JPH01266806A - 微細多孔質膜 - 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】 本発明は均一に配置された孔を有し、さらに孔の大きさ
および形状が均一なポリエステルまたはポリオレフィン
の網目構造体からなる微細多孔質膜に関する。

従来より微細多孔質膜として種々のものが知られている
。しかしこれらの微細多孔質を製造する技術の大半は化
学的な方法、たとえば膜を特殊な条件で凝固する方法あ
るいは膜中に微孔をつくるための添加剤を配合し、これ
をあとで抽出する方法などによるものである。しかしな
がら、このような化学的な方法では膜に孔を均一に配置
させ、また孔の大きさおよび形状を均一にすることは不
可能である。また中性子をポリカーボネートフィルムに
あてて孔をあけ、その孔をアルカリ液で大きくして所望
の孔径を有するメンブランフィルタ−（Ｎｕｃｌｅｏｐ
ｏｒｅ　）を得ることも知られているが、このように□
して得られたメンブランフィルタ−は中性子でランダム
に孔をあけられているので孔の配置は不均一であり、ま
た複数の孔が連結して、連結孔ができているという欠点
がある。また特開昭５５−４１８０７号公報にみられる
ように長様維または短繊維のウェブを多数積層したもの
を熱プレスすることによシ、ウェブ中の低融点繊維を溶
解して融着させてフィルターとくに電気掃除機用フィル
ターを作る方法も知られているが、このような繊維ウェ
ブの積層体では均一な網目を有しないので熱プレスして
も網目の大きさおよび形状が均一なフィルターを得るこ
とはでき々い。したがって、このようにして得られたフ
ィルターでは、電気掃除機用などのフィルターとしては
使用しえても、精密な分画を要求される分離膜たとえば
血液中から血漿を分離する膜などには側底使用しえない
。

本発明はこれらの欠点を兄事に解決したもので、膜１−
あたり８０万〜５０００個の孔を有し、かつ該孔は膜の
タテおよび／またはヨコに実質的に均一に配置され、さ
らに該孔の大きさおよび形状が実質的に均一であるポリ
エステルまたはポリオレフィンの網目構造体からなる微
細多孔質膜である。

本発明の微細多孔質膜は孔がきわめて均一に配置されて
いるので、単位面積あたりの孔（孔の大きさ０．１〜５
０μｍ）数を８０万〜５０００個／−とすることができ
、そのために単位面積あたりの分離効率は大きいし、均
一でもある。また孔の大きさおよび形状が実質的に均一
であるので、分画性はきわめて高い。

本発明において「膜のタテおよび／またはヨコに実質的
に均一に配置された孔」とは膜の表面からみても裏面か
らみてもその膜面上のタテ方向および／またはヨコ方向
（好ましくはタテ方向およびヨコ方向の両方）に整然と
、しかもヨコ方向およびタテ方向ともにまたはそれぞれ
の方向において実質的に等間隔に配置された孔は膜の表
面と裏面をほぼ直角に貫通している。

［孔の大きさおよび形状が実質的に均一」とは膜に配置
されているすべての孔の大きさおよび形状が膜の表面お
よび裏面からみて同じかまたは実質的にほぼ同じである
ことを意味する。ここで孔の形状とは円形状、橢円形状
、四角形状あるいはその他の多角形状などであり、この
うち円形状あるいは正方形状および四角以上の正多角形
状が分離性の点から好ましい。また「孔の大きさ」とは
孔が円形状である場合は径、その他の形状である場合は
その最大径を意味する。

膜の単位面積あたりの孔数は８０万〜５０００個／ｃｔ
Ａであり、この孔数はできるだけ多い方が膜の単位面積
おたりの分離効率は高くなる。８０万個／　ｃｄ以上に
なると膜の素材および孔の大きさにもよるが膜そのもの
の強度が落ちてくるし、また５０００個／−以下になる
と膜の単位面積あたりの分離効率は悪くなる。

孔の大きさは分画すべき物質の大きさなどによって適宜
決定しうるが、概ね０．１〜５０μｍの範囲にあり、た
とえばこの微細多孔質膜を赤血球変形能の測定用膜に使
用する場合の孔の大きさは４〜６μｍであり、また血液
中から血漿を分離する膜あるいは腹水を濾過して菌体を
除去する膜などに使用する場合の大きさは０．１〜０．
３μｍ、好ましくは０．２〜０．２５．ｃ＋ｍである。

微細多孔質膜の膜厚は、５〜２００μｍであり、好まし
くＦｉｌ　０〜３０μｍの薄物である。膜厚を薄くする
ことシてより分画性はさらに向上する。

微細多孔質膜の素材としては、熱可塑性樹脂のうち、た
とえばポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル
、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフ
ィンが使用されるが、なかでもポリエステルが膜厚を薄
くしても充分強度があり、そのために分離効率も向上す
るので最適である。

次に本発明の微細多孔質膜の製法について述べる０ 本発明の方法は均一に配置された網目を有し、かつ該網
目の大きさおよび形状が実質的に均一である熱可塑性樹
脂製の網目構造体を、該網目が潰されて閉口しないよう
に該網目構造体を形成している熱可塑性樹脂の融点と軟
化点の間の温度で加熱処理して収縮させたのち、さらに
加圧処理することを特徴とする微細多孔質膜の製法であ
る。この方法によればきわめて簡単に上述したような形
体を有する微細多孔質膜を得ることができるので、商業
的価値はすこぶる大である。

本発明において「網目構造体」とは前述したとおりのポ
リエステルまたはポリオレフィンを素材として得られた
織布、編物、網状物、メツシュ体などである。このうち
織布が網目の細かいものが得られやすいし、さらに網目
の大きさおよび形状の均一なものが得られやすいことか
ら好適である。

また織布の素材としては延伸ポリエステルフィラメント
（融点２５５〜２６０℃、軟化点２３８〜２４０℃）、
一部延伸ポリエステルフィラメント（融点２２５〜２３
５°Ｃ１軟化点１９５〜２０５℃）および未延伸ポリエ
ステルフィラメント（融点１５０℃、軟化点１２０℃）
延伸ポリプロピレンフィラメント（融点１６５〜１７３
°Ｃ１軟化点１４０〜１６０℃）などが好ましくとりわ
け延伸フィラメント（ポリエステル、ポリプロピレン）
からなる織布を使用すれば、タテおよびヨコに延伸され
ているので、物理的強度の優れた微細多孔質膜が得られ
るので好ましい。この中でもさらに延伸ポリエステルフ
ィラメントが最適である。フィラメントの太さは０．５
〜５０デニール、好ましくは１〜３０デニールである。

フィラメントは単糸によシ織布としてもよいし、また合
撚糸により織布としてもよい。

また「タテおよび／またはヨコに実質的に均一に配置さ
れた網目」とは網目構造体の表面および裏面からみて、
その面上のタテ方向および／またはヨコ方向（好ましく
はタテ方向およびヨコ方向の両方）に整然と、しかもヨ
コ方向およびタテ方向ともＫまたはそれぞれの方向にお
いて実質的に等間隔に配置された網目を意味する。ここ
でタテとヨコは直角に交叉してもよいし、ある角度をも
って交叉していてもよい。網目は網目構造体の表面と裏
面をほぼ直角に貫通している。

「網目の大きさおよび網目の形状が実質的に均一」とは
網目構造体、に配置されているすべての網目の大きさお
よび形状が網目構造体の表面および裏面からみて、同じ
かまたは実質的にほぼ同じであることを意味する。ここ
で網目の形状とは円形状、欄内状あるいはその他の多角
形状などであ＃）。

このうち円形状あるいは正方形状および四角以上の正多
角形状がよい。

また網目の大きさとは網目が円形状である場合は径、そ
の他の形状である場合その最大径を意味する。

網目構造体の単位面積あたりの網目数は目的とする微細
多孔膜の孔数、使用するフィラメントの太さなどによっ
て異なるが、約７０万〜１５００個／ｃｒＡである。

また網目の大きさも目的とする微細多孔質膜の孔の大き
さによって異なるが、約８〜１０００μｍである。好ま
しく使われる網目の大きさは５〜２００μｍである。

このようなポリエステルフィラメント製の織布などの網
目構造体をその構造体の融点と軟化点の間の温度で加熱
処理することによシ熱収縮させる。

加熱処理はこの温度の範囲内に調整された熱板間に入れ
るかあるいは熱ロール（場合によっては複数のロール）
間に通すことによシ行なわれる。この加熱処理の温度は
融点と軟化点の範囲内であればよいが、融点よシ５°Ｃ
以上低くかつ軟化点より１０℃以上高い範囲の温度で処
理すれば網目構造体の網目の形状を漬し閉口することな
く網目の大きさだけを均一に熱収縮させることができる
ので好ましい。また、加熱処理の時間は加熱処理の温度
にもよるが概ね約５秒〜２０分であわ、好ましくは１〜
５分である。加熱処理の際は網目構造体を熱収縮させ網
目構造体の単位面積あたシの網目の数を増やす必要があ
るので、熱収縮の妨害になるような過度の加圧などけさ
けるべきである。

次いで、熱収縮させた網目構造体を加圧処理することに
より網目構造体が圧縮されて融着し、薄膜となり、目的
とする微細多孔質膜が得られる。

加圧処理は板の間に入れるかロール（場合によっては複
数のロール）間に通すことによって行なわれるが、その
際の圧力は１〜３ｏｏＫｐ／ｄ（ゲージ圧）の範囲がよ
く、好ましくは１００〜１５０　Ｋｐ／、−、！（ゲー
ジ圧）である。加圧処理の時間は５秒〜２０分であり、
好ましくは１〜５分である。加圧処理の際は板またはロ
ールを加熱しておくことが好ましい。この場合の加熱温
度は前工程の加熱温度の条件とほぼ同じであるのがよい
。念だし加熱して加圧処理する場合は網目が漬されて目
的とする微細多孔質膜が得られなくなってしまうことの
ないように注意を要する。

このように網目構造体を加熱処理し、次で加圧処理する
ことにより、網目構造体が熱収縮され次いで圧縮されて
、その網目が微細多孔質膜の孔となる。そして得られた
微細多孔質膜の単位面積あたりの孔数は最初の網目構造
体の網目の数の１．２〜３倍となり、また微細多孔質膜
の孔の大きさは網目の大きさの１／２〜１／２０倍とな
る。

本発明の方法においては加熱処理および加圧（または加
熱圧）の処理の条件を適宜選択することにより所望の大
きさの孔を有する微細多孔質膜を得ることができるが、
その条件は使用する網目構造体の素材形状によっても異
なってくる。その代表的な条件を後述の実施例において
延伸ポリエステルフィラメント織布を用いた場合につい
て具体的に説明する。

本発明の方法によって得られる微細多孔質膜は孔の大き
さおよび形状がきわめて均一であり、さらに孔の大きさ
を所望の大きさにすることが可能なので、各種分野たと
えば医療工業用分野において優れた分画性を有する分離
膜として有効に使用することができる。具体的には赤血
球変形能測定用膜、血液中の血漿分離膜、ヘモフィルタ
ー用膜、腹水のデ過膜あるいは各種液中の菌体および固
体粒子（ｓｓ分）の除去膜として有効に使用できる。

実施例１〜２ ２０デニールの延伸ポリエステルフィラメント（融点２
６０　’Ｃ１軟化点２４０℃）単糸から々るタテ１８０
本／インチ×ヨコ１７０本／インチの捺染の紗用ボリエ
ステルメッンユ（１７（ｍＸ１７α；網目数５６００個
／−；網目の大きさ１００　ｌ１ｍで均一；網目の厚さ
８８μｍ；タテフィラメントとヨコフィラメントは直角
に交叉）を１ｒｕｌｌＥのテフロンシート間にはさみ、
このメツシュに汚れやゴミが付着しないようにした。次
にこれを２５０°ＣＫセットしたプレス機熱板の間（熱
板間隔５０）に入れ、下表に示すとお漫の時間（１５〜
２分）加熱処理し、メツシュを熱収縮させた。次にこれ
をプレス板にけさみ１００Ｋｙ／ｃｄ（ゲージ圧）で、
下表に示すとおりの時間（１，５〜２分）加熱圧（２５
０℃）処理した。そのあと取り出してメツ７ユをテフロ
ンにはさんだままクロムメツキした金型の間にはさみ冷
却し、硬くなった時点で金型より取り出し、微細多孔質
膜を得た。

この加熱処理時間、加熱圧処理時間およびその結果を下
表に示す。

以下余白 実施例３〜４ ５デニールの延伸ポリエステルモノフィラメント（融点
２６０℃、軟化点２４０℃）単糸からなるタテ７５０本
／インチ×ヨコ７５０本／インチのポリエステルメツシ
ュ（１５Ｘ１５α；網目数９００００個／−；網の目の
大きさ約１０μｍ；網目厚さ４０μｍ；タテフィラメン
ト、ヨコフィラメントは直角交叉）を１％厚テフロンシ
ートにはさみ、これを２５０°Ｃにセットしたプレス熱
板の間（熱板間隔５％）に入れ下表に示すとおりの時間
（２〜３分）加熱しメツシュを熱収縮させ、次に１００
Ｋｐ　／　ａｄ　（ゲージ圧）で１．５分加熱圧（２５
０℃）し、その後プレスより取シ出しクロムメツキしな
（３０ｏＷ７ｍｘ２ｓＱｗ／ｍ×１．５Ｗ／ｍ）金型に
はさみ、冷却テフロンシートが硬くなった時点で金型よ
り取出し、微細多孔質膜を得た。

実施例４により作成された膜を用いて赤血球変形能測定
を行なった。直径１０ｕの円形の膜を介して２０．Ｈ２
Ｏの圧力で人血０．２　ｆｆｉ／を吸引濾過したところ
、変形能の大きい赤血球を有する人血の濾過に要する時
間は、変形能の小さいものよりも、小であった。これに
よって、この膜を用いて０．２ゴの人血を濾過するに要
する時間を測定することにより赤血球の変形能を測定す
ることができることがわかった。

特許出願人　株式会社　り　ラ　し

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）膜１ｃｍ＾２あたり８０万〜５０００個の孔を有
   し、かつ該孔は膜のタテおよび／またはヨコに実質的に
   均一に配置され、さらに該孔の大きさおよび形状が実質
   的に均一であるポリエステルまたはポリオレフィンの網
   目構造体からなる微細多孔質膜。 （２）孔の大きさが０．１〜５０μの範囲にある特許請
   求の範囲第１項記載の微細多孔質膜。 （８）膜厚が５〜２００μである特許請求の範囲第１項
   または第２項記載の微細多孔質膜。