JP2622629B2 - 中空糸膜の製法 - Google Patents
中空糸膜の製法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、人工肺等に於けるガス
交換或いは酸素富化等に於けるガス分離などに用いられ
る中空糸膜を簡便に、且つ、効率よく製造する方法に関
する。
交換或いは酸素富化等に於けるガス分離などに用いられ
る中空糸膜を簡便に、且つ、効率よく製造する方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】熱可塑性樹脂からなる中空糸の管壁に多
数の微細孔が形成された多孔質中空糸膜は、例えば、水
処理等に於ける瀘過膜、血漿分離等に於ける分離膜或い
は人工肺等に於けるガス分離膜など各種技術分野に於い
て利用されている。多孔質中空糸膜の製法としては、例
えば、易溶解性物質を混合分散した樹脂を中空糸に成形
した後、溶媒により易溶解性物質を溶解除去して管壁に
多数の微細孔を形成する方法或いは熱可塑性の結晶性樹
脂を中空糸とし、これを熱処理した後延伸することによ
り、管壁に多数の微細孔を形成する方法などがよく知ら
れている。
数の微細孔が形成された多孔質中空糸膜は、例えば、水
処理等に於ける瀘過膜、血漿分離等に於ける分離膜或い
は人工肺等に於けるガス分離膜など各種技術分野に於い
て利用されている。多孔質中空糸膜の製法としては、例
えば、易溶解性物質を混合分散した樹脂を中空糸に成形
した後、溶媒により易溶解性物質を溶解除去して管壁に
多数の微細孔を形成する方法或いは熱可塑性の結晶性樹
脂を中空糸とし、これを熱処理した後延伸することによ
り、管壁に多数の微細孔を形成する方法などがよく知ら
れている。
【０００３】種々の中空糸膜の中で、人工肺用のガス交
換膜として、ポリプロピレンからなる多孔質中空糸膜が
よく知られている。それらのポリプロピレン製多孔質中
空糸膜は、その微細孔が、透過する気体分子に比して著
しく大きいため、気体は体積流として微細孔を透過す
る。又、人工肺用のがす交換膜としては、均等膜もよく
知られており、透過する気体分子が膜に溶解、拡散する
ことによってガスの移動が行われる。その代表的なもの
にポリジメチルシロキサンゴムからなる均等膜があり、
製品化されている。更に、膜素材の持つ気体の種類によ
る分離度の差を利用したガス分離膜もあり、これらは極
めて複雑な湿式紡糸法により製造されている。
換膜として、ポリプロピレンからなる多孔質中空糸膜が
よく知られている。それらのポリプロピレン製多孔質中
空糸膜は、その微細孔が、透過する気体分子に比して著
しく大きいため、気体は体積流として微細孔を透過す
る。又、人工肺用のがす交換膜としては、均等膜もよく
知られており、透過する気体分子が膜に溶解、拡散する
ことによってガスの移動が行われる。その代表的なもの
にポリジメチルシロキサンゴムからなる均等膜があり、
製品化されている。更に、膜素材の持つ気体の種類によ
る分離度の差を利用したガス分離膜もあり、これらは極
めて複雑な湿式紡糸法により製造されている。
【０００４】
【発明の解決すべき課題】開心術の際等に応用される人
工肺として、多孔質中空糸膜を用いた膜型人工肺が広く
普及している。これらの多孔質中空糸膜を用いた人工肺
は、開心術時のように比較的短時間の使用では全く問題
なく使用されている。したし、肺不全の治療のように人
工肺の使用が長期に渡る場合は、その管壁の微細孔から
血漿が漏洩するという問題がある。
工肺として、多孔質中空糸膜を用いた膜型人工肺が広く
普及している。これらの多孔質中空糸膜を用いた人工肺
は、開心術時のように比較的短時間の使用では全く問題
なく使用されている。したし、肺不全の治療のように人
工肺の使用が長期に渡る場合は、その管壁の微細孔から
血漿が漏洩するという問題がある。
【０００５】又、膜素材の持つ気体の種類による分離度
の差を利用したガス分離膜は、そのガス分離効率を上げ
るため、ガス分離を行う層を可能な限り薄くする必要が
あり、且つ、機械的強度を維持する必要もあり、多孔質
層（コア層）と緻密層（スキン層）とが必要となる。そ
のような膜を製造するためには、複雑な工程及び複雑な
条件による湿式紡糸法を採用しなければならない。
の差を利用したガス分離膜は、そのガス分離効率を上げ
るため、ガス分離を行う層を可能な限り薄くする必要が
あり、且つ、機械的強度を維持する必要もあり、多孔質
層（コア層）と緻密層（スキン層）とが必要となる。そ
のような膜を製造するためには、複雑な工程及び複雑な
条件による湿式紡糸法を採用しなければならない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の中空糸膜の製法
は、中空糸を延伸することにより管壁に多数の微細孔を
形成する工程を含む中空糸膜の製法に於いて、ポリプロ
ピレン単独からなる層とエチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体またはエチ
レン−酢酸ビニ共重合体からなる層との複層構造の中空
糸を延伸することにより多孔化し多孔質層と無孔層とか
らなる複層の中空糸膜とすることを特徴とする。この製
法により、ポリプロピレン単独の層は多孔化し、エチレ
ン−プロピレン共重合体等の共重合体層は無孔層とな
り、複層の中空糸膜が形成される。
は、中空糸を延伸することにより管壁に多数の微細孔を
形成する工程を含む中空糸膜の製法に於いて、ポリプロ
ピレン単独からなる層とエチレン−プロピレン共重合
体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体またはエチ
レン−酢酸ビニ共重合体からなる層との複層構造の中空
糸を延伸することにより多孔化し多孔質層と無孔層とか
らなる複層の中空糸膜とすることを特徴とする。この製
法により、ポリプロピレン単独の層は多孔化し、エチレ
ン−プロピレン共重合体等の共重合体層は無孔層とな
り、複層の中空糸膜が形成される。
【０００７】本発明は、延伸法により多孔質中空糸膜を
製造する場合、原中空糸の結晶化度が、多孔質膜の空孔
率或いは微細孔の形状、大きさ等に強く影響を及ぼすと
いう知見に基づいている。即ち、同一延伸条件に於い
て、結晶化度の高い重合体からなる層は、結晶化度の低
い重合体からなる層に比し、平均孔径或いは空孔率等が
大となる。この観点から、結晶化度の高い単独重合体か
らなる層と、結晶化度の低い共重合体からなる層との複
層構造の中空糸としたものである。このような原中空糸
を延伸すれば、ポリプロピレン単独からなる層は通常の
多孔質層となり、エチレン−プロピレン共重合体等の共
重合体からなる層は無孔の層となる。無孔の層は可能な
限り薄いものが好ましく、０．１〜２０ｕ、更には０．
１〜１０ｕの範囲が望ましい。
製造する場合、原中空糸の結晶化度が、多孔質膜の空孔
率或いは微細孔の形状、大きさ等に強く影響を及ぼすと
いう知見に基づいている。即ち、同一延伸条件に於い
て、結晶化度の高い重合体からなる層は、結晶化度の低
い重合体からなる層に比し、平均孔径或いは空孔率等が
大となる。この観点から、結晶化度の高い単独重合体か
らなる層と、結晶化度の低い共重合体からなる層との複
層構造の中空糸としたものである。このような原中空糸
を延伸すれば、ポリプロピレン単独からなる層は通常の
多孔質層となり、エチレン−プロピレン共重合体等の共
重合体からなる層は無孔の層となる。無孔の層は可能な
限り薄いものが好ましく、０．１〜２０ｕ、更には０．
１〜１０ｕの範囲が望ましい。
【０００８】中空糸膜を形成する素材として使用される
ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−アクリル酸エステル共重合体およびエチレン−酢
酸ビニ共重合体の分子量は、紡糸可能であれば特に限定
はされないが、原中空糸の紡糸効率、生産性等を考慮す
ると、例えば、ポリプロピレンの場合、メルトフローイ
ンデックスで表して０．５〜４０ｇ／１０分程度のもの
が好ましい。
ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチ
レン−アクリル酸エステル共重合体およびエチレン−酢
酸ビニ共重合体の分子量は、紡糸可能であれば特に限定
はされないが、原中空糸の紡糸効率、生産性等を考慮す
ると、例えば、ポリプロピレンの場合、メルトフローイ
ンデックスで表して０．５〜４０ｇ／１０分程度のもの
が好ましい。
【０００９】プロピレンの単独重合体は通常結晶性の高
い重合体であり、共重合体等の手段によりその結晶性は
低下する。この樹脂本来の結晶性を、紡糸温度、引取速
度、ドラフト等の紡糸条件によって、多孔質構造に大き
な相違を生ずるほどに、中空糸の管壁方向に大きく変化
させることは不可能である。本発明では、ポリプロピレ
ン単独からなる層とエチレン−プロピレン共重合体等の
共重合体からなる層との複層構造の中空糸とすることに
より、管壁方向に結晶性が大きく異なる中空糸を容易に
得ることができる。
い重合体であり、共重合体等の手段によりその結晶性は
低下する。この樹脂本来の結晶性を、紡糸温度、引取速
度、ドラフト等の紡糸条件によって、多孔質構造に大き
な相違を生ずるほどに、中空糸の管壁方向に大きく変化
させることは不可能である。本発明では、ポリプロピレ
ン単独からなる層とエチレン−プロピレン共重合体等の
共重合体からなる層との複層構造の中空糸とすることに
より、管壁方向に結晶性が大きく異なる中空糸を容易に
得ることができる。
【００１０】原中空糸は従来公知の方法によって製造で
きる。望ましい構造の中空糸膜を得るための紡糸温度は
ポリプロピレンでは通常１７０〜３００℃、好ましくは
１９０〜２７０℃の範囲であり、それらの共重合体であ
るエチレン−プロピレン共重合体等もほぼ同一の温度範
囲或いはやや低い温度範囲で紡糸できる。
きる。望ましい構造の中空糸膜を得るための紡糸温度は
ポリプロピレンでは通常１７０〜３００℃、好ましくは
１９０〜２７０℃の範囲であり、それらの共重合体であ
るエチレン−プロピレン共重合体等もほぼ同一の温度範
囲或いはやや低い温度範囲で紡糸できる。
【００１１】複層構造は２層或いはそれ以上の多層構造
であればよく、又、層暑さの比も特に限定されるもので
はなく、目的、適用分野等によって適宜決めればよい。
であればよく、又、層暑さの比も特に限定されるもので
はなく、目的、適用分野等によって適宜決めればよい。
【００１２】原中空糸を延伸する方法としては、特定の
温度範囲で一段又は多段延伸する方法、例えば、室温近
傍で延伸した後、重合体の融点より数℃〜十数℃低い温
度範囲、ポリプロピレンでは１４０〜１５０℃の温度で
更に延伸する方法或いは特定の温度範囲、特定の延伸歪
速度で延伸する方法などを挙げることができる。目標と
する多孔質層の孔径、空孔率或いは無孔層の状態を考慮
して適宜条件を設定すればよい。
温度範囲で一段又は多段延伸する方法、例えば、室温近
傍で延伸した後、重合体の融点より数℃〜十数℃低い温
度範囲、ポリプロピレンでは１４０〜１５０℃の温度で
更に延伸する方法或いは特定の温度範囲、特定の延伸歪
速度で延伸する方法などを挙げることができる。目標と
する多孔質層の孔径、空孔率或いは無孔層の状態を考慮
して適宜条件を設定すればよい。
【００１３】延伸歪速度が小さくなると微細孔の孔径及
び空孔率は大となる。好ましい範囲の孔径及び空孔率の
中空糸膜を得るためには、延伸歪速度は２０％／分以
下、好ましくは１５％／分以下、更に好ましくは１２％
／分以下程度が好ましい。又、延伸前に原中空糸を、ポ
リプロピレンでは１００〜１５５℃程度の温度範囲で熱
処理することも好ましい。更に、延伸後、１００〜１５
０℃程度の温度範囲で、中空糸に張力を加えたまま、熱
固定処理することも好ましい。
び空孔率は大となる。好ましい範囲の孔径及び空孔率の
中空糸膜を得るためには、延伸歪速度は２０％／分以
下、好ましくは１５％／分以下、更に好ましくは１２％
／分以下程度が好ましい。又、延伸前に原中空糸を、ポ
リプロピレンでは１００〜１５５℃程度の温度範囲で熱
処理することも好ましい。更に、延伸後、１００〜１５
０℃程度の温度範囲で、中空糸に張力を加えたまま、熱
固定処理することも好ましい。
【００１４】上記の方法によって得られる中空糸膜の、
多孔質層の空孔率は、優れたガス交換能或いはガス分離
能を実現するためには大であることが好ましい。空孔率
は実用的な延伸倍率の範囲内では延伸倍率に比例して大
きくなる。延伸倍率としては５０〜４００％、好ましく
は２００〜３００％程度が好適であり、それらの延伸倍
率に対応した空孔率は３０〜８０％及び６０〜７５％程
度となる。延伸倍率が４００％を越えて大であると、得
られる中空糸の糸径が細くなったり、孔径が寧ろ小さく
なったりして好ましくない。
多孔質層の空孔率は、優れたガス交換能或いはガス分離
能を実現するためには大であることが好ましい。空孔率
は実用的な延伸倍率の範囲内では延伸倍率に比例して大
きくなる。延伸倍率としては５０〜４００％、好ましく
は２００〜３００％程度が好適であり、それらの延伸倍
率に対応した空孔率は３０〜８０％及び６０〜７５％程
度となる。延伸倍率が４００％を越えて大であると、得
られる中空糸の糸径が細くなったり、孔径が寧ろ小さく
なったりして好ましくない。
【００１５】
【実施例】以下に本発明を実施例によって詳しく説明す
る。 実施例１ 直径３３ｍｍ、内径２７ｍｍの気体供給管を備えた中空
糸製造用２層ノズルを使用し、ポリプロピレン単独重合
体〔宇部興産株式会社製、ＭＦＩ＝９ｇ／１０分、密度
＝０．９０７ｇ／ｃｍ3 〕を内層とし、エチレン−プロ
ピレン共重合体〔宇部興産株式会社製、ＭＦＩ＝９ｇ／
１０分、密度＝０．９００ｇ／ｃｍ3 〕を外層とし、内
層と外層との暑さの比を１：９として、紡糸温度２００
℃、引取速度１１６ｍ／分で紡糸し、内径２３０μ、外
径３５０μの原中空糸を得た。この原中空糸を１３５℃
の空気加熱槽中で１分間熱処理した後、１３５℃、歪速
度１１．８％／分の条件で初期長さに対して３００％延
伸し、延伸状態を保ったまま１５０℃の加熱空気槽内で
２分間熱処理した。得られた中空糸膜の外表面側６μの
厚さは無孔であり、それ以外の部分は多孔質となってい
た。多孔質層の平均孔径は８０μ、空孔率は６５％であ
った。
る。 実施例１ 直径３３ｍｍ、内径２７ｍｍの気体供給管を備えた中空
糸製造用２層ノズルを使用し、ポリプロピレン単独重合
体〔宇部興産株式会社製、ＭＦＩ＝９ｇ／１０分、密度
＝０．９０７ｇ／ｃｍ3 〕を内層とし、エチレン−プロ
ピレン共重合体〔宇部興産株式会社製、ＭＦＩ＝９ｇ／
１０分、密度＝０．９００ｇ／ｃｍ3 〕を外層とし、内
層と外層との暑さの比を１：９として、紡糸温度２００
℃、引取速度１１６ｍ／分で紡糸し、内径２３０μ、外
径３５０μの原中空糸を得た。この原中空糸を１３５℃
の空気加熱槽中で１分間熱処理した後、１３５℃、歪速
度１１．８％／分の条件で初期長さに対して３００％延
伸し、延伸状態を保ったまま１５０℃の加熱空気槽内で
２分間熱処理した。得られた中空糸膜の外表面側６μの
厚さは無孔であり、それ以外の部分は多孔質となってい
た。多孔質層の平均孔径は８０μ、空孔率は６５％であ
った。
【００１６】
【発明の効果】本発明の中空糸膜の製法によれば、原中
空糸を、単独重合体からなる層と共重合体からなる槽と
の複層構造とし、この複層の原中空糸を延伸するという
極めて簡便な方法により、多孔質層と無孔層との複層構
造からなる中空糸膜を得ることができる。得られた複層
の中空糸膜は、人工肺等に用いるガス交換膜或いは酸素
富化等に用いるガス交換膜として極めて有用である。
空糸を、単独重合体からなる層と共重合体からなる槽と
の複層構造とし、この複層の原中空糸を延伸するという
極めて簡便な方法により、多孔質層と無孔層との複層構
造からなる中空糸膜を得ることができる。得られた複層
の中空糸膜は、人工肺等に用いるガス交換膜或いは酸素
富化等に用いるガス交換膜として極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｄ０１Ｆ 8/06 Ｄ０１Ｆ 8/06
Claims (1)
- 【請求項１】中空糸を延伸することにより管壁に多数の
微細孔を形成する工程を含む中空糸膜の製法に於いて、
ポリプロピレン単独からなる層とエチレン−プロピレン
共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体また
はエチレン−酢酸ビニ共重合体からなる層との複層構造
の中空糸を延伸することにより多孔化し多孔質層と無孔
層とからなる複層の中空糸膜とすることを特徴とする中
空糸膜の製法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130790A JP2622629B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 中空糸膜の製法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130790A JP2622629B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 中空糸膜の製法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760081A JPH0760081A (ja) | 1995-03-07 |
| JP2622629B2 true JP2622629B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=15042751
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3130790A Expired - Fee Related JP2622629B2 (ja) | 1991-03-22 | 1991-03-22 | 中空糸膜の製法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2622629B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1852743A1 (en) | 2006-05-01 | 2007-11-07 | FUJIFILM Corporation | Method for manufacturing photosensitive resin composition and relief pattern using the same |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4778410B2 (ja) * | 2006-12-15 | 2011-09-21 | 三菱レイヨン株式会社 | 脱気用複合中空糸膜 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60139815A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-24 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 複合中空糸及びその製造方法 |
| JPS60261510A (ja) * | 1984-06-11 | 1985-12-24 | Nippon Soken Inc | 積層型中空糸の製造方法 |
| JPH01127023A (ja) * | 1987-11-10 | 1989-05-19 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 複合中空繊維状膜 |
| JP2855332B2 (ja) * | 1988-12-19 | 1999-02-10 | 三菱レイヨン株式会社 | 複合中空糸膜 |
| JP2818767B2 (ja) * | 1989-04-07 | 1998-10-30 | 三菱レイヨン株式会社 | 複合中空糸膜 |
| JPH03169330A (ja) * | 1989-11-30 | 1991-07-23 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | 複合膜 |
-
1991
- 1991-03-22 JP JP3130790A patent/JP2622629B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1852743A1 (en) | 2006-05-01 | 2007-11-07 | FUJIFILM Corporation | Method for manufacturing photosensitive resin composition and relief pattern using the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0760081A (ja) | 1995-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |