JPH05111624A - Semipermeable membrane - Google Patents
Semipermeable membraneInfo
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- JPH05111624A JPH05111624A JP3275703A JP27570391A JPH05111624A JP H05111624 A JPH05111624 A JP H05111624A JP 3275703 A JP3275703 A JP 3275703A JP 27570391 A JP27570391 A JP 27570391A JP H05111624 A JPH05111624 A JP H05111624A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、耐汚染性に優れた半透
膜に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semipermeable membrane having excellent stain resistance.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、高分子材料の産業・医療分野への
応用が進み、とりわけ物質の分離に関して、選択透過性
膜、いわゆる半透膜の利用が盛んに行われている。例え
ば逆浸透・透析・限外濾過・気体分離などの分野におい
て、膜の応用について多くの技術報告がなされている。
しかしながら、これらの操作においては、処理物質によ
り膜が汚染されて、処理能力が低下することや、膜自体
の分離性能が必ずしも十分でないことが問題となってい
る。このような半透膜の素材としては、従来からセルロ
ース誘導体、ポリアクリロニトリル系重合体、ポリビニ
ルアルコール系重合体、ポリメチルメタクリレート系重
合体、ポリスルホン系重合体等が取り上げられてきた。
さらには耐汚染性を高める目的で、2−ヒドロキシエチ
ルメタクリレート、N−ビニルピロリドン、アクリルア
ミド、親水性成分を含有するメタクリル酸もしくはアク
リル酸などを含有する高分子からなる半透膜が検討され
てきた。2. Description of the Related Art In recent years, application of polymer materials to industrial and medical fields has progressed, and a selective permeable membrane, so-called semipermeable membrane, has been actively used especially for separating substances. For example, in the fields of reverse osmosis, dialysis, ultrafiltration and gas separation, many technical reports have been made on the application of membranes.
However, in these operations, there are problems that the membrane is contaminated by the treatment substance, the treatment capacity is lowered, and the separation performance of the membrane itself is not always sufficient. As a material for such a semipermeable membrane, a cellulose derivative, a polyacrylonitrile-based polymer, a polyvinyl alcohol-based polymer, a polymethylmethacrylate-based polymer, a polysulfone-based polymer and the like have been conventionally taken up.
Further, for the purpose of enhancing the stain resistance, a semipermeable membrane made of a polymer containing 2-hydroxyethyl methacrylate, N-vinylpyrrolidone, acrylamide, methacrylic acid containing a hydrophilic component or acrylic acid has been studied. ..
【0003】しかしこれらの膜は、水や溶質などの物質
透過性が不十分であったり、あるいは更に多量の共重合
成分を導入し、その性能が達成できても、一方で機械的
強度が低下し、実用上の膜として機能が損なわれてしま
った。更にこれらの膜を用いて、各種タンパク質溶液の
濃縮、液体食品の無菌化あるいは排水処理工程において
限外濾過分離を行う際に、溶質成分の膜面への付着、堆
積によって目詰まり現象を起こし、目的の操作が阻害さ
れていた。更にこれらの膜を医療用として用い、血液や
体液などに接触した場合には血小板、白血球、赤血球、
線維芽細胞などの有形成分の付着が不可避であり、これ
らが膜表面における血栓の生成や補体系の活性化による
免疫機能の低下などをもたらすと推定された。However, these membranes have insufficient permeability to substances such as water and solute, or introduce a larger amount of copolymerization component to achieve their performance, but on the other hand, have lower mechanical strength. However, the function as a practical membrane has been impaired. Furthermore, using these membranes, when performing concentration of various protein solutions, sterilization of liquid foods or ultrafiltration separation in the wastewater treatment process, adhesion of solute components to the membrane surface, causing a clogging phenomenon due to deposition, The intended operation was hindered. Furthermore, when these membranes are used for medical purposes and come into contact with blood or body fluids, platelets, white blood cells, red blood cells,
It was presumed that adherence of tangible substances such as fibroblasts was unavoidable, and these would lead to the formation of thrombus on the membrane surface and the deterioration of immune function due to activation of the complement system.
【0004】いずれの場合においても耐汚染性を発現さ
せるためには膜の液接触表面に耐汚染性発現機能を付与
する事が重要であり、多成分層からなる複合膜も開発さ
れている。しかし、医療用においては医療用膜の大部分
を占める中空糸膜ではこの多層膜の製造が困難であった
り、耐汚染性物質と基材との化学的結合がされていない
まま医療用具として用いた場合には溶出物が発生し使用
できない問題が生じることにより、表面に耐汚染性を有
する膜の開発が遅れている。最近、表面化学修飾により
表面に抗血栓性機能を付与する方法として、再生セルロ
ースからなる高分子膜にポリエチレングリコールカルボ
ン酸無水物をエステル結合させる試みもなされている
(特開平1−297103号公報)が、未だ複雑な成膜
プロセスを必要とせず、十分な機械的強度を保持し、か
つ高機能の耐汚染性を有する膜は開発されていない。In either case, it is important to impart a stain resistance developing function to the liquid contact surface of the membrane in order to develop the stain resistance, and a composite membrane composed of multi-component layers has been developed. However, in the medical field, it is difficult to manufacture this multilayer film with hollow fiber membranes, which occupy most of the medical membrane, or it is used as a medical device without chemical bonding between the contaminant resistant substance and the substrate. In such a case, the problem arises that an eluate is generated and the film cannot be used, which delays the development of a film having a stain resistant surface. Recently, as a method of imparting an antithrombotic function to the surface by surface chemical modification, attempts have been made to ester bond polyethylene glycol carboxylic acid anhydride to a polymer membrane made of regenerated cellulose (Japanese Patent Laid-Open No. 1-297103). However, a film that does not require a complicated film forming process, retains sufficient mechanical strength, and has high-performance stain resistance has not been developed yet.
【0005】本発明者の一員は耐汚染性物質で膜を作成
する試みをおこない、親水性のポリエチレンオキサイド
鎖を含む共重合体からなる選択透過性中空繊維を発明し
た(特開昭60−22901号公報)。また、親水性の
ポリエチレンオキサイド鎖を含むアクリロニトリル共重
合体とアクリロニトリルからなる半透膜は溶質透過性、
耐汚染性に優れていることを見いだした(特開昭63−
130103号公報)。A member of the present inventor made an attempt to form a membrane with a stain resistant substance, and invented a permselective hollow fiber composed of a copolymer containing a hydrophilic polyethylene oxide chain (Japanese Patent Laid-Open No. 60-22901). Publication). Further, a semipermeable membrane made of acrylonitrile copolymer containing a hydrophilic polyethylene oxide chain and acrylonitrile is solute permeable,
It was found that the stain resistance is excellent (Japanese Patent Laid-Open No. 63-
130103).
【0006】しかしこのとき、アクリロニトリル共重合
体とアクリロニトリルは両者にアクリロニトリル成分が
含有されてはいるものの成膜原液は非相溶の相分離状態
であり、不安定なものであった。このため、膜内表面の
構造は荒く、耐汚染性も不十分なものであった。However, at this time, the acrylonitrile copolymer and acrylonitrile contained an acrylonitrile component in both of them, but the stock solution for film formation was in an incompatible phase-separated state and was unstable. For this reason, the structure of the inner surface of the film was rough and the stain resistance was insufficient.
【0007】我々は、鋭意研究を進めた結果、膜表面構
造が平滑で、かつ、液接触面に高濃度の耐汚染性成分を
濃縮する方法を見い出し、本発明に到達した。As a result of intensive studies, the inventors have found a method for concentrating a high-concentration stain resistant component on a liquid contact surface with a smooth film surface structure, and arrived at the present invention.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は耐汚染
性成分を液接触面に濃縮させることにより、多量の親水
性成分導入による膜の機械的強度の低下を抑え、高い耐
汚染性を有する半透膜を提供することである。The object of the present invention is to concentrate the stain resistant component on the liquid contact surface so as to suppress the deterioration of the mechanical strength of the membrane due to the introduction of a large amount of the hydrophilic component and to obtain the high stain resistant property. To provide a semipermeable membrane having.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】前記した本発明の目的
は、「親水性成分と疎水性成分からなる耐汚染性ポリマ
を2種以上混合した組成物を少なくとも一つの構成成分
としてなる半透膜であって、該2種以上の耐汚染性ポリ
マにおいて、疎水性成分の含有割合の最大値と最小値の
差が5重量%以上であることを特徴とする半透膜。」に
よって達成できる 以下、本発明を詳細に説明する。The above-mentioned object of the present invention is to provide a "semi-permeable membrane comprising at least one constituent of a composition obtained by mixing two or more kinds of stain resistant polymers comprising a hydrophilic component and a hydrophobic component. And a difference between the maximum value and the minimum value of the content ratio of the hydrophobic component in the two or more stain resistant polymers is 5% by weight or more. The present invention will be described in detail.
【0010】耐汚染性とは、各種タンパク質溶液の濃
縮、液体食品の無菌化あるいは排水処理工程において限
外濾過分離を行う際の溶質成分の膜面への付着を抑制す
る性質のことであり、医療用として用い、血液や体液な
どに接触した場合の血小板、白血球、赤血球、線維芽細
胞などの有形成分の付着の抑制も耐汚染性に含まれる。
膜の汚染状態は、付着物質の量を定量分析するか、顕微
鏡で、付着状態を観察することにより評価するが、中空
糸膜の形態で汚染物質を中空糸内部に流す場合には汚染
物質によって流路が詰まることによって起こる膜入口、
出口の差圧の上昇、もしくは液が流れなくなるまでの時
間を測定することによって耐汚染性を評価できる。親水
性成分、疎水性成分からなるポリマが耐汚染性を有して
いるかどうかは、そのポリマを構成する疎水性成分のみ
からなるポリマの耐汚染性との比較により判断される。Contamination resistance refers to the property of suppressing the adhesion of solute components to the membrane surface during the concentration of various protein solutions, sterilization of liquid foods, or ultrafiltration separation in the wastewater treatment process. Contamination resistance includes suppression of adhesion of tangible components such as platelets, leukocytes, erythrocytes, and fibroblasts when used for medical purposes and in contact with blood or body fluid.
The fouling state of the membrane is evaluated by quantitatively analyzing the amount of the attached substances or by observing the attached state with a microscope. Membrane entrance caused by clogging of the flow path,
Contamination resistance can be evaluated by measuring the time until the differential pressure at the outlet rises or the liquid stops flowing. Whether or not a polymer composed of a hydrophilic component and a hydrophobic component has stain resistance is judged by comparison with the stain resistance of a polymer composed of only the hydrophobic component constituting the polymer.
【0011】本発明の耐汚染性ポリマは、親水性成分、
疎水性成分からなる耐汚染性ポリマであればよく、合成
高分子であっても、天然高分子であってもかまわない。
また、親水性成分および疎水性成分は、それぞれ単独成
分を用いても良いし、複数の成分を用いても良い。本発
明でいう疎水性成分とは、そのホモポリマにおいて25
℃の水に対する溶解度が50重量%未満のものが該当す
る。疎水性成分としては、例えば、エチレン、プロピレ
ン等のオレフィン、塩化ビニル、フッ化ビニル等のハロ
ゲン化ビニル、ギ酸ビニル、酢酸ビニル等のビニルエス
テル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチ
ル等のアクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル
酸メチル、メタクリル酸エチル等のメタクリル酸エステ
ル、ビニルケトン、マレイミド、スチレン、アクリロニ
トリル等の炭素−炭素二重結合を有する付加重合性化合
物、キチン、キトサン、セルロースなどの天然高分子が
挙げられる。本発明でいう親水性成分とは、そのホモポ
リマにおいて25℃の水に対する溶解度が50重量%以
上の性質を示すものが該当する。親水性成分としては、
例えば、ヘパリン、ビニルアルコール、ビニルピロリド
ン、エチレングリコール、プロピレングリコール等のア
ルキレングリコール、メタクリル酸ヒドロキシエチル、
アクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレート等が該
当するが特にこれらのものに限定されるわけではない。
なお、親水性、疎水性の判断基準とするホモポリマはポ
リスチレン換算のGPC法による重量平均分子量が1万
の未架橋ポリマとする。The stain resistant polymer of the present invention comprises a hydrophilic component,
Any stain-resistant polymer made of a hydrophobic component may be used, and it may be a synthetic polymer or a natural polymer.
Further, the hydrophilic component and the hydrophobic component may each be a single component or a plurality of components. The hydrophobic component referred to in the present invention is 25 in its homopolymer.
Those having a solubility in water at 0 ° C of less than 50% by weight are applicable. Examples of the hydrophobic component include olefins such as ethylene and propylene, vinyl halides such as vinyl chloride and vinyl fluoride, vinyl esters such as vinyl formate and vinyl acetate, acrylic acid, acrylic acid such as methyl acrylate and ethyl acrylate. Acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester such as methyl methacrylate and ethyl methacrylate, addition polymerizable compound having carbon-carbon double bond such as vinyl ketone, maleimide, styrene and acrylonitrile, natural high content such as chitin, chitosan and cellulose. Molecules are included. The hydrophilic component referred to in the present invention is a homopolymer having a solubility in water at 25 ° C. of 50% by weight or more. As the hydrophilic component,
For example, heparin, vinyl alcohol, vinylpyrrolidone, alkylene glycols such as ethylene glycol and propylene glycol, hydroxyethyl methacrylate,
Acrylamide, hydroxyethyl acrylate, etc. are applicable, but not limited to these.
It should be noted that the homopolymer used as the criteria for determining hydrophilicity and hydrophobicity is an uncrosslinked polymer having a weight average molecular weight of 10,000 by the GPC method in terms of polystyrene.
【0012】また、耐汚染性ポリマとしては、前述のと
おり親水性成分と疎水性成分からなり、耐汚染性を有し
ていればよいが、具体的な耐汚染性ポリマとしては、例
えば、ヘパリン−ポリ塩化ビニル、ヘパリン−ポリスチ
レン、ヘパリン−ポリメチルメタクリレート、ヘパリン
−ポリアクリロニトリル、ヘパリン−シリコーン、ヘパ
リン−セルロース、ポリヒドロキシメチルメタクリレー
ト−ポリ塩化ビニル、ポリヒドロキシメチルメタクリレ
ート−ポリスチレン、ポリビニルピロリドン−ポリ塩化
ビニル、ポリビニルピロリドン−ポリスチレン、ポリビ
ニルピロリドン−ポリメチルメタクリレート、ポリビニ
ルピロリドン−ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロ
リドン−シリコーン、ポリビニルピロリドン−セルロー
ス、ポリビニルピロリドン−ポリスルホン、ポリアルキ
レンオキサイド−ポリ塩化ビニル、ポリアルキレンオキ
サイド−ポリスチレン、ポリアルキレンオキサイド−ポ
リメチルメタクリレート、ポリアルキレンオキサイド−
ポリアクリロニトリル、ポリアルキレンオキサイド−シ
リコーン、ポリアルキレンオキサイド−セルロースの組
み合わせなどがあり、優れた耐汚染性が得られるため好
ましい。The stain-resistant polymer is composed of a hydrophilic component and a hydrophobic component as described above and may have stain-resistant property. Specific stain-resistant polymers include, for example, heparin. -Polyvinyl chloride, heparin-polystyrene, heparin-polymethyl methacrylate, heparin-polyacrylonitrile, heparin-silicone, heparin-cellulose, polyhydroxymethyl methacrylate-polyvinyl chloride, polyhydroxymethyl methacrylate-polystyrene, polyvinylpyrrolidone-polyvinyl chloride , Polyvinylpyrrolidone-polystyrene, polyvinylpyrrolidone-polymethylmethacrylate, polyvinylpyrrolidone-polyacrylonitrile, polyvinylpyrrolidone-silicone, polyvinylpyrrolidone-cellulose, polyvinylpyrrolidone Pyrrolidone - polysulfone, polyalkylene oxide - polyvinyl chloride, polyalkylene oxide - polystyrene, polyalkylene oxide - polymethylmethacrylate, polyalkylene oxide -
There are combinations of polyacrylonitrile, polyalkylene oxide-silicone, polyalkylene oxide-cellulose, etc., which are preferable because excellent stain resistance can be obtained.
【0013】親水性成分、疎水性成分からなる耐汚染性
ポリマの合成法としては、親水性モノマ、疎水性モノマ
を重合成分として、共重合させる方法と、セルロース等
の高分子もしくは合成高分子にポリマもしくはモノマを
反応させて合成する方法があるが、通常モノマを共重合
させる方法が簡単であるために好まれる。共重合方法に
ついては特に限定するものではなく、通常のラジカル開
始剤、例えばアゾビスイソブチロニトリル、ベンゾイル
パーオキサイド等を用いて溶媒中で重合する方法は、簡
単であり、好ましく用いられる。As a method for synthesizing a stain resistant polymer comprising a hydrophilic component and a hydrophobic component, a method of copolymerizing a hydrophilic monomer or a hydrophobic monomer as a polymerization component, and a polymer such as cellulose or a synthetic polymer are used. Although there is a method of synthesizing a polymer or a monomer by reacting it, it is usually preferred because the method of copolymerizing the monomer is simple. The copolymerization method is not particularly limited, and the method of polymerizing in a solvent using a usual radical initiator such as azobisisobutyronitrile or benzoyl peroxide is simple and is preferably used.
【0014】親水性成分の中でもアルキレングリコール
は特に好ましく、さらにポリエチレンオキサイド単位
に、反応性の二重結合鎖を結合させたマクロモノマは耐
汚染性も高く、共重合体も容易に得られるため好んで用
いられる。Among the hydrophilic components, alkylene glycol is particularly preferable, and a macromonomer having a polyethylene oxide unit bonded to a reactive double bond chain is preferable because it has a high stain resistance and a copolymer can be easily obtained. Used.
【0015】本発明においては、特に、重合度5以上の
ポリエチレンオキサイド単位と重合性炭素−炭素二重結
合とを同一分子内に有するマクロモノマが好ましく用い
られ、このようなモノマとしては、例えば一般式(1)In the present invention, a macromonomer having a polyethylene oxide unit having a degree of polymerization of 5 or more and a polymerizable carbon-carbon double bond in the same molecule is preferably used. Examples of such a monomer include those represented by the general formula: (1)
【0016】[0016]
【化1】 [Chemical 1]
【0017】(ここで、n≧5、R1 はHまたはC
H3 、R2 は水酸基、炭素数1〜4のアルコキシ基、ま
たはOCHφ2(φはフェニル基))であらわされるア
クリル酸、またはメタクリル酸エステル類、あるいは一
般式(2)(Where n ≧ 5, R 1 is H or C
H 3 and R 2 are a hydroxyl group, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, or acrylic acid or methacrylic acid ester represented by OCHφ 2 (φ is a phenyl group), or the general formula (2).
【0018】[0018]
【化2】 [Chemical 2]
【0019】(ここで、n≧5、R1 はHまたはC
H3 )で表されるビニル単量体である。(Where n ≧ 5, R 1 is H or C
It is a vinyl monomer represented by H 3 ).
【0020】これらの付加重合性化合物の製法は公知で
あり、その重合性炭素−炭素二重結合により特別な装
置、手法を用いなくても、容易に重合でき、さらに他の
単量体あるいはマクロモノマとの共重合も可能であり、
ポリエチレンオキサイド単位を有する高分子組成物を効
率よく、また再現性よく形成することができる。特に式
(1)で示される成分は、入手も容易なことから好んで
用いられる。共重合体中のポリエチレンオキサイド含有
量は、たとえば元素分析、赤外線吸収スペクトル、核磁
気共鳴スペクトルなどの通常の手法により確認すること
ができる。Methods for producing these addition-polymerizable compounds are known, and the polymerizable carbon-carbon double bond allows easy polymerization without using any special equipment or technique, and further, other monomers or macromonomers. It is also possible to copolymerize with
A polymer composition having a polyethylene oxide unit can be formed efficiently and reproducibly. In particular, the component represented by the formula (1) is preferably used because it is easily available. The content of polyethylene oxide in the copolymer can be confirmed by a usual method such as elemental analysis, infrared absorption spectrum and nuclear magnetic resonance spectrum.
【0021】本発明で言う、非耐汚染性材料とは疎水性
材料からなる材料であり、膜を形成した場合の強度保持
材としての機能を有するものである。不純物として、5
重量%以下の親水性成分を含んでいても良いが、1重量
%以下であることが好ましい。The non-contamination resistant material referred to in the present invention is a material made of a hydrophobic material and has a function as a strength retaining material when a film is formed. 5 as impurities
The hydrophilic component may be contained in an amount of 1% by weight or less, but preferably 1% by weight or less.
【0022】非耐汚染性の疎水性材料は、本発明の目的
である耐汚染性成分を液接触面に濃縮させるために耐汚
染性組成物とのブレンド材料として好んで用いられる。
これは、ポリマ間の相分離現象を利用することにより、
耐汚染性成分を高濃度に、液接触面に存在させることで
きるからである。また、非耐汚染性の疎水性材料は強度
保持材料としても働き、膜の強度を保持する意味でも好
ましい。Non-stain resistant hydrophobic materials are preferably used as blend materials with the stain resistant composition for the purpose of the present invention to concentrate the stain resistant components on the liquid contact surface.
This is because by utilizing the phase separation phenomenon between polymers,
This is because the stain resistant component can be made to exist at a high concentration on the liquid contact surface. Further, the non-contamination-resistant hydrophobic material also functions as a strength-retaining material, and is preferable also in the sense of maintaining the strength of the film.
【0023】本発明において「親水性成分と疎水性成分
からなる耐汚染性ポリマを2種以上混合した組成物」と
は、ポリマ中における疎水性成分の含有量が異なる2種
以上のポリマを混合してなる組成物であって、親水性成
分、疎水性成分を構成する化合物は同一であっても異な
っていてもよい。また、合成方法を工夫することによ
り、2種以上のポリマを混合しなくても、一度の合成
で、本発明の組成物を得ることは可能であるが、疎水性
成分の含有割合の最大値と最小値の差が5重量%以上の
ポリマは、本発明の組成物に該当する。「疎水性成分の
含有割合の最大値と最小値の差が5重量%以上である」
とは、2種以上のポリマそれぞれにおける、疎水性成分
の重量含有割合を測定し、その含有割合のうち、最大値
と最小値との差が5重量%以上であることを意味する。
ただし、混合するポリマにおいて疎水性成分の重量含有
量の差が1重量%以内のポリマの総重量が、混合後の全
ポリマ組成物中の1重量%未満であるポリマについて
は、ここでいう最大値あるいは最小値とする対象ポリマ
には含まれない。In the present invention, "a composition obtained by mixing two or more kinds of stain resistant polymers comprising a hydrophilic component and a hydrophobic component" means a mixture of two or more kinds of polymers having different contents of the hydrophobic component in the polymer. In this composition, the compounds constituting the hydrophilic component and the hydrophobic component may be the same or different. Further, by devising the synthesis method, it is possible to obtain the composition of the present invention by synthesizing once without mixing two or more kinds of polymers, but the maximum content of the hydrophobic component is And polymers having a minimum value difference of 5% by weight or more correspond to the composition of the present invention. "The difference between the maximum value and the minimum value of the content ratio of the hydrophobic component is 5% by weight or more."
Means that the weight content ratio of the hydrophobic component in each of the two or more polymers is measured, and the difference between the maximum value and the minimum value in the content ratio is 5% by weight or more.
However, for polymers in which the difference in the weight content of the hydrophobic components in the polymers to be mixed is less than 1% by weight, the total weight of the polymers is less than 1% by weight in the total polymer composition after mixing, the maximum here. It is not included in the target polymer that is the value or the minimum value.
【0024】従来の疎水性成分の含有割合に差のないポ
リマを用いた場合、疎水性の非耐汚染性材料とブレンド
して成形する際、耐汚染性ポリマ中にブレンドするポリ
マと同一の成分が含まれる場合であっても相溶しない場
合が多く、また、両者を溶媒に溶かして使用する場合で
も相分離する場合が多く、このような状態では均一な成
形体を形成できなかった。ところが、上記のとおり、本
発明の5重量%以上の疎水性成分の含有量差を有する組
成物を用いることにより、平均的な親水性成分量は同じ
であっても、疎水性成分の含有量差を適宜選択すること
ができるので、耐汚染性ポリマ組成物中の疎水性成分の
含有量が高いポリマと非耐汚染性材料との親和性が高ま
り、相溶もしくは半相溶した状態で安定した成形体、混
合溶液を形成することが可能である。中でも、非耐汚染
性材料と本発明の耐汚染性ポリマ組成物において、疎水
性成分含有量の平均値が同じ場合には、相溶性が特に優
れるため、安定にかつ耐汚染性に優れた膜が得られる。When a conventional polymer having no difference in the content ratio of the hydrophobic component is used, when the polymer is blended with a hydrophobic non-staining material and molded, the same component as the polymer blended in the stain-resistant polymer is used. In many cases, they are not compatible with each other even when they are contained, and in many cases they are phase-separated even when both are dissolved in a solvent and used. In such a state, a uniform molded product could not be formed. However, as described above, by using the composition of the present invention having a difference in the content of the hydrophobic component of 5% by weight or more, even if the average amount of the hydrophilic component is the same, the content of the hydrophobic component is Since the difference can be appropriately selected, the affinity between the polymer having a high content of hydrophobic components in the stain-resistant polymer composition and the non-stain-resistant material is increased, and the polymer is stable in a compatible or semi-compatible state. It is possible to form a molded body or a mixed solution. Among them, the non-stain-resistant material and the stain-resistant polymer composition of the present invention, when the average value of the hydrophobic component content is the same, the compatibility is particularly excellent, a stable and stain-resistant film Is obtained.
【0025】本発明の組成物は、疎水性成分の含有量が
異なるポリマを単に2種類混合した混合物でもよいが、
混合するポリマの組成が離れすぎると組成物内での相溶
性が悪くなる傾向があるため、できるだけ多くの組成を
混合することが好ましく、さらには疎水性成分の含有量
は連続的に異なっていることが好ましい。The composition of the present invention may be a mixture of only two kinds of polymers having different contents of the hydrophobic component,
If the compositions of the polymers to be mixed are too far apart, the compatibility in the composition tends to deteriorate, so it is preferable to mix as much of the composition as possible, and the content of the hydrophobic component is continuously different. Preferably.
【0026】このように疎水性成分の含有量差を有する
本発明の耐汚染性ポリマ組成物は、非耐汚染性材料と親
和性の高い組成と耐汚染性をより高く発現する親水性の
高い組成を合わせ持つため、耐汚染性を維持し、かつ非
耐汚染性材料との親和性に優れたポリマ組成物である。
中でも、少なくとも一部に疎水性成分の含有量が50重
量%以上である耐汚染性ポリマを含んでいることが、非
耐汚染性材料との親和性に優れるため好ましい。さらに
は、少なくとも一部に疎水性成分の含有量が70重量%
以上であるポリマを含んでいることがより好ましい。As described above, the stain-resistant polymer composition of the present invention having a difference in the content of the hydrophobic component has a composition having a high affinity with the non-stain-resistant material and a high hydrophilicity exhibiting a higher stain resistance. It is a polymer composition that has stain resistance because it has the same composition and has excellent compatibility with non-stain resistance materials.
Above all, it is preferable that at least a part thereof contains a stain resistant polymer having a content of the hydrophobic component of 50% by weight or more, since the affinity for the non-stain resistant material is excellent. Furthermore, the content of the hydrophobic component is at least 70% by weight.
It is more preferable to include the above polymers.
【0027】ポリマの混合物は組成の異なる数種のポリ
マを混合することにより得ることができるが、モノマの
供給速度を変えて重合するか、もしくはモノマの反応性
の差を利用することにより、簡便にかつ組成分布を持つ
混合物が得られる。次にその方法について説明する。A mixture of polymers can be obtained by mixing several kinds of polymers having different compositions, but it can be conveniently prepared by changing the feeding rate of the monomers for polymerization or by utilizing the difference in the reactivity of the monomers. A mixture having a uniform composition distribution is obtained. Next, the method will be described.
【0028】まず、モノマの供給速度を変えて重合する
方法とは、モノマの少なくとも一成分を重合液中に連続
もしくは断続的に供給することによって重合する方法で
ある。例えば、A,B2成分からなる共重合ポリマを得
る場合にはA成分だけ最初に重合液中に仕込んで、後に
B成分を連続もしくは断続的に供給するする方法が挙げ
られる。また、A、B両成分を共に連続供給する場合で
も両者の供給速度を適当に変えることにより目的の共重
合ポリマ組成物が得られる。First, the method of polymerizing by changing the monomer supply rate is a method of polymerizing by continuously or intermittently supplying at least one component of the monomer into the polymerization solution. For example, in the case of obtaining a copolymerized polymer composed of A and B2 components, a method may be mentioned in which only the A component is initially charged in the polymerization liquid and then the B component is continuously or intermittently supplied. Further, even when both components A and B are continuously fed, the intended copolymer polymer composition can be obtained by appropriately changing the feeding rate of both components.
【0029】また、共重合成分の反応性が違う場合に
は、重合中にモノマを供給しなくても、組成分布をもた
せることは可能である。各成分のモノマが共重合ポリマ
になることにより消費される速度を、各成分の反応速度
とすると、AがBより2倍速い系においては重合初期に
はBの2倍の組成を有する共重合ポリマが得られるが全
体の重合率が100%付近ではAのモノマが殆ど残って
いないため、Bのホモポリマに近いものが得られる。Further, when the reactivity of the copolymerization component is different, it is possible to give the composition distribution without supplying the monomer during the polymerization. Assuming that the reaction rate of each component is the rate at which the monomer of each component is converted into a copolymer, the copolymer having a composition twice as much as B at the initial stage of polymerization in a system in which A is twice as fast as B. Although a polymer can be obtained, when the overall polymerization rate is near 100%, almost no A monomer remains, so a B homopolymer is obtained.
【0030】これらの反応生成物の組成は、各モノマの
反応性より共重合の理論計算によって算出することもで
きるし、反応中の反応液から経時的に生成ポリマを抽出
し、元素分析、赤外線吸収スペクトル、核磁気共鳴スペ
クトルなどの通常の手法により経時的に得られたポリマ
組成を分析することによっても確認することができる。
また、反応中に反応液中の未反応モノマをガスクロマト
グラフィー、高速液体クロマトグラフィーによって定量
し、これより重合した量を計算することによって、経時
的に得られるポリマの組成を確認することもできる。The composition of these reaction products can be calculated from the reactivity of each monomer by theoretical calculation of copolymerization, or the produced polymer is extracted with time from the reaction solution during the reaction, elemental analysis, infrared It can also be confirmed by analyzing the polymer composition obtained with time by a usual method such as an absorption spectrum or a nuclear magnetic resonance spectrum.
It is also possible to confirm the composition of the polymer obtained over time by quantifying the unreacted monomer in the reaction liquid during the reaction by gas chromatography and high performance liquid chromatography, and calculating the amount polymerized from this. .
【0031】本発明の半透膜は、耐汚染性ポリマとし
て、抗血栓性ポリマを用いることにより、医療用として
好ましく用いることができる。The semipermeable membrane of the present invention can be preferably used for medical purposes by using an antithrombogenic polymer as the stain resistant polymer.
【0032】抗血栓性とは、材料表面と血液が直接接触
した場合に起こる血栓形成を抑制する性質のことであ
り、抗血栓性材料とはタンパク質や、血小板の付着すな
わち汚染を抑制する材料のことである。このような抗血
栓性材料としても、本発明の親水性、疎水性からなる耐
汚染性ポリマ組成物は好んで用いられる。この場合、成
膜後の血液接触面がガラス板に対して、血小板の付着が
少ないものが本発明での「抗血栓性ポリマ」に該当す
る。ここでの基準ガラス板にはマツナミのカバーガラス
を用いた。抗血栓性の評価方法としては血液と接触した
後の材料表面上の血小板、白血球、赤血球の量、変形状
態を走査型電子顕微鏡観察(SEM)で観察する方法は
よく知られている。The antithrombotic property is a property of suppressing thrombus formation which occurs when the surface of the material is in direct contact with blood. The antithrombotic material is a material which suppresses adhesion of protein or platelets, that is, contamination. That is. As such an antithrombogenic material, the hydrophilic and hydrophobic stain resistant polymer composition of the present invention is preferably used. In this case, the blood-contacting surface after film formation has less adhesion of platelets to the glass plate corresponds to the “antithrombotic polymer” in the present invention. A Matsunami cover glass was used as the reference glass plate here. As a method for evaluating antithrombogenicity, a method of observing the amount of platelets, white blood cells, red blood cells and the deformed state on the material surface after contact with blood by scanning electron microscope (SEM) is well known.
【0033】また、中空糸膜の形態で血液を中空糸内部
に流す場合には血液凝固によって流路が詰まることによ
って起こる膜入口、出口の差圧の上昇、もしくは血液が
流れなくなるまでの時間を測定することによって評価で
きる。膜が抗血栓性を有しているかどうかは、その膜を
構成する疎水性成分のみからなる膜の抗血栓性との比較
により判断される。When blood is flown into the hollow fiber in the form of a hollow fiber membrane, the time until the differential pressure at the membrane inlet or outlet increases due to clogging of the channel due to blood coagulation, or until the blood stops flowing, It can be evaluated by measuring. Whether or not the membrane has antithrombotic property is judged by comparison with the antithrombotic property of the membrane composed only of the hydrophobic component constituting the membrane.
【0034】成膜原液の溶媒としては、ポリマ組成物を
溶解しうる溶媒は、すべて使用可能であり、たとえばジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチル
アセトアミド、N−メチルピロリドンなどが好ましく用
いられる。またこれらの交互混合物などを使用すること
も可能である。As the solvent for the stock solution for film formation, any solvent capable of dissolving the polymer composition can be used, and for example, dimethylformamide, dimethylsulfoxide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like are preferably used. It is also possible to use an alternating mixture of these.
【0035】これらの溶媒に溶解した共重合体は製膜す
る事によって使用することができる。これらの成形方法
は、公知の方法を用いて行うことができる。たとえば平
膜の場合においては、温度および湿度のコントロールさ
れた雰囲気下で、ガラス板上に該製膜原液を流延し、市
販のアプリケータなどで、必要な膜厚に製膜した後、凝
固浴中に浸漬し、凝固脱溶媒を行って、目標の膜を得る
ことができる。The copolymer dissolved in these solvents can be used by forming a film. These molding methods can be performed using known methods. For example, in the case of a flat film, the film-forming stock solution is cast on a glass plate in an atmosphere where the temperature and humidity are controlled, and a commercially available applicator is used to form a film having a required film thickness, followed by coagulation. Immersion in a bath and solidification desolvation can be performed to obtain the target membrane.
【0036】人工腎臓、人工肺などによく使用される中
空糸膜においては抗血液凝固薬を使わない、抗血栓性表
面が特に要求されている。次に中空糸膜について詳細に
説明する。In hollow fiber membranes often used for artificial kidneys, artificial lungs, etc., an antithrombogenic surface without anticoagulant is especially required. Next, the hollow fiber membrane will be described in detail.
【0037】紡糸原液を口金から吐出する場合は、なめ
らかな糸状形成と同時に中空繊維形態保持についても十
分考慮しなければならない。安定に吐出するためには原
液の粘度は重要な因子であり、このため、口金温度を調
節して、吐出時の原液粘度を調製することも可能であ
る。通常、工程中で、延伸を行わない場合は、凝固浴で
ほぼ中空繊維の寸法が決定される。目標寸法に比べて大
きな孔径の中空口金を使用する場合には、紡糸原液を一
旦空中へ吐出し、しかる後に凝固欲へ浸漬、凝固させ
る、いわゆる乾湿式紡糸法は有効な手段である。When the spinning dope is discharged from the spinneret, it is necessary to sufficiently consider not only the formation of a smooth thread but also the shape retention of the hollow fiber. The viscosity of the undiluted solution is an important factor for stable ejection, and therefore, the viscosity of the undiluted solution at the time of ejection can be adjusted by adjusting the die temperature. Usually, in the process, if no drawing is carried out, the coagulation bath determines the dimensions of the hollow fibers. When a hollow spinneret having a pore size larger than the target size is used, the so-called dry-wet spinning method, in which the spinning solution is once discharged into the air and then immersed in the coagulation desire and coagulated, is an effective means.
【0038】中空繊維系保持のためには、中空繊維の内
部に液体を注入することが行われる。注入される液体と
しては、たとえば、該紡糸原液の溶媒および水や(多
価)アルコールなどの凝固剤あるいはこれらの混合物、
あるいは該共重合体やそれとの混合物の非溶媒であるよ
うな疎水性の液体、たとえば、n−オクタン、流動パラ
フィンなどの脂肪族炭化水素、ミリスチン酸イソプロピ
ルの様な脂肪酸エステルなども使用できる。In order to retain the hollow fiber system, a liquid is injected into the hollow fiber. Examples of the liquid to be injected include a solvent of the spinning dope and a coagulant such as water or (polyhydric) alcohol or a mixture thereof.
Alternatively, a hydrophobic liquid such as a non-solvent for the copolymer or a mixture thereof, for example, an aliphatic hydrocarbon such as n-octane or liquid paraffin, or a fatty acid ester such as isopropyl myristate can be used.
【0039】また、吐出糸が空中での温度変化によって
ゲル化したり、凝固によって速やかに強固な構造を形成
する場合には、自己吸引や圧入によって、窒素ガスや空
気などの不活性気体を用いることができる。このような
気体注入法は工程上からも非常に有利な方法である。温
度変化によってゲル化をおこすような原液系の場合に
は、乾式部分において冷風を吹き付け、ゲル化を促進さ
せることができる。When the discharged yarn is gelled due to temperature change in the air or rapidly solidified by solidification, an inert gas such as nitrogen gas or air is used by self-suction or press fitting. You can Such a gas injection method is a very advantageous method from the viewpoint of the process. In the case of a stock solution system that causes gelation due to temperature change, cold air can be blown in the dry portion to promote gelation.
【0040】凝固浴は通常、水や(多価)アルコールな
どの凝固剤、または紡糸原液を構成している溶媒との混
合物からなる。凝固浴の組成はその凝固性によって、紡
糸安定性や中空繊維の膜構造に影響する。紡糸原液に対
して凝固性が高い場合には、中空繊維の膜部分に巨大ボ
イドが生成する。また凝固性が低くなると中空繊維形態
の保持が困難になるため、原液特性とも併せて、適切な
組成にすることが好ましい。凝固浴の温度はその凝固性
を大きく支配し、膜の透過性にも重大な要因となってい
る。すなわち浴の温度が高くなると透過性は大きくな
る。このため、目標の透過性能に対し、前記の凝固浴組
成と適切な条件で組み合わされる。The coagulation bath is usually composed of a coagulant such as water or (polyhydric) alcohol, or a mixture with a solvent constituting the spinning dope. The composition of the coagulation bath affects the spinning stability and the membrane structure of the hollow fiber depending on its coagulability. When the coagulation property with respect to the spinning dope is high, huge voids are generated in the membrane portion of the hollow fiber. Further, if the coagulability becomes low, it becomes difficult to maintain the hollow fiber form, so it is preferable to have an appropriate composition together with the characteristics of the stock solution. The temperature of the coagulation bath largely controls the coagulability of the coagulation bath, and is a significant factor in the permeability of the membrane. That is, the higher the bath temperature, the greater the permeability. Therefore, it is combined with the above coagulation bath composition under appropriate conditions for the target permeation performance.
【0041】凝固後、十分な水洗を行ってから、含水状
態中空糸が乾燥によって、その膜構造を破壊されるのを
防ぐため、膜構造内部の水をグリセリンあるいはエチレ
ングリコールなどに置換する。さらに必要に応じて、グ
リセリン水溶液などを用いて熱処理を施し、寸法安定性
を付与することもできる。After coagulation, after sufficient washing with water, the water inside the membrane structure is replaced with glycerin or ethylene glycol in order to prevent the membrane structure from being destroyed by drying the hydrated hollow fiber. Further, if necessary, a glycerin aqueous solution or the like may be used for heat treatment to impart dimensional stability.
【0042】中空糸膜の表面形態は、このような紡糸操
作条件を適宜選択することによって、変えることができ
るが、使用するポリマ原液が不均一なものでは、凝固が
不均一になり、膜構造も不均一になる。特に、紡糸原液
に親水性成分、疎水性成分からなる耐汚染性ポリマと疎
水性の非耐汚染性ポリマを用いた場合には通常相溶性が
悪く、膜表面も不均一な構造になってしまうが、本発明
のポリマ組成物からなる耐汚染性ポリマと非耐汚染性ポ
リマを用いた耐汚染性半透膜は耐汚染性ポリマと非耐汚
染性ポリマとの相溶性が良いために、均一な表面構造が
容易に得られる。表面構造の形態は、走査型電子顕微鏡
(SEM)で観察できるが、数100オングストローム
の大きさの表面状態を議論する場合には、膜に対する金
属の種類、蒸着条件を十分考慮しないと、蒸着物質自体
の構造を観察することになる。本発明の観察では、蒸着
物質に白金−パラジウムを用い、蒸着厚みが100オン
グストローム以下になるようにした。The surface morphology of the hollow fiber membrane can be changed by appropriately selecting such spinning operation conditions, but if the polymer stock solution used is non-uniform, coagulation will be non-uniform and the membrane structure will be different. Also becomes uneven. In particular, when a stain resistant polymer composed of a hydrophilic component and a hydrophobic component and a hydrophobic non-stain resistant polymer are used in the spinning dope, the compatibility is usually poor and the film surface also has a non-uniform structure. However, a stain-resistant semipermeable membrane using a stain-resistant polymer and a non-stain-resistant polymer comprising the polymer composition of the present invention has a good compatibility with the stain-resistant polymer and the non-stain-resistant polymer, and thus is uniform. A simple surface structure can be easily obtained. The morphology of the surface structure can be observed with a scanning electron microscope (SEM). However, when discussing the surface state of a size of several hundred angstroms, if the kind of metal for the film and the deposition conditions are not sufficiently considered, the deposition material You will observe the structure of itself. In the observation of the present invention, platinum-palladium was used as the vapor deposition material, and the vapor deposition thickness was set to 100 angstroms or less.
【0043】非相溶性のポリマをブレンドして膜を作成
する場合、成膜条件によってはいずれかの成分を液接触
面に選択的に濃縮させることができる。ただし、通常親
水性成分、疎水性成分からなる耐汚染性ポリマと疎水性
の非耐汚染性ポリマを用いた場合には相分離が大きすぎ
て、耐汚染性物質が溶出してしまう危険性があり、この
ようなものは、医療用として使用することはできない
が、本発明の耐汚染性半透膜は疎水性の高い耐汚染性ポ
リマと疎水性の非耐汚染性ポリマの親和性が高いためそ
のような問題はない。When a film is prepared by blending incompatible polymers, either component can be selectively concentrated on the liquid contact surface depending on the film forming conditions. However, when a stain-resistant polymer that is usually composed of a hydrophilic component and a hydrophobic component and a hydrophobic non-stain-resistant polymer are used, the phase separation is too large, and there is a risk that the stain-resistant substance will elute. However, such a thing cannot be used for medical purposes, but the stain-resistant semipermeable membrane of the present invention has a high affinity between a highly hydrophobic stain-resistant polymer and a hydrophobic non-stain-resistant polymer. Therefore, there is no such problem.
【0044】本発明でいう液接触面とは、液と接触する
面から20nm以下の領域であり、この領域での耐汚染
性成分濃度の測定はX線光電子分光法(XPS)およ
び、二次イオン質量分析法(SIMS)によって確認で
きる。The liquid contact surface in the present invention is a region of 20 nm or less from the surface in contact with the liquid, and the concentration of the stain resistant component in this region is measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and secondary It can be confirmed by ion mass spectrometry (SIMS).
【0045】このような材料は、タンパク質の濃縮、液
の無菌化、排水処理等の濾過分離膜に用いられ、特に血
液や体液あるいは生体組織と直接接触する医療材料とし
て、有用に用いられることができ、たとえば創傷保護
材、人工腎臓あるいは人工肺などの膜材料、薬剤の固定
化あるいは徐放化基膜などとして特に優れた性能を発揮
するものである。Such a material is used for a filter separation membrane for protein concentration, liquid sterilization, wastewater treatment, etc., and is particularly useful as a medical material that is in direct contact with blood, body fluid or living tissue. For example, it exhibits particularly excellent properties as a wound protection material, a membrane material such as an artificial kidney or an artificial lung, and a drug-immobilized or sustained-release base membrane.
【0046】以下、実施例によってさらに詳しく説明す
るが、本発明はこれら実施例により限定されるものでは
ない。Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited to these examples.
【0047】[0047]
実施例1 メトキシポリエチレングリコールメタクリレート”M9
00G”(エチレンオキサイド部分の平均重合度90、
重量平均分子量4060、新中村化学工業(株)製、以
下M900Gと略記)48.5重量部をジメチルスルホ
キシド(以下DMSOと略記)343重量部に溶解した
後、アクリロニトリル(以下ANと略記)113部と
2,2’−アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル
(以下ADVNと略記)0.248重量部を加えて、窒
素雰囲気下の密閉容器内で41℃、48時間の条件にて
ラジカル重合を行った。重合後4リットルのメタノール
中で残留モノマを抽出し、これを6回繰り返した後に3
0℃で48時間真空状態で乾燥させて、耐汚染性ポリマ
組成物を得た。Example 1 Methoxy polyethylene glycol methacrylate "M9"
00G "(average degree of polymerization of ethylene oxide portion is 90,
After dissolving 48.5 parts by weight of a weight average molecular weight of 4060, manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as M900G) in 343 parts by weight of dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO), 113 parts of acrylonitrile (hereinafter abbreviated as AN). When
0.248 parts by weight of 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile (hereinafter abbreviated as ADVN) was added, and radical polymerization was carried out in a closed container under a nitrogen atmosphere at 41 ° C. for 48 hours. It was After polymerization, the residual monomer was extracted in 4 liters of methanol, and this was repeated 6 times, and then 3
It was dried under vacuum at 0 ° C. for 48 hours to obtain a stain resistant polymer composition.
【0048】この組成物は炭素、窒素、水素の元素分析
によって平均のM900G含有量が30重量%であるこ
とが確かめられた。また、高速液体クロマトグラフィー
によって、重合中の各モノマの反応性を測定し、また、
重合中のポリマ成分の組成を元素分析で経時的に測定す
ることにより、PAN成分の含有割合において、少なく
とも50重量%〜95重量%の分布を有するポリマ混合
物からなる組成物が合成されていることを確認した。This composition was confirmed to have an average M900G content of 30% by weight by elemental analysis of carbon, nitrogen and hydrogen. Also, by high performance liquid chromatography, the reactivity of each monomer during the polymerization was measured, and
The composition of a polymer mixture having a distribution of at least 50% by weight to 95% by weight in the content ratio of the PAN component is synthesized by measuring the composition of the polymer component during polymerization with time by elemental analysis. It was confirmed.
【0049】この共重合体ポリマ組成物100部と、公
知の方法によってANをDMSO中で重合したポリスチ
レン換算のGPC法による重量平均分子量が60万のポ
リアクリロニトリル66部とジメチルスルホキシド94
0部とを混合し、103℃で16時間撹拌し紡糸原液を
調製した。紡糸原液は肉眼で透明であった。100 parts of this copolymer polymer composition and 66 parts of polyacrylonitrile having a weight average molecular weight of 600,000 by polystyrene-converted GPC method in which AN was polymerized in DMSO by a known method and dimethyl sulfoxide 94.
0 parts were mixed and stirred at 103 ° C. for 16 hours to prepare a spinning dope. The spinning solution was transparent to the naked eye.
【0050】得られた紡糸原液を外径/内径=0.6/
0.3mmφの環状スリット型中空口金から、1.16
g/minの割合で、空気中に吐出した。同時に中空内
部には窒素ガスを68mmAqの圧力で注入した。凝固
浴には31℃の水を用いた。得られた中空糸のポリマ中
に含まれるM900G単位の量は18重量%であった。
該中空糸膜の内径/膜厚は306/34μmで、透水性
は100ml/hr・mmHg・m2 、牛血漿での透水
性は9.4ml/hr・mmHg・m2 、アルブミンの
リークは認められなかった。Outer diameter / inner diameter = 0.6 /
From an annular slit type hollow base of 0.3 mmφ, 1.16
It was discharged into the air at a rate of g / min. At the same time, nitrogen gas was injected into the hollow at a pressure of 68 mmAq. Water at 31 ° C. was used for the coagulation bath. The amount of M900G units contained in the polymer of the obtained hollow fiber was 18% by weight.
The inner diameter / membrane thickness of the hollow fiber membrane was 306/34 μm, the water permeability was 100 ml / hr · mmHg · m 2 , the water permeability in bovine plasma was 9.4 ml / hr · mmHg · m 2 , and albumin leakage was observed. I couldn't do it.
【0051】中空糸の内表面を血液接触面とし、X線光
電子分光法(XPS)で表面から推定約5nmの深さの
酸素、炭素、窒素の含有量を分析した。この結果より、
本実施例の化学構造から、表面の耐汚染性組成物中の親
水性成分であるM900G成分の含有量を計算すると4
5重量%であり、平均濃度の18重量%に比べて、非常
に高い値であった。Using the inner surface of the hollow fiber as a blood contact surface, the contents of oxygen, carbon and nitrogen at a depth of about 5 nm estimated from the surface were analyzed by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). From this result,
From the chemical structure of this example, the content of the hydrophilic component M900G component in the surface stain resistant composition was calculated to be 4
It was 5% by weight, which was a very high value compared to the average concentration of 18% by weight.
【0052】また、2次イオン質量分析法(SIMS)
によって、表面から深さ方向における炭素、酸素イオン
の濃度を測定することにより、図1のようなM900G
の濃度変化を得た。40nm付近ではそれ以下の濃度よ
りもM900G濃度は低いが、20nmよりも内表面に
近い領域では著しくM900G濃度が高く、耐汚染性組
成物がこの近傍に濃縮されていた。Secondary ion mass spectrometry (SIMS)
By measuring the concentration of carbon and oxygen ions in the depth direction from the surface, the M900G as shown in FIG.
Was obtained. At around 40 nm, the M900G concentration was lower than the lower concentration, but at a region closer to the inner surface than 20 nm, the M900G concentration was remarkably high, and the stain resistant composition was concentrated in the vicinity.
【0053】また、膜内表面形態をSEMで観察したと
ころ、粒子状の構造単位の大きさは平均約400オング
ストロームであり、非常に平滑な表面であった。When the surface morphology in the film was observed by SEM, the size of the particulate structural unit was about 400 Å on average, and the surface was very smooth.
【0054】本実施例の膜を用いて、公知の方法で膜面
積0.25m2 の血液瀘過膜モジュールを作成し、犬で
の血液体外循環試験を行ったところ、抗凝固剤を使用せ
ずに、実験時間8時間に血液凝固による膜閉塞は起こら
ず安定して循環できた。実験後の膜表面をSEMで観察
したところ、膜表面での血小板付着は観察されず、優れ
た抗血栓性を示した。Using the membrane of this example, a blood filtration membrane module having a membrane area of 0.25 m 2 was prepared by a known method, and an extracorporeal blood circulation test was carried out in dogs. In addition, the membrane was not blocked due to blood coagulation during the experimental time of 8 hours, and stable circulation was possible. When the membrane surface after the experiment was observed by SEM, no platelet adhesion was observed on the membrane surface, indicating excellent antithrombotic properties.
【0055】実施例2 M900G29部をDMSO343部に溶解した後、A
N132.5部とADVN0.248部を加えて、実施
例1と同方法でM900G含有量が18重量%のポリマ
組成物を得た。Example 2 29 parts of M900G was dissolved in 343 parts of DMSO and then A
N132.5 parts and ADVN 0.248 parts were added to obtain a polymer composition having an M900G content of 18% by weight in the same manner as in Example 1.
【0056】このポリマ組成物150部とジメチルスル
ホキシド850部とを混合し、95℃で16時間撹拌し
紡糸原液を調製した。紡糸原液は肉眼では透明であっ
た。150 parts of this polymer composition and 850 parts of dimethylsulfoxide were mixed and stirred at 95 ° C. for 16 hours to prepare a spinning dope. The spinning solution was transparent to the naked eye.
【0057】得られた紡糸原液を外径/内径=0.6/
0.3mmφの環状スリット型中空口金から、1.2g
/minの割合で、空気中に吐出した。同時に中空内部
には窒素ガスを74mmAqの圧力で注入した。該中空
糸膜の内径/膜厚は328/127μmで、透水性は5
0ml/hr・mmHg・m2 、牛血漿での透水性は
8.2ml/hr・mmHg・m2 であり、アルブミン
のリークは認められなかった。Outer diameter / inner diameter = 0.6 /
1.2g from 0.3mmφ annular slit type hollow base
It was discharged into the air at a rate of / min. At the same time, nitrogen gas was injected into the hollow at a pressure of 74 mmAq. The inner diameter / thickness of the hollow fiber membrane is 328/127 μm, and the water permeability is 5
0ml / hr · mmHg · m 2 , permeability of bovine plasma is 8.2ml / hr · mmHg · m 2 , leakage of albumin was not observed.
【0058】実施例1と同様にSIMSによって内表面
からのM900G濃度変化を調べたところ、実施例1の
ようにM900Gが著しく内表面に凝集された構造では
ないものの、緩やかに表面にM900G濃度の高い成分
が凝集していた。図2に、SIMSによるM900Gの
濃度変化の結果を示した。When the change in the M900G concentration from the inner surface was examined by SIMS in the same manner as in Example 1, it was found that the structure was not such that M900G was remarkably aggregated on the inner surface as in Example 1, but the M900G concentration was gradually increased on the surface. High components were agglomerated. FIG. 2 shows the result of the concentration change of M900G by SIMS.
【0059】比較例1 組成の均一な共重合ポリマの合成を行い、比較を行っ
た。このポリマの重合法は、M900G27重量部をD
MSO838重量部に溶解した後、AN143重量部と
ADVN 0.3重量部を加えて窒素雰囲気下の密閉容
器内で41℃、4時間の条件にてラジカル重合を行っ
た。重合後4リットルの水中で再沈し、その後残留モノ
マ成分を4リットルのメタノールで5回抽出した後に3
0℃で48時間真空状態で乾燥させて、抗血栓性ポリマ
組成物を得た。Comparative Example 1 A copolymerized polymer having a uniform composition was synthesized and compared. This polymer is polymerized by adding 27 parts by weight of M900G to D
After dissolving in 838 parts by weight of MSO, 143 parts by weight of AN and 0.3 part by weight of ADVN were added, and radical polymerization was carried out in a closed container under a nitrogen atmosphere at 41 ° C. for 4 hours. After polymerization, reprecipitation was carried out in 4 liters of water, and then residual monomer components were extracted 5 times with 4 liters of methanol and then 3
It was dried under vacuum at 0 ° C. for 48 hours to obtain an antithrombotic polymer composition.
【0060】この共重合体ポリマ組成物100部と、公
知の方法によってANをDMSO中で重合したポリスチ
レン換算のGPC法による重量平均分子量が60万のポ
リアクリロニトリル66部とジメチルスルホキシド94
0部とを混合し、103℃で16時間撹拌し紡糸原液を
調製した。紡糸原液では肉眼で相分離とわかるムラが認
められた。100 parts of this copolymer polymer composition and 66 parts of polyacrylonitrile having a weight average molecular weight of 600,000 by polystyrene-converted GPC method in which AN was polymerized in DMSO by a known method and dimethyl sulfoxide 94
0 parts were mixed and stirred at 103 ° C. for 16 hours to prepare a spinning dope. In the spinning dope, unevenness that could be visually recognized as phase separation was observed.
【0061】得られた紡糸原液を外径/内径=0.6/
0.3mmφの環状スリット型中空口金から、1.2g
/minの割合で、空気中に吐出した。同時に中空内部
には窒素ガスを74mmAqの圧力で注入した。該中空
糸膜の内径/膜厚は318/30μmで、透水性は51
ml/hr・mmHg・m2 、牛血漿での透水性は12
ml/hr・mmHg・m2 であり、アルブミンのリー
クは認められなかった。Outer diameter / inner diameter = 0.6 /
1.2g from 0.3mmφ annular slit type hollow base
It was discharged into the air at a rate of / min. At the same time, nitrogen gas was injected into the hollow at a pressure of 74 mmAq. The hollow fiber membrane had an inner diameter / thickness of 318/30 μm and a water permeability of 51.
ml / hr · mmHg · m 2 , water permeability in bovine plasma is 12
It was ml / hr · mmHg · m 2 , and albumin leakage was not observed.
【0062】膜内表面形態をSEMで観察したところ、
粒子状の構造単位の大きさは平均約2000オングスト
ロームであり、非常に荒い表面であった。When the surface morphology of the film was observed by SEM,
The size of the particulate structural units averaged about 2000 angstroms and was a very rough surface.
【0063】本実施例の膜を用いて、公知の方法で膜面
積0.25m2 の血液瀘過膜モジュールを作成し、抗凝
固剤を使用せずに犬での血液体外循環試験を行ったとこ
ろ、4時間以内に血液凝固による膜閉塞は起こり、循環
不能になった。Using the membrane of this example, a blood filtration membrane module having a membrane area of 0.25 m 2 was prepared by a known method, and an extracorporeal blood circulation test was conducted in dogs without using an anticoagulant. However, within 4 hours, membrane occlusion due to blood coagulation occurred, and circulation became impossible.
【0064】[0064]
【発明の効果】本発明により、耐汚染性素材と、膜強度
保持材等の非耐汚染性材料との親和性が改善されて、液
接触面に耐汚染性成分が濃縮される耐汚染性に優れたポ
リマ組成物からなる半透膜を提供することができた。According to the present invention, the affinity between the stain resistant material and the non-stain resistant material such as the film strength holding material is improved, and the stain resistant component is concentrated on the liquid contact surface. It was possible to provide a semipermeable membrane composed of a polymer composition excellent in
【図1】本発明の実施例1において得られた膜表面のM
900Gの濃度変化を示す図面である。FIG. 1 is the M of the film surface obtained in Example 1 of the present invention.
It is drawing which shows the density | concentration change of 900G.
【図2】本発明の実施例2において得られた膜表面のM
900Gの濃度変化を示す図面である。FIG. 2 is the M of the film surface obtained in Example 2 of the present invention.
It is drawing which shows the density | concentration change of 900G.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺田 良蔵 神奈川県鎌倉市手広1111番地 東レ株式会 社基礎研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Ryozo Terada 1111 Tehiro, Kamakura City, Kanagawa Prefecture
Claims (3)
ポリマを2種以上混合した組成物を少なくとも一つの構
成成分としてなる半透膜であって、該2種以上の耐汚染
性ポリマにおいて、疎水性成分の含有割合の最大値と最
小値の差が5重量%以上であることを特徴とする半透
膜。1. A semi-permeable membrane comprising at least one composition comprising a mixture of two or more stain resistant polymers comprising a hydrophilic component and a hydrophobic component, said two or more stain resistant polymers. In the semipermeable membrane, the difference between the maximum value and the minimum value of the content ratio of the hydrophobic component is 5% by weight or more.
つの構成成分として含むことを特徴とする半透膜。2. A semipermeable membrane according to claim 1, which contains a non-staining resistant polymer as one constituent.
重合度5以上のポリアルキレンオキサイド単位と重合性
炭素−炭素二重結合とを同一分子内に有するモノマが含
まれることを特徴とする請求項1または2記載の半透
膜。3. As a constituent monomer of a stain resistant polymer,
The semipermeable membrane according to claim 1 or 2, wherein a monomer having a polyalkylene oxide unit having a degree of polymerization of 5 or more and a polymerizable carbon-carbon double bond in the same molecule is contained.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3275703A JPH05111624A (en) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Semipermeable membrane |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3275703A JPH05111624A (en) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Semipermeable membrane |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05111624A true JPH05111624A (en) | 1993-05-07 |
Family
ID=17559190
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3275703A Pending JPH05111624A (en) | 1991-10-23 | 1991-10-23 | Semipermeable membrane |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05111624A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006124714A (en) * | 1992-09-29 | 2006-05-18 | Toray Ind Inc | Contamination resistant material and contamination resistant semipermeable membrane |
JP2009533217A (en) * | 2006-04-11 | 2009-09-17 | マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー | Film with fouling resistance formed by polyacrylonitrile graft copolymer |
US8562836B2 (en) | 2000-09-11 | 2013-10-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Graft copolymers, methods for grafting hydrophilic chains onto hydrophobic polymers, and articles thereof |
JP2016026238A (en) * | 2010-03-04 | 2016-02-12 | 積水化学工業株式会社 | Vinyl chloride-based resin, vinyl chloride-based resin solution and production method of the same |
CN111036088A (en) * | 2018-10-11 | 2020-04-21 | 河南工程学院 | Preparation method of lotus leaf surface structure-simulated super-hydrophobic porous separation membrane |
-
1991
- 1991-10-23 JP JP3275703A patent/JPH05111624A/en active Pending
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CN111036088B (en) * | 2018-10-11 | 2022-03-25 | 河南工程学院 | Preparation method of lotus leaf surface structure-simulated super-hydrophobic porous separation membrane |
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