(57)【要約】【課題】プラスチックの表面に強力で安定したコーティングを施す。【解決手段】この発明は、１）コーティングするプラスチックに一つ以上の試薬を吸収させるステップと、２）前記プラスチックの表面に一つ以上の外部試薬を接触させるステップと、３）好ましくは、添加剤を存在させて、前記プラスチックの境界層へ拡散する該内部試薬および該外部試薬の両者間の化学反応により、不動化されたコーティングを形成するステップとを含んでなるプラスチック表面のコーティング処理方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラスチック表面のコーティング処理方法であって、
１）一以上の内部試薬をコーティング対象のプラスチック内に吸収させるステップと、
２）一以上の外部試薬を前記プラスチックの表面に接触させて前記内部試薬を少なくとも部分的に脱着させるステップと、
３）前記プラスチックの少なくともある表面領域に、好ましくは、添加剤を存在させて、前記プラスチックの境界層へ拡散する前記内部試薬および前記外部試薬の両者間の化学反応により不動化されたコーティングを形成し、その場合、前記プラスチックの元の部分は物理的にも化学的にも変化しないステップと
を含んでなる処理方法。
【請求項２】
請求項１に記載の処理方法において、
前記内部試薬が気体または蒸気の状態にある
ことを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の処理方法において、
前記１）のステップと前記２）のステップとが引き続いて行われる
ことを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の処理方法において、
コーティングすべき前記表面領域とは異なる表面領域を通して前記内部試薬を与えることにより、前記１）のステップと前記２）のステップとが同時に行われる
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の処理方法において、
前記外部試薬が二以上の官能基を含むポリマの溶液である
ことを特徴とする方法。
【請求項６】
請求項５に記載の処理方法において、
前記ポリマの溶液がポリエチレンイミンの水溶液である
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の処理方法において、
前記内部試薬が、塩化オキサリル、塩化スルフリル、塩化チオニル、ホスゲン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、オキシ塩化リン、三塩化リン、アセトアルデヒド、およびエチレンジアミンからなる群から選択される
ことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、プラスチックの表面をコーティングするための新しい処理方法に関する。
【０００２】
プラスチックの利用が技術の進歩とともに拡大し、またプラスチックの重要性が著しく増していることは、周知のとおりである。今日、プラスチックは、膨大な量で生産され、経済や生活のあらゆる分野で極めて多様な用途に応用されている。しかしながら、プラスチック材の表面に、プラスチック材自体の特性とは異なる特性を持たせる必要が生じることもしばしばである。プラスチックを応用する場合、ある観点からすれば理想的な特性を有していても、同時に他の観点からすると応用上不適当であるということは、よくある問題である。
【０００３】
例えば、中性のプラスチックは優れた構造材ではあるが、着色性や接着適性に劣り、その表面に化学官能基を形成することは困難であり、ガス透過性が高すぎたり、別の面で不完全であったりすることもしばしばである。このような場合、プラスチックの表面を改変する、例えば、適当な層で表面をコーティングすることによって問題を解決することが可能である。
【０００４】
生物活性化合物を不動化する場合、塗布中に相互作用を起こさない中性のプラスチック類を用いる必要があるが、キャリアは、その生物活性化合物の共有結合に必要な官能基を持たず、必要な官能基を有する層で、中性のキャリアをコーティングすることが有効な解決策となる。
【背景技術】
【０００５】
プラスチックの表面をコーティングする方法は、すでに数多く発表されている。
【０００６】
米国特許第６，０３０，６６２号によれば、コーティングは浸漬処理によって形成される。その処理の第１ステップでは、コーティングする基板は反応基を有する第１のコーティング化合物の溶液に浸漬してから乾燥させる。それから、コーティングされた基板は、少なくとも一つの低エネルギの官能基と第１のコーティング化合物における官能基と反応する反応性官能基とを有する第２のコーティング組成物と界面接触反応させる。その第１および第２のコーティング組成物中における反応性官能基間の界面接触反応は、低エネルギ官能基を基板表面に固定し、それにより基板表面の界面エネルギを減少させる。このようにして、層の安定した結合が達成される。この方法は、多くの手間、材料、時間がかかるなどの欠点を有する。引き続いて起こる低エネルギ官能基を有する化合物による安定化も、その材料のフィルム層の内側と反応する部分のみが利用されるので、好ましい解決策にはならない。そのフィルム層の外側または内部で反応する材料には、フィルム本来の特性を著しく変化させる弊害がある。
【０００７】
米国特許第３，６１９，２４６号によれば、低界面エネルギを有する樹脂材が光増感剤と紫外線照射によって処理される。シランまたはシロキサンを塗布すると、コーティングする材料の界面エネルギよりも高い界面エネルギを有する遷移層が形成される。その遷移層が更なるコーティングのベースとなる（一次塗装）。
【０００８】
米国特許第６，０３９，５４９号によれば、コーティングされるポリオレフィンが芳香族ケトンの光増感剤溶液に浸される。その溶液を取り除いた後に、表面は、（ｉ）不飽和有機酸、不飽和有機スルホン酸、およびビニルモノマからなる族から選択されたモノマと、（ｉｉ）芳香族ケトン光増感剤、および（ｉｉｉ）低沸点のアルコールまたはケトンを含む第２の溶液でコーティングされる。コーティングされたポリオレフィンは、照射され、洗浄され、乾燥される。モノマから形成された層により、ポリオレフィンは接着剤での接着が可能となる。
【０００９】
上記の２つの方法の主な欠点は、特別な装置が必要なことである。それに加えて、紫外線の均質な照射は、たとえ規則正しい形状の対象物に対してでも複雑さを極める。このコーティングは、多くのステップの前処理を行ったのちに初めて形成が可能である。
【００１０】
米国特許第５，８５１，７２６号および第５，７００，５５９号によれば、表面は、それぞれ紫外線照射およびプラズマ処理により活性化される。活性化後、コーティング材料中に浸漬することによりフィルム状のコーティングが形成される。そのコーティングは、化学的吸着およびイオン結合によってそれぞれ表面に結合される。これらの方法の欠点は、活性化された表面とそれに直接接触しているコーティング材料との間に結合が形成されるために、形成できるのはフィルム状のコーティングに限られることである。
【００１１】
米国特許第５，４５５，１０８号によれば、高分子布地による蛋白質吸着を低減させるため、高分子布地にコーティングが施される。布地類は、種々の表面活性剤の溶液で処理され、コロナ放電に曝される。この方法の欠点は、布地を構成する繊維上のコーティングが均質ではないことと、特別な装置が必要なことである。
【００１２】
米国特許第５，５８３，２２１号によれば、ポリプロピレンをプラズマエネルギに曝すことによりポリプロピレンの表面の上に求核（好ましくは、アミノ）基が形成され、それからバイオポリマ類（ペプチド類、オリゴヌクレオチド類、プロテイン類、オリゴ糖類）が共有結合によってこれらの基と結合する。この方法により、不活性キャリアに生物活性分子が結合してしまうという旧来の問題は解消されるが、プラズマによる励起が可能なのは、表面が平坦な、例えば、シート、フィルムおよび繊維の場合に限られる。
【００１３】
米国特許第５，０４９，４０３号によれば、平均分子量が高いポリアミンがコーティングを施す表面に吸着し、吸着と同時かあるいは別のステップでクロトンアルデヒドとの架橋結合により安定化する。このようにして形成された第１層は、アニオン多糖（例えば、デキストラン硫酸塩）を使って処理され、第２層を形成する。これらのステップは、順に繰り返される。最後のステップで、架橋結合のないポリアミン層が形成される。このようにして、自由アミノ基を含むコーティングが形成され、それはイオン結合あるいは共有結合を形成するのに使用してもよい。この方法の重大な弱点は、このようにして形成された層の安定性が不十分であり、層を保持している結合の一部にしか共有結合が見られないことである。吸着と同時に架橋結合が形成される場合、遊離した沈殿物状の層が形成され、一方この二ステップの処理で、極めて薄い単分子の層が形成される。この処理方法は、数回繰り返されるので、かなり長い時間がかかり困難である。
【００１４】
米国特許第５，９１４，１８２号によれば、コーティングするポリマの表面を高分子界面活性剤で処理すると、その活性剤が表面上に架橋結合され第１層を形成する。この第１層は、残った架橋結合基を通して、生物活性物質と共有結合することができる官能基を有する第２層と共有結合する。この処理方法は、かなり長い時間がかかり、いくつかのステップに分かれており、極めて薄いフィルム状のコーティングにのみ適している。
【００１５】
プラスチックのコーティングが常習的な作業であることは、文献からも知られている。コーティングには、いくつかの方法がある。例えば、スプレー法、浸漬法、ブラッシング法、吸着法、化学反応法、プラズマエネルギ法、噴霧法等である。中性のプラスチックをコーティングするのは、極めて困難である。その理由は、物理的相互作用に基づくコーティング方法と、化学的相互作用に基づいたコーティング方法の両者を適用することが、それぞれ、中性プラスチックの界面エネルギが低いためと、反応性官能基が不足しているために、困難あるいは不可能だからである。コーティングする対象物が平面ではない幾何学的形状をしている場合には、作業は特に困難である。
【００１６】
空白。
【００１７】
空白。
【特許文献１】
米国特許第６，０３０，６６２号明細書
【特許文献２】
米国特許第３，６１９，２４６号明細書
【特許文献３】
米国特許第５，０３９，５４９号明細書
【特許文献４】
米国特許第５，８５１，７２６号明細書
【特許文献５】
米国特許第５，７００，５５９号明細書
【特許文献６】
米国特許第５，４５５，１０８号明細書
【特許文献７】
米国特許第５，５８３，２１１号明細書
【特許文献８】
米国特許第５，０４９，４０３号明細書
【特許文献９】
米国特許第５，９１４，１８２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
この発明は、上記の問題点を解消し、従来の方法では不可能か、あるいは達成が困難であったコーティング作業を可能にする、プラスチックのコーティング処理方法を提供するのが目的である。特に、この処理方法は、幾何学的に複雑な形状の対象物をコーティングするのに適していなければならない。
【００１９】
この発明のもう一つの重要な目的は、極めて困難な作業である中性プラスチックのコーティングにも適した処理方法を提供することである。この発明のもう一つの目的は、要求される物理的または化学的特性を有する層の形成（化学処理を伴ってまたは伴わずに）を可能にする反応性官能基を、必要に応じて、含有するプラスチックの表面に、コーティングを施すことである。さらなる目的は、出来るだけ簡単かつ低コストでこれらの目的を達成することである。
【００２０】
この発明は、プラスチック類の表面は、プラスチックに吸収されている内部試薬とそのプラスチックに接触している空間にある外部試薬との間の反応において形成される層でコーティングすることができる、という事実の認識に基づいている。意外なことに、プラスチックの基板は、その特質にもよるが、大量の反応性材料を吸収した後でそれらを無変化のままで放出することが可能であるということが判明した。この現象がコーティングに利用可能であることも分かった。
【００２１】
我々の実験では、プラスチック基板（適切に選択された外部試薬で囲まれている）の内部から外部へ拡散する内部試薬は、外部試薬と反応することにより、プラスチック基板の表面上に層を形成することが実証された。内部試薬は、プラスチック基板内部に濃縮できる必要があり、条件が変われば、外部へ拡散させて外部試薬と反応させ、コーティングされるプラスチック基板の表面に不動化可能な反応生成物を層として形成できる必要がある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上記に基づいて、この発明は、プラスチック表面のコーティング処理方法であって、
１）一以上の内部試薬をコーティング対象のプラスチック内に吸収させるステップと、
２）一以上の外部試薬を前記プラスチックの表面に接触させるステップと、
３）好ましくは、添加剤を存在させて、前記プラスチックの境界層へ拡散する前記内部試薬および前記外部試薬の両者間の化学反応により不動化されたコーティングを形成するステップとを含んでなる処理方法、を提供する。
【００２３】
この発明による処理方法においては、一以上の内部試薬と一以上の外部試薬を使用することができる。
【００２４】
コーティングの対象物（表面）の形状によって、コーティング層は、２つの異なる方法で形成することができる。その１つはステップごとに行う処理方法で、吸収させるステップと接触させるステップが引き続いて行われ、もう１つは連続的に行う処理方法で、コーティングする表面領域とは異なる表面領域を通して内部試薬を与えることにより前記の両ステップが同時に行なわれる。ステップごとに行う処理方法は、常に実施可能であるのに対して、連続的に行う処理方法は、特殊な場合にのみ実施可能である。
【００２５】
内部試薬を吸収させる表面とコーティング対象の表面とを分離できる場合には、コーティング層の形成は、連続的処理方法で達成することができる。これらの場合には、内部試薬は、コーティングされるプラスチックを通して拡散する。例えば、チューブの内面は、内部試薬をチューブの外側表面に接触させながら、外部試薬をチューブの内部へ取り込むという方法でコーティングが可能である。内部試薬は、チューブ材料を通り抜けて、チューブの内表面上で外部試薬と反応する。外面コーティングを形成する場合には、処理方法は逆向きに行われる。
【００２６】
表面全体（例えば、立方体や繊維）をコーティングするのが目的である場合または吸収用の表面とコーティング対象の表面が分離できない（コーティングする目的物の形状が不規則な場合）場合には、コーティングは、当然ステップごとの処理方法で行われることになる。これらの場合、第１ステップは、コーティングするプラスチックへの内部試薬の吸収である。コーティング層の形成は、拡散して出てくる内部試薬と反応する外部試薬にプラスチック対象物が接触したときに、別のステップで起こる。
【００２７】
内部試薬としては、コーティングするプラスチック内への吸収が可能であれば、いかなる化合物でも使用可能である。外部試薬としては、内部試薬と反応してプラスチック表面上で不動化できる反応生成物を形成できるものであれば、いかなる化合物でも使用可能である。
【００２８】
外部試薬としては、好ましくは、２つ以上の官能基を有する化合物を使用する。前記化合物は、好ましくは、ポリマである。
【００２９】
内部試薬は、好ましくは、塩化オキサリル、塩化スルフリル、塩化チオニル、ホスゲン、ジメチルジクロロシラン、メチルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、オキシ塩化リン、三塩化リン、アセトアルデヒド、およびエチレンジアミンから成るグループから選択される。
【００３０】
この発明による処理方法は、化学的特性や形状などにかかわらず、あらゆる種類のプラスチックの表面コーティングに使用することができる。内部試薬と外部試薬を選択する場合には、コーティングするプラスチックの特性を考慮に入れなければならない。
【００３１】
この発明の好ましい実施形態において、内部試薬は、拡散を促進する不活性溶媒とともに与えられる。拡散性の高い反応性材料（例えば、ホスゲン、ジメチルクロロシラン）を希釈すると、試薬の反応性と試薬の必要量を抑えることができるので、特に好ましい。
【００３２】
コーティング層の性質を改善するために、外部試薬とともにしばしば添加剤が好んで使用される。例えば、表面張力を減少させる添加剤は、そのコーティングの付着特性を改善することができる。表面張力を低下させる添加剤としては、不活性材料も反応性官能基を有するポリマ（例えば、ポリビニルアルコール）も両者ともが選択可能である。
【００３３】
この発明の好ましい実施形態において、外部試薬は、コーティングするプラスチックの表面上である程度濃縮することのできる、いくつかの反応性官能基を有するポリマの溶液である。それらの例として、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）の水溶液とポリプロピレンが挙げられる。そのようなシステムでは、ＰＥＩ分子の疎水性部分がプラスチックの表面に向けられ、一方それらの親水性部分が溶液に向けられ、界面エネルギが徐々に増加する遷移層を生成する。この境界層は、ポリエチレンイミンのアミノ基と内部試薬（プラスチック基板から外へ拡散する）との架橋結合により原位置に固定される。架橋結合は、例えば、ポリエチレンイミンのアミノ基の間を架橋する二官能性の塩化オキサリルで形成される。ポリエチレンイミンの第三アミンは、塩化オキサリルとは反応しない。さらに、外部試薬が過剰に加えられると、全ての第一および第二アミノ基が内部試薬と反応する訳ではない。その反応の結果として、層（第一、第二および第三アミンを含み、−ＣＯ−ＣＯ−ブリッジで架橋結合されている）が形成され、それは三次元の網状構造であり、ポリプロピレンの表面によく接着する。この層は、ポリプロピレンの表面を親水性にするので、塗面や接着面として適している。アミノ基は、さらなる誘導体化に適しており、あるいは、誘導体化しなくても、その層は、イオン交換の役割として機能することができる。
【発明の効果】
【００３４】
この発明による処理方法、それは今まで同様な目的に適用されてきたあらゆる処理方法とは根本的に異なるが、の主な利点は、今まで他の方法では不可能、あるいは可能でも困難を伴っていたコーティング作業を可能にすることである。この発明による処理方法で調製されるコーティング層は、コーティングされるべき材料の境界層上に形成されるので、幾何学的に複雑な形状の対象物をコーティングすることが可能である。例えば、中性プラスチック材で造られたキャピラリチューブの内面をコーティングすることが可能である。物理的相互作用に基づいた従来のコーティング処理方法は、毛管力や弱い界面エネルギの影響で、チューブの内面には適用できず、他方、従来の化学的コーティング法は、官能基が不足のため適用することができない。現在まで知られている方法によっては、特殊な幾何学的形状の対象物の場合には、官能基を形成することは不可能である。この発明が提案する処理方法によれば、これらの対象物のコーティングは、連続的処理方法によってさえも、容易に行うことができる。
【００３５】
この発明による処理法のもう一つの利点は、表面に反応性官能基を持ったコーティングができることである。外部試薬の量と吸収された内部試薬の量の割合を変えることにより、過剰になる試薬を選ぶことができ、それにより層の表面に配する官能基が決定される。これらの官能基は、さらに修飾することもできるので、表面を必要な物理的特性を持たせて形成することが可能である。官能基を修飾することで、コーティングした対象物の化学的特性の修正も可能である。例えば、中性のキャリアは、イオン交換体に変換することも、または共有結合により生物活性化合物に結合できるように修飾することもできる。
【００３６】
この発明による処理方法を応用することのさらなる長所は、コーティングの物理的および化学的特性を容易に計画できることである。内部試薬としては、コーティングするプラスチックとは反応せず、コーティングの形成に必要な量だけそれに吸収されるような材料を選択しなければならない。外部試薬は、相対的に速く内部試薬と反応し、その反応生成物が表面上で不動化する必要がある。その反応は、拡散によって制御され、したがって、試薬としても、反応が激しいために液相では直接試薬にはなり得ない材料が選択される。層を形成する意味から、迅速かつ独特な反応が好ましく、このことは、層を構成する反応生成物の組成と構造が容易に計画できることを意味している。
【００３７】
この処理方法の別の長所は、層が原位置で形成される、すなわち、コーティング処理中に外部試薬の分子がエネルギ的に最も安定な状態にある位置に不動化される。コーティング処理は、コーティングする瞬間に、いわば凍結状態になるので、コーティング層は、コーティングするプラスチックと外部試薬の媒体との間で安定した遷移を行う（例えば、無極性−極性）。
【００３８】
この発明の大きな長所は、広範な適用可能性である。この発明で提案される処理方法を使用することにより、多くの諸問題、例えば、簡単なコーティング層によるプラスチック対象物の物理的性質の修飾、生物活性材料の不動化、金属層によるプラスチック対象物の表面コーティング等、を解決することができる。
【００３９】
この発明により提案された処理方法では、処理作業が簡単で複雑な装置も不要であり、コーティングに使用される試薬も一般に高価ではないので、種々のコーティング層を経済的に形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
この発明は下記の実施例によって実証されるが、これらの実施例よって保護の範囲が限定されるものではない。
【実施例１】
【００４１】
ステップごとの処理方法で内部試薬をプラスチック基板に飽和させることを、次のような実験装置で行う。２ｍｌの開放容器を２０ｍｌのネジキャップ付容器の中に設置する。内部試薬をこの２ｍｌの開放容器中に置く。コーティングするプラスチックの対象物を、試薬の入った容器に隣接した２０ｍｌの容器中に置く。外側の容器を閉じた後に、このシステムを一定時間インキュベートする。この装置配備により、試薬がその蒸気以外コーティングするプラスチックと直接接触しない状態が確保される。
【実施例２】
【００４２】
外径１２ｍｍ、壁厚２ｍｍのシリコーンゴムのチューブ片のいくつかを、実施例１で記述した３つの容器内に置く。そのチューブ片は、１００μｌの次の試薬、すなわち、（２ａ）トリメチルクロロシラン、（２ｂ）ジメチルジクロロシランおよび（２ｃ）メチルトリクロロシランで飽和される。６時間インキュベートした後、プラスチックチューブの重量の増加を測定し、次いで、それらチューブを０．１ＭのＮａＯＨ溶液中に入れる。この溶液を一晩の間攪拌し、その後チューブ片を蒸留水で３回洗浄してから真空乾燥機に入れ、温度１５０℃で６時間乾燥させる。（２ａ）と（２ｂ）の場合、チューブ上に特に目に見える変化は現れないが、他方（２ｃ）の場合には、チューブ片は、均一な明るい白色の層でコーティングされる。この層は、厚さが約０．５ｍｍで、チューブの表面にしっかり付着している。（表１、２ａ、２ｂ、２ｃは、重量付加の結果を示している）。
【００４３】
重量付加の結果は、コーティングされるべきシリコーンプラスチックが、かなりの量（重量で５.９〜８．６％）の試薬を吸収できることを示した。内部試薬は、塩素原子の数によるが、１個、２個、あるいは３個の反応性官能基を有する。外部試薬は、この場合は水であるが、速い反応（Ｘ−ＣＬ＋ＨＯＨ  →  Ｘ−ＯＨ＋ＨＣＬ）と遅い反応（Ｘ−ＯＨ＋Ｘ−ＯＨ→Ｘ−Ｏ−Ｘ＋Ｈ2Ｏ）とで内部試薬と反応することができる。（外部試薬中の溶解したＮａＯＨの作用は、副産物としてＨＣｌを結合することである）。
【００４４】
上記の実験によれば、（２ａ）の場合には二量体が、（２ｂ）の場合には鎖状分子が、（２ｃ）の場合には３次元網目構造が形成され得る。（２ａ）および（２ｂ）の場合には、表面に弱く付着する比較的小さな分子からなる層のみが形成され、他方（２ｃ）の場合には、安定した層の形成が可能である（理論的には、層全体が単分子である）。
【００４５】
（２ｃ）において特定される方法に従って処理されたチューブ片は、それらの表面上にコーティング層が形成された結果として、接着に適している。処理済のチューブ片と未処理のチューブ片とを、それぞれ、瞬間接着剤のロクタイト４０６で接着する。１時間の乾燥の後、未処理のチューブ片が簡単に分離したのに対して、処理済のチューブ片は強力に固定された。この現象により、形成された層がコーティングされるべき材料の特性を変えたことが実証された。
【実施例３】
【００４６】
実施例１で説明した実験装置で、重量が既知でシリコーンゴム製の、外径１２ｍｍ、チューブ壁厚２ｍｍのチューブ片１個を、１００μｌのジメチルジクロロシランで飽和させる。２時間半インキュベートした後、そのプラスチックチューブの重量の増加を測定し、次いでそのチューブ片をポリビニルアルコールの１％水溶液中に入れる。この溶液を一晩攪拌した後、チューブ片を蒸留水で３回洗浄し、真空乾燥炉に入れ、温度１５０℃で５時間乾燥させる。
【００４７】
重量増加（表１、例３）の結果、実施例２において特定された内部試薬と同じものを適用し、外部試薬を変更することにより、コーティング層の重量が増加した（０．９％から２．８％に）ことを示している。すなわち、これの特別なケースの場合、水とポリビニルアルコールの両者が外部試薬である。ポリビニルアルコールは、いくつかの官能基を有する高分子であるので、その試薬と水から形成される鎖状分子は、ポリビニルアルコールで３次元網目構造を持った層を生成することができる。
【００４８】
コーティング処理の結果として、シリコーンゴムチューブの光学的性質が変化する。コーティング前は半透明あるいは不透明であるチューブの材量が透明になる。
【実施例４】
【００４９】
上記までの実施例で与えられた特性を持つシリコーンゴムチューブ片１個を、まず実施例３で同定される処理方法でコーティングし、次に実施例２ｃで同定される処理方法でコーティングする。そのチューブの目視による観察と重量増加の結果（表１、４／ａ、４／ｂ）は、形成された２つの層の特性が異なることを証明している。その結果、すでに１つのコーティング層を有するプラスチック対象物の上に複数の新しい層を生成することが可能で、その異なる層は、異なる反応生成物で構成することができる。
【実施例５】
【００５０】
実施例（２ｃ）で説明した処理方法を繰り返す。内部試薬の吸収時間は同じで、インキュベート時間を６時間から１．５時間に減らす。重量増加の結果（表１、例５）が示すところでは、予想通り、形成されるコーティング層の重量はインキュベート時間の減少とともにより小さくなる。チューブの幾何学的形状は同じであるから、重量が軽いほど層厚は薄いということを意味している。コーティング層の厚さは、吸収させる内部試薬の量を変えることにより増減可能である。コーティング処理は、繰返し可能（実施例４参照）であるから、この発明で提案する処理方法のパラメータを変えることにより種々の厚さのコーティング層を生成することができる。
【実施例６】
【００５１】
ポリアミド繊維で構成される一片の生地をジメチルジクロロシランとトリメチルクロロシランの混合比が１：１の試薬の蒸気を満たした密閉空間内（実施例１で説明したのと同様）に置く。一晩インキュベートした後には、コーティング材の重量は、顕著に増加する。試薬で飽和させたこのポリアミド生地片をポリエチレンイミンの５％水溶液中に入れる。この水溶液を一晩攪拌してから、そのポリアミド生地を蒸留水で数回洗浄し、真空乾燥炉に入れ、温度６０℃で一晩乾燥する。重量増加の後（表１、例６）、このポリアミドの生地片を未処理の対照片とともに Coomassie Brilliant Blue 染料（製造元：Loba Chemie,Austria）０．１ｇ、メタノール５０ｍｌ、酢酸１０ｍｌおよび蒸留水４０ｍｌからなる溶液中に５分間入れる。着色後、ポリアミド生地片をメタノール５０ｍｌ、酢酸１０ｍｌおよび蒸留水４０ｍｌからなる水溶液で５分間洗浄し、それから室温の空気に当てる。処理済の生地片は、濃い青色に着色されているのに対して、未処理の制御生地片は着色されないままである。
【実施例７】
【００５２】
実施例１で説明した実験装置で、ポリプロピレン製の容量２００μｌのピペットの先端３個を、塩化オキサリル５μｌ（内部試薬）およびトリクロロエチレン１００μｌ（中性溶剤）からなる混合物と共に一晩インキュベートする。重量が増加した後（表１、例７）、外部試薬としてのポリエチレンイミンの３％水溶液３０μｌをピペットの先端に吸い込ませ、次いで蒸気キャビネットの中で一晩インキュベートする。水溶液を除去してから、ピペットの先端を水とアルコールで洗浄し、真空乾燥炉に入れ温度８０℃で３時間乾燥する。ピペット先端の内側に形成された層は、実施例６で記載した着色法により可視化される。ピペット先端の内側に形成されたアミノ基を含む層は、ポリエチレンイミン溶液で満たされていた先端部分が一様に暗い青色に着色されている。
【実施例８】
【００５３】
実施例１で説明した実験装置で、ポリプロピレン製の薄壁のＰＣＲチューブ（２００μｌ）２個を塩化スルフリル５０μｌの蒸気で満たされた密閉空間内に２時間放置する。重量が増加した後（表１、例８）、ポリエチレンイミンの５％水溶液１００μｌを外部試薬としてチューブ内に充填する。１時間インキュベートした後、溶液を除去し、チューブを数回洗浄して、最後に真空乾燥炉の中で、温度８０℃で３時間乾燥する。チューブの内側に形成された層は、実施例６に記載した着色方法で可視化される。チューブの内側に形成されたアミノ基を含む層は、外部試薬の水溶液で満たされていた容器部分が青く着色される。この層は、外部試薬のメニスカス高さでは、ある程度不均一である。
【実施例９】
【００５４】
実施例８で説明した処理方法を、内部試薬を増量して使用し、さらにはポリエチレンイミン（外部試薬）の５％水溶液１００μｌとポリビニルアルコール（添加剤）の１０％水溶液１μｌとの混合物を、コーティングするチューブ内に充填するという、違った設定で繰り返す。添加剤によって表面張力が減少する結果として、実施例８で記載した方法と同じ着色方法を適用すると、その層は完全に均一となり、かつその色は深みを増す（表１、例９）。
【００５５】
【表１】
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【実施例１０】
【００５６】
ピペットの尖端を実施例７で説明したようにコーティングするが、着色処理のテストを行う代わりに、下記の方法に従って、コーティング層がイオン交換体として使用できるかの適用性をテストする。
【００５７】
１Ｍの酢酸をピペットの尖端に吸い込み、それらを１０分間インキュベートする。酢酸を取り除いてから、ピペット尖端を蒸留水で３回洗浄する。下記の組成の滴定試薬が調製される。すなわち：
０．１ｍＭのトリス−アセテート（ｐＨ＝５．０）を１９７μｌ、
０．５ｍＭのアデノシン三リン酸を２μｌ、および
γ−［32Ｐ］アデノシン三リン酸を１μｌ。
【００５８】
２５μｌの滴定試薬をアセテートの形に変化したイオン交換層を有するピペットの尖端に吸い込ませ、尖端は５分間インキュベートする。インキュベートした後、尖端内の液体をシンチレーション小瓶へ移し、その尖端は蒸留水とアルコールで洗浄する。１Ｍのトリス塩基２５μｌをそのピペットの尖端に吸い込ませ、尖端は５分間インキュベートする。インキュベート後、尖端内の液体を別のシンチレーション小瓶へ移す。元のサンプルとシンチレーション小瓶内のサンプルの放射能を計測することにより、ピペット内壁の層は、原活動（標識化されたヌクレオチド）の９８．７４％を拘束し、拘束されたヌクレオチドの９１．５４％がその層から溶出できることが立証された。対照用に使用した無処理のピペット尖端も計測したが、それらはイオン交換を示す特徴を全く示さなかった。処理をしたピペット尖端の計測結果は、弱い陰イオン交換体の特徴を示し、またポリプロピレンのピペット尖端はアミノ基を含む安定した層でコーティングされたことがわかる。
【実施例１１】
【００５９】
ピペット尖端の内壁は、実施例７で説明したようにコーティングされる。コーティング層のアミノ基は、アセトニトリル中の無水コハク酸溶液４０ｍＭで誘導体化される。処理中変化することのないアミノ基は、無水酢酸で除去され、ピペットの尖端は、洗浄し乾燥される。この処理により、自由アミノ基を含む層は、形質変換して自由カルボキシル基を含む層となる。自由カルボキシル基を含むこの層は、さらなる誘導体化をもたらし（例えば、活性エステルの形成を通して酵素を不動化する）、または弱い陽イオン交換体としての適用が可能である。この処理の有効性は、この層に実施例６で記載した着色方法を行っても着色不可能であったということからも明らかである。
【実施例１２】
【００６０】
＜連続処理方法によるコーティング層の形成＞
長さ１ｍ、内径０．５ｍｍ、外形１ｍｍのテフロン（登録商標）チューブを容量１００ｍｌの密閉したガラス容器を使い、入口と出口を密閉して気密性を確保する。チューブ全長の８０ｃｍ程をループ状に巻き、その容器の中に入れる。１０ｍｌのトリクロロエチレン（溶媒）および、真空システムを通して、１０ｍｌのホスゲン（内部試薬）を容器内へ加える。ループ状に巻かれたそのキャピラリチューブの一部は、溶液中に置かれ、溶液面より上に出ている他の部分は、試薬の蒸気のみに接触している。ポリエチレンイミンの５％溶液をテフロン（登録商標）チューブ内に２時間循環させる。そのシステムを取り外してから、チューブを蒸留水で洗浄し、その後真空乾燥炉の中で１０５℃で５時間乾燥する。乾燥後、チューブを実施例６に記載する方法に従って、着色し洗浄する。着色の結果、均一な青色の層がチューブの内壁面上に見られる。
【実施例１３】
【００６１】
実施例１２で説明した処理方法を繰り返すが、異なる内部試薬（塩化オキサリル、ホスゲン）、異なる外部試薬（ポリリシン、ポリ（フェニルアラニン−リシン）、ポリエチレンイミン）および異なる材料（テフロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリプロピレン）で出来たチューブが使用される。これらの内部試薬と、外部試薬と、チューブ材料とを全て変化させて処理を行った結果、一様な発色で異なる密度の層が得られた。
【実施例１４】
【００６２】
実施例１２で説明したコーティング処理方法を繰り返すが、着色の代わりに、ジメチルスルホキシド中のビオチンＮ−ヒドロキシスクシニミドエステルの１０ｍｌ溶液が加えられる。２時間インキュベートした後、チューブをジメチルスルホオキシド、エタノールおよび水で洗浄し、それから乾燥する。処理の結果、ビオチンは、形成された層の自由アミノ基と共有結合で結合されている。ビオチンが結合されていることは、標識化された125Ｉ−ストレプトアビジン溶液の滴定で照明された。放射性濃度４００，０００ｃｐｍ／ｍｌの125Ｉ−ストレプトアビジン／ＰＢＳ（Phosphate Buffered Saline＝リン酸緩衝塩類液）溶液（ｐＨ＝７．４）を長さ１０ｃｍのチューブ片の中に加えた後、周囲温度で１時間インキュベートする。ＰＢＳ溶液の組成は、次のとおりである：ＮａＣｌ＝８ｇ、ＫＣｌ＝０．２ｇ、Ｎａ2ＨＰＯ4・２Ｈ2Ｏ＝１．１５ｇ、ＫＨ2ＰＯ4＝０．２ｇ、が蒸留水で３リットルに希釈され、ｐＨがＮａＯＨで７．４に調整される。滴定液を取り除いてから、チューブはＰＢＳ溶液（ｐＨ＝７．４）で３回洗浄し、その後、その放射能測定を行う。チューブは、標識化されたストレプトアビジンの９７．４％を結合していることが立証された。したがって、この実施例で記述した処理方法は、官能基を含む層の形成に適しており、層は適切な試薬で修飾することができる。
【実施例１５】
【００６３】
実施例１４で説明した処理方法を繰り返すが、ビオチンの存在を示す代わりに、濃度０．０１ｍｇ／ｍｌのストレプトアビジン／ＰＢＳ溶液（ｐＨ＝７．４）をチューブの中に加える。２時間インキュベートした後、チューブはＰＢＳで洗浄する。ビオチン−ストレプトアビジン結合の結果、ビオチンでコーティングされた層は、ストレプトアビジンでコーティングされた層に変換される。１個のストレプトアビジンの分子は、４個のビオチン分子を結合可能なので、不動化されたストレプトアビジンの層は、さらなるビオチン分子、またはビオチンで標識化されたさらなる分子を結合することができる。不動化されたストレプトアビジンの層は、５’末端にビオチンでおよび３’末端にＰ−３２アイソトープで標識化されたオリゴマ（ｄＴ２５）で検出される。長さ１０ｃｍの１個のチューブが標識化されたオリゴマ（４０，０００Ｂｑ／μｌ、１ｐｍｏｌｅ／μｌ）の溶液とともに２時間インキュベートされる。インキュベートした後、その標識化された溶液を取り除き、チューブは、洗剤トリトンＸ−１００（製造元：レアナル、ブタベスト、ハンガリー）を０．１％含む１ＭのＮａＣｌ溶液で洗浄する。結合したオリゴマの量は、チェレンコフ放射で計測する。
【００６４】
この層は、９６．５％のビオチン標識オリゴマ(biotinylated oligomer)を結合していることが判明した。したがって、この発明の処理方法によって形成された層は、適切な誘導体化の後に生物活性の化合物を不動化するのに適している。
【実施例１６】
【００６５】
実施例１で説明した実験装置において、ポリプロピレン製で薄壁のＰＣＲチューブ（２００μｌ）２個を塩化オキサリル５０μｌの蒸気で満たした密閉空間に一晩放置する。重量増加後（表１、例１６）、濃度１ｍｇ／ｍｌのＢＳＡ溶液をこれらのチューブ内に充填する。チューブは、キャップで閉じ、室温で一晩インキュベートする。ＢＳＡ溶液を除去した後、界面活性剤を含むＰＢＳ緩衝溶液で３回洗浄し、それから真空乾燥炉に入れて温度８０℃で、３時間乾燥する。チューブは、実施例６で説明した方法により着色される。着色の結果、容器の内側のＢＳＡ溶液が入っていた高さまで、一様に青い層が形成されているのが分かった。この実験により、この発明による処理方法によってポリプロピレンをＢＳＡでコーティングすることが可能であることが証明されたが、この処理は、従来の吸着法では不可能であったか、または可能であってもその作業効率が低いものであった。
【実施例１７】
【００６６】
実施例１で説明した実験装置において、２個の既知重量のシリコーンゴムチューブを塩化オキサリルの蒸気中に２．５時間インキュベートする。重量増加後、その内の１つをエチレンジアミン（表１、例１７ａ）の蒸気を満たした密閉空間内に置き、他方をエチレンジアミン（表１、例１７ｂ）の２Ｍ水溶液の中に置く。両チューブ片は一晩インキュベートしてから、蒸留水で洗浄し、最後に真空乾燥炉に入れて温度８０℃で２．５時間乾燥する。いずれの場合も、白味がかったコーティング層が作業の最後に形成される。両チューブともに、本来のすべすべしたシリコーンらしさの性質が失われ、接着に適するようになっている。このようにして、外部試薬は、条件が適切であれば、気相と液相のいずれの状態でも適用可能であることが証明された。
【実施例１８】
【００６７】
実施例１７で説明した処理方法で、試薬を逆に用いて行う。すなわち、シリコーンゴムチューブをエチレンジアミンの中に一晩インキュベートし、重量増加後（表１，例１８）、塩化オキサリルの蒸気中に２０分間放置する。エチレンジアミンを確実に過剰にするために、外気に曝して２時間継続してインキュベートする。それから、チューブを蒸留水で洗浄し、温度８０℃の真空乾燥炉で２．５時間乾燥する。この処理の最後に、実施例１７で説明した処理方法のように、接着に適した白みがかったコーティング層が形成される。この実施例によって、場合によっては、内部試薬と外部試薬は互いに置き換えられることが証明された。
【実施例１９】
【００６８】
実施例１で説明した実験装置において、重量が既知のシリコーンゴム製チューブ１個をエチレンジアミンの蒸気中に６時間インキュベートする。重量増加後（表１，例１９）、このチューブ片をトレンス試薬５ｍｌを含むポリエチレンの小瓶の中に置く。トレンス試薬は、次のように調整する。１ｇのＡｇＮＯ3を１０ｍｌの水に溶解させ、また１ｇのＮａＯＨを１０ｍｌの水に溶解させる。１ｍｌのＮａＯＨ溶液を１ｍｌのＡｇＮＯ3溶液に加える。密結合(cc.)水酸化アンモニウムを沈殿したＡｇ2Ｏが解けるまでその試薬に加える。数分後に、シリコーンゴムチューブの全表面に金属銀の沈殿が始まる。その小瓶を１時間振ってから、コーティングされたチューブを蒸留水で洗浄し、最後に８０℃の真空乾燥炉で２．５時間乾燥させる。この発明の処理方法を適用することにより、チューブの全表面が銀でコーティングされる。プラスチックチューブから拡散されて出て減少する試薬によって勾配が生じるために、プラスチックチューブの全表面がコーティングされるが、他方、プラスチックの小瓶の表面は、銀でコーティングされない。
【実施例２０】
【００６９】
実施例１で説明した実験装置において、長さ１５ｃｍ、内径０．５ｍｍ、外径１ｍｍのポリエチレン製チューブ１本をアセトアルデヒドの蒸気中に一晩インキュベートする。重量増加後（表１、例２０）、チューブの端にピペットの尖端を差し込む。そのピペットによって、トレンス試薬がポリエチレンチューブの中に吸引される。数分後に銀の層の形成が始まる。ピペットによってトレンス試薬が随時供給される。１時間インキュベートした後、チューブを蒸留水で洗浄し、温度８０℃の真空乾燥炉で２時間乾燥させる。このコーティング処理の結果、チューブの内面が銀鏡層でコーティングされる。
【実施例２１】
【００７０】
実施例１で説明した実験装置において、大きさ２×１ｃｍ、厚さ０．５ｍｍのポリエチレンテレフタレート製の板を１枚、アセトアルデヒドの蒸気中に一晩インキュベートする。重量増加後（表１、例２１）、５ｍｌのトレンス試薬を含むポリエチレン製の小瓶の中に置く。この実験では、実施例１９および２０と全く同じ結果が得られる。すなわち、板は、銀層でコーティングされる。今までの実験で適用した真空乾燥炉で乾燥する代わりに、銀でコーティングされた板は、蒸留水で洗浄し、それからＣｕＳＯ4の溶液中で陰極として電気分解される。数分後に、銀メッキされた表面上に銅の層が堆積する。電気分解で形成された厚い銅の層は、その表面に機械的に強力に接着する。この実験では、この発明の処理方法により、プラスチックの対象物は、銀層でコーティング可能であり、その銀層は表面にさらに他の金属層をつけるのに良好な素地を構成することが証明された。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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2004528433.tif 000030
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