JPH044944B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、微細かつ均一な孔径を有し、ピンホ
ールの全くない積層多孔膜に関するものであり、
該積層多孔膜は人工肺用等の医療用隔膜、医薬食
品用ロ過膜、電池用隔膜等産業上広範囲の分野に
使用される。

（従来の技術とその問題点） 公知の多孔膜は一般に単層である。そしてこれ
らの単層フイルムは、ミクロ相分離法、延伸法等
いずれの製法で製作されたものでも、ピンホール
（粗大孔）を皆無にすることは困難である。

ピンホールとは、多孔膜の孔径分布から、孔径
の大きい方にはずれた粗大孔をいう。例えば、平
均孔径0.1μm、最大有効孔径0.3μmの多孔膜中の
数μmの粗大な孔をいう。

このようなピンホールを含む多孔膜は、ロ過用
ミクロフイルターとして用いた場合、数μmまで
の微粒子や細菌類が透過してしまい、ミクロフイ
ルターとしての機能を果さなくなる。

またポリオレフイン製多孔膜を人工肺用隔膜と
して用いた場合、ポリオレフインの撥水性及び微
細孔の耐水圧により、血液は通さずにガスのみを
通す。しかし数μmのピンホールが存在すると耐
水圧が低いため、低圧で血液漏れを生じ、人工肺
としての機能を果さなくなる。

ピンホールを防ぐには、膜を検査して、ピンホ
ールの存在を見つけ、この部分を取り除くか、目
詰をする必要がある。ピンホールを見つける方法
としては、レーザー、光、高電圧等を用いた連続
ピンホール検出機による方法が一般的である。

しかしながら、既存のピンホール検出機では、
10数μm以上のピンホールしか検出できず、数μm
さらには1μm以下のピンホールを検出する事は困
難である。

一方、多孔膜を２枚貼り合わせた公知の膜とし
ては、 接着剤を部分的または、全面に塗布し接着し
たもの ホツトメルト剤を多孔膜間に分布させ、加熱
ニツプロールで加熱接着したもの 多孔膜を加熱したニツプロールで加熱圧着し
たもの 等がある。しかしながら、の膜は、接着剤
等の量が少なく部分的に接着している場合には、
接着剤のついていない部分は多孔膜と多孔膜の間
に隙間があり、この隙間を通してピンホールがつ
ながつてしまう。また、接着剤等を全面に塗布し
た膜は、接着剤等により多孔膜の孔が塞がれるこ
とにより、膜の透過性は失われる。

さらに接着剤やホツトメルト剤が液体と接触し
た場合、接着剤やホツトメルト剤の成分の溶出も
おきる。

の方法で作られた膜は、単に加熱、加圧した
だけのものは、第２図に示したように多孔膜がほ
とんど接着していないので、多孔膜の間の隙間を
通してピンホールが、実質上つながつてしまつて
いる。これを解決するために、樹脂の融点以上に
温度を上げたり、加圧を大きくして作られた膜
は、接着強度は向上するが、膜が融解したり、圧
力でつぶれることにより、透過性能が著しく低下
する。

（発明の目的） 本発明は、従来の多孔膜が持つ以上のような問
題点を解消させ、ピンホールを皆無にした多孔膜
を提供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明の膜は、熱可塑性樹脂からなる多孔膜を
２枚以上積層融合した膜であつて、積層多孔膜の
表面を形成する多孔膜の有効孔径分布の最大孔径
よりも大きな孔径を有する孔（ピンホール）が積
層多孔膜の表面から裏面へ連通していないことを
特徴とする積層多孔膜である。

本発明に用いられる多孔膜とは構成要素として
の膜であり、積層多孔膜とはこれらの多孔膜を２
枚以上重ねて融合一体化した膜である。

本発明の積層多孔膜を構成する多孔膜の有効孔
径分布とは、多孔膜の平均孔径を中心に分布し、
多孔膜の機能を発現する孔径の分布であり、ピン
ホールとはこの有効孔径分布の最大孔径よりも大
きな孔径を有する孔で、多孔膜の機能を阻害する
ものである。積層する多孔膜の数は、２枚以上で
あれば、２枚でも３枚でも特に限定されない。

本発明の積層多孔膜は、構成する多孔膜にピン
ホールが存在する場合にも、ピンホールが表面か
ら裏面へ積層多孔膜中を連通することは皆無であ
り、ピンホールが全くない膜である。

（実施態様及び作用） 本発明における熱可塑性樹脂としては、ポリエ
チレン、ポリプロピレン等のポリオレフイン系樹
脂及びその共重合体、ポリ弗化ビニリデン、エチ
レン−テトラフロロエチテレン共重合体等の弗素
系樹脂、ナイロン６、ナイロン66等のポリアミド
樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑性樹脂であれ
ばいずれでも良い。

これら熱可塑性樹脂のうちポリオレフイン系樹
脂が好ましい。さらには、ポリエチレン及びポリ
エチレンを主としたポリエチレン共重合体が特に
好ましい。

２枚以上貼り合わせる熱可塑性樹脂の材質の組
合せは、例えば、ポリエチレンとポリプロピレン
の組合せのように、同系の組合せであれば使用で
きる。ポリエチレンとポリエチレンを主とした共
重合体の組合せのように、同種の組合せがより好
ましく、ポリエチレンとポリエチレンのように全
く同一の材質であることが最も好ましい。

本発明に於ける多孔膜の平均孔径は0.02〜5μm
であり、好ましくは0.05〜5μmの範囲にある。積
層多孔膜を構成する各多孔膜の平均孔径は異なつ
ていても良いが同じであるのがより好ましい。本
発明に於ける多孔膜の気孔率は30〜90％であり、
好ましくは50〜80％である。気孔率30％未満では
多孔膜としての機能が低く好ましくない。また、
気孔率が90％を超えると、膜の強さが弱く好まし
くない。

積層多孔膜を構成する各多孔膜の気孔率は異な
つていても良いが、同じであるのがより好まし
い。本発明に於ける多孔膜の厚さは5μm〜１mmで
ある。本発明を構成する各多孔膜の厚さは異なつ
ていても良いが、同じであるのがより好ましい。

本発明の融合一体化の方法の例としては、特公
昭60−23130号公報に開示された製法により、ポ
リエチレン、フタル酸ジオクチル及び微粉シリカ
を溶融成形した後、フタル酸ジオクチル、シリカ
を抽出して、ポリエチレン多孔膜を作り、この多
孔膜を２枚重ね合わせ、ポリエチレンの融点以下
70℃〜融点以下１℃の温度に加熱したロールで縦
方向に1.2〜15倍一軸延伸する方法があるが、本
発明の積層多孔膜はこれらの製法によつて限定さ
れるものではない。

本発明の積層多孔膜の境界面は、第１図のよう
に構成する２枚以上の多孔膜が融合一体化して、
その境界面が観察されなくなり、実質上単層とな
つている。第２図は、加熱したニツプロールで加
熱圧着した公知の積層膜で、２枚の多孔膜は融合
しておらず単に重なつているだけの状態であり、
境界面が明瞭にあらわれている。積層多孔膜の層
間剥離強度は、１ｇ／cm巾以上であり、好ましく
は５ｇ／cm巾以上である。

本発明による積層多孔膜は構成する多孔膜が元
来備えていた透過性能を損なうことがなく融合一
体化して、実施的に単層となつた膜である。

積層される多孔膜間に第２図のように空隙があ
ると、表面を形成する多孔膜のピンホールが該空
隙を介して裏面を形成する多孔膜のピンホールに
連通することになるが、本発明の積層多孔膜で
は、２枚以上の多孔膜が空隙を有しないで実質的
に単層を形成するように融合一体化されており、
その際２枚以上の多孔膜中のピンホールが重なり
合いピンホールが表面から裏面に連通する確率は
皆無であるから、結果的にピンホールを全く有し
ない多孔膜が得られる。

本発明による積層多孔膜がポリエチレンの場合
には人工肺用隔膜として使用することができる。

ポリエチレンは、血液に対して不活性であり、
人工肺用隔膜の材質として優れており、ポリエチ
レン多孔膜は微細な孔構造とポリエチレンの臨界
表面張力を利用して、血液は通さずに、ガスのみ
を通すことができ、更にポリエチレン積層多孔膜
はピンホールが皆無であるので、血液漏れを生じ
ることがなく、更に剥離強度が高い為長時間使用
しても剥離を生じて、血液漏れを起こすこともな
い。従つて本発明によるポリエチレン積層多孔膜
は、高性能かつ高信頼性を有する人工肺用隔膜を
提供することができる。

また、本発明による積層多孔膜がポリオレフイ
ン樹脂であれば、優れた耐薬品性の結果、アルカ
リ電池やリチウム電池その他の各種一次電池、二
次電池のセパレーターとして使用することができ
る。

本発明による積層多孔膜は構成する多孔膜の平
均孔径が0.2〜5μmであれば、高いロ過精度と高
い信頼性が要求される医薬、食品用ロ過膜として
使用することができる。また、本発明による積層
多孔膜は、剥離強度が１ｇ／cm巾以上であれば、
屈曲、折曲げ等の変形を加えても剥離することが
なく、機械加工性に優れ、かつ長時間使用しても
剥離を生じることがないので、高信頼性を要求さ
れる工業用ミクロフイルターとして使用すること
ができる。

更に剥離強度が５ｇ／cm巾以上であれば、連続
して変形を加えても剥離することがなく、連続機
械加工性に優れ、工業的に有用である。本発明の
効果を明らかにするために実施例を示す。しかし
本発明はこれらの実施例によつて限定されるもの
ではない。

（実施例 １） 特公昭60−23130号公報に開示される製法によ
つて、ポリエチレン、フタル酸ジオクチル及び微
粉シリカを溶融成形した後、フタル酸ジオクチ
ル、微粉シリカを抽出して厚さ100μm、平均孔径
0.1μm、気孔率68％の多孔膜（融点130℃）を作
り、この多孔膜を２枚重ねて80℃に予熱後、ロー
ル延伸機でロール温度120℃で縦方向に２倍延伸
すると同時に貼り合わせた。得られた積層多孔膜
の剥離強度は20ｇ／cm巾であつた。

得られた積層多孔膜の透過性能は、１枚の多孔
膜を同じ条件で延伸した場合の多孔膜の性能とほ
ぼ等しかつた。

１枚で延伸した多孔膜にはピンホールが肉眼で
も確認でき、２枚の積層多孔膜の表面にも粗大孔
が肉眼で確認できたが、積層多孔膜はAmicon社
製UFセル（試験膜面積16cm²）を用いた水の漏れ
試験を50枚行なつたが、漏れは全くなかつた。

（実施例 ２） 実施例１と同じ方法で得られた厚さ100μm、平
均孔径0.05μm、気孔率28％のポリエチレン多孔
膜を用いて実施例１と同じ方法で積層多孔膜を作
つた。

得られた積層多孔膜の剥離強度は30ｇ／cm巾で
あつた。得られた積層多孔膜の透過性能は１枚を
同じ条件で延伸して得られた積層多孔膜の性能と
ほぼ等しかつた。１枚で延伸して得られた多孔膜
には、肉眼で観察できる粗大孔は見られなかつた
が、実施例１と同じ水の漏れ試験を行なつたとこ
ろ、50枚の試験で８枚漏れを生じた。これに対し
て積層多孔膜は50枚の試験で漏れは全くなかつ
た。

（実施例 ３） 実施例１と同じ方法で得られた厚さ100μm、平
均孔径0.1μm、気孔率68％のポリエチレン多孔膜
を３枚重ねて80℃に予熱後、ロール延伸機でロー
ル温度120℃で縦方向に２倍延伸すると同時に貼
り合わせた。得られた積層多孔膜の各層間の剥離
強度はそれぞれ20ｇ／cm巾であつた。ピンホール
は全くなかつた。

（実施例 ４） 実施例１と同じ方法で得られた厚さ100μm、平
均孔径0.01μm、気孔率68％のポリエチレン多孔
膜を２枚重ねて60℃に予熱後、ロール延伸機でロ
ール温度60℃で縦方向に1.2倍延伸すると同時に
貼り合わせた。得られた積層多孔膜の剥離強度は
１ｇ／cm巾であつたが、手で屈曲、折曲げ等の変
形を加えても剥離を生じなかつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層多孔膜の境界面の結晶構
造を示す走査型電子顕微鏡写真である。ａ低倍
率、ｂ拡大図。 第２図は２枚の多孔膜を加熱したニツプロール
で加熱圧着した公知の積層膜の境界面の結晶構造
を示す走査型電子顕微鏡写真である。ａ低倍率、
ｂ拡大図。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２枚以上の、同系、同種または同一の熱可塑
   性樹脂製多孔膜を積層融合一体化した積層多孔膜
   であつて、表面を形成する多孔膜の有効孔径分布
   の最大孔径よりも大きな孔径を有する孔（ピンホ
   ール）が、積層多孔膜の表面から裏面へ連通して
   いないことを特徴とする積層多孔膜。 ２ 熱可塑性樹脂が、ポリオレフイン樹脂である
   特許請求の範囲第１項記載の積層多孔膜。 ３ ポリオレフイン樹脂が、ポリエチレン又はそ
   の共重合体である特許請求の範囲第２項記載の積
   層多孔膜。 ４ 積層多孔膜の層間剥離強度が１ｇ／cm巾以上
   である特許請求の範囲第１項記載の積層多孔膜。 ５ 積層多孔膜を構成する多孔膜の平均孔径が
   0.02〜5μm、気孔率が30〜90％である特許請求の
   範囲第１項記載の積層多孔膜。 ６ 積層多孔膜を構成する多孔膜の厚さが5μm〜
   １mmである特許請求の範囲第１項記載の積層多孔
   膜。