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JP7664607B2 - Virus inactivation structure - Google Patents
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JP7664607B2 - Virus inactivation structure - Google Patents

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Description

特許法第30条第2項適用 令和2年12月24日、ウェブサイト https://www.amed.go.jp/news/topics/covid19_06.html に掲載Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Posted on the website https://www.amed.go.jp/news/topics/covid19_06.html on December 24, 2020

特許法第30条第2項適用 令和3年1月4日、ウェブサイト https://www.tsuruoka-nct.ac.jp/wp-content/uploads/2020/12/20210104-r.pdf に掲載Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Posted on January 4, 2021, on the website https://www. tsuruoka-nct. ac. jp/wp-content/uploads/2020/12/20210104-r. pdf

特許法第30条第2項適用 令和3年1月9日、荘内日報 令和3年1月9日付 第1面にて公開Application of Article 30, Paragraph 2 of the Patent Act Published on the front page of Shonai Nippo, January 9, 2021, January 9, 2021

本発明は、高いウイルス不活化機能を備え、かつ、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なウイルス不活化構造に関する。 The present invention relates to a virus inactivation structure that has a high virus inactivation function and can maintain this high virus inactivation function for a long period of time.

インフルエンザ、麻疹、水痘などの多くのウイルス性疾患は、身近な物品に付着したウイルス、飛沫感染、飛沫核感染等によって容易に伝播する。このため、ウイルス感染対策は現代社会における大きな課題である。ウイルス感染対策の試みとして、たとえば、特許文献1などでは、ウイルス不活化作用を有する化合物が提案されている。 Many viral diseases such as influenza, measles, and chickenpox are easily transmitted by viruses attached to everyday objects, droplet infection, droplet nuclei infection, etc. For this reason, measures against viral infections are a major issue in modern society. As an attempt to prevent viral infections, for example, Patent Document 1 proposes compounds that have virus inactivation properties.

一方で、新型コロナウイルス(COVID-19)の世界的な流行は、社会生活の変革を迫る大きな問題となり、新型コロナウイルス(COVID-19)などのウイルスによる感染症の世界的な流行を早期に、しかも安定的に沈静化するという観点からも、高いウイルス不活化機能を備え、しかも、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能な材料等が熱望されている。 On the other hand, the global spread of the novel coronavirus (COVID-19) has become a major issue that is forcing changes in social life, and from the perspective of quickly and stably calming the global spread of infectious diseases caused by viruses such as the novel coronavirus (COVID-19), there is a strong demand for materials that have high virus inactivation properties and can maintain this high virus inactivation property for the long term.

特開2020-128342号公報JP 2020-128342 A

本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、高いウイルス不活化機能を備え、しかも、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なウイルス不活化構造を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a virus inactivation structure that has a high virus inactivation function and can maintain this high virus inactivation function for a long period of time.

本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究した結果、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される官能基を有する高分子鎖を複数含むポリマーブラシ構造が、高いウイルス不活化機能を備えること、さらには、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能であることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of intensive research conducted by the inventors to achieve the above object, they discovered that a polymer brush structure containing multiple polymer chains having functional groups selected from ionic groups, nonionic hydrophilic groups, and electron-donating groups has a high virus inactivation function, and furthermore, that this high virus inactivation function can be sustained for a long period of time, which led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は、以下の事項に関する。
[1]イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される官能基を有する高分子鎖を複数含むポリマーブラシ構造を備えた、ウイルス不活化機能を有するウイルス不活化構造。
[2]複数の前記高分子鎖が、水溶性を示す[1]に記載のウイルス不活化構造。
[3]複数の前記高分子鎖が、基材上に共有結合で固定されることで、ポリマーブラシ構造を形成するものである[1]または[2]に記載のウイルス不活化構造。
[4]前記ポリマーブラシ構造を構成する前記高分子鎖の平均分子鎖長さLに対する、前記ポリマーブラシ構造の厚みTの比(T/L)が、0.001~0.6である[3]に記載のウイルス不活化構造。
[5]前記基材が、繊維、単繊維、撚糸、織布、不織布、カット繊維、中空繊維、ガラス、金属またはこれらの加工品である[3]または[4]に記載のウイルス不活化構造。
[6]複数の前記高分子鎖が、少なくとも一端が基材重合体中に存在し、少なくとも一部が前記基材重合体から露出した状態で存在することで、ポリマーブラシ構造を形成するものである[1]または[2]に記載のウイルス不活化構造。
[7]複数の前記高分子鎖が、主鎖となる高分子鎖から分岐した高分子グラフト鎖であることにより、ボトルブラシ状のポリマーブラシ構造を形成するものである[1]または[2]に記載のウイルス不活化構造。
[8]前記ポリマーブラシ構造のイオン伝導度が、5.0×10-1S/m以下である[1]~[7]のいずれかに記載のウイルス不活化構造。
[9]複数の前記高分子鎖が、アンモニウム基を有する[1]~[8]のいずれかに記載のウイルス不活化構造。
That is, the present invention relates to the following.
[1] A virus inactivation structure having a virus inactivation function, which comprises a polymer brush structure including a plurality of polymer chains each having a functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron-donating group.
[2] The virus inactivating structure according to [1], wherein the plurality of polymer chains are water-soluble.
[3] The virus inactivating structure according to [1] or [2], wherein a plurality of the polymer chains are fixed onto a substrate by covalent bonds to form a polymer brush structure.
[4] The virus inactivating structure according to [3], wherein a ratio (T b /L p ) of a thickness T b of the polymer brush structure to an average molecular chain length L p of the polymer chains constituting the polymer brush structure is 0.001 to 0.6.
[5] The virus inactivation structure according to [3] or [4], wherein the substrate is a fiber, a monofilament, a twisted yarn, a woven fabric, a nonwoven fabric, a cut fiber, a hollow fiber, glass, a metal, or a processed product thereof.
[6] The virus inactivation structure according to [1] or [2], wherein at least one end of each of the multiple polymer chains is present in the base polymer and at least a portion of the polymer chains is exposed from the base polymer, thereby forming a polymer brush structure.
[7] The virus inactivating structure according to [1] or [2], wherein the plurality of polymer chains are polymer graft chains branched from a main polymer chain, thereby forming a bottle-brush-shaped polymer brush structure.
[8] The virus inactivating structure according to any one of [1] to [7], wherein the polymer brush structure has an ionic conductivity of 5.0×10 −1 S/m or less.
[9] The virus inactivating structure according to any one of [1] to [8], wherein a plurality of the polymer chains have ammonium groups.

本発明によれば、高いウイルス不活化機能を備え、しかも、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なウイルス不活化構造を提供することができる。 The present invention provides a virus inactivation structure that has high virus inactivation function and can maintain this high virus inactivation function for a long period of time.

図1は、本発明の第1実施形態に係るウイルス不活化構造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a virus inactivating structure according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第2実施形態に係るウイルス不活化構造を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a virus inactivating structure according to a second embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第3実施形態に係るウイルス不活化構造を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a virus inactivating structure according to a third embodiment of the present invention.

本発明のウイルス不活化構造は、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を有する高分子鎖を複数含むポリマーブラシ構造を備え、かつ、ウイルス不活化機能を有するものである。
本発明者等が鋭意検討を行ったところ、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を有する高分子鎖を複数含むポリマーブラシ構造によれば、高いウイルス不活化を有すること、さらには、このようなウイルス不活化機能が長期に亘って維持されることを見出し、本発明を完成させるに至ったものである。特に、このような効果は、ポリマーブラシ構造に特有の効果であることを、本発明者等が初めて見出したものである。ここで、ポリマーブラシ構造とは、何らかの基体に、物理的あるいは化学的に固定された複数の高分子鎖を備える構造であればよく、このような構造である限り、その形状等は特に限定されるものではない。
The virus inactivating structure of the present invention has a polymer brush structure containing a plurality of polymer chains having specific functional groups selected from ionic groups, nonionic hydrophilic groups, and electron-donating groups, and has a virus inactivating function.
The present inventors conducted extensive research and found that a polymer brush structure containing multiple polymer chains having specific functional groups selected from ionic groups, nonionic hydrophilic groups, and electron-donating groups has high virus inactivation properties and furthermore maintains this virus inactivation function for a long period of time, which led to the completion of the present invention. In particular, the present inventors were the first to discover that such an effect is unique to the polymer brush structure. Here, the polymer brush structure may be any structure that includes multiple polymer chains that are physically or chemically fixed to a substrate, and as long as it is such a structure, its shape, etc. are not particularly limited.

<第1実施形態>
まず、本発明の第1実施形態について、説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係るウイルス不活化構造を示す図である。図1に示すように、第1実施形態に係るウイルス不活化構造は、基材10と、基材10上に形成されたポリマーブラシ層20とから構成される。
First Embodiment
First, a first embodiment of the present invention will be described.
Fig. 1 is a diagram showing a virus inactivation structure according to a first embodiment of the present invention. As shown in Fig. 1, the virus inactivation structure according to the first embodiment is composed of a substrate 10 and a polymer brush layer 20 formed on the substrate 10.

基材10としては、特に限定されず、繊維、単繊維、撚糸、織布、不織布、カット繊維、中空繊維、ガラス、金属またはこれらの加工品などの幅広い材料が挙げられる。また、シリカやカーボンブラックなどの粒子であってもよい。特に、本発明によれば、基材10として、任意の材料および任意の形状を有するものを用い、その表面にポリマーブラシ層20を形成することで、任意の形状を有する任意の材料に対し、ポリマーブラシ層20による、ウイルス不活化効果を付与することができるものである。 The substrate 10 is not particularly limited, and may be a wide variety of materials such as fibers, monofilaments, twisted yarns, woven fabrics, nonwoven fabrics, cut fibers, hollow fibers, glass, metals, or processed products thereof. It may also be particles such as silica or carbon black. In particular, according to the present invention, by using a substrate 10 of any material and having any shape and forming a polymer brush layer 20 on its surface, it is possible to impart the virus inactivation effect of the polymer brush layer 20 to any material of any shape.

ポリマーブラシ層20は、基体としての基材10上に共有結合で固定された複数の高分子鎖を含む層であり、本発明にいては、ポリマーブラシ層20を、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基(以下、適宜、「特定官能基」とする。)を有する高分子鎖により形成するものである。 The polymer brush layer 20 is a layer containing multiple polymer chains fixed by covalent bonds onto the substrate 10 as a base body, and in the present invention, the polymer brush layer 20 is formed from polymer chains having a specific functional group (hereinafter referred to as "specific functional group" as appropriate) selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron-donating group.

本発明において、ポリマーブラシ層20が、ウイルスに対して、不活化作用を示す理由としては、必ずしも明らかではないが、次の理由が考えられる。すなわち、ポリマーブラシ層20表面にウイルスが付着すると、熱力学的なミセル融合現象によって、ポリマーブラシ層20を構成する、特定官能基を有する複数の高分子鎖が、ウイルスを構成するエンベロープと融合(疑似感染)し、エンベロープの開裂が引き起こされる。そして、ウイルス内部のRNAが、特定官能基を有する高分子鎖の高い浸透圧によって外部に排出され、これによりウイルスが不活化するものと考えられる。 In the present invention, the reason why the polymer brush layer 20 exhibits an inactivating effect on viruses is not necessarily clear, but the following reason is thought to be the reason. That is, when a virus adheres to the surface of the polymer brush layer 20, a thermodynamic micelle fusion phenomenon causes multiple polymer chains having specific functional groups that make up the polymer brush layer 20 to fuse with the envelope that makes up the virus (pseudo-infection), causing the envelope to cleave. The RNA inside the virus is then expelled to the outside by the high osmotic pressure of the polymer chains having specific functional groups, which is thought to inactivate the virus.

本発明において、ポリマーブラシ層20は、特定官能基を有する複数の高分子鎖から構成されるものであり、このような特定官能基を有することにより、ウイルスを構成するエンベロープと融合し易く、さらには、複数の高分子鎖で構成されるものであることから、高い浸透圧を示すものであり、これにより高いウイルス不活化機能を発揮するものといえる。また、ポリマーブラシ層20は、複数の高分子鎖で構成された構造であることから、このような高いウイルス不活化機能を、その構造変化等を伴うことなく、安定的に発揮することが出来るものであることから、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なものとなるといえる。 In the present invention, the polymer brush layer 20 is composed of multiple polymer chains having specific functional groups, and by having such specific functional groups, it is easily fused with the envelope that constitutes the virus, and furthermore, since it is composed of multiple polymer chains, it exhibits high osmotic pressure, which can be said to exhibit high virus inactivation function. In addition, since the polymer brush layer 20 has a structure composed of multiple polymer chains, it can stably exhibit such high virus inactivation function without accompanying structural changes, etc., and therefore it can be said that the high virus inactivation function can be sustained for a long period of time.

そのため、本発明によれば、各種ウイルス、とりわけ、エンベロープを有するエンベロープウイルスに対し、高い不活化効果を奏するものである。なお、上述したように、本発明においては、ポリマーブラシ層20を構成する、特定官能基を有する複数の高分子鎖が、ウイルスを構成するエンベロープと融合(疑似感染)し、エンベロープを開裂させるものと考えられ、ウイルスを構成するエンベロープは、リン脂質二重膜から構成されるものであることが一般的である。これに対し、細菌などの菌類は、多糖類などから構成される細胞膜を有するものであり、この点において、ウイルスと、細菌などの菌類とは、全く異なり、さらには、そのサイズも特性も、ウイルスとは全く異なるものである。特に、殺菌作用あるいは抗菌作用を示すものは、多糖類などから構成される細胞膜を破壊する(すなわち、多糖類に作用する)ものが一般的であるのに対し、本発明においては、リン脂質二重膜から構成されるエンベロープと融合し、開裂させるという作用を奏する(すなわち、リン脂質二重膜に作用する)と考えられることから、その作用機構や必要とされる特性は、殺菌作用あるいは抗菌作用を示すものとは異なるものと考えられる。 Therefore, according to the present invention, a high inactivation effect is achieved against various viruses, particularly against enveloped viruses. As described above, in the present invention, it is believed that the multiple polymer chains having specific functional groups that constitute the polymer brush layer 20 fuse with the envelope that constitutes the virus (pseudo-infection) and cleave the envelope, and the envelope that constitutes the virus is generally composed of a phospholipid bilayer membrane. In contrast, fungi such as bacteria have a cell membrane composed of polysaccharides, etc., and in this respect, viruses and fungi such as bacteria are completely different, and furthermore, their size and characteristics are completely different from those of viruses. In particular, while substances that exhibit bactericidal or antibacterial effects generally destroy cell membranes composed of polysaccharides, etc. (i.e., act on polysaccharides), in the present invention, it is believed that the substance fuses with and cleaves an envelope composed of a phospholipid bilayer membrane (i.e., act on the phospholipid bilayer membrane), and therefore its mechanism of action and required characteristics are thought to be different from those that exhibit bactericidal or antibacterial effects.

ポリマーブラシ層20を構成する複数の高分子鎖は、特定官能基として、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される官能基を備える。 The multiple polymer chains that make up the polymer brush layer 20 have specific functional groups selected from ionic groups, nonionic hydrophilic groups, and electron-donating groups.

イオン性基としては、特に限定されず、カチオン性の官能基、アニオン性の官能基のいずれであってもよいが、アンモニウム基、スルホン酸基、スルホンイミド基、硫酸基、ホスホン酸基、リン酸基、カルボン酸基、アクリル酸基、メタクリル酸基又はそれらの塩である基、および水酸基、チオール基、などの塩が挙げられる。 The ionic group is not particularly limited and may be either a cationic functional group or an anionic functional group, but examples include ammonium groups, sulfonic acid groups, sulfonimide groups, sulfate groups, phosphonic acid groups, phosphoric acid groups, carboxylic acid groups, acrylic acid groups, methacrylic acid groups, or salts thereof, as well as hydroxyl groups, thiol groups, and other salts.

なお、イオン性基は、カチオン性の官能基である場合には、通常、対アニオンとともに、塩構造を形成しており、また、アニオン性の官能基である場合には、通常、対カチオンとともに、塩構造を形成している。対アニオンとしては、特に限定されないが、BF 、PF 、AsF 、SbF 、AlCl 、NbF 、HSO 、ClO 、CHSO 、CFSO 、CFCO 、(CFSO、Cl、Br、Iなどが挙げられる。対カチオンとしては、特に限定されないが、Na、K、Liなどのアルカリ金属イオン;Ca2+、Mg2+などのアルカリ土類金属イオン;アンモニウムイオン、アルキルアンモニウムイオンなどの有機カチオン;などが挙げられる。 In addition, when the ionic group is a cationic functional group, it usually forms a salt structure together with a counter anion, and when the ionic group is an anionic functional group, it usually forms a salt structure together with a counter cation. The counter anion is not particularly limited, but examples thereof include BF 4 - , PF 6 - , AsF 6 - , SbF 6 - , AlCl 4 - , NbF 6 - , HSO 4 -, ClO 4 - , CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 - , CF 3 CO 2 - , (CF 3 SO 2 ) 2 N - , Cl - , Br - , and I - . The counter cation is not particularly limited, but examples thereof include alkali metal ions such as Na + , K + , and Li + ; alkaline earth metal ions such as Ca 2+ and Mg 2+ ; and organic cations such as ammonium ion and alkylammonium ion.

非イオン性親水基としては、特に限定されないが、たとえば、ヒドロキシル基、アミド基、アミノ基、エーテル結合、チオール基などが挙げられる。 Nonionic hydrophilic groups include, but are not limited to, hydroxyl groups, amide groups, amino groups, ether bonds, thiol groups, etc.

電子供与基としては、上記したイオン性基および非イオン性親水基に該当しない電子供与性を示す基であればよいが、たとえば、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子などを含む基が挙げられ、その具体例としては、ヒドロキシ基、アミノ基、メトキシ基、スルフィド基などが挙げられる。 The electron-donating group may be any group that exhibits electron-donating properties and does not fall under the category of the above-mentioned ionic groups or nonionic hydrophilic groups, and examples of such groups include groups containing a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a silicon atom, a phosphorus atom, etc., and specific examples of such groups include a hydroxyl group, an amino group, a methoxy group, and a sulfide group.

上記した特定官能基の中でも、ウイルスを構成するエンベロープに対する親和性がより高く、そのため、より高いウイルス不活化機能を奏するという観点より、イオン性基、非イオン性親水基が好ましく、イオン性基がより好ましく、カチオン性の官能基がさらに好ましく、アンモニウム基がより好ましい。なお、ポリマーブラシ層20を構成する複数の高分子鎖は、特定官能基を、1種のみ含有するものであってもよいし、2種以上含有するものであってもよい。 Among the specific functional groups described above, from the viewpoint of having a higher affinity for the envelope constituting the virus and therefore exhibiting a higher virus inactivation function, ionic groups and nonionic hydrophilic groups are preferred, ionic groups are more preferred, cationic functional groups are even more preferred, and ammonium groups are even more preferred. Note that the multiple polymer chains constituting the polymer brush layer 20 may contain only one type of specific functional group, or may contain two or more types.

また、ポリマーブラシ層20を構成する複数の高分子鎖は、水溶性を示す高分子から構成されるものであることが好ましい。特に、ポリマーブラシ層20に、微量の水分が含まれている状態、あるいは、ポリマーブラシ層20が、水で濡れている状態(水を保持した層である状態)である場合に、ウイルスの付着性が高いという観点、ひいては、ウイルスの不活化を高い効率で実現できるという観点から、ポリマーブラシ層20を構成する複数の高分子鎖は、水溶性を示す高分子から構成されるものであることが好ましい。なお、本発明においては、pH=1~12の範囲のいずれかにおいて、水溶性を示す場合(たとえば、1重量%の高分子を、水中に分散させた場合における、吸光度が、0.3以下となる場合)に、水溶性を示す高分子であると判断すればよい。 The multiple polymer chains constituting the polymer brush layer 20 are preferably composed of polymers that exhibit water solubility. In particular, when the polymer brush layer 20 contains a trace amount of moisture or is wet with water (a state in which the polymer brush layer 20 is a layer that retains water), from the viewpoint of high virus adhesion and therefore high efficiency inactivation of viruses, the multiple polymer chains constituting the polymer brush layer 20 are preferably composed of polymers that exhibit water solubility. In the present invention, a polymer may be judged to be water soluble if it exhibits water solubility in any of the pH ranges of 1 to 12 (for example, if the absorbance is 0.3 or less when 1 wt % of the polymer is dispersed in water).

ポリマーブラシ層20は、たとえば、基材10上に、複数の高分子鎖を共有結合により固定することにより形成することができ、より具体的には、基材10表面に、表面開始リビングラジカル重合法により高分子鎖を導入することにより形成することができる。 The polymer brush layer 20 can be formed, for example, by fixing multiple polymer chains onto the substrate 10 through covalent bonds, and more specifically, by introducing polymer chains onto the surface of the substrate 10 through a surface-initiated living radical polymerization method.

表面開始リビングラジカル重合法は、高分子鎖の起点となる基材10表面に、重合開始基を導入し、該重合開始基を始点として、リビングラジカル重合を行うことで、高分子鎖(高分子グラフト鎖)を形成する手法であり、たとえば、特開2009-59659号公報や特開2010-218984号公報に記載された方法などを適用することができる。 The surface-initiated living radical polymerization method is a technique for forming polymer chains (polymer graft chains) by introducing a polymerization initiator group into the surface of the substrate 10, which is the starting point of the polymer chain, and performing living radical polymerization using the polymerization initiator group as the starting point. For example, the methods described in JP-A-2009-59659 and JP-A-2010-218984 can be used.

高分子鎖を形成するためのモノマーとしては、特に限定されず、上述した特定官能基を有するモノマーを少なくとも用いればよいが、特定官能基として、アンモニウム基を有するモノマーが好ましく、高分子鎖の側鎖に、アンモニウム基を導入できるようなモノマーがより好ましく(すなわち、ポリマーブラシ層20を構成する複数の高分子鎖が、側鎖にアンモニウム基を有する構造であることがより好ましく)、たとえば、特定官能基として、アンモニウム基を有するモノマーとして、下記一般式(1)に示す化合物などが挙げられる。なお、特定官能基を有するモノマーとしては、1種単独で用いてもよいし、あるいは、2種以上を併用してもよい。また、高分子鎖を形成するためのモノマーとして、特定官能基を有するモノマーと共重合可能なモノマー(特定官能基を有しないモノマー)を用いてもよい。

Figure 0007664607000001
〔上記一般式(1)中、mは、1以上10以下の整数を示す。nは、1以上5以下の整数を示す。Rは、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基を示す。R、R、Rは、炭素数1~5のアルキル基を示す。R、R、Rは、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子から選ばれる1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよく、R、R、Rは、2つ以上が連結して環状構造であってもよい。また、Zは一価のアニオンを示す。〕 The monomer for forming the polymer chain is not particularly limited, and at least one of the monomers having the specific functional group described above may be used. However, a monomer having an ammonium group as the specific functional group is preferable, and a monomer capable of introducing an ammonium group into the side chain of the polymer chain is more preferable (i.e., it is more preferable that the multiple polymer chains constituting the polymer brush layer 20 have an ammonium group in the side chain). For example, a compound represented by the following general formula (1) can be used as the monomer having the ammonium group as the specific functional group. The monomer having the specific functional group may be used alone or in combination of two or more types. Furthermore, a monomer copolymerizable with the monomer having the specific functional group (monomer not having the specific functional group) may be used as the monomer for forming the polymer chain.
Figure 0007664607000001
[In the above general formula (1), m represents an integer of 1 or more and 10 or less. n represents an integer of 1 or more and 5 or less. R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 2 , R 3 , and R 4 represent alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. R 2 , R 3 , and R 4 may each contain one or more heteroatoms selected from an oxygen atom, a sulfur atom, and a fluorine atom, and two or more of R 2 , R 3 , and R 4 may be linked to form a cyclic structure. In addition, Z - represents a monovalent anion.]

上記一般式(1)における一価のアニオンZとしては、特に限定されるものではなく、BF 、PF 、AsF 、SbF 、AlCl 、NbF 、HSO 、ClO 、CHSO 、CFSO 、CFCO 、(CFSO、Cl、Br、I等のアニオンを用いることができるが、BF 、PF 、(CFSO、CFSO 、またはCFCO であることが好適である。 The monovalent anion Z- in the above general formula (1) is not particularly limited, and anions such as BF4- , PF6- , AsF6- , SbF6- , AlCl4- , NbF6- , HSO4- , ClO4- , CH3SO3- , CF3SO3- , CF3CO2- , ( CF3SO2 ) 2N- , Cl- , Br- , and I- can be used, with BF4- , PF6- , ( CF3SO2 ) 2N- , CF3SO3- , or CF3CO2- being preferred .

上記一般式(1)で表される化合物のなかでも、ウイルスに対する不活化効果が高いという観点より、下記一般式(2)~(9)で表される化合物が特に好適に用いることができる。なお、これらは1種単独で、あるいは2種以上を併用して用いることができる。

Figure 0007664607000002
〔上記一般式(2)~(9)中、n、m、R、R、Zは、上記一般式(1)と同様である。〕 Among the compounds represented by the above general formula (1), the compounds represented by the following general formulas (2) to (9) are particularly suitable for use from the viewpoint of their high virus inactivation effect. These compounds may be used alone or in combination of two or more.
Figure 0007664607000002
(In the above general formulas (2) to (9), n, m, R 1 , R 2 and Z are the same as those in the above general formula (1).)

また、高分子鎖の形成に用いられるモノマーとしては、上記一般式(1)で表される化合物に代えて、あるいは、上記一般式(1)で表される化合物とともに、たとえば、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマー、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマー、疎水性モノマー、親水性モノマー、側鎖にカルボキシル基またはカルボキシル基に容易に転換できる基を有するモノマー等を用いることもできる。 As a monomer used to form a polymer chain, instead of the compound represented by the above general formula (1) or together with the compound represented by the above general formula (1), for example, a (meth)acrylic acid-based monomer, a styrene-based monomer, a monofunctional monomer having one addition-polymerizable double bond, a hydrophobic monomer, a hydrophilic monomer, a monomer having a carboxyl group or a group that can be easily converted to a carboxyl group in the side chain, etc. can be used.

(メタ)アクリル酸系モノマーの具体例としては、
(メタ)アクリル酸、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、tert-ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート;
ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、トルイル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート;
2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、3-メトキシプロピル(メタ)アクリレート、3-メトキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、3-エチル-3-(メタ)アクリロイルオキシメチルオキセタン;
2-(メタ)アクリロイルオキシエチルイソシアネート、(メタ)アクリレート-2-アミノエチル、2-(2-ブロモプロピオニルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、2-(2-ブロモイソブチリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート;
1-(メタ)アクリロキシ-2-フェニル-2-(2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジニルオキシ)エタン、1-(4-((4-(メタ)アクリロキシ)エトキシエチル)フェニルエトキシ)ピペリジン、γ-(メタクリロイルオキシプロピル)トリメトキシシラン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチル-ペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート、3-[(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル]プロピル(メタ)アクリレート;
(メタ)アクリル酸のエチレンオキサイド付加物、トリフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、2-トリフルオロメチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロエチル-2-ペルフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロエチル(メタ)アクリレート、トリフルオロメチル(メタ)アクリレート、ジペルフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート;
2-ペルフルオロメチル-2-ペルフルオロエチルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロデシルエチル(メタ)アクリレート、2-ペルフルオロヘキサデシルエチル(メタ)アクリレート;等が挙げられる。
Specific examples of the (meth)acrylic acid monomer include:
(meth)acrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, tert-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, hexyl (meth)acrylate, cyclohexyl (meth)acrylate;
heptyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, dodecyl (meth)acrylate, phenyl (meth)acrylate, toluyl (meth)acrylate, benzyl (meth)acrylate;
2-methoxyethyl (meth)acrylate, 3-methoxypropyl (meth)acrylate, 3-methoxybutyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, stearyl (meth)acrylate, glycidyl (meth)acrylate, 3-ethyl-3-(meth)acryloyloxymethyloxetane;
2-(meth)acryloyloxyethyl isocyanate, (meth)acrylate-2-aminoethyl, 2-(2-bromopropionyloxy)ethyl (meth)acrylate, 2-(2-bromoisobutyryloxy)ethyl (meth)acrylate;
1-(meth)acryloxy-2-phenyl-2-(2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy)ethane, 1-(4-((4-(meth)acryloxy)ethoxyethyl)phenylethoxy)piperidine, γ-(methacryloyloxypropyl)trimethoxysilane;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)propyl(meth)acrylate, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutyl-pentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)propyl(meth)acrylate, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)propyl(meth)acrylate;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxan-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxan-1-yl) propyl (meth) acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaethyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxan-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yloxy)dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yloxy)dimethylsilyl]propyl (meth)acrylate;
3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxan-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate, 3-[(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxan-1-yloxy) dimethylsilyl] propyl (meth) acrylate;
Ethylene oxide adduct of (meth)acrylic acid, trifluoromethylmethyl (meth)acrylate, 2-trifluoromethylethyl (meth)acrylate, 2-perfluoroethylethyl (meth)acrylate, 2-perfluoroethyl-2-perfluorobutylethyl (meth)acrylate, 2-perfluoroethyl (meth)acrylate, trifluoromethyl (meth)acrylate, diperfluoromethylmethyl (meth)acrylate;
2-perfluoromethyl-2-perfluoroethylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorodecylethyl (meth)acrylate, 2-perfluorohexadecylethyl (meth)acrylate; and the like.

スチレン系モノマーの具体例としては、
スチレン、ビニルトルエン、α-メチルスチレン、p-クロルスチレン、p-クロロメチルスチレン、m-クロロメチルスチレン、o-アミノスチレン、p-スチレンクロロスルホン酸、スチレンスルホン酸及びその塩、ビニルフェニルメチルジチオカルバメート、2-(2-ブロモプロピオニルオキシ)スチレン、2-(2-ブロモイソブチリルオキシ)スチレン;
1-(2-((4-ビニルフェニル)メトキシ)-1-フェニルエトキシ)-2,2,6,6-テトラメチルピペリジン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン;
1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン、1-(4-ビニルフェニル)-3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタエチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン;
3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソブチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3-(3,5,7,9,11,13,15-ヘプタイソオクチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン;
3-((3,5,7,9,11,13,15-ヘプタシクロペンチルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン、3-((3,5,7,9,11,13,15-ヘプタフェニルペンタシクロ[9.5.1.13,9.15,15.17,13]オクタシロキサン-1-イルオキシ)ジメチルシリル)エチルスチレン;等が挙げられる。
Specific examples of styrene monomers include:
Styrene, vinyltoluene, α-methylstyrene, p-chlorostyrene, p-chloromethylstyrene, m-chloromethylstyrene, o-aminostyrene, p-styrene chlorosulfonic acid, styrenesulfonic acid and its salts, vinylphenylmethyldithiocarbamate, 2-(2-bromopropionyloxy)styrene, 2-(2-bromoisobutyryloxy)styrene;
1-(2-((4-vinylphenyl)methoxy)-1-phenylethoxy)-2,2,6,6-tetramethylpiperidine, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 1 5,15 . 1 7,13 ]octasiloxane, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 1 5,15 . 1 7,13 ]octasiloxane;
1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 1 5,15 . 1 7,13 ]octasiloxane, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 1 5,15 . 1 7,13 ]octasiloxane, 1-(4-vinylphenyl)-3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 . 1 5,15 . 1 7,13 ]octasiloxane;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)ethylstyrene;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaphenylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaethylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yloxy)dimethylsilyl)ethylstyrene;
3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisobutylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yloxy)dimethylsilyl)ethylstyrene, 3-(3,5,7,9,11,13,15-heptaisooctylpentacyclo[9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ]octasiloxan-1-yloxy)dimethylsilyl)ethylstyrene;
3-((3,5,7,9,11,13,15-heptacyclopentyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethyl styrene, 3-((3,5,7,9,11,13,15-heptaphenyl pentacyclo [9.5.1.1 3,9 .1 5,15 .1 7,13 ] octasiloxane-1-yloxy) dimethylsilyl) ethyl styrene; and the like.

付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーの具体例としては、
フッ素含有ビニルモノマー(ペルフルオロエチレン、ペルフルオロプロピレン、フッ化ビニリデン等)、ケイ素含有ビニル系モノマー(ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等)、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル、フマル酸、フマル酸のモノアルキルエステルおよびジアルキルエステル;
マレイミド系モノマー(マレイミド、メチルマレイミド、エチルマレイミド、プロピルマレイミド、ブチルマレイミド、ヘキシルマレイミド、オクチルマレイミド、ドデシルマレイミド、ステアリルマレイミド、フェニルマレイミド、シクロヘキシルマレイミド等);
ニトリル基含有モノマー(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)、アミド基含有モノマー(アクリルアミド、メタクリルアミド等)、ビニルエステル系モノマー(酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、安息香酸ビニル、桂皮酸ビニル等);
オレフィン類(エチレン、プロピレン等)、共役ジエン系モノマー(ブタジエン、イソプレン等)、ハロゲン化ビニル(塩化ビニル等)、ハロゲン化ビニリデン(塩化ビニリデン等)、ハロゲン化アリル(塩化アリル等);
アリルアルコール、ビニルピロリドン、ビニルピリジン、N-ビニルカルバゾール、メチルビニルケトン、ビニルイソシアナート;等が挙げられる。
また、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマーとしては、重合性二重結合を1分子中に1つ有し、かつ、主鎖がスチレン、(メタ)アクリル酸エステル、シロキサン等から誘導されたものであるマクロモノマー等も使用できる。
Specific examples of the monofunctional monomer having one addition-polymerizable double bond include:
Fluorine-containing vinyl monomers (perfluoroethylene, perfluoropropylene, vinylidene fluoride, etc.), silicon-containing vinyl monomers (vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, etc.), maleic anhydride, maleic acid, monoalkyl esters and dialkyl esters of maleic acid, fumaric acid, monoalkyl esters and dialkyl esters of fumaric acid;
Maleimide monomers (maleimide, methylmaleimide, ethylmaleimide, propylmaleimide, butylmaleimide, hexylmaleimide, octylmaleimide, dodecylmaleimide, stearylmaleimide, phenylmaleimide, cyclohexylmaleimide, etc.);
Nitrile group-containing monomers (such as acrylonitrile and methacrylonitrile), amide group-containing monomers (such as acrylamide and methacrylamide), vinyl ester monomers (such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl benzoate, and vinyl cinnamate);
Olefins (ethylene, propylene, etc.), conjugated diene monomers (butadiene, isoprene, etc.), vinyl halides (vinyl chloride, etc.), vinylidene halides (vinylidene chloride, etc.), allyl halides (allyl chloride, etc.);
Allyl alcohol, vinylpyrrolidone, vinylpyridine, N-vinylcarbazole, methyl vinyl ketone, vinyl isocyanate, and the like.
In addition, as the monofunctional monomer having one addition-polymerizable double bond, a macromonomer having one polymerizable double bond in one molecule and having a main chain derived from styrene, a (meth)acrylic acid ester, a siloxane, or the like can also be used.

疎水性モノマーの具体例としては、
アクリル酸エステル(メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、シクロヘキシルアクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルアクリレート等のアクリル酸のアルキルエステル;フェニルアクリレート等のアリールアクリレート;ベンジルアクリレート等のアリールアルキルアクリレート;メトキシメチルアクリレート等のアルコキシアルキルアクリレート等);
メタクリル酸エステル(メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、ヘキサフルオロイソプロピルメタクリレート等のメタクリル酸のアルキルエステル;フェニルメタクリレート等のアリールメタクリレート;ベンジルメタクリレート等のアリールアルキルメタクリレート;メトキシメチルメタクリレート等のアルコキシアルキルメタクリレート等);
フマル酸エステル(フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、フマル酸ジアリル等のフマル酸のアルキルエステル等)、マレイン酸エステル(マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジアリル等のマレイン酸のアルキルエステル等);
イタコン酸エステル(イタコン酸のアルキルエステル等)、クロトン酸エステル(クロトン酸のアルキルエステル等)、メチルビニルエーテル、エトキシエチルビニルエーテル、ビニルアセテート、ビニルプロピオネート、ビニルベンゾエート、スチレン;
アルキルスチレン、塩化ビニル、ビニルメチルケトン、ビニルステアレート、ビニルアルキルエーテル;等が挙げられる。
Specific examples of hydrophobic monomers include:
acrylic acid esters (alkyl esters of acrylic acid such as methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, cyclohexyl acrylate, hexafluoroisopropyl acrylate, etc.; aryl acrylates such as phenyl acrylate; aryl alkyl acrylates such as benzyl acrylate; alkoxy alkyl acrylates such as methoxymethyl acrylate, etc.);
Methacrylic acid esters (alkyl esters of methacrylic acid such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, hexafluoroisopropyl methacrylate, etc.; aryl methacrylates such as phenyl methacrylate; aryl alkyl methacrylates such as benzyl methacrylate; alkoxy alkyl methacrylates such as methoxymethyl methacrylate, etc.);
Fumarate esters (alkyl esters of fumaric acid, such as dimethyl fumarate, diethyl fumarate, and diallyl fumarate), maleate esters (alkyl esters of maleic acid, such as dimethyl maleate, diethyl maleate, and diallyl maleate);
Itaconic acid esters (such as alkyl esters of itaconic acid), crotonic acid esters (such as alkyl esters of crotonic acid), methyl vinyl ether, ethoxyethyl vinyl ether, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl benzoate, styrene;
Alkyl styrene, vinyl chloride, vinyl methyl ketone, vinyl stearate, vinyl alkyl ether; and the like.

親水性モノマーの具体例としては、
ヒドロキシ置換アルキルアクリレート(2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルアクリレート、ポリエトキシエチルアクリレート、ポリエトキシプロピルアクリレート等);
ヒドロキシ置換アルキルメタクリレート(2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレート、2,3-ジヒドロキシプロピルメタクリレート、ポリエトキシエチルメタクリレート、ポリエトキシプロピルメタクリレート等);
アクリルアミド、N-アルキルアクリルアミド(N-メチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド等)、N-アルキルメタクリルアミド(N-メチルメタクリルアミド等);
ポリエチレングリコールモノアクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、アルコキシポリエチレングリコールアクリレート、アルコキシポリエチレングリコールメタクリレート、フェノキシポリエチレングリコールアクリレート、フェノキシポリエチレングリコールメタクリレート、2-グルコシロキシエチルメタクリレート;
アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、クロトン酸、メタクリルアミド、アリルアルコール、N-ビニルピロリドン、N,N-ジメチルアミノエチルアクリレート;等が挙げられる。
Specific examples of hydrophilic monomers include:
Hydroxy-substituted alkyl acrylates (such as 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2,3-dihydroxypropyl acrylate, polyethoxyethyl acrylate, polyethoxypropyl acrylate, etc.);
Hydroxy-substituted alkyl methacrylates (such as 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 2,3-dihydroxypropyl methacrylate, polyethoxyethyl methacrylate, and polyethoxypropyl methacrylate);
Acrylamide, N-alkylacrylamide (N-methylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, etc.), N-alkylmethacrylamide (N-methylmethacrylamide, etc.);
Polyethylene glycol monoacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, alkoxypolyethylene glycol acrylate, alkoxypolyethylene glycol methacrylate, phenoxypolyethylene glycol acrylate, phenoxypolyethylene glycol methacrylate, 2-glucosyloxyethyl methacrylate;
Examples of the monomer include acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, itaconic acid, crotonic acid, methacrylamide, allyl alcohol, N-vinylpyrrolidone, and N,N-dimethylaminoethyl acrylate.

側鎖にカルボキシル基またはカルボキシル塩基に容易に転換できる基を有するモノマーの具体例としては、
1-メトキシエチルアクリレート、1-エトキシエチルアクリレート、1-プロポキシエチルアクリレート、1-(1-メチルエトキシ)エチルアクリレート、1-ブトキシエチルアクリレート、1-(2-メチルプロポキシ)エチルアクリレート、1-(2-エチルヘキソキシ)エチルアクリレート;
ピラニルアクリレート、1-メトキシエチルメタクリート、1-エトキシエチルメタクリート、1-プロポキシエチルメトクリート、1-(1-メチルエトキシ)エチルメタクリート、1-ブトキシエチルメタクリート、1-(2-メチルプロポキシ)エチルメタクリート、1-(2-エチルヘキソシキ)エチルメタクリレート;
ピラニルメタクリート、ジ-1-メトキシエチルマレート、ジ-1-エトキシエチルマレート、ジ-1-プロポキシエチルマレート、ジ-1-(1-メチルエトキシ)エチルマレート、ジ-1-ブトキシエチルマレート、ジ-1-(2-メチルプロポキシ)エチルマレート、ジピラニルマレート;等が挙げられる。
Specific examples of monomers having a carboxyl group or a group that can be easily converted to a carboxyl salt group on the side chain include:
1-methoxyethyl acrylate, 1-ethoxyethyl acrylate, 1-propoxyethyl acrylate, 1-(1-methylethoxy)ethyl acrylate, 1-butoxyethyl acrylate, 1-(2-methylpropoxy)ethyl acrylate, 1-(2-ethylhexoxy)ethyl acrylate;
Pyranyl acrylate, 1-methoxyethyl methcrete, 1-ethoxyethyl methcrete, 1-propoxyethyl methcrete, 1-(1-methylethoxy)ethyl methcrete, 1-butoxyethyl methcrete, 1-(2-methylpropoxy)ethyl methcrete, 1-(2-ethylhexoxy)ethyl methacrylate;
Pyranyl methacrylate, di-1-methoxyethyl malate, di-1-ethoxyethyl malate, di-1-propoxyethyl malate, di-1-(1-methylethoxy)ethyl malate, di-1-butoxyethyl malate, di-1-(2-methylpropoxy)ethyl malate, dipyranyl malate, and the like.

また、表面開始リビングラジカル重合法により重合を行うに際し、基材10表面に導入する重合開始基としては、重合が開始できるものであればよく、特に限定されないが、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化スルホニル基等が好ましい。 When polymerization is performed by the surface-initiated living radical polymerization method, the polymerization initiation group to be introduced onto the surface of the substrate 10 is not particularly limited as long as it can initiate polymerization, but halogenated alkyl groups, halogenated sulfonyl groups, etc. are preferred.

重合開始基としては、グラフト密度およびグラフトされた高分子鎖の一次構造(分子量、分子量分布、モノマー配列様式)の制御性の観点より、基材10表面に物理的あるいは化学的に結合されていることが好ましい。 From the viewpoint of controllability of the graft density and the primary structure of the grafted polymer chain (molecular weight, molecular weight distribution, monomer arrangement pattern), it is preferable that the polymerization initiation group is physically or chemically bonded to the surface of the substrate 10.

重合開始基の基材10表面への導入(結合)方法としては、化学吸着法、ラングミュアー・ブロジェット(LB)法等が挙げられる。 Methods for introducing (binding) the polymerization initiating group to the surface of the substrate 10 include chemical adsorption and Langmuir-Blodgett (LB) methods.

たとえば、基材10として、シリコンウエハを使用する場合には、シリコンウエハ表面へのクロロスルホニル基(重合開始基)の化学結合による固定化は、2-(4-クロロスルホニルフェニル)エチルトリメトキシシラン、2-(4-クロロスルホニルフェニル)エチルトリクロロシラン等を用い、シリコンウエハ表面の酸化層と反応させることにより行うことができる。 For example, when a silicon wafer is used as the substrate 10, the chlorosulfonyl group (polymerization initiator group) can be fixed to the silicon wafer surface by chemical bonding using 2-(4-chlorosulfonylphenyl)ethyltrimethoxysilane, 2-(4-chlorosulfonylphenyl)ethyltrichlorosilane, or the like, by reacting it with the oxide layer on the silicon wafer surface.

また、表面開始リビングラジカル重合のための重合開始基を基材10表面に導入するに際しては、重合開始基と、基材に対する結合性を有する基あるいは基材に対する親和性を有する基と、を備える重合開始基含有表面処理剤を用いることが好ましい。このような重合開始基含有表面処理剤は低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。 When introducing a polymerization initiator group for surface-initiated living radical polymerization onto the surface of the substrate 10, it is preferable to use a polymerization initiator group-containing surface treatment agent that has a polymerization initiator group and a group that has binding ability to the substrate or a group that has affinity to the substrate. Such a polymerization initiator group-containing surface treatment agent may be a low molecular weight compound or a high molecular weight compound.

重合開始基含有表面処理剤としては、特に限定されないが、基材10に結合可能な基と、ラジカル発生基とを有する化合物が好ましく、たとえば、特開2010-218984号公報に開示されている重合開始基含有表面処理剤、すなわち、TEMPO系、ATRP系、RAFT系、RTCP系の重合開始基含有表面処理剤を用いることができる。これらのなかでも、TEMPO系、RAFT系、RTCP系の重合開始基含有表面処理剤がより好ましい。また、TEMPO系の重合開始基含有表面処理剤の中では、特にDEPN系の重合開始基含有表面処理剤が好ましい。なお、基材10に結合可能な基としては、たとえば、-SiCl、-Si(CH)Cl、-Si(CHCl、-Si(OR)(これらの式中、Rはメチル、エチル、プロピルまたはブチルを示す。)などが挙げられる。あるいは、重合開始基含有表面処理剤としては、国際公開第2006/087839号に記載されている、(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシヘキシルトリエトキシシラン(BHE)、(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシプロピルトリエトキシシラン(BPE)等を用いることもできる。 The polymerization initiator group-containing surface treatment agent is not particularly limited, but a compound having a group capable of bonding to the substrate 10 and a radical generating group is preferred. For example, the polymerization initiator group-containing surface treatment agents disclosed in JP-A-2010-218984, i.e., TEMPO-, ATRP-, RAFT-, and RTCP-based polymerization initiator group-containing surface treatment agents, can be used. Among these, TEMPO-, RAFT-, and RTCP-based polymerization initiator group-containing surface treatment agents are more preferred. Furthermore, among the TEMPO-based polymerization initiator group-containing surface treatment agents, DEPN-based polymerization initiator group-containing surface treatment agents are particularly preferred. Examples of the group capable of bonding to the substrate 10 include -SiCl 3 , -Si(CH 3 )Cl 2 , -Si(CH 3 ) 2 Cl, and -Si(OR) 3 (wherein R represents methyl, ethyl, propyl, or butyl). Alternatively, as the polymerization initiator group-containing surface treatment agent, (2-bromo-2-methyl)propionyloxyhexyltriethoxysilane (BHE), (2-bromo-2-methyl)propionyloxypropyltriethoxysilane (BPE), and the like, which are described in WO 2006/087839, can also be used.

また、グラフト密度を調整する観点から、上記した重合開始基含有表面処理剤に加え、重合開始基を含有しないシランカップリング剤(たとえば、一般に使用されるアルキルシランカップリング剤)を併用してもよい。 In addition, in order to adjust the graft density, a silane coupling agent that does not contain a polymerization initiator group (for example, a commonly used alkyl silane coupling agent) may be used in combination with the above-mentioned surface treatment agent containing a polymerization initiator group.

グラフト密度は、重合開始基含有表面処理剤と重合開始基を含有しないシランカップリング剤との割合を調整することで、自在に変更することができる。また、基材10表面への重合開始基の導入は、導入される重合開始基の均一性、重合開始基のグラフト密度の制御性等の点で、LB法や気相吸着法を採用することも可能である。 The graft density can be freely changed by adjusting the ratio of the surface treatment agent containing a polymerization initiator group to the silane coupling agent not containing a polymerization initiator group. In addition, the LB method or the gas phase adsorption method can be used to introduce the polymerization initiator group onto the surface of the substrate 10, in terms of the uniformity of the polymerization initiator group introduced and the controllability of the graft density of the polymerization initiator group.

LB法においては、まず膜形成材料を適切な溶媒(たとえば、クロロホルム、ベンゼン等)に溶解する。次に、この溶液少量を清浄な液面、好ましくは純水の液面上に展開した後、溶媒を蒸発させるか、あるいは隣接する水相に拡散させて、水面上に膜形成分子による低密度の膜を形成させる。 In the LB method, the membrane-forming material is first dissolved in a suitable solvent (e.g., chloroform, benzene, etc.). Next, a small amount of this solution is spread on a clean liquid surface, preferably the surface of pure water, and the solvent is then evaporated or diffused into an adjacent aqueous phase to form a low-density membrane of membrane-forming molecules on the water surface.

続いて、通常、仕切り板を水面上で機械的に掃引し、膜形成分子が展開している水面の表面積を減少させることにより膜を圧縮して密度を増加させ、緻密な水面上単分子膜を得る。 Then, the partition is typically mechanically swept across the water surface to compress the film and increase its density by reducing the surface area of the water surface on which the film-forming molecules are spread, resulting in a dense monolayer on the water surface.

次いで、適切な条件下で、水面上単分子膜内を構成する分子の表面密度を一定に保ちながら、単分子層を堆積する基材を、水面上単分子膜を横切る方向に浸漬または引き上げることによって、水面上単分子膜を基材10上に移し取り、単分子層を該基材上に堆積する。 Next, under appropriate conditions, while maintaining a constant surface density of the molecules that make up the monolayer on the water surface, the substrate on which the monolayer is to be deposited is immersed or pulled across the monolayer on the water surface, thereby transferring the monolayer on the water surface onto the substrate 10, and the monolayer is deposited on the substrate.

LB法の詳細および具体例は、 「福田清成他著、新実験化学講座18巻(界面とコロイド)6章、(1977年)丸善」、 「福田清成・杉道夫・雀部博之編集、LB膜とエレクトロニクス、(1986年)シーエムシー」、「石井淑夫著、よいLB膜をつくる実践的技術、(1989年)共立出版」 等に記載されている。 Details and specific examples of the LB method are described in "Kiyonari Fukuda et al., New Experimental Chemistry Lectures, Vol. 18 (Interfaces and Colloids), Chapter 6 (1977), Maruzen," "Kiyonari Fukuda, Michio Sugi, Hiroyuki Suzumebe eds., LB Films and Electronics (1986), CMC," and "Yoshio Ishii, Practical Techniques for Making Good LB Films (1989), Kyoritsu Shuppan," etc.

そして、上述した重合開始剤を用いて、基材10表面に重合開始基を導入し、次いで、重合開始基を導入した基材10を、上述したモノマーを含有する重合反応溶液に浸漬し、必要に応じて加熱することで、基材10表面に、重合単位として上述したモノマーを含有する高分子鎖を形成することができる。なお、重合反応溶液には、上述したモノマーの他、各種ラジカル開始剤や、溶剤など重合反応に必要な成分を含有させることができる。 Then, a polymerization initiator group is introduced onto the surface of the substrate 10 using the polymerization initiator described above. The substrate 10 with the polymerization initiator group introduced therein is then immersed in a polymerization reaction solution containing the monomer described above and heated as necessary, thereby forming a polymer chain containing the monomer described above as a polymerization unit on the surface of the substrate 10. In addition to the monomer described above, the polymerization reaction solution can contain various radical initiators, solvents, and other components necessary for the polymerization reaction.

本発明においては、基材10表面に形成する高分子鎖は、基材10表面の面積に対する専有面積率(ポリマー断面積当たりの占有率)で0.1~50%となるようなグラフト密度で形成されることが好ましく、より好ましくは10~45%、さらに好ましくは20~40%である。なお、グラフト密度は、高分子鎖の数平均分子量(Mn)の絶対値、グラフトされたポリマー量、基材10の表面積より算出することができる。また、ポリマーブラシ層20中の専有面積率は、ポリマーの伸びきり形態における繰り返し単位長さとポリマーのバルク密度より断面積を求め、グラフト密度を掛けて算出することができる。なお、専有面積率は、基材10表面をグラフト点(1つ目のモノマー)が占める割合という意味になる(最密充填で100%、これ以上にはグラフトできない)。高分子鎖の、基材10表面の面積に対する専有面積率を上記範囲とすることにより、ウイルスに対する不活化機能をより適切に高めることができ、専有面積率が低すぎても、あるいは、高すぎても、ウイルスに対する不活化機能が低下してしまう。 In the present invention, the polymer chains formed on the surface of the substrate 10 are preferably formed with a graft density such that the occupied area ratio (occupancy rate per polymer cross-sectional area) relative to the surface area of the substrate 10 is 0.1 to 50%, more preferably 10 to 45%, and even more preferably 20 to 40%. The graft density can be calculated from the absolute value of the number average molecular weight (Mn) of the polymer chain, the amount of grafted polymer, and the surface area of the substrate 10. The occupied area ratio in the polymer brush layer 20 can be calculated by multiplying the cross-sectional area by the graft density, which is calculated from the repeating unit length in the stretched form of the polymer and the bulk density of the polymer. The occupied area ratio means the ratio of the substrate 10 surface occupied by the graft point (the first monomer) (100% in close packing, no more than this can be grafted). By setting the ratio of the area of the polymer chains to the surface area of the substrate 10 within the above range, the virus inactivation function can be more appropriately improved; if the ratio of the area of the polymer chains is too low or too high, the virus inactivation function will decrease.

なお、本発明者等の知見によると、ポリマーブラシ層20中の高分子鎖の存在状態は、必ずしも均一である必要はなく、微視的に見て、高分子鎖が疎である部分や、高分子鎖が密である部分が混在した態様であってもよく、このような態様でも、ウイルスに対する不活化機能を十分に発揮できるものである。そのため、上記専有面積率の測定に際しては、基材10表面のうち、比較的広い面積範囲(具体的には、5cm×5cmの面積範囲)を測定対象とし、その測定を行った際に、専有面積率が上記範囲となることが好ましい。 According to the findings of the present inventors, the state of the polymer chains in the polymer brush layer 20 does not necessarily need to be uniform, and may be a mixture of sparse and dense polymer chains when viewed microscopically. Even in such an embodiment, the virus inactivation function can be sufficiently exerted. Therefore, when measuring the above-mentioned exclusive area ratio, it is preferable that a relatively wide area range (specifically, an area range of 5 cm x 5 cm) of the surface of the substrate 10 is measured, and when the measurement is performed, the exclusive area ratio is within the above-mentioned range.

また、高分子鎖の単位面積当たりのグラフト密度は、好ましくは0.0005~0.4鎖/nm、より好ましくは0.05~0.4鎖/nm、さらに好ましくは0.1~0.4鎖/nm 特に好ましくは0.12~0.25鎖/nmである。 The graft density per unit area of the polymer chains is preferably 0.0005 to 0.4 chains/nm 2 , more preferably 0.05 to 0.4 chains/nm 2 , still more preferably 0.1 to 0.4 chains/nm 2 , and particularly preferably 0.12 to 0.25 chains/nm 2 .

なお、高分子鎖のグラフト密度は、例えば、Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998)、Macromolecules, 33, 5608-5612 (2000)、Macromolecules, 38, 2137-2142 (2005)等に記載の方法に従って測定することができる。具体的には、グラフト密度(鎖/nm)は、グラフト量(W)とグラフト鎖の数平均分子量(M n)を測定し、下記式にしたがって、求めることができる。
グラフト密度(鎖/nm)=W(g/nm)/M n×(アボガドロ数)
(式中、Wはグラフト量を表し、M nは数平均分子量を表す。)
The graft density of the polymer chains can be measured, for example, according to the methods described in Macromolecules, 31, 5934-5936 (1998), Macromolecules, 33, 5608-5612 (2000), Macromolecules, 38, 2137-2142 (2005), etc. Specifically, the graft density (chains/nm 2 ) can be calculated by measuring the graft amount (W) and the number average molecular weight (Mn) of the graft chains, according to the following formula:
Graft density (chains/ nm2 ) = W (g/ nm2 )/Mn x (Avogadro's number)
(In the formula, W represents the graft amount, and Mn represents the number average molecular weight.)

グラフト量(W)は、基材10が平面基板である場合には、エリプソメトリー法により乾燥状態の膜厚、すなわち、グラフトされた高分子鎖層の乾燥状態における厚みを測定し、バルクフィルムの密度を用いて、単位面積当たりのグラフト量を算出することにより求めることができる。あるいは、基材10が繊維状等の場合には、赤外吸収分光測定(IR)、熱重量損失測定(TG)、元素分析測定等により測定することができる。 When the substrate 10 is a planar substrate, the graft amount (W) can be determined by measuring the dry film thickness, i.e., the thickness of the grafted polymer chain layer in a dry state, by ellipsometry, and calculating the graft amount per unit area using the density of the bulk film. Alternatively, when the substrate 10 is fibrous, the graft amount can be measured by infrared absorption spectroscopy (IR), thermogravimetric analysis (TG), elemental analysis, etc.

ポリマーブラシ層20を構成する高分子鎖の数平均分子量(Mn)は、好ましくは500~10,000,000、より好ましくは100,000~10,000,000である。また、ポリマーブラシ層20を形成する高分子鎖の分子量分布(Mw/Mn)は、ウイルス不活化機能をより高めるという観点より、1に近いことが好ましく、好ましくは1.5以下であり、より好ましくは1.3以下であり、さらに好ましくは1.25以下、さらにより好ましくは1.2以下、特に好ましくは1.15以下である。高分子鎖の数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、たとえば、フッ化水素酸処理により基材10から高分子鎖を切り出し、切り出した高分子鎖を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、ポリエチレンオキシド換算の値にて、測定する方法が挙げられる。あるいは、重合時に生成するフリーポリマーが基材10に導入された高分子鎖と等しい分子量を有すると仮定し、該フリーポリマーについてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、ポリエチレンオキシド換算の値にて、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)を測定し、これをそのまま用いる方法を採用してもよい。 The number average molecular weight (Mn) of the polymer chains constituting the polymer brush layer 20 is preferably 500 to 10,000,000, more preferably 100,000 to 10,000,000. From the viewpoint of further enhancing the virus inactivation function, the molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chains constituting the polymer brush layer 20 is preferably close to 1, and is preferably 1.5 or less, more preferably 1.3 or less, even more preferably 1.25 or less, even more preferably 1.2 or less, and particularly preferably 1.15 or less. The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chains can be measured, for example, by cutting out the polymer chains from the substrate 10 by hydrofluoric acid treatment, and measuring the values in terms of polyethylene oxide by gel permeation chromatography using the cut out polymer chains. Alternatively, a method may be adopted in which the free polymer produced during polymerization is assumed to have the same molecular weight as the polymer chain introduced into the substrate 10, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the free polymer are measured in terms of polyethylene oxide using gel permeation chromatography, and the results are used as is.

また、ポリマーブラシ層20を構成する高分子鎖の平均分子鎖長さL(すなわち、ポリマーブラシ長)は、好ましくは10nm以上であり、実用的な観点より、10~1000nmの範囲であることがより好ましい。高分子鎖の平均分子鎖長さLが短すぎると、ウイルス不活化機能が十分でなくなるおそれがある。また、高分子鎖の平均分子鎖長さLは、たとえば、高分子鎖を構成するモノマーの種類や、重合条件等により調整することができる。 Furthermore, the average molecular chain length Lp (i.e., the polymer brush length) of the polymer chains constituting the polymer brush layer 20 is preferably 10 nm or more, and from a practical standpoint, is more preferably in the range of 10 to 1000 nm. If the average molecular chain length Lp of the polymer chains is too short, the virus inactivation function may be insufficient. Furthermore, the average molecular chain length Lp of the polymer chains can be adjusted, for example, by the type of monomer constituting the polymer chains, the polymerization conditions, etc.

なお、高分子鎖の平均分子鎖長さLは、たとえば、高分子鎖の数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)を測定し、これらの測定結果から求めることができる。また、高分子鎖の数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)は、たとえば、フッ化水素酸処理により基材10から高分子鎖を切り出し、切り出した高分子鎖を用いてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により測定する方法が挙げられる。あるいは、重合時に生成するフリーポリマーが基材10に導入された高分子鎖と等しい分子量を有すると仮定し、該フリーポリマーについてゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、数平均分子量(Mn)、および分子量分布(Mw/Mn)を測定し、これをそのまま用いる方法を採用してもよい。なお、第1摺動面を形成するポリマーブラシの分子量分布(Mw/Mn)は1に近いことが好ましく、好適には、1.3以下であり、より好ましくは1.25以下、さらに好ましくは1.2以下、特に好ましくは1.15以下である。 The average molecular chain length Lp of the polymer chain can be determined, for example, by measuring the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chain and determining the results of these measurements. The number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chain can be measured, for example, by cutting out the polymer chain from the substrate 10 by hydrofluoric acid treatment and measuring the cut-out polymer chain by gel permeation chromatography. Alternatively, it is assumed that the free polymer generated during polymerization has a molecular weight equal to that of the polymer chain introduced into the substrate 10, and the number average molecular weight (Mn) and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the free polymer are measured by gel permeation chromatography and used as is. The molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer brush forming the first sliding surface is preferably close to 1, and is preferably 1.3 or less, more preferably 1.25 or less, even more preferably 1.2 or less, and particularly preferably 1.15 or less.

また、ポリマーブラシ層20を構成する平均分子鎖長さLに対する、ポリマーブラシ層20の厚みTの比(T/L)は、好ましくは0.001~0.6であり、より好ましくは0.1~0.6、さらに好ましくは0.2~0.6、特に好ましくは0.3~0.5である。平均分子鎖長さLに対する、ポリマーブラシ層20の厚みTの比(T/L)を上記範囲とすることにより、ウイルス不活化機能をより高めることができる。 Furthermore, the ratio (T b /L p ) of the thickness T b of the polymer brush layer 20 to the average molecular chain length L p constituting the polymer brush layer 20 is preferably 0.001 to 0.6, more preferably 0.1 to 0.6, even more preferably 0.2 to 0.6, and particularly preferably 0.3 to 0.5. By setting the ratio (T b /L p ) of the thickness T b of the polymer brush layer 20 to the average molecular chain length L p in the above range, the virus inactivation function can be further improved.

なお、ポリマーブラシ層20の厚みTは、ポリマーブラシ層20について、25℃、1時間にて真空乾燥を行い、主として水分を含む揮発分を除去した状態にて、分光エリプソメトリー法により、測定することができる。すなわち、本発明において、平均分子鎖長さLに対する、ポリマーブラシ層20の厚みTの比(T/L)は、揮発成分を除去した状態での値である。そのため、ポリマーブラシ層20は、その使用状態において、水分などの揮発性成分を含む場合においては、水分を含むことにより、ポリマーブラシ層20を構成する高分子鎖が完全伸長状態に近づいていき、含まれる水分の影響により、比(T/L)が上記範囲を超える場合もあるが、このような場合においても、揮発成分を除去した状態における、比(T/L)が上記範囲とすることが好ましい。また、たとえば、潤滑油やイオン液体などの不揮発性液体で膨潤したポリマーブラシ層は、揮発成分を除去した後においても、潤滑油やイオン液体などの不揮発性液体で膨潤された状態が維持されているため、揮発成分を除去した後においても、比(T/L)が0.6超となる大きな値を示すのが一般的である。 The thickness T b of the polymer brush layer 20 can be measured by spectroscopic ellipsometry after the polymer brush layer 20 is vacuum-dried at 25° C. for 1 hour and volatile components, mainly including moisture, are removed. That is, in the present invention, the ratio (T b /L p ) of the thickness T b of the polymer brush layer 20 to the average molecular chain length L p is the value in the state in which the volatile components are removed. Therefore, when the polymer brush layer 20 contains a volatile component such as moisture in its usage state, the polymer chains constituting the polymer brush layer 20 approach a fully extended state due to the inclusion of moisture, and the ratio (T b /L p ) may exceed the above range due to the influence of the contained moisture. Even in such a case, it is preferable that the ratio (T b /L p ) in the state in which the volatile components are removed is in the above range. Furthermore, for example, a polymer brush layer swollen with a non-volatile liquid such as a lubricating oil or an ionic liquid will remain swollen with the non-volatile liquid even after the volatile components are removed, and therefore will generally exhibit a large ratio (T b /L p ) of more than 0.6 even after the volatile components are removed.

また、ポリマーブラシ層20は、イオン伝導度が、好ましくは5.0×10-1S/m以下であり、より好ましくは1.0×10-1S/m以下、さらに好ましくは5.0×10-2S/m以下であり、下限は特に限定されないが、好ましくは1.0×10-4S/m以上である。すなわち、ポリマーブラシ層20は、イオン電導度が比較的高い液体(たとえば、イオン液体など)を実質的に含まず、そのため、イオン伝導度が、上記範囲のように低いものであり、これにより、水分を含まれ得る状態や、水分を含んでいる状態であることが、ウイルスの付着性が高いという観点、ひいては、ウイルスの不活化を高い効率で実現できるという観点から、好ましい。なお、ポリマーブラシ層20は、水分などの揮発成分を含んだ状態、あるいは、水分などの揮発成分を含まない状態のいずれかにおいて、イオン伝導度が、上記範囲にあることが好ましい。ポリマーブラシ層20のイオン電導度の測定方法は、特に限定されないが、4端子法による伝導度測定による方法(たとえば、抵抗率計(ロレスタ、日東精工アナリテック社製)を使用した測定などが挙げられる。 The ionic conductivity of the polymer brush layer 20 is preferably 5.0×10 -1 S/m or less, more preferably 1.0×10 -1 S/m or less, and even more preferably 5.0×10 -2 S/m or less. Although there is no particular lower limit, the ionic conductivity is preferably 1.0×10 -4 S/m or more. That is, the polymer brush layer 20 does not substantially contain a liquid with a relatively high ionic conductivity (e.g., an ionic liquid, etc.), and therefore the ionic conductivity is low as in the above range. As a result, a state in which moisture can be contained or a state in which moisture is contained is preferable from the viewpoint of high virus adhesion and, by extension, from the viewpoint of achieving highly efficient virus inactivation. Note that the ionic conductivity of the polymer brush layer 20 is preferably in the above range either in a state in which a volatile component such as moisture is contained or in a state in which a volatile component such as moisture is not contained. The method for measuring the ionic conductivity of the polymer brush layer 20 is not particularly limited, but examples include a method for measuring conductivity by a four-terminal method (for example, measurement using a resistivity meter (Loresta, manufactured by Nitto Seiko Analytech Co., Ltd.)).

<第2実施形態>
次いで、本発明の第2実施形態について、説明する。
図2(A)は、本発明の第2実施形態に係るウイルス不活化構造を示す図であり、図2(B)は、図2(A)のIIb部分の詳細な構造を示す図であり、図2(C)は、図2(A)のIIc部分の詳細な構造を示す図である。
Second Embodiment
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
FIG. 2(A) is a diagram showing a virus inactivating structure according to a second embodiment of the present invention, FIG. 2(B) is a diagram showing the detailed structure of part IIb in FIG. 2(A), and FIG. 2(C) is a diagram showing the detailed structure of part IIc in FIG. 2(A).

図2(B)に示すように、本発明の第2実施形態に係るウイルス不活化構造は、基材重合体30中に、複数のブロック共重合体鎖40が複数分散することにより形成れている。また、複数のブロック共重合体鎖40は、ポリマーブロック(A)と、ポリマーブロック(A)よりも基材重合体30に対する親和性が低いポリマーブロック(B)とを備え、かつ、ブロック共重合体鎖中において、ポリマーブロック(A)を少なくとも2箇所に有するものである。 As shown in FIG. 2(B), the virus inactivation structure according to the second embodiment of the present invention is formed by dispersing a plurality of block copolymer chains 40 in a base polymer 30. The plurality of block copolymer chains 40 each include a polymer block (A) and a polymer block (B) that has a lower affinity for the base polymer 30 than the polymer block (A), and the block copolymer chain has the polymer block (A) in at least two locations.

なお、図2(B)中においては、ブロック共重合体鎖40を構成する、ポリマーブロック(A)を破線で示し、ポリマーブロック(B)を実線で示した。また、図2(B)中においては、ブロック共重合体鎖40として、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)からなるABA型のブロック共重合体鎖を例示したが、ポリマーブロック(A)を少なくとも2箇所に有する構造であればよく、このような構造に限定されない。たとえば、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)からなるABAB型のブロック共重合体鎖であってもよいし、さらには、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)からなるABABA型のブロック共重合体鎖であってもよい。 In FIG. 2B, the polymer block (A) constituting the block copolymer chain 40 is shown by a dashed line, and the polymer block (B) is shown by a solid line. In FIG. 2B, an ABA type block copolymer chain consisting of polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A) is shown as an example of the block copolymer chain 40, but the structure is not limited to this structure as long as the structure has polymer block (A) at at least two places. For example, the block copolymer chain may be an ABAB type block copolymer chain consisting of polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A)/polymer block (B), or may be an ABABA type block copolymer chain consisting of polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A).

そして、図2(C)に示すように、第2実施形態に係るウイルス不活化構造においては、複数のブロック共重合体鎖40のうち少なくとも一部のブロック共重合体鎖40は、ポリマーブロック(A)が基材重合体30中にあり、かつ、ポリマーブロック(B)が基材重合体30から露出した状態で存在する。すなわち、第2実施形態に係るウイルス不活化構造においては、その表面において、ブロック共重合体鎖40に基づく、ポリマー鎖に形成されたループ構造が複数露出されたような構造を有するものである。具体的には、ポリマーブロック(A)が基材重合体30中に存在し、かつ、ポリマーブロック(B)により形成されたループ構造の高分子鎖が複数露出された、ポリマーブラシ構造を形成するものである。また、第2実施形態において、ポリマーブロック(B)は、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を有するものである。そして、これにより、第2実施形態に係るウイルス不活化構造によれば、上述した第1実施形態におけるポリマーブラシ層20と同様に、高いウイルス不活化機能を備え、さらには、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なものである。 As shown in FIG. 2(C), in the virus inactivation structure according to the second embodiment, at least some of the block copolymer chains 40 are present in a state in which the polymer block (A) is in the base polymer 30 and the polymer block (B) is exposed from the base polymer 30. That is, in the virus inactivation structure according to the second embodiment, the surface has a structure in which a plurality of loop structures formed in the polymer chain based on the block copolymer chain 40 are exposed. Specifically, the polymer block (A) is present in the base polymer 30, and a polymer brush structure is formed in which a plurality of polymer chains of the loop structure formed by the polymer block (B) are exposed. In the second embodiment, the polymer block (B) has a specific functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron donating group. As a result, the virus inactivation structure according to the second embodiment has a high virus inactivation function, similar to the polymer brush layer 20 in the first embodiment described above, and further, the high virus inactivation function can be sustained for a long period of time.

第2実施形態に係るウイルス不活化構造においては、ブロック共重合体鎖40として、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)の構造を有するものを用いるものであり、ポリマーブロック(A)は、相対的に基材重合体30に対する親和性が高く、その一方で、ポリマーブロック(B)は、相対的に基材重合体30に対する親和性が低いものである。そのため、ポリマーブロック(B)の両隣に位置する、ポリマーブロック(A)が基材重合体30中に残存した状態にて、ポリマーブロック(B)が基材重合体30から露出することで、図2(C)に示すような、ポリマーブロック(B)によるループ構造が形成されるものである。 In the virus inactivation structure according to the second embodiment, a block copolymer chain 40 having a structure of polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A) is used, in which polymer block (A) has a relatively high affinity for the base polymer 30, while polymer block (B) has a relatively low affinity for the base polymer 30. Therefore, while the polymer blocks (A) located on both sides of polymer block (B) remain in the base polymer 30, polymer block (B) is exposed from the base polymer 30, forming a loop structure of polymer block (B) as shown in FIG. 2(C).

また、第2実施形態に係るウイルス不活化構造においては、基材重合体30中には、図2(C)に示すループ構造に関与していないブロック共重合体鎖40が、複数分散した構成となっている(たとえば、図2(B)参照)。そのため、たとえば、図2(C)に示すループ構造に関与しているブロック共重合体鎖40のうち一部に欠損が生じた場合に、基材重合体30中に分散しているブロック共重合体鎖40のうち欠損した部位近傍に位置するブロック共重合体鎖40が、図2(C)に示すループ構造を有するものに変化することで、このような欠損を補うことができるという自己修復作用をも有するものである。なお、たとえば、基材重合体30中に、複数のブロック共重合体鎖40を分散させる方法に代えて、基材重合体30表面に、複数のブロック共重合体鎖40を接触させ、これにより、ループ構造を形成させるという構成を採用した場合には、このようなループ構造の欠損が生じた場合に、該欠損を補う自己修復作用については期待できないものである。 In addition, in the virus inactivation structure according to the second embodiment, the base polymer 30 has a structure in which a plurality of block copolymer chains 40 that are not involved in the loop structure shown in FIG. 2(C) are dispersed (see, for example, FIG. 2(B)). Therefore, for example, when a defect occurs in a portion of the block copolymer chains 40 that are involved in the loop structure shown in FIG. 2(C), the block copolymer chains 40 located near the defective portion among the block copolymer chains 40 dispersed in the base polymer 30 change to one having the loop structure shown in FIG. 2(C), thereby having a self-repairing effect that can compensate for such a defect. Note that, for example, when a configuration is adopted in which a plurality of block copolymer chains 40 are brought into contact with the surface of the base polymer 30 to form a loop structure instead of the method of dispersing a plurality of block copolymer chains 40 in the base polymer 30, when such a defect occurs in the loop structure, a self-repairing effect that compensates for the defect cannot be expected.

基材重合体30としては、特に限定されず、各種樹脂およびゴムを制限なく用いることができる。樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂のいずれでもよく、熱硬化性樹脂としては、たとえば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、熱硬化性ポリイミド樹脂、ジアリルフタレート樹脂などが挙げられる。 The base polymer 30 is not particularly limited, and various resins and rubbers can be used without restrictions. The resin may be either a thermosetting resin or a thermoplastic resin. Examples of thermosetting resins include epoxy resin, phenol resin, amino resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, urea resin, melamine resin, thermosetting polyimide resin, and diallyl phthalate resin.

熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリシクロオレフィンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリスチレン、アクリル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリビニルアルコールなどのビニル系樹脂;ポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエステル系樹脂;ポリジメチルシロキサンなどのシリコーン樹脂;などが挙げられる。 Examples of thermoplastic resins include polyolefin-based resins such as polyethylene, polypropylene, polystyrene, and polycycloolefin; vinyl-based resins such as polystyrene, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, and polyvinyl alcohol; fluorine-based resins such as polytetrafluoroethylene; polyester-based resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polytrimethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate; and silicone resins such as polydimethylsiloxane.

また、ゴムとしては、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、イソプレンゴム、天然ゴム、ニトリルゴム、ブチルゴムなどのジエン系ゴム;エチレンプロピレンゴム、アクリルゴム、ポリエーテルゴム、ポリウレタンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴムなどのジエン系ゴム以外のゴム;などが挙げられる。 Examples of rubber include diene-based rubbers such as butadiene rubber, styrene butadiene rubber, chloroprene rubber, isoprene rubber, natural rubber, nitrile rubber, and butyl rubber; and rubbers other than diene-based rubbers such as ethylene propylene rubber, acrylic rubber, polyether rubber, polyurethane rubber, fluororubber, and silicone rubber.

これら樹脂またはゴムの中でも、ポリスチレン、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、スチレンブタジエンゴムが好ましく、アクリル樹脂が好ましく、アクリル樹脂の中でも、ポリブチルメタクリレートが特に好ましい。 Among these resins or rubbers, polystyrene, acrylic resin, silicone resin, and styrene-butadiene rubber are preferred, and acrylic resin is preferred, and among acrylic resins, polybutyl methacrylate is particularly preferred.

基材重合体30としては、複合体10の使用温度よりも低いガラス転移温度(Tg)を有するものが好ましく、具体的には、Tgが50℃以下であるものが好ましく、Tgが20℃以下であるものがより好ましい。 The base polymer 30 preferably has a glass transition temperature (Tg) lower than the use temperature of the composite 10; specifically, it is preferable that the Tg is 50°C or less, and more preferably that the Tg is 20°C or less.

ブロック共重合体鎖40としては、ポリマーブロック(A)と、ポリマーブロック(A)よりも基材重合体30に対する親和性が低いポリマーブロック(B)とを備え、かつ、ブロック共重合体鎖中において、ポリマーブロック(A)を少なくとも2箇所に有するものであればよく、特に限定されないが、図2(C)に示すループ構造を工程に形成できるという観点より、ポリマーブロック(B)が、基材重合体30に対して非相溶であるものを用いることが好ましく、特に、ポリマーブロック(B)が、基材重合体30に対して非相溶であり、かつ、ポリマーブロック(A)が、基材重合体30に対して相溶であるものと用いることが特に好ましい。 The block copolymer chain 40 is not particularly limited as long as it comprises a polymer block (A) and a polymer block (B) that has a lower affinity for the base polymer 30 than the polymer block (A), and has the polymer block (A) at at least two locations in the block copolymer chain. However, from the viewpoint of being able to form the loop structure shown in FIG. 2(C) in the process, it is preferable to use a polymer block (B) that is incompatible with the base polymer 30, and it is particularly preferable to use a polymer block (B) that is incompatible with the base polymer 30 and a polymer block (A) that is compatible with the base polymer 30.

ここで、ポリマーブロック(A)が、基材重合体30に対して相溶であるとは、次の状態をいう。すなわち、ポリマーブロック(A)のみからなる重合体と、基材重合体30とを、熱溶融混合や共溶液混合などにより混合した後、得られた混合物について、冷却あるいは溶媒蒸発除去などにより固化することにより得られた試料について、ガラス転移温度(Tg)を測定した場合に、ポリマーブロック(A)のみからなる重合体のTgと、基材重合体30のTgとの間の温度域に、これらとは異なるTgが観測できる場合に、相溶であると判断することができる。 Here, the polymer block (A) being compatible with the base polymer 30 refers to the following state. That is, when a polymer consisting of only the polymer block (A) is mixed with the base polymer 30 by hot melt mixing, co-solution mixing, or the like, and the resulting mixture is then solidified by cooling or evaporating and removing the solvent, or the like, and the glass transition temperature (Tg) of the obtained sample is measured. If a Tg different from the Tg of the polymer consisting of only the polymer block (A) and the Tg of the base polymer 30 is observed in the temperature range between these, it can be determined that the two are compatible.

あるいは、ポリマーブロック(B)が、基材重合体30に対して非相溶であるとは、次の状態をいう。すなわち、ポリマーブロック(B)のみからなる重合体と、基材重合体30とを、熱溶融混合や共溶液混合などにより混合した後、得られた混合物について、冷却あるいは溶媒蒸発除去などにより固化することにより得られた試料について、ガラス転移温度(Tg)を測定した場合に、ポリマーブロック(B)のみからなる重合体のTgおよび基材重合体30のTg以外に、これらとは異なるTgが観測できない場合に、非相溶であると判断することができる。 Alternatively, the polymer block (B) being incompatible with the base polymer 30 refers to the following state. That is, when a polymer consisting of only the polymer block (B) is mixed with the base polymer 30 by hot melt mixing, co-solution mixing, or the like, and the resulting mixture is then solidified by cooling or evaporating and removing the solvent, or the like, and the glass transition temperature (Tg) of the resulting sample is measured. If no Tg other than the Tg of the polymer consisting of only the polymer block (B) and the Tg of the base polymer 30 is observed, it can be determined that the two are incompatible.

なお、ポリマーブロック(A)およびポリマーブロック(B)としては、基材重合体30に対する相溶性が上記の関係にあるものを用いればよいが、図2(C)に示すループ構造を工程に形成できるという観点より、これらのSP値(溶解度パラメータ)に関し、ポリマーブロック(A)のSP値と、ポリマーブロック(B)のSP値との差が1.5(MPa)1/2以上であることが好ましく、3(MPa)1/2以上であることがより好ましく、5(MPa)1/2以上であることがさらに好ましい。また、ポリマーブロック(A)のSP値に関し、ポリマーブロック(A)のSP値と、基材重合体とのSP値との差が0.5(MPa)1/2以下であることが好ましく、0.3(MPa)1/2以下であることがより好ましく、0.2(MPa)1/2以下であることがさらに好ましい。さらに、ポリマーブロック(B)のSP値に関し、ポリマーブロック(B)のSP値と、基材重合体とのSP値との差が1.5(MPa)1/2以上であることが好ましく、3(MPa)1/2以上であることがより好ましく、5(MPa)1/2以上であることがさらに好ましい。 As the polymer block (A) and the polymer block (B), those having the above-mentioned compatibility with the base polymer 30 may be used, but from the viewpoint of being able to form the loop structure shown in Fig. 2(C) in the process, with regard to their SP values (solubility parameters), the difference between the SP value of the polymer block (A) and the SP value of the polymer block (B) is preferably 1.5 (MPa) 1/2 or more, more preferably 3 (MPa) 1/2 or more, and even more preferably 5 (MPa) 1/2 or more. With regard to the SP value of the polymer block (A), the difference between the SP value of the polymer block (A) and the SP value of the base polymer is preferably 0.5 (MPa) 1/2 or less, more preferably 0.3 (MPa) 1/2 or less, and even more preferably 0.2 (MPa) 1/2 or less. Furthermore, with regard to the SP value of the polymer block (B), the difference between the SP value of the polymer block (B) and the SP value of the base polymer is preferably 1.5 (MPa) 1/2 or more, more preferably 3 (MPa) 1/2 or more, and even more preferably 5 (MPa) 1/2 or more.

ポリマーブロック(A)としては、上述した特性を満たすものであればよく、特に限定されず、用いる基材重合体30との関係で選択すればよいが、その具体例としては、上述した基材重合体30を構成する樹脂またはゴムとして例示した樹脂またはゴムを構成する重合体セグメントからなるものなどが挙げられる。 The polymer block (A) is not particularly limited as long as it satisfies the above-mentioned characteristics, and may be selected in relation to the base polymer 30 used. Specific examples include those made of polymer segments that make up the resins or rubbers exemplified as the resins or rubbers that make up the base polymer 30 described above.

ブロック共重合体鎖40のポリマーブロック(A)部分の分子量(重量平均分子量(Mw))は、特に限定されないが、基材重合体30と十分な相互作用を示し、これにより、ポリマーブロック(B)により形成されるループ構造をより適切に支えることにより、耐久性をより高めることができるという観点より、好ましくは1,000~100,000、より好ましくは1,000~50,000、さらに好ましくは1,000~20,000である。最も好ましいのは、2,000~20,000である。 The molecular weight (weight average molecular weight (Mw)) of the polymer block (A) portion of the block copolymer chain 40 is not particularly limited, but is preferably 1,000 to 100,000, more preferably 1,000 to 50,000, and even more preferably 1,000 to 20,000, from the viewpoint of exhibiting sufficient interaction with the base polymer 30, thereby more appropriately supporting the loop structure formed by the polymer block (B), and thereby further enhancing durability. The most preferred is 2,000 to 20,000.

また、ポリマーブロック(B)としては、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を有し、かつ、上述した特性を満たすものであればよく、特に限定されず、用いる基材重合体30との関係で選択すればよいが、特定官能基を有するモノマーを含有するモノマー混合物を重合することにより形成される重合体ブロックであることが好ましく、上述した第1実施形態と同様に、特定官能基として、アンモニウム基を有するモノマー(さらに好ましくは、高分子鎖の側鎖に、アンモニウム基を導入できるようなモノマー、特に好ましくは上記一般式(1)で表される化合物)を含むモノマー混合物を重合することにより形成される重合体ブロックであることがより好ましく、特定官能基を有するモノマーとしては、1種単独で用いてもよいし、あるいは、2種以上を併用してもよい。また、高分子鎖を形成するためのモノマーとして、特定官能基を有するモノマーと共重合可能なモノマー(特定官能基を有しないモノマー)を用いてもよい。 The polymer block (B) may be any one having a specific functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron donating group, and satisfying the above-mentioned characteristics. It is not particularly limited and may be selected in relation to the base polymer 30 used. However, it is preferable that the polymer block is a polymer block formed by polymerizing a monomer mixture containing a monomer having a specific functional group. As in the first embodiment described above, it is more preferable that the polymer block is a polymer block formed by polymerizing a monomer mixture containing a monomer having an ammonium group as the specific functional group (more preferably, a monomer that can introduce an ammonium group into the side chain of the polymer chain, particularly preferably a compound represented by the above general formula (1)). As the monomer having the specific functional group, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination. In addition, as a monomer for forming a polymer chain, a monomer that can be copolymerized with the monomer having the specific functional group (monomer not having a specific functional group) may be used.

また、上述した第1実施形態と同様に、上記一般式(1)で表される化合物に代えて、あるいは、上記一般式(1)で表される化合物とともに、たとえば、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマー、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマー、疎水性モノマー、親水性モノマー、側鎖にカルボキシル基またはカルボキシル基に容易に転換できる基を有するモノマー等を用いてもよい。 As in the first embodiment described above, instead of the compound represented by the above general formula (1), or together with the compound represented by the above general formula (1), for example, a (meth)acrylic acid-based monomer, a styrene-based monomer, a monofunctional monomer having one addition-polymerizable double bond, a hydrophobic monomer, a hydrophilic monomer, a monomer having a carboxyl group or a group that can be easily converted to a carboxyl group in the side chain, etc. may be used.

なお、ブロック共重合体鎖40のポリマーブロック(B)部分の分子量(重量平均分子量(Mw))は、特に限定されないが、ポリマーブロック(B)部分の分子量は形成されるループ長(ループ構造を構成するループの長さ)と密接な関係がある。ポリマーブロック(B)部分の分子量が大きければ、複合体10表面に形成されるループ長も大きくなる。すなわち、ポリマーループ層(ポリマーブロック(B)部分により形成されるループ構造からなる層)が厚膜化されることとなる。一方、ポリマーブロック(B)部分の分子量が小さければ、ポリマーループ層は薄くなる。ループブラシ層と対峙する摺動面の凹凸によるループブラシの破壊現象を考えると、ポリマーブロック(B)部分の分子量(重量平均分子量(Mw))は、好ましくは1,000~200,000、より好ましくは2,000~100,000、さらに好ましくは3,000~50,000であり、特に好ましくは3,000~20,000である。 The molecular weight (weight average molecular weight (Mw)) of the polymer block (B) portion of the block copolymer chain 40 is not particularly limited, but the molecular weight of the polymer block (B) portion is closely related to the loop length (the length of the loop constituting the loop structure) formed. If the molecular weight of the polymer block (B) portion is large, the loop length formed on the surface of the composite 10 will also be large. In other words, the polymer loop layer (the layer consisting of the loop structure formed by the polymer block (B) portion) will be made thicker. On the other hand, if the molecular weight of the polymer block (B) portion is small, the polymer loop layer will be thin. Considering the phenomenon of the loop brush being destroyed by the unevenness of the sliding surface facing the loop brush layer, the molecular weight (weight average molecular weight (Mw)) of the polymer block (B) portion is preferably 1,000 to 200,000, more preferably 2,000 to 100,000, even more preferably 3,000 to 50,000, and particularly preferably 3,000 to 20,000.

ブロック共重合体鎖40の合成方法としては、特に限定されないが、ブロック共重合体鎖40が、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)からなるABA型のブロック共重合体鎖である場合には、以下の方法により合成することができる。すなわち、ポリマーブロック(B)の存在下で、ポリマーブロック(A)を形成する単量体を重合させることで、ポリマーブロック(B)の両隣に、ポリマーブロック(A)を形成する方法や、ポリマーブロック(A)の存在下で、ポリマーブロック(B)を形成する単量体を重合させた後に、ポリマーブロック(A)を形成する単量体をさらに重合させる方法などが挙げられる。各ブロックの分子量の制御が可能で、分子量分布の狭いブロックコポリマーを得る方法として、リビングラジカル重合法は極めて好適に用いることができる。その中でも原子移動ラジカル重合法が特は特に好ましく用いることができる。 The synthesis method of the block copolymer chain 40 is not particularly limited, but when the block copolymer chain 40 is an ABA type block copolymer chain consisting of polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A), it can be synthesized by the following method. That is, a method of forming polymer block (A) on both sides of polymer block (B) by polymerizing a monomer that forms polymer block (A) in the presence of polymer block (B), a method of polymerizing a monomer that forms polymer block (B) in the presence of polymer block (A) and then further polymerizing a monomer that forms polymer block (A), etc. can be mentioned. As a method that allows control of the molecular weight of each block and obtains a block copolymer with a narrow molecular weight distribution, the living radical polymerization method can be used extremely preferably. Among them, the atom transfer radical polymerization method can be used particularly preferably.

また、ポリマーブロック(A)と、ポリマーブロック(B)とは直接結合したものであってもよいし、あるいは、ポリマーブロック(A)を形成する単量体およびポリマーブロック(B)を形成する単量体以外の単量体またはこのような単量体からなるオリゴマーブロックを介して、結合されたものであってもよい。また、ブロック共重合体鎖40中に含まれる複数のポリマーブロック(A)としては、実質的に同じポリマーブロック(すなわち、実質的に同じ単量体単位から構成されるブロック)であってもよいし、互いに異なるポリマーブロックであってもよい。さらに、ブロック共重合体鎖40中に、ポリマーブロック(B)が複数含まれる場合においても、複数のポリマーブロック(B)としては、実質的に同じポリマーブロック(すなわち、実質的に同じ単量体単位から構成されるブロック)であってもよいし、互いに異なるポリマーブロックであってもよい。 The polymer block (A) and the polymer block (B) may be directly bonded to each other, or may be bonded to each other via a monomer other than the monomer forming the polymer block (A) and the monomer forming the polymer block (B) or an oligomer block composed of such a monomer. The multiple polymer blocks (A) contained in the block copolymer chain 40 may be substantially the same polymer block (i.e., a block composed of substantially the same monomer units) or may be different polymer blocks. Furthermore, even when multiple polymer blocks (B) are contained in the block copolymer chain 40, the multiple polymer blocks (B) may be substantially the same polymer block (i.e., a block composed of substantially the same monomer units) or may be different polymer blocks.

また、第2実施形態において、複数のブロック共重合体鎖40により形成されるポリマーブラシ層のイオン伝導度は、好ましくは5.0×10-1S/m以下であり、より好ましくは1.0×10-1S/m以下、さらに好ましくは5.0×10-2S/m以下であり、下限は特に限定されないが、好ましくは1.0×10-4S/m以上である。ポリマーブラシ層のイオン伝導度は、上述した第1実施形態と同様の方法により測定することができる。 In the second embodiment, the ionic conductivity of the polymer brush layer formed by the plurality of block copolymer chains 40 is preferably 5.0×10 −1 S/m or less, more preferably 1.0×10 −1 S/m or less, and even more preferably 5.0×10 −2 S/m or less, and although there is no particular lower limit, is preferably 1.0×10 −4 S/m or more. The ionic conductivity of the polymer brush layer can be measured by the same method as in the first embodiment described above.

第2実施形態によれば、ポリマーブロック(B)により形成されたループ構造の高分子鎖が複数露出された、ポリマーブラシ構造を備え、また、ポリマーブロック(B)は、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を備えるものである。そのため、上述した第1実施形態と同様に、ループ状に露出したポリマーブロック(B)からなるポリマーブラシ構造に含まれる、特定官能基を有することにより、ウイルスを構成するエンベロープと融合し易く、さらには、複数の高分子鎖で構成されるものであることから、高い浸透圧を示すものであり、これにより高いウイルス不活化機能を発揮するものといえる。また、ポリマーブロック(B)からなるポリマーブラシ構造は、複数のポリマーブロック(B)からなるポリマーブラシ構造で構成されたものあることから、このような高いウイルス不活化機能を、その構造変化等を伴うことなく、安定的に発揮することが出来るものであり、これにより、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なものといえる。 According to the second embodiment, the polymer brush structure has multiple exposed polymer chains with a loop structure formed by the polymer block (B), and the polymer block (B) has a specific functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron donating group. Therefore, as in the first embodiment described above, the polymer brush structure made of the polymer block (B) exposed in a loop shape has a specific functional group, which makes it easy to fuse with the envelope that constitutes the virus, and furthermore, since it is composed of multiple polymer chains, it exhibits high osmotic pressure, and thus can exhibit high virus inactivation function. In addition, since the polymer brush structure made of the polymer block (B) is composed of a polymer brush structure made of multiple polymer blocks (B), it can stably exhibit such high virus inactivation function without accompanying structural changes, etc., and therefore it can be said that the high virus inactivation function can be sustained for a long period of time.

なお、第2実施形態では、ブロック共重合体鎖40として、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)/ポリマーブロック(A)からなるABA型のブロック共重合体鎖を使用し、これにより、ポリマーブロック(B)により形成されたループ構造の高分子鎖が複数露出された、ポリマーブラシ構造を備える構造を例示したが、ポリマーブロック(A)/ポリマーブロック(B)からなるABのブロック共重合体鎖を使用し、これにより、ポリマーブロック(B)がループ構造を形成せずに、露出されたような構造であってもよい。 In the second embodiment, an ABA type block copolymer chain consisting of polymer block (A)/polymer block (B)/polymer block (A) is used as the block copolymer chain 40, and a structure having a polymer brush structure in which multiple polymer chains of a loop structure formed by polymer block (B) are exposed is exemplified. However, an AB block copolymer chain consisting of polymer block (A)/polymer block (B) may be used, and a structure in which polymer block (B) is exposed without forming a loop structure may also be used.

<第3実施形態>
次いで、本発明の第3実施形態について、説明する。
図3は、本発明の第3実施形態に係るウイルス不活化構造を示す図である。図3に示すように、第3実施形態に係るウイルス不活化構造は、分岐高分子50である。分岐高分子50は、図3に示すように、基体としての直鎖状の主鎖(主鎖となる直鎖状の高分子鎖)51から、複数の高分子グラフト鎖(側鎖)52が分岐した構造を有している。なお、分岐高分子50は、ボトルブラシ(ボトル構造を有する容器を洗浄するための洗浄ブラシ)様の形状をなしている。
Third Embodiment
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
Fig. 3 is a diagram showing a virus inactivating structure according to a third embodiment of the present invention. As shown in Fig. 3, the virus inactivating structure according to the third embodiment is a branched polymer 50. As shown in Fig. 3, the branched polymer 50 has a structure in which a plurality of polymer graft chains (side chains) 52 branch off from a linear main chain (a linear polymer chain that serves as the main chain) 51 as a substrate. The branched polymer 50 has a shape like a bottle brush (a cleaning brush for cleaning containers having a bottle structure).

分岐高分子50は、上記のように直鎖状の主鎖51から複数の側鎖52が分岐している分岐高分子構造を有しており、主鎖51および側鎖52は、それぞれ、少なくとも炭素原子と水素原子を含む繰り返し単位が複数連結して構成されている。また、分岐高分子50において、側鎖52は、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を備えるものであり、分岐高分子50は、このような側鎖52を備えるものであることから、ウイルス不活化機能を備えるものである。 The branched polymer 50 has a branched polymer structure in which multiple side chains 52 branch off from a linear main chain 51 as described above, and the main chain 51 and the side chains 52 are each composed of multiple linked repeating units each containing at least a carbon atom and a hydrogen atom. In the branched polymer 50, the side chains 52 have a specific functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron-donating group, and the branched polymer 50 has such side chains 52 and thus has a virus inactivation function.

主鎖51の数平均重合度は、好ましくは10~10,000であり、より好ましくは10~1,000、さらに好ましくは10~100である。主鎖51の数平均重合度としては、特に限定されないが、側鎖52を導入する前の主鎖前駆体の数平均分子量を測定し、その測定された数平均分子量をモノマー単位分子量で割ることで求めることができる。 The number average degree of polymerization of the main chain 51 is preferably 10 to 10,000, more preferably 10 to 1,000, and even more preferably 10 to 100. The number average degree of polymerization of the main chain 51 is not particularly limited, but can be determined by measuring the number average molecular weight of the main chain precursor before the introduction of the side chain 52, and dividing the measured number average molecular weight by the monomer unit molecular weight.

側鎖52は、直鎖状であってもよいし、あるいは分岐構造や架橋構造を有していてもよい。側鎖52の数平均重合度は、1~1,00であることが好ましく、1~50であることがより好ましく、5~20であることがさらに好ましい。側鎖の数平均重合度の測定方法としては、特に限定されないが、たとえば、分岐高分子50の合成工程において、主鎖51から側鎖52を伸長させる反応を行う際、反応系に低分子開始剤(たとえば、ハロゲン置換炭素基を有する有機化合物)を微量添加しておいて、側鎖52の高分子鎖と共通の繰り返し構造を有する遊離ポリマーを同時に合成されるようにし、その遊離ポリマーについて測定した数平均重合度を側鎖52の数平均重合度とすることができる。 The side chain 52 may be linear or may have a branched or crosslinked structure. The number-average degree of polymerization of the side chain 52 is preferably 1 to 1.00, more preferably 1 to 50, and even more preferably 5 to 20. There is no particular limitation on the method for measuring the number-average degree of polymerization of the side chain. For example, in the synthesis process of the branched polymer 50, when a reaction is carried out to extend the side chain 52 from the main chain 51, a small amount of a low-molecular-weight initiator (e.g., an organic compound having a halogen-substituted carbon group) is added to the reaction system so that a free polymer having a repeating structure common to the polymer chain of the side chain 52 is simultaneously synthesized, and the number-average degree of polymerization measured for the free polymer can be used as the number-average degree of polymerization of the side chain 52.

主鎖51および側鎖52を含めた分岐高分子50全体の数平均分子量(Mn)は、好ましくは1,000~10,000,000であり、より好ましくは1,000~1,000,000、さらに好ましくは5,000~500,000である。なお、分岐高分子50全体の数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法により、ポリスチレン換算の値にて測定することができる。 The number average molecular weight (Mn) of the entire branched polymer 50, including the main chain 51 and the side chains 52, is preferably 1,000 to 10,000,000, more preferably 1,000 to 1,000,000, and even more preferably 5,000 to 500,000. The number average molecular weight of the entire branched polymer 50 can be measured in polystyrene equivalent value by gel permeation chromatography.

主鎖から分岐する側鎖の密度は、主鎖径路長1nm当たりの数(鎖/nm)で、好ましくは1鎖/nm以上であり、より好ましくは2鎖/nm以上、さらに好ましくは3鎖/nm以上である。ここで、側鎖の密度は、グラフト効率から決定することができる。 The density of side chains branching from the main chain is the number per nm of main chain path length (chains/nm), and is preferably 1 chain/nm or more, more preferably 2 chains/nm or more, and even more preferably 3 chains/nm or more. Here, the density of the side chains can be determined from the grafting efficiency.

第3実施形態で用いる分岐高分子50としては、図3に示すように、基体としての直鎖状の主鎖51から、複数の側鎖52が分岐した構造を有し、かつ、複数の側鎖52が、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を備えるものであればよく特に限定されない。分岐高分子50は、たとえば、主鎖51を形成するための高分子に対し、公知のグラフト重合法により、特定官能基を有するモノマーを含有するモノマー混合物をグラフト重合することにより製造することができる。また、分岐高分子50としては、上述した第1実施形態と同様に、特定官能基として、アンモニウム基を有するモノマー(さらに好ましくは、高分子鎖の側鎖に、アンモニウム基を導入できるようなモノマー、特に好ましくは上記一般式(1)で表される化合物)を含むモノマー混合物をグラフト重合することにより製造されたものであることが好ましい。なお、特定官能基を有するモノマーとしては、1種単独で用いてもよいし、あるいは、2種以上を併用してもよい。また、高分子鎖を形成するためのモノマーとして、特定官能基を有するモノマーと共重合可能なモノマー(特定官能基を有しないモノマー)を用いてもよい。 The branched polymer 50 used in the third embodiment is not particularly limited as long as it has a structure in which a plurality of side chains 52 are branched from a linear main chain 51 as a base, as shown in FIG. 3, and the plurality of side chains 52 have a specific functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron donating group. The branched polymer 50 can be manufactured, for example, by graft polymerizing a monomer mixture containing a monomer having a specific functional group to a polymer for forming the main chain 51 by a known graft polymerization method. In addition, as in the first embodiment described above, the branched polymer 50 is preferably manufactured by graft polymerizing a monomer mixture containing a monomer having an ammonium group as a specific functional group (more preferably, a monomer that can introduce an ammonium group into the side chain of the polymer chain, particularly preferably a compound represented by the above general formula (1)). Note that the monomer having the specific functional group may be used alone, or two or more types may be used in combination. In addition, a monomer that can be copolymerized with the monomer having the specific functional group (a monomer that does not have a specific functional group) may be used as a monomer for forming the polymer chain.

また、上述した第1実施形態と同様に、上記一般式(1)で表される化合物に代えて、あるいは、上記一般式(1)で表される化合物とともに、たとえば、(メタ)アクリル酸系モノマー、スチレン系モノマー、付加重合性の二重結合を1つ有する単官能性のモノマー、疎水性モノマー、親水性モノマー、側鎖にカルボキシル基またはカルボキシル基に容易に転換できる基を有するモノマー等を用いてもよい。 As in the first embodiment described above, instead of the compound represented by the above general formula (1), or together with the compound represented by the above general formula (1), for example, a (meth)acrylic acid-based monomer, a styrene-based monomer, a monofunctional monomer having one addition-polymerizable double bond, a hydrophobic monomer, a hydrophilic monomer, a monomer having a carboxyl group or a group that can be easily converted to a carboxyl group in the side chain, etc. may be used.

また、第3実施形態においては、分岐高分子50として、複数の分岐高分子50が架橋構造を形成しているものを用いてもよいし、あるいは、複数の分岐高分子50が、イオン結合、水素結合、疎水性相互作用等により、互いに結合されたものを用いてもよい。あるいは、基材またはフィラーを使用し、これら基材またはフィラーの表面に、重合開始基を導入して、基材上、あるいはフィラーを含有する状態にて、重合反応を行うことで、分岐高分子50を、基材上、あるいはフィラーと複合化させてもよい。複数の分岐高分子50を、基材上に複合化させた場合には、基材上に、複数の分岐高分子50かならなるポリマーブラシ層を形成することができる。この場合における、複数の分岐高分子50かならなるポリマーブラシ層のイオン伝導度は、好ましくは5.0×10-1S/m以下であり、より好ましくは1.0×10-1S/m以下、さらに好ましくは5.0×10-2S/m以下であり、下限は特に限定されないが、好ましくは1.0×10-4S/m以上である。ポリマーブラシ層のイオン伝導度は、上述した第1実施形態と同様の方法により測定することができる。 In the third embodiment, the branched polymer 50 may be a polymer in which a plurality of branched polymers 50 form a crosslinked structure, or a plurality of branched polymers 50 bonded to each other by ionic bonds, hydrogen bonds, hydrophobic interactions, or the like. Alternatively, a substrate or a filler may be used, a polymerization initiator group may be introduced to the surface of the substrate or filler, and a polymerization reaction may be carried out on the substrate or in a state containing the filler, thereby forming the branched polymer 50 on the substrate or with the filler. When a plurality of branched polymers 50 are formed on the substrate, a polymer brush layer made of a plurality of branched polymers 50 can be formed on the substrate. In this case, the ionic conductivity of the polymer brush layer made of a plurality of branched polymers 50 is preferably 5.0×10 −1 S/m or less, more preferably 1.0×10 −1 S/m or less, and even more preferably 5.0×10 −2 S/m or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 1.0 ×10 −4 S /m or more. The ionic conductivity of the polymer brush layer can be measured by the same method as in the first embodiment described above.

第3実施形態に係るウイルス不活化構造である分岐高分子50は、主鎖51から、複数の高分子グラフト鎖(側鎖)52が分岐した構造を有しており、側鎖52は、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を備えるものである。そのため、上述した第1実施形態と同様に、側鎖52に含まれる特定官能基の作用により、ウイルスを構成するエンベロープと融合し易く、さらには、複数の高分子鎖で構成されるものであることから、高い浸透圧を示すものであり、これにより高いウイルス不活化機能を発揮するものであるといえる。また、分岐高分子50は、複数の側鎖52を備えたボトルブラシ様の構造であることから、このような高いウイルス不活化機能を、その構造変化等を伴うことなく、安定的に発揮することが出来るものであることから、高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なものであるといえる。 The branched polymer 50, which is a virus inactivation structure according to the third embodiment, has a structure in which multiple polymer graft chains (side chains) 52 are branched from a main chain 51, and the side chains 52 have a specific functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron donating group. Therefore, as in the first embodiment described above, the specific functional group contained in the side chains 52 makes it easy to fuse with the envelope that constitutes the virus, and since it is composed of multiple polymer chains, it exhibits high osmotic pressure, which can be said to exhibit a high virus inactivation function. In addition, since the branched polymer 50 has a bottle brush-like structure with multiple side chains 52, it can stably exhibit such a high virus inactivation function without undergoing structural changes, etc., and therefore can be said to have a high virus inactivation function that can be sustained for a long period of time.

以下に、実施例を挙げて、本発明についてより具体的に説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
(ポリマーブラシ層の形成)
N,N-ジエチル-N-(2-メタクリロイルエチル)-N-メチルアンモニウム・ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド(DEMM-TFSI)の表面開始原子移動ラジカル重合(ATRP)を、以下のようにして行った。
すなわち、まず、フラスコに、2,2’-ビピリジン(Bipy)26.0 mg(0.13mmol)、N,N-ジエチル-N-(2-メタクリロイルエチル)-N-メチルアンモニウム・ビス(トリフルオロメチルスルフォニル)イミド(DEMM-TFSI)1.96 g、およびアセトニトリル8.0 gを入れ、アルゴンで10分間のバブリング処理を行い、溶液を脱気した。次いで、フラスコを、アルゴンでパージしたグローブボックスに移し、Cu(I)Cl 5.2mg(0.052mmol)およびCu(II)Cl 0.78mg(0.0058mmol)を加え、フラスコに三方活栓を取り付けた。その後、栓を閉めて密閉状態を保ちながら、フラスコを、グローブボックスから取り出し、60℃のオイルバスで攪拌し、銅およびBipyを完全に溶解させた。次いで、フラスコを、グローブボックスに移し、メンブレンフィルター(孔径:0.2μm)で溶液をろ過した。次いで、真空ポンプを用いて、アセトニトリルを揮発させて除去した。なお、上記手順にてアセトニトリルを添加するのは、溶液の粘度を下げ、銅およびリガンドとしてのBipyの溶解を促進するためである。また、重合過程での塩化銅の析出を抑えるために、銅に対するモル量において、必要なモル量に対して10%過剰量の配位子(Bipy)を用いて反応を行った。次に、別のシュレンク管にDEMM-TFSI 8.0g(16.6mmol)、および2-ブロモイソ酪酸エチル(2-(EiB)Br)0.65mg(0.0033mmol)を入れ、アルゴンで20分間バブリングして混合物を脱気した。シュレンクチューブとフラスコに、得られた溶液を入れて混合することで、不揮発性のATRP重合溶液を調製した。得られたATRP重合溶液におけるのモル組成比は、[DEMM-TFSI]/[2-(EiB)Br]/[Cu(I)Cl]/[Cu(II)Cl/[Bipy]=5000/1/20/5/50であった。
Example 1
(Formation of polymer brush layer)
Surface-initiated atom transfer radical polymerization (ATRP) of N,N-diethyl-N-(2-methacryloylethyl)-N-methylammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (DEMM-TFSI) was carried out as follows.
That is, first, 26.0 mg (0.13 mmol) of 2,2'-bipyridine (Bipy), 1.96 g of N,N-diethyl-N-(2-methacryloylethyl)-N-methylammonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (DEMM-TFSI), and 8.0 g of acetonitrile were placed in a flask, and the solution was degassed by bubbling with argon for 10 minutes. The flask was then transferred to a glove box purged with argon, and 5.2 mg (0.052 mmol) of Cu(I)Cl and 0.78 mg (0.0058 mmol) of Cu(II)Cl 2 were added, and a three-way stopcock was attached to the flask. Thereafter, the stopper was closed to keep the flask sealed, and the flask was removed from the glove box, and the mixture was stirred in an oil bath at 60°C to completely dissolve copper and Bipy. The flask was then transferred to a glove box, and the solution was filtered with a membrane filter (pore size: 0.2 μm). A vacuum pump was then used to volatilize and remove acetonitrile. The reason for adding acetonitrile in the above procedure is to reduce the viscosity of the solution and promote the dissolution of copper and Bipy as a ligand. In addition, in order to suppress the precipitation of copper chloride during the polymerization process, the reaction was carried out using a 10% excess amount of ligand (Bipy) relative to the required molar amount in terms of the molar amount relative to copper. Next, 8.0 g (16.6 mmol) of DEMM-TFSI and 0.65 mg (0.0033 mmol) of ethyl 2-bromoisobutyrate (2-(EiB)Br) were placed in another Schlenk tube, and the mixture was degassed by bubbling with argon for 20 minutes. The obtained solution was placed in a Schlenk tube and a flask and mixed to prepare a non-volatile ATRP polymerization solution. The molar composition ratio of the resulting ATRP polymerization solution was [DEMM-TFSI] 0 /[2-(EiB)Br] 0 /[Cu(I)Cl] 0 /[Cu(II)Cl 2 ] 0 /[Bipy] 0 =5000/1/20/5/50.

次いで、このようにして得られたATRP重合溶液をろ過した後、グローブボックス内に設置した遠心分離機を用いて、ろ過したATRP重合溶液について、500×gで10分間の条件にて遠心分離することで、脱泡操作を行った。ろ過操作および脱泡操作は、溶液調製時に混入した塩化銅の未溶解固形成分あるいは気泡が、シリコンウエハやガラスなどの基板に付着すると、その部分にポリマーブラシを形成することができなくなるため、これを防止するために行う操作である。 Then, the ATRP polymerization solution thus obtained was filtered, and the filtered ATRP polymerization solution was centrifuged at 500×g for 10 minutes using a centrifuge installed in a glove box to perform a degassing operation. The filtration and degassing operations are performed to prevent undissolved solid components of copper chloride or air bubbles mixed in during the preparation of the solution from adhering to a substrate such as a silicon wafer or glass, which would prevent the formation of a polymer brush on that part.

次いで、グローブボックス内において、固定化開始剤としての(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシプロピルトリエトキシシラン(BPE)を用いて、ATRP開始基を固定化したシリコンウエハ上に、ろ過操作および脱泡操作を行ったATRP重合溶液を塗布した。そして、温度70℃に設定したインキュベーター(グローブボックス内に設置)にて、ATRP重合反応を行った。なお、上記にて調製したATRP重合溶液は、不揮発性成分のみで調製されたものであり、比較的粘度が高いため、重合が完了するまではシリコンウエハ上に薄い液膜を持つ液体層として維持されていた。このATRP重合反応系においては、70時間後にモノマーの重合転化率が99%に達し、数平均分子量1,826,000、分子量分布(Mw/Mn)1.20のポリマー鎖を複数有するポリマーブラシ層を、シリコンウエハ上に形成した。得られたポリマーブラシ層は、分光エリプソメトリー法で測定した乾燥膜厚T(25℃、1時間真空乾燥した後の膜厚)は515nmであり、上記した方法により測定した、グラフト密度は0.15鎖/nm、表面占有率は35%と算出された。また、上記した方法により算出した、ポリマーブラシ層を構成する複数の高分子鎖の平均分子鎖長さLに対する、ポリマーブラシ層の厚みTの比(T/L)は0.41であり、 4端子法による伝導度測定(抵抗率計(ロレスタ、日東精工アナリテック社製)を使用)により測定したポリマーブラシ層のイオン伝導度は、1.60×10-2S/mであった。また、別途、DEMM-TFSIの重合体を調製し、pH=7にて、1重量%にて水中に、分散させ、吸光度を測定したところ、吸光度は0.3以下となり、水溶性を示すものであった。 Next, in a glove box, the ATRP polymerization solution, which had been subjected to a filtering operation and a degassing operation, was applied onto a silicon wafer on which an ATRP initiator group was fixed using (2-bromo-2-methyl)propionyloxypropyltriethoxysilane (BPE) as a fixing initiator. Then, an ATRP polymerization reaction was carried out in an incubator (installed in a glove box) set at a temperature of 70°C. The ATRP polymerization solution prepared above was prepared only with non-volatile components and had a relatively high viscosity, so that it was maintained as a liquid layer having a thin liquid film on the silicon wafer until the polymerization was completed. In this ATRP polymerization reaction system, the polymerization conversion rate of the monomer reached 99% after 70 hours, and a polymer brush layer having a plurality of polymer chains with a number average molecular weight of 1,826,000 and a molecular weight distribution (Mw/Mn) of 1.20 was formed on the silicon wafer. The resulting polymer brush layer had a dry film thickness T b (film thickness after drying in a vacuum at 25° C. for 1 hour) of 515 nm as measured by spectroscopic ellipsometry, and the graft density and surface occupancy as calculated by the above-mentioned method were 0.15 chains/nm 2 and 35%, respectively. The ratio of the thickness T b of the polymer brush layer to the average molecular chain length L p of the multiple polymer chains constituting the polymer brush layer (T b /L p ), calculated by the above-mentioned method, was 0.41, and the ionic conductivity of the polymer brush layer as measured by a four-terminal conductivity measurement (using a resistivity meter (Loresta, manufactured by Nitto Seiko Analytech Co., Ltd.)) was 1.60×10 −2 S/m. Separately, a DEMM-TFSI polymer was prepared and dispersed in water at 1 wt % at pH=7, and the absorbance was measured. The absorbance was 0.3 or less, indicating water solubility.

(ウイルス不活化の評価)
上記にて得られた、ポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハ(1cm×1cm)について滅菌処理を行った後、ポリマーブラシ層を形成した面上に、ウイルス液(牛ヘルペスウイルス液)3μLを滴下し、ウイルス液を、ポリマーブラシ層を形成した面上に塗り広げた後、カバーガラスで覆い、常温で、5分間静置した。そして、5分経過後、ポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハを、培養液(MEM)500μLとともに、試験官中に入れ、ボルテックスミキサーにて、10秒間攪拌することで、ポリマーブラシ層の面上に付着しているウイルスを、培養液中に遊離させた。次いで、培養液の一部を抽出し、抽出した培養液について、細胞に接種させ、プラークの検出数として、カウントすることにより、ウイルス不活化効果を評価した。
なお、ウイルス不活化効果の評価においては、上記と同様の測定を、ポリマーブラシ層を形成していないガラス板について行い、カウントしたプラーク数を比較することにより行った。その結果、ポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハにおけるプラークの検出数(平均:11)は、ポリマーブラシ層を形成していないガラス板におけるプラークの検出数(平均:157)に比べて、7%となった。すなわち、ウイルス数を93%減少させた結果となった。
(Evaluation of viral inactivation)
After the above-obtained silicon wafer (1 cm x 1 cm) on which the polymer brush layer was formed was sterilized, 3 μL of virus liquid (bovine herpes virus liquid) was dropped onto the surface on which the polymer brush layer was formed, and the virus liquid was spread over the surface on which the polymer brush layer was formed, covered with a cover glass, and left to stand at room temperature for 5 minutes. After 5 minutes had elapsed, the silicon wafer on which the polymer brush layer was formed was placed in a test tube together with 500 μL of culture liquid (MEM), and stirred for 10 seconds with a vortex mixer to liberate the virus adhering to the surface of the polymer brush layer into the culture liquid. Next, a portion of the culture liquid was extracted, and the extracted culture liquid was inoculated into cells, and the number of detected plaques was counted to evaluate the virus inactivation effect.
In addition, the virus inactivation effect was evaluated by performing the same measurement as above on a glass plate not formed with a polymer brush layer and comparing the number of plaques counted. As a result, the number of plaques detected on the silicon wafer with the polymer brush layer (average: 11) was 7% of the number of plaques detected on the glass plate not formed with a polymer brush layer (average: 157). In other words, the number of viruses was reduced by 93%.

また、上記と同様の測定を、静置時間を5分から30分に変更して行った。その結果、ポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハにおけるプラークの検出数(平均:1.3)は、ポリマーブラシ層を形成していないガラス板におけるプラークの検出数(平均:104.3)に比べて、1.2%となった。すなわち、ウイルス数を98.8%減少させた結果となった。 The same measurements were also performed, but the time was changed from 5 minutes to 30 minutes. As a result, the number of plaques detected on the silicon wafer with the polymer brush layer (average: 1.3) was 1.2% of the number of plaques detected on the glass plate without the polymer brush layer (average: 104.3). In other words, the number of viruses was reduced by 98.8%.

さらに、上記ウイルス不活化の評価を行ったポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハ(静置時間30分)について、蒸留水で洗浄し、再度、上記ウイルス不活化の評価(静置時間30分)を行ったところ(すなわち、再利用による評価を行ったところ)、ポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハにおけるプラークの検出数は、ポリマーブラシ層を形成していないガラス板におけるプラークの検出数に比べて、10%未満となった。すなわち、ウイルス数を90%以上減少させた結果となった。
なお、蒸留水による洗浄に代えて、70%エタノール水溶液による洗浄を行い、上記と同様に、評価を行ったところ、同様に、ポリマーブラシ層を形成したシリコンウエハにおけるプラークの検出数は、ポリマーブラシ層を形成していないガラス板におけるプラークの検出数に比べて、10%未満となった。すなわち、ウイルス数を90%以上減少させた結果となった。
Furthermore, when the silicon wafer having the polymer brush layer formed thereon, which had been subjected to the above-mentioned evaluation of virus inactivation (left to stand for 30 minutes), was washed with distilled water and the above-mentioned evaluation of virus inactivation was performed again (left to stand for 30 minutes) (i.e., evaluation by reuse was performed), the number of plaques detected on the silicon wafer having the polymer brush layer formed thereon was less than 10% of the number of plaques detected on the glass plate having no polymer brush layer formed thereon, resulting in a reduction in the number of viruses by 90% or more.
When washing with a 70% aqueous ethanol solution instead of distilled water was performed and the evaluation was carried out in the same manner as above, the number of plaques detected on the silicon wafer with the polymer brush layer formed was similarly less than 10% of the number of plaques detected on the glass plate without the polymer brush layer formed, which resulted in a reduction in the number of viruses by 90% or more.

以上より、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される特定官能基を有する高分子鎖を複数含むポリマーブラシによれば、高いウイルス不活化機能を実現でき、さらには、このような高いウイルス不活化機能を長期に亘って持続可能なものであることが確認できる。 From the above, it can be confirmed that a polymer brush containing multiple polymer chains having specific functional groups selected from ionic groups, nonionic hydrophilic groups, and electron-donating groups can achieve high virus inactivation function, and furthermore, that such high virus inactivation function can be sustained over a long period of time.

<実施例2>
(ポリマーブラシ層の形成)
固定化開始剤として、(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシプロピルトリエトキシシラン(BPE)に代えて、(2-ブロモ-2-メチル)プロピオニルオキシヘキシルトリエトキシシラン(BHE)を使用するとともに、シリコンウエハに代えて、シリカ粒子を使用した以外は、実施例1と同様にして、シリカ粒子上に、ポリマーブラシ層を形成した。得られたポリマーブラシ層は熱重量分析より定量され、ポリマーの含有量の重量分率は8.9%であった。上記した方法により測定した、グラフト密度は0.15鎖/nm、表面占有率は34%と算出された。なお、実施例2においては、その製造条件等を考慮すると、ポリマーブラシ層を構成するポリマー鎖の数平均分子量および分子量分布(Mw/Mn)、ポリマーブラシ層の乾燥膜厚T、ポリマーブラシ層の厚みTの比(T/L)、ならびにポリマーブラシ層のイオン伝導度は、実施例1とほぼ同様であるといえる。
Example 2
(Formation of polymer brush layer)
A polymer brush layer was formed on silica particles in the same manner as in Example 1, except that (2-bromo-2-methyl)propionyloxyhexyltriethoxysilane (BHE) was used instead of (2-bromo-2-methyl)propionyloxypropyltriethoxysilane (BPE) as the immobilization initiator, and silica particles were used instead of silicon wafers. The obtained polymer brush layer was quantified by thermogravimetric analysis, and the weight fraction of the polymer content was 8.9%. The graft density measured by the above-mentioned method was calculated to be 0.15 chains/nm 2 and the surface occupancy rate was 34%. In addition, in Example 2, taking into account the production conditions, etc., it can be said that the number average molecular weight and molecular weight distribution (Mw/Mn) of the polymer chains constituting the polymer brush layer, the dry film thickness T b of the polymer brush layer, the ratio of the thickness T b of the polymer brush layer (T b /L p ), and the ionic conductivity of the polymer brush layer are almost the same as those in Example 1.

(ウイルス不活化の評価)
得られたポリマーブラシ層を形成したシリカ粒子1.0gを、0.5M酢酸アセトニトリル溶液と水を等容量で混合した溶媒200mLに分散させることで、ポリマーブラシ層を形成したシリカ粒子の酢酸分散液を得た。そして、得られたポリマーブラシ層を形成したシリカ粒子の酢酸分散液0.925mLと、ウイルス液(牛ヘルペスウイルス液)100μLと、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)1.475mLを試験管に入れることで、試験液を調製した。そして、得られた試験液25μL(調製後サンプル)を採取した後、1時間振とう操作を行い、1時間振とうした後の試験液25μL(1時間振とうサンプル)を採取し、さらに、1時間振とう操作を行い、1時間振とうした後の試験液25μL(2時間振とうサンプル)を採取した。そして、採取した調製後サンプル、1時間振とうサンプル、および2時間振とうサンプルを、培養液(MEM)で10,000倍に希釈して細胞に接種、1時間静置した後、メチルセルロースメディウムを重層し、2日間培養した後、実施例1と同様に、ウイルス不活化効果を評価した。実施例2においては、ポリマーブラシ層を形成していないシリカ粒子を用いたサンプルも同じ条件で作製し、これを比較対象とした。その結果、実施例2においても、実施例1と同等のウイルス不活化機能が確認された。
(Evaluation of viral inactivation)
1.0 g of the silica particles having the obtained polymer brush layer formed thereon was dispersed in 200 mL of a solvent in which an equal volume of a 0.5 M acetonitrile acetate solution and water was mixed, to obtain an acetic acid dispersion of the silica particles having the polymer brush layer formed thereon. Then, 0.925 mL of the acetic acid dispersion of the silica particles having the obtained polymer brush layer formed thereon, 100 μL of a virus solution (bovine herpes virus solution), and 1.475 mL of phosphate buffered saline (PBS) were placed in a test tube to prepare a test solution. Then, 25 μL of the obtained test solution (prepared sample) was collected, and a shaking operation was performed for 1 hour, and 25 μL of the test solution after shaking for 1 hour (1-hour shaking sample) was collected, and further, a shaking operation was performed for 1 hour, and 25 μL of the test solution after shaking for 1 hour (2-hour shaking sample) was collected. The collected post-preparation sample, 1-hour shake sample, and 2-hour shake sample were then diluted 10,000-fold with culture medium (MEM) and inoculated onto cells. After standing for 1 hour, the cells were overlaid with methylcellulose medium and cultured for 2 days, after which the virus inactivation effect was evaluated in the same manner as in Example 1. In Example 2, a sample using silica particles without a polymer brush layer was also prepared under the same conditions and used as a comparison subject. As a result, the same virus inactivation function as in Example 1 was confirmed in Example 2.

Claims (10)

基材上に、イオン性基、非イオン性親水基および電子供与基から選択される官能基を有する高分子鎖を複数含むポリマーブラシを備えた、ウイルス不活化機能を有するウイルス不活化材であって、
前記高分子鎖が、下記一般式(1)に示す化合物を少なくとも含むモノマーを用いた、表面開始リビングラジカル重合法により、基材上に導入されたものである、ウイルス不活化機能を有するウイルス不活化
Figure 0007664607000003
〔上記一般式(1)中、mは、1以上10以下の整数を示す。nは、1以上5以下の整数を示す。R は、水素原子、または炭素数1~3のアルキル基を示す。R 、R 、R は、炭素数1~5のアルキル基を示す。R 、R 、R は、酸素原子、硫黄原子、フッ素原子から選ばれる1種以上のヘテロ原子を含んでいてもよく、R 、R 、R は、2つ以上が連結して環状構造であってもよい。また、Z は一価のアニオンを示す。〕
A virus inactivating material having a virus inactivating function, comprising a polymer brush layer on a substrate , the polymer brush layer including a plurality of polymer chains each having a functional group selected from an ionic group, a nonionic hydrophilic group, and an electron donating group,
A virus inactivation material having a virus inactivation function , wherein the polymer chain is introduced onto a substrate by a surface-initiated living radical polymerization method using a monomer containing at least a compound represented by the following general formula (1) :
Figure 0007664607000003
[In the above general formula (1), m represents an integer of 1 or more and 10 or less. n represents an integer of 1 or more and 5 or less. R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. R 2 , R 3 , and R 4 represent alkyl groups having 1 to 5 carbon atoms. R 2 , R 3 , and R 4 may each contain one or more heteroatoms selected from an oxygen atom, a sulfur atom, and a fluorine atom, and two or more of R 2 , R 3 , and R 4 may be linked to form a cyclic structure. In addition, Z - represents a monovalent anion.]
複数の前記高分子鎖が、水溶性を示す請求項1に記載のウイルス不活化 The virus inactivating material according to claim 1 , wherein the plurality of polymer chains are water-soluble. 複数の前記高分子鎖が、前記基材上に共有結合で固定されることで、ポリマーブラシを形成するものである請求項1または2に記載のウイルス不活化 3. The virus inactivating material according to claim 1, wherein a plurality of the polymer chains are fixed onto the substrate by covalent bonds to form a polymer brush layer . 前記ポリマーブラシを構成する前記高分子鎖の平均分子鎖長さLに対する、前記ポリマーブラシの厚みTの比(T/L)が、0.001~0.6である請求項1~3のいずれかに記載のウイルス不活化 4. The virus inactivating material according to claim 1, wherein a ratio (T b /L p ) of a thickness T b of the polymer brush layer to an average molecular chain length L p of the polymer chains constituting the polymer brush layer is 0.001 to 0.6. 前記基材が、繊維、単繊維、撚糸、織布、不織布、カット繊維、中空繊維、ガラス、金属またはこれらの加工品である請求項1~4のいずれかに記載のウイルス不活化 5. The virus inactivating material according to claim 1 , wherein the substrate is a fiber, a single fiber, a twisted yarn, a woven fabric, a nonwoven fabric, a cut fiber, a hollow fiber, glass, a metal, or a processed product thereof. 前記高分子鎖の単位面積当たりのグラフト密度が0.12~0.25鎖/nmであり、前記基材の表面の面積に対する専有面積率が、ポリマー断面積当たりの占有率で20~40%である請求項~5のいずれかに記載のウイルス不活化 6. The virus inactivating material according to any one of claims 1 to 5 , wherein the graft density per unit area of the polymer chains is 0.12 to 0.25 chains/nm2, and the occupied area ratio to the surface area of the substrate is 20 to 40% in terms of the occupancy rate per polymer cross-sectional area. 前記ポリマーブラシのイオン伝導度が、5.0×10-1S/m以下である請求項1~のいずれかに記載のウイルス不活化 7. The virus inactivating material according to claim 1 , wherein the polymer brush layer has an ionic conductivity of 5.0×10 −1 S/m or less. 前記高分子鎖が、ウイルスを構成するエンベロープと融合し、エンベロープの開裂が引き起こされ、これにより、ウイルス内部のRNAが、前記高分子鎖の浸透圧によって外部に排出されることで、ウイルスを不活化させる請求項1~のいずれかに記載のウイルス不活化 8. The virus inactivating material according to claim 1, wherein the polymer chain fuses with an envelope constituting a virus, causing the envelope to open, and thereby RNA inside the virus is expelled to the outside by the osmotic pressure of the polymer chain , thereby inactivating the virus. 前記高分子鎖の数平均分子量(Mn)が100,000~~10,000,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が1.25以下である請求項1~のいずれかに記載のウイルス不活化 9. The virus inactivating material according to any one of claims 1 to 8 , wherein the number average molecular weight (Mn) of the polymer chain is from 100,000 to 10,000,000 and the molecular weight distribution (Mw/Mn) is 1.25 or less. 請求項1~のいずれかに記載のウイルス不活化の、ウイルスを不活化させるための使用。
Use of the virus inactivation material according to any one of claims 1 to 9 for inactivating viruses.
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