(57)【要約】【課題】  ポリテトラフルオロエチレンからなる疎水性多孔質膜に親水性を付与する。【解決手段】  親水性物体（１２）は疎水性の多孔質膜（１６）を含む。多孔質膜は、延伸ポリテトラフルオロエチレン、製織ポリテトラフルオロエチレン及び不織ポリテトラフルオロエチレンの１種以上を含む。多孔質膜の少なくとも一部に、有機官能性シロキサン及びポリエーテルウレタンポリマーから選択される１種以上を含む親水性のコーティング（２８）が形成されている。【選択図】    図３
2008024932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
延伸ポリテトラフルオロエチレン、製織ポリテトラフルオロエチレン及び不織ポリテトラフルオロエチレンから選択される１種以上を含む疎水性の多孔質膜（１６）と、
上記多孔質膜の少なくとも一部に形成されたコーティングであって、有機官能性シロキサン及びポリエーテルウレタンポリマーから選択される１種以上を含む親水性のコーティング（２８）と
から本質的になる親水性物体（１２）。
【請求項２】
前記膜（１６）が基材に積層されていない、請求項１記載の親水性物体（１２）。
【請求項３】
前記膜（１６）が約０．１〜約０．５オンス／平方ヤードの重量を有する、請求項２記載の親水性物体（１２）。
【請求項４】
前記膜（１６）が約０．１〜約１．０μｍの公称孔径を有する、請求項２記載の親水性物体（１２）。
【請求項５】
前記膜（１６）が約０．１５〜約０．５μｍの公称孔径を有する、請求項２記載の親水性物体（１２）。
【請求項６】
前記コーティング（２８）が、コーティング組成物の総重量を基準にして約１．０〜約３．０ｗｔ％の固形分を有するコーティング組成物からなる、請求項１記載の親水性物体（１２）。
【請求項７】
当該親水性物体が、ＡＳＴＭ  Ｄ７３７に準拠して測定して約０．２〜約０．６ＣＦＭ／平方フィートの通気度を有する、請求項１記載の親水性物体（１２）。
【請求項８】
当該親水性物体が５回以上の湿潤−乾燥サイクル後も親水性を保つ、請求項１記載の親水性物体（１２）。
【請求項９】
当該親水性物体が、水銀柱約２７インチの真空度で約１０〜４０ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２の透水率を有する、請求項１記載の親水性物体（１２）。
【請求項１０】
延伸ポリテトラフルオロエチレン、製織ポリテトラフルオロエチレン及び不織ポリテトラフルオロエチレンから選択される１種以上を含む疎水性の多孔質膜（１６）と、
上記多孔質膜の少なくとも一部に形成されたコーティングであって、有機官能性シロキサン及びポリエーテルウレタンポリマーから選択される１種以上を含む親水性のコーティング（２８）と
から本質的になる親水性物体であって、基材を含まない親水性物体（１２）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は広義には多孔質体に関し、具体的には親水性の多孔質体に関する。
【背景技術】
【０００２】
フルオロポリマーは優れた耐薬品性及び耐熱性を有しており、一般に疎水性である。延伸多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）ポリマー膜は液体濾過用の濾材として使用できる。しかし、フルオロポリマーの疎水性のため、かかるフルオロポリマーで製造したフィルターでは水性分散液の濾過が容易ではない。かかるｅＰＴＦＥフィルターを有機溶媒で予め濡らしておき、次いで水でフラッシュすれば、疎水性材料と極性水性分散液との親和性の不足を解決できる。しかし、予備湿潤には費用がかかり、「ガスロック」又は「ディウェッティング(dewetting)」を生じかねない。
【０００３】
そこで、所定の性質を維持しつつ、フルオロポリマー膜の親水性を高めて水に濡れやすくするための様々な試みがなされてきた。フルオロポリマー膜の親水性を高めるための公知の方法としては、膜の表面及び膜の細孔の内部をフッ素系界面活性剤のような親水性コーティングでコートするものがある。しかし、フルオロ界面活性剤は化学的親和性だけで膜に結合しているので、フルオロ界面活性剤が水性媒質で洗い流されて、フルオロポリマー膜が水との濡れ性を失うことがある。フルオロポリマー膜の親水性を高める別の公知の方法として、γ線、電子ビーム又は非平衡プラズマのような放射線ビームを用いてフルオロ界面活性剤を架橋させるものがある。かかる架橋によって水流によるフルオロ界面活性剤の流出は防止できるが、放射線はフルオロポリマー膜の機械的強度を弱めかねない。また、フルオロ界面活性剤は放射線による悪影響（例えば、フルオロ界面活性剤の分解及び／又はフルオロ界面活性剤の化学的性質の変化）を受けることもある。
【０００４】
また、フェルト又は織物のような基材又は支持体に膜を積層する前又は後に親水性コーティングを膜に塗工することもある。しかし、膜を基材に接着させるある種の積層法に起因する熱で、親水性コーティングが損なわれるおそれがある。さらに、積層膜は、フェルト上での回転仕上げによる汚染又は長期間むき出しで使用されることがあるフィルターの非積層面からほぐれた繊維による汚染のおそれがあるので、ある種の用途には適さない。
【特許文献１】米国特許第６４１００８４号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一態様では、疎水性の多孔質膜と親水性のコーティングから本質的になる親水性物体を提供する。多孔質膜は、延伸ポリテトラフルオロエチレン、製織ポリテトラフルオロエチレン及び不織ポリテトラフルオロエチレンから選択される１種以上であればよい。多孔質膜の少なくとも一部に、有機官能性シロキサン及びポリエーテルウレタンポリマーから選択される１種以上を含む親水性のコーティングが形成されている。
【０００６】
別の態様では、延伸ポリテトラフルオロエチレン、製織ポリテトラフルオロエチレン及び不織ポリテトラフルオロエチレンから選択される１種以上を含む疎水性の多孔質膜から本質的になる親水性物体を提供する。多孔質膜の少なくとも一部に、有機官能性シロキサン及びポリエーテルウレタンポリマーから選択される１種以上を含む親水性のコーティングが形成されている。この親水性物体は基材を含まない。
【０００７】
別の態様では、親水性コーティングの製造方法を提供する。この方法は、有機官能性シロキサン及びポリエーテルウレタンポリマーから選択される１種以上を含む親水性固体を溶媒と混合することを含む。この方法はさらに、アンモニウム含有塩を有する活性化剤を上記固体と溶媒の混合物と混合することを含む。
【０００８】
別の態様では、親水性物体の製造方法を提供する。この方法は、有機官能性シロキサンと溶媒を混合してコーティング液を調製することを含む。コーティング液を次いで多孔質膜に塗工する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、濾過に用いられる多孔質体に関する。図１は、膜１６の例示的な実施形態を示す概略断面図である。膜１６はあらゆる物質の濾過に使用できるが、ある実施形態では、膜１６は液体（例えば、水性液体）の濾過に用いられる。
【００１０】
親水性物体１２の形成に際しては、コーティング組成物８０（後述）を膜１６に塗工する。一実施形態では、親水性物体１２は支持用の基層に付着も結合もしていない。親水性物体１２は一般に親水性であり、水との濡れ性を保持しているとともに、乾燥しても別段の予備湿潤処理なしで水を流すことができる。本明細書で用いる「親水性」という用語は、材料と水溶液その他の極性溶媒との適合性、換言すれば、水溶液その他の極性溶媒が材料を濡らして材料を通過できることをいう。ある実施形態では、親水性物体２は、希酸及び希塩基、フォトレジスト、水（室温及び８０℃）、アルカリ溶液、ベンゼン、トルエン、ＭＥＫ、果汁、活性薬剤成分及びマイクロリソグラフィー溶液の濾過に使用される。
【００１１】
図２は、膜１６の一部分の拡大概略平面図である。膜１６は多孔質であって、実施形態によってはミクロ多孔質（マイクロポーラス）であり、複数の結節２２が複数のフィブリル２４で互いに連結した三次元マトリックス又は格子型構造を有する。膜１６は、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）及び／又はＰＴＦＥ織物のような適当な材料からなる。例えば、膜１６は、例示的な実施形態では、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粉粒子（例えば、ＤｕＰｏｎｔ社（米国デラウェア州ウィルミントン）からＴＥＦＬＯＮ（登録商標）という商品名で市販されている微粉樹脂）と滑剤との混合物の押出によって製造される。押出物を次いでカレンダリングに付す。カレンダリングした押出物を１以上の方向に「延伸」つまりストレッチングして、複数の結節２２が複数のフィブリル２４で連結した三次元マトリックス又は格子型構造を形成する。「延伸」とは、材料の弾性限界を超えて延伸することによってフィブリルに永久歪み又は伸びを導入することをいう。
【００１２】
例示的な実施形態では、膜１６を加熱つまり「焼結」して、ｅＰＴＦＥ材料の残留応力を低減又は最小限とす。ただし、別の実施形態では、想定される膜１６の用途に応じて膜１６を焼結しなくてもよいし、或いは部分的に焼結してもよい。ある実施形態では、少なくとも部分的に焼結したフィブリル２４の寸法は、フィブリル２４の長さ方向に垂直な方向に測定される直径が約０．０５〜約０．５μｍである。
【００１３】
他の材料及び方法を用いて、開放細孔構造を有する適当な膜１６を形成してもよい。例えば、他の好適な材料としては、特に限定されないが、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテル、アクリルポリマー、メタクリルポリマー、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロース系ポリマー及びこれらの組合せが挙げられる。多孔質膜１６を形成するための他の好適な形成方法としては、特に限定されないが、適当な材料の発泡、スカイビング又はキャスティングも挙げられる。
【００１４】
結節２２及びフィブリル２４の表面は、膜１６の両面の間を曲がりくねった経路で貫通する多数の連続細孔２６を画成し得る。一実施形態では、膜１６の細孔２６の平均孔径はミクロ多孔質とみなすに十分なものであるが、あらゆる孔径を使用し得る。例示的な実施形態では、膜１６の細孔２６の好適な平均孔径は約０．０１〜約１０μｍであり、他の実施形態では約０．１〜約５．０μｍである。さらに、他の実施形態では、膜１６の細孔２６の好適な平均孔径は約０．１〜約１．０μｍである。さらに、膜１６の細孔２６の好適な平均孔径は約０．１５〜約０．５μｍである。
【００１５】
膜１６の重量に特段の制限はないが、ある実施形態では、膜１６は約０．０５〜約１オンス／平方ヤードの重量を有する。例えば、ある実施形態では、膜１６は約０．１〜約０．５オンス／平方ヤードの重量を有する。
【００１６】
膜１６は一般に疎水性であるが、これは、ある種の液体（例えば、ある種の水性液体その他の極性溶媒）が膜１６の材料と非相溶性であり、液体を強制的に通すための実質的な圧力を使用しなければ、液体が膜１６を濡らして細孔２６を介して膜１６を通過することがないことを意味する。そのため、膜１６は実質的な圧力を使用しなければかかる非相溶性液体を通さず、かかる非相溶性液体の濾過には適さない。
【００１７】
液体と膜１６との「相溶性」の意味を説明するため、液滴が固体材料を「濡らす」という概念について簡単に説明する。「濡れ」の物理的及び熱力学的定義は、表面エネルギー及び表面張力の概念に基づく。液体分子はその表面で互いに引き合っている。この引力は液体分子同士を引き寄せてひとつにまとめる傾向をもつ。表面張力の値が比較的高いということは、分子同士の引力が強く、分子を引き離すのが比較的難しいことを意味する。かかる引力は分子の種類に応じて変化する。例えば、水分子同士の引力が水素結合のため比較的高いので、水は比較的高い表面張力値を有するが、ある種の油は比較的低い表面張力値を有する。
【００１８】
「濡れ」の概念は、液体の表面エネルギー（´ＹＳＬ）、固体の表面エネルギー（´ＹＳＬ）及び液体の表面張力（ＹＬＡ）の関数であり、大抵は次のヤング−デュプレの式で表される。
【００１９】
【数１】
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接触角θは、液滴の表面と固体表面とがなす角度の尺度であって、液体が固体と接触した部分の接触端で測定したものである。従って、接触角θが約０°のときは、液体は固体表面に薄膜として拡がる。対照的に、固体と液体との組合せの接触角θが約１８０°のときは、液体は固体表面で球状の液滴を形成する。接触角θが約０〜約９０°のときは、液体は固体を「濡らし」、固体表面に細孔が存在していれば、液体は細孔内に吸い込まれる。接触角θが約９０°よりも大きいときは、液体は固体を濡らさず、固体に存在する細孔内に液体を押し込むには力が必要とされる。
【００２０】
膜１６は、両面１８及び２０（図１）に隣接する環境と液体連通した多数の連続細孔２６を含む。従って、液体材料が膜１６を濡らして膜細孔２６を通過できるようにする膜１６の性質、換言すれば膜１６と液体との相溶性は、膜１６の表面エネルギー、液体の表面張力、膜１６と液体との相対接触角、及び／又は膜細孔２６の孔径及び／又は有効流路面積の関数である。液体との相溶性をもつ膜１６を得る一つの方法は、液体よりも表面張力及び／又は表面エネルギーが大きく、相対接触角が約０〜約９０℃の膜１６を得ることである。表面エネルギー及び表面張力は通例ｄｙｎ／ｃｍ単位で示される。表面エネルギー及び相対表面張力の例を以下の表に示す。
【００２１】
【表１】
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膜１６の表面張力及び／又は表面エネルギーが液体の表面張力よりも大きく、及び／又は相対接触角が約０〜約９０°の間にあるほど、液体が膜１６を濡らして膜細孔２６を通過し易い。
【００２２】
図３は本発明の例示的な実施形態の拡大概略断面図であって、膜１６にコーティング２８を有する親水性物体１２の一部分を示す。コーティング２８はコーティング組成物（後述）から得られ、膜１６の親水性を高める親水性コーティングである。例えば、コーティング２８は膜１６の表面張力及び／又は表面エネルギーを増加させ、少なくともある種の水溶液その他の極性溶媒が膜１６を濡らして膜細孔２６を通過できるようになる。従って、所定の表面エネルギー及び／又は表面張力をもつコーティング２８を選択すれば、膜１６及び親水性物体１２を通してある種の水溶液その他の極性溶媒を選択的に流すことができる。さらに、コーティング２８によって、膜１６とある種の水溶液その他の極性溶媒との相対接触角を約０〜約９０°とすることができる。コーティング２８は親水性を有する融着した固体を含む。コーティング２８は他の親水性固体を含んでいてもよいが、ある実施形態では、コーティング２８は有機官能性シロキサン固体及び／又はポリエーテルウレタンポリマー固体を含むコーティング組成物から形成される。例えば、コーティング２８に用いられる親水性固体は、ある実施形態では、有機官能性シロキサン固体の混合物から得られる。かかる混合物としては、特に限定されないが、ＥＣＭ／Ｄ６４５５親水性コーティング／アセトン（（Ｗｈｉｔｆｏｒｄ社（米国ペンシルヴェニア州フレイザー）製、約１００体積％のアセトンと約４〜８％の有機官能性シロキサン固体（ＣＡＳ  Ｎｏ．１０２７８３−０１−７；系統名：シロキサン及びシリコーン、ジ−Ｍｅ、３−ヒドロキシプロピル基末端、エトキシル化）との混合物）及び／又はＥＣＭ／Ｄ６４５３親水性コーティング／イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）（同じくＷｈｉｔｆｏｒｄ社製）が挙げられる。他の例として、ある実施形態では、コーティング２８に用いられる親水性固体は、Ｐｅｒｍａｘ（登録商標）２００（Ｎｏｖｅｏｎ社（米国オハイオ州）製）のようなポリエーテルウレタンポリマー固体の形態である。
【００２３】
コーティング組成物８０は親水性固体を１種以上の適当な溶媒に希釈したものを含む。他の溶媒も使用できるが、好適な溶媒としては、水、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アセトン、メタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン、並びに水溶性のｅ系列及びｐ系列グリコールエーテルが挙げられる。さらに、溶媒は他の表面張力を有していてもよいが、ある実施形態では、コーティング組成物８０は約３１ｄｙｎ／ｃｍ未満の表面張力をもつ溶媒を含む。さらに、ある実施形態では、コーティング２８を形成するコーティング組成物８０を調製するため、親水性固体と溶媒の混合物を、溶液にアンモニアを供給する親水性活性化剤と混合する。水酸化アンモニウムのようなあらゆるアンモニア含有塩が役立つはずである。
【００２４】
コーティング組成物は他の量を含んでいてもよいが、ある実施形態では、コーティング組成物８０はコーティング組成物８０の総重量を基準にして約０．１〜約１０ｗｔ％の量の親水性固体を含む。例えば、ある実施形態では、コーティング組成物は約１．０〜約３．０ｗｔ％の親水性固体を含む。コーティング２８の形成に使用されるコーティング組成物の一実施形態は、約１．０〜約２．０ｗｔ％の有機官能性シロキサン固体を含む。コーティング２８の形成に使用されるコーティング組成物の別の実施形態は、約２．０〜約３．０ｗｔ％のポリエーテルウレタンポリマー固体を含む。
【００２５】
コーティング組成物８０は他の量の溶媒を含んでいてもよいが、ある実施形態では、コーティング組成物８０は水その他の溶媒を含めて約４０〜約９９．９ｗｔ％の量の溶媒を含む。ある実施形態では、コーティング組成物８０は水以外の溶媒について約５０〜約７５ｗｔ％の量の溶媒を含む。
【００２６】
コーティング組成物８０はさらに安定剤を含んでいてもよい。コーティング組成物８０は他の量の安定剤を含んでいてもよいが、ある実施形態では、コーティング組成物８０は約５〜約５０ｗｔ％の量の安定剤を含む。例えば、ある実施形態では、コーティング組成物は約１５〜約２５ｗｔ％の量の安定剤を含む。
【００２７】
さらに、コーティング組成物８０は他の量の親水性活性化剤を含んでいてもよいが、ある実施形態では、コーティング２８を形成するコーティング組成物は約０．１〜約１．０ｗｔ％の量の親水性活性化剤を含む。例えば、ある実施形態では、コーティング組成物は約０．１５〜約０．３５ｗｔ％の量の親水性活性化剤を含む。
【００２８】
膜１６に塗工してコーティング２８を形成するためのコーティング組成物の調製法の一実施形態では、例えばＥＣＭ／Ｄ６４５５親水性コーティング／アセトン（約１００体積％のアセトン溶液と約６％の有機官能性シロキサン固体との混合物）及び／又はＥＣＭ／Ｄ６４５３（約１００体積％のＩＰＡと約６％の有機官能性シロキサン固体との混合物）のような有機官能性シロキサン固体と溶媒との混合物を用意する。次に、有機官能性シロキサン固体の混合物を、約９８体積％のＩＰＡと１体積％の水と約１体積％の水酸化アンモニウム（アンモニアとして約２５％超）とからなる親水性活性化剤溶液で約１：１に希釈する。次に、希釈混合物をさらにＩＰＡで１：１に希釈して約１．５ｗｔ％の有機官能性シロキサン固体を有するコーティング組成物を調製する。本明細書に記載したコーティング組成物が、この段落に記載したコーティング組成物又はその調製法に限定されるものでないことはいうまでもない。この段落に記載したコーティング組成物及びその調製法は例示にすぎない。
【００２９】
膜１６に塗工してコーティング２８を形成するためのコーティング組成物の調製法の別の実施形態では、例えば固形分約３５％のＰｅｒｍａｘ（登録商標）２００のようなポリエーテルウレタンポリマー固体を用意する。次に、ポリエーテルウレタンポリマー固体を水で約５：９５に希釈して、固形分約２．５ｗｔ％のコーティング組成物を調製する。本明細書に記載したコーティング組成物が、この段落に記載したコーティング組成物又はその調製法に限定されるものでないことはいうまでもない。この段落に記載したコーティング組成物及びその調製法は例示にすぎない。
【００３０】
ある実施形態では、コーティング２８を形成するコーティング組成物８０は一般に膜１６との相溶性を有しており、コーティング組成物は膜細孔２６を通過するとともに膜１６の表面を「濡らし」て連続した共形（conformal）コーティング２８を形成する。例えば、コーティング組成物は、コーティング組成物が膜１６を濡らすことのできる表面張力及び相対接触角を有しており、膜細孔２６の内面を含めた膜表面をコーティング組成物の親水性固体で被覆できる。
【００３１】
或いは、ある実施形態では、溶媒を含む溶液で膜１６を濡らした後でコーティング組成物を膜１６に塗工して、コーティング組成物が膜細孔２６を通過するとともに膜１６の表面を濡らす。例えば、コーティング組成物がポリエーテルウレタンポリマー固体を含む実施形態では、約７５体積％のＩＰＡと約２５体積％の水との溶液を膜１６に適用した後にコーティング組成物を塗工する。ある実施形態では、安定剤及び／又は溶媒を用いて「購入時のままの」親水性固体を希釈して、所定の固形分の分散液とする。安定剤／溶媒の比率を増してコーティング組成物の安定性を高めることが望ましい場合もある。ただし、膜１６の濡れと膜細孔２６内へのコーティング組成物の流入を担保するのに十分な溶媒が存在していなければならない。
【００３２】
一般に、以下で詳しく説明する通り、コーティング組成物８０を膜１６に塗工すると、膜細孔２６を画成する結節２２とフィブリル２４の表面並びに表面１８及び／又は２０を濡らす。コーティング組成物８０の粘度及び組成物８０の親水性固体の量と種類は、幾つかの因子によって左右される。こうした因子としては、膜細孔２６を画成する結節２２とフィブリル２４の表面に順応して付着するための固体の親和性、コーティング２８の最終的な固形分、並びに親水性物体１２の製造、使用及び／又は保守（例えば、捕捉粒子の除去）の際の膜１６の苛酷な扱いでコーティング２８に亀裂、分離、損傷又は破壊を生じ得るか否かが挙げられる。
【００３３】
コーティング組成物８０は、結節２２とフィブリル２４の実質的にすべての表面及び表面１８及び２０を少なくとも部分的に濡らし、膜細孔２６が塞がれないように膜１６に塗工される。コーティング組成物は、表面１８及び／又は２０だけでなく、膜細孔２６を画成する結節２２とフィブリル２４の表面に順応して付着する。膜１６（従って親水性物体１２）の親水性を高めるため、コーティング組成物８０が結節２２とフィブリル２４の全表面（或いは表面１８及び／又は２０）を完全に被覆する必要も、連続している必要もない。親水性固体が流動して互いに融着し、かつ安定剤及び溶媒が除去されるように膜１６を加熱することによってコーティング組成物を硬化させる。加熱すると、親水性固体の熱移動性によって固体が移動して周囲に流動し、表面１８及び／又は２０、結節２２とフィブリル２４に接触して付着し、互いに融着してコーティング２８を形成する。最終コーティング２８は、膜細孔２６を画成する結節２２とフィブリル２４の表面及び表面１８及び／又は２０のできるだけ多くの表面で親水性固体同士が融着することによって得られる。
【００３４】
図４は、コーティング２８を有する膜１６の一部分の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。親水性固体同士が融着して、膜１６の親水性を高めるコーティングを与えるが、膜の細孔２６を完全に塞いだり、遮蔽することはない。膜の細孔が塞がれると、親水性物体１２を通しての液体透過性に悪影響を及ぼしかねない。図４にみられるように、膜細孔２６は完全には塞がれていない。膜１６の細孔２６には塞がれたものがあってもよく、かかる閉塞が最小限でコーティングプロセスの変数及び膜１６の構造によって左右されることは明らかであろう。コーティング２８は、ある種の液体が膜１６（従って親水性物体１２）を濡らして膜を通過するように膜１６の材料の親水性を向上させることができる。例えば、コーティング２８は膜１６の表面張力及び／又は表面エネルギーを増加させて、ある種の液体よりも大きい表面張力と約０〜約９０°の間の相対接触角を膜１６にもたらす。
【００３５】
ある実施形態では、親水性物体１２は液体の濾過（例えば、水性液体の濾過）に十分な液体透過性を示す。親水性物体１２は他の透水率を有していてもよいが、ある実施形態では、親水性物体１２は水銀柱約２７インチの真空度で約５〜約６０ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２の透水率を有し、他の実施形態では、約１０〜約４０ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２の透水率を有する。
【００３６】
ある実施形態では、親水性物体１２は一般に水との濡れ性を保持していて、乾燥しても別段の予備湿潤処理なしで液体を流すことができる。具体的には、ある実施形態では、親水性物体１２は３回以上の湿潤−乾燥サイクル後も水銀柱約２７インチの真空度で約５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２以上の透水率を有する。ある実施形態では、親水性物体１２は５回以上の湿潤−乾燥サイクル後も約５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２以上の透水率を有する。さらに、ある実施形態では、親水性物体１２は１０回以上の湿潤−乾燥サイクル後も約１０ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２以上の透水率を有する。さらに、ある実施形態では、親水性物体１２は１０回以上の湿潤−乾燥サイクル後も約１５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２以上の透水率を有する。
【００３７】
親水性物体１２は他の通気度を有していてもよいが、ある実施形態では、親水性物体１２はＡＳＴＭ  Ｄ７３７試験で測定して約０．０１〜約１０立方フィート／ｍｉｎ（ＣＦＭ）／平方フィート膜１６の通気度を有し、他の実施形態では、約０．２〜約０．６ＣＦＭ／平方フィート膜１６の通気度を有する。
【００３８】
図５は、親水性物体１２のような親水性物体の製造システム６０の例示的な実施形態を示す略図である。類似のシステムが米国特許第６４１００８４号（Ｋｌａｒｅ他）に記載されており、その開示内容は援用によって本明細書の内容の一部をなす。ただし、コーティング組成物８０はロールコーティング、浸漬（ディップコーティング）及び／又はスプレーコーティングのような任意の適当な方法で膜１６に塗工すればよい。
【００３９】
図５は、膜１６の処理方法に用いられるシステム６０を示す。この方法では、膜を貫通する複数の細孔２６を画成する表面をもつ膜１６を用意する。一実施形態では、膜１６の細孔２６の平均孔径はミクロ多孔質とみなすのに十分な小さいものである。一実施形態では、膜１６はｅＰＴＦＥからなる。
【００４０】
ある実施形態では、膜１６（従って親水性物体１２）は基材と積層されていない。
【００４１】
膜１６をロール６２から巻き出して、ローラー６４上を走行する。膜１６にコーティング組成物８０を塗工してコーティング２８を形成するための方法は、例えば、ロールコーティング、浸漬（ディップコーティング）、噴霧など、任意の適当な慣用法でなし得る。一実施形態では、噴霧装置９０でコーティング組成物８０を膜１６にスプレーする。次いで、膜１６を浸漬ローラー６８に掛けながら保持タンク又は液溜め６６（コーティング組成物８０を含む）へと導く。コーティング組成物８０が膜１６に浸透し、細孔２６を画成する結節２２とフィブリル２４の表面及び両面１８及び２０を画成する表面を濡らす。他の実施形態では、所望の量に達するまで、１又は複数の噴霧装置９０でコーティング組成物８０を膜１６に繰返し又は連続的に噴霧する。他の実施形態では、液溜め６６のみを使用する。
【００４２】
コーティング組成物８０は、コーティング組成物８０が膜１６の全表面を濡らすことのできる表面張力及び相対接触角を有する。膜１６はコーティング組成物８０中に浸漬されるので、細孔２６を画成する膜１６の表面はコーティング組成物と接して濡れ、コートされる。
【００４３】
処理された膜１６は液溜め６６の外部に導かれる。１対のスクイーザー又はドクターブレードのような機構７０を処理膜１６の両面１８及び２０に接触させる。機構７０のドクターブレードでコーティング組成物８０を塗り広げ、処理膜１６から過剰のコーティング組成物８０を除去して膜１６の細孔２６が塞がれるおそれを最小限に抑える。過剰のコーティング組成物８０を除去するための他の好適な手段（例えば、エアナイフ）も使用できる。
【００４４】
次いで、処理膜１６は機構７０のドクターブレードを離れる。次いで、処理膜１６はローラー８２上を走行する。続いて、湿潤剤その他の逃散性物質（例えば、水又はアセトン）を風乾その他の乾燥法で除去する。湿潤剤は通例自然に蒸発するが、湿潤材がＩＰＡである場合には、比較的低温（例えば、約１５０°Ｆ以上）に加熱して蒸発を促進してもよい。こうして湿潤剤の蒸気Ｖが処理膜１６から離散する。
【００４５】
次に、処理膜１６を熱源８４を備えたオーブンに導いて、蒸気Ｖを除去するとともに親水性固体を融着させて膜１６にコーティング２８を形成させる（親水性物体１２が形成される）。液溜め６６及び熱源８４をフード８６で囲繞することが必要とされたり、望ましいことがある。フード８６を導管１０２を通して所望の位置に排気してもよい。フード８６は、処理膜１６から除去された蒸気Ｖ（例えば、逃散性湿潤剤及び乳化剤）を捕捉し、捕捉した物質を貯蔵又は処分のための位置に導く。各熱源８４は２つの加熱ゾーンを有していてもよい。第一の加熱ゾーンは、処理膜１６を比較的低温（例えば、１５０°Ｆ）に加熱して、未蒸発の逃散性湿潤剤を蒸発させるための「乾燥ゾーン」である。第二の加熱ゾーンは親水性固体を融着させるための「硬化ゾーン」である。
【００４６】
試験の説明
濡れ試験
水のような液体を試験材料のサンプルの表面に噴霧又は滴下して、濡れの状態及び材料内部への液体の浸透度を目視評価する。試験液体で濡れて液体が浸透すると、試料の外観が一般に不透明又は半透明から透明へと変化する。
【００４７】
透水率試験
透水率は真空濾過装置を用いて測定する。所定の圧力で所定の表面積の試験材料を通して所定の体積の水が流れる時間を記録して、流量を計算する。
【００４８】
通気度試験
通気度は、ＡＳＴＭ  Ｄ７３７に準拠してＦｒａｚｉｅｒ  Ａｉｒ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒ又はＴｅｘｔｅｓｔ  ＦＸ３３００  Ａｉｒ  Ｐｅｒｍｅａｂｉｌｉｔｙ  Ｔｅｓｔｅｒで測定する。
【００４９】
以下の実施例は、本明細書に記載及び／又は例示した方法及び物品の範囲を限定するものではなく、本明細書に記載及び／又は例示した物体及び方法の実施形態をどのように実施するかを例証したものである。実施した実験及び使用した方法を例証するための試験結果を以下に示す。
【実施例】
【００５０】
５０ｍｌのＥＣＭ／Ｄ６４５５を５０ｍｌの親水性活性化剤と混合し、次いで１００ｍｌのＩＰＡを添加してコーティング組成物を調製した。次いで、公称孔径約０．４５μｍのｅＰＴＦＥ膜の試料を５枚用いて、各膜の両側にコーティング組成物をスプレーコーティングした。ｅＰＴＦＥ膜を刺繍枠に架け、３０秒間放置した後、２００°Ｆで９〜５３分間乾燥した。乾燥時間は処理の耐久性又は膜の流量に重要な因子ではないので、すべての試料の流量をまとめて平均した。
【００５１】
公称孔径０．２μｍのｅＰＴＦＥ膜の２枚の試料についてこのプロセスを繰り返し、２３０°Ｆで１０分間乾燥した。各サイクルについて結果を平均した。
【００５２】
次に、水銀柱約２７インチの真空度で親水性物体の透水率を試験した。図６は、第１、第５及び第７サイクル後に測定した物体の流量を示すグラフである。各サイクルは膜を通して２５０ｍｌの水を流し、次いで室温で乾燥することからなる。図６にみられる通り、公称孔径０．４５μｍの膜からなる物体は７サイクルを通して約２８ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２以上の透水率を有しており、５サイクル後の透水率の低下はほとんどない。公称孔径０．２μｍの膜からなる物体は７サイクルを通して約１５ｍｌ／ｍｉｎ／ｃｍ２以上の透水率を有していて、５サイクル後の透水率の低下もほとんどない。
【００５３】
公称孔径０．２μｍの膜からなる２つの物体を４００℃で焼却したところ、追加重量は約８〜１０重量％であった。
【００５４】
本明細書では、物品及び方法の例示的な実施形態について詳細に記載及び／又は例示した。かかる物品及び方法は本明細書に記載された特定の実施形態に限定されるものではなく、各物品の構成要素及び各方法の段階を本明細書に記載される他の構成要素及び段階とは無関係又は独立に使用することができる。また、各物品の構成要素及び各方法の段階を他の物品の構成要素及び／又は方法の段階と組み合わせて使用することもできる。
【００５５】
すべての実施形態に関し、本明細書で記載及び／又は例示した方法及び物品の構成要素について単数形で記載した場合であっても、その構成要素が少なくとも１つ存在することを意味する。「含む」及び「有する」という用語は包括的なものであり、記載した構成要素以外の構成要素がさらに存在していてもよいことを意味する。
【００５６】
以上、様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明の実施に際して特許請求の範囲に記載された技術思想及び技術的範囲内で変更をなすことができることは当業者には明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】親水性物体の例示的な実施形態を示す概略断面図である。
【図２】図１に示す例示的な親水性物体の拡大概略平面図である。
【図３】図１及び２に示す例示的な親水性物体の一部分の拡大概略断面図であって、例示的な親水性物体の膜に形成されたコーティングを示す。
【図４】図１に示す例示的な親水性物体の多孔質膜の一部分の走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図５】図１に示す例示的な親水性物体の製造システムの例示的な実施形態を示す略図である。
【図６】２つの例示的な親水性物体の透水性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５８】
１２  親水性物体
１６  膜
２２  結節
２４  フィブリル
２６  細孔
２８  コーティング
【図１】
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【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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【外国語明細書】
2008024932000001.pdf