JPS6287204A - ポリ塩化ビニル中空糸フイルタ−およびその製造方法 - 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〕 本発明は吸着能の低いポリ塩化ビニル中空糸型フィルタ
ーおよびその製造方法に関するも″のである。

本発明によるフィルターは、水溶液中に懸濁しているコ
ロイドの除去、蛋白質、多糖、酵素１合成高分子等の濃
縮、脱塩、臨床分析、化学分析、生化学等の前処理用フ
ィルターとして有用である。

〔従来の技術〕

従来、膜分離法は大量処理を第１の特徴とし、その用途
を拡大してきた。しかしたとえば、蛋白質、多糖９合成
高分子等を阻止する限外濾過膜に関して、非常に希薄な
酵素溶液をその酵素を阻止する膜で濃縮すると、濃縮し
た酵素液の全活性が濃縮前のそれより低下するのが普通
である。これは膜素材への酵素の吸着が理由であり、希
少価値を有する酵素を損失する事が多かった。

又、血中遊離薬物濃度を測定するために、限外濾過膜を
用い血清を除蛋白した液を分析する場合、血中遊離薬物
濃度と戸液濃度が同じであるという前提がある。すなわ
ち、血清中にある遊離薬物濃度と同濃度のものが膜戸液
中に存在することが要求されるが、膜材質への薬物の吸
着によってＦ液中の薬物濃度が低下し、血中遊離薬物濃
度の測定に支障をきたしていた。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、従来の中空糸型フィルターの素材と比
較して非常に吸着の少ないポリ塩化ビニセル樹脂を原料
とした中空糸型フィルター及びその製造方法を提供する
ことにある。又、中空糸型フィルターの内壁が外壁と比
較して膜面積の大きい、従来の中空糸型フィルターとは
異質の構造を持つ中空糸型フィルターを提供することに
ある。

〔発明の構成〕

本発明は、フィルターの材質にポリ塩化ビニＡル樹脂を
用いる中空糸型フィルター及びその製造方法に関する。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明は、非水系重合法によって得られるポリ塩化と二
１ル樹脂を特定の親水性極性良溶剤に溶解し・中空糸紡
糸用２重管ノズルから紡糸し、ポリ塩化ビニ）ル樹脂は
溶解しないが膜形成液中の溶剤とは混和するゲル化液中
へ浸漬せしめる、いわゆる湿式製膜法からなる限外濾過
膜およびその製造法である。

ポリ塩化ビニ％ル樹脂が疎水性低分子化合物、例えばフ
エノバルビタールを比較的吸着しないことは公知である
が、市販の懸濁重合法及び乳化重合法で得られたポリ塩
化ビニ％ル樹脂は、これを素材として公知の方法で中空
糸に紡糸すると透水性が極めて低いにもかかわらず蛋白
質の阻止性能が悪く、実用には適しない。例えば血清蛋
白の一種であるアルブミンの阻止率９５％以上の膜をう
るには、製膜原液中のポリ塩化ビニＡル濃度を２５ｇ／
ｄｔ以上にしなければならなかった。しかしながら、そ
の時の透水性能はｓ　ｘ　１ｏ−”　ｗ／ｄｉ・ｍｉｎ
　（Ｊ＋９／　ｃｒ！　）以下であって実用的な値を示
さなかった。ここで実用的な値とは少なくても１×１０
−’　ｍ１ｌｃｒｉ　・ｍｉｎ　（ｋｇｌｃｒｌ　）以
上であることを目安にしている。

本発明者は血清蛋白質の阻止性能を９９チ以上かつ透水
量を１　ｘ　１０−”　ｍｌ／ｃ！ｔ−ｍｔｎ　（１ａ
ｉｌａ＆　）以上にすることのできるポリ塩化ビニール
樹脂膜の製造方法について検討した結果、以下のことが
判明した。

すなわち実用的な透水量は、製膜原液中のポリ塩化ピニ
ヘル濃度が約２０９７ｄｔ以下で得られること、また、
市販されている懸濁重合法のポリ塩化ビニムルには懸濁
分散剤として、重合時にポリビニルアルコール、部分ケ
ン化ポリビニルアルコール、メチルセルローズ、ヒドロ
オキシプロピルセルローズ、ＣＭＣ，ゼラチン等の合成
や天然の水溶性高分子物質及び界面活性剤などが単独及
び混合で用いられており、製品中にこれらの物質が、−
ｓａ存したり、グラフト化して、これが水中で凝固させ
る除膜の緻密化を防げている事が判った。

乳化重合法によってえられるポリ塩化ビニセルについて
も同様のことがいえる。

従って市販懸濁重合法及び乳化重合法のポリ塩化ビニ％
ル樹脂を溶剤にとかし、非溶剤で沈殿させる溶解沈殿法
で精製する事によって水溶性物質を可及的に減少せしめ
る事で蛋白質の阻止性能の向上がある程度は計れるが、
これらの水溶性高分子は一部グラフト化しているため、
完全に除去することはできない。

以上の事から本発明者は重合段階よりこれらの障害にな
る水溶性高分子物質の添加を必要としない、非水系の塩
化ビニルの重合法によるポリ塩化ビニルを作成し検討す
る事により初めてアルブミンの阻止率が９９チ以上で、
かつ透水性能が３ＸＩＦ２、ｔ　／ｃｒ１．　ｍ１ｎ　
（ｌａｉ　／ａｆｔ　）　以上テアル優良す限外濾過膜
を５る方法の発明に到った。

本発明の限外濾過膜に使用することができるボリ塩化ビ
ニルは気相重合法、塊状重合法、溶液重合法等の非水系
重合法で製造されたストレート塩化ビニルである。又ポ
リ塩化ビニルの平均重合度は６００〜１５００が良く、
好ましくは７００〜１２００である。

本発明に使用可能なポリ塩化ビニル樹脂を溶解する溶剤
は、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、テトラヒドロフラン
の親水性極性溶剤であり、これらのうちどちらか１種類
あるいは、これらの混合物を用いる。膜形成液は、ポリ
塩化ビニル樹脂を１０〜２５重量％になるように、上記
の溶剤に溶解したものを用いる。

ゲル化液には水を用いる。この他にもポリ塩化ビニル樹
脂を溶解している溶剤は溶解するが、ポリ塩化ビニル樹
脂は溶解しない溶剤、例えばメタノール、エタノール、
水−エタノール混合物等も使用可能ではあるが、通常そ
の取扱いの容易さから水がよい。

中空糸を紡糸する場合、二重環ノズルの中心より内ゲル
化液を、外環より膜形成液を押し出し・これを外ゲル化
液に浸漬し中空糸をゲル化させる。

内ゲル化液と外ゲル化液とのゲル化液の種類あるいは、
組成を変えることによってフィルターの断面構造は異な
ったものとなる。即ち、内壁と外壁の両方とも緻密層と
なる場合、内壁のみ緻密層になり外壁は多孔質構造にな
る場合、又は外壁は緻密層で内壁は多孔質構造を取る場
合等、である。

本発明者らは、ポリ塩化ビニル樹脂を親水性極性溶剤に
溶解しこの膜形成液を二重環中杢糸紡糸ノズルより紡糸
する際、内ゲル化液の温度が外ゲル化液の温度より２０
〜５０°Ｃ高い場合、内壁の膜面積が外壁の膜面積より
大きくなる事を見い出した。この時、外液の温度は０〜
５０℃が好ましい。

この温度より高温であると内液の温度が６０°Ｃ以上に
なり操作性に問題が生ずる。

この条件における紡糸では、中空糸フィルターの内壁は
波状にうねり、このため、内壁の有効表面積が著しく増
加する。一般に中空糸フィルターは、膜内壁により濾過
をおこなうが、通常の中空糸フィルターは内壁が円筒状
であることから、内壁の有効膜面積はおのずから、フィ
ルター内径によって決まる。これに比較して、本発明に
よる中空糸フィルターは、その有効膜面積が、内径によ
りて一義的に決定されることなく、従来の中空糸フィル
ターに比較すると、電子顕微鏡写真からの判断では、１
．２〜１．７倍の有効内表面積を保有することができる
。

〔実施例〕

以下に実施例により本発明を説明するがこれら実施例に
より本発明は限定されるものではない。

実施例１ 平均重合度１０００の気相重合ポリ塩化ビニル樹脂をＮ
−メチル−２−ピロリドンに濃度２０ｇ／ｄｔで溶解し
、製膜原液とした。この原液を二重前型中空糸紡糸ノズ
ルより紡糸した。この時、内液の水温を５０℃、外液の
水温を２０℃に設定した。外径１．５編φ、膜厚２０１
ＷＬの中空糸が得られた。

このポリ塩化ビニル中空糸は、純水透過速度２００　ｔ
／ｎ？　−ｈｒ　・１ａｔｍであり、分子量６万８千の
牛血清アルブミンに対する除去率は９９．９　％であっ
た。得られた中空糸フィルターの断面写真を図１，２に
示した。

実施例２ 平均重合度７００の気相重合ポリ塩化ビニル樹脂をテト
ラヒドロフランに濃度１５９／ｄＬで溶解し、製膜原液
とした。この原液を二重前型中空糸紡糸ノズルより紡糸
した。この賛、内液の水温を２５°Ｃ１外液の水温を４
°Ｃに設定した。外径１、２　ＪＲｓφ、膜厚１５０μ
ｍの中空糸が得られた。

このポリ塩化ビニル中空糸は、純水透過速度５５０　ｔ
／ｌｒ？　＊　ｈｒ　＊１ａｔｍであり、分子量６万８
千の牛血清アルブミンに対する除去率は６０チであった
。

比較例１ 市販懸濁重合法ポリ塩化ビニル樹脂を原料とし、Ｎ−メ
チル−２−ピロリドンに濃度が２０り／ｄｔになるよう
に溶解し、これを製膜原料とした。

この原液を実施例１と同様の温度条件で二重管式中空糸
紡糸ノズルより紡糸し、外径１．２Ｍ−φ、膜厚２００
μｍの中空糸を得た。この市販ポリ塩化ビニル中空糸は
、純水透過速度１２ｔ／−・ｈｒ・１ａｔｍであり、分
子量６万８千の牛血清アルブミンに対する除去率は３３
チであり、透水性も阻止性能も低かった。

比較例２ 平均重合度３００の気相重合ポリ塩化ビニル樹脂をＮ−
メチル−２−ピロリドンに濃度２０ｇ／ｄｔに溶解し、
製膜原液とした。この原液を２重管型中空糸紡糸ノズル
より紡糸した。この時、内液と外液の温度をおのおの２
０℃に設定した。得られた中空糸の内壁はきれいな円筒
状であり、本発明のような内壁の波状のうねりは生じな
かった。

【図面の簡単な説明】

図１　実施例１で紡糸した繊維の断面の形状を示す電子
顕微鏡写真 図２　実施例１で紡糸した繊維の断面の形状を示す電子
顕微鏡写真

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）フィルターの材質に非水系重合法によって得られ
   たポリ塩化ビニル樹脂を用いる事を 特徴とする中空糸型フィルター。
2. （２）中空糸型フィルターの内壁が波状であり、その外
   壁と比較して有効表面積が大きいことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の中空糸型フィルター。
3. （３）非水系重合法によって得られたポリ塩化ビニル樹
   脂を親水性溶剤に溶解した液を膜形 成液とし、中空糸紡糸ノズルより紡糸する際に、内液の
   温度を外液の温度より２０〜３０℃高くしてゲル化させ
   る事を特徴とする中空糸型フィルターの製造方法。
4. （４）ポリ塩化ビニル樹脂の溶剤としてＮ−メチル−２
   −ピロリドン、テトラヒドロフランのいずれか１種ある
   いはこれらの混合液を用いる事を特徴とする特許請求の
   範囲第（３）項記載の製造方法。