JPH0763505B2 - Method for producing porous hollow fiber for artificial lung - Google Patents
Method for producing porous hollow fiber for artificial lungInfo
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- JPH0763505B2 JPH0763505B2 JP6623887A JP6623887A JPH0763505B2 JP H0763505 B2 JPH0763505 B2 JP H0763505B2 JP 6623887 A JP6623887 A JP 6623887A JP 6623887 A JP6623887 A JP 6623887A JP H0763505 B2 JPH0763505 B2 JP H0763505B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、多孔質中空糸、特に人工肺に使用するガス交
換膜として好適な人工肺用多孔質中空糸を製造法に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a porous hollow fiber, particularly a porous hollow fiber for artificial lung suitable as a gas exchange membrane for use in artificial lung.
[従来の技術] 高分子材料製の中空糸に多数の微細透孔が形成された構
成からなる多孔質熱可塑性樹脂中空糸は、たとえば、水
処理等に使用する濾過膜あるいは分離膜、および人工肺
あるいは血漿分離等に使用するガス交換膜または分離膜
などとして、各種の分野で利用されている。[Prior Art] A porous thermoplastic resin hollow fiber having a structure in which a large number of fine pores are formed in a hollow fiber made of a polymer material is used, for example, in filtration membranes or separation membranes used for water treatment and artificial membranes. It is used in various fields as a gas exchange membrane or a separation membrane for use in lung or plasma separation.
多孔質熱可塑性樹脂中空糸の製造法としては、たとえ
ば、易溶解性物質を混合分散させた高分子材料を中空糸
に成形したのち、該易溶解性物質を溶媒により溶解除去
して中空糸に多数の微細透孔を形成する方法などが知ら
れている。As a method for producing a porous thermoplastic resin hollow fiber, for example, a polymer material in which an easily soluble substance is mixed and dispersed is molded into a hollow fiber, and then the easily soluble substance is dissolved and removed by a solvent to form a hollow fiber. A method of forming a large number of fine through holes is known.
近年、熱可塑性の結晶性高分子材料を中空糸として成形
した後、これを熱処理し、次いで、延伸処理することに
より中空糸に空孔を発生させる方法を利用して多孔質体
とする方法もまた一般的となっている。In recent years, a method of forming a porous body by using a method in which a thermoplastic crystalline polymer material is molded as a hollow fiber, heat-treated, and then stretched to generate pores in the hollow fiber It is also common.
高分子材料を用いた多孔質熱可塑性樹脂中空糸およびそ
の製造法は、たとえば、特公昭56−52123号公報、特開
昭55−107507号公報、特開昭57−66117号公報、特開昭5
7−5914号公報などに開示されている。上記の公報に開
示されている多孔質熱可塑性樹脂中空糸およびその製造
法は、そのほとんどが、形成した熱可塑性樹脂中空糸を
先ず熱処理した後、室温付近あるいは使用する熱可塑性
樹脂の二次転移温度以上(たとえば、ポリエチレンを使
用する場合には、−100℃以上)の温度で延伸処理して
空孔を発生させて多孔質体とし、形成された空孔を次い
で再度熱処理を行ない熱固定する方法をその骨子とする
ものである。A porous thermoplastic resin hollow fiber using a polymer material and a method for producing the same are described, for example, in JP-B-56-52123, JP-A-55-107507, JP-A-57-66117, and JP-A-57-66117. Five
It is disclosed in Japanese Patent Publication No. 7-5914. Most of the porous thermoplastic resin hollow fibers and the method for producing the same disclosed in the above-mentioned publications are such that after the formed thermoplastic resin hollow fibers are first heat-treated, they are near room temperature or the secondary transition of the thermoplastic resin used. At a temperature higher than the temperature (for example, -100 ° C or higher when using polyethylene), pores are generated by forming a porous body, and the formed pores are then heat treated again by heat treatment. The method is the essence.
このようにして得られ、人工肺用のガス交換膜として使
用されている多孔質中空糸は、そ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
て微細孔を通過する、例えば、マクロポーラスポリプロ
ピレン膜等の多孔質中空糸を使用した人工肺が種々提案
されている。The porous hollow fiber obtained as described above and used as a gas exchange membrane for an artificial lung passes through the fine pores as a volume flow because its fine pores are significantly larger than the gas molecules to be permeated. For example, various artificial lungs using a porous hollow fiber such as a macroporous polypropylene membrane have been proposed.
また、人工肺用のガス交換膜としては、均質膜も知られ
ており、透過す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
にポリジメチルシロキサンゴムがあり、コロボー膜型肺
として製品化されている。A homogeneous membrane is also known as a gas exchange membrane for artificial lungs, and gas molecules are transmitted by dissolving and diffusing permeating gas molecules in the membrane. A typical example of this is polydimethylsiloxane rubber, which is commercialized as a coloboe membrane lung.
[発明が解決しようとする問題点] しかしながら、上記した、従来人工肺用として提案され
ている多孔質中空糸は、水蒸気の透過性が高いので結露
水によって性能が低下するだけでなく、長期間血液を循
環させて使用すると、血漿が漏出するという欠点があっ
た。[Problems to be Solved by the Invention] However, since the above-mentioned porous hollow fibers that have been conventionally proposed for artificial lungs have high water vapor permeability, not only performance deteriorates due to dew condensation water but also long-term When circulating and using blood, there was a drawback that plasma leaked out.
また、前記の均質膜は、ガス透過性の点から現在使用可
能のものとしてはシリコーンのみしか知られておらず、
そのシリコーン膜は強度的に膜厚を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という欠点があった。Further, the above-mentioned homogeneous membrane is the only known silicone that can be used at present in terms of gas permeability,
The silicone film cannot have a film thickness of 100 μm or less in strength. Therefore, there is a limit to gas permeation, and there is a drawback that carbon dioxide gas permeation is particularly poor.
[問題点を解決するための手段] 本発明者は、シリコーン膜の有する化学的安定性、生体
に対する毒性の無さ、及び酸素ガスの透過性の良さなど
を生かし、シリコーン膜の欠点である機械的強度の低さ
を補う人工肺用の多孔質中空糸を得るため鋭意研究した
結果、本発明に到達した。[Means for Solving Problems] The present inventor takes advantage of the chemical stability of a silicone film, the lack of toxicity to living organisms, the good permeability of oxygen gas, and the like, and is a drawback of the silicone film. As a result of intensive research to obtain a porous hollow fiber for an artificial lung that compensates for the low mechanical strength, the present invention has been achieved.
すなわち、本発明は、熱可塑性樹脂にシリコーン樹脂を
分散混合してなる中空糸を延伸することにより該中空糸
に多数の微細透孔を形成する工程を含む人工肺用多孔質
中空糸の製造法であって、該延伸工程を、窒素、酸素、
アルゴン、一酸化炭素、メタンおよびエタンからなる群
より選ばれた媒体中で、かつその延伸温度が、−100℃
以下の温度であって、該媒体の凝固点から該媒体の沸点
より50℃高い温度以下の範囲の温度にて行なうことを特
徴とする人工肺用多孔質中空糸の製造法、を提供するも
のである。That is, the present invention provides a method for producing a porous hollow fiber for artificial lung, which comprises a step of forming a large number of fine pores in a hollow fiber by stretching a hollow fiber prepared by dispersing and mixing a silicone resin in a thermoplastic resin. In the stretching step, nitrogen, oxygen,
In a medium selected from the group consisting of argon, carbon monoxide, methane and ethane, and the stretching temperature is -100 ° C.
A method for producing a porous hollow fiber for artificial lung, which is carried out at a temperature below 50 ° C. higher than the boiling point of the medium from the freezing point of the medium. is there.
本発明では、未延伸の中空糸を、熱可塑性樹脂にシリコ
ーン樹脂を分散混合してなる中空糸としてそれを延伸す
ることにより、人工肺におけるガス交換膜として有効に
使用できる多孔質中空糸を製造することができることを
見出し、それに着目して本発明を完成したものである。In the present invention, a non-stretched hollow fiber is stretched as a hollow fiber formed by dispersing and mixing a silicone resin in a thermoplastic resin to produce a porous hollow fiber that can be effectively used as a gas exchange membrane in an artificial lung. The present invention has been completed by focusing on the finding that it can be done.
本発明の製造方法によって得られる多孔質中空糸は、一
般にその外径が10〜1000μm、周壁部厚さが10〜500μ
m、透孔径が0.01〜5μm、空隙率が20〜75%となる。
そして、その構造は、熱可塑性樹脂中空糸の周壁部に形
成された透孔の中にシリコーン樹脂が一定の割合で入り
込んでいる状態を呈しているものである。The porous hollow fiber obtained by the production method of the present invention generally has an outer diameter of 10 to 1000 μm and a peripheral wall portion thickness of 10 to 500 μm.
m, the through hole diameter is 0.01 to 5 μm, and the porosity is 20 to 75%.
The structure is such that the silicone resin is inserted into the through holes formed in the peripheral wall of the thermoplastic resin hollow fiber at a constant rate.
また、本発明においては、未延伸中空糸を特定の媒体中
で、−100℃以下の温度であって、該媒体の凝固点から
該媒体の沸点より50℃高い温度以下の範囲の温度にて延
伸することが必要である。Further, in the present invention, the unstretched hollow fiber is stretched in a specific medium at a temperature of −100 ° C. or lower and a temperature in the range of 50 ° C. or higher from the freezing point of the medium to the boiling point of the medium or higher. It is necessary to.
本発明に使用する熱可塑性樹脂の例としては、ポリオレ
フィン(ポリプロピレン、高密度ポリエチレンなど)、
ポリ(4−メチル−ペンテン−1)、ポリフッ化ビニリ
デン、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体などを
挙げることができ、これらを単独あるいは混合して使用
することができる。Examples of the thermoplastic resin used in the present invention include polyolefins (polypropylene, high-density polyethylene, etc.),
Examples thereof include poly (4-methyl-pentene-1), polyvinylidene fluoride, and ethylene tetrafluoroethylene copolymer, and these can be used alone or in combination.
また、使用する熱可塑性樹脂の溶融粘度[メルトフロー
インデックス(MFI)あるいはメルトインデックス(M
I)]は、中空糸の紡糸可能な範囲であれば特に限定を
必要とするものではないが、たとえば、ポリエチレンを
使用する場合には中空糸の紡糸の効率あるいは生産性を
考慮すると、MIが0.5〜40g/10分のものを用いることが
好ましい。In addition, the melt viscosity of the thermoplastic resin used [melt flow index (MFI) or melt index (MFI
I)] is not particularly limited as long as the hollow fiber can be spun, but, for example, when polyethylene is used, considering the efficiency or productivity of hollow fiber spinning, the MI It is preferable to use one having 0.5 to 40 g / 10 minutes.
本発明において使用されるシリコーン樹脂は、シリコー
ンオイル、シリコーンゴムを含む広い概念であり、具体
的には、ジメチルポリシロキサン、メチルフェニルポリ
シロキサン、メチルハイドロジェンポリシロキサン等の
シリコーン樹脂、ジメチルシリコーンオイル、メチルフ
ェニルシリコーンオイル等のシリコーンオイル、また上
記ポリシロキサンの分子量を大きくし、重合度2000以上
のものにしたシリコーンゴムなど、が好ましく使用され
る。The silicone resin used in the present invention is a broad concept including silicone oil and silicone rubber, and specifically, silicone resin such as dimethylpolysiloxane, methylphenylpolysiloxane, methylhydrogenpolysiloxane, dimethylsilicone oil, Silicone oil such as methylphenyl silicone oil, and silicone rubber obtained by increasing the molecular weight of the above polysiloxane to have a polymerization degree of 2000 or more are preferably used.
その他、可塑剤、着色剤、難燃化剤、充填剤などの添加
剤を熱可塑性樹脂あるいはシリコーン樹脂に含ませて使
用することもできる。In addition, additives such as a plasticizer, a colorant, a flame retardant, and a filler can be used by being included in the thermoplastic resin or the silicone resin.
熱可塑性樹脂にシリコーン樹脂を分散混合する方法とし
ては、従来公知の混合方法を用いることができ、例え
ば、各々を溶融状態下、ニーダー、単軸押出機、二軸押
出機等の公知の混合装置で混練することにより行なうこ
とができる。As a method for dispersing and mixing the silicone resin in the thermoplastic resin, a conventionally known mixing method can be used. For example, a known mixing device such as a kneader, a single-screw extruder or a twin-screw extruder can be used in a molten state. It can be performed by kneading.
熱可塑性樹脂へのシリコーン樹脂の混合割合は、通常1
〜30重量%、好ましくは2〜10重量%である。The mixing ratio of the silicone resin to the thermoplastic resin is usually 1
-30% by weight, preferably 2-10% by weight.
本発明においては、まず上記のような熱可塑性樹脂にシ
リコーン樹脂を分散混合したものを公知の中空糸の紡糸
法に従って紡糸し、未延伸の中空糸とする。このような
紡糸条件は公知技術より適宜選択することができる。例
えば、紡糸温度は、使用する熱可塑性樹脂を吐出するこ
とができる温度以上であって、樹脂の熱分解温度以下の
範囲内の温度で行なうことができる。例えば、熱可塑性
樹脂としてポリプロピレンを使用する場合には、通常で
は、160〜280℃、好ましくは180〜280℃、高密度ポリエ
チレンを使用する場合には、通常では150〜300℃、好ま
しくは160〜270℃、ポリ(4−メチル−ペンテン−1)
を使用する場合には、通常では260〜330℃、好ましくは
270〜300℃、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体
を使用する場合には、通常では290〜350℃、好ましくは
190〜280℃、ポリフッ化ビニリデンを使用する場合に
は、通常では190〜300℃、好ましくは190〜280℃であ
る。In the present invention, first, a thermoplastic resin as described above in which a silicone resin is dispersed and mixed is spun according to a known hollow fiber spinning method to obtain an unstretched hollow fiber. Such spinning conditions can be appropriately selected from known techniques. For example, the spinning temperature may be a temperature above the temperature at which the thermoplastic resin used can be discharged, and below the thermal decomposition temperature of the resin. For example, when polypropylene is used as the thermoplastic resin, it is usually 160 to 280 ° C, preferably 180 to 280 ° C, and when high density polyethylene is used, it is usually 150 to 300 ° C, preferably 160 to 280 ° C. 270 ° C, poly (4-methyl-pentene-1)
If used, usually 260 ~ 330 ℃, preferably
270 ~ 300 ℃, when using an ethylene tetrafluoroethylene copolymer, usually 290 ~ 350 ℃, preferably
190 to 280 ° C, when using polyvinylidene fluoride, it is usually 190 to 300 ° C, preferably 190 to 280 ° C.
未延伸の中空糸は、延伸工程に付する前に熱処理しても
よい。この延伸前の熱処理を行なうことにより、未延伸
中空糸の結晶化度を高めることができるため、延伸によ
り得られる多孔質中空糸の特性はさらに向上する。The unstretched hollow fiber may be heat-treated before being subjected to the stretching step. By performing the heat treatment before the stretching, the crystallinity of the unstretched hollow fiber can be increased, so that the characteristics of the porous hollow fiber obtained by the stretching are further improved.
上記の熱処理は、未延伸中空糸を、例えば中空糸の基材
である熱可塑性樹脂の融解温度よりも30〜5℃低い温度
に加熱した空気中で3秒以上加熱する方法により実施さ
れる。The above heat treatment is carried out by a method of heating the unstretched hollow fiber for 3 seconds or more in the air heated to a temperature 30 to 5 ° C. lower than the melting temperature of the thermoplastic resin which is the base material of the hollow fiber.
本発明における延伸工程は、窒素、酸素、アルゴン、一
酸化炭素、メタンおよびエタンからなる群より選ばれた
媒体中で、延伸温度が−100℃以下の温度であって、該
媒体の凝固点から該媒体の沸点より50℃高い温度以下の
範囲で行なうことが必要である。In the stretching step in the present invention, in a medium selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, argon, carbon monoxide, methane and ethane, the stretching temperature is -100 ° C. or lower, and the stretching point is from the freezing point of the medium. It is necessary to carry out at a temperature not higher than 50 ° C higher than the boiling point of the medium.
本発明における延伸工程は、上述した媒体を単独で、あ
るいは混合して使用することができる。In the stretching step in the present invention, the above-mentioned media can be used alone or in combination.
上記媒体を使用する場合の好ましい延伸温度の例を示す
と、窒素を用いた場合には、−209℃〜−146℃の範囲、
酸素を用いた場合には、−218℃〜−132℃の範囲、アル
ゴンを用いた場合には、−189℃〜−140℃の範囲、一酸
化炭素を用いた場合には、−205℃〜−141℃の範囲、メ
タンを用いた場合には、−182℃〜−111℃の範囲、エタ
ンを用いた場合には−183℃〜−100℃の範囲である。延
伸温度が前記の範囲外であると、延伸により有効な透孔
の形成率が低くなる。An example of a preferred stretching temperature when using the above medium, when using nitrogen, the range of -209 ℃ ~ -146 ℃,
When oxygen is used, the range is −218 ° C. to −132 ° C., when argon is used, the range is −189 ° C. to −140 ° C., when carbon monoxide is used, −205 ° C. The range is -141 ° C, the range is -182 ° C to -111 ° C when methane is used, and the range is -183 ° C to -100 ° C when ethane is used. When the stretching temperature is out of the above range, the rate of formation of effective through holes is lowered by the stretching.
上記の低温延伸工程における延伸倍率は、一般に未延伸
中空糸に対して1〜200%の範囲の値とされる。但し、
好ましい延伸倍率は10〜150%の範囲の値である。これ
らの範囲内の延伸倍率では、延伸倍率が増加すると透孔
数が増加する傾向にあり、この傾向を利用して得られる
多孔質中空糸の平均透孔径や空隙率を目的に合わせて調
整することも可能である。The draw ratio in the above-mentioned low temperature drawing step is generally a value in the range of 1 to 200% with respect to the undrawn hollow fiber. However,
The preferred draw ratio is a value in the range of 10 to 150%. With a draw ratio within these ranges, the number of through holes tends to increase as the draw ratio increases, and the average through hole diameter and porosity of the porous hollow fiber obtained by utilizing this tendency are adjusted according to the purpose. It is also possible.
上述した延伸工程では、所望の平均透孔径および空隙率
が得られるまで二回以上繰り返し実施することができ
る。The stretching step described above can be repeated twice or more until the desired average pore diameter and porosity are obtained.
本発明の特定媒体下、低温における冷却下での延伸工程
を利用した中空糸の多孔質化は、従来の室温付近での延
伸工程による場合とは異なり、透孔が均一であり、且つ
空隙率の高い優れた多孔質中空糸とすることができる。Under the specific medium of the present invention, the hollowing of the hollow fiber using the drawing step under cooling at low temperature is different from the conventional drawing step at around room temperature, in which the through holes are uniform and the porosity is high. It is possible to obtain an excellent porous hollow fiber having a high level.
上記特定媒体中、延伸工程を経て多孔質化された中空糸
は、次いで熱固定処理にかけることが好ましい。この熱
固定処理は、形成された微細透孔を保持するための熱固
定を主なる目的とするものである。この熱固定処理した
中空糸を、使用した熱可塑性樹脂の融解温度より70〜5
℃低い温度に加熱した空気中で3秒以上加熱する方法な
どにより実施される。具体的な加熱温度は、例えば、ポ
リプロピレンを使用する場合には、通常では100〜160
℃、好ましくは110〜155℃、高密度ポリエチレンを使用
する場合には、通常では70〜125℃、好ましくは80〜120
℃、ポリ(4−メチル−ペンテン−1)を使用する場合
には、通常では150〜210℃、好ましくは160〜200℃、エ
チレンテトラフルオロエチレン共重合体を使用する場合
には、通常では180〜240℃、好ましくは200〜230℃、ポ
リフッ化ビニリデを使用する場合には、通常では100〜1
65℃、好ましくは110〜160℃である。なお、加熱温度
が、記載した温度の上限より著しく高いと、形成された
微細空孔が閉鎖することもあり、また、温度が下限より
著しく低いか、あるいは加熱時間が3秒より短いと熱固
定が不充分となりやすく、後に形成された透孔が閉鎖す
ることがあり、また使用に際しての温度変化により熱収
縮を起し易くなる。上述した低温延伸と熱固定処理は、
所望の平均透孔径および空隙率が得られるまで繰り返し
実施することができる。即ち、中空糸の温度を室温まで
戻し、繰り返し低温延伸(および熱固定処理)を含む工
程に付すことができる。低温延伸を繰り返して行なうこ
とにより形成される透孔を数を多くすることができ、ま
た平均透孔径を大きくすることができる。It is preferable that the hollow fiber, which has been made porous through the drawing step in the above-mentioned specific medium, is then subjected to a heat setting treatment. The main purpose of this heat setting treatment is heat setting for holding the formed fine through holes. This heat-set hollow fiber was heated to 70 to 5% from the melting temperature of the thermoplastic resin used.
It is carried out by a method of heating for 3 seconds or more in air heated to a temperature lower by ℃. The specific heating temperature is usually 100 to 160 when polypropylene is used.
℃, preferably 110 ~ 155 ℃, when using high density polyethylene, usually 70 ~ 125 ℃, preferably 80 ~ 120
℃, when using poly (4-methyl-pentene-1), usually 150 ~ 210 ℃, preferably 160 ~ 200 ℃, when using ethylene tetrafluoroethylene copolymer, usually 180 ~ 240 ℃, preferably 200 ~ 230 ℃, when using polyvinylidene fluoride, usually 100 ~ 1
The temperature is 65 ° C, preferably 110 to 160 ° C. If the heating temperature is significantly higher than the stated upper limit, the formed micropores may be closed, and if the temperature is significantly lower than the lower limit, or if the heating time is shorter than 3 seconds, heat fixation will occur. Is likely to be insufficient, the through holes formed later may be closed, and thermal contraction is likely to occur due to temperature changes during use. The low temperature stretching and heat setting treatment described above
It can be repeatedly performed until the desired average through-hole diameter and porosity are obtained. That is, the temperature of the hollow fiber can be returned to room temperature and subjected to a process including repeated low temperature drawing (and heat setting treatment). It is possible to increase the number of through holes formed by repeating the low temperature drawing and to increase the average through hole diameter.
上記のようにして調製された多孔質中空糸は形成された
平均透孔径大きく、また空隙率も高く良好な特性を示す
が、さらに上記の多孔質中空糸を熱延伸工程にかけるこ
とにより、さらにその特性は向上する。The porous hollow fiber prepared as described above has good average properties of the formed large pore diameter and high porosity, and further exhibits good characteristics. Its properties are improved.
上記延伸工程を少なくとも一回経て多孔質化された中空
糸の熱延伸工程は次のようにして実施される。この熱延
伸工程は、主として低温で形成された微細透孔の透孔径
を拡張することを目的として行なわれるものである。こ
の熱延伸工程は、多孔質化した中空糸を使用した熱可塑
性樹脂の融解温度より70〜5℃低い温度に加熱した空気
中などで延伸することにより実施される。例えば、ポリ
プロピレンを使用する場合には、通常では100〜160℃、
好ましくは110〜155℃、高密度ポリエチレンを使用する
場合には、通常では70〜125℃、好ましくは80〜120℃、
ポリ(4−メチル−ペンテン−1)を使用する場合に
は、通常では150〜210℃、好ましくは160〜200℃、エチ
レンテトラフルオロエチレン共重合体を使用する場合に
は、通常では180〜240℃、好ましくは200〜230℃、ポリ
フッ化ビニリデンを使用する場合には、通常では100〜1
65℃、好ましくは110〜160℃に設定して行なう。なお、
加熱温度が上記の温度の上限より高い場合には、形成さ
れた微細空孔が閉鎖することもあり、また、温度が下限
より低い場合には延伸による透孔径の拡張が不充分とな
ることがある。The hot drawing step of the hollow fiber which has been made porous through the drawing step at least once is carried out as follows. This hot drawing step is performed mainly for the purpose of expanding the diameter of the fine through holes formed at a low temperature. This hot drawing step is carried out by drawing in air heated to a temperature 70 to 5 ° C. lower than the melting temperature of the thermoplastic resin using the hollow fiber made porous. For example, when polypropylene is used, it is usually 100 to 160 ° C,
Preferably 110-155 ℃, when using high-density polyethylene, usually 70-125 ℃, preferably 80-120 ℃,
When using poly (4-methyl-pentene-1), usually 150 ~ 210 ℃, preferably 160 ~ 200 ℃, when using ethylene tetrafluoroethylene copolymer, usually 180 ~ 240 ℃, preferably 200 ~ 230 ℃, when using polyvinylidene fluoride, usually 100 ~ 1
The temperature is set to 65 ° C, preferably 110 to 160 ° C. In addition,
When the heating temperature is higher than the upper limit of the above temperature, the formed fine pores may be closed, and when the temperature is lower than the lower limit, the expansion of the through hole diameter by stretching may be insufficient. is there.
この熱延伸工程における延伸倍率は、低温延伸工程に付
される以前の中空糸長さ(初期長さ)に対して通常は10
%〜700%、好ましくは、50%〜550%である。延伸倍率
が、10%より低いと透孔の拡張が不充分となることが
り、また700%より高いと中空糸が切断されることがあ
る。The draw ratio in this hot drawing step is usually 10 with respect to the length (initial length) of the hollow fiber before being subjected to the low temperature drawing step.
% -700%, preferably 50% -550%. If the draw ratio is lower than 10%, the expansion of the through holes may be insufficient, and if it is higher than 700%, the hollow fiber may be cut.
なお、この熱延伸工程は、上述した低温延伸工程と交互
に実施するか、または少なくとも1回の低温延伸工程を
終了した後に実施する。The hot stretching step is performed alternately with the low temperature stretching step described above, or is performed after at least one low temperature stretching step is completed.
この延伸処理により多孔質化された中空糸は、延伸工程
と延伸工程の間に、熱固定処理にかけることが望まし
い。この熱固定処理は、熱延伸工程を経て形成された透
孔を熱固定することを主なる目的とするものである。The hollow fiber made porous by this stretching treatment is preferably subjected to heat setting treatment between stretching steps. The main purpose of this heat setting treatment is to heat set the through holes formed through the heat drawing step.
この熱固定処理は、通常多孔質化した熱可塑性樹脂中空
糸を延伸状態を保持したまま空気中で3秒以上、使用し
た熱可塑性樹脂の融解温度により20〜5℃低い温度に加
熱する方法などにより実施される。具体的な加熱温度
は、たとえばポリプロピレンを使用する場合は、通常10
0〜160℃、好ましくは110〜155℃、高密度ポリエチレン
を使用する場合は通常70〜125℃、好ましくは80〜120
℃、ポリ(4−メチル−ペンタン−1)を使用する場合
には、通常150〜210℃、好ましくは160〜200℃、エチレ
ンテトラフルオロエチレン共重合体を使用する場合には
通常180〜240℃、好ましくは200〜230℃、ポロフッ化ビ
ニリデンを使用する場合には、通常では100〜165℃、好
ましくは110〜160℃である。This heat-setting treatment is usually performed by heating the porous thermoplastic resin hollow fiber in the air for 3 seconds or more while keeping the stretched state, and heating it to a temperature 20 to 5 ° C lower depending on the melting temperature of the thermoplastic resin used. It is carried out by. The specific heating temperature is usually 10 when polypropylene is used.
0-160 ℃, preferably 110-155 ℃, when using high-density polyethylene usually 70-125 ℃, preferably 80-120
℃, when using poly (4-methyl-pentane-1), usually 150 ~ 210 ℃, preferably 160 ~ 200 ℃, when using ethylene tetrafluoroethylene copolymer usually 180 ~ 240 ℃ It is usually 200 to 230 ° C., and when using polyvinylidene fluoride, it is usually 100 to 165 ° C., preferably 110 to 160 ° C.
この熱固定処理は全てに延伸工程を終了した中空糸に対
しても同様に行うことが望ましい。It is desirable that the heat setting treatment be similarly performed on the hollow fibers that have undergone the drawing process.
加熱温度は上記の上限温度より高いと、形成された透孔
が閉鎖することもあり、また温度が上記の下限温度より
低いか加熱時間が3秒より短いと熱固定が不充分となり
易く、後に透孔が閉鎖し、また使用に際しての温度変化
により熱収縮を起し易くなる。When the heating temperature is higher than the above upper limit temperature, the formed pores may be closed, and when the temperature is lower than the above lower limit temperature or the heating time is shorter than 3 seconds, heat fixation tends to be insufficient. The through holes are closed, and thermal contraction easily occurs due to temperature change during use.
以上のようにして得られる多孔質中空糸は、人工肺に用
いるガス交換膜として有効に使用される。The porous hollow fiber obtained as described above is effectively used as a gas exchange membrane used in an artificial lung.
[実施例] 以下、本発明を実施例に基いてさらに説明する。[Examples] Hereinafter, the present invention will be further described based on Examples.
(実施例1) ポリプロピレン(UBE−PP−J109G、商品名:宇部興産
(株)製、MFI=9g/10分)にジメチルポリシロキサン3
重量%を分散混合したものを、直径8mm、内径7mmの気体
供給管を備えた中空糸製造用ノズルを使用し、紡糸温度
200℃、引取速度122m/分の条件で紡糸した。得られた中
空糸を、145℃の加熱空気槽で30分間加熱処理し、次い
で液体窒素(−195℃)中で、初期長さに対し20%延伸
し、延伸状態を保ったまま145℃の加熱空気槽内で15分
熱処理を行った。(Example 1) Polypropylene (UBE-PP-J109G, trade name: Ube Industries, Ltd., MFI = 9 g / 10 min) and dimethylpolysiloxane 3
Using a hollow fiber manufacturing nozzle equipped with a gas supply pipe with a diameter of 8 mm and an inner diameter of 7 mm, the mixture of the weight% dispersed and mixed was used at the spinning temperature.
Spinning was performed under the conditions of 200 ° C. and a take-up speed of 122 m / min. The obtained hollow fiber was heat-treated in a heated air bath at 145 ° C for 30 minutes, and then stretched in liquid nitrogen (-195 ° C) by 20% with respect to the initial length, and the stretched state was maintained at 145 ° C. Heat treatment was performed for 15 minutes in the heated air tank.
この中空糸を145℃の空気雰囲気で400%の熱延伸を行な
った後、延伸状態を保ったまま145℃の加熱空気槽内で1
5分間熱処理を行ない多孔質中空糸を製造した。This hollow fiber was hot-stretched at 400% in an air atmosphere at 145 ° C, and then was heated in a heated air tank at 145 ° C for 1 hour while maintaining the stretched state.
Heat treatment was performed for 5 minutes to produce a porous hollow fiber.
得られた多孔質中空糸の平均透孔径を水銀圧入法〔測定
は、カルロエルバ(CARLOERBA)社(イタリア)製のポ
ロシメトロ シリーズ(POROSIMETRO SERIES)1500を
使用して行なった。以下同様〕で測定したところ、0.4
μmであり、空隙率は65%であった。The average pore diameter of the obtained porous hollow fiber was measured using a mercury porosimetry method [Measurement was performed using POROSIMETRO SERIES 1500 manufactured by CARLOERBA (Italy). The same applies below], 0.4
μm, and the porosity was 65%.
この多孔質中空糸について、人工肺に用いるためのガス
交換性能を評価した。評価は酸素添加能およびシーラム
リーケージ(SERUM LEAKAGE)(血漿のにじみ出し)
について行なった。The gas exchange performance of this porous hollow fiber for use in an artificial lung was evaluated. Evaluation is oxygenation capacity and SERUM LEAKAGE (bleeding of plasma)
About.
まず、酸素添加能に関しては、血漿速度3/min/m2の
場合、250ml/min/m2となった。First, regarding the oxygen addition ability, it was 250 ml / min / m 2 when the plasma velocity was 3 / min / m 2 .
シーラム リーケージについては、温度37〜38℃におい
て100時間経過した時点で、血漿がにじみ出した。For the seam leakage, plasma oozes out after 100 hours at a temperature of 37 to 38 ° C.
(実施例2) ポリ(4−メチル−ペンテン−1)(TPX RT18 商品
名:三井石油化学(株)製)にメチルフェニルポリシロ
キサン4重量%を分散混合したものを、直径8mm、内径7
mmの気体供給管を備えた中空糸製造用ノズルを使用し、
紡糸温度280℃、引取速度200m/分、ドラフト比726の条
件で紡糸した。得られた中空糸を、180℃の加熱空気槽
で30分間加熱処理し、次いで液体窒素(−195℃)中
で、初期長さに対し20%延伸し、延伸状態を保ったまま
180℃の加熱空気槽内で15分間熱処理を行なった。(Example 2) Poly (4-methyl-pentene-1) (TPX RT18 trade name: manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) in which 4% by weight of methylphenylpolysiloxane was dispersed and mixed, had a diameter of 8 mm and an inner diameter of 7
Using a hollow fiber manufacturing nozzle equipped with mm gas supply pipe,
Spinning was performed under the conditions of a spinning temperature of 280 ° C., a take-up speed of 200 m / min, and a draft ratio of 726. The obtained hollow fiber was heat-treated in a heating air tank at 180 ° C for 30 minutes, and then stretched in liquid nitrogen (-195 ° C) by 20% with respect to the initial length while keeping the stretched state.
Heat treatment was performed for 15 minutes in a heated air bath at 180 ° C.
この中空糸を180℃の空気雰囲気で80%の熱延伸を行な
った後、延伸状態を保ったまま180℃の加熱空気槽内で1
5分間熱処理を行ない多孔質中空糸を製造した。This hollow fiber was subjected to 80% hot drawing in an air atmosphere at 180 ° C, and then it was heated in a heated air tank at 180 ° C for 1 hour while maintaining the drawn state.
Heat treatment was performed for 5 minutes to produce a porous hollow fiber.
得られた多孔質中空糸の平均透孔径を水銀圧入法〔測定
は、カルロエルバ(CARLOERBA)社(イタリア)製のポ
ロシメトロ シリーズ(POROSIMETRO SERIES)1500を
使用して行なった。以下同様〕で測定したところ、0.1
μmであり、空隙率は40%であった。The average pore diameter of the obtained porous hollow fiber was measured using a mercury porosimetry method [Measurement was performed using POROSIMETRO SERIES 1500 manufactured by CARLOERBA (Italy). The same applies below], 0.1
μm, and the porosity was 40%.
この多孔質中空糸について、実施例1と同様の条件で人
工肺に用いるためのガス交換性能を評価したところ、酸
素添加能に関しては、血漿速度3/min/m2の場合、260
ml/min/m2となり、シーラム リーケージについては90
時間の時点で血漿のにじみ出しが生じた。The gas exchange performance of this porous hollow fiber for use in an artificial lung was evaluated under the same conditions as in Example 1, and it was found that the oxygen addition capacity was 260 when the plasma velocity was 3 / min / m 2.
ml / min / m 2 and 90 for searum leakage
Plasma oozing occurred at time.
[発明の効果] 以上説明したように、本発明の人工肺用多孔質中空糸の
製造法によれば、ガス透過性は高いが、水蒸気等水分は
透過せず、長期間血液を循環させて使用しても、血漿が
漏出せず、しかもその強度が大である、人工肺用ガス交
換膜として利用できる多孔質中空糸を得ることができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the method for producing a porous hollow fiber for artificial lung of the present invention, although gas permeability is high, moisture such as water vapor does not permeate and blood is circulated for a long time. It is possible to obtain a porous hollow fiber which can be used as a gas exchange membrane for an artificial lung, in which plasma does not leak even when used and whose strength is large.
Claims (2)
してなる中空糸を延伸することにより該中空糸に多数の
微細透孔を形成する工程を含む人工肺用多孔質中空糸の
製造法であって、該延伸工程を、窒素、酸素、アルゴ
ン、一酸化炭素、メタンおよびエタンからなる群より選
ばれた媒体中で、かつその延伸温度が、−100℃以下の
温度であって、該媒体の凝固点から該媒体の沸点より50
℃高い温度以下の範囲の温度にて行なうことを特徴とす
る人工肺用多孔質中空糸の製造法。1. A method for producing a porous hollow fiber for artificial lung, comprising the step of forming a large number of fine pores in the hollow fiber by drawing a hollow fiber obtained by dispersing and mixing a silicone resin in a thermoplastic resin. The stretching step is carried out in a medium selected from the group consisting of nitrogen, oxygen, argon, carbon monoxide, methane and ethane, and the stretching temperature is −100 ° C. or lower. 50 from the boiling point of the medium from the freezing point of
A method for producing a porous hollow fiber for artificial lung, which is carried out at a temperature not higher than ℃.
リエチレン、ポリ(4−メチル−ペンテン−1)、ポリ
フッ化ビニリデン又はエチレンテトラフルオロエチレン
共重合体である特許請求の範囲第1項記載の製造法。2. The method according to claim 1, wherein the thermoplastic resin is polypropylene, high density polyethylene, poly (4-methyl-pentene-1), polyvinylidene fluoride or ethylene tetrafluoroethylene copolymer. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6623887A JPH0763505B2 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Method for producing porous hollow fiber for artificial lung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6623887A JPH0763505B2 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Method for producing porous hollow fiber for artificial lung |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63230172A JPS63230172A (en) | 1988-09-26 |
| JPH0763505B2 true JPH0763505B2 (en) | 1995-07-12 |
Family
ID=13310077
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6623887A Expired - Lifetime JPH0763505B2 (en) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | Method for producing porous hollow fiber for artificial lung |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JPH0763505B2 (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP6191323B2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-09-06 | 三菱ケミカル株式会社 | Fluororesin porous body and method for producing the same |
| JP6248459B2 (en) * | 2013-08-07 | 2017-12-20 | 三菱ケミカル株式会社 | Fluorine resin porous body |
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-
1987
- 1987-03-20 JP JP6623887A patent/JPH0763505B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63230172A (en) | 1988-09-26 |
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