JPH01228504A - 多孔質中空糸膜およびその製造方法ならびに人工肺 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は多孔質中空糸膜およびその製造方法ならびに人
工肺に関するものである。詳しく述べると本発明は高い
ガス交換能を有するとともにガス交換に際して高い有効
膜面積をもたらす多孔質中空糸膜およびその製造方法な
らびに該多孔質中空糸膜を用いてなる人工肺に関するも
のである。

（従来の技術） 近年、心臓手術等において、患者の血液を体外に導き、
これに酸素を添加しかつ炭酸ガスを除去するなめに、体
外循環回路中に中空糸膜型人工肺゛が用いられている。

このような人工肺において使用される中空糸膜としては
、均質膜と多孔質膜の２種類がある。均ＭＭは透過する
気体の分子が膜に溶解し、拡散することによってガスの
移動が行なわれる。この代表的なものにシリコーンゴム
があり、メラ・シロックス（泉工医工業）として製品化
されている。しかしながら、均笛膜はガス透過性の点か
ら現在使用可能なものとしてはシリコーンゴムのみしか
知られておらず、またＪ亥シリコーンゴム膜は強度的に
膜厚１００μｍ以下にすることはできない。このなめガ
ス透過に限界があり、特に炭酸ガスの透過が悪い。また
、前記シリコーンゴムは高価で、しかも加工性が悪いと
いう欠点があった。

一方、多孔質膜は、該膜の有する微細孔が透過すべき気
体分子に比べて著しく大きいため、体積流として細孔を
通過する。例えば、マイクロポーラスポリプロピレン膜
等の多孔質膜を使用した人工肺が種々提案されている。

例えばポリプロピレンを中空糸製造用ノズルを用いて、
紡糸温度２１０〜２７０°Ｃ、ドラフト比１８０〜６０
０で溶解紡糸し、ついで１５５℃以下で第１段熱処理を
行なったのち、１１０°Ｃ未満で３０〜２００％延伸し
、しかるのち第２段熱処理温度以上１５５°Ｃ以下で第
２段熱処理することにより多孔質ポリプロピレン中空糸
を製造することが提案されている（特公昭５６−５２，
１２３号）。しかしながら、このようにして得られる多
孔質中空糸膜はポリプロピレン中空糸を延伸することに
より物理的に細孔を形成するので、形成される細孔も不
均一であり、該細孔は膜厚方向にほぼ水平な直線状側孔
であり、かつ延伸度に応じて中空糸の軸線方向に亀裂を
生じて生成する細孔であるから断面がほぼスリット状で
ある。まな細孔はほぼ直線状に連続貫通し、かつ空孔率
が高い。このため、該多孔質中空糸膜は水蒸気の透過性
が高く、結露水によって性能が低下するだけでなく、長
持間血液を循環させて使用すると、血漿が漏出するとい
う欠点があった。

このような点から延伸によらずに多孔性を付与する方法
として、例えば、ポリオレフィン、該ポリオレフィンの
溶融下で該ポリオレフィンに均一に分散し得かつ使用す
る抽出液に対して易溶性である有機充填剤および結晶核
形成剤を混線し、このようにして得られる混練物を溶融
状態で環状紡糸孔から吐出させ、該中空状物を前記ポリ
オレフィンを溶解しない冷却固化液と接触させて冷却固
化し、ついで冷却固化した中空状物を前記ポリオレフィ
ンを溶解しない抽出液と接触させて前記有機充填剤を抽
出除去することにより多孔質中空糸膜を製造することが
提案されている（特開昭６１−９０７０５号）。このよ
うにして得られる多孔質中空糸膜は上記したような延伸
法によって得られた多孔質中空糸膜と比べて、孔が小さ
くまた孔路も複雑であるためにガスの移動には影響がな
いが血漿および水蒸気の透過抑制には十分な効果を有し
、上記のごとき血漿漏出の問題は起こらないものであっ
た。しかしながら、このようにして得られる多孔質中空
糸膜を用いた人工肺においても、中空糸膜の外側に血液
を循環させ、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送する
場合、中空糸膜が疎水性であるために中空糸と中空糸と
の間隙が狭くかつ前後にわたってほぼ一定幅のものであ
ると、この間隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まり易
くなるものであった。このように中空糸と中空系との間
隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まり、いわゆるエア
ートラップされた状態が生じると、血液の流通が悪くな
り、まなこの捕捉された空気ないし酸素含有ガスの塊に
よって血液の中空糸膜を介しての酸素含有ガスへの接触
が阻害され有効膜面績が低下してしまうために、人工肺
のガス交換能が低下してしまうという問題が生じるもの
であった。

（発明が解決しようとする問題点） 従って本発明は、改良された多孔質中空糸膜およびその
製造方法ならびに人工肺を提供することを目的とする。

本発明はさらに高いガス交換能を有し長期間使用に際し
て血漿漏出の虞れがなく、ガス交換に際して高い有効膜
面積をもたらす多孔質中空糸膜およびその製造方法なら
びに人工肺を提供することを目的とする。本発明はさら
に、エアートラップによるガス交換能の低下の虞れの少
ない多孔質中空糸膜およびその製造方法ならびに人工肺
を提供することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 上記諸口的は、内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０
〜１５０μｍのほぼ円形状の多孔質ポリオレフィン中空
糸膜であって、該中空糸膜の内面側はポリオレフィンの
微粒子が密に結合した緻密層を呈し、かつ外面側はポリ
オレフィンの微粒子が鎖状に結合した多孔質層を呈して
前記内面側より外面側まで微細な連通孔が形成されてな
り、かつ外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０
゜０１〜０．１の最大捲縮振幅／設犬捲縮振幅時捲縮半
周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．０％であることを
特徴とする多孔質中空糸膜により達成される。

本発明はまた、空孔率が５〜６０％で、ガスフラックス
が１００〜１５００ｕ／ｍｉｎ・ｍ２　・ａｔｍである
多孔質中空糸膜を示すものである。

本発明はさらに、ポリオレフィンがポリプロピレンであ
る多孔質中空糸膜を示すものである。本発明はまた、外
径の５０〜１００％の平均捲縮振幅および０．０２〜０
．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を
有し、捲縮率が２．０〜３．０％である多孔質中空糸膜
を示すものである。

上記諸口的はまた、ポリオレフィン、該ポリオレフィン
の溶融下で該ポリオレフィンに均一に分散しかつ使用す
る抽出液に対して易溶性である有機充填剤、および結晶
核形成剤を混練し、混練物を溶融状態で環状紡糸孔から
吐出させ、吐出された中空状物を前記ポリオレフィンを
溶解しない冷却固化液と接触させて冷却固化し、ついで
冷却固化した中空状物を前記ポリオレフィンを溶解しな
い抽出液と接触させて有機充填剤を抽出除去し、このよ
うにして得られた中空糸膜を加熱捲縮し、外径の３５〜
１２０％の平均捲縮振幅および０゜０１〜０．１の最大
捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有する捲縮率
１．０〜３．０％のものとすることを特徴とする多孔質
中空糸膜の製造方法によって達成される。

本発明はまた、捲縮が、得られた中空糸膜をボビンにク
ロス捲きに捲き取り熱固定を行なうことによりなされる
ものである多孔質中空糸膜の製造方法により達成される
。本発明はさらに、熱固定が５０〜１００℃で２〜４８
時間行なわれるものである多孔質中空糸膜の製造方法を
示すものである。本発明はまた、ポリオレフィンがポリ
プロピレンである多孔質中空糸膜の製造方法を示すもの
である。本発明はさらに、有機充填剤は沸点がＨ記ポリ
オレフィンの融点以上の炭化水素類である多孔質中空糸
膜の製造方法を示すものである。本発明はさらにまた、
炭化水素類が流動パラフィン訣なはα−オレフィンオリ
ゴマーである多孔質中空糸膜の製造方法を示すものであ
る。本発明はまた、ポリオレフィン１００重量部に対す
る有機充填剤の配合量が３５〜１７０重量部である多孔
質中空糸膜の製造方法を示すものである。本発明はまた
、結晶核形成剤は融点が１５０℃以上でかつゲル化点が
使用するポリオレフィンの結晶開始温度以上の有機耐熱
性初雪である多孔質中空糸膜の製造方法を示すものであ
る。本発明は′：ｉな、ボリオレフィン１００重量部に
対する結晶核形成剤の配合量が０．１〜５重量部である
多孔質中空糸膜の製造方法を示すものである。

上記諸口的はさらに、中空糸膜をガス交換膜として備え
てなる人工肺において、該ガス交換膜は、内径が１５０
〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ円形状の
多孔質ポリオレフィン中空糸膜であって、その内面側は
ポリオレフィンの微粒子が密に結合しな、ＳＲ密層を呈
し、かつ外面側はポリオレフィンの微粒子が鎖状に結合
した多孔質層を呈して前記内面側より外面側まで１Ｒ綱
な連通孔が形成されてなり、かつ外径の３５〜１２０％
の平均捲縮振幅および０．０１〜０．１の最大捲縮振幅
／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、Ｍ！縮率が１．
０〜３．０％であるものを用いてなることを特徴とする
人工肺により達成される。

本発明はまた中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜
の内側に酸素含有ガスを吹送するものである人工肺を示
すものである。本発明はまた中空糸膜の内側に血液を循
環し、中空糸膜の外側に酸素含有ガスを吹送するもので
ある人工肺を示すものである。本発明はさらに、空孔率
が５〜６０％で、ガスフラックスが１００〜１５００４
）／ｍｉｎ−ｍ２　・ａｔｍである人工肺を示すもので
ある。

本発明はさらにポリオレフィンがポリプロピレンである
人工肺を示すものである。本発明はまた、中空糸膜が外
径の５０〜１００％の平均捲縮振幅および０．０２〜０
．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮ＩＦｉ幅時捲縮半周期
比を有し、捲縮率が２゜０〜３．０％である人工肺を示
すものである。

（作用） しかして本発明の多孔質中空糸膜の製造方法は、ポリオ
レフィン、該ポリオレフィンの溶融下で該ポリオレフィ
ンに均一に分散しかつ使用する抽出液に対して易溶性で
ある有機充填剤、および結晶核形成剤を混練し、混練物
を溶融状態で環状紡糸孔から吐出させ、吐出さｈ７′、
−中空状物を前記ポリオレフィンを溶解しない冷却固化
液と接触させて冷却固化し、ついで冷却同化した中空状
物を前記ポリオレフィンを溶解しない抽出液と接触させ
て有機充填剤を抽出除去し、このようにして得られた中
空糸膜を加熱捲縮し、外径の３５〜１２０％の平均捲ｍ
振幅および０．０１〜０，１の最大捲縮振＠／最大捲縮
振幅時捲縮半周期比を有する捲縮率１．０〜３．０％の
ものとすることを特徴とするものである。上記のように
原料の溶融ドープ中に配合された有機充填剤を冷却固化
したのち抽出液で抽出することにより得られる多孔質ポ
リオレフィン中空糸膜は、特開昭６１−９０７０５号公
報においても開示されているように、その内面側はポリ
オレフィンの微粒子が密に結合した緻密層を呈し、かつ
外面側はポリオレフィンの微粒子が鎖状に結合した多孔
質層を呈して前記内面側より外面側までＩＲ綱な連通孔
が形成されてなるものであって、孔が小さくまた孔路も
複雑であるために、高いガス透過性を有すると共に血漿
漏出の問題も生起しないものであるが、このような構造
を有する多孔質中空糸膜に、上記ごとき所定の割合で捲
縮を付与すると、例えば該多孔質中空糸膜を用いて人工
肺を作成し、この人工肺において中空糸膜の外側に血液
を循環させ、一方、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹
送した場合、中空糸膜が疎水性ではあるが、上記のごと
き捲縮により中空糸と中空糸との間隙が比較的大きくか
つ前後にわたって所定限度内で変化がつけらｈならのと
をさ九るなめに、この間隙に空気ないしは酸素含有ガス
が溜まることはほとんど生じず、良好な血液の７流通が
もたらされかつ血液と酸素含有ガスとの中空糸膜の全面
を介しての均一な接触がなされるなめに、より一層良好
なガス交換能が得られるものとなる。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

第１図は、本発明の多孔質中空糸膜の製造方法の一実施
態様における製造工程を示す概略図である。すなわち、
第１図に示すように本実施態様においては、ポリオレフ
ィンと有機充填剤と結晶核形成剤との配合！Ｉ！３１１
を、ホッパー１２から混練機、例えば単軸押出機１３に
供給して該配合’ｔｂ　ｔｌを溶融混練して押出したの
ち、紡糸装置１４に送り、口金装置１５の環状紡糸孔（
図示せず）からガス状雰囲気、例えば空気中に吐出させ
、出てきた中空状物１６を冷却固化液１７を収納した冷
却槽１８？ご導入し、該冷却固化液１７と接触させるこ
とにより冷却固化させる。この場合、前記中空状物１６
と冷却固化液１７との接触は第１図に示すように、例え
ば前記冷却槽１８の底部に貫通して下方に向って設けら
れた冷却固化液流通管１９内に前記冷却固化液１７を流
下させ、その流れに向って前記中空状物１６を並流接触
させることが好ｉしい。流下した冷却固化液１７は、固
化槽２０で受けて貯蔵し、その中に前記中空状物１６を
導入し、変向ｌＩ２１によって変向させて該冷却固化液
１７と充分接触させて固化させる。Ｍ積してくる冷却固
化液１６は、循環ライン２３より排出させ、循環ポンプ
２４により前記冷却槽１８へ循環する。次に固化された
中空状物１６は、ドライブロール２２ａによって、前記
有機充填剤を溶解しかつポリプロピレンを溶解しない抽
出液２５をシャワー状に降らせるシャワー・コンベア式
抽出機２７に導かれる。この抽出機２７において中空状
物１６は、ベルトコンベア２６上を搬送される間に抽出
液２５と充分に接触されて残留する有機充填剤を抽ＢＪ
ｌ除去され多孔性が４す与されな中空糸膜１６゛となる
。ドライブロール２２ｂによって抽出機２７から導き出
された前記中空糸膜１６°は、必要に応じてさらに再抽
出、乾燥等の工程（図示せず）を経たのち、ドライブロ
ール２２ｃによって捲取装置２８に導かれ、この捲取装
置２８においてボビン２９にクロス巻きに捲き取られる
。さらにボビン２９にクロス巻きに捲き取ら九た中空糸
膜１６゛は、適当な条件下で熱処理を施され捲縮状態を
固定される。

本発明において原料として使用されるポリオレフィンと
しては、プロピレンホモポリマー、エチレンホモポリマ
ー、あるいはプロピレンを主成分とする他のモノマーと
のブロックポリマー等があるが、そのメルトインデック
ス（Ｍ、１．）が５〜７０のものが好ましく、特にＭ、
１．が１０〜４０のものが好ましい。また前記ポリオレ
フィンのうちプロピレンホモポリマーが特に好ましく、
中でも結晶性の高いものが最も好ましい。

有機充填剤としては、前記ポリオレフィンの溶融下で該
ポリオレフィンに均一に分散することができかつ後述す
るように抽出液に対して易溶性のものであることが必要
である。このような有機充填剤としては、流動パラフィ
ン（数平均分子量１００〜２，０００）、α−オレフィ
ンオリゴマー［例えばエチレンオリゴマー（数平均分子
量１００〜・２．０００）、プロピレンオリゴマー（数
平均分子量１００〜２，０００＞、エチレン−プロピレ
ンオリゴマー（数平均分子量１００〜・２．０００）等
］、パラフィンワックス（数平均分子量２００〜２，５
００）、各種炭化水素等があり、好ましくは流動パラフ
ィンである。

ポリプロピレンと前記有機充填剤との配合割合は、ポリ
プロピレン１００重量部に対して有機充填剤が３５〜１
７０重量部、好ましくは８０〜１５０重量部である。す
なわち有機充填剤が３５重量部未満では、十分なガス透
過能を有する多孔質の中空糸膜が得られず、一方、１７
０重量部を越えると粘度が低くなりすぎて中空状への成
形加工性が低下するからである。このような原料配合は
、例えば二軸型押出機等の押出機を用いて所定の組成の
混合物を溶融混線し、押出したのち、ペレット化するこ
という前混練方法により原料を調製（設計）する。

本発明において原料中に配合される結晶核形成剤として
は、融点が１５０°Ｃ以上、（好ましくは２００〜２５
０°Ｃ）でかつゲル化点が使用するポリオレフィンの結
晶開始温度以上の有機耐熱性物質である。このような結
晶核形成剤を配合する理由は、ポリオレフィン粒子を縮
小し、これによって粒子間の空隙、すなわち連通孔を狭
く、かつ孔密度を高くすることにある。−例をあげると
、例えば、１・３．２・４−ジベンジリデンソルビトー
ル、１・３．２・４−ビス（Ｏ−メチルベンジリデン）
ソルビトール、１・３．２・４ビス（ｐ−エチルベンジ
リデン）ソルビトール、ビス（４−１−ブチルフェニル
）リン酸ナトリウム、安息香欣ナトリウム、アジピン酸
、タルク、カオリン等が結晶核形成剤としてあげられる
。

結晶核形成剤としては、ベンジリデンソルビトール、特
に１・３．２・４−ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソ
ルビトール、１・３．２・４ビス（ｐ−メチルベンジリ
デン）ソルビトールが血液中への溶出が少なく好ましい
。

ポリプロピレンと前記結晶核形成剤との配合割合は、ポ
リプロピレン１００重量部に対して結晶核形成剤が０．
１〜５重量部、好ましくは０．２〜１．０重量部である
。

このようにして調製された原料配合物をさらに単軸押出
機等の押出機を用いて、例えば１６０〜２５０°Ｃ１好
ましくは１８０〜２２０℃の温度で溶融して混練し、必
要ならば定量性の高いギアポンプを用いて、紡糸装置の
環状孔からガス雰囲気中に吐出させて、中空状物を形成
させる。なお前記環状孔の内部中央部には、窒素、炭酸
ガス、ヘリウム、アルゴン、空気等のガスを自吸させて
もよいし、必要であればこれらのガスを強制的に導入し
てもよい。続いて環状孔から吐出させた中空状物を落下
させ、ついで冷却槽内の冷却固化液と接触させる。中空
状物の落下距離は５〜１０００ｍｍが好ましく、特に１
０〜５００ｍｍが好ましい。

すなわち落下距離が５ｍｍ未満の場合には、脈動を生じ
て冷却固化液に前記中空状物が侵入する際に漬れること
があるからである。この冷却槽内で前記中空状物は未だ
十分に固化しておらず、しかも中央部は気体であるなめ
に外力により変形しやすいので、第１図に示すように、
例えば冷却槽１８の底部に貫通して下方に向って設けら
ｈた冷却固化液流通管１９内に前記冷却固化液１７を流
下させ、その流れに沿って前記中空状物１６を並流接触
させることにより前記中空状物」６を強制的に移動させ
、かつ外力（流体圧等）による中空状の変形は防止でき
る。このときの冷却固化液の流速は自然流下で充分であ
る。またこのときの冷却温度は１０〜９０℃、好ましく
は２０〜７５℃である。すなわち、１０℃未満では、冷
却固化速度が速すぎて、肉厚部の大部分が緻密層となる
なめにガス交換能が低くなってしまい、一方９０℃を越
えると、ポリオレフィンの結晶化速度が遅くなり、外面
側の微粒子の粒径が大きくなりすぎて＠細連通孔が大き
くなりすぎるだけでなく、前記緻密層が極めて薄くなる
か、あるいはさらに高温になると全くなくなり、このた
め例えば人工肺に使用した場合に目詰まりを生じたり、
あるいは血漿漏出を生じたりする虞れがあるからである
。

冷却固化液としては、ポリオレフィンを溶解せず、かつ
比較的沸点の高い物雷であれば何れも使用できる。−例
を挙げると例えば、メタノール、エタノール、プロパツ
ール類、ブタノール類、ヘキサノール類、オクタツール
類、ラウリルアルコール等のアルコール類、オレイン酸
、パルミチン酸、ミリスチン酸、ステアリン酸等の液状
脂肪酸類およびそのアルキルエステル類（例えば、メチ
ル、エチル、イソプロヒ：ル、ブチル等のエステルＭ）
、オクタン、ノナン、デカン、灯油、軽油、トルエン、
キシレン、メチルナフタレン等の液状炭化水素類、ｌ、
１．２−トリクロロ−１，２゜２−トリフルオロエタン
、トリクロロフルオロメタン、ジクロロフルオロメタン
、１．１．２．２＝テトラクロロ−１，２−ジフルオロ
エタン等のハロゲン化炭化水素類などがあるが、もちろ
んこれらのものに限定されるものではない。

冷却固化槽で冷却固化された中空状物は、変向棒を介し
て抽出機等へ送られ、有機充填剤を溶解抽出する。前記
有機充填剤を溶解抽出する方法としては、第１図に示す
ようなベルトコンベア上の中空状物に抽出液のシャワー
を降らせるシャワー方式に限定されるものではなく、抽
出槽方式、−度捲き取った中空状物を別のカセに捲き戻
す際に、抽出液にカセを浸す捲き戻し方式等、中空状物
が抽出液と接触することができればいずれの方法であっ
てもよく、またこれらの方法を二つ以上組合せることも
可能である９ 抽出液としては、中空糸膜を構成するポリプロピレンを
溶解せず、かつ有機充填剤を溶解抽出できるものであれ
ばいずれも使用できる。−例を挙げると、例えばメタノ
ール、エタノール、プロパノール類、ブタノール■、ペ
ンタノール斯、ヘキサノール票、オクタツール票、ラウ
リルアルコール等アルコール類、１．１．２−　トリク
ロロ−１，２，２−トリフルオロエタン、トリクロロフ
ルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、１，１，２．
２−テトラクロロ−１，２−ジフルオロエタン等のハロ
ゲン化炭化水素類等があり、これらのうち有機充填剤に
対する抽出能力の点からハロゲン化炭化水素類が好まし
く、特に人体に対する安全性の点から塩化弗化炭化水素
類が好ましい。

このようにして得られる多孔質中空糸膜には、加熱捲縮
処理が施される。加熱捲縮処理の方法としては、上記の
ごとき所定の割合の捲縮を付与できるものであれば、第
１図に示すようにボビン等にクロス巻きに捲き取り、熱
固定を行なう方法に限定されるものではなく、これ以外
にも例えば、多孔質中空糸膜に熱を加えてこれをＶｇ車
のように噛合っている一対の溝付ローラーの間を通す方
法、多孔質中空糸膜に熱を加えて漏斗状の狭い孔へジグ
ザグ状に曲げて押込み、小さい孔の方から押し出す方法
などが取られ得る。

本発明の多孔質中空糸膜の製造方法においては、該多孔
質中空糸膜が熱可塑性樹脂からなるものであることから
、所定の割合の捲縮は、多孔質中空糸膜をいったん加熱
しこれを冷却して捲縮状態を固定することにより付与さ
れる。しかしながら、捲縮の付与における熱処理が必要
以上であると、ＦＡ’ｌｉ造を変化させてしまう、例え
ば、捲縮を与える前の状態より空孔率が５０％以上も低
下するものであってはその効果は発揮できず、また熱処
理が不十分でモジュール組立て時には所望の捲縮状態を
保持していてもその後残留応力により中空糸膜に張力が
かがり捲縮が失なわれるものであってもその効果は得ら
れない。このため、例えば、第１図に示すようにボビン
等にクロス巻きに捲き取り、熱固定を行なう方法にあっ
ては、熱固定が５０〜１００℃、より好ましくは６０〜
８０℃で、２〜４８時間、より好ましくは６〜３６時間
行なわれるものであることが望ましい。

このようにして得られる多孔質中空糸膜は、内径が１５
０〜３００μｍ、好ましくは１８０〜２５０μｍ、肉厚
が１０〜１５０μｍ、好ましくは２０〜１００μｍのほ
ぼ円形状の多孔質ポリオレフィン中空糸膜である。また
該中空糸膜の断面構造は、中空糸膜の製造条件によって
も若干の異なりはあるが、概して内面側はポリオレフィ
ンの微粒子が密に結合した緻密層を呈し、かつ外面側は
ポリオレフィンの微粒子が鎖状に結合した多孔質層を呈
しており、前記内面側より外面側まで微細な連通孔が形
成されてなるものである。しかして本発明の多孔質中空
糸膜は、上記したように抽出法により多孔性を付与した
後に加熱捲縮処理を行なうことで、外径の３５〜１２０
％、好ましくは５０〜１００％の平均捲縮振幅および０
．０１〜０．１、好ましくは０．０２〜０．０５の最大
捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率
が１．０〜３．０％、好ましくは２．０〜３゜０％であ
る捲縮ががけられている。本発明の多孔質中空糸膜にお
いて平均捲縮振幅を外径の３５〜１２０％とするのは、
平均捲縮振幅が外径の３５％未溝であると該多孔質中空
糸膜を人工肺中に組入りた際に中空糸と中空糸の間隙を
十分に大きなものとすることができず該間隙に空気ない
しは酸素含有ガスが溜まり易くなる虞れがあり、一方、
平均捲縮振幅が外径の１２０％を越えるものであると該
多孔質中空糸膜を人工肺に組入れた際に中空糸と中空糸
の間隙の大きさを所定の範囲内に保持することが困難と
なるために、いづれも好ましくないためである。また最
大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を０゜０１〜
０．１の範囲のものとするのは、最大捲縮振幅／最大捲
ｍ振幅時捲縮半周期比が０，０１未満のものであると前
記したと同様に該多孔質中空糸膜を人工肺中に組入れた
際に中空糸と中空糸の間隙を十分に大きなものとするこ
とができず該間隙に空気ないしは酸素含有ガスが溜まり
易くなる虞れがあり、一方、最大捲縮振幅／最大捲縮振
幅時捲縮半周期比が０゜１を越えるものであると該多孔
質中空糸膜を人工肺に組入九た際に中空糸と中空糸の間
隙の大きさが必要以上に変動の大きいものとなり、該間
隙を流路とする血流における圧力損失が高くなるなめに
、いづれも好ましくないためである。さらに捲縮率を１
．０〜３．０％の範囲のものとするのは、捲縮率が１．
０％未満であると該多孔質中空糸膜を人工肺中に組入れ
た際に中空糸と中空糸の間隙を捲縮により大きなものと
する効果が十分なものとならず、一方捲縮率が３．０％
を越えるものであると該多孔質中空糸膜を用いて人工肺
を作成した場合に、モジュールが必要以上に大型化する
虞れがあるためにいづれも好ましべないためである。

さらに本発明の多孔質中空糸膜において、空孔率が５〜
６０％、より好ましくは３０〜５０％で、ガスフラック
スが１００〜１５００４）／ｍｉｎ　−ｍ２　・ａｔｍ
、より貯部しくは６００〜１０００１／ｒｎｊｎ−ｍ２
　・ａｔｍであることが人工肺用として用いられるもの
として望まれる特性である。

本発明の中空糸膜型人工肺は、上記のごとき内径が１５
０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ円形状
の多孔雪ポリオレフィン中空糸膜であって、その内面側
はポリオレフィンの微粒子が密に結合した緻密層を呈し
、かつ外面側はポリオレフィンの微粒子が鎖状に結合し
た多孔雪層を呈して前記内面側より外面側まで微細な連
通孔が形成されてなり、かつ外径の３５〜１２０％の平
均捲縮振幅および０，０１〜０．１の最大捲縮振＠／最
犬捲ｍ振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３
．０％である多孔質中空糸膜をガス交換膜として備えて
なることを特徴とするものであって、その多孔質構造に
より血漿漏出などの問題を生じることなく高いガス交換
能を発揮し、さらに上記したように捲縮により中空糸と
中空系との間隙が比較的大きくかつ前後にわたって所定
限度内で変化がつけらｈなものとなされるために、中空
糸膜の外側に血液を循環させ、一方、中空糸膜の内側に
酸素含有ガスを吹送した場合においても、この間隙に空
気ないしは酸素含有ガスが溜まることはほとんど生じず
、良好な血液の流通がもたらされかつ血液と酸素含有ガ
スとの中空糸膜の全面を介しての均一な接触がなされる
ために、より高いガス交換能が得られるものとなる。

以下、本発明の中空糸膜型人工肺の構造を図面に基づき
さらに具体的に説明する。

第２図は、本発明の中空糸Ｍ型人工肺の一実施態様とし
て、中空糸膜の内１則に血液を循環し、中空糸膜の外側
に酸素含有ガスを吹送する態様（第１の態様）の組立状
態を示すものである。すなわち、該中空糸膜型人工肺５
１は、ハウジング５２を具備してなり、このハウジング
５２は筒状本体５３の両端部に環状の雄ネジ付き取付は
カバー５４．５５が設けられ、ハウジング５２内には、
全体に広がって多数の、例えば１００００〜６００００
本の上記したような所定の割合で捲縮のつけらｈた多孔
質中空糸［１６″がハウジング５２の長手方向に沿って
並列的に相互に離間配置されている。そして、この多孔
質中空糸膜１６゛の両端部は、取付カバー５４．５５内
においてそれぞれの開口が閉塞されない状態で隔壁５７
．５８により液密に支持されている。ｉな、上記各層を
５７．５８は、多孔質中空糸膜１６″外周面と上記ハウ
ジング５２の内面とともにガス室５９を構成し、これを
閉塞し、かつ上記多孔質中空糸Ｍ１６゛の内部に形成さ
れる血液流通空間（図示しない）とガス室５９を隔離す
るものである。また一方の取付カバー５４には酸素含有
ガスを供給する酸素含有ガス導入口６０が設けられてお
り、他方の取付はカバー５５には酸素含有ガスを排出す
る酸素含有ガス導出口６１が設けられている。

上記ハウジング５２の筒状本体５３の内面には、軸方向
の中央に位置して突出する絞り用拘束部６２を設けても
よい。このように中央部に絞り拘束部６２を設けること
によりガス交換効率の向上が望めるが、前記したように
本発明の人工肺において用いれる多孔質中空糸膜１６゛
には所定の割合で捲縮がかけられているために、このよ
うな絞り拘束部６２を設けなくとも高いガス交換効率が
得られるものである。この拘束部６２は上記筒状本体５
３の内面に筒状本体５３と一体に形成されていて、筒状
本体５３内に挿通される多数の多孔質中空糸ｙｍ１６°
からなる中空糸束６３の外周を締め付けるようになって
いる。こうして、上記中空糸束６３は軸方向の中央にお
いて絞り込まれ、絞り部６４を形成している。従って、
中空糸膜の充填率は軸方向に沿う各部において異なり、
中央部分において最も高くなっている。なお、各部にお
ける望ましい充填率は次の通りである。まず、第３図に
示すように中央の絞り部６４における充填率Ａは約６０
〜８０％、その他の筒状本体５３内では充填率Ｂは約３
０〜６０％であり、中空系束６３の両端、つまり隔壁５
７．５８の外面における充填率Ｃは約２０〜４０％であ
る。

次に、上記隔壁５７．５８の形成について述べる。前述
したように隔壁５７．５８は、多孔質中空糸膜１６″の
内部と外部を隔離するという重要な機能を果たすもので
ある。通常、この隔壁５７．５８は、極性の高い高分子
ポツティング材、例えば、ポリウレタン、シリコーン、
エポキシ樹脂等をハウジング５２の両端内壁面に遠心注
入法を利用して流し込み、硬化させることにより作られ
る。

さらに詳述すれば、まず、ハウジング５２の長さより長
い多数の多孔質中空糸Ｍ１６゛を用意し、この両開口端
を粘度の高い樹脂によって目止めをした後、ハウジング
５２の筒状本体５３内に並べて位置せしめる。この後、
取付はカバー５４．５５の径以上の大きさの型カバーで
、多孔質中空糸膜１６゛の各両端を完全に覆って、ハウ
ジング５２の中心軸を中心にそのハウジング５２を回転
させながら両端部側から高分子ポツティング材を流入す
る、流し終って樹脂が硬化すれば、上記型カバーを外し
て樹脂の外側面部を鋭利な刃物で切断して多孔質中空糸
膜１６゛の両開口端を表面に露出させる。かくして隔壁
５７．５８は形成されることになる。

上記隔壁５７．５８の外面は、環状凸部を有する流路形
成部材６５．６６でそれぞれ覆われている。この流路形
成部材６５．６６はそれぞれ液分配部材６７．６８およ
びネジリング６つ、７０よりなり１．二の液分配部材６
７．６８の周縁部付近に設けられた環状凸部として突条
７１．７２の端面を前記隔壁５７．５８にそれぞれ当接
させ、ネジリング６つ、７０を取付はカバー５４．５５
にそ九ぞｈ螺合することにより固定することにより血液
の流入室７３．７４がそれぞれ形成さｈている。この流
路形成部材６５．６６にはそれぞれ血液導入０７５およ
び血液導出ロアロが形成されている。

この隔壁５７．５８と流路形成部材６５．６６とにより
形成される隔壁５７．５８の周縁部の空隙部には、該空
隙部に連通ずるそれぞれ少なくとも２個の孔７７．７８
および７９．８０の一方より前記隔壁５７．５８と接触
するようにシールされている。あるいはまた、Ｏリング
（図示せず）を介してシールされることも可能である。

次に第４図に、本発明の中空糸膜を人工肺の他の実施態
様として、中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜の
内側に酸素含有ガスを吹送する態様（第２の態様）の組
立状態を示す。すなわち、該中空糸膜型人工肺８１は、
ハウジング８２を具備してなり、このハウジング８２は
筒状本体８３の両端部に環状の取付はカバー８４．８５
が設けられ、ハウジング８２内には、全体に広がって多
数の、例えば１００００〜６００００本の上記したよう
な所定の割合で捲縮のつけられた多孔質中空糸膜１６゛
がハウジング８２の長手方向に沿って並列的に相互に離
間配置されている。そして、この多孔質中空糸膜１６″
の両端部は、取付カバー８４．８５内においてそれぞれ
の開口が閉塞されない状態で層Ｍ８７．８８によりそれ
ぞｈ液密に支持されている。また、上記各隔壁８７．８
８は、多孔質中空糸膜１６゛外周面と上記ハウジング８
２の内面とともに血液室８９を構成し、こ九を閉塞し、
かつ上記多孔質中空糸Ｍ１６″の内部に形成される酸素
含有ガス流通空間（図示しない）と血液室８９を隔離す
るものである。ｉたハウジング８２の一方には血液を供
給する血液導入口９５が設けられており、ハウジングの
他方には血液を排出する血液導出口９６が設けられてい
る。

上記ハウジング８２の筒状本体８３の内面には、軸方向
の中央に位置して突出する絞り用拘束部９２を設けても
よい。すなわち、拘束部９２は上記筒状本体８３の内面
に筒状本体８３と一体に形成されていて、筒状本体８３
内に挿通される多数の多孔質中空糸ＪＩ１１６−からな
る中空糸束９３の外周を締め付けるようになっている。

こうして、上記中空糸束９３は軸方向の中央において絞
り込まれ、絞り部９４を形成している。従って、中空糸
膜の充填率は軸方向に沿う各部において異なり、中央部
分において最も高くなっている。また、取付はカバー８
４．８５にはそれぞれ酸素含有ガス導入口９０および酸
素含有ガス導出口９１が形成されている。その他の部分
および形成方法等は前述の第１の態様に係わる中空糸膜
型人工肺に準するものであるなめ、説明を省略する。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施ＰｊＩＪ１ メルトインデックス（Ｍ、Ｔ、）が２３のプロピレンホ
モポリマー１００重量部に対し、流動パラフィン（数平
均分子量３２４）１３０重量部および結晶核形成剤とし
ての１・３．２・４−ビス（エチルベンゼン）ソルビト
ール０．５重１部を仕込み、二輪型押出機（池貝銑工■
製、ＰＣＭ−３０−２５＞により溶融混練し、押出した
のちペレット化した。このペレットを第１図に示すよう
な装置、すなわち単軸押出機（笠松製作所裂、ＷＯ−３
０）１３を用いて１８０℃で溶融し、芯径４ｍｍ、内径
６ｍｍ、外径７ｍｍ、ランド長１５ｍｍの環状紡糸孔よ
り３．６〜５．０ｇ／ｍｉｍ。

の吐出量で空気中に吐出させ、中空状物１６を落下させ
た。なお落下距離は２０〜３０ｍｍであった。続いて中
空状物１６を冷却槽１８内の冷却固化液１７としてのフ
レオン１１３　（１，１，２−トリクロロ−１，２，２
−トリフルオロエチレン）と接触させｆＳ後、冷却固化
液流通管１９内を自然流下する冷却固化液１７と並流接
触させて冷却した。なおこのときの冷却固化液１７の温
度は２０℃であった。ついで前記中空状物１６を固化槽
２０内の冷却固化液１７内に導入した後変向棒２１によ
り変向させて８０ｍ／ｍｉｎ、の情理のドライブロール
２２ａへ導き、連続してシャワー・コンベア方式の抽出
機２７において、フレオン１１３からなる抽出液２５に
より前記流動パラフィンを完全に抽出しな。このように
して多孔性を付与さｈた中空糸膜１６゛はドライブロー
ル２２ｂにより抽出機２７から取出さ九、ドライブロー
ル２２Ｃを介して捲取機２８に送られ、この捲取機２８
にて直径９５ｍｍのボビン２つにクロス巻きに１巻き取
られた。このようにボビン２９にクロ７ス捲きに捲き取
らｈた中空糸膜１６゛は、６０’Ｃで１８時間オーブン
中にて熱処理され、捲縮をかけらｈな。

このようにして得られた多孔質中空糸膜の平均捲縮振幅
は中空糸膜の外径の７２％、最大捲ｍ振幅／最大捲縮振
幅時捲縮半周期比は０．０３、また捲縮率は１．７％で
あった。この捲縮をかけた多孔質中空糸膜を用いて以下
に述べるようにして前述の第１の態様に係わる人工肺、
第２の態様に係わる人工肺ならびに第１の態様に係わる
人工肺において中空糸束の軸方向の中央において絞り込
まないタイプ（第３の態様）の人工肺モジュールを作成
し、酸素ガスフラックス、酸素ガス添加能および炭酸ガ
ス排除能、ならびに血漿漏出を計測した。結果を第３表
に示す。

比較例１ 比較のために捲縮処理を行わない以外は実施例１と同様
にして多孔質中空糸膜を作成し、得られた多孔質中空糸
膜を用いて、実施例１と同様に前述の第１の態様に係わ
る人工肺、第２の態様に係わる人工肺のモジュールを作
成し、酸素ガスフラックス、酸素ガス添加能および炭酸
ガス排除能、ならびに血漿漏出を計測した。結果を第３
表に示す。

比較例２ 延伸法により軸方向に延伸されて形成された平均細孔半
径７００への微細孔を有する、内径２゜０μｍ、肉厚２
４μｍのポリプロピレン製多孔質中空糸膜を、直径９５
ｍｍのボビンにクロス巻きに捲き取り、６０℃で１８時
間オーブン中で熱処理することにより捲縮をかけた。こ
のようにして得られた多孔質中空糸膜の平均捲縮振幅は
中空糸膜の外径の７０％、最大捲Ｍ振幅／最大捲縮振幅
時捲縮半周期比は０．０３、また捲縮率は２．５％であ
った。このようにして得られた多孔質中空糸膜について
実施ＰＡ１と同様に前述の第１の態様に係わる人工肺、
第２の態様に係わる人工肺および第３の態様に係わる人
工肺のモジュールを作成し、酸素ガスフラックス、酸素
ガス添加能および炭酸ガス排除能、ならびに血漿漏出を
計測した。

結果を第３表に示す。

脛伏工Δ径Ｚ血厚上 得られた中空糸膜を任意に１０本抜きとり、鋭利なカミ
ソリで０．５ｍｍ程度の長さに輪切りにする。万能投影
機にコンプロファイルプロジェクタ−Ｖ−１２＞でその
断面を映し出し、計測器にコンデジタルカウンター　Ｃ
Ｍ−６３）て′その外径ｄ１　、内径ｄ２を測定し、肉
厚ｔをｔ＝ｄｉ−ｄ２により算出し、１０本の平均値と
した。

空孔率」％工 得られた中空糸膜を約２ｇとり、鋭利なカミソリで５ｍ
ｍ以下の長さに輪切りにする。得られた試料を水銀ポロ
シメーター（カルロエルバ社６５Ａ型）にて１０００ｋ
ｇ／ｃｍ２まで圧力をかけ、全細孔量（単位重さ当りの
中空糸膜の細孔体猜）より空孔率を得る。

中空糸膜を万能表面形状測定器（■小板研究所製−３Ｅ
−３Ａ＞にて３５ｍｍの長さにわたって表面の凹凸を測
定することによって捲縮状態を評価したとき、第５図に
示すように１測定中の最も振幅の大きい部分の振幅（Ａ
＞を、その振幅を得たときの極大点から極小点までの距
ＰＩ（Ｂ）で割った比（Ａ／Ｂ）を、１０ツトにつき１
０回測定しその平均値を最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時
捲縮半周期比とした。また１測定中の最も振幅の大きい
部分の振幅の１０回の平均値を平均捲縮振幅とした。

捜猟」 初期長２５ｍｍで、引張試＠機（東洋精機■製；ストロ
グラフＴ）にて中空糸膜の引張試験を行ない、荷重がデ
ニーｌし当り１ｍｇのときと、５０ｍｇのときの伸びの
差を初期長で割った値を百分率で表わした。

税泉Ｕム２ユヱノ玉 多孔質中空糸膜で有効長１４ｃｍ、有効膜面積０．０２
５ｍ２のミニ・モジュールを作成し、片方の端を閉じた
後、酸素で中空糸膜内部に１気圧の圧力をかけ、定常状
態になったときの酸素ガスの流量を流量計（草葺理化学
機器製作所、フロートメーター）により読み取った値と
した。

素ガス添］ｕｔＡ″−°”；酸ガス１除（第１の、９様
） 中空糸膜で、有効長１３０ｍｍ、ｗＡ膜面積、４ｍ２の
人工肺モジュールを作成し、中空糸膜内部にウシ血液く
標準静脈血）をシングルパス（ＳｉｎＯｌｅ　Ｐａｔｈ
　）で６．ＯＪｌ／ｍｉｎの流量で流し、“中空糸膜の
外側へ純酸素を６．０Ω／ｍｉｎの流量で流し、人工肺
入口および出口のウシ樹液のｐＨ１炭酸ガス分圧（ＰＣ
Ｏ２）、酸素ガス分圧（ＰＯ２）を血液ガス測定器７１
　（Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ社製、ＢＧＡ３型）により測
定し、人工肺入口と人工肺出口との分圧差を算出した。

なお人工肺モジュール仕様の詳細は第１表に示した。ま
た標準動脈血の性状は第２表に示した。

（第２の態様） 中空糸膜で、有効長９０ｍｍ、膜面積２゜１ｍ２の人工
肺モジュールを作成し、中空糸膜外部にウシ血液（標準
静脈血）をシングルパス（Ｓｉｎ（ｌｌｅＰａｔｈ　＞
で６．Ｏｕ／ｍｉｎの流量で流し、中空糸膜の内側へ純
酸素を６．０Ω／ｍｉｎの流量で流し、人工肺入口およ
び出口のウシ樹液のｐＨ１炭酸ガス分圧（ＰＣＯ２）　
、酸素ガス分圧（ＰＯ２）を血液ガス測定器７ｆｌ　（
Ｒａｄｉｏｍｅｔｅｒ社製、ＢＧＡ３型）により測定し
、人工肺入口と人工肺出口との分圧差を算出しな。なお
人工肺モジュールイ±様の詳細は第１表に示した。

（第３の態様） 第１の態様に係わる人工肺において中空糸束を軸方向の
中央において絞り込まない人工肺を作成し、同様に酸素
ガス添加能、炭酸ガス排除能の測定を行なった。

腹雰皿男 酸素ガス添加能、炭酸ガス排除能で用いたものと同様の
人工肺モジュールを作成し、雑犬（体約２０ｋｇ）を用
いた頚静、頚動脈カニュレイション（ｃａｎｎｕｌａｔ
ｉｏｎ　）による部分Ｖ−Ａバイパス回路に前記人工肺
モジュール（膜面積１．６ｍ２）を組込み、３０時間体
外循環を行ない、中空系内部から漏出する血漿の量を測
定した。また漏出が確認されなくても、中空系外部の水
蒸気による液滴のタンパク質反応を調べ、微量の血漿漏
れも確認した。

一°１ 膜面積（ｒｒｌ’）　　　　　　５．４　　　２．１　
　　５．０本数（本）　　　　　６２０００　　３２８
００　　５７４００有効長／全長（ｃｍ）　　　１４／
１７　　　９／１３．５　　　１４／１７充填隼（％） Δ部　　　　　　６６　　　５６　　　５４Ｂ部　　　
　　　５４　　　４２　　　５４Ｃ部　　　　　　５３
　　　３０　　　５０第１表 ５．４　２．１　５．４　２．１　５．０１４／１７　
９／１３．５　１４／１７　９／１３．５　１．４／１
７第 血液 ヘマトクリット値 ヘモグロビン濃度 過剰塩基 酸素飽和度 炭酸ガス分圧 温度 ２表 新鮮ヘパリン加生血 ３５％（生理食塩水により 調整） １２±１ｇ／ｃＮ Ｏ±２ｍＥｑ　／Ｊ）　　（重炭酸ソ ーダにより調整） ６５±５％ ４５±５ｍ０ ３７±２℃ 空孔率（％）３７ 酸素ガスフラックス　　　　　　４８０（、ｆ！　／ｍ
ｉｎ　−ｍ　２　　・ａｔｍ　）（ｒｒＪ　／ｍ　ｉ　
ｎ　＞ 炭酸ガス排除能　　　２５０　　　２６０　　　２９６
（ｍｌ！／ｍｉｎ＞ 血漿漏出　　　　　３０時間後　　　−−発生せず 第３表 ２６０　１Ｂ０　２６２　２７２　２７３３０時間後　
　　−１７時間後　　　−−社ｄ　　　魁 （発明の効果） 以上述べたように本発明は、内径が１５０〜３００μｍ
、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ円形状の多ｒＬ３ｆｆ
ポリオレフィン中空糸膜であって、該中空糸膜の内面側
はポリオレフィンの微粒子が密に結合した緻密Ｊｍを呈
し、かつ外面側はポリオレフィンの微粒子が鎖状に結合
した多孔質ＪΔを呈して前記内面側より外面側まで微細
な連通孔が形成されてなり、かつ外径の３５〜１２０％
の平均捲縮５幅および０．０１〜０．１の最大捲縮振幅
／最大捲Ｍ振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１゜０
〜３．０％であることを特徴とする多孔質中空糸膜であ
るから、例えば該多孔質中空糸膜を用いて人工肺を作成
し、この人工肺において中空糸膜の外側に血液を循環さ
せ、一方、中空糸膜の内側に酸素含有ガスを吹送した場
合、上記のごとき捲縮により中空糸と中空糸との間隙が
比較的大きくかつ前後にわたって所定限度内で変化がつ
けられたものとなされるなめに、この間隙に空気ないし
は酸素含有ガスが溜まることはほとんど生じず、良好な
血液の流通がもたらされかつ血液と酸素含有ガスとの中
空糸膜の全面を介しての均一な接触がなされるために、
高いガス交換能が得られるものとなり、かつそのＭ構造
から血漿漏出等の問題を生じることもない。さらに本発
明の多孔質中空糸膜において、その空孔率が５〜６０％
で、ガスフラックスが１００〜１５００Ｊｌｌ　／ｍｉ
　ｎ−ｍ２・ａｔｍであり、またポリオレフィンがポリ
プロピレンであり、加えて外径の５０〜１００％の平均
捲縮５幅および０．０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最
大捲縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が２．０〜３
．０％であると上記したような効果はより一層優れたも
のとなり、人工肺用の中空糸膜としてより好適なものと
なる。

本発明はまた、ポリオレフィン、該ポリオレフィンの溶
融下で該ポリオレフィンに均一に分散しかつ使用する抽
出液に対して易溶性である有機充填剤、および結晶核形
成剤を混練し、混′ａ物を溶融状態で環状紡糸孔から吐
出させ、吐出さｈを中空状物を前記ポリオレフィンを溶
解しない冷却固化液と接触させて冷却固化し、ついで冷
却固化した中空状物を前記ポリオレフィンを溶解しない
抽出液と接触させて有機充填剤を抽出除去し、このよう
にして得らｈｆ、中空糸膜を加熱捲縮し、外径の３５〜
１２０％の平均捲縮振幅およびｏ、ｏｉ〜０．１の最大
捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を有する捲縮＄
１．０〜３．０％のものとすることを特徴とする多孔質
中空糸膜の製造方法であるから、抽出法によって作成さ
れた多孔質中空糸膜のｅｔｈｉ−細孔ｆ＃遣、ガス交換
効率等を何ら損なうことなく、ガス交換における気液接
触効率を向上させた上記したような優れた特性を有する
多孔質中空糸膜を製造することができるものである。さ
らに、本発明の多孔質中空糸膜の製造方法において、捲
縮は、得られた中空糸膜をボビンにクロス捲きに捲き取
り熱固定を行なうことによりなさハるものであり、さら
にその熱固定が５０〜１００℃で２〜４８時間行なわれ
るものであるとより容易に気液接触効率の高い形状のか
つ他の特性においても極めて優りた構造の安定した多孔
質膜を得ることができ、加えて、ポリオレフィンがポリ
プロピレンであり、有機充填剤が沸点が前記ポリオレフ
ィンの融点以上の炭化水素類であり、さらに炭化水素類
が流動パラフィンまたはα−オレフィンオリゴマーであ
り、またポリオレフィン１００重量部に対する有機充填
剤の配合量が３５〜１７０重量部であり、結晶核形成剤
が融点が１５０°Ｃ以上でかつゲル化点が使用するポリ
オレフィンの結晶開始温度以上の存機耐熱性物冒であり
、ポリオレフィン１００重量部に対する結晶核形成剤の
配合量が０，１〜５重量部であると得られる多孔質中空
糸膜の性能は一層優れたものとなる。

さらにまた本発明は、中空糸膜をガス交換膜として備え
てなる人工肺において、該ガス交換膜が、内径１５０〜
３００μｍ、肉厚１０〜１５０μｍのほぼ円形状の多孔
質ポリオレフィン中空糸膜であって、その内面側はポリ
オレフィンの微粒子が密に結合した緻密層を呈し、かつ
外面側はポリオレフィンの微粒子が鎖状に結合した多孔
雪層を呈して前記内面側より外面側までＲＨＪな連通孔
が形成されてなり、かつ外径の３５〜１２０％の平均捲
縮振幅および０．０１〜０，１の最大捲縮振幅／最大捲
縮振幅時捲縮半周期比を有し、捲縮率が１．０〜３．０
％であるものを用いてなることを特徴とする中空糸膜型
人工肺であるから、血漿漏出などの不具合を生じること
なく、また中空糸膜の外側に血液を循環し、中空糸膜の
内側に酸素含有ガスを吹送する場合において、中空糸と
中空系との間隙に酸素含有ガスないしは空気が溜まる虞
れがなく、効率よくガス交換が行なえるものである。さ
らに中空糸膜の内側に血液を循環し、中空糸膜の外側に
酸素含有ガスを吹送する場合においても効率よくガス交
換が行なえるとともに、この、態様の場合、特に中空糸
束の軸方向の中央において絞り込むことをしなくても、
同様なガス交換効率を得ることができる。すなわち、中
空糸膜の内側に血液を流すタイプにおいては、ガス交換
中に、人工肺内の酸素含有ガス中に含まれる水蒸気が人
工肺のハウジング内面に結露するため、中空糸表面が水
滴で濡れてハウジング内面に密着することがある。この
ため、中空糸束とハウジング内面とは所定の間層をおい
て中空糸束とハウジング内面が密着しにくいようにして
おり、一方、中空糸束の軸方向すべてにわたり間層をあ
けたままにしておくと、その部分だけガスが流れてしま
くことになるため、中央部のみ絞り部を設けてチャンネ
リングが起きにくいようにしている。ところが、本発明
に係わる捲縮を施した中空糸膜を用いると、ハウジング
の内面との間層を大きくしなくても、中空糸膜自体が捲
縮しているなめに、ハウジング内面に結露が生じたとし
ても中空糸膜とハウジング内面が密着することがなく、
特に絞り部を設けなくてもガス交換効率が落ちることが
ないなめである。さらに、本発明の人工肺において、中
空糸膜の空孔率が５〜６０％で、ガスフラックスが１０
０〜１５００．り／ｍｉｎ−ｍ２−ａｔｍであり、また
ポリオレフィンがポリプロピレンであり、さらに中空糸
膜が外径の５０〜１００％の平均捲縮振幅および０．０
２〜０，０５の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周
期比を有し、捲縮率が２゜Ｏ〜３，０％であると、さら
にｅｈｆｓ性能を有するよりコンパクトな人工肺となる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による多孔冒中空糸膜の製造方法にお
いて用いられ得る装置の概略断面図、第２図は本発明に
よる中空糸Ｍ型人工肺の一実３１１様を示す半断面図、
第３図は同実施態様における中空糸膜充填率に関する各
部位を示す断面図、第４図は本発明による中空糸膜型人
工肺の池の実施態様を示す半＠面図であり、ｉを第５図
は最大塔縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比（Ａ／Ｂ
）の測定位置を示す図面である。 １１・・・原料配合物、１２・・・ホッパー、１３・・
・単軸押出機、１４・・・紡糸装置、１５・・・環状紡
糸孔、１６・・・中空状物、１６″・・・中空糸膜、１
７・・・冷却固化液、１８・・・冷却槽、１９・・・冷
却固化液流通管、２０・・・固化槽、２１・・・変向捧
、２２ａ、２２ｂ、２２　ｃ−・・ドライブロール、２
３・・・循環ライン、２４・・・循環ポンプ、２５・・
・抽出液、２６・・・ベルトコンベア、２７・・・シャ
ワー・コンベア式抽出機、２８・・・・・・捲取器、２
９・・・ボビン、５１．８１・・・中空糸膜型人工肺、 ５２．８２・・・ハウジング、 ５３．８３・・・筒状本体、 ５７．５８．８７．８８・・・隔壁、 ５つ、８９・・・ガス室、 ６０．９０・・・酸素含有ガス導入口、６１．９１・・
・酸素含有ガス導出口、６３．９３・・・中空糸束、 ７５．９５・・・血液導入口、 ７６．９６・・・血液導出口、８９・・・血液室。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０
   μｍのほぼ円形状の多孔質ポリオレフィン中空糸膜であ
   って、該中空糸膜の内面側はポリオレフィンの微粒子が
   密に結合した緻密層を呈し、かつ外面側はポリオレフィ
   ンの微粒子が鎖状に結合した多孔質層を呈して前記内面
   側より外面側まで微細な連通孔が形成されてなり、かつ
   外径の３５〜１２０％の平均捲縮振幅および０．０１〜
   ０．１の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半周期比を
   有し、捲縮率が１．０〜３．０％であることを特徴とす
   る多孔質中空糸膜。
2. （２）外径の５０〜１００％の平均捲縮振幅および０．
   ０２〜０．０５の最大捲縮振幅／最大捲縮振幅時捲縮半
   周期比を有し、捲縮率が２．０〜３．０％である請求項
   １に記載の多孔質中空糸膜。
3. （３）ポリオレフィン、該ポリオレフィンの溶融下で該
   ポリオレフィンに均一に分散しかつ使用する抽出液に対
   して易溶性である有機充填剤、および結晶核形成剤を混
   練し、混練物を溶融状態で環状紡糸孔から吐出させ、吐
   出された中空状物を前記ポリオレフィンを溶解しない冷
   却固化液と接触させて冷却固化し、ついで冷却固化した
   中空状物を前記ポリオレフィンを溶解しない抽出液と接
   触させて有機充填剤を抽出除去し、このようにして得ら
   れた中空糸膜を加熱捲縮し、外径の３５〜１２０％の平
   均捲縮振幅および０．０１〜０．１の最大捲縮振幅／最
   大捲縮振幅時捲縮半周期比を有する捲縮率１．０〜３．
   ０％のものとすることを特徴とする多孔質中空糸膜の製
   造方法。
4. （４）捲縮は、得られた中空糸膜をボビンにクロス捲き
   に捲き取り熱固定を行なうことによりなされるものであ
   る請求項３に記載の多孔質中空糸膜の製造方法。
5. （５）熱固定が５０〜１００℃で２〜４８時間行なわれ
   るものである請求項３または４に記載の多孔質中空糸膜
   の製造方法。
6. （６）中空糸膜をガス交換膜として備えてなる人工肺に
   おいて、該ガス交換膜は、請求項１または２に記載の多
   孔質中空糸膜を用いてなることを特徴とする人工肺。