(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
その活性表面に存在する共有結合した親水性部分を有する多孔質重合体物品であって、
式：Ｒ−（ＯＣＨ2ＣＨ2）ｎ−Ｘ−Ｙで表される親水-疎水性ジブロック共重合体もしくは親水-疎水-親水性トリブロック共重合体、またはそれらの組合せと；
−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）−で表される繰り返し単位を１以上有するポリスルホンと；
を含み、該ジブロックまたはトリブロック共重合体の疎水性部分は、該ポリスルホンと混合して、重合体基材を形成し、該ジブロックまたはトリブロック共重合体の共有結合した親水性部分は、該重合体物品の活性表面に存在する多孔質重合体部品。
［式中、Ｒは、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキルであり；
ｎは、２０〜５００であり；
Ｘは、−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）m−であり；
Ｙは、ヒドロキシ、または−（ＯＡｒ4Ｏ）−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）p−Ｒ1であり；
ここでＲ1は、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキルであり；
Ａｒ1は、ジフェニルイソプロピリデン−４，４’−ジイルであり；
Ａｒ2およびＡｒ4は、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイルであり；
ｍは、１〜２５０であり；
ｐは、２０〜５００である］
【請求項２】
０．０１〜８０重量％の該ブロック共重合体を有する請求項１に記載の多孔質重合体物品。
【請求項３】
ＲおよびＲ1が、それぞれ独立に、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、セチル、メチルから選ばれる請求項１記載の多孔質重合体物品。
【請求項４】
該ブロック共重合体の重量比（ＯＣＨ2ＣＨ2）：（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）が５：１〜１：２０である請求項１記載の多孔質重合体物品。
【請求項５】
親水性を上昇させた多孔質重合体物品を製造する方法であって、
（ｉ）０．１〜５０重量％の式
Ｒ−（ＯＣＨ2ＣＨ2）n−Ｘ−Ｙ
［式中、Ｒは、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキルであり；
ｎは、２０〜５００であり；
Ｘは、−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）m−であり；
Ｙは、ヒドロキシ、または−（ＯＡｒ4Ｏ）−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）p−Ｒ1であり；
ここで、Ｒ1は、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキルであり；
Ａｒ1は、ジフェニルイソプロピリデン−４，４’−ジイルであり；
Ａｒ2およびＡｒ4は、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイルであり；
ｍは、１〜２５０であり；
ｐは、２０〜５００である］
を有するブロック共重合体；
（ii）０．１〜３０重量％のポリスルホン；および
（iii）４０〜９５重量％の、Ｎ-メチルピロリジノン、４-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミドおよびジメチルホルムアミドから選ばれる極性非プロトン性溶媒；
を含有する注型用溶液を与える段階と、
該注型用溶液を、溶媒ではない凝固浴に多孔質重合体物品が形成されるまで接触させる段階と、
水の存在下で該物品を熱的にアニールして、該物品の親水性を上昇させる段階と
を含む方法。
【請求項６】
熱的にアニールする段階が、該物品を９０〜１３０℃の温度で加熱することを含む請求項５記載の方法。
【請求項７】
熱的にアニールする段階が、該物品を４０〜９０℃の温度で加熱することを含む請求項５記載の方法。
【請求項８】
該注型用溶液中の該ブロック共重合体の重量％が５〜３５重量％である請求項５記載の方法。
【請求項９】
該注型用溶液が、ポリエチレングリコール、水および（Ｃ1〜Ｃ8）アルカノールから選ばれる５〜３０重量％にヒドロキシル含有試薬をさらに含む請求項５記載の方法。
【請求項１０】
該極性非プロトン性溶媒がＮ−メチルピロリジノンである請求項５記載の方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
望ましい分離膜は、強靭で熱に安定的であり、分離しようとする材料中の酸または塩化物イオンのような酸化性もしくは腐食性の要素に耐性を有する。ポリスルホンのような疎水性重合体は、上記の特徴を与えることが多い。しかし、水性または極性である材料を分離しようとするときは、親水性の表面も望ましい。多孔質重合体の親水性の、または濡れやすい表面は、均一なろ過を促進し、ろ液と保持物との双方の回収を増大させ、タンパク質その他の溶質のような材料の吸着（すなわち汚損）を軽減する。小口径の細孔が、多孔性表面の最初の濡れと、また膜を乾燥した後の表面の再度の濡れとの双方を妨げることは、注目する価値がある。
疎水性重合体を親水性の添加物または合金と単純に混和する一方法に加えて、形成済みの重合体膜を、表面親水性を上昇させるように処理するいくつかの方法がある。例えば、一つの方法は、形成済みの疎水性重合体と吸着性コーティングとの間の疎水性の結合に頼る。多くの活動は、形成済み重合体の表面で表面改質性リガンドに接触させた、誘導体化する官能基に集中している。一方法は、誘導体化できる官能基を有する共重合体、例えばポリ［アクリロニトリル-co-ヒドロキシアルキル（メト）アクリレート］を調製する。その他の方法は、形成済み重合体膜上での直接スルホン化、ヒドロキシアルキル化、または反応性官能基のその他の誘導体化を包含する。
発明の概要
本発明の一形態は、親水−疎水性ジブロック共重合体または親水−疎水−親水性トリブロック共重合体、あるいはそれらの組合せに関する。
実例は、式（１）：
Ｒ−［ＯＣＨ2Ａ］n−Ｘ−Ｙ          （１）
［式中、Ｒは、Ｈ、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキル、（Ｃ7〜Ｃ20）アルキルアリール、（Ｃ7〜Ｃ20）アリールアルキルまたは（Ｃ1〜Ｃ20）ペルフルオロアルキルである］
を有するブロック共重合体である。Ａは、それぞれ独立に、ＣＨ2およびＣＨ（ＣＨ3）から選ばれ；ｎは１〜１０，０００である。Ｘは、−Ｚ1−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）m−または−（ＯＡｒ2Ｑ）m−であって、Ｑは、ＯＡｒ1もしくは［ＯＣＨ2Ｅ］u［式中、ｍは１〜５００であり、Ｅは、それぞれ独立に、ＣＨ2およびＣＨ（ＣＨ3）から選ばれ、ｕは１〜１０，０００である］である。Ｙは、ヒドロキシル、−（ＯＡｒ3Ｏ）−Ｚ2−［ＢＣＨ2Ｏ］p−Ｒ1または−（ＯＡｒ4Ｏ）−［ＢＣＨ2Ｏ］p−Ｒ1［式中、Ｂは、それぞれ独立に、ＣＨ2およびＣＨ（ＣＨ3）から選ばれ、ｐは１〜１０，０００である］である。Ｚ1は、−Ｎ（Ｒ2）−（ＳＯ2）−Ｃ6Ｈ4−および−Ｎ（Ｒ2）−（Ｃ＝Ｏ）−Ｃ6Ｈ4−から選ばれて、Ｒ2は、（Ｃ1〜Ｃ12）アルキルまたは（Ｃ6〜Ｃ20）アリールである。Ｚ2は、−Ｃ6Ｈ4−（ＳＯ2）−Ｎ（Ｒ3）−および−Ｃ6Ｈ4−（Ｃ＝Ｏ）−Ｎ（Ｒ3）−から選ばれて、Ｒ3は、（Ｃ1〜Ｃ12）アルキルまたは（Ｃ6〜Ｃ20）アリールである。Ｒ1は、Ｈ、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキル、（Ｃ7〜Ｃ20）アルキルアリール、（Ｃ7〜Ｃ20）アリールアルキルまたは（Ｃ1〜Ｃ20）ペルフルオロアルキルである。Ａｒ1およびＡｒ3は、それぞれ独立に、１，４−フェニレン、１，３−フェニレン、ナフチル−１，４−ジイル、ナフチル−１，５−ジイル、４，４’−ビフェニレン、ジフェニルエーテル−４，４’−ジイル、ジフェニルチオエーテル−４，４’−ジイル、ジフェニルイソプロピリデン−４，４’−ジイル、ジフェニルヘキサフルオロイソプロピリデン−４，４’−ジイル、ジフェニルアルキレン−４，４’−ジイル［ここで、アルキレンは、−（ＣＨ2）q−であり、ｑは１、３、５、７または９である］、ｐ−テルフェニル−４，４’−ジイル、ならびにビナフタレン、アントラセンおよびフェニルナフタレンの二価の基から選ばれ；Ａｒ2およびＡｒ4は、それぞれ独立に、ジフェニルスルホキシド−４，４’−ジイル、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイル、ジフェニルケトン−４，４’−ジイル、ならびにジフェニル−（Ｃ1〜Ｃ12）アルキルホスフィンオキシドおよびジフェニル−（Ｃ6〜Ｃ20）アリールホスフィンオキシドの二価の基から選ばれる。
本発明の別の形態は、ポリエチレンオキシドブロックおよびポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド共重合体から選ばれる中心ブロックセグメント（該セグメントは、エーテル結合によって二つのポリアリールスルホンブロックセグメントの間に結合されている）と、それぞれ独立に、ポリエチレンオキシド（Ｃ1〜Ｃ10）アルキルエーテルおよびポリエチレングリコールモノ（Ｃ1〜Ｃ10）アルキルエーテルから選ばれ、それぞれ、該ポリアリールスルホンブロックセグメントの一方と結合したアリールスルホン部分に結合した、第一末端基および第二末端基とを有するブロック共重合体を特徴とする。
本発明の別の形態は、その活性表面に存在する共有結合した親水性部分を有する多孔質重合体物品に関する。該重合体物品は、（ｉ）親水−疎水性ブロック共重合体［例えば、親水−疎水性ジブロック共重合体もしくは親水−疎水−親水性トリブロック共重合体、またはそれらの組合せ、例えば上記の式（１）、または下記の式（２）もしくは（３）］と、（ii）疎水性重合体とを包含する。該物品の重合体基材は、式（１）の開示されたブロック共重合体の疎水性ブロックセグメントと混合する疎水性重合体によって形成する。親水性部分は、該ブロック共重合体の親水性ブロックセグメントの部分長または一部を含む。
本発明のさらに別の形態は、親水性を上昇させた多孔質重合体物品を製造する、３段階を含む方法を特徴とする。第一段階は、（ｉ）０．１〜５０重量％の式（１）、（２）または（３）のブロック共重合体、（ii）０〜４０重量％の親水性重合体、および（iii）４０〜９５重量％の極性非プロトン性溶媒を含有する注型用溶液を与えることである。第二段階は、該注型用溶液を溶媒ではない凝固浴に、多孔質重合体物品が形成されるまで接触させることである。第三段階は、水の存在下で該物品を熱的にアニールして、該物品の親水性を上昇させることである。
本開示に用いられるいくつかの重要な用語を、下記に定義または例示する：
用語「活性表面」は、ろ液に接触させた、細孔および小管を含む表面部域全体を意味する。本発明は、自発的に転相を生じて活性表面（例えば親水性表面）を形成する膜のような重合体物品を形成するよう設計されたブロック共重合体を特徴とする。該ブロック共重合体の設計と、形成の方法との結果、該活性表面は、一般的には外側の膜面の全体に延伸し、一般的には、内側の細孔表面および小管を貫いて延伸する。したがって、ある物品の活性表面は、一般的には巨視的または平面的寸法より大きい。そのため、約１０．２cm（４インチ）×約１０．２cm（４インチ）の膜は、約１０３．２cm2（１６平方インチ）より大きい活性表面を有する。
用語「活性表面ブロックセグメント」、または活性表面セグメントは、膜形成の際、重合体物品の活性表面に少なくとも部分的に位置する、共重合体のブロックセグメント（例えば、実施例１のポリオキシエチレンブロックセグメント）を指す。そのような局在または提示は、注型用溶液の溶媒、ブロック共重合体、添加物、温度、基材形成重合体および凝固浴媒体の注意深い選択の結果として得られる。活性表面ブロックセグメントは、同じブロック共重合体の固着材セグメントと共有結合させる。固着材セグメント（例えば、実施例１のポリスルホンブロックセグメント）は、基材形成重合体（例えば疎水性重合体）と混合して、重合体基材を形成することができる。固着材セグメントと活性表面セグメントとの結合は、文字通り共有単結合であっても、結合部分、例えばエーテル結合（−Ｏ−）、アミド、エステルまたはスルホンアミド結合、単量体、注型用溶液の溶媒品質また膜形成のいずれにも不都合な効果を与えない、他のいかなる有機性部分であってもよい［例えば−Ｎ（Ｒ2）−（ＳＯ2）−Ｃ6Ｈ4−や−Ｎ（Ｒ2）−（Ｃ＝Ｏ）−Ｃ6Ｈ4−］。
用語「活性表面セグメント部分」は、重合体物品の活性表面に存在するか、またはその上を延伸する、ブロック共重合体セグメントの一部を意味する。活性表面セグメント部分は、一端で重合体物品に（第二末端が活性表面上を「自由に」延伸していて）付着してよいか、あるいは活性表面に出現するか、またはその上を延伸する「ループ」として、両端で付着してもよい。活性表面セグメント部分は、大半または基材の重合体とは異なる特性、例えば、親水性、キラル性、または特異的反応性もしくは親和性を有する。活性表面セグメント部分とその提示とは、下記の詳細な考察の項でさらに取り扱う。
用語「アルキル」は、メチル、ｎ−ヘキシル、ノニル、テトラデシルおよびイコシルのような直鎖基；イソプロピル、イソペンチル、ネオペンチル、tert−ペンチル、４−エチル−５−メチルオクチルおよび４−イソプロピル−５−プロピルノニルのような分枝鎖基；ならびにシクロプロピル、シクロペンチルおよび２−メチル−４−エチルシクロヘキシルのような環状アルキル基を包含する。
用語「二価の基」は、二つの自由な原子価を有する構造的部分を意味する。二価の基は、該二つの原子価の部位で他の二つの部分に結合される。二価の式が与えられたとき、下記の慣例に注目しなければならない。例えば、式（Ｉ）：Ｒ−（ＯＣＨ2ＣＨ2）n−Ｘ−Ｙでは、Ｘは、−Ｚ1−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）m−［式中、Ｚ1は−Ｎ（Ｒ2）−（ＳＯ2）−Ｃ6Ｈ4−である］であることができる。Ｘの左末端の原子（すなわち、Ｚ1の窒素原子）は、Ｒ−（ＯＣＨ2ＣＨ2）n−の右末端の炭素原子に結合される。同様に、Ｘの右末端の炭素原子（最も右のＡｒ2）は、Ｙの左末端の原子に結合される。Ｚ2部分は、これらの二価部分の配向が水平方向に逆転または反転していること以外は、Ｚ1部分と同じであることに注目されたい。この関係は、（オキシエチレン）と（エチレンオキシ）との用い方にも認められる。スキームＩは、二価の基の追加的な例である。
0004067564.tif 000002
用語「ペルフルオロアルキル」は、完全にフッ素化された直鎖炭素鎖、例えばトリフルオロメチルやペンタフルオロエチルを意味する。ペルフルオロアルキルは、ＣnＦ2n+1によって一般化できる。
「親水性活性表面」におけるような用語「親水性」は、濡れやすい、または極性原子もしくは原子団によって、水との少なくともいくつかの水素結合を形成できるのと同義である。親水性は、例えば、水との接触角、透過性、溶媒流束、および溶質拒絶を測定することによって、巨視的に測定することができる。乾燥した後でさえ、自発的に濡れやすい表面は、追加の界面活性剤または湿潤剤を殆ど、またはまったく必要としない。開示されたブロック共重合体を包含する一定の重合体物品は、自発的に濡れやすい（例えば実施例３を参照されたい）。
注型用溶液を説明するのに上記に用いられたような、用語「重量％」は、例えば、注型用溶液の総重量で除し、次いで１００を乗じた成分（例えばブロック共重合体、溶媒、基材重合体、または、ある場合には添加物）の重量を意味する。
本開示の全体にわたって、すべての数値範囲（例えば比率、温度、重量％、およびｍ、ｎ、ｐの整数値等々）は、両端を含むものとする。
本明細書に開示の重合体物品は、微量ろ過、限外ろ過、透析、浸透、逆浸透、イオン交換もしくは電気透析、またはそれらの組合せのような水性分離過程に役立つ。用途は、水処理、細胞培養、人工臓器および食品加工を包含する。
本発明のその他の特徴および利点は、下記の詳細な説明から、および添付の請求の範囲からも明らかになると思われる。
［発明の詳細な説明］
本発明の一形態は、その活性表面に複数の活性表面ブロックセグメント部分を有する多孔質重合体物品を製造するのに用いられるブロック共重合体であって、該活性表面ブロックセグメントが、該物品の内側の固着材ブロックセグメントに共有結合し、しかもそれとは異なる特性を有するブロック共重合体を特徴とする。本発明は、該多孔質重合体物品、およびその製造法を包含する。
概要の項に記載の式（１）を有するブロック共重合体のいくつかの実施態様では、Ｑ部分は、それぞれ、ＯＡｒ1である。一例は、式（２）：
Ｒ−（ＯＣＨ2ＣＨ2）n−Ｘ−Ｙ          （２）
のブロック共重合体である。Ｒは、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキル［例えば（Ｃ6〜Ｃ20）アルキル］、（Ｃ7〜Ｃ20）アルキルアリール、（Ｃ7〜Ｃ20）アリールアルキルまたは（Ｃ1〜Ｃ20）ペルフルオロアルキル［例えば（Ｃ6〜Ｃ20）ペルフルオロアルキル］である。ｎの値は、２０〜５００（例えば、２０〜４００または２０〜３００）である。Ｘは−Ｚ1−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）m−または−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）m−である。Ｙはヒドロキシル、−（ＯＡｒ3Ｏ）−Ｚ2−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）p−Ｒ1または−（ＯＡｒ4Ｏ）−（ＣＨ2ＣＨ2Ｏ）p−Ｒ1である。Ｚ1は、−Ｎ（Ｒ2）−（ＳＯ2）−Ｃ6Ｈ4−および−Ｎ（Ｒ2）−（Ｃ＝Ｏ）−Ｃ6Ｈ4−から選ばれて、Ｒ2は（Ｃ1〜Ｃ12）アルキルまたは（Ｃ6〜Ｃ20）アリールである。Ｚ2は、−Ｃ6Ｈ4−（ＳＯ2）−Ｎ（Ｒ3）−および−Ｃ6Ｈ4−（Ｃ＝Ｏ）−Ｎ（Ｒ3）−から選ばれて、Ｒ3は（Ｃ1〜Ｃ12）アルキルまたは（Ｃ6〜Ｃ20）アリールである。Ｒ1は、（Ｃ1〜Ｃ20）アルキル、（Ｃ7〜Ｃ20）アルキルアリール、（Ｃ7〜Ｃ20）アリールアルキルまたは（Ｃ1〜Ｃ20）ペルフルオロアルキルである。例えば、Ｒ1およびＲは、それぞれ、ラウリル、ミリスチル、パルミチル、ステアリル、セチル、メチル、フェニル、オクチルフェニル、ノニルフェニルおよびペルフルオロアルキル、またはそれらの可能なあらゆる組合せから選ばれる。ある種の実施形態では、ＲとＲ1とは同じである。Ａｒ1およびＡｒ3は、それぞれ独立に、１，４−フェニレン、１，３−フェニレン、ナフチル−１，４−ジイル、ナフチル−１，５−ジイル、４，４’−ビフェニレン、ジフェニルエーテル−４，４’−ジイル、ジフェニルチオエーテル−４，４’−ジイル、ジフェニルイソプロピリデン−４，４’−ジイル、ジフェニルヘキサフルオロイソプロピリデン−４，４’−ジイル、ジフェニルアルキレン−４，４’−ジイル［ここで、アルキレンは−（ＣＨ2）q−であり、ｑは１、３、５、７または９である］、ｐ−テルフェニル−４，４’−ジイル、ならびにビナフタレン、アントラセンおよびフェニルナフタレンの二価の基から選ばれる。好ましくは、Ａｒ1はジフェニルイソプロピリデン−４，４’−ジイルまたはジフェニルヘキサフルオロイソプロピリデン−４，４’−ジイルである。ある種の実施形態では、Ａｒ1とＡｒ3とは同じである。Ａｒ2およびＡｒ4は、それぞれ独立に、ジフェニルスルホキシド−４，４’−ジイル、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイル、ジフェニルケトン−４，４’−ジイル、ならびにジフェニル−（Ｃ1〜Ｃ12）アルキルホスフィンオキシドおよびジフェニル−（Ｃ6〜Ｃ20）アリールホスフィンオキシドの二価の基から選ばれる。Ａｒ2は、好ましくは、ジフェニルスルホン−４，４’−ジイルまたはジフェニルスルホキシド−４，４’−ジイルである。ある種の実施形態では、Ａｒ2とＡｒ4とは同じである。ｍの値は１〜２５０（例えば１〜２００または１０〜２５０）である。ｐの値は２０〜５００（例えば２０〜４００または２０〜３００）である。一実施態様では、Ｚ1は−Ｎ（Ｒ2）−（ＳＯ2）−Ｃ6Ｈ4−であり、Ｚ2は−Ｃ6Ｈ4−（ＳＯ2）−Ｎ（Ｒ2）−である。（ＯＣＨ2ＣＨ2）：（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）＋（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）の重量比は、５：１〜１：２０、例えば３：１〜１：１０である。式（２）��よび（３）のいくつかの実施形態では、ＲはＨではなく；ＹはＯＨではなく；ＲはＨではなく、ＹはＯＨではない。
本発明の別の実施形態は、ＲおよびＲ1が、それぞれ、Ｈまたは（Ｃ1〜Ｃ10）アルキルであり、ｎが４０〜８，０００であり、Ｘが−［ＯＡｒ2Ｑ］mであり、ｍが４〜２５０であり、Ｙが−ＯＡｒ4Ｏ−［ＢＣＨ2Ｏ］p−Ｒ1であり、ｐが４０〜８，０００であるが、一つのＱ部分は、［ＯＣＨ2Ｅ］uであって、ｕは４０〜８，０００であり、二つのＱ部分は、独立に、ＯＡｒ1から選ばれる式（１）のブロック共重合体である。この実施形態は、式（３）：
Ｒ−［ＯＣＨ2Ａ］n−［ＯＡｒ2Ｑ］m−ＯＡｒ4Ｏ−［ＢＣＨ2Ｏ］p−Ｒ1  （３）
を有する。式（３）の様々な実施形態では、Ｅ部分の８０〜１００％は、一つのＱでのＣＨ2であり、組合せてのＡ部分とＢ部分との８０〜１００％はＣＨ2であり；少なくとも二つのＱ部分は［ＯＣＨ2Ｅ］uであり；ＲおよびＲ1は、それぞれ独立に、Ｈまたは（Ｃ1〜Ｃ3）アルキル、例えば、独立に、Ｈまたはメチルであるか、または独立に、（Ｃ1〜Ｃ3）アルキルであり；Ａｒ2およびＡｒ4の８０〜１００％はジフェニルスルホン−４，４’−ジイルであるか；あるいはＡｒ1およびＡｒ3の８０〜１００％はジフェニルイソプロピリデン−４，４’−ジイルである。別の様々な実施形態では、ブロック共重合体の８０重量％までは、ポリエチレンオキシド単独重合体、またはポリエチレンオキシド単独重合体とポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド共重合体の組合せ（例えば、２０％まで、１０〜８０％、１０〜６０％、２０〜５０％または４０〜８０％）。追加の実施形態では、中心ブロックセグメント−［ＯＡｒ2Ｑ］m−の８０重量％までは、ポリエチレンオキシドブロック重合体またはエチレンオキシド−プロピレンオキシドブロック共重合体を含むか；あるいは−［ＯＡｒ2Ｑ］m−は、ポリエチレンオキシドブロック、エチレンオキシド−プロピレンオキシドブロック共重合体、またはポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシド−ポリエチレンオキシドブロック共重合体である、２，０００〜２００，０００ダルトンの分子量を有する部分を含む。いくつかの実施態様では、ｎ、ｕおよびｐは、それぞれ独立に、１〜１０，０００［例えば、４０〜８，０００、４０（または１００もしくは２，０００）〜５，０００］であり；ｍは１〜５００［例えば、３（または４、１０、２５もしくは５０）〜５００、５０〜５００、１２５〜２００、および１００〜２５０］である。一例では、ｎは１００〜５，０００であり、ｕは１００〜５，０００であり、ｐは１００〜５，０００であり、ｍは１２５〜２００である。
内側（または中心）ＰＥＯまたはＰＥＯ／ＰＰＯブロックの数、および−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）m−または−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）m−（例えばポリスルホン）繰返し単位の総延長に関しては、下記の一般的指針が与えられる。ＰＥＯの等分子量区画で調製した材料については、内側ＰＥＯブロックの数は、用いたＰＥＯの分子量に反比例する。例えば、１０，０００ｇ／モルのＰＥＯジオールで形成した与えられたブロック共重合体のＰＥＯ繰返し単位の数は、３５，０００ｇ／モルのＰＥＯジオールで形成したブロック共重合体のＰＥＯ繰返し単位の数より大きい。それと同時に、ＰＳＦ繰返し単位の総延長は、ＰＥＯジオールの分子量が増大するにつれて増加することになる。
初めに、開示されたブロック共重合体［例えば式（１）または（２）］を、多孔質重合体物品の製造法でのそれらの関係および機能によって、一般的に説明する。これらの物品（例えば、平板または中空繊維膜）は、湿式注型法によって形成される。略述すると、注型用溶液を液体凝固媒体に流し込む。注型用溶液は、ブロック共重合体（例えばＡ−ｂ−Ｂ）、基材形成用（または大半の）重合体（Ｂ’）および溶媒を含む。本発明によれば、ジブロック共重合体Ａ−ｂ−Ｂは、注型用溶液の溶媒より凝固媒体に高い親和性を有する第一ブロックセグメントＡと、所望の基材形成用重合体Ｂ’と混合できる第二ブロックセグメントとを含む。凝固媒体は、基材形成用重合体に対して非溶媒である、すなわち、凝固媒体は、基材形成用重合体を溶解しない。ＢとＢ’とは、互いに親和性を有する結果、混合を生じる。混合は、物理的絡み合い、同時析出、イオン性相互作用、電子供与体−受容体相互作用、水素結合やファンデルワールス相互作用のような分子間作用、およびそれらの組合せを包含する。
本発明のこれらの形態は、部分的には、下記の発見に基づく。膜形成の際、第一ブロックセグメントＡの部分（より高い親和性を凝固媒体に有する）は、凝固媒体と注型用溶液の溶媒との境界面に局在する。その間で、第二ブロックセグメントＢは基材形成用重合体Ｂ’と混合して、重合体基材を形成する。第一ブロックセグメントの部分は、重合体物品の活性表面に局在するが、第一および第二ブロックセグメントは、互いに共有結合したままである。そのため、第一ブロックセグメントは、第二ブロックセグメントに共有結合し、次いで、それが基材形成用重合体と混合するか、またはそれに固着する。したがって、得られる重合体物品は、該物品の活性表面全体に存在する活性表面セグメントの部分で組織化された構造を有する。
ブロックセグメントのいかなる画分または部分も、物品の活性表面に存在してよく；セグメント全体の表面提示が必要とされるわけでもない。そのため、ブロック共重合体がＰＥＯブロック−（ＯＣＨ2ＣＨ2）200−を有する場合、ＰＥＯブロックセグメント部分は、２００単量体長の５０、３５もしくは１０％、またはそれ以上もしくはそれ以下であり得る。比較的長い単一ブロックセグメントは、表面に提示されないブロックセグメントの一部によって互いに連結された、二つまたはそれ以上の活性表面セグメント部分を生じることも可能である。しかし、開示されたブロック共重合体の設計は、一ブロックセグメントあたり一つの活性表面セグメント部分の提示に有利である。その上、ある種の実施形態では、活性表面セグメント部分は、物品の活性表面全体に均一に存在する。均一性（すなわち、活性表面セグメントのかなりの均等または平均的な分布）は、Ｘ線光電子分光法のような方法によって測定することができる。ＰＥＯを含むある種の実施形態では、活性表面セグメント部分（すなわちＰＥＯ部分）の密度は、活性表面に巨視的に検出できる親水性（例えば、水との低い接触角）を付与するのに充分である。複数の活性表面セグメント（例えば、膜に組み込まれたか、または共有結合された親水性部分）とは、所望の特性または特性類、例えば親水性の程度を有する活性表面を作り出すための二つ以上の活性表面セグメントを意味する。上記の説明的な原理は、ブロック共重合体、およびそれらから形成された膜を包含し、ここで、該ブロック共重合体は、ジブロック（Ａ−ｂ−Ｂ）、トリブロック［例えば、Ａ−ｂ−Ｂ−ｂ−ＡまたはＡ−ｂ−Ｂ−ｂ−Ｃ（Ｃは、Ｂや注型用溶液の溶媒よりＡや凝固媒体に対して高い親和性を有する）］、テトラブロック等々、またはそれらの組合せである。
ここで、具体的な例を提供する。開示された注型用溶液の一つは、ポリエチレンオキシド−ｂ−ポリスルホン−ｂ−ポリエチレンオキシドのトリブロック共重合体、疎水性（基材形成用）ポリスルホン重合体、および注型用溶液溶媒としてのＮ−メチルピロリジノンを含有する。このトリブロック共重合体は、（１）疎水性基材形成用重合体と混和できる、同じ（ＰＳＦ）であっても、異なってもよい疎水性ポリスルホン（ＰＳＦ）ブロックセグメントを、（２）注型用溶液溶媒のＮ−メチルピロリジノンより水性含水凝固媒体に対して高い親和性を有する、二つの末端親水性ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）ブロックセグメントの間に含む。この例では、混和できるＰＳＦブロックセグメントは、トリブロック共重合体全体をＰＳＦ重合体基材（例えば膜）に固着させる。親水性活性表面のＰＥＯ部分は、膜の活性表面で提示され、しかもＰＥＯブロックは、ＰＳＦの膜基材に共有結合されたままである。活性表面部分（ここではＰＥＯ）は、ブロック共重合体と一体であり、形成の際に注型用溶液を介して膜に組み込まれることに注目されたい。言い換えれば、本発明に従って製造された重合体物品の表面は、表面親水性を増大させるのに、反応性官能基も、その後に誘導体化される官能基も必要としない。
開示された一つ以上のブロック共重合体を含有する重合体物品は、改良された性能を有する。例えば、ＰＥＯ−ｂ−ＰＳＦ−ｂ−ＰＥＯトリブロック共重合体の添加は、透水性およびタンパク質回収（タンパク質の吸着に対する耐性）の増大と、シトクロムＣ拒絶の軽減とによって性能を改良する。開示されたブロック共重合体の予想外の結果の一つは、それから製造した膜の、通常量の界面活性剤または湿潤剤の僅かな区画（例えばグリセリンの５％溶液）のみで処理したときの優れた性能である。本発明によれば、親水性の活性表面セグメントは、重合体形成の際に、重合体に恒久的に組み込まれる。そのため、それ以上の官能化または誘導体化はまったく不要であり、そのことは、開示された重合体物品を製造するのに必要な製造時間を短縮し、機械類を単純化する。親水性表面は、膜形成の際に重合体基材に共有結合される、膜に組み込まれた活性表面セグメントから生じる。そのため、そのような重合体膜を分離過程に用いたときは、保持物とろ液との双方が一定の汚染物から免れる。汚染物の例は、誘導体化された膜に付随する化学的残渣（反応物、生成用試薬、溶媒）；および共有結合でなく結合されたコーティングを有する膜に付随する、漏出または沈澱した材料を包含する。すぐ下に、より具体的な説明を与える。
ブロック共重合体
本発明の一形態は、概要に記載の式（１）または（２）を有するブロック共重合体に関する。本発明によれば、一般に、ブロック共重合体は、異なる特性を有する２種類のブロックセグメントを含む。例えば、一形態では、両親媒性ブロック共重合体が、親水性ブロックセグメントと疎水性ブロックセグメントとを有する。疎水性および親水性は、当業者に周知の相対語である。親水性重合体は、ペプチド、ジアルキルアクリルアミド、および好ましくはポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）を包含する。連鎖停止（末端キャッピング）一官能性ＰＥＯまたはＰＰＯは、様々な分子量で商業的に入手できる。ＰＥＯまたはＰＥＧは、０．４〜１，０００kD、例えば１．０〜６００kDまたは４〜２００kDの範囲で入手できる。
一般に、低分子量ＰＥＯセグメントを有するブロック共重合体は、ポリスルホンのガラス転移温度を下げ、そのため、内部可塑剤として適切である。高分子量ＰＥＯセグメントを有するブロック共重合体は、相分離を生じる傾向が比較的強く、そのため、熱可塑性エラストマーを製造するのに適している。ある種の実施形態は、入手できる高分子量の範囲のＰＥＯを含む。疎水性重合体は、ポリアルキルメタクリレート、ポリフェニレン、および好ましくはポリアクリロニトリル、ポリハロゲン化ビニル、ポリハロゲン化ビニリデン、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、およびはるかに好ましくは−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）−の単独重合体（例えば、Ａｒ2がポリエーテルスルホンまたはポリスルホンである）のようなポリアリールエーテルを包含する。ハロゲン化物は、臭化物、ヨウ化物、および好ましくはフッ化物や塩化物を包含する。
本発明は、平板または中空繊維膜のような多孔質重合体物品を製造するための、ジブロックとトリブロック共重合体との組合せ、および異なるブロック共重合体の、例えばノニルフェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）フェニルノニルとペルフルオロアルキルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとの組合せの用途を企図する。ジブロックと、対応するトリブロック共重合体との対の例は、メチル−ポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとメチルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）メチル；フェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとフェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）フェニル；ステアリルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとステアリルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）ステアリル；セチルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとセチルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）セチル；ラウリルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとラウリルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）ラウリル；オクチルフェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとオクチルフェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）フェニルオクチル；ノニルフェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとノニルフェニルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）フェニルノニル；およびペルフルオロアルキルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホンとペルフルオロアルキルポリオキシエチレン−ｂ−ポリアリールエーテルスルホン−ｂ−ポリ（エチレンオキシ）ペルフルオロアルキルを包含する。
式（２）で、Ｘは、−Ｚ1−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）m−または−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）m−であることに注目されたい。言い換えれば、第二の二価の式では、ｍ個の−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）−単位が存在する。このブロックの代替的表現は、−（ＯＡｒ2iＯＡｒ1i）i−（ここで、ｉは１〜ｍである）である。類似の表現は、ｎおよびｐを含む他のブロックセグメントについても存在する。ブロック共重合体を製造する方法は、広範囲の変化形を許すため、一つの−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）−単位中のＡｒ1およびＡｒ2は、別の（例えば隣接する）−（ＯＡｒ2ＯＡｒ1）−単位中のＡｒ1およびＡｒ2と異なってよい。言い換えれば、Ａｒ11およびＡｒ12は、それぞれ独立に選ばれる。したがって、用語「Ａｒ1およびＡｒ3は、それぞれ独立に選ばれる」は、そのような「混合」ブロックを包含するものとする。しかし、ｍ個の単位のうち９０％は、同じであるのが好ましい。
実施例１または２に開示された方法を用いて、ＰＥＯの総重量％は、重合体生成物を水中に沈澱させるのに充分なポリスルホンの必要性によって限定されることがある。しかし、その他の手段、例えば、反応混合物を水に対して透析して、より低分子量の不純物を除去し、残余の水を蒸発させること；水より低い極性である溶媒混合物を用いて沈澱を生じさせることによって、該生成物を単離することができる。ＰＥＯの重量％は、ビスフェノールＡを削減、または除去さえし、二官能性セグメントをビスクロロフェニルスルホンを用いて直接結合することによって、上昇させることもできる。
本発明の第二の形態では、ブロック共重合体の一つ以上の内側セグメントは、ＰＥＯまたはＰＥＯ／プロピレンオキシド共重合体である。そのような内側セグメントは、一般に、１、２、４、８、１０、１２、１８．５、３５、５０、８０および１００のような非常に多様な中間および高分子量（kD）で商業的に入手できる、対応する二官能性ＰＥＧで形成する。二官能性ＰＥＯ／プロピレンオキシドランダム共重合体と、ジブロックおよびトリブロック共重合体とは、１，０００〜１，０００，０００ダルトンの多くの分子量で商業的に入手できる。共重合体およびブロック共重合体は、好ましくは、２，０００〜２０，０００ダルトンである。上記の組合せは、２種類またはそれ以上の異なる分子量のＰＥＧ（実施例９）；ＰＥＯ／ＰＰＯランダム共重合体（実施例１０）；ならびに同じであるか、または異なる分子量のＰＥＧ（内側の二官能性の）およびＰＥＯ（連鎖停止の）（実施例１１および１２を参照されたい）を包含する。これらの組合せの比率は、等しいか、または等しくない。
一実施形態では、ポリエチレンオキシドブロックおよびポリエチレンオキシド−ポリプロピレンオキシドランダム共重合体の総重量％は、８０重量％以下（例えば、ブロック共重合体の１０〜６０重量％、または１０〜４０重量％）である。ＰＥＯブロックおよびＰＥＯ／ＰＰＯランダム共重合体の与えられた総重量％、例えば４０重量％に対して、ＰＥＯブロックおよびＰＥＯ／ＰＰＯランダム共重合体の多様な組合せが可能である。例えば、ＰＥＯブロックおよびＰＥＯ／ＰＰＯランダム共重合体の寄与は、それぞれ、０および４０％、１０および３０％、４０および０％、２５および１５％、２０および２０％等々を包含する。同様に、ＰＥＯブロック、ＰＰＯブロック、ＰＥＯ／ＰＰＯランダム共重合体およびＰＥＯ−ＰＰＯ−ＰＥＯトリブロックからのその他の対または多成分の組合せは、開示されたブロック共重合体の８０重量％以下を構成することができる。
ＰＥＯの内側セグメントは、ＰＥＯの総重量％を増加させ、連鎖停止ＰＥＯ群と結合して、熱可塑性の用途、例えば薄膜形成、溶融押出しおよび成形に適した、より均一な特性を有するブロック共重合体を生成する。サンプルに取った式（３）のブロック共重合体は、１５０〜１７０℃の融点を有し、３００℃前後の温度で劣化した。融点、ＤＳＣおよびガラス転移測定に基づき、式（３）のブロック共重合体に関する加工領域は、ある範囲の用途に、特に界面接着剤として、および機械的強度を改良する分散または吸着剤として適切である。
式（３）のブロック共重合体は、熱可塑性重合体性物品を製造するのに特に適している。これらの物品の製造法は、（ａ）式（３）のブロック共重合体を、ポリスルホン、ポリアリールエーテル、ポリカーボネートおよびナイロンのような融和性の（例えば高融点の）熱可塑性樹脂と混合および／または同時融解すること；あるいは（ｂ）式（３）のブロック共重合体を、融和性でない重合体、または有機添加物、もしくはチタニアもしくはシリカのような無機添加物と同時混合することを包含する。次いで、混和、同時融解または同時混合した材料を、射出成形、押出し、または圧力下で熱形成し、堅固な、または半ば堅固な状態へと冷却する。
より高いＰＥＯの重量％は、一般に、生成物の熱可塑性弾性の特性を上昇させる。３０重量％（実施例１１）、５０重量％（実施例１２）および８０重量％（示さず）を有する重合体が製造されている。熱可塑性弾性の特性は、当業者に公知の方法、例えば融点、ＤＳＣおよびガラス転移温度によって、容易に測定することができる。
ブロック共重合体の合成
本発明は、部分的には、上記の原理に一致するブロック共重合体の設計に基づく。これらの原理の発見後は、特定のブロック共重合体の合成は、簡明であり、当業者に公知であるか、または容易に決定される多数の経路によって達成される。ここでは、二つの例示的合成経路を提示する。
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スキームIIは、縮合によるポリオキシエチレン−ｂ−ポリスルホン−ｂ−ポリエチレンオキシトリブロック共重合体の製造を例示する。第一に、ＰＥＯ連鎖停止単量体を、反応性４−フルオロフェニルスルホンアミド末端基と反応させる。第二に、ＰＥＯ連鎖停止単量体を、４，４’−イソプロピリデンジフェノールおよびビスクロロフェニルスルホンと反応させる。ジヒドロキシルまたはジハロ試薬の混合物を用いる結果、混合成分ブロック共重合体が得られる。
スキームIIIは、代替的製造を例示し、ここでは、ＰＥＯブロックアルコール、アリールジオールおよび反応性の二官能化（例えばジハロ、ジニトロまたはハロニトロ）アリール試薬（例えばビスクロロフェニルスルホン）を反応させて、ジブロックおよびトリブロック共重合体の組合せを形成する。３種類の反応物を、ＰＥＯ：ジオール：スルホンの比が２ｎ：ｍ：（ｎ＋ｍ）である化学量論的比率で反応させることが、高率の末端キャッピングを生じる。言い換えれば、ＰＥＯ−ＰＳＦ−ＰＥＯのような高分子量のトリブロック共重合体が、支配的に形成される。一方、ＰＥＯ：ジオール：スルホンの比は、ｑ：ｒ：ｒであることもできる。こうして、等量の二官能性反応物（例えばジオールとスルホン）、および何らかの量の末端キャッピング反応物（例えばポリエチレンオキシまたはポリエチレングリコール）を反応させることは、一般に、トリブロック共重合体、ジブロック共重合体および単独重合体のポリスルホンの混合物を生じる。一実施態様は１０〜８０重量％のＰＥＯを含み；別のは１５〜４０重量％のそれを含む。後者の実施形態は、透析のための中空繊維膜を形成するのに特に適している。
重合体物品
本発明の１つの形態は、概要の節で記述されているようにその活性表面上に存在する共有結合した親水性部分を伴う多孔質重合体物品である。多孔質重合体物品としては、（ｉ）親水性−疎水性ジブロック共重合体、親水性−疎水性−親水性トリブロック共重合体、またはその組合せ、および（ii）疎水性重合体がある。ジブロックまたはトリブロック共重合体の疎水性部分は、疎水性重合体と混合して重合体基材を形成する。例えば、重合体物品は、最高８０重量パーセントの１以上のブロック共重合体（例えば重量パーセント単位で０．０１〜８０の間、５〜５０の間および１５〜４０の間）を有する。１つの実施形態においては、製品はジブロック共重合体（すなわちＹはヒドロキシ）を内含し；もう１つの実施形態では、物品はトリブロック共重合体（Ｙはヒドロキシでない開示されているかまたは未開示の部分）を含んでいる。
転相による重合体物品の合成
開示されたブロック共重合体を用いた重合体物品（例えば平坦なシートまたは中空繊維膜）の形成は、注型用溶液の溶剤、凝固浴媒質、温度およびその他の当該技術分野において既知でありかつ了解済みの条件が上述のような本発明と一貫性ある形で選択されることを条件として、当該技術分野において既知の方法から適合させられる。本発明の１つの形態は、概要の節で記述されているような３つの段階を含む、親水性が上昇された多孔質重合体物品の製造方法に関する。しかしながら、本発明は同様に一部には、重合体物品が形成された後、製品を熱的にアニールすることによって、すでにより優れたものであるまたは望ましいものである性能特性をさらに高めることができるという発見に基づくものである。
重合体物品を調製する上での第１の段階は、注型用溶液を提供する段階である。開示されているブロック共重合体は、ブロック共重合体、基材形成重合体、および極性非プロトン性有機溶媒を含む注型用溶液を調整するために用いられる。一般に、注型用溶液は、８０％以下の固体を内含する。すなわちブロック共重合体と基材重合体の合計は８０％以下（例えば５０％、４０％または３５％以下であるかまたは５％〜２５％の間）である。当業者であれば、許容可能なほど均質な注型用溶液を形成するために加熱が必要かつ適切であるのか、またはどれほどの加熱が必要かつ適切なのかを容易に判断することができる。
ブロック共重合体の具体例について上述されている。注型用溶液は、単一のブロック共重合体かまたは任意の望ましい割合での２つ以上のブロック共重合体の組合せのいずれかを含むことができる。注型用溶液は、０．１〜５０重量パーセント（例えば、５〜３５または１０〜３０重量パーセント）の割合の開示された１つのブロック共重合体または複数のブロック共重合体の組合せを内含する。
疎水性基材形成重合体は、当該技術分野において公知である剛性ブロック重合体かまたはビスクロロフェニルスルホンの単独重合体のような非ブロック重合体である。疎水性重合体の重量パーセントは、注型用溶液の０．１〜３０重量パーセント（例えば５〜２０重量パーセント）である。疎水性重合体の例としては、ポリアクリロニトリル、ハロゲン化ポリビニル、ハロゲン化ポリビニリデン、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリアミドそして−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）−の重合体またはその共重合体からなる群がある。１つの実施形態においては、疎水性重合体は、−（ＯＡｒ1ＯＡｒ2）−（ここでＡｒ2は、例えばジフェニルスルホン−４，４’−ジイルである）の重合体または共重合体である。
注型用溶液は、４０〜９５重量パーセント（例えば５０〜９０重量パーセントまたは６５〜９０重量パーセント）の溶媒または溶媒系を含む。適当な極性非プロトン性有機溶媒としては、Ｎ−メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチル−アセトアミド、４−ブチロラクトンおよびその溶媒系が含まれる。例えば、溶媒系は、溶媒の質が維持されることを条件として、トルエンまたは水を内含してもよい。１つの実施形態では、極性非プロトン性溶媒はＮ−メチルピロリドンである。
ブロック共重合体、疎水性重合体および溶媒に加えて、調整された溶媒の質によって沈殿が発生するほどに不利な影響を受けないことを条件として、その他の添加剤を含み入れることができる。このような溶媒の質調整用添加剤の例としては、ポリエチレングリコールのようなヒドロキシル含有試薬（３００、４００、６００、９００、１，０００、１，５００、２，０００、４，０００、８，０００、１０，０００、１２，０００および１８，５００といった分子量で市販されているもの）および、水および低分子量のアルコール（例えばＣ1-8アルコール）；そして０．１〜７重量パーセント例えば２〜６重量パーセントで存在する塩化リチウムのような可溶性塩、が含まれる。例えば、注型用溶液はさらに５〜３０重量パーセント（例えば１０〜２８重量パーセント）のポリエチレングリコール（例えば３００、４００または６００分子量）、水およびＣ1-8アルカノールのうちから選択されるヒドロキシル含有試薬を含むことができる。ブロック共重合体がさらに高い分子量のブロック（例えば高分子量ＰＥＧ）を含有する場合、相分離をひき起こすことなく、注型用溶液の添加剤としてさらに高い分子量のＰＥＧまたはアルカノールを使用することができる。添加剤には同様に、少量の着色剤のような当該技術分野において周知の添加剤も含まれる。凝固温度は１８〜９０℃（例えば１８〜５０℃）である。
以下の例では、具体的な注型用溶液が見られる。開示されている注型用溶液には、（重量パーセントで）、１０重量パーセントのブロック共重合体、１０重量パーセントのポリスルホン、および８０重量パーセントの極性非プロトン性溶媒；１０重量パーセントのブロック共重合体、１５重量パーセントのポリスルホン、２５重量パーセントのポリエチレングリコールそして５０重量パーセントの極性非プロトン性溶媒または１５重量パーセントのブロック共重合体、５重量パーセントのポリスルホンそして８０重量パーセントの極性非プロトン性溶媒が含まれる。いくつかの注型用溶液は、開示されたブロック共重合体、ポリスルホン、ＮＭＰ、および塩化リチウムといったような可溶性塩からなる。
当業者であれば、ブロック共重合体に基づく適切な非溶媒凝固溶媒の組成、特に活性表面上で提示されるべきブロックセグメント、注型用溶液の溶媒、基材重合体および重合体物品の望ましい細孔構造を容易に決定することができる。一般に、溶媒および溶媒添加剤は、凝固媒質中で可溶でなくてはならず、親水性基材重合体は、凝固媒質内で沈殿しなければならない。凝固媒質の例としては、ＮＭＰ  ０％−水１００％、ＮＭＰ５０％−水５０％、ＮＭＰ７０％−水、およびＮＭＰ８０％−水２０％といったような組合せのＮＭＰと水がある。
重合体物品の製造の一例においては、注型用溶液を、ガラス板支持体に対しテーピングされた不織ポリプロピレン織地シートの上に展延させ、室温で逆浸透処理された水の凝固媒質の中に浸漬させた。沈殿の後、組込まれた支持体シートを含む膜を第２の水浴の中に入れて、残留溶媒（ＮＭＰ）と増孔剤（例えばポリエチレングリコールまたはＰＥＧ）を除去した。洗浄水を２４時間にわたりくり返し交換して、拡散を改善した。その後、２４時間、７０％ｖ／ｖのグリセロール溶液中に膜を入れ、吸取紙２枚の間に置き、室温で乾燥させ、気密性バッグの中に保管した。
本発明のブロック共重合体を内含する多孔質重合体物品を製造するのに熱的なアニールは必要ではないが、このような処理は、本発明の重合体物品の親水性またはぬれ特性を予想外の形で予想外の程度まで高めることが見出されていることから、好ましいものではある。
一般に、オートクレーブ処理は、膜の分子量遮断を増大させる。しかしながら、本発明の膜が熱的にアニールされた時点で、分子量遮断は同じにとどまるかまたは減少さえすることが見出された。例えば、ＰＥＯを含有する膜においては、水の存在下での熱的なアニールがＰＥＯ提示度およびＰＥＯ活性表面セグメントの全体的分布を高めると考えられている。
本発明に従うと、熱的なアニールは一般に水の存在下（例えば水浴またはオートクレーブ）で起こる。一実施形態においては、熱的なアニール段階には、９５〜１３０℃（例えば１００〜１２５℃）の間の温度でのオートクレーブ内での物品の加熱が含まれる。もう１つの実施形態においては、熱的なアニール段階には、４０〜９０℃（例えば４５〜７５℃）の間の温度での物品の加熱が内含される。アニール温度とアニール時間は一般に逆の関係を有する。１つの例においては、熱的なアニールには、約１２０℃で約３０分間物品の加熱を行うことが含まれていた。もう１つの例においては、熱的なアニールは約５０℃で約２４時間行われた。各々のケースにおいて、乾燥後の熱的なアニール済み膜の親水性は、乾燥後の同じ組成物の膜と比較して場合に測定可能なほどに増大していた（表III、VI、およびVII参照）。熱的なアニールは、すべての液体溶媒が除去された（乾燥させられた）後でさえ、膜の湿潤性または親水性を増大させることによって膜の耐用年数を著しく改善させる。
重合体物品は、当該技術分野において既知の数種の方法によって特徴づけされた。このような方法には、フーリエ変換赤外線分光法（ＦＴＩＲ）；膜界面でのブロック重合体の組織を決定するためのＣｒ（ａｃａｒ）3の常磁性緩和剤を伴う）固相プロトンおよび13Ｃ  ＮＭＲ；形態（均質性、多孔性）を決定するための多孔率測定法および走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）；親水性を決定するための接触角および起泡点の測定；分子量Ｍnを決定するためのゲル浸透クロマトグラフィ（ＧＰＣ）；およびＴgを決定するための示差走査式熱量測定法による特徴づけが含まれる。特徴づけには同様に、水流束、溶質流束および溶質拒絶のような性能特性も含まれる。付加的なパラメータとしては、タンパク質吸着耐性、スポンジ厚み、表面孔径、フィンガー長、および注型用溶液粘度がある。これらのパラメータは、当業者にとっては既知の方法によって測定される。
押出し加工、成形またはコーティング済み物品
本発明のもう１つの形態は、（ｉ）式（１）または（３）の１以上のブロック共重合体、および（ii）チタニアまたはシリカのような無機添加剤；ポリアリールエーテル、ポリカーボネートまたはナイロンといった熱可塑性重合体；またはその他の有機添加剤；またはそれらの組合せを含む組成物から、成形、押出し加工またはその他の方法で形成された熱可塑性（例えば押出し加工済み、成形済みまたは成形可能な）重合体物品である。一般に、熱可塑性物品は、式（１）または（３）のブロック共重合体の結果として位相分離、表面付着または界面相互作用が可能な少なくとも１つの表面を有する。したがって本発明は、例えば組成物がさらに無機添加剤を含有するかまたは前記組成物がさらに熱可塑性重合体を含有するかあるいはまたはこの２つの組合せであるような、式（３）のブロック共重合体を含有する組成物の直接的押出しまたは射出成形のいずれかによって形成される重合体物品に関するものである。
熱可塑性フィルムおよび成形された型は、注型重合体に比べ一般により高い分子量百分率のＰＥＯをもつブロック共重合体で形成することができる。溶媒には、極性非プロトン性溶媒および、ＤＭＳＯ，ＤＭＦ，ＴＨＦ，ＭＥＫ，ハロカーボン（例えば、フレオンまたはクロロホルム）およびＮＭＰのような当該技術分野において既知のその他の適切な溶媒が含まれる。開示されたブロック共重合体のＰＥＯセグメントは、増大した親水性および潤滑性を提供し、したがって、開示されたブロック共重合体は、内部離型剤として作用できる。親水性は、金型からの射出成形済み製品の離型し易さによって立証されるような、製造のための改良された潤滑性を含めて、生体適合性または血液適合性のために望まれるものである。潤滑性または親水性は、生物医学装置、特に、コンタクトレンズ、カテーテルおよびその他の補てつのような尿性器および眼球用装置などの侵入的または挿入可能な装置のために望ましいものである。さらに、親水性包装用フィルムは、雲りに対しより高い耐性をもつ。親水性は、例えば水接触角の測定によって実証される。
本発明は、さらに入念な仕上げなく最大限まで利用できると考えられている。したがって、以下の実施例は、残りの開示を例示するものであって制限するものではないとみなすべきである。
実施例１
ＰＥＯ５０％／ＰＳＦ５０％のブロック共重合体（５kD）を以下の通り合成した。還流装置をアルゴンでパージした。Ｎ−メチルピロリジノン６００mlおよびトルエン１５０mlおよび炭酸カリウム（１４３．５ｇ、１．０４モル）に対して、末端ヒドロキシル（２００ｇ、０．０４モル）を伴うメチルポリ（オキシエチレン）、ビスフェニルジイソプロピリデン−４，４’−ジオール（ビスフェノールＡ、１１４．１４５ｇ、０．５モル）およびビスクロロフェニル−スルホン（１４９．３２８ｇ、０．５２モル）を加えた。反応混合物は共沸混合物の還流に達するまで（約１６０℃）、０．５時間にわたりゆっくりと加熱した。付加的な還流時間の後、水１０．０mlを共沸混合物を介して収集し、トルエン５０mlを除去した。温度を１７５℃まで上昇させ、付加的な水３．５mlを収集した。共沸混合物は、さらに１．７５時間の後に停止し、トルエン８０mlを除去し、温度を１９０℃まで上昇させた。７．５時間の重合の後、熱源を取り除き、反応容器を室温まで冷却した。生成物は、濃塩酸１００mlと水１０Lの溶液中で沈殿した。くり返しろ過し水で抽出した後、重合生成物を一晩、周囲条件下で乾燥させ、次に真空（１〜５mmHg）下で５０℃にて乾燥させた。
実施例２
５．０重量パーセントのＰＥＯ−ＰＳＦ−ＰＥＯ（ＰＥＯ：ＰＳＦ：：３０：７０  ブロック共重合体）、１３．５重量パーセントのポリスルホン、６．５重量パーセントのポリエチレングリコール（Ｍ．Ｗ（分子量）４００）および７５．０重量パーセントのＮ−メチルピロリジノンを含有する注型用溶液を調製した。溶液をガラス製広口びんの中で調製し、単相溶液が得られるまで２４〜４８時間ロールミキサーに入れた。ガラス板または不織ポリプロピレン支持体（Freudenberg）上に注型用溶液の０．０３８cm（０．０１５インチ）のコーティングを注入することによって、平らなシート膜を調製した。コーティングされた支持体を、沈殿するまで凝固用水浴の中に浸漬した。さらに水で抽出した後、膜を最低１時間、グリセロール／水溶液中に浸漬させた。１グループの膜を周囲条件下で乾燥させた。第２のグループの膜は、周囲条件下での乾燥の後水浴中に浸漬させ、３０分間１２１℃でオートクレープ中で熱的にアニールし、周囲条件にて乾燥させた。第３グループの膜は、単に抽出浴から取り出し周囲条件で乾燥させた。得られた膜を直径４７mmの円板の形に切断し、５０％の体積減少が達成されるまで、その中に０．１％のシトクロム−Ｃ溶液２０mlをろ過させることによって評価した。
実施例３
１０．０重量パーセントのＰＥＯ−ＰＳＦ−ＰＥＯ（ＰＥＯ：ＰＳＦ：：３０：７０  のブロック共重合体）、１０．０重量パーセントのＰＳＦ、５．０重量パーセントのポリエチレングリコールおよび７５．０重量パーセントのＮメチルピロリジノンを含有する注型用溶液を調製した。上述の注型用溶液を使用したという点を除いて、実施例２に従って膜を調製した。
実施例３のブロック共重合体膜も同様に、水浸透性およびろ過についてテストした。水で抽出した後、オートクレーブ内で３０分間１２１℃で水浴中で加熱することにより、膜を熱的にアニールした。その後、室温で膜を乾燥させ、グリセロールで乾燥したもの１つ（ＰＳＦ１）とグリセロールまたは表面活性剤なしで乾燥したもの１つ（ＰＳＦ２）の計２つの、ＰＳＦ  １５％、ＰＥＧＭＷ４００  １０％およびＮＭＰ７５％で作られたポリスルホン膜と比較した。データによると、開示された膜は、乾燥した場合でさえ自発的に水で湿潤化した（表Ｉ参照）。これとは対照的に、従来のポリスルホン膜に対して湿潤性を付与するためには、表面活性剤での処理が必要とされた（例：グリセロール）。結果は同様に、開示されている膜が３０〜５０kDの分子量遮断を有し、基準のポリスルホン膜よりも高い溶質回収率を有していたということも示している。
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実施例４
１５．０重量パーセントのＰＥＯ−ＰＳＦ−ＰＥＯ（ＰＥＯ：ＰＳＦ：：３０：７０ブロック共重合体）、５．０重量パーセントのＰＳＦ、８０．０重量パーセントのＮ−メチルピロリジノンを含有する注型用溶液を調製した。上述の注型用溶液を使用し混合物を３：１：：ＮＭＰ：水の浴中で凝固させたという点を除き、実施例２に従って膜を調製した。凝固の後、膜を最低１２時間純水の二次抽出浴の中に入れ周囲条件下で乾燥させた。
実施例３を介して得られた膜を、ＳＥＭおよび固相ＮＭＲを介しての観察および水浸透性、溶質浸透性およびタンパク質吸着の測定によって、特徴づけした。ＮＭＲの結果を以下の表IIに示す。
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ＮＭＲの結果は、膜表面におけるブロック共重合体の組織を示唆している。ＰＥＯおよびＰＳＦについてのまったく異なる緩和時間は、膜内の２つのまったく異なる物理的ドメインを表わす。常磁性作用物質クロム（１１１）アセチルアセトネート（Ｃｒ（ａｃａｃ）3）のＤ2Ｏ溶液での処理の後、ＰＥＯと結びつけられた緩和は抑制されたが、その一方で、ＰＳＦと結びつけられた緩和は影響を受けなかった。これは、ＰＥＯが膜表面で（Ｃｒ（ａｃａｃ）3溶液に対しアクセス可能なドメイン内に局在化され、ＰＳＦが内部膜基材内に局在化されていることと一貫性がある。
実施例５
１０．０重量パーセントのＰＥＯ−ＰＳＦ−ＰＥＯ（ＰＥＯ：ＰＳＦ：：３０：７０ブロック共重合体）１５．０重量パーセントのＰＳＦ、２５．０重量パーセントのポリエチレングリコール（Ｍn６００）および５０．０重量パーセントのＮ−メチルピロリジノンを含有する中空繊維膜のための注型用溶液を調製した。中空繊維は、公称内径２００μmおよび公称外径３００μmで、分速３０．４８cm（１００フィート）で５５℃で溶液をスピンさせることによって、注型用溶液から形成した。公称壁厚は５０μmであった。スピンノズルの底面から凝固浴内の水のレベルまでと定義された落下高さは１５２．４cm（５フィート）であった。コア溶液は、純水かまたはＮＭＰと水の混合物であった。テークアップホイール上での収集の後、水中でくり返し繊維を抽出した。後処理としては、０〜８０重量パーセントのグリセロール／水の範囲内のさまざまなグリセロール／水溶液の中へのソーキングまたは１２０℃で約３０分間水中にて繊維を熱的にアニールすること（オートクレーブ）が含まれた。次に繊維を室温で一晩空気乾燥させた。
実施例５で得られた膜をＳＥＭを介して特徴づけし、さらに、予め汚れたＮａＣｌおよびビタミンＢ−１２の浸透性およびウシ血清限外ろ過係数Ｋufの測定により、さらに特徴づけした。トリブロック共重合体の存在下および不在下での注型用溶液から作られた繊維の湿潤性は表IIIに示されている。トリブロック共重合体なしの注型用溶液のためのスピニング条件は、上述のものと同じであった。８０％のグリセリン溶液の中にソーキングした繊維の性能は、両方のケースにおいて完全に湿潤化した膜について得ることのできる最大を表わしている。ＰＳＦおよびＰＥＧ６００のみを含有する注型用溶液から作られた膜については、湿潤性は失なわれ、性能は、テストされたその他のすべてのグリセリン濃度において低下する。湿潤剤をまったく使用しなかった場合（すなわち純水）、繊維は一晩乾燥させた時点でつぶれた。したがって、性能を測定することはできなかった。これとは対照的に、ＰＳＦ、ＰＥＧ６００およびＰＥＯ−ＰＳＦ−ＰＥ０トリブロック共重合体を含有する注型用溶液から作られた繊維は、５％を含むすべてのグリセリン濃度について湿潤性を維持した。さらに、湿潤剤をまったく含まないオートクレーブ処理した繊維も湿潤性を維持した。いかなる湿潤剤もオートクレーブ後処理も伴なわずに一晩空気乾燥させた繊維のみが、性能ひいては湿潤性の低下を示した。注型用溶液内のトリブロック共重合体の使用は、中空繊維内での湿潤剤または細孔維持剤としてのグリセリンに対する必要性を大幅に減少させるかまたは削除した。実施例５からの膜は、ポリスルホン２２％、ＰＥＧ６００およびＮＭＰ４８％で作られたＰＳＦ膜と対比させられている（表III参照）。
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本発明の膜は、低濃度のグリセロールで処理したとき顕著な性能を保持し、一方従来のＰＳＦ膜は、類似の性能についてグリセロール８０％での処理を必要としている。さらに重要なことに、熱的なアニール単独でより優れた性能が生み出される。開示された膜が空気乾燥されただけでも、いく分かのフローが保持される。グリセロール５％またはオートクレーブでのＰＳＦのみの膜の処理も同様に決定できる。
実施例２および３に従って作った膜の溶質拒絶およびタンパク質回収率を、出発溶液、保持溶液およびろ液の濃度を測定することによって計算した。
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走査電子顕微鏡写真は、この重合体膜が、厚み１８０〜２００μmで均質なスポンジ様の非対称断面をもつ多孔質のものであることを示している。気孔の直径は０．０５〜２．０μmの範囲内にある。
実施例６
ＰＥ０−ｂ−ＰＳＦおよびポリスルホン（Udel３５００）を組み入れた注型用溶液組成物の調査を行った（表Ｖ参照）。すべての処方物のための溶媒そして５０℃でＨ2Ｏからなる凝固浴としては、Ｎ−メチルピロリジノンを使用した。２，０００kD超（すなわちＰＭＸ３０−５Ｂ１３  ５％／ＰＳＦ５％）から２０kD（すなわちＰＭＸ３０−５Ｂ１３  １０％／ＰＳＦ  １５％）の範囲の分子量遮断をもつ膜を処方するには、ＰＥ０−ｂ−ＰＳＦを用いることができる。星印（☆）は、膜が５５psiでテストされ、報告された流束が１０psiに正規化されたことを表わしている。以下の略号を使用した：すなわちＢＬＤｅｘ＝ブルーデキストラン、Ｍｎ≒２，０００kD、ＢＳＡ＝ウシ血清アルブミン、Ｍｎ＝６７kD、Ｃｙｔ−Ｃ＝シトクロムＣ、Ｍｎ＝１２．４kD。溶媒（ＮＭＰ）は、各処方の差引不足分を形成する。すべては、不織ポリプロピレン織地（Freudenberg）上で注型し（８ミル）、５分間５０℃でＨ2Ｏ内で凝固し、その後、Ｈ2Ｏ内での排気的抽出のため取り出した。すべての膜をグリセリン溶液から乾燥させた。報告された拒絶は、単一の溶質半減試験についてのろ過済み濃度から計算した。
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実施例７
ＰＥＯ−ｂ−ＰＳＦ  １０％／ＰＳＦ１０％膜の熱処理の効果について研究した（表VI参照）。水性凝固浴の温度が上昇するにつれて、Ｈ2Ｏ流束は増大し、シトクロム−Ｃの回収率は増大した（３行目、グリセリン処理済み膜）。Ｃｙｔ−Ｃの増大する回収は、タンパク質の吸着の減少を反映していた。タンパク質吸着の効果は、より小さい溶質についてはるかに容易に見受けられたが、これは、この溶質が実質的に膜の中を通過し、このようにして膜の全活性表面に露呈されていたからである。タンパク質吸着の減少は、ＰＥＯ活性表面セグメントの表面富化の増強の結果としてもたらされた。
膜は同様に、ＰＥＯ表面富化（第１欄、膜３８４５〜５２）を増強させるため、製造後熱処理した。５０℃で２４時間水浴内に入れられ次に空気乾燥されるかまたはグリセリンから乾燥された膜は、熱による後処理をまったく受けなかった膜に比べＣｙｔ−Ｃ回収が著しく改善されていた。この情報は、熱的にアニール後のＰＥＯの表面富化の増強を裏づけている。さらに、空気乾燥された膜の測定可能なフローおよび拒絶は、熱処理された膜の湿潤性の増強を実証している。熱処理を受けていない膜については、測定可能なフローはまったくなかった。１２０℃の水浴中でのより活発な熱処理（オートクレーブ）を３０分間行うと、驚くべき品質の膜を生み出した。タンパク質回収率の増大およびより開放した細孔構造に加えて、この膜は、付加的なグリセロールまたは表面活性剤を加えなくてもその水浸透性を完全に回復した。表VIにおいて、ブロック共重合体３８４５〜５３は２２．２％のＰＥＯを含有し５１．４kDであった。ブロック共重合体３７９１〜１６Ａ１は２３．５％のＰＥＯを含有し、５６．６kDであった。
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実施例８
反射分光法は、膜に対するＣｔｙ−Ｃ吸着の補足的測定を提供している（表VII参照）。スペクトル吸着の増大は、吸着されたタンパク質の量の増大を表わしていた。
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実施例９
機械式攪拌器、ディーン−スタークトラップおよび−窒素パージを備えた１リットル丸底フラスコに、炭酸２カリウム３０９．１グラムおよび以下の単量体を装入した：５，０００Ｄａのモノメチルポリエチレングリコール３２．３グラム；１０，０００Ｄａのポリエチレングリコール２９０．３グラム；ビスフェノールＡ１６２．８グラム；および４，４’−クロロフェニルスルホン２１４．１グラム。
窒素フローの下で、トルエン６００mlおよびＮ−メチルピロリドン溶媒１，５００mlを加えた。中に熱電対プローブを挿入したゴム製隔膜でフラスコを密封した。トルエン還流まで攪拌しながら試薬混合物を加熱することにより、約１５５〜１６０℃で反応が開始した。水−トルエン共沸混合物がディーン−スタークトラップ内で収集され、５時間で合計２６．０mlの水を生成した。重合に影響を及ぼすため１９０℃まで温度が上昇させられるにつれ、系からトルエンを留去した。６時間後、重合を停止させ、混合物を室温まで冷却させた。過剰の希塩酸との混合により、残留炭酸カリウムを中和させ、粘性重合体を沈殿させた。新鮮な水での２回の抽出後、回収した重合体をろ過し、６５℃の対流オーブン内で一定の重量まで乾燥させた。
実施例９と同様に、４つのさらなるブロック重合体を調製し、それぞれ、平均分子量１０，０００Ｄａのポリエチレングリコール、４，０００Ｄａ、８，０００Ｄａ、１２、０００Ｄａおよび１８，５００Ｄａのポリエチレングリコールと置換した。
実施例１０
以下の化学量論で、実施例９のようにして重合体を調製した。ランダム２成分ＰＥＯ／ＰＰＯ（５：１比、ＭＷ８７５０、Polyscience、Warrington、ＰＡ）を４０％の重量分画で使用した。２成分ＰＥＯ／ＰＰＯ（０．００６モル）を、ＮＭＰ３７５mlおよびトルエン１２５ml中で、０．２７５４モルのビスフェノールＡ，０．２７８４モルのビスクロロフェニルスルホンおよび０．８３５２モルの炭酸カリウムと反応させた。
実施例１１
以下の化学量論で、実施例９のようにして重合体を調製した。０．０１７４モルの１０kDのＰＥＧ（Fluka Chemika、スイス）および３．８７×１０-3モルの５kDのポリエチレングリコールモノメチルエーテル（Polyscience、Warrington、ＰＡ）からなる１：２比の２成分ポリエチレングリコールを３０％の重量分画で用いた。２成分ＰＥＧ（０．０３８７モル）を１．０１モルのビスフェノールＡ、１．０３モルのビスクロロフェニルスルホンおよび３．０９モルの炭酸カリウムを、ＮＭＰ１．５リットルおよびトルエン６００mlの中で反応させた。
実施例１２
以下の化学量論で、実施例９のようにして重合体を調製した。０．０２９０モルの１０kDのＰＥＧ（Fluka Chemika）および６．４５×１０-3モルの５，０００kDのポリエチレングリコールモノメチルエーテル（Polyscience）からなる２成分ポリエチレングリコールを、５０％の重量分画で使用した。２成分ＰＥＧ（０．０６４５モル）をＮＭＰ  １．５リットルおよびトルエン６００mlの中で、ビスフェノールＡ  ０．７１３モル、ビスクロロフェニルスルホン０．７４５モルおよび炭酸カリウム２．２４モルと反応させた。
その他の実施形態
以上の記述から、本発明の主要な特徴を確認することができる。その精神および範囲から逸脱することなく、さまざまな用途および条件に適合させるためさまざまな変更および修正を加えることが可能である。
例えば、本明細書に記述したもののようなポリ（エチレンオキシ）および疎水性ブロックセグメントを含むテトラブロックまたはペンタブロック共重合体も、特許請求の範囲内に入るがこれらに制限されるわけではない。同様に、溶媒および添加剤を調製することによって、前述のブロック共重合体で非多孔質高密度フィルムを作成することもできる。さらに、ポリ（エチレンオキシ）の代わりに同様に親水性の重合体を使用することもできる。このようにしてその他の実施形態も同様に、請求の範囲内に包含されるものである。