JPH0753751A - Method for making hydrophobic substance hydrophilic - Google Patents

Method for making hydrophobic substance hydrophilic

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JPH0753751A
JPH0753751A JP5206136A JP20613693A JPH0753751A JP H0753751 A JPH0753751 A JP H0753751A JP 5206136 A JP5206136 A JP 5206136A JP 20613693 A JP20613693 A JP 20613693A JP H0753751 A JPH0753751 A JP H0753751A
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silicon
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condensation
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靖 城
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Abstract

PURPOSE:To prolong life, reduce man-power, simplify operations, improve water permeability, reduce weight, and inhibit the proliferation of bacteria by bringing a specific silicon compd. into contact with a hydrophobic substance to cause the condensation at the interface of contact. CONSTITUTION:A hydrophobic substance (e.g. a porous polyolefin hollow-fiber film) is made hydrophilic by dissolving, in an org. solvent, a low-molecular compd. of the formula (wherein R is a hydrocarbon group; R' is an alkoxy or acyloxy; and (n) is 0, 1, or 2) which gives a low-viscosity soln. applicable uniformly and thinly, has a silicon atom in the molecule, forms cross-linking groups (hydroxyl groups) on contact with atmospheric moisture (water), and spontaneously undergoes three-dimensional condensation to give a silicon-contg. polymer with a polysiloxane structure, applying the resulting soln. to the surface of the hydrophobic substance, and drying the soln. at room temp., under heating, or in a vacuum to cause the condensation of the compd. provided that the condensation is carried out in the presence of glycerol by applying it in an amt. of at least 0.5% of the soln. to the surface before it is coated with the soln. or by adding glycerol to the soln. after it is applied.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、疎水性の物質に親水性
を付与する方法に関し、疎水性膜の親水性付与や疎水性
の成形品の親水化に広く用いられるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for imparting hydrophilicity to a hydrophobic substance, and is widely used for imparting hydrophilicity to a hydrophobic film and hydrophilizing a hydrophobic molded article.

【0002】[0002]

【従来の技術及びその問題点】従来、疎水性の表面に親
水性を付与するために最も普通に用いられる手段として
その表面に親水性物質を塗布し、表面を親水化する方法
が知られている。この方法は手法は簡単であるが、塗布
に用いる親水性物質が、低分子の場合容易にその表面か
ら離脱してしまう欠点を有する。その典型的な例は、ア
ルコールによる親水化である。たとえば疎水性の弗素樹
脂やポリオレフィン樹脂は水を受けつけないが、まずア
ルコールで処理、ひきつづいてそのアルコールを水で置
換すれば、何とか水で濡らすことことは出来る。しか
し、低分子の親水性物質を利用する方法で、その効果が
短期的であり、その表面が一旦乾燥すれば再び元の疎水
性に戻ってしまうという本質的な欠点を有する。
2. Description of the Related Art Heretofore, a method of applying a hydrophilic substance to the surface to make the surface hydrophilic has been known as the most commonly used means for imparting hydrophilicity to a hydrophobic surface. There is. Although this method is simple in method, it has a drawback that the hydrophilic substance used for coating is easily detached from its surface in the case of low molecular weight. A typical example is hydrophilization with alcohol. For example, hydrophobic fluororesins and polyolefin resins do not accept water, but they can be wetted with water by first treating them with alcohol and then substituting the alcohol with water. However, the method using a low molecular weight hydrophilic substance has a short-term effect, and has an essential drawback that once the surface is dried, it returns to the original hydrophobic property again.

【0003】次に考えられる方法は、親水性の高分子物
質で疎水性物質のコーティングを行う方法である。親水
性の高分子物質は疎水性物質表面に塗布すればその表面
よりの離脱はかなり抑えられるものの、本来、水との相
溶性を有するため時間とともに離脱することはさけられ
ずその効果が減少することはよく知られている。これを
解決するために疎水性物質の表面に塗布された親水性物
質を水に不溶化することが試みられている。この手段と
して最も有効なのは架橋方法、特に3次元架橋をほどこ
すことである。高分子が3次元に架橋すれば水を含めた
あらゆる溶媒に不溶となることはよく知られたことであ
る。架橋の方法としては架橋剤による化学的な方法。放
射線や電子線、あるいは紫外線照射による物理的方法な
どがある。これらはいづれもその操作が極めて煩雑であ
る。さらに高分子物質による疎水表面の均一な塗布ある
いは薄く塗布することそのものが極めてむずかしい。そ
れは高分子物質の特性として、その溶液の粘性が高いこ
とが原因である。高粘度のものを薄く均一に疎水性表面
に塗布することは至難のわざというべきである。疎水性
表面を効率よく親水化するために、高分子を用い、且つ
架橋手段を行うという必須の条件を満たすことは現行技
術では極めて困難であり現行技術では不必要に厚く親水
性高分子を塗布したり、しかも塗布状態が不均一で塗布
層の厚みが一定せずその上塗布もれの箇所が統計的に発
生するなど問題も多い。加うるに架橋手段という煩雑な
操作が不可欠で、勢いコスト高となってしまうのであ
る。
The next conceivable method is a method of coating a hydrophobic substance with a hydrophilic polymer substance. If a hydrophilic polymer substance is applied to the surface of a hydrophobic substance, its release from the surface can be considerably suppressed, but since it has compatibility with water, it will not be released with time and its effect will be reduced. It is well known. In order to solve this, it has been attempted to insolubilize the hydrophilic substance applied on the surface of the hydrophobic substance in water. The most effective means for this is a crosslinking method, particularly a three-dimensional crosslinking method. It is well known that when a polymer is three-dimensionally crosslinked, it becomes insoluble in all solvents including water. The cross-linking method is a chemical method using a cross-linking agent. There are physical methods such as radiation, electron beam, or ultraviolet irradiation. The operation of each of these is extremely complicated. Furthermore, it is extremely difficult to evenly or thinly apply a hydrophobic surface with a polymer substance. This is due to the high viscosity of the solution as a characteristic of the polymer substance. It should be extremely difficult to apply a highly viscous material thinly and uniformly to the hydrophobic surface. In order to efficiently make the hydrophobic surface hydrophilic, it is extremely difficult with the current technology to meet the essential conditions of using a polymer and performing a cross-linking means. With the current technology, an unnecessarily thick hydrophilic polymer is applied. In addition, there are many problems that the coating state is not uniform and the thickness of the coating layer is not constant, and in addition, the spots where the coating is leaked statistically occur. In addition, a complicated operation of a cross-linking means is indispensable, resulting in a high cost momentum.

【0004】したがって、効率のよい安価で均一な疎水
性表面の親水化は長年その出現が切望されていたにも拘
らず未だに解決する方法は提案されていないのが現状で
ある。この疎水性物質の親水性化技術が完成すると多く
の応用分野が開けるのである。応用分野のひとつとして
中空繊維への応用がある。中空繊維の製造技術や、得ら
れた中空繊維膜を多孔化して産業に利用することは近年
盛んに行われており、その実用化も着々進んでいる。
[0004] Therefore, the present situation is that no method has yet been proposed to solve the efficient, inexpensive and uniform hydrophilization of a hydrophobic surface, even though its appearance has long been desired. When the technology for making the hydrophobic substance hydrophilic is completed, many application fields will be opened. One of the applied fields is application to hollow fibers. BACKGROUND ART In recent years, hollow fiber manufacturing techniques and the resulting hollow fiber membranes that have been made porous to be used in industry have been actively used, and their practical application is steadily progressing.

【0005】ポリオレフィン、すなわち、ポリプロピレ
ンやポリエチレンの多孔膜や膜形状を管状にした、いわ
ゆる多孔性中空繊維膜はかなり優れた技術として確立さ
れている。孔形0.5μm以下のポリオレフィン中空繊
維は、新しい人工肺用の素材として注目されている。こ
れはポリオレフィン、たとえばポリプロピレンで所望の
多孔性の中空繊維膜とした場合、その本質的な疎水性と
水の表面張力のために水が中空繊維の膜壁を通過し得な
い。これを利用して、たとえばポリプロピレンの多孔性
中空繊維の一方の側すなわち内側又は外側に血液を流
し、他方に酸素ガスを流すことによってガス交換を行わ
せる場合、その血液は膜壁を通過し得ず、一方、酸素一
炭酸ガスの交換は効率よく行われるので、人工心肺のガ
ス交換膜として優れた機能を発揮するのである。これは
ポリプロピレン多孔膜の疎水性を巧みに利用したもので
あるが、一方この疎水性故に水が膜壁を通過しないこと
は他の産業分野への利用を考えた場合、逆に大きい障害
となる。たとえば、ポリプロピレンの中空繊維膜を用い
て水の浄化をしたい場合や、水素の工業汚水を濾過しよ
うとした場合、又医療産業への応用を考えて血液を濾過
しようと考えた場合、疎水性のために濾過が行い得ず、
すべてこの中空繊維膜の疎水性が大きい障害となって立
ちはだかって来ることは自明である。
Polyolefin, that is, a porous membrane of polypropylene or polyethylene or a so-called porous hollow fiber membrane in which the membrane shape is tubular has been established as a considerably excellent technique. Polyolefin hollow fibers having a pore size of 0.5 μm or less are drawing attention as a new material for artificial lungs. When polyolefins, such as polypropylene, are used to make the desired porous hollow fiber membranes, water cannot pass through the membrane walls of the hollow fibers due to its inherent hydrophobicity and surface tension of water. Utilizing this, for example, when the gas is exchanged by flowing blood to one side, that is, inside or outside of the porous hollow fiber of polypropylene, and flowing oxygen gas to the other side, the blood may pass through the membrane wall. On the other hand, on the other hand, since the exchange of oxygen monocarbonate gas is efficiently performed, it exhibits an excellent function as a gas exchange membrane of a heart-lung machine. This is a skillful use of the hydrophobicity of the polypropylene porous membrane, but on the other hand, the fact that water does not pass through the membrane wall due to this hydrophobicity is a major obstacle on the contrary when considering other industrial fields. . For example, if you want to purify water using polypropylene hollow fiber membranes, try to filter industrial wastewater of hydrogen, or try to filter blood for medical industry applications, you can Because of this, filtration cannot be performed,
It is self-evident that the hydrophobicity of all of these hollow fiber membranes will be a major obstacle and stand out.

【0006】これらを克服するために、様々な方法が試
みられている。たとえば中空繊維の表面に、親水性高分
子や界面活性剤をコーティングする方法がある。この方
法は、親水性高分子を多孔性の膜にコーティングするこ
とが技術的にむずかしく著しく不均一なコーティングが
屡々生じるし、コーティング条件の僅かの差で結果とし
てのコーティング状況が大きく変わり、時として多孔膜
の本質である多くの孔を、埋め塞いでしまうことがあ
り、製品の品質管理上の難点となっている。更に大きい
問題点は、これらの親水性高分子や界面活性剤は水に少
なくとも部分的にとけて少しづつ溶出することである。
これは単に、親水性化の寿命の問題にとどまらず、徐々
にでも溶出するとなると、メディカル用途、食品用途に
用いるときに問題となる。したがって、親水性高分子や
界面活性剤をコーティングすることは疎水性膜を親水性
化する手段として有用であっても決して完全なものでは
なく多くの改善の要求がある。
Various methods have been tried to overcome these problems. For example, there is a method of coating the surface of the hollow fiber with a hydrophilic polymer or a surfactant. In this method, it is technically difficult to coat a hydrophilic polymer on a porous film, and a very uneven coating is often produced, and even a slight difference in the coating conditions greatly changes the resulting coating state. Many pores, which are the essence of a porous film, may be filled up, which is a problem in quality control of products. An even bigger problem is that these hydrophilic polymers and surfactants dissolve at least partially in water and are gradually eluted.
This is not only a problem of the life of hydrophilization, but also a problem of being eluted gradually even when it is used for medical applications and food applications. Therefore, although coating with a hydrophilic polymer or a surfactant is useful as a means for making a hydrophobic film hydrophilic, it is not perfect and there are many demands for improvement.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このような問題点を回
避するために、ポリオレフィンの中空繊維の内側又は外
側の一方を減圧もしくは真空にするか、あるいは一方を
逆に加圧するかの手段を用いて、水を強制的に孔の中に
導入し、そのまま水を充填しておく方法がある。この方
法は、そのまま水を切らさない限り中空繊維膜の孔を水
が通過しうるのでひとつの解決法であるが操作が大げさ
であり、人手も要すること、水の疎水性の孔内への侵入
が完全でないこと、また使用中に一旦空泡が侵入すれば
その部分の水透過性がもはや機能しないという欠点が存
在する。今ひとつの方法は、疎水性の中空繊維膜を一
旦、有機溶剤に濡らし、この有機溶剤を水で置換して最
終的に水で孔内を充たしてしまう方法である。この方法
は用いる有機溶剤が水と置換する必要から水に易溶性の
ものであることが必要で、メタノール、エタノール、ア
セトン、テトラヒドロフランなどが好適に使用される。
In order to avoid such a problem, a means for reducing or evacuating one of the inside and the outside of the hollow fiber of the polyolefin or vice versa is used. Then, there is a method in which water is forcibly introduced into the hole and the water is filled as it is. This method is one solution because water can pass through the pores of the hollow fiber membrane as long as the water is not drained as it is, but it is a large solution, requires a large amount of manpower, and causes water to penetrate into the hydrophobic pores. Is not perfect, and once the air bubbles have penetrated during use, the water permeability of that part no longer works. Another method is to once wet the hydrophobic hollow fiber membrane with an organic solvent, replace the organic solvent with water, and finally fill the pores with water. In this method, it is necessary that the organic solvent to be used be replaced with water, so that it must be easily soluble in water, and methanol, ethanol, acetone, tetrahydrofuran or the like is preferably used.

【0008】前述した加圧又は減圧による水の孔内への
導入性と比べて水の孔内への充填度での完全性が高く、
又操作も簡単で最も実用的な方法である。しかし、これ
らの共通した欠点として、まず有機溶剤を必要としてコ
スト高になることに加えて、親水化後中空繊維は常に水
中に浸した形で保つ必要があり、これは重量が大きく重
いこと、菌が繁殖し易く、高圧蒸気滅菌などの減菌が必
要なことなどの欠点を有している。理想的なものとして
は、疎水性の表面が高い確度で均一に親水化出来るこ
と、乾燥状態で保てること、コーティングされたものが
水に完全に溶出しないもの、などの条件を満たさなけれ
ばならないが、このようなものは現在存在しないと言っ
てよい。
Compared with the above-mentioned introduction of water into the pores by pressurization or depressurization, the degree of completeness in the filling degree of water into the pores is high,
The operation is simple and the most practical method. However, the common drawback of these is that, in addition to the need for an organic solvent and high cost, the hollow fiber must always be kept immersed in water after being hydrophilized, which is heavy and heavy. It has drawbacks such that the bacteria easily propagate and the sterilization such as high-pressure steam sterilization is required. Ideally, the hydrophobic surface must be able to be made hydrophilic with high accuracy, that it can be kept in a dry state, and that the coated material does not elute completely in water. , It can be said that there is currently no such thing.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来と全
く異なった考え方で疎水性表面を親水性化する方法を検
討し、本発明に到達した。本発明者は、疎水性表面の親
水化に際し、種々の検討を行った結果次のような基本的
な条件を満たすことが必要であると考えた。すなわち
(1)疎水性物質の表面に塗布するとき親水性物質は、
均一且つ薄く、満遍なく塗布するために、その塗布溶液
の粘度が低いこと、そのために親水性塗布物質が低分子
でなければならないこと、(2)均一且つ薄く塗布され
た物質が塗布後に高分子物質に変換するべきこと。
(3)しかもその高分子物質が架橋され不溶となるとと
もに、親水性は保持されるべきことである。このような
条件を満たす親水性物質を本発明者は種々探索した結
果、ある種の含珪素化合物、さらに詳細に説明すれば、
活性化処理によって架橋性官能基(水酸基)を3ケ以上
生じるような低分子の含珪素架橋剤を用いる方法を思い
至った。
[Means for Solving the Problems] The present inventors have arrived at the present invention by studying a method for making a hydrophobic surface hydrophilic by a completely different concept from the conventional method. The inventors of the present invention have considered that it is necessary to satisfy the following basic conditions as a result of various studies when hydrophilizing the hydrophobic surface. That is, (1) the hydrophilic substance when applied to the surface of the hydrophobic substance,
In order to apply uniformly, thinly and evenly, the viscosity of the coating solution is low, and therefore the hydrophilic coating substance must have a low molecular weight, and (2) the uniformly and thinly coated substance is a high molecular substance after coating. What to convert to.
(3) Moreover, the polymer substance should be crosslinked to be insoluble and the hydrophilicity should be maintained. As a result of various searches by the present inventor for a hydrophilic substance satisfying these conditions, a certain silicon-containing compound, more specifically,
A method using a low-molecular-weight silicon-containing cross-linking agent that produces three or more cross-linkable functional groups (hydroxyl groups) by the activation treatment has been conceived.

【0010】本発明は、水分によって活性化して縮合重
合を誘起し架橋性ポリシロキサンを生成する含珪素化合
物を、疎水性物質と接触させ、その接触表面において縮
合反応を行わせることを特徴とする疎水性物質の親水化
方法に関し、架橋性ポリシロキサンが一般式
The present invention is characterized in that a silicon-containing compound which is activated by water to induce condensation polymerization to form a crosslinkable polysiloxane is brought into contact with a hydrophobic substance and a condensation reaction is carried out on the contact surface. Crosslinkable polysiloxanes are commonly used for hydrophilizing hydrophobic substances.

【0011】[0011]

【化2】 (式中のRは炭化水素残基、R’はアルコキシ基又はア
シルオキシ基、n=0,1,2である)で表される群か
ら選ばれた少なくとも1種であり、更に、該縮合反応を
行わせる場合、グリセリンの存在下で行わせることを特
徴とする疎水性物質の親水化方法に関する。
[Chemical 2] (Wherein R is a hydrocarbon residue, R ′ is an alkoxy group or an acyloxy group, and n = 0, 1, 2), and the condensation reaction is further performed. The present invention relates to a method for hydrophilizing a hydrophobic substance, wherein the method is performed in the presence of glycerin.

【0012】この場合、ジメチルジアセトキシシランの
ように珪素原子にメチル基が2ケ有するもののみでは、
2官能性で生成ポリシロキサンは疎水性のポリジメチル
シロキサンとなり、又架橋のない線状の高分子であるた
め本発明の目的は達せられない。たとえば、メチルトリ
アセトキシシランやテトラメトキシシランのような3官
能性以上、すなわち水分でSi−OHで示される官能基
が3ケないし4ケ生じるものは、極めて反応性が高く相
互に脱水縮合をくり返して3次元のポリシロキサンとな
り、疎水性基(CH3 −)が少い上、Si−OHが完全
に反応せず随所に−OH基が残存するために充分な親水
性を保持出来るのである。テトラメトキシシランが完全
に理想的反応すれば(SiO2 )nとなるがこれも親水
性である。実際には完全に反応することはなく随所に水
酸基が残存して高度の親水性を保持することが出来る。
又、完全に4官能性のもののみを用いることによりたと
えCH3 −基が存在しても上述のメチルトリアセトキシ
シランが若干混合すると(SiO2 )nとのセグメント
の量が3官能基の存在でみだれて減少し、その分だけ遊
離の水酸基が多くなって親水性化を成しとげることが出
来る。又、メチルトリアセトキシシラン、メチルトリエ
トキシシランのようなCH3基の存在する3官能性のも
のでも充分に親水性を付与出来るので、相当の遊離水酸
基が生じて存在するものと思われる。
In this case, only the one having two methyl groups on the silicon atom, such as dimethyldiacetoxysilane,
The bifunctional and produced polysiloxane becomes a hydrophobic polydimethylsiloxane, and the object of the present invention cannot be achieved because it is a linear polymer without cross-linking. For example, those having trifunctionality or more, such as methyltriacetoxysilane and tetramethoxysilane, that is, those having 3 to 4 functional groups represented by Si-OH in water are extremely reactive and repeatedly undergo dehydration condensation with each other. It becomes a three-dimensional polysiloxane, has a small number of hydrophobic groups (CH 3 —), and Si—OH does not completely react, and —OH groups remain everywhere, so that sufficient hydrophilicity can be maintained. If tetramethoxysilane reacts completely ideally, it becomes (SiO 2 ) n, which is also hydrophilic. Actually, it does not react completely and hydroxyl groups remain everywhere, and it is possible to maintain a high degree of hydrophilicity.
Further, by using only the completely tetrafunctional one, even if the CH 3 -group is present, if the above-mentioned methyltriacetoxysilane is slightly mixed, the amount of the segment with (SiO 2 ) n is the presence of the trifunctional group. The amount of free hydroxyl groups increases and the hydrophilicity can be increased. Further, trifunctional compounds having a CH 3 group such as methyltriacetoxysilane and methyltriethoxysilane can sufficiently impart hydrophilicity, and it is considered that a considerable amount of free hydroxyl groups are present.

【0013】本発明の利点特長を列挙すると本発明は、
水によって活性化して架橋性のポリシロキサンを生じる
低分子の珪素化合物の有機溶剤で処理するので、高分子
物質の溶液の処理と異なり、処理溶液は極めて低粘度で
均一な処理(すなわち疎水面の濡らし)が極めて容易で
あり、完結度が高いこと、薄くコーティングすることが
可能なので粘度の高い高分子溶液と異なって孔を埋塞す
ることはないこと、溶媒の蒸発に従って、高沸点の該珪
素化合物が疎水性表面上に濃縮されて吸着面を形成し空
中水によって疎水性表面上で縮合重合を行うので、親水
性膜で表面が薄く覆われること、縮合体は3次元高分子
であるので水には全く溶解せず、溶出の問題を解決して
いること、この架橋のときシリコーン接着剤の機能と同
じ接着性を発揮するのでコーティングが安定であること
などのこれまでの数々の問題点をほとんど一挙に解決し
たものである。
[0013] Advantages of the present invention When the features are listed, the present invention is as follows.
Since it is treated with an organic solvent of a low-molecular-weight silicon compound that is activated by water to form a crosslinkable polysiloxane, the treatment solution has an extremely low viscosity and a uniform treatment (that is, a hydrophobic surface is different from the treatment of the polymer solution). It is extremely easy to wet, has a high degree of completion, does not fill pores unlike a high-viscosity polymer solution because it can be thinly coated, and has a high boiling point as the solvent evaporates. The compound is concentrated on the hydrophobic surface to form an adsorption surface, and the condensation polymerization is performed on the hydrophobic surface with water in the air, so that the surface is thinly covered with the hydrophilic film and the condensate is a three-dimensional polymer. It does not dissolve in water at all, and it solves the problem of elution, and when it crosslinks, it exhibits the same adhesiveness as the function of silicone adhesive, so the coating is stable. Problems of people the one in which was resolved almost all at once.

【0014】ここで言う含珪素架橋剤とは、珪素をその
分子内に1ケ以上有し、適当な活性化手法、たとえば雰
囲気中の湿気(水分)との接触によって、架橋能を生じ
るような官能基を有する化合物をさし、より具体的には
シリコーンゴムやシリコーン樹脂への室温架橋剤すなわ
ちシランカップリング剤として知られている化合物が用
いられる。これらの含珪素架橋剤として、水によって活
性化される官能基を有するものが好ましく用いられる。
これらの代表例は、
The term "silicon-containing cross-linking agent" as used herein means that it has one or more silicon atoms in its molecule and is capable of producing a cross-linking ability by a suitable activation method, for example, contact with moisture (moisture) in the atmosphere. A compound having a functional group is used, and more specifically, a compound known as a room temperature crosslinking agent for silicone rubber or silicone resin, that is, a silane coupling agent is used. As these silicon-containing crosslinking agents, those having a functional group activated by water are preferably used.
Typical examples of these are

【0015】[0015]

【化3】 [Chemical 3]

【0016】[0016]

【化4】 (R:CH3 ,C2 5 ,C3 7 ,C4 9 などの炭
化水素残基)、
[Chemical 4] (R: hydrocarbon residue such as CH 3 , C 2 H 5 , C 3 H 7 , C 4 H 9 ),

【0017】[0017]

【化5】 [Chemical 5]

【0018】[0018]

【化6】 (X:Cl,Brなどのハロゲン原子)、[Chemical 6] (X: halogen atom such as Cl or Br),

【0019】[0019]

【化7】 (R:上記と同じ)[Chemical 7] (R: same as above)

【0020】などがある。このような含珪素架橋剤は低
分子であり溶液状態で粘度が低く、均一に薄く塗布する
ことが可能であり、空気中の水分との反応で活性の水酸
基が生じ、自然に3次元の縮合が進み生成した架橋含珪
素重合体はポリシロキサン構造となる。水によって活性
化して架橋能を発揮し、ポリシロキサン架橋体を形成す
る分子内に珪素原子1ケを有する含珪素架橋剤の例とし
ては、一般式
There are, for example, Such a silicon-containing cross-linking agent has a low molecular weight, has a low viscosity in a solution state, and can be applied uniformly and thinly, and an active hydroxyl group is generated by a reaction with moisture in the air, which naturally causes a three-dimensional condensation. The cross-linked silicon-containing polymer thus formed has a polysiloxane structure. Examples of the silicon-containing cross-linking agent having one silicon atom in the molecule that activates by water to exhibit a cross-linking ability and form a polysiloxane cross-linking body include

【0021】[0021]

【化8】 (式中Rはアルキル基、アリール基などの炭化水素残基
をR’はアルコキシ基、アシルオキシ基、ハロゲン又は
アミン残基を、nは0,1を表す)で表される化合物が
ある。
[Chemical 8] (Wherein R represents a hydrocarbon residue such as an alkyl group or an aryl group, R ′ represents an alkoxy group, an acyloxy group, a halogen or an amine residue, and n represents 0 or 1).

【0022】具体的にはテトラエトキシシラン、メチル
トリアセトキシシランを例にとって以下に説明する
Specifically, tetraethoxysilane and methyltriacetoxysilane will be described below as examples.

【0023】[0023]

【化9】 [Chemical 9]

【0024】[0024]

【化10】 テトラエトキシシラン(TES)は低分子のために、た
とえばそのアセトン溶液は極めて粘性の低いものでアセ
トンの親水性・疎水性と相まって疎水性物質の表面に均
一に薄く塗布が可能である。低沸点のアセトンが蒸発す
れば極めて均一なTESは薄膜となって疎水性表面を覆
うことが出来る。
[Chemical 10] Since tetraethoxysilane (TES) has a low molecular weight, its acetone solution, for example, has an extremely low viscosity and can be applied uniformly and thinly to the surface of a hydrophobic substance in combination with the hydrophilicity / hydrophobicity of acetone. If the low boiling point acetone evaporates, a very uniform TES becomes a thin film and can cover the hydrophobic surface.

【0025】このTESの薄膜は空気中の水分によって
容易に加水分解しSi−OC2 5はSi−OHに変化
する。これは直ちに分子間で縮合反応を生じ、O−Si
−O結合を生じ、ポリシロキサン(架橋)構造になる。
The thin film of TES is easily hydrolyzed by moisture in the air, and Si-OC 2 H 5 is changed to Si-OH. This immediately causes a condensation reaction between molecules, and O-Si
An -O bond is generated, resulting in a polysiloxane (crosslinked) structure.

【0026】[0026]

【化11】 すなわち、Si−OH+HO−Si=Si−O−Si+
2 Oという基本反応によって4官能基での縮合によっ
て架橋体となり、しかも生成位置によって縮合反応相手
のない遊離の水酸基(−OH)も未反応のまま存在する
ようになる。このような架橋生成体は遊離の水酸基の存
在によって適度の親水性を有する。
[Chemical 11] That is, Si-OH + HO-Si = Si-O-Si +
By the basic reaction of H 2 O, a tetrafunctional group is condensed to form a cross-linked product, and free hydroxyl groups (—OH) having no condensation reaction partner also remain unreacted depending on the formation position. Such a crosslinked product has moderate hydrophilicity due to the presence of free hydroxyl groups.

【0027】[0027]

【化12】 [Chemical 12]

【0028】メチルテトラアセトキシシラン(MTA
S)の場合、CH3 −Si結合は安定であるがSi−O
AC結合は水に対して極めて鋭敏で容易に水酸基に変化
する。
Methyl tetraacetoxy silane (MTA
In the case of S), the CH 3 —Si bond is stable, but Si—O
The AC bond is extremely sensitive to water and easily changes into a hydroxyl group.

【化13】 [Chemical 13]

【0029】この場合、3官能となるので生成縮合体は
3次元に架橋されて、当然不溶体となる。この場合も縮
合反応する対応OHと位置的に遠い水酸基は必然的に生
じ、適度の親水性を与えることになる。この場合、塗布
された時点ではMTASは低分子であるため、疎水性表
面に極薄に均一に塗布が可能であり、これが空気中の湿
気と接することによって活性の水酸基を自然に生じ自然
に架橋が進み、その間に遊離の水酸基の存在も相まって
親水性表面を形成することが出来るのである。本発明者
は、このような基本的な反応に基づいて親水化の条件を
追求中、更に高度な親水化を行う方法を見出した本発明
に到達した。すなわち、上記のような含珪素架橋剤を塗
布する際にグリセリンを存在させると、おどろく程の高
度な親水化を実現することを知った。このような現象は
これまで全く報告されておらず、本発明者の発見であ
る。これは上記の反応の間、そこにグリセリンが介在す
ることによって式(B)の如くグリセリンと反応して5
員環(a)又は6員環(b)を形成し、親水性のエーテ
ル結合(−O−)結合や遊離の−OHを生じるための結
果と考えられる。
In this case, since it is trifunctional, the resulting condensate is three-dimensionally crosslinked and naturally becomes an insoluble material. In this case as well, a hydroxyl group that is distant from the corresponding OH that undergoes the condensation reaction is inevitably generated, and it imparts appropriate hydrophilicity. In this case, since MTAS has a low molecular weight at the time of application, it can be applied extremely thinly and evenly to the hydrophobic surface, and when it comes into contact with moisture in the air, active hydroxyl groups are naturally generated and crosslinked naturally. , And the presence of free hydroxyl groups in the meantime can form a hydrophilic surface. The present inventors have arrived at the present invention in which, while pursuing the conditions for hydrophilization based on such a basic reaction, a method for further hydrophilizing was found. That is, it has been found that the presence of glycerin when applying the above-mentioned silicon-containing crosslinking agent realizes a surprisingly high degree of hydrophilicity. Such a phenomenon has not been reported at all until now, and is the discovery of the present inventor. During the above reaction, glycerin intervenes there to react with glycerin as shown in formula (B).
It is considered that this is a result of forming a member ring (a) or a 6-membered ring (b) and generating a hydrophilic ether bond (-O-) bond or free -OH.

【0030】[0030]

【化14】 このような架橋反応に親水性のグリセリン分子を組み入
れるために高度な親水性が達成されるのである。すなわ
ち、親水性化反応にグリセリンを介在させることによっ
ておどろく程の高度な親水化が簡単な操作で達成するこ
とに成功したものである。
[Chemical 14] A high degree of hydrophilicity is achieved because of the incorporation of hydrophilic glycerin molecules in such crosslinking reactions. In other words, by interposing glycerin in the hydrophilization reaction, a surprisingly high degree of hydrophilization was achieved by a simple operation.

【0031】本発明に用いられる、水によって活性化し
て架橋能を発揮しポリシロキサン架橋体を形成する、分
子内に珪素原子を1ケ有する含珪素架橋剤の具体例とし
ては、たとえばエトラアセトキシシラン、メチルトリア
セトキシシラン、エチルトリアセトキシシラン、プロピ
ルトリアセトキシシラン、ブチルトリアセトキシシラ
ン、フエニルトリアセトキシシラン、メチルトリエトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、テトラエトキシ
シラン、フエニルトリエトキシシラン、プロピルトリエ
トキシシラン、プチルトリエトキシシラン、メチルトリ
メトキシシラン、テトラメトキシシラン、エチルトリメ
トキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ブチルト
リメトキシシランあるいはテトラクロロシラン、メチル
トリクロロシラン、エチルトリクロロシラン、ブチルト
リクロロシラン、ビニルトリアセトキシシラン、ビス−
(N−メチルベンジルアミド)エトキシメチルシラン、
トリス−(ジメチルアミノ)メチルシラン、ビニルトリ
クロロシラン、トリス−(シクロヘキシルアミノ)メチ
ルシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−グリシドキ
シプロピルトリメトキシシラン、テトラプロポキシシラ
ン、ジビニルジエトキシシランなどを代表例として挙げ
ることが出来る。
Specific examples of the silicon-containing cross-linking agent having one silicon atom in the molecule, which is used in the present invention and which is activated by water to exert a cross-linking ability to form a cross-linked polysiloxane, include, for example, etraacetoxysilane. , Methyltriacetoxysilane, ethyltriacetoxysilane, propyltriacetoxysilane, butyltriacetoxysilane, phenyltriacetoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, tetraethoxysilane, phenyltriethoxysilane, propyltriethoxy Silane, propyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, tetramethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, butyltrimethoxysilane or tetrachlorosilane, methyltrichlorosilane, Chill trichlorosilane, butyl trichlorosilane, vinyl triacetoxy silane, bis -
(N-methylbenzylamide) ethoxymethylsilane,
Typical examples include tris- (dimethylamino) methylsilane, vinyltrichlorosilane, tris- (cyclohexylamino) methylsilane, vinyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, tetrapropoxysilane, and divinyldiethoxysilane. Can be done.

【0032】又、珪素をその分子中に2ケ含む含珪素架
橋剤の代表例としては、たとえば、ヘキサアセトキシジ
シロキサン、1,3−ジメチルテトラアセトキシジシロ
キサン、1,3−ジビニルテトラエトキシジシロキサン
のような一般式、
Typical examples of silicon-containing crosslinking agents containing two silicon atoms in the molecule include, for example, hexaacetoxydisiloxane, 1,3-dimethyltetraacetoxydisiloxane and 1,3-divinyltetraethoxydisiloxane. General formula, such as

【0033】[0033]

【化15】 (式中n、m=0,1,2,3、n+m=0,1,2,
3のいずれか、Rは架橋能のない炭化水素残基、R’、
R”は適当な活性化手段で架橋能を示す基を示す)で表
される化合物が挙げられる。
[Chemical 15] (Where n, m = 0, 1, 2, 3, n + m = 0, 1, 2,
3, R is a hydrocarbon residue having no crosslinking ability, R ′,
R "represents a group exhibiting a cross-linking ability by a suitable activation means).

【0034】珪素がその分子中に3ケ含む含珪素架橋剤
の例としては1,3,5−トリメトキシ−1,1,3,
5,5ペンタメチルトリシロキサン、1,1,3,3,
5,5−ヘキサアセトキシ−1,5−ジメチルトリシロ
キサンなどを挙げることができる。
An example of a silicon-containing cross-linking agent containing three silicon atoms in its molecule is 1,3,5-trimethoxy-1,1,3.
5,5 pentamethyltrisiloxane, 1,1,3,3,
Examples include 5,5-hexaacetoxy-1,5-dimethyltrisiloxane.

【0035】これらの含珪素架橋剤としては公知の室温
架橋型のシランカップリング剤が広く用いられ、たとえ
ばペトラーチシステムインコーポレイテッド(Petr
arch System Inc.)発行の、シリコン
コンパウンド(Silicon Compounds,
Register & Review),1979やシ
リコン(Silicones),1981に記載されて
いるすべての含珪素架橋剤を用いることが出来る。
As these silicon-containing cross-linking agents, known room-temperature cross-linking type silane coupling agents are widely used. For example, Petrarch System Incorporated (Petr).
arch System Inc. ) Issued by Silicon Compounds,
All silicon-containing crosslinking agents described in Register & Review, 1979 and Silicon (Silicones), 1981 can be used.

【0036】以上に述べた架橋性(すなわち3官能性)
の含珪素化合物に加えて2官能性の縮合によってSi−
O−Si結合を順次生じてポリシロキサンを生じるよう
な低分子の含珪素化合物を併用してよいことは勿論であ
る。このような2官能性の含珪素化合物として、珪素原
子に2ケの炭化水素基を有し、分子中に2ケの水によっ
て活性化されて架橋能を生じる官能基を有する、たとえ
ば一般式、
Crosslinkability (that is, trifunctionality) as described above
In addition to the silicon-containing compound of
Needless to say, a low-molecular-weight silicon-containing compound that sequentially forms O—Si bonds to form polysiloxane may be used together. As such a bifunctional silicon-containing compound, a silicon atom has two hydrocarbon groups, and two molecules in the molecule have a functional group which is activated by water to generate a crosslinkability.

【0037】[0037]

【化16】 (式中R1 〜R4 は同種又は異種の炭化水素基、nは
0.1,2,3など正の整数、Y及びY’は同種又は異
種の水によって活性化される架橋性官能基をそれぞれ表
す)で示される含珪素化合物がある。
[Chemical 16] (In the formula, R 1 to R 4 are the same or different hydrocarbon groups, n is a positive integer such as 0.1, 2, 3, Y and Y ′ are the same or different cross-linkable functional groups activated by water. Represents each of the above).

【0038】これらの化合物は、珪素原子に2ケの架橋
性のない炭化水素基と分子中に2ケの架橋性官能基を含
有するものの例としてはジメチルジアセトキシシラン、
ジエチルジアセトキシシラン、ジメチルジエトキシシラ
ン、ジエチルジエトキシシラン、メチルエチルジメトキ
シシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジメチルジクロ
ロシラン、メチルフエニルジアセトキシシラン、ジフエ
ニルジアセトキシシラン、ジベンジルジアセトキシシラ
ン、ジビニルジエトキシシランなどがある。又1,1,
3,3−テトラメチル−1,3−ジアセトキシジシロキ
サン、1,1,3,3−テトラメチル−1,3−ジメト
キシジシロキサン、1,1,3,3−テトラエチル−
1,3−ジエトキシジシロキサン、1,1,3,3,
5,5−ヘキサメチル−1,5−ジアセトキシトリシロ
キサン、1,1,3,3,5,5−ヘキサエチル−1,
5−ジエトキシトリシロキサン、1,1,3,3,5,
5−ヘキサメチル−1,5−ジメトキシトリシロキサ
ン、1,1,1,5,5,5−ヘキサメチル−3,3−
ジアセトキシトリシロキサン、1,1,1,3,5,5
−ヘキサメチル−3,5−ジアセトキシトリシロキサン
などが挙げられる。
These compounds contain two non-crosslinkable hydrocarbon groups in the silicon atom and two crosslinkable functional groups in the molecule, and dimethyldiacetoxysilane is an example.
Diethyldiacetoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldiethoxysilane, methylethyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, dimethyldichlorosilane, methylphenyldiacetoxysilane, diphenyldiacetoxysilane, dibenzyldiacetoxysilane, divinyldiethoxy There is silane. Also 1,1,
3,3-tetramethyl-1,3-diacetoxydisiloxane, 1,1,3,3-tetramethyl-1,3-dimethoxydisiloxane, 1,1,3,3-tetraethyl-
1,3-diethoxydisiloxane, 1,1,3,3,
5,5-hexamethyl-1,5-diacetoxytrisiloxane, 1,1,3,3,5,5-hexaethyl-1,
5-diethoxytrisiloxane, 1,1,3,3,5
5-hexamethyl-1,5-dimethoxytrisiloxane, 1,1,1,5,5,5-hexamethyl-3,3-
Diacetoxytrisiloxane, 1,1,1,3,5,5
-Hexamethyl-3,5-diacetoxytrisiloxane and the like.

【0039】このような官能性のものを加えると、生成
重合体の中に−Si−O−Si−結合による線状の分子
鎖が長くなり、換言すれば架橋濃度を減少させることが
出来るのでそれだけ生成重合体が弾性をもつようにな
り、目的によっては有利となる。これら珪素を含有する
高分子の生成反応は式(A)に示すように空気中の水分
によって活性化され、自然に遂次反応によって縮合して
ポリシロキサン分子を形成し、その中にあって共存する
グリセリンと水酸基を有する親水性のエーテル結合を有
する5員環、6員環を形成しこのため、生成架橋縮合体
は極めて親水性であり、3次元に架橋しているた
め、親水性でありながら水に溶解しないため、親水化し
た表面は恒久的に安定しているという特徴を有する。
When such a functional compound is added, a linear molecular chain due to —Si—O—Si— bond is lengthened in the produced polymer, in other words, the crosslinking concentration can be reduced. The resulting polymer becomes elastic, which is advantageous for some purposes. As shown in the formula (A), the formation reaction of the polymer containing silicon is activated by water in the air and spontaneously condenses by a sequential reaction to form a polysiloxane molecule. Forming a 5-membered ring or 6-membered ring having a hydrophilic ether bond having a hydroxyl group with glycerin. Therefore, the resulting crosslinked condensate is extremely hydrophilic, and since it is three-dimensionally crosslinked, it is hydrophilic. However, since it does not dissolve in water, the hydrophilized surface is characterized by being permanently stable.

【0040】加うるに本発明の方法では、親水性の付与
に結合という操作を行うことなしに空気中の水分で自然
に架橋が進行すること、塗布時においては反応成分は低
分子であるため、極めて容易に疎水性表面への均一な且
つ薄膜への塗装が可能であること、親水性の保持性が長
期にわたることなどの特性が挙げられる。
In addition, in the method of the present invention, crosslinking is spontaneously promoted by moisture in the air without performing a binding operation for imparting hydrophilicity, and the reaction component is a low molecular weight compound during coating. The characteristics are that it is possible to coat a hydrophobic surface uniformly and in a thin film very easily, and the hydrophilicity is retained for a long time.

【0041】本発明の最も重要な点としては、この親水
化の際にグリセリンを介在させる点にある。グリセリン
の存在は式(B)に示したようにグリセリンを縮合反応
の中に取り込み、水酸基とエーテル結合含有の親水性の
5員環(a)、6員環(b)を生成させること、この5
員環、6員環の生成によって架橋縮合体の分子鎖はこの
環状生成物によって相互接近を妨げられ、これは珪素に
結合した水酸基(未反応)が遊離の状態で存在し縮合反
応相手の遊離水酸基同志の反応を阻害して、結果として
遊離水酸基の状態で残ることになりこれが更に親水性の
向上につながることになる。したがってグリセリンの存
在は極めて意義のある本発明の第2の特徴をなし、高親
水性化の基本原理をなすものである。
The most important point of the present invention is to interpose glycerin in the hydrophilization. The presence of glycerin incorporates glycerin into the condensation reaction as shown in formula (B) to form hydrophilic 5-membered ring (a) and 6-membered ring (b) containing a hydroxyl group and an ether bond. 5
Due to the formation of the six-membered ring and the six-membered ring, the molecular chains of the crosslinked condensate are prevented from approaching each other by this cyclic product. This is because the hydroxyl group (unreacted) bonded to silicon exists in a free state and the condensation reaction partner is released. The reaction between the hydroxyl groups is inhibited, and as a result, the free hydroxyl groups remain, which further improves the hydrophilicity. Therefore, the presence of glycerin constitutes the extremely significant second feature of the present invention, and constitutes the basic principle of highly hydrophilicity.

【0042】本発明は今ひとつの特徴として、グリセリ
ンの存在下の該溶液の塗布には、その溶液に予めグリセ
リンを含有させておいてもよいし、予め親水化しようと
する疎水性の表面にまずグリセリンを塗布し、その上に
当該溶液を塗布してもよい。又、当該溶液をまず塗布し
てから何らかの方法、たとえば噴霧でグリセリンを付加
してもよい。
Another feature of the present invention is that when coating the solution in the presence of glycerin, the solution may contain glycerin in advance, or the hydrophobic surface to be hydrophilized first may be applied. Glycerin may be applied and then the solution may be applied thereon. Alternatively, the solution may be first applied and then glycerin may be added by some method, for example, spraying.

【0043】本発明で用いるグリセリンの量は、溶液に
対して0.5%以上含むことが望ましく、好ましくは1
%以上、更に好ましく3%以上が望ましい。グリセリン
そのものを溶媒として用いてもよい。この場合、グリセ
リンは用いる溶媒そのもので100%である。しかしグ
リセリンそのものは、高粘性なので他の溶媒で稀めて用
いることが推奨される。当該溶液を塗布後、室温で乾燥
してもよいし、あるいは加熱、乾燥を行っても、真空乾
燥を行ってもよい。又、加熱ガスを送ってもよい。本発
明の縮合反応は、自然の雰囲気の中で空気中の湿気で行
わせるのが最も好ましいが、水蒸気又は水蒸気を含んだ
空気や他のガスを送って反応を促進してもよい。又ある
程度縮合反応が進んだ段階で、水に浸して更に反応を進
めるような手段をとることも出来る。実用的には本発明
の塗布処理を行ったものを、単に清浄室内に保持するだ
けで、雰囲気内の水分によって本発明の活性化、遂次縮
合反応は自然に進むので極めて省力性に富み、経済的な
方法を提供することが出来る。本発明の適用は、その基
本的な手法を応用する範囲は極めて広く疎水性膜を親水
性膜に変換することも可能である。
The amount of glycerin used in the present invention is preferably 0.5% or more based on the solution, preferably 1%.
% Or more, more preferably 3% or more. Glycerin itself may be used as a solvent. In this case, glycerin is 100% in the solvent itself used. However, since glycerin itself is highly viscous, it is recommended to dilute it with another solvent. After applying the solution, it may be dried at room temperature, or may be heated, dried, or vacuum dried. Also, heated gas may be sent. The condensation reaction of the present invention is most preferably carried out in a natural atmosphere with moisture in the air, but steam or air or other gas containing steam may be sent to accelerate the reaction. Further, at the stage where the condensation reaction has progressed to some extent, it is possible to take a means of immersing it in water to further promote the reaction. Practically, the one subjected to the coating treatment of the present invention is simply held in a clean room, the activation of the present invention by the moisture in the atmosphere, and the successive condensation reaction is naturally extremely rich in labor saving, Can provide an economical way. The application of the present invention has a very wide range of application of the basic method, and it is also possible to convert a hydrophobic film into a hydrophilic film.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明は、Si−OHの反応性に着目
し、雰囲気中の水分によってSi−OHを生成する含珪
素化合物を利用して、グリセリンの共存状態で自然に水
酸基を有する架橋ポリシロキサンを形成させる新しい技
術を提供し、疎水性の表面を均一に親水性とすることに
成功したものである。
The present invention pays attention to the reactivity of Si-OH and utilizes a silicon-containing compound that produces Si-OH by the water content in the atmosphere. It has succeeded in providing a new technology for forming siloxane and making a hydrophobic surface uniformly hydrophilic.

【0045】[0045]

【実施例】以下、実施例によって更に詳細に説明する
が、疎水性物質の例としてポリプロピレンを代表として
説明するが、本発明の主旨からして決して実施例に限定
されるものでなく、疎水性物質の親水化によって適用出
来るものであって、本発明の範囲を限定するものではな
い。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below by way of examples. As an example of the hydrophobic substance, polypropylene will be described as a representative, but the present invention is by no means limited to the examples, and the hydrophobic property is not limited thereto. It can be applied by making the substance hydrophilic, and does not limit the scope of the present invention.

【0046】実施例1 ポリプロピレン(宇部興産製)を径30mmの円形スリ
ットノズルより常法によって溶融紡糸し116m/mi
nの捲取速度で捲取った。この中空繊維を5分間150
℃で熱処理し、その後−196℃の液体窒素の冷媒に導
いてここで15%延伸した。この中空繊維は引き続いて
150℃で45秒間熱処理した。得られた中空繊維は1
35℃に調節されたエアバス中へ導き、17.5%/分
の速度で300%にまで延伸し、この工程で中空繊維の
管壁はフィブリル化し均一なスダレ状の多孔管となっ
た。この多孔中空繊維の直径は320μm、管壁厚は5
5μmでありバブルポイント法で測定した平均孔径は
0.25μmであった。得られた繊維は疎水性のために
水が通過せず、この繊維を用いて中空繊維型の人工肺モ
ジュールを製造したところ、血液は中空繊維から漏出す
ることなく有用な性能を示しガス交換能も優れていた。
Example 1 Polypropylene (manufactured by Ube Industries) was melt-spun by a conventional method with a circular slit nozzle having a diameter of 30 mm to 116 m / mi.
It was wound at a winding speed of n. 150 for 5 minutes with this hollow fiber
Heat treatment was carried out at 0 ° C., and then the film was introduced into a liquid nitrogen refrigerant at −196 ° C. and stretched here by 15%. The hollow fibers were subsequently heat treated at 150 ° C. for 45 seconds. The number of hollow fibers obtained is 1
It was introduced into an air bath adjusted to 35 ° C. and stretched to a rate of 300% at a rate of 17.5% / min. In this process, the hollow fiber tube wall was fibrillated into a uniform, sloppy porous tube. This porous hollow fiber has a diameter of 320 μm and a tube wall thickness of 5
It was 5 μm and the average pore diameter measured by the bubble point method was 0.25 μm. Since the obtained fiber is hydrophobic, water cannot pass through it.When a hollow fiber type artificial lung module was manufactured using this fiber, blood showed useful performance without leaking from the hollow fiber and gas exchange capacity. Was also excellent.

【0047】この水、血液ともに疎水性の故に管壁を通
過しないポリプロピレン中空繊維の中空部分に、メチル
トリアセトキシシラン−ジメチルジアセキシシラン(重
量比1:3)の混合物の22%含有するアセトン溶液を
導入し、中空繊維の外側を減圧にし、内側を加圧して、
上記アセトン溶液が中空繊維の管壁を通過させるように
して管壁全体を濡らすようにした。そののち空気を送っ
て多孔部の孔よりこの溶液をパージした。この状態で該
処理中空繊維モジュールを相対湿度65%の雰囲気中で
12日間保持した。この間、中空繊維は酢酸を遊離しつ
つポリシロキサンで均一にコーティングされた。この中
空繊維モジュールの中空部に水を通して加圧したとこ
ろ、水は中空繊維の管壁をスムースに通過し濾過され
た。
Acetone containing 22% of a mixture of methyltriacetoxysilane-dimethyldiasexisilane (weight ratio 1: 3) in the hollow portion of the polypropylene hollow fiber that does not pass through the tube wall because both water and blood are hydrophobic. Introduce the solution, depressurize the outside of the hollow fiber, pressurize the inside,
The acetone solution was allowed to pass through the hollow fiber tube wall so as to wet the entire tube wall. After that, air was sent to purge this solution from the pores of the porous portion. In this state, the treated hollow fiber module was kept for 12 days in an atmosphere of 65% relative humidity. During this time, the hollow fibers were uniformly coated with polysiloxane while liberating acetic acid. When water was pressed through the hollow portion of the hollow fiber module to pressurize the water, the water smoothly passed through the hollow fiber tube wall and was filtered.

【0048】実施例2 ポリプロピレン(宇部興産製UBE−PP−J109
G)を径7mm、巾1mmの円形スリットノズルを用い
て中空繊維に常法によって溶融紡糸した。紡糸筒の温度
は210℃、紡糸速度は200m/分、ドラフト率は7
26であった。この中空繊維は145℃の空気浴で6分
間熱処理したのち、−195℃の液体窒素中に導いて2
0%延伸した。これを引続いて145℃の空気浴で2分
間熱処理して構造固定を行った。当該中空繊維は更に1
40℃に保たれた空気中で380%の延伸を17.3%
/分の速度で行ってフィブリル化処理を行い、145℃
で2分間熱処理を行って構造固定を行った。得られた中
空繊維は均一にフィブリル化した多孔性の管壁を形成
し、バブルポイント法で測定した孔形は0.56μmで
ありポリプロピレン中空繊維の内径は320μm、管壁
圧は57μmであった。この中空繊維を用いて、膜面積
0.5m2 の中空繊維型モジュールを作成した。この中
空繊維はポリプロピレンより成るため疎水性でこの中空
繊維の中空部分に水を加え、加圧しても全く管壁から水
は通過し得ず、濾過膜としては全く機能しなかった。
Example 2 Polypropylene (UBE-PP-J109 manufactured by Ube Industries, Ltd.)
G) was melt-spun into hollow fibers by a conventional method using a circular slit nozzle having a diameter of 7 mm and a width of 1 mm. The temperature of the spinning cylinder is 210 ° C., the spinning speed is 200 m / min, and the draft rate is 7.
It was 26. This hollow fiber was heat treated in an air bath at 145 ° C for 6 minutes and then introduced into liquid nitrogen at -195 ° C for 2 minutes.
It was stretched by 0%. This was subsequently heat-treated in an air bath at 145 ° C. for 2 minutes to fix the structure. 1 more hollow fiber
Stretching 380% in air kept at 40 ° C by 17.3%
At a speed of 1 / min for fibrillation treatment at 145 ° C
Was heat-treated for 2 minutes to fix the structure. The obtained hollow fiber formed a uniformly fibrillated porous tube wall, the pore shape measured by the bubble point method was 0.56 μm, the inner diameter of the polypropylene hollow fiber was 320 μm, and the tube wall pressure was 57 μm. . Using this hollow fiber, a hollow fiber type module having a membrane area of 0.5 m 2 was prepared. Since this hollow fiber is made of polypropylene, it is hydrophobic, and even if water is added to the hollow portion of this hollow fiber and pressure is applied, no water can pass through the tube wall, and it does not function as a filtration membrane at all.

【0049】この中空繊維モジュールを以下に調整した
(A)及び(B)2種類の溶液で処理した。 (A):メチルトリジアセキシシラン6部(以下「部」
は重量部)、ジメチルジアセトキシシラン4部、アセト
ン40部よりなる溶液。 (B):メチルトリアセトキシシラン6部、ジメチルジ
アセトキシシラン4部、グリセリン10部、アセトン3
0部よりなる溶液。 すなわち、(A)溶液及び(B)溶液を用いて0.5m
2 の膜面積をもつ本発明の実施例2の中空繊維を用い
て、2ケの中空繊維モジュールを作成した。ひとつは
(A)溶液で、他のひとつは(B)溶液で処理した方法
は、中空繊維の中空部に(A)又は(B)溶液を圧入し
100mmHgの圧力を加えて上記溶液を管壁を通して
外側へ流れ出るようにし管全体に処理液で濡らし、その
後空気を送って余剰の処理液をパージした。
This hollow fiber module was treated with two kinds of solutions (A) and (B) prepared as follows. (A): 6 parts of methyltridiacexysilane (hereinafter "part")
Is a part by weight), 4 parts of dimethyldiacetoxysilane, and 40 parts of acetone. (B): 6 parts of methyltriacetoxysilane, 4 parts of dimethyldiacetoxysilane, 10 parts of glycerin, 3 parts of acetone
A solution consisting of 0 parts. That is, 0.5 m using the (A) solution and the (B) solution
Two hollow fiber modules were prepared using the hollow fiber of Example 2 of the present invention having a membrane area of 2. One is a solution treated with (A) and the other is treated with a solution (B). In the method, (A) or (B) solution is pressed into the hollow portion of the hollow fiber, and a pressure of 100 mmHg is applied to the solution to form a pipe wall. The entire tube was wetted with the treatment liquid by flowing out to the outside, and then the air was sent to purge the excess treatment liquid.

【0050】これらの処理をした中空繊維を室温に保持
し、1週間そのままにし、その後、水蒸気にさらして縮
合反応を完成後乾燥した。雑種成犬を用いて、上記処理
した中空繊維モジュールを用いて血液中の血漿分離を試
みた。本実験に用いた成犬の体重は10.5kgであっ
た。血漿分離は問題なく行われ、本処理によって完全に
親水化がなされていることが示された。血漿分離操作時
間120分後でのプラズマアルブミンの濾過係数は、
(A)液処理モジュールで0.93、(B)液処理モジ
ュールで0.96であり、全コレステロールは、(A)
液処理モジュールで0.91、(B)液処理モジュール
で0.93であった。本実施例に示す如く、従来疎水性
で全く使用不可であった血漿分離用膜として、本処理中
空繊維は極めて優れた血漿分離膜となりうることが証明
された。
The hollow fiber thus treated was kept at room temperature, left as it was for 1 week and then exposed to water vapor to complete the condensation reaction and dry it. Using hybrid dogs, an attempt was made to separate plasma from blood using the hollow fiber module treated as described above. The adult dog used in this experiment weighed 10.5 kg. Plasma separation was performed without any problem, and it was shown that the treatment completely hydrophilized the blood. The filtration coefficient of plasma albumin after 120 minutes of plasma separation operation time is
The (A) liquid treatment module had 0.93 and the (B) liquid treatment module had 0.96, and the total cholesterol was (A).
It was 0.91 for the liquid treatment module and 0.93 for the (B) liquid treatment module. As shown in this Example, it was proved that the treated hollow fiber can be an extremely excellent plasma separation membrane as a plasma separation membrane which has been conventionally hydrophobic and completely unusable.

【0051】実施例3 テトラエトキシシラン3部、ジエトキシジメチルシラン
7部、グリセリン5部を30部の酢酸エチルに溶解し、
これに1部の氷酢酸を加えて均一な溶液を調整した。厚
さ0.3mmのポリエチレンのフィルム(3cm×3c
m)を2枚用意し、その1枚を上記酢酸エチル溶液に浸
漬したのち、取出してそのまま風乾した。このフィルム
は相対湿度60%の雰囲気中で12日間置き、その後真
空乾燥した。この処理フィルムの上に水を一滴たらした
ところ、水滴は直ちにフィルムに広がり濡れの状態は良
好であった。同じポリエチレンフィルムで本処理を行わ
ないフィルムに同様に水を一滴たらしてみると、水滴は
そのままの形で全く広がらず、表面は疎水性で全く濡れ
なかった。
Example 3 3 parts of tetraethoxysilane, 7 parts of diethoxydimethylsilane and 5 parts of glycerin were dissolved in 30 parts of ethyl acetate,
To this, 1 part of glacial acetic acid was added to prepare a uniform solution. 0.3 mm thick polyethylene film (3 cm x 3 c
Two m) were prepared, and one of them was immersed in the above ethyl acetate solution, then taken out and air dried as it was. The film was placed in an atmosphere of 60% relative humidity for 12 days and then vacuum dried. When one drop of water was dropped on this treated film, the water drop immediately spread on the film and the wet state was good. Similarly, when a drop of water was dropped on the same polyethylene film that had not been subjected to this treatment, the drop of water did not spread at all and the surface was hydrophobic and did not get wet at all.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】水分によって活性化し縮合反応によって架
橋性ポリシロキサンを形成する含珪素化合物を、疎水性
物質と接触させ、その接触表面において縮合反応を行わ
せることを特徴とする疎水性物質の親水化方法。
1. Hydrophilicity of a hydrophobic substance, characterized in that a silicon-containing compound which is activated by water to form a crosslinkable polysiloxane by a condensation reaction is brought into contact with a hydrophobic substance and a condensation reaction is carried out on the contact surface. Method.
【請求項2】水によって活性化しポリシロキサン架橋体
を形成する分子内に珪素原子を含む化合物が、一般式 【化1】 (式中のRは炭化水素残基、R’はアルコキシ基又はア
シルオキシ基、n=0,1,2である)で表される群か
ら選ばれた少なくともひとつである請求項1記載の疎水
性物質の親水化方法。
2. A compound containing a silicon atom in the molecule which is activated by water to form a crosslinked polysiloxane has the general formula: The hydrophobicity according to claim 1, which is at least one selected from the group represented by the formula (R in the formula is a hydrocarbon residue, R'is an alkoxy group or an acyloxy group, and n = 0, 1, 2). Method for making a substance hydrophilic.
【請求項3】水分によって活性化し縮合反応によって架
橋性ポリシロキサシを形成する含珪素化合物を、疎水性
物質と接触させ、その接触表面において縮合反応を行わ
せるに際し、グリセリンの存在下に該反応を行わせるこ
とを特徴とする請求項1記載の疎水性物質の親水化方
法。
3. A silicon-containing compound that is activated by water to form a crosslinkable polysiloxy compound by a condensation reaction is brought into contact with a hydrophobic substance, and when the condensation reaction is carried out on the contact surface, the reaction is carried out in the presence of glycerin. The method for hydrophilizing a hydrophobic substance according to claim 1, wherein
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