WO2004006991A1

WO2004006991A1 - 多孔質膜

Info

Publication number: WO2004006991A1
Application number: PCT/JP2003/008758
Authority: WO
Inventors: Masato Takai; Yoichi Matsumoto; Kouji Sekiguchi; Tomoki Kakiuchi; Hitoshi Tsuruta; Takao Shimizu
Original assignee: Kuraray Co., Ltd.; Kuraray Medical Inc.
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-07-10
Publication date: 2004-01-22
Also published as: TWI308160B; AU2003281177A1; US7364660B2; US20050145561A1; TW200404841A; EP1535636A4; CN1668349A; JPWO2004006991A1; JP4287373B2; AU2003281177A8; EP1535636A1

Abstract

平衡吸水率が１０％以下のポリアミドを主たる素材として使用する。平衡吸水率が１０％以下のポリアミドとしては、例えば、６０～１００モル％がテレフタル酸であるジカルボン酸成分と、６０～１００モル％が１，９−ノナンジアミンおよび／または２−メチル−１，８−オクタンジアミンであるジアミン成分とからなるポリアミドを使用する。これによって、熱水処理においても寸法変化が極めて小さく、特にＡＣ滅菌処理可能な医療用分離膜等として有用である多孔質膜が得られる。

Description

明細書

多孔質膜

技術分野

本発明は多孔質膜、特に医療用分離膜として有用な多孔質膜に関するものである。

背景技術

多孔質膜は各分野で広く使用されている。このうち、医療用の分離膜、特に血液透析膜には、セルロース系等の天然高分子膜や、ポリスルホン、ポリメチルメ夕クリレート、エチレン一ビニルアルコール共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリアリルエーテルスルホン、ポリエステル系ポリマーァロイ等の合成高分子膜がある。

合成高分子膜の中でも、ポリアミドを使用した膜は、生体適合性に優れる点、人体への悪影響が懸念される環境ホルモンであるビスフ： cノール Aを構成成分として含まない点等から、広く医療用途等に使用されている。

ところで、医療用分離膜においては必ず滅菌処理が行われるが、このうち、熱水で処理するオートクレープ滅菌（A C滅菌）は、安全性が高いこと等から滅菌法の一つとして広く用いられている。しかしながら、ポリアミド膜は一般に吸水性が高く、吸水状態では力学特性が低下し、特に熱水で処理した場合は寸法や構造が変化することから、 A C滅菌は困難であった。

特開平 7— 2 5 6 0 6 7号公報には、含水率 8 w t %以上、かつ結晶化熱が 3 O m J /m g以下であるポリアミドからなる選択透過膜が記載されている。当該公報では、ポリアミド膜において、含水率が高くなると含水時の耐熱性が下がるために A C滅菌耐性において不利になることを認めているが、含水率の高いポリアミドにおいても乾燥時の樹脂のガラス転移点が 1 3 0 °C以上であれば 1 2 1 °C での A C滅菌が可能となるとしている。しかしながら、本発明者らの研究によれば、このようなポリアミドを用いて製造した膜においても、 A C滅菌条件下での寸法安定性等は十分であるとは言えず、 A C滅菌により膜性能が著しく低下してしまうことが判明した。

上記事情に鑑み、本発明の目的は、ポリアミドを主たる素材に用いて、熱水処理においても寸法変化が極めて小さく、特に AC滅菌処理可能な医療用分離膜等として有用である多孔質膜を提供することにある。

発明の開示

本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究した結果、平衡吸水率の低いポリアミドを膜の素材に使用することで耐熱水性に優れた膜を得ることが可能であることを見出した。そして、特に、平衡吸水率が 10%以下のポリアミドを主たる素材とした中空糸膜からなる医療用分離膜は、 AC滅菌条件下において、高い寸法安定性を有することを突き止め、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明は、以下の通りである。

( 1) 平衡吸水率が 10%以下のポリアミドを主たる素材として使用した多孔質膜、

(2) 平衡吸水率が 10%以下のポリアミドが、 60〜 100モル％がテレフ夕ル酸であるジカルボン酸成分と、 60〜100モル％が1 , 9—ノナンジァミンおよび/または 2—メチル一 1, 8—オクタンジァミンであるジァミン成分とからなるポリアミドである、上記（ 1) 記載の多孔質膜、

(3) 素材中の、平衡吸水率が 10 %以下のポリアミドの含有割合が 50〜 100重量％である、上記（ 1) 記載の多孔質膜、

(4) 素材がさらにポリビニルピロリドンを含む、上記（ 1 ) 記載の多孔質膜

( 5 ) ジァミン成分中の 1 , 9—ノナンジァミンと 2—メチル一 1， 8—ォク夕ンジアミンとのモル比が 1 00 ： 0〜 1 0 ： 9 0である、上記（ 2 ) 記載の多孔質膜、

(6) 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドが、その分子鎖末端基の 1 0 % 以上が末端封止剤により封止されている、上記（ 1) 記載の多孔質膜、

(7) 末端封止剤が安息香酸である、上記（6) 記載の多孔質膜、 (8) 平衡吸水率が 1 0%以下のポリアミドのガラス転移点が 60°C以上である、上記（ 1) 記載の多孔質膜、

( 9) 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドの濃硫酸中 30°Cで測定した極限粘度が 0. 4〜3. O d l/gである、上記（ 1) 記載の多孔質膜、

(10)膜厚が 3〜2000〃mである、上記（ 1 ) 記載の多孔質膜、

( 1 1 ) 緻密層と支持層とからなる非対称膜である、上記（ 1 ) 記載の多孔質膜、

( 12) 緻密層の表面の平均粗度が 1〜 10 nmである、上記（ 1 1 ) 記載の多孔質膜。

( 13) 支持層の表面が平均孔径 0. 0 1~ 100〃mの孔を有している、上記 (11)記載の多孔質膜。

( 14) ?₂_ミクログロプリ.ンクリアランスが 35 mL/mi n以上である、上記（ 1 ) 記載の多孔質膜。

発明を実施するための最良の形態

本発明の多孔質膜は、平衡吸水率が 10%以下のポリアミドを主たる素材として使用したことが特徴である。

ここで、「平衡吸水率」とは、後述の [実施例] 中の（i) 平衡吸水率で示される方法で測定される値を指す。また、「平衡吸水率が 10%以下のポリアミドを主たる素材として使用する」とは、多孔質膜の素材（即ち、多孔質膜の骨格を形成するポリマー材料）が、平衡吸水率が 10%以下のポリアミドからなるか、若しくは、当該ポリアミドとその他のポリマー（任意成分）からなることを意味する。

本発明で使用する平衡吸水率が 10%以下のポリアミドは、平衡吸水率が 7% 以下であるのが好ましく、 5 %以下であるのがより好ましい。

本発明において、平衡吸水率が 10%以下のポリアミドは、例えば、 60〜1 00モル％がテレフタル酸であるジカルボン酸成分と、 60〜 100モル％が 1： 9ーノナンジァミンおよび/または 2—メチルー 1 , 8—オクタンジァミンであるジァミン成分とからなるポリアミドによって実現される。ジカルボン酸成分におけるテレフタル酸の量が 6 0モル％未満であったり、ジァミン成分における 1 , 9 —ノナンジァミンおよび/または 2 —メチル一 1， 8 —オクタンジァミンの量が 6 0モル％未満である場合、そのようなポリアミドを用いた多孔質膜の耐熱水性は低下する傾向となる。

該ポリアミドにおいて、ジカルボン酸成分中のテレフタル酸の量は 7 5〜 1 0 0モル％であるのが好ましく、 9 0〜 1 0 0モル％であるのがより好ましい。ジカルボン酸成分中のテレフタル酸の量がかかる好ましい範囲にあることで、得られるポリアミドは耐熱性、力学特性等においてより優れたものとなり、目的の多孔質膜における熱水処理時の寸法安定性が一層向上する。また、テレフ夕ル酸以外のジカルボン酸成分としては、例えば、マロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、 2—メチルアジビン酸、トリメチルアジピン酸、ピメリン酸、 2， 2—ジメチルグルタル酸、 3 , 3—ジェチルコハク酸、ァゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、ダイマ一酸等の脂肪族ジカルボン酸； 1 , 3 ーシクロペン夕ンジカルボン酸、 1 , 4—シクロへキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸；イソフ夕ル酸、 2 , 6 —ナフ夕レンジカルボン酸、 2， 7—ナフタレンジカルボン酸、 1， 4—ナフ夕レンジカルボン酸、 1， 4 —フエ二レンジォキシジ酢酸、 1， 3—フエ二レンジォキシジ酢酸、ジフェン酸、ジ安息香酸、 4， 4， —ォキシジ安息香酸、ジフエニルメタン一 4 , 4，一ジカルボン酸、ジフエニルスルホン一 4 , 4 ' —ジカルボン酸、 4 , 4，一ビフエニルジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等を含有することができ、これらは 1種または 2種以上であってもよい。

一方、該ポリアミドにおいて、ジァミン成分中の 1， 9—ノナンジァミンおよび/または 2—メチルー 1 , 8—オクタンジァミンの量は 7 5〜 1 0 0モル％であるのが好ましく、 9 0〜 1 0 0モル％であるのがより好ましい。ジァミン成分中の 1 , 9ーノナンジァミンおよび/または 2 —メチル一 1 , 8—オクタンジァミンの量がかかる好ましい範囲にあることで、得られるポリアミドは低吸水性、耐熱性等においてより優れたものとなり、目的の多孔質膜における熱水処理時の寸法安定性が一層向上する。また、 1， 9ーノナンジァミン（NMDA) および /または 2—メチルー 1 , 8—オクタンジァミン（MODA) において、その割合は、 NMD A： MOD A (モル比）が、 100 ： 0〜： L 0 ： 90であるのが好ましく、 95 ： 5~20 ： 80であるのがより好ましく、 90 : 10〜40 : 6 0がとりわけ好ましい。また、 1, 9—ノナンジァミンおよび 2—メチルー 1， 8—オクタンジァミン以外のジァミン成分としては、例えば、 1 , 6—へキサンジァミン、 1 , 7—ヘプタンジァミン、 1 , 8—オクタンジァミン、 1， 10— デカンジァミン、 1 , 1 1—ゥンデカンジァミン、 1 , 12—ドデカンジァミン等の直鎖脂肪族ジァミン； 2—メチル— 1， 5—ペン夕ンジァミン、 3—メチル — 1, 5—ペン夕ンジァミン、 2, 2, 4—トリメチルー 1, 6—へキサンジァミン、 2， 4， 4—トリメチル一 1 , 6—へキサンジァミン、 5—メチル一 1 , 9—ノナンジァミン等の分岐鎖状ジアミン；シクロへキサンジアミン、メチルシクロへキサンジァミン、イソホロンジァミン、ビス（4—アミノシクロへキシル）メタン、ノルボルナンジメチルァミン、トリシクロデカンジメチルァミン等の脂環式ジァミン； P—フエ二レンジァミン、 m—フエ二レンジァミン、キシレンジァミン、 4, 4' —ジアミノジフエニルスルホン、 4， 4' —ジアミノジフェニルエーテル等の芳香族ジァミン等を含有することができ、これらは 1種または 2種以上であってもよい。これらのうち、得られるポリアミドの各種特性が優れるという理由から、 1， 7—ヘプ夕ンジァミン、 1， 8—オクタンジァミン、

1 , 10—デカンジァミン、 1， 1 1—ゥンデカンジァミン、 1 , 12—ドデカンジァミンが好ましい。

また、該ポリアミドは、分子量調節の目的でその分子鎖末端基の 10%以上が末端封止剤により封止されているのが好ましく、その末端基の封止率は 40 %以上であるのがより好ましく、 60%以上であるのがさらに好ましく、 70%以上であるのがとりわけ好ましい。末端封止剤としては、ポリアミド末端のアミノ基またはカルボキシル基と反応性を有する単官能性の化合物であれば特に制限はないが、反応性および封止末端の安全性等の点から、モノカルボン酸またはモノアミンが好ましく、取り扱いの容易さ等の点から、モノカルボン酸がより好ましい。その他、無水フ夕ル酸等の酸無水物、モノイソシァネート、モノ酸ハロゲン化物、モノエステル類、モノアルコール類等も使用できる。

末端封止剤として使用できるモノカルボン酸としては、ァミノ基との反応性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、酢酸、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カブロン酸、力プリル酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ノルミチン酸、ステアリン酸、ビバリン酸、イソブチル酸等の脂肪族モノカルボン酸；シクロへキサンカルボン酸等の脂環式モノカルボン酸；安息香酸、トルイン酸、ひ一ナフ夕レンカルボン酸、 ?—ナフ夕レンカルボン酸、メチルナフ夕レンカルボン酸、フヱニル酢酸等の芳香族モノカルボン酸、あるいはこれらの任意の混合物を挙げることができる。これらのうち、反応性、封止末端の安全性、価格等の点から、酢酸、プロビオン酸、酪酸、吉草酸、カブロン酸、力プリル酸、ラゥリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、安息香酸が特に好ましい。

末端封止剤として使用されるモノアミンとしては、カルボキシル基との反応性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、メチルァミン、ェチルァミン、プロピルァミン、プチルァミン、へキシルァミン、ォクチルァミン、デシルアミン、ステアリルァミン、ジメチルァミン、ジェチルァミン、ジプロビルアミン、ジブチルァミン等の脂肪族モノアミン；シクロへキシルァミン、ジシクロへキシルァミン等の脂環式モノアミン；ァニリン、トルィジン、ジフエニルァミン、ナフチルァミン等の芳香族モノアミン、あるいはこれらの任意の混合物を挙げることができる。これらのうち、反応性、高沸点、封止末端の安定性および価格等の点から、ブチルァミン、へキシルァミン、ォクチルァミン、デシルァミン、ステァリルァミン、シクロへキシルァミン、ァニリンが特に好ましい。

該ポリアミドは、結晶性ポリアミドを製造する方法として知られている任意の方法を用いて製造することができる。例えば、酸クロライドとジァミンを原料とする溶融重合法または界面重合法；ジカルボン酸とジァミンを原料とする溶融重合法、固相重合法、溶融押出機重合法等の方法により製造することが可能である。ポリアミドを製造する際に、重縮合速度の増加および重合時に生成したポリアミドが劣化するのを防止する目的で、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、またはそれらの塩、さらにはそれらのエステル等のリン系触媒を反応系に添加するのが好ましい。このうち、生成するポリアミドの品質の点から、次亜リン酸誘導体（次亜リン酸塩、次亜リン酸エステル等）が好ましく、特に、次亜リン酸ナトリウムが価格および取扱いの容易さから好ましい。これらのリン系触媒の添加量は、ジカルボン酸およびジァミンの合計重量に対して 0. 0 1〜 5重量％であるのが好ましく、 0. 05〜2重量％であるのがより好ましく、 0. 07〜 1重量％であるのがとりわけ好ましい。また、上記の末端封止剤の使用量は、用いる末端封止剤の反応性、沸点、反応装置、反応条件等によって変化するが、通常、ジカルボン酸とジアミンの総合計モル数に対して 0. 1〜 15モル％の範囲で用いることができる。

本発明で使用するポリアミドは、乾燥時のガラス転移点が高いほうがよく、ガラス転移点が 60°C以上であることが好ましく、 80°C以上であることがより好ましく、 100°C以上であることがとりわけ好ましい。ガラス転移点が 60°C以上であることで、目的の多孔質膜は耐熱性においてより優れたものになり、熱水処理時の寸法安定性が一層向上する。ここで、ガラス転移点は、 D SC (メトラ一社製： D S C 30) を用い、 30°Cから 200°Cまで 10°〇ノ分で昇温したときのガラス転移温度付近に観察される 2つの変曲点を測定し、その中間温度とした。

また、本発明で使用するポリアミドは濃硫酸中 30°Cで測定した極限粘度

[7?] が 0. 4〜3. 0 d 1/gの範囲であるのが好ましく、 0. 6〜2. 0 d 1/gの範囲であるのがより好ましく、 0. 8〜1. 8 d l/gの範囲であるのがとりわけ好ましい。極限粘度 [??] が上記範囲より低い場合、目的の多孔質膜の機械的強度が低下する傾向がある。また、極限粘度 [ ] が上記範囲より高い場合、後述の製膜原液作製時の溶媒への溶解性が低下したり、製膜原液の粘度が上昇して、製膜性が低下する傾向となる。

なお、ここでの極限粘度 [ 7? ] は、ポリアミドを濃硫酸に溶解し、濃度が 0.

05、 0. 1、 0. 2、 0. 4 g/d 1の試料溶液をそれそれ調製し、各濃度の試料溶液の 30°Cにおける流下時間（秒）を測定し、下記試料の固有粘度（r? i nh) を以下の式から求め、これを濃度 0に外挿した値である。

〔式中、？？ i nhは固有粘度（d l/g) 、 t。は溶媒の流下時間（秒）を表し、 1^は試料溶液の流下時間（秒）を表し、 cは溶液中の試料の濃度（g/d l) を表す。〕

本発明の多孔質膜の製造方法は特に限定されないが、例えば、以下の方法で好適に製造することができる。

先ず、ポリマーと溶剤がらなる製膜原液、若しくは、これらにさらに必要に応じて添加剤を配合した製膜原液を作製する。ここで用いるポリマ一は平衡吸水率が 10%以下のポリアミドだけでもよく、必要に応じて他のポリマーを加えてもよい。製膜原液における当該ポリアミドの濃度組成は、製膜可能でかつ膜として性能を有する範囲であればよく、 5〜50重量％が好ましい。特に、医療用分離膜（特に中空糸膜からなるもの）とする場合、高い透過性と機械的強度を兼ね備えたものが得られるので、ポリアミドの濃度は 10〜30重量％が好ましい。一方、親水性付与、生体適合性向上、粘度向上等の目的で他のポリマーを添加する場合、製膜原被中に 0〜20重量％加えてもよく、好ましくは 0〜10重量％加えてもよい。該ポリマ一としては、ポリビニルピロリドン（PVP) 、ポリェチレングリコール、ポリエチレングリコールモノエステル、ポリエチレングリコ一ルおよびポリプロピレングリコールの共重合体、ポリビニルアルコール、ェチレンービニルアルコール共重合体、セルロースの水溶性誘導体、ポリソルベート、ポリメトキシェチルァクリレート、ポリヒドロキシェチルメ夕クリレート等の群から選択される 1種又は 2種以上が挙げられる。溶剤は、ポリマー、又は、ポリマー及び添加剤を溶解するものであればいずれでもよく、例えば、 N—メチル一 2—ピロリドン（NMP)、 N, N—ジメチルァセトアミド（DMAc) 、ジメチルスルホキシド（DMSO) 、ジメチルホルムアミド（DMF)、 N—メチルモルホリンォキサイド（NMMO)等であり、これらは単独で用いてもよく、 2種類以上を混合して用いてもよい。

添加剤は、製膜原液の相分離温度および粘度の調整や製膜性の向上のために添加するものであり、例えば、水等が挙げられる。水の濃度範囲は製膜原液中 0〜 10重量％でぁり、好ましくは 0〜5重量％である。また、製膜原液の溶解状態の制御、製膜性の向上という目的から塩等を添加してもよく、該塩の種類としては、例え塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、酢酸リチウム及び硝酸リチウムから選ばれる 1種または 2種以上を挙げることができる。該塩の添加量はポリマー、溶剤、添加剤の組み合わせにより随時加えればよい。

製膜原液は、ポリマーと溶剤（これらと必要に応じて添加する添加剤）を高温 (通常 60〜150°C)下で混合して調製する。そして、調製した製膜原液を、例えば中空糸の場合は、二重環状ノズルから内部に後述する凝固液または非凝固性の溶媒（製膜原被を凝固させない溶媒）等の中空形成剤を注入しながら二重環状ノズルから押出し、必要に応じて凝固液中に導入することにより製膜する。製膜原液への凝固液の接触は、中空糸の内側のみ、外側のみ、両側のいずれであつてもよい。また、平膜の場合は製膜原液をキャスト板上に流延させ凝固液に浸漬させること等により製膜することができる。

凝固液としては、膜素材となるポリマ一を凝固させる作用を有し、かつ製膜原液の溶媒と混和性があるものであれば特に制限なく用いることができる。凝固液の種類としては、例えば、水； NMP、 DMAc、 DMSO, DMF、 NMMO 等の水溶性溶媒と水との混合物等を挙げることができる。また、必要に応じて、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カルシウム、酢酸リチウム、硝酸リチウム等の塩； PVP、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノエステル、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールの共重合体、ポリビニルアルコール、エチレン—ビニルアルコール共重合体、セルロースの水溶性誘導体、ポリソルベート、ポリメトキシェチルァクリレート、ポリヒドロキシェチルメタクリレート等の高分子類を含有する水溶液等を使用することもできる。なお、製膜原液への凝固液の接触が中空糸の内側のみの場合、中空糸の外側には窒素、空気等の気体またはへキサン等の非凝固性の溶媒等を用いることができ、該凝固液の接触が中空糸の外側のみの場合、中空糸の内側には窒素、空気等の気体またはへキサン等の非凝固性の溶媒等を用いることができる。凝固液と接触後の膜は、水洗され、必要に応じて乾燥、熱処理が施される。そして、公知の方法でモジュールに組み込まれて、各種の工業用又は医療用膜として使用される。

本発明の多孔質膜における主たる素材（ポリマー）は、平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミド（例えば、 6 0〜 1 0 0モル％がテレフタル酸であるジカルボン酸成分と、 6 0〜1 0 0モル％が 1 , 9ーノナンジァミンおよび/または 2—メチルー 1， 8—オクタンジァミンであるジァミン成分とからなるポリアミド）であり、他のポリマーとして P V P、ポリエチレングリコール、ポリエチレングリコールモノエステル、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコールの共重合体、ポリビニルアルコール、エチレン—ビニルアルコール共重合体、セルロースの水溶性誘導体、ポリソルペート、ポリメトキシェチルァクリレート、ポリヒドロキシェチルメタクリレート等の群から選択されるポリマーが含まれていてもよい。

多孔質膜を構成する全ポリマーのうち、該ポリアミドの含有割合は 5 0〜 1 0 0重量％であるのが好ましく、 6 0〜 1 0 0重量％であるのがより好ましく、 7 0〜1 0 0重量％であるのがさらに好ましい。

本発明の多孔質膜は中空糸膜であってもよく平膜であってもよいが、単位容積当たりの膜面積を大きくでき、小型化が可能なことから、医療用分離膜としては中空糸膜が好ましい。中空糸膜の場合、膜厚は曳糸性および機械的強度の確保ならびに膜の透過性の観点から 3〜 2 0 0 0〃mの範囲内にあることが好ましく、 1 0〜 1 0 0 の範囲内にあることがより好ましく、 1 0〜4 0 0 mの範囲内にあることがさらに好ましい。また、中空糸膜の外径は、好ましくは 40〜 500 Oj m, より好ましくは 40〜3000 m、さらに好ましくは 100〜 1000〃mの範囲内である。なお、平膜の場合、膜厚は 3~2000〃mの範囲内が好ましく、 10〜： I 000〃mの範囲内がより好ましく、 1 0〜400〃 mの範囲内がとりわけ好ましい。

本発明の多孔質膜における空孔率（％) は、膜の透過性と機械的強度の観点から、 20〜90%が好ましく、より好ましくは 60〜90%である。なお、ここでの空孔率（％) は、以下の式で計算される値である。

空孔率（％)

= { (W_W-W_D) /p_w} / {W_D/ _E+ (W_W-W_D) / _w} x 100

[式中、 W_wは含水膜の重量、 W_Dは乾燥膜の重量、は水の比重、 /0 _Eは多孔質膜を構成するポリマーの比重を表す。 ]

また、空孔の大きさは、多孔質膜の用途によっても異なるが、平均孔径が 0. 2〜50〃mの範囲内にあるのが好ましく、 0. 3〜3 zmの範囲内にあるのがより好ましい。なお、ここでいう、平均孔径とは、製膜方向（製膜原液の押出方向又は流延方向）に垂直な断面の電子顕微鏡写真（最大倍率 6 000倍）において、膜表面に対して垂直な直線を引き、当該直線上にあるすベての空孔について、その直線が空孔を通過した部分の長さを測定し、その測定した長さを平均した値である。

本発明の多孔質膜の構造は、均質（多孔質構造）膜であっても非対称（多孔質構造）膜であってもよいが、医療用分離膜である場合、分画性能をきめる緻密層と、機械的強度を有しつつ高い透過性を有し、かつ、上記緻密層の支持体としても働く支持層とからなる非対称膜が好ましく、さらに中空糸膜からなる医療用分離膜である場合、内層が緻密層、外層が支持層であることが好ましい。なお、汚染物質等の侵入を防止するために、最外層を緻密にする、即ち、緻密層（内層） —支持層（中間層） —緻密層（外層）の膜構造にすることも可能である。非対称膜を構成する支持層の構造としては、例えば、内層である緻密層から外側に向かつて孔径が増大する網目状傾斜構造、孔径が膜厚方向全域にわたって概ね均一である網目状均一構造、指状の粗大孔を有するフィンガーボイド構造等が挙げられるが、これらの中でも、医療用分離膜の場合には網目状傾斜構造であることが好ましい。

本発明において、多孔質膜を非対称膜とする場合、緻密層の厚みは、 0. 05 〜10〃m程度が好ましく、 0. l〜2〃m程度がより好ましい。また、緻密層の平均孔径は 1〜2000 nmの範囲にあるのが好ましく、 5〜500 nmの範囲にあるのがより好ましい。なお、ここでいう緻密層の平均孔径とは、製膜方向 (製膜原液の押出方向又は流延方向）に垂直な断面の電子顕微鏡写真（最大倍率 60000倍）において、膜表面に対して垂直な直線を引き、緻密層中の当該直線上にある全ての空孔についてその直線が空孔を通過した部分の長さを測定し、その測定した長さを平均した値である。また、緻密層の表面は、実質的に凹凸がなくても、凹凸があってもよいが、緻密層の構造は分画性に影響する箇所であり、高い透過性を得るためには表面が複数の突起による凹凸を有する状態に形成されているのが好ましい。特に、医療用分離膜として用いられる場合、当該緻密層の表面の平均粗度は 1〜1 Onmの範囲内にあることが好ましく、 3〜1 Onmの範囲内にあることがさらに好ましい。なお、ここで述べている平均粗度は、原子間力顕微鏡装置（例えば、デジタルインスツルメント社製 D imens i on 3100) を用いて、表面（観察領域は 5〃m角）の形状をタッピングモードで、測定周波数 0. 5 Hzで測定し、得られた測定データを、装置に付属のデ一夕処理ソフトウェアにより解析して求められる。すなわち、装置の測定ソフトウェアを Of f — l ine Modeに切り替え Modif y/F 1 a t t e n命令により、デ一夕の大きなうねりを平滑化した後、 Ana 1 y s i s/S e c t i o n命令によって、測定デ一夕から断面形状を得て、その際に計算される平面方向長さ 5 zmにおける粗さ（Ra) を平均粗度とする。

また、本発明の多孔質膜を非対称膜（緻密層と支持層からなる膜）とする場合、支持層の平均孔径は 0. 2〜50〃mの範囲内にあるのが好ましく、 0. 3〜3 mの範囲内にあるのがより好ましい。なお、ここでいう平均孔径とは、製膜方向（製膜原液の押出方向又は流延方向）に垂直な断面の電子顕微鏡写真（最大倍率 6000倍）において、膜表面に対して垂直な直線を引き、支持層中の当該直線上にあるすベての空孔について、その直線が空孔を通過した部分の長さを測定し、その測定した長さを平均した値である。また、支持層の表面は、高い拡散透過性を保持するために、支持層の構造の一部が閧孔してできた平均孔径 0. 01 〜 100 mの孔を有していることが好ましく、平均孔径 0. l〜10 zmの孔を有していることがより好ましい。なお、ここで述べている、支持層表面の孔の平均孔径は、表面の電子顕微鏡写真（最大倍率 6000倍）において、孔の最も長い径と最も短い径を測定し平均した値である。

本発明の多孔質膜は、高い分画性、高い透過性を有しており、特に医療用分離膜として有用であり、中でも血液透析膜として極めて有用である。本発明の膜は、血液と接触させた場合、実用上問題になるような溶血や血栓を生じず、医療用として十分な血液適合性を有する。本発明の多孔質膜を血液透析膜として用いた場合、アルブミンの高い阻止率と尿素の高い透過性を両立し得、好ましくはアルブミンの高い阻止率と尿素及び/? ₂_ミクログロブリン（ ?₂— MG) の高い透過性を両立し得る。具体的には、アルブミン阻止率は好ましくは 90%以上を達成でき、より好ましく 97%以上、さらに好ましくは 99%以上を達成できる。また、尿素のクリアランスは 125mL/mi n以上を達成でき、より好ましくは 175 mL/min以上、さらに好ましくは 185 mL/m i n以上を達成できる。 — MGのクリアランスは好ましくは 35 mL/m i n以上を達成でき、より好ましくは 45mL/min以上を達成できる。なお、ここで示した性能 (高いアルブミンの阻止率、高い尿素透過性、高い/ ? ₂— MG透過性）は、いずれも、後述の実施例における、（ i V) 尿素のクリアランス、 ?₂— MGクリアランス及びアルブミンの阻止率の測定法で計った値である。

本発明の多孔質膜は、従来のこの種の多孔質膜に比べて、主たる素材のポリアミドの吸水性が低いので、良好な耐熱水性を有する。従って、特に医療用分離膜として用いる場合、 AC滅菌条件下において以下の優れた特徴が現れる。

(1)熱水処理による寸法変化が小さい。

(2)熱水処理しても膜同士の膠着は起こらない。

(3)熱水処理により膜性能は変わらない。

(実施例）

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例により何ら制限されるものではない。なお、平衡吸水率、糸長変化率、内径変化率、膜厚変化率および膜性能は以下の方法で評価した。

( i ) 平衡吸水率

チップ状樹脂を縦 73. Ommx横 12. 5 mm x厚み 2. Ommの短冊状に射出成形した。これを 128°C、 2時間熱水中で加熱した後、 25°C、 2日間水中で静置した。熱水処理前後の重量を測定した。

平衡吸水率 [%] = (W-D) /Wx 100

W：熱水処理後の重量

D：熱水処理前の重量

( i i )糸長変化率

含水した中空糸を長さ 20 cmに切り取り、 121°Cの熱水中に 20分間静置 (AC滅菌）後再度糸の長さを測定した。

糸長変化率 [%] = (L- 20) /20 X 100

L：熱水中に静置後の中空糸の長さ（cm)

(i i i) 内径変化率、膜厚変化率

121°Cの熱水中に 20分間静置（AC滅菌）前後の中空糸膜を力ミソリで切断し、断面の形状を光学顕微鏡で観察し、内径、膜厚を測定した。

内径変化率 [%] = (Li, a— Li, b) /Li， b 100

膜厚変化率 [%] = (Lt， a— Lt, b) /Lt， b 100

Li, a：熱水静置（AC滅菌）前の中空糸内径

L t， a：同中空糸厚み Li, b：熱水中に静置（AC滅菌）後の中空糸内径

Lt , b：同中空糸厚み

(iv) 尿素のクリアランス（UREA CL) 、 ?₂_MGクリアランス ₂— MG CL)、アルブミンの阻止率（Re j) ：

ダイァライザ一性能評価基準（佐藤威他：各種の血液浄化法の機能と適応一血液浄化器の性能評価法と機能分類、透析会誌 29 (8) ： 1231〜 1245頁、 1996年発行）に従い、牛血系（濾過流量 QF， = 1 OmL/mi n/m²) で測定した。膜面積は 1. 6m²とした。

I：実施例 1 ]

ジカルボン酸成分としてテレフタル酸、ジァミン成分として NMD Aと MOD A、末端封止剤として安息香酸（モル比；テレフタル酸：安息香酸： NMDA： MOD A= 1. 97 : 0. 06 : 1 : 1) , 触媒として亜リン酸（原料に対して

0. 1重量％) から得られた、極限粘度 [r?] が 1. 37d l/g、ガラス転移点が 125 °Cのポリアミド（PA9MT) の平衡吸水率を測定した。次いで、このポリアミド 15重量％、 P VP (BASF社、 K一 90) 3重量％、水 2重量％、：1( 15重量％、 NMP 75重量％を含有する製膜原液を調製した。この溶液を 60°Cで紡糸口金より、中空形成剤として水を用いて空気中に吐出させ、水中に導いて固化、水洗、乾燥を行った。

得られた中空糸束から中空糸 1を抜き取り長さ 20 cmに切り取った。残りの中空糸束から中空糸 2を抜き取り公知の方法によりモジュール化し、モジュール

1、モジュール 2を得た。さらに残りの中空糸束から中空糸 3を抜き取り、内径、膜厚及び緻密層内表面の平均粗度の測定、並びに、膜構造の観察を行った。走査型電子顕微鏡（日立サイエンスシステムズ社製、 S— 350 ON) で膜の構造を観察したところ、内層は緻密層であり、外層は、上記緻密層の支持体としても働く、上記緻密層から外側に向かって孔径が増大する網目状傾斜構造を持つ支持層であり、支持層の外表面には平均孔径が 1. 0 zmの孔が形成されていた。また緻密層内表面の平均粗度は 5. lnmであった。膜構造の詳細（支持層の構造、支持層外表面の平均孔径、緻密層内表面の平均粗度）および中空糸の寸法（外径、内径、膜厚）を表 3に示す。

中空糸 1とモジュール 2を 20分間、 12 1°Cの水中で静置（AC滅菌）した。熱水処理（AC滅菌）後の中空糸 1を用いて糸長、内径、膜厚を測定した。

熱水処理（AC滅菌）前のモジュール 1、処理後のモジュール 2を用いて膜性能（尿素のクリアランス、 ?₂— MGクリアランスおよびアルブミンの阻止率）を測定した。この時、実用上問題になるような溶血や血栓は生じなかった。

熱水処理（AC滅菌）前後の膜性能、熱水処理による寸法（糸長 · 内径 -膜厚）の変化率を表 4に記す。なお、熱水処理（AC滅菌）による中空糸膜同士の膠着は起こらなかった。

[実施例 2〜 9 ]

実施例 1と同様にして、表 1に示すモル比のジカルボン酸成分（テレフタル酸）、ジァミン成分（NMDA、 MOD A) および末端封止剤（安息香酸）から得られたポリアミドの平衡吸水率を測定した。次いでこのポリアミドを用いて、表 2に示す各成分を所定の重量％で配合して製膜原液を調製し、この製膜原液から中空糸束を作製した。次いで、実施例 1と同様に、この中空糸束から得られた中空糸およびモジュールについて、膜構造の詳細（支持層の構造、支持層外表面の平均孔径、緻密層内表面の平均粗度）および中空糸の寸法（外径、内径、膜厚）を表 3に、熱水処理（AC滅菌）前後の膜性能（尿素のクリアランス、 /5₂ —MGクリアランスおよびアルブミンの阻止率）、熱水処理（AC滅菌）による寸法（糸長、内径、膜厚）の変化率、および溶血や血栓の発生の有無を表 4に示す。なお、熱水処理（AC滅菌）による中空糸膜同士の膠着は起こらなかった。

[比較例 1 ]

「トロガミド T一 5000」（トリメチルへキサメチレンテレフタルアミド (PA6— 3— T) 、 D e gus s a AG社、ガラス転移点 148°C) の平衡吸水率を測定した。次いで、このポリアミド 1 5重量％、 PVP (BAS F社、 K -90) 3重量％、水 2重量％および DMS080重量％を含有する製膜原液を調製した。この溶液を用いて実施例 1と同様の方法で中空糸束を得た。次いで、実施例 1と同様に、この中空糸束から得られた中空糸およびモジュールについて、膜構造の詳細（支持層の構造、支持層外表面の平均孔径、緻密層内表面の平均粗度）および中空糸の寸法（外径、内径、膜厚）を表 3に、熱水処理（AC滅菌）前後の膜性能（尿素のクリアランス、 5₂— MGクリアランスおよびアルブミンの阻止率）、熱水処理（AC滅菌）による寸法（糸長、内径、膜厚）の変化率、および溶血や血栓の発生の有無を表 4に示す。なお、熱水処理（AC滅菌）により中空糸膜同士の膠着が生じた。

[比較例 2]

「Novamid X— 21」（へキサメチレンジァミン単位からなるジアミン単位と、テレフ夕ル酸単位およびィソフ夕ル酸単位からなるジカルボン酸単位とからなるポリアミド（PA6 I T) 、三菱エンジニアリングプラスチック社、ガラス転移点 124°C) の平衡吸水率を測定した。次いで、このポリアミド 13 重量％、 P VP (BASF社、 K—90) 2重量％および DM S 085重量％を含有する製膜原液を調製した。この溶液を用いて実施例 1と同様の方法で中空糸束を得た。次いで、実施例 1と同様に、この中空糸束から得られた中空糸およびモジュールについて、膜構造の詳細（支持層の構造、支持層外表面の平均孔径、緻密層内表面の平均粗度）および中空糸の寸法（外径、内径、膜厚）を表 3に、熱水処理（AC滅菌）前後の膜性能（尿素のクリアランス、 ?₂— MGクリアランスおよびアルブミンの阻止率）、熱水処理（AC滅菌）による寸法（糸長、内径、膜厚）の変化率、および溶血や血栓の発生の有無を表 4に示す。なお、熱水処理（AC滅菌）により中空糸膜同士の膠着が生じた。ジカルボン酸成分ジァミン成分末端封止剤触媒極限粘度ガラス得られる平衡吸水率テレフタル酸 NMD A MODA 師 Aバ腳 A+ 安息香酸亜リン酸 ! ] 転移点ポリアミドの種類 (%)

(モル比） (モル比） (モル比） H0DA)]xl00(¾) (モル比） (重量％) (dl/g) (°C)

実施例 1 1. 97 1 1 50 0. 06 0. 1 1. 37 125 P A 9MT ¹¹ 3. 2 実施例 2 1. 97 1 1 50 0. 06 0. 1 1. 37 125 PA9MT 3. 2 実施例 3 1. 97 1 1 50 0. 06 0. 1 1. 37 125 PA9MT 3. 2 麵例 4 1. 97 1. 7 0. 3 85 0. 06 0. 1 1. 22 126 PA9MT 3. 1 実施例 5 1. 97 1. 3 0. 7 65 0. 06 0. 1 1. 24 126 PA9MT 3. 1 実施例 6 1. 97 0. 6 1. 4 30 0. 06 0. 1 1. 00 124 PA9MT 3. 4 oo

実施例 7 1. 97 2 0 100 0. 06 0. 1 1. 21 127 PA9T²¹ 3. 0 実施例 8 1. 97 1 1 50 0. 06 0. 1 0. 80 123 PA9MT 3. 3 実施例 9 1. 97 1 1 50 0. 06 0， 1 1. 37 125 PA9MT 3. 2 比較例 1 1 8 PA6-3-T³¹ 12. 1 比較例 2 124 PA6 IT⁴¹ 10. 9

1) 1， 9—ノナンジァミン位および 2—メチリ 1レー 1， 8—オクタンジァミン単位からなるジアミン単位と、テレフタル酸単位からなるジカルボン酸単位とからなるポリアミド

2) 1, 9—ノナンジァミン単位からなるジァミン単位と、テレフタル酸単位からなるジカルボン酸単位とからなるポリアミド

3) トリメチルへキサメチレンテレフタルアミド（トロガミド T一 5000、 Degus s a AG社製）

4)へキサメチレンジァミン単位からなるジァミン単位と、テレフタル酸単位およびイソフタル酸単位からなるジカルボン酸単位とからなるポリアミド（Novamid X— 21、三菱エンジニアリングプラスチック社製）

表 2

1) K— 90、 BASF社製

表 3 膜構造の詳細空糸の寸法

支持層構造支持層外表面緻密層内表面膜厚平均孔径 (urn) 平均粗度（nm) (>"m) 実施例 1 網目状傾斜構造 1 5. 1 250 200 25 実施例 2 網目状傾斜構造 0. 6 5. 4 220 180 20 実施例 3 フィンガーボイド状構造 0. 2 5. 0 261 198 32 実施例 4 網目状傾斜構造 0. 8 4. 8 300 200 50 実施例 5 網目状傾斜構造 0. 9 4. 9 298 202 48 実施例 6 網目状傾斜構造 1. 7 5. 0 261 189 36 実施例 7 フィンガーボイド状構造 0. 13 2. 6 309 219 45 実施例 8 網目状傾斜構造 1. 3 5. 5 342 240 51 実施例 9 フィンガーボイド状構造 0. 11 2. 3 368 250 59 比較例 1 網目状均一構造 0. 08 0. 9 288 200 44 比較例 2 フィンガーボイド状構造 0. 01未満¹) 0. 2 251 183 34

1) 電子顕微鏡写真（最大倍率 60 00倍）による測定が不能であった

表 4 膜性能寸法変化率溶血

Re (%) Urea CL ₂ - MG CL 糸長内径血栓

(m l/m i n) Ι.Π11/ m 1 n) 変化率変化率変化率の

AC滅菌前 AC滅菌後 AC滅菌前 AC滅菌後 AC滅菌前 AC滅菌後 (%) (%) (%) 発生実施例 1 99. 82 99. 81 185 186 58 60 -8. 4 2. 7 -6. 1 なし魏例 2 98. 31 98. 31 189 187 69 70 -4. 8 - 1. 4 1. 7 なし実施例 3 98. 67 98. 78 181 181 72 70 -6. 0 0. 5 -4. 1 なし麵例 4 99. 92 99. 93 184 182 47 48 -1. 4 1. 0 - 1. 8 なし実施例 5 99. 88 99. 86 183 185 49 48 -3. 2 一 0. 7 -2. 5 なし難例 6 98. 20 98. 41 184 180 64 59 一 9. 8 -8. 0 -5. 5 なし麵例 7 99. 91 99. 90 175 175 35 36 -0. 2 1. 8 - 1. 1 なし実施例 8 99. 10 99. 03 176 175 38 35 -8. 7 -4. 0 一 2. 2 なし実施例 9 99. 0 99. 6 178 176 35 35 -9. 0 2. 0 一 6. 4 なし比較例 1 99. 76 測定不能 173 測定不能 22 測定不能 -33. 5 -45. 7 -38. 0 なし比較例 2 97. 03 測定不能 168 測定不能 18 測定不能 -19. 4 2. 4 -0. 4 なし

実施例 1〜9および比較例 1〜 2の中空糸はいずれも、内層が緻密層であり、外層が該緻密層の支持体としても働く支持層である膜構造を有していた。これら支持層は、それそれ表 3に示す構造を有していた。

表 4から明らかなように、実施例 1 ~ 9で作製した中空糸は、いずれも平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドを原料に用いていたため、 A C滅菌後においても寸法変化率が極めて小さく（高い寸法安定性を有する）、膜性能はほとんど変化しなかった。さらに、熱水処理（A C滅菌）による中空糸膜同士の膠着は起こらなかった。一方、比較例 1および 2で作製した中空糸は、平衡吸水率が 1 0 %よりも大きいポリアミドを原料に用いていたため、 A C滅菌後の寸法安定性が不十分となり（寸法変化率が大きい）、膜性能が著しく低下した（実際には、中空糸の潰れやリークが多発したため、尿素のクリアランス、 3 ₂— M Gクリアランスおよびアルブミンの阻止率を測定することができなかった）。さらに、熱水処理 (A C滅菌）により中空糸膜同士の膠着が生じた。

産業上の利用可能性

以上の説明により明らかなように、本発明によれば、ポリアミドを素材に用いて耐熱水性に優れた多孔質膜を提供できる。本発明で得られる多孔質膜は、熱水処理においても寸法変化が極めて小さく、 A C滅菌処理可能な医療用分離膜となる。また、血液と接触しても溶血や血栓も生じないので、医療用分離膜の中でも、特に血液透析膜として有用なものとなる。

本出願は、日本で出願された特願 2 0 0 2— 2 0 4 7 3 3を基礎としておりそれらの内容は本明細書に全て包含される。

Claims

請求の範囲

1. 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドを主たる素材として使用した多孔質膜。

2. 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドが、 60〜 1 00モル％がテレフ夕ル酸であるジカルボン酸成分と、 6 0〜1 00モル％が 1， 9—ノナンジアミンおよび/または 2—メチルー 1 , 8—オクタンジァミンであるジァミン成分とからなるポリアミドである、請求項 1記載の多孔質膜。

3. 素材中の、平衡吸水率が 1 0%以下のポリアミドの含有割合が 50〜 100重量％である、請求項 1記載の多孔質膜。

4. 素材がさらにポリビニルビ口リドンを含む、請求項 1記載の多孔質膜。

5. ジァミン成分中の 1， 9—ノナンジァミンと 2—メチル一 1， 8—ォク夕ンジアミンとのモル比が 1 00 : 0〜 1 0 : 90である、請求項 2記載の多孔質膜。

6. 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドが、その分子鎖末端基の 1 0% 以上が末端封止剤により封止されている、請求項 1記載の多孔質膜。

7. 末端封止剤が安息香酸である、請求項 6記載の多孔質膜。

8. 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドのガラス転移点が 6 0°C以上である、請求項 1記載の多孔質膜。

9. 平衡吸水率が 1 0 %以下のポリアミドの濃硫酸中 30°Cで測定した極限粘度が 0. 4〜3. O d l/gである、請求項 1記載の多孔質膜。

10. 膜厚が 3〜2000 /mである、請求項 1記載の多孔質膜。

1 1. 緻密層と支持層とからなる非対称膜である、請求項 1記載の多孔質膜 ο

12. 緻密層の表面の平均粗度が 1〜1 O nmである、請求項 1 1記載の多孔質膜。

1 3. 支持層の表面が平均孔径 0. 0 1 ~ 1 00〃mの孔を有している、請求項 1 1記載の多孔質膜。

14. ?₂_ミクログロブリンクリアランスが 3 5 mL /m i n以上である、請求項 1記載の多孔質膜。