JP5998420B2 - 自己組織化構造、並びにブロックコポリマーを含む膜及びスピンコーティングによりそれを製造する方法（ＶＩａ） - Google Patents

Description

発明の詳細な説明

［発明の背景］
[0001]膜、特にナノ多孔性膜は、生物流体の濾過、微細汚染物質の除去、水の軟化、排水処理、染料の保持、エレクトロニクス産業における超純水の調製、及び食品、ジュース又は乳の濃縮を含めたいくつかの領域において用途を有することが知られている。ナノ構造へと自己組織化するブロックコポリマーを伴う方法が、ナノ多孔性膜を調製するために提案されてきた。自己組織化した構造は、均一な孔径及び孔径分布を有する膜を生成するという点で有利であるが、提案されたブロックコポリマー及び方法には課題又は困難が残っている。例えば、これらの方法のいくつかにおいては、先ずブロックコポリマーからフィルムを製造し、その後、強酸又は強塩基等の強力な化学物質を採用することによってブロックコポリマーのブロックの１つを除去する。

[0002]上述のことは、ナノ構造が形成された後にブロックの１つを除去する必要がない、ナノ構造へ自己組織化することができるブロックコポリマーから作製された膜、及びこれらのブロックコポリマーからナノ多孔性膜を製造する方法に関する、未だ満たされていないニーズがあるということを示している。

［発明の概要］
[0003]本発明は、式（Ｉ）

（式中、Ｒ^１は、式−（ＣＨＲ−ＣＨ_２−Ｏ）_ｐ−Ｒ’（式中、ｐ＝２〜６であり、ＲはＨ又はメチルであり、Ｒ’はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基である）のポリ（アルキレンオキシド）基であり、
Ｒ^２は、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基によりそれぞれ任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基であり、
Ｒ^３及びＲ^４の一方は、ヒドロキシ、ハロ、アミノ及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_６〜Ｃ_１４アリール基又はヘテロアリール基であり、Ｒ^３及びＲ^４の他方は、カルボキシ、アミノ、メルカプト、アルキニル、アルケニル、ハロ、アジド及びヘテロシクリルから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルコキシ基であり、
ｎ及びｍは、独立して、約１０〜約２０００である）
のジブロックコポリマーなどのブロックコポリマーを含む自己組織化構造及び多孔性膜を提供するものである。

[0004]本発明はまた、
（ｉ）ブロックコポリマーを溶剤系に溶解してポリマー溶液を得るステップ、
（ｉｉ）ポリマー溶液を基材にスピンコーティングするステップ、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）において得られたコーティングをアニーリングして、自己組織化構造を得るステップ、及び任意選択で
（ｉｖ）（ｉｉｉ）において得られた自己組織化構造を洗浄するステップ
を含む、上記自己組織化構造を調製する方法を提供するものである。

[0005]本発明はまた、自己組織化構造から調製された膜を提供するものである。

[0006]本発明は、熱力学的に非相溶なブロックを有するブロックコポリマーが、相分離を起こしナノ構造に自己組織化して、それによって均一な多孔性を有するナノ多孔性膜の形成を導くという能力を利用するものである。

本発明の一実施形態によるホモポリマー１（ジブロックコポリマーの前駆体）及びジブロックコポリマー２の多角度レーザー光散乱（ＭＡＬＳ）ゲルパーミエーションクロマトグラム（ＧＰＣ）の重ね合わせトレースである。 本発明の一実施形態による自己組織化構造の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）高さ画像である。 図２の自己組織化構造のＡＦＭ相画像である。 図３から抽出したラインプロファイルである。

［発明の詳細な説明］
[0011]一実施形態において、本発明は、式（Ｉ）又は（ＩＩ）

（式中、Ｒ^１は、式−（ＣＨＲ−ＣＨ_２−Ｏ）_ｐ−Ｒ’（式中、ｐ＝２〜６であり、ＲはＨ又はメチルであり、Ｒ’はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基である）のポリ（アルキレンオキシド）基であり、
Ｒ^２は、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基によりそれぞれ任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基であり、
Ｒ^３及びＲ^４の一方は、ヒドロキシ、ハロ、アミノ及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_６〜Ｃ_１４アリール基又はヘテロアリール基であり、Ｒ^３及びＲ^４の他方は、カルボキシ、アミノ、メルカプト、アルキニル、アルケニル、ハロ、アジド及びヘテロシクリルから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルコキシ基であり、
ｎ及びｍは、独立して、約１０〜約２０００であり、０＜ｘ≦ｎ及び０＜ｙ≦ｍである）
のブロックコポリマーを含む自己組織化構造及び多孔性膜を提供する。

[0012]一実施形態において、本発明は、式（Ｉ）又は（ＩＩ）

（式中、Ｒ^１は、式−（ＣＨＲ−ＣＨ_２−Ｏ）_ｐ−Ｒ’（式中、ｐ＝２〜６であり、ＲはＨ又はメチルであり、Ｒ’はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基である）のポリ（アルキレンオキシド）基であり、
Ｒ^２は、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基によりそれぞれ任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基であり、
Ｒ^３及びＲ^４の一方は、ヒドロキシ、ハロ、アミノ及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_６〜Ｃ_１４アリール基又はヘテロアリール基であり、Ｒ^３及びＲ^４の他方は、カルボキシ、アミノ、メルカプト、アルキニル、アルケニル、ハロ、アジド及びヘテロシクリルから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルコキシ基であり、
ｎ及びｍは、独立して、約１０〜約２０００であり、０＜ｘ≦ｎ及び０＜ｙ≦ｍである）
のブロックコポリマーを含む自己組織化構造を調製する方法であって、
（ｉ）ブロックコポリマーを溶剤系に溶解してポリマー溶液を得るステップ、
（ｉｉ）ポリマー溶液を基材にスピンコーティングするステップ、
（ｉｉｉ）（ｉｉ）において得られたコーティングをアニーリングして、自己組織化構造を得るステップ、及び任意選択で
（ｉｖ）（ｉｉｉ）において得られた自己組織化構造を洗浄するステップ
を含む、方法を提供する。

[0013]多孔性膜は、孔の生成を導く限定的な膨潤を経由して、自己組織化構造から調製され得る。限定的な膨潤は、アニーリングステップによってもたらされ、アニーリングステップは、自己組織化構造を溶剤蒸気に曝露すること又は液体溶剤中に浸すことのいずれかによって実施され得る。

[0014]式（ＩＩ）において、破線の結合は部分水素化を示す。ｘは０．１〜ｎであることが好ましく、ｙは０．１〜ｍであることが好ましい。ｘ＝ｎのとき、対応するブロックは完全水素化されている。同様に、ｙ＝ｍのとき、対応するブロックは完全水素化されている。実施形態によれば、ｘ／ｎ及びｙ／ｍは、独立して、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９又は１である。

[0015]一実施形態によれば、上記のジブロックコポリマーは、モノマーがエキソ異性体である式（Ｉａ）のものである。

[0016]上記の実施形態のいずれかにおいて、ＲはＨである。

[0017]上記の実施形態のいずれかにおいて、ｐは３〜６である。

[0018]上記の実施形態のいずれかにおいて、Ｒ’は、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換された、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基である。

[0019]上記の実施形態のいずれかにおいて、Ｒ^２は、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１０〜Ｃ_１８アルキル基である。

[0020]上記の実施形態のいずれかにおいて、Ｒ^３は、ヒドロキシ、ハロ、アミノ及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_６〜Ｃ_１４アリール基であり、Ｒ^４は、カルボキシ、アミノ、メルカプト、アルキニル、アルケニル、ハロ、アジド及びヘテロシクリルから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルコキシ基である。

[0021]一実施形態において、Ｒ^３は、ヒドロキシ、ハロ、アミノ及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたフェニルであり、Ｒ^４は、カルボキシ、アミノ、メルカプト、アルキニル、アルケニル、ハロ、アジド及びヘテロシクリルから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_６アルコキシ基である。

[0022]上記の実施形態のいずれかにおいて、Ｒ^４は、Ｃ_１〜Ｃ_６アルコキシ基である。

[0023]一実施形態において、Ｒ^３は、モノマーの重合のために採用されたＲＯＭＰ触媒によってもたらされる。

[0024]一実施形態において、Ｒ^４は、重合の終結のために採用されたビニルエーテル化合物によってもたらされた基である。

[0025]本発明によれば、用語「アリール」は、１つ、２つ又は３つの芳香環を有する単環、二環又は三環の炭素環系、例えば、フェニル、ナフチル、アントラセニル又はビフェニルを指す。用語「アリール」は、当技術分野において通常理解されるように、置換されていない又は置換されている芳香族炭素環部分を指し、例えば、フェニル、ビフェニル、ナフチル、アントラセニル、ピレニル等の単環及び多環の芳香族化合物を含む。アリール部分は、一般に、例えば、６〜３０個の炭素原子、好ましくは６〜１８個の炭素原子、より好ましくは６〜１４個の炭素原子、最も好ましくは６〜１０個の炭素原子を含有する。用語アリールは、ヒュッケル則に従って、平面であり、４ｎ＋２個（ｎ＝１、２又は３）のπ電子を含む炭素環部分を含むことが理解される。

[0026]本発明によれば、用語「ヘテロアリール」は、少なくとも１つの原子がＯ、Ｓ又はＮであり、残りの原子が炭素である、５〜１０個の環原子を有する環状芳香族基を指す。ヘテロアリール基の例には、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピロリル、ピラゾリル、イミダゾリル、チアゾリル、オキサゾリル、イソオキサゾリル、チアジアゾリル、オキサジアゾリル、チオフェニル、フラニル、キノリニル及びイソキノリニルが含まれる。本明細書において用いる用語「ヘテロアリール」は、単環ヘテロアリール又は二環ヘテロアリールを意味する。単環ヘテロアリールは、５又は６員環である。５員環は、２つの二重結合と、１つの硫黄、窒素又は酸素原子とからなる。或いはまた、５員環は、２つの二重結合と、１つ、２つ、３つ又は４つの窒素原子と、酸素又は硫黄から選択される任意選択の追加の１つのヘテロ原子を有し、その他が炭素原子である。６員環は、３つの二重結合と、１つ、２つ、３つ又は４つの窒素原子とからなり、その他が炭素原子である。二環ヘテロアリールは、フェニルに縮合した単環ヘテロアリール、又は単環シクロアルキルに縮合した単環ヘテロアリール、又は単環シクロアルケニルに縮合した単環ヘテロアリール、又は単環ヘテロアリールに縮合した単環ヘテロアリールからなる。単環及び二環ヘテロアリールは、単環又は二環ヘテロアリール中に含有される任意の置換可能な原子を介して親分子部分に連結する。本発明の単環及び二環ヘテロアリール基は、置換されていても又は置換されていなくてもよい。加えて、窒素ヘテロ原子は、四級化されていても、されていなくてもよく、酸化されてＮ−オキシドになっていても、なっていなくてもよい。また、窒素含有環は、Ｎ保護されていても、されていなくてもよい。単環ヘテロアリールの代表例には、限定されるものではないが、フラニル、イミダゾリル、イソオキサゾリル、イソチアゾリル、オキサジアゾリル、オキサゾリル、ピリジニル、ピリジン−Ｎ−オキシド、ピリダジニル、ピリムニジニル、ピラジニル、ピラゾリル、ピロリル、テトラゾリル、チアジアゾリル、チアゾリル、チエニル、トリアゾリル、及びトリアジニルが含まれる。二環ヘテロアリール基の代表例には、限定されるものではないが、ベンゾチエニル、ベンゾオキサゾリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサジアゾリル、６，７−ジヒドロ−１，３−ベンゾチアゾリル、イミダゾ［１，２−ａ］ピリジニル、インダゾリル、１Ｈ−インダゾール−３−イル、インドリル、イソインドリル、イソキノリニル、ナフチリジニル、ピリドイミダゾリル、キノリニル、キノリン−８−イル、及び５，６，７，８−テトラヒドロキノリン−５−イルが含まれる。

[0027]「アルキル」基は、直鎖又は分岐であり得る。一実施形態によれば、アルキル基は、好ましくはＣ_１〜Ｃ_２２アルキルである。アルキル基の例には、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ−ブチル、ｎ−ペンチル、イソペンチル、ｎ−ヘキシル、ヘキサデシル等が含まれる。この定義は、「アルキル」が、ヒドロキシアルキル、モノハロアルキル、ジハロアルキル及びトリハロアルキル等において出現する場合にも常に当てはまる。Ｃ_１〜Ｃ_２２アルキル基は、シクロアルキル基、例えばＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基によりさらに置換され得る。

[0028]上記の実施形態のいずれかにおいて、「シクロアルキル」基は、単環又は二環であり得る。単環シクロアルキル基の例には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル及びシクロオクチルが含まれる。二環シクロアルキル基の例には、スピロオクタン、スピロノナン、スピロデカン及びスピロウンデカン等の１つの共通の環炭素原子を有するもの、ビシクロオクタン、ビシクロノナン、ビシクロデカン及びビシクロウンデカン等の２つの共通の環炭素原子を有するものが含まれる。いずれのシクロアルキル基も、１つ又は複数のアルキル基、例えばＣ_１〜Ｃ_６アルキル基によって任意選択で置換され得る。

[0029]一実施形態によれば、「アルコキシ」基は、好ましくはＣ_１〜Ｃ_２２アルコキシである。アルコキシ基の例には、メトキシ、エトキシ、ｎ−プロポキシ、イソプロポキシ、ｎ−ブトキシ、ｓｅｃ−ブトキシ、イソブトキシ、ｔｅｒｔ−ブトキシ、ｎ−ペントキシ、イソペントキシ、ｎ−ヘキソキシ、ヘキサデシロキシ等が含まれる。

[0030]用語「ハロ」は、フッ素、塩素、ホウ素及びヨウ素からなる群から選択されるハロゲン、好ましくは塩素又はホウ素を指す。

[0031]本明細書で用いる用語「ヘテロ環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅ）」又は「ヘテロ環（ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ）」は、単環ヘテロ環又は二環ヘテロ環を意味する。単環ヘテロ環は、Ｏ、Ｎ、Ｎ（Ｈ）及びＳからなる群から独立して選択される少なくとも１つのヘテロ原子を含有する３員、４員、５員、６員又は７員環である。３員又は４員環は、０又は１つの二重結合と、Ｏ、Ｎ、Ｎ（Ｈ）及びＳからなる群から選択される１つのヘテロ原子とを含有する。５員環は、０又は１つの二重結合と、Ｏ、Ｎ、Ｎ（Ｈ）及びＳからなる群から選択される１つ、２つ又は３つのヘテロ原子とを含有する。６員環は、０、１つ又は２つの二重結合と、Ｏ、Ｎ、Ｎ（Ｈ）及びＳからなる群から選択される１つ、２つ又は３つのヘテロ原子とを含有する。７員環は、０、１つ、２つ又は３つの二重結合と、Ｏ、Ｎ、Ｎ（Ｈ）及びＳからなる群から選択される１つ、２つ又は３つのヘテロ原子とを含有する。単環ヘテロ環は、置換されていなくても又は置換されていてもよく、単環ヘテロ環中に含有される任意の置換可能な炭素原子又は任意の置換可能な窒素原子を介して親分子部分に連結する。単環ヘテロ環の代表例には、限定されるものではないが、アゼチジニル、アゼパニル、アジリジニル、ジアゼパニル、［１，４］ジアゼパン−１−イル、１，３−ジオキサニル、１，３−ジオキソラニル、１，３−ジチオラニル、１，３−ジチアニル、ホモモルホリニル、ホモピペラジニル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、イソチアゾリニル、イソチアゾリジニル、イソオキサゾリニル、イソオキサゾリジニル、モルホリニル、オキサジアゾリニル、オキサジアゾリジニル、オキサゾーニル、オキサゾリジニル、ピペラジニル、ピペリジニル、ピラニル、ピラゾリニル、ピラゾリジニル、ピロリニル、ピロリジニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチエニル、チアジアゾリニル、チアジアゾリジニル、チアゾリニル、チアゾリジニル、チオモルホリニル、１，１−ジオキシドチオモルホリニル（チオモルホリンスルホン）、チオピラニル、及びトリチアニルが含まれる。二環ヘテロ環は、フェニル基に縮合した単環ヘテロ環、又は単環シクロアルキルに縮合した単環ヘテロ環、又は単環シクロアルケニルに縮合した単環ヘテロ環、単環ヘテロ環に縮合した単環ヘテロ環、又は単環ヘテロアリールに縮合した単環ヘテロ環である。二環ヘテロ環は、二環ヘテロ環中に含有される任意の置換可能な炭素原子又は任意の置換可能な窒素原子を介して親分子部分に連結し、置換されていなくても又は置換されていてもよい。二環ヘテロ環の代表例には、限定されるものではないが、ベンゾジオキシニル、ベンゾピラニル、チオクロマニル、２，３−ジヒドロインドリル、インドリジニル、ピラノピリジニル、１，２，３，４−テトラヒドロイソキノリニル、１，２，３，４−テトラヒドロキノリニル、チオピラノピリジニル、２−オキソ−１，３−ベンゾオキサゾリル、３−オキソ−ベンゾオキサジニル、３−アザビシクロ［３．２．０］ヘプチル、３，６−ジアザビシクロ［３．２．０］ヘプチル、オクタヒドロシクロペンタ［ｃ］ピロリル、ヘキサヒドロ−１Ｈ−フロ［３，４−ｃ］ピロリル、オクタヒドロピロロ［３，４−ｃ］ピロリル、２，３−ジヒドロベンゾフラン−７−イル、２，３−ジヒドロベンゾフラン−３−イル、及び３，４−ジヒドロ−２Ｈ−クロメン−４−イルが含まれる。本明細書において定義される単環又は二環ヘテロ環は、Ｎ、Ｎ（Ｈ）、Ｏ若しくはＳから選択されるヘテロ原子又は１〜３つのさらなる炭素原子のアルキレン架橋によって連結される、２つの非隣接炭素原子を有してもよい。このような２つの非隣接炭素原子間の連結を含有する単環又は二環ヘテロ環の代表例には、限定されるものではないが、２−アザビシクロ［２．２．２］オクチル、２−オキサ−５−アザビシクロ［２．２．２］オクチル、２，５−ジアザビシクロ［２．２．２］オクチル、２−アザビシクロ［２．２．１］ヘプチル、２−オキサ−５−アザビシクロ［２．２．１］ヘプチル、２，５−ジアザビシクロ［２．２．１］ヘプチル、２−アザビシクロ［２．１．１］ヘキシル、５−アザビシクロ［２．１．１］ヘキシル、３−アザビシクロ［３．１．１］ヘプチル、６−オキサ−３−アザビシクロ［３．１．１］ヘプチル、８−アザビシクロ［３．２．１］オクチル、３−オキサ−８−アザビシクロ［３．２．１］オクチル、１，４−ジアザビシクロ［３．２．２］ノニル、１，４−ジアザトリシクロ［４．３．１．１ ３，８］ウンデシル、３，１０−ジアザビシクロ［４．３．１］デシル、又は８−オキサ−３−アザビシクロ［３．２．１］オクチル、オクタヒドロ−１Ｈ−４，７−メタノイソインドリル、及びオクタヒドロ−１Ｈ−４，７−エポキシイソインドリルが含まれる。窒素ヘテロ原子は、四級化されていても、されていなくてもよく、酸化されてＮ−オキシドになっていても、なっていなくてもよい。加えて、窒素含有ヘテロ環は、Ｎ保護されていても、いなくてもよい。

[0032]ヘテロシクリル基の例には、ピリジル、ピペリジニル、ピペラジニル、ピラジニル、ピロリル、ピラニル、テトラヒドロピラニル、テトラヒドロチオピラニル、ピロリジニル、フラニル、テトラヒドロフラニル、チオフェニル、テトラヒドロチオフェニル、プリニル、ピリミジニル、チアゾリル、チアゾリジニル、チアゾリニル、オキサゾリル、トリアゾリル、テトラゾリル、テトラジニル、ベンゾオキサゾリル、モルホリニル、チオホルホリニル、キノリニル、及びイソキノリニルが含まれる。

[0033]ベンゾを有する及び有しない５員不飽和ヘテロ環：フラニル、チオフェンイル、ピロリル、ピラゾリル、ピラゾリニル、イミダゾリル、イミダゾリニル、ジチアゾリル、フラザニル、１，２，３−トリアゾリル、テトラゾリル、１，２，４−トリアゾリル、オキサジアゾリル、チアジアゾリル、イソオキサゾリル、イソオキサゾリニル、オキサゾリル、オキサゾリニル、ホスホリル、イソチアゾリル、チアゾリル、チアゾリニル、イソチアゾリル、イソチアゾリジニル、ベンゾフラニル、ベンゾチオフェンイル、インドリル、ベンゾイミダゾリル、ベンゾオキサゾリニル、及びベンゾチアゾリニル。

[0034]構造中の原子の数の範囲が示されている場合（例えば、Ｃ_１−２２、Ｃ_１−１２、Ｃ_１−８、Ｃ_１−６又はＣ_１−４アルキル、アルコキシ等）は常に、示されている範囲内の任意の部分範囲又は個別の炭素原子数も用い得ることが具体的に企図されている。従って、例えば、本明細書において言及される任意の化学基（例えば、アルキル、アルコキシ、アルキルアミノ等）に関して用いられる、１〜２２個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_２２）、１〜２０個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_２０）、１〜１８個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_２０）、１〜１６個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_１６）、１〜１４個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_１４）、１〜１２個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_１２）、１〜１０個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_１０）、１〜８個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_８）、１〜６個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_６）、１〜４個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_４）、１〜３個の炭素原子（例えばＣ_１〜Ｃ_３）、又は２〜８個の炭素原子（例えばＣ_２〜Ｃ_８）という範囲の記載は、適切であれば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１又は２２個の炭素原子を包含し且つ具体的に説明するものであり、さらには、適切であればその任意の部分範囲、例えば、１〜２個の炭素原子、１〜３個の炭素原子、１〜４個の炭素原子、１〜５個の炭素原子、１〜６個の炭素原子、１〜７個の炭素原子、１〜８個の炭素原子、１〜９個の炭素原子、１〜１０個の炭素原子、１〜１１個の炭素原子、１〜１２個の炭素原子、１〜１３個の炭素原子、１〜１４個の炭素原子、１〜１５個の炭素原子、１〜１６個の炭素原子、１〜１７個の炭素原子、１〜１８個の炭素原子、１〜１９個の炭素原子、１〜２０個の炭素原子、１〜２１個の炭素原子及び１〜２２個の炭素原子、並びにその間の任意のもの、例えば、２〜３個の炭素原子、２〜４個の炭素原子、２〜５個の炭素原子、２〜６個の炭素原子、２〜７個の炭素原子、２〜８個の炭素原子、２〜９個の炭素原子、２〜１０個の炭素原子、２〜１１個の炭素原子、２〜１２個の炭素原子、２〜１２個の炭素原子、２〜１３個の炭素原子、２〜１４個の炭素原子、２〜１５個の炭素原子、２〜１６個の炭素原子、２〜１７個の炭素原子、２〜１８個の炭素原子、２〜１９個の炭素原子、２〜２０個の炭素原子、２〜２１個の炭素原子及び２〜２２個の炭素原子、３〜４個の炭素原子、３〜５個の炭素原子、３〜６個の炭素原子、３〜７個の炭素原子、３〜８個の炭素原子、３〜９個の炭素原子、３〜１０個の炭素原子、３〜１１個の炭素原子、３〜１２個の炭素原子、３〜１３個の炭素原子、３〜１４個の炭素原子、３〜１５個の炭素原子、３〜１６個の炭素原子、３〜１７個の炭素原子、３〜１８個の炭素原子、３〜１９個の炭素原子、３〜２０個の炭素原子、３〜２１個の炭素原子及び３〜２２個の炭素原子並びに４〜５個の炭素原子、４〜６個の炭素原子、４〜７個の炭素原子、４〜８個の炭素原子、４〜９個の炭素原子、４〜１０個の炭素原子、４〜１１個の炭素原子、４〜１２個の炭素原子、４〜１３個の炭素原子、４〜１４個の炭素原子、４〜１５個の炭素原子、４〜１６個の炭素原子、４〜１７個の炭素原子、４〜１８個の炭素原子、４〜１９個の炭素原子、４〜２０個の炭素原子、４〜２１個の炭素原子、４〜２２個の炭素原子を包含し且つ具体的に説明するものである。

[0035]上記の実施形態において、「ｎ」及び「ｍ」は、それぞれのモノマーの平均重合度を表す。

[0036]実施形態によれば、ｎは、約１０〜約１０００、約１０〜約５００、約１０〜約２５０、約２０〜約１０００、約２０〜約５００、約２０〜約２５０、約３０〜約１０００、約３０〜約５００、約３０〜約２５０、約４０〜約１０００、約４０〜約５００、約４０〜約２５０、約５０〜約１０００、約５０〜約５００、約５０〜約２５０、約６０〜約１０００、約６０〜約５００、又は約６０〜約２５０である。

[0037]上記の実施形態のいずれかにおいて、ｍは、約５０〜約２０００、約５０〜約１５００、約５０〜約１０００、約１００〜約２０００、約１００〜約１５００、約１００〜約１０００、約１５０〜約２０００、約１５０〜約１５００、約１５０〜約１０００、約２００〜約２０００、約２００〜約１５００、又は約２００〜約１０００である。

[0038]ブロックコポリマーの上記の実施形態のいずれかにおいて、ｎは、典型的には約３０〜約３５０、好ましくは約７０〜約２００、及びより好ましくは約１００〜約１５０である。

[0039]ブロックコポリマーの上記の実施形態のいずれかにおいて、ｍは、典型的には約７５〜約９００、好ましくは約１８０〜約５００、及びより好ましくは約２５０〜約４００である。

[0040]ブロックコポリマーは、任意の適切な総分子量、例えば、約３５ｋＤａ〜約４５０ｋＤａの数平均分子量（Ｍ_ｎ）を有することができ、ある実施形態において、ブロックコポリマーは、約７５ｋＤａ〜約３００ｋＤａのＭ_ｎを有し、ある別の実施形態において、ブロックコポリマーは、約１００ｋＤａ〜約２５０ｋＤａのＭ_ｎを有する。ある特定の実施形態において、ブロックコポリマーは、約１２９ｋＤａのＭ_ｎを有する。

[0041]式（ＩＩ）のブロックコポリマー中の二重結合は、任意の適切なシス、トランスの配向を有することができ、それらは、ランダムな様式で分布し得る。

[0042]ブロックコポリマーは、任意の適切な形態、例えば、限定されるものではないが、球又は体心立方形態、円柱形態、薄片形態又は二重ジャイロイド形態に、自己組織化してもよい。コポリマーが自己組織化するナノ構造のタイプは、とりわけ、ブロックコポリマー中のそれぞれのブロックの体積分率、及び溶剤系の性質に依存する。

[0043]例えば、２つのモノマーのポリマー体積分率比の範囲（ｆ_Ａ：ｆ_Ｂ）が３７〜５０：６３〜５０であると、均等なドメインサイズの層の重なりを伴う薄片形態の形成に有利であり、体積分率比の範囲が１５〜７０：８５〜３０であると、多い方のポリマーブロック構成成分のマトリックス中で少ない方のポリマー構成成分が円柱を形成する円柱形態の形成に有利であり、体積分率比の範囲が７〜１５：８３〜８５であると、多い方のポリマーブロック構成成分のマトリックス中で少ない方のポリマー構成成分が球を形成する体心立方相の形成に有利である。体積分率比の範囲が３３〜３７：６７〜３３であると、二重ジャイロイド形態の形成に有利である。

[0044]円柱形態は、不連続の管又は円柱形を有する相ドメイン形態を含む。管又は円柱形は、六方格子に六方充填されていてもよい。実施形態において、円柱ドメインのサイズは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍである。

[0045]薄片形態は、概して互いに平行に配向した互い違いの構造の層を有する相ドメイン形態を含む。実施形態において、薄片ドメインのサイズは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍである。

[0046]二重ジャイロイド形態は、互いに貫通する２つの連続したネットワークを含む。実施形態において、二重ジャイロイドドメインのサイズは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍである。

[0047]球形態又はｂｃｃ形態は、第二のブロックのマトリックス中の体心立方格子に配列された１つのブロックの球ドメインを有する相ドメイン形態を指す。実施形態において、球形態ドメインのサイズは、約５ｎｍ〜約１００ｎｍである。

[0048]一実施形態において、重合された第二のモノマー（Ｒ^２を有する）及び重合された第一のモノマー（Ｒ^１を有する）は、ブロックコポリマー中に任意の適切な体積分率で存在する。例えば、第一のモノマーの％体積分率と第二のモノマーの％体積分率とは、約１５：約８５〜約３０：約７０の範囲、好ましくは約１９：約８１〜約２５：約７５の範囲、より好ましくは約２０：約８０の範囲であり得る。一実施形態において、第二のモノマーの体積分率は約７８％であり、第一のモノマーの体積分率は２２％である。

[0049]一実施形態において、第二のモノマーの体積分率と第一のモノマーの体積分率とは、約２．３〜５．６：１であり、これは、円柱形態の形成に有利である。好ましい一実施形態において、第二のモノマーの体積分率と第一のモノマーの体積分率とは、２．２５：１である。

[0050]特定の一実施形態において、自己組織化構造及び多孔性膜は、以下の構造を有する式（Ｉ）のジブロックコポリマー、特にｎが１００でありｍが１８０であるものを含む。

[0051]一実施形態において、自己組織化構造及び多孔性膜は、モノマーがエキソ立体配置であった以下の構造を有する式（Ｉ）のジブロックコポリマー、特にｎが１００でありｍが１８０であるものを含む。

[0052]上に記載したブロックコポリマーは、
（ｉ）式

の２種のモノマーのうちの一方を、開環メタセシス重合（ＲＯＭＰ）触媒を用いて重合して、リビング鎖末端を有する開環ポリマーを得るステップ、
（ｉｉ）（ｉ）で得られた開環ポリマーのリビング末端に、２種のモノマーのうちの他方を重合して、リビング末端を有するジブロックコポリマーを得るステップ、及び
（ｉｉｉ）（ｉｉ）で得られたジブロックコポリマーのリビング末端を、任意選択で置換されたアルキルビニルエーテルによって末端処理するステップ、及び
（ｉｖ）（ｉｉｉ）で得られたジブロックコポリマーを水素化して、式（Ｉ）又は（ＩＩ）のブロックコポリマーを得るステップ
を含む方法によって調製することができる。

[0053]上記方法において、最初に重合されるモノマーは、式

のものである。

[0054]上記モノマーの重合の後、そこに重合される第二のモノマーは、式

のモノマーである。

[0055]第一のモノマー及び第二のモノマーは、エキソ又はエンド立体化学配置であり得る。一実施形態において、第一及び第二のモノマーは、エキソ配置のもの、例えばエキソ異性体が９８％以上のモノマーである。

[0056]第一及び第二のモノマーにおいて、Ｒ^１及びＲ^２は、式（Ｉ）のジブロックコポリマーについて上に説明したものと同じである。第一及び第二のモノマーは、（オキサ）ノルボルネン（ジ）カルボン酸イミド由来モノマーである。モノマーは、任意の適切な方法、例えば、マレイミド及びフランから出発しＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応を経由する以下に例証する方法によって調製することができる。

[0057]第一のモノマーは、以下に例証する光延カップリング反応を経由して合成することができる。

[0058]或いはまた、第一のモノマーは、Ｎ−トリエチレングリコールモノメチルエーテルマレイミドとフランとのＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応を経由した反応によって合成することができる。

[0059]第二のモノマーは、以下に例証するように、Ｄｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応を経由して合成することができる。

[0060]或いはまた、第二のモノマーは、ｅｘｏ−７−オキサノルボルネン−５，６−ジカルボン酸無水物とヘキサデシルアミンとの反応、又はＮ−ヘキサデシルマレイミドとフランとのＤｉｅｌｓ−Ａｌｄｅｒ反応を経由した反応によって合成することができる。

[0061]モノマーの重合は、環状オレフィンモノマーが環状オレフィンモノマーの開環によって重合又は共重合される、開環オレフィンメタセシス重合（ＲＯＭＰ）によって実施される。典型的には、カルベン配位子を含有する遷移金属触媒が、メタセシス反応を媒介する。

[0062]任意の適切なＲＯＭＰ触媒を用いることができ、例えば、Ｇｒｕｂｂｓ第一世代、第二世代及び第三世代触媒、Ｕｍｉｃｏｒｅ、Ｈｏｖｅｙｄａ−Ｇｒｕｂｂｓ、Ｓｃｈｒｏｃｋ及びＳｃｈｒｏｃｋ−Ｈｏｖｅｙｄａ触媒を採用することができる。そのような触媒の例には、以下のものが含まれる。

[0063]一実施形態において、Ｇｒｕｂｂｓ第三世代触媒は、空気中での安定性、複数の官能基に対する耐性、並びに／又は速やかな重合開始及び連鎖成長速度等のそれらの利点のために特に適している。加えて、Ｇｒｕｂｂｓ第三世代触媒を用いると、末端基が任意の親和性のある基を含むように操作され、触媒が容易にリサイクルされ得る。そのような触媒の好ましい例は、以下のものである。

[0064]上記の第三世代Ｇｒｕｂｂｓ触媒（Ｇ２）は、市販品として得ても、又はＧｒｕｂｂｓ第二世代触媒から以下のようにして調製してもよい。

[0065]第一のモノマー及び第二のモノマーを順次重合して、ジブロックコポリマーを得る。２種のモノマーのいずれも、最初に重合することができる。例えば、第一のモノマーを最初に重合し、続いて第二のモノマーを重合することができる。或いはまた、第二のモノマーを最初に重合し、続いて第一のモノマーを重合することができる。

[0066]典型的には、モノマーは、少なくとも９５％、好ましくは９９％以上、より好ましくは９９．９％以上の化学純度を有する。モノマーは、重合を妨げる不純物、例えば、ＲＯＭＰ触媒に影響を及ぼす不純物を含まないことが好ましい。そのような不純物の例には、アミン、チオール、酸、ホスフィン及びＮ−置換マレイミドが含まれる。

[0067]モノマーの重合は、適切な溶剤、例えばＲＯＭＰ重合を行うのに一般的に用いられている溶剤中で行われる。適切な溶剤には、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素、ｎ−ヘプタン、ヘキサン及びヘプタン等の脂肪族炭化水素、シクロヘキサン等の脂環式炭化水素、並びにジクロロメタン、ジクロロエタン、ジクロロエチレン、テトラクロロエタン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼン及びトリクロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素、並びにそれらの混合物が含まれる。

[0068]有機溶剤中で重合を実施する場合、モノマー濃度は、１〜５０重量％、好ましくは２〜４５重量％、より好ましくは３〜４０重量％の範囲であり得る。

[0069]重合は、任意の適切な温度、例えば、−２０〜＋１００℃、好ましくは１０〜８０℃で実施することができる。

[0070]重合は、ブロックのそれぞれについて適当な鎖長を得るのに適切な任意の時間に実施することができ、この時間は約１分〜１００時間であり得る。

[0071]ＲＯＭＰ触媒の量は、任意の適切な量から選択することができる。例えば、触媒とモノマーとのモル比は、約１：１０〜約１：１０００、好ましくは約１：５０〜１：５００、より好ましくは約１：１００〜約１：２００であり得る。例えば、触媒とモノマーとのモル比は、１：ｎ及び１：ｍであり得、このときｎ及びｍは平均重合度である。

[0072]２種のモノマーの重合の後、ジブロックコポリマーの鎖末端は、任意選択で置換されたアルキルビニルエーテルを重合混合物に加えることによって、末端処理される。

[0073]結果として得られたジブロックコポリマー前駆体は、式（Ｉ）又は（ＩＩ）のブロックコポリマーを得るために、水素化され得る。水素化は、任意の適切な技法によって、例えば、水素ガス及び触媒の使用によって、実施することができる。不均質又は均質の任意の適切な触媒を用いることができる。不均質触媒の例には、Ｒａｎｅｙニッケル、パラジウム炭素、ＮａＢＨ_４還元ニッケル、白金金属又はその酸化物、ロジウム、ルテニウム、ＮａＨ−ＲＯＮａ−Ｎｉ（ＯＡｃ）_２及び酸化亜鉛が含まれる。均質触媒の例には、クロロトリス（トリフェニルホスフィン）ロジウム、すなわちＷｉｌｋｉｎｓｏｎ触媒、及びクロロトリス（トリフェニルホスフィン）ヒドリドルテニウム（ＩＩ）が含まれる。

[0074]ジブロックコポリマーは、水素ガス及び水素化触媒、例えばＧ２触媒の使用によって、水素化されることが好ましい。水素化が完了すると、水素化されたジブロックコポリマーが生成する。部分水素化ブロックコポリマー、例えば、ポリ（Ｍ１_ｘＨＭ１_ｎ−ｘ／Ｍ２ＨＭ２_ｍ−ｙ）（式中、Ｍ１は第一のモノマーであり、ＨＭ１は水素化された第一のモノマーであり、Ｍ２は第二のモノマーであり、ＨＭ２は水素化された第二のモノマーである）を得るために、水素化度を制御することができる。ｘ及びｙは、水素化されていないモノマーの数を表す。ｎ−ｘ及びｍ−ｙは、水素化されたモノマーの数を表す。部分水素化を実施すると、結果として得られるブロックコポリマーは、マルチブロックコポリマー、例えばトリブロック又はテトラブロックコポリマーである。部分水素化が実施されると、結果として得られるブロックコポリマーは、マルチブロックコポリマー、例えばトリブロック又はテトラブロックコポリマーである。一実施形態において、部分水素化された材料は、水素化されたモノマーセグメントと水素化されていないモノマーセグメントとの連続から構成されるランダムなものとなる。

[0075]一実施形態において、二重結合に対して約１：１００のモル当量の触媒投入量（［Ｇ２］_モル：［二重結合］_モル＝約１：１００）であると、前駆体コポリマーは完全水素化される。比は、約１：１００〜約１：５００又は約１：６００で変更することができ、部分水素化されたブロックコポリマーを得ることができる。

[0076]式（Ｉ）又は（ＩＩ）のブロックコポリマーは、任意の適切な技法、例えば非溶剤を用いた沈殿によって単離することができる。

[0077]ジブロックコポリマーの調製の間に形成されたホモポリマー、ジブロックコポリマー前駆体、及び本発明の水素化されたブロックコポリマーは、任意の公知の技法によって、それらの分子量及び分子量分布について特性解析することができる。例えば、ＭＡＬＳ−ＧＰＣ技法を採用することができる。この技法は、移動相を用いて、ポリマー溶液を、固定相が充填されたカラムのバンクを通して、高圧ポンプによって溶離する。固定相は、鎖サイズによってポリマーサンプルを分離し、その後、３つの異なる検出器によってポリマーを検出する。一連の検出器、例えば、紫外線検出器（ＵＶ検出器）と、その後の多角度レーザー光散乱検出器（ＭＡＬＳ検出器）と、その次の示差屈折検出器（ＲＩ検出器）とが一列になったものを採用することができる。ＵＶ検出器は、波長２５４ｎｍでのポリマーの光吸収を測定し、ＭＡＬＳ検出器は、ポリマー鎖からの散乱光を移動相に対して相対的に測定する。

[0078]本発明のブロックコポリマーは、高度に単分散である。例えば、コポリマーは、１．０１〜１．２、好ましくは１．０５〜１．１０のＭｗ／Ｍｎを有する。

[0079]本発明は、水素化されたブロックコポリマー、特に上記した水素化されたジブロックコポリマーを含む多孔性膜を提供する。

[0080]一実施形態において、多孔性膜は、ブロックコポリマーの溶液をスピンコーティングすることによって調製される。膜を調製するため、ブロックコポリマーは、適切な溶剤又は溶剤系に先ず溶解され、スピンコーティングによって薄層フィルムとしてキャストされる。

[0081]ポリマー溶液は、当業者に公知の任意の適切な方法によって調製することができる。ブロックコポリマーを溶剤系に添加し、均一な溶液が得られるまで撹拌する。所望により、溶液を長時間撹拌して、ブロックコポリマーが熱力学的に有利な構造を溶液中で呈するようにすることができる。

[0082]適切な溶剤系の実施形態には、ハロゲン化炭化水素、エーテル、アミド及びスルホキシドから選択される溶剤又は溶剤混合物が含まれる。一実施形態において、溶剤系は、揮発性溶剤、例えば沸点が１００℃未満の溶剤を含む。

[0083]例えば、溶剤系は、ジクロロメタン、１−クロロペンタン、１，１−ジクロロエタン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、１，３−ジオキサン及び１，４−ジオキサンから選択される溶剤又は溶剤混合物を含む。

[0084]従って、例えば、ＤＭＦとＴＨＦとの混合物、ＤＭＡとＴＨＦとの混合物、ＤＭＳＯとＴＨＦとの混合物、ＤＭＳＯと１−クロロペンタンとの混合物、ＮＭＰと１−クロロペンタンとの混合物、ＤＭＦと１−クロロペンタンとの混合物、１，３−ジオキサンとＴＨＦとの混合物、１，４−ジオキサンとＴＨＦとの混合物、又は１，３−若しくは１，４−ジオキサンとＤＭＦとＴＨＦとの混合物を、溶剤系として採用することができる。

[0085]好ましい実施形態において、ＤＭＦとＴＨＦとの混合物、ＤＭＡとＴＨＦとの混合物、ＤＭＡと１−クロロペンタンとの混合物、ＤＭＳＯとＴＨＦとの混合物、１，３−ジオキサンとＴＨＦとの混合物、１，４−ジオキサンとＴＨＦとの混合物を、溶剤系として採用することができる。

[0086]より好ましい実施形態において、ジクロロメタン又はＤＭＦとＴＨＦとの混合物を、溶剤系として採用することができる。

[0087]上記の実施形態において、溶剤混合物を溶剤系として用いる場合、混合物は、任意の適切な比の溶剤を含むことができ、例えば、二元溶剤混合物においては、いずれの溶剤も、８０／２０、７５／２５、７０／３０、６５／３５、６０／４０、５５／４５若しくは５０／５０の体積比、又はこれらの間の任意の比で存在することができる。三元溶剤系においては、任意の３種の溶剤は、任意の適切な比、例えば、８０／１０／１０、７５／１５／１０、７０／２０／１０、６５／２５／１０、６０／３０／１０、５５／２５／３０、４０／４０／２０若しくは３０／３０／４０の体積比、又はこれらの間の任意の比で存在することができる。

[0088]ポリマー溶液は、任意の適切な量のブロックコポリマーを含有することができる。一実施形態によれば、ポリマー溶液は、ブロックコポリマーを約０．１〜約２重量％、好ましくは約０．５〜約１．５重量％、より好ましくは約０．８〜約１．２重量％含有する。一例において、ポリマー溶液は、ブロックコポリマーを約１重量％含有する。ポリマー濃度によって、フィルムの厚さを制御することができ、従ってスピンコーティングから得られる膜の厚さを制御することができる。

[0089]スピンコーティングは、少ない体積のポリマー溶液を、概ね平らな基材上に、好ましくは基材の中心に付着させることを典型的に伴う。ポリマー溶液は、シリンジ若しくはドロッパーの使用によって付着させること又はタンクから連続的に付着させることができる。

[0090]ポリマー溶液を付着させる際、基材は、静止していてもよく、又は例えば約５００ｒｐｍまでの低速でスピンしていてもよい。ポリマー溶液の付着の後、基材は、例えば約３０００ｒｐｍ以上の高速まで加速される。一実施形態において、基材は、約１５００ｒｐｍ〜約６０００ｒｐｍのスピン速度まで加速される。ポリマー溶液は、スピンによって発揮される遠心力の作用のために基材上を半径方向に流れ、余剰のポリマー溶液は、基材の端から排出される。いったん所望のスピン速度に達すると、スピン速度は、適切な時間、例えば１分〜１時間、好ましくは１．５分の期間にわたって維持される。基材上に形成されるフィルムは、平衡厚さに達するまで、又はフィルムから溶剤が蒸発して溶液の粘度が上がることによって固体様になるまで、ゆっくりと薄くなり続ける。フィルムの厚さは、所与のポリマー濃度に対してスピン速度を変えることによって制御することができる。

[0091]フィルムは、任意の適切な厚さ、典型的には約５０ｎｍ〜約５００ｎｍ厚、好ましくは約１００〜約３００ｎｍ、より好ましくは約１００ｎｍにキャストすることができる。

[0092]上記のスピンしている基材を維持する雰囲気は、任意の適切な雰囲気、例えば、周囲雰囲気、制御された湿度及び／若しくは温度の雰囲気、不活性ガス雰囲気であってよく、又はコーティングは、真空下で実施されてもよい。一実施形態において、溶剤蒸気雰囲気を維持して、ブロックコポリマーのアニーリング及び自己組織化の誘発をすることができる。

[0093]任意の適切な基材が、ポリマー溶液をスピンコーティングするために用いられ得る。基材は、多孔性又は非多孔性であり得る。適切な基材の例には、ガラス、シリコンウエハー、金属板、ポリマー又はプラスチックフィルム、及びガラス又はシリコンウエハー上にコーティングされたプラスチックフィルムが含まれる。例えば、ポリビニルアルコールでコーティングされたガラス基材を用いることができる。

[0094]基材表面は、結果として得られる形態配向に影響を持ち、配向又は形態の結果は、基材とジブロック中の各ブロックとの熱力学的相互作用に基づいて決定される。基材表面が２種のブロックのうちの一方と有利な相互作用を有するならば、ジブロックコポリマーは、基材表面が有利な相互作用を有するブロックを広げてそのブロックを露出させることによって、相互作用が最大となるようにして自己組織化することになる。例えば、円柱形態の場合、基材が一方のブロックと他方のブロックよりも高い親和性を有するならば、円柱は、円柱が基材表面に平行になるようにして基材表面と相互作用することになる。基材表面がいずれのブロックにも中立である又は親和性がほとんどないならば、円柱は基材に対して垂直に整列する。

[0095]スピンコーティングされたフィルムは、ジブロックコポリマーのミクロ相分離をさらに進める又は完了させるために、アニーリングされる。アニーリングは、適切な溶剤蒸気の存在下で実施される。溶剤系として上記に明らかにした溶剤のいずれでも、アニーリングを実施するための溶剤蒸気として採用することができる。例えば、ジクロロメタンを蒸気として採用することができる。

[0096]アニーリングは、任意の適切な長さの時間、例えば、０．１時間〜１か月以上、５時間〜１５日以上、又は１０時間〜１０日以上にわたって実施することができる。任意選択で、フィルムを洗浄して任意の残留溶剤を除去して多孔性膜を回収する。

[0097]一実施形態において、基材、例えばポリマー基材は、適切な溶剤中に溶解除去され、それによって薄層フィルムを回収することができる。例えば、薄層フィルムが上部に成長させたＳｉＯ_２層を有するシリコンウエハー上にキャストされる場合、ＳｉＯ_２層は、フッ化水素酸に溶解されて、ブロックコポリマーの薄層フィルムを解放し回収することができる。

[0098]一実施形態において、回収されたフィルムは、より多孔性の高い基材に接着されて、それによって、ブロックコポリマーのナノ多孔性層が保持層として働き、より多孔性の高い基材層が支持体として働く、複合自己組織化構造又は複合膜を得ることができる。支持体は、任意の適切なポリマー、例えば、ポリ芳香族、スルホン（例えば、芳香族ポリスルホンを含めたポリスルホン、例えば、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルエーテルスルホン、ビスフェノールＡポリスルホン、ポリアリールスルホン及びポリフェニルスルホン等）、ポリアミド、ポリイミド、ポリハロゲン化ビニリデン（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む）、ポリプロピレン及びポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル（（ＰＡＮｓ）ポリアルキルアクリロニトリルを含む）、セルロース系ポリマー（セルロースアセテート及びニトロセルロース等）、フルオロポリマー、及びポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）から作製され得る。

[0099]いかなる理論又はメカニズムにも固執しようとするものではないが、ナノ構造の形成は、以下のようにして起こると考えられる。溶液中のブロックコポリマー、特にジブロックコポリマーは、ある種の熱力学的な力を受ける。ブロックコポリマーは、共有結合によって連結された、少なくとも２つの化学的に異なるポリマー鎖ブロックを含むため、少なくとも２つのブロックの間には、非親和性が存在する。加えて、連結する共有結合によって与えられる、連結の制約が存在する。これらの熱力学的な力の結果として、ジブロックコポリマーは、適切な溶剤系に溶解されると、秩序化した形態を平衡して呈する、ミクロ相に分離したドメインへと自己組織化する。フィルムが希釈溶液からキャストされると、ブロックコポリマーは、異なるブロックからそれぞれ作られるコアとコロナとから構成されるミセルを形成する。希釈溶液において、ミセルは、互いに離れようとする傾向にある。しかしながら、濃厚な溶液、例えば、溶剤が溶液の薄層フィルムから蒸発によって除去されたときの溶液においては、ミセルは凝集し、その結果、コロナは合体して連続マトリックスを形成し、コアは合体して多孔質流路を形成するという傾向にある。

[0100]ブロックコポリマーが秩序化された構造を形成する能力は、ポリマーの緩和速度、ポリマーの粘度、ポリマーの濃度、及び溶剤の性質、特にカイパラメータ又はＨａｎｓｅｎ溶解度パラメータを含めたいくつかの要因に依存する。両方のブロックに対して中立な溶剤は、円柱孔を膜表面に対して垂直に配向させる傾向がある。ブロックコポリマーを溶解するために選択される溶剤系は、自由エネルギーの最小化及び秩序化された構造の形成のための駆動力を提供する。従って、溶剤又は溶剤系の選択は、秩序化されたナノ構造を得る際に重要な要因である。

[0101]一実施形態によれば、ジブロックコポリマーは、より少ないブロックがより多いブロックのマトリックス中で多孔性六角形ドメインを形成する、六角形への秩序化を呈するマトリックス中における多孔性構造へ自己組織化する。より少ないブロックは、より多いブロックを構成するモノマーの重合度より、重合度の低いモノマーからなるブロックである。六角形ドメイン中の孔は、約６０ｎｍ〜約８０ｎｍのサイズであり、平均サイズは約７０ｎｍである。孔は、フィルムの厚さにわたって約５０ｎｍの深さで延びている。一実施形態において、孔の密度は、４．３×１０^１５孔／ｍ^２である。

[0102]本発明の一実施形態によれば、多孔性膜は、ナノ多孔性膜、例えば１ｎｍと１００ｎｍとの間の直径の孔を有する膜である。

[0103]多孔性構造は、自己組織化構造、特に円柱形態を有するものから、アニーリングによって実施される限定的な膨潤ステップを経由して生じ得る。アニーリングステップは、溶剤蒸気中で、又は液体溶剤中に浸すことのいずれかによって行われ得る。溶剤は、円柱コアを形成する、より少ない体積分率のブロックの良溶剤、及びマトリックスを形成する、より多い体積のブロックの非溶剤であるべきである。何らかの理論又はメカニズムに固執することを意図するものではないが、自己組織化構造がアニーリングされると、円柱コアが溶剤によって膨張し、円柱の体積の増加につながると考えられる。円柱コアがマトリックス表面の外に広がると、この広がりは、円柱が孔を作り出すことを余儀なくする。マトリックスの厚さもまた増加する。

[0104]アニーリングに用いることができる溶剤の例には、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸ブチル、酢酸エチル、メチルエチルケトン及びアセトンが含まれる。溶剤又は溶剤混合物は、任意の適切な温度、例えば、周囲温度、例えば２０℃〜２５℃から、４０℃、５０℃、６０℃、７０℃、８０℃又は９０℃まで等の高温であり得る。

[0105]本発明の実施形態による多孔性膜は、様々な用途において用いることができ、用途には、例えば、診断用途（例えば、サンプル調製及び／若しくは診断ラテラルフロー装置を含む）、インクジェット用途、製薬産業用流体の濾過、医療用途用流体の濾過（家庭及び／若しくは患者が使用するためのもの、例えば静脈内用途、並びに例えば血液等の生物流体の濾過（例えば白血球の除去のため）を含む）、エレクトロニクス産業用流体の濾過（例えば、マイクロエレクトロニクス産業におけるフォトレジスト流体の濾過）、食品及び飲料産業用流体の濾過、浄化、抗体及び／若しくはタンパク質含有流体の濾過、核酸含有流体の濾過、細胞検出（ｉｎ ｓｉｔｕを含む）、細胞採取、並びに／又は細胞培養流体の濾過が含まれる。これらに代えて又はこれらに加えて、本発明の実施形態による膜は、空気及び／若しくはガスを濾過するために用いることができ、並びに／又は排出用途（例えば、液体ではなく、空気及び／若しくはガスを通り抜けさせること）に用いることができる。本発明の実施形態による膜は、様々な装置において用いることができ、装置には、手術用装置及び製品、例えば眼科手術用製品等が含まれる。

[0106]本発明の実施形態によれば、膜は、平面状、フラットシート、ひだ状、管状、らせん状及び中空繊維を含めた様々な外形を有し得る。

[0107]本発明の実施形態による膜は、少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を含み且つ入口と出口との間に少なくとも１つの流体流路を定めるハウジング中に、少なくとも１つの本発明の膜又は少なくとも１つの本発明の膜を含むフィルターが流体流路を横切って典型的に配置されて、フィルター装置又はフィルターモジュールを提供する。一実施形態において、入口及び第一の出口を含み且つ入口と第一の出口との間に第一の流体流路を定めるハウジングと、少なくとも１つの本発明の膜又は少なくとも１つの本発明の膜を含むフィルターとを含み、本発明の膜又は少なくとも１つの本発明の膜を含むフィルターが、第一の流体流路を横切るようにハウジング内に配置された、フィルター装置が提供される。

[0108]クロスフロー用途には、少なくとも１つの本発明の膜又は少なくとも１つの本発明の膜を含むフィルターが、少なくとも１つの入口及び少なくとも２つの出口を含み且つ入口と第一の出口との間に第一の流体流路及び入口と第二の出口との間に第二の流体流路を少なくとも定めるハウジング中に、本発明の膜又は少なくとも１つの本発明の膜を含むフィルターが第一の流体流路を横切って配置されて、フィルター装置又はフィルターモジュールを提供することが好ましい。例証的実施形態において、フィルター装置は、クロスフローフィルターモジュールを含み、ハウジングは、入口と濃縮物出口を含む第一の出口と濾液出口を含む第二の出口とを含み且つ入口と第一の出口との間に第一の流体流路及び入口と第二の出口との間に第二の流体流路を定め、少なくとも１つの本発明の膜又は少なくとも１つの本発明の膜を含むフィルターは、第一の流体流路を横切って配置される。

[0109]フィルター装置又はモジュールは、殺菌可能であってもよい。適切な形であり、１つの入口と１つ又は複数の出口とを備えた、任意のハウジングを採用してもよい。

[0110]以下の実施例は、本発明をさらに例証するものであるが、当然のことながら、本発明の範囲について何らかの限定をするものと解釈されるべきではない。

実施例１
[0111]この実施例は、モノマー及びポリマーの調製において用いられる材料を提供するものである。

[0112]マレイミド、フラン、ジイソプロピルアゾジカルボキシレート（ＤＩＡＤ）、トリフェニルホスフィン（Ｐｈ_３Ｐ）、１−ヘキサデカノール、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、酢酸エチル、Ｎ−フェニルマレイミド、アセトニトリル、メタノール、Ｇｒｕｂｂｓ第二世代触媒、３−ブロモピリジン及びペンタンは、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．から入手して、さらなる処理なしで用いた。ジクロロペンタンもＳｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｏ．から入手したが、使用前に塩基性アルミナで処理した。

実施例２
[0113]この実施例は、本発明の実施形態による第一及び第二のモノマーの調製における中間体であるｅｘｏ−７−オキサノルボルネン−５，６−ジカルボキシイミド（Ｃ１）の調製を例証するものである。

[0114]マグネチックスターラーバーを備えた清浄な５００ｍＬ丸底フラスコ（ＲＢＦ）内で、フラン（２１．０ｇ、３０９ｍｍｏｌ）を、マレイミド（２５ｇ、２５８ｍｍｏｌ）の酢酸エチル２５０ｍＬ中の溶液に加えた。混合物を９０℃で３０時間加熱した。エーテル（１００ｍＬ、３Ｘ）で洗浄し濾過すると、溶液からＣ１が白色沈殿として得られた。白色固体を真空下で室温にて２４時間乾燥した。Ｃ１が、収率２９ｇ、６８％で、純粋なエキソ異性体として得られた。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）８．０９（ｓ，１Ｈ）、６．５３（ｓ，２Ｈ）、５．３２（ｓ，２Ｈ）、２．８９（ｓ，２Ｈ）。

実施例３
[0115]この実施例は、ジクロロ［１，３−ビス（２，４，６−トリメチルフェニル）−２−イミダゾリジニリデン］（ベンジリデン）ビス（３−ブロモピリジン）ルテニウム（ＩＩ）（Ｇ３）触媒の調製を例証するものである。

[0116]上に例証した第二世代Ｇｒｕｂｂｓ触媒（Ｇ２）（１．０ｇ、１．１８ｍｍｏｌ）を、５０ｍＬフラスコ内で３−ブロモピリジン（１．１４ｍＬ、１１．８ｍｍｏｌ）と混合した。室温で５分撹拌すると、赤色混合物が鮮やかな緑色に変わった。撹拌しながら、ペンタン（４０ｍＬ）を１５分かけて加え、緑色固体を得た。混合物を冷凍庫で２４時間冷却し、真空濾過した。結果として得られた緑色固体であるＧ３触媒を冷ペンタンで洗浄し、真空下で室温にて乾燥して、収量０．９ｇ、収率８８％を得た。

実施例４
[0117]この実施例は、本発明の一実施形態による第一のモノマーｅｘｏ−７−オキサノルボルネン−Ｎ−トリエチレングリコールモノメチルエーテル−５，６−ジカルボキシイミド）の調製を例証するものである。

[0118]１Ｌ丸底フラスコに、ｅｘｏ−７−オキサノルボルネン−５，６−ジカルボキシイミド（８２．６ｇ；０．５ｍｏｌ）、トリエチレングリコールモノメチルエーテル（７０．４ｍＬ；０．４５ｍｏｌ）及びトリフェニルホスフィン（１４４．３ｇ；０．５５ｍｏｌ）を仕込んだ。内容物を、無水テトラヒドロフラン（６５０ｍＬ）と共に、全ての固体が溶解するまで激しく撹拌した。混合物を氷浴中で冷却し、続いて、無水テトラヒドロフラン（５０ｍＬ）で希釈したアゾジカルボン酸ジエチル（８７ｍＬ；０．５５ｍｏｌ）を、激しい撹拌及び氷冷を維持しながら、滴下して加えた。反応物を周囲温度までゆっくりと温め、撹拌を２４〜４８時間継続した。テトラヒドロフランを回転蒸留によって除去し、濃縮物をジエチルエーテル（１Ｌ）で希釈し、結果として得られたスラリーを周囲温度で４時間撹拌した。不溶性固体を濾別してジエチルエーテル（２ｘ１５０ｍＬ）で洗浄し、濾液と洗浄液とを合わせ、回転蒸留によって濃縮した。結果として得られた残渣を、激しく撹拌しながら蒸留水（７５０ｍＬ）で希釈した。沈殿物を濾別して水（２ｘ７５ｍＬ）で洗浄し、濾液と洗浄液とを合わせ、ジエチルエーテル（４ｘ２００ｍＬ）で抽出した。その後、固体ＮａＣｌを加えることによって水層を飽和させ、続いてジクロロメタン（５ｘ２００ｍＬ）で抽出した。エーテル及びジクロロメタンの抽出物をＴＬＣによって分析し、十分に純粋と思われる画分をプールし、無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過し、恒量になるまで濃縮した。得られた黄色粘性液体は、ＮＭＲ分析によって、引き続いての重合に用いるのに十分に純粋であると判断した。生成物収量は、８１．４ｇ（６０％）であった。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：６．５１（ｓ，２Ｈ）、５．２６（ｓ，２Ｈ）、３．６５〜３．７２（ｍ，２Ｈ）、３．５５〜３．６２（ｍ，８Ｈ）、３．５１〜３．５４（ｍ，２Ｈ）、３．３７（ｓ，３Ｈ）、２．８７（ｓ，２Ｈ）。

実施例５
[0119]この実施例は、本発明の一実施形態によるモノマーｅｘｏ−７−オキサノルボルネン−Ｎ−ヘキサデシル−５，６−ジカルボキシイミドの調製を例証するものである。

[0120]マグネチックスターラーバーを備えた清浄な５００ｍＬのＲＢＦ内で、ｅｘｏ−７−オキサノルボルネン−５，６−ジカルボキシイミド（Ｃ１）（１０ｇ、６１ｍｍｏｌ）、Ｐｈ_３Ｐ（２３．８４ｇ、９１ｍｍｏｌ）及び１−ヘキサデカノール（１７．６ｇ、７２．７ｍｍｏｌ）の混合物を、無水ＴＨＦ（１３０ｍＬ）に乾燥窒素ガス流下で溶解した。溶液を氷浴中で冷却した。ＤＩＡＤ（２２．１ｇ、１０９．３ｍｍｏｌ）を、冷却した溶液に滴下漏斗から滴下して加えた。反応混合物を室温まで温め、２４時間撹拌した。乾燥するまで回転蒸留によってＴＨＦを除去して、白色固体を得た。メタノール（２Ｘ）からの晶析、及び室温、真空下での２４時間の乾燥で、粗製物から白色固体としてモノマーを得た（収率１８．６ｇ、８０％）。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）６．５（ｓ，２Ｈ）、５．２６（ｓ，２Ｈ）、５．３２（ｓ，２Ｈ）、３．４５（ｔ，２Ｈ）、２．８２（ｓ，２Ｈ）、１．５６〜１．３８（ｍ，２Ｈ）、１．２８〜１．１（ｍ，２４Ｈ）、０．８８（ｔ，３Ｈ）。

実施例６
[0121]この実施例は、本発明の一実施形態による水素化されたブロックコポリマーの調製において用いられるジブロックコポリマーの調製を例証するものである。

[0122]実施例３において例証したＧｒｕｂｂｓ第三世代（Ｇ３）触媒（１８．９４ｍｇ、０．０２ｍｍｏｌ）を、フッ化ポリマー樹脂−シリコン隔膜頂部開口型キャップを備えた４０ｍＬバイアルに秤量した。Ｇ３を、アルゴンで脱気したＤＣＭ（１０ｍＬ）に溶解し、カニューレを介して、スターラーバーを備えた清浄な１ＬのＲＢＦに移した。実施例４からのモノマー（１．０ｇ、３．２１ｍｍｏｌ）のＤＣＭ（５ｍＬ）中の溶液を、アルゴンで脱気し、Ｇ３溶液中へ移し、７０分間撹拌した。形成されたポリマーブロックの１〜２ｍＬのアリコートを、分子量特性解析のために、６５分後に取得した。実施例５からのモノマー（４．０ｇ、１６．６ｍｍｏｌ）のＤＣＭ（１１０ｍＬ）中の溶液を、アルゴンで脱気し、成長ポリマーブロック溶液中へ移し、さらに６０分間撹拌した。ジブロックコポリマーの黄色溶液にエチルビニルエーテル（２ｍＬ）を加えて、反応を終結させ、さらに２０分間撹拌した。結果として得られたポリマーをＭｅＯＨ（２Ｌ、２Ｘ）中で沈殿させ、白色固体としてブロックコポリマー前駆体を回収した。ブロックコポリマー前駆体を濾過し、真空下で室温にて乾燥した。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）７．７〜７．２５（ｍ，３Ｈ，フェニル）、７．２５〜６．８（ｍ，２Ｈ，フェニル）、６．３〜５．９（ブロード，１Ｈ）、５．９〜５．３（ブロードｍ，１Ｈ）、５．３〜４．９（ブロードｍ，１Ｈ）、４．９〜４．２（ブロードｍ，１Ｈ）、４．０〜２．９０（ブロードｍ，１９Ｈ）。

実施例７
[0123]この実施例は、実施例６において得られたジブロックコポリマー前駆体を水素化して本発明の一実施形態によるジブロックコポリマーを得る方法を例証するものである。

[0124]ジブロックコポリマー前駆体をＤＣＭ中に溶解した（２５０ｍＬに１．７５ｇ）。シリカゲル基材（２ｇ、４０〜６３ミクロンフラッシュクロマトグラフィー粒子）を伴ったＧｒｕｂｂｓ第二世代触媒（９０ｍｇ、１０６ｍｍｏｌ）、及び前駆体溶液を、Ｐａｒｒ高圧反応容器に移し、反応容器に水素ガス（１５００〜１６００ｐｓｉ）を充填した。反応容器を５０℃に２４時間加熱した。結果として得られたポリマー混合物を濾過し、メタノール（２Ｘ）中へ沈殿させ、水素化されたジブロックコポリマーの白色沈殿を得た（収率１．６ｇ、９０％）。^１Ｈ−ＮＭＲ（３００ＭＨｚ，ＣＤＣｌ_３）：δ（ｐｐｍ）３．５〜４．０（ブロードｍ，４Ｈ）、３．５〜３．０（ブロードｍ，４Ｈ）、２．５〜１．０（ブロードｍ，２３Ｈ）、１．４〜１．０（ｓ，３０Ｈ）、０．８８（ｔ ｓ，３Ｈ）。

実施例８
[0125]この実施例は、多角度レーザー光散乱及びゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を伴う、ホモポリマー及びブロックコポリマーの特性解析をする方法を例証するものである。

[0126]実施例６〜７において得られたホモポリマー及びジブロックコポリマーを、それらの分子量及び分子量分布特性について、以下の条件でのＭＡＬＳ−ＧＰＣ法によって特性解析した。

[0127]移動相：ジクロロメタン（ＤＣＭ）
[0128]移動相温度：３０℃
[0129]ＵＶ波長：２４５ｎｍ
[0130]使用カラム：ＰＳＳ ＳＶＤ Ｌｕｘ分析カラム（スチレン−ジビニルベンゼンコポリマーネットワーク）３本。カラムは、１０００Ａ、１００，０００Ａ及び１，０００，０００Ａの孔径を有する、５マイクロメートルの固定相ビーズ、並びにガードカラムを有する。
[0131]流速：１ｍＬ／分
[0132]ＧＰＣシステム：ＵＶ及びＲＩ検出器を有するｗａｔｅｒｓ ＨＰＬＣ ａｌｌｉａｎｃｅ ｅ２６９５システム
[0133]ＭＡＬＳシステム：６６４．５ｎｍのレーザーで動作する８つの検出器を有するＤＡＷＮ ＨＥＬＥＯＳ ８システム

[0134]多角度レーザー光散乱ＧＰＳクロマトグラムの重ね合わせトレースを図１に示す。ジブロックコポリマー前駆体２は、より高い分子量を有するため、ホモポリマー１よりも早く溶出した。本発明のジブロックコポリマー３も、より高い分子量を有していたため、ホモポリマー１よりも早く溶出した。水素化コポリマー３は、水素化の分子量への影響が予想よりやや小さかったため、コポリマー前駆体２に近い分子量を有していた。

実施例９
[0135]この実施例は、本発明の一実施形態による自己組織化構造を調製する方法を例証するものである。

[0136]方法は、キャスティング溶液の調製、薄層フィルムのキャスティング、その後の両ブロックの良溶剤中でのフィルムのアニーリングを伴う。実施例７からのジブロックコポリマーの、体積当たり１．０質量％の溶液を、ジクロロメタン（ＤＣＭ）において調製した。溶液の薄層を、スピン速度１５００〜２５００ｒｐｍで約９０秒の期間にわたって、ガラス又はシリコンウエハー上にスピンコーティングした。スピンコーティングにはＬａｕｒｅｌｌ ＷＳ−６５０ＭＺ−２３ＮＰＰ Ｓｐｉｎ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒを用いた。得られたフィルムを、ＤＣＭチャンバー中で約１０時間又は約１５日間アニーリングした。フィルムを、その後、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で画像化して、秩序化されたナノ構造を明らかにした。

[0137]図２は、本発明の一実施形態による自己組織化構造のＡＦＭ高さ画像である。図３は、自己組織化構造のＡＦＭ画像である。ＡＦＭ画像から、相分離したブロックコポリマーの２つのドメインが、六角形に秩序化して配列していることが分かる。図４は、図３から抽出したラインプロファイルであり、周期性を示している。

[0138]本明細書において引用した刊行物、特許出願及び特許を含めた全ての参考文献は、各参考文献が参照によって組み込まれることが個々に具体的に示され且つその全体が本明細書に記載されているのと同程度まで、参照によって本明細書に組み込まれる。

[0139]本発明を説明する文脈における（とりわけ、以下の特許請求の範囲の文脈における）用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」並びに同様の指示対象の使用は、明細書中に特段示されていない限り又は文脈と明らかに矛盾しない限り、単数及び複数の両方を包含すると解釈されるべきである。１つ又は複数の項目の列挙に続く用語「少なくとも１つ」の使用（例えば、「Ａ及びＢの少なくとも１つ」）は、明細書中に特段示されていない限り又は文脈と明らかに矛盾しない限り、列挙された項目から選択される１つの項目（Ａ若しくはＢ）、又は列挙された項目の２つ以上の任意の組み合わせ（Ａ及びＢ）を意味すると解釈されるべきである。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「含有する（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ）」は、特段記されていない限り、オープンエンド用語（即ち、「含むが、限定されない」を意味する）として解釈されるべきである。本明細書における値の範囲の記載は、本明細書に特段示されていない限り、その範囲内の別個の値それぞれを個々に言及する簡略表記法としての役目を果たすことを意図したものにすぎず、別個の値それぞれが、本明細書に個々に記載されているかのように、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載の全ての方法は、本明細書に特段示されていない限り又は文脈と明らかに矛盾しない限り、任意の適切な順序で行うことができる。本明細書において提示される任意の例及び全ての例又は例示的な語（例えば「等」）の使用は、本発明をより良く明らかにすることを意図したものにすぎず、特許請求されていない限り、本発明の範囲を限定しようとするものではない。本明細書におけるいかなる語も、特許請求されていない要素を、本発明の実践のために不可欠なものとして示していると解釈されるべきではない。

[0140]発明者らが知っているこの発明を実施するための最良の形態を含めて、本発明の好ましい実施形態を本明細書に記載する。以上の記載を読んだ当業者には、これらの好ましい実施形態の変形が明らかとなり得る。本発明者らは、当業者がそのような変形を適宜採用することを予想しており、本発明者らは、本発明が具体的に本明細書に記載されたのとは異なって実践されることを意図している。従って、本発明は、本明細書に添付した特許請求の範囲に記載された主題の、準拠法によって許される全ての改変及び均等物を含む。さらに、上記の要素の、それらの全ての可能な変形における任意の組み合わせは、本明細書に特段示されていない限り又は文脈と明らかに矛盾しない限り、本発明に包含される。

Claims (18)

1. 式（Ｉ）又は（ＩＩ）
   
   （式中、Ｒ^１は、式−（ＣＨＲ−ＣＨ_２−Ｏ）_ｐ−Ｒ’（式中、ｐ＝２〜６であり、ＲはＨ又はメチルであり、Ｒ’はＨ、Ｃ_１〜Ｃ_６アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基である）のポリ（アルキレンオキシド）基であり、
   Ｒ^２は、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基によりそれぞれ任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルキル基又はＣ_３〜Ｃ_１１シクロアルキル基であり、
   Ｒ^３及びＲ^４の一方は、ヒドロキシ、ハロ、アミノ及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_６〜Ｃ_１４アリール基又はヘテロアリール基であり、Ｒ^３及びＲ^４の他方は、カルボキシ、アミノ、メルカプト、アルキニル、アルケニル、ハロ、アジド及びヘテロシクリルから選択される置換基により任意選択で置換されたＣ_１〜Ｃ_２２アルコキシ基であり、
   ｎ及びｍは、独立して、１０〜２０００であり、０＜ｘ≦ｎ及び０＜ｙ≦ｍである）
   のブロックコポリマーを含む自己組織化構造を調製する方法であって、
   （ｉ）ブロックコポリマーを溶剤系に溶解してポリマー溶液を得るステップ、
   （ｉｉ）ポリマー溶液を基材にスピンコーティングするステップ、
   （ｉｉｉ）（ｉｉ）において得られたコーティングをアニーリングして、自己組織化構造を得るステップ、及び任意選択で
   （ｉｖ）（ｉｉｉ）において得られた自己組織化構造を洗浄するステップ
   を含む、方法。
2. ＲがＨである、請求項１に記載の方法。
3. ｐが３〜６である、請求項１又は２に記載の方法。
4. Ｒ’がＣ_１〜Ｃ_６アルキル基である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. Ｒ^２が、ハロ、アルコキシ、アルキルカルボニル、アルコキシカルボニル、アミド及びニトロから選択される置換基により任意選択で置換された、Ｃ_１０〜Ｃ_１８アルキル基である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. Ｒ^３がフェニルである、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. Ｒ^４がＣ_１〜Ｃ_６アルコキシ基である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. ｎが３０〜３５０であり、ｍが７５〜９００である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. ｎが７０〜２００であり、ｍが１８０〜５００である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. ブロックコポリマーが式（Ｉ）のジブロックコポリマーであり、以下の構造
    
    を有する、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 溶剤系が、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、脂環式炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エーテル、アルコール、エステル、アミド、ケトン、アルデヒド及びスルホキシドから選択される溶剤又は溶剤混合物を含む、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 溶剤系が、ジクロロメタン、１−クロロペンタン、１，１−ジクロロエタン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン及び１，４−ジオキサンから選択される溶剤又は溶剤混合物を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. ポリマー溶液が、ブロックコポリマーを０．１〜２重量％含有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 基材が、ガラス、シリコンウエハー、金属板、プラスチックフィルム、及びガラス基材又はシリコンウエハーにコーティングされたポリマー又はプラスチックフィルムから選択される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 基材が多孔性である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. アニーリングが、溶剤蒸気の存在下で実施される、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 多孔性膜を調製する方法であって、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法によって調製された自己組織化構造を、溶剤蒸気に曝露するステップ又は液体溶剤中に浸すステップを含む、方法。
18. 膜中のブロックコポリマーが、膜の平面に対して垂直な円柱形態を有し、膜が、直径６０〜８０ｎｍの範囲の孔を有し、孔が、フィルムの厚さの下まで、５０ｎｍの深さで延びる、多孔性膜が得られる、請求項１７に記載の方法。