JPS62106770A - 人工肺用中空糸膜、その製造方法およびその中空糸膜を用いた人工肺 - 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】 ■、発明の背景 （技術分野） 本発明は人工肺用中空糸膜、その製造方法およびその中
空糸膜を用いた人工肺に関するものである。詳しく述べ
ると高ガス交換能を有する多孔質中空糸膜、その製造方
法およびその中空糸膜を用いた人工肺に関するものであ
る。さらに詳しく述べると、長期間使用に際して血漿漏
出がなくかつ高いカス交換能を有し、人工肺用として好
適な多孔質中空糸膜、その製造方法およびその中空糸膜
を用いた人工肺に関するものである。

（先行技術） 一般に心臓手術等において、患者の血液を体外に導き、
これに酸素を添加しかつ炭酸ガスを除去覆るために、体
外循環回路内に中空糸膜人工肺が用いられている。この
ような人工肺において使用される中空糸膜としては、均
質膜と多孔質膜の２種類かある。均質膜は透過づる気体
の分子が膜に溶解し、拡散することによってガスの移動
が行なわれる。この代表的なものにシリコーンゴムがあ
り、メラ・シロツクス（泉工医工業）として製品化され
ている。しかしながら、均質膜は、ガス）Ａ過性の点か
ら現在使用可能のものとしてはシリコーンゴムのみしか
知られておらず、また該シリコーンゴム膜は強度的に膜
厚１００μｍ以下にすることはできない。このためガス
透過に限界があり、特に炭酸ガスの透過が悪い。また、
前記シリコーンゴムは高価で、しかも加工性が悪いとい
う欠点があった。

一方、多孔質膜は、該膜の有する微細孔が透過すべき気
体分子に比べて著しく大きいため、体積流として細孔を
通過する。例えばマイクロポーラスポリプロピレン膜等
の多孔質膜を使用した人工肺が種々提案されている。例
えばポリプロピレンを中空糸製造用ノズルを用いて、紡
糸温度２１０〜２７０’Ｃ、ドラフト比１８０〜６００
で溶解紡糸し、ついで１５５℃以下で第１段熱処理を行
なったのち、１１０’Ｃ未満で３０〜２００％延伸し・
、しかるのちに第２段熱処理温度以上１５５℃以下で第
２段熱処理することにより多孔質ポリプロピレン中空糸
を製造することが提案されている（特公昭５６−５２，
１２３号）。しかしながら、このようにして得られる多
孔質中空糸はポリプロピレン中空糸を延伸することによ
り物理的に細孔を形成するので、該細孔は膜厚方向にほ
ぼ水平な直線状細孔で必り、かつ延伸度に応じて中空糸
の軸線方向に亀裂を生じて生成する細孔であるから断面
がスリット状である。又細孔はほぼ直線的に連続過通し
、かつ空孔率が高い。このため、該多孔質中空糸は水蒸
気の透過性が高く、また長期間血液を体外循環させて使
用すると、血漿が漏出するという欠点がめった。

さらに、血漿漏出が起こらない多孔質膜として、例えば
、ポリオレフィン、該ポリオレフィンの溶融下で該ポリ
オレフィンに均一に分散しくｑかつ使用する抽出液に対
して易溶性である有機充填剤および結晶核形成剤を混練
し、このようにして得られる混練物を溶融状態で環状紡
糸孔から吐出させ同時に内部中央部に不活性ガスを導入
し、該中空状物を前記ポリオレフィンを溶解しない冷却
同化液と接触させて冷却固化し、ついで冷却固化した中
空状物を前記ポリオレフィンを溶解しない抽出液と接触
させて前記有機充填剤を抽出除去することにより製造さ
れる多孔質ポリオレフィン中空糸膜が提案されている（
特願昭５９−２１０，４６６号）。しかしながら該中空
糸膜の１つであり、冷却同化液として好ましいとされる
用いられる有機充填剤を溶解し得る冷却同化液を使用し
て得られたポリプロピレン中空糸膜は、孔が小ざく孔路
も複雑であるため血漿漏出は起こらないが、単位面積当
りの孔密度が小ざいので、人工肺用膜として用いるには
、ガス交換能が不充分となる虞れがあり、さらに前記有
機充填剤を溶解し得る冷却固化液中にポリオレフィンの
低分子成分が混ざり、冷却浴管内壁に付着し、中空糸の
形状が経時的に変化してしまうという虞れがめった。

ＩＩ　、発明の目的 したがって、本発明は、改良された人工肺用中空糸膜、
その製造方法およびその中空糸膜を用いた人工肺を提供
することを目的とする。本発明はまた、高いガス交換能
を有する多孔質の中空糸膜、その製造方法およびその中
空糸膜を用いた人工肺を（♀供することを［１的とする
。本発明はさらに長期間使用に際して面４コ漏出かなく
かつ高いガス交換能を有し、人工肺用として好適な多孔
質ポリプロピレン製中空糸膜、その製造方法およびその
中空糸膜を用いた人工肺を提供することを目的とする。

これらの諸口的は、内径が１５０〜３００μｍ、肉厚か
１０−１５０μｍのほぼ円形の多孔性ポリオレフィン中
空糸膜で必って、該中空糸膜は、内１ｍ間［１率か１０
〜３０％、空孔率が１０〜６０％、凛木フラックスか１
００〜１０００Ω／ｍｉｎ−ｍ・ａｔｍて“必り、さら
に、中空糸膜内に血液を体外）盾Ｉ莢させたとぎ２０時
間以内での血漿の漏出がないことを特徴とする人工肺用
中空糸膜により達成される。

本発明はまた、中空糸の内表面においては、固相は粒子
状ポリプロピレンが一部露出しつつ密に融和結合して形
成された連続相を呈し、中空糸膜の膜内部においては、
固相は粒子状ポリプロピレンか繊維軸方向に連なってで
きたポリプロピレン塊が糸状のポリプロピレンて結ばれ
て多数集まって形成されてあり、また中空糸膜の外表面
においては、固相は粒子状ポリプロピレンを含・１ｒ糸
状のポリプロピレンが網目状に粗に結合して形成されて
おり、しかしてこの固相間の間隙は、３次元ネットワー
ク状に連通して連通孔を形成してなり、かつ粒子状ポリ
プロピレンの平均粒径がＱ、ｉ”−１，０μｍ、内表面
の平均空孔径がＯ９′１・〜１゜０μｍ、膜全体の孔径
分布曲線の極大値か０．０２〜０．２μｍ、さらに比表
面積か１０へ一４０ｍ／ｇの範囲にある人工肺用中空糸
膜を示すものて゛ある。本発明はさらに、酸素透過係数
が１４０〜１４００Ｑ／ｍｉｎ　−ｍ−ａｔｍであり、
また恒限酸素透過量が２００〜２００Ｃ）Ｑ、／ｍｉｎ
　・ｍである人工肺用中空糸膜を示すものである。

本発明はまた酸素フラックスが１５０９　、’ｍｉｎ・
尻・ａｔｍ以上である中空糸膜を示すものである。

本発明はさらに前記酸素フラックスと前記内面開口率と
の比が７：１〜３０：１で必る中空糸膜を示すものであ
る。本発明はまた前記酸素フラックスと前記内面空孔率
との比が２：１〜１３：１である中空糸膜を示すもので
ある。前記酸素フラックスの値を前記開口率と前記空孔
率とて除した値か０．７以下て必る中空糸膜を示すもの
である。

本発明は、また、内径が１８０〜２５０μｍ、肉ｊ≠か
４０〜５０μｍで、ほぼ真円形状の断面を有する中空糸
膜を示すものである。さらに本発明は、粒子状ポリプロ
ピレンの平均粒径が０．３〜０゜５μｍ、内表面の平均
空孔径が０．３〜０．６μｍ、膜全体の孔径分布曲線の
極大値が０．０２〜０．２μｍ、さらに比表面積が１０
〜４０７ｒｌ／ｑの範囲に必る人工肺用中空糸膜を示す
もので必る。

本発明はさらにまた酸素透過係数が４００〜９００Ωｉ
ｍｉ　ｎ−尻・ａｔｍでおり、また極限酸素透過φか６
００〜１２００Ω／ｍｉｎ　＠　７ｄ　ａ　ａｔｍ　−
ｒｓル人Ｌ１し用中空糸膜を示すものである。

上記諸口的はまた、ポリプロピレン、該ポリプロピレン
の溶融下でポリプロピレンに均一に分散し得、かつ使用
する抽出液に対して易溶性である有機充填剤、および結
晶核形成剤を混練し、このようにして得られる混線物を
溶融状（環で環状紡出孔から中空状に吐出させ、該中空
状物を前記有機充填剤ないしその類似化合物よりなる液
体と接触させて冷却固化し、ついで冷却固化した中空状
物をポリプロピレンを溶融しない抽出液と接触させて前
記有機充填剤を抽出除去することを特徴とする中空糸膜
の製造方法により達成される。

本発明はまた、有機充填剤が流動パラフィンである中空
糸膜の製造方法を示すものである。本発明はさらに、ポ
リプロピレン１００＠最部に対する有機充填剤の配合量
が３５〜１５０重量部である中空糸膜の製造方法を示す
ものである。本発明はまた、結晶核形成剤は融点か１５
０’Ｃ以上でかつゲル化点が使用するポリプロピレンの
結晶開始温度以上の有機耐熱性物質である中空糸膜の製
造方法を示すものである。本発明はさらにポリプロピレ
ン１００重子部に対する結晶核形成剤の配合量か０．１
〜５重呈部である中空糸膜の製造方法を示すものである
。

上配諸目的はさらに、中空糸膜をカス交換膜として備え
てなる人工肺において、該カス交換膜は、内径か１５０
〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ円形の多
孔性ポリプロピレン中空糸膜であって、内面開口率が１
０〜３０％、空孔率が１０〜６０％、酸素ガスフラック
スが１００〜１０００Ω／ｍｉｎ　−＝・ａｔｍである
ものを用いてなり、血液を体外循環させたとき２０時間
以内での血漿の漏出がないことを特徴と１〜る中空糸膜
型人工肺によって達成される。

本発明はまた、用いられる中空糸膜か、その膜内表面に
おいては、固相は粒子状ポリプロピレンが一部露出しつ
つ密に融和結合して形成された連続相を呈し、膜内部に
おいて（よ、固相は粒子状ポリプロピレンが繊維軸方向
に連なってできたポリプロピレン塊か糸状のポリプロピ
レンで結ばれて多数集まって形成されており、また膜外
表面においては、固相は粒子状ポリプロピレンを含む糸
状のポリプロピレンが網目状に粗に結合して形成されて
おり、しかしてこの固相間の間隙は、３次元ネットワー
ク状に連通して連通孔を形成してなり、かつ粒子状ポリ
プロピレンの平均粒径が０．１〜１．０４ｍ、内表面の
平均空孔径が０．１〜１゜０μｍ、膜全体の孔径分布曲
線の極大値か０．０２〜０．２μｍ、さらに比表面積が
１０〜４０肩／ｇの範囲にあるものである中空糸膜型人
工肺を示すものである。本発明はさらに、用いられる中
空糸膜の酸素透過係数が１４０〜１４００　ｖ　／ｍ１
ｎ−洸・ａｔｍでおり、また極限酸素透過量か２００〜
２０００　Ｄ　／ｍｉｎ　−ｍ−ａｔｍである中空糸膜
型人工肺を示すものである。

ＩＩＩ　、発明の具体的構成 つぎに、図面を参照しながら本発明を具体的に説明する
。すなわち、第１図は、本発明による中空糸膜の断面を
模式的に画いた図でおり、同図から明らかなように内径
りが１５０〜３００μｍ、好ましくは１８０〜２５０μ
ｍ、肉厚Ｔｈく１０〜１５０μｍ、好ましくは２０〜１
００μｍ、さらに好ましくは４０〜５０μｍであるほぼ
円形のポリプロピレン製の中空糸膜１である。このポリ
プロピレン製中空糸膜の微細構造は、中空糸膜の製造条
件によって変わるか、既して後述するように冷ＥＯ固化
液として、原材料中に混入しである有機充填剤と同一の
ものめるいは類似の化合物を使用することにより、第３
〜１３図に示す走査電子顕微鏡写真に見られるような構
造を有する。すなわら、その内表面２側においては、固
相は粒子状ポリプロピレンか一部露呈しつつ密に融和結
合つまり、溶融した後、冷却固化して形成された連続相
を呈し［第４．第８図および第９図参照、１、一方、そ
の外表面３側は、固相が粒子状ポリプロピレンを含む糸
状のポリプロピレンが網目状に粗に結合して形成されて
いる［第３．第６図および第５図参照１゜また膜内部に
おいては、固相は多数の粒子状ポリプロピレンによって
形成されている。

この粒子状ポリプロピレンは円周り向においては方向性
をもたす無秩序に集まっている［第５図参照１か、繊維
軸方向においては連なってポリプロピレン塊を形成して
おり、このポリプロピレン塊は、糸状ポリプロピレンに
よって相互に結ばれている［第１Ｑ図、第１１図、第１
２図および第５図参照１゜従って、膜内部においては、
固相は粒子状ポリプロピレンが繊維軸方向に連なってで
きたポリプロピレン塊が糸状ポリプロピレンで結ばれて
多数集まって形成されていると思われる。

しかして、これらの固相間の間隙は、該中空糸膜１の内
表面２および外表面３を含む肉厚部４において内表面２
より外表面３に至る孔路か長く、かつ孔同士が直線的で
なく複雑に網目状につながった三次元ネットワーク状の
連通孔を形成している。

また、内表面２にあける該孔の平均孔径は約０゜１〜１
．０μｍ、好ましくは約０．３〜０．６μｍて必り、そ
の内表面における開口率は１０〜３０％、好ましくは１
２〜２０％であり、さらに全体にわたる空孔率は１０〜
６０％、好ましくは３０〜５５％である。また酸素ガス
フラックスは、１００〜１０００Ｃ／ｍｉｎ　　−７７
（−ａｔｍ　、好マシクは３００〜６００Ω／ｍｉｎ　
−洸・ａｔｍ　Ｔ：′必る。さらに、本発明の中空糸は
、中空糸膜内に血液を体外循環させたとき２０時間以内
での血漿の漏出がないものである。さらにまた、本発明
の中空糸膜を構成するポリプロピレン微粒子およびこれ
らの微粒子間の間隙で必る連通孔の大きざ、分布度は、
中空糸膜の製造条件原料組成によっても好ましい状態に
制御することができ、ポリプロピレン粒子の平均粒径が
０．１〜１．０μｍ、好ましくは０゜３〜０．５μｍで
おり、内表面の平均空孔径か０゜１〜１．０μｍ、好ま
しくは０．３〜０．６μｍで必り、摸全体の孔径分布曲
線は０．０２〜０゜２μｍに極大値を有し、さらに比表
面積が１０〜４０洸／Ω、好ましくは３０　ｍ／Ωであ
る中空糸膜を得ることができる。このような形態をとる
中空糸膜は、酸素透過係数が１４０〜１４００Ｑ／ｍｉ
ｎ　−７７ｊ−ａｔｍ　、好ましくは４００〜９００ｐ
／ｍｉｎ　・洸・ａｔｍでおり、また極限酸素透過量が
２００〜２０００Ｑ／ｍｉｎ　−７７（−ａｔｍ　、好
ましくは６００〜１２００Ｄ　／ｍｉｎ　−ｒｄ　−ａ
ｔｍとなる。

このような中空糸膜は、例えば以下のようにして製造さ
れるものである。ずなわら、第２図に示すように、ポリ
プロピレンと１Ｒａ充填剤と拮晶咳形成剤との配合物１
１を、ホッパー１２から混練機、例えば単軸押出機１３
に供給して該配合物を溶融混練して押出したのち、紡糸
装置１４に送り、口金装置１５の環状紡糸孔（図示せず
）からカス状雰囲気、例えば空気中に吐出させ、出てき
た中空状物１６を冷却固化液１７を収納した冷却槽１８
に導入し、該冷却同化液１７と接触させることにより冷
却同化させる。この場合、前記中空状物１６と冷却固化
液１７との接触は第２図に示すように、例えば前記冷却
（曹１Ｂの底部に貫通してト方に向って設けられた冷却
固化液流通管１９内に前記冷却固化液１７を流下させ、
その流れに治って前記中空状物１６を並流接触させるこ
とか望ましい。流下した冷却固化液１７は、固化漕２０
で受けて貯蔵し、その中に前記中空状物１６を導入し、
変向棒２１によって変向させて該冷却同化液１７と充分
接触させて固化させる。蓄積してくる冷却同化液１６は
、循環ライン２３より排出させ、循環ポンプ２４により
前記冷却槽１Ｂへ循環する。

次に同化された中空状物１６は、前記有機充填剤を溶解
しかつポリプロピレンを溶解しない抽出液２５を収納し
た抽出槽２７へ導かれる。この抽出液２５か後述するよ
うにハロゲン化炭化水素類等のように高揮発性でかつ水
不混和ｉ生である場合には、蒸発防止のために上層とし
て水等の層２６を設けてもよい。ドライブロール２２に
よって抽出槽２７から導き出された前記中空状物は、必
要に応じてさらに再抽出、乾燥熱処理等の工程を経て捲
き取られる。

本発明で原料として使用されるポリプロピレンとしては
、プロピレンホモポリマーに限らず、プロピレンを主成
分とする他のモノマーとのブロックポリマー等かあるか
、そのメルトインデックス（Ｍ、１．）が５〜７０のも
のか好ましく、特にＭ、１．か１０〜４０のものか好ま
しい。また前記ポリプロピレンのうちプロピレンホモポ
リマーか特に好ましく、中でも結晶［牛の高いものか最
も好ましい。

有機充填剤とじては、前記ポリプロピレンの溶融下で該
ポリプロピレンに均一に分散できかつ後述するように抽
出液に対して易溶性のもので必ることが必要て必る。こ
のような充填剤としては、流動パラフィン（数平均分子
Ｍ１００〜２．０００）、α−オレフィンオリゴマー［
例えばエチレンオリゴマー（数平均分子ｍ１ｏｏ〜２．
０００）、プロピレンオリゴマー（数平均分子！１００
〜２．０００＞、エチレン−プロピレンオリゴマー（数
平均分子！１００〜２．Ｏ○○）等］、パラフィンワッ
クス（数平均分子量２００〜２，５００）、各種炭化水
素等があり、好ましくは流動パラフィンである。

ポリプロピレンと前記有機充填剤との配合割合は、ポリ
プロピレン１００重量部に対して有機充填剤が３５〜１
７０重量部、好ましくは８０〜１５０手量部である。す
なわち有機充填剤か３５重量部未満ては、得られる中空
糸膜の一部かポリ１０ピレンの連続相て構成されてしま
い十分なガス透過能を示すことかできなくなり、一方、
１７０重量部を越えると粘度が低くなりすぎて中空状へ
の成形加工性が低下するからである。このような原料配
合は、例えば二軸型押出機等の押出機を用いて所定の組
成の混合物を溶融混練し、押出したのち、ペレット化す
るこというＡＮ　ｙ練方法により原料を調製（設計）す
る。

本発明において原料中に配合される結晶核形成剤として
は、融点が１５０’Ｃ以上、（好ましくは２００〜２５
０′Ｃ）でかつゲル化点か使用するポリオレフィンの結
晶開始温度以上の有機耐熱性物質である。このような結
晶核形成剤を配合する理由（は、ポリプロピレン粒子を
縮小し、これによって粒子間の空隙、すなわち連通孔を
狭く、かつ孔密度を高くすることにある。−例をめげる
と、例えば、１・３，２・４−ジベンジリデンソルビト
ール、１・３，２・４−ビス（ｐ−メチルベンジリデン
）ソルビトール、１・３，２・４ビス（ｐ−エチルベン
ジリデン〉ソルビトール、ビス（４−［−ブチルフェニ
ル）リン酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、アジピン
酸、タルク、カオリン等が結晶核形成剤としてめげられ
る。

結晶核形成剤としては、ベンジリデンソルビトール、特
に１・３．２・４−ビス（ｐ−エチルベンジリデン）ソ
ルビトール、１・３，２・４ビス（ｐ−メチルベンジリ
デン）ソルビトールが血液中への溶出が少なく好ましい
。

ポリプロピレンと前記結晶核形成剤との配合割合は、ポ
リプロピレン１００重量部に対して結晶核形成剤が０．
１〜５重最重量好ましくは０．２〜１．０重量部である
。

このようにして調製された原料配合物をさらに単軸押出
機等の押出機を用いて、例えば１６０〜２５０℃１好ま
しくは１８０〜２２０℃の温度で溶融して混練し、必要
ならば定量性の高いギアポンプを用いて、紡糸装置の環
状孔からガス雰囲気中に吐出させて、中空状物を形成さ
せる。なお前記環状孔の内部中央部には、窒素、炭酸ガ
ス、ヘリウム、アルゴン、空気等の不活性カスを自吸さ
せてもよいし、必要であればこれらの不活性カスを強制
的に導入してもよい。続いて環状孔から吐出させた中空
状物を落下させ、ついで冷却槽内の冷却同化液と接触さ
せる。中空状物の落下距離は５〜１０ＱＱｍｍか好まし
く、特に１０〜５００ｍｍか好ましい。すなわち落下距
離が５ｍｍ未満の場合には、脈動を生じて冷却同化液に
前記中空状物が浸入する際に潰れることかめるからであ
る。この冷へ〇（ｇ内で前記中空状物は未だ十分に固化
しておらす、しかも中央部は気体であるために外力によ
り変形しやすいので、第２図に示すように、例えば冷ム
１槽１８の底部に貫通して下方に向って設けられた冷却
固化液流通管１９内に前記同化液１７を流下させ、その
流れに治って前記中空状物を並流接触させることにより
前記中空状物を強制的に移動させ、かつ外力（流体圧等
）による中空状の変形は防止できる。このときの冷却固
化液の流速は自然流下で充分ておる。またこのときの冷
却温度は１０〜９０’Ｃ１好ましくは２０〜７５℃で必
る。すなわら、１０℃未満ては、冷却固化層内か速すぎ
て、肉厚部の大部分か緻密層となるためにガス交換能か
低くなってしまい、一方９０’Ｃを越えると中空状物の
冷却固化が十分でなく、冷却固化層内で中空状物が切れ
てしまう虞れか必るためである。

しかして、本発明においては、冷却同化液として、前記
有機充填剤と同一おるいは類イ双の化合物を用いる。類
似の化合物とは、有機充填剤とほぼ同じ化学的及び物理
的性質を有するものをいう。

例えば前記有償充填剤として数平均分子量３２４の流動
パラフィンを用いた場合、冷却同化液としては、例えば
数平均分子量３２４の流動パラフィン、数平均分子量２
９９の流動パラフィン、数平均分子量４２０の流動パラ
フィン、α−オレフィンオリゴマー［例えばエチレンオ
リゴマー（数平均分子量１００〜２０００＞　、プロピ
レンオリゴマー（数平均分子量１００〜２０００＞　、
エチレン−プロピレンオリゴマー（数平均分子ｆｆ１１
００〜２０００）等］、パラフィンワックス（数平均分
子ｆｆｉ　２００〜２５００）等が使用される。このよ
うに冷却固化液として前記有機充填剤と同一のものある
いは類似の化合物を用いるのは以下の理由による。すな
わち、冷却同化液として前記有機充填剤を溶解し得る液
体、例えば有機充填剤として流動パラフィンを用いた際
に、ハロゲン化炭化水素類を用いると、冷却固化液中で
ポリプロピレンと前記有機充填剤との相分離が進行して
いる間に、前記性ぼ充填剤が溶解抽出されてしまい、中
空状物の内側から外側へ有機充填剤が移行し、該中空状
物か完全に冷却固化されたときには、該中空状物の内表
面近傍の前記有機充填剤の割合が低くなり、前記有機充
填剤をさらに完全に溶解抽出した後の内表面における開
孔率が低くなってしまい、嘆のカス交換能が低下してし
まうということが推測される。さらにこの例では、該中
空状物中のポリプロピレンの低分子量成分までか抽出さ
れ、第２図に示す冷却同化液流通管１９の内壁に堆積付
着し、該冷却固化液流通管１９の内径を小ざくしでしま
い、該中空状物の形状か変化してしまうという欠点が生
じる虞れがある。また、冷却固化液として前記有機充填
剤に対して相溶しない、不活性な液体、例えば有機充填
剤として流動パラフィンを用いた際に、冷却同化液に水
を用いると、水は比熱か大きいために冷却効果か高く、
ポリプロピレンか急冷され、外表面は特に結晶化度の低
い状態となる虞れかある。このためポリプロピレンの微
粒子が形成されない。したがって冷却同化液として水を
用いた場合には、外表面の孔の小さい、ガス交換能の小
ざい中空糸膜がつくられてしまう虞れがおる。さらに該
中空状物は、冷却同化液に導入されたときの冷却固化液
の流れによって形状が決定されるのであるか冷五り固化
液として水を用いたこの例では、冷却同化液の粘度を大
きく制御できないために、該中空状物の形状を設定しに
くく、このために脈動か起こってしまうという欠点を必
わせもつことになる。

これに対して冷却固化液として前記有機充填剤と同一の
ものあるいはその類似化合物、例えば有機充填剤として
流動パラフィンを用いた際に、該流動パラフィンと数平
均分子量の近似する流動パラフィンを用いると、中空状
物の有機充填剤（流動パラフィン）が中空状物中で大き
く移行することもなく所定の孔密度をもたせることがで
き、かつ水はど比熱が大きくないので適切な冷却速度で
ポリプロピレンの結晶化を促し、さらにポリプロピレン
の低分子量成分まで抽出される虞れもなく、安定した形
状か得られ、かつ流動パラフィンの分子量を選ぶことに
よって望ましい温度において適切な粘度を持たせること
かでき、該中空状物を所望の形状に設定することが容易
で必るためて必る。

冷却固化１漕で完全に冷却固化された中空状物は、変向
俸を介して抽出、１ｇ等へ送られ、有機充填剤を溶解抽
出する。前記有機充填剤を溶解抽出する方法としては、
第２図に示すような抽出槽方式に限定されるものではな
く、ベル１〜コンベア上の中空状物に抽出液のシャワー
を降らせるシャワ一方式、一度捲き取った中空状物を別
のカセに捲き戻す際に、抽出液にカセを浸す捲き戻し方
式等、中空状物が抽出液と接触することができればいず
れの方法であってもよく、またこれらの方法を二つ以上
組合せることも可能である。

抽出液としては、中空糸膜を溝成するポリプロピレンを
溶解せず、かつ有機充填剤を溶解抽出できるものであれ
ばいずれも使用できる。−例を挙げると、例えばメタノ
ール、エタノール、プＩコバノール類、ブタノール類、
ペンタノール類、ヘキサノール類、オクタツール類、ラ
ウリルアルコール等アルコール類、１，１．２１〜リク
ロロー　１．２．２＝トリフルオロエタン、トリクロロ
フルオロメタン、ジクロロフルオロメタン、１，１，２
．２−テ＋へラクロロー　１，２−ジフルオロエタン等
のハロゲン化炭化水素類等があり、これらのうち有機充
填剤に対する抽出能力の点からハロゲン化炭化水素類か
好ましく、特に人体に対する安全性の点から塩化弗化炭
化水素類が好ましい。

このようにして得られる中空糸膜は、さらに必要により
熱処理か施される。熱処理は、空気、窒素、炭酸ガス等
のガス状雰囲気中で５０〜１６０℃１好ましくは７０〜
１２０℃の温度で５秒〜１２０分間、好ましくは１０秒
〜６０分間行なわれる。

この熱処理により中空糸膜の！’Ｍ造安定化かなされ、
寸法安定［生か高くなる。また、この場合、熱処理前ま
たは熱処理時に延伸を行なってもよい。

このようにして得られる中空糸膜は、中空糸膜型人工肺
に使用すると最適で必る。

従来の延伸法によって得られた中空糸膜のカス透過能は
人工肺として使用するには必要以上に高かった。すなわ
ら中空糸の内側に血液を循環する場合、酸素添加能は血
液側の境膜抵抗が大きく、中空糸膜の抵抗は律速になっ
ておらず、一方炭酸カス除去能は中空糸膜抵抗に依存す
るがその透過能は過剰であり、また中空糸の外側に血液
を循環する場合、ガス交換能も中空糸膜の抵抗に依存す
るかその透過能は過剰でめった。

しかるに、′７！に発明の中空糸膜は膜単体でのカス透
過能と従来の延伸法のものよりも低いが、人工肺に組込
んで使用する分には充分な性能が得られ、しかも抽出法
であるためにピンホールによる血液漏出も起こらず、従
ってカス交換能の低下を防ぐことかできる。

第２３図は本発明の中空糸膜型人工肺の一実施態様で必
る中空糸膜型人工肺の組立状態を示すものである。すな
わら、該中空糸膜型人工肺５１は、ハウジング５６を具
備してなり、このハウジング１５６は筒状本体５７の両
端部に環状の雄ネジ付き取付カバー５８．５９が設（プ
られ、ハウジング５６内には、全体に広がって多数の、
例えば１０゜○○○〜６０，０００木の上記したように
得られた中空糸膜１がハウジング５６の長手方向に沿っ
て並列的に相互に離間配置されている。そして、この中
空糸膜１の両端部は、取付カバー５８．５９内において
それぞれの開口か閉塞されない状態で隔壁６０．６１に
より液密に支持されているっまた、上記各隔室６０，６
］は、中空糸膜１外周面と上記ハウジング５６の内面と
ともに第１の物質移動室で必る酸素室６２を溝成し、こ
れを閉塞し、かつ上記中空糸膜１の内部に形成される第
２の物質移動流体用空間である面液流通用空間（図示し
ない）と酸素室６２を隔離するものである。

一方の取付カバー５８には、第１の物質移動流体である
酸素を供給する導入口６３が設けられている。他方の取
付カバー５９には酸素を排出する導出口６４が設けられ
ている。

上記ハウジング５６の筒状本体５７の内面には、軸方向
の中央に位置して突出する絞り用拘束部６５を設けるこ
とが好ましい。すなわち、拘束部６５は上記筒状本体５
７の内面に筒状本体と一体に形成されていて、筒状本体
５７内に挿通される多数の中空糸１］！Ｊ１からなる中
空糸束６６の外周を締め付けるようになっている。こう
じて、上記中空糸束６６は、第２３図で示すように軸方
向の中央において絞り込まれ、絞り部６７を形成してい
る。

したかつて、中空糸Ｉｆ！　１の充填率は、軸方向に沿
う各部において異なり、中央部分において最も高くなっ
ている。なお、後）ホする理由により望ましい各部の充
填率は次の通りである。まず、中央の絞り部６７にあけ
る充填率は、約６０〜８０％、その細筒状本体５７内で
は約３０〜６０％であり、中空糸束６６の両端、つまり
隔室６０，６１の外［ｉＬこおける充１眞率ては、帛勺
２０〜４０％で必る。

次に、上記隔壁６０，６１の形成について述べる。油述
したように隔壁６０．６１は、中空糸膜１の内部と外部
を隔離するという重要な機能を果たすものである。通常
、この隔壁６０，６１は、１所性の高い高分子ボッティ
ング材、たとえばポリウレタン、シリコーン、ニポキシ
（月１指等をハウジング５６の両端内壁面に遠心注入法
を利用じて流し込み、硬化させることにより作られる。

さらに詳述すれば、まず、ハウシング５Ｇの艮ざより長
い多数の中空糸膜１を用意し、この両開口端を粘度の高
い樹脂によって目止めをした後、ハウジング５６の筒状
本体５７内に並へて位置せしめる。

この後、取付はカバー５８．５９の径以上の大きざの型
カバーで、中空糸膜］の各両端を完全に覆って、ハウジ
ング５６の中心軸を中心にそのハウジング５６を回転さ
ｔ！ながら両端部側から高分子ボッティング材を流入す
る。流し、終って（刺脂か硬化すれば、上記型カバーを
外して樹脂の外側面部を鋭利な刃物で′切断じて中空糸
膜１の両開口端を表面に露出させる。かくして隔壁６０
，６］（よ形成されること（こなる。

上記隔・檗６０，６１の外面は、環状凸部を有する流路
形成部材６８．６９でそれそ“れ覆われている。この流
路形成部材６８．６９はそれぞれ液分配部材７０，７０
５２よびネジリング７２．７３より／より、この液分配
部材７０．７１の周縁部付近に設（づられた環状凸部と
して突条７４．７５の端面を前記隔壁６０，６１にそれ
ぞれ当接させ、ネジリング７２．７３を取付はカバー５
８．５９にそれぞれ螺合することにより固定することに
より第２の物質移動流体である血液の流入室７６および
流出室７７かそれぞれ形成されている。この流路形成部
材６８．６９にはそれぞれ第２の物質移動流体である血
液入ロアＢおよび出ロア９が形成されている。

この隔壁６０，６］と、流路形成部材６Ｂ、６９とによ
り形成される隔壁６０．６］の周縁部の空隙部には、該
空隙部に連通ずる少なくとも２個の孔８２．８３の一方
より充填剤８４．８５を充填することにより前記隔壁６
０．６１と接触するようにシールされる。あるいはまた
、Ｏリング（図示ゼず）を介してシールされる。

なあ、油記中空糸膜型人工肺において、第１の物質移動
流体としては空気等の酸素含有ガスまたは血液で必り、
第２の物質移動流体としては血液または酸素含有ガスで
ある。したがって、第１の物質移動流体がカスの場合に
は第２の物質移動流体は血液であり、一方、第１の物質
移動流体か血液の場合には第２の物質移動流体はガスで
ある。

次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。

実施例１〜１０、比較例１〜８ メルトインデックス（Ｍ、１．）が２３のプロピレンホ
モポリマー１００重量部に対し、第１表に示した割合の
流動パラフィン（故平均分子功３２４）および結晶核形
成剤としての１・３，２・４ビス（ｐ−エチルベンジリ
デン）ソルビトール０．５重量部を仕込み、二軸型押出
典（池貝鉄工株式会社、ＰＣＭ−３０−２５）により溶
融混練し、押出したのちペレット化した。このペレット
を第２図に示すような装置、すなわち車軸型押出機（笠
松製作所、ＷＯ−３０）を用いて第１表に示す温度で溶
融し、芯径４ｍｍ、内径６ｍｍ、外径７ｍｍ、ランド長
１５ｍｍの環状紡糸孔１５より、第１表に示す吐出量で
空気中に吐出させ、中空状物１６を落下させた。落下距
離は第１表に示す長さで必る。続いて中空状物１６を冷
却槽１８内の第１表に示す冷却固化液１７と接触させた
のち、冷却固化液流通管１９内を自然流下する冷却同化
液内却同化液の温度は第１表に示すとおりで交った。

ついで前記中空状物１６を固化槽２０内の冷却同化液内
に導入したのち変向、俸２１により変向させて抽出槽内
２７内の１．１．２−トリクロロ−１，２，２−トリフ
ルオロエタン（以下フレオン１１３と称する。）中に導
入し、変向俸２１により変向させて第１表に示す捲込の
ドライブロール２２へ導き、連続してシャワー・コンベ
ア方式の抽出）幾２９において、フレオン１１３により
前記流動パラフィンを完全に抽出し、１〜ライブロール
２２を経て第１表に示す温度・時間条件下て熱込理装置
３２を通り、捲取器３３にてホビン３４に捲取った。ポ
ビン３４に捲取られた中空糸は、捲戻し装置によってか
ぜに捲戻され、約３Ｑｃｍのハンドル状の中空糸束を得
た。このようにして得られた中空糸膜について形状（肉
厚）、ポリプロピレン平均粒子径、内表面平均孔径、空
孔率、孔径分布曲線、内面開孔率、酸素ガスフラックス
、酸素カス添加能、炭酸カス排除能、酸素透過係数、極
限酸素透過量、比表面積および血漿漏出を計測した。得
られた結果を第１表に示す。

また得られた中空糸膜の微細構造を調べるため、走査型
電子顕微鏡（ＪＥＯＬ製、ＪＳＭ−８４０）を用いて中
空糸膜の各部位の観察を行なった。すなわち第３図は実
施例７の中空糸膜の外表面（Ｘ１００００）、第４図は
実施例７の中空糸膜の内表面（Ｘｌ　００００）　、第
５図は実施例７の中空糸膜の横断面（Ｘ１００００）、
第６図は実施例７の中空糸膜の繊維軸に沿って斜めに見
た外表面（Ｘ１００００＞、第７図は実施例７の中空糸
膜の円周方向に沿って斜めに児だ外表面（Ｘ１００００
）、第８図は実施例７の中空糸膜の繊維軸に沿って斜め
に見た内表面（Ｘ１００００）、第９図は実、嘱例７の
中空糸膜の円周方向に沿って斜めに児た内表面（Ｘ１０
０００）、第１０〜１３図は実施例７の中空糸膜の縦断
面（第１０図はＸ１０００、第１１図はＸ３０００、第
１２〜１３図はＸ１００００）、第１４図は比較例７の
中空糸膜の内表面＜Ｘ１００００）、第１５図は比較例
７の中空糸膜の外表面（Ｘ１００００）のそれぞれ走査
型電子顕微鏡写真で必る。

比較例９ 比較のために延伸法により製造された市販の人工柿用ポ
リプロピレン中空糸膜について、実施例１〜１０および
比較例１〜７と同様に形状（内径／肉厚）、空孔率、孔
径分布曲線、内面開孔率、酸素ガスフラックス、酸素カ
ス添加能、炭酸ガス排除能、酸素透過係数、極限酸素透
過倒、比表面積、血漿漏出について測定した。結果を第
１表に示す。なおこの中空糸膜の微細、構造を走査型電
子顕微鏡（ＪＥＯＬ製、ＪＳＭ−８４０＞を用いて観察
した。すなわち第１６図はこの中空糸膜の外表面（Ｘ１
００００）、第１７図は内表面（Ｘ１００００）、第１
８図はこの中空糸膜の横断面（Ｘ１００００）、第１９
図はこの中空糸、摸の繊維軸方向に沿って斜めに児た外
表面（×］○○Ｏ○）、第２０図はこの中空糸膜の円周
方向に沿って斜めに見た外表面（Ｘ１００００）、第２
１図はこの中空糸膜の繊維軸に沿って斜めに児た内表面
（Ｘ１００００）、第２２図はこの中空糸膜の円周方向
に沿って斜めに見た内表面（Ｘ１００００）のそれぞれ
走査型電子顕微鏡写真て必る。

実施例１１および比較例１０ 実施例７および比較例９の中空糸膜を用いて、空孔部毛
管現象を調へた。すなわち、それぞれの中空糸膜の一端
を火であぶって中空糸部を閉塞した後、必らかしめエタ
ノールに溶解したインクを約２ｍｍの深さまで入れたシ
ャーレに、該端部を約２ｍｍの深さに浸漬してほぼ垂直
に立てて５分間静置した。その後中空糸を垂直に引き上
げ、膜中の空孔を毛管現象で上昇したインクの上昇距離
を図った。結果を第２表に示す。なお第２表に示す値は
、それぞれ中空糸膜１０本について得られた値の平均値
で必る。

なおこれらの実施例および比較例における各用詔の定義
および測定方法はつぎのとありである。

形状（内径／肉厚） 得られた中空糸を任意に１Ｑ本後きとり、鋭利なカミソ
リでＱ、５ｍｍ程度の長さに輪切りにする。

万能投影機にコンプロファイルプロジェクタ−Ｖ−１２
）でその断面を映し出し、計測器にコンデジタルカウン
ター　ＣＭ−６３）て′その外径ｄ１、内径ｄ２を測定
し、肉厚ｔをｔ＝ｄ、−ｄ２により算出し、１０本の平
均値とした。

ポリプロピレン平均粒子径 得られた中空糸を液体窒素により充分冷やし、急激なシ
ョックを与え折る。露出した横断面または縦断面を走査
型電子顕微鏡（ＪＥＯＬ製、ＪＳＭ−８４０＞を用いて
走査型電子顕微鏡写真（１００００倍）を歴影し任意に
選んだ３０個の粒子の径を測り平均した。

得られた中空糸膜の内表面を上記と同５僅に写真に暗り
任意に選んだ３０個の粒子の径を測り平均した。

孔（￥分ギＥ曲線／空孔率（％） 得られた中空糸を約２ｇとり、鋭利なカミソリで５ｍｍ
以下の長さに輪切りにする。得られた試’！”１を水根
ポロシメーター（カルロエルハ社６５Ａｆｆｌ＞にて１
１０００１（／−まで圧力をかけ、各圧力での水根圧入
量より孔径分布曲線を、仝細孔量（単位重さ当りの中空
糸の細孔体積）より空孔率を得る。

酸素ガスフラックス 得られた中空糸で、有効長１４ｃｍ、膜面積０゜０２５
ｍのミニ・モジュールを作製し、片方の端を閉じた後、
酸素で中空糸内部に１気圧の圧力をか（ブ、定常状態に
なったときの酸素カスの流量を流量計（草野理化学器供
製作所製、フロートメーター）により読みとった値とじ
た。

酸素透過係Ｐｌ／悼限酸素透過吊 多孔質膜にあける気体の透過量Ｑと膜間圧力差△Ｐの間
には １、、’Ｑ＝ａ＋ｂ１．．′△Ｐ なる関係かｔ温められる。

厳密な意味で（まないが、−汗の透過係数に（目当する
値か存在し、１／′ｂかこれにあたる。また在し、１．
′ａかそれに相当する。そこて０．２Ｋｑ／　ｃｎｉか
ら１．０ＫＣＪ／ｃｍまで０．１Ｋｑ／ｃｍずつ圧力を
変化させ酸素カスフラックスを測定し１／Ｑと１／△Ｐ
に対して１／′ｂと１／ａ’Ｅ：求めた。

比表面積 鋭利／よりミソリて約５ｍｍ以下の長さに輪切りした中
空糸をエタノールて洗浄し、真空乾燥させた後、Ｂ［＝
Ｔ法１：　Ｂｒｕｎａｕｅｒ　−Ｅｍｍｅｔｔ　−Ｔｅ
ｌ　ｌｅｒ　Ｍｅｔｈ。

ｄ）により）１り体窒索を用いて測定した。

多くの吸着剤への蒸気吸着は、ＢＥ］−弐〇　　ＣＸ ’−（１〜ｘ＞（１〜ｘ＋ｃｘ）　（１）［式中υ＝蒸
気吸着量、υ、−蒸気の単分子層成＠墨、Ｃ一定数、 ｘ＝Ｐ、／Ｐｏ：Ｐ−蒸気圧、ＰＯ−吸着温度における
雌用蒸気圧１に従う。そこで真空ラインを用いてＰに対
するυを測定する（３点）。

ＢＥＴ式を変形すると、 または である。従って　　１　　　対Ｘ必るいはυ　（１〜Ｘ
＞ １　　　対ユをプロットし、直線の傾きとυ　（１〜Ｘ
）　　　Ｘ 切片からυ　　Ｃか求められる。

ｍゝ υ工は単分子層吸着量という物理的意味を有することか
ら１分子の占有断面積（窒素では１５人２）から表面積
を算出てきる。（３点測定による測定誤差は±１洸／ｇ
程度である。） 内面開孔率（％） 得られた中空糸の内面を走査型電子顕微鏡（ＪＦＯＬ製
、ＪＳＭ−８４０＞を用いて走査型電子顕微鏡写真（３
０００倍）を蹟影し、四つ切りの印画紙に引沖しく印画
紙上の倍率約７５００倍〉、繊維軸方向およびこれと直
行方向に任意に４本ずつ直線を引き、その直線上にかか
る孔の長さの和の、直〒泉全長に対する割合を内面開口
率とした。

なお実施例７および比較例９に関しでは、同じ走査型電
子顕微鏡を用いで暗影した走査型電子顕微鏡写真（１０
０００倍）の中３ｃｍ四方の部分をグラフィックアナラ
イフ−（昭和電工１４．５ｈＯｎｉＣＧＡ）を用いて濃
淡を解析し、空孔部分の面積分率を求めた。

酸素カス添加能、炭酸カス排除能 得られた中空糸で、有効長１３０ｍｍ、膜面積１゜６洸
の人工肺モジュールを作製し、中空糸内部にウシ血液（
像準静１派血）をシングルパス（Ｓｉｎ（ｌｌｅＰａｔ
ｈ　＞て１　、６　Ｑ　／ｍｉｎの流４て流し、中空糸
外部へ紳酸索を１．６Ｑ／ｍｉｎの流量で流し、人工肺
入口および出［］のウシ血液のｐ　ｔ−＋、炭酸カス分
圧（Ｐｏｏ２）、酸素ガス分圧（Ｐｏ２）を血液カス測
定装置（Ｒａｄ　ｉ　ｏｍｅｔｅｒ社製、ＢＧＡａ型）
により測定し、人工肺入口と出口との分圧差を算出した
。

血漿漏出 酸素カス添加能、炭酸ガス排除能で用いたものと同様の
人工肺モジュールを作製し、雑犬（体重的２０ｋｇ）を
用いた頚静、頚動脈カニュレイション（ｃａｎｎｕｌａ
ｔｉｏｎ　）による部分Ｖ−Ａバイパス回路に前記人工
肺モジュールを組込み、３０時間体外循環を行ない、中
空糸内部から漏出する血漿の足を測定した。また漏出か
確Δ３されなくとも、中空糸外部の水蒸気による液滴の
タンパク質反応を調べ、微量の面漿漏れも確認した。

さらに、第１表に示された結果を検問すると、実施例１
〜Ｂに示すものは、酸素ガスフラックスと内面開孔率と
の比か７：１〜３０：１の範囲である。上記比か７：１
未満、特に６：１では、比較例７に示すように、ＣＯ２
除去能が低くなり、また３０：１をこえると血液の長期
循環時にあける血４１漏出のおそれか生ずる。ＣＯ２除
去能の点からは、好ましくは１３：１以上で必る。また
、実施例］〜８ては、酸素ガスフラックスと空孔率との
比が２：１〜１３：１になっている。この比が２：１未
満では、比較例７に示すようにＣＯ２除去能が低下する
。また、酸素ガスノラックスの値を空孔率と開孔率とで
除した値が全て０．７以上になっている。これに対し、
比較例９は、１゜３３でおり、値か大きい。これが血漿
漏出の１つの指標になるものと考える。よって０．７以
下でおれば血梨の漏出はますないと思われる。

第２表 インク上昇距離（ｍｍ） 実施例１］　　　　　約４．０ 比較例１０　　　　　約１．０以下 実施例１２〜１３ 実施例１〜９と同様にして第３表に示すような紡糸条１
１にて中空糸ＩＰＪを作製した。得られた中空糸膜を用
いて有効長１４Ｑｔｔ＋ｍ、有効膜面積約２゜７Ｘ１０
’ｍ（中空糸本数３１２本）のミニモジュールを作製し
た。このミニモジュールを用いて、酸素カスフラックス
、透水量、バブルポイントおよび血漿透過量を測定した
。結果を第３表に示す。

なお酸素ガスフラックスの測定方法に関しては上述の方
法に≦（（しるものであり、その他のものに関しては以
下の通りである。

透水量 測定に用いるミニモジュールを１００％、９０％、７０
？６．５０％のエタノール水溶液に上述の順に２時間ず
つ浸漬し、その後水中に２時間以上浸漬して親水化する
。ミニモジュールを乾かさない状態で中空内部に加圧タ
ンクで０．４５Ｊ／ｃ屑の圧力で水を圧入し、中空糸膜
を透過して出てくる水の瓜をメスシリンダーて測りとっ
た。

バブルポイント 透水量測定と同様に親水化したミニモジュールを水中に
置き、中空内部に加圧空気を圧入し、中空糸膜を透過し
て気泡が出てきたときの圧力を測定した。

！Ｉ１１漿透過率 透水は測定と同様に親水化したミニモジュールを用い、
生部を遠心して得られた［ＩＩｌ漿をポンプで０．４５
ｋ（］／ｃｍの圧力で中空内部を通し、中空糸膜を透過
して出てきた量をメスシリンダーで測りとった。透過前
と後の面漿中のアルブミン含量を電気泳動法により定量
し、アルブミン透過率を求めた。

またさらに透水量、血蜆透過率より中空糸膜の平均孔半
径を求め、上記のごとき内表面平均孔径のごとき走査電
子顕微鏡による平均孔半径必るいは水ｊ艮圧へ法により
求めた平均孔半径と比較した。

結果を第４表に示す。

比較例１１〜１２ 比較のために延伸法により製造された市販の人ロ肺用ポ
リプロピレン中空糸）漠（三菱レーヨン（沫）製、ＫＰ
Ｆ−２００Ｍ＞を用いて実施例１２〜１３と同様のミニ
モジュールを作製し、酸素ガスフラックス、透水量、バ
ブルポイントおよび向漿透過量を測定した。結果を第３
表に示す。また同様にして求めた各種方法による平均孔
孔径を第４表に示す。

（以下余白） ゴー 第３表および第４表に示される結果を検討すると、本発
明の中゛空糸膜と市販の延伸法による中空糸膜との間で
平均孔半径は以下に述べるような差異はおるものの大き
な差異ではなかったか、透水量や血漿透過量の値は本発
明品の方かがなり低く（約１７３〜１１５）これは本発
明品の膜溝造において連通孔か孔径の大きな部位と小さ
な部位が交互に入り組んだような形状を有しているであ
ろうためと考えられ血漿漏出の点て非常に有利である。

またバブルポイントはミニモジュール中の最大孔径に依
存する値でありこの結果から最大孔径は延伸法による市
販品よりも小さいものといえる。

各測定法による平均孔半径の差異は以下の点により生じ
ると思われる。ます走査電子顕微鏡法による平均孔半径
は外見的な内表面の孔半径で必るので本発明品は市販品
よりも大きめに出ており、透水量による平均孔半径は空
孔率、孔密度およびモジュール全体の平均孔半径に依存
する値で必り本発明品は市販品よりもやや小さめに出て
いる。

また水銀圧入法による平均孔半径は外部から圧をかけて
測定した値であるので最小孔半径の影響も入ってくる。

そじて而２Ｆ’Ｊ　ｊ８過梁による平均孔半径はアルブ
ミンの透過率から搾出されたものであり血漿漏出の一つ
の目安にもなる。

１、Ｔ１．弁明の具１本的（苗成 以上述へたよう（こ本発明は、内径か１５０〜３００μ
空、肉厚が１０−１５０Ｌｔｍのほぼ円形の多孔外ポリ
プロピレン中空糸膜て必って、該中空糸膜は、内向開口
率か１０〜３０％、空孔率か１０〜６０％、酸素カスフ
ラックスが１００〜１Ｑ○Ｑ！Ｑ／ｍ１ｎ−尻−ａｔｍ
て必り、さらに、中空糸膜内に血液を体外循環させたと
き２０時間以内での血漿の漏出がないことを特徴とする
人工肺用中空糸膜であるから、人工呻用として用いられ
た場合に長期間使用に際しても血漿漏出かないにもかか
わらす、高いカス交換能を有する１（かめて優れた中空
糸膜ておる。これらの特徴は、中空糸膜の内表面におい
ては、固（目は粒子状ポリプロピレンか一部露出しつつ
密に融和結合して形成された連続相を甲し、中仝糸膜の
膜内部において（よ、固相は粒子状ポリプロピレンか繊
維軸方向に連なってできたポリプロピレン塊が糸状のポ
リプロピレンで結ばれて多数集まって形成されてあり、
また中空糸膜の外表面においては、固相は粒子状ポリプ
ロピレンを含む糸状のポリプロピレンか網目状に相に結
合して形成されてあり、しかしてこの固相間の間隙（よ
、３次元ネットワーク状に連通して連通孔を形成してな
り、かつ粒子状ポリプロピレンの平均粒径が０．１〜１
．０μｍ、内表面の平均空孔径が０．１〜１，０μｍ、
膜仝休の孔径分布曲線の悦大１直か０．０２〜０．２μ
ｍ、さらに比表面積が１０〜４０　ｖｔ／　にｌの範囲
にあるものであり、また酸素透過係数か１４０〜１４０
０　！Ｑ　／ｍｉｎ　・ｒｒｔ　・ａｔｆｌｌ　、　Ｉ
ｎ限酸素透過呈が２００〜２００ｏｐ／　ＩＩＩ　ｉ　
ｎ−尻・ａｔｍて必る場合、さらに望ましくは、酸素フ
ラックスが１５０Ω／ｍｉｎ　−洸・ａｔｍ以上て必り
前記酸素フラックスと首記内面開口率との比が７：１〜
ｊｏ：１て必り前記酸素フラックスと前記内面空孔率と
の比か２：］〜１３：］てあり、さらに前記酸素フラッ
クスの値を前記開口率と前記空孔率とて除した値か０．
７以下であり、また粒子状ポリプロピレンの平均粒径か
０．３〜０．５！ノｍ、内表面の平均空孔径が０．３〜
０゜６μｍ１、摸全体の孔径分布曲線の極大値か０．０
２〜０．２μｍ、比表面積か１０〜４０ｍ／Ｑの範囲に
あり、酸素透過係数が４００〜９００ｐ／ｍｉｎ　−＝
−ａｔｍ　、極限酸素透過量が６００〜１２００Ω／ｍ
ｉｎ−ｍ・ａｔｍであるとより優れたものとなる。

また本発明は、ポリプロピレン、該ポリプロピレンの溶
融下でポリプロピレンに均一に分散し得、かつ１吏用す
る抽出液に対して易溶性である有機充填剤、および結晶
核形成剤を混練し、このようにして得られる混練物を溶
融状態で環状紡出孔から中空状に吐出させ、該中空状物
を前記有機充填剤ないしその類似化合物よりなる液体と
接触させて冷５０固化し、ついて冷却固化した中空状物
をポリプロピレンを溶融しない抽出液と接触させて前記
有機充填剤を抽出除去することを特徴とする中空糸膜の
製造方法であるから、溶融下で均一に分散した紡糸原液
を冷ムＤ固化させる過程において、有機充填剤を抽出す
ることなくかつ適当な粘度の冷却同化液中で、原液のポ
リプロピレンと有）幾充１眞剤を相分離させ、その後有
機充填剤を抽出することにより、ポリプロピレン粒子間
隙に多くの微小空孔を形成させることができ、しかも冷
却同化液として有機充填剤を溶解し得るもの（例えば有
機充填剤としての流動パラフィンに対してハロゲン炭化
水素）を用いた場合のようにポリプロピレンの低分子量
成分の一部か該冷却同化）々中に混ざって冷却浴管内壁
に付着して中空糸の形状か経時的に変化してしまうとい
うようなことも全く起こらす安定して均一な上記のごと
き優れた性能を有する中空糸膜を製造することかできる
。また有機充填剤の配合量、冷却温度、冷却固化液、抽
出液、紡糸ドラフト比等を適宜選択することて該相分離
を所望のものへ制御することかできる。また有機充填剤
として流動パラフィンを用いた場合に、これらの効果は
より優れたものとなる。

さらにまた本発明は、中空糸膜をガス交換膜として備え
てなる人工肺において、該カス交換膜は、内径か１５０
〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ判円形の
多孔性ポツプ１コピシン中空糸摸ておって、内面開口率
か１０〜３０％、空孔率が］０〜６０％、酸素カスフラ
ックスが１００〜」○ＯＯＱ／ｍ’＋ｎ　−７７ｉ・ａ
ｔｍて必るものを用いてなり、血液を体外循環させたと
き２０時間以内での血漿の漏出がないことを特徴とする
中空糸膜型人工肺で必るから、長時間の体外循環に際し
ても酸素添加能、炭酸カス排出能か劣ることなく、血液
ないし血漿漏出の発生しない恒めてばれた人工肺である
。加えて、用いられる中空糸膜がその膜内表面において
は、固相は粒子状ポリプロピレンか一部露出しつつ密に
融和結合して形成された連続相を呈し、中空糸膜の膜内
部においては、固相は粒子状ポリプロピレンか繊維軸方
向に連なってできたポリプロピレン塊が糸状のポリプロ
ピレンて拮ばれて多数集まって形成されており、また膜
外表面においては、固相は粒子状ポリプロピレンを含む
糸状のポリプロピレンが、（社）目状に粗に結合して形
成されており、しかしてこれらの固相間の間隙は、３次
元ネットワーク状に連通して連通孔を形成してなり、゛
かつ粒子状ポリプロピレンの平均粒径が０．１〜１．０
μｍ１、内表面の平均空孔径か０．１〜１．０μｍ、ｌ
Ｉ＃仝体の孔径分布曲線の（魚大値か０．０２〜０．２
μｍ、さらに比表面積が１０〜４０ｉｎ／Ｃｌの範囲に
あるものでおり、また酸素透過係数が１４０〜１４００
Ω／…ｉｎ　・尻・ａｔｍ　、極限酸素透過量が２００
〜２０００！Ｏ／ｍｉｎ　−尻・ａｔｍであると得られ
る中空糸膜型人工肺の性能はより優れたものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による中空糸膜の微細（Ｒ迄を模式的に
示す断面図、第２図は本発明による中空糸膜の製造方法
に使用される装置の概略断面図、第３〜１３図は本発明
による中空糸膜の組織を示す走査型電子顕微鏡写真、第
１４〜２２図（よ従来の中空糸膜の祖、減を示す走査型
電子顕微鏡写真であり、また第２３図は、本発明による
中空糸膜型人工肺の一実％態仔を示す半断面図である。 １・・・中空糸膜、　２・・・内表面、　３・・・外表
面、４・・・肉厚部、　　　　１０・・・ギアポンプ、
１１・・・原料配合物、　１２・・・ホッパー、１３・
・・単軸押出）幾、　１４・・・紡糸装置、１５・・・
環状紡糸孔、　１６・・・中空状物、１７・・・冷却固
化液、　１８・・・冷却槽、１９・・・冷却同化液流通
管、　　２０・・・固化１曹、２１・・・変向枠、　　
　２２・・・ドライブロール、２３・・・循環ライン、
　２４・・・循環ポンプ、２５・・・抽出液、　２６・
・・水層、　２７・・・抽出槽、２Ｂ・・・ベルトコン
ベア、 ２９・・・シャワー・コンベア式抽出機、３０・・・ヒ
ーター、　　　３１・・・ロール、３２・・・熱処理装
置、　３３・・・捲取器３４・・・ホビン、　５１・・
・中空糸膜型人工肺、５６・・・ハウジング、　５７・
・・筒状本体、６０．６１・・・隔壁、６２・・・第１
の物質移動室、６３．６４・・・第１の物質移動流体導
入出口、６６・・・中空糸束、 ７８．７９・・・第２の物質移動流体導入出口。 第６図 第９凶 第１０区； 第１２園 第１４図 第１５凶 第１６区１ 第１７　ト４ 第１６図 第１９区 第２０図 第２１工 第２２図

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. （１）内径が１５０〜３００μｍ、肉厚が１０〜１５０
   μｍのほぼ円形の多孔性ポリプロピレン中空糸膜であつ
   て、該中空糸膜は、内面開口率が１０〜３０％、空孔率
   が１０〜６０％、酸素ガスフラックスが１００〜１００
   ０ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａｔｍであり、さらに、中空糸
   膜内に血液を体外循環させたとき２０時間以内での血漿
   の漏出がないことを特徴とする人工肺用中空糸膜。
2. （２）中空糸膜の内表面においては、固相は粒子状ポリ
   プロピレンが一部露出しつつ密に融和結合して形成され
   た連続相を呈し、中空糸膜の膜内部においては、固相は
   粒子状ポリプロピレンが繊維軸方向に連なつてできたポ
   リプロピレン塊が糸状のポリプロピレンで結ばれて多数
   集まつて形成されており、また中空糸膜の外表面におい
   ては、固相は粒子状ポリプロピレンを含む糸状のポリプ
   ロピレンが網目状に粗に結合して形成されており、しか
   してこの固相間の間隙は、３次元ネットワーク状に連通
   して連通孔を形成してなり、かつ粒子状ポリプロピレン
   の平均粒径が０．１〜１．０μｍ、内表面の平均空孔径
   が０．１〜１．０μｍ、膜全体の孔径分布曲線の極大値
   が０．０２〜０．２μｍ、さらに比表面積が１０〜４０
   ｍ＾２／ｇの範囲にある特許請求の範囲第１項に記載の
   人工肺用中空糸膜。
3. （３）酸素透過係数が１４０〜１４００ｌ／ｍｉｎ・ｍ
   ＾２・ａｔｍであり、また極限酸素透過量が２００〜２
   ０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａｔｍの特許請求の範囲第
   ２項に記載の人工肺用中空糸膜。
4. （４）酸素フラックスが１５０ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａ
   ｔｍ以上である特許請求の範囲第１項〜第３項のいずれ
   かに記載の人工肺用中空糸膜。
5. （５）前記酸素フラックスと前記内面開口率との比が７
   ：１〜３０：１である特許請求の範囲第１項〜第４項の
   いずれかに記載の人工肺用中空糸膜。
6. （６）前記酸素フラックスと前記空孔率との比が２：１
   〜１３：１である特許請求の範囲第１項〜第５項のいず
   れかに記載の人工肺用中空糸膜。
7. （７）前記酸素フラックスの値を前記開口率と前記空孔
   率とで除した値が０．７以下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人工肺用中空糸膜。
8. （８）内径が１８０〜２５０μｍ、肉厚が４０〜５０μ
   ｍで、ほぼ真円形状の断面を有する特許請求の範囲第１
   項〜第７項のいずれかに記載の人工肺用中空糸膜。
9. （９）粒子状ポリプロピレンの平均粒径が０．３〜０．
   ５μｍ、内表面の平均空孔径が０．３〜０．６μｍ、膜
   全体の孔径分布曲線の極大値が０．０２〜０．２μｍ、
   さらに比表面積が１０〜４０ｍ＾２／ｇの範囲にある特
   許請求の範囲第２項〜第８項のいずれかに記載の人工肺
   用中空糸膜。
10. （１０）酸素透過係数が４００〜９００ｌ／ｍｉｎ・ｍ
    ＾２・ａｔｍであり、また極限酸素透過量が６００〜１
    ２００ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａｔｍの特許請求の範囲第
    ３項〜第９項のいずれかに記載の人工肺用中空糸膜。
11. （１１）ポリプロピレン、該ポリプロピレンの溶融下で
    ポリプロピレンに均一に分散し得、かつ使用する抽出液
    に対して易溶性である有機充填剤、および結晶核形成剤
    を混練し、このようにして得られる混練物を溶融状態で
    環状紡出孔から中空状に吐出させ、該中空状物を前記有
    機充填剤ないしその類似化合物よりなる液体と接触させ
    て冷却固化し、ついで冷却固化した中空状物をポリプロ
    ピレンを溶融しない抽出液と接触させて前記有機充填剤
    を抽出除去することを特徴とする人工肺用中空糸膜の製
    造方法。
12. （１２）前記有機充填剤が流動パラフィンである特許請
    求の範囲第１１項に記載の人工肺用中空糸膜の製造方法
    。
13. （１３）ポリプロピレン１００重量部に対する有機充填
    剤の配合量が３５〜１５０重量部である特許請求の範囲
    第１１項または第１２項に記載の人工肺用中空糸膜の製
    造方法。
14. （１４）結晶核形成剤は融点が１５０℃以上でかつゲル
    化点が使用するポリプロピレンの結晶開始温度以上の有
    機耐熱性物質である特許請求の範囲第１１項に記載の人
    工肺用中空糸膜の製造方法。
15. （１５）ポリプロピレン１００重量部に対する結晶核形
    成剤の配合量が０．１〜５重量部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人工肺用中空糸
    膜の製造方法。
16. （１６）中空糸膜をガス交換膜として備えてなる人工肺
    において、該ガス交換膜は、内径が１５０〜３００μｍ
    、肉厚が１０〜１５０μｍのほぼ円形の多孔性ポリプロ
    ピレン中空糸膜であつて、内面開口率が１０〜３０％、
    空孔率が１０〜６０％、酸素ガスフラックスが１００〜
    １０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａｔｍであるものを用い
    てなり、血液を体外循環させたとき２０時間以内での血
    漿の漏出がないことを特徴とする中空糸膜型人工肺。
17. （１７）用いられる中空糸膜が、その膜内表面において
    は、固相は粒子状ポリプロピレンが一部露出しつつ密に
    融和結合して形成された連続相を呈し、膜内部において
    は、固相は粒子状ポリプロピレンが繊維軸方向に連なつ
    てできたポリプロピレン塊が糸状のポリプロピレンで結
    ばれて多数集まつて形成されており、また膜外表面にお
    いては、固相は粒子状ポリプロピレンを含む糸状のポリ
    プロピレンが網目状に粗に結合して形成されており、し
    かしてこの固相間の間隙は、３次元ネットワーク状に連
    通して連通孔を形成してなり、かつ粒子状ポリプロピレ
    ンの平均粒径が０．１〜１．０μｍ、内表面の平均空孔
    径が０．１〜１．０μｍ、膜全体の孔径分布曲線の極大
    値が０．０２〜０．２μｍ、さらに比表面積が１０〜４
    ０ｍ＾２／ｇの範囲にある特許請求の範囲第１６項に記
    載の中空糸膜型人工肺。
18. （１８）用いられる中空糸膜の酸素透過係数が１４０〜
    １４００ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａｔｍであり、また極限
    酸素透過量が２００〜２０００ｌ／ｍｉｎ・ｍ＾２・ａ
    ｔｍの特許請求の範囲第１６項または第１７項に記載の
    中空糸膜型人工肺。