JPS6253824A - 積層多孔膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、微細かつ均一な孔径を有し、ピンホールの全
くない積層多孔膜に関するものであり、該積層多孔膜は
人工肺用等の医療用隔膜、医薬食品用口過ＩＩ！２、電
池用隔膜等産業上の利用分野に使用される。

（従来技術とその問題点） 公知の多孔膜は一般に単層である。そしてこれらの単層
フィルムは、ミクロ相分離法、延伸法等いずれの製法で
製作されたものでも、ピンホール（粗大孔）を皆無にす
ることは困難である。

ピンホールとは、多孔膜の孔径分布から、孔径の大きい
方にはずれた粗大孔をいう。例えば、平均孔径０．ｌμ
ｍ、最大有効孔径０．３ｕＬｍの多孔膜中の数ｇｍの粗
大な孔をいう。

このようなピンホールを含む多孔膜は、口過用ミクロフ
ィルターとして用いた場合、数ｐｍまでの微粒子や細菌
類が透過してしまい、ミクロフィルターとしての＊　ｆ
＠を果さなくなる。

またポリオレフィン製多孔膜を人工肺用隔膜として用い
た場合、ポリオレフィンの撥水性及び微細孔の耐水圧に
より、血液は通さずにガスのみを通す、しかし数Ｊｉｍ
のピンホールが存在すると耐水圧が低いため、低圧で血
液漏れを生じ１人工肺としての機能を果さなくなる。

ピンホールを防ぐには、Ｉ８！を検査して、ピンホール
の存在を見つけ、この部分を取り除くか、［１詰をする
必要がある。ピンホールを見つける方法としては、レー
ザー、光、高電圧等を用いた連続ピンホール検出機によ
る方法が一般的である。

しかしながら、既存のピンホール検出機では、１０数７
ｔｍ以上のピンホールしか検出できず、数μｍさらには
１ｇｍ以下のピンホールを検出するり１は困難である。

一方、多孔膜を２枚貼り合わせた公知の膜としては、 ■接着剤を部分的または、全面に塗７Ｉシ接看したもの ■ホットメルト剤を多孔膜間に分布させ、加熱ニップロ
ールで加熱接着したもの ■多孔膜を加熱したニップロールで加熱圧着したもの 等がある。しかしながら、■■の膜は、接着剤等の丑が
少なく部分的に接着している場合には、接着剤のついて
いない部分は多孔膜と多孔膜の間に隙間があり、この隙
間を通してピンホールがつながってしまう、また、接着
剤等を全面に塗布した膜は、接着剤等により多孔膜の孔
が塞がれることにより、膜の透過性は失われる。

さらに接着剤やホットメルト剤が液体と接触した場合、
接着剤やホットメルト剤の成分の溶出もおきる。

ｔ■の方法で作られた膜は、単に加熱、加圧しただけの
ものは、第２図に示したように多孔膜がほとんど接着し
ていないので、多孔膜の間の隙間を通してピンホールが
、実質上つながってしまっている。これを解決するため
に、樹脂の融点以上に温度を」二げたり、加圧を大きく
して作られた膜は、接着強度は向上するが、膜が融解し
たり、圧力でつぶれることにより、透過性能が著しく低
下する。

（発明の目的） 本発明は、従来の多孔膜が持つ以上のような問題点を解
消させ、ピンホールを皆無にした多孔膜を提供すること
を目的とする。

（発明の構成） 本発明の膜は、熱可塑性樹脂からなる多孔膜を２枚以上
績層融合した膜であって、積層多孔膜の表面を形成する
多孔膜の有効孔径分布の最大孔径よりも大きな孔径を有
する孔（ピンホール）が積層多孔膜の表面から裏面へ連
通していないことを特徴とする積層多孔膜である。

本発明に用いられる多孔膜とは構成要素としての膜であ
り、積層多孔膜とはこれらの多孔膜を２枚以上重ねて融
合一体化した膜である。

本発明の積層多孔膜を構成する多孔膜の有効孔径分布と
は、多孔膜の平均孔径を中心に分布し。

多孔膜の機能を発現する孔径の分布であり、ピンホール
とはこの有効孔径分布の最大孔径よりも大きな孔径を有
する孔で、多孔膜の機７１を阻害するものである。積層
する多孔膜の数は、２枚以上であれば、２枚でも３枚で
も特に限定されない。

本発明の積層多孔膜は、構成する多孔膜にピンホールが
存在する場合にも、ピンホールが表面から裏面へ積層多
孔膜中を連通ずることは皆無であり、ピンホールが全く
ない膜である。

（実施ｆｉ様及び作用） 本発明における熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、
ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂及びその共重
合体、ポリ弗化ビニリデン、エチレン−テトラフロロエ
チレン共重合体等の弗素系樹脂、ナイロン６、ナイロン
６６等のポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂等の熱可塑
性樹脂であればいずれでも良い。

これら熱可塑性樹脂のうちポリオレフィン系樹脂が好ま
しい、さらには、ポリエチレン及びポリエチレンを主と
したポリエチレン共重合体が特に好ましい。

２枚以上貼り合わせる熱可塑性樹脂の材質の組合せは、
例えば、ポリエチレンとポリプロピレンの組合せのよう
に、同系の組合せであれば使用できる。ポリエチレンと
ポリエチレンを主とした共重合体の組合せのように、同
種の組合せがより好ましく、ポリエチレンとポリエチレ
ンのように全く同一の材質であることが最も好ましい。

本発明に於ける多孔膜の平均孔径は０．０２〜５ｇｍで
あり、好ましくは０．０５〜５ｇｍの範囲にある。積層
多孔膜を構成する各多孔膜の平均孔径は異なっていても
良いが同じであるのがより々ｆましい。本発明に於ける
多孔膜の気孔率は３０〜９０％であり、好ましくは５０
〜８０％である。気孔率３０％未満では多孔膜としての
機能が低く好ましくない、また、気孔率が９０％を超え
ると、膜の強さが弱く好ましくない。

積層多孔膜を構成する各多孔膜の気孔率は異なっていて
も良いが、同じであるのがより好ましい０本発明に於け
る多孔膜の厚さは５ｐｍ”１ｍｍである。本発明を構成
する各多孔膜の厚さは異なっていても良いが、同じであ
るのがより好ましい。

本発明の融合一体化の方法の例としては、時分１眉６０
−２３１３０号公報に開示された製法により、ポリエチ
レン、フタル酸ジオクチル及び微粉シリカを溶融成形し
た後、フタル酸ジオクチル、シリカを抽出して、ポリエ
チレン多孔膜を作り、この多孔膜を２枚重ね合わせ、ポ
リエチレンの融点以下７０℃〜融点以下１℃の温度に加
熱したロールで縦方向に１．２〜１５倍−軸延伸する方
法があるが、本発明の積層多孔膜はこれらの製法によっ
て限定されるものではない。

本発明の積層多孔膜の境界面は、第１図のように構成す
る２枚以上の多孔膜が融合一体化して。

その境界面が観察されなくなり、実質上単層となってい
る。第２図は、加熱したニップロールで加熱圧着した公
知の積層膜で、２枚の多孔膜は融合しておらず単に重な
っているだけの状態であり、境界面が明瞭にあられれて
いる。Ｍ層多孔膜の層間剥離強度は、Ｉｇ／Ｃｍ巾以上
であり、好ましくは５　ｇ　／　ｃ　ｍ　ｌＪ以」−で
ある。

本発明による積層多孔膜は構成する多孔膜が元来備えて
いた透過性能を損なうことがなく融合一体化して、実質
的に単層となった膜であり、更にその際ピンホールが連
通ずる確率は皆無であるから、ピンホールを全く有しな
い多孔膜である。

本発明による積層多孔膜がポリエチレンの場合には人工
肺用隔膜として使用することができる。

ポリエチレンは、血液に対して不活性で°あり、人工肺
用隔膜の材質として優れており、ポリエチレン多孔膜は
微細な孔構造とポリエチレンの臨界表面張力を利用して
、血液は通さずに、ガスのみを通すことができ、更にポ
リエチレン積層多孔膜はピンホールが皆無であるので、
血液漏れを生じることがなく、更に剥離強度が高い為長
時間使用しても′Ａ離を生じて、血液漏れを起こすこと
もない。従って本発明によるポリエチレン積層多孔膜は
、品性ず駐かつ高信頼性を有する人工肺用隔１漠を提供
することができる。

また、本発明による積層多孔膜がポリオレフィン樹脂で
あれば、優れた耐薬品性の結果、アルカリ′１ヒ池やリ
チウム電池その他の各種−次電池、二次電池のセパレー
ターとして使用することができる。

本発明による積層多孔膜は構成する多孔膜の平均孔径が
０．０２〜５ｇｍであれば、高い口過精度と高い信頼性
が要求される医薬、食品用口過膜として使用することが
できる。また、本発明による積層多孔膜は、剥離強度が
ｌ　ｇ　／　ｃ　ｍ　１１１以上であれば、屈曲、折曲
げ等の変形を加えても′ＡＳすることがなく、機械加工
性に優れ、かつ長時間使用しても剥離を生じることがな
いので、高信頼性を要求される工業用ミクロフィルター
として使用することができる。

更に剥離強度が５　ｇ　／　ｃ　ｍ　ｒ口以上であれば
、連続して変形を加えても剥離することがなく、連続機
械加工性に優れ、工業的に有用である０本発明の効果を
明らかにするために実施例を示す、しかし本発明はこれ
らの実施例によって限定されるものではない。

（実施例１） 特公昭６０−２３１３０号公報に開示される製法によっ
て、ポリエチレン、フタル酸ジオクチル及び微粉シリカ
を溶融成形した後、フタル酸ジオクチル、微粉シリカを
抽出して厚さ１００　ｐｍ。

平均孔径０．１４ｍ、気孔率６８％の多孔Ｍ（融点１３
０℃）を作り、この多孔膜を２枚重ねて８０℃に予熱後
、ロール延伸機でロール温度１２０℃で縦方向に２倍延
伸すると同時に貼り合わせた。得られた積層多孔膜の剥
離強度は２０　ｇ　／　ｃｍ　１１であった。

得られた積層多孔膜の透過性源は、１枚の多孔膜を同じ
条件で延伸した場合の多孔膜の性能とほぼ等しかった。

１枚で延伸した多孔膜にはピンホールが肉眼でも確認で
き、２枚の積層多孔膜の表面にも粗大孔が肉眼で確認で
きたが、積層多孔膜はＡｍ１ｃ。

ｎ社製ＵＦセル（試験膜面積１６ｃｔｒｒ”）を用いた
水の漏れ試験を５０枚行なったが、漏れは全くなかった
。

（実施例２） 実施例１と同じ方法で得られた厚さ１１００ＪＬ、平均
孔径０．０５ＩＬｍ、気孔率２８％のポリエチレン多孔
膜を用いて実施例１と同じ方法で積層多孔膜を作った。

得られた積層多孔膜の剥離強度は３０　ｇ　／　ｃ　ｍ
巾であった。得られた８１層多孔膜の透過性能は１枚を
同じ条件で延伸して得られた積層多孔膜の性能とほぼ等
しかった。１枚で延伸して得られた多孔膜には、肉眼で
観察できる粗大孔は見られなかったが、実施例１と同じ
水の漏れ試験を行なったところ、５０枚の試験で８枚漏
れを生じた。これに対して積層多孔膜は５０枚の試験で
漏れは全くなかった。

（実施例３） 実施例１と同じ方法で得られた厚さ１１００ＩＬ、平均
孔径０．１μｍ、気孔率６８％のポリエチレン多孔膜を
３枚重ねて８０℃に予熱後、ロール延伸機でロール温度
１２０℃で縦方向に２倍延伸すると同時に貼り合わせた
。得られた積層多孔膜の各層間の剥離強度はそれぞれ２
０　ｇ　／　Ｃｍ　１口であった。ピンホールは全くな
かった。

（実施例４） 実施例１と同じ方法で得られた厚さ１１００ＪＬ、平均
孔径０．１μｍ、気孔率６８％のポリエチレン多孔膜を
２枚重ねて６０℃に予熱後、ロール延伸機でロール温度
６０℃で縦方向に１．２倍延伸すると同時に貼り合わせ
た。得られた積層多孔ＩＶ２の剥離強度はＩｇ／ｃｍ巾
であったが、手でｋｉ】曲、折曲げ等の変形を加えても
Ｍ＃を生じなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の積層多孔膜の境界面の結晶構造を示す
走査型電子顕微鏡写真である。（ａ）低倍率、（ｂ）拡
大図。 第２図は２枚の多孔膜を加熱したニップロールで加熱圧
着した公知の積層膜の境界面の結晶構造を示す走査型電
子顕微鏡写真である。（ａ）低倍率、（ｂ）拡大図。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）２枚以上の熱可塑性樹脂製多孔膜を積層融合した
   積層多孔膜であって、表面を形成する多孔膜の有効孔径
   分布の最大孔径よりも大きな孔径を有する孔（ピンホー
   ル）が、積層多孔膜の表面から裏面へ連通していないこ
   とを特徴とする積層多孔膜。
2. （２）熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン樹脂である特許
   請求の範囲第１項記載の積層多孔膜。
3. （３）ポリオレフィン樹脂が、ポリエチレン又はその共
   重合体である特許請求の範囲第２項記載の積層多孔膜。
4. （４）積層多孔膜の層間剥離強度が１ｇ／ｃｍ巾以上で
   ある特許請求の範囲第１項記載の積層多孔膜。
5. （５）積層多孔膜を構成する多孔膜の平均孔径が０．０
   ２〜５μｍ、気孔率が３０〜９０％である特許請求の範
   囲第１項記載の積層多孔膜。
6. （６）積層多孔膜を構成する多孔膜の厚さが５μｍ〜１
   ｍｍである特許請求の範囲第１項記載の積層多孔膜。