JPH0119929B2 - - Google Patents

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
形体を主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
どの交換膜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
ムを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、シリコーンゴム薄膜の表面に
多くの微細な突条を設けたものなどが特公昭50−
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強度
を有するものが得られず、シリコーン成形体に突
条を設けたものもシリコーンゴム間のブロツキン
グ防止という効果が与えられるにすぎず、したが
つ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強度をもつものが開発さ
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
ぐれ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、これはシリコーンゴム成形体の
表面にシリコーン以外の粉粒体を散在させて、こ
の粉粒体の一部をシリコーン成形体に埋設すると
共に残部が表面より露出するようにし、ついでこ
のシリコーンゴム成形体表面に補強材層を接着固
定させてなることを特徴とするものであり、これ
は特にはこの粉粒体がシリカであることを特徴と
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強度を付与
する方法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
はシリコーンゴム成形品の表面にシリコーン以外
の粉粒体をその一部が埋設され、残部がその表面
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見出し、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
を行なつて、これに補強材を接着したところ、ガ
ス交換膜とし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つて得られるが、ガス交換膜
用ということからこのものは200μm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ンと水
素基含有オルガノポリシロキサンとを白金系触媒
の存在下で付加反応させる低温硬化型のもの、各
種の官能基をもつ２種のオルガノシロキサン、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
つて硬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つてもよく、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酸素透過率、炭酸ガス透過
率がそれぞれ天然ゴムの2200％、1600％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性のすぐ
れた高弾性フイルムとなるし、またある種のブロ
ツ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イルムを与えること
が知られているので、本発明のガス交換膜におい
てもこれらの共重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
成形体は異種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つてその表面の接着
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べきである。
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、ガラスビーズ、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、各種プラスチツク類の粉粒体が挙げ
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粒体を散布し
た金型内にシリコーンゴム組成物を仕込み圧縮成
形すればよい。 本発明のガス交換膜は上記したような方法で表
面処理を行なつて、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
によつて形成されるが、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、たがつてこの補
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ラテツクス、エポキシ樹脂、シ
アノアクリレート樹脂などの適用が好適とされ
る。そして、この補強材層の形成方法としては、
これらの補強材の成形体を適宜の形状、構造と
し、これを表面の接着性の改善されたシリコーン
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、オフセツト印刷、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
能を損なわない範囲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面積の80％以
下、好ましくは50％以下とし、その厚さは0.05〜
１mmの範囲とすることがよい。なお、この補強材
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
の補強効果が著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材層が強固に接
着され、これによつてその引裂き強度、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外的圧力の大きなものであ
つてもその機能が損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を主体とする
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産業用に広く使用す
ることができる。 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封鎖されたジメチ
ルポリシロキサン生ゴム（ビニル基含量0.3モル
％）100重量部に、比表面積が200m²/gのヒユー
ムドシリカ40重量部と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重量
部を加え、これらを混練して得たシリコーンゴム
組成物を押出し成形機で300mm×300mm×0.1mmの
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1gをほぼ均一に散布し、つ
いでこれを180℃、20Kg/cm²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・ニツポラン
3113（日本ポリウレタン社製、商品名）100重量部
と硬化用イソシアネート・コロネートＬ（同社製、
商品名）５重量部との混合物を、ステンレス製の
線状版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５mm、厚さ１mm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。

【表】 (注) ※ 上記した補強材層を設けないもの

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリコーンゴム成形体の表面にシリコーン以
   外の粉粒体を散在させて、この粉粒体の一部をシ
   リコーン成形体中に埋設すると共に残部が表面よ
   り露出するようにし、ついでこのシリコーンゴム
   成形体表面に補強材層を接着固定させてなること
   を特徴とするガス交換膜。 ２ シリコーン以外の粉粒体がシリカである特許
   請求の範囲第１項記載のガス交換膜。