JPH0570493B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 （技術分野） 本発明は、親水性多孔質膜、その製造方法およ
びこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置に関
するものである。詳しく述べると本発明は、使用
時における寸法安定性、強度等に優れ膜性能の低
下の少ない親水性多孔質膜、その製造方法および
この親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置に関す
るものである。 （発明の背景） 高分子多孔質膜を利用した濾過、透析等の物質
分離は、操作性、経済性等の利点より多くの分野
で応用されている。一般に、水溶液、血液等の水
性媒体系で行なわれる分離においては、親水性多
孔質膜を用いるかあるいは疎水性多孔質膜を親水
化処理した後に用いている。 親水性多孔質膜としては、高い透水性を有する
セルロース誘導体、特に酢酸セルロースの多孔質
膜が一般的なものであるが、このようなセルロー
ス誘導体は、酸、アルカリおよび有機溶剤等に対
する耐性の面で劣つており、また熱や圧力等によ
り容易に変形する等の欠点を有しているためその
使用条件範囲は大幅に限定されるものであつた。
さらにセルロース誘導体は水と接触すると膨潤
し、該多孔質膜を装置中に組込んで使用した際、
これにより多孔質膜の変形、膜表面のシワの形成
などが発生した該装置中における流路が阻害さ
れ、チヤシネリング現象等が生じてしまい、膜性
能が十分に生かされない虞れがあつた。加えて、
血漿分離等の生医学分野に適用された場合酢酸セ
ルロース膜は液体内の補体系を活性化してしまい
生体適合性の面でも問題のあるものであつた。 これに対して疎水性多孔質膜は、一般に疎水性
高分子の有する優れた強度、耐薬剤性等の優れた
物性を享受しており、水にも膨潤しないので上記
のごとき問題も生じないが、一般的な濾過条件
（例えば濾過圧１Kg／cm²以下）においては多孔質
膜の連通孔に水を透過させることはできずこのた
めに膜孔表面を親水化処理する必要がある。この
ような親水化処理方法としては、有機溶媒、例え
ばエタノール等のアルコールに該疎水性多孔質膜
を浸漬した後、水で置換するといつた有機溶媒−
水置換法あるいはグリセリン、ポリビニルアルコ
ール等の界面活性剤ないし親水性ポリマーを該疎
水性多孔質膜に塗布するコーテイング法などがよ
く知られているが、これらの方法は、膜に永続的
な親水性を付与できず、親水性が失われるたびに
頻繁にこのような操作を繰返さなければならない
繁雑さがあつた。すなわち前者の方法においては
多孔質膜の乾燥後には、また後者の方法において
はコーテイング化合物の流出した後には親水性が
失われてしまうものであつた。また、疎水性多孔
質膜に、半永続的な親水性を付与しようとする試
みも数多くなされているが、多孔質膜であるため
に数々の問題が生じ今だ確実に親水化ができる方
法は確立されていない。例えば水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム等のアルカリ水溶液処理によ
り膜表面へ親水基を付与する方法（特公昭58−
93734号等）は、アルカリによつて膜強度が低下
する虞れがあり、管理条件が難かしいという問題
点があつた。また疎水性多孔質膜をアルコール浸
透後水溶性ポリマー水溶液で処理し、乾燥後膜に
付着残留する水溶性ポリマーを熱あるいは放射線
等で処理し不溶化する方法（特公昭54−17978号、
特開昭56−38333号等）は、アルコール浸透から
ポリマー水溶液によつて置換までに長時間を費や
し、また不溶化処理の際の熱、放射線等の影響に
より膜強度の劣化、膜の細孔の孔径変化等の起こ
る虞れが大きく、さらに設備、安全性、コスト等
の面において解決すべき問題点を有している。 また疎水性高分子の表面にプラズマを照射して
親水性を付与するプラズマ改質法も知られている
が、この処理によつて得られる親水性は経時的に
低下してしまうため（工業材料第31号第７号62〜
69ページ；筏京都大学教授著）永続的な親水性は
付与できないという致命的欠点を有する。 さらに、疎水性高分子の表面に活性点を作り、
親水性単量体をグラフト重合させて親水性を付与
することも行なわれているが、電子線、γ線とい
つた透過力の大きな放射線を利用してグラフト重
合した場合、基材の強度が低下する、また設備、
安全性、コスト等の面において解決すべき問題を
有する等の欠点があるばかりか、グラフト重合と
関係のない有機高分子体にグラフトしないホモポ
リマーが生成するなど効果、効率的にも問題を残
している。またプラズマを用いたグラフト重合法
も研究されている、高分子基材外表面の改質が主
であり、さらに通常のプラズマ処理では、プラズ
マが放射線等に較べて透過力が弱いため例えば多
孔質膜の内部の孔内壁表面などのような微小な間
隙内処理は困難であり、プラズマ処理により処理
可能な高分子材料の外表面からの深さは高々数μ
ｍと言われていた（特開昭56−38333号明細書第
１〜13頁、工業材料第31号第７号第62〜69頁等）。
またグラフト量を充分大きくして多孔質内部まで
親水化させることも考えられるが、このようにグ
ラフト量を大きくすると多孔質膜の孔が目詰りし
て十分な透水量が得られないあるいはまた孔径が
大きく変化して分子ふるい（分離膜）としての機
能を果たさなくなるといつた問題点、さらには湿
潤時において大きく膨張するため、装置内に組込
んで使用した場合に上記のごときチヤンネリング
現象が生じてしまう等の致命的欠点が生じるもの
となつてしまう。最近、疎水性多孔質膜の親水化
処理にプラズマを適用した例も報告されている
（特開昭69−160504号）。この方法は、プラズマ存
在下ガス状単量体を反応させる一般的なプラズマ
処理とは異なり、基材にプラズマを照射し表面に
ラジカル等の活性点を形成した後、プラズマの不
在下単量体水溶液中で重合を進行させるいわゆる
プラズマグラフト重合を応用したものであり、グ
ラフト重合率が制御可能なものであることを述べ
ているが、上記のごとき問題を生じることのない
比較的低いグラフト率で、多孔質膜の孔内壁表面
まで完全に親水化され得ることは知られていな
い。さらに該公報に列挙されるような任意の親水
性不飽和単量体を用いてグラフト重合を行なつた
場合、基材を構成する疎水性高分子と不飽和単量
体との親和性が低いためグラフト層は基材となる
多孔質膜の外方へと形成されるものであり、また
単量体が溶液として大量に供給されるためにグラ
フト鎖の成長は活発に行なわれ得、プラズマ照射
により与えられた活性点の比較的多く存在する多
孔質膜外表面近傍におけるグラフト層の発達は、
膜のより深い内部におけるグラフト層の発達と比
較して極めて早いものと考えられることからも、
多孔質膜内部の孔内壁表面まで完全に親水化され
るよりも先に多孔質膜外表面近傍において十分発
達したグラフト層により多孔質膜の孔が目詰りを
起こす。また工業的見地からも、モノマーの浪
費、液相反応の為操作性の低下といつた問題を有
している。一方、例えば親水性単量体をＮ，Ｎ−
ジメチルアクリルアミドに、また基材となる多孔
質膜をポリプロピレンとして、基材と親水性単量
体の親和性が高い組合せに、同様のプラズマ開始
重合機構を適用した場合、グラフト層は基材の内
部へと発達することが、本発明者らにより明らか
にされたが、単量体が溶液として供給されるため
グラフト層が発達しすぎて基材の強度を低下させ
てしまう虞れがあり、濾過、透析等に用いられる
疎水性多孔質膜に親水性を付与する目的からは、
あまり適当な方法であるとはいえない。 発明の目的 従つて、本発明は、新規な親水性多孔質膜、そ
の製造方法およびこの親水性多孔質膜を用いた血
漿分離装置を提供することを目的とする。本発明
はまた、使用時における寸法安定性、強度等に優
れ膜性能の低下の少ない親水性多孔質膜、その製
造方法およびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分
離装置を提供することを目的とする。本発明はさ
らに疎水性多孔質膜の有する優れた物性を低下さ
せることなく永続的な親水性を付与されて優れた
透水性を有する親水性多孔質膜、その製造方法お
よびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置を
提供することを目的とするものである。本発明の
別の目的は、設備、安全性、コスト等の面で優れ
た利点を与え得る親水性多孔質膜、その製造方法
およびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置
を提供することである。 上記諸目的は、疎水性多孔質膜の表面が外表面
ならびに内部の孔表面に形成された親水性単量体
のグラフト鎖により、完全に親水化されてなり、
湿潤時の膨潤率が１％以内で、バブルポイントが
0.5〜８Kg／cm²であることを特徴とする親水性多
孔質膜により達成される。 本発明はまた、親水性単量体のグラフト鎖は、
疎水性多孔質膜に該多孔質膜の外表面を束縛しな
い状態でプラズマを照射した後、ガス状で供給さ
れる親水性単量体をグラフト重合させて該多孔質
膜の表面ならびに内部の孔表面に形成されたもの
である親水性多孔質膜を示すものである。本発明
はさらに、グラフト率が２〜30％である親水性多
孔質膜を示すものである。本発明は、疎水性多孔
質膜がポリオレフインまたは一部塩素化ないしフ
ツ素化されたポリオレフインからなるものである
親水性多孔質膜を示すものである。本発明はさら
に疎水性多孔質膜がポリプロピレンからなるもの
である親水性多孔質膜を示すものである。本発明
はまた疎水性多孔質膜がポリフツ化ビニリデンで
ある親水性多孔質膜を示すものである。本発明
は、膜厚が20〜250μｍである親水性多孔質膜を
示すものである。本発明はまたは疎水性多孔質膜
がその外表面部位にスキン層を有しないものであ
る親水性多孔質膜を示すものである。本発明はま
た、親水性単量体が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル
アミドである親水性多孔質膜を示すものである。
さらに本発明は、湿潤時の膨潤率が０〜0.5％で、
バブルポイントが0.8〜2.0Kg／cm²である親水性多
孔質膜を示すものである。 上記諸目的はまた、疎水性多孔質膜に該多孔質
膜の外表面を束縛しない状態でプラズマを照射し
た後、親水性単量体をガス状で供給して該多孔質
膜表面ならびに内部の孔表面に親水性単量体をグ
ラフト重合させることでなる親水性多孔質膜の製
造方法により達成される。 本発明はまた、疎水性多孔質膜の膜厚が20〜
250μｍである親水性多孔質膜の製造方法を示す
ものである。本発明はさらに、疎水性多孔質膜が
その外表面部位にスキン層を有しないものである
親水性多孔質膜の製造方法を示すものである。本
発明はさらにまた、疎水性多孔質膜が平均孔径
0.05〜1.0μｍを有するものである親水性多孔質膜
の製造方法を示すものである。本発明は、疎水性
多孔質膜がポリオレフインまたは一部塩素化ない
しフツ素化されたポリオレフイからなるものであ
る親水性多孔質膜の製造方法を示すものである。
本発明はさらに疎水性多孔質膜がポリプロピレン
である親水性多孔質膜の製造方法を示すものであ
る。本発明はまた、疎水性多孔質膜がポリフツ化
ビニリデンである親水性多孔質膜の製造方法を示
すものである。本発明は親水性単量体が、Ｎ，Ｎ
−ジメチルアクリルアミドである親水性多孔質膜
の製造方法を示ものである。本発明はまた、グラ
フト率が２〜30％となる条件下で行なわれるもの
である親水性多孔質膜の製造方法を示すものであ
る。 上記諸目的はさらに、血漿分離膜として、疎水
性多孔質膜の表面が外表面ならびに内部の孔表面
に形成された親水性単量体のグラフト鎖により、
完全に親水化されてなり、湿潤時の膨潤率が１％
以内で、バブルポイントが0.6〜20Kg／cm²である
親水性多孔質膜を有することを特徴とする血漿分
離装置によつても達成される。 本発明はまた血漿分離膜の血漿総タンパク質の
透過率が90％以上である血漿分離装置を示すもの
である。本発明はさらに、血漿分離膜が、親水性
多孔質膜に該多孔質膜の外表面を束縛しない状態
でプラズマを照射した後、ガス状で供給される親
水性単量体を疎水性多孔質膜の表面ならびに内部
の表面にグラフト重合させて形成されたグラフト
鎖により完全に親水化された親水性多孔質膜であ
る血漿分離装置を示すものである。本発明はま
た、疎水性多孔質膜がポリオレフイまたは一部塩
素化ないしフツ素化されたポリオレフインからな
るものである血漿分離装置を示すものである。本
発明はまた、疎水性多孔質膜がポリプロピレンで
ある血漿分離装置を示すものである。本発明はま
た、疎水性多孔質膜がポリフツ化ビニリデンから
なるものである血漿分離装置を示すものである。
本発明はさらに親水性単量体が、２−ヒドロキシ
エチルメタクリレートまたはＮ，Ｎ−ジメチルア
クリルアミドである血漿分離装置を示すものであ
る。本発明はまた膜厚が20〜250μｍである血漿
分離装置を示すものである。本発明はさらに親水
性多孔質膜の湿潤時の膨潤率が０〜0.5％で、バ
ブルポイントが0.8〜2.0Kg／cm²である血漿分離装
置を示すものである。 なお本明細書中において用いられる多孔質膜の
「表面」なる用語は、多孔質膜の単なる外表面を
意味するものではなく、多孔質膜内部における孔
内壁表面をも包括する広い意味を示すものであ
り、従つて、疎水性多孔質膜の表面が完全に親水
化されているとは疎水性多孔質膜の外表面のみな
らず内部の孔内壁表面も完全に親水化されている
状態をさすものである。 発明の具体的構成 以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説
明する。 本発明の親水性多孔質膜は、疎水性多孔質膜の
表面を該表面に形成された親水性単量体のグラフ
ト鎖により完全に親水化されてなるもので、湿潤
時の膨潤率が１％以内、より好ましくは０〜0.5
％、バブルポイントが0.5〜８Kg／cm²、より好ま
しくは0.8〜2.0Kg／cm²であるものである。このこ
とから明らかなように、本発明の親水性多孔質膜
においては、親水性を付与する親水性単量体のグ
ラフト鎖は、疎水性多孔質膜の外表面のみならず
内部の孔内壁表面をも完全に被覆しているにもか
かわらず、疎水性多孔質膜の本来有する孔特性を
変化してしまう程に十分発達したものではなく極
めて薄いものとして表面に結合しているものであ
る。なおバブルポイントは周知のように多孔質膜
の最大孔径に依存する値である。 このような性能を有する本発明の親水性多孔質
膜は、疎水性多孔質膜の表面をプラズマ処理によ
つて活性化し、親水性単量体をグラフト重合させ
ることによつて得られうる。本発明において用い
られる「プラズマ」とは低温低圧ガスプラズマで
あり、公知の方法によつて発生させることできる
が、通常は電気エネルギーによつて気体を励起し
て発生させる。使用される電気エネルギーとして
は直流からマイクロ波まで使用可能である。電気
エネルギーの供給は容量結合法、誘導結合法のい
ずれでもよく、また内部電極法、外部電極法のど
ちらでも可能である。一般的には窒素、水素、ア
ルゴン、空気等の気体を10^-3〜10Torrになるよ
うに導入し、0.1〜300Wの電力を高周波発振器に
より印加してプラズマを発生させる。 まずこのようにして発生させたプラズマを疎水
性多孔質膜に照射、通常１〜60秒間程度照射して
疎水性多孔質膜の表面を活性化させる。プラズマ
処理条件は、反応容器の容量、試料の大きさ、装
置の種類等によつて異なり規定は困難であるが、
プラズマ処理により親水性多孔質膜の外表面部位
のみならず内部の孔内壁表面まで均一に活性点を
形成するためには、プラズマ照射時に疎水性多孔
質膜の外表面を束縛しない状態、すなわち例えば
疎水性多孔質膜を反応容器の壁面に接しさせない
あるいは疎水性多孔質膜を支持台等に載置しない
状態を保つことが極めて重要であることが見出さ
れた。疎水性多孔質膜が反応容器の壁面に付着さ
せたりして該多孔質膜の片側外表面が束縛された
状態でプラズマ処理された場合、親水性単量体の
グラフト層は、主としてプラズモあるいはそれか
ら発生する高エネルギー線と直接接した側の外表
面部位のみに形成され疎水性多孔質膜の表面の完
全な親水化が行なわれ得ない。 上記のようにプラズマ処理された疎水性多孔質
膜の表面には活性種、例えば、多孔質膜がポリオ
レフイン系の材質であれば、反応性の高いアルキ
ル基のラジカルが基材上に主に生成する。なおこ
れらのラジカルは酸素と接触することですみやか
にパーオキサイドへと変換される。このようなプ
ラズマ処理を行なつた後に、該多孔質膜に対し該
プラズマの不在条件下で親水性単量体をガス状で
供給すると、該多孔質膜の表面の活性種により該
単量体を消費しはじめる、いわゆるグラフト重合
が進行する。グラフト重合は酸素と接触させない
でアルキル系のラジカルにより進行させることも
できるし、パーオキサイドに変換した後、加熱、
金属イオン等によりパーオキサイドを開裂させ、
ラジカルを発生させてグラフト重合を進行させる
こともできる。 ここで親水性単量体をガス状として供給するの
は、前記したように溶液として供給した場合には
グラフト重合が必要以上に活発に進行し、多孔質
膜の外表面部と内部における孔内壁表面との間で
不均質にグラフト層を発達させる虞れが生じるた
めである。プラズマ開始重合機構においては、プ
ラズマ照射後の単量体の連鎖重合反応は、溶液、
固体等の凝固相内で進行さることが一般的なもの
であるが、驚くべきことに単量体をガス状で供給
する、すなわち気相として与えても連鎖重合反応
は十分にしかも好適に進行するとが明らかとなつ
た。 なおグラフト重合は、通常０〜80℃、好ましく
は20〜60℃で10^-2〜10⁴Torr、好ましくは１〜
10³Torr条件下で行なわれる。グラフト反応は10
秒〜60分で終了する。グラフト重合体はグラフト
重合条件（温度、単量体濃度、反応時間等）およ
びプラズマ照射条件でコントロールできる。好ま
しいグラフト率は２〜30％より好ましくは５〜15
％である。すなわちグラフト率が２％未満である
と疎水性多孔質膜の親水化が十分とはならない虞
れがあり、また一方30％を超えると疎水性多孔質
膜の本来有する孔径が小さくなり目詰りが生じあ
るいは湿潤性に大きく膨張して膜が変形する虞れ
があるものとなるためである。 基材となる疎水性多孔質膜とは、疎水性高分子
より構成され膜内部の細孔に水が含浸しないタイ
プの多孔質膜である。この疎水性多孔質膜の材質
としては、特に限定されるものではないが、好ま
しくは優れた物性的、化学的特徴を示すものが望
ましく、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピ
レン等のポリオレフイン類、エチレン−ジクロロ
ジフルオロエチレンコポリマー等の一部塩素化な
いしフツ素化ポリオレフイン類、ナイロン６、ナ
イロン６，６等のポリアミド類、ポリエチレンテ
レフタレート等の飽和ポリエステル類、ポリアク
リロニトリル、ポリフツ化ビニリデンなどが挙げ
られるが、好ましくはポリオレフイン類、一部塩
素化ないしフツ素化ポリオレフイン類およびポリ
フツ化ビリニデンなどであり、最も好ましくはポ
リプロピレンである。また疎水性多孔質膜の形状
としては、透過力の低いプラズマでの処理によ
り、多孔質膜の内部の孔内壁表面にも十分に活性
種を発生させ得るようなものが望ましく、例えば
多孔質膜の両外表面にスキン層を有しないものが
好ましい。また膜厚は20〜250μｍ、より好まし
くは30〜150μｍであることが望まれる。すなわ
ち、膜厚が250μｍを越えるものであると多孔質
膜の孔内壁表面まプラズマ処理によつて親水性を
付与できない虞れがあるためである。さらに多孔
質膜の孔径は0.05〜1.0μｍ、より好ましくは0.2〜
0.8μｍ程度のものが使用される。 グラフト鎖を形成する親水性単量体としては、
ビニル基またはアリル基の不飽和基を有し、親水
性である単量体で通常のラジカル重合可能なもの
であればよく、一般には、アクリル系、メタクリ
ル系、不飽和アミド系、ジエン系およびトリエン
系のものがあり、例えば（メタ）アクリルアミ
ド、Ｎ−メチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ
−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メ
チルエチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジ
エチル（メタ）アクリルアミド、（メタ）アクリ
ル酸、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレー
ト、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アク
リレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチル（メ
タ）アクリレート、Ｎ−ビニリピロリドン、ｐ−
スチレンスルフオン酸、ビニルスルフオン酸、２
−メタアクリロイルオキシエチルスフオン酸、３
−メタアクリロイルオキシ−２−ヒドロキシプロ
ピルスルフオン酸、アリルスルフオン酸、メタク
リルスルフオン酸、２−アクリルアミド−２−メ
チルプロパンスルフオン酸などが挙げられるが、
特に基材となる疎水性多孔質膜を構成する疎水性
高分子に対して親和性を有しかつ重合速度の速い
ものが望ましい。例えば疎水性多孔質膜がポリプ
ロピレン製のものである場合、Ｎ，Ｎ−ジメチル
アクリアミドが最も望ましいものである。また、
得られる親水性多孔質膜が、例えば血漿分離膜等
の生医学分野に適用されるものである場合、親水
性単量体からなる重合体の生体適合性が優れたも
のであることが望ましい。このような観点から
は、親水性単量体としては、２−ヒドロキシメタ
クリレートが特に望ましいものである。 また、親水性単量体とては、上記したようなも
のを必ずしも単独で用いる必要なく、二種以上を
組合わせて用いてもよく、さらに親水性を付与す
る目的を阻害しない範囲で、一部疎水性不飽和単
量体を添加してもよい。 このようにして得られる本発明の親水性多孔質
膜は、疎水性多孔質膜の表面に該表面全体を覆う
薄く均一なグラフト層が結合した形態を有し、こ
のため、基材である疎水性多孔質膜の有する優れ
た物質性・化学的特徴を有効に享受し得、一方多
孔質膜表面は該グラフト層より完全に親水化され
ている。しかも該グラフト層は薄く均一であるた
め、疎水性多孔質膜の本来有する孔特性を著しく
低下させることなく、そのバブルポイントは0.5
〜８Kg／cm²を有している。バブルポイントが８
Kg／cm²を越えるものであると十分な透水量は得ら
れないものとなる。またその膨潤率も１％以下で
あり、該多孔質膜を装置中に組込んで使用して
も、多孔質膜にシワが形成され流路のスムーズな
流れを乱すこともない。 本発明の親水性多孔質膜は、その孔特性に応じ
て水性媒体系において用いられる精密濾過膜、限
外濾過膜、逆浸透膜、透析膜などの濾過膜として
あるいは高機能材料用の担体として広範な用途に
使用できる。特に好ましい用途の１つとしては血
漿分離膜がある。 第１図は、本発明に係る親水性多孔質膜を血漿
分離膜とし有する血漿分離装置の一実施態様を示
す図面である。この血漿分離装置は、血液流入口
部１および濾過残液流出部２を有する側板３と、
濾液流出部４を有する側板５との間に四角枠状の
パツキング部６ｂの内部を空隙とした流路形成板
６と、血漿分離膜７と、網目状濾液流路部８ａの
周囲にパツキング８ｂを設けた濾液流路形成板８
とを重合せてこれらを液密に押圧固定してなるも
のである。しかして、血漿分離膜７としては、上
記のごとく製造され得る本発明の親水性多孔質膜
が用いられている。血漿分離膜７として用いられ
る親水性多孔質膜は、上述したように疎水性多孔
質膜の表面が該表面に形成された親水性単量体の
グラフト鎖により完全に親水化され、湿潤時の膨
潤率が１％以内で、バブルポイントが0.6〜2.0
Kg／cm²であるものであるが、望ましくは、血漿総
タンパク質の透過率が90％以上であるものであ
る。この装置におい血液流入口部１から流入した
血液は、空隙６ａを通つて血漿分離膜７より濾過
され、血球成分は濾過残液流出口部２から、また
濾液となる血漿は、流通部８ａを通つて濾液流出
口部４からそれぞれ排出される。 以上のような構成を有する血漿分離装置は、濾
過特性のうえで、次のような特徴を有する。すな
わち血漿分離膜が、完全に親水化されかつバブル
ポイント0.6〜2.0Kg／cm²を有するものであるゆえ
に、血漿濾過量が極めて高くまた血漿タンパク質
成分を除去することなく確実に濾過させるもので
ある。 またこの種の血漿分離装置においては、血液流
路厚さを薄くすればするほど濾過膜の壁剪断速度
が大きくなり濾過特性が優れることが知られてお
り、第１図に示す装置においては流路形成板６の
板厚を薄くすることにより血液の流路する空隙６
ａの流路厚を薄くすることが可能である。しかし
ながら、従来の血漿分離膜、例えば酢酸セルロー
ス製多孔質膜の場合、湿潤時における膨潤度が大
きく変形しやすいため、空隙６ａで形成された血
液の流路が、流路形成板６の板厚で設定した流路
圧を均一に確保できず、大きなバラツキを生じチ
ヤンネルリング等が起きてしまう。これに対し本
発明の血漿分離装置においては血漿分離膜の湿潤
時における膨潤率が１％以内でその寸法安定性が
優れているので、所望の濾過量を確保するために
流路圧を薄く設定しても、流路厚は均一に確保さ
れチヤンネルリング等の起こる虞れはなく、第１
図に示されるような極めて簡易な構造を有する装
置としても優れた濾過特性が得られる。 さらに用いられる血漿分離膜において疎水性多
孔質膜表面に付与されるグラフト層が血液適合性
の高いもの、例えば２−ヒドロキシエチルメタク
リレート等の親水性単量体より構成されている
と、分離にかけられた血液における補体系を活性
する虞れも少ない。 なお第１図は、本発明の血漿分離装置の一実施
態様として最も基本的構成を有する血漿分離装置
を示したものであり、本発明の血漿分離装置は、
上記ごとき親水性多孔質膜を血漿分離膜として少
なくとも有するものであれば、その形状、様式等
には限定されず、もちろん複数の血漿分離膜を有
するものであつてもよい。 以下本発明を実施例によつてさらに具体的に説
明する。 なお以下の実施例および比較例においてそれぞ
れの値は次の定義に基づき測定された。 グラフト率 グラフトさせた後の膜を良溶媒で約50時間洗浄
した後、減圧乾燥し重量Wgを測定しグラフト前
の重量Woとの差に基づいて求めた。 （グラフト率）＝Wg−Wo／Wo×100［％］ 膨潤率 熱機械的分析装置（セイコー電子工業製、
TMA）に長さ15mm、幅５mmになるようにサンプ
ルをセツトし、サンプルに蒸溜水を浸漬させ、５
ｇの荷重下３分経過後に湿潤長さを測定し、湿潤
前後の長さの差に基づいて求めた。 （膨潤率）＝lw−lo／lo×100［％］ （lo：湿潤前の長さ、lw：湿潤後の長さ） バルブポイント ASTM F316に基づきイソプロピルアルコール
を用いて測定した。 血漿総タンパク質の透過率 ウシ血液を用いて濾過圧100mmHg以下で濾過実
験を行ない安定して90％以上の血漿総タンパクつ
の透過率が得られるか否かを調べた。 （透過率）＝Cf／Cin×100［％］ （Cin：血液流路側の濃度、Cf：濾液側の濃度） なお、濃度はビユーレツト法にて定量した。 実施例 １ ポリプロピレンと流動パラフインおよび添加剤
からなる製膜用原液をＴダイより押し出した後流
動パラフイン液中で冷却固化させた後、溶剤で流
動パラフインを抽出し、さらに熱固定することに
よつて膜外表面にスキン層を有しない平均孔径
0.45μｍ、膜厚80〜120μｍの疎水性多孔質膜を得
た。該多孔質膜を直径47mmの円形にポンチで打ち
抜いた後、内径30mmの反応容器中に管壁と接触し
ない状態で設置し、Arガス0.1Torrの条件下で
10Wの電力を13.56MHzの高周波発生装置に連結
した誘導コイルによつて印加しプラズマを発生さ
せ、10秒間該プラズマを照射した。プラズマ照射
後、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドガスを反応
容器中に導入し、20℃、1Torrで10分間グラフト
反応を行なつた。得られた膜を、メタノールを用
いて50時間ソツクスレー抽出装置で洗浄し、減圧
乾燥して試料とした。得られた試料は13.25％の
グラフト率を示し、り膜内部まで親水化されてお
り透水量は0.7Kg／cm²の圧力下で2.2ml／min・cm²
であつた。またバブルポイントは1.32Kg／cm²、膨
潤率は0.2％以内で寸法安定性の優れた親水性多
孔質膜が得られた。 実施例２〜８および比較例１ 実施例１と同じポリプロピレン製多孔質膜を用
いて第１表に示す条件下にて実施例１と同様の親
水化処理を行なつた。得られた試料の性能を第１
表に示すが、いずれも膜内部まで親水化されてい
るものであつた。比較のためにこのような親水化
処理を行う以前のポリプロピレン製多孔質膜（比
較例１）の性能をあわせて第１表に示す。また、
第２図にはこれらの親水性多孔質膜のバブルポイ
ントとグラフト率との関係を示す。 さらに、グラフト率が15.4％であつた実施例４
の試料と親水化処理を行なう前の試料である比較
例１の試料の膜製造を電子顕微鏡を用いて調べ
た。第３図は実施例４の試料の外表面の電子顕微
鏡写真（×500）、第４図は実施例４の試料の断面
の電子顕微鏡写真（×500）、第５〜６図は実施例
４の試料の断面の電子顕微鏡写真（×2000）であ
り、また第７図は比較例１の試料の外表面の電子
顕微鏡写真（×500）、第８図は比較例１の試料の
断面の電子顕微鏡写真（×500）、第９〜１０は比
較例１の試料の断面の電子顕微鏡写真（×2000）
である。これらの電子顕微鏡写真からも明らかな
ように、グラフト前後においてその膜製造にはほ
とんど変化が見られなかつた。 さらに第１３図に実施例４の膨潤率（0.18％）
を表わすTMAの測定データを実線で示した。

【表】 比較例 ２ 実施例１と同じポリプロピレン製多孔質膜を用
いて該多孔質膜外表面を反応容器管壁に設置した
状態でプラズマ照射する以外は実施例１と同様に
して親水化処理を行なつた。得られた試料は膜外
表面のみ親水化されただけで孔表面は親水化せず
透水量は０であつた。 比較例 ３ 実施例１と同じポリプロピレン製多孔質膜を用
いて比較例２と同様にしてプラズマ照射を行なつ
た後、プラズマ照射した多孔質膜をＮ，Ｎ−ジメ
チルアクリルアミド溶液中に入れ40℃で20分間グ
ラフト反応させた。 得られた試料は、グラフト率67.5％であつた
が、膜内部で親水化せず透水量は０であり、また
第１１図に示す表面（×500）および第１２図に
示す断面（×500）の電子顕微鏡写真から明らか
なように、外表面の孔はグラフトしたＮ，Ｎ−ジ
メチルアクリドアミドによりつぶされており、ま
た外表面近傍の多孔質基材部はグラフト層により
崩壊されている。 実施例 ９ 疎水製多孔質膜としてポリプロピレン製多孔質
膜の代りにポリフツ化ビニリデン製多孔質膜（孔
径0.45μｍ、膜厚130μｍ）を用いる以外は実施例
１と同様にして親水化処理を行なつた結果、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアクリルアミドは該多孔質膜にグラ
フトされ、グラフト率12.4％の親水性多孔質膜が
得られた。またバブルポイントは1.54Kg／cm²、膨
潤率は0.17％で、透水量は0.7Kg／cm²の圧力下で
2.1ml／min・cm²であつた。 実施例 10 実施例１に示すものと同様の製法により、膜表
面にスキン層を有しない平均孔径0.45μｍ、膜厚
160μｍのポリプロピレン製の疎水性多孔質膜を
得た。該多孔質膜を６×７cmの長方形に切断した
後、内径30mmの反応容器中に管壁と接しない状態
で設置し、Arガス0.1Torrの条件下で10Wの電力
を13.56MHzの高周波発生装置に連結した誘導コ
イルによつて印加してプラズマを発生させて３秒
間該プラズマを照射した。プラズマ照射後、Ｎ，
Ｎ−ジメチルアクリルアミドガスろ反応容器中に
導入し、20℃、1Torrで30分間グラフト重合を行
なつた。得られた膜をメタノールを溶剤として50
時間ソツクスレー抽出装置で洗浄し、減圧乾燥し
てフイルタ率を求めたところ7.6％であつた。ま
た膨潤率は0.2％以下であり、電子顕微鏡による
観察結果ではグラフト前後において膜構造にほと
んど変化なかつた。 このようにして得られた多孔質膜を、さらに親
水性処理を施すことなく、有効膜面積24cm²（４×
６cm）、血液流路厚0.035cmの第１図に示すような
血漿分離装置中に組込み、シングルパス方式にて
ウシ血液を用いて供給血液量を変化させ、血漿タ
ンパク質の透過率を測定した。第２表に示される
結果からも明らかなように、安定して90％以上の
透過率が得られ、また操作時において溶血現象も
発生せず、血漿濾過量も良好であつた。 比較例 ４ 酢酸セルロースからなる市販（東洋瀘紙製）の
平均孔径0.45μｍ、膜厚160μｍの血漿分離膜の膨
潤率を測定したところ1.44±0.98％（ｍ＝10）で
あつた。TMAによる測定データの一例を破線で
第１３図に示す。またこの血漿分離膜を実施例10
と同様の血漿分離装置中に組込み使用しようとし
たところ、湿潤により血漿分離膜が膨潤してシワ
が発生し、血液流路を阻害してチヤンネリングが
生じた。 比較例 ５ 実施例10に述べると同様にして得られたポリプ
ロピレン多孔質膜をグラフト重合を行なわず、そ
のまま実施例10と同様の装置に使用したところ血
漿濾過量は０であり、血漿総タンパク質の透過率
は０となつた。

【表】 実施例11および比較例６〜７ ポリカーボネート製のハウジングを有する第１
図に示すような血漿分離装置において、実施例１
と同様にＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドをグラ
フト重合させた（グラフト率9.91％）ポリプロピ
レン製多孔質膜（実施例11）、親水化処理を行な
わなかつたポリプロピレン製多孔質膜（比較例
６）および比較例４と同様の酢酸セルロース製多
孔質膜（比較例７）で血清１mlあたりの接触面積
を約25cm²として37℃で１時間接触させた時のC_3a
濃度をRIA法にて測定した。結果を第３表に示
す。

【表】 発明の効果 以上述べたように本発明は、疎水性多孔質膜の
表面が外表面ならびに内部の孔表面に形成された
親水性単量体のグラフト鎖により完全に親水化さ
れてなり、湿潤時の膨潤率が１％以内で、バブル
ポイントが0.5〜８Kg／cm²であることを特徴とす
る親水性多孔質膜であるから使用時における寸法
安定性、強度等の物性に優れ、また膜性能の低下
の少ない親水性多孔質膜であり、広範な分野にお
いて好適に利用されるものである。さらに本発明
の親水性多孔質膜において親水性単量体のグラフ
ト鎖は、疎水性多孔質膜に該多孔質膜の外表面を
束縛しない状態でプラズマを照射した後、ガス状
で供給される親水性単量体をグラフト重合させて
該多孔質の表面ならびに内部の孔表面に形成され
たものであると、該多孔質膜の有する親水性によ
り安定して持続されるものであり、かつ良好なも
のとなる。加えて本発明の親水性多孔質膜にお
て、グラフト率が２〜30％であり、疎水性多孔質
膜がポオレフインまたは一部塩素化ないしフツ素
化されたポリオレフインからなるもの、より好ま
しくはポリプロビレンからなるものあるいはポリ
フツ素ビニリデンであり、また膜厚が20〜250μ
ｍであり、疎水性多孔質膜がその外表面部位にス
キン層を有しないものであり、さらに、親水性単
量体がＮ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドであり、
加えて湿潤時の膨潤率が０〜0.5％であり、バブ
ルポイントが0.8〜2.0Kg／cmであると、より物性
に優れかつ孔特性の高いものとなる。 本発明はまた、疎水性多孔質膜に、該多孔質膜
の外表面を束縛しない状態でプラズマを照射した
後、親水性単量体をガス状で供給して該多孔質膜
表面ならびに内部の孔表面に親水性単量体をグラ
フト重合させることでなる親水性多孔質膜の製造
方法であるから、上記のごとく優れた性能を有す
る親水性多孔質膜を大規模な設備を必要とせず、
完全にかつ低コストで提供できるものである。ま
た、疎水性多孔質膜の膜厚が20〜250μｍであり、
疎水性多孔質膜がその外表面部位にスキン層を有
しないものであり、さらにまた疎水性多孔質膜が
平均孔径0.05〜1.0μｍを有するものであり、また
疎水性多孔質膜がポリオレフインまたは一部塩素
化ないしフツ素化されたポリオレフイン、より好
ましくはポリプロピレンであるあるいはポリフツ
化ビニリデンであり、親水性単量体がＮ，Ｎ−ジ
メチルアクリルアミドであるとより確実に良好な
性能を有する親水性多孔質膜を製造できる。 本発明はさらに、血漿分離膜として、疎水性多
孔質膜の表面が外表面ならびに内部の孔表面に形
成された親水性単量体のグラウト鎖により完全に
親水化され、湿潤時の膨潤率が１％以内でバブル
ポイントが0.6〜2.0Kg／cm²である親水性多孔質膜
を有することを特徴とする血漿分離装置であるか
ら、何ら親水化処理を行なう必要もなく、高い血
漿濾過量および血漿総タンパク質透過率を有して
血液を血球成分と血漿成分に確実に分離すること
ができ、疾患の治療分野および献血分野において
好適に利用され得る。また血漿総タンパク質透過
率が90％以上という高い値を示すものであるとよ
り優れたものとなり、さらに親水性単量体が２−
ヒドロキシエチルメタクリレートあるいはＮ，Ｎ
−ジメチルアクリルアミドなどである場合には、
分離にかけられた血液の補体系を活性化する虞れ
も少なくより好適なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の血漿分離装置の一実施態様を
示す斜視図、第２図は本発明の親水性多孔質膜の
グラフト率とバブルポイントとの関係を示すグラ
フト、第３図〜第６図は本発明の親水性多孔質膜
の一実施例の構造を示す電子顕微鏡写真、第７図
〜第１０図は、基材となる疎水性多孔質膜の構造
を示す電子顕微鏡写真、第１１〜第１２図は比較
例の多孔質膜の構造を示す電子顕微鏡写真であ
り、また第１３図は、TMAによる測定データを
示すチヤートである。 １……血液流入口部、２……濾過残液流出口
部、４……濾液流出部、７……血液分離膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 疎水性多孔質膜の表面が外表面ならびに内部
   の孔表面に形成された親水性単量体のグラフト鎖
   により、完全に親水化されてなり、湿潤時の膨潤
   率が１％以内で、バブルポイントが0.5〜８Kg／
   cm²であることを特徴とする親水性多孔質膜。 ２ 親水性単量体のグラフト鎖は、疎水性多孔質
   膜に該多孔質膜の外表面を束縛しない状態でプラ
   ズマを照射した後、ガス状で供給される親水性単
   量体をグラフト重合させて該多孔質膜の表面なら
   びに内部の孔表面に形成されたものである特許請
   求の範囲第１項に記載の親水性多孔質膜。 ３ グラフト率が２〜30％である特許請求の範囲
   第１項または第２項に記載の親水性多孔質膜。 ４ 疎水性多孔質膜がポリオレフインまたは一部
   塩素化ないしフツ素化されたポリオレフインから
   なるものである特許請求の範囲第１項〜第３項の
   いずれかに記載の親水性多孔質膜。 ５ 疎水性多孔質膜がポリプロピレンからなるも
   のである特許請求の範囲第４項に記載の親水性多
   孔質膜。 ６ 疎水性多孔質膜がポリフツ化ビニリデンであ
   る特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記
   載の親水性多孔質膜。 ７ 膜厚は20〜250μｍである特許請求の範囲第
   １項〜第６項のいずれかに記載の親水性多孔質
   膜。 ８ 疎水性多孔質膜はその外表面部位にスキン層
   を有しないものである特許請求の範囲第１項〜第
   ７項のいずれかに記載の親水性多孔質膜。 ９ 親水性単量体が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリル
   アミドである特許請求の範囲第１項〜第８項のい
   ずれかに記載の親水性多孔質膜。 １０ 湿潤時の膨潤率が０〜0.5％で、バブルポ
   イントが0.8〜2.0Kg／cm²である特許請求の範囲第
   １項〜第９項のいずれかに記載の親水性多孔質
   膜。 １１ 疎水性多孔質膜に該多孔質膜の外表面を束
   縛しない状態でプラズマを照射した後、親水性単
   量体をガス状で供給して該多孔質膜表面ならびに
   内部の孔表面に親水性単量体をグラフト重合させ
   るとを特徴とする親水性多孔質膜の製造方法。 １２ 疎水水性多孔質膜の膜厚が20〜250μｍで
   ある特許請求の範囲第１１項に記載の親水性多孔
   質膜の製造方法。 １３ 疎水性多孔質膜がその外表面部位にスキン
   層を有しないものである特許請求の範囲第１１項
   または第１２項に記載の親水性多孔質膜の製造方
   法。 １４ 疎水性多孔質膜が平均孔径0.05〜1.0μｍを
   有するものである特許請求の範囲第１１項〜第１
   ３項のいずれかに記載の親水性多孔質膜の製造方
   法。 １５ 疎水性多孔質膜がポリオレフインまたは一
   部塩素化ないしフツ素化されたポリオレフインか
   らなるものである特許請求の範囲第１１項〜第１
   ４項のいずれかに記載の親水性多孔質膜の製造方
   法。 １６ 疎水性多孔質膜がポリプロピレンである特
   許請求の範囲第１５項に記載の親水性多孔質膜の
   製造方法。 １７ 疎水性多孔質膜がポリフツ化ビニリデンで
   ある特許請求の範囲第１１項〜第１４項のいずれ
   かに記載の親水性多孔質膜の製造方法。 １８ 親水性単量体が、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリ
   ルアミドである特許請求の範囲第１１項〜第１７
   項のいずれかに記載の親水性多孔質膜の製造方
   法。 １９ グラフト率が２〜30％となる条件下で行な
   われるものである特許請求の範囲第１１項〜第１
   ８項のいずれかに記載の親水性多孔質膜の製造方
   法。 ２０ 血漿分離膜として、疎水性多孔質膜の表面
   が外表面ならびに内部の孔表面に形成された親水
   性単量体のグラフト鎖により、完全に親水化され
   てなり、湿潤時の膨潤率が１％以内で、バブルポ
   イントが0.6〜2.0Kg／cm²である親水性多孔質膜を
   有することを特徴とする血漿分離装置。 ２１ 血漿分離膜の血漿総タンパク質の透過率が
   90％以上である特許請求の範囲第２０項に記載の
   血漿分離装置。 ２２ 血漿分離膜が、疎水性多孔質膜に該多孔質
   膜の外表面を束縛しない状態でプラズマを照射し
   た後、ガス状で供給される親水性単量体を疎水性
   多孔質膜の表面ならびに内部の孔表面にグラフト
   重合させて形成されたグラフト鎖により完全に親
   水化された親水性多孔質膜である特許請求の範囲
   第２０項または第２１項に記載の血漿分離装置。 ２３ 疎水性多孔質膜がポリオレフインまたは一
   部塩素化ないしフツ素化されたポリオレフインか
   らなるものである特許請求の範囲第２０項〜第２
   ２項のいずれかに記載の血漿分離装置。 ２４ 疎水性多孔質膜がポリプロピレンである特
   許請求の範囲第２３項に記載の血漿分離装置。 ２５ 疎水性多孔質膜がポリフツ化ビニリデンで
   ある特許請求の範囲第２０項〜第２２項のいずれ
   かに記載の血漿分離装置。 ２６ 親水性単量体が、２−ヒドロキシエチルメ
   タクリレートまたはＮ，Ｎ−ジメチルアクリルア
   ミドである特許請求の範囲第２０項〜第２５項の
   いずれかに記載の血漿分離装置。 ２７ 膜厚が20〜250μｍである特許請求の範囲
   第２０項〜第２６項のいずれかに記載の血漿分離
   装置。 ２８ 親水性多孔質膜の湿潤時の膨潤率が０〜
   0.5％で、バブルポイントが0.8〜2.0Kg／cm²である
   特許請求の範囲第２０項〜第２７項のいずれかに
   記載の血漿分離装置。