JPS5867302A - ガス交換膜 - 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】 本発明はガス交換膜、特にはシリコーンゴム成形体を」
三体とするガス交換膜に関するものである。

シリコーンゴム成形体が酸素、炭酸ガスなどの透過性に
すぐれたものであることから、人工肺などの交Ｊｐ　ｌ
！！ｉｌ！として有用とされるということはすでによく
知られているところであるが、このシリコーンゴム成形
体は物理的強度、特に引裂き強度が小さいので、これに
ついては例えばシリコーンゴムなナイロン・やポリエス
テルなどの合成繊維網状物に張設したもの、シリコーン
ゴムＭ１摸の表面に多くの微細な突条を設けたものなど
が特公昭５゜−８８７８、実公昭５５−２８７２０とし
、て提案されている。しかし、これらはシリコーンゴム
成形体と合成繊維との接着性がわるいということから充
分なづ・賀度を合するものが得られず、シリコーン成形
体に突条な設けたものもシリコーンゴム間のブロッキン
グ防止という効果が与えられるにすぎず、したがってこ
のシリコーンゴム成形体からなるガス交換膜については
未だ充分な弾度をもつものが即発されていない。

本発明はこのような不利を解決した実用性のすぐわたシ
リコーンゴム成形体からなるガス交換膜に関するもので
、これは表面処理により異種物質との接着性を倒めたシ
リコーンゴム成形体のｓｈに、補強材層を接着固定して
なることを特徴とするものである。

これを説明すると、本発明者らはシリコーンゴム成形体
よりなるガス交換膜に充分なり４ｆ度を付与する方決に
ついて種々検討の結果、これにはシリコーンゴム成形体
に補強材層を接着させることがよく、そのためにはこの
シリコーンゴム成形体と補強材との接着強度を向上させ
るべきであると判断し、これについての研究を進めた結
果、これには例えばシリコーンゴム成形品の表面をビニ
ル基含有シラン化合物または有機酸エステルで処理すが
その表面に露出するように散在させることがよく、これ
によればシリコーンゴム成形品と異種物質とを通常の接
着手段で一体化し得ることを艶出し、この事実にもとづ
いてシリコーンゴム成形体の表面処理を行なって、これ
に補強材を接着したところ、ガス交換膜とｔ７てすぐれ
た物性を示すものが得られることを確認して本発明を完
成させた。

本発明のガス交換膜を構成する主材としてのシリコーン
ゴム成形体は、公知のシリコーンゴム組成物を適宜の条
件下でカレンダー成形、押出し成形、注形成形、圧縮成
形など任意の加工方法で膜状物とすることによって得ら
れるが、ガス交換膜用ということからこのものは２００
μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下の厚さの膜状物と
して成形される。このシリコーンゴム組成物としては、
オルガノポリシロキサンに補強用充填剤としてのシリカ
系微粉末と有機過酸化物を配合した加熱硬化型のもの、
ビニル基含有オルガノポリシロキサの、各種の官能基を
もつ２種のオルガノシロキチン、シラン類を触媒の存在
下で反応させる二液性常温硬化型のもの、さらには空気
中の湿分との反応によって陵化する一液性常温硬化型の
いずれも使用することができるが、このシリコーンゴム
組成物の主体となるオルガノポリシロキサンはポリスチ
レン、ポリ−α−メチルスチレン、ポリウレタン、ブチ
ルゴム、エチレンプロピレンゴムなどとの共重合体また
は混合物であってもよく、その種類に特に制限はない。

なお、この素材としてのシリコーンゴムはそれ自体の酵
素透過率、炭酸ガス透過率がそれぞれ天然ゴムの２２０
０％、１６（）０％であることから、それ単独でガス交
換膜として使用することができるけれども、ポリスチレ
ン、ポリ−α−メチルスチレンとの共重合体も酸素透過
＋１゛のすぐれた直弾性フィルムとなるし、またある種
のブロックポリエーテルポリウレタンとの共重合体は特
に抗血液凝固性にすぐれたフィルムを与えることが知ら
れているので、未発明のガス交換１ｐにおいてもこれら
の共４１合体をその目的に応じ適宜選択使用することが
できる。

しかし、この公知の方法で得られるシリコーン成形体は
異（・１１物質との接着性がほとんどないので、このも
のは表面加工によってその表面の接着性を改善する必要
がある。そして、この処理方法については例えばシリコ
ーンゴム成形品の表面を水酸化ナトリウム水溶液で処理
する方法が知られているが、これは水酸化ナトリウムが
オルガノポリシロキサンの解重合を促す物質で成形体の
物性を低下させるので、この方法は適用されるべきでは
なく、これには本発明者らがさきに開発した前記したビ
ニル基含有シラン、有機チタン酸エステルにより表面処
理する方法、またはシリコーン以外の粉粒体をその表面
に散在させる方法が適用されるヘキである。このシリコ
ーンゴム成形品の表面ニ使用されるビニル基含有シラン
としてはビニルトリス（アルキルパーオキシ）シランが
最適とされるが、これはビニルハロゲノシランまたはビ
ニルアルコキシシランと有機過酸化物との混合物であっ
てもよく、シリコーンゴム成形体の表面処理に当っては
必要に応じこれらを適当な溶剤でうすめてこの表面に塗
布したのち、これを１００〜２５０℃で３分〜３時間熱
処理すればよい。また、この有機チタン酸エステルとし
てはジアルキルビス（トリエタノールアミナイト）チタ
ン、テトラアルキルチタネートなどが例示されるが、こ
れらはオキシラン環含有シラン化合物と併用することも
よく、これによるシリコーンゴム成形体の表面処理は上
記したビニル基含有シランの場合に準じて行なえばよい
。さらにこのシリコーン以外の粉粒体としては例えばシ
リカ、炭酸カルシウム、ガラスピーズ、ガラス繊維、鉄
、アルミニウムなどの金属あるいはこれらを含む合金、
各種プラスチック順の粉粒体が挙げられ、これによるシ
リコーンゴム成形体の表面処理は成形後未硬化のシリコ
ーンゴム成形体表面にこれらを散布してからこのシリコ
ーンゴムを加熱硬化させるか、あるいはこれらの粉わン
体’、ｒ　？ｉｖ布した金型内にシリコーンゴム組成物
るで什込み圧縮成形すればよい。

本発明のガス交換；模は上記したような方法で表面処理
を行なって、その表面の接着性を改善したシリコーンゴ
ム成形体に補強材を接着させることによって形成される
が、本発明の目的物がガス交換膜であることから、この
補強材は補強効果をもつと共に柔軟でな、ければならず
、したがってこの補強材としては例えばポリウレタン樹
脂、ポリウレタンゴム、ＮＢＲラテックス、エポキシ樹
脂、シアノアクリレ−１・松脂などの適用が好適とされ
る。そして、この補強Ｕ’　＋４１の形成方法としては
、これらのＭ強材の成形体を１１宜の形状、構造とし、
これを表面の接Ｎｆ性の改にされたシリコーン成形体の
表面に接着剤を用いて接着すればよいのであるが、これ
はまたこれらの補強材をシリコーン成形体表面に凸版印
刷、平版印刷、スクリーン印刷、オフセット印刷、転写
印刷などの手法で印刷してもよい。この補強材層の大き
さ、厚さなどはシリコーンゴム成形体のガス交換膜とし
ての機能を損なわない範１ノ）］において任意とされる
が、これはシリコーンゴム成形体の全表重粘の８０　ｏ
／ｎν」下、好ましくは５０％以下とし、その厚さは０
０５〜１−の範囲とすることがよい。なお、この補強拐
層の形状は通常シリコーンゴム成形体の全表面に縞状に
、または格子状に配置されるが、これはその補強効果が
層しく低下しないかぎり任意の形状としてもよい。

上記にようにして得られた本発明のガス交換膜はその主
材が薄膜状のシリコーンゴム成形体であることから、酸
素、炭酸ガスなどのガス透過率が高く、これはまたその
表面に補強１層が強固に接着され、これによってその引
裂き強度、引張り強度などが顕著に改良されているので
、この成形体を通過するガス体が力学的圧力の大きなも
のであってもその機能が旧なわれることがなく、これは
さらに人体に無害のシリコーンゴムな主体とするもので
あることから人体に直接使用する医療用から公害ガスの
濃度測定などの届業用に広く使用することかできる。

つぎに本発明の実施例をあげる。

実施例 両末端がジメチルビニル基で到釦されたジメチルポリシ
ロキサン生ゴム（ビニル基含量０．３モル％）１００重
団部に、比表面積が２００ｒｒ？／ｆのヒユームドシリ
カ４０車散部と２．５−ジメチル−２，５ビス（ｔ−ブ
チルパーオキシ）ヘキサン０．８シートとして部出しし
たのちこの一面に平均粒径が１５μｍの活性シリカ１ｙ
−をほぼ均一に散布し、ついでこれを１８０℃、２０Ｋ
Ｐ／ｃａ？の条件下に５分間加圧し、さらに２００　℃
の乾燥機で１時間後加硫したところ、シリカ粒子の一部
がシート中に埋没し、残部がシート表面に露出している
シリコーンゴム成形体が得られた。

つぎにこのシリコーンゴム成形体のシリカが散在する面
に、結晶性ウレタン樹脂・ニラボラン３１１３（日本ポ
リウレタン社製、商品名）１００重一部と硬化用インシ
アネート・コロネー）Ｌ（同社製、商品名）５Ｍｒ帛部
との混合物を、ステンレス製の線状板を用いてスクリー
ン印刷し、このシリコーン成形体の面上に巾５　ｍｍ　
、厚さ１　ｍｍの補強材層を５０ｍｍ間隔に設けたガス
交換膜を作り、これについてその性状をしらべたところ
、つぎの結果が得られた。

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Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　表面処理により異種物質との接着性を高めたシリコ
   ーンゴム成形体の表面に、補強材層を接着１ノ・１定し
   てなることを特徴にするガス交換膜。