(57)【要約】  シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されるナノファイバーを含む医療用材料であって、前記シリコーン変性ポリウレタン樹脂が、（Ａ）数平均分子量５００以上の長鎖ポリオール、（Ｂ）数平均分子量５００未満の短鎖ポリオール、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン及び（Ｄ）ポリイソシアネートの反応生成物であり、平均繊維径が２０００ｎｍ未満であることを特徴とする医療用材料である。この医療用材料は、生物学的試験において優れた性能を有する。
2020175229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されるナノファイバーを含む医療用材料であって、前記シリコーン変性ポリウレタン樹脂が、（Ａ）数平均分子量５００以上の長鎖ポリオール、（Ｂ）数平均分子量５００未満の短鎖ポリオール、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン及び（Ｄ）ポリイソシアネートの反応生成物であり、平均繊維径が２０００ｎｍ未満であることを特徴とする医療用材料。
【請求項２】
前記（Ｃ）成分が、（Ｃ−１）下記式（１）で表されるオルガノポリシロキサン及び／又は（Ｃ−２）式（２）で表される分子鎖片末端のみにカルビノール基を有するオルガノポリシロキサンである請求項１記載の医療用材料。
Ｒ1Ｒ22ＳｉＯ（ＳｉＲ22Ｏ）mＳｉＲ1Ｒ22      （１）
（式（１）中、Ｒ1はそれぞれ独立して、水酸基若しくはメルカプト基を有し、鎖中に酸素原子を介していてもよい炭素数１〜１０の１価炭化水素基、又は第１級アミノ基若しくは第２級アミノ基を有する炭素数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｒ2はそれぞれ独立して、水素原子の一部がフッ素原子置換されていてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基又はアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数５〜１２のアリール基又はビニル基であり、ｍは１〜２００の整数である。）
Ｒ23ＳｉＯ（ＳｉＲ22Ｏ）nＳｉＲ22Ｒ4      （２）
［式（２）中、Ｒ2は前記の通りであり、Ｒ4は下記式（３）
−Ｒ5−Ｘ−ＣＨ2Ｃ（Ｒ6）2Ｒ7      （３）
（式（３）中、Ｒ5は鎖中に酸素原子を含んでもよい炭素数２〜１０のアルキレン基であり、Ｒ6は炭素数１〜１０のカルビノール基であり、Ｒ7は水素原子、アミノ基、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｘは単結合又は−Ｏ−結合である（ただしＲ5が酸素原子を含み、かつＸが−Ｏ−結合の場合、２つの酸素原子は隣接しない）。）で表される特性基であり、ｎは１〜２００の整数である。］
【請求項３】
前記平均繊維径が１０００ｎｍ未満である請求項１又は２記載の医療用材料。
【請求項４】
前記（Ｃ）成分の配合量が、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分の総量１００質量部中０．１〜５０質量部である請求項１〜３のいずれか１項記載の医療用材料。
【請求項５】
前記ナノファイバーで構成された繊維積層構造体からなる請求項１〜４のいずれか１項記載の医療用材料。
【請求項６】
細胞足場材である請求項１〜５のいずれか１項記載の医療用材料。
【請求項７】
創傷被覆材である請求項１〜５のいずれか１項記載の医療用材料。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項記載のナノファイバーを含む医療用材料の製造方法であって、前記ナノファイバーをシリコーン変性ポリウレタン樹脂の溶液又は分散液をエレクトロスピニング法によって紡糸することを特徴とする医療用材料の製造方法。
【請求項９】
前記エレクトロスピニング法によって紡糸したナノファイバーについて洗浄処理及び／又は乾燥処理を行う請求項８記載の医療用材料の製造方法。
【請求項１０】
更に、前記洗浄処理及び／又は乾燥処理したナノファイバーについて滅菌処理する請求項９記載の医療用材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含むナノファイバーを使用した医療用材料、更に詳しくは、生物学的試験において優れた性能を有するシリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されたナノファイバー、好ましくはその繊維積層構造体を使用した医療用材料及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂繊維は、主に乾式紡糸法、種類によっては溶融紡糸法、湿式紡糸法などの方法により得られる。一方で、これらでは製造困難な繊維径の小さな繊維及び繊維積層構造体を製造する方法として、エレクトロスピニング法（静電紡糸法、電界紡糸法、溶融電界紡糸法）が知られている。【０００３】
エレクトロスピニング法は、ポリマーを含有する溶液又はポリマーを溶融させた溶融物を高電圧下に吐出することで静電的反発力によりポリマーが極細化されると同時に溶媒の揮発や冷却等により極細繊維等の形成が可能となる方法として知られている。また形成されたポリマーの極細繊維等を捕集することにより一段階で極細繊維、繊維積層構造体及び不織布を得ることのできる紡糸方法でもある。通常、繊維積層構造体は、紡糸工程の際、ポリマー溶液からの溶媒の蒸発により硬化し、形成される。硬化は、冷却（例えば、試料が高温で液体である場合）、化学的硬化（例えば、硬化用蒸気による処理）、溶媒の蒸発（例えば、試料が室温で液体である場合）などでも行われる。また、製造した不織布は、適宜に配置した捕集基板上に捕集され、必要であれば剥離することも可能である。【０００４】
また、１０００ｎｍ未満の繊維径をもつナノサイズの繊維は、通常の繊維と比較して超比表面積効果やナノサイズ効果等が知られ、ナノファイバーとして盛んに研究開発がされている。特にエレクトロスピニング法はナノファイバー形成が容易であることから、広く使用されている。【０００５】
近年、医療用材料（医用材料ともいう）として、ナノファイバーが有する特徴を生かした応用例が報告されている。例えば、細胞足場材（スカフォールド）、人工臓器、創傷包帯、組織又は骨再生用膜等であり、ポリウレタンのナノファイバーについての記載も見られる（特開２０１６−０５５１９５号公報、特開２０１７−０６４３１１号公報、特開２０１５−１９８６０４号公報、国際公開第２００７／０６３８２０号（特許文献１〜４））。【０００６】
一方、シリコーンで変性されたポリウレタン樹脂を使用した繊維及び繊維積層構造体が報告されている（国際公開第２０１６／１５８９６７号、国際公開第２０１７／１７５６８０号（特許文献５，６））。これらは、ポリウレタン樹脂繊維やシリコーン樹脂からなるナノファイバーに比べて、柔軟性、滑り性、耐ブロッキング性、保温性、水蒸気透過性、撥水性、紡糸性に優れた特性を有する。【０００７】
このようにシリコーンで変性されたポリウレタン樹脂を使用した繊維は、ポリウレタンナノファイバーと比較して優れた特性を有するも、生物学的試験による評価はされておらず、またシリコーンで変性されたことによる効果は不明確であり、医療用材料としての応用が可能かは明確ではなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−０５５１９５号公報
【特許文献２】特開２０１７−０６４３１１号公報
【特許文献３】特開２０１５−１９８６０４号公報
【特許文献４】国際公開第２００７／０６３８２０号
【特許文献５】国際公開第２０１６／１５８９６７号
【特許文献６】国際公開第２０１７／１７５６８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、生物学的試験において優れた性能を有するナノファイバーを含む医療用材料を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、課題を解決するため鋭意検討を行った結果、シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されたナノファイバーについて生物学的試験を実施した結果、シリコーンによる変性のないポリウレタン樹脂と比較して、優れた性能を有することを見出し、上記の課題を解決し、本発明を完成した。【００１１】
即ち、本発明は、下記の医療用材料及びその製造方法である。
１．
シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されるナノファイバーを含む医療用材料であって、前記シリコーン変性ポリウレタン樹脂が、（Ａ）数平均分子量５００以上の長鎖ポリオール、（Ｂ）数平均分子量５００未満の短鎖ポリオール、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン及び（Ｄ）ポリイソシアネートの反応生成物であり、平均繊維径が２０００ｎｍ未満であることを特徴とする医療用材料。
２．
前記（Ｃ）成分が、（Ｃ−１）下記式（１）で表されるオルガノポリシロキサン及び／又は（Ｃ−２）式（２）で表される分子鎖片末端のみにカルビノール基を有するオルガノポリシロキサンである１記載の医療用材料。
Ｒ1Ｒ22ＳｉＯ（ＳｉＲ22Ｏ）mＳｉＲ1Ｒ22      （１）
（式（１）中、Ｒ1はそれぞれ独立して、水酸基若しくはメルカプト基を有し、鎖中に酸素原子を介していてもよい炭素数１〜１０の１価炭化水素基、又は第１級アミノ基若しくは第２級アミノ基を有する炭素数１〜１０の１価炭化水素基であり、Ｒ2はそれぞれ独立して、水素原子の一部がフッ素原子置換されていてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基又はアラルキル基、置換基を有していてもよい炭素数５〜１２のアリール基又はビニル基であり、ｍは１〜２００の整数である。）
Ｒ23ＳｉＯ（ＳｉＲ22Ｏ）nＳｉＲ22Ｒ4      （２）
［式（２）中、Ｒ2は前記の通りであり、Ｒ4は下記式（３）
−Ｒ5−Ｘ−ＣＨ2Ｃ（Ｒ6）2Ｒ7      （３）
（式（３）中、Ｒ5は鎖中に酸素原子を含んでもよい炭素数２〜１０のアルキレン基であり、Ｒ6は炭素数１〜１０のカルビノール基であり、Ｒ7は水素原子、アミノ基、又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、Ｘは単結合又は−Ｏ−結合である（ただしＲ5が酸素原子を含み、かつＸが−Ｏ−結合の場合、２つの酸素原子は隣接しない）。）で表される特性基であり、ｎは１〜２００の整数である。］
３．
前記平均繊維径が１０００ｎｍ未満である１又は２記載の医療用材料。
４．
前記（Ｃ）成分の配合量が、前記（Ａ）〜（Ｄ）成分の総量１００質量部中０．１〜５０質量部である１〜３のいずれかに記載の医療用材料。
５．
前記ナノファイバーで構成された繊維積層構造体からなる１〜４のいずれかに記載の医療用材料。
６．
細胞足場材である１〜５のいずれかに記載の医療用材料。
７．
創傷被覆材である１〜５のいずれかに記載の医療用材料。
８．
１〜７のいずれかに記載のナノファイバーを含む医療用材料の製造方法であって、前記ナノファイバーをシリコーン変性ポリウレタン樹脂の溶液又は分散液をエレクトロスピニング法によって紡糸することを特徴とする医療用材料の製造方法。
９．
前記エレクトロスピニング法によって紡糸したナノファイバーについて洗浄処理及び／又は乾燥処理を行う８記載の医療用材料の製造方法。
１０．
更に、前記洗浄処理及び／又は乾燥処理したナノファイバーについて滅菌処理する９記載の医療用材料の製造方法。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ナノファイバー及びその繊維積層構造体の特徴を有し、かつ同様のナノファイバーであるシリコーンによる変性のないポリウレタン樹脂よりも細胞接着性、細胞増殖性に優れ、生体適合性を有する。そのため、細胞足場材や創傷被覆材において極めて有用性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】エレクトロスピニング法（静電紡糸法）を用いて、ポリマー溶液を静電場中に吐出することにより不織布を製造する装置の一例を示す概略図である。
【図２】細胞増殖性試験において、実施例２−１の構造体１−１を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図３】細胞増殖性試験において、実施例２−２の構造体１−２を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図４】細胞増殖性試験において、実施例２−３の構造体１−３を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図５】細胞増殖性試験において、実施例２−４の構造体４を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図６】細胞増殖性試験において、実施例２−５の構造体５を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図７】細胞増殖性試験において、実施例２−６の構造体７を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図８】細胞増殖性試験において、実施例２−７の構造体８を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図９】細胞増殖性試験において、比較例２−１の比較構造体１を用いた細胞培養３日後のＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図１０】実施例３における構造体４（ＳｉＰＵ４）の細胞毒性評価後の顕微鏡観察結果を示す図である。
【図１１】実施例３における構造体８（ＳｉＰＵ８）の細胞毒性評価後の顕微鏡観察結果を示す図である。
【図１２】実施例３における陽性対照材料の細胞毒性評価後の顕微鏡観察結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［医療用材料］
以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る医療用材料は、シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されたナノファイバー含む医療用材料であって、前記シリコーン変性ポリウレタン樹脂が、下記（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）成分の反応生成物であり、平均繊維径が２０００ｎｍ未満であることを特徴とする。
【００１５】
（シリコーン変性ポリウレタン樹脂）
上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂は、（Ａ）数平均分子量５００以上の長鎖ポリオール、（Ｂ）数平均分子量５００未満の短鎖ポリオール、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン及び（Ｄ）ポリイソシアネートを反応させて得られ、（Ａ）〜（Ｄ）成分の総量１００質量部中、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサンを好ましくは０．１〜５０質量部、より好ましくは０．１〜４０質量部、更に好ましくは１〜３０質量部含むものである。
【００１６】
ここで、本発明において反応生成物とは、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分のみの反応生成物に限るものではなく、（Ａ）〜（Ｄ）成分に加えて（Ｅ）ポリアミン等の他成分を含んだものの反応生成物であってもよい。また、活性水素基とはアルコール、アミン、チオール等の水素原子を指す。
また、本発明において、上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂は、公知のポリウレタンの合成方法を利用することによって製造することができる。
【００１７】
（（Ａ）数平均分子量５００以上の長鎖ポリオール）
上記（Ａ）成分は、数平均分子量５００以上、好ましくは５００〜１０，０００、より好ましくは７００〜３，０００の高分子ポリオールであり、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン以外のものを用いることができる。高分子ポリオールの具体例としては、以下に示す（ｉ）〜（ｖｉ）の群に属するものを挙げることができる。なお、本発明において、数平均分子量は、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等を展開溶媒としたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）換算の値である（以下、同じ）。
【００１８】
（ｉ）ポリエーテルポリオール；
例えば、アルキレンオキシド（エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等）及び／又は環状エーテル（テトラヒドロフラン等）を重合又は共重合して得られるもの、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール−ポリテトラメチレングリコール（ブロック又はランダム共重合）、ポリテトラメチレンエーテルグリコール、ポリヘキサメチレングリコール等。
（ｉｉ）ポリエステルポリオール；
例えば、脂肪族系ジカルボン酸類（例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、グルタル酸、アゼライン酸等）及び／又は芳香族系ジカルボン酸（例えば、イソフタル酸、テレフタル酸等）と低分子量グリコール類（例えば、エチレングリコール、１，２−プロピレングリコール、１，３−プロピレングリコール、１，４−ブチレングリコール、１，６−ヘキサメチレンングリコール、ネオペンチルグリコール、１，４−ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン等）とを縮重合したもの、具体的にはポリエチレンアジペートジオール、ポリブチレンアジペートジオール、ポリヘキサメチレンアジペートジオール、ポリネオペンチルアジペートジオール、ポリエチレン／ブチレンアジペートジオール、ポリネオペンチル／ヘキシルアジペートジオール、ポリ−３−メチルペンタンアジペートジオール、ポリブチレンイソフタレートジオール等。
（ｉｉｉ）ポリラクトンポリオール；
例えば、ポリカプロラクトンジオール又はトリオール、ポリ−３−メチルバレロラクトンジオール等。
（ｉｖ）ポリカーボネートポリオール；
例えば、ポリトリメチレンカーボネートジオール、ポリテトラメチレンカーボネートジオール、ポリペンタメチレンカーボネートジオール、ポリネオペンチルカーボネートジオール、ポリヘキサメチレンカーボネートジオール、ポリ（１，４−シクロヘキサンジメチレンカーボネート）ジオール、ポリデカメチレンカーボネートジオール、及びこれらのランダム／ブロック共重合体等。
（ｖ）ポリオレフィンポリオール；
例えば、ポリブタジエングリコール、ポリイソプレングリコール又は、その水素化物等。
（ｖｉ）ポリメタクリレートポリオール；
例えば、α，ω−ポリメチルメタクリレートジオール、α，ω−ポリブチルメタクリレートジオール等。
【００１９】
これらの中でも、ポリエーテルポリオールが好ましく、より好ましくはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリテトラメチレンエーテルグリコールである。
【００２０】
（（Ｂ）数平均分子量５００未満の短鎖ポリオール）
上記（Ｂ）成分は、数平均分子量５００未満、好ましくは６０以上５００未満、より好ましくは６０〜３００の短鎖ポリオールであり、例えば、エチレングリコール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，６−ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコールなどの脂肪族グリコール類及びそのアルキレンオキシド低モル付加物（数平均分子量５００未満）；１，４−ビスヒドロキシメチルシクロヘキサン、２−メチル−１，１−シクロヘキサンジメタノールなどの脂環式系グリコール類及びそのアルキレンオキシド低モル付加物（数平均分子量５００未満）；キシリレングリコールなどの芳香族グリコール類及びそのアルキレンオキシド低モル付加物（数平均分子量５００未満）；ビスフェノールＡ、チオビスフェノール、スルホンビスフェノールなどのビスフェノール類及びそのアルキレンオキシド低モル付加物（数平均分子量５００未満）；炭素数１〜１８のアルキルジエタノールアミンなどのアルキルジアルカノールアミン類；グリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール、トリス−（２−ヒドロキシエチル）イソシアヌレート、１，１，１−トリメチロールエタン、１，１，１−トリメチロールプロパンなどの多価アルコール系化合物が挙げられる。これらの中で脂肪族グリコール類がより好ましく、更に好ましくはエチレングリコール、１，３−プロパンジオール又は１，４−ブタンジオールである。
【００２１】
（Ｂ）成分の配合量は、上記（Ａ）長鎖ポリオール１００質量部に対して１〜２００質量部、特に１０〜３０質量部であることが好ましい。
【００２２】
（（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン）
上記（Ｃ）成分は、（Ｃ−１）式（１）で表されるオルガノポリシロキサン及び／又は（Ｃ−２）式（２）で表される分子鎖片末端のみにカルビノール基を有するオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００２３】
（（Ｃ−１）オルガノポリシロキサン）
（Ｃ−１）成分は下記式（１）
Ｒ1Ｒ22ＳｉＯ（ＳｉＲ22Ｏ）mＳｉＲ1Ｒ22          （１）
（式中、Ｒ1はそれぞれ独立して、水酸基若しくはメルカプト基を有し、鎖中に酸素原子を介していてもよい炭素数１〜１０の１価炭化水素基、又は第１級アミノ基若しくは第２級アミノ基を有する炭素数１〜１０の１価炭化水素基である。Ｒ2はそれぞれ独立して、水素原子の一部がフッ素原子置換されていてもよい直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基又はアラルキル基、置換基を含んでもよい炭素数５〜１２のアリール基又はビニル基である。ｍは１〜２００の整数である。）
で表されるオルガノポリシロキサンである。
【００２４】
上記Ｒ1の水酸基若しくはメルカプト基を有し、鎖中に酸素原子を介していてもよい炭素数１〜１０の１価炭化水素基としては、例えば、ヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシエタ−１−イル基、２−ヒドロキシプロパ−１−イル基、３−ヒドロキシプロパ−１−イル基、２−ヒドロキシブタ−１−イル基、３−ヒドロキシブタ−１−イル基、４−ヒドロキシブタ−１−イル基、２−ヒドロキシフェニル基、３−ヒドロキシフェニル基、４−ヒドロキシフェニル基、２−（ヒドロキシメトキシ）エタ−１−イル基、２−（２−ヒドロキシエトキシ）エタ−１−イル基、２−（２−ヒドロキシプロポキシ）エタ−１−イル基、２−（３−ヒドロキシプロポキシ）エタ−１−イル基、２−（２−ヒドロキシブトキシ）エタ−１−イル基、２−（３−ヒドロキシブトキシ）エタ−１−イル基、２−（４−ヒドロキシブトキシ）エタ−１−イル基、３−（ヒドロキシメトキシ）プロパ−１−イル基、３−（２−ヒドロキシエトキシ）プロパ−１−イル基、３−（２−ヒドロキシプロポキシ）プロパ−１−イル基、３−（３−ヒドロキシプロポキシ）プロパ−１−イル基、３−（２−ヒドロキシブトキシ）プロパ−１−イル基、３−（３−ヒドロキシブトキシ）プロパ−１−イル基、３−（４−ヒドロキシブトキシ）プロパ−１−イル基、メルカプトメチル基、２−メルカプトエタ−１−イル基、２−メルカプトプロパ−１−イル基、３−メルカプトプロパ−１−イル基、２−メルカプトブタ−１−イル基、３−メルカプトブタ−１−イル基、４−メルカプトブタ−１−イル基、２−（メルカプトメトキシ）エタ−１−イル基、２−（２−メルカプトエトキシ）エタ−１−イル基、２−（２−メルカプトプロポキシ）エタ−１−イル基、２−（３−メルカプトプロポキシ）エタ−１−イル基、２−（２−メルカプトブトキシ）エタ−１−イル基、２−（３−メルカプトブトキシ）エタ−１−イル基、２−（４−メルカプトブトキシ）エタ−１−イル基、３−（メルカプトメトキシ）プロパ−１−イル基、３−（２−メルカプトエトキシ）プロパ−１−イル基、３−（２−メルカプトプロポキシ）プロパ−１−イル基、３−（３−メルカプトプロポキシ）プロパ−１−イル基、３−（２−メルカプトブトキシ）プロパ−１−イル基、３−（３−メルカプトブトキシ）プロパ−１−イル基、３−（４−メルカプトブトキシ）プロパ−１−イル基等が挙げられる。
【００２５】
上記Ｒ1の第１級アミノ基若しくは第２級アミノ基を有する炭素数１〜１０の１価炭化水素基としては、例えば、アミノメチル基、２−アミノエタ−１−イル基、２−アミノプロパ−１−イル基、３−アミノプロパ−１−イル基、２−アミノブタ−１−イル基、３−アミノブタ−１−イル基、４−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−メチルアミノメチル基、Ｎ−メチル−２−アミノエタ−１−イル基、Ｎ−メチル−２−アミノプロパ−１−イル基、Ｎ−メチル−３−アミノプロパ−１−イル基、Ｎ−メチル−２−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−メチル−３−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−メチル−４−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−エチルアミノメチル基、Ｎ−エチル−２−アミノエタ−１−イル基、Ｎ−エチル−２−アミノプロパ−１−イル基、Ｎ−エチル−３−アミノプロパ−１−イル基、Ｎ−エチル−２−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−エチル−３−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−エチル−４−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−ブチルアミノメチル基、Ｎ−ブチル−２−アミノエタ−１−イル基、Ｎ−ブチル−２−アミノプロパ−１−イル基、Ｎ−ブチル−３−アミノプロパ−１−イル基、Ｎ−ブチル−２−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−ブチル−３−アミノブタ−１−イル基、Ｎ−ブチル−４−アミノブタ−１−イル基等が挙げられる。
【００２６】
上記Ｒ1のうち、好ましくは第１級水酸基若しくは第２級水酸基を有し、鎖中に酸素原子を介していてもよい炭素数２〜６の１価炭化水素基、又は第１級アミノ基若しくは第２級アミノ基を有する炭素数２〜６の１価炭化水素基であり、より好ましくは２−ヒドロキシエタ−１−イル基、３−ヒドロキシプロパ−１−イル基、３−（２−ヒドロキシエトキシ）プロパ−１−イル基、又は３−アミノプロパ−１−イル基である。
【００２７】
上記Ｒ2の直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基又はアラルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキサ−１−イル基、２−フェニルエタ−１−イル基、２−メチル−２−フェニルエタ−１−イル基等が挙げられる。
【００２８】
上記Ｒ2の水素原子の一部がフッ素原子置換された直鎖状、分岐状若しくは環状の炭素数１〜１０のアルキル基としては、例えば、３，３，３−トリフルオロプロピル基、３，３，４，４，４−ペンタフルオロブチル基、３，３，４，４，５，５，６，６，６−ノナフルオロヘキシル基、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，７−ウンデカフルオロヘプチル基、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，８−トリデカフルオロオクチル基、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，９−ペンタデカフルオロノニル基、３，３，４，４，５，５，６，６，７，７，８，８，９，９，１０，１０，１０−ヘプタデカフルオロデシル基等が挙げられる。
【００２９】
上記Ｒ2の置換基を有していてもよい炭素数５〜１２のアリール基は、例えば、フェニル基、２−メチル−１−フェニル基、３−メチル−１−フェニル基、４−メチル−１−フェニル基、２，３−ジメチル−１−フェニル基、３，４−ジメチル−１−フェニル基、２，３，４−トリメチル−１−フェニル基、２，４，６−トリメチル−１−フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。
【００３０】
上記のＲ2のうち、好ましくはメチル基、フェニル基、３，３，３−トリフルオロプロピル基、及びビニル基からなる群から選択される基である。
【００３１】
上記式（１）において、ｍは１〜２００の整数であり、好ましくは１〜４０の整数であり、特に５〜３０の整数が好ましい。ｍが上記範囲を超えるとシリコーンの粘度上昇及び末端反応性が低下するとともに、ウレタン樹脂としての特性が低下する。
【００３２】
このような（Ｃ−１）成分のオルガノポリシロキサンは、それぞれ必要な置換基に応じて合成してもよいが、市販品を使用してもよい。例えば、下記化合物群（１−１）〜（４−７）等が挙げられる。なお、下記式中、Ｍｅはメチル基、Ｐｈはフェニル基を示す（以下、同じ）。
【００３３】
【化１】
2020175229.tif 000003
【００３４】
【化２】
2020175229.tif 000004
【００３５】
【化３】
2020175229.tif 000005
【００３６】
【化４】
2020175229.tif 000006
【００３７】
但し、上記化合物群（１−１）、（１−２）、（２−１）、（２−２）、（３−１）、（３−２）、（４−１）及び（４−２）では、ｍ1＝ｍで、ｍ1は１以上であり、上記化合物群（１−３）〜（１−６）、（２−３）〜（２−７）、（３−３）〜（３−７）及び（４−３）〜（４−７）では、ｍ1＋ｍ2＝ｍであり、ｍ1は１以上、ｍ2も１以上であり、このときのｍは２〜２００の整数であり、上記化合物群（２−８）、（２−９）、（３−８）及び（３−９）では、ｍ1＋ｍ2＋ｍ3＝ｍであり、ｍ1、ｍ2、ｍ3はそれぞれが１以上であり、このときのｍは３〜２００の整数である。
【００３８】
このような化合物は活性水素基含有ジシロキサンと任意の置換基を持つ環状テトラシロキサンとを酸又はアルカリ条件下で反応させることにより合成が可能である。
【００３９】
（（Ｃ−２）分子鎖片末端のみにカルビノール基を有するオルガノポリシロキサン）
（Ｃ−２）成分は下記式（２）
Ｒ23ＳｉＯ（ＳｉＲ22Ｏ）nＳｉＲ22Ｒ4      （２）
［式（２）中、Ｒ2は上記の通りであり、Ｒ4は下記式（３）
−Ｒ5−Ｘ−ＣＨ2Ｃ（Ｒ6）2Ｒ7          （３）
（式（３）中、Ｒ5は鎖中に酸素原子を含んでもよい炭素数２〜１０の２価のアルキレン基であり、Ｒ6は炭素数１〜１０のカルビノール基であり、Ｒ7は水素原子、アミノ基又は炭素数１〜１０の１価のアルキル基であり、Ｘは単結合又は−Ｏ−結合である（ただし、Ｒ5が酸素原子を含み、かつＸが−Ｏ−結合の場合、２つの酸素原子は隣接しない）。）で表される特性基であり、ｎは１〜２００の整数である。］
で表される分子鎖片末端のみに２つのカルビノール基を有するオルガノポリシロキサンである。
【００４０】
上記式（２）におけるＲ2は上記の通り（式（１）におけるＲ2と同じ）である。
【００４１】
上記のＲ4を示す式（３）において、Ｒ5は鎖中に酸素原子を含んでもよい炭素数２〜１０のアルキレン基であり、例えば１，２−エチレン基、１，２−プロピレン基、１，３−プロピレン基、１，３−ブチレン基、１，４−ブチレン基、１，３−ペンチレン基、１，４−ペンチレン基、１，５−ペンチレン基、１，６−へキシレン基、１，７−ヘプチレン基、１，８−オクチレン基、１，９−ノニレン基、１，１０−デシレン基、２−（３−プロパ−１−オキシ）エタ−１−イレン基、３−（３−プロパ−１−オキシ）プロパ−１−イレン基、４−（３−プロパ−１−オキシ）ブタ−１−イレン基、５−（３−プロパ−１−オキシ）ペンタ−１−イレン基、６−（３−プロパ−１−オキシ）ヘキサ−１−イレン基、１，３−シクロヘキシレン基、１，４−シクロヘキシレン基、１，３−シクロヘプチレン基、１，４−シクロヘプチレン基、１，４−ジオキサシクロヘキサ−２，５−イレン基等から選択される基である。より好ましくは、入手の容易性から１，３−プロピレン基である。
【００４２】
式（３）においてＲ6は、炭素数１〜１０のカルビノール基であり、具体的にはヒドロキシメチル基、２−ヒドロキシエタ−１−イル基、２−ヒドロキシプロパ−１−イル基、３−ヒドロキシプロパ−１−イル基、２−ヒドロキシブタ−１−イル基、４−ヒドロキシブタ−１−イル基、５−ヒドロキシペンタ−１−イル基、６−ヒドロキシへキサ−１−イル基、７−ヒドロキシヘプタ−１−イル基、８−ヒドロキシオクタ−１−イル基、９−ヒドロキシノナ−１−イル基、１０−ヒドロキシデカ−１−イル基等が挙げられる。好ましくはヒドロキシメチル基や２−ヒドロキシエタ−１−イル基である。
【００４３】
式（３）においてＲ7は、水素原子又は炭素数１〜１０のアルキル基であり、具体的にはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、シクロヘキシル基、２−エチルヘキサ−１−イル基、２−フェニルエタ−１−イル基、２−メチル−２−フェニルエタ−１−イル基等が挙げられる。好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基である。
【００４４】
式（３）においてＸは、単結合又は−Ｏ−結合である。
【００４５】
上記式（２）におけるｎは、１〜２００の整数であり、好ましくは１０〜１６０の整数である。ｎが上記範囲を超えるとシリコーンの粘度上昇及び末端反応性が低下するとともに、ウレタン樹脂としての特性が低下する。
【００４６】
このような（Ｃ−２）成分のオルガノポリシロキサンは、それぞれ必要な置換基に応じて合成してもよいが、具体的には下記化合物（５−１）〜（５−６）等が挙げられる。なお、下記式中、Ｂｕはブチル基を示す（以下、同じ）。
【００４７】
【化５】
2020175229.tif 000007
【００４８】
但し、上記化合物（５−１）及び（５−２）では、ｎ1＝ｎで、ｎ1は１以上であり、上記化合物（５−３）〜（５−６）では、ｎ1＋ｎ2＝ｎであり、ｎ1は１以上、ｎ2も１以上であり、このときのｎは２〜２００の整数である。
【００４９】
このような化合物は片末端ハイドロジェンポリジメチルシロキサンとトリメチロールプロパンモノアリルエーテルとをヒドロシリル化反応することで合成が可能である。
【００５０】
また、上記（Ｃ）成分の活性水素基含有オルガノポリシロキサンは、（Ｃ−１）成分のオルガノポリシロキサンのみから構成されていてもよく、（Ｃ−２）成分の分子鎖片末端のみにカルビノール基を有するオルガノポリシロキサンのみから構成されていてもよいが、（Ｃ−１）成分と（Ｃ−２）成分を混合して使用してもよい。
【００５１】
このとき、（Ｃ−１）成分と（Ｃ−２）成分との質量比は、１００：０〜０：１００であることが好ましく、（Ｃ−２）成分を配合する場合は９９：１〜１：９９であることが好ましい。
【００５２】
（（Ｄ）ポリイソシアネート）
上記（Ｄ）成分（ポリイソシアネート）としては、従来公知のいずれのものも使用できるが、例えば、好ましいものとして、トルエン−２，４−ジイソシアネート、４−メトキシ−１，３−フェニレンジイソシアネート、４−イソプロピル−１，３−フェニレンジイソシアネート、４−クロル−１，３−フェニレンジイソシアネート、４−ブトキシ−１，３−フェニレンジイソシアネート、２，４−ジイソシアネートジフェニルエーテル、４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）、ジュリレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、１，５−ナフタレンジイソシアネート、ベンジジンジイソシアネート、ｏ−ニトロベンジジンジイソシアネート、４，４’−ジイソシアネートジベンジルなどの芳香族ジイソシアネート、メチレンジイソシアネート、１，４−テトラメチレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、１，１０−デカメチレンジイソシアネートなどの脂肪族ジイソシアネート；１，４−シクロヘキシレンジイソシアネート、１，５−テトラヒドロナフタレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（Ｈ１２ＭＤＩ）、水添ＸＤＩなどの脂環式ジイソシアネートなど、或いはこれらのジイソシアネート化合物と低分子量のポリオールやポリアミンを末端がイソシアネートとなるように反応させて得られるポリウレタンプレポリマーなども使用することができる。これらのうち、４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）、キシリレンジイソシアネート、１，６−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、４，４’−メチレンビス（シクロヘキシルイソシアネート）（Ｈ１２ＭＤＩ）、水添ＸＤＩが好ましい。
【００５３】
（Ｄ）成分の配合量は、上記（Ａ）〜（Ｃ）成分由来の活性水素基に対するイソシアネート基の当量比が、０．９〜１．１となる配合量が好ましく、より好ましくは０．９５〜１．０５となる範囲、特に好ましくは０．９９〜１．０１となる範囲である。当量比が上記範囲内であると、ウレタンとしての物性が損なわれることなく、繊維においても安定に紡糸でき、強度が得られる点で好ましい。
【００５４】
（その他の成分）
（（Ｅ）ポリアミン）
本発明で用いるシリコーン変性ポリウレタン樹脂の合成において、（Ｅ）ポリアミンを添加してもよい。（Ｅ）成分（ポリアミン）としては、例えば、短鎖ジアミン（脂肪族ジアミン化合物、芳香族ジアミン化合物、脂環式ジアミン化合物）、長鎖ジアミン類及びヒドラジン類等が挙げられ、（Ｃ）成分（活性水素基含有オルガノポリシロキサン）以外のものが使用できる。短鎖ジアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、トリメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン及びオクタメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン化合物、フェニレンジアミン、３，３’−ジクロロ−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、４，４’−メチレンビス（フェニルアミン）、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル及び４，４’−ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族ジアミン化合物、シクロペンタンジアミン、シクロヘキシルジアミン、４，４−ジアミノジシクロヘキシルメタン、１，４−ジアミノシクロヘキサン及びイソホロンジアミンなどの脂環式ジアミン化合物等が挙げられる。長鎖ジアミン類としては、アルキレンオキサイド（エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイドなど）の重合体又は共重合体から得られるものが例示され、具体的にはポリオキシエチレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン等が挙げられる。ヒドラジン類としては、ヒドラジン、カルボジヒドラジド、アジピン酸ジヒドラジド、セバシン酸ジヒドラジド及びフタル酸ジヒドラジド等が挙げられる。
【００５５】
また、アミノ変性タイプのシランカップリング剤を使用すれば、自己硬化反応型の塗料の設計が可能になる。例えば、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−６０２）、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＭ−６０３）、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジエトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＥ−６０２）、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＥ−６０３）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（信越化学工業（株）製ＫＢＥ−９０３）、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
【００５６】
なお、（Ｅ）成分（ポリアミン）の配合量は、これを配合する場合、上記（Ａ）〜（Ｄ）成分の合計量１００質量部に対して１〜３０質量部、より好ましくは１〜１５質量部である。
【００５７】
（触媒）
本発明で用いるシリコーン変性ポリウレタン樹脂の合成において、必要に応じて触媒を使用できる。例えば、ジブチルスズジラウレート、ジブチルスズマレエート、ジブチルスズフタレート、ジブチルスズジオクタノエート、ジブチルスズビス（２−エチルヘキサノエート）、ジブチルスズビス（メチルマレエート）、ジブチルスズビス（エチルマレエート）、ジブチルスズビス（ブチルマレエート）、ジブチルスズビス（オクチルマレエート）、ジブチルスズビス（トリデシルマレエート）、ジブチルスズビス（ベンジルマレエート）、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズビスイソオクチルチオグリコレート、ジブチルスズビス２−エチルヘキシルチオグリコレート、ジオクチルスズビス（エチルマレエート）、ジオクチルスズビス（オクチルマレエート）、ジブチルスズジメトキサイド、ジブチルスズビス（ノニルフェノキサイド）、ジブテニルスズオキサイド、ジブチルスズオキサイド、ジブチルスズビス（アセチルアセトナート）、ジブチルスズビス（エチルアセトアセトナート）、ジブチルスズオキサイドとシリケート化合物との反応物、ジブチルスズオキサイドとフタル酸エステルとの反応物、オクチル酸鉛、テトラブチルチタネート、テトラプロピルチタネート、テトライソプロピルチタネート、チタンテトラキス（アセチルアセトナート）、チタンジイソプロポキシビス（アセチルアセトナート）、チタンジイソプロポキシビス（エチルアセテート）、又は塩化チタン等に酒石酸等のジオールを反応させた錯体などの金属と有機及び無機酸の塩、及び有機金属誘導体、トリメチルアミン、トリエチルアミン（Ｅｔ3Ｎ）、ジイソプロピルエチルアミン（ＤＩＰＥＡ）、トリ−ｎ−ブチルアミン、トリ−ｎ−ペンチルアミン、トリ−ｎ−ヘキシルアミン、トリ−ｎ−へプチルアミン、トリ−ｎ−オクチルアミン、Ｎ−メチルピロリジン、Ｎ−メチルピペリジン、Ｎ−メチルモルホリン（ＮＭＯ）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラメチルエチレンジアミン（ＴＭＥＤＡ）、Ｎ−メチルイミダゾール（ＮＭＩ）、ピリジン、２，６−ルチジン、１，３，５−コリジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノピリジン（ＤＭＡＰ）、ピラジン、キノリン、１，８−ジアザビシクロ−［５，４，０］−７−ウンデセン（ＤＢＵ）、１，４−ジアザビシクロ−［２，２，２］オクタン（ＤＡＢＣＯ）等の第三級有機塩基触媒等が挙げられる。
【００５８】
触媒の配合量は、触媒量であり、好ましくは上記（Ａ）〜（Ｅ）成分全体の総質量に対して０．０１〜１０質量％であり、より好ましくは０．１〜５質量％である。
【００５９】
（有機溶剤）
なお、本発明で用いるシリコーン変性ポリウレタン樹脂は無溶剤で合成しても、必要であれば有機溶剤を用いて合成してもよい。有機溶剤として好ましい溶剤としては、イソシアネート基に不活性であるか、又は（Ａ）〜（Ｅ）成分等の活性水素基（アルコール、アミン、チオール）よりも低活性なものが挙げられる。例えば、ケトン系溶媒（アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メントンなど）、芳香族系炭化水素溶剤（トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、１，３，５−メシチレン、１，２，３−メシチレン、１，２，４−メシチレン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、ｉ−プロピルベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、ｉ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、ｎ−ペンチルベンゼン、ｉ−ペンチルベンゼン、ｓｅｃ−ペンチルベンゼン、ｔ−ペンチルベンゼン、ｎ−ヘキシルベンゼン、ｉ−ヘキシルベンゼン、ｓｅｃ−ヘキシルベンゼン、ｔ−ヘキシルベンゼン、スワゾール（コスモ石油（株）製の芳香族系炭化水素溶剤）、ソルベッソ（エクソン化学（株）製の芳香族系炭化水素溶剤）など）、脂肪族系炭化水素溶剤（ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、ｎ−ブチルシクロヘキサン、ｉ−ブチルシクロヘキサン、ｓｅｃ−ブチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルシクロヘキサン、ｎ−ペンチルシクロヘキサン、ｉ−ペンチルシクロヘキサン、ｓｅｃ−ペンチルシクロヘキサン、ｔ−ペンチルシクロヘキサン、ｎ−ヘキシルシクロヘキサン、ｉ−ヘキシルシクロヘキサン、ｓｅｃ−ヘキシルシクロヘキサン、ｔ−ヘキシルシクロヘキサン、リモネン）、アルコール系溶剤（メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｉｓｏ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコールなど）、エーテル系溶剤（ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル（ＴＢＭＥ）、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル（ＣＰＭＥ）、ジフェニルエーテル、ジメトキシメタン（ＤＭＭ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン、２−エチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、ジオキサン、トリオキサン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなど）、エステル系溶剤（酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソブチルなど）、グリコールエーテルエステル系溶剤（エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、３−メチル−３−メトキシブチルアセテート、エチル−３−エトキシプロピオネートなど）、アミド系溶剤（ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン（ＤＭＰＵ）など）、ニトリル系溶剤（アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリルなど）が挙げられる。これらのうち、溶媒回収、ウレタン合成時の溶解性、反応性、沸点、水への乳化分散性を考慮すれば、ＤＭＦ、メチルエチルケトン、酢酸エチル、アセトン及びテトラヒドロフランなどが好ましい。
【００６０】
有機溶剤の配合量は、シリコーン変性ポリウレタン樹脂１００質量部に対して２００質量部以下、好ましくは１６０質量部以下である。
【００６１】
（末端停止剤）
本発明で用いるシリコーン変性ポリウレタン樹脂の合成工程において、ポリマー末端にイソシアネート基が残った場合、更にイソシアネート末端の停止反応を行ってもよい。例えば、モノアルコールやモノアミンのような単官能性の化合物のほか、イソシアネートに対して異なる反応性をもつ２種の官能基を有するような化合物であっても使用することができ、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコールなどのモノアルコール；モノエチルアミン、ｎ−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−ｎ−プロピルアミン、ジ−ｎ−ブチルアミンなどのモノアミン；モノエタノールアミン、ジエタノールアミンなどのアルカノールアミン等が挙げられ、このなかでもアルカノールアミン類が反応制御し易いという点で好ましい。
【００６２】
上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、１０，０００〜２００，０００であることが好ましい。シリコーン変性ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記範囲中にあれば、ポリマー溶液中で高分子鎖同士が十分に絡み合い、繊維化しやすくなる。また、ポリマー溶液がエレクトロスピニング法による紡糸に適した粘度を発現させる点からも、数平均分子量の範囲は上記範囲であることが好ましい。特に好ましい数平均分子量は４０，０００〜１２０，０００である。
【００６３】
＜製造工程＞
本発明で用いるシリコーン変性ポリウレタン樹脂からなるナノファイバーは、下記三つの工程を経て製造されることが好ましい。第一工程は、シリコーン変性ポリウレタン樹脂を製造する工程であり、第二工程は、有機溶媒、水、若しくはそれらの混合物を用いて、上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む溶液又は分散液を調製する工程であり、第三工程は、上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂の溶液又は分散液を紡糸する工程である。
【００６４】
第一工程のシリコーン変性ポリウレタン樹脂を製造する工程としては、例えば、分子内に活性水素基を含まない有機溶剤の存在下又は溶剤の不存在下に、上記（Ａ）数平均分子量５００以上の長鎖ポリオール、（Ｂ）数平均分子量５００未満の短鎖ポリオール、（Ｃ）活性水素基含有オルガノポリシロキサン及び（Ｄ）ポリイソシアネートを、イソシアネート基と活性水素基との当量比が、通常０．９〜１．１となる配合で、ワンショット法又は多段法により、通常、２０〜１５０℃、好ましくは５０〜１１０℃で反応させる。生成した樹脂を必要に応じて脱溶剤工程又は溶剤希釈工程を経て本発明で用いるシリコーン変性ポリウレタン樹脂（又はその水中乳化体）を得ることができる。得られた溶液又は分散液の固形分濃度は５〜５０質量％であることが好ましく、より好ましくは１０〜４０質量％である。固形分濃度が上記範囲内にあると、分散液の安定性及び紡糸性や経済性の点で好ましい。なお、上記固形分濃度とは、上記溶液又は分散液を１０５℃で３時間乾燥させた不揮発分を指す。
【００６５】
上記第二工程は、有機溶媒、水、若しくはそれらの混合物を用いて、上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂の溶液又は分散液を調製する工程である。
【００６６】
上記第二工程において使用する溶媒は、１気圧下での沸点が３００℃以下であり、２５℃で液体である物質であり、シリコーン変性ポリウレタン樹脂及び必要に応じて添加する樹脂を溶解するものであれば特に限定されない。例えば、シリコーン変性ポリウレタン樹脂の重合の際に用いた溶媒を用いることが可能で、重合で得られたシリコーン変性ポリウレタン樹脂溶液をそのまま用いることもできる。それ以外の溶媒としては、ジメチルホルムアミド、メチルエチルケトン等を代表とする有機溶媒（エーテル系化合物、アルコール系化合物、ケトン系化合物、アミド系化合物、ニトリル系化合物、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素）及び水から選ばれた少なくとも１種類以上の混合溶媒が挙げられる。
【００６７】
エーテル系化合物としては、例えば、ジエチルエーテル、ｔ−ブチルメチルエーテル（ＴＢＭＥ）、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル（ＣＰＭＥ）、ジフェニルエーテル、ジメトキシメタン（ＤＭＭ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン、２−エチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン（ＴＨＰ）、ジオキサン、トリオキサン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられ、特に好ましくはＴＨＦである。
アルコール系化合物としては、例えば、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール、ｎ−ブチルアルコール、ｉ−ブチルアルコール、ｓ−ブチルアルコール、ｔ−ブチルアルコール、エチレングリコール、２−メトキシエタノール、２−（２−メトキシエトキシ）エタノール、１，２−プロパンジオール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、２，３−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、２−ブテン−１，４−ジオール、２−メチル−２，４−ペンタンジオール、グリセリン、２−エチル−２−メルカプトメチル−１，３−プロパンジオール、１，２，６−ヘキサントリオール、シクロペンタノール、シクロヘキサノール、フェノール等が挙げられ、特に好ましくはメタノール、エタノール、エチレングリコールである。
ケトン系化合物としては、例えば、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、アセトン、リモネン等が挙げられ、特に好ましくはメチルエチルケトンである。
アミド系化合物としては、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ−エチルピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）、１，３−ジメチル−３，４，５，６−テトラヒドロ−２（１Ｈ）−ピリミジノン（ＤＭＰＵ）等が挙げられ、特に好ましくはジメチルホルムアミドである。
ニトリル系化合物としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ベンゾニトリル等が挙げられ、特に好ましくはアセトニトリル又はプロピオニトリルである。
脂肪族及び芳香族炭化水素としては、例えば、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、１，３，５−メシチレン、１，２，３−メシチレン、１，２，４−メシチレン、エチルベンゼン、ｎ−プロピルベンゼン、ｉ−プロピルベンゼン、ｎ−ブチルベンゼン、ｉ−ブチルベンゼン、ｓｅｃ−ブチルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、ｎ−ペンチルベンゼン、ｉ−ペンチルベンゼン、ｓｅｃ−ペンチルベンゼン、ｔ−ペンチルベンゼン、ｎ−ヘキシルベンゼン、ｉ−ヘキシルベンゼン、ｓｅｃ−ヘキシルベンゼン、ｔ−ヘキシルベンゼン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、プロピルシクロヘキサン、ｎ−ブチルシクロヘキサン、ｉ−ブチルシクロヘキサン、ｓｅｃ−ブチルシクロヘキサン、ｔ−ブチルシクロヘキサン、ｎ−ペンチルシクロヘキサン、ｉ−ペンチルシクロヘキサン、ｓｅｃ−ペンチルシクロヘキサン、ｔ−ペンチルシクロヘキサン、ｎ−ヘキシルシクロヘキサン、ｉ−ヘキシルシクロヘキサン、ｓｅｃ−ヘキシルシクロヘキサン、ｔ−ヘキシルシクロヘキサン、リモネン、α，α，α−トリフルオロメチルベンゼン等が挙げられる。
【００６８】
混合溶媒の組み合わせとしては、エーテル系化合物と水、エーテル系化合物とアルコール系化合物、ケトン系化合物と水、又はアミド系化合物とケトン系化合物との組み合わせが好ましい。より好ましくは、アミド系化合物とケトン系化合物の混合溶媒であり、混合比率としては、低沸点のケトン系化合物を用いると蒸発速度が上がり、紡糸し難くなるため、アミド系化合物とケトン系化合物の場合は５０：５０〜８０：２０（いずれも質量比）がより好ましい。
【００６９】
上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂の溶液又は分散液の粘度は１〜１，５００ｄＰａ・ｓの範囲であることが好ましい。特に好ましい粘度は２００〜８００ｄＰａ・ｓである。なお、粘度は回転粘度計による２５℃の粘度である。
【００７０】
調製する温度は、特に限定されないが、分子量が増大するに従い、溶解性の低下や粘度が上昇するため、加熱して調整してもよい。その際は、物性に影響が出ない範囲で、例えば室温から８０℃の範囲で、好ましくは室温から６０℃の範囲℃で、１分間〜４８時間、好ましくは１時間〜２４時間撹拌することが好ましい。
【００７１】
上記第三工程は、上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂の溶液又は分散液を紡糸する工程である。紡糸方法としては特に限定されないが、エレクトロスピニング法（静電紡糸法・電界紡糸法・溶融法）が好ましい。
【００７２】
＜エレクトロスピニング法＞
エレクトロスピニング法では、ポリマー溶液を、ノズルと捕集部の電極間に高電圧を印加することで形成された静電場中に吐出し、形成されるナノファイバーを捕集基板に積層することによって不織布を得ることができる。ここで、不織布とは既に溶媒が蒸発及び除去された状態のみに限定されず、溶媒を含んでいる状態も指す。
【００７３】
本発明において好ましく用いられるエレクトロスピニング法による紡糸装置について説明する。上記電極は、金属、無機物、又は有機物のいかなるものでも導電性を示すものが使用できる。また、絶縁物上に導電性を示す金属、無機物、又は有機物の薄膜を持つものであってもよい。上記静電場はノズルと捕集部間に高電圧を印加することで形成されるもので、一対又は複数の電極間で形成されたものでもよい。例えば、電圧値が異なる電極が２つ（例えば１５ｋＶと１０ｋＶ）と、アースに接続された電極との合計３つの電極を用いる場合も含み、又はそれ以上の複数電極を使う場合も含む。
【００７４】
エレクトロスピニング法によりナノファイバーを製造する際に用いる溶媒は、単独で使用しても、複数の溶媒を組み合わせてもよい。また、溶媒の蒸発速度を調節する方法として、ノズル形状を調整する方法、混合溶媒を用いる方法、紡糸環境温度又は湿度を調整する方法等が挙げられ、適宜組み合わせて使用できる。これらの中でも、混合溶媒を用いる解決方法が簡便で有効である。
【００７５】
調製したポリマー溶液をノズルより静電場中へ吐出するには、任意の方法を用いることができる。例えば、図１において、ポリマー溶液２をノズル１を備えたポリマー溶液槽へ供給し、静電場中に固定したポリマー溶液槽のノズルからポリマー溶液を噴出させ繊維化させる。このためには適宜な装置を用いることができ、例えば筒状の注射器シリンジ３のポリマー溶液保持部分の先端部に、適宜の手段、例えば高電圧発生器５により電圧をかけた注射針状のノズル１を、電極を接地した捕集基板４から適当な距離に設置する。ポリマー溶液２がノズル１の先端から噴出するときに、ノズル１の先端と捕集基板４の間にナノファイバーを形成することができる。
【００７６】
ポリマー溶液を静電場中に導入する他の方法としては、公知の方法を使用でき、例えば、ノズルを有するポリマー溶液の入ったシリンジに直接、ナノファイバーを捕集する電極と対になる電極を挿入してもよい。シリンジでは容量が小さい場合が多いため、シリンジの代わりにタンクを使用してもよく、タンクの上部から圧力を掛けることで底部のノズルから紡糸してもよく、逆にタンクの下部から圧力を掛けることでタンク上部のノズルから紡糸してもよい。この時、電極をノズルに直接付着させず、吹き出し口の近くに電極を配し、アシストエアーで捕集基盤に積層することも可能である（特開２０１０−１２１２２１号公報）。一方、ノズルを使用しない他の紡糸方法として、回転ロールを使った静電紡糸法が提案されている。例えば、回転ロールをポリマー溶液で満たした浴に浸漬し、ロール表面上にポリマー溶液を付着させ、この表面に高電圧を印加し、静電紡糸を行う方法である。
【００７７】
ポリマー溶液をノズルから静電場中に供給する場合、数個のノズル（特開２００７−３０３０３１号公報）やアシストエアーの吹付部を設けること（特開２０１４−４７４４０号公報）で繊維積層構造体の生産速度を増加させることも可能である。また、品質を向上させるためにノズルと捕集基板の間に電極体を配置し、所定の電位を付与することで、ナノファイバーの配向性を高める方法（特開２００８−２２３１８６号公報）、複数個のノズルにアシストエアー吹出口を設け、ノズル間の位置を制御したノズルを使用すること（特開２０１４−１７７７２８号公報）や、混合溶液を複数のノズルへ送液する時にギヤポンプを使用することで、均一な繊維径と処理速度を高速化することも可能である（特開２０１０−１８９７７１号公報）。電極間の距離は、電圧、ノズル寸法（直径）、紡糸液流量、紡糸液濃度等に依存するが、コロナ放電を抑えるためにも、例えば印加電圧が１０〜２０ｋＶのときには５〜３０ｃｍの距離が適当である。コロナ放電を抑える他の方法として真空下で紡糸することも可能である。
【００７８】
印加する電圧の大きさは特に限定されないが、印加する電圧は３〜１００ｋＶであることが好ましい。より好ましくは５〜３０ｋＶである。
【００７９】
ポリマー溶液が噴出するノズルの寸法（吐出口の内径）は、特に限定されないが、生産性と得られる繊維径とのバランスを考慮すると、０．０５〜２ｍｍが好ましく、より好ましくは０．１〜１ｍｍである。
【００８０】
ポリマー溶液の供給速度（又は押出速度）は、特に限定されないが、目的とする繊維径に影響を与えるため、適当な値を設定することが好ましい。例えば、ポリマー溶液の供給速度は、１個のノズル当たり０．０１〜０．１ｍｌ／ｍｉｎが好ましい。
【００８１】
上記構成は、電極が捕集基板を兼ねる場合であるが、電極間に設置した捕集基板にナノファイバーを捕集することも可能である。この場合、例えばベルト状の補修基板を電極間に設置することで、連続的な生産も可能となる。
【００８２】
ポリマー溶液を捕集基板へ積層させる際、溶媒が蒸発して繊維積層構造体が形成される。一般的に、室温であれば捕集基板上に捕集されるまでの間に溶媒は蒸発するが、溶媒の蒸発が不十分な場合は減圧条件下で紡糸してもよい。また、紡糸環境温度は、使用する溶媒によって異なり、溶媒の蒸発やポリマー溶液の粘度に依存する。一般的には０〜５０℃で行うが、揮発性の低い溶媒を用いた場合は、５０℃を超える温度であってもよく、紡糸装置や得られる繊維積層構造体の機能を損なわない範囲であればよい。湿度は０〜５０％ＲＨが適当であるが、ポリマー濃度や溶媒の種類等によって適宜変更可能である。このためにポリマー溶液供給用のシリンジやタンクに温度制御機構や湿度制御機構を設けることも可能である。なお、本発明においてポリマー濃度とはポリマー溶液中のポリウレタン樹脂成分の総量をポリマー溶液の総量で割った計算値を指す。
【００８３】
第三工程の上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂の溶液又は分散液を紡糸する工程後に、得られたナノファイバーで構成された繊維積層構造体から使用した有機溶剤を除去するため、任意に洗浄処理及び／又は乾燥処理を追加して行ってもよい。また用途に応じて更に滅菌処理を追加して行ってもよい。
【００８４】
洗浄処理としては、使用した有機溶剤が溶解する液体を用いることが好ましく、用途を考慮すれば、水、イオン交換水、蒸留水等が好ましい。乾燥処理としては、温度や乾燥時間については特に制限はないが、例えば得られたナノファイバーで構成された繊維積層構造体について８０℃２４時間乾燥させることで十分に有機溶剤の除去が可能である。
【００８５】
＜シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されたナノファイバー＞
上記のようにして得られるナノファイバーは、平均繊維径が２０００ｎｍ未満の繊維であり、好ましくは１０００ｎｍ未満、より好ましくは４００〜７００ｎｍのナノファイバーである。平均繊維径が上記の範囲であると、医療用材料として通常の繊維と比較してナノサイズ効果が得られる。
【００８６】
本発明で用いるナノファイバーは、単独で用いてもよいが、取扱い性やその他の要求事項に合わせて、他の部材と組み合わせて使用してもよい。例えば、捕集基板として不織布、織布、フィルム等の支持基材を用い、その上に本発明で用いるナノファイバーを積層することで、支持基材と本発明の繊維積層構造体を組み合わせた複合材を製造することも可能である。
【００８７】
本発明において得られる上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されたナノファイバーで構成された繊維積層構造体は、その用途に応じて、得られるナノファイバーに対して種々の特性を付与・改善する目的で、例えば無機若しくは有機物フィラー、機能性薬剤等の各種添加物を、物性を損なわない範囲で配合若しくは繊維積層構造体に吸着・吸収させることもできる。
【００８８】
本発明で用いるナノファイバーは、上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されるものであり、該樹脂は上記シリコーン変性ポリウレタン樹脂のみから形成されていることが好ましいが、必要に応じビニル樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、シリコーン樹脂等の樹脂を単独で又は２種以上併用して０〜５０質量％、より好ましくは０〜２０質量％含有してもよい。
【００８９】
本発明において、繊維積層構造体とは、得られた単数又は複数のナノファイバーが積層され、織る、編む若しくはその他の手法により形成された立体構造体を指す。具体的な繊維積層構造体の形態としては、例えば不織布、チューブ、メッシュ等が挙げられる。
【００９０】
本発明で用いるナノファイバーで構成される繊維積層構造体について、弾性率は好ましくは１〜２０ＭＰａ、より好ましくは２〜１０ＭＰａである。その表面の動摩擦係数は好ましくは０．５〜２．０、より好ましくは０．５〜１．０である。熱伝導率は好ましくは０．００１〜０．０２Ｗ／ｍＫ、より好ましくは０．０１〜０．０２Ｗ／ｍＫである。水接触角は好ましくは１００°以上（撥水性）、より好ましくは１２０〜１６０°である。水分率は好ましくは１５０％以下、より好ましくは５０〜１２０％であり、破断伸びは好ましくは８０％以上であり、より好ましくは１００％以上である。
【００９１】
なお、上記弾性率、動摩擦係数、熱伝導率、水接触角、水分率は以下の方法で測定した値である。
＜弾性率＞
各繊維積層構造体を幅５ｍｍ、長さ１０ｍｍの試験片とし、小型卓上試験機ＥＺＴｅｓｔ／ＥＺ−Ｓ（（株）島津製作所製）を使用して、引張速度１０ｍｍ／分で測定し、応力−歪み曲線から弾性率を求めた。
＜動摩擦係数＞
水平方向引っ張り試験機ＡＧＳ−Ｘ（（株）島津製作所製）を用いて、荷重２００ｇ、移動速度０．３ｍ／分の条件における動摩擦係数を求めた。
条件：繊維積層構造体−上質紙間の動摩擦係数
＜熱伝導率＞
ＫＥＳ−Ｆ７精密迅速熱物性測定装置サーモラボＩＩＢ（カトーテック（株）製）を使用し、熱伝導率を測定した。
＜水接触角＞
自動接触角計ＤＭ−５０１Ｈｉ（協和界面科学（株）製）を使用し、純水の静的接触角を測定した。
＜水分率＞
各繊維積層構造体を２４時間水中で浸透し、その後２４時間６０℃（ＪＩＳ  Ｌ１０９６）の条件で乾燥した。
水分率（％）＝（乾燥前の質量（ｇ）−乾燥後の質量（ｇ））／乾燥後の質量（ｇ）×１００
【００９２】
本発明では、上記ナノファイバーで構成された繊維積層構造体を医療用及び医療機器用等に用いられる材料（医療用材料）として使用するものである。この医療用材料の具体例としては、再生医療工学等に使用される細胞足場材又は培養基材、カテーテル、人工血管等の医療用チューブ、キズパット等の擦傷材料又はガーゼ（創傷被覆材）、血中成分分離用のろ過膜等が挙げられ、特に上記ナノファイバーで構成された繊維積層構造体が細胞接着性及び細胞増殖性に優れ、生体適合性を有することから細胞足場材、創傷被覆材に好適に用いることができる。
【実施例】
【００９３】
以下、本発明を実施例と比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「％」は、特に断らない限り質量基準である。また、以下の各実施例及び比較例における評価項目は以下の通りの手法にて実施した。【００９４】
以下の実施例において、数平均分子量（Ｍｎ）はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によって測定されるポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）換算の値である。なお、ＧＰＣ測定は、装置：ＨＬＣ−８３２０ＧＰＣ（東ソー（株）製）、溶剤（展開溶媒）：テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、樹脂濃度：０．１％の条件にて行った。赤外吸収スペクトル分析は装置：ＮＩＣＯＬＥＴ６７００（サーモフィッシャーサイエンティフィック（株）製）を用いて確認した。【００９５】
＜シリコーンブロック変性ウレタン樹脂の合成＞
（合成例１−１：ＳｉＰＵ１−１の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、両末端型シリコーンジオール（化合物（２−１）において、ｍ＝２０）４５ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６７６．５ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１６８．０ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ６０．１ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３１５．７ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．０％、数平均分子量７３，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ１−１の溶液を得た。結果を表１に示す。【００９６】
（合成例１−２：ＳｉＰＵ１−２の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）１５５ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、両末端型シリコーンジオール（化合物（２−１）において、ｍ＝２０）９０ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６５９．７ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１５６．８ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５８．６ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３０７．９ｇで希釈して、シリコーン含有率２０．５％、数平均分子量８８，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ１−２の溶液を得た。結果を表１に示す。【００９７】
（合成例１−３：ＳｉＰＵ１−３の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）７５ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、両末端型シリコーンジオール（化合物（２−１）において、ｎ＝２０）１７０ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６４６．２ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１４７．８ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５７．４ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３０１．６ｇで希釈して、シリコーン含有率３９．４％、数平均分子量１０２，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ１−３の溶液を得た。結果を表１に示す。【００９８】
（合成例２：ＳｉＰＵ２の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、両末端型シリコーンジオール（化合物（２−１）において、ｍ＝１０）４５ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６６７．７ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１６２．１ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ６０．３ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３１１．６ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．１％、数平均分子量８７，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ２の溶液を得た。結果を表１に示す。【００９９】
（合成例３：ＳｉＰＵ３の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、両末端型シリコーンジオール（化合物（２−１）において、ｍ＝４０）４５ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６６３．６ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１５９．４ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５９．０ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３０９．７ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．２％、数平均分子量７９，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ３の溶液を得た。結果を表１に示す。【０１００】
（合成例４：ＳｉＰＵ４の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、両末端型シリコーンジオール（化合物（２−１）において、ｍ＝６０）４５ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６６１．７ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１５８．１ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５８．８ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３０８．８ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．２％、数平均分子量７５，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ４の溶液を得た。結果を表１に示す。【０１０１】
＜ポリウレタン樹脂の合成＞
（比較合成例１：ＰＵ１の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）５９０．９ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１５５．９ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５２．５ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）２７５．７ｇで希釈して、シリコーン含有率０％、数平均分子量７５，０００、固形分濃度３０％のシリコーン非含有ポリウレタン樹脂ＰＵ１の溶液を得た。結果を表１に示す。【０１０２】
【表１】
2020175229.tif 000008
【０１０３】
＜シリコーングラフト変性ポリウレタン樹脂の合成＞
（合成例５：ＳｉＰＵ５の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、片末端型シリコーンジオール（化合物（５−１）において、ｎ＝１０）５０ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６８６．４ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１６９．６ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ６１．０ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３２０．３ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．９％、数平均分子量（Ｍｎ）７１，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ５の溶液を得た。結果を表２に示す。【０１０４】
（合成例６：ＳｉＰＵ６の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、片末端型シリコーンジオール（化合物（５−１）において、ｎ＝２５）４８ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６６９．０ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１６０．６ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５９．５ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３１２．６ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．７％、数平均分子量７０，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ６の溶液を得た。結果を表２に示す。【０１０５】
（合成例７：ＳｉＰＵ７の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、片末端型シリコーンジオール（化合物（５−１）において、ｎ＝３０）４８ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６６８．６ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１５９．７ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５９．４ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３１２．０ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．８％、数平均分子量７２，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ７の溶液を得た。結果を表２に示す。【０１０６】
（合成例８：ＳｉＰＵ８の合成）
撹拌機、還流冷却管、温度計、窒素吹き込み管及び開口部を備えた反応容器を用意した。反応容器の内部を窒素ガスで置換しながら、ポリテトラメチレンエーテルグリコール（商品名「ＰｏｌｙＴＨＦ１０００」、ＢＡＳＦジャパン社製、数平均分子量１，０００、水酸基価１１３ｍｇＫＯＨ／ｇ）２００ｇ、１，４−ブタンジオール３８ｇ、片末端型シリコーンジオール（化合物（５−１）において、ｎ＝１２０）４７ｇ、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）６６２．９ｇを仕込んだ。加熱撹拌を開始して系内が均一となった後、５０℃で４，４’−メチレンビス（フェニレンイソシアネート）（ＭＤＩ）１５６．９ｇを添加し、次いで、８０℃に昇温して反応させた（活性水素基に対するイソシアネート基の当量比＝１）。赤外吸収スペクトル分析で測定される遊離イソシアネート基による２，２７０ｃｍ-1の吸収が消失するまで反応を進行させた。その後、ＤＭＦ５８．９ｇ及びメチルエチルケトン（ＭＥＫ）３０９．３ｇで希釈して、シリコーン含有率１０．６％、数平均分子量７８，０００、固形分濃度３０％のシリコーンポリウレタン樹脂ＳｉＰＵ８の溶液を得た。結果を表２に示す。【０１０７】
【表２】
2020175229.tif 000009
【０１０８】
＜繊維積層構造体の作製（紡糸条件）＞
各合成例より得られた樹脂（３．０ｇ）に対し、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミドとメチルエチルケトンの混合溶媒（質量比６４：３６）を表３に示す樹脂濃度となるように添加し、室温で２４時間撹拌を行い、均一な乳白色の溶液を得た。図１に示す装置を用いて、ノズル１の内径０．６ｍｍ、ノズル１から捕集基板４までの距離１０ｃｍ、押出速度０．０２ｍｌ／ｍｉｎで、ポリマー溶液を捕集基板４へ１０時間吐出した。各紡糸の際における印加電圧を表３に示す。
得られた繊維積層構造体のＳＥＭ画像より繊維径を５０箇所測定し、その平均繊維径及び標準偏差を求めた。以上の結果を表３に示す。【０１０９】
【表３】
2020175229.tif 000010
【０１１０】
［実施例１］
上記のようにして得られた繊維積層構造体について細胞接着性を評価した。
＜試料の前処理（溶媒除去処理・滅菌処理）＞
本発明におけるナノファイバーで構成された繊維積層構造体の評価において、含まれる有機溶剤の影響を完全に除くために、前処理として溶媒除去処理を実施した。上記より得られた各サンプルを蒸留水で４８時間撹拌洗浄し、８０℃で２４時間乾燥させた。
その後、本発明におけるナノファイバーで構成された繊維積層構造体の評価を正確に行うため、前処理として以下のように滅菌処理を行った。
上記より得られた各サンプルを直径１０ｍｍの円形にカットし、１条件につき３つの試料を用意し、４８ウェルの培養プレート（ＴＰＰ  ｔｉｓｓｕｅ  ｃｕｌｔｕｒｅ  ｐｌａｔｅｓ、ＴＰＰテクノプラスチックプロダクツ社製）のウェルに試料を１枚ずつ入れ、その上に外径９ｍｍのガラス製のクローニングリング（ＩＷＡＫＩ、ＡＧＣテクノグラス（株）製）を置くことで固定した。試料を滅菌するために、培養プレート内の試料を７０％エタノール水溶液で１時間浸漬し、リン酸緩衝生理食塩水で３回洗浄してエタノールを除去した。【０１１１】
＜細胞接着性試験＞
ＮＩＨ３Ｔ３（マウス胎児  繊維芽細胞）をイーグル培地に懸濁させて（約５００００細胞／１ｍL培地）、上記滅菌処理後の培養プレートの各ウェルに添加し、３７℃のインキュベーター内で３時間培養した。培養後、ＬＤＨ法で試料に接着した細胞数を評価するために、試料を培養プレートから取り出し、１ｍLの０．５％Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００／ＰＢＳ（リン酸緩衝食塩水）溶液に浸漬した。
ＬＤＨ活性は、Ｔｈｅｒｍｏ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｍｕｌｔｉｓｋａｎ  ＦＣマイクロプレート光度計（サーモフィッシャーサイエンティフィック（株）製）を用いて、波長３４０ｎｍの吸光度から測定される。
ＬＤＨ（乳酸脱水素酵素）の酵素活性は、細胞膜損傷により損傷細胞又は死細胞から細胞培地に放出されるときのＬＤＨの化学反応（即ち、ＬＤＨ量）から測定することができる。ＬＤＨはＮＡＤ（酸化型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）を補酵素として用いて乳酸を変換し、ピルビン酸とＮＡＤＨ（還元型ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド）を生成する。溶液中の生成されたＮＡＤＨの量（上記０．５％Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００／ＰＢＳ溶液への浸漬により試料に接着した細胞から細胞培地に放出されたＬＤＨの量に比例するもの）に対応する３４０ｎｍでの吸光度値を用いて、既知数の細胞で予め作成した検量線より、溶液内に存在する細胞数を接着細胞数として求め、３つの試料の平均値を平均接着細胞数とした。その結果を表４に示す。【０１１２】
【表４】
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【０１１３】
＜細胞接着性の結果＞
各実施例は、比較例より接着細胞数の増加が認められた。これは、ＮＩＨ３Ｔ３（マウス胎児  繊維芽細胞）が試料中のシリコーンによる撥水性の高い表面、即ち疎水性表面に成長しやすいためであると考えられる。
また、各合成例の樹脂からなるフィルムを作成し同様の評価を行ったが、細胞の接着は認められなかった。【０１１４】
［実施例２］
上記のようにして得られた繊維積層構造体について実施例１と同様にして前処理（溶媒除去処理及び滅菌処理）を施した後、細胞増殖性を評価した。
＜細胞増殖性試験＞
ＮＩＨ３Ｔ３（マウス胎児  繊維芽細胞）をイーグル培地に懸濁させて（約５００００細胞／１ｍL培地）、上記滅菌処理後の培養プレートの各ウェルに添加し、３７℃のインキュベーター内で一定期間（１日間及び３日間）培養した。培養後、ＬＤＨ法で試料表面に増殖した細胞数を評価するために、試料を培養プレートから取り出し、１ｍLの０．５％Ｔｒｉｔｏｎ  Ｘ−１００／ＰＢＳ溶液に浸漬した。
ＬＤＨ法による増殖した細胞数の評価は、培養１日後、３日後の試料について実施例１と同様の方法により細胞数を求め、実施例１と同様にして求めた平均接着細胞数との差分を平均増殖細胞数とした。その結果を表５に示す。【０１１５】
【表５】
2020175229.tif 000012
【０１１６】
また別途、３日間培養後、試料表面における細胞の増殖性を調べるために、試料表面と細胞の形状を日本電子（株）製の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）ＪＳＭ−６０１０ＬＡ（繊維積層構造体：倍率１０００倍、加速電圧１０ｋＶ）で観察した。その際、３日間培養後、培地をプレート内から取り出し、細胞の増殖を停止させ、細胞の形状を保持するために、架橋剤としてパラホルムアルデヒド（ＰＦＡ）溶液をプレート内に入れ、固定化した。各エタノール勾配溶液（５０、７０、９５、９９．５％）を用いて、３０分間浸漬の連続プロセスにより脱水した後、室温乾燥した。ＳＥＭで観察するために試料を白金でコーティングした。
各実施例における培養３日後のＳＥＭ画像（倍率１０００倍）を図２〜９に示す。【０１１７】
＜細胞増殖性の結果＞
各実施例は、比較例よりも培養３日後における平均増殖細胞数が多い結果となった。また、ＳＥＭ画像から、実施例２−１〜２−７では細胞の形状がナノファイバーの形状に沿って増殖しており、これによりナノファイバーを足場として細胞が増殖していることが示唆された。これにより細胞増殖に適した材料であることが証明された。
上記実施例の結果から、本発明におけるナノファイバーで構成された繊維積層構造体は、細胞外マトリックス（ＥＣＭ）の模倣に適した構造体という特徴のほかに、細胞の移動安定性を高める構造であり、組織工学用足場材料として有利である。【０１１８】
［実施例３］
上記のようにして得られた繊維積層構造体（構造体１−１、１−２、１−３、２〜８の１０種）について実施例１と同様にして前処理（溶媒除去処理及び滅菌処理）を施した後、以下の細胞毒性を評価した。なお、ここでは試料の大きさを直径約１０ｍｍの円形プレートとし、培養プレートに入れることなく滅菌処理した。また、陽性対照材料として、医療用ニトリル系手袋を直径１０ｍｍの円形にカットしたものを用いた。【０１１９】
＜細胞毒性評価方法＞
ナノファイバーで構成された繊維積層構造体の生体適合性について定性的に評価するために、細胞毒性評価として、ＩＳ０  １０９９３−５規格に沿って、以下のように細胞の直接接触法を用いて評価した。
即ち、ＮＩＨ  Ｓｗｉｓｓマウスから採取し、３日ごとに５０ｍｍディッシュに３×１０5（３００，０００）細胞／５０ｍｍディッシュの密度で撒き直して樹立させたＮＩＨ３Ｔ３マウス胚線維芽細胞を各プレート表面に播種し、細胞がプレート表面全体を覆うまで、３７℃で培養した。次に、繊維積層構造体試料をプレート中央の細胞層上にクローニングリング（ＩＷＡＫＩ、ＡＧＣテクノグラス（株）製）で固定し、培地を交換した。２４時間培養後、各プレートから試料を取り出した後、トリパンブルーを添加し、顕微鏡（倍率４０倍）で形態変化を観察した。グレード０（非毒性）からグレード４（重度の毒性）の評価基準に従って毒性を評価した。【０１２０】
＜細胞毒性評価結果＞
上記の条件で評価を行った結果、構造体１−１、１−２、１−３、２〜８のいずれにおいてもグレード０となり、細胞との接触による毒性を示さなかった。
また、構造体４（ＳｉＰＵ４）と構造体８（ＳｉＰＵ８）における顕微鏡観察を行った結果をそれぞれ図１０、図１１に示す。図１２に示す陽性対照材料の場合と比較して、細胞の形状は維持されており、細胞は生存可能であった。
これらのことから、試料中に存在するシリコーン変性ポリウレタン樹脂のナノファイバーは、材料の細胞毒性／生体適合性に対して悪い影響を与えていないことが分かった。【０１２１】
以上の結果、シリコーン変性ポリウレタン樹脂のナノファイバーは、シリコーンによる変性のないポリウレタン樹脂よりも細胞接着性、細胞増殖性に優れ、組織工学用足場材料（細胞足場材）や防水包帯などの創傷被覆材等の生物医学材料に適した生体適合性を有することを示した。
【産業上の利用可能性】
【０１２２】
本発明で規定するシリコーン変性ポリウレタン樹脂を含む樹脂から形成されるナノファイバーを含む医療用材料はシリコーンによる変性のないポリウレタン樹脂よりも細胞接着性、細胞増殖性に優れることから、例えば細胞足場材、人工皮膚、人工臓器や創傷包帯等の創傷被覆材において使用可能であり、本発明は医療及び医療機器の分野に寄与できるものである。
【符号の説明】
【０１２３】
１  ノズル
２  ポリマー溶液
３  シリンジ（ポリマー溶液槽）
４  捕集基板
５  高電圧発生器
【図１】
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【図２】
2020175229.tif 000014
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020175229.tif 000018
【図７】
2020175229.tif 000019
【図８】
2020175229.tif 000020
【図９】
2020175229.tif 000021
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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