JPH05111624A

JPH05111624A - 半透膜

Info

Publication number: JPH05111624A
Application number: JP3275703A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Sugaya; 博之菅谷; Masahiro Mitsunaga; 昌弘三永; Kazusane Tanaka; 和実田中; Ryozo Terada; 良蔵寺田
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1991-10-23
Filing date: 1991-10-23
Publication date: 1993-05-07

Abstract

(57)【要約】【構成】親水性成分と疎水性成分からなる耐汚染性ポリ
マを２種以上混合した組成物であって、かつ、該２種以
上の耐汚染性ポリマにおいて、疎水性成分の含有割合の
最大値と最小値の差が５重量％以上である親水性成分と
疎水性成分からなる耐汚染性ポリマ組成物を少なくとも
一つの構成成分としてなる半透膜。【効果】本発明により、耐汚染性素材と、膜強度保持材
等の非耐汚染性材料との親和性が改善されて、液接触面
に耐汚染性成分が濃縮される耐汚染性に優れたポリマ組
成物からなる半透膜を提供することができた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、耐汚染性に優れた半透
膜に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、高分子材料の産業・医療分野への
応用が進み、とりわけ物質の分離に関して、選択透過性
膜、いわゆる半透膜の利用が盛んに行われている。例え
ば逆浸透・透析・限外濾過・気体分離などの分野におい
て、膜の応用について多くの技術報告がなされている。
しかしながら、これらの操作においては、処理物質によ
り膜が汚染されて、処理能力が低下することや、膜自体
の分離性能が必ずしも十分でないことが問題となってい
る。このような半透膜の素材としては、従来からセルロ
ース誘導体、ポリアクリロニトリル系重合体、ポリビニ
ルアルコール系重合体、ポリメチルメタクリレート系重
合体、ポリスルホン系重合体等が取り上げられてきた。
さらには耐汚染性を高める目的で、２−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート、Ｎ−ビニルピロリドン、アクリルア
ミド、親水性成分を含有するメタクリル酸もしくはアク
リル酸などを含有する高分子からなる半透膜が検討され
てきた。

【０００３】しかしこれらの膜は、水や溶質などの物質
透過性が不十分であったり、あるいは更に多量の共重合
成分を導入し、その性能が達成できても、一方で機械的
強度が低下し、実用上の膜として機能が損なわれてしま
った。更にこれらの膜を用いて、各種タンパク質溶液の
濃縮、液体食品の無菌化あるいは排水処理工程において
限外濾過分離を行う際に、溶質成分の膜面への付着、堆
積によって目詰まり現象を起こし、目的の操作が阻害さ
れていた。更にこれらの膜を医療用として用い、血液や
体液などに接触した場合には血小板、白血球、赤血球、
線維芽細胞などの有形成分の付着が不可避であり、これ
らが膜表面における血栓の生成や補体系の活性化による
免疫機能の低下などをもたらすと推定された。

【０００４】いずれの場合においても耐汚染性を発現さ
せるためには膜の液接触表面に耐汚染性発現機能を付与
する事が重要であり、多成分層からなる複合膜も開発さ
れている。しかし、医療用においては医療用膜の大部分
を占める中空糸膜ではこの多層膜の製造が困難であった
り、耐汚染性物質と基材との化学的結合がされていない
まま医療用具として用いた場合には溶出物が発生し使用
できない問題が生じることにより、表面に耐汚染性を有
する膜の開発が遅れている。最近、表面化学修飾により
表面に抗血栓性機能を付与する方法として、再生セルロ
ースからなる高分子膜にポリエチレングリコールカルボ
ン酸無水物をエステル結合させる試みもなされている
（特開平１−２９７１０３号公報）が、未だ複雑な成膜
プロセスを必要とせず、十分な機械的強度を保持し、か
つ高機能の耐汚染性を有する膜は開発されていない。

【０００５】本発明者の一員は耐汚染性物質で膜を作成
する試みをおこない、親水性のポリエチレンオキサイド
鎖を含む共重合体からなる選択透過性中空繊維を発明し
た（特開昭６０−２２９０１号公報）。また、親水性の
ポリエチレンオキサイド鎖を含むアクリロニトリル共重
合体とアクリロニトリルからなる半透膜は溶質透過性、
耐汚染性に優れていることを見いだした（特開昭６３−
１３０１０３号公報）。

【０００６】しかしこのとき、アクリロニトリル共重合
体とアクリロニトリルは両者にアクリロニトリル成分が
含有されてはいるものの成膜原液は非相溶の相分離状態
であり、不安定なものであった。このため、膜内表面の
構造は荒く、耐汚染性も不十分なものであった。

【０００７】我々は、鋭意研究を進めた結果、膜表面構
造が平滑で、かつ、液接触面に高濃度の耐汚染性成分を
濃縮する方法を見い出し、本発明に到達した。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は耐汚染
性成分を液接触面に濃縮させることにより、多量の親水
性成分導入による膜の機械的強度の低下を抑え、高い耐
汚染性を有する半透膜を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、「親水性成分と疎水性成分からなる耐汚染性ポリマ
を２種以上混合した組成物を少なくとも一つの構成成分
としてなる半透膜であって、該２種以上の耐汚染性ポリ
マにおいて、疎水性成分の含有割合の最大値と最小値の
差が５重量％以上であることを特徴とする半透膜。」に
よって達成できる以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】耐汚染性とは、各種タンパク質溶液の濃
縮、液体食品の無菌化あるいは排水処理工程において限
外濾過分離を行う際の溶質成分の膜面への付着を抑制す
る性質のことであり、医療用として用い、血液や体液な
どに接触した場合の血小板、白血球、赤血球、線維芽細
胞などの有形成分の付着の抑制も耐汚染性に含まれる。
膜の汚染状態は、付着物質の量を定量分析するか、顕微
鏡で、付着状態を観察することにより評価するが、中空
糸膜の形態で汚染物質を中空糸内部に流す場合には汚染
物質によって流路が詰まることによって起こる膜入口、
出口の差圧の上昇、もしくは液が流れなくなるまでの時
間を測定することによって耐汚染性を評価できる。親水
性成分、疎水性成分からなるポリマが耐汚染性を有して
いるかどうかは、そのポリマを構成する疎水性成分のみ
からなるポリマの耐汚染性との比較により判断される。

【００１１】本発明の耐汚染性ポリマは、親水性成分、
疎水性成分からなる耐汚染性ポリマであればよく、合成
高分子であっても、天然高分子であってもかまわない。
また、親水性成分および疎水性成分は、それぞれ単独成
分を用いても良いし、複数の成分を用いても良い。本発
明でいう疎水性成分とは、そのホモポリマにおいて２５
℃の水に対する溶解度が５０重量％未満のものが該当す
る。疎水性成分としては、例えば、エチレン、プロピレ
ン等のオレフィン、塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロ
ゲン化ビニル、ギ酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエス
テル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステ
ル、ビニルケトン、マレイミド、スチレン、アクリロニ
トリル等の炭素−炭素二重結合を有する付加重合性化合
物、キチン、キトサン、セルロースなどの天然高分子が
挙げられる。本発明でいう親水性成分とは、そのホモポ
リマにおいて２５℃の水に対する溶解度が５０重量％以
上の性質を示すものが該当する。親水性成分としては、
例えば、ヘパリン、ビニルアルコール、ビニルピロリド
ン、エチレングリコール、プロピレングリコール等のア
ルキレングリコール、メタクリル酸ヒドロキシエチル、
アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート等が該
当するが特にこれらのものに限定されるわけではない。
なお、親水性、疎水性の判断基準とするホモポリマはポ
リスチレン換算のＧＰＣ法による重量平均分子量が１万
の未架橋ポリマとする。

【００１２】また、耐汚染性ポリマとしては、前述のと
おり親水性成分と疎水性成分からなり、耐汚染性を有し
ていればよいが、具体的な耐汚染性ポリマとしては、例
えば、ヘパリン−ポリ塩化ビニル、ヘパリン−ポリスチ
レン、ヘパリン−ポリメチルメタクリレート、ヘパリン
−ポリアクリロニトリル、ヘパリン−シリコーン、ヘパ
リン−セルロース、ポリヒドロキシメチルメタクリレー
ト−ポリ塩化ビニル、ポリヒドロキシメチルメタクリレ
ート−ポリスチレン、ポリビニルピロリドン−ポリ塩化
ビニル、ポリビニルピロリドン−ポリスチレン、ポリビ
ニルピロリドン−ポリメチルメタクリレート、ポリビニ
ルピロリドン−ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロ
リドン−シリコーン、ポリビニルピロリドン−セルロー
ス、ポリビニルピロリドン−ポリスルホン、ポリアルキ
レンオキサイド−ポリ塩化ビニル、ポリアルキレンオキ
サイド−ポリスチレン、ポリアルキレンオキサイド−ポ
リメチルメタクリレート、ポリアルキレンオキサイド−
ポリアクリロニトリル、ポリアルキレンオキサイド−シ
リコーン、ポリアルキレンオキサイド−セルロースの組
み合わせなどがあり、優れた耐汚染性が得られるため好
ましい。

【００１３】親水性成分、疎水性成分からなる耐汚染性
ポリマの合成法としては、親水性モノマ、疎水性モノマ
を重合成分として、共重合させる方法と、セルロース等
の高分子もしくは合成高分子にポリマもしくはモノマを
反応させて合成する方法があるが、通常モノマを共重合
させる方法が簡単であるために好まれる。共重合方法に
ついては特に限定するものではなく、通常のラジカル開
始剤、例えばアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイル
パーオキサイド等を用いて溶媒中で重合する方法は、簡
単であり、好ましく用いられる。

【００１４】親水性成分の中でもアルキレングリコール
は特に好ましく、さらにポリエチレンオキサイド単位
に、反応性の二重結合鎖を結合させたマクロモノマは耐
汚染性も高く、共重合体も容易に得られるため好んで用
いられる。

【００１５】本発明においては、特に、重合度５以上の
ポリエチレンオキサイド単位と重合性炭素−炭素二重結
合とを同一分子内に有するマクロモノマが好ましく用い
られ、このようなモノマとしては、例えば一般式（１）

【００１６】

【化１】

【００１７】（ここで、ｎ≧５、Ｒ₁はＨまたはＣ
Ｈ₃、Ｒ₂は水酸基、炭素数１〜４のアルコキシ基、ま
たはＯＣＨφ₂（φはフェニル基））であらわされるア
クリル酸、またはメタクリル酸エステル類、あるいは一
般式（２）

【００１８】

【化２】

【００１９】（ここで、ｎ≧５、Ｒ₁はＨまたはＣ
Ｈ₃）で表されるビニル単量体である。

【００２０】これらの付加重合性化合物の製法は公知で
あり、その重合性炭素−炭素二重結合により特別な装
置、手法を用いなくても、容易に重合でき、さらに他の
単量体あるいはマクロモノマとの共重合も可能であり、
ポリエチレンオキサイド単位を有する高分子組成物を効
率よく、また再現性よく形成することができる。特に式
（１）で示される成分は、入手も容易なことから好んで
用いられる。共重合体中のポリエチレンオキサイド含有
量は、たとえば元素分析、赤外線吸収スペクトル、核磁
気共鳴スペクトルなどの通常の手法により確認すること
ができる。

【００２１】本発明で言う、非耐汚染性材料とは疎水性
材料からなる材料であり、膜を形成した場合の強度保持
材としての機能を有するものである。不純物として、５
重量％以下の親水性成分を含んでいても良いが、１重量
％以下であることが好ましい。

【００２２】非耐汚染性の疎水性材料は、本発明の目的
である耐汚染性成分を液接触面に濃縮させるために耐汚
染性組成物とのブレンド材料として好んで用いられる。
これは、ポリマ間の相分離現象を利用することにより、
耐汚染性成分を高濃度に、液接触面に存在させることで
きるからである。また、非耐汚染性の疎水性材料は強度
保持材料としても働き、膜の強度を保持する意味でも好
ましい。

【００２３】本発明において「親水性成分と疎水性成分
からなる耐汚染性ポリマを２種以上混合した組成物」と
は、ポリマ中における疎水性成分の含有量が異なる２種
以上のポリマを混合してなる組成物であって、親水性成
分、疎水性成分を構成する化合物は同一であっても異な
っていてもよい。また、合成方法を工夫することによ
り、２種以上のポリマを混合しなくても、一度の合成
で、本発明の組成物を得ることは可能であるが、疎水性
成分の含有割合の最大値と最小値の差が５重量％以上の
ポリマは、本発明の組成物に該当する。「疎水性成分の
含有割合の最大値と最小値の差が５重量％以上である」
とは、２種以上のポリマそれぞれにおける、疎水性成分
の重量含有割合を測定し、その含有割合のうち、最大値
と最小値との差が５重量％以上であることを意味する。
ただし、混合するポリマにおいて疎水性成分の重量含有
量の差が１重量％以内のポリマの総重量が、混合後の全
ポリマ組成物中の１重量％未満であるポリマについて
は、ここでいう最大値あるいは最小値とする対象ポリマ
には含まれない。

【００２４】従来の疎水性成分の含有割合に差のないポ
リマを用いた場合、疎水性の非耐汚染性材料とブレンド
して成形する際、耐汚染性ポリマ中にブレンドするポリ
マと同一の成分が含まれる場合であっても相溶しない場
合が多く、また、両者を溶媒に溶かして使用する場合で
も相分離する場合が多く、このような状態では均一な成
形体を形成できなかった。ところが、上記のとおり、本
発明の５重量％以上の疎水性成分の含有量差を有する組
成物を用いることにより、平均的な親水性成分量は同じ
であっても、疎水性成分の含有量差を適宜選択すること
ができるので、耐汚染性ポリマ組成物中の疎水性成分の
含有量が高いポリマと非耐汚染性材料との親和性が高ま
り、相溶もしくは半相溶した状態で安定した成形体、混
合溶液を形成することが可能である。中でも、非耐汚染
性材料と本発明の耐汚染性ポリマ組成物において、疎水
性成分含有量の平均値が同じ場合には、相溶性が特に優
れるため、安定にかつ耐汚染性に優れた膜が得られる。

【００２５】本発明の組成物は、疎水性成分の含有量が
異なるポリマを単に２種類混合した混合物でもよいが、
混合するポリマの組成が離れすぎると組成物内での相溶
性が悪くなる傾向があるため、できるだけ多くの組成を
混合することが好ましく、さらには疎水性成分の含有量
は連続的に異なっていることが好ましい。

【００２６】このように疎水性成分の含有量差を有する
本発明の耐汚染性ポリマ組成物は、非耐汚染性材料と親
和性の高い組成と耐汚染性をより高く発現する親水性の
高い組成を合わせ持つため、耐汚染性を維持し、かつ非
耐汚染性材料との親和性に優れたポリマ組成物である。
中でも、少なくとも一部に疎水性成分の含有量が５０重
量％以上である耐汚染性ポリマを含んでいることが、非
耐汚染性材料との親和性に優れるため好ましい。さらに
は、少なくとも一部に疎水性成分の含有量が７０重量％
以上であるポリマを含んでいることがより好ましい。

【００２７】ポリマの混合物は組成の異なる数種のポリ
マを混合することにより得ることができるが、モノマの
供給速度を変えて重合するか、もしくはモノマの反応性
の差を利用することにより、簡便にかつ組成分布を持つ
混合物が得られる。次にその方法について説明する。

【００２８】まず、モノマの供給速度を変えて重合する
方法とは、モノマの少なくとも一成分を重合液中に連続
もしくは断続的に供給することによって重合する方法で
ある。例えば、Ａ，Ｂ２成分からなる共重合ポリマを得
る場合にはＡ成分だけ最初に重合液中に仕込んで、後に
Ｂ成分を連続もしくは断続的に供給するする方法が挙げ
られる。また、Ａ、Ｂ両成分を共に連続供給する場合で
も両者の供給速度を適当に変えることにより目的の共重
合ポリマ組成物が得られる。

【００２９】また、共重合成分の反応性が違う場合に
は、重合中にモノマを供給しなくても、組成分布をもた
せることは可能である。各成分のモノマが共重合ポリマ
になることにより消費される速度を、各成分の反応速度
とすると、ＡがＢより２倍速い系においては重合初期に
はＢの２倍の組成を有する共重合ポリマが得られるが全
体の重合率が１００％付近ではＡのモノマが殆ど残って
いないため、Ｂのホモポリマに近いものが得られる。

【００３０】これらの反応生成物の組成は、各モノマの
反応性より共重合の理論計算によって算出することもで
きるし、反応中の反応液から経時的に生成ポリマを抽出
し、元素分析、赤外線吸収スペクトル、核磁気共鳴スペ
クトルなどの通常の手法により経時的に得られたポリマ
組成を分析することによっても確認することができる。
また、反応中に反応液中の未反応モノマをガスクロマト
グラフィー、高速液体クロマトグラフィーによって定量
し、これより重合した量を計算することによって、経時
的に得られるポリマの組成を確認することもできる。

【００３１】本発明の半透膜は、耐汚染性ポリマとし
て、抗血栓性ポリマを用いることにより、医療用として
好ましく用いることができる。

【００３２】抗血栓性とは、材料表面と血液が直接接触
した場合に起こる血栓形成を抑制する性質のことであ
り、抗血栓性材料とはタンパク質や、血小板の付着すな
わち汚染を抑制する材料のことである。このような抗血
栓性材料としても、本発明の親水性、疎水性からなる耐
汚染性ポリマ組成物は好んで用いられる。この場合、成
膜後の血液接触面がガラス板に対して、血小板の付着が
少ないものが本発明での「抗血栓性ポリマ」に該当す
る。ここでの基準ガラス板にはマツナミのカバーガラス
を用いた。抗血栓性の評価方法としては血液と接触した
後の材料表面上の血小板、白血球、赤血球の量、変形状
態を走査型電子顕微鏡観察（ＳＥＭ）で観察する方法は
よく知られている。

【００３３】また、中空糸膜の形態で血液を中空糸内部
に流す場合には血液凝固によって流路が詰まることによ
って起こる膜入口、出口の差圧の上昇、もしくは血液が
流れなくなるまでの時間を測定することによって評価で
きる。膜が抗血栓性を有しているかどうかは、その膜を
構成する疎水性成分のみからなる膜の抗血栓性との比較
により判断される。

【００３４】成膜原液の溶媒としては、ポリマ組成物を
溶解しうる溶媒は、すべて使用可能であり、たとえばジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル
アセトアミド、Ｎ−メチルピロリドンなどが好ましく用
いられる。またこれらの交互混合物などを使用すること
も可能である。

【００３５】これらの溶媒に溶解した共重合体は製膜す
る事によって使用することができる。これらの成形方法
は、公知の方法を用いて行うことができる。たとえば平
膜の場合においては、温度および湿度のコントロールさ
れた雰囲気下で、ガラス板上に該製膜原液を流延し、市
販のアプリケータなどで、必要な膜厚に製膜した後、凝
固浴中に浸漬し、凝固脱溶媒を行って、目標の膜を得る
ことができる。

【００３６】人工腎臓、人工肺などによく使用される中
空糸膜においては抗血液凝固薬を使わない、抗血栓性表
面が特に要求されている。次に中空糸膜について詳細に
説明する。

【００３７】紡糸原液を口金から吐出する場合は、なめ
らかな糸状形成と同時に中空繊維形態保持についても十
分考慮しなければならない。安定に吐出するためには原
液の粘度は重要な因子であり、このため、口金温度を調
節して、吐出時の原液粘度を調製することも可能であ
る。通常、工程中で、延伸を行わない場合は、凝固浴で
ほぼ中空繊維の寸法が決定される。目標寸法に比べて大
きな孔径の中空口金を使用する場合には、紡糸原液を一
旦空中へ吐出し、しかる後に凝固欲へ浸漬、凝固させ
る、いわゆる乾湿式紡糸法は有効な手段である。

【００３８】中空繊維系保持のためには、中空繊維の内
部に液体を注入することが行われる。注入される液体と
しては、たとえば、該紡糸原液の溶媒および水や（多
価）アルコールなどの凝固剤あるいはこれらの混合物、
あるいは該共重合体やそれとの混合物の非溶媒であるよ
うな疎水性の液体、たとえば、ｎ−オクタン、流動パラ
フィンなどの脂肪族炭化水素、ミリスチン酸イソプロピ
ルの様な脂肪酸エステルなども使用できる。

【００３９】また、吐出糸が空中での温度変化によって
ゲル化したり、凝固によって速やかに強固な構造を形成
する場合には、自己吸引や圧入によって、窒素ガスや空
気などの不活性気体を用いることができる。このような
気体注入法は工程上からも非常に有利な方法である。温
度変化によってゲル化をおこすような原液系の場合に
は、乾式部分において冷風を吹き付け、ゲル化を促進さ
せることができる。

【００４０】凝固浴は通常、水や（多価）アルコールな
どの凝固剤、または紡糸原液を構成している溶媒との混
合物からなる。凝固浴の組成はその凝固性によって、紡
糸安定性や中空繊維の膜構造に影響する。紡糸原液に対
して凝固性が高い場合には、中空繊維の膜部分に巨大ボ
イドが生成する。また凝固性が低くなると中空繊維形態
の保持が困難になるため、原液特性とも併せて、適切な
組成にすることが好ましい。凝固浴の温度はその凝固性
を大きく支配し、膜の透過性にも重大な要因となってい
る。すなわち浴の温度が高くなると透過性は大きくな
る。このため、目標の透過性能に対し、前記の凝固浴組
成と適切な条件で組み合わされる。

【００４１】凝固後、十分な水洗を行ってから、含水状
態中空糸が乾燥によって、その膜構造を破壊されるのを
防ぐため、膜構造内部の水をグリセリンあるいはエチレ
ングリコールなどに置換する。さらに必要に応じて、グ
リセリン水溶液などを用いて熱処理を施し、寸法安定性
を付与することもできる。

【００４２】中空糸膜の表面形態は、このような紡糸操
作条件を適宜選択することによって、変えることができ
るが、使用するポリマ原液が不均一なものでは、凝固が
不均一になり、膜構造も不均一になる。特に、紡糸原液
に親水性成分、疎水性成分からなる耐汚染性ポリマと疎
水性の非耐汚染性ポリマを用いた場合には通常相溶性が
悪く、膜表面も不均一な構造になってしまうが、本発明
のポリマ組成物からなる耐汚染性ポリマと非耐汚染性ポ
リマを用いた耐汚染性半透膜は耐汚染性ポリマと非耐汚
染性ポリマとの相溶性が良いために、均一な表面構造が
容易に得られる。表面構造の形態は、走査型電子顕微鏡
（ＳＥＭ）で観察できるが、数１００オングストローム
の大きさの表面状態を議論する場合には、膜に対する金
属の種類、蒸着条件を十分考慮しないと、蒸着物質自体
の構造を観察することになる。本発明の観察では、蒸着
物質に白金−パラジウムを用い、蒸着厚みが１００オン
グストローム以下になるようにした。

【００４３】非相溶性のポリマをブレンドして膜を作成
する場合、成膜条件によってはいずれかの成分を液接触
面に選択的に濃縮させることができる。ただし、通常親
水性成分、疎水性成分からなる耐汚染性ポリマと疎水性
の非耐汚染性ポリマを用いた場合には相分離が大きすぎ
て、耐汚染性物質が溶出してしまう危険性があり、この
ようなものは、医療用として使用することはできない
が、本発明の耐汚染性半透膜は疎水性の高い耐汚染性ポ
リマと疎水性の非耐汚染性ポリマの親和性が高いためそ
のような問題はない。

【００４４】本発明でいう液接触面とは、液と接触する
面から２０ｎｍ以下の領域であり、この領域での耐汚染
性成分濃度の測定はＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）およ
び、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって確認で
きる。

【００４５】このような材料は、タンパク質の濃縮、液
の無菌化、排水処理等の濾過分離膜に用いられ、特に血
液や体液あるいは生体組織と直接接触する医療材料とし
て、有用に用いられることができ、たとえば創傷保護
材、人工腎臓あるいは人工肺などの膜材料、薬剤の固定
化あるいは徐放化基膜などとして特に優れた性能を発揮
するものである。

【００４６】以下、実施例によってさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例により限定されるものでは
ない。

【００４７】

【実施例】

実施例１メトキシポリエチレングリコールメタクリレート”Ｍ９
００Ｇ”（エチレンオキサイド部分の平均重合度９０、
重量平均分子量４０６０、新中村化学工業（株）製、以
下Ｍ９００Ｇと略記）４８．５重量部をジメチルスルホ
キシド（以下ＤＭＳＯと略記）３４３重量部に溶解した
後、アクリロニトリル（以下ＡＮと略記）１１３部と
２，２’−アゾビス−２，４−ジメチルバレロニトリル
（以下ＡＤＶＮと略記）０．２４８重量部を加えて、窒
素雰囲気下の密閉容器内で４１℃、４８時間の条件にて
ラジカル重合を行った。重合後４リットルのメタノール
中で残留モノマを抽出し、これを６回繰り返した後に３
０℃で４８時間真空状態で乾燥させて、耐汚染性ポリマ
組成物を得た。

【００４８】この組成物は炭素、窒素、水素の元素分析
によって平均のＭ９００Ｇ含有量が３０重量％であるこ
とが確かめられた。また、高速液体クロマトグラフィー
によって、重合中の各モノマの反応性を測定し、また、
重合中のポリマ成分の組成を元素分析で経時的に測定す
ることにより、ＰＡＮ成分の含有割合において、少なく
とも５０重量％〜９５重量％の分布を有するポリマ混合
物からなる組成物が合成されていることを確認した。

【００４９】この共重合体ポリマ組成物１００部と、公
知の方法によってＡＮをＤＭＳＯ中で重合したポリスチ
レン換算のＧＰＣ法による重量平均分子量が６０万のポ
リアクリロニトリル６６部とジメチルスルホキシド９４
０部とを混合し、１０３℃で１６時間撹拌し紡糸原液を
調製した。紡糸原液は肉眼で透明であった。

【００５０】得られた紡糸原液を外径／内径＝０．６／
０．３ｍｍφの環状スリット型中空口金から、１．１６
ｇ／ｍｉｎの割合で、空気中に吐出した。同時に中空内
部には窒素ガスを６８ｍｍＡｑの圧力で注入した。凝固
浴には３１℃の水を用いた。得られた中空糸のポリマ中
に含まれるＭ９００Ｇ単位の量は１８重量％であった。
該中空糸膜の内径／膜厚は３０６／３４μｍで、透水性
は１００ｍｌ／ｈｒ・ｍｍＨｇ・ｍ²、牛血漿での透水
性は９．４ｍｌ／ｈｒ・ｍｍＨｇ・ｍ²、アルブミンの
リークは認められなかった。

【００５１】中空糸の内表面を血液接触面とし、Ｘ線光
電子分光法（ＸＰＳ）で表面から推定約５ｎｍの深さの
酸素、炭素、窒素の含有量を分析した。この結果より、
本実施例の化学構造から、表面の耐汚染性組成物中の親
水性成分であるＭ９００Ｇ成分の含有量を計算すると４
５重量％であり、平均濃度の１８重量％に比べて、非常
に高い値であった。

【００５２】また、２次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）
によって、表面から深さ方向における炭素、酸素イオン
の濃度を測定することにより、図１のようなＭ９００Ｇ
の濃度変化を得た。４０ｎｍ付近ではそれ以下の濃度よ
りもＭ９００Ｇ濃度は低いが、２０ｎｍよりも内表面に
近い領域では著しくＭ９００Ｇ濃度が高く、耐汚染性組
成物がこの近傍に濃縮されていた。

【００５３】また、膜内表面形態をＳＥＭで観察したと
ころ、粒子状の構造単位の大きさは平均約４００オング
ストロームであり、非常に平滑な表面であった。

【００５４】本実施例の膜を用いて、公知の方法で膜面
積０．２５ｍ²の血液瀘過膜モジュールを作成し、犬で
の血液体外循環試験を行ったところ、抗凝固剤を使用せ
ずに、実験時間８時間に血液凝固による膜閉塞は起こら
ず安定して循環できた。実験後の膜表面をＳＥＭで観察
したところ、膜表面での血小板付着は観察されず、優れ
た抗血栓性を示した。

【００５５】実施例２Ｍ９００Ｇ２９部をＤＭＳＯ３４３部に溶解した後、Ａ
Ｎ１３２．５部とＡＤＶＮ０．２４８部を加えて、実施
例１と同方法でＭ９００Ｇ含有量が１８重量％のポリマ
組成物を得た。

【００５６】このポリマ組成物１５０部とジメチルスル
ホキシド８５０部とを混合し、９５℃で１６時間撹拌し
紡糸原液を調製した。紡糸原液は肉眼では透明であっ
た。

【００５７】得られた紡糸原液を外径／内径＝０．６／
０．３ｍｍφの環状スリット型中空口金から、１．２ｇ
／ｍｉｎの割合で、空気中に吐出した。同時に中空内部
には窒素ガスを７４ｍｍＡｑの圧力で注入した。該中空
糸膜の内径／膜厚は３２８／１２７μｍで、透水性は５
０ｍｌ／ｈｒ・ｍｍＨｇ・ｍ²、牛血漿での透水性は
８．２ｍｌ／ｈｒ・ｍｍＨｇ・ｍ²であり、アルブミン
のリークは認められなかった。

【００５８】実施例１と同様にＳＩＭＳによって内表面
からのＭ９００Ｇ濃度変化を調べたところ、実施例１の
ようにＭ９００Ｇが著しく内表面に凝集された構造では
ないものの、緩やかに表面にＭ９００Ｇ濃度の高い成分
が凝集していた。図２に、ＳＩＭＳによるＭ９００Ｇの
濃度変化の結果を示した。

【００５９】比較例１組成の均一な共重合ポリマの合成を行い、比較を行っ
た。このポリマの重合法は、Ｍ９００Ｇ２７重量部をＤ
ＭＳＯ８３８重量部に溶解した後、ＡＮ１４３重量部と
ＡＤＶＮ０．３重量部を加えて窒素雰囲気下の密閉容
器内で４１℃、４時間の条件にてラジカル重合を行っ
た。重合後４リットルの水中で再沈し、その後残留モノ
マ成分を４リットルのメタノールで５回抽出した後に３
０℃で４８時間真空状態で乾燥させて、抗血栓性ポリマ
組成物を得た。

【００６０】この共重合体ポリマ組成物１００部と、公
知の方法によってＡＮをＤＭＳＯ中で重合したポリスチ
レン換算のＧＰＣ法による重量平均分子量が６０万のポ
リアクリロニトリル６６部とジメチルスルホキシド９４
０部とを混合し、１０３℃で１６時間撹拌し紡糸原液を
調製した。紡糸原液では肉眼で相分離とわかるムラが認
められた。

【００６１】得られた紡糸原液を外径／内径＝０．６／
０．３ｍｍφの環状スリット型中空口金から、１．２ｇ
／ｍｉｎの割合で、空気中に吐出した。同時に中空内部
には窒素ガスを７４ｍｍＡｑの圧力で注入した。該中空
糸膜の内径／膜厚は３１８／３０μｍで、透水性は５１
ｍｌ／ｈｒ・ｍｍＨｇ・ｍ²、牛血漿での透水性は１２
ｍｌ／ｈｒ・ｍｍＨｇ・ｍ²であり、アルブミンのリー
クは認められなかった。

【００６２】膜内表面形態をＳＥＭで観察したところ、
粒子状の構造単位の大きさは平均約２０００オングスト
ロームであり、非常に荒い表面であった。

【００６３】本実施例の膜を用いて、公知の方法で膜面
積０．２５ｍ²の血液瀘過膜モジュールを作成し、抗凝
固剤を使用せずに犬での血液体外循環試験を行ったとこ
ろ、４時間以内に血液凝固による膜閉塞は起こり、循環
不能になった。

【００６４】

【発明の効果】本発明により、耐汚染性素材と、膜強度
保持材等の非耐汚染性材料との親和性が改善されて、液
接触面に耐汚染性成分が濃縮される耐汚染性に優れたポ
リマ組成物からなる半透膜を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１において得られた膜表面のＭ
９００Ｇの濃度変化を示す図面である。

【図２】本発明の実施例２において得られた膜表面のＭ
９００Ｇの濃度変化を示す図面である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寺田良蔵神奈川県鎌倉市手広1111番地東レ株式会社基礎研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】親水性成分と疎水性成分からなる耐汚染性
ポリマを２種以上混合した組成物を少なくとも一つの構
成成分としてなる半透膜であって、該２種以上の耐汚染
性ポリマにおいて、疎水性成分の含有割合の最大値と最
小値の差が５重量％以上であることを特徴とする半透
膜。
【請求項２】請求項１において、非耐汚染性ポリマを一
つの構成成分として含むことを特徴とする半透膜。
【請求項３】耐汚染性ポリマの構成成分モノマとして、
重合度５以上のポリアルキレンオキサイド単位と重合性
炭素−炭素二重結合とを同一分子内に有するモノマが含
まれることを特徴とする請求項１または２記載の半透
膜。