(57)【要約】  本発明は、フレキシブルバリア膜（１）に関する。フレキシブルバリア膜は、少なくとも１つの、ポリウレタンの第１層（２ａ）と、前記少なくとも１つのポリウレタン層の少なくとも１つの表面の修飾によって前記ポリウレタンの第１層（２ａ）に組み込まれる材料（一種または複数種）の、少なくとも１つの第２層（２０）を備えている。前記少なくとも１つの第２層における少なくとも一種の材料は、無機酸化ケイ素、有機酸化ケイ素、およびバリアポリマーを含む材料群から選択される。本発明はまた、前記フレキシブルバリア膜（１）を製造する方法に関する。【選択図】図１
2020527488.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの、ポリウレタンの第１層（２ａ）、および
前記ポリウレタンの層の少なくとも１つの表面の修飾により、前記ポリウレタンの第１層（２ａ）に組み込まれる材料（一種または複数種）の、少なくとも１つの第２層（２０）を備え、
前記第２層の材料が、無機酸化ケイ素、化学式ＳｉＯｘＣｚＨｗの有機酸化ケイ素、およびバリアポリマーを含む材料群の中から構成される、ことを特徴とするフレキシブルバリア膜。
【請求項２】
前記バリアポリマーが、以下のポリマー、即ち：
ポリ（ビニルアルコール−コ−エチレン）（ＥＶＯＨ）、
ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、
ポリイソブチレン（ＰＩＢ）、
の中から構成される、請求項１に記載のフレキシブルバリア膜。
【請求項３】
前記材料（一種または複数種）の層（２０）が、ポリウレタンの二つの層（２ａ，２ｂ）の間に挟まれている、請求項１又は２に記載のフレキシブルバリア膜。
【請求項４】
フレキシブルバリア膜（１）を製造する方法であって、当該方法は、
−  ポリウレタンの層（２ａ）を準備する工程（Ｅ１）；
−  前記ポリウレタンの層（２ａ）の１つまたは複数の表面が少なくとも１つの材料層（２０）を形成するように、前記ポリウレタンの層（２ａ）の少なくとも１つの表面を修飾する工程（Ｅ２）；
を含み、
前記材料（一種または複数種）が、バリアポリマー、無機酸化ケイ素、および化学式ＳｉＯｘＣｚＨｗの有機酸化ケイ素を含む材料群の中から構成される、ことを特徴とするフレキシブルバリア膜の製造方法。
【請求項５】
前記バリアポリマーが、ＥＶＯＨ、ＰＶＤＣおよびＰＩＢの中から構成される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記修飾工程（Ｅ２）が、以下のサブ工程、即ち：
−  前記ポリウレタンの層（２ａ）の少なくとも１つの表面に、ポリ（酢酸ビニル−コ−エチレン）（ＥＶＡ）溶液をキャストするサブ工程であって、該キャスティングサブ工程により、ＥＶＡ層（３，４）を前記ポリウレタンの層（２ａ）上に堆積させることができるサブ工程；
−  該ＥＶＡ層を加水分解して、ＥＶＯＨ層（７，８，９）を得るサブ工程；
を含むキャスティング−蒸発による修飾を含んでなる、請求項４又は５に記載の方法。
【請求項７】
前記修飾工程（Ｅ２）が、以下のサブ工程、即ち：
−  少なくとも１つのバリアポリマーを含有する溶液を調製するサブ工程；
−  前記ポリウレタンの層（２ａ）の少なくとも１つの表面に、前記溶液を投射することからなる投射サブ工程；
−  少なくとも１つのバリアポリマーを含む層（７，８，９，１０，１１）を形成するための乾燥サブ工程；
を含む噴霧溶液の噴射による修飾を含んでなる、請求項４〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記修飾工程（Ｅ２）が、以下のサブ工程、即ち：
−  真空空気環境で前記ポリウレタンの層（２ａ）を実装するサブ工程；
−  真空空気環境において酸化ケイ素前駆体が均質に分配されるように、真空空気環境に酸化ケイ素前駆体を気体状で導入するサブ工程；
−  無機酸化ケイ素を含む層（５）を形成するために、前記ポリウレタンの層を前記前駆体に曝露するサブ工程；
を含むプラズマ強化化学蒸着による第１の修飾を含んでなる、請求項４〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記修飾工程（Ｅ２）が、以下のサブ工程、即ち：
−  真空空気環境でポリウレタンの層（２ａ）を実装するサブ工程；
−  真空空気環境において二酸素と酸化ケイ素前駆体が均質に分配されるように、真空空気環境に二酸素と酸化ケイ素前駆体とを気体状で導入するサブ工程；
−  有機酸化ケイ素を含む層（６）を形成するために、前記ポリウレタンの層を二酸素および前記前駆体に曝露するサブ工程；
を含むプラズマ強化化学蒸着による第２の修飾を含んでなる、請求項４〜８のいずれか一項に記載の方法：
【請求項１０】
前記酸化ケイ素前駆体が、気体状の有機ケイ素前駆体を含むことを特徴とする、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記有機ケイ素前駆体が、以下の前駆体群、即ち：
テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、テトラエチルオキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、テトラエチルシラン、テトラメチルジシラザン、テトラメチルオルトシリケート、および、テトラメチルシクロテトラシロキサン、
の中から構成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記酸化ケイ素前駆体が炭化水素前駆体を含む、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１３】
前記炭化水素前駆体がアセチレンに対応する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
１つまたは複数の材料層（２０）がポリウレタンの２つの層（２ａ，２ｂ）の間に挟まれるように、少なくとも１つの第２のポリウレタン層（２ｂ）を前記１つまたは複数の材料層（２０）上に堆積する工程（Ｅ３）；
を更に含む、請求項４〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、流体および気体に対するバリアとなる特性を有する材料の分野に関する。より具体的には、バリア特性を有するフレキシブル膜に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリウレタンは、様々な分野、例えばテキスタイル、建設分野、またはカテーテルから人工補装具（人工心臓）に至る医療機器など、多数のデバイスの開発に重要な役割を果たすポリマーである。それらの向上し且つ調整可能な機械的特性、それらの処理の容易さ、および主にそれらの良好な生体適合性から、医療機器にポリウレタンを使用することに関心が高まっている。しかしながら、大半のポリマーと同様に、ポリウレタンはそのアモルファスゴム状態のために、水および気体を容易に透過することが知られている。人工補装具においてポリウレタン膜を通る空気の侵入は有効性の損失をもたらすので、材料の気体（特に二酸素（dioxygen,二原子酸素、つまり酸素分子））および水の透過性は重要な要因である。更に、膜を通る水の侵入は、人工補装具に組み込まれている金属部品の腐食を引き起こす可能性がある。
【０００３】
これらの理由により、バリア特性が強化された材料を使用することが不可欠である。材料のバリア特性は、勾配の影響下で気体もしくは流体（液体）が材料それ自体を通過する速度を低減する又はその通過を防ぐ材料の能力に対応する。
【０００４】
非限定的に、勾配は、圧力勾配、濃度勾配、および/または温度勾配であり得る。バリア特性が大きければ大きいほど、気体または流体が材料を通り抜けて通過する間に、より減速される。先行技術では、ポリウレタンの気体および水に対するバリア特性を高めるための様々なアプローチがある。バリア特性を高めるこれらの方法は、ポリウレタンのボリューム変更またはポリウレタンの表面処理という２つの大きな群に分けることができる。
【０００５】
ボリューム変更の場合、混合物を構成する組成およびポリマー微細構造比を調整することにより、気体移動特性を容易に制御することを可能にするポリマー混合方法がある。ポリマー混合による変更は、実施の単純さと、剥離現象の原因となることがある多層システムとは異なる、相間安定性の両方のために、一部の製造業者にとって特に関心が高いテーマである。混合方法は、より効率的な材料を開発することも可能にする。しかしながら、選択したポリマーが混和性であるか、十分な相溶性を共に有する場合にのみ適用できる。
【０００６】
ボリューム変更の別の方法は、ポリウレタンマトリックスにナノ粒子を組み込んでナノコンポジットを形成することからなる。ナノコンポジットは、有機ポリマーマトリックスにナノ構造またはナノフィラーを組み込むことで生じる材料である。分散フィラーのサイズがマイクロメートルである通常の複合材料とは異なり、このナノフィラーの組み込みにより、界面および特定の相互作用が増加し、全体的な材料特性が大幅に変更される。材料のバリア特性を改善するこのアプローチは、有望であることが証明されている。バリア特性の改善は、一般的に屈曲性（ｔｏｒｔｕｏｓｉｔｙ）の増大に起因している。ナノコンポジットの場合、ナノフィラーは不透過性であると考えられ、小分子の拡散経路が延長され、材料の透過性が低下する。この効果は、ナノフィラーが層状構造であろうが球状構造であろうが、かつ、可能であれば、拡散経路に対して垂直に配向されていようがいまいが、一層重要である。産業の観点から、これらナノコンポジット材料への関心は、ナノフィラーが由来する粘土のコストが低いこと、通常の方法（注入ブラスト、押出など）による実施が容易であること、および機能特性が大幅に改善されていることに基づいている。しかしながら、生物医学用途の場合、ポリウレタンマトリックスに追加されたフィラーの生体適合性と、溶出効果によるナノフィラーの材料表面への移行のリスクがないことを確保する必要がある。
【０００７】
表面処理の場合、バリア特性を改善するための、背景技術で説明されているアプローチは、処理された材料の全体的な透過性を低下させることを可能にするコーティングをポリマー基板上に適用することからなる。本方法により、各堆積層の特性を組み合わせることができる。特に食品包装用途向けの多層材料の商業的な例は数多くある。サンドイッチ構造を製造することからなる技術に加えて、ポリマー上に外層または内層を堆積させて、そのバリア特性を改善することも可能である。
【０００８】
ポリウレタンベースの膜、特に心臓補装具の生物医学的使用によって課せられる物理化学的および生物学的制約を考えると、これらの技術は、その特性および生体適合性を改変することなく、気体（特に、二酸素）および水の両方に対するポリウレタンのバリア特性を改善するのに最も適しているものではないようであり、複雑な幾何学材料の形状（不規則な三次元形状）の変更という懸念を伴う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】（特になし）
【発明の概要】
【００１０】
本発明は、水および二酸素（二原子酸素）に対するバリアとなる特性を有するフレキシブル膜を提案することによってこれらの欠点を克服することを目的とする。
【００１１】
この目的のために、本発明は、フレキシブルバリア膜に関する。
【００１２】
本発明によれば、フレキシブルバリア膜は、
−  少なくとも１つの、ポリウレタンの第１層、および
−  １つまたは複数のポリウレタン層の少なくとも１つの表面の修飾により、ポリウレタンの第１層に組み込まれる材料（一種または複数種）の少なくとも１つの第２層
を含み、前記第２層（１つまたは複数）の材料（一種または複数種）が、無機酸化ケイ素、化学式ＳｉＯｘＣｚＨｗの有機酸化ケイ素およびバリアポリマーを含む材料（群）から構成される。
【００１３】
したがって、上記のような膜は、ポリウレタン層の少なくとも１つの表面の修飾によって得られる材料の層によってもたらされる水および二酸素に対するバリアとなる特性から恩恵を受ける。
【００１４】
更に、前記バリアポリマーは、ポリ（ビニルアルコール−コ−エチレン）（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）のポリマー（群）の中から構成される。
【００１５】
更に、有利には、材料の層（１つまたは複数）は、２つのポリウレタン層の間に挟まれている。
【００１６】
本発明はまた、フレキシブルバリア膜の製造方法に関する。
【００１７】
本発明によれば、本方法は、
−  ポリウレタン層を準備する工程、
−  ポリウレタン層の１つまたは複数の表面が少なくとも１つの材料層を形成するように、ポリウレタン層の少なくとも１つの表面を修飾する工程、
を含み、前記材料（一種または複数種）は、バリアポリマー、無機酸化ケイ素、および化学式ＳｉＯｘＣｚＨｗの有機酸化ケイ素を含む材料（群）から構成される。
【００１８】
更に、バリアポリマーは、ＥＶＯＨ、ＰＶＤＣ、ＰＩＢのポリマー（群）の中から構成される。
【００１９】
第１実施形態によれば、修飾工程は、以下のサブ工程を含むキャスティング−蒸発による修飾を含む：
−  ポリウレタン層の少なくとも１つの表面にポリ（酢酸ビニル−コ−エチレン）（ＥＶＡ）溶液をキャストするサブ工程であって、このキャスティングサブ工程により、ＥＶＡ層をポリウレタン層上に堆積させることができるサブ工程；
−  ＥＶＡ層を加水分解してＥＶＯＨの層を得るサブ工程。
【００２０】
第２実施形態によれば、修飾工程は、以下のサブ工程を含む噴霧溶液の噴射による修飾を含む：
−  少なくとも１つのバリアポリマーを含有する溶液を調製するサブ工程；
−  ポリウレタン層の少なくとも１つの表面に溶液を発射（投射）することからなる発射サブ工程；
−  少なくとも１つのバリアポリマーを含有する層を形成するための乾燥サブ工程。
【００２１】
第３実施形態の第１変形例によれば、修飾工程は、以下のサブ工程を含むプラズマ強化化学蒸着による第１修飾を含む：
−  真空空気環境でポリウレタン層を実装するサブ工程；
−  真空空気環境において酸化ケイ素前駆体が均質に分配されるように、真空空気環境に前駆体を気体状で導入するサブ工程；
−  無機酸化ケイ素を含む層を形成するために、ポリウレタン層を前駆体に曝露するサブ工程。
【００２２】
第３実施形態の第２変形例によれば、修飾工程は、以下のサブ工程を含むプラズマ強化化学蒸着による第２修飾を含む：
−  真空空気環境でポリウレタン層を実装するサブ工程；
−  真空空気環境において二酸素と酸化ケイ素前駆体とが均質に分配されるように、真空空気環境に二酸素と前駆体とを気体状で導入するサブ工程；
−  有機酸化ケイ素を含む層を形成するために、ポリウレタン層を二酸素および前駆体に曝露するサブ工程。
【００２３】
加えて、酸化ケイ素前駆体は、気体状の有機ケイ素（の）前駆体を含む。
【００２４】
例として、有機ケイ素（の）前駆体は、以下の前駆体の中から構成される：テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、テトラエチルオキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、テトラエチルシラン、テトラメチルジシラザン、テトラメチルオルトシリケートおよびテトラメチルシクロテトラシロキサン。
【００２５】
変形例によれば、酸化ケイ素前駆体は炭化水素前駆体を含む。
【００２６】
例として、前記炭化水素前駆体はアセチレンに対応する。
【００２７】
更に、本方法は、１つまたは複数の材料層が２つのポリウレタン層の間に挟まれるように、１つまたは複数の材料層上に少なくとも１つの、ポリウレタンの第２層を堆積する工程を更に含む。
【００２８】
本発明は、その特徴および利点とともに、添付の図面を参照してなされた説明を読むことにより、より明確になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】キャスティング−蒸発によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図２】キャスティング−蒸発によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の別の実施形態を表す。
【図３】プラズマ強化化学蒸着によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図４】図４〜６は、異なるＥＶＯＨグレードで噴霧されたＥＶＯＨ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の実施形態を表す。
【図５】図４〜６は、異なるＥＶＯＨグレードで噴霧されたＥＶＯＨ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の実施形態を表す。
【図６】図４〜６は、異なるＥＶＯＨグレードで噴霧されたＥＶＯＨ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の実施形態を表す。
【図７】噴霧されたＰＶＤＣ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図８】噴霧されたＰＩＢ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾から得られたフレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図９】材料層が２つのポリウレタン層の間に含まれており、各材料層がＰＶＤＣおよびＥＶＯＨ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾によって得られる、フレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図１０】材料層が２つのポリウレタン層の間に含まれており、当該材料層がＰＶＤＣ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾によって得られる、フレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図１１】材料層が２つのポリウレタン層の間に含まれており、各材料層がＰＶＤＣおよびＰＩＢ溶液の噴射によるポリウレタン層の修飾によって得られる、フレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図１２】材料層が２つのポリウレタン層の間に含まれており、材料層の一方がＰＶＤＣ溶液の噴射による修飾によって得られ、他方の層がプラズマ強化化学蒸着による修飾によって得られる、フレキシブルバリア膜の一実施形態を表す。
【図１３】フレキシブルバリア膜の製造方法の主要な工程を模式的に表す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
［発明の詳細な説明］
以下、上記で引用した図を参照して説明を行う。
本発明は、フレキシブルバリア膜１に関する。
フレキシブルバリア膜１は、少なくとも１つのポリウレタンの第１層２ａを含む。
【００３１】
生物医学用途の場合、フレキシブルバリア膜１を形成するポリウレタンは、必要な機械的特性、生体内安定性および生体適合性を有する任意のタイプのポリウレタンであり得る。例として、ポリウレタンは、ポリカーボネート−ウレタン、またはポリカーボネート−ウレタン−尿素に対応する。これらのポリウレタンは、それぞれ、ＤＳＭ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  Ｇｒｏｕｐ社の商品名「Ｂｉｏｎａｔｅ（登録商標）ＩＩ」およびＡｄｖａｎＳｏｕｒｃｅ  Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌ社の「Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）ＡＲ−ＬＴ」としても知られている。ポリウレタンは合成によっても得られることができる。
【００３２】
フレキシブルバリア膜１は、１つまたは複数の材料（以下、「材料（１つまたは複数）」）の少なくとも１つの第２層２０も含む。材料（１つまたは複数）の第２層２０は、１つまたは複数のポリウレタン層２ａの少なくとも１つの表面の修飾により、第１ポリウレタン層２ａに組み込まれる。
【００３３】
１つまたは複数の第２層２０の１つまたは複数の材料は、無機酸化ケイ素、有機酸化ケイ素、およびバリアポリマーを含む材料（群）から構成される。
【００３４】
バリアポリマーとは、これが、バリアポリマーを通る気体または水の通過を減らすことに寄与する物理的、化学的または物理化学的特性を有するポリマーであることを意味するものである。
【００３５】
バリアポリマーは、合成されたポリマーまたは市販のポリマーであり得る。
【００３６】
バリアポリマーは、ポリ（ビニルアルコール−コ−エチレン）（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリイソブチレン（ＰＩＢ）のポリマー（群）の中から構成されるポリマーであり得る。
【００３７】
図４〜図６は、ポリウレタン層２ａおよびＥＶＯＨ層７、８および９をそれぞれ含むフレキシブルバリア膜１を表す。
【００３８】
図７は、ポリウレタン層２ａおよびＰＶＤＣ層１０を含むフレキシブルバリア膜１を表す。
【００３９】
図８は、ポリウレタン層２ａおよびＰＩＢ層１１を含むフレキシブルバリア膜１を表す。
【００４０】
例えば、ＥＶＯＨとＰＩＢはＳｉｇｍａ  Ａｌｄｒｉｃｈ社の製品で、ＰＶＤＣはＧｏｏｄｆｅｌｌｏｗ  Ｃａｍｂｒｉｄｇｅ  Ｌｉｍｉｔｅｄ社の製品である。
【００４１】
様々なＥＶＯＨグレードを使用することができる。例えば、エチレン基が２７％のＥＶＯＨ（ＥＶＯＨ２７）、エチレン基が３２％のＥＶＯＨ（ＥＶＯＨ３２）、またはエチレン基が４４％のＥＶＯＨ（ＥＶＯＨ４４）などである。
【００４２】
図４は、ポリウレタン層２ａおよびＥＶＯＨ２７の層７を含むフレキシブルバリア膜１を表す。
【００４３】
図５は、ポリウレタン層２ａおよびＥＶＯＨ３２の層８を含むフレキシブルバリア膜１を表す。
【００４４】
図６は、ポリウレタン層２ａおよびＥＶＯＨ４４の層９を含むフレキシブルバリア膜１を表す。
【００４５】
無機酸化ケイ素は化学式としてＳｉＯｘを有しており、無機酸化ケイ素のパラメータｘは、酸素量とケイ素量の比率を表す。非限定的に、パラメータｘは１．５〜２．２、好ましくは１．８〜２．１である。
【００４６】
有機酸化ケイ素は、化学式としてＳｉＯｘＣｚＨｗを有している。非限定的には、有機酸化ケイ素のパラメータｘは１〜２．４、パラメータｚは０．２〜２．４、パラメータｗは０．０５〜４である。
【００４７】
一実施形態によれば、材料（一種または複数種）の１つまたは複数の層２０は、２つのポリウレタン層２ａおよび２ｂの間に挟まれている。
【００４８】
フレキシブルバリア膜１は、
−  ポリウレタン層２ａを準備する工程Ｅ１；
−  ポリウレタン層２ａの１つまたは複数の表面が少なくとも１つの材料層２０を形成するように、ポリウレタン層の１つまたは複数の表面を修飾する工程、
を含む方法により製造され（図１３）、１つまたは複数の材料は、無機酸化ケイ素、有機酸化ケイ素およびバリアポリマーを含む材料（群）の中から構成される。
【００４９】
第１実施形態（図１および図２）によれば、修飾工程Ｅ２は、ＥＶＯＨ層を得るためのキャスティング−蒸発による修飾を含む。
【００５０】
したがって、修飾工程は、ポリウレタン層２の少なくとも１つの表面上にポリ（酢酸ビニル−コ−エチレン）（ＥＶＡ）溶液をキャストするサブ工程を含む。このキャスティングサブ工程により、ポリウレタン層の上にＥＶＡ４の層を堆積させることができる。
【００５１】
使用されるＥＶＡは、例えば、Ｌａｎｘｅｓｓ社のＬｅｖａｐｒｅｎ（登録商標）７００の名称でも知られる酢酸ビニル７０質量％のコポリマーであり、そのモル質量Ｍｗは２６８，０００ｇ／ｍｏｌに実質的に等しい。
【００５２】
ＥＶＡ溶液は、次の溶媒の少なくとも１つから調製されている：クロロホルム、ジクロロメタン、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、およびジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）。
【００５３】
修飾工程Ｅ２は、１つまたは複数の溶媒の蒸発後にＥＶＡ４の層を加水分解してＥＶＯＨ３の層を得るサブ工程も含む。加水分解は、塩基溶液（例えば、ＮａＯＨ）を使用し、水の存在下でＥＶＡの表面加水分解に対応する。加水分解層３の厚さは、処理時間に応じて変わる（図１および図２）。
【００５４】
第２実施形態（図４〜図１２）によれば、修飾工程Ｅ２は、噴霧溶液の噴射による修飾を含む。
【００５５】
したがって、修飾工程Ｅ２は、ＥＶＯＨ、ＰＶＤＣ、ＰＩＢを含む材料（群）から含まれる少なくとも１つのバリアポリマーを含有する溶液を調製するサブ工程を含む。溶液は、少なくとも１つのバリアポリマーと１つ（一種）の溶媒とから調製される。
【００５６】
修飾工程Ｅ２は、ポリウレタン層２ａの少なくとも１つの表面上に溶液を発射（投射）することからなる発射（投射）サブ工程を含む。
【００５７】
溶液中のバリアポリマー濃度は、溶液がエアブラシの良好な機能のために十分に流動的であり、それにより、噴霧された溶液の噴出を可能にし、均質かつ均一な層を得ることができるような濃度である。例えば、エアブラシはモデルＦｅｎｇｄａ（登録商標）ＢＤ−１３４Ｋのエアブラシである。エアブラシを使用すると、エアロゾルの形で溶液を修飾対象表面に連続的かつ均質に噴霧することができる。例えば、溶液は、エアブラシを使用してポリウレタン層２ａの表面（１つまたは複数）上に噴霧される３〜２０質量％のバリアポリマーを含有する。このために、均質な溶液（異なるグレードのＥＶＯＨについては１０％ｍ／ｍ、ＰＶＤＣについては２０％ｍ／ｍ）を形成するために、所定量のポリマーを攪拌しながらＤＭＡｃに溶解する。ＰＩＢの場合、ｍ−キシレン（即ちメタキシレン）が溶媒として使用される（３％ｍ／ｍ）。次に、溶液をエアブラシのビーカーに注ぎ、最大水平および垂直圧力で、事前に圧縮空気で洗浄してダストを除去したポリウレタン層２ａの１つまたは複数の表面に噴霧する。コーティングは、単層または多層の形で製造される。
【００５８】
修飾工程は、少なくとも１つのバリアポリマーを含有する層４、５、６、７または８を形成する乾燥サブ工程を含む。非限定的には、乾燥は約１０分間続ける。
【００５９】
発射（投射）サブ工程および乾燥サブ工程は、異なるバリアポリマーで数回実行できる。これらのサブ工程によってすべての層２０が製造されたら、温度調節された加熱チャンバー内で６０℃の温度で４８時間、膜を乾燥させる。
【００６０】
第３実施形態の第１変形例（図３）によれば、修飾工程Ｅ２は、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）による第１修飾を含む。
よって、第１修飾は、
−  真空空気環境でポリウレタン層２ａを実装するサブ工程；
−  真空空気環境において酸化ケイ素前駆体が均質に分配されるように、真空空気環境に前駆体を気体状で導入するサブ工程；
−  無機酸化ケイ素を含む層５を形成するために、ポリウレタン層２ａを前駆体に曝露するサブ工程、を含む。
【００６１】
第３実施形態の第２変形例によれば、修飾工程は、ＰＥＣＶＤ技術による第２修飾を含む。
よって、第２修飾は、
−  真空空気環境でポリウレタン層２ａを実装するサブ工程；
−  真空空気環境において二酸素および酸化ケイ素前駆体が均質に分配されるように、真空空気環境に二酸素および前駆体を気体状で導入するサブ工程；
−  有機酸化ケイ素を含む層６を形成するために、ポリウレタン層２ａを二酸素および前駆体に曝露するサブ工程、を含む。
【００６２】
第３実施形態では、ＰＥＣＶＤ技術によって使用される気体状の酸化ケイ素前駆体は、有機ケイ素（の）前駆体を含むことができる。
【００６３】
例として、有機ケイ素（の）前駆体は、以下の前駆体の中から構成される：テトラメチルシラン（ＴＭＳ）、テトラエチルオキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルジシラザン、テトラエチルシラン、テトラメチルジシラザン、テトラメチルオルトシリケートおよびテトラメチルシクロテトラシロキサン。
【００６４】
変形例によれば、酸化ケイ素前駆体は炭化水素前駆体を含むことができる。
【００６５】
例として、炭化水素前駆体はアセチレンに対応する。
【００６６】
有機および／または無機酸化ケイ素の第２の層または層５，６の製造は、ＰＥＣＶＤ装置を使用して実施される。例えば、ＰＥＣＶＤ装置は、１３．６ＭＨｚの無線周波数の電磁波発生器（例えば、Ｓａｉｒｅｍ０−６００Ｗ発生器）と、発生器に接続された長方形のカソード（例えば、寸法１００ｍｍ×２１０ｍｍ）および接地された長方形のアノード（例えば、寸法１００ｍｍ×２１０ｍｍ）を有する平行六面体形状のアルミニウム筐体とを備えた無線周波数反応器で構成される。ポリウレタン層が反応器に導入されたら、プロセスを汚染する可能性のある残留気体を除去するために、最大１０−５ｍｂａｒの一次真空、１０−７ｍｂａｒに近い二次真空が生成される。層を基板キャリア上に堆積させ、その後、前駆体（例えば、ＴＭＳ）を気体状で反応器の筐体に導入する。前駆体の導入と分配を、反応器の全体積で均質に行う。
【００６７】
第３実施形態の２つの変形例を組み合わせることができる。このように、多層の実施形態は、所定の瞬間に、ＰＥＣＶＤ装置の筐体（囲み）内の前駆体と二酸素の比率を変えることにより、気体状の酸化ケイ素前駆体（例えば、ＴＭＳ）からポリウレタン層２ａの表面の１つに実装することができる。例えば、３つの連続した層５，６，５は、有機（ＳｉＯｘＣｚＨｗ）６および無機（ＳｉＯｘ）５の酸化ケイ素層を交互に配して製造される。最初のシリーズは、筐体に単一の前駆体を導入し、次に筐体に前駆体と二酸素の混合物を導入し、次に筐体に単一の前駆体を導入すること（ＴＭＳ/ＴＭＳ＋Ｏ２/ＴＭＳ）によって製造できる。２つ目のシリーズも、前駆体と二酸素前駆体を導入し、次に単一の前駆体を導入し、次に前駆体と二酸素混合物を導入すること（ＴＭＳ＋Ｏ２/ＴＭＳ/ＴＭＳ＋Ｏ２）によって製造できる。非限定的に、２つのシリーズは、一層あたり８分の曝露時間、４．４・１０−２ｍｂａｒの圧力、５ｓｃｃｍ（すなわち、標準の温度および圧力条件で５ｃｍ３／分）の二酸素流量および１００Ｗの励起電力で、ポリウレタン層２ａの表面の少なくとも１つ上で製造できる。
【００６８】
上記に提示された異なる実施形態は、一緒に組み合わせることができる。
【００６９】
したがって、例えば、ＰＥＣＶＤ技術による修飾に対応する第３実施形態と、噴霧溶液の噴射による修飾に対応する第２実施形態との組み合わせにより、体積によるその特性、その生体内安定性、およびその生体適合性を変えずに、ポリウレタン層２ａの二酸素および水に対するバリアとなる特性を高めることができる。ポリウレタン層２ａの二酸素透過性は９９％から減少し、水透過性は９０％に減少する。
【００７０】
フレキシブルバリア膜１のバリア特性を評価するために、いくつかの組み合わせが作成された。
【００７１】
以下の表Ａ（明細書末に「表１」として掲載する）は、本方法の様々な実施形態によって得られたフレキシブルバリア膜の二酸素および水に対する透過性の測定結果をまとめたものである。表Ａ（表１）では、透過係数の単位としてＢａｒｒｅｒを使用している。
１Ｂａｒｒｅｒの値は、１×１０−１０Ｎｃｍ３．ｃｍ／（ｃｍ２．ｓ．ｃｍＨｇ）の値に対応する。
【００７２】
接触角、水透過性、および二酸素透過性を測定するために、重量測定熱分析、示差熱分析、全減衰反射モードのフーリエ変換による赤外分光法（ＩＲＦＴ−ＡＴＲ分光法）、走査電子顕微鏡法、原子間力顕微鏡法、などの測定技術が使用された。
【００７３】
二酸素流は、非修飾ポリウレタン層２ａの外側表面から内側への二酸素の通過を考慮することにより測定される。例えば、乾燥二酸素に対する透過性の測定は、Ｍｏｃｏｎ社のＯＸ−ＴＲＡＮモデル２／２１を使用して行われる。これは、二酸素に対する大きなバリアとなる材料をテストするために、２つの測定セルと、ＣＯＵＬＯＸ（登録商標）ultra-low trace（極微量との意味）と呼ばれる電量検出器から構成されている。各セルは、外側チャンバーと内側チャンバーと呼ばれて、試験対象たるフレキシブルバリア膜１によって分離された２つのコンパートメントで構成されている。各セルは、微量の二酸素を除去するために、二窒素と二水素の混合物（９５％のＮ２）からなる不活性気体でスキャンされる。次に、信号が安定してゼロに近づいたら、２つのセルの外側チャンバーに一定の流量で二酸素が適用される。最後に、フレキシブルバリア膜１を通過した二酸素が、極微量センサー(ultra-low trace sensor)によってセルの内部チャンバー内で検出される。
【００７４】
水流量は、非修飾ポリウレタン層２ａの外側表面から内側への水の通過を考慮することにより測定される。液体である水に対する透過性の測定は、セルで構成された透過率計で行われる。この透過率計には、上流と下流と呼ばれる２つのコンパートメントがあり、その間に試験対象のフレキシブルバリア膜１が置かれる。封止は、フレキシブルバリア膜１の活性表面の周りに配置されたシールを使用して得られる。測定中、液体である水が上流コンパートメントに導入され、一方、下流コンパートメントが乾燥気体（例えば、窒素）によってスキャンされる。時間の経過とともに、下流コンパートメントをスキャンする気体の水含有量が増える。ミラー湿度計（例えば、Ｇｅｎｅｒａｌ  Ｅａｓｔｅｒｎ社のもの）は、露点温度ＴＲの測定により、フレキシブルバリア膜１を通過した水分子を検出する。
【００７５】
第１の組み合わせによれば、加水分解を受けたＥＶＡのキャスティング−蒸発による、ポリウレタン（例えば「Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）ＡＲ−ＬＴ」ポリウレタン）の層の修飾により、多層フレキシブルバリア膜１が製造される（図１および２）。
【００７６】
このために、ＥＶＡ溶液（ＥＶＡ７０とクロロホルムの混合物）をポリウレタン層２ａにキャストする。次に、膜を周囲温度で３時間放置し、６０℃の加熱チャンバーに入れて残留溶媒を除去する。次に、このＥＶＡ７０の層を、ソーダベースの溶液（７５％ｖ／ｖのメタノールと２５％の蒸留水（“Ｍｉｌｌｉ−Ｑ”）を含有するＮａＯＨ  ０．８Ｍ）から加水分解する。加水分解の期間は５時間である。次に、膜を蒸留水で数回洗浄し、３Ｍ塩酸溶液に１５分間浸する。次に、膜を「Ｍｉｌｌｉ−Ｑ」蒸留水で、中性のｐＨが得られるまですすいで乾燥させる。修飾されたポリウレタン層の、２３℃での二酸素透過性は、修飾されていないポリウレタン層と比較して５５．３％減少した。したがって、二酸素透過性は２．０Ｂａｒｒｅｒから０．９２Ｂａｒｒｅｒになる。
【００７７】
第２の組み合わせによれば、多層フレキシブルバリア膜１は、ポリウレタン（例えば「Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）ＡＲ−ＬＴ」ポリウレタン）の層に対するＰＥＣＶＤ技術による修飾により製造される（図３）。
【００７８】
このために、ＴＭＳ/ＴＭＳ＋Ｏ２/ＴＭＳからの３層堆積を、１００Ｗの電力で作動する１３．６ＭＨｚ（Ｓａｉｒｅｍ０−６００Ｗ）の発生器を備えた無線周波数反応器を使用して、ＴＭＳを前駆体気体としてポリウレタン層２ａで実行する。ＴＭＳと二酸素の混合物（ＴＭＳ＋Ｏ２）の場合、５ｓｃｃｍの二酸素流量を使用する。一層あたり８分の曝露時間は固定されている（ｐ＝４．４・１０−２ｍｂａｒの圧力）。修飾された膜は、修飾されていない膜と比較して、二酸素透過性の６５％の減少を示している。したがって、二酸素透過性は２．０Ｂａｒｒｅｒから０．７Ｂａｒｒｅｒになる。修飾された膜１は、修飾されていない膜と比較して５％の水透過性の減少を示している。したがって、二酸素透過性は、２５℃で７，３８７Ｂａｒｒｅｒから７，０００Ｂａｒｒｅｒになる。
【００７９】
第３の組み合わせによれば、ポリウレタン（例えば「Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）ＡＲ−ＬＴ」ポリウレタン）の層２ａ上に噴霧されたＥＶＯＨおよびＰＶＤＣ溶液の噴射による修飾により、多層フレキシブルバリア膜１が製造される。
【００８０】
ＥＶＯＨ３２溶液（エチレン比３２％）を、ノズルと針の直径が０．５ｍｍのエアブラシ（例えば、Ｆｅｎｇｄａ（登録商標）ＢＤ−１３４Ｋエアブラシ）を使用して、一定の作動圧力４ｂａｒで、ポリウレタン層２ａの表面に噴霧する。各層間で１０分の乾燥時間を使用し、その後、得られた膜を６０℃で４８時間乾燥させる。コーティングは、ＥＶＯＨ３２  １０％ｍ／ｍ溶液の６つの層で構成され、乾燥後の最終厚さは約２０μｍである。修飾された膜は、修飾されていない膜と比較して、３７℃で９９％の二酸素透過性の減少を示している。したがって、二酸素透過性は、３．９８Ｂａｒｒｅｒから０．０４Ｂａｒｒｅｒになる。修飾された膜１は、修飾されていない膜と比較して５４％の水透過性の減少を示している。したがって、二酸素透過性は８，３３１Ｂａｒｒｅｒから３，８２５Ｂａｒｒｅｒになる。
【００８１】
第４の組み合わせによれば、ポリウレタン（例えば「Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）ＡＲ−ＬＴ」ポリウレタン）の層にＰＶＤＣとＰＩＢ噴霧溶液を噴射することにより、多層フレキシブルバリア膜１が製造される（図１１）。
【００８２】
ＰＶＤＣ２０％ｍ／ｍ溶液は、第３の組み合わせで説明されているように、ポリウレタン層の表面に噴霧されている。コーティングは、ＰＶＤＣ２０％ｍ／ｍ溶液の３つの層で構成されており、乾燥後の最終的な厚さは約２０μｍである。乾燥後、このコーティングはＰＩＢ３％ｍ／ｍ溶液の６つの層で被覆されており、乾燥後の最終的な厚さは約１２μｍである。乾燥後、ＰＩＢとポリウレタンとの間の接着を確保するために、約６μｍのＰＶＤＣ  ２０％ｍ／ｍの層を噴霧する。最後に、この層を、最終的な厚さが約１２μｍの８％ポリウレタン溶液でコーティングする。修飾された膜１は、修飾されていない膜と比較して、３７℃で９５％の二酸素透過性の減少を示している。したがって、二酸素透過性は、３．９８Ｂａｒｒｅｒから０．１９Ｂａｒｒｅｒになる。修飾された膜１は、修飾されていない膜と比較して９０％の水透過性の減少を示している。したがって、二酸素透過性は８，３３１Ｂａｒｒｅｒから８４８Ｂａｒｒｅｒになる。
【００８３】
第５の組み合わせによれば、多層フレキシブルバリア膜１は、ＰＥＣＶＤ技術による修飾およびＰＶＤＣ噴霧溶液の噴射による修飾によって製造される（図１２）。
【００８４】
ＰＶＤＣ  ２０％ｍ／ｍ溶液は、ノズルと針の直径が０．５ｍｍのエアブラシ（例えば、Ｆｅｎｇｄａ（登録商標）ＢＤ−１３４Ｋエアブラシ）を使用して、一定の作動圧力４ｂａｒで、ポリウレタン（例えば「Ｃｈｒｏｎｏｆｌｅｘ（登録商標）ＡＲ−ＬＴ」ポリウレタン）の層の表面に噴霧される。ＰＶＤＣコーティングは、乾燥後の最終的な厚さが約４０μｍのＰＶＤＣ  ２０％ｍ／ｍ溶液の６つの層で構成される。各層間で１０分の乾燥時間を使用し、その後、膜を６０℃で４８時間乾燥させる。続いて、ＴＭＳ/ＴＭＳ＋Ｏ２/ＴＭＳからの３層堆積を、１００Ｗの電力で動作する１３．６ＭＨｚの発生器を備えた無線周波数反応器（例えば、Ｓａｉｒｅｍ０−６００Ｗ発生器）を用いて実行する。５ｓｃｃｍの二酸素流量を使用する。一層あたり８分の曝露時間は固定されている（ｐ＝４．４・１０−２ｍｂａｒの圧力）。このプラズマ堆積を、８％ポリウレタン溶液でコーティングする。各層間で１０分の乾燥時間を使用し、その後、膜を６０℃で４８時間乾燥させる。ポリウレタンコーティングの最終的な厚さは約１２μｍである。修飾された膜１は、修飾されていない膜と比較して、３７℃で８８％の二酸素透過性の減少を示している。したがって、二酸素透過性は、３．９８Ｂａｒｒｅｒから０．４８Ｂａｒｒｅｒになる。修飾された膜は、修飾されていない膜と比較して、３７℃での水透過性が８４％減少している。したがって、二酸素透過性は８，３３１Ｂａｒｒｅｒから１，３６３Ｂａｒｒｅｒになる。
【００８５】
生体適合性を確保するために、材料層２０を挟んで追加のポリウレタン層２ｂを堆積させることにより、他の組み合わせが達成される。このポリウレタン層２ｂの堆積は、ポリウレタン溶液の堆積により行うことができる。
【００８６】
前述の表Ａを「表１」として掲載する。
【表１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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