TW201529109A - 多孔質膜，內藏多孔質膜之血液淨化用模組及多孔質膜之製造方法 - Google Patents

多孔質膜，內藏多孔質膜之血液淨化用模組及多孔質膜之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明之目的在於提供一種兼具透水性能與蛋白質區分性能之多孔質膜。本發明提供一種多孔質膜之製造方法，其係包括自形成於噴嘴之狹縫吐出含有親水性高分子之製膜原液之步驟、及使所吐出之上述製膜原液通過乾式部後於凝固浴中固化為多孔質膜之步驟者，並且上述狹縫之截面面積為經固化之上述多孔質膜之截面面積之3倍以上且30倍以下。

Description

多孔質膜，內藏多孔質膜之血液淨化用模組及多孔質膜之製造方法
本發明係關於一種多孔質膜、內藏多孔質膜之血液淨化用模組及多孔質膜之製造方法。尤其是關於一種用於人工腎臟用途之多孔質膜。
多孔質膜適合於藉由孔之大小而進行液體中之物質之篩分的膜分離，可用於血液透析或血液過濾等醫療用途、家庭用淨水器或淨水處理等水處理用途等廣泛範圍。
其中，於血液透析等血液淨化之領域中，要求具有僅使血中不需要之小‧中分子量物質穿透，使所需之大分子量物質不穿透之較高區分性能的分離膜。作為代表性之小分子量物質，可列舉：屬於尿毒素之脲、肌酸酐、磷等。於透析時，該等物質由於藉由擴散而進行之去除占支配地位，故而要求透水性較高之分離膜。又，作為代表性之中分子量物質，可列舉：β2-微球蛋白。β2-微球蛋白係分子量約12000之蛋白質，被認為是透析類澱粉變性症之原因物質，要求於透析時將其去除。另一方面，屬於分子量約66000之蛋白質的白蛋白係承擔滲透壓之保持或物質之保持‧搬運等各種功能之血中所需之蛋白質，且需要抑制透析時之損失。又，近年來，認為於以α1-微球蛋白為代表之分子量30000左右之區域中，亦存在成為去除對象之物質。
即，對於透析所使用之分離膜，要求具有較高之透水性 能與較高之蛋白質區分性能的多孔質膜。尤其是近年受到注目之血液透析過濾法由於係經由分離膜、藉由過濾而對經透析液稀釋之血液進行濃縮的治療方法，故而對於血液透析過濾所使用之分離膜要求較高之透水性。又，要求上述具有較高之分子量之α1-微球蛋白之去除性能較高、白蛋白之損失較少、蛋白質區分性能較高。
若為了抑制白蛋白之損失，而減小多孔質膜之孔徑，則 透水性能降低，尿毒素等小分子量物質之去除性能降低。另一方面，若為了提高β2-微球蛋白之去除性能而增大孔徑，則雖然透水性提高，但有白蛋白之損失量增大之問題。如此，透水性與蛋白質區分性能較大地受到多孔質膜之表面之孔徑之影響，而難以兼具透水性能與蛋白質區分性能。
為了提高多孔質膜之透水性能與區分性能，而有將表面 之孔拉長而使孔之長徑相對於短徑增大之技術。作為將多孔質膜之表面之孔拉長之方法，有使多孔質膜固化後實施延伸之方法、及於多孔質膜固化之前實施拉伸之方法。
實施延伸而製造之多孔質膜係揭示於專利文獻1、專利 文獻2中。實施拉伸而製造之多孔質膜係揭示於專利文獻3、專利文獻4中。藉由調整製膜原液之組成或製膜溫度，控制因相分離引起之孔之成長與凝固，而形成將內表面之孔拉長之形狀的多孔質膜係記載於專利文獻5、專利文獻6中。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開昭64-75015號公報
專利文獻2：日本專利特開昭59-64055號公報
專利文獻3：國際公開第2010/029908號
專利文獻4：日本專利特開平6-165926號公報
專利文獻5：日本專利特開昭58-114702號公報
專利文獻6：日本專利特開平9-308685號公報
於專利文獻1中，記載有藉由延伸而使表面之孔之長徑成為短徑之1.5倍以上之多孔質膜之記載。然而，孔之短徑為較大之3μm至30μm，無法進行蛋白質之區分。又，關於長徑之偏差，既無記載亦無教示。於專利文獻2中，記載有關於藉由延伸而使表面之孔之長徑成為短徑之1.5至20倍之血液處理用之多孔質膜。然而，並未記載表面之孔之短徑之範圍，亦未記載關於有助於區分性能之長徑、短徑之偏差。
於專利文獻3中，記載有關於實施拉伸而製造之表面之孔之短徑與長徑之比及開孔率較大之淨水器用之中空纖維膜。然而，由於表面之孔之短徑為較大之1μm，故而無法進行蛋白質之區分，又，認為孔徑之偏差亦相對增大，但關於其之改善並無記載。進而，亦未記載關於提高透水性及生物相容性所需之親水性高分子之殘存量。於專利文獻4中，記載有關於將表面之孔之短徑設為1nm至50nm之多孔質膜，且記載有以充分高之拉伸比進行紡絲之情形。然而，並未記載關於長徑與短徑之比率，如下所述，雖然提高了拉伸比，但長徑相對於短徑之比率未必增高。又，並未特別記載關於有助於區分性能之孔徑之偏差。再者，並未記載關於表面之孔之長徑。
於專利文獻5中，記載有關於內表面之短徑之平均值為 50nm以下、且長徑與短徑之比率為3倍以上之中空纖維膜。又，雖然記載有較佳為使孔之短徑儘量均勻之主旨，但並未記載關於具體之達成手段，甚至未至少記載關於用以將表面之孔拉長之延伸或拉伸，因而無法實現孔徑之偏差之精密控制，無法期待較高之區分性能。再者，由於外表面之孔徑稍小，故而穿透阻力增大，難以提高透水性。於專利文獻6中，記載有關於表面之孔之長徑為短徑之2倍以上、較佳為3倍以上，且孔之短徑之下限為20nm之多孔質膜。於該文獻中，「若平均寬度未滿0.02μm，則透水速度減小且血液過濾時之超濾速度減小，又，變得容易經時性地引起孔堵塞，且使脲、肌酸酐等尿毒性物質之穿透率降低。更佳之平均寬度之下限為0.04μm」，並未考慮到本發明中之孔之短徑之範圍內之孔之長短比、孔徑之偏差。再者，關於表面之孔之短徑，雖然記載有為了獲得穩定之區分特性，較佳為均勻，但並未記載關於具體之實現手段，例如並未記載關於將表面之孔拉長之延伸或拉伸，因而無法精密地控制孔之長徑與短徑之偏差的可能性較高。
本發明之目的在於提供一種兼具較高之透水性能與較 高之區分性能之多孔質膜。
本發明為了解決上述課題而具有以下之構成。
即，根據本發明，提供一種多孔質膜，其係膜中之親水性高分子之含量為0.5重量%以上且4重量%以下，且形成於一表面之孔係滿足以下(A)及(B)的用於血液淨化用途者。
(A)孔之長徑相對於短徑之比之平均值為3以上
(B)上述短徑之平均值為5nm以上且20nm以下，其標準偏差為4nm以下
此處，孔徑之測定方法係如下所述，根據本發明之較佳形態，形成於一表面之孔係滿足以下(C)及(D)。
(C)孔之長徑相對於短徑之比之平均值為1.5以上
(D)短徑之平均值為0.2μm以上且0.6μm以下
即，形成於一表面之孔係滿足上述(A)及(B)，形成於其相反側之表面之孔係滿足上述(C)及(D)。根據本發明之更佳形態，上述多孔質膜為中空纖維膜，根據進而較佳之形態，於中空纖維膜中，滿足(A)及(B)之表面為內表面，滿足上述(C)及(D)之表面為外表面。於用於血液淨化用途之情形時，血液係通過膜之內側，血液中之不需要的物質係自具有更微小之孔徑之孔之內表面，朝向具有相對較大孔徑之孔之外表面被去除。
根據本發明之另一較佳形態，具有滿足上述(A)及(B)之孔的表面之開孔率為1%以上且10%以下。
根據本發明之較佳形態，多孔質膜之主成分之素材為非結晶性高分子，根據進而較佳之形態，上述非結晶性高分子為聚碸系高分子。所謂主成分，係指於膜中顯示最多之重量比率的成分。
根據本發明之另一形態，提供一種內藏上述多孔質膜之血液淨化用模組。
根據本發明，可提供一種兼具較高之透水性能與區分性能之多孔質膜。例如可獲得若應用於血液淨化用、尤其是人工腎臟用之中空纖維膜，則尿毒素等小分子量物質之去除性能優異，且具有β2- 微球蛋白等小分子量蛋白質可穿透但白蛋白等中分子量蛋白質不穿透之較高區分性能的模組。
圖1係藉由實施例1之方法所製造之多孔質膜之表面之掃描型電子顯微鏡(SEM，Scanning Electron Microscope)照片。
圖2係將圖1之SEM影像進行二值化處理後之影像。
圖3係葡聚糖區分曲線之曲線圖。
一般而言，多孔質膜係藉由表面之孔之大小而對去除對象物質進行篩分，故而於膜之表面之孔為橢圓形且具有長徑方向與短徑方向之情形時，區分性能取決於表面之孔之短徑。例如於多孔質膜為中空纖維膜時，於紡絲時，由於將不斷固化之原液於長度方向上拉長，故而孔於長度方向上被拉長，因此通常中空纖維膜之長度方向為孔之長徑，與長度方向正交之方向之直徑成為短徑。於藉由孔而進行之尺寸篩選時，去除物質因布朗運動等之影響而與實際之尺寸相比於表觀上增大，因此表面之孔徑必須設為大於去除物質之尺寸的孔徑。若考慮該情況，則於將本發明之多孔質膜用於血液淨化用途、例如作為中空纖維膜而用於透析之情形時，屬於去除對象物質之β2-微球蛋白之分子尺寸為3nm左右，因此為了去除β2-微球蛋白，將膜之一表面(具有區分作用之面，於為中空纖維膜之情形時，通常為內表面)之孔之短徑之平均值設為5nm以上，較佳為設為7nm以上，進而較佳為設為10nm以上。若該表面之孔之短徑未滿5nm，則透水性能亦明顯降低，故而不理想。另一方面，於透析時去除欠佳之白蛋白之分子尺寸為8nm 左右，因此為了不使白蛋白穿透，而將上述表面之孔之短徑之平均值設為20nm以下，較佳為設為18nm以下，更佳為設為15nm以下，進而較佳為設為12nm以下。如此，藉由以上述方式控制孔之短徑，可提高成為去除對象之蛋白質與成為非去除對象之蛋白質之分離性能。
為了提高蛋白質之區分性能，不僅必須考慮上述表面之 孔之短徑之平均值，亦必須考慮偏差。於本發明中，表示上述表面之孔之短徑之偏差的標準偏差為4nm以下，較佳為3.8nm以下，進而較佳為3.5nm以下。另一方面，由於孔徑之控制變得困難，故而標準偏差為2nm以上較為妥當，若為2.5nm以上，則更容易實現。為了減小表面之孔徑之偏差，將表面之孔於長徑之方向上拉長較為有效。例如於為中空纖維膜之情形時，藉由將中空纖維於長度方向上拉長，而使圓形之孔被拉長，孔成為橢圓形，其結果可抑制孔之短徑之偏差。若將表面之孔於長徑之方向上拉長，則孔之短徑越大越容易變形，故而較大之孔之短徑變得更小，較小之孔之短徑幾乎未變化，其結果可降低短徑之偏差。關於區分性能於下文進行說明，可藉由對針對各分子量之葡聚糖篩漏係數之值進行繪圖而成之區分曲線之斜率之絕對值而算出。
藉由於極力抑制表面之孔之短徑之變化之情況下增大長徑，可於維持區分性能之情況下減少水之穿透阻力，提高透水性能。於透析中，膜之透水性能越高越能提高小分子量物質之擴散性能，亦能提高去除性能。即，孔之長徑相對於短徑之比(長徑/短徑)之平均值越大，透水性能相對於區分性能越增大。因此，上述比之平均值需為3以上，更佳為3.5以上。然而另一方面，就膜構造之強度之觀點而言， 上述比之平均值較佳為6以下，更佳為4以下。
如上所述，作為增大表面之孔之長徑相對於短徑之比之 平均值的方法，有效的是將孔拉長之方法，更具體而言，有於多孔質膜固化之後進行拉長之延伸法、或增大拉伸比並於多孔質膜固化之前進行拉長之方法。其中，增大拉伸比之方法不受多孔質膜之製造方法或素材之限定，可廣泛地應用，故而較佳。另一方面，延伸法係若多孔質膜之強度不強則無法應用，因而限定於膜素材為結晶性高分子等之情形。
所謂拉伸比，係指用多孔質膜之拉取速度除以自吐出製 膜原液之狹縫之吐出線速度而獲得之值。吐出線速度係用吐出流量除以屬於噴嘴之吐出原液之部分的狹縫之截面面積而獲得之值。因此，為了提高拉伸比，通常使用提高拉取速度之方法，但於本發明中，較佳為採取增大狹縫之吐出部分之截面面積之方法。該增大狹縫之截面面積之方法容易在不改變多孔質膜之形狀之情況下提高拉伸比，故而較佳。於採用提高拉取速度之方法之情形時，由於多孔質膜之截面面積減少，故而擔憂多孔質膜之物理強度之下降，又，於僅提高拉取速度之情形時，膜進入凝固浴中為止之時間進一步縮短，故而有在孔於膜之長度方向上充分延伸之前，聚合物於凝固浴中發生凝固之情形，於該情形時，即便拉伸比提高，亦難以將孔充分拉長。
於本發明中，發現於製膜相同膜厚之多孔質膜之情形 時，藉由增大形成於噴嘴之用以吐出製膜原液之狹縫之截面面積、與經固化之各多孔質膜之膜厚部之截面面積的比，可降低吐出線速度，在不使捲取速度發生變化之情況下增大拉伸比，而可將表面之孔拉長。狹縫截面面積與多孔質膜之膜厚部之截面面積之比較佳為3倍以 上，更佳為5倍以上，進而較佳為10倍以上。另一方面，於截面面積之比過大之情形時，難以控制吐出，會發生斷頭等情況，故而截面面積比較佳為30倍以下，更佳為20倍以下。
該情況於多孔質膜為中空纖維膜之情形時自不待言，於 為平板膜或實心線等之情形時亦相同，藉由增大噴嘴之狹縫截面面積而提高拉伸比，而可將表面之孔高效率地拉長，並可降低孔徑之偏差。
滿足上述要件之表面(以下，亦稱為具有滿足(A)及(B) 之孔之表面)之孔之長徑主要有助於透水性能。藉由將孔拉長，而擴大孔面積，並提高透水性。因此，孔之長徑之平均值可為25nm以上，更佳為30nm以上，進而較佳為35nm以上。另一方面，若長徑之平均值過度增大，則膜之構造強度降低。因此，孔之長徑之平均值可為100nm以下，較佳為70nm以下，進而較佳為50nm以下。
又，孔之長徑係藉由於相分離時所形成之各種大小之孔 被拉長而形成，因此孔之長徑之偏差增大。就透水性能之觀點而言，孔之長徑之偏差宜較大。孔之長徑之標準偏差可為10nm以上，較佳為13nm以上，進而較佳為15nm以上。另一方面，就膜之構造強度之觀點而言，孔之長徑之標準偏差可為100nm以下，較佳為70nm以下，進而較佳為50nm以下。
為了增大表面之孔之長徑之偏差，將孔徑之偏差較大之 孔拉長即可。若將表面之孔拉長，則孔越大者越容易變形，因此若增大變形量，則較大之孔之長徑進一步增大，較小之孔之長徑不太變化，使長徑之偏差增大。為了增大拉長之前之孔徑之偏差，有效的是增大作為造孔劑而添加至製膜原液中之親水性高分子之重量平均分子量分佈，而使相分離變得不均勻、或使相分離進行而促進表面之該成長。 若使相分離進行，則藉由孔彼此之融合而使孔成長，因此孔之成長根據碰撞之概率而偏向一方，所形成之孔之大小變得不均勻。為了使相分離進行，調整製膜原液之組成、凝固浴之組成、相分離過程之溫度、固化為止之時間等即可。
於製膜原液中添加親水性高分子作為控制相分離之因 子亦有效。藉由於製膜原液中添加親水性高分子，與構成原液之主成分之不良溶劑接觸時之固化速度得以抑制，因此可於相分離進行之狀態下將孔充分地拉長，可減小孔之短徑之偏差。雖然並無特別限定，但若所添加之親水性高分子之重量平均分子量過度增大，則與製膜原液之相溶性降低，因此宜為150萬以下，更佳為120萬以下。另一方面，若添加至製膜原液中之親水性高分子之重量平均分子量較小，則擔憂自膜中之溶出。因此，親水性高分子之重量平均分子量較佳為2萬以上，更佳為4萬以上。
多孔質膜中所含之親水性高分子之重量平均分子量例 如可藉由如下方法進行測定。將多孔質膜溶解於溶劑中，使用親水性高分子之溶解度較高、成為多孔質膜之構造體的高分子之溶解度較低之溶劑而萃取親水性高分子。藉由凝膠過濾層析法等，對萃取液中之親水性高分子之重量平均分子量進行測定。此時之萃取條件等係根據成為多孔質膜之構造體的高分子與親水性高分子之組合而適宜變更即可，可藉由提高親水性高分子之萃取率，而測定更準確之重量平均分子量。
關於構成製膜原液之主成分之高分子之不良溶劑，藉由 添加該不良溶劑，而促進相分離之進行，使孔拉長之效果增大。所謂構成製膜原液之主成分之高分子，係指於構成製膜原液之高分子中所 占之重量比率最多者。最佳範圍係根據製膜原液之組成或不良溶劑之種類而異，但於使用水作為不良溶劑之情形時，製膜原液中之水之含量較佳為0.5重量%以上，更佳為0.8重量%以上。另一方面，若製膜原液中之不良溶劑之量較多，則製膜原液會發生固化，因而水之含量較佳為3重量%以下。
於本發明中，形成於表面之孔之長徑及短徑可由利用掃 描型電子顯微鏡(SEM，Scanning Electron Microscope)觀察表面所獲得之影像進行測定。短徑係於短軸方向上最長之直徑，長徑係於長軸方向上最長之直徑。於SEM之觀察中，針對可以倍率50000倍確認之孔，對於任意之1μm×1μm之範圍內之全部孔進行計測。於所計測之孔之總數未滿50個之情形時，反覆進行1μm×1μm之範圍之計測直至所計測之孔之總數成為50個以上，並追加資料。自計測結果將小數點以下第2位四捨五入，藉此算出算術平均值及標準偏差。此時之標準偏差係基於標本而預測之標準偏差(標本標準偏差)，根據下式進行計算。
標準偏差={Σ(a-b)2/(c-1)}1/2
此處，a：孔徑之平均值、b：所測定之孔徑、c：所測定之孔徑之數
又，關於形成於另一表面之孔，例如於多孔質膜為中空纖維膜且於內表面具有微細孔之情形時，對於形成於不對區分性能產生影響之外表面之孔，就提高透水性能之觀點而言，孔之長徑相對於短徑之比之平均值較佳為1.5以上。另一方面，若上述比之平均值過大，則有膜構造變得脆弱，強度降低之虞，故而上述比之平均值較佳為4以下，進而較佳為3以下。又，就透水性等性能、或於製成線束時所產生之摩擦之觀點而言，形成於外表面之孔之短徑之平均值較佳為0.2μm以 上，進而較佳為0.3μm以上。另一方面，就線強度之觀點而言，孔之短徑之平均值較佳為0.6μm以下。
外表面之孔徑雖然於下文加以說明，但亦可根據吐出原液後之乾式部之條件而進行調整。
多孔質膜之表面之開孔率越高，水之流路越多，因此透水性能提高。另一方面，若降低開孔率，則表面之構造強度上升。因此，多孔質膜之表面之開孔率較佳為1%以上，更佳為3%以上。另一方面，開孔率較佳為未滿10%，更佳為8%以下。
為了提高開孔率，有效的是增加添加至製膜原液中之親水性高分子之量。
表面之開孔率可由利用SEM觀察多孔質膜表面所獲得之影像進行測定。將以倍率50000倍進行觀察而獲得之影像於任意之1μm×1μm之範圍內進行影像處理，對膜之構造部分與孔之部分進行二值化，算出孔之部分相對於該測定面積之面積百分率並設為開孔率。
多孔質膜之膜厚方向截面之構造可大致分為：對稱膜構造，其孔徑實質上不發生變化；及非對稱膜構造，其孔徑連續地或不連續地發生變化，且於一表面、內部、另一表面孔徑不同。其中，非對稱膜由於有助於尺寸排除之孔徑較小之層較薄，故而水之穿透阻力較小而透水性能提高。因此，膜厚方向截面之構造較佳為非對稱構造。於該情形時，通常僅膜之單側之表面成為滿足上述(A)及(B)之表面。
非對稱性越高，透水性能越有利。雖然並無特別限定，但作為用於血液淨化用途之多孔質膜之更佳形態，一表面之短徑之平均值較佳為0.1μm以上，更佳為0.2μm以上。另一方面，就膜之構造強度之觀點而言，該表面之短徑之平均值較佳為0.6μm以下，更佳為 0.5μm以下。此處，所謂「一表面」，係指與具有滿足上述(A)及(B)之孔之某表面為相反側之表面。即，膜顯示出非對稱性，一表面具有滿足(A)及(B)之微小之孔徑之孔，另一表面具有上述範圍之孔徑之孔。
又，就膜之構造強度之觀點而言，該表面之孔之長徑短徑比為1.5倍以上，較佳為3倍以下。
作為構成多孔質膜之主成分之素材，可適宜地使用非結晶性高分子。所謂非結晶性高分子，係指不進行結晶化之高分子，係指於示差掃描熱量計之測定下並無因結晶化而產生之發熱峰的高分子。
非結晶性高分子由於容易引起構造變形，故而將孔拉長之效果提高。又，膜厚方向之構造控制變得容易。以非結晶性高分子作為素材之多孔質膜係藉由如下方式獲得：對於使非結晶性高分子溶解於溶劑中而製備之製膜原液，利用熱或不良溶劑而誘導相分離，並將溶劑成分去除。溶解於溶劑中之非結晶性高分子，其運動性較高，於相分離時發生凝集，濃度升高而形成緻密之構造。可藉由於膜厚方向上改變相分離之速度，而獲得相對於膜厚方向而孔徑不同之非對稱構造之膜。
作為成為多孔質膜之素材之非結晶性高分子之例，可列舉：丙烯酸系高分子、乙酸乙烯酯系高分子、聚碸系高分子。其中，聚碸系高分子容易控制孔徑，故而可適宜地使用。本發明中所謂聚碸系高分子係主鏈上具有芳香環、磺醯基及醚基者，例如可適宜地使用下式(1)、(2)之化學式所表示之聚碸系高分子，但於本發明中並不限定於該等。式中之n例如為50~80之整數。
[化1]
作為聚碸之具體例，可列舉：Udel(註冊商標)聚碸 P-1700、P-3500(Solvay公司製造)、Ultrason(註冊商標)S3010、S6010(BASF公司製造)、Victrex(註冊商標)(住友化學)、Radel(註冊商標)A(Solvay公司製造)等聚碸。又，作為本發明中所使用之聚碸，較適宜為僅包含上述式(1)及/或(2)所表示之重複單位之聚合物，但亦可於不妨礙本發明之效果之範圍內與其他單體進行共聚合。雖然並無特別限定，但其他共聚合單體較佳為10重量%以下。
藉由於製膜原液中添加親水性高分子，而使多孔質膜中 含有親水性高分子，浸水性提高且透水性能變高。不僅如此，即便於如上所述增大拉伸比或狹縫與膜之截面面積比，原液中亦不存在親水性高分子之情形時，孔之拉長效果變得不充分。進而，藉由賦予親水性，亦有生物相容性亦提高之效果。因此，較佳為使多孔質膜中含有親水性高分子0.5重量%以上，更佳為1重量%以上。另一方面，若多孔質膜中之親水性高分子之含量過多，則溶出物增加，因而親水性高分子量較佳為8重量%以下，更佳為6重量%以下，進而較佳為4重量%以下。
親水性高分子之含量需根據聚合物之種類而選定測定 方法，可藉由元素分析等方法進行測定。
於對多孔質膜之表面賦予親水性之情形時，可藉由於凝 固液中添加親水性高分子之方法、或於製膜後塗佈表面之方法而對表面選擇性地賦予親水性。其原因在於：尤其於中空纖維膜之情形時，藉由於吐出時之注入液中添加親水性高分子，使製膜原液與注入液接觸而引起相分離，於凝固過程中，親水性高分子擴散至原液側，藉此取入至親水性高分子中。於主要構成多孔質膜之高分子為疏水性高分子之情形時，可藉由使用含有疏水性單元之親水性高分子，藉由疏水性相互作用之效果而提高向膜表面之導入孔率。
雖然並無特別限定，但作為親水性高分子之具體例，可 列舉：聚乙二醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯亞胺、聚乙烯醇、及該等之衍生物等。又，亦可與其他單體進行聚合。
根據與多孔質膜之素材或溶劑之親和性，適當選擇親水 性高分子即可。雖然並無特別限定，但於聚碸系高分子之情形時，就相溶性較高的觀點而言，可適宜地使用聚乙烯吡咯啶酮。
於用於血液淨化用途之多孔質膜之情形時，與血液接觸 之表面、本發明中之具有滿足上述(A)及(B)之孔的表面(於中空纖維膜中，較佳為內表面)之親水性高分子量變得重要。若該表面之親水性高分子量較少，則血液相容性變差，容易產生血液之凝固。因此，與血液接觸之表面之親水性高分子量可為20重量%以上，更佳為22重量%，進而較佳為25重量%以上。另一方面，若親水性高分子量較多，則溶出至血液中之親水性高分子量增加，有因該溶出之高分子而成為引起副作用或併發症之原因之可能性。因此，表面之親水性高分子量宜為45重量%以下，較佳為42重量%以下。
多孔質膜之表面之親水性高分子量可使用X射線電子 分光法(XPS，X-ray photoelectron spectroscopy)進行測定。使用以90°作為測定角而測得之值。測定角90°係檢測出自表面起至深度約10nm為止之區域。又，值係使用3個部位之平均值。例如，於疏水性高分子為聚碸且親水性高分子為聚乙烯吡咯啶酮之情形時，可由氮量(d(原子數%))與硫量之測定值(e(原子數%))，根據下式算出表面之聚乙烯吡咯啶酮之含有率。
聚乙烯吡咯啶酮含有率(f)=100×(d×111)/(d×111+e×442)
於製備製膜原液時，於高溫下進行溶解會提高溶解性，故而較佳，但有因熱所導致之高分子之改質或因溶劑蒸發所導致之組成變化之擔憂。因此，溶解溫度較佳為30℃以上且120℃以下。但是，有根據所使用之高分子及添加劑之種類而該等之最佳範圍不同之情形。
作為多孔質膜之形態，根據用途而自平板膜、管狀膜、 中空纖維膜等中適當選擇即可。雖然並無特別限定，但較佳為可使每單位體積之膜面積增大且可將大面積之膜小型化地收納之中空纖維膜。中空纖維膜係藉由自內側之圓管至通入注入液或注入氣體雙管噴嘴中，並將製膜原液自外側之狹縫中吐出而製作。此時，可藉由變更注入液之不良溶劑濃度、溫度或加入添加劑而控制中空纖維膜之內表面之構造。因此，較佳為控制中空纖維膜內表面之孔之短徑。
本發明之多孔質膜並無特別限定，可藉由具有自形成於 噴嘴之狹縫將製膜原液吐出之步驟、及通過包含氣相之乾式部後於凝固浴中固化之步驟的製造方法而獲得。於藉由熱而誘導相分離之情形時，於乾式部中進行冷卻後於凝固浴中急冷而使之固化。於藉由不良溶劑而誘導相分離之情形時，使之與含有構成製膜原液之主成分之不良溶劑之凝固液進行接觸並吐出，進而於包含主成分之不良溶劑之凝 固浴中使之固化。於藉由不良溶劑而誘導相分離之方法中，由於不良溶劑係藉由擴散而供給至膜厚方向，故而於膜厚方向上產生不良溶劑之濃度差，因而容易成為非對稱構造。因此，較佳為於乾式部中使含有不良溶劑之凝固液與製膜原液接觸。
若將凝固液作為不良溶劑與良溶劑之混合液而調整濃
度，則凝固性會發生變化，且可改變表面之孔徑。
所謂不良溶劑，係指於製膜溫度下，不溶解構成製膜原 液之主成分之高分子的溶劑。作為不良溶劑，並無特別限定，可將水作為難以溶解聚碸系高分子之溶劑而適當地使用。作為良溶劑，並無特別限定，可適宜地使用N,N-二甲基乙醯胺。
凝固液之組成之適宜範圍係根據製膜原液之組成或不 良溶劑與良溶劑之種類等條件而改變，若良溶劑之濃度過低，則凝固速度加快，因而難以獲得孔徑減小或拉長之效果。因此，凝固液之良溶劑之濃度較佳為40重量%以上，更佳為50重量%。另一方面，若良溶劑之濃度過高，則變得難以引起製膜原液之凝固，且紡絲性降低，因而良溶劑之濃度較佳為80重量%以下，更佳為70重量%以下。
如上文所述，藉由提高拉伸比並於固化前拉長，可使表 面之長徑相對於短徑延長。由於原液於固化前拉長，故而不會產生於延伸法中成為問題之破斷或龜裂之問題。拉伸比為1.5以上，較佳為2以上，進而較佳為2.5以上。另一方面，若拉伸比過大，則會導致斷頭之發生，因而拉伸比需設為10以下，較佳為9以下。
若原液之黏度較高，則延伸應力增大，將表面之孔拉長 之效果增大，而可使長徑相對於孔之短徑延長。隨著相分離之進行而黏度上升，因此可延長乾式部之通過時間而延長相分離進行之時間， 藉此可於增加黏度之狀態下進行延伸。雖然亦取決於製膜原液之組成或溫度等會影響相分離進行之條件，乾式部之通過時間較佳為0.3秒以上，更佳為0.5秒以上。另一方面，較佳為1.5秒以下，更佳為1秒以下。進而，於為中空纖維之情形時，可藉由對乾式部吹送濕潤空氣，而引起外表面側之相分離，因此濕潤空氣之濕度較佳為50%以上，更佳為60%以上，進而較佳為70%以上。若濕潤空氣之溫度較低，則難以進行相分離，因此較佳為10℃以上，進而較佳為20℃以上。另一方面，若溫度過高，則有紡絲性降低之情形，因此較佳為60℃以下，進而較佳為40℃以下。
為了提高製膜原液之黏度，可增加構成製膜原液之主成 分之高分子及/或親水性高分子之量，或添加增黏劑，亦可降低吐出溫度。若製膜原液之黏度過低，則延伸應力較小，因而難以獲得拉長效果，因此製膜原液黏度於吐出溫度下較佳為0.5Pa‧s以上，更佳為1.0Pa‧s以上。另一方面，若製膜原液之黏度過高，則吐出壓上升，紡絲變得不穩定，因此較佳為20Pa‧s以下，更佳為15Pa‧s以下。
若添加至製膜原液中之親水性高分子量較多，則於多孔 質膜之孔之形成過程中，孔與構造之界面之親水性高分子量增加，構造中之高分子之分子鏈之纏繞增加，而孔之變形得以抑制。另一方面，藉由增加親水性高分子之量，孔數增加而多孔質膜之表面之開孔率提高。因此，製膜原液中之親水性高分子之濃度較佳為構成多孔質膜之主成分之高分子之濃度之70重量%以下，更佳為60重量%以下。另一方面，藉由提高親水性高分子之濃度，表面之開孔率增加，因此較佳為構成製膜原液之主成分之高分子之濃度之10重量%以上，更佳為20重量%以上。
吐出時之噴嘴之溫度會對製膜原液之黏度、相分離行為 產生影響。一般而言，噴嘴之溫度越高，所獲得之多孔質膜之透水性與區分分子量越大。但是，若溫度過高，則因製膜原液之黏度之降低或凝固性之降低，而導致吐出變得不穩定，紡絲性降低。另一方面，若噴嘴之溫度較低，則有因冷凝而於雙管噴嘴上附著水分之情形。因此，噴嘴之溫度較佳為20℃以上，另一方面較佳為90℃以下。
較佳為將製膜原液自噴嘴吐出後，通過凝固浴，使膜之 構造固定化。作為凝固浴之溫度，較佳為20~90℃之範圍。作為組成，較佳為水60~100%、製膜原液所使用之良溶劑40~0%之範圍。
對於通過凝固浴後之膜，為了將殘留之溶劑等去除，較 佳為通過水洗浴。水洗浴之溫度較高時洗淨效率上升，故而較佳為60~90℃之範圍。
所製膜之多孔質膜亦可進行乾燥。作為乾燥方法，可列 舉藉由熱風所進行之乾燥、藉由微波所進行之乾燥、減壓乾燥等方法，可適宜地使用藉由熱風所進行之乾燥。
進而，於多孔質膜為中空纖維膜之情形時，藉由賦予皺 縮，模組化時之透析液流動變得良好，故而有用。皺縮之間距可為5~30mm之範圍，振幅較佳為0.2~3mm之範圍。
多孔質膜之膜厚基於使用用途下之壓力或擴散性能之 觀點而適當決定即可。若膜厚較薄，則有無法耐受使用壓力之情形，因而膜厚較佳為20μm以上，更佳為25μm以上。另一方面，若膜厚較厚，則水之穿透阻力上升而透水性能降低，因而膜厚較佳為50μm以下，更佳為45μm以下。
於多孔質膜為中空纖維膜之情形時，耐壓性係與膜厚與 內徑之比相關，若膜厚與內徑之比較大，則耐壓性升高。若減小內徑，則模組可小型化，耐壓性亦提高。但是，為了減小內徑，於製膜時必須縮小範圍，而變得容易於內徑產生帶有皺紋之星形線。於星形線處，相分離變得不均勻，因而孔徑之偏差增大，區分性能降低。因此，中空纖維膜之內徑較佳為80μm以上，更佳為100μm，進而較佳為120μm以上，另一方面，較佳為250μm以下，更佳為200μm以下，進而較佳為160μm以下。
所謂上述中空纖維膜內徑，係指利用Micro-Watcher之 1000倍透鏡(VH-Z100，KEYENCE股份有限公司)分別測定隨機篩選出之16張中空纖維膜之膜厚並求出平均值a，且根據以下之式所算出之值。再者，所謂中空纖維膜外徑，係指利用雷射位移計(例如，LS5040T，KEYENCE股份有限公司)分別測定隨機篩選出之16張中空纖維膜之外徑而求出之平均值。
中空纖維膜內徑(μm)=中空纖維膜外徑-2×膜厚
作為多孔質膜之透水性，較佳為200mL/hr/m2/mmHg以上，更佳為500mL/hr/m2/mmHg以上，進而較佳為800mL/hr/m2/mmHg以上。又，於過高之情形時，容易引起內部過濾，溶質去除性能提高，但於血液處理用途之情形時，賦予血球之刺激亦增大，故而較佳為2500mL/hr/m2/mmHg以下，更佳為2200mL/hr/m2/mmHg以下，進而較佳為2000mL/hr/m2/mmHg以下。透水性能(UFR)係根據下述式而算出。
UFR(mL/hr/m2/mmHg)=Qw/(P×T×A)
此處，Qw：過濾量(mL)、T：流出時間(hr)、P：壓力(mmHg)、A：中空纖維膜之內表面積(m2)
於中空纖維膜中，作為區分性能之指標，有葡聚糖篩漏係數。所 謂葡聚糖篩漏係數，係指利用中空纖維膜過濾葡聚糖水溶液時葡聚糖穿透膜之比率，且係對於每重量平均分子量所獲得之值。葡聚糖篩漏係數係根據下式求出。
SC=2Cf/(Ci+Co)
此處，SC係葡聚糖篩漏係數，Ci係供給至分離膜之水溶液之濃度，Co係於過濾後殘留於供給側之水溶液之濃度，Cf係濾液之濃度。各分子量之葡聚糖濃度可藉由凝膠過濾層析法等方法進行測定。測定時，只要由分子量及濃度已知之葡聚糖溶液而獲得分子量與濃度之校準曲線即可。將針對各分子量之葡聚糖篩漏係數之值進行繪圖而成之區分曲線之斜率之絕對值、尤其是篩漏係數為0.45至0.55之部分之區分曲線之斜率之絕對值越大，可謂為分離性能越高之中空纖維膜。區分曲線之斜率之絕對值係使用將小數點後第3位四捨五入而獲得之值。區分曲線之斜率之絕對值較佳為1.35以上，更佳為1.40以上，進而較佳為1.45以上。又，將葡聚糖篩漏係數成為0.1之分子量設為區分分子量。
作為將本發明之多孔質膜內藏於模組中之方法，並無特別限定，關於多孔質膜為中空纖維膜之情形，若例示一例，則如下所述。首先，將中空纖維膜切斷為所需長度，將所需張數捆束後，放入至筒狀之殼體中。其後，於兩端設置臨時之頂蓋，於中空纖維膜兩端部添加灌封劑。此時，一邊利用離心機使模組旋轉一邊放入灌封劑之方法可使灌封劑均勻地填充，因而為較佳方法。灌封劑固化後。以使中空纖維膜之兩端開口之方式將兩端部切斷。藉由於殼體之兩端安裝集管，並堵塞集管及殼體之噴嘴部分而獲得中空纖維膜模組。就使透析液之流動均勻之觀點而言，中空纖維膜模組之填充率較佳為30~ 70%之範圍，進而較佳為40~60%之範圍。
為了抑制多孔質膜之生物相容性或蛋白質之結垢，亦可 於不使膜之性能發生變化之範圍內，將高分子等賦予至表面。例如，作為利用高分子覆蓋膜表面而提高中空纖維膜之生物相容性之方法，可列舉：添加至中空纖維製膜原液之方法、於中空纖維膜製膜時之注入液中添加高分子之方法、或於中空纖維膜製膜後於膜表面塗佈高分子之方法。雖然並無特別限定，但作為用於塗佈之溶液，可適宜地使用水。此處所謂膜表面，係指被處理液、例如就透析膜而言為血液所接觸之表面。
尤其於進行塗佈時，於多孔質膜為疏水性高分子，且用於塗佈之高分子為親水性高分子之情形時，疏水性高分子與塗佈液中之親水性高分子之吸附平衡常數較高者可同樣地覆蓋多孔質膜之表面。因此，用於塗佈之親水性高分子較佳為含有疏水性基。
又，雖然詳細原因尚不明確，但藉由使酯基存在於膜表面，蛋白質或血小板之附著得以抑制，故而高分子較佳為含有酯基。就上述觀點而言，塗佈所使用之高分子可列舉：乙酸乙烯酯等羧酸乙烯酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸甲氧基乙酯等丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸羥基乙酯等甲基丙烯酸酯、皂化度未滿99%之聚乙烯醇或乙烯基吡咯啶酮-乙酸乙烯酯共聚合體、乙烯基吡咯啶酮-乙烯基己內醯胺共聚合體、乙烯基吡咯啶酮-乙烯醇共聚合體等，但並不限定於該等。其中，較佳為乙烯基吡咯啶酮-乙酸乙烯酯共聚合體。
例如，於使用屬於乙烯基吡咯啶酮與乙酸乙烯酯之共聚合體(6/4)的Kollidon VA64(BASF公司)作為含酯基之高分子之情形 時，較適宜之範圍為製膜原液中之VA64量為1~10重量%，噴嘴溫度為20~60℃，乾式部之溫度為10~60℃且相對濕度為70~95%RH。 又，於添加含酯基之聚合物至注入液中之情形時，注入液之組成比、注入液溫度、製膜原液之組成等會產生影響。例如，於VA64之情形時，作為向注入液之添加量，較佳為0.001~10重量%，作為注入液溫度，較佳為10~60℃，作為製膜原液之組成，聚碸系聚合物濃度較佳為14~25重量%，又，於使用聚乙烯吡咯啶酮之情形時，較佳為2~10重量%。為了不使VA64擴散至膜內，聚碸系聚合物之重量平均分子量越小越好，可適宜地使用10萬以下，進而5萬以下者。於對聚碸系聚合物進行塗佈等後處理之情形時，塗佈液中之含酯基之聚合物之濃度、或接觸時間、塗佈時之溫度會產生影響。例如，於利用VA64水溶液進行塗佈之情形時，較適宜為VA64濃度為1~5000ppm，接觸時間為10秒以上，溫度為10~80℃。又，於不以批次式而連續地進行塗佈之情形時，VA64水溶液之流速較快者可均勻地塗佈，但若過快，則無法塗佈充分之量，因此適宜範圍為200~1000mL/min。進而，塗佈於膜表面之高分子較佳為藉由放射線或熱處理、化學反應進行固定化。
存在於膜表面之酯基量可藉由X射線電子分光法(以下，有時記為ESCA)而進行測定，源自酯基之碳峰面積百分率為0.1(原子數%)以上，較佳為0.5(原子數%)以上，進而較佳為1(原子數%)以上。另一方面，若酯基量過多，則有可見膜性能降低之情形，因此為10(原子數%)以下，較佳為5(原子數%)以下。
ESCA之測定方法係使用以90°作為測定角而測得之值。測定角90°係檢測自表面起至深度約為10nm之區域。又，測定部位係使用3個部位之平均值。源自酯基(COO)之碳峰可藉由將自源自 C1s之CH或C-C之主峰起出現於+4.0~4.2eV之峰進行峰分割而求出。藉由算出該峰面積相對於全部元素之比率，而求出源自酯基之碳量(原子數%)。更具體而言，C1s包含主要源自CHx、C-C、C=C、C-S之成分、主要源自C-O、C-N之成分、源自π-π＊伴峰之成分、源自C=O之成分、源自COO之成分之5種成分構成。因此，以5種成分進行峰分割。源自COO之成分係自CHx或C-C之主峰(285eV附近)起出現於+4.0~4.2eV之峰。該各成分之峰面積比係將小數點後第2位數四捨五入而算出。可藉由用C1s之碳量(原子數%)乘以源自COO之成分之峰面積比而求出。峰分割之結果若為0.4%以下，則設為檢測極限以下。
用於血液透析過濾之透析膜，由於過濾大量之液體，因 而有於膜表面堆積(結垢)蛋白質，去除性能之降低或膜間壓力差(TMP)之上升成為問題之情形。如上所述，被處理液所接觸之膜表面具有酯基之多孔質膜亦可抑制蛋白質之結垢，且可抑制去除性能之降低或TMP之上升，故而較佳。作為中空纖維膜之使用時之經時膜性能穩定性之指標，測定白蛋白篩漏係數(Sc-Alb)之經時變化。白蛋白係對生物有用之蛋白質之一，於近年之中空纖維膜模組中，伴隨用以去除尿毒症蛋白質(亦稱為低分子量蛋白質)之膜之大孔徑化，而要求如一邊抑制白蛋白之過剩之穿透或損耗，一邊使與此相比分子量較小之低分子量蛋白質穿透之區分性，從而白蛋白之篩漏係數成為用以測量膜之分離性能之代表性指標。即，藉由測定白蛋白篩漏係數之經時變化，可得知中空纖維膜模組之性能之經時穩定性。
白蛋白篩漏係數之經時變化係藉由如下方式實施。對於 添加有檸檬酸鈉之牛血液，以成為血容比30%、總蛋白質濃度6.5g/dl、 37℃、2L之方式進行調整。透析裝置係使用東麗醫療股份有限公司製造之TR2000S。
將透水裝置之除水速度設定為10ml/(min‧m2)。將Bi 電路入口部放入至添加有上述所製備之牛血液2L(37℃)的循環用燒杯中，開啟Bi泵(流量200mL/min)，將自Bo電路出口部排出之液體廢棄90秒鐘後，立即將Bo電路出口部、及Do電路出口部放入至循環用燒杯中並設為循環狀態。
繼而，開啟透析裝置之除水泵，經時地自Bi與Bo及 Do分別進行取樣。測定每個經過時間之白蛋白濃度，根據下述式算出每個經過時間之白蛋白篩漏係數。
Sc-Alb(%)=CDo/(CBi+CBo)
上式中，CDo=Do電路出口部之白蛋白濃度(g/mL)、CBo=Bo電路出口部之白蛋白濃度(g/mL)、CBi=Bi電路入口部之白蛋白濃度(g/mL)
導血後5~10分鐘後之值A與60~240分鐘之值B之比率B/A較大者之結垢抑制能較高，較佳為0.4以上，更佳為0.5以上，進而較佳為0.6以上。
又，於在血液透析過濾之預稀釋條件下進行之情形時，使用於血容比30%、總蛋白質濃度6.0g/dl之牛血液2.2L中添加有生理鹽水1.8L之牛血液，設為血液流量450mL/min、除水速度200mL/min，實施與上述相同之操作。
用於人工腎臟等血液淨化用途之多孔質膜必須進行滅菌，就殘留毒性較少或簡便之方面而言，多使用放射線滅菌法。作為所使用之放射線，可使用α射線、β射線、γ射線、X射線、紫外線、 電子束等。其中，就殘留毒性較少或簡便之方面而言，可適宜地使用γ射線或電子束。又，取入至多孔質膜中之親水性高分子可藉由利用放射線之照射而引起與膜素材之交聯而固定化，亦會導致溶出物之減少，因此較佳為照射放射線。若放射線之照射線量較低，則滅菌效果降低，另一方面，若照射線量較高，則會引起含親水性基之聚合物或膜素材等之分解，生物相容性降低。因此，照射線量較佳為15kGy以上，且較佳為100kGy以下。
[實施例] (1)透水性能之測定
表示多孔質膜為中空纖維膜之情形時之測定例。
將中空纖維膜40張填充至直徑約5mm、長度17cm之殼體中，利用KONISHI(股)製造之環氧樹脂系化學反應形接著劑「Quick Mender」(註冊商標)灌封兩端，進行切斷而開口，藉此製作中空纖維膜模組。繼而，利用蒸餾水將該模組之中空纖維膜及模組內部洗淨30分鐘。對中空纖維膜內側施加水壓100mmHg，測定流出至中空纖維膜外側之每單位時間之過濾量。透水性(UFR)係根據下述式而算出。
UFR(mL/hr/mmHg/m2)=Qw/(P×T×A)
此處，Qw：過濾量(mL)、T：流出時間(hr)、P：壓力(mmHg)、A：中空纖維膜之內表面積(m2)
(2)葡聚糖篩漏係數之測定方法
表示多孔質膜為中空纖維膜之情形時之測定例。
使用於(1)之測定中所使用之中空纖維膜模組。使 FULKA公司製造之葡聚糖平均分子量~1500(No.31394)、平均分子量~6000(No.31388)、平均分子量15000~20000(No.31387)、平均分子量~40000(No.31389)、平均分子量~60000(No.31397)、平均分子量~200000(No.31398)以分別成為0.5m/mL(全部溶質為3.0mg/mL)之方式溶解於蒸餾水，而製備葡聚糖水溶液(原液)。針對模組，於中空纖維膜之內側流入原液，於外側實施過濾。將原液之溫度設為37℃，以原液流量成為15mL/min、過濾流量成為0.36mL/min之方式調整流速。採取通入原液15分鐘後至23分鐘後之模組原液入口液、出口液、及過濾液，藉由GPC(gel permeation chromatography，凝膠滲透層析法)進行濃度測定。GPC係將所取樣之水溶液利用細孔徑0.45μm之過濾器進行過濾，對該濾液使用GPC用管柱(Tosoh TSK-gel-G3000PWXL)、管柱溫度40℃、作為流動相之液體層析用蒸餾水，以流速1mL/min、樣品注入量100μL進行分析，利用示差折射計(Tosoh公司製造之RI-8020)於取樣頻率0.01min、基線範圍(base-line-range)4.5~11.0min之條件下進行測定。葡聚糖重量平均分子量之校準曲線係於即將測定前使用單分散之葡聚糖(FULKA公司製造之葡聚糖標準No.31416、No.31417、No.31418、No.31420、No.31422)而進行。各重量平均分子量之篩漏係數(SC)係由模組原液入口液之葡聚糖濃度(Ci)、出口液之葡聚糖濃度(Co)、過濾液之葡聚糖濃度(Cf)，根據下述式算出。
SC=2Cf/(Ci+Co)
作為分離性能之指標，由SC為0.45之重量平均分子量(MW0.45)與SC為0.55之重量平均分子量(MW0.55)根據下式算出區分曲線之斜率(s)之絕對值。s之絕對值越大，分離性能越高。s之值係使用將小數點後第3位進行四捨五入而獲得之值。
s=(0.45-0.55)/(logMW0.45-logMW0.55)
又，將SC成為0.1之重量平均分子量設為區分分子量。
(3)微量氮分析法
表示主要構成多孔質膜之非結晶性高分子為聚碸，且親水性高分子為聚乙烯吡咯啶酮之情形時之例。
測定樣品係將多孔質膜冷凍粉碎後，於常溫下減壓乾燥2小時後，供於分析。測定裝置、條件係如下所述。
測定裝置：微量氮分析裝置ND-100型(三菱化學股份有限公司製造)
電爐溫度(橫型反應爐)
熱分解部分：800℃
觸媒部分：900℃
主要O2流量：300mL/min
O2流量：300mL/min
Ar流量：400mL/min
靈敏度(Sens)：低(Low)
將測定3次而獲得之結果之平均值設為測定值(N)，將有效數字設為兩位數。
聚碸由於不含有氮原子，故而所檢測出之氮均係源自聚乙烯吡咯啶酮。因此，多孔質膜中之聚乙烯吡咯啶酮量可根據下述式算出。
聚乙烯吡咯啶酮量(重量%)=100×(N×111)/14
(4)表面孔徑之測定
表示多孔質膜為中空纖維膜，且內表面為緻密層之情形時之例。
將中空纖維膜切斷為半筒狀，設為內表面露出之狀態。利用掃描型電子顯微鏡(SEM)(S-5500，日立先端科技股份有限公司製造)以50000倍觀察中空纖維膜內表面，將影像存入電腦。
孔之短徑係設為於短軸方向上最長之直徑，長徑係設為於長軸方向上最長之直徑。利用影像處理軟體(ImageJ，開發者美國國立衛生研究所)對任意選取之1μm×1μm之範圍內存在之全部孔進行解析。將SEM影像進行二值化處理，而獲得空孔部為黑、構造部分為白之影像。於因解析影像內之對比度之差異而無法將空孔部與構造部分徹底地二值化之情形時，將空孔部全面塗黑後進行影像處理，由所獲得之解析範圍內之孔之短徑及長徑之值而算出平均值、標準偏差。此時，為了截止雜訊，而自資料中排除面積為0.0001μm2以下之孔。又，對各孔求出長徑短徑比，算出長徑短徑比之平均值。於多孔質膜為中空纖維膜，且外表面緻密之情形時，於中空纖維外表面進行相同之測定。又，於平板膜之情形時，於孔徑較小之側之表面進行相同之測定。但是，亦可根據孔之大小而適宜變更顯微鏡之種類、倍率。
(5)表面之開孔率之測定
以與(4)相同之方法進行多孔質膜之表面之觀察，針對在所獲得之SEM像中任意選擇之1μm×1μm之範圍內存在之全部孔進行二值化，並進行解析。讀取孔部分之總面積，算出相對於解析範圍之面積之百分率，設為開孔率。於3處進行相同之測定，並算出平均值。
(6)相反側表面孔徑之測定
表示多孔質膜為中空纖維膜，且內表面為緻密層之情形時之例。
利用SEM(日立公司製造之S-800型場發射型掃描電子顯微鏡FE-SEM)以3000倍觀察中空纖維膜外表面，將影像存入電腦。針對在SEM影像中任意選取之20μm×20μm之範圍內存在之全部孔，利用影像處理軟體(ImageJ，開發者美國國立衛生研究所)進行解析。對SEM影像進行二值化處理，獲得空孔部為黑、構造部分為白之影像。於因解析影像內之對比度之差異而無法使空孔部與構造部分徹底地二值化之情形時，將空孔部全面塗黑後進行影像處理，由所獲得之解析範圍內之孔之短徑及長徑之值而算出平均值。於多孔質膜為中空纖維膜，且外表面為緻密之情形時，於中空纖維內表面進行相同之測定。又，於為平板膜之情形時，於孔徑較大之側之表面進行相同之測定。但是，亦可根據孔之大小而適宜變更顯微鏡之種類、倍率。
[實施例1]
將聚碸(Solvay公司製造之「Udel」(註冊商標)P-3500)16重量%、聚乙烯吡咯啶酮(International Specialty Products公司製造，以下簡稱為ISP公司，K30)4重量%及聚乙烯吡咯啶酮(ISP公司製造之K90)2重量%添加至N,N-二甲基乙醯胺77重量%、水1重量%之混合溶劑中，於90℃下加熱溶解6小時，而獲得製膜原液。將該製膜原液自雙管圓筒型噴嘴之環狀狹縫吐出。將環狀狹縫之外徑設為0.5mm，內徑設為0.25mm。將作為注入液之包含N,N-二甲基乙醯胺63重量%、水37重量%之溶液自內側之管吐出。噴嘴係保溫於50℃。所吐出之製膜原液係以0.7秒通過露點26℃(溫度30℃、濕度80%)之乾式部350mm後，導入至40℃之水浴(凝固浴)中使其固化後，利用凝固浴外之第1輥於30 m/min之速度下拉取，於60℃之水浴中水洗後，捲繞於繞線軸。藉由調整原液之吐出量與注入液之吐出量，而獲得線徑為內徑198μm、膜厚為40.5μm之中空纖維膜狀之多孔質膜。拉伸比為2.7，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為4.9。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。將藉由本實施例之方法所製造之多孔質膜之表面之掃描型電子顯微鏡(SEM)影像示於圖1。
獲得表面之孔之短徑之平均值及標準偏差較小、長徑相對於孔之短徑較大的非對稱構造之多孔質膜。該多孔質膜係透水性能較高，且區分性能亦較高。
[實施例2]
將噴嘴之環狀狹縫之外徑設為0.73mm，內徑設為0.23mm，除此以外，進行與實施例1相同之實驗。所獲得之中空纖維膜狀之多孔質膜之線徑係內徑198μm、膜厚39μm。拉伸比為7.6，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為13.0。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
與實施例1同樣地為短徑之平均值及標準偏差較小，透水性能、區分性能優異之多孔質膜。
[實施例3]
注入液係使用包含N,N-二甲基乙醯胺60重量%、水40重量%之溶液，除此以外，進行與實施例2相同之實驗。所獲得之中空纖維膜 狀之多孔質膜係內徑203μm、膜厚40μm。拉伸比為7.6，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為12.5。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
與實施例1同樣地為短徑之平均值及標準偏差較小，透水性能、區分性能優異之多孔質膜。
[實施例4]
將噴嘴環狀狹縫之外徑設為0.6mm，內徑設為0.25mm，除此以外，進行與實施例1相同之實驗。所獲得之中空纖維膜狀之多孔質膜係內徑185μm、膜厚40μm。拉伸比為5.4，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為8.4。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
於噴嘴環狀狹縫之內徑較大之情形時，由於開孔率較低，故而透水性稍低，但仍係區分性能優異之多孔質膜。
[實施例5]
將噴嘴環狀狹縫之外徑設為0.6mm，內徑設為0.35mm，除此以外，進行與實施例1相同之實驗。所獲得之中空纖維膜狀之多孔質膜係內徑200μm、膜厚40μm。拉伸比為3.1，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為6.2。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
[實施例6]
將製膜原液之組成設為聚碸(Solvay公司製造之「Udel」(註冊商標)P-3500)15重量%、聚乙烯吡咯啶酮(ISP公司製造之K90)5重量%、N,N-二甲基乙醯胺80重量%、水1重量%，除此以外，進行與實施例1相同之實驗。所獲得之中空纖維膜狀之多孔質膜係內徑200μm、膜厚40μm。拉伸比為2.9，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為4.9。進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
[比較例1]
將噴嘴環狀狹縫之外徑設為0.35mm，內徑設為0.25mm，除此以外，進行與實施例1相同之實驗。所獲得之中空纖維膜狀之多孔質膜係內徑197μm、膜厚41μm。拉伸比為0.76，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為1.5。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
由於拉伸比較小，狹縫截面面積比相對於中空纖維膜截面面積之比亦較小，故而孔未充分地拉伸，因此透水性能稍低，短徑之標準偏差較大，因而為區分性能亦較低之多孔質膜。
[比較例2]
調整原液吐出量與注入液吐出量，將中空纖維膜狀之多孔質膜之內徑設為130μm，膜厚設為26μm，除此以外，進行與比較例1相同 之實驗。拉伸比為1.3，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為3.1。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑 測定、元素分析，將結果示於表1。
狹縫截面面積與中空纖維膜之截面面積比較大，但減少 吐出量，故而拉伸比降低。因此，為孔之拉伸效果不充分，短徑之標準偏差較大，區分性能較低之多孔質膜。
[比較例3]
將製膜原液之組成設為聚碸(Solvay公司製造之「Udel」(註冊商標)P-3500)18重量%、N,N-二甲基乙醯胺82重量%、水1重量%，除此以外，進行與實施例1相同之實驗。所獲得之中空纖維膜狀之多孔質膜係內徑199μm、膜厚40μm。拉伸比為2.65，狹縫截面面積相對於中空纖維膜截面面積之比為12.9。
進行透水性能測定、葡聚糖篩漏係數測定、表面之孔徑測定、元素分析，將結果示於表1。
由於製膜原液中不包含親水性高分子，故而即便增大拉伸比或截面面積比，孔之拉長效果亦不充分，短徑之標準偏差增大。伴隨於此，成為區分性能亦較低之多孔質膜。

Claims (14)

  1. 一種多孔質膜，其係親水性高分子之含量為0.5重量%以上且8重量%以下，並且形成於一表面之孔係滿足以下之(A)及(B)的用於血液淨化用途者，(A)孔之長徑相對於短徑之比之平均值為3以上(B)孔之短徑之平均值為5nm以上且20nm以下，其標準偏差為4nm以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之多孔質膜，其中，形成於一表面之孔係滿足以下之(C)及(D)，(C)孔之長徑相對於短徑之比之平均值為1.5以上(D)孔之短徑之平均值為0.2μm以上且0.6μm以下。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之多孔質膜，其中，具有滿足上述(A)及(B)之孔的表面之開孔率為1%以上且未滿10%。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之多孔質膜，其中，主成分之素材為非結晶性高分子。
  5. 如申請專利範圍第4項之多孔質膜，其中，上述非結晶性高分子為聚碸系高分子。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之多孔質膜，其中，上述親水性高分子為聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯醇、聚乙二醇、或該等之共聚合體。
  7. 如申請專利範圍第6項之多孔質膜，其中，上述親水性高分子為聚乙烯吡咯啶酮或聚乙烯吡咯啶酮之共聚合體。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之多孔質膜，其中，上述 多孔質膜之葡聚糖區分曲線之斜率之絕對值為1.35以上。
  9. 如申請專利範圍第1至8項中任一項之多孔質膜，其係中空纖維膜。
  10. 如申請專利範圍第9項之多孔質膜，其中，具有滿足上述(A)及(B)之孔的表面為內表面。
  11. 一種血液淨化用模組，其係內藏申請專利範圍第1至10項中任一項之多孔質膜而成。
  12. 一種多孔質膜之製造方法，其係具有自形成於噴嘴之狹縫吐出含有親水性高分子之製膜原液之步驟、及使所吐出之上述製膜原液通過乾式部後於凝固浴中固化為多孔質膜之步驟者，並且上述狹縫之截面面積為經固化之上述多孔質膜之截面面積之3倍以上且30倍以下。
  13. 如申請專利範圍第12項之多孔質膜之製造方法，其中，上述製膜原液係與在乾式部中亦具有凝固作用之液體接觸，上述液體含有構成上述製膜原液之主成分之不良溶劑。
  14. 如申請專利範圍第12或13項之多孔質膜之製造方法，其中，上述製膜原液中所含有之親水性高分子之濃度係構成上述製膜原液之主成分之高分子之濃度之10重量%以上且70重量%以下。
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