JP5670743B2 - 機能化された膜の作製方法 - Google Patents
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Description
流体流束測定
ほぼ47ミリメートル(mm)(1.85インチ)の直径を有する膜の円板を41mmの有効濾過直径を有するModel 4238 Pall Gelmanマグネットフィルターホルダー(Pall Corporation of East Hills,New Yorkから入手可能)に入れることにより、流体流束測定(例えば、水、溶媒)を求めた。真空ポンプを取り付けたフィルターフラスコ上に、このフィルターホルダーを置いた。減圧ゲージを使用して減圧を監視した。ほぼ150ミリリットル(mL)の水又は流体をフィルターホルダーに入れ、次に真空を印加する。約50mLの水がフィルムを通過した後、この時点での真空計は、ほぼ71kPa(約533mmHg(約21インチHg))を示し、ストップウォッチを使用し、時間測定を開始した。残存する水又は流体がすべて膜を通過したならば、計時を止めた。100mLの水又は流体が膜を通過するのに経過する、秒で測定した時間から流体流束を計算した。
ほぼ37ミリメートル(mm)(1.85インチ)の直径を有する膜の円板をModel 2220 Pall Gelmanマグネットフィルターホルダー(Pall Corporation of East Hills,New Yorkから入手可能)に入れることにより、流束圧力測定(例えば、水、溶媒)を求めた。入力流れに向かって第1の主表面(グラフトされた種の濃度が高い)を上に向けて膜をフィルターホルダーに装填した。商品名Filter Tek(Scilog Incorporated of Middleton,Wisconsinから入手可能)と表示されているデッドエンド濾過システムを用いて流束圧力測定を行った。濾過装置を定圧モードで操作し、69〜483kPa(10〜70psi)の範囲にわたって変動させた。流量をミリリットル/分で記録した。
濡らし用液体でサンプル膜の孔を同時に満たし、非反応性気体を用いて、膜の細孔から液体置換することによって平均孔径を求めた。供給ソフトウェア(CAPWINバージョン6.71.54)を載せた自動化キャピラリーフローポロメーター(モデル番号APP−1200−AEX,Porous Materials Incorparated(PMI),Ithaca,New York)を用いて、気体の圧力及び流速を正確に測定した。商品名フルオリナートFC−43(3M Corporation,St.Paul,Minnesota)で得られる湿潤流体を湿潤流体として使用し、最大圧力設定689.5kPa(689.5キロニュートン/(メートル)2(kN/m2)(一平方インチ当り100ポンド(psi)))で置換するために圧縮窒素ガスを使用した。試験は、ウェットアップ/ドライダウンソフトウェア構成で行った。
商品名F150AOAで3M CUNO(Meriden,Connecticut)から得られるナイロン膜(すなわち、多孔質基材)をLubrizol Corporation of Wicliffe,Ohioから入手される12.5重量パーセント(重量%)の2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS、水中50以上60重量%以下の濃度、入手状態のまま)モノマー(すなわち、グラフト可能な種)と、87.5重量%(重量パーセント)のDI水を含有する溶液により被覆した。多孔質基材を溶液に浸漬して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。比較例1は上記と同一の多孔質基材であるが、溶液に浸漬しなかった。次に、実施例2の被覆された多孔質基材を100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(第1及び第2の)の間に「濡れた状態」で置いて、多層構造物を形成した。過剰な溶液を絞り出し、多層構造物の表面にゴムローラーをかけることにより、捕捉された空気泡を多層構造物から除去した。多層構造物をPETの移動ウエブにテープで貼って、1分当り6.1メートル(mpm)の速度で電子ビーム処理装置を通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビームカソード(Energy Sciences,Inc.,Wilmington,Massachusetts)上の電子ビーム源(E−ビーム)により照射した。電子ビーム処理装置を充分な電子ビーム電流をカソードに印加しながら加速電圧170keVに設定して、搬送速度6.1mpmで単一パスで60kGyの線量を送達した。国立標準研究所(RISO、デンマーク)で較正され、トレース可能な薄膜線量計を用いて、電子ビームを較正した。本開示で送達される線量は、線量計により記録される表面線量(例えば、多層構造物のPETの第1の層に送達される線量)を指す。
実施例2で形成される機能化された膜からの2枚の47mm円板を切り出し、0.0016M(モル)の濃度を有する帯電した染料(正又は負)を水中に含有する2本の20ミリリットル(mL)バイアル中に入れた。商品名METANIL YELLOW(Alfa Aesar,Heysham,Lancashire,England)で入手される負帯電した染料を実施例3に使用した。商品名ASTRAZON ORANGE G(Sigma−Aldrich,St.Louis,Missouri)で得られる正帯電した染料を実施例4に使用した。実施例3〜4の機能化された膜を含むバイアルをVortexミキサーにより15秒間スピンさせた。機能化された膜をバイアルから取り出し、脱イオン(DI)水によりリンスした。機能化された膜のそれぞれを47ミリメートル(mm)のGelmanマグネットフィルター漏斗(モデル番号4238、Pall Corporation,AnnArbor,Michiganから入手可能)中に取り付けることにより、機能化された膜をDI水によりフラッシュした。約400mLのDI水を70.7kPa(530mmHg真空(10psi))で機能化された膜を通して吸引し、次に機能化された膜を引き続いて乾燥した。機能化された膜の面Aは機能化された膜の第1の主表面を表し、面Bは第2の主表面を表す。表3に実施例3〜4の結果を示す。
米国特許公報第2005/0058821号(Smithら)で述べられている方法によりPVDF膜(すなわち、多孔質基材)を作製した。この多孔質基材は約0.7マイクロメートルの平均孔径を有するものであった。TCI Tokyo Kasei(Japan)から商品名A1493で入手される(3−アクリルアミドプロピル)トリメチルアンモニウムクロリド(APTAC)モノマー(すなわち、グラフト可能な種)、Sartomer Company Incorporate(Exton,Pennsylvania)から商品名SR−344で得られるPEG400ジアクリレート(DIAC)、及びSigma Aldrich(St.Louis,Missouri)から入手されるメタノール(MeOH)を有する溶液により、多孔質基材を被覆した。入手されるAPTACモノマーは、水中で74以上76重量%以下の濃度を有するものであった。多孔質基材を溶液により被覆した後、それぞれほぼ100マイクロメートルの厚さを有するPETフィルムの2層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で置いた。第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に過剰な溶液と共にそれぞれ置き、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。この多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESICB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上100kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。表4に実施例5〜20を示す。
実施例5〜20の機能化された膜の染料結合能力を上述の正帯電したグラフトされた種により調べた。実施例5〜20の47mm円板を形成し、負帯電の染料を水中で0.0016Mの濃度で含有する20mLバイアルに入れた。負帯電した染料は、Alfa Aesar(Heysham,Lancashire,England)から商品名METANIL YELLOWとして入手されるものであった。このバイアルを12時間おだやかにゆすった。橙色に着色した溶液は、染料が機能化された膜により殆ど、又は全く結合されないということを示した。透明な着色溶液は、染料の全部又は殆ど全部が機能化された膜により結合されるということを示すものであった。淡色の黄色若しくは橙色溶液は、表4に示す機能化された膜による染料の部分的な結合を示した。
実施例5〜20に述べたポリビニリデンフッ化(PVDF)多孔質基材を実施例21で使用した。Sartomer Company Incorporate(Exton,Pennsylvania)から商品名SR−344で入手可能な、10.0重量%のPEG400ジアクリレート(DIAC)、及びSigma Aldrich(St.Louis,Missouri)から入手可能な、90.0重量%のメタノール(MeOH)を含有する溶液(例えば、グラフト可能な種)によりこの多孔質基材を被覆した。次に、被覆された多孔質基材をほぼ100マイクロメートルの厚さを有するPETフィルムの2層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で置き、任意の過剰な溶液及び捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により60kGyの線量で照射した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。この膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。
比較例22及び実施例23〜26に対して実施例21に述べたPVDF多孔質基材を使用して、MVT特性を評価した。グラフト可能な種を含有する溶液(10.0重量%又は25重量%のPEG 400ジアクリレートモノマーをDI水中に含有する)を実施例23〜26の多孔質基材上に被覆した。比較例22をグラフト可能な種を含有する溶液で被覆しなかった。実施例23〜26を電子ビーム源により表6に示す電圧で照射した。実施例25〜26においては、電子ビーム照射の2回のパス(a)及び(b)を使用した。
非対称ナイロン膜(多孔質基材)を商品名Life Assure BLA−045で3M CUNO(Meriden,Connecticut)から入手した。比較例23(CE23)は、約0.8μm/0.8μm/0.45μmの平均孔径を有する三域膜(多域膜)であった。
比較例23(CE23)をLubrizol Corporation of Wicliffe,Ohioから入手される12.5重量パーセント(重量%)の2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS、水中50以上60重量%以下の濃度、入手状態のまま)モノマー(例えば、グラフト可能な種)と、87.5重量%(重量パーセント)の脱イオン(DI)水を有する溶液により被覆した。多孔質基材をこの溶液で被覆して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。次に、被覆された多孔質基材を大きな孔径(第1の主表面)を上にして置き、各々100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で挟んだ。PETの第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に置いて、過剰な溶液を含む多層構造物を形成し、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。ビーム源に面する第1の主表面を有する多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上10kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。表7に実施例27及び28に対する時間を決めてはかった流束測定を示した。同様に、表8に実施例28に対する長時間の水圧力流束測定を示した。
比較例23(CE23)をLubrizol Corporation of Wicliffe,Ohioから入手される12.5重量パーセント(重量%)の2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS、水中50以上60重量%以下の濃度、入手状態のまま)モノマー(例えば、グラフト可能な種)と、20重量%のメタノール(Sigma−Aldrich,St.Louis,Missouri)、67.5重量%(重量パーセント)の脱イオン(DI)水を有する溶液により被覆した。多孔質基材をこの溶液により被覆して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。次に、被覆された多孔質基材を大きな孔径(第1の主表面)を上にして置き、それぞれ100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で挟んだ。PETの第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に置いて、過剰な溶液を含む多層構造物を形成し、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。ビーム源に面する第1の主表面を有する多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上10kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。表7に実施例29に対する時間を決めてはかった流束測定を示した。
比較例23(CE23)をLubrizol Corporation of Wicliffe,Ohioから入手される12.5重量パーセント(重量%)の2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS、水中50以上60重量%以下の濃度、入手状態のまま)モノマー(例えば、グラフト可能な種)と、87.5重量%(重量パーセント)の脱イオン(DI)水を有する溶液で被覆した。多孔質基材をこの溶液により被覆して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。次に、被覆された多孔質基材を小さな孔径(第2の主表面)を上にして置き、それぞれ100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で挟んだ。PETの第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に置いて、過剰な溶液を含む多層構造物を形成し、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。ビーム源に面する第2の主表面を有する多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上100kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。表7に実施例30に対する時間を決めてはかった流束測定を示した。同様に、表8に実施例30に対する長時間の水圧力流束測定を示した。
比較例23(CE23)をLubrizol Corporation of Wicliffe,Ohioから入手される12.5重量パーセント(重量%)の2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS、水中50以上60重量%以下の濃度、入手状態のまま)モノマー(例えば、グラフト可能な種)と、20重量%のメタノール(Sigma−Aldrich,St.Louis,Missouri)、67.5重量%(重量パーセント)の脱イオン(DI)水を有する溶液で被覆した。多孔質基材をこの溶液で被覆して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。次に、被覆された多孔質基材を小さな孔径(第2の主表面)を上にして置き、それぞれ100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で挟んだ。PETの第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に置いて、過剰な溶液を含む多層構造物を形成し、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。ビーム源に面する第2の主表面を有する多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上100kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。表7に実施例31に対する時間を決めてはかった流束測定を示した。
米国特許第6,513,666号、同第6,776,940号、同第6,413,070号、及び同第6,264,044号で述べられている方法により、三域の補強非対称微多孔性ナイロン膜を作製した。単一ベースポリマー添加配合物を3つの成分に分割し、三方加熱操作装置に適用した。添加配合物を3つの異なる温度に加熱して、3つの分かれた域を得た。非対称微多孔性膜を形成するために、使用される温度の各々を選択して、孔径をそれぞれの域中で生成させた。第1の域(上方域)は最大の孔径を有し、第2の域(中間域)は中間孔径を有し、第3の域(下方域)は最小の孔径を有する。この膜は、3つの連続する、漸次的に小さくなる孔径の排除域を有する単一層であった。
実施例32は、下記に述べるグラフトされた種を有する比較例24に対応するものであった。
二層組み合わせ非対称膜を形成した。比較例27(CE27)を比較例24(CE24)に張り合わせた比較例25(CE25)の組み合わせ物から形成した。CE25は最上層であり、最小の孔径を有するCE25の表面を最大の孔径を有するCE24(最下層)の最上表面に隣接して張り合わせたものであった。二層組み合わせ膜CE27の最小孔径は0.2マイクロメートルであった。
実施例35は、下記に述べるグラフトされた種を有する比較例27(CE27)に対応するものであった。
三層組み合わせ非対称膜を形成した。比較例29(CE29)は、比較例24(CE24)(最下層)に張り合わせた、比較例25(CE25)(中間層)に張り合わせた比較例26(CE26)(最上層)の組み合わせ物であった。最小孔径(寸法)を有するCE26の最下表面を最大孔径を有するCE25の最上表面(中間層)に隣接して張り合わせ、三層組み合わせ非対称膜を形成するために、CE24の最上表面をCE25の最下表面(小孔径)に隣接して張り合わせた。三層組み合わせ非対称膜CE29の最小孔径は0.2マイクロメートルであった。
実施例37は、下記に述べるグラフトされた種を有する比較例29(CE29)に対応するものであった。
比較例29(CE29)をLubrizol Corporation of Wicliffe,Ohioから入手される12.5重量パーセント(重量%)の2−アクリルアミド−2−メチル−1−プロパンスルホン酸ナトリウム(AMPS、水中50以上60重量%以下の濃度、入手状態のまま)モノマー(例えば、グラフト可能な種)と、20重量%のメタノール(Sigma−Aldrich,St.Louis,Missouri)、67.5重量%(重量パーセント)の脱イオン(DI)水を有する溶液で被覆した。CE29の多孔質基材をこの溶液で被覆して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。次に、被覆された多孔質基材を大きな孔径(第1の主表面)を上にして置き、それぞれ100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で挟んだ。PETの第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に置いて、過剰な溶液を含む多層構造物を形成し、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。ビーム源に面する第2の主表面を有する多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上100kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて風乾した。表9に実施例39に対する時間を決めてはかった流束測定を示した。
比較例29(CE29)を15.0重量パーセント(重量%)の[3−(メタクロイルオイルアミノ)プロピル]トリメチルアンモニウムクロリド(MAPTAC)モノマー、15重量%のメタノール、10重量%のポリエチレングリコール(ヒドロキシル末端基、平均分子量4,000g/モル(PEG 4000)、及び60重量%の水を有する溶液で被覆した(すべての薬品はSigma−Aldrich 1001から入手可能)。CE 29の多孔質基材をこの溶液により被覆して、第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を濡らした。次に、被覆された多孔質基材を大きな孔径(最上層)を上にして置き、それぞれ100マイクロメートルの厚さを有するPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムの2つの層(剥離可能な第1及び第2の層)の間に「濡れた状態」で挟んだ。PETの第1の層及び第2の層を被覆された多孔質基材の相対する面上に置いて、過剰な溶液を含む多層構造物を形成し、捕捉された空気泡を携帯型ゴムローラーにより絞り出した。ビーム源に面する第1の主表面を有する多層構造物をキャリアウエブ上で電子ビームを通して搬送した。多層構造物をESI CB−300電子ビーム系中で電子ビーム(E−ビーム)により30kGy以上100kGy以下の範囲の線量で照射した。140keV以上300keV以下の範囲の電圧で電子ビームを操作した。照射の2分後に、機能化された膜を第1及び第2のPET層から取り出した。機能化された膜をDI水により3回交換される水のトレー中に漬けて、未反応のグラフト可能な種の機能化された膜を洗浄し、引き続いて実施例40を形成するために風乾した。
[1]
機能化された膜を作製する方法において、前記方法が
第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を有する多孔質基材を提供すること、
前記多孔質基材に少なくとも1つのグラフト可能な種を適用して、被覆された多孔質基材を提供すること、並びに
前記被覆された多孔質基材を電子ビーム照射により処理して、機能化された膜を提供すること、を含み、前記電子ビーム照射が、グラフトされた種の濃度が前記第2の主表面における濃度よりも前記第1の主表面において高いような前記多孔質基材に結合した前記グラフトされた種を含む勾配で、前記多孔質基材にグラフト可能な種を結合させる、機能化された膜を作製する方法。
[2]
前記多孔質基材が親水性、又は疎水性である、項目1に記載の方法。
[3]
前記多孔質基材が、フィルム、不織ウエブ、織製ウエブ、及び前出のものの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、項目1に記載の方法。
[4]
前記多孔質基材が微多孔性の熱誘起相分離膜を含む、項目1に記載の方法。
[5]
前記熱誘起相分離膜がポリ(フッ化ビニリデン)を含む、項目4に記載の方法。
[6]
前記多孔質基材がナイロンを含む、項目1に記載の方法。
[7]
前記機能化された膜の前記第1の主表面が親水性であり、前記機能化された膜の前記第2の主表面が疎水性である、項目1に記載の方法。
[8]
前記機能化された膜の前記第1の主表面が親水性であり、前記機能化された膜の前記第2の主表面が疎水性である、項目1に記載の方法。
[9]
前記少なくとも1つのグラフト可能な種がフリーラジカル重合性基を含む、項目1に記載の方法。
[10]
前記少なくとも1つのグラフト可能な種が前記フリーラジカル重合性基と、エチレン系不飽和基、エポキシ基、アザラクトン基、イオン基、アルキレンオキシド基、及び前出のものの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、追加の官能基と、を含む、項目9に記載の方法。
[11]
前記イオン基がスルホン酸又はスルホン酸塩である、項目10に記載の方法。
[12]
前記イオン基がアミン又は四級アンモニウム塩である、項目10に記載の方法。
[13]
前記追加の官能基が求核性化合物と反応する、項目10に記載の方法。
[14]
前記求核性化合物が、一級アミノ基、二級アミノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、及び前出のものの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される求核性基を含む、項目13に記載の方法。
[15]
前記少なくとも1つのグラフト可能な種が少なくとも2個の官能基を含む、項目1に記載の方法。
[16]
前記少なくとも1つのグラフト可能な種がポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートを含む、項目1に記載の方法。
[17]
前記少なくとも1つのグラフト可能な種が、グリシジル(メタ)アクリレート、イソシアナトアルキル(メタ)アクリレート、ビニルアザラクトン、及び前出のものの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、項目1に記載の方法。
[18]
第1の層と第2の層との間に前記被覆された多孔質基材を配置して、多層構造物を形成することを更に含み、前記第1の層が前記第1の主表面に隣接して配置され、前記第2の層が前記第2の主表面に隣接して配置されており、前記被覆された多孔質基材を電子ビーム照射により処理することが前記電子ビーム照射に前記多層構造物を曝露することを含む、項目1に記載の方法。
[19]
前記被覆された多孔質基材を電子ビーム照射により処理した後で、前記多層構造物から前記第1の層と前記第2の層を除去することを更に含む、項目18に記載の方法。
[20]
前記第1の主表面に隣接する前記被覆された多孔質基材上に第1の層を配置して、二層構造物を形成すること、及び前記被覆された多孔質基材を電子ビーム照射に暴露することを更に含む、項目1に記載の方法。
[21]
前記被覆された多孔質基材を電子ビーム照射により処理した後で、前記二層構造物から前記第1の層を除去することを更に含む、項目20に記載の方法。
[22]
前記被覆された多孔質基材を不活性雰囲気により処理して、前記機能化された膜を提供することを更に含む、項目1に記載の方法。
[23]
前記被覆された多孔質基材に送達される電子ビーム照射の線量が、約0kGy以上約120kGy以下の範囲内にある、項目1に記載の方法。
[24]
前記電子ビーム照射が、約120keV以上約250keV以下の範囲内の電圧で操作される、項目1に記載の方法。
[25]
前記グラフトされた種の一部がゲルを形成する、項目1に記載の方法。
[26]
前記多孔質基材に少なくとも1つのグラフト可能な種を適用することが、前記多孔質基材に2つのグラフト可能な種を適用することを含む、項目1に記載の方法。
[27]
前記2つのグラフト可能な種が、前記多孔質基材に同時に適用される、項目26に記載の方法。
[28]
前記2つのグラフト可能な種が前記多孔質基材に順次に適用され、第1のグラフト可能な種が前記多孔質基材に適用されて、前記被覆された多孔質基材を提供し、前記被覆された多孔質基材の電子ビーム照射による処理の前に、第2のグラフト可能な種が前記被覆された多孔質基材に適用される、項目26に記載の方法。
[29]
前記機能化された膜に少なくとも1つの追加のグラフト可能な種を適用し、その後、前記機能化された膜を電子ビーム照射の第2の処理により処理して、前記機能化された膜に前記追加のグラフト可能な種を結合することを更に含み、前記機能化された膜が少なくとも1つの追加のグラフトされた種を有する、項目1に記載の方法。
[30]
前記少なくとも1つの追加のグラフトされた種の濃度が、前記第1の主表面における濃度よりも前記第2の主表面において高い、項目29に記載の方法。
[31]
機能化された膜を作製する方法において、前記方法が、
第1の主表面、間隙表面、及び第2の主表面を有する多孔質基材を提供すること、
前記多孔質基材を電子ビーム照射により処理して、開始部位の勾配を含む照射多孔質基材を提供すること、並びに、
前記照射多孔質基材に少なくとも1つのグラフト可能な種を適用して、機能化された膜を提供することを含み、前記グラフト可能な種が、グラフトされた種の濃度が前記第2の主表面における濃度よりも前記第1の主表面において高いような前記多孔質基材に結合した前記グラフトされた種を含む勾配で、前記多孔質基材上の前記開始部位に結合する、方法。
[32]
第1の主表面、間隙表面、及び第2の主表面を有する多孔質基材と、
グラフトされた種の濃度が前記第2の主表面における濃度よりも前記第1の主表面において高いような前記第1の主表面から前記第2の主表面へと前記多孔質基材を通って延びる勾配で、前記多孔質基材に結合したグラフトされた種と、を含む、機能化された膜。
[33]
前記多孔質基材が非対称である、項目32に記載の機能化された膜。
[34]
前記多孔質基材が対称である、項目32に記載の機能化された膜。
[35]
前記第1の主表面の平均孔径が、前記第2の主表面の平均孔径よりも大きい、項目33に記載の機能化された膜。
[36]
前記第1の主表面の平均孔径が、前記第2の主表面の平均孔径よりも小さい、項目33に記載の機能化された膜。
Claims (8)
- 機能化された膜を作製する方法において、前記方法が
第1の主表面、間隙の表面、及び第2の主表面を有する多孔質基材を提供すること、
前記多孔質基材に少なくとも1つのグラフト可能な種を適用して、被覆された多孔質基材を提供すること、並びに
前記被覆された多孔質基材を電子ビーム照射により処理して、機能化された膜を提供すること、を含み、前記電子ビーム照射が、グラフトされた種の濃度が前記第2の主表面における濃度よりも前記第1の主表面において高い勾配で、前記多孔質基材にグラフト可能な種を結合させる、機能化された膜を作製する方法。 - 前記少なくとも1つのグラフト可能な種がフリーラジカル重合性基を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのグラフト可能な種が前記フリーラジカル重合性基と、エチレン系不飽和基、エポキシ基、アザラクトン基、イオン基、アルキレンオキシド基、及び前出のものの2つ以上の組み合わせからなる群から選択される、追加の官能基と、を含む、請求項2に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのグラフト可能な種が少なくとも2個の官能基を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記少なくとも1つのグラフト可能な種が、ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、イソシアナトアルキル(メタ)アクリレート、ビニルアザラクトン、及び前出のものの2つ以上の組み合わせから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記被覆された多孔質基材に送達される電子ビーム照射の線量が、10kGy以上200kGy以下の範囲内にある、請求項1に記載の方法。
- 前記電子ビーム照射が、120keV以上250keV以下の範囲内の電圧で操作される、請求項1に記載の方法。
- 前記機能化された膜に少なくとも1つの追加のグラフト可能な種を適用し、その後、前記機能化された膜を電子ビーム照射の第2の処理により処理して、前記機能化された膜に前記追加のグラフト可能な種を結合することを更に含み、前記機能化された膜が少なくとも1つの追加のグラフトされた種を有する、請求項1に記載の方法。
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