JPH0260780B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、超微細多孔連続中空繊維束およびそ
の製造方法に関するものである。

本発明は、極めて微孔な連続中空繊維束を、今
までにない全く新しい考えのもとに、各種の分離
用途フイルター及び触媒や酵素などの保持、吸
着、収着用途、更には、断熱、透湿用途に好適な
新形態を提供することにある。更に他の目的は、
かかる用途に好適な微細にして、特に超微細多孔
の連続中空繊維束とそれに適した好ましい形態を
提供することである。

更に他の目的は、かかる超微細多孔の連続中空
繊維束をより容易に作る方法を提供することにあ
る。

更に他の目的は、後の説明で明らかにされる
が、その基本とする所は、血液などの中からの特
定成分分離、細菌分離、ウイルス分離、煙の分
離、工業的化学反応の触媒や酵素の保持など、医
学上、産業上用いられる基礎的材料とその形態を
提供することにより、これらの発展、応用を通じ
て、人類に貢献することを目的とするものであ
る。

従来、かかる分野をねらつたものを調べた限り
において、次の方法があつた；或いはあつたと考
えられる。

たとえば人工腎臓における中空繊維である。し
かしながらこれはあくまでも、本発明の目的とす
る微細な中空でもなく、繊維壁にある不均一な微
細なボイドを用いる方法であつて、中空の孔自身
かなり大きな孔である。中空孔自身を分離目的な
どに使用されてはいないし、分離の方向も中空孔
に対し直角方向である。

また、製法自身、大中空繊維の紡糸技術に属す
るもので、均一な微細中空繊維に関するものでは
なかつた。更に、繊維壁から分離が行われるため
に、繊維と繊維の間は、一定以上離され、交換面
積を大とする必要があつた。

また、一般に中空繊維を紡糸する方法は、紡糸
直後のポリマの融着を利用して、空気を抱き込ま
せつつ紡糸して中空状にするとか、空気（空気を
一成分の如くして）と共に紡糸するという方法で
あつた。

かかる方法は、繊維自身が非常に太くなるとか
中空部を微細孔にコントロールすることが極めて
難しく、太細のむらのある繊維になり易いとか、
極細であつて、かつ多孔を有する、中空率のアツ
プしたものや孔の均一によく揃つたものを得るこ
とが極めて難しいなどの欠点があつた。

これらは共通して、繊維軸方向に連続する微細
孔を分離に用いるなどの用途は全くなく、そのた
めの工夫すらなかつた。

本発明は、所期の目的を達成するために鋭意検
討した結果、遂に次に述べる発明に到達したもの
である。その骨子は (1) 最大孔径が超微細の７〜0.01ミクロンであ
り、かつ実質的に同じ孔径の繊維軸に平行で独
立した連続微孔を一本の繊維中に多数有する繊
維が多数束状にそろえられて固着剤にて固定さ
れて一体化されてなり、かつ孔の両端が平面状
に開孔された切断面を有することを特徴とする
超微細多孔シート状板。

(2) 少なくとも２成分からなる直径７〜0.01ミク
ロンの多数の島を有する海島型繊維を多数束状
にそろえて固着剤にて固定一体化した後、上下
を面状に切断し、次いで該島成分を除去するこ
とを特徴とする超微細多孔シート状板の製造方
法。

(3) 島成分は紡糸可能で、かつ少なくとも常温で
固体ではなく流動性を示し、海成分はこれより
低温で十分固形を保持するプラスチツク材料か
らなる海島繊維を用い、該島成分を流動性のあ
る状態で少なくとも圧出または遠心力によつて
除去することを特徴とする特許請求の範囲第２
項記載の超微細多孔シート状板の製造方法。

更に詳細に図を用いて説明する。

第１図は、極めて好ましい一態様である所の高
分子相互配列体繊維即ち、俗に言われる「海島型
複合繊維」から、その島成分を除去したモデル図
である。島成分の数や大きさ、配置は、任意に
色々なものがとりうる。しかし、本発明の目的に
は数多く、よく揃つた孔径のものが、特に好まし
い。ここで島成分は、繊維軸方向に「実質的に」
連続していることが必要である。過などに用い
るには、断面積当りの孔の数が多い柱、即ち、島
成分比率の高いものから作られる程、効率が良く
なることが理解できるであろう。

繊維１本のみでは、分離操作に十分な面積をと
ることが出来ないので、好ましくは接着剤や充填
剤で結束した繊維束を考え出し、両端に開孔部を
設けるのである。

結束したものから島成分を除去して微孔化して
もよいし、微孔化してから結束してもよい。ここ
で結束といつても、実際はシート状またはボード
状のひろがりをもつので、一見これで束かと思わ
れる程うすい場合が多い。この方が後で島成分を
除去するときには除去しやすいので好ましい。面
をそろえる方法は、結束後、切断あるいはスライ
スすることが最も好ましい。

後で島成分を除去（分解・溶解、引抜き、圧
出、遠心力などの処理などによる除去）するとき
は、結束材が、除去されてしまわないことが好ま
しい。

繊維間空間が、孔の径より小さいときは、全体
として、大きな問題をおこすことが少ないが、逆
に大きいときは、該空間は充填物で（接着剤も含
む）充填して閉塞させておく事が好ましい。

かかる考えを発展させると、かかる繊維として
いわゆるポリマブレンド繊維、花弁状繊維、菊花
弁状繊維、米字型繊維として俗称される剥離ある
いは分割タイプの複合繊維を用いても、結束して
使えば本目的を一応達成できるが、同程度の断面
積をもつ連続超微細孔を得るには高分子相互配列
体繊維使いが、最も好ましい。ポリマブレンド繊
維や剥離型繊維は、表面に露出した成分（島に相
当）を含む訳であるが、これは、結束材や隣りの
繊維との関係で、微孔として作用するが、不ぞろ
いの点も生じやすい傾向を有しており、第１図の
如き例示の海島型繊維が最も好ましい。

第２図は、繊維が束状に並べられ、結束されて
いる所を示し、第１図における微孔１を有する中
空糸２と対応し、微孔３を有する繊維４が多数束
ねられて固定一体化され、上下（孔の両端）に平
面状の切断面を有するものである。繊維間空間５
は、必要に応じ、接着剤で充填されている。

繊維は、円形断面のもののみならず、必要に応
じ、各種の変形断面にしうることは申すまでもな
い。かかる素材は、ポリエステル、ポリアミド、
ポリウレタン、ポリビニール化合物、セルロー
ス、シリコーン、フツ素樹脂など、数限りない程
多いが、公知のポリマーの中から適宜選択するこ
とができる。

除去すべき島成分または相当成分は、海成分と
は違つた高分子が選ばれるが、かかる配慮は接着
剤についてもなされ、さらに目的とする用途に応
じて更に選択される。

繊維は、同じ太さ（デニール）のものとは限ら
ず、孔の大きさが良く揃つていれば、最密充填型
の束とするために、違う太さ（デニール）のもの
とのミツクスでも良い。

孔径が「実質的」に同じということは、例えば
３ミクロンの孔が数多も揃つている様に0.5ミク
ロンの孔が混入していても、過などの時、実質
的に３ミクロンの孔で左右されるから、実質的に
はこの場合でもよく揃つた（３ミクロンの）孔が
あると言えるのである。

孔の径は、７〜0.01ミクロンレベルのものに対
して本発明は、特に有効で、ここでは孔径が実質
的に同じであることが好ましい。島の数即ち１本
当りの孔の数と対応するが、これは５〜10000で
あることが好ましい。

また島成分は、固形物とは限らずシリコーンや
ポリアルキレンオキシドのような、耐熱性と粘性
があり、高速紡糸が可能な常温で流動性を有する
物質であることが孔をあける操作上好ましい。特
に100℃以下で流動性を示すものが好ましい。

これは、溶解や分解せずして、流動性を利用し
て、圧出や遠心分離して容易に島成分を除去でき
るという優れた特徴がある。残分があつても容易
に溶剤で洗浄できる特徴がある。

また、効率を特に高めるためには、島（孔）成
分比率が全体の50％以上とし、特にそれからでき
る孔の最大径を７〜0.01ミクロンに形成する。孔
径をコントロールすることによつて、特定サイズ
以上のものを極めて正しく除去できるという特徴
が出る。例えば、孔の均一性の点から血液中の特
定サイズのものを除去するに適したものとなる。

また大中空繊維は、一般につぶれやすく、まが
りやすいが、本発明によると、同じ中空率であつ
ても、蜂巣状中空となつているため、支えがあり
一般につぶれにくく、まがりにくい。しかも高中
空が維持できる。

本発明の目的と構成を相照らしてみれば、本発
明の数々の特徴、効果が理解できるであろう。

本発明品の極めて効果的な用途は、本発明の目
的の所で述べた各種の分離用途、触媒や酵素など
各種の保持、吸着、収着、断熱、透湿など、極め
て応用範囲の広いものである。

次に実施例を示すが、本発明の有効性は、これ
らに限定解釈されるものでなく、むしろ次の応用
展開をもたらすものである。

実施例 １ 島成分として、ポリスチレン、島数145島、海
成分としてポリエチレンテレフタレートを用い、
島成分／海成分比率60／40として複合紡糸機を用
いて、紡糸温度290℃で紡出し、1000ｍ／minで
高分子相互配列体繊維状に紡糸した。このものを
熱延伸し、3dの複合フイラメントを得た。

この複合フイラメントをトウ状にそろえ、エポ
キシ樹脂で固定し、棒状にした。このものを厚さ
約１mm前後に、長さ方向にほぼ直角に切断し、次
いで、トリクロールエチレン中に浸し、くり返し
洗浄し、ポリスチレンを実質的に除去して超微細
多孔連続中空繊維束を得た。

この束を構成する微多孔板の１フイラメント当
りの中の孔の数は、島数と同じ145であり、その
相当半径は、ポリスチレンの比重を1.05として計
算すると、 r_eq≒0.646ミクロン となり、これを走査型電子顕微鏡で調べた所、ほ
ぼ一致し、小さいながらもポリエステルからなる
微多孔板を形成していることが確認された。

実施例 ２ 実施例１において島成分の代りに、耐熱高粘性
シリコーンを用い紡糸した。高温時の粘性が、ポ
リスチレンの場合に比し、粘度が低かつたため
か、島形状は丸みがゆがんだり、長時間紡糸の点
で、不安定な所があつたが、サンプルとしては、
十分採取でき複合フイラメントとして十分熱延伸
できた。

同様に、束状にかため板状に成型してから、遠
心分離器にかけて、島成分ば除去できるかを調べ
た。３〜5G（重力の加速度単位）で、島成分の除
去がみられ、さらに完全を期して、溶剤のトリク
ロールエチレンで洗浄した。

かくして、同様に微多孔板をうることができ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る微孔中空繊維のモデル
断面図の例である。第２図は、束状に並べられ、
結束され両端が面状に開孔されている所を示す本
発明の超微細多孔連続中空繊維束のモデル断面図
である。 １，３……微孔、２……中空糸、４……繊維、
５……繊維間空間。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 最大孔径が超微細の７〜0.01ミクロンであ
   り、かつ実質的に同じ孔径の繊維軸に平行で独立
   した連続微孔を一本の繊維中に多数有する繊維が
   多数束状にそろえられて固着剤にて固定されて一
   体化されてなり、かつ孔の両端が平面状に開孔さ
   れた切断面を有することを特徴とする超微細多孔
   シート状板。 ２ 少なくとも２成分からなる直径７〜0.01ミク
   ロンの多数の島を有する海島型繊維を多数束状に
   そろえて固着剤にて固定一体化した後、上下を面
   状に切断し、次いで該島成分を除去することを特
   徴とする超微細多孔シート状板の製造方法。 ３ 島成分は紡糸可能で、かつ少なくとも常温で
   固体ではなく流動性を示し、海成分はこれより低
   温で十分固形を保持するプラスチツク材料からな
   る海島繊維を用い、該島成分を流動性のある状態
   で少なくとも圧出または遠心力によつて除去する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の超
   微細多孔シート状板の製造方法。