の実施の形態では、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３のポリマー材料は、第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施の形態では、多孔質基材は、第２のポリマー材料の複数の粒子又は繊維を含むことができる。さらに、第１のポリマー材料は、いくつかの実施の形態では、複数の粒子又は複数の繊維を含む。
【００１７】
さらなる実施の形態では、本発明は、少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材であって、二成分繊維は第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む、多孔質基材を含む多孔質複合材料を提供する。第３のポリマー材料は、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、二成分繊維の第１又は第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施の形態では、多孔質基材は、複数の二成分繊維を含む。１つの実施の形態では、多孔質基材は、複数の焼結した二成分繊維を含む。
【００１８】
本発明の実施の形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材中の第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への１つ又は複数の付着点を有し得る。いくつかの実施の形態では、第３のポリマー材料は、複数の粒子又は繊維のそれぞれへの少なくとも１つの付着点を有する。付着点は、本発明の実施の形態によれば、付着点を形成する材料の間の界面又は境界が規定されず、付着点を形成する材料が互いに連続するように物理的相互作用及び／又は化学結合（共有結合、イオン結合、又はこれらの組み合わせが含まれる）を含む。物理的相互作用は、本発明のいくつかの実施の形態によれば、二材料間の物理的結合及び／又はもつれ（このような２つ以上のポリマー材料の鎖のもつれ等）を含む。
【００１９】
さらに、本発明のいくつかの実施の形態では、第３のポリマー材料は、平均孔サイズが多孔質基材の平均孔サイズ以下である多孔質膜を含む。このような実施の形態では、多孔質膜を含む第３のポリマー材料により、濾過特性が向上する二次的な細孔構造を有する多孔質基材を得ることができる。
【００２０】
別の態様では、本発明はまた、多孔質複合材料を作製する方法を提供する。１つの実施の形態では、多孔質複合材料を作製する方法は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材を準備すること、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、多孔質基材に溶液を適用すること、及び第３のポリマー材料と第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維との間に少なくとも１つの付着点を形成することを含む。いくつかの実施の形態では、第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維はまた、溶媒に溶解性であり、溶媒及び第３のポリマー材料を含む溶液の基材への適用によって少なくとも部分的に溶解する。
【００２１】
別の実施の形態では、多孔質複合材料を作製する方法は、少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材であって、二成分繊維は第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む、多孔質基材を準備すること、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、溶液を多孔質基材に適用すること、及び第３のポリマー材料と二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料との間に少なくとも１つの付着点を形成することを含む。いくつかの実施の形態では、少なくとも１つの二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料はまた、溶媒に溶解性であり、溶媒及び第３のポリマー材料を含む溶液の基材への適用によって少なくとも部分的に溶解する。
【００２２】
さらなる態様では、本発明は、流体を濾過する方法を提供する。１つの実施の形態では、流体を濾過する方法は、フィルターであって、フィルターが第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材を含む、フィルターを準備することを含む。第３のポリマー材料は、基材の少なくとも１つの表面上に配置され、第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する。流体は、フィルターを通過する。
【００２３】
別の実施の形態では、流体を濾過する方法は、フィルターであって、フィルターは少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材を含み、二成分繊維は第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む、フィルターを準備することを含む。第３のポリマー材料は、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、二成分繊維の第１の、又は第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する。流体は、フィルターを通過する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明は、分解耐性を示す異なる材料を含む多孔質複合物を提供する。本発明の実施形態では、多孔質複合材料は、多孔質基材に付着した多孔質膜等の種々の材料を有する多孔質基材を含む。
【００２５】
多孔質基材全体に分散した粒子及び／又は繊維との１つ又は複数の付着点の形成によって、本発明の多孔質基材表面に材料を付着させる。多孔質基材全体に分散した粒子及び／又は繊維は、多孔質基材表面上に配置された材料と化学的に同一であるか又は類似している。しかし、付着点を形成する粒子及び／又は繊維は、これらが分散された多孔質基材のマトリクスと化学的に異なる。多孔質基材全体に分散した粒子及び／又は繊維と１つ又は複数の付着点を形成する多孔質膜等の材料は、圧力及び機械的撹拌等の分解力に対する安定性及び耐性の強化が認められ得る。
【００２６】
さらに、化学的に異なる多孔質基材のマトリクス中の粒子及び／又は繊維の分散、並びに粒子及び／又は繊維への化学的に類似する材料の付着により、安価な多孔質基材を高価な膜材料と組み合わせて、種々の濾過装置を製造することができる。
【００２７】
１つの実施形態では、本発明の多孔質複合材料は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材、並びに多孔質基質の少なくとも１つの表面上に配置され、第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する第３の材料を含む。
【００２８】
別の実施形態では、多孔質複合材料は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維を含む多孔質基材、並びに基材の少なくとも１つの表面上に配置され、第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子又は繊維への少なくとも１つの付着点を有する第３のポリマー材料を含む。いくつかの実施形態では、多孔質基材は、第２のポリマー材料の複数の粒子又は繊維を含むことができる。
【００２９】
Ｉ．結合粒子を含む多孔質複合材料
本明細書中に提供される場合、いくつかの実施形態では、多孔質複合材料は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材、並びに多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、第２の材料の少なくとも１つの粒子への少なくとも１つの付着点を有する第３の材料を含む。このような実施形態では、第２の材料の少なくとも１つの粒子は、多孔質基材に第３の材料を結合又は接着するように機能する。第３の材料は、本発明のいくつかの実施形態では、多孔質膜を含む。第２の材料の１つ又は複数の粒子との相互作用によって多孔質基材に結合又は接着する場合、多孔質膜を含む第３の材料は、二次的な細孔構造を有する多孔質基材が得られるように働く。第３の材料の膜によって得られる二次的な細孔構造は、多孔質基材の対応する孔構造よりも小さくても大きくてもよい。結果として、膜を含む第３の材料は、濾過能が向上した多孔質基材を提供することができる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、多孔質基材は、第２の材料の複数の粒子を含む。このような実施形態では、第２の材料の粒子を、多孔質基材の第１の材料全体に分散することができる。
【００３１】
多孔質基材の第１の材料は、いくつかの実施形態によれば、ポリマー材料を含む。第１の材料としての使用に適切なポリマー材料は、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらのコポリマー若しくは組み合わせを含み得る。ポリエチレンは、１つの実施形態では、ＨＤＰＥを含む。本明細書中で使用する場合、ＨＤＰＥは、約０．９２ｇ／ｃｍ3〜約０．９７ｇ／ｃｍ3の範囲の密度のポリエチレンをいう。いくつかの実施形態では、ＨＤＰＥは、約５０〜約９０の範囲の結晶化度（密度に基づく％）を有する。別の実施形態では、ポリエチレンはＵＨＭＷＰＥを含む。本明細書中で使用する場合、ＵＨＭＷＰＥは、１００００００を超える分子量のポリエチレンをいう。
【００３２】
いくつかの実施形態では、多孔質基材の第１の材料は、米国特許出願第１０／９７８，４４９号に記載のメルトフローインデックスが高いポリマー及び熱伝導性材料を含み得る。
【００３３】
多孔質基材の第２の材料の粒子は、いくつかの実施形態によれば、ポリマー材料を含む。第２の材料としての使用に適切なポリマーは、いくつかの実施形態では、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、並びにこれらのコポリマー及び組み合わせを含む。１つの実施形態では、例えば、第２の材料は、ＰＶＤＦを含む。
【００３４】
第２の材料の粒子がポリマー材料を含む実施形態では、粒子は、フレーク、粉砕粒子（ground particles）、マイクロペレット化粒子、粉末、又はこれらの組み合わせの形態であり得る。いくつかの実施形態では、マイクロペレット化粒子は、約０．０６０インチ以下の直径を有することができ、米国特許第６，０３０，５５８号に記載の方法に従って生成することができる。
【００３５】
多孔質基材の第１の材料及び第２の材料を、本発明の実施形態では、互いに異なるように選択する。多孔質基材は、１つの実施形態では、例えば、第１の材料としてＵＨＭＷＰＥ又はＨＤＰＥ及び第２の材料としてＰＶＤＦの少なくとも１つの粒子を含む。別の実施形態では、多孔質基材は、第１の材料としてＨＤＰＥ及び第２の材料としてポリアミドの少なくとも１つの粒子を含む。他の実施形態では、多孔質基材は、第１の材料としてＨＤＰＥ及び第２の材料としてポリスルホンの少なくとも１つの粒子を含む。いくつかの実施形態では、多孔質基材は、第１の材料としてＨＤＰＥ及び第２の材料としてポリエーテルスルホンの少なくとも１つの粒子を含む。別の実施形態では、多孔質基材は、第１の材料としてポリプロピレン及び第２の材料としてＰＶＤＦの少なくとも１つの粒子を含む。本発明の実施形態は、多孔質基材の生成における第１の材料及び第２の材料としての使用に適切なポリマーの任意の組み合わせを意図する。
【００３６】
さらなる実施形態では、多孔質基材は、米国特許出願第１０／９７８，４４９号に記載のメルトフローインデックスが高いポリマー及び熱伝導性材料を含む第１の材料、並びに第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む。多孔質基材中の熱伝導性材料は、基材及び多孔質複合材料の静電気を消失させるか又は少なくとも消散させることができる。
【００３７】
多孔質基材は、いくつかの実施形態によれば、約９５重量％の第１の材料及び約５重量％の第２の材料の粒子を含む。他の実施形態では、多孔質基材は、約５〜約５０重量％の第２の材料の粒子を含む。別の実施形態では、多孔質基材は、５０重量％を超える第２の材料の粒子を含む。さらなる実施形態では、多孔質基材は、５重量％未満の第２の材料の粒子を含む。
【００３８】
いくつかの実施形態では、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材は、約１μｍ〜約２００μｍ、約２μｍ〜約１５０μｍ、約５μｍ〜約１００μｍ、又は約１０μｍ〜約５０μｍの範囲の平均孔サイズを有する。多孔質基材は、別の実施形態では、約１μｍ未満の平均孔サイズを有する。１つの実施形態では、多孔質基材は、約０．１μｍ〜約１μｍの範囲の平均孔サイズを有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、約２００μｍを超える平均孔サイズを有する。１つの実施形態では、多孔質基材は、約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の平均孔サイズを有する。基材の平均孔サイズを、水銀ポロシメトリー又は走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）を使用して求めることができる。
【００３９】
平均孔サイズに加えて、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材は、いくつかの実施形態によれば、少なくとも２０％の平均空隙率を有する。他の実施形態では、多孔質基材は、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、又は少なくとも７５％の平均空隙率を有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、少なくとも８５％の平均空隙率を有する。
【００４０】
第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材は、本発明のいくつかの実施形態では、約１００μｍ〜約１０ｃｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、多孔質基材は、約２５０μｍ〜約５ｃｍ、約４００μｍ〜約１ｃｍ、約６００μｍ〜約１ｍｍ、又は約７００μｍ〜約９００μｍの範囲の厚さを有する。別の実施形態では、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材は、約１００μｍ未満の厚さを有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、約１０ｃｍを超える厚さを有する。
【００４１】
当業者に既知の種々の方法を使用して、本発明の多孔質基材を作製することができる。いくつかの例には、米国特許第６，０３０，５５８号に開示の焼結、発泡剤及び／又は浸出剤（leaching agent）の使用、米国特許第４，４７３，６６５号及び同第５，１６０，６７４号に開示のマイクロセル形成方法、穴あけ（レーザ穴あけが含まれる）、及び逆相沈殿が含まれる。その生成方法に応じて、多孔質基材は、無作為又は十分に規定された直径のチャネルの規則的な配置及び／又は種々の形状及びサイズの無作為に位置する孔を有することができる。
【００４２】
いくつかの実施形態では、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材を、第１の材料の粒子及び第２の材料の少なくとも１つの粒子の同時焼結によって生成する。１つの実施形態では、例えば、第１の材料の粒子を、第２の材料の粒子と所望の比率（重量％）で混合して、比較的均一な分散液を生成する。第１の材料の粒子と第２の材料の粒子との混合を、いくつかの実施形態では、回転技法、振動技法、又はこれらの組み合わせによって行う。次いで、分散液を焼結して、多孔質基材を生成する。第１の材料及び／又は第２の材料の粒子がポリマー材料を含む実施形態では、粒子は、フレーク、粉砕粒子、マイクロペレット化粒子、粉末、又はこれらの組み合わせの形態であり得る。
【００４３】
第１の材料及び第２の材料がポリマー材料を含む実施形態では、焼結の温度及び時間は、選択されるポリマー材料の独自性に依存する。いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料の粒子及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子を、約２００°Ｆ〜約７００°Ｆの範囲の温度で焼結する。さらに、第１のポリマー材料の粒子及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子を、いくつかの実施形態では、約３０秒間〜約３０分間の範囲で焼結する。他の実施形態では、第１のポリマー材料の粒子及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子を、約１分間〜約１５分間又は約５分間〜約１０分間の範囲で焼結する。いくつかの実施形態では、焼結プロセスは、加熱、浸漬、及び／又はクッキングのサイクルを含む。
【００４４】
多孔質基材を第１の材料の粒子及び第２の材料の少なくとも１つの粒子の同時焼結によって生成するいくつかの実施形態では、第２の材料の少なくとも１つの粒子は、第１の材料の粒子の平均サイズ以上の平均サイズを有することができる。他の実施形態では、第２の材料の少なくとも１つの粒子は、第１の材料の粒子の平均サイズ未満の平均サイズを有することができる。
【００４５】
最終生成物の所望のサイズ及び形状（例えば、ブロック、チューブ、コーン、シリンダ
ー、シート、又はフィルム）に応じて、鋳型成形又は当業者に既知の他の技法を使用して焼結することができる。本発明の多孔質基材及び複合材料を、任意の所望の形状（ブロック、チューブ、スター、コーン、シリンダー、シート、フィルム、及びカートリッジ（ラジアルフィルターカートリッジ（米国特許第７，１２５，４９０号に開示のもの等）が含まれる））で生成することができる。
【００４６】
１つの実施形態では、第１の材料の高分子粒子及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子を含む混合物を、鋳型で焼結する。適切な鋳型は市販されており、当業者に既知である。鋳型の特定の例には、約０．０１インチ（２５４μｍ）を超える厚さのフラットシート、約１インチ（２．５４ｃｍ）までの厚さのフラットシート、約０．０１インチ（２５４μｍ）〜約１インチ（２．５４ｃｍ）の厚さのフラットシート、並びに種々の高さ及び直径の円柱が含まれるが、これらに限定されない。適切な鋳型材料には、金属及び合金（アルミニウム及びステンレススチール等）並びに高温熱可塑性物質が含まれるが、これらに限定されない。
【００４７】
１つの実施形態では、圧縮成形を使用して、第１のポリマー材料の粒子及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子を含む焼結多孔質基材を得る。このような実施形態では、鋳型を、第１のポリマー材料の焼結温度に加熱し、加圧する。一般に、鋳型に加えた圧力が高いほど、最終生成物の平均孔サイズが小さくなり、機械的強度が高くなる。加圧の持続時間も、最終生成物の所望の空隙率に応じて変化する。
【００４８】
一旦多孔質基材が形成されると、鋳型を冷却することができる。鋳型に加圧した場合、加圧したまま又は減圧後に冷却することができる。焼結した多孔質基材を、次いで、鋳型から取り出し、任意選択的に処理する。任意選択的な処理の例には、滅菌、切断、圧延（milling）、研磨、カプセル化（encapsulating）、及び／又はコーティングが含まれるが、これらに限定されない。
【００４９】
いくつかの実施形態では、第２の材料の粒子を、焼結プロセス中に第１のポリマー材料によって形成されたマトリクス全体に分散させる。物理的相違及び／又は化学的相違により、第２の材料の粒子は、いくつかの実施形態では、第１の材料のマトリクスとの境界面を形成する。さらに、いくつかの実施形態では、第２の材料の粒子は、第１の材料のマトリクスとの物理的結合及び／又は化学的結合（イオン結合及び／又は共有結合が含まれる）を形成しない。
【００５０】
図１は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む焼結多孔質基材を例示した本発明の実施形態による複合材料の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像（１０００倍）を示す。図１に例示した多孔質基材の第１の材料はＨＤＰＥを含み、これに包埋した第２の材料の粒子はＰＶＤＦを含む。図１に示すように、ＰＶＤＦ粒子（中央）は、ＨＤＰＥマトリクス（右上及び右）といかなる付着点も形成しない。ＰＶＤＦ粒子とＨＤＰＥマトリクスとの間に連続する境界面が存在する。ＰＶＤＦ粒子がＨＤＰＥマトリクスといかなる付着点も形成しないにもかかわらず、ＰＶＤＦは、ＨＤＰＥ粒子との焼結プロセスによってマトリクスに閉じ込められたままである。対照的に、ＰＶＤＦ粒子は、多孔質基材上に配置された第３の材料としての多孔質ＰＶＤＦ（中央）と複数の付着点を形成する。
【００５１】
第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材に加えて、本発明の多孔質複合材料は多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３の材料を含み、第３の材料は、多孔質基材中に第２の材料の少なくとも１つの粒子への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、第３の材料は、多孔質基材の少なくともいくつかの孔に存在し得る。他の実施形態では、第３の材料は、多孔質基材のいくつか又は全ての孔に存在し得る。さらに、いくつかの実施形態では、第３の材料は、多孔質基材の
平均孔サイズ以下の平均孔サイズを有する多孔質膜を含む。このような実施形態では、多孔質膜を含む第３の材料により、濾過特性が向上した二次的な細孔構造を有する多孔質基材を得ることができる。
【００５２】
第３の材料は、いくつかの実施形態によれば、ポリマー材料を含む。第３の材料としての使用に適切なポリマー材料は、いくつかの実施形態では、フルオロポリマー（ＰＶＤＦが含まれる）、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらのコポリマー若しくは組み合わせを含む。第３の材料は、本発明の実施形態によれば、多孔質基材の第１の材料と異なるように選択する。
【００５３】
いくつかの実施形態では、第３の材料は、約０．２ｎｍ〜約１０μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。他の実施形態では、第３の材料は、約０．０１μｍ〜約５μｍ、約０．１μｍ〜約２μｍ、又は約０．５μｍ〜約１μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。いくつかの実施形態では、第３の材料の平均孔サイズは、多孔質基材の平均孔サイズより少なくとも一桁小さい。
【００５４】
いくつかの実施形態では、第３の材料は、約１０μｍ〜約１０ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、第３の材料は、約２５μｍ〜約１ｍｍ、約５０〜５００μｍ、約７５〜４００μｍ、又は約１００μｍ〜約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施形態では、第３の材料は、約１０μｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施形態では、第３の材料は、第３の材料が配置される多孔質基材の厚さより薄い厚さを有する。
【００５５】
本明細書中に提供される場合、第３の材料は、いくつかの実施形態によれば、濾過用途（精密濾過、限外濾過、及びナノ濾過等であるが、これらに限定されない）のために操作可能な膜としての機能を果たすことができる。このような実施形態では、第３の材料は、精密濾過、限外濾過、又はナノ濾過プロセスの実施に十分な必須の孔サイズ及び／又は構造を多孔質基材に与えることができる。
【００５６】
本発明のいくつかの実施形態では、第３の材料は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、少なくとも１つの粒子への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、第３の材料は、第２の材料の少なくとも１つの粒子への複数の付着点を含み得る。他の実施形態では、第３の材料を、第２の材料の少なくとも１つの粒子に連続的に付着することができる。
【００５７】
いくつかの実施形態では、多孔質基材は、第２の材料の複数の粒子を含む。このような実施形態では、第３の材料は、複数の粒子の少なくとも１つとの少なくとも１つの付着点を有することができる。他の実施形態では、第３の材料は、複数の粒子の少なくとも１つとの複数の付着点を有することができる。別の実施形態では、第３の材料は、複数の粒子の２つ以上の粒子との少なくとも１つの付着点を有することができる。さらなる実施形態では、第３の材料は、複数の粒子の２つ以上の粒子との複数の付着点を有することができる。第３の材料は、例えば、２つ以上の粒子の各粒子との複数の付着点を有することができる。
【００５８】
少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、いくつかの実施形態では、第３の材料及び第２の材料の粒子は、同一の材料を含むことができる。１つの実施形態では、例えば、第３の材料及び第２の材料は、同一のポリマー又はコポリマーを含む。
【００５９】
別の実施形態では、少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、第３の材料及
び第２の材料の粒子は、同一ファミリー由来の材料を含む。第３の材料及び第２の材料は、いくつかの実施形態では、同一ファミリー由来のポリマーを含む。同一ファミリー由来のポリマーは、本発明の実施形態では、関連する単量体（例えば、Ａ及びＡ’）を含むか、又はこれらから形成される。この適用のために、例えば、ポリ（メチルメタクリレート）及びポリ（エチルメタクリレート）は、その構成単量体が関連し、そのエステル基の炭素原子数のみが異なり、同様に、ポリ（メチルメタクリレート）及びポリメタクリレートは、メチル置換基の有無のみが異なるのでこのように記載される。同一ポリマーファミリー由来のコポリマーに関連して、各コポリマーは、関連単量体から形成される。例えば、単量体Ａ及び単量体Ａ’が構造的に関連するので、単量体Ａ及び単量体Ｂを含むコポリマーは、単量体Ａ’及び単量体Ｃを含むコポリマーと同一のポリマーファミリーである。
【００６０】
ポリマーファミリーは、当該技術分野で既知である。ポリマーのテキストブックは、しばしば、類似の単量体から形成されたこのような「ポリマーファミリー」を識別している。例えば、F. W. Billmeyer, Jr.,「高分子科学のテキストブック（Textbook of Polymer
Science）」(Wiley-Interscience, New York, 2nd ed. 1971)では、ポリオレフィン、ポリスチレン、アクリル、ポリ（ビニルエステル)、コリン含有ポリマー(例えば、ＰＶＣ)、フルオロポリマー、ポリアミド、エーテルポリマー及びアセタールポリマー、ポリエステル、ポリウレタン、並びにセルロース誘導体を、それぞれ、個別のポリマーファミリーとして開示している。化学百科事典は、しばしば、このような「ポリマーファミリー」を同様に識別している。例えば、Kirk-Othmer Encyc. of Chem. Technol. (4th ed. 1991-1998)は、多くのポリマーファミリー型（フルオロポリマー、ポリアクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリエーテルケトンケトン、ポリエーテルスルホン、ポリオレフィン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、及びビニルポリマーが含まれるが、これらに限定されない）を個別に列挙している。
【００６１】
さらなる実施形態では、第３の材料と第２の材料の少なくとも１つの粒子との間の少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、第３の材料及び第２の材料は、共通の溶媒に溶解性であり得る。１つの実施形態では、第３の材料及び第２の材料は、共通の溶媒に溶解性のポリマーを含むことができる。例えば、ポリマーＰが溶媒Ｘに溶解性であり、且つポリマーＱが溶媒Ｘに溶解性である場合、溶媒ＸはポリマーＰ及びポリマーＱの共通の溶媒である。共通の溶媒には、いくつかの実施形態では、複数の溶媒を含む混合物が含まれる。１つの実施形態では、例えば、共通の溶媒は、ジメチルアセトアミド及びジメチルホルムアミドを任意の適切な比率で含む混合物である。
【００６２】
第３の材料は、１つの実施形態では、多孔質基材の第１の材料とのいかなる付着点も形成しない。第１の材料及び第３の材料の化学的性質及び物理的性質の相違により、第１の材料と第３の材料との間のいかなる付着点の形成も防止することができる。本明細書中に提供した図に示すように、本発明の複合材料中の第１の材料と第３の材料との間に、明確な空間的境界が存在し得る。
【００６３】
第３の材料と第１の材料との間の相互作用の欠如を考慮して、第３の材料と多孔質基材中の第２の材料の少なくとも１つの粒子との間の付着点は、多孔質基材への第３の材料の接着に非常に役立ち得る。本明細書中に記載されるように、いくつかの実施形態では、第３の材料は、多孔質基材全体に分散した第２の材料の複数の粒子への付着点を有することができる。第３の材料が濾過用途のために操作可能な多孔質膜を含む実施形態では、第２の材料の粒子は、膜結合粒子として作用し、それにより、多孔質基材に膜を繋留（anchor）することができる。第２の材料の粒子と第３の材料との間の付着点の形成による多孔質基材への第３の材料の繋留により、多孔質基材からの第３の材料の剥離耐性が増加した複合材料（複合フィルター材料が含まれる）を得ることができる。
【００６４】
さらに、多孔質基材の表面上に配置した第３の材料と基材中の第２の材料の粒子との間の付着点の形成により、複合材料の生成において異なる材料を組み合わせることが可能である。１つの実施形態では、例えば、ＰＶＤＦ膜を、ＵＨＭＷＰＥ及び複数のＰＶＤＦ粒子を含む多孔質基材に付着させる。本明細書中に提供した顕微鏡写真に例示するように、ＰＶＤＦは、ＵＨＭＷＰＥと引力相互作用を形成しない。しかし、ＰＶＤＦ膜は、多孔質基材全体に分散したＰＶＤＦ粒子との付着点の形成によって、ＵＨＭＷＰＥを含む多孔質基材に付着する。本明細書中に記載のように、異なる材料を組み合わせて分解耐性を示す安定な複合材料を生成することができることにより、安価なポリマー（ＨＤＰＥ等）から構築された多孔質基材及びより高価なポリマー（ＰＶＤＦ等）から構築された膜を種々の濾過用途のためのフィルターの設計で使用することが可能である。
【００６５】
１つの実施形態では、例えば、本発明の多孔質複合材料は、第１の材料としてＵＨＭＷＰＥ及び第２の材料としてＰＶＤＦの少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材並びに多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、少なくとも１つのＰＶＤＦ粒子への少なくとも１つの付着点を有するポリビニリデンフルオリド膜を含む。
【００６６】
図２〜図７は、第１の材料としてＵＨＭＷＰＥ又はＨＤＰＥ、第２の材料としてＰＶＤＦの少なくとも１つの粒子、及び第３の材料として多孔質基材の表面上に配置され、少なくとも１つのＰＶＤＦ粒子への少なくとも１つの付着点を有するＰＶＤＦ膜を含む、本発明に従って生成した多孔質複合材料の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を示す。
【００６７】
図２は、本発明の実施形態による複合材料の断面のＳＥＭ画像（５５００倍）を示す。図２に示すように、多孔質ＰＶＤＦ膜は、ＰＶＤＦ粒子及びＵＨＭＷＰＥを含む多孔質基材中にＰＶＤＦ粒子（中央）との複数の付着点を形成する。
【００６８】
同様に、図３は、本発明の実施形態による複合材料の断面のＳＥＭ画像（８５００倍）を示す。図３では、多孔質ＰＶＤＦ膜（右）は、ＰＶＤＦ粒子及びＵＨＭＷＰＥを含む多孔質基材中にＰＶＤＦ粒子（左）との複数の付着点を形成する。
【００６９】
図４は、本発明の実施形態による複合材料の断面のＳＥＭ画像（１２００倍）を示す。図４に示すように、多孔質ＰＶＤＦ膜は、多孔質基材のＵＨＭＷＰＥ成分と付着点を形成しない。ＰＶＤＦ膜とＵＨＭＷＰＥとの間に明確な境界面が存在する。同様に、図５は、多孔質基材のＵＨＭＷＰＥと基材上に配置されたＰＶＤＦ膜との間の境界形成を示す。
【００７０】
図６は、本発明の実施形態による複合材料の断面のＳＥＭ画像（３０００倍）を示す。図６は、さらに、ＰＶＤＦ膜と多孔質基材のＨＤＰＥとの間の相互作用を欠くことを例示する。ＰＶＤＦ膜（中央）と多孔質基材のＨＤＰＥ（右上）との間に滑らかな境界面が存在する。対照的に、ＰＶＤＦ膜は、多孔質基材中のＰＶＤＦ粒子と複数の付着点を形成する（左及び左下）。
【００７１】
図７は、本発明の実施形態による複合材料の断面のＳＥＭ画像（４００倍）を示し、この図は、ＰＶＤＦ膜と多孔質基材のＨＤＰＥとの間の相互作用を欠くことを例示している。ＰＶＤＦ膜（中央）と多孔質基材のＨＤＰＥとの間にいくつかの明確な境界が認められる。さらに、ＰＶＤＦ膜はＰＶＤＦ粒子（中央）への複数の付着点を形成し、それにより、多孔質基材上に安定性が向上した膜が得られる。
【００７２】
ＩＩ．結合繊維を含む多孔質複合材料
本明細書中に提供されるように、別の実施形態では、多孔質複合材料は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材、並びに多孔質基材の少なくとも
１つの表面上に配置され、第２の材料の繊維への少なくとも１つの付着点を有する第３の材料を含む多孔質複合材料を含む。このような実施形態では、第２の材料の少なくとも１つの繊維は、多孔質基材に第３の材料を結合又は接着する働きがある。第３の材料は、本発明のいくつかの実施形態では、多孔質膜を含む。第２の材料の１つ又は複数の繊維との相互作用によって多孔質基材に結合又は接着する場合、多孔質膜を含む第３の材料は、二次的な細孔構造を有する多孔質基材が得られる働きがある。
【００７３】
いくつかの実施形態では、第１の材料は、上記のポリマー材料を含む。さらに、いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料の繊維はポリマー材料を含む。第２のポリマー材料の繊維は、いくつかの実施形態では、結合繊維を含む。いくつかの実施形態では、結合繊維は、一成分繊維、二成分繊維、又はこれらの組み合わせを含む。本発明の実施形態での使用に適切な一成分繊維は、いくつかの実施形態では、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン−６、ナイロン−６，６、ナイロン１２、コポリアミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＴＢＰ）、ｃｏ−ＰＥＴ、又はこれらの組み合わせを含む。
【００７４】
本発明のいくつかの実施形態での使用に適切な二成分繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン／ＰＥＴ、ポリプロピレン／ナイロン−６、ナイロン−６／ＰＥＴ、コポリエステル／ＰＥＴ、コポリエステル／ナイロン−６、コポリエステル／ナイロン−６，６、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ＰＥＴ、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ナイロン−６、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ナイロン−６，６、ＰＥＴ／ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン−６，６／ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチル（ＰＣＴ）、ポリプロピレン／ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン−６／コポリアミド、ポリ乳酸／ポリスチレン、ポリウレタン／アセタール、及び可溶性コポリエステル／ポリエチレンを含む。二成分繊維は、いくつかの実施形態では、米国特許第４，７９５，６６８号、同第４，８３０，０９４号、同第５，２８４，７０４号、同第５，５０９，４３０号、同第５，６０７，７６６号、同第５，６２０，６４１号、同第５，６３３，０３２号、及び同第５，９４８，５２９号に開示のものを含む。
【００７５】
二成分繊維は、本発明のいくつかの実施形態によれば、コア／シース断面構造又は並列（side by side）断面構造を有する。他の実施形態では、二成分繊維は、アイランド・イン・ザ・シー（islands-in-the-sea）構造、マトリクスフィブリル（matrix fibril）構造、シトラスフィブリル（citrus fibril）構造、又はセグメント化パイ断面構造（segmented pie cross-sectional structure）を有する。コア／シース断面構造を含み、本発明の実施形態での使用に適切な二成分繊維を、表１に示す。
【００７６】
【表１】
2009536573.tif 000003
【００７７】
いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料の繊維は、連続繊維を含む。他の実施形態では、第２のポリマー材料の繊維は、短繊維を含む。１つの実施形態では、例えば、第２のポリマー材料の繊維は、短繊維である二成分繊維（staple bicomponent fiber）を含む。短繊維は、いくつかの実施形態によれば、約０．５インチ〜約２０インチ、約１インチ〜約１９インチ、約３インチ〜約１５インチ、又は約５インチ〜約１２インチの範囲の長さを有する。いくつかの実施形態では、短繊維は、約７インチ〜約１０インチ又は約１５インチ〜約２０インチの範囲の長さを有する。別の実施形態では、短繊維は、約０．５インチ未満又は約２０インチを超える長さを有する。
【００７８】
いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料の繊維（連続繊維及び短繊維が含まれる）は、約１μｍ〜約１ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態では、第２のポリマー材料の繊維は、約１０μｍ〜約８００μｍ、約５０μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約４００μｍ、又は約１５０μｍ〜約３００μｍの範囲の直径を有する。別の実施形態では、第２のポリマー材料の繊維は、約１μｍ未満又は約１ｍｍを超える直径を有する。
【００７９】
いくつかの実施形態では、多孔質基材の第１のポリマー材料は、第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維と焼結して多孔質基材を生成する働きがある複数の高分子粒子を含む。いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料の粒子は、フレーク、粉砕粒子、マイクロペレット化粒子、粉末、又はこれらの組み合わせの形態である。第１のポリマー材料の高分子粒子は、いくつかの実施形態では、フルオロポリマー、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトン、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらのコポリマー及び組み合わせを含む。１つの実施形態では、第１のポリマー材料の高分子粒子はＨＤＰＥを含む。別
の実施形態では、第１のポリマー材料の粒子はＵＨＭＷＰＥを含む。
【００８０】
第１のポリマー材料は、他の実施形態では、複数の高分子繊維を含む。第１のポリマー材料としての使用に適切な高分子繊維は、いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維について上で与えられるものと一致する一成分繊維及び／又は二成分繊維を含む。
【００８１】
第１のポリマー材料及び少なくとも１つの繊維の第２のポリマー材料を、本発明の実施形態では、互いに異なるように選択する。１つの実施形態では、例えば、第１のポリマー材料は、複数の粒子又は複数の繊維であることにかかわらず、ポリエチレンを含む一方で、少なくとも１つの繊維の第２のポリマー材料はポリアミドを含む。別の実施形態では、例えば、第１のポリマー材料は、複数の粒子又は複数の繊維であることにかかわらず、ポリプロピレンを含む一方で、少なくとも１つの繊維の第２のポリマー材料は、繊維が二成分繊維である場合、ＰＥＴ及びＰＣＴを含む。
【００８２】
いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材を、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む少なくとも１つの繊維の同時焼結によって生成する。１つの実施形態では、第１のポリマー材料の複数の粒子を、第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維と同時焼結する。別の実施形態では、第１のポリマー材料の複数の繊維を、第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維と同時焼結する。
【００８３】
焼結の温度及び時間は、本発明の実施形態では、選択されるポリマー材料の独自性に依存する。いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を、約２００°Ｆ〜約７００°Ｆの範囲の温度で焼結する。さらに、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を、いくつかの実施形態では、約３０秒間〜約３０分間の範囲で焼結する。他の実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を、約１分間〜約１５分間又は約５分間〜約１０分間の範囲で焼結する。いくつかの実施形態では、焼結プロセスは、加熱、浸漬、及び／又はクッキングのサイクルを含む。
【００８４】
最終生成物の所望のサイズ及び形状（例えば、ブロック、チューブ、コーン、シリンダー、シート、又はフィルム）に応じて、鋳型成形又は当業者に既知の他の技法を使用して焼結することができる。本発明の多孔質基材及び複合材料を、任意の所望の形状（ブロック、チューブ、スター、コーン、シリンダー、シート、フィルム、及びカートリッジ（ラジアルフィルターカートリッジ（米国特許第７，１２５，４９０号に開示のもの等）が含まれる））で生成することができる。第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維の焼結に適切な鋳型は、上記の鋳型と一致する。
【００８５】
一旦多孔質基材が形成されると、鋳型を冷却することができる。鋳型に加圧した場合、加圧したまま又は減圧後に冷却することができる。焼結した多孔質基材を、次いで、鋳型から取り出し、任意選択的に処理する。任意選択的な処理の例には、滅菌、切断、圧延、研磨、カプセル化、及び／又はコーティングが含まれるが、これらに限定されない。
【００８６】
いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料の繊維を、焼結プロセス中の第１のポリマー材料によって形成されたマトリクス全体に分散させる。第１のポリマー材料によって形成されたマトリクスは、本発明の実施形態によれば、複数の焼結粒子又は複数の焼結繊維を含むことができる。物理的及び／又は化学的な相違により、第２のポリマー材料の繊維は、いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料によって形成されたマトリクスへのいかなる付着点も形成しない。第２のポリマー材料の繊維が第１のポリマー材料のマトリ
クスへのいかなる付着点も形成しないにもかかわらず、第２のポリマー材料の繊維は、焼結プロセスによってマトリクスに閉じ込められたままである。
【００８７】
いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、約１μｍ〜約２００μｍ、約２μｍ〜約１５０μｍ、約５μｍ〜約１００μｍ、又は約１０μｍ〜約５０μｍの範囲の平均孔サイズを有する。第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、別の実施形態では、約１μｍ未満の平均孔サイズを有する。１つの実施形態では、多孔質基材は、約０．１μｍ〜約１μｍの範囲の平均孔サイズを有する。さらなる実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、約２００μｍを超える平均孔サイズを有する。１つの実施形態では、多孔質基材は、約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の平均孔サイズを有することができる。基材の平均孔サイズを、水銀ポロシメトリー又は走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）を使用して求めることができる。
【００８８】
平均孔サイズに加えて、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、いくつかの実施形態によれば、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、又は少なくとも５０％の平均空隙率を有する。別の実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、少なくとも６０％又は少なくとも７５％の平均空隙率を有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、少なくとも８５％の平均空隙率を有する。
【００８９】
第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、本発明のいくつかの実施形態では、約１００μｍ〜約１０ｃｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、多孔質基材は、約２５０μｍ〜約５ｃｍ、約４００μｍ〜約１ｃｍ、約６００μｍ〜約１ｍｍ、又は約７００μｍ〜約９００μｍの範囲の厚さを有する。別の実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材は、約１００μｍ未満の厚さを有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、約１０ｃｍを超える厚さを有することができる。
【００９０】
第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材に加えて、本発明の複合材料は、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３のポリマー材料を含み、第３のポリマー材料は、多孔質基材中に第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材の少なくともいくつかの孔に存在する。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材のいくつか又は全ての孔に存在する。さらに、いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材の平均孔サイズ以下の平均孔サイズを有する多孔質膜を含む。このような実施形態では、多孔質膜を含む第３のポリマー材料により、濾過特性が向上した二次的な細孔構造を有する多孔質基材を得ることができる。
【００９１】
第３の材料としての使用に適切なポリマー材料は、フルオロポリマー（ＰＶＤＦが含まれる）、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、並びにこれらのコポリマー及び組み合わせを含むことができる。第３のポリマー材料を、本発明の実施形態によれば、第１の材料と異なるように選択する。
【００９２】
いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、約０．２ｎｍ〜約１０μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、約０．０１μ
ｍ〜約５μｍ又は約０．１μｍ〜約２μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。さらなる実施形態では、第３のポリマー材料は、約０．５μｍ〜約１μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料の平均孔サイズは、多孔質基材の平均孔サイズより少なくとも一桁小さい。
【００９３】
いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、約１０μｍ〜約１０ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、約２５μｍ〜約１ｍｍ、約５０〜５００μｍ、約７５〜４００μｍ、又は約１００μｍ〜約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施形態では、第３のポリマー材料は、約１０μｍ未満の厚さを有する。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、第３のポリマー材料が配置される多孔質基材の厚さより薄い厚さを有する。
【００９４】
本明細書中に提供される場合、第３のポリマー材料は、いくつかの実施形態によれば、濾過用途（精密濾過、限外濾過、及びナノ濾過等であるが、これらに限定されない）のために操作可能な膜としての機能を果たすことができる。このような実施形態では、第３のポリマー材料により、精密濾過、限外濾過、又はナノ濾過プロセスの実施に十分な必須の孔サイズ及び／又は構造を多孔質基材に与えることができる。
【００９５】
本発明の実施形態では、第３のポリマー材料は、第１のポリマー材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置し、少なくとも１つの繊維への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維への複数の付着点を有する。他の実施形態では、第３のポリマー材料を、第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維に連続的に付着する。
【００９６】
いくつかの実施形態では、多孔質基材は、第２のポリマー材料の複数の繊維を含む。このような実施形態では、第３のポリマー材料は、第２のポリマー材料の複数の繊維の少なくとも１つとの少なくとも１つの付着点を有する。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、第２のポリマー材料の複数の繊維の少なくとも１つとの複数の付着点を有する。別の実施形態では、第３のポリマー材料は、第２のポリマー材料の複数の繊維の２つ以上の繊維との少なくとも１つの付着点を有する。さらなる実施形態では、第３のポリマー材料は、第２のポリマー材料の複数の繊維の２つ以上の繊維との複数の付着点を有する。第３のポリマー材料は、例えば、第２のポリマー材料の２つ以上の繊維の各繊維との複数の付着点を有する。
【００９７】
少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料及び第２のポリマー材料の繊維は、同一の材料を含む。１つの実施形態では、例えば、第３のポリマー材料及び第２のポリマー材料は、同一のポリマー又はコポリマーを含む。
【００９８】
別の実施形態では、少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、第３のポリマー材料及び第２のポリマー材料の繊維は、同一ファミリー由来のポリマー材料を含む。第３のポリマー材料及び第２のポリマー材料は、いくつかの実施形態では、上記の同一ファミリー由来のポリマーを含む。
【００９９】
さらなる実施形態では、第３のポリマー材料と第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維との間の少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、上記で定義したように、第３のポリマー材料及び第２のポリマー材料は、共通の溶媒に溶解性であり得る。１つの実施形態では、第３のポリマー材料及び第２のポリマー材料は、同一又は共通の溶媒に溶解性であるポリマーを含む。
【０１００】
第３のポリマー材料は、１つの実施形態では、多孔質基材の第１のポリマー材料とのいかなる付着点も形成しない。第１のポリマー材料と第３のポリマー材料の化学的性質及び物理的性質の相違により、第１のポリマー材料と第３のポリマー材料との間のいかなる付着点の形成も防止することができる。本発明の複合材料中の第１のポリマー材料と第３のポリマー材料との間に、明確な空間的境界が存在し得る。
【０１０１】
第３のポリマー材料と第１のポリマー材料との間の相互作用の欠如を考慮して、第３のポリマー材料と多孔質基材中の第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維との間の付着点は、多孔質基材への第３のポリマー材料の接着に非常に役立ち得る。本明細書中に記載されるように、いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材全体に分散した第２のポリマー材料の複数の繊維への付着点を有することができる。第３のポリマー材料が濾過用途のために操作可能な多孔質膜を含む実施形態では、第２のポリマー材料の繊維は、膜結合繊維として作用し、それにより、多孔質基材に膜を繋留することができる。第２のポリマー材料の繊維と第３のポリマー材料との間の付着点の形成による多孔質基材への第３のポリマー材料の繋留により、多孔質基材からの第３のポリマー材料の剥離耐性が増加した複合材料（複合フィルター材料が含まれる）を得ることができる。
【０１０２】
さらに、多孔質基材の表面上に配置した第３の材料と基材中の第２のポリマー材料の繊維との間の付着点の形成により、複合材料の生成において異なる材料を組み合わせることが可能である。
【０１０３】
ＩＩＩ．二成分繊維を含む多孔質基材
別の実施形態では、本発明は、少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材を含む多孔質複合材料であって、二成分繊維が第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む、多孔質複合材料を提供する。第３のポリマー材料は、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、多孔質基材は、複数の二成分繊維を含む。本発明のいくつかの実施形態での使用に適切な二成分繊維を、上記の表１に示す。他の実施形態では、適切な二成分繊維は、ポリプロピレン／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン／ＰＥＴ、ポリプロピレン／ナイロン−６、ナイロン−６／ＰＥＴ、コポリエステル／ＰＥＴ、コポリエステル／ナイロン−６、コポリエステル／ナイロン−６，６、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ＰＥＴ、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ナイロン−６、ポリ−４−メチル−１−ペンテン／ナイロン−６，６、ＰＥＴ／ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ナイロン−６，６／ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチル（ＰＣＴ）、ポリプロピレン／ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ナイロン−６／コポリアミド、ポリ乳酸／ポリスチレン、ポリウレタン／アセタール、及び可溶性コポリエステル／ポリエチレンを含む。
【０１０４】
本明細書中に提供されるように、二成分繊維は、本発明のいくつかの実施形態によれば、コア／シース断面構造又は並列断面構造を有する。他の実施形態では、二成分繊維は、マトリクスフィブリル構造、アイランド・イン・ザ・シー構造、シトラスフィブリル構造、又はセグメント化パイ断面構造を有する。いくつかの実施形態では、二成分繊維は、連続繊維又は短繊維である。
【０１０５】
短繊維である二成分繊維は、いくつかの実施形態によれば、約０．５インチ〜約２０インチ、約１インチ〜約１９インチ、約３インチ〜約１５インチ、又は約５インチ〜約１２インチの範囲の長さを有する。いくつかの実施形態では、短繊維である二成分繊維は、約７インチ〜約１０インチ又は約１５インチ〜約２０インチの範囲の長さを有する。別の実施形態では、短繊維である二成分繊維は、約０．５インチ未満又は約２０インチを超える
長さを有する。
【０１０６】
いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む二成分繊維（連続繊維及び短繊維が含まれる）は、約１μｍ〜約１ｍｍの範囲の直径を有する。他の実施形態では、二成分繊維は、約１０μｍ〜約８００μｍ、約５０μｍ〜約５００μｍ、約１００μｍ〜約４００μｍ、又は約１５０μｍ〜約３００μｍの範囲の直径を有する。さらなる実施形態では、第２の材料の繊維は、約１μｍ未満又は約１ｍｍを超える直径を有する。
【０１０７】
いくつかの実施形態では、多孔質基材を、複数の二成分繊維の焼結によって生成する。当業者に理解されるように、焼結の温度及び時間は、二成分繊維を構成する第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の特定の独自性に依存する。さらに、最終生成物の所望のサイズ及び形状（例えば、ブロック、チューブ、コーン、シリンダー、シート、又はフィルム）に応じて、引き抜き成形プロセス又は当業者に既知の他の技法を使用して焼結することができる。本発明の多孔質基材及び複合材料を、任意の所望の形状（ブロック、チューブ、スター、コーン、シリンダー、シート、フィルム、及びカートリッジ（ラジアルフィルターカートリッジ（米国特許出願第７，１２５，４９０号に開示のもの等）が含まれる））で生成することができる。引き抜き成形プロセスの金型を、例えば、複数の焼結二成分繊維を含む多孔質基材の生成のための任意の所望の断面形状を有するように選択することができる。
【０１０８】
一旦多孔質基材が形成されると、基材を冷却することができる。焼結した多孔質基材を、次いで、任意選択的に処理することができる。任意選択的な処理の例には、滅菌、切断、圧延、研磨、カプセル化、及び／又はコーティングが含まれるが、これらに限定されない。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、複数の二成分繊維を含む多孔質基材は、約１μｍ〜約２００μｍ、約２μｍ〜約１５０μｍ、約５μｍ〜約１００μｍ、又は約１０μｍ〜約５０μｍの範囲の平均孔サイズを有する。複数の二成分繊維を含む多孔質基材は、別の実施形態では、約１μｍ未満の平均孔サイズを有する。１つの実施形態では、多孔質基材は、約０．１μｍ〜約１μｍの範囲の平均孔サイズを有する。さらなる実施形態では、複数の二成分繊維を含む多孔質基材は、約２００μｍを超える平均孔サイズを有する。１つの実施形態では、多孔質基材は、約２００μｍ〜約５００μｍの範囲の平均孔サイズを有することができる。基材の平均孔サイズを、水銀ポロシメトリー又は走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）を使用して求めることができる。
【０１１０】
平均孔サイズに加えて、複数の二成分繊維を含む多孔質基材は、いくつかの実施形態によれば、少なくとも２０％の平均空隙率を有する。他の実施形態では、多孔質基材は、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、又は少なくとも７５％の平均空隙率を有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、少なくとも８５％の平均空隙率を有する。
【０１１１】
複数の二成分繊維を含む多孔質基材は、本発明のいくつかの実施形態では、約１００μｍ〜約１０ｃｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、多孔質基材は、約２５０μｍ〜約５ｃｍ、約４００μｍ〜約１ｃｍ、約６００μｍ〜約１ｍｍ、又は約７００μｍ〜約９００μｍの範囲の厚さを有する。別の実施形態では、複数の二成分繊維を含む多孔質基材は、約１００μｍ未満の厚さを有する。さらなる実施形態では、多孔質基材は、約１０ｃｍを超える厚さを有する。
【０１１２】
少なくとも１つの二成分繊維（第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む二成
分繊維）を含む多孔質基材に加えて、本発明の多孔質複合材料は、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置された第３のポリマー材料を含み、第３のポリマー材料は、二成分繊維の第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材の少なくともいくつかの孔に存在する。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材のいくつか又は全ての孔に存在する。さらに、いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、多孔質基材の平均孔サイズ以下の平均孔サイズを有する多孔質膜を含む。このような実施形態では、多孔質膜を含む第３のポリマー材料により、濾過特性が向上した二次的な細孔構造を多孔質基材に与えることができる。
【０１１３】
第３の材料としての使用に適切なポリマー材料は、フルオロポリマー（ＰＶＤＦが含まれる）、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリ塩化ビニル、並びにこれらのコポリマー及び組み合わせを含むことができる。
【０１１４】
いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、約０．２ｎｍ〜約１０μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、約０．０１μｍ〜約５μｍ又は約０．１μｍ〜約２μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含む。さらなる実施形態では、第３のポリマー材料は、約０．５μｍ〜約１μｍの範囲の平均サイズを有する孔を含み得る。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料の平均孔サイズは、多孔質基材の平均孔サイズより少なくとも一桁小さい。
【０１１５】
いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、約１０μｍ〜約１０ｍｍの範囲の厚さを有する。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、約２５μｍ〜約１ｍｍ、約５０〜５００μｍ、約７５〜４００μｍ、又は約１００μｍ〜約３００μｍの範囲の厚さを有する。さらなる実施形態では、第３のポリマー材料は、約１０μｍ未満の厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、第３のポリマー材料が配置される多孔質基材の厚さ未満の厚さを含むことができる。
【０１１６】
本明細書中に提供される場合、第３のポリマー材料は、いくつかの実施形態によれば、濾過用途（精密濾過、限外濾過、及びナノ濾過等であるが、これらに限定されない）のために操作可能な膜としての機能を果たすことができる。このような実施形態では、第３のポリマー材料により、精密濾過、限外濾過、又はナノ濾過プロセスの実施に十分な必須の孔サイズ及び／又は構造を、二成分繊維を含む多孔質基材に与えることができる。
【０１１７】
本発明のいくつかの実施形態では、第３のポリマー材料を、少なくとも１つの二成分繊維（第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む二成分繊維）を含む多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置する。第３のポリマー材料は、二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する。いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料への複数の付着点を有する。他の実施形態では、第３の材料を、二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料に連続的に付着することができる。
【０１１８】
本明細書中に提供されるように、いくつかの実施形態では、多孔質基材は、複数の二成分繊維を含む。このような実施形態では、第３のポリマー材料は、複数の二成分繊維の少なくとも１つの第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料との少なくとも１つの付着点を有することができる。他の実施形態では、第３のポリマー材料は、複数の二成分繊維の少なくとも１つの第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料との複数の付着点を有することができる。別の実施形態では、第３のポリマー材料は、複数の二成分繊維の１つを超
える第１又は第２のポリマー材料との少なくとも１つの付着点を有することができる。さらなる実施形態では、第３のポリマー材料は、複数の二成分繊維の１つを超える第１又は第２のポリマー材料との複数の付着点を有する。第３のポリマー材料は、例えば、２つ以上の二成分繊維の第１又は第２のポリマー材料との複数の付着点を有することができる。
【０１１９】
少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、いくつかの実施形態では、第３のポリマー材料及び二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は、同一の材料を含む。１つの実施形態では、例えば、第３のポリマー材料及び二成分繊維の第１のポリマー材料は、同一のポリマー又はコポリマーを含む。別の実施形態では、第３のポリマー材料及び二成分繊維の第２のポリマー材料は、同一のポリマー又はコポリマーを含む。
【０１２０】
別の実施形態では、少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、第３のポリマー材料及び二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は、同一ファミリー由来のポリマー材料を含む。第３のポリマー材料及び二成分繊維の第１又は第２のポリマー材料は、いくつかの実施形態では、上記の同一ファミリー由来のポリマーを含む。
【０１２１】
さらなる実施形態では、第３のポリマー材料と二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料との間の少なくとも１つの付着点の形成を容易にするために、上記定義のように、第３のポリマー材料及び第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は、共通の溶媒に溶解することができる。
【０１２２】
第３のポリマー材料が二成分繊維の第１のポリマー材料と少なくとも１つの付着点を形成するいくつかの実施形態では、第３のポリマー材料は、二成分繊維の第２のポリマー材料とのいかなる付着点も形成しない。二成分繊維の第２のポリマー材料及び第３のポリマー材料の化学的性質及び物理的性質の相違により、第２のポリマー材料と第３のポリマー材料との間のいかなる付着点の形成も防止することができる。結果として、いくつかの実施形態では、二成分繊維の第２のポリマー材料と第３のポリマー材料との間に、空間的境界が存在する。
【０１２３】
第３のポリマー材料が二成分繊維の第２のポリマー材料と少なくとも１つの付着点を形成する他の実施形態では、第３の材料は、二成分繊維の第１のポリマー材料とのいかなる付着点も形成しない。二成分繊維の第１のポリマー材料及び第３のポリマー材料の化学的性質及び物理的性質の相違により、第１のポリマー材料と第３のポリマー材料との間のいかなる付着点の形成も防止することができる。結果として、いくつかの実施形態では、二成分繊維の第１のポリマー材料と第３のポリマー材料との間に、空間的境界が存在する。
【０１２４】
ＩＩＩ．多孔質複合材料の生成方法
多孔質複合材料に加えて、本発明は、多孔質複合材料の生成方法を提供する。１つの実施形態では、多孔質複合材料の生成方法は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材を準備すること、溶媒に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、多孔質基材に溶液を塗付すること、及び第３のポリマー材料と少なくとも１つの粒子との間に少なくとも１つの付着点を形成することを含む。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料の粒子は、第３のポリマー材料を溶解するのに使用した溶媒に溶解することができる。このような実施形態では、溶媒を溶液の一部として多孔質基材に塗付する場合、溶媒は、第２のポリマー材料の粒子を少なくとも部分的に溶解することができる。第２のポリマー材料の粒子の溶解又は少なくとも部分的な溶解により、第３のポリマー材料との付着点の形成を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料及び第３のポリマー材料は、同一のポリマー又はコポリマーを含む。他の実施形態では、第２のポリマー材料及び第３のポリマー材料は、同
一ファミリー由来のポリマーを含む。
【０１２６】
別の実施形態では、多孔質複合材料の作製方法は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材を準備すること、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、多孔質基材に溶液を塗付すること、第３のポリマー材料と第２のポリマー材料の少なくとも１つの繊維との間に少なくとも１つの付着点を形成することを含む。
【０１２７】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの繊維の第２のポリマー材料は、第３のポリマー材料を溶解するのに使用した溶媒に溶解することができる。このような実施形態では、溶媒を溶液の一部として多孔質基材に塗付する場合、溶媒は、少なくとも１つの繊維の第２のポリマー材料を少なくとも部分的に溶解することができる。第２のポリマー材料の溶解又は少なくとも部分的な溶解により、少なくとも１つの繊維の第２のポリマー材料と第３のポリマー材料との間の付着点の形成を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、第２のポリマー材料及び第３のポリマー材料は、同一のポリマー又はコポリマーを含む。他の実施形態では、第２のポリマー材料及び第３のポリマー材料は、同一ファミリー由来のポリマーを含む。
【０１２８】
別の実施形態では、多孔質複合材料の作製方法は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材を準備すること、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を準備すること、多孔質基材に溶液を塗付すること、及び第３のポリマー材料と二成分繊維の第１又は第２のポリマー材料との間に少なくとも１つの付着点を形成することを含む。いくつかの実施形態では、多孔質基材は、複数の二成分繊維を含む。
【０１２９】
いくつかの実施形態では、少なくとも１つの二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は、第３のポリマー材料を溶解するのに使用した溶媒に溶解することができる。このような実施形態では、溶媒を溶液の一部として多孔質基材に塗付する場合、溶媒は、少なくとも１つの二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料を少なくとも部分的に溶解することができる。少なくとも１つの二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料の溶解又は少なくとも部分的な溶解により、第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料と第３のポリマー材料との間の付着点の形成を容易にすることができる。いくつかの実施形態では、第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は、第３のポリマー材料と同一のポリマー又はコポリマーを含む。他の実施形態では、第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料は、第３のポリマー材料と同一ファミリー由来のポリマーを含む。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、溶液中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液は、約５重量％の第３のポリマー材料を含む。他の実施形態では、溶液は、約２０重量％までの第３のポリマー材料を含む。別の実施形態では、溶液は、約５重量％〜約２０重量％の第３のポリマー材料を含む。さらなる実施形態では、溶液は、２０重量％を超える第３のポリマー材料を含む。１つの実施形態では、例えば、溶液は、約５重量％〜約２０重量％のＰＶＤＦを含む。
【０１３１】
第３のポリマー材料を含む溶液での使用に適切な溶媒は、第３のポリマー材料の個性に依存する。いくつかの実施形態では、溶媒は、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、トリエチルホスフェート（ＴＥＰ）、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トリエチレングリコール、鉱物油、及びこれらの組み合わせを含み得る。
【０１３２】
多孔質基材に塗付するための溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む本発明の溶液を、第３のポリマー材料の適切な溶媒との組み合わせによって調製する。いくつかの実施形態では、機械的撹拌（撹拌及び／又は超音波処理等）を使用して、溶媒中の第３のポリマー材料の完全な溶解を確実にする。さらに、いくつかの実施形態では、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を、発明の名称が「多孔質複合材料及びその作製及び使用方法（Composite Porous Materials and Methods of Making and Using the Same）」である米国特許出願第１０／９８２，３９２号に記載の溶液に従い調製する。
【０１３３】
種々の方法によって、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を、本発明の多孔質基材に塗付することができる。１つの実施形態では、例えば、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を、溶液を多孔質基材と接触させながら、拡散／レベリング装置又は溶液押し出し装置（solution-pushing device）を用いて多孔質基材に塗付する。
【０１３４】
本発明の１つの実施形態では、溶液押し出し装置を、管状部材の内側への材料溶液の均一なコーティングの塗付のために成形する。例えば、溶液押し出し装置を、伸長することができる（例えば、ロッド様又は円筒形）。特に、溶液押し出し装置の形状を、いくつかの実施形態では、管状部材に適合する接触表面を含むように選択する。管状部材の内面に材料溶液を塗付するための溶液押し出し装置は、いくつかの実施形態では、管状部材の円筒形の内部に適合する円筒形接触領域を含む。溶液押し出し装置の寸法を、沈積する材料溶液の量及び／又は厚さ及び／又は均一性が調節されるように選択することができる。また、第３のポリマー材料を含む溶液の沈積を、いくつかの実施形態では、溶液を塗付すべき部材への材料溶液の接触中又は接触後に適切な装置を使用することによって容易にする。
【０１３５】
別の実施形態では、第３のポリマー材料を含む溶液を、溶液を多孔質管の穴を通して移動させるように溶液を分配することができる中空アプリケータによって多孔質基材（管状多孔質基材）に塗付する。アプリケータは、いくつかの実施形態では、内腔及びアプリケータの内腔から外部までの１つ又は複数の通路を有することができる。本明細書中に記載の第３のポリマーを含む溶液を、アプリケータ内の内腔に供給し、通路を介して中空アプリケータの内腔から外側に通過させることができる。結果として、アプリケータへの溶液の供給と連動した管状部材及び管状部材内に配置したアプリケータの相対的に軸方向の移動の際に、溶液は、管状部材の内面に沿って分配及び塗付される。そのようなものとして、定量分配によって溶液の塗付条件及び沈積が制御され、その結果、管状部材上の材料の均一性及び／又は滑らかさが促進される。さらに、アプリケータの使用により、より少ない溶液を使用可能であり、それにより、より経済的な方法が提供される。溶液をアプリケータに供給する速さ及び／又は圧力を、管状部材の内面に塗付した溶液の所望の厚さ及び／又は均一性及び／又は滑らかさが得られるように選択することができる。
【０１３６】
さらに、溶媒中に溶解した第３のポリマー材料を含む溶液を、いくつかの実施形態では、米国特許出願第１０／９８２，３９２号に従って、多孔質基材に塗付することができる。
【０１３７】
多孔質複合材料の生成方法は、いくつかの実施形態によれば、さらに、多孔質基材及び多孔質基材に塗付した溶液を第３のポリマー材料を溶解するのに使用した溶媒と混和性を示す流体と接触させることであって、流体が第３のポリマー材料の溶媒ではない、接触させることを含む。多孔質基材及び多孔質基材に塗付した溶液を混和性流体と接触させることにより、多孔質構造を第３の材料に提供することができる。いくつかの実施形態では、接触は、多孔質基材及び多孔質基材に塗付した溶液を混和性流体に浸漬することを含み得る。１つの実施形態では、多孔質基材及び多孔質基材に塗付した溶液を、混和性流体（複
数可）の連続浴中で浸漬することができる。
【０１３８】
多孔質の第３のポリマー材料を、溶液からのポリマー材料の沈殿の際に形成することができる。第３のポリマー材料は、いくつかの実施形態では、溶媒型、無機塩付加物の量、コーティングの厚さ、浸漬浴の組成、及び浸漬浴の温度等のパラメータの制御によって変化させることができる。いくつかの実施形態では、混和性流体は、水を含むことができる。他の実施形態では、混和性流体は、水−アルコール溶液を含むことができる。
【０１３９】
無機塩は当該技術分野で既知であり、使用される特定のポリマー及び得られた多孔質の第２の材料の所望の性質に応じて変化することができる。無機塩の例には、塩化リチウム、塩化亜鉛、塩化ナトリウム、塩化カリウム、臭化リチウム、臭化亜鉛、臭化ナトリウム、臭化カリウム、及びこれらの任意の混合物が含まれるが、これらに限定されない。１つの実施形態では、無機塩は、塩化リチウム、塩化亜鉛、又はこれらの混合物である。別の実施形態では、無機塩は塩化リチウムである。
【０１４０】
任意選択的に、任意／全ての混和性流体との接触後、多孔質複合材料を洗浄することができる。任意選択的に、任意／全ての混和性流体との接触後、多孔質複合材料を乾燥させることができる。任意選択的に、任意／全ての混和性流体との接触後、多孔質複合材料を洗浄し、その後に乾燥させることができる。当該技術分野で既知の任意の適切な液体（例えば、水）を使用して洗浄することができる。さらに、当該技術分野で既知の任意の適切な方法（例えば、洗浄流体浴中への多孔質複合材料の浸漬）によって洗浄することができる。当該技術分野で既知の任意の適切な方法（例えば、約２５℃の空気中での多孔質複合材料の乾燥又は約２５℃又は高温での従来のベルト乾燥機又は据え付け乾燥機の使用）によって乾燥させることができる。
【０１４１】
１つの実施形態では、例えば、本発明の多孔質複合材料を、溶媒（例えば、ＤＭＡｃ又は５０／５０の体積比のＤＭＡｃとＮＭＰとの混合物）中に少なくとも約５重量％の濃度の第３の高分子（例えば、ＰＶＤＦ）及び無機塩（例えば、ＬｉＣｌ）を含む溶液をＨＤＰＥマトリクス全体に分散させたＰＶＤＦの粒子を含む焼結多孔質基材に沈積することによって調製する。別の実施形態では、多孔質複合材料を、溶媒（例えば、ＤＭＡｃ又は５０／５０の体積比のＤＭＡｃとＮＭＰとの混合物）中に約２０重量％までの濃度の第３の高分子（例えば、ＰＶＤＦ）及び無機塩（例えば、ＬｉＣｌ）を含む溶液をＨＤＰＥマトリクス全体に分散させたＰＶＤＦの粒子を含む焼結多孔質基材に沈積することによって調製する。さらなる実施形態では、多孔質複合材料を、溶媒（例えば、ＤＭＡｃ又は５０／５０の体積比のＤＭＡｃとＮＭＰとの混合物）中に約５重量％〜約２０重量％の濃度の第３のポリマー材料（例えば、ＰＶＤＦ）及び無機塩（例えば、ＬｉＣｌ）を含む溶液をＨＤＰＥマトリクス全体に分散させたＰＶＤＦの粒子を含む焼結多孔質基材に沈積することによって調製する。この段落の上記の各実施形態では、得られたコーティング基材を、その後に水を含む混和性流体と接触させる。
【０１４２】
ＩＶ．流体の濾過方法
多孔質複合材料及びその作製方法の提供に加えて、本発明は、多孔質複合材料の使用方法（多孔質複合材料を含む流体の濾過方法が含まれる）を提供する。１つの実施形態では、流体の濾過方法は、第１の材料及び第２の材料の少なくとも１つの粒子を含む多孔質基材及び基材の少なくとも１つの表面上に配置した第３の多孔質材料を含むフィルターを準備すること並びにフィルターに流体を通過させることを含む。濾過方法のいくつかの実施形態では、多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置した第３の材料は、第２の材料の少なくとも１つの粒子への少なくとも１つの付着点を有する。
【０１４３】
別の実施形態では、流体の濾過方法は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料の
少なくとも１つの繊維を含む多孔質基材及び基材の少なくとも１つの表面上に配置し、少なくとも１つの繊維への少なくとも１つの付着点を有する第３のポリマー材料を含むフィルターを準備すること並びにフィルターに流体を通過させることを含む。
【０１４４】
さらなる実施形態では、流体の濾過方法は、第１のポリマー材料及び第２のポリマー材料を含む少なくとも１つの二成分繊維を含む多孔質基材並びに多孔質基材の少なくとも１つの表面上に配置され、二成分繊維の第１のポリマー材料又は第２のポリマー材料への少なくとも１つの付着点を有する第３のポリマー材料を含むフィルターを準備すること並びにフィルターに流体を通過させることを含む。
【０１４５】
本発明の実施形態における流体は、液体及びガスを含む。１つの実施形態では、例えば、流体は水を含む。別の実施形態では、流体は空気を含む。
【０１４６】
本発明の多孔質複合材料を使用した濾過方法は、いくつかの実施形態によれば、精密濾過プロセス、限外濾過プロセス、及びナノ濾過プロセスを含むことができる。精密濾過が適切である用途の非限定的な例には、集塵、飲料及び医薬品の冷滅菌、細胞の採取、果汁、ビール、及びワインの明澄化、排水処理、並びに連続発酵が含まれる。限外濾過が適切である用途の非限定的な例には、海水脱塩プラントでの海水の前処理、ミルクからの乳漿タンパク質の回収、水−油分離、及びプロセス水としての再利用のための排水処理が含まれる。ナノ濾過が適切である用途の例には、色素の改善及びミルクからのラクトースの濾過が含まれる。
【０１４７】
本発明の実施形態を、以下の非限定的な実施例にさらに例示する。
【０１４８】
（実施例１）
第３のポリマー材料を含む溶液の生成
多孔質基材に塗付するための第３のポリマー材料を含む溶液の生成では、本発明の１つの実施形態によれば、２つの個別の溶液（中間溶液Ａ及び中間溶液Ｂ）を調製した。調製後、中間溶液Ａを中間溶液Ｂと合わせて、多孔質基材への塗付のための第３のポリマー材料溶液を生成した。
【０１４９】
中間溶液Ａの調製
１ガロン(３．８リットル)のＨＤＰＥミルジャー／カーボイに、１００グラムの塩化リチウム(ＬｉＣｌ)及び２，５００グラムのＤＭＡｃを添加した。ダクトテープでカーボイ上へ蓋を固定し、カーボイをローラーミル上に配置して２０ｒｐｍで２時間操作後、ＬｉＣｌが完全に溶解したようであった。カーボイを開き、５２０グラムのＰＶＤＦ(Arkema,
Inc.のKYNAR 2800)を添加した。ＰＶＤＦをゆっくり溶液と合わせ、気泡を回避するためにガラス棒で撹拌した。次いで、ダクトテープでカーボイ上へ蓋を固定し、溶液が均一になるまで（約４〜１０時間後）、カーボイを２０ｒｐｍのローラーミルに移した。中間溶液Ａを、色(例えば、帯黄色の外観)、気泡、及び／又は溶解していないＰＶＤＦのゲル塊について試験した。これらの条件がいずれも明白でなかったので、テープでカーボイ上に蓋を固定し、さらなる使用のためにカーボイを恒温室（約２５℃に維持）に入れた。
【０１５０】
中間溶液Ｂの調製
９００グラムのＮＭＰを含む別の１ガロンのＨＤＰＥミルジャー／カーボイに、１００グラムのＰＶＰ（ISP Technology Inc. (Wayne, N. J.)から入手したグレードＫ−９０）を添加した。ガラス棒を使用して、組み合わせ物を静かに撹拌した。ダクトテープでカーボイ上へ蓋を固定し、外観上均一な中間溶液Ｂが形成されるまで（約４〜１０時間後）、カーボイを２０ｒｐｍで操作したローラーミルに配置した。中間溶液Ｂを、色(例えば、帯黄色の外観)、気泡、及び／又は溶解していないＰＶＤＦのゲル塊について試験した。
これらの条件がいずれも明白でなかったので、テープでカーボイ上に蓋を固定し、さらなる使用のためにカーボイを恒温室（約２５℃に維持）に入れた。
【０１５１】
中間溶液Ａと中間溶液Ｂとの組み合わせ
約２５℃で、中間溶液Ａを中間溶液Ｂのカーボイに添加して、第３のポリマー材料溶液を形成した。中間溶液Ｂカーボイの蓋をテープでカーボイ上に固定し、得られた第３のポリマー材料溶液が均一になるまで（約６時間後）、カーボイを２０ｒｐｍのローラーミル上に配置した。カーボイをミルから取り出し、色及び固体ポリマー粒子について試験した。これらの条件がいずれも明白でなかったので、テープでカーボイ上に蓋を固定し、さらなる使用のためにカーボイを恒温室（約２５℃に維持）に入れた。
【０１５２】
（実施例２）
多孔質基材への第３のポリマー材料溶液の塗付
内部にＰＶＤＦの粒子を分散させたＨＤＰＥマトリクスを含む焼結多孔質基材の８インチ×８インチ(２０．３ｃｍ×２０．３ｃｍ)の平面シートを準備した。焼結多孔質基材は、バランスＨＤＰＥと共に約５重量％のＰＶＤＦ粒子を含んでいた。焼結多孔質基材の空隙率は約４０％であり、平均孔サイズは約３０μｍであった。多孔質基材を、テーブルの清潔で平らな、滑らかな水平ガラス上に置いた。シートの各コーナーを、絶縁テープでテーブルの表面に固定した。０．７５インチ（１．９ｃｍ）幅の３層の絶縁テープを、シートの各縁越しにテーブルの表面上に置いた。約０．０１５インチ（０．０３８ｃｍ）の３層のテープの厚さは、第３のポリマー材料の所望の湿潤厚さ（wet thickness）に相当した。
【０１５３】
実施例１にしたがって調製した第３のポリマー材料溶液のアリコートを、カーボイから１００ｍＬガラスビーカーに注いだ。ビーカーから、約２０ｍＬの第３のポリマー材料溶液を、シートの縁から約２インチ（５．１ｃｍ）離れたラインに沿って焼結多孔質基材シート上に注いでビーズを形成した。直径が２インチ（５．１ｃｍ）で長さが８インチ（２０．３ｃｍ）のガラス棒をスキジーとして使用して、溶液のビーズを均一に広げて、シートから過剰な溶液を除去した。ビーズと平行に縦軸に上から下にゆっくり（約３０秒にわたり）、下方圧力によりテープの最上部片の外側縁からテープの低部片の外側縁を過ぎるまで確実に焼結多孔質基材シート全体で棒を引き寄せることによって行った。過剰な第３のポリマー材料溶液の除去の完了次第、タイマーを開始させた。
【０１５４】
過剰な第３のポリマー材料溶液の除去の完了から３分後、絶縁テープを４つの全てのコーナーで切断し、テーブルからコーティングした焼結多孔質基材シートを剥した。シートを、平らな位置でコーティング面を上にして３分間吊り下げて保持し、次いで、約４インチ（１０ｃｍ）の水を充填した長さ１２インチ×幅１２インチ×深さ６インチ（３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍ×１５．２ｃｍ）のガラストレイに注意深く移した。コーティング面を上にして、シートを水浴中に約１０秒間にわたって確実に浸漬し、その後、約３分間吊り下げた。その後、シートを取り外して、トレイの低部で約２４時間平坦な状態にした。
【０１５５】
トレイから取り出した後、焼結多孔質基材シートを、５重量％のグリセリン水溶液を含む別のトレイに３０分間入れた。グリセリン／水溶液から取り出した後、シートを２４時間風乾した。得られた多孔質複合材料は、平均孔サイズが約３０μｍの焼結多孔質高分子基材及び平均孔サイズが約０．１μｍの第３のポリマー材料の多孔質膜（ＰＶＤＦ）を有していた。
【０１５６】
図６及び図７に例示するように、第３のポリマー材料溶液によって沈積されたＰＶＤＦ膜は、焼結ＨＤＰＥマトリクス中に分散されたＰＶＤＦ粒子との複数の付着点を形成した。さらに、ＰＶＤＦ膜と焼結ＨＤＰＥマトリクスとの間に境界面が存在した。結果として
、ＰＶＤＦ膜は、ＨＤＰＥマトリクス中に分散したＰＶＤＦ粒子との複数の付着点を介して焼結多孔質基材に付着した。
【０１５７】
（実施例３）
二成分繊維を含む多孔質複合材料
複数の焼結した短繊維である二成分繊維を含む多孔質基材を提供する。短繊維である二成分繊維は、ポリエステル／ポリオレフィン構築物を含む。本実施例では、ポリエステル／ポリオレフィン構築物を含む短繊維である二成分繊維は、KoSA Incorporatedから市販されているＫｏＳＡ  Ｔ−２５６である。ポリエステル／ポリオレフィンの短繊維である二成分繊維を含む銀をカーディングプロセスによって生成し、銀をオーブン又は他の加熱装置から抜き出し、オーブンの温度を２つの繊維成分の少なくとも１つの溶融温度又は溶融温度付近に設定する。次いで、短繊維である二成分繊維の銀を、加熱した金型から抜き出し、短繊維である二成分繊維を互いに接触させ、互いに接着させる。金型は、任意の所望の形状（シート又はチューブ等）を有することができる。オーブン及び金型を、本実施例では、約１４０℃〜約１７０℃の範囲の温度に加熱する。次いで、短繊維である二成分繊維を冷却して焼結多孔質基材を生成する。複数のポリエステル／ポリオレフィンの短繊維である二成分繊維を含む多孔質基材は、約５０％〜約９０％の範囲の空隙率及び約０．５μｍ〜約２０μｍの範囲の平均孔サイズを有する。本実施例では、焼結多孔質基材は、平面シートの形態である。
【０１５８】
複数のポリエステル／ポリオレフィンの短繊維である二成分繊維を含む焼結多孔質基材の平面シートを、テーブルの清潔で平らな、滑らかな水平ガラス上に置いた。シートの各コーナーを、絶縁テープでテーブルの表面に固定した。０．７５インチ（１．９ｃｍ）幅の３層の絶縁テープを、シートの各縁越しにテーブルの表面上に置いた。約０．０１５インチ（０．０３８ｃｍ）の３層のテープの厚さは、第３のポリマー材料の所望の湿潤厚さに相当する。
【０１５９】
実施例１に従って調製した第３のポリマー材料溶液のアリコートを、カーボイから１００ｍＬガラスビーカーに注いだ。ビーカーから、約２０ｍＬの第３のポリマー材料溶液を、シートの縁から約２インチ（５．１ｃｍ）離れたラインに沿って焼結多孔質基材シート上に注いでビーズを形成した。直径が２インチ（５．１ｃｍ）で長さが８インチ（２０．３ｃｍ）のガラス棒をスキジーとして使用して、溶液のビーズを均一に広げて、シートから過剰な溶液を除去した。ビーズと平行に縦軸に上から下にゆっくり（約３０秒にわたり）、下方圧力によりテープの最上部片の外側縁からテープの低部片の外側縁を過ぎるまで確実に焼結多孔質基材シート全体で棒を引き寄せることによってこれを行った。過剰な第３のポリマー材料溶液の除去の完了次第、タイマーを開始させた。
【０１６０】
過剰な第３のポリマー材料溶液の除去の完了から３分後、絶縁テープを４つの全てのコーナーで切断し、テーブルからコーティングした焼結多孔質基材シートを剥した。シートを、平らな位置でコーティング面を上にして３分間吊り下げて保持し、次いで、約４インチ（１０ｃｍ）の水を充填した長さ１２インチ×幅１２インチ×深さ６インチ（３０．５ｃｍ×３０．５ｃｍ×１５．２ｃｍ）のガラストレイに注意深く移した。コーティング面を上にして、シートを水浴中に約１０秒間にわたって確実に浸漬し、その後、約３分間吊り下げた。その後、シートを取り外して、トレイの低部で約２４時間平坦な状態にした。
【０１６１】
トレイから取り出した後、焼結多孔質基材シートを、５重量％のグリセリン水溶液を含む別のトレイに３０分間入れた。グリセリン／水溶液から取り出した後、シートを２４時間風乾した。得られた多孔質複合材料は、平均孔サイズが約２０μｍの焼結多孔質高分子基材及び平均孔サイズが約０．１μｍの第３のポリマー材料の多孔質膜（ＰＶＤＦ）を有していた。
【０１６２】
本実施例では、短繊維である二成分繊維のポリエステル成分及び第３のポリマー材料であるＰＶＤＦは、同一溶媒に溶解可能である。結果として、第３の高分子多孔質材料であるＰＶＤＦは、短繊維である二成分繊維のポリエステル成分と複数の付着点を形成する。したがって、ＰＶＤＦ膜は、短繊維である二成分繊維のポリエステル成分との複数の付着点を介して、焼結多孔質基材に付着する。
【０１６３】
上記で引用したすべての特許、刊行物、及び抄録は、その全体が参照によって援用される。上記は本発明の好ましい実施形態にのみ関連し、添付の特許請求の範囲に規定した本発明の精神及び範囲を逸脱することなく多数の修正形態又は変更形態を実施することができると理解すべきである。
【０１６４】
本発明の種々の実施形態は、本発明の種々の目的の達成のために記載されている。これらの実施形態は単に本発明の原理を例示するに過ぎないことを認識すべきである。その多数の修正形態及び適応は、本発明の精神及び範囲を逸脱することなく当業者に容易に明らかなものであろう。
【図面の簡単な説明】
【０１６５】
【図１】本発明の実施形態による多孔質複合材料の断面の走査電子顕微鏡画像（１０００倍）である。
【図２】本発明の実施形態による多孔質複合材料の断面の走査電子顕微鏡画像（５５００倍）である。
【図３】本発明の実施形態による多孔質基材中の粒子に結合する多孔質膜の走査電子顕微鏡画像（８５００倍）である。
【図４】本発明の実施形態による多孔質複合材料の断面の走査電子顕微鏡画像（１２００倍）である。
【図５】本発明の実施形態による多孔質複合材料の断面の走査電子顕微鏡画像（５００倍）である。
【図６】本発明の実施形態による多孔質複合材料の断面の走査電子顕微鏡画像（３０００倍）である。
【図７】本発明の実施形態による多孔質複合材料の断面の走査電子顕微鏡画像（４００倍）である。
【図１】
2009536573.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
2009536573.tif 000011
2009536573.tif 000012
2009536573.tif 000013