(57)【要約】  多孔質ポリマーネットワークと、ポリマーネットワーク構造内に分布する複数の機能性粒子と、を含む、ポリマーマトリックス複合体であって、ポリマーマトリックス複合体が「通気抵抗試験」によって測定したとき、２５℃で３００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満の通気抵抗を有し、ポリマーマトリックス複合体が少なくとも０．３ｇ／ｃｍ３の密度を有する、ポリマーマトリックス複合体、及びその製造方法。ポリマーマトリックス複合体は、例えばフィルタとして有用である。
2021503530.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質ポリマーネットワークと、
前記ポリマーネットワーク構造内に分布する複数の機能性粒子と、
を含む、ポリマーマトリックス複合体であって、
前記ポリマーマトリックス複合体が、通気抵抗試験によって測定したとき、２５℃で３００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満の通気抵抗を有する、ポリマーマトリックス複合体。
【請求項２】
前記機能性粒子が、前記機能性粒子及び前記ポリマーの総重量に基づいて、１〜９９重量％の範囲で存在する、請求項１に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項３】
前記ポリマーマトリックス複合体が、少なくとも０．１ｇ／ｃｍ３の密度を有する、請求項１又は２に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項４】
前記ポリマーマトリックス複合体が、９０パーセント未満の空孔度を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項５】
前記機能性粒子が、吸収、吸着、錯化、触媒、分離、又は試薬機能のうちの少なくとも１つを前記粒子に提供することができる少なくとも１つの機能性基を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項６】
前記機能性粒子が、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲の平均粒子径を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項７】
前記多孔質ポリマーネットワーク構造が、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、スチレン若しくはスチレン系のランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、又はエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーのうちの少なくとも１つを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項８】
前記多孔質ポリマーネットワーク構造が、相分離した複数の相互連結モルフォロジーを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項９】
前記多孔質ポリマーネットワーク構造が、５×１０４〜１×１０７ｇ／ｍｏｌの範囲の数平均分子量を有するポリマーを含み、前記ポリマーマトリックス複合体が、５０〜７０００マイクロメートルの範囲の厚さを有する層の形態である、請求項１〜８のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項１０】
前記ポリマーマトリックス複合体が、少なくとも０．５ｐｓｉのバブルポイント圧力を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体の製造方法であって、
熱可塑性ポリマー、溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて、スラリーを供給することと、
前記スラリーを物品に形成することと、
前記物品中の前記溶媒の重量に基づいて、前記物品の少なくとも９０重量パーセントを保持する環境において前記物品を加熱し、前記熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、前記熱可塑性ポリマーの少なくとも５０重量パーセントを可溶化することと、
前記溶媒からの前記熱可塑性ポリマーの相分離を誘起して、前記ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む、製造方法。
【請求項１２】
前記溶媒からの前記熱可塑性ポリマーの相分離を誘起した後、前記形成された物品から前記溶媒の少なくとも一部を除去することを更に含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記形成された物品から溶媒が除去されない、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
相分離を誘起することが、熱誘起相分離を含む、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記スラリー中の前記ポリマーが融点を有し、前記溶媒が沸点を有し、組み合わせることが、前記スラリー中の前記ポリマーの前記融点未満、かつ前記溶媒の前記沸点未満で実施される、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記スラリー中の前記ポリマーが融点を有し、相分離を誘起することが、前記スラリー中の前記ポリマーの前記融点未満で実施される、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記ポリマーマトリックス複合体を伸張すること又は圧縮することのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
圧縮力を付与することと同時に、前記ポリマーマトリックス複合体に振動エネルギーを付与することを更に含む、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体の製造方法であって、
熱可塑性ポリマー、前記熱可塑性ポリマーが可溶となるための溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の機能性粒子の懸濁液を形成することと、
前記溶媒からの前記熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、
前記溶媒の少なくとも一部を除去して、前記ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む、製造方法。
【請求項２０】
相分離を誘起することが、熱誘起相分離又は溶媒誘起相分離のうちの少なくとも１つを含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の前記ポリマーが融点を有し、前記溶媒が沸点を有し、組み合わせることが、前記混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の前記融点を超え、かつ前記溶媒の前記沸点未満で実施される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の前記ポリマーが融点を有し、相分離を誘起することが、前記混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の前記ポリマーの前記融点未満で実施される、請求項１９〜２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記ポリマーマトリックス複合体を伸張すること又は圧縮することのうちの少なくとも１つを更に含む、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
圧縮力を付与することと同時に、前記ポリマーマトリックス複合体に振動エネルギーを付与することを更に含む、請求項１９〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポリマーマトリックス複合体を含む、フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１７年１１月１６日に出願された米国特許仮出願第６２／５８７０４１号の利益を主張するものであり、その出願の開示の全ては、参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
クロマトグラフィー樹脂は、様々な生体分子（例えば、タンパク質、酵素、ワクチン、ＤＮＡ、及びＲＮＡ）の大規模な分離及び／又は精製のために、バイオテクノロジー産業で広く使用されている。高流速を用いて実施される精製のためのカラムクロマトグラフィーでは、床が亀裂して汚染バイパスを引き起こすことを防止するために粒子径及び厳密な粒子充填技術を必要とする。クロマトグラフィー樹脂粒子の平均サイズが約４０マイクロメートル未満である場合、粒子が充填されたクロマトグラフィーカラム内の背圧は、特に大きな生体分子の精製又は分離に有用な大型カラムでは、許容できないほど大きくなり得る。平均粒子径は２０００マイクロメートルの大きさとなり得るが、典型的な平均粒子径は２００マイクロメートル以下である。平均粒子径が約２００マイクロメートルより大きい場合、特に、樹脂の孔内への拡散速度が低速となることが多い大きな生体高分子（例えば、タンパク質）の精製又は分離で、クロマトグラフィープロセスの効率が低くなり得る。例えば、４０〜２００マイクロメートルの樹脂を使用して得られるより大きい樹脂で、同じ分離度又は純度を達成するには、より多量の樹脂、より長いクロマトグラフィーカラム、より遅い流速、又はこれらの組み合わせが必要となり得る。
【発明の概要】
【０００３】
一態様において、本開示は、
多孔質ポリマーネットワーク構造と、
ポリマーネットワーク構造内に分布する複数の機能性粒子と、
を含む、ポリマーマトリックス複合体であって、
上記ポリマーマトリックス複合体が、実施例に記載される「通気抵抗試験」によって測定したとき、２５℃で３００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満（いくつかの実施形態においては、２５０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、２００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、１００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、５０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、２５秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、２０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、１５秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、１０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、又は更には５秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満）の通気抵抗を有する、ポリマーマトリックス複合体を記載する。本明細書で使用するとき、「機能性粒子」は、吸収、吸着、錯化、触媒、分離、又は試薬機能のうちの少なくとも１つを粒子に提供することができる少なくとも１つの機能性基Ｇを有する粒子を指す。
【０００４】
別の態様において、本開示は、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体の第１の製造方法であって、
熱可塑性ポリマー、溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて（例えば、混合又はブレンドして）、スラリーを供給することと、
スラリーを物品（例えば、層）に形成することと、
物品中の溶媒の重量に基づいて、物品中の溶媒の少なくとも９０（いくつかの実施形態においては、少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、又は更には少なくとも９９．５）重量パーセントを保持する環境において物品を加熱し、熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、熱可塑性ポリマーの少なくとも５０（いくつかの実施形態においては、少なくとも５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、又は更には１００）パーセントを可溶化することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起して、ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む、製造方法を記載する。
【０００５】
別の態様において、本開示は、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体の第２の製造方法であって、
熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーのための溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて（例えば、混合又はブレンドして）、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の機能性粒子の懸濁液を形成することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、
溶媒の少なくとも一部を除去して、ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む、製造方法を記載する。
【０００６】
本明細書で使用する場合、「混和性」は、物質が全ての割合で混合（すなわち、任意の濃度で互いに完全に溶解）して、溶液を形成する能力を指し、いくつかの溶媒ポリマー系については、ポリマーが溶媒と混和するために、熱が必要な場合もある。対照的に、かなりの割合で溶液を形成しない場合、物質は非混和性である。例えば、ブタノンは水に著しく可溶であるが、これらの２種の溶媒は、全ての割合で可溶ではないため、混和性ではない。
【０００７】
本明細書で使用する場合、「相分離」は、（例えば、温度又は溶媒濃度の変化によって）連続三次元ポリマーマトリックス複合体に変換される均質なポリマー溶媒溶液中に、粒子が均一に分散するプロセスを指す。第１の方法において、所望の物品は、ポリマーが溶媒と混和性になる前に形成され、相分離は熱誘起相分離（thermally induced phase separation、ＴＩＰＳ）プロセスである。第２の方法において、ポリマーは、所望の物品が形成される前に、溶媒と混和性である。第２の方法において、相分離は、湿式若しくは乾式プロセスを使用する溶媒誘起相分離（solvent induced phase separation、ＳＩＰＳ）、又は熱誘起相分離法によって達成される。
【０００８】
ＳＩＰＳ湿式プロセスにおいては、相分離を誘起するため、ポリマーを溶解している溶媒を非溶媒と交換する。系内の新しい交換溶媒は、ポリマーの孔形成剤となる。ＳＩＰＳ乾式プロセスにおいては、相分離を誘起するため、ポリマーを溶解している溶媒を蒸発させる。乾式プロセスにおいては、非溶媒もまた、ポリマーを溶解している溶媒によって溶液中に可溶化される。ポリマーについてのこの非溶媒は、可溶化溶媒が蒸発するにつれて、ポリマーの孔形成剤となる。追加の交換液を使用しないため、このプロセスは「乾式プロセス」であると考える。非溶媒はまた、通常は揮発性であるが、溶媒より少なくとも３０℃低い沸点を有する。
【０００９】
ＴＩＰＳプロセスにおいては、高温を使用して非溶媒をポリマーの溶媒とし、次いで温度を下げて、溶媒をポリマーの非溶媒に戻す。効果的には、高温溶媒は、熱が十分に除去され、その溶媒和容量を失うと、孔形成剤となる。熱相分離プロセスにおいて使用する溶媒は、揮発性であっても、不揮発性であってもよい。
【００１０】
驚くべきことに、ポリマーマトリックス複合体を製造する第１の方法においては、粒子充填量が比較的高いことによって、溶媒を加熱してポリマーと混和性になった場合にその形態を維持する、層に成形することができるスラリーを作製することが可能になる。使用する溶媒は通常、揮発性であり、後に蒸発させる。ＴＩＰＳプロセスを使用してポリマーマトリックス複合体を製造する第２の方法においては、使用する溶媒は通常、不揮発性である。湿式又は乾式ＳＩＰＳプロセスによってポリマーマトリックス複合体を作製するための第２の方法においては、溶媒は通常、湿式プロセスについては不揮発性であり、乾燥プロセスについては揮発性である。
【００１１】
典型的には、従来の粒子充填複合体（例えば、高密度ポリマーフィルム及び接着剤）において達成することができる最大粒子充填量は、粒子及び結合剤の体積に基づいて、約４０〜６０体積％以下である。従来の粒子充填複合体に６体積％超の粒子を組み込むことは、典型的には、このような高粒子充填材料は、コーティング若しくは押出法によって加工することができず、かつ／又は得られる複合体が非常に脆くなるため、達成可能ではない。従来の複合体はまた、典型的には、粒子表面への接近を防止し、起こり得る粒子と粒子との接触を最小化する結合剤によって、粒子を完全に封入する。驚くべきことに、本明細書に記載する方法によって得られる、高レベルの溶媒及び相分離したモルフォロジーは、比較的少量の高分子量結合剤による、比較的高い粒子充填量を可能にする。高粒子充填量はまた、相分離中に形成し得る薄い非多孔質ポリマー層の形成を、最小化するのにも役立つ。更に、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、比較的可撓性であり、粒子が脱落しない傾向がある。理論に束縛されることを望むものではないが、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体の実施形態の別の利点は、粒子が結合剤によって完全にはコーティングされていないことであると考えられ、これによって、結合剤の多孔質な性質のため、マスキングがなく、高度の粒子表面接触が可能になる。複合体マトリックスの多孔質の性質により、粒子間隙孔を介した流体力学的流動又は高速拡散が可能になる。より低速の拡散輸送は、典型的には、多孔質粒子媒体のより小さい孔を介して生じる。保持された粒子の高い開口表面積は、この低速拡散輸送効果を低減し、デプスフィルタ濾材で典型的に見られるような高い分離能及び分離容量をもたらすのに役立つ。高分子量結合剤はまた、溶媒不在下で、高温（例えば１３５℃）でも容易には流動しないことから、蒸気滅菌が可能である。
【００１２】
本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、例えば、フィルタ若しくは精製デバイス（例えば、吸収剤として、錯化剤として、酵素若しくは他のタンパク質を担持する支持体として）、又はクロマトグラフィー物品として、有用である。本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、具体的な用途に応じて、再利用可能であっても使い切りであってもよい。
【００１３】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体を使用して、実用的な粒子径の選択肢が限られる従来のカラムクロマトグラフィー法における欠陥に対処することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、機能性粒子に接近する表面積が比較的大きい、比較的高い粒子体積を提供することができる。このようなポリマーマトリックス複合体は、例えば、層又はモノリス状の形態であってもよく、それによって、充填床クロマトグラフィーカラム中の粒子を使用することに内在する問題を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体の概略図である。
【００１５】
【図２】本明細書に記載する別の例示的なポリマーマトリックス複合体の概略図である。
【００１６】
【図３】本明細書に記載する別の例示的なポリマーマトリックス複合体の概略図である。
【００１７】
【図４Ａ】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体（実施例１）の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図４Ｂ】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体（実施例１）の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【００１８】
【図５Ａ】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体（実施例２）の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図５Ｂ】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体（実施例２）の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【００１９】
【図６】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体（実施例３）の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【００２０】
【図７】本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体（実施例４）の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
いくつかの実施形態において、機能性粒子は、機能性粒子及びポリマーの総重量（いずれの溶媒も除く）に基づいて、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在する。
【００２２】
機能性粒子は、機能性基Ｇが存在することで、当該粒子が接触する流体又はガス内に存在する標的種と相互作用することができる。粒子は、それらに意図される最終用途「機能」に応じて、有機若しくは無機、多孔質若しくは非多孔質、及び球状若しくは非球状、又はこれらの組み合わせであってもよい。粒子は、典型的にはポリマーであるが、必ずしもそうではない（例えば、金属又はガラスであってもよい）。機能性基Ｇは、粒子表面に直接結合されてもよく、又は粒子に順に結合したリンカー基に結合されてもよい。基Ｇは、その合成中に粒子に組み込まれてもよく、又は当該技術分野において周知の様々な方法によって、その調製後に粒子に結合されてもよい。
【００２３】
例示的な機能性粒子としては、クロマトグラフィー粒子（例えば、化学種又は生物種の精製に有用なもの）が挙げられる。例示的なクロマトグラフィー粒子としては、イオン交換、親和性、逆相、順相、サイズ排除、マルチモーダル、疎水性相互作用、金属親和性、金属キレート、及びキラル分離に使用できる機能性基を含む有機粒子及び無機粒子が挙げられる。クロマトグラフィー粒子を含む例示的な機能性粒子は、例えば、Ｂｉｏ−Ｒａｄ（Ｈｅｒｃｕｌｅｓ，ＣＡ）から（例えば、商品名「ＵＮＯＳＰＨＥＲＥ」、「ＡＦＦＩＧＥＬ」、「ＡＦＦＩ−ＰＲＥＰ」、「ＭＡＣＲＯ−ＰＲＥＰ」、「ＣＦＴ」、及び「ＣＨＴ」）、ＧＥ  Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ，ＰＡ）から（例えば、商品名「ＣＡＰＴＯ」、「ＨＩＴＲＡＰ」、「ＭＡＢＳＥＬＥＣＴ」、「ＳＥＰＨＡＣＲＹＬ」、「ＳＥＰＨＡＤＥＸ」、「ＳＥＰＨＡＲＯＳＥ」、「ＳＵＰＥＲＤＥＸ」、及び「ＳＵＰＥＲＯＳＥ」）、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｓｉｇｍａ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から（例えば、「ＥＳＨＭＵＮＯ」、「ＰＲＯＳＥＰ」、「ＦＲＡＣＴＯＧＥＬ」、「ＰＨＡＲＭＰＲＥＰ」、「ＬＩＣＨＲＯＰＲＥＰ」、及び「ＦＬＯＲＩＳＩＬ」、並びに標準シリカゲル及びアルミナ粒子）、東ソー・バイオサイエンス（東京、日本）から（例えば、商品名「ＴＳＫＧＥＬ」及び「トヨパール」）、Ｐａｌｌ（Ｐｏｒｔ  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＮＹ）から（例えば、商品名「ＨＹＰＥＲＤ」、「ＨＹＰＥＲＣＥＬ」、「ＫＡＮＥＫＡ」、「ＴＲＩＳＡＣＲＹＬ」、及び「ＵＬＴＲＡＧＥＬ」）、三菱化学株式会社（東京、日本）から（例えば、商品名「ダイヤイオン」）、及びＴｈｅｒｍｏ  Ｆｉｓｈｅｒ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）（例えば、商品名「ＰＯＲＯＳ」、「ＣＡＰＴＵＲＥＳＥＬＥＣＴ」、及び「ＵＬＴＲＡＬＩＮＫ」）入手可能である。
【００２４】
クロマトグラフィー粒子はまた、当該技術分野において既知の技術によって製造することができる（例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，２９２，８４０号（Ｈｅｉｌｍａｎｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第６，３７９，９５２号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第７，６７４，８３５号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第７，６７４，８３６号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第８，３６７，１９８号（Ｗｉｃｋｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）、同第８，５９２，４９３号（Ｓｈａｎｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）、同第８，７１０，１１１号（Ｗｉｃｋｅｒｔ  ｅｔ  ａｌ．）、同第９，０１８，２６７号（Ｓｈａｎｎｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）、及び同第９，０５６，３１６号（Ｌａｗｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）を参照されたい。例示的な機能性粒子としては、直接共有結合反応性粒子も挙げられる（例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，９９３，９３５号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）を参照されたい）。
【００２５】
例示的な機能性粒子としては、防汚用途に有用な、保水性の両性イオンゲル電解質官能化粒子も挙げられる。官能化粒子は、正電荷種及び負電荷種の両方でグラフト化されて、高分子電解質検体を形成することができる。
【００２６】
例示的な機能性粒子としては、堆積されたナノ金触媒を特徴とする高表面積触媒粒子も挙げられる。高表面積ＴｉＯ２粒子上に堆積されたナノ金は、一酸化炭素から二酸化炭素、水素から水、及びホルムアルデヒドから二酸化炭素と水への触媒作用を及ぼす。
【００２７】
例示的な機能性粒子としては、一酸化炭素を二酸化炭素に優先的に酸化する、堆積されたナノ金触媒を特徴とする低表面積触媒粒子も挙げられる。このような選択的反応は、ＣＯを酸化することが望ましいがＨ２を酸化することは望ましくないメタノール改質（例えば、燃料電池のための）に有用である（例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，３１４，０４６号（Ｂｒａｄｙ  ｅｔ  ａｌ．）及び同第７，９５５，５７０号（Ｉｎｓｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．）を参照されたい）。
【００２８】
例示的な機能性粒子としては、抗菌特性を有するナノ銀粒子又はナノ銀コーティングされた粒子も挙げられる。これらは、硫化水素の存在下で黒色に変わることによって、指示薬としても機能できる。
【００２９】
他の例示的な機能性粒子としては、グアニジン機能性粒子が挙げられる。グアニジン機能性粒子は、高いイオン強度の存在下でもイオン相互作用を維持することから、生物種を捕捉するのに有用である。有用なグアニジン機能性粒子としては、グアニジン官能性シランから調製されたもの（例えば、その開示が参照により組み込まれる米国特許第９，６５７，０３８号（Ｇｒｉｅｓｇｒａｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）、米国特許出願公開第２０１８／００３８８６２号（Ｋｓｈｉｒｓａｇａｒ  ｅｔ  ａｌ．）、及び２０１６年９月２２日公開の国際出願ＰＣＴ／２０１６／１４９２３３号を参照されたい、及びグアニジン官能性ポリエチレンイミンＧ−ＰＥＩを架橋することによって調製されたもの（例えば、米国特許出願公開第２０１７／００４９９２６号（Ｌａｎｇｅｒ−Ａｎｄｅｒｓｏｎｅｔ  ａｌ．）を参照されたい））が挙げられる。
【００３０】
機能性粒子が多孔質である実施形態では、１〜２０マイクロメートルのサイズ範囲の平均粒子径を有する粒子を使用することが有利となる場合があり、これは、標的種が拡散して機能性基Ｇと接触するのに必要な滞留時間を短縮する傾向があるからである。
【００３１】
機能性粒子の例示的なサイズは、数百ナノメートル〜数百マイクロメートルのサイズの範囲である。機能性粒子の例示的な形状としては、不規則、板状、針状、及び球状の形状、並びに凝集形態が挙げられる。凝集物は、例えば、数マイクロメートルから最大数ミリメートルを含むサイズの範囲であり得る。
【００３２】
いくつかの実施形態において、機能性粒子は、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有する。内部空孔度を有する粒子は、表面積が増加し、Ｇ部分の活性が高まる可能性があることから、精製に非常に望ましくなり得る。このような大きな孔のマクロ粒子の例としては、例えば、米国特許第６，４２３，６６６号（Ｌｉａｏ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されているものが挙げられる。容量は、イオン交換粒子上に吸着され得る帯電材料の量を測定することによって求めることができる。大きな孔のマクロ粒子を使用する利点は、濾過中のフラックスが高くなること、及び滞留時間が短縮されることであり得る。
【００３３】
いくつかの実施形態において、機能性粒子は、混合モード分離媒体を生成する第１及び第２の異なる機能性粒子（すなわち、疎水性相互作用又はカチオン性若しくはアニオン性又は親和性）を含む。いくつかの実施形態において、第１の機能性粒子はアミノ（メタ）アクリレートモノマー又はその誘導体から誘導されたコーティング又は粒子を含み、第２の機能性粒子はアミノ酸のトリプトファン、フェニルアラニン、及びロイシンに見られる疎水性官能基を含む。いくつかの実施形態において、第１の機能性粒子はアニオン交換粒子を含み、第２の機能性粒子はカチオン交換粒子を含む。いくつかの実施形態において、この混合モード官能性は、同じ粒子上にコーティング又は重合されてよい。いくつかの実施形態において、弱塩基、強塩基、弱塩基の塩、強塩基の塩、又はこれらの組み合わせを含むイオン性モノマーを、イオン交換粒子の調製に使用することができる。混合モード媒体は、１つの相互作用モードのみを用いて、媒体上で標的種に対する保持又は分離能力の増加をもたらすことがある。１つを超える異なる機能性粒子が、２つ以上の異なる標的種との相互作用に同時に、使用される場合がある。
【００３４】
いくつかの実施形態において、第１の機能性粒子は、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有し、第２の機能性粒子は、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態おいては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有する。
【００３５】
いくつかの実施形態において、第１及び第２の機能性粒子の総重量に基づいて、第１の機能性粒子は、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在し、第２の機能性粒子は、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在する。
【００３６】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、非機能性粒子を更に含む（すなわち、機能性粒子ではない）。いくつかの実施形態において、非機能性粒子は、ポリマー結合剤を溶解するために必要な炭化水素希釈剤又は熱の影響を受けやすい粒子を用いた加熱又は乾燥工程からの孔崩壊を防止するためのスペーサーとして使用されるポリアミド粒子（例えば、Ａｒｋｅｍａ，Ｉｎｃ．（Ｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｐｒｕｓｓｉａ，ＰＡ）から商品名「Ｏｒｇａｓｏｌ」で入手可能）を含む。非機能性粒子は、典型的には、流体又はガス流のうちの少なくとも１つからの標的部分を除去することに関与しない。
【００３７】
いくつかの実施形態において、非機能性粒子は、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有する。
【００３８】
いくつかの実施形態において、非機能性粒子は、ポリマーマトリックス複合体中の機能性粒子の総重量に基づいて、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在する。
【００３９】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、少なくとも０．１ｇ／ｃｍ３（いくつかの実施形態においては、少なくとも０．１５、０．２、０．２５、０．５、又は更には少なくとも１、いくつかの実施形態においては、０．１〜２、０．１〜１．５、０．１〜１、又は更には０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲）の密度を有する。
【００４０】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、少なくとも５パーセント（いくつかの実施形態においては、５〜９０、１０〜９０、２０〜８０、又は更には３０〜６０パーセントの範囲）の空孔度を有する。
【００４１】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、少なくとも１ｍ２／ｇ（いくつかの実施形態においては、少なくとも５、１０、１５、２０、３０、４０、又は更には少なくとも５０、いくつかの実施形態においては、５０〜５００、又は更には２００〜８００ｍ２／ｇの範囲）の表面積を有する。表面積が大きいことの利点は、結合容量の増加であり得る。利用可能な表面積が比較的大きい例示的な粒子としては、米国特許第７，５８２，６８４号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）に報告されているものが挙げられ、この開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【００４２】
ポリマーネットワーク構造は、多孔質ポリマーネットワーク、又は多孔質相分離ポリマーネットワークとして記載され得る。概ね、多孔質ポリマーネットワーク（製造時）は、複数の相互連結モルフォロジー（例えば、フィブリル、ノジュール、ノード、オープンセル、クローズドセル、葉状レース、ストランド、ノード、球体、又はハニカムのうちの少なくとも１つ）を含む、相互連結多孔質ポリマーネットワーク構造を含む。相互連結ポリマー構造は、粒子の表面に直接接着し、粒子の結合剤として作用し得る。この点に関して、隣接する粒子（例えば、粒子又は凝集粒子）同士の間の空間は、固体マトリックス材料とは対照的に、多孔質ポリマーネットワーク構造を含んでもよく、それによって所望の空孔度を提供する。
【００４３】
いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は、ポリマーフィブリルの相互連結ネットワークを含む三次元網状構造を含み得る。いくつかの実施形態において、個々のフィブリルは、１０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲（いくつかの実施形態においては、１００ｎｍ〜５００ｎｍ、又は更には５００ｎｍ〜５マイクロメートルの範囲）の平均幅を有する。
【００４４】
いくつかの実施形態において、粒子は、ポリマーネットワーク構造内に分散しており、その結果、粒子の個々の単位（例えば、個々の粒子又は個々の凝集粒子）の外表面は大部分が、ポリマーネットワーク構造による接触又はコーティングをされていない。この点に関して、いくつかの実施形態において、個々の粒子の外表面に関する、ポリマーネットワーク構造の平均百分率面積被覆（すなわち、ポリマーネットワーク構造と直接接触している外表面積の百分率）は、個々の粒子の外表面の総表面積に基づいて、５０パーセント以下（いくつかの実施形態においては、４０、３０、２５、２０、１０、５、又は更には１パーセント以下）である。
【００４５】
いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は、個々の粒子の内部空孔度又は内表面の領域に浸透していない（例えば、個々の粒子又は個々の凝集粒子は大部分が、ポリマーネットワーク構造による接触又はコーティングをされていない）。
【００４６】
いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は、少なくとも１種の熱可塑性ポリマーを含む、本質的にこれらからなる、又はこれらからなる場合がある。例示的な熱可塑性ポリマーとしては、ポリウレタン、ポリエステル（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート及びポリ乳酸）、ポリアミド（例えば、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン１２及びポリペプチド）、ポリエーテル（例えば、ポリエチレンオキシド及びポリプロピレンオキシド）、ポリカーボネート（例えば、ビスフェノール−Ａ−ポリカーボネート）、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート（例えば、アクリレート官能基を含有するモノマーの付加重合から形成される熱可塑性ポリマー）、ポリメタクリレート（例えば、メタクリレート官能基を含有するモノマーの付加重合から形成される熱可塑性ポリマー）、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン）、スチレン及びスチレン系のランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー（例えば、ポリ塩化ビニル）、フッ素化ポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン；テトラフルオロエチレンと、ヘキサフルオロプロピレンと、フッ化ビニリデンとのコポリマー；エチレンと、テトラフルオロエチレンと、ヘキサフルオロプロピレンとのコポリマー；並びにポリテトラフルオロエチレン）、並びにエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーが挙げられる。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーとしては、ホモポリマー、又はコポリマー（例えば、ブロックコポリマー若しくはランダムコポリマー）が挙げられる。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、少なくとも２種類の熱可塑性ポリマーの混合物（例えば、ポリエチレンとポリプロピレンとの混合物、又はポリエチレンとポリアクリレートとの混合物）を含む。いくつかの実施形態において、ポリマーは、ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン）、ポリプロピレン（例えば、超高分子量ポリプロピレン）、ポリ乳酸、ポリ（エチレン−ｃｏ−クロロトリフルオロエチレン）、及びポリフッ化ビニリデンのうちの少なくとも１つであってよい。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、単一の熱可塑性ポリマーである（すなわち、少なくとも２種類の熱可塑性ポリマーの混合物ではない）。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、ポリエチレン（例えば、超高分子量ポリエチレン）から本質的になる、又はポリエチレンからなる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体を製造するために使用する熱可塑性ポリマーは、１０００マイクロメートル未満（いくつかの実施形態においては、１〜１０、１０〜３０、３０〜１００、１００〜２００、２００〜５００、５００〜１０００マイクロメートルの範囲）の粒子径を有する粒子である。
【００４８】
いくつかの実施形態において、多孔質ポリマーネットワーク構造は、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、スチレン若しくはスチレン系のランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、又はエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーのうちの少なくとも１つを含む。
【００４９】
いくつかの実施形態において、多孔質ポリマーネットワーク構造は、５×１０４〜１×１０７ｇ／ｍｏｌの範囲（いくつかの実施形態においては、１×１０６〜８×１０６、２×１０６〜６×１０６、又は更には３×１０６〜５×１０６ｇ／ｍｏｌの範囲）の数平均分子量を有するポリマーを含む。本開示の目的のため、数平均分子量は、当該技術分野において既知の技術（例えば、ゲル浸透クロマトグラフィー（gel permeation chromatography、ＧＰＣ））によって測定することができる。ＧＰＣは、熱可塑性ポリマーに対する好適な溶媒中、分子量分布の狭いポリマー標準（例えば、分子量分布の狭いポリスチレン標準）の使用を伴って、実施され得る。熱可塑性ポリマーは、概ね、部分的に結晶質であることを特徴とし、融点を示す。いくつかの実施形態において、熱可塑性ポリマーは、１２０〜３５０℃の範囲（いくつかの実施形態においては、１２０〜３００、１２０〜２５０、又は更には１２０〜２００℃の範囲）に融点を有し得る。熱可塑性ポリマーの融点は、当該技術分野において既知の技術（例えば、５〜１０ｍｇのサンプルによって、サンプルが窒素雰囲気下にある間、１０℃／分の加熱走査速度で実施される、示差走査熱量測定（differential scanning calorimetry、ＤＳＣ）試験におけるオンセット温度の測定）によって測定することができる。
【００５０】
いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は連続ネットワーク構造である（すなわち、ポリマー相は、空隙間に相互連結を形成し、構造全体にわたって延びている連続的な空隙又は孔を有する、オープンセルである構造を含む）。いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造のうちの少なくとも２（いくつかの実施形態においては、少なくとも５、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、９５又は更には１００）体積パーセントは、ポリマーの連続ネットワーク構造であり得る。本開示の目的のため、粒子から構成されるポリマーマトリックス複合体の体積の一部は、ポリマーネットワーク構造の一部分であるとは考えないことに留意されたい。いくつかの実施形態において、ポリマーネットワークは、相互連結された粒子のネットワークを形成する、２つの粒子の間に延びている。
【００５１】
溶媒（例えば、第１の溶媒）は、混和性ポリマー溶媒溶液を形成するように選択される。いくつかの場合においては、混和性ポリマー溶媒溶液を形成するために、高温が必要とされ得る。溶媒は、少なくとも２種の個々の溶媒のブレンドであってもよい。いくつかの実施形態において、ポリマーがポリオレフィン（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレンのうちの少なくとも１つ）である場合、溶媒は、例えば、鉱油、テトラリン、デカリン、オルトジクロロベンゼン、シクロヘキサン−トルエン混合物、ドデカン、パラフィン油／ワックス、ケロシン、イソパラフィン流体、ｐ−キシレン／シクロヘキサン混合物（１／１  重量／重量）、カンフェン、１，２，４トリクロロベンゼン、オクタン、オレンジ油、植物油、ヒマシ油、又はパーム核油のうちの少なくとも１つであり得る。いくつかの実施形態において、ポリマーがポリフッ化ビニリデンである場合、溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、又は１，２，３トリアセトキシプロパンのうちの少なくとも１つであり得る。溶媒は、例えば、蒸発によって除去され得る。高蒸気圧溶媒が、この除去方法に特に適している。しかしながら、第１の溶媒が低い蒸気圧を有する場合、蒸気圧の高い第２の溶媒によって第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことが望ましい場合がある。例えば、いくつかの実施形態において、鉱油を第１の溶媒として使用する場合、高温（例えば、約６０℃）のイソプロパノール、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３））と、エチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）と、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンとのブレンド（例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名「ＮＯＶＥＣ  ７２ＤＥ」で入手可能）を第２の溶媒として使用して、第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことができる。いくつかの実施形態において、植物油又はパーム核油のうちの少なくとも１つを第１の溶媒として使用する場合、高温（例えば、約６０℃）のイソプロパノールを第２の溶媒として使用することができる。いくつかの実施形態において、エチレンカーボネートを第１の溶媒として使用する場合、水を第２の溶媒として使用することができる。
【００５２】
いくつかの実施形態において、追加の機能性を付与するために、又は加工助剤として作用するための、少量の他の添加剤をポリマーマトリックス複合体に添加することができる。これらとしては、粘度調整剤（例えば、ヒュームドシリカ、ブロックコポリマー、及びワックス）、可塑剤、熱安定剤（例えば、ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ、ドイツ）から、商品名「イルガノックス１０１０」で入手可能なものなど）、抗微生物剤（例えば、銀及び第四級アンモニウム）、難燃剤、酸化防止剤、染料、顔料、及び紫外線（ＵＶ）安定剤が挙げられる。
【００５３】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、５０〜７０００マイクロメートルの範囲の厚さを有する層の形態であり、厚さは、層の基部から延びるいずれの突出部の高さも除外する。
【００５４】
いくつかの実施形態において、多孔質ポリマーネットワーク構造は、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によって生成される。いくつかの実施形態において、誘起相分離は、熱誘起相分離又は溶媒誘起相分離のうちの少なくとも１つである。
【００５５】
第１の方法
本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体の第１の製造方法は、
熱可塑性ポリマー、溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて（例えば、混合又はブレンドして）、スラリーを供給することと、
スラリーを物品（例えば、層）に形成することと、
物品中の溶媒の重量に基づいて、物品中の溶媒の少なくとも９０（いくつかの実施形態においては、少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、又は更には少なくとも９９．５）重量パーセントを保持する環境において物品を加熱し、熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、熱可塑性ポリマーの少なくとも５０（いくつかの実施形態においては、少なくとも５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、又は更には１００）パーセントを可溶化することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起して、ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む。
【００５６】
粒子が密である場合、典型的には、スラリーを連続的に混合又はブレンドして、溶媒からポリマー及び／又は粒子が、沈降又は分離することを防止又は低減する。いくつかの実施形態において、捕捉された空気を除去するため、当該技術分野において既知の技術を使用して、スラリーを脱気する。
【００５７】
ナイフコーティング、ロールコーティング（例えば、画定されたニップに通すロールコーティング）、及び適切な寸法又はプロファイルを有する任意の数の異なるダイを通してコーティングすることを含む、当該技術分野において既知の技術を使用して、スラリーを物品に形成することができる。
【００５８】
第１の方法のいくつかの実施形態において、組み合わせることは、ポリマーの融点未満、かつ溶媒の沸点未満の少なくとも１つの温度で実施される。
【００５９】
第１の方法のいくつかの実施形態において、加熱することは、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の融点を超え、かつ溶媒の沸点未満の少なくとも１つの温度で実施される。
【００６０】
第１の方法のいくつかの実施形態において、相分離を誘起することは、スラリー中のポリマーの融点未満の少なくとも１つの温度で実施される。束縛されることを望むものではないが、いくつかの実施形態において、ポリマーと混和性のブレンドを製造するために使用する溶媒は、ポリマー中の融点降下を生じ得ると考えられる。本明細書に記載する融点は、ポリマー溶媒系の任意の融点降下未満のものを含む。
【００６１】
第１の方法のいくつかの実施形態において、溶媒は、少なくとも２種の個々の溶媒のブレンドである。いくつかの実施形態において、ポリマーがポリオレフィン（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンのうちの少なくとも１つ）である場合、溶媒は、鉱油、テトラリン、デカリン、オルトジクロロベンゼン、シクロヘキサン−トルエン混合物、ドデカン、パラフィン油／ワックス、ケロシン、ｐ−キシレン／シクロヘキサン混合物（１／１  重量／重量）、カンフェン、１，２，４トリクロロベンゼン、オクタン、オレンジ油、植物油、ヒマシ油、又はパーム核油のうちの少なくとも１つであり得る。いくつかの実施形態において、ポリマーがポリフッ化ビニリデンである場合、溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、又は１，２，３トリアセトキシプロパンのうちの少なくとも１つである。
【００６２】
第１の方法のいくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は、相分離中に形成され得る。いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によってもたらされる。いくつかの実施形態において、相分離は、（例えば、加熱中に使用した温度より低い温度に急冷することによる熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）によって）熱的に誘起される。冷却は、例えば、空気中、液体中、又は固体界面上でもたらすことができ、相分離を制御するために変動させてもよい。ポリマーネットワーク構造は、本来的に多孔質であってもよい（すなわち、孔を有してもよい）。孔の構造は開口されていてもよく、これにより、ポリマーネットワーク構造の内側領域からポリマーネットワーク構造の外表面への流体連通、及び／又はポリマーネットワーク構造の第１の表面と反対側にあるポリマーネットワーク構造の第２の表面との間の流体連通が可能になる。
【００６３】
本明細書に記載する方法のいくつかの実施形態において、溶媒とポリマーとの重量比は、少なくとも９：１である。いくつかの実施形態において、粒子とポリマーとの体積比は、少なくとも９：１である。いくつかの実施形態において、製造を容易にするため、室温で層を形成することが望ましい場合がある。典型的には、相分離を用いた層の形成中、比較的小さい孔は、溶媒抽出中に特に崩壊しやすい。本明細書に記載する方法によって達成可能な、比較的高い粒子のポリマーへの充填量は、孔の崩壊を低減させ、より均一で欠陥のないポリマーマトリックス複合体を供給し得る。
【００６４】
いくつかの実施形態において、第１の方法は、溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起した後、形成された物品から溶媒の少なくとも一部（いくつかの実施形態においては、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、又は更には１００重量パーセント）を除去することを更に含む。
【００６５】
第１の方法のいくつかの実施形態において、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも９０重量パーセントが除去され、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも９０重量パーセントを除去する前に、形成された物品は第１の体積を有し、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも９０重量パーセントを除去した後、形成された物品は第２の体積を有し、第１の体積と第２の体積との間の差（すなわち、（第１の体積マイナス第２の体積）を第１の体積で除算し、１００をかける）は１０パーセント未満（いくつかの実施形態においては、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．７５、０．５パーセント未満、又は更には０．３パーセント未満）である。揮発性溶媒は、例えば、ポリマーマトリックス複合体の少なくとも１つの主面から溶媒を蒸発させることによって、ポリマーマトリックス複合体から除去することができる。蒸発は、例えば、熱、真空、又は空気流のうちの少なくとも１つを加えることによって、支援することができる。可燃性溶媒の蒸発は、溶媒定格（solvent−rated）オーブンにおいて、達成することができる。しかしながら、第１の溶媒が低い蒸気圧を有する場合、蒸気圧の高い第２の溶媒を使用して第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことができる。例えば、いくつかの実施形態において、鉱油を第１の溶媒として使用する場合、高温（例えば、約６０℃）のイソプロパノール、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３））と、エチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）と、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンとのブレンド（例えば、３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から商品名「ＮＯＶＥＣ  ７２ＤＥ」で入手可能）を第２の溶媒として使用して、第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことができる。いくつかの実施形態において、植物油又はパーム核油のうちの少なくとも１つを第１の溶媒として使用する場合、高温（例えば、約６０℃）のイソプロパノールを第２の溶媒として使用することができる。いくつかの実施形態において、エチレンカーボネートを第１の溶媒として使用する場合、水を第２の溶媒として使用することができる。
【００６６】
第１の方法のいくつかの実施形態において、物品は第１及び第２の主面を有し、端部は第１及び第２の主面に垂直であり、端部は溶媒除去中、無拘束である（すなわち、抽出中又は伸張中の拘束を必要としない）。これは、例えば、オーブン内で拘束することなく、層の一部を乾燥させることによって行うことができる。連続乾燥は、例えば、ベルト上に支持された層の一部を、オーブンを通して搬送する際に乾燥させることによって達成することができる。あるいは、不揮発性溶媒の除去を促進するため、例えば、層の一部を、相溶性の揮発性溶媒の浴を通して連続的に搬送することによって、溶媒を交換し、続いて層を拘束することなく乾燥させることができる。しかしながら、全ての不揮発性溶媒を、溶媒交換中に層から除去する必要はない。少量の不揮発性溶媒は残存し、ポリマーに可塑剤として作用し得る。
【００６７】
第１の方法のいくつかの実施形態において、形成された相分離物品は、溶媒の除去後、少なくとも５パーセント（いくつかの実施形態においては、少なくとも１０、２０、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、又は更には少なくとも９０パーセント、いくつかの実施形態においては、２５〜９０パーセントの範囲）の空孔度を有する。この空孔度は、溶媒からのポリマーの相分離によって生じ、ポリマーマトリックス複合体における孔は溶媒で充填されるため、当初は未充填の空隙を残さない。溶媒が完全に又は部分的に除去された後、又は物品が伸張された後、ポリマーマトリックス複合体中の空隙空間が露出する。粒子対粒子相互作用は、溶媒乾燥プロセスに由来する毛細管が誘起する陰圧によって、多孔質ポリマーマトリックス複合体の崩壊又は変形を最小化することができる。
【００６８】
第１の方法のいくつかの実施形態において、形成された物品から（溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起した後であっても）溶媒が除去されない。これは、例えば、不揮発性溶媒（例えば、鉱油又はワックス）を使用し、抽出／蒸発工程を完了させないことによって達成することができる。溶媒含有複合体に未充填の空孔度が必要である場合、複合体を、任意に伸張して、ポリマー及び溶媒マトリックス内の孔を開口することができる。
【００６９】
典型的には、溶媒を除去して、粒子のより多くの官能性表面領域を露出させることが望ましい。
【００７０】
第２の方法
本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体の第２の製造方法は、
熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーのための溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて（例えば、混合又はブレンドして）、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の機能性粒子の懸濁液を形成することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、
溶媒の少なくとも一部を除去して、ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む。
【００７１】
いくつかの実施形態において、第２の方法は、相分離の前に、機能性粒子を混和性ポリマー溶媒溶液に添加することを更に含む。ポリマーネットワーク構造は、このプロセスの相分離中に形成され得る。いくつかの実施形態において、ポリマーネットワーク構造は、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によってもたらされる。いくつかの実施形態において、相分離は、熱的に（例えば、低温に急冷することによる熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）によって）、化学的に（例えば、良溶媒を貧溶媒に置換することによる溶媒誘起相分離（ＳＩＰＳ）によって）、又は溶媒比率の変化によって（例えば、溶媒のうちの１種を蒸発させることによって）誘起される。不連続ポリマーブレンド（ポリマー補助相反転（polymer assisted phase inversion、ＰＡＰＩ）と呼ばれることもある）、水分誘起相分離、又は蒸気誘起相分離のような、当該技術分野において既知の他の相分離又は孔形成技術も使用することができる。ポリマーネットワーク構造は、本来的に多孔質であってもよい（すなわち、孔を有してもよい）。孔の構造は開口されていてもよく、これにより、ポリマーネットワーク構造の内側領域からポリマーネットワーク構造の外表面への流体連通、及び／又はポリマーネットワーク構造の第１の表面と反対側にあるポリマーネットワーク構造の第２の表面との間の流体連通が可能になる。
【００７２】
第２の方法のいくつかの実施形態において、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中のポリマーは融点を有し、溶媒は沸点を有し、組み合わせることは、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の融点を超え、かつ溶媒の沸点未満の少なくとも１つの温度で実施される。
【００７３】
第２の方法のいくつかの実施形態において、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中のポリマーは融点を有し、相分離を誘起することは、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中のポリマーの融点未満の少なくとも１つの温度で実施される。熱可塑性ポリマー溶媒混合物は、熱可塑性ポリマーの溶媒中への溶解を促進するために加熱してもよい。熱可塑性ポリマーを溶媒から相分離した後、溶媒の蒸発、又は蒸気圧の高い第２の溶媒による溶媒の抽出、続いて第２の溶媒の蒸発を行うことを含む、当該技術分野において既知の技術を使用して、溶媒の少なくとも一部が、ポリマーマトリックス複合体から除去され得る。いくつかの実施形態において、溶媒、及び使用する場合、第２の溶媒の１０〜１００重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、２０〜１００、３０〜１００、４０〜１００、５０〜１００、６０〜１００、７０〜１００、８０〜１００、９０〜１００、９５〜１００、又は更には９８〜１００重量パーセントの範囲）で、ポリマーマトリックス複合体から除去され得る。
【００７４】
溶媒は、典型的には、ポリマーを溶解し、混和性ポリマー溶媒溶液を形成することができるように選択される。溶液を高温に加熱することによって、ポリマーの溶解が促進され得る。いくつかの実施形態において、ポリマーと溶媒とを組み合わせることは、２０℃〜３５０℃の範囲の少なくとも１つの温度で実施される。機能性粒子は、組み合わせる工程のいずれか又は全てにおいて、ポリマーが溶解する前、ポリマーが溶解した後、又はそれらの間の任意の時点で、添加してよい。
【００７５】
いくつかの実施形態において、溶媒は、少なくとも２種の個々の溶媒のブレンドである。いくつかの実施形態において、ポリマーがポリオレフィン（例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンのうちの少なくとも１つ）である場合、溶媒は、鉱油、パラフィン油／ワックス、カンフェン、オレンジ油、植物油、ヒマシ油、又はパーム核油のうちの少なくとも１つであり得る。いくつかの実施形態において、ポリマーがポリフッ化ビニリデンである場合、溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、又は１，２，３トリアセトキシプロパンのうちの少なくとも１つである。
【００７６】
いくつかの実施形態において、溶媒は、例えば蒸発によって除去することができ、蒸気圧の高い溶媒は、この除去方法に特に適している。しかしながら、第１の溶媒が低い蒸気圧を有する場合、蒸気圧の高い第２の溶媒を使用して第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことができる。例えば、いくつかの実施形態において、鉱油を第１の溶媒として使用する場合、高温（例えば、約６０℃）のイソプロパノール、又はメチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣＨ３）と、エチルノナフルオロブチルエーテル（Ｃ４Ｆ９ＯＣ２Ｈ５）と、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレンとのブレンド（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮから商品名「ＮＯＶＥＣ  ７２ＤＥ」で入手可能）を第２の溶媒として使用して、第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことができる。いくつかの実施形態において、植物油又はパーム核油のうちの少なくとも１つを第１の溶媒として使用する場合、高温（例えば、約６０℃）のイソプロパノールを第２の溶媒として使用することができる。いくつかの実施形態において、エチレンカーボネートを第１の溶媒として使用する場合、水を第２の溶媒として使用することができる。
【００７７】
典型的には、相分離プロセスにおいて、ブレンド混合物は、ポリマーが固化する前に層に形成する。ポリマーを溶媒中に溶解させ（混和性熱可塑性溶媒溶液の形成が可能になる）、機能性粒子を分散させてブレンド混合物を形成し、これを物品（例えば、層）に形成し、続いて相分離（例えば、ＴＩＰＳについては温度低下、ＳＩＰＳについては、溶媒の蒸発、又は非溶媒との溶媒交換）を行う。層形成は、当該技術分野において既知の技術を使用して実施することができ、これにはナイフコーティング、ロールコーティング（例えば、画定されたニップに通すロールコーティング）、及び押出成形（例えば、ダイに通す押出成形（例えば、適切な層寸法（すなわち、ダイ間隙の幅及び厚さ）を有するダイに通す押出成形））が挙げられる。一例示的実施形態において、混合物はペースト様の稠度を有し、押出成形（例えば、適切な層寸法（すなわち、ダイ間隙の幅及び厚さ）を有するダイに通す押出成形）によって層に形成される。スラリーを層に形成することの後、熱可塑性ポリマーがその溶媒中で混和性である場合、ポリマーは次いで相分離を誘起される。相分離を誘起するために、いくつかの技術を使用することができ、これには熱誘起相分離又は溶媒誘起相分離のうちの少なくとも１つが挙げられる。熱誘起相分離は、誘起相分離が実施される温度が、ポリマー、溶媒、及び機能性粒子を組み合わせる温度よりも低い場合に起こり得る。これは、組み合わせることが室温近くで実施される場合、混和性ポリマー溶媒溶液を冷却することによって達成してもよく、又は、まず、混和性ポリマー溶媒溶液を高温に加熱し（組み合わせ中又は組み合わせることの後のいずれか）、続いて、混和性ポリマー溶媒溶液の温度を下げることによって達成してもよく、これにより、熱可塑性ポリマーの相分離が誘起される。いずれの場合も、冷却は、溶媒からのポリマーの相分離をもたらし得る。溶媒誘起相分離は、混和性ポリマー溶媒溶液に第２の溶媒、すなわち、ポリマーについての貧溶媒を添加することによって実施することができ、又は、混和性ポリマー溶媒溶液の溶媒の少なくとも一部を除去することによって（例えば、混和性ポリマー溶媒溶液の溶媒の少なくとも一部を蒸発させることによって）達成することができ、これにより、ポリマーの相分離が誘起される。相分離技術の組み合わせ（例えば、熱誘起相分離と溶媒誘起相分離）を利用してもよい。熱誘起相分離は、組み合わせることが高温で実施される場合、ポリマーの溶解も促進するため、有利であり得る。いくつかの実施形態において、熱誘起相分離は、組み合わせる温度未満の、５〜３００℃の範囲（いくつかの実施形態においては、５〜２５０、５〜２００、５〜１５０、１５〜３００、１５〜２５０、１５〜２００、１５〜１３０、又は更には２５〜１１０℃の範囲）の少なくとも１つの温度で実施される。
【００７８】
相分離を誘起した後、溶媒の少なくとも一部を除去することによって、ポリマーネットワーク構造及び熱可塑性ポリマーネットワーク構造内に分布する機能性粒子を有する多孔質ポリマーマトリックス複合体層を形成することができる。任意に、相分離を誘導した後、溶媒充填構造が伸張され、それによって、ポリマーネットワーク構造、溶媒、及び熱可塑性ポリマーネットワーク構造内に分布する粒子を有する多孔質ポリマーマトリックス複合体層を形成する。
【００７９】
溶媒は、蒸発によって除去することができ、蒸気圧の高い溶媒は、この除去方法に特に適している。しかしながら、第１の溶媒が低い蒸気圧を有する場合、蒸気圧の高い第２の溶媒を使用して第１の溶媒を抽出し、続いて、第２の溶媒の蒸発を行うことができる。いくつかの実施形態において、溶媒、及び使用する場合、第２の溶媒の１０〜１００重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、２０〜１００、３０〜１００、４０〜１００、５０〜１００、６０〜１００、７０〜１００、８０〜１００、９０〜１００、９５〜１００、又は更には９８〜１００重量パーセントの範囲）で、ポリマーマトリックス複合体から除去され得る。
【００８０】
いくつかの実施形態において、第１及び第２の方法は、ポリマーマトリックス複合体を伸張すること又は圧縮することのうちの少なくとも１つを更に含む。すなわち、相分離を誘起した後、形成されたポリマーネットワーク構造を、例えば、ポリマーマトリックス複合体の通気抵抗を調整するため、伸張又は圧縮してもよい。ポリマーマトリックス複合体の伸張又は圧縮は、例えば、当該技術分野において既知である従来のカレンダー加工法又はテンター加工法によって達成され得る。
【００８１】
ネットワーク構造が少なくとも圧縮力によって塑性変形するいくつかの実施形態において、圧縮力の適用中に、振動エネルギーが付与されてもよい。これらの実施形態のいくつかにおいて、ポリマー複合体は、不定の長さのストリップの形態であり、圧縮力を付与する工程は、ストリップがニップを通過する際に行われる。かかるニップを通過する際に引張荷重が適用されてもよい。例えば、ニップは、少なくとも一方が振動エネルギーを適用する２つのローラーの間、少なくとも一方が振動エネルギーを適用するローラーとバーとの間、又は少なくとも一方が振動エネルギーを適用する２つのバーの間に形成され得る。圧縮力及び振動エネルギーの付与は、連続的なロールツーロール方式、又はステップアンドリピート方式で達成することができる。他の実施形態において、圧縮力を付与する工程は、例えば、少なくとも一方が振動エネルギーを付与するプレートと圧盤との間の、個別の層に対して行われる。いくつかの実施形態において、振動エネルギーは超音波の範囲（例えば、２０ｋＨｚ）であるが、他の範囲が好適であると考えられる。ネットワーク構造を塑性変形させることに関する更なる詳細については、その開示内容は参照により組み込まれる、２０１７年１０月３０日に出願された、米国特許出願第６２／５７８，７３２号の番号を有する同時係属出願を参照されたい。
【００８２】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、破断することなく、０．５ｍｍ（いくつかの実施形態においては、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、２５ｃｍ、５０ｃｍ、又は更には１メートル）のロッドに巻き付けることができる。
【００８３】
第１及び第２の方法の両方のいくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、互いに反対側にある第１主面及び平面状の第２主面を有する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、互いに反対側にある第１主面及び第２主面を有し、第１主面は非平面状（例えば、湾曲状）である。図１を参照すると、本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体１００は、互いに反対側にある第１主面１０１及び第２主面１０２を有する。第１主面１０１は非平面状である。
【００８４】
平面状及び非平面状の主面は、例えば、パターン化された基材（例えば、ライナー、ベルト、押型、又は工具）上にスラリーをコーティング又は押出することによって、もたらすことができる。あるいは、例えば、成形スロットを有するダイを使用して、コーティング又は押出プロセス中に非平面状の表面を形成することができる。あるいは、例えば、溶媒が除去される前に、かつ／又は後、相分離が生じた後、パターン化された工具で層を成型又は成形することによって、構造を形成することができる。
【００８５】
第１及び第２の方法の両方のいくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、第１主面から外向きに延びた第１突出部を有し、いくつかの実施形態において、第２主面から外向きに延びた第２突出部を有する。いくつかの実施形態において、第１突出部は第１主面と一体であり、いくつかの実施形態において、第２突出部は第２主面と一体である。例示的な突出部は、柱、レール、フック、角錐、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、又はマルチローブ円筒のうちの少なくとも１つを含む。いくつかの実施形態において、突出部は、円、正方形、矩形、三角形、五角形、他の多角形、正弦波、ヘリンボーン、又はマルチローブのうちの少なくとも１つの断面を有する。
【００８６】
図２を参照すると、本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体２００は、第１主面２０１から外向きに延びた第１突出部２０５、及び第２主面２０２から外向きに延びた任意選択による第２突出部２０６を有する。
【００８７】
突出部は、例えば、パターン化された基材（例えば、ライナー、ベルト、押型、又は工具）の間にコーティング又は押出をすることによって、もたらすことができる。あるいは、成形スロットを有するダイを使用して、コーティング又は押出プロセス中に突出部を形成することができる。あるいは、例えば、溶媒が除去される前に、かつ／又は後、相分離が生じた後、パターン化された工具の間にフィルムを成型又は成形することによって、構造を形成することができる。
【００８８】
第１及び第２の方法の両方のいくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、第１主面内に延びた第１窪みを有し、いくつかの実施形態において、第２主面内に延びた第２窪みを有する。例示的な窪みは、溝、スロット、反転角錐、穴（貫通穴若しくは止まり穴を含む）、又はへこみのうちの少なくとも１つを含む。図３を参照すると、本明細書に記載する例示的なポリマーマトリックス複合体３００は、第１主面３０１内に延びた第１窪み３０７、及び第２主面３０２内に延びた任意選択による第２窪み３０８を有する。
【００８９】
窪みは、例えば、パターン化された基材（例えば、ライナー、ベルト、押型、又は工具）の間にコーティング又は押出をすることによって、もたらすことができる。あるいは、例えば、成形スロットを有するダイを使用して、コーティング又は押出プロセス中に窪みを形成することができる。あるいは、例えば、溶媒が除去される前に、かつ／又は後、相分離が生じた後、パターン化された工具の間にフィルムを成型又は成形することによって、構造を形成することができる。
【００９０】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載するポリマーマトリックス複合体は、補強材（例えば、ポリマーマトリックス複合体に、その中で部分的に、及び／又はその中に付着している）を更に含む。例示的な補強材としては、繊維、ストランド、不織布、織布材料、布地、メッシュ、及びフィルムが挙げられる。補強材は、例えば、熱で、接着剤で、又は超音波でポリマーマトリックス複合体に積層（laminated）することができる。補強材は、例えば、コーティング又は押出プロセス中に、ポリマーマトリックス複合体内に埋め込むことができる。補強材は、例えば、複合体の主面同士の間、１つの主面上、又は両方の主面上にあり得る。２つ以上の種類の補強材を使用することもできる。
【００９１】
本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、例えば、フィルタ若しくは精製デバイスとして、吸収剤として、錯化剤として、酵素若しくは他のタンパク質を担持する支持体として、又はクロマトグラフィー物品として、有用である。本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、具体的な用途に応じて、再利用可能であっても使い切りであってもよい。使用全般に関する更なる詳細については、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，９９３，９３５号（Ｒａｓｍｕｓｓｅｎ  ｅｔ  ａｌ．）を参照されたい。複合体は、例えば、飲用水から微生物汚染を除去するために有用である。飲用水全般から微生物汚染を除去することに関する更なる詳細については、例えば、その開示が参照により本明細書に組み込まれる、２０１８年２月８日公開の米国特許出願公開第２０１８／００３８８６２号、及び２０１６年９月２２日公開の国際出願ＰＣＴ／２０１６／１４９２３３号を参照されたい。
【００９２】
本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体は、例えば、標的生体材料又は生物種（生体サンプルからの相対的に中性の又は帯電している生体材料（例えば、ウイルス及び他の微生物、酸性炭水化物、タンパク質、核酸、エンドトキシン、細菌、細胞、及び細胞壊死組織片）など）の選択的結合及び除去のための濾材として有用となり得る。本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体を含む物品は、ハウジング、ホルダ、及びアダプタなどの従来コンポーネントを更に含んでもよい。
【００９３】
所望により、生体材料の結合及び捕捉の効率は、複数の積層化（stacked）又は層状化したポリマーマトリックス複合体をフィルタ要素として用いることによって改善することができる。したがって、フィルタ要素は、本明細書に記載のポリマーマトリックス複合体の層を少なくとも１つ含み得る。フィルタ要素の個々の層は、同一であり得る、又は、異なり得る。層は、空孔度、機能性粒子の種類などが異なり得る。フィルタ要素は、上流のプレフィルタ層及び／又は下流の支持層を更に含み得る。個々の層は、所望に応じ、平面状又はプリーツ状とすることができる。
【００９４】
好適なプレフィルタ及び支持層材料の例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド、樹脂結合繊維又は結合剤を含まない繊維（例えば、ガラス繊維）、及び他の合成品（例えば、織布及び不織布フリース構造体）；焼結材料（例えば、ポリオレフィン、金属、及びセラミックス）；紡績糸；濾紙（例えば、繊維と、セルロースと、ポリオレフィンと、結合剤との混合物）；及びポリマー膜の、任意の好適な多孔質膜が挙げられる。
【００９５】
生体材料の捕捉又は濾過用途に有用な物品としては、上記のフィルタ要素のうちの１つ以上を含むフィルタカートリッジ、上記のフィルタ要素のうちの１つ以上を含むフィルタアセンブリ、及びフィルタハウジングなどが挙げられる。フィルタの種類としては、板枠式フィルタ、プレートフィルタ、デプスフィルタ、カートリッジフィルタ、バグフィルタ、カプセルフィルタ、クロスフローフィルタ、タンジェンシャルフローフィルトレーション（ＴＦＦ）、又はクロマトグラフィーデバイスを挙げることができる。物品は、（ａ）少なくとも１つの上記のフィルタ要素を含む少なくとも１つの物品を提供することと、（ｂ）標的生体材料を含有する移動生物学的溶液を、標的生体材料の結合をもたらすのに十分な時間、フィルタ要素の上流面に作用させることを可能にすることと、を含む、標的生体材料又は生物種を捕捉又は除去する方法の実行において使用できる。
例示的実施形態
１Ａ．  多孔質ポリマーネットワーク構造と、
ポリマーネットワーク構造内に分布する複数の機能性粒子と、
を含む、ポリマーマトリックス複合体であって、
上記ポリマーマトリックス複合体が、実施例に記載される「通気抵抗試験」によって測定したとき、２５℃で３００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満（いくつかの実施形態においては、２５０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、２００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、１００秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、５０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、２５秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、２０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、１５秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、１０秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満、又は更には５秒／５０ｃｍ３／５００マイクロメートル未満）の通気抵抗を有する、ポリマーマトリックス複合体。
２Ａ．  機能性粒子が、機能性粒子及びポリマーの総重量（いずれの溶媒も除くに基づいて、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在する、例示的実施形態１Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
３Ａ．  少なくとも０．１ｇ／ｃｍ３（いくつかの実施形態においては、少なくとも０．１５、０．２、０．２５、０．５、又は更には少なくとも１、いくつかの実施形態においては、０．１〜２、０．１〜１．５、０．１〜１、又は更には０．１〜０．５ｇ／ｃｍ３の範囲）の密度を有する、例示的実施形態１Ａ又は２Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
４Ａ．  少なくとも５パーセント（いくつかの実施形態においては、５〜９０、１０〜９０、２０〜８０、又は更には３０〜６０パーセントの範囲）の空孔度を有する、例示的実施形態１Ａ〜３Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
５Ａ．  機能性粒子が、第１及び第２の、異なる（すなわち、異なる機能性（例えば、異なるイオン親和性又は疎水性相互作用）を有する）機能性粒子を含む、例示的実施形態１Ａ〜４Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
６Ａ．  第１の機能性粒子がアニオン交換粒子を含み、第２の機能性粒子がカチオン交換粒子を含む、例示的実施形態５Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
７Ａ．  第１の機能性粒子が０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有し、第２の機能性粒子が０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有する、例示的実施形態５Ａ又は６Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
８Ａ．  第１及び第２の機能性粒子の総重量に基づいて、第１の機能性粒子は、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在し、第２の機能性粒子は、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在する、例示的実施形態５Ａ〜７Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
９Ａ．  機能性粒子が、流体又はガス流のうちの少なくとも１つからの標的部分の除去に関与する無機粒子又は有機粒子のうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１Ａ〜８Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１０Ａ．  機能性粒子が、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態においては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有する、例示的実施形態１Ａ〜６Ａ、８Ａ又は９Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１１Ａ．  非機能性粒子を更に含む、例示的実施形態１Ａ〜６Ａ又は８Ａ〜１０Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１２Ａ．  非機能性粒子が、流体又はガス流のうちの少なくとも１つからの標的部分の除去に関与しない無機材料又は有機材料のうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１１Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
１３Ａ．  非機能性粒子が、０．１〜５０００マイクロメートルの範囲（いくつかの実施形態おいては、１〜５００、１〜１２０、４０〜２００、又は更には５〜６０マイクロメートルの範囲）の平均粒子径（最長寸法の平均長さ）を有する、例示的実施形態１１Ａ又は１２Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
１４Ａ．  非機能性粒子が、ポリマーマトリックス複合体の総重量に基づいて、１〜９９重量パーセントの範囲（いくつかの実施形態においては、５〜９９、１０〜９９、５〜９８、１０〜９８、２５〜９８、５０〜９８、６０〜９８、７０〜９８、８０〜９８、９０〜９８、９３〜９８、又は更には９５〜９８重量パーセントの範囲）で存在する、例示的実施形態１０Ａ〜１２Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１５Ａ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリオレフィン、スチレン若しくはスチレン系のランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、又はエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーのうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１Ａ〜１４Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１６Ａ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、相分離した複数の相互連結モルフォロジー（例えば、フィブリル、ノジュール、ノード、オープンセル、クローズドセル、葉状レース、ストランド、ノード、球体、又はハニカムのうちの少なくとも１つ）を含む、例示的実施形態１Ａ〜１５Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１７Ａ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、５×１０４〜１×１０７ｇ／ｍｏｌの範囲（いくつかの実施形態においては、１×１０６〜８×１０６、２×１０６〜６×１０６、又は更には３×１０６〜５×１０６ｇ／ｍｏｌの範囲）の数平均分子量を有するポリマーを含む、例示的実施形態１Ａ〜１６Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１８Ａ．  ポリマーマトリックス複合体が、５０〜７０００マイクロメートルの範囲の厚さを有する層の形態である、例示的実施形態１Ａ〜１７Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１９Ａ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によって生成される、例示的実施形態１Ａ〜１８Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
２０Ａ．  誘起相分離が、熱誘起相分離及び溶媒誘起相分離のうちの少なくとも１つである、例示的実施形態１９Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
２１Ａ．  少なくとも１ｍ２／ｇ（いくつかの実施形態においては、少なくとも５、１０、１５、２０、３０、４０、又は更には少なくとも５０、いくつかの実施形態においては、５０〜５００、又は更には２００〜８００ｍ２／ｇの範囲）の表面積を有する、例示的実施形態１Ａ〜２０Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
２２Ａ．  互いに反対側にある第１主面及び平面状の第２主面を有する、例示的実施形態１Ａ〜２１Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
２３Ａ．  互いに反対側にある第１主面及び第２主面を有し、第１主面が非平面状（例えば、湾曲状、又は間に平坦面を有しない突出部）である、例示的実施形態１Ａ〜２２Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
２４Ａ．  第１主面が、第１主面から外向きに延びた第１突出部を有する、例示的実施形態２２Ａ又は２３Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。いくつかの実施形態において、突出部は、第１主面と一体である。
２５Ａ．  第１突出部が、柱、レール、フック、角錐、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、又はマルチローブ円筒のうちの少なくとも１つである、例示的実施形態２４Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
２６Ａ．  第１主面が、第１主面内に延びた第１窪みを有する、例示的実施形態２２Ａ〜２５Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
２７Ａ．  第１窪みが、溝、スロット、反転角錐、穴（貫通穴若しくは止まり穴を含む）、又はへこみのうちの少なくとも１つである、例示的実施形態２６Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
２８Ａ．  第２主面が、第２主面から外向きに延びた第２突出部を有する、例示的実施形態２４Ａ〜２７Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
２９Ａ．  第２突出部が、柱、レール、フック、角錐、連続レール、連続多方向レール、半球、円筒、又はマルチローブ円筒のうちの少なくとも１つである、例示的実施形態２８Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
３０Ａ．  第２主面が、第２主面内に延びた第２窪みを有する、例示的実施形態２４Ａ〜２９Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
３１Ａ．  第２窪みが、溝、スロット、反転角錐、穴（貫通穴若しくは止まり穴を含む）、又はへこみのうちの少なくとも１つである、例示的実施形態３０Ａに記載のポリマーマトリックス複合体。
３２Ａ．  少なくとも０．５ｐｓｉ（いくつかの実施形態においては、少なくとも０．７５、１、１．５、２、３、４、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、又は更には少なくとも７５）ｐｓｉのバブルポイント圧力を有する、例示的実施形態１Ａ〜３１Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
３３Ａ．  補強材（例えば、ポリマーマトリックス複合体に、その中で部分的に、及び／又はその中に付着している）を更に含む、例示的実施形態１Ａ〜３２Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
３４Ａ．  破断することなく、０．５ｍｍ（いくつかの実施形態においては、０．６ｍｍ、０．７ｍｍ、０．８ｍｍ、０．９ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、１ｃｍ、５ｃｍ、１０ｃｍ、２５ｃｍ、５０ｃｍ、又は更には１メートル）のロッドに巻き付けることができる、例示的実施形態１Ａ〜３３Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
３５Ａ．  粘度調整剤（例えば、ヒュームドシリカ、ブロックコポリマー、及びワックス）、可塑剤、熱安定剤（例えば、ＢＡＳＦ（Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ、ドイツ）から、商品名「イルガノックス１０１０」で入手可能なものなど）、抗微生物剤（例えば、銀及び第四級アンモニウム）、難燃剤、酸化防止剤、染料、顔料、又は紫外線（ＵＶ）安定剤のうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１Ａ〜３４Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体。
１Ｂ．  例示的実施形態１Ａ〜３５Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体の製造方法であって、
熱可塑性ポリマー、溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて（例えば、混合又はブレンドして）、スラリーを供給することと、
スラリーを物品（例えば、層）に形成することと、
物品中の溶媒の重量に基づいて、物品中の溶媒の少なくとも９０（いくつかの実施形態においては、少なくとも９１、９２、９３、９４、９５、９６、９７、９８、９９、又は更には少なくとも９９．５）重量パーセントを保持する環境において物品を加熱し、熱可塑性ポリマーの総重量に基づいて、熱可塑性ポリマーの少なくとも５０（いくつかの実施形態においては、少なくとも５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、又は更には１００）パーセントを可溶化することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起して、ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む、製造方法。
２Ｂ．  溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起した後、形成された物品から溶媒の少なくとも一部（いくつかの実施形態においては、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、９０、９５、９６、９７、９８、９９、９９．５、又は更には１００重量パーセント）を除去することを更に含む、例示的実施形態１Ｂに記載の方法。
３Ｂ．  形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも９０重量パーセントが除去され、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも９０重量パーセントを除去する前に、形成された物品が第１の体積を有し、形成された物品中の溶媒の重量に基づいて、溶媒の少なくとも９０重量パーセントを除去した後、形成された物品が第２の体積を有し、第１の体積と第２の体積との間の差（すなわち、（第１の体積マイナス第２の体積）を第１の体積で除算し、１００をかける）が１０パーセント未満（いくつかの実施形態においては、９、８、７、６、５、４、３、２、１、０．７５、０．５パーセント未満、又は更には０．３パーセント未満）である、例示的実施形態２Ｂに記載の方法。
４Ｂ．  物品が第１及び第２の主面を有し、端部が第１及び第２の主面に垂直であり、端部が溶媒除去中、無拘束である、例示的実施形態３Ｂに記載の方法。
５Ｂ．  形成された物品が、溶媒の除去後、少なくとも５パーセント（いくつかの実施形態においては、少なくとも１０、２０、３０、３５、４０、４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、８０、８５、又は更には少なくとも９０パーセント、いくつかの実施形態においては、２５〜９０パーセントの範囲）の空孔度を有する、例示的実施形態３Ｂ又は４Ｂに記載の方法。
６Ｂ．  形成された物品から（溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起した後であっても）溶媒が除去されない、例示的実施形態１Ｂに記載の方法。
７Ｂ．  相分離を誘起することが、熱誘起相分離を含む、例示的実施形態１Ｂ〜６Ｂのいずれか１つに記載の方法。
８Ｂ．  スラリー中のポリマーが融点を有し、溶媒が沸点を有し、組み合わせることが、スラリー中のポリマーの融点未満、かつ溶媒の沸点未満で実施される、例示的実施形態１Ｂ〜７Ｂのいずれか１つに記載の方法。
９Ｂ．  スラリー中のポリマーが融点を有し、相分離を誘起することが、スラリー中のポリマーの融点未満で実施される、例示的実施形態１Ｂ〜８Ｂのいずれか１つに記載の方法。
１０Ｂ．  ポリマーマトリックス複合体を伸張すること又は圧縮することのうちの少なくとも１つを更に含む、例示的実施形態１Ｂ〜９Ｂのいずれか１つに記載の方法。
１１Ｂ．  圧縮力を付与することと同時に、ポリマーマトリックス複合体に振動エネルギーを付与することを更に含む、例示的実施形態１Ｂ〜９Ｂのいずれか１つに記載の方法。
１２Ｂ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、スチレン若しくはスチレン系のランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、又はエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーのうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１Ｂ〜１１Ｂのいずれか１つに記載の方法。
１３Ｂ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、複数の相互連結モルフォロジー（例えば、フィブリル、ノジュール、ノード、オープンセル、クローズドセル、葉状レース、ストランド、ノード、球体、又はハニカムのうちの少なくとも１つ）を含む、例示的実施形態１Ｂ〜１２Ｂのいずれか１つに記載の方法。
１４Ｂ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の誘起相分離によって生成される、例示的実施形態１Ｂ〜１３Ｂのいずれか１つに記載の方法。
１５Ｂ．  相分離を誘起することが、熱誘起相分離を含む、例示的実施形態１４Ｂに記載の方法。
１Ｃ．  例示的実施形態１Ａ〜３５Ａのいずれか１つに記載のポリマーマトリックス複合体の製造方法であって、
熱可塑性ポリマー、熱可塑性ポリマーのための溶媒、及び複数の機能性粒子を組み合わせて（例えば、混合又はブレンドして）、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中の機能性粒子の懸濁液を形成することと、
溶媒からの熱可塑性ポリマーの相分離を誘起することと、
溶媒の少なくとも一部を除去して、ポリマーマトリックス複合体を供給することと、
を含む、製造方法。
２Ｃ．  相分離を誘起することが、熱誘起相分離又は溶媒誘起相分離のうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１Ｃに記載の方法。
３Ｃ．  混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中のポリマーが融点を有し、溶媒が沸点を有し、組み合わせることが、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液の融点を超え、かつ溶媒の沸点未満で実施される、例示的実施形態１Ｃ又は２Ｃに記載の方法。
４Ｃ．  混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中のポリマーが融点を有し、相分離を誘起することが、混和性熱可塑性ポリマー溶媒溶液中のポリマーの融点未満で実施される、例示的実施形態１Ｃ〜３Ｃのいずれか１つに記載の方法。
５Ｃ．  ポリマーマトリックス複合体を伸張すること又は圧縮することのうちの少なくとも１つを更に含む、例示的実施形態１Ｃ〜４Ｃのいずれか１つに記載の方法。
６Ｃ．  圧縮力を付与することと同時に、ポリマーマトリックス複合体に振動エネルギーを付与することを更に含む、例示的実施形態１Ｃ〜４Ｃのいずれか１つに記載の方法。
７Ｃ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、ポリアクリロニトリル、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリエーテル、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリオレフィン、スチレン若しくはスチレン系のランダムコポリマー及びブロックコポリマー、塩素化ポリマー、フッ素化ポリマー、又はエチレンとクロロトリフルオロエチレンとのコポリマーのうちの少なくとも１つを含む、例示的実施形態１Ｃ〜６Ｃのいずれか１つに記載の方法。
８Ｃ．  多孔質ポリマーネットワーク構造が、複数の相互連結モルフォロジー（例えば、フィブリル、ノジュール、ノード、オープンセル、クローズドセル、葉状レース、ストランド、ノード、球体、又はハニカムのうちの少なくとも１つ）を含む、例示的実施形態１Ｃ〜７Ｃのいずれか１つに記載の方法。
１Ｄ．  例示的実施形態１Ａ〜３５Ａに記載のポリマーマトリックス複合体を含むフィルタ（例えば、板枠式フィルタ、プレートフィルタ、デプスフィルタ、カートリッジフィルタ、カプセルフィルタ、バグフィルタ、クロスフローフィルタ、タンジェンシャルフローフィルトレーション（ＴＦＦ）、又はクロマトグラフィーデバイス）。
【００９６】
本発明の利点及び実施形態を以降の実施例によって更に説明するが、これらの実施例において述べられる特定の材料及びそれらの量、並びに他の条件及び詳細は、本発明を不当に制限するものと解釈されるべきではない。全ての部及び百分率は、別段の指示のない限り、重量に基づく。
【実施例】
【００９７】
通気抵抗試験
タイマー（Ｇｕｒｌｅｙ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓから、Ｍｏｄｅｌ  ４３２０として入手）を有する透気度試験機（Ｇｕｒｌｅｙ  Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ（Ｔｒｏｙ，ＮＹ）から、Ｍｏｄｅｌ  ４１１０として入手）を使用して、通気抵抗を測定した。サンプルを試験機に留めた。タイマー及びフォトアイをリセットし、シリンダを解放し、４．８８インチ（１２．４ｃｍ）の水の一定の力（１２１５Ｎ／ｍ２）で、１平方インチ（６．５ｃｍ２）の円に空気を通過させた。５０ｃｍ３の空気が通過するまでの時間を記録した。
【００９８】
バブルポイント圧力試験
バブルポイント圧力は、多孔質膜における最大孔を特性評価するために、一般に使用される技術である。直径４７ｍｍのディスクを切り出し、サンプルを鉱油に浸漬して、サンプルの孔を十分に充填し、湿潤させた。次いで、湿潤サンプルをホルダ（４７ｍｍ、Ｐａｌｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，Ｐｏｒｔ  Ｗａｓｈｉｎｇｔｏｎ，ＮＹから、ステンレスホルダ部品＃２２２０）に配置した。サンプルの上部の圧力を、圧力制御装置を使用してゆっくりと上昇させ、ガス流量計によって下部のガス流を測定した。流れにベースライン流速からの大幅な増加があった時点の圧力を記録した。これを、１平方インチ当たりのポンド（ｐｓｉ）（センチメートル水銀、ｃｍ  Ｈｇ、又はパスカル、Ｐａ）のバブルポイント圧力として報告した。この技術は、ＡＳＴＭ  Ｆ３１６−０３（２００６）、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｆｏｒ  Ｐｏｒｅ  Ｓｉｚｅ  Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ  ｏｆ  Ｍｅｍｂｒａｎｅ  Ｆｉｌｔｅｒｓ  ｂｙ  Ｂｕｂｂｌｅ  Ｐｏｉｎｔ  ａｎｄ  Ｍｅａｎ  Ｆｌｏｗ  Ｐｏｒｅ  Ｔｅｓｔ」の修正であり、その開示は参照により本明細書に組み込まれ、バブルポイント圧力に達した時点を定量化する自動圧力制御装置及び流量計を含むものであった。以下の式を用いて、ＡＳＴＭに準拠して孔径を計算した。
【数１】
2021503530.tif 000003
【００９９】
圧力がｐｓｉの単位によるものであったため、０．４１５の係数が含まれた。鉱油については、３４．７ダイン／ｃｍの表面張力を使用した。
【０１００】
密度及び空孔度試験
サンプルの密度は、直径４７ｍｍのディスクを切り出し、好適な分解能（典型的には、０．０００１グラム）の化学天秤上でディスクを秤量し、７．３ｐｓｉ（５０．３ＫＰａ）の死重量及び直径０．６３インチ（１．６ｃｍ）の平金敷を有し、約３秒の滞留時間（dwell time）及び±０．０００１インチの分解能を有する厚さ計（Ｔｅｓｔｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅｓ，Ｉｎｃ．（Ｎｅｗ  Ｃａｓｔｌｅ，ＤＥ）から、Ｍｏｄｅｌ  ４９−７０として入手）でディスクの厚さを測定することによって、その開示が参照により本明細書に組み込まれるＡＳＴＭ  Ｆ−１３１５−１７（２０１７）、「Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｔｅｓｔ  Ｍｅｔｈｏｄ  ｆｏｒ  Ｄｅｎｓｉｔｙ  ｏｆ  ａ  Ｓｈｅｅｔ  Ｇａｓｋｅｔ  Ｍａｔｅｒｉａｌ」と同様の方法を使用して計算した。次いで、サンプルの厚さ及び直径から計算した体積で質量を除算することによって、密度を計算した。ポリマーマトリックス複合体の成分の既知の密度及び重量分率を用いて、ポリマーマトリックス複合体の理論密度を、混合則によって計算した。理論密度及び測定密度を使用して、空孔度を以下のように計算した。
【数２】
2021503530.tif 000004
【０１０１】
実施例１
１２０ミリリットル（４オンス）ガラスジャーに、１．５グラムの超高分子量ポリエチレン（ＵＨＭＷＰＥ）（Ｃｅｌａｎｅｓｅ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ（Ｉｒｖｉｎｇ，ＴＸ）から、商品名「ＧＵＲ−２１２６」で入手）、及び１５．０グラムの機能性アズラクトン粒子（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｓｔ．Ｐａｕｌ，ＭＮ）から、商品名「ＥＭＰＨＡＺＥ  ＡＢ−１  ＢＥＡＤＳ」で入手）を投入し、７０％強度で１分間、音響ミキサー（Ｒｅｓｏｄｙｎ  Ｉｎｃ．（Ｂｕｔｔｅ，ＭＴ）から、商品名「ＬＡＢＲＡＭ  ＲＥＳＯＮＡＴＡＣＯＵＳＴＩＣ  ＭＩＸＥＲ」で入手）によって振とうした。４７．０グラムの低臭気ケロシン（Ａｌｆａ  Ａｅｓａｒ（Ｗａｒｄ  Ｈｉｌｌ，ＭＡ）から入手）をこの混合物に添加し、均一なスラリーを得るまで、スパチュラによって手動で撹拌した。スラリーを、スコップによって室温（約２５℃）で、３ミル（７５マイクロメートル）の熱安定化ポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate、ＰＥＴ）ライナー（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから商品名「ＣＯＡＴＥＤ  ＰＥＴ  ＲＯＬＬ＃３３７１６０２０５００」で入手）に適用し、次いで３ミル（７５マイクロメートル）の熱安定化ＰＥＴライナー（「ＣＯＡＴＥＤ  ＰＥＴ  ＲＯＬＬ＃３３７１６０２０５００」）を上部に適用して、スラリーを挟んだ。次いで、３６ミル（９１４．４マイクロメートル）の間隙に設定したノッチバーを使用することにより、ＰＥＴライナーの間にスラリーを広げた。ノッチバーレールは、ＰＥＴライナーよりも幅広であり、約３０ミル（７６２マイクロメートル）の有効湿潤フィルム厚さを得た。ノッチバーの下向きの圧力を増加させた漸進的な複数回パスを使用し、スラリーを平らにした。挟まれている形成したスラリーをアルミニウムトレイに置き、実験室オーブン（Ｄｅｓｐａｔｃｈ，Ｍｉｎｎｅａｐｏｌｉｓ，ＭＮから、商品名「ＤＥＳＰＡＴＣＨ  ＲＦＤ１−４２−２Ｅ」で入手）に、１３５℃（２７５°Ｆ）において５分間入れ、活性化させた（すなわち、ＵＨＭＷＰＥが溶媒に溶解して単相を形成することが可能になる）。活性化された、挟まれている形成したスラリーを有するトレイをオーブンから取り出し、周囲温度（約２５℃）まで空気冷却し、溶媒充填ポリマーマトリックス複合体を形成した。上部及び下部のライナーを両方とも取り外し、ポリマーマトリックス複合体を空気に曝露した。次いで、ポリマーマトリックス複合体を、トレイのＰＥＴライナー（「ＣＯＡＴＥＤ  ＰＥＴ  ＲＯＬＬ＃３３７１６０２０５００」）上に戻し、トレイを実験室オーブン（「ＤＥＳＰＡＴＣＨ  ＲＦＤ１−４２−２Ｅ」）に、１００℃（２１５°Ｆ）で１時間挿入した。溶媒蒸発後、ポリマーマトリックス複合体をオーブンから取り出し、周囲温度まで放冷し、特性評価した。
【０１０２】
図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（ＦＥＩ  Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｈｉｌｌｓｂｏｒｏ，ＯＲ）から、商品名「ＰＨＥＮＯＭ」で入手）で撮影したポリマーマトリックス複合体の断面のＳＥＭデジタル画像が示されている。断面サンプルは、液体窒素凍結割断に続いて、スパッタコーター（Ｑｕｏｒｕｍ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｌａｕｇｈｔｏｎ  Ｅａｓｔ  Ｓｕｓｓｅｘ，イングランドから、商品名「ＥＭＩＴＥＣＨ  Ｋ５５０Ｘ」で入手）による金スパッタコーティングを行うことによって調製した。示されているアズラクトン機能性粒子は、多孔質である。粒子の内部空孔からの面積を含めた表面積は、約３５０ｍ２／グラムであった。
【０１０３】
得られたポリマーマトリックス複合体は、３３．９ミル（０．８６ミリメートル）の厚さであり、０．２９ｇ／ｃｍ３の密度（「密度及び空孔度試験」によって求めた）、１０．３マイクロメートルの孔径（「バブルポイント圧力試験」によって求めた）、４．５秒／５０ｃｍ３のガーレー通気（「通気抵抗試験」によって求めた）を有した。
【０１０４】
実施例２
機能性アズラクトン粒子（「ＥＭＰＨＡＺＥ  ＡＢ−１  ＢＥＡＤＳ」）を３０グラムのジェットミル粉砕した架橋グアニル化ポリエチレンイミン（Ｇ−ＰＥＩ）（その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第２０１７／００４９９２６号（Ｌａｎｇｅｒ−Ａｎｄｅｒｓｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）の実施例に記載のように調製した）で置き換えたこと、１５グラムの５μｍポリアミド（Ａｒｋｅｍａ（Ｋｉｎｇ  ｏｆ  Ｐｒｕｓｓｉａ，ＰＡ）から商品名「ＯＲＧＡＳＯＬ」で入手）粒子を添加したこと、及び２５グラムの低臭気ケロシンを使用したことを除いて、実施例１について記載したように実施例２を調製した。
【０１０５】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すると、ポリマーマトリックス複合体の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）デジタル画像が示されている。元の機能性Ｇ−ＰＥＩ粒子は、最初は多孔質ではなかった。図に示されるように、マトリックス中に分散された、より大きく暗いジェットミル粉砕されたＧ−ＰＥＩ粒子は、相分離プロセス中に少なくとも部分的に溶解又は膨潤され、より小さく白いポリアミド充填剤粒子によって隔てられている。
【０１０６】
得られたポリマーマトリックス複合体は、３０．０ミル（０．７６ミリメートル）の厚さで、孔径６．３マイクロメートルであった。
【０１０７】
試験検体の溶液中で複合体のディスクを一晩インキュベートすることによって、複合体サンプルを静的タンパク質結合容量について分析した。ポリマーマトリックス複合体シートから直径６ｍｍのディスクを打ち抜きすることによって、各ディスクを調製した。２５ミリモルのトリス（ヒドロキシメチル）アミノメタン（ＴＲＩＳ）緩衝液（５０ミリモルＮａＣｌ、ｐＨ８．０）において約３．０ｍｇ／ｍＬの濃度のウシ血清アルブミン（ＢＳＡ）チャレンジ溶液（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）からカタログ番号Ａ−７９０６として入手）４．５ｍＬと共に、５ｍＬ遠心管に各ディスクを入れた。管に蓋をし、回転ミキサー（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ（Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ）から商品名「ＬＡＢＱＵＡＫＥ」で入手）上で一晩（１４時間）混転させた。上澄み溶液を、ＵＶ−ＶＩＳ分光計を用いて２８０ｎｍで分析した（バックグラウンド補正を３２５ｎｍで適用した）。各基材の静的結合容量を、出発ＢＳＡ溶液の吸光と比較することによって求め、結果を、結合ＢＳＡのｍｇ／複合体体積のｃｍ３で計算した。３つのディスクを２つの異なる日にそれぞれ分析した。ＢＳＡ結合容量（６つの測定値の平均）は、１３３ｍｇ／ｃｍ３であった。
【０１０８】
実施例３
機能性アズラクトン粒子（「ＥＭＰＨＡＺＥ  ＡＢ−１  ＢＥＡＤＳ」）を、その開示が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第８，６９８，３９４号（ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ  ｅｔ  ａｌ．）に記載のように作製されたナノ銀のドットパターンコーティングを有する低密度グラスバブルズ（３Ｍ  Ｃｏｍｐａｎｙから商品名「３Ｍ  ＧＬＡＳＳ  ＢＵＢＢＬＥＳ  Ｋ１」で入手）５グラムで置き換えたこと、及び２３グラムの低臭気ケロシンを使用したことを除いて、実施例１について記載したように実施例３を調製した。
【０１０９】
図６を参照すると、ポリマーマトリックス複合体の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）デジタル画像が示されている。ＳＥＭは、コーティングされたグラスバブルズを囲む葉状レースポリマーマトリックス構造を示す。
【０１１０】
得られたポリマーマトリックス複合体は、２９．６ミル（０．７５ミリメートル）の厚さであり、０．０９ｇ／ｃｍ３の密度、４．１マイクロメートルの孔径、及び５．９秒／５０ｃｍ３のガーレー通気を有した。
【０１１１】
実施例４
機能性アズラクトン粒子を、２５グラムのグアニル化パーライト粒子（Ｓｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏｒｐ．（Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）から商品名「ＰＥＲＬＩＴＥ  ４１０６」で入手し、その開示が参照により本明細書に組み込まれる２０１６年９月２２日公開の国際出願ＰＣＴ／ＷＯ２０１６／１４９２３３号（Ｇｒｉｅｓｇｒａｂｅｒ  ｅｔ  ａｌ．）に記載のように調製した）及び４０グラムの低臭気ケロシンで置き換えたことを除いて、実施例１について記載したように実施例４を調製した。
【０１１２】
図７を参照すると、ポリマーマトリックス複合体の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）デジタル画像が示されている。
【０１１３】
得られたポリマーマトリックス複合体は、２９．１ミル（０．７４ミリメートル）の厚さであり、０．４９ｇ／ｃｍ３の密度、１０．３マイクロメートルの孔径、及び５．９秒／５０ｃｍ３のガーレー通気を有した。
【０１１４】
本発明の範囲及び趣旨から逸脱しない、本開示の予測可能な修正及び変更は、当業者にとって自明であろう。本発明は、例示目的のために本出願に記載されている実施形態に限定されるものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
2021503530.tif 000013
【国際調査報告】
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