專利名稱：多層微孔膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有優(yōu)異的滲透性的微孔膜。更尤其，本發(fā)明涉及一種適用于從包含生理活性物質(zhì)如蛋白質(zhì)的溶液中去除微小物質(zhì)如病毒的微孔膜。
背景技術(shù)：
最近，可作為注射用溶液中的污染物存在的病源如病毒和病源蛋白質(zhì)所涉及的問題已突出地成為一種危險(xiǎn)情形。如果輸液的包含生理活性物質(zhì)如血漿衍生物，生物藥物或血漿的液體制劑向人體給藥，情況尤其如此。需要一種用于去除或失活這些病源的方法。
用于失活病毒的方法包括加熱工藝和使用化學(xué)劑處理(例如溶劑/洗滌劑(S/D)處理)。但這些方法在其失活作用方面受限于病毒的種類。例如，加熱工藝對于熱穩(wěn)定的病毒如肝炎A病毒不太有效。另外，S/D處理對沒有脂類膜的病毒如微細(xì)小病毒基本上沒有作用。在使用化學(xué)劑處理時(shí)，因?yàn)樗玫幕瘜W(xué)試劑可向人體給藥，需要一種用于去除化學(xué)劑的工藝。
膜過濾已知為一種用于物理去除病毒的方法。因?yàn)槭褂靡环N取決于病毒顆粒尺寸的膜過濾體系進(jìn)行分離步驟，它對于所有的病毒是有效的，與病毒的化學(xué)或熱性質(zhì)無關(guān)。
病毒種類從最小的病毒如具有直徑約18-24nm的微細(xì)小病毒或具有直徑約25-30nm的脊髓灰質(zhì)炎病毒至相對大的病毒如具有直徑80-100nm的HIV。為了通過物理方式使用膜過濾去除這些種類的病毒，需要一種具有最大孔直徑100nm或更低的微孔膜。最近已增加對用于去除小病毒如微細(xì)小病毒的體系的需求。
可通過去除病毒而用于純化血漿衍生物和生物藥物的病毒去除膜必須不僅具有病毒去除能力，而且具有對生理活性物質(zhì)如白蛋白和球蛋白的高滲透性。為此，具有幾個(gè)nm孔直徑的超過濾膜和具有較小尺寸孔直徑的反滲透膜不適用作病毒去除膜。
即使微孔膜具有適用于病毒去除的孔直徑，在膜內(nèi)具有大空隙和在表面皮層中具有合適的過濾特性的微孔膜，如超過濾膜在病毒去除時(shí)具有低可靠性。原因在于總是存在明顯的缺陷如皮層中的針孔或裂縫和膜內(nèi)的大空隙。皮層在此是指存在于膜的一面或兩面上且與膜的內(nèi)部區(qū)域相比具有更密實(shí)結(jié)構(gòu)的非常薄的層。
具有從膜表面的一側(cè)向另一側(cè)孔直徑連續(xù)增加的梯度結(jié)構(gòu)的膜不適用于病毒去除。為了完全進(jìn)行病毒去除，膜必須具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中沒有內(nèi)空隙以及沿著厚度方向具有非常少或幾乎沒有孔直徑連續(xù)改變的均相結(jié)構(gòu)區(qū)域在某個(gè)厚度上存在。在這種結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生一種一般稱作″深度過濾″的過濾機(jī)理。結(jié)果，非?？煽康牟《救コ芰勺鳛樵谀ず穸鹊拿總€(gè)微小區(qū)域中的病毒去除的總和而得到。
在最終制造工藝過程中，要用于病毒去除的微孔膜使用一些消毒處理進(jìn)行處理以保證產(chǎn)品的安全。所用的消毒步驟包括使用化學(xué)劑的方法，使用紫外照射或γ-射線照射的方法，使用蒸汽消毒的方法和類似方法?；瘜W(xué)劑的使用可由于殘余的痕量化學(xué)劑留在微孔膜中而對人體產(chǎn)生有害影響。使用紫外照射的消毒方法由于紫外射線的低透射率而不適用于最終工藝中的消毒。使用γ-射線照射的消毒方法由于在微孔膜中產(chǎn)生的照射損害而不可靠。似乎使用蒸汽是最安全的，可靠的和優(yōu)選的方法。在這種情況下，用于微孔膜的材料要求具有熱穩(wěn)定性，因?yàn)槟ひ诟邷叵峦ㄟ^蒸汽消毒進(jìn)行處理。
為了防止蛋白質(zhì)(制劑的一種組分)吸附到微孔膜上，該膜應(yīng)該優(yōu)選是親水的。因此，優(yōu)選使用本身親水的膜材料或通過后處理向膜中引入親水性質(zhì)。但如果使用親水材料，膜的機(jī)械性能由于膜被水溶脹而明顯下降。因此，優(yōu)選首先通過用憎水材料構(gòu)成膜的物理結(jié)構(gòu)，和然后對所構(gòu)成的膜的微孔表面進(jìn)行親水化而制備親水微孔膜。
在工業(yè)生產(chǎn)血漿衍生物和生物藥物時(shí)，優(yōu)選使用對包含生理活性物質(zhì)的溶液具有高滲透速率的膜以增加生產(chǎn)率。但包含生理活性物質(zhì)如球蛋白的溶液包含大量的懸浮物質(zhì)作為聚合物如二聚體或更多聚體。這些懸浮物質(zhì)造成微孔膜的孔的堵塞。結(jié)果，過濾速率迅速下降。微孔直徑的尺寸越小，該傾向越明顯增加。結(jié)果，耐過濾性有時(shí)由于懸浮材料在膜表面上的聚集而迅速增加。為了減小該問題，通常使用具有較大孔直徑的預(yù)過濾器以去除懸浮物質(zhì)。但難以通過使用預(yù)過濾器完全去除懸浮物質(zhì)。另外，因?yàn)槭褂脙煞N過濾器導(dǎo)致成本增加，非常需要一種在存在懸浮物質(zhì)時(shí)不導(dǎo)致堵塞的膜。
JP-A-7-265674公開了一種可用于從溶液中去除病毒的聚偏二氟乙烯膜，且術(shù)語″各向同性″用于其權(quán)利要求中。但″各向同性″膜通常由于懸浮物質(zhì)在膜表面上的堵塞或聚集而造成處理量急劇下降的問題，因?yàn)槲⒖啄び糜诓《救コ龝r(shí)所用的液體一般包含生理活性物質(zhì)和因此各種懸浮物質(zhì)。
WO 99/47593公開了一種其表面層通過使用特定的冷卻介質(zhì)而具有改進(jìn)的開孔比率的聚偏二氟乙烯膜，并描述，所述表面層可具有預(yù)過濾功能。但所述表面層的厚度不大于3μm，導(dǎo)致在過濾包含各種懸浮物質(zhì)如蛋白質(zhì)溶液的液體時(shí)不具有足夠的預(yù)過濾作用的問題。
JP-A-7-173323公開了一種通過在冷卻工藝中在相對的兩個(gè)膜表面上產(chǎn)生冷卻速率之間的差異而制成的聚偏二氟乙烯微孔膜。在該情況下，在冷卻速率較慢的表面上的孔直徑變得較大，和因此在膜的每個(gè)表面上提供孔直徑之間的差異。這兩個(gè)膜表面的孔直徑比率在所述出版物的權(quán)利要求中被規(guī)定為4-10。在根據(jù)所述出版物的方法中，冷卻速度沿著膜厚度方向連續(xù)變化，沿著膜厚度方向提供膜結(jié)構(gòu)的連續(xù)改變，和進(jìn)一步提供一種在這兩個(gè)膜表面之間具有4倍以上的孔直徑差異的明顯的梯度結(jié)構(gòu)。在這種制造方法中，不能得到具有高度精確均勻性以實(shí)現(xiàn)病毒去除所需的深度過濾的細(xì)結(jié)構(gòu)層。
WO 91/16968公開一種作為用于從溶液中去除病毒的聚偏二氟乙烯膜的微孔膜，包括承載體，表面皮和存在于承載體和皮之間的中間多孔區(qū)域，它通過將聚合物溶液涂布和凝固到具有孔的承載體上和因此在所述承載體上形成皮層和中間多孔層而制成。但所述微孔膜不具有本發(fā)明的一體結(jié)構(gòu)或細(xì)結(jié)構(gòu)層。
本發(fā)明的公開內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種具有優(yōu)異的滲透性的微孔膜。本發(fā)明進(jìn)一步的目的是提供一種具有足以去除病毒和類似物的性能和對于生理活性物質(zhì)如蛋白質(zhì)具有優(yōu)異的滲透性的微孔膜。
為了解決上述問題，本發(fā)明人在潛心研究之后發(fā)現(xiàn)，一種具有足以去除病毒的性能和對于生理活性物質(zhì)如蛋白質(zhì)具有優(yōu)異的滲透性的多孔膜可通過形成包括具有大開孔比率的粗結(jié)構(gòu)層和具有小開孔比率的細(xì)結(jié)構(gòu)層的多層結(jié)構(gòu)而得到，并因此完成了本發(fā)明。
因此，本發(fā)明提供[1]一種包含熱塑性樹脂的多層微孔膜，包括具有較高開孔比率的粗結(jié)構(gòu)層和具有較低開孔比率的細(xì)結(jié)構(gòu)層，其中所述粗結(jié)構(gòu)層至少存在于厚度不低于5.0μm的一個(gè)膜表面中，所述細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度不低于整個(gè)膜厚度的50％，且所述粗結(jié)構(gòu)層和所述細(xì)結(jié)構(gòu)層形成為一體。
按照上述[1]的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層是開孔比率不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層和所述細(xì)結(jié)構(gòu)層是開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％和在″開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層的開孔比率的平均值″±2.0％(包括兩個(gè)邊界值)范圍內(nèi)的層。
按照上述[2]的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層具有梯度結(jié)構(gòu)，其中其開孔比率從膜表面向所述細(xì)結(jié)構(gòu)層連續(xù)下降。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[3]的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層的膜表面的平均孔直徑不低于通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑的2倍。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[4]的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層僅存在于膜表面的一側(cè)。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[5]的多層微孔膜，其中所述熱塑性樹脂是聚偏二氟乙烯樹脂。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[6]的多層微孔膜，其中通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑是10-100nm。
一種用于制造按照上述[5]的多層微孔膜的方法，包括以下步驟(a)-(c)(a)成膜步驟包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物在不低于所述熱塑性樹脂的晶體熔點(diǎn)的溫度下加熱以使它們均勻溶解并隨后所述組合物從出料口擠出；(b)形成粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層的步驟將所述膜與對所述熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體，在所述膜的一個(gè)表面上，在加熱態(tài)下，在不低于100℃的溫度下接觸，并將所述膜的另一表面冷卻，同時(shí)在以下定義的拉伸比率不低于1和不高于12的拉伸速率下將所述膜卷繞(take up)拉伸比率＝(膜的拉伸速率)/(組合物在出料口處的出料速率)；和(c)去除顯著部分的所述增塑劑和所述非揮發(fā)性液體的步驟。
按照上述[8]的方法，其中包含熱塑性樹脂和增塑劑的所述組合物具有熱誘導(dǎo)固體-液體相分離點(diǎn)。
按照上述[8]或[9]的方法，其中所述熱塑性樹脂是聚偏二氟乙烯樹脂。
按照上述[10]的方法，其中所述增塑劑是選自鄰苯二甲酸二環(huán)己酯，磷酸三苯酯，磷酸二苯基甲苯基酯和磷酸三甲苯酯的至少一種。
按照上述[10]的方法，其中所述非揮發(fā)性液體是選自其酯鏈的碳鏈長度不大于7的鄰苯二甲酸酯，己二酸酯和癸二酸酯，其酯鏈的碳鏈長度不大于8的磷酸酯和檸檬酸酯中的至少一種。
通過按照任何一項(xiàng)上述[8]-[12]的方法得到的多層微孔膜。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[7]和[13]的多層微孔膜，其中膜表面和其微孔的內(nèi)表面被親水化。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[7]，[13]和[14]的多層微孔膜，它用于從包含生理活性物質(zhì)的液體中去除病毒。
按照任何一項(xiàng)上述[1]-[7]，[13]和[14]的多層微孔膜在從包含生理活性物質(zhì)的液體中去除病毒中的用途。
一種從包含生理活性物質(zhì)的液體中去除病毒的方法，包括使用按照任何一項(xiàng)上述[1]-[7]，[13]和[14]的多層微孔膜。
附圖的簡要描述

圖1是在實(shí)施例1中得到的中空纖維狀膜的橫截面在1,000放大倍數(shù)下通過掃描電子顯微鏡觀察到的照片。
圖2是在實(shí)施例1中得到的中空纖維狀膜的內(nèi)表面附近在15,000放大倍數(shù)下通過掃描電子顯微鏡觀察到的照片。
圖3是在實(shí)施例1中得到的中空纖維狀膜的內(nèi)表面(粗結(jié)構(gòu)層側(cè))在6,000放大倍數(shù)下通過掃描電子顯微鏡觀察到的照片。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式本發(fā)明微孔膜的形狀是平整膜型，中空纖維型和類似形狀和可應(yīng)用其任何形狀但中空纖維在容易制造方面是優(yōu)選的。
本發(fā)明多層微孔膜的厚度優(yōu)選為15-1,000μm，更優(yōu)選15-500μm和最優(yōu)選20-100μm。薄于15μm的膜厚度由于傾向具有不足微孔膜強(qiáng)度而不是優(yōu)選的。超過1,000μm的膜厚度由于傾向具有不足滲透性能而也不是優(yōu)選的。
對本發(fā)明微孔膜必須具有較高開孔比率的粗結(jié)構(gòu)層和較低開孔比率的細(xì)結(jié)構(gòu)層，以及其中所述粗結(jié)構(gòu)層至少存在于膜的一個(gè)表面上的多層結(jié)構(gòu)。所述粗結(jié)構(gòu)層是整個(gè)膜厚度中具有相對高開孔比率的部分，和通過向包含在蛋白質(zhì)溶液和類似物中的懸浮物質(zhì)提供預(yù)過濾功能而增加膜處理能力。另外，所述細(xì)結(jié)構(gòu)層是在整個(gè)膜厚度中具有相對低開孔比率的部分，基本上規(guī)定了膜的孔直徑。在預(yù)期用于去除微小顆粒如病毒的微孔膜中，該部分是用于束縛所述微小顆粒的層。
孔隙率和開孔比率在本發(fā)明中具有相同的基本概念，都對應(yīng)于空隙部分在微孔膜的體積比率。但前者是由基于膜的橫截面面積和長度，所述膜的重量和膜材料自身的真實(shí)密度計(jì)算的表觀體積得到的值，而后者是空隙部分所占據(jù)的面積與膜的橫截面面積的比率，通過圖像分析膜橫截面的電子顯微鏡照片而得到。在本發(fā)明中，后者針對沿著膜厚度方向的每個(gè)規(guī)定厚度而測定，并用于檢查空隙部分沿著膜的厚度方向的體積比率變化。對于最大孔直徑不超過300nm的膜，考慮到測量精度，開孔比率針對每1μm厚度而測定。
更具體地，開孔比率這樣得到將所觀察到的橫截面結(jié)構(gòu)沿著相對微孔膜的膜表面垂直的方向劃分成分別沿著厚度方向具有1μm厚度的區(qū)域，并隨后通過圖像分析計(jì)算每個(gè)劃分區(qū)域中的空隙所占據(jù)的面積的分?jǐn)?shù)。平均開孔比率通過將每個(gè)劃分區(qū)域的開孔比率對一定范圍的膜厚度平均而得到，而整個(gè)膜厚度的平均開孔比率通過將每個(gè)劃分區(qū)域所得的開孔比率對整個(gè)膜厚度取平均而得到。
本發(fā)明微孔膜的孔隙率優(yōu)選為30-90％，更優(yōu)選40-85％和最優(yōu)選50-80％。低于30％的孔隙率由于不足過濾速率而不是優(yōu)選的，而超過90％的孔隙率由于不僅損失在去除病毒和類似物方面的可靠性而且微孔膜強(qiáng)度不足而也不是優(yōu)選的。
本發(fā)明粗結(jié)構(gòu)層的厚度不低于5.0μm。不低于5.0μm的粗結(jié)構(gòu)層厚度可表現(xiàn)出足夠的預(yù)過濾功能。粗結(jié)構(gòu)層的厚度優(yōu)選不低于7.0μm和更優(yōu)選不低于10.0μm。另外，細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度不低于整個(gè)膜厚度的50％。可以使用細(xì)結(jié)構(gòu)層厚度不低于整個(gè)膜厚度50％的膜而不會(huì)降低對病毒和類似物的去除性能。它優(yōu)選不低于55％和更優(yōu)選不低于60％。
本發(fā)明中的粗結(jié)構(gòu)層是存在于膜表面附近和具有沿著厚度方向測定的較高開孔比率的層，和是開孔比率(A)優(yōu)選不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層[以下稱作粗結(jié)構(gòu)層(A)]，更優(yōu)選+2.5％和最優(yōu)選+3.0％。粗結(jié)構(gòu)層的開孔比率的上限優(yōu)選不超過整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+30％，更優(yōu)選不超過整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+25％和最優(yōu)選不超過整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+20％。不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的粗結(jié)構(gòu)層的開孔比率提供足以不同于細(xì)結(jié)構(gòu)層的大的結(jié)構(gòu)差異，和可具有預(yù)過濾作用和增加微孔膜的處理能力。相反，超過整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+30％的粗結(jié)構(gòu)層的開孔比率由于粗結(jié)構(gòu)層超過所需的較粗結(jié)構(gòu)和不足預(yù)過濾功能而不是優(yōu)選的。
本發(fā)明中的粗結(jié)構(gòu)層優(yōu)選具有從膜表面向細(xì)結(jié)構(gòu)層連續(xù)下降的開孔比率的梯度結(jié)構(gòu)。如此優(yōu)選的原因在于，孔直徑的連續(xù)下降以及開孔比率的連續(xù)下降據(jù)信能夠逐步去除在表面附近的較大懸浮物質(zhì)以及去除在更內(nèi)區(qū)域處的較小懸浮物質(zhì)，因此增加粗結(jié)構(gòu)層的預(yù)過濾功能。在粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層之間邊界上的開孔比率的不連續(xù)顯著變化不是優(yōu)選的，因?yàn)閼腋∥镔|(zhì)在邊界附近的聚集降低了過濾器速率。本文描述為開孔比率連續(xù)下降的梯度結(jié)構(gòu)是指一種沿著膜厚度方向的一般傾向，因此可存在由于結(jié)構(gòu)不一致或測量誤差而造成的或多或少的在開孔比率方面的局部反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明中的粗結(jié)構(gòu)層優(yōu)選包括開孔比率不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+5.0％的層，更優(yōu)選包括開孔比率不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+8.0％的層。包括開孔比率不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+5.0％的層的粗結(jié)構(gòu)層是指具有足夠大于細(xì)結(jié)構(gòu)層的孔直徑，使得粗結(jié)構(gòu)層具有足夠的預(yù)過濾功能的層。具有最大開孔比率的層優(yōu)選存在于膜表面上或其附近。
如果本發(fā)明微孔膜用于去除液體中的病毒，優(yōu)選的是，皮層不存在于所述微孔膜的表面上和通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑優(yōu)選不低于10nm，更優(yōu)選不低于15nm，考慮到對生理活性物質(zhì)如球蛋白的滲透性或過濾速率。皮層的存在可由于包含在蛋白質(zhì)溶液和類似物中的懸浮物質(zhì)在表面上的聚集而造成滲透性的突然下降。皮層在此是指存在于膜表面附近和具有小于膜的內(nèi)區(qū)域的孔直徑，且其厚度一般來說不超過1μm的層。另外，通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑的上限取決于用于去除的目標(biāo)如病毒的尺寸。但它優(yōu)選不超過100nm，更優(yōu)選不超過70nm和在去除小病毒的特殊情況下優(yōu)選不超過50nm。最大孔直徑在此是通過氣泡點(diǎn)方法按照ASTM F316-86測定的值。
在所述微孔膜中，膜表面(其中粗結(jié)構(gòu)層存在于其附近)的平均孔直徑優(yōu)選為通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑的至少2倍，更優(yōu)選通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑的至少3倍。低于通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑的2倍的膜表面(其中粗結(jié)構(gòu)層存在于其附近)的平均孔直徑不是優(yōu)選的，因?yàn)榭字睆教〔荒芊乐箲腋∥镔|(zhì)在表面上的聚集和過濾速率的下降。如果所述微孔膜用于病毒去除，膜表面(其中粗結(jié)構(gòu)層存在于其附近)的平均孔直徑優(yōu)選不超過3μm，更優(yōu)選不超過2μm。超過3μm的所述平均孔直徑由于傾向降低預(yù)過濾功能而不是優(yōu)選的。
在本發(fā)明中，細(xì)結(jié)構(gòu)層是具有較低開孔比率的層，和優(yōu)選為孔比率(B)低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％和在[開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層的開孔比率的平均值]±2.0％(包括兩個(gè)邊界值)范圍內(nèi)的層[以下稱作細(xì)結(jié)構(gòu)層(B)]。在[開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層的開孔比率的平均值]±2.0％(包括兩個(gè)邊界值)范圍內(nèi)的細(xì)結(jié)構(gòu)層的開孔比率是指，細(xì)結(jié)構(gòu)層具有相對均相結(jié)構(gòu)，這對于通過深度過濾去除病毒和類似物是重要的。細(xì)結(jié)構(gòu)層的較高均勻性是更優(yōu)選的，和開孔比率的變化范圍優(yōu)選為±2％，和更優(yōu)選±1％。細(xì)結(jié)構(gòu)層的優(yōu)選例子是公開于WO 01/28667的球狀石墨內(nèi)空隙結(jié)構(gòu)，和類似結(jié)構(gòu)。
深度過濾所需的另一結(jié)構(gòu)特性是對應(yīng)于本發(fā)明細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度的許多過濾步驟。細(xì)結(jié)構(gòu)層基本上不低于整個(gè)膜厚度的50％，更優(yōu)選不低于55％，和進(jìn)一步更優(yōu)選不低于60％。低于整個(gè)膜厚度50％的細(xì)結(jié)構(gòu)層厚度不是優(yōu)選的，因?yàn)樵摵穸瓤山档蛯Σ《镜娜コ阅?，盡管這取決于膜厚度。
在本發(fā)明微孔膜中，可存在不屬于所述粗結(jié)構(gòu)層(A)或所述細(xì)結(jié)構(gòu)層(B)的中間區(qū)域。中間區(qū)域在此是開孔比率低于整個(gè)膜的平均開孔比率+2.0％但在范圍[開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層的開孔比率的平均值]±2.0％(包括兩個(gè)邊界值)之外。這種層一般存在于粗結(jié)構(gòu)層(A)和細(xì)結(jié)構(gòu)層(B)之間的邊界部分中。
另外，在本發(fā)明微孔膜中，粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層基本上形成為一體。粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層的一體形成作用在此是指，粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層在制造微孔膜時(shí)同時(shí)形成。在這種情況下，中間區(qū)域可存在于粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層的邊界部分中。因此，通過將具有相對小孔直徑的層涂布到具有大孔直徑的承載體上而制成的膜和通過層壓具有不同孔直徑的各種膜而制成的膜不包括在多層本發(fā)明微孔膜中。通過涂布或?qū)訅壕哂胁煌目字睆降母鞣N膜而制成的膜的缺陷在于，懸浮物質(zhì)往往在承載體和涂覆層之間聚集，因?yàn)樵趦蓪又g孔的連接作用下降或孔直徑急劇和不連續(xù)地變化。
本發(fā)明微孔膜的水滲透速率隨著孔直徑而變化，但優(yōu)選為2×10-11-3×10-8，更優(yōu)選5×10-11-1.5×10-8和最優(yōu)選8×10-11-8.5×10-9。所述水滲透速率是轉(zhuǎn)化成在膜厚度25μm下的速率時(shí)的值，單位為m3/m2/sec/Pa/25μm。低于2×10-11的水滲透速率不是優(yōu)選的，因?yàn)樽鳛榉蛛x膜不能得到實(shí)用的水滲透速率。另外，考慮到保持微孔膜的強(qiáng)度或病毒去除的可靠性，實(shí)際上不能得到超過3×10-8的水滲透速率。
本發(fā)明微孔膜至少在一個(gè)軸方向上的拉伸斷裂強(qiáng)度優(yōu)選為1×106-1×108N/m2，更優(yōu)選1.5×106-8×107N/m2和最優(yōu)選2×106-5×107N/m2。低于1×106N/m2的拉伸斷裂強(qiáng)度不是優(yōu)選的，因?yàn)樗斐晌⒖啄さ墓收先缤ㄟ^彎曲，摩擦和外來物質(zhì)所造成的損害或通過過濾時(shí)施加的壓力而造成的破裂。相反，超過1×108N/m2的拉伸斷裂強(qiáng)度沒有特殊的問題，但這些強(qiáng)微孔膜實(shí)際上難以制造。
本發(fā)明微孔膜至少在一個(gè)軸方向上的拉伸斷裂伸長率優(yōu)選為10-2,000％，更優(yōu)選20-1,500％和最優(yōu)選30-1,000％。低于10％的拉伸斷裂伸長率不是優(yōu)選的，因?yàn)樗斐晌⒖啄さ墓收先缤ㄟ^彎曲，摩擦和外來物質(zhì)所造成的損害或通過過濾時(shí)施加的壓力而造成的破裂。相反，超過2,000％的拉伸斷裂伸長率沒有特殊的問題。但這些微孔膜實(shí)際上難以制造。
本發(fā)明微孔膜包含熱塑性樹脂且所述熱塑性樹脂在膜中的比率優(yōu)選不低于基于總樹脂量的50％重量，更優(yōu)選不低于70％重量和最優(yōu)選不低于80％重量?；诳倶渲康陀?0％重量的熱塑性樹脂在膜中的比率不是優(yōu)選的，因?yàn)樗斐蓡栴}如膜的機(jī)械強(qiáng)度下降。
用于制造本發(fā)明微孔膜的熱塑性樹脂是用于常規(guī)壓縮，擠塑，注射，吹脹和吹塑的結(jié)晶熱塑性樹脂，和包括聚烯烴樹脂如聚乙烯樹脂，聚丙烯樹脂和聚(4-甲基-1-戊烯)樹脂；聚酯樹脂如聚(對苯二甲酸乙二醇酯)樹脂，聚(對苯二甲酸丁二醇酯)，聚(對苯二甲酸乙二醇酯)樹脂，聚(萘二甲酸亞丁基酯)樹脂和聚(對苯二甲酸環(huán)亞己基二亞甲基酯)樹脂；聚酰胺樹脂如尼龍6，尼龍66，尼龍610，尼龍612，尼龍11，尼龍12和尼龍46；氟樹脂如聚偏二氟乙烯樹脂，乙烯/四氟乙烯樹脂和聚(氯三氟乙烯)樹脂；聚亞苯基醚樹脂；聚縮醛樹脂和類似物。
另外，考慮到進(jìn)行蒸汽消毒所需的耐熱性，構(gòu)成本發(fā)明微孔膜的至少一種熱塑性樹脂是具有晶體熔點(diǎn)優(yōu)選140-300℃，更優(yōu)選145-250℃和最優(yōu)選150-200℃的熱塑性樹脂。另外，為了實(shí)現(xiàn)膜自身在與晶體熔點(diǎn)低于140℃的樹脂共混時(shí)的耐熱性，具有晶體熔點(diǎn)140-300℃的熱塑性樹脂的量優(yōu)選不低于基于總樹脂量的50％重量，更優(yōu)選不低于70％重量和進(jìn)一步更優(yōu)選不低于80％重量。
通過共混至少一種具有晶體熔點(diǎn)140-300℃的熱塑性樹脂，可向微孔膜提供耐熱性，用于適合在醫(yī)學(xué)分離膜場合中采用的蒸汽消毒工藝或在其它工業(yè)場合中作為重要性能所需的高溫過濾工藝。另一方面，晶體熔點(diǎn)超過300℃的熱塑性樹脂的使用使得難以在本發(fā)明制造方法中通過加熱而均勻溶解樹脂和增塑劑，因此加工性能變差。
在所述熱塑性樹脂中，聚偏二氟乙烯樹脂由于熱耐性和加工性能之間的良好的平衡而是尤其優(yōu)選的。本文所述的聚偏二氟乙烯樹脂是指一種在基本主鏈中包含偏二氟乙烯單元的氟樹脂，和是一種一般來說簡稱作PVDF的樹脂。作為這些聚偏二氟乙烯樹脂，可以使用偏二氟乙烯(VDF)的均聚物和偏二氟乙烯(VDF)與一種或兩種選自一體組六氟丙烯(HFP)，五氟丙烯(PFP)，四氟乙烯(TFE)，氯三氟乙烯(CTFE)和全氟甲基乙烯基醚(PFMVE)的一體的共聚物。所述均聚物也可通過與所述共聚物共混而使用。在本發(fā)明中，由于改進(jìn)的結(jié)晶度和高微孔膜強(qiáng)度而優(yōu)選使用包含30-100％重量均聚物的聚偏二氟乙烯樹脂，且更優(yōu)選使用單獨(dú)的均聚物。
本發(fā)明微孔膜可以是親水或憎水的。但為了過濾包含生理活性物質(zhì)如蛋白質(zhì)的溶液，膜表面或微孔表面優(yōu)選為親水的。一般，親水性質(zhì)的程度可通過接觸角而評估。在25℃下的前進(jìn)接觸角和后退接觸角的平均值優(yōu)選不超過60度，更優(yōu)選不超過45度和最優(yōu)選不超過30度。作為一種簡單的評估方法，如果水在微孔膜與水接觸時(shí)自發(fā)滲入孔中，那么該微孔膜可被評估為足夠親水。
用于本發(fā)明的熱塑性樹脂的平均分子量優(yōu)選為50,000-5,000,000，更優(yōu)選100,000-2,000,000和最優(yōu)選150,000-1,000,000。所述分子量是指通過測量通過凝膠滲透色譜(GPC)得到的重均分子量。對于分子量超過1,000,000的樹脂，因?yàn)橐话銇碚f難以進(jìn)行精確GPC測量，通過粘度方法得到的粘均分子量可用作可選對象。小于50,000的平均分子量由于較低熔體張力在熔體處理導(dǎo)致不好的加工性能或較低膜機(jī)械強(qiáng)度而不是優(yōu)選的。大于5,000,000的平均分子量由于難以均相熔體混合而不是優(yōu)選的。
以下描述用于本發(fā)明微孔膜的典型的制造方法。
用于本發(fā)明微孔膜的典型的制造方法包括以下(a)-(c)步驟(a)形成膜的步驟包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物在不低于所述熱塑性樹脂的晶體熔點(diǎn)的溫度下加熱以使它們均勻溶解并隨后所述組合物從出料口擠出；(b)形成粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層的步驟將所述膜與對所述熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體，在所述膜的一個(gè)表面上在加熱態(tài)下在不低于100℃的溫度下接觸和冷卻所述膜的另一表面，同時(shí)所述膜在使得以下定義的拉伸比率變得不低于1和不高于12的拉伸速率下被引出拉伸比率＝(膜的拉伸速率)/(組合物在出料口處的出料速率)；和(c)去除顯著部分的所述增塑劑和所述非揮發(fā)性液體的步驟。
在包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物中，用于本發(fā)明的熱塑性樹脂的聚合物濃度優(yōu)選為20-90％重量，更優(yōu)選30-80％重量和最優(yōu)選35-70％重量。低于20％重量的聚合物濃度導(dǎo)致缺點(diǎn)如降低的膜形成性能和不足的機(jī)械強(qiáng)度。另外，作為病毒去除膜，所得微孔膜的孔直徑變得太大，導(dǎo)致不足的病毒去除性能。超過90％重量的聚合物濃度使得所得微孔膜的孔直徑以及孔隙率太小，和因此將過濾速率降至不實(shí)用的水平。
作為用于本發(fā)明的增塑劑，使用可在不低于樹脂的晶體熔點(diǎn)的溫度下在與組合物中的熱塑性樹脂混合時(shí)形成均相溶液的非揮發(fā)性溶劑以制造微孔膜。在此提及的非揮發(fā)性溶劑是一種在大氣壓下沸點(diǎn)不低于250℃的溶劑。在環(huán)境溫度20℃左右的增塑劑的形式可以是液體或固體。為了制造具有小孔直徑和均相細(xì)結(jié)構(gòu)層的膜以用于病毒去除，優(yōu)選使用所謂的″固體-液體相分離″型增塑劑如在不低于環(huán)境溫度的溫度下在用熱塑性樹脂冷卻均相溶液時(shí)具有熱誘導(dǎo)型固體-液體相分離點(diǎn)的增塑劑。其中，盡管一些增塑劑在不低于環(huán)境溫度的溫度下在用熱塑性樹脂冷卻均相溶液時(shí)具有熱誘導(dǎo)液體-液體相分離點(diǎn)，液體-液體相分離型增塑劑的使用一般會(huì)使所得微孔膜的孔直徑更大。增塑劑在此可單獨(dú)或作為多種物質(zhì)的混合物使用。
熱誘導(dǎo)固體-液體相分離點(diǎn)可通過熱分析(DSC)測量所述樹脂的放熱峰溫度而測定，其中使用事先通過熔體混合包含特定濃度的熱塑性樹脂和增塑劑的組合物而制成的樣品。另外，所述樹脂的結(jié)晶點(diǎn)可類似地通過熱分析使用事先通過熔體混合所述樹脂而制成的樣品而測定。
優(yōu)選用于制造具有小孔直徑和均相細(xì)結(jié)構(gòu)層以用于病毒去除的膜的增塑劑包括公開于WO 01/28667的那些。即，它們是具有定義如下的相分離點(diǎn)降低常數(shù)α0-40℃的增塑劑，優(yōu)選具有常數(shù)1-35℃的增塑劑和更優(yōu)選具有常數(shù)5-30℃的增塑劑。超過40℃的相分離點(diǎn)降低常數(shù)由于降低孔直徑的均勻性或降低強(qiáng)度而不是優(yōu)選的。
α＝100×(Tc0-Tc)÷(100-C)[其中，α是相分離點(diǎn)降低常數(shù)(℃)，Tc0是熱塑性樹脂的結(jié)晶點(diǎn)，Tc是熱誘導(dǎo)固體-液體相分離點(diǎn)(℃)和C是熱塑性樹脂在組合物中的濃度(％重量)]。
例如，如果聚偏二氟乙烯樹脂被選為熱塑性樹脂，尤其優(yōu)選的增塑劑是鄰苯二甲酸二環(huán)己基酯(DCHP)，磷酸三苯酯(TPP)，磷酸二苯基甲苯基酯(CDP)和磷酸三甲苯酯(TCP)。
本發(fā)明用于均勻溶解包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物的第一方法包括，將所述樹脂引入連續(xù)樹脂捏合裝置如擠出機(jī)并隨后在熱熔化樹脂時(shí)引入確定比率的增塑劑以對它們進(jìn)行螺桿捏合，這樣得到均相溶液。所裝入的樹脂的形狀可以是粉末，粒劑或粒料中的任何形狀。增塑劑的形狀在環(huán)境溫度下優(yōu)選為液體，這樣通過這種方法均勻溶解。作為擠出機(jī)，可以使用單個(gè)螺桿型擠出機(jī)，反旋雙螺桿型擠出機(jī)和共旋雙螺桿型擠出機(jī)。
用于均勻溶解包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物的第二方法包括，使用攪拌器如Henschel混合器預(yù)混合和分散樹脂和增塑劑，并將如此得到的組合物引入連續(xù)樹脂捏合裝置如擠出機(jī)中以捏合該組合物，這樣得到均相溶液。所引入的組合物的形狀可以是淤漿(如果增塑劑在環(huán)境溫度下是液體)，和粉末或粒劑(如果增塑劑在環(huán)境溫度下是固體)。
用于均勻溶解包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物的第三方法是使用簡單的樹脂捏合裝置如Brabender或磨機(jī)的方法，或在其它間歇型捏合容器中進(jìn)行熔體捏合的方法。該方法盡管由于間歇工藝而生產(chǎn)率不好，但具有優(yōu)點(diǎn)如簡便性和高柔韌性。
在本發(fā)明中，包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物在步驟(a)中不低于熱塑性樹脂的晶體熔點(diǎn)的溫度下加熱，隨后從T-模頭，圓形模頭或圓形紡絲頭的出料口擠出成形狀如平整膜或中空纖維，并隨后轉(zhuǎn)移至步驟(b)進(jìn)行冷卻和凝固以制成成型產(chǎn)品，其中形成細(xì)結(jié)構(gòu)層且粗結(jié)構(gòu)層在膜表面附近形成。
在本發(fā)明中，包含熱塑性樹脂和增塑劑的均勻加熱和溶解的組合物從出料口擠出，且粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層通過將所述膜與對于所述熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體，在膜的一個(gè)表面中在加熱態(tài)下在不低于100℃的溫度下接觸并冷卻膜的另一表面而形成，同時(shí)所述膜在使得以下定義的拉伸比率變得不低于1和不高于12的拉伸速率下拉伸；拉伸比率＝(膜的拉伸速率)/(組合物在出料口處的出料速度)。
所述拉伸比率優(yōu)選不低于1.5和不高于9，更優(yōu)選不低于1.5和不高于7。低于1的拉伸比率降低加工性能，因?yàn)闆]有向膜提供張力，而超過12的拉伸比率使得難以形成具有足夠的厚度的粗結(jié)構(gòu)層，因?yàn)槟ど扉L太多。組合物在出料口處的擠塑速率在此由以下等式給出
組合物在出料口處的擠塑速率＝(單位時(shí)間擠出的組合物的體積)/(出料口的面積)擠塑速率的范圍優(yōu)選為1-60m/min，更優(yōu)選3-40m/min。低于1m/min的擠塑速率造成問題如降低生產(chǎn)率和增加擠塑量的波動(dòng)。相反，超過60m/min的擠塑速率可由于擠塑量太大而造成在出料口處的湍流，導(dǎo)致擠塑態(tài)的不穩(wěn)定。
拉伸速率可根據(jù)擠塑速率設(shè)定但優(yōu)選為1-200m/min，更優(yōu)選3-150m/min。低于1m/min的拉伸速率降低生產(chǎn)率和膜形成性能，而超過200m/min的拉伸速率往往由于冷卻時(shí)間較短和提供給膜的張力較大而造成膜破裂。
用于形成粗結(jié)構(gòu)層的一種優(yōu)選的方法是從出料口擠出包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物形成平整膜或中空纖維狀膜，隨后將如此形成的未硬化膜的至少一個(gè)表面與對熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體接觸的方法。在該方法中，粗結(jié)構(gòu)層通過使所接觸的擴(kuò)散到膜的內(nèi)部和部分溶解熱塑性樹脂而形成。對熱塑性樹脂具有部分溶解度的液體在此是一種當(dāng)與濃度50％重量的熱塑性樹脂混合時(shí)僅在不低于100℃的溫度下可形成均相溶液的液體，和優(yōu)選是在不低于100℃和不高于250℃的溫度下可形成均相溶液的液體，和更優(yōu)選是在不低于120℃和不高于200℃的溫度下可形成均相溶液的液體。在低于100℃的溫度下均勻溶解的液體作為接觸液體的使用可造成缺點(diǎn)如由于包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物的溶液的不足冷卻和凝固而降低膜形成性能，增加粗結(jié)構(gòu)層的厚度超過所需和孔直徑太大。可在低于250℃的溫度下形成均相溶液的液體由于對熱塑性樹脂的溶解度較低而難以形成具有足夠的厚度的粗結(jié)構(gòu)層。另外，本文所述的非揮發(fā)性液體是一種在1個(gè)大氣壓下沸點(diǎn)超過250℃的液體。
例如，如果聚偏二氟乙烯樹脂被選為熱塑性樹脂，可優(yōu)選使用其酯鏈的碳鏈長度不大于7的鄰苯二甲酸酯，己二酸酯和癸二酸酯，和其酯鏈的碳鏈長度不大于8的磷酸酯和檸檬酸酯；和鄰苯二甲酸二庚基酯，鄰苯二甲酸二丁酯，鄰苯二甲酸二乙基酯，鄰苯二甲酸二甲基酯，己二酸二丁基酯，癸二酸二丁基酯，磷酸三(2-乙基己基)鹽，磷酸三丁基酯和乙?；鶛幟仕崛』ナ怯绕鋬?yōu)選的。但其酯鏈具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)如苯基，甲酚基或環(huán)己基基團(tuán)的增塑劑，例如，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(DCHP)，磷酸三苯酯(TPP)，磷酸二苯基甲苯基酯(CDP)和磷酸三甲苯酯(TCP)和類似物意外地不是優(yōu)選的，因?yàn)檫@些增塑劑不太能夠形成粗結(jié)構(gòu)層。
用于引入粗結(jié)構(gòu)層的接觸液體的溫度不低于100℃，優(yōu)選不低于120℃和不高于熱塑性樹脂和增塑劑的均相溶液的溫度，更優(yōu)選不低于130℃和不高于[熱塑性樹脂和增塑劑的均相溶液的溫度-10℃]。低于100℃的所述接觸液體的溫度往往由于對熱塑性樹脂的溶解度較低而使得難以形成具有足夠的厚度的粗結(jié)構(gòu)層。超過[熱塑性樹脂和增塑劑的均相溶液的溫度]的溫度降低膜形成性能。
如果粗結(jié)構(gòu)層僅被引入微孔膜的一個(gè)表面，對應(yīng)于細(xì)結(jié)構(gòu)層一側(cè)的另一表面的冷卻方法可以是按照常規(guī)方法。即，可以使用一種通過與導(dǎo)熱體接觸進(jìn)行冷卻的方法。作為導(dǎo)熱體，可以使用金屬，水，空氣或增塑劑自身。更具體地，這種用于引入粗結(jié)構(gòu)層的方法是可能的，其中將包含熱塑性樹脂和增塑劑的均相溶液擠出通過T-模頭和類似物形成片材，通過與金屬輥接觸并將不接觸輥的另一膜表面與對熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體接觸而冷卻。另外，這種方法也是可能的，其中將包含熱塑性樹脂和增塑劑的均相溶液從圓形模頭或圓形紡絲頭擠出成管狀或中空纖維狀形式，將對熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體經(jīng)過所述管或中空纖維的內(nèi)部以在內(nèi)表面?zhèn)刃纬纱纸Y(jié)構(gòu)層，和通過與冷卻介質(zhì)如水接觸而冷卻外部。
如果粗結(jié)構(gòu)層被引入微孔膜的兩個(gè)表面，包含熱塑性樹脂和增塑劑的均相溶液從T-模頭，圓形模頭或圓形紡絲頭擠出成特定形狀，隨后在所述溶液的兩個(gè)表面上與對熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體接觸以形成粗結(jié)構(gòu)層，然后冷卻和凝固。該工藝中的冷卻方法可按照常規(guī)方法。如果從與對熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體接觸至開始冷卻時(shí)的時(shí)間變得較長的，可產(chǎn)生缺點(diǎn)如膜形成性能下降和膜強(qiáng)度下降。因此，從與液體接觸至開始冷卻時(shí)的時(shí)間優(yōu)選不大于30秒，更優(yōu)選不大于20秒和最優(yōu)選不大于10秒。
在用于本發(fā)明微孔膜的制造方法中，冷卻和凝固時(shí)的冷卻速率優(yōu)選足夠快以形成具有小孔直徑的均勻細(xì)結(jié)構(gòu)層。冷卻速率優(yōu)選不低于50℃/min，更優(yōu)選100-1×105℃/min和進(jìn)一步更優(yōu)選200-2×104℃/min。更具體地，適合使用一種與金屬制冷卻輥或水接觸的方法，和尤其是，與水接觸是一種優(yōu)選的方法，因?yàn)榭焖倮鋮s可通過蒸發(fā)水而實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明中，萃取溶劑使用以去除增塑劑。優(yōu)選，萃取溶劑是一種用于熱塑性樹脂的不良溶劑和用于增塑劑的良溶劑且沸點(diǎn)低于微孔膜的熔點(diǎn)。這種萃取溶劑包括烴如己烷和環(huán)己烷；鹵化烴如二氯甲烷和1，1，1-三氯乙烷；醇如乙醇和異丙醇；醚如二乙基醚和四氫呋喃；酮如丙酮和2-丁酮；和水。
本發(fā)明用于去除增塑劑的第一方法是將切成特定尺寸的微孔膜浸入包含萃取溶劑的容器，充分洗滌，隨后通過空氣干燥或熱空氣干燥而干燥附著的溶劑。優(yōu)選重復(fù)這些浸漬和洗滌操作以減少微孔膜中的殘余增塑劑。優(yōu)選在一系列浸漬，洗滌和干燥操作過程中固定微孔膜的兩端以抑制微孔膜的收縮率。
本發(fā)明用于去除增塑劑的第二方法是將微孔膜連續(xù)加料到填充有萃取溶劑的罐中，浸漬在罐中足夠時(shí)間以去除增塑劑，隨后干燥附著的溶劑。在該工藝中，為了提高萃取效率，優(yōu)選采用一種熟知的方式如多階段方法，其中罐的在側(cè)被劃分成多個(gè)小罐并將微孔膜以遞減濃度順序加料到小罐中，或反流動(dòng)方法，其中萃取溶劑逆著微孔膜的前進(jìn)方向加料以得到梯度濃度。在第一和第二方法中，重要的是基本上從微孔膜中去除增塑劑?！寤旧先コ逶诖耸侵溉コ⒖啄ぶ械脑鏊軇┦沟貌粨p害作為分離膜的性能。增塑劑在微孔膜中的殘余量優(yōu)選不超過1％重量，和更優(yōu)選不超過100ppm(重量)。增塑劑在微孔膜中的殘余量可通過氣體色譜或液體色譜定量測定。還優(yōu)選在低于所述溶劑的沸點(diǎn)，優(yōu)選低于沸點(diǎn)-5℃的范圍內(nèi)的溫度下熱萃取溶劑以加速增塑劑和溶劑的擴(kuò)散和因此提高萃取效率。
在本發(fā)明中，如果在去除增塑劑的步驟之前，之后或前后對微孔膜進(jìn)行熱處理，可得到減少在增塑劑去除工藝過程中的收縮和提高膜強(qiáng)度和耐熱性之類的效果。用于熱處理的方法包括，將微孔膜放在熱空氣中，將微孔膜浸漬在加熱介質(zhì)中和將微孔膜與金屬輥在升高的和調(diào)節(jié)的溫度下接觸。在固定尺寸狀態(tài)下的熱處理是優(yōu)選的，這樣尤其防止微孔的塌陷。
用于熱處理的溫度隨著目的或熱塑性樹脂的熔點(diǎn)而變化，但對于用于病毒去除的聚偏二氟乙烯膜，該溫度優(yōu)選為121-170℃，和更優(yōu)選125-165℃。121℃的溫度一般用作高壓力蒸汽消毒時(shí)的溫度且在不低于此的溫度下的熱處理使得可以在高壓力蒸汽消毒過程中防止收縮率或變形。超過170℃的溫度可造成問題如在熱處理過程中的膜破裂和微孔塌陷，因?yàn)闇囟冉咏燮蚁┑娜埸c(diǎn)。
如果本發(fā)明微孔膜用于病毒去除，需要向該膜提供親水性質(zhì)以防由蛋白質(zhì)吸附所引起的堵塞。用于親水化的方法包括，例如，將微孔膜浸漬在包含表面活性劑的溶液中，隨后干燥和使表面活性劑留在微孔膜中；通過照射光化射線如電子束或γ-射線或通過使用過氧化物而將親水丙烯酸一體，甲基丙烯酸一體或類似物接枝到微孔膜的孔表面上；事先在成膜時(shí)共混親水聚合物；和將微孔膜浸漬在包含親水聚合物的溶液中，隨后干燥，在微孔膜的孔表面上產(chǎn)生親水聚合物的涂膜。在考慮到親水性能的耐久性或親水添加劑泄漏的可能性，接枝方法是最優(yōu)選的。尤其是，為了在整個(gè)膜區(qū)域中的微孔的內(nèi)表面上形成均勻親水層，通過公開于JP-A-62-179540，JP-A-62-258711和USP No.4,885,086的輻射-誘導(dǎo)接枝聚合反應(yīng)方法進(jìn)行的親水化處理是優(yōu)選的。
通過輻射誘導(dǎo)接枝聚合反應(yīng)方法進(jìn)行的親水化處理在此包括在構(gòu)成微孔膜的樹脂中產(chǎn)生自由基的步驟和將微孔膜與親水一體接觸的步驟。產(chǎn)生自由基并隨后與親水一體接觸的方法或其順序相反的方法都是可能的，但產(chǎn)生自由基并隨后與親水一體接觸的方法是優(yōu)選的，因?yàn)橛捎H水一體形成不太自由的低聚物。
在微孔膜與親水一體接觸時(shí)，親水一體可以是氣體，液體或溶液中的任何狀態(tài)，但液體或溶液態(tài)是優(yōu)選的，和溶液態(tài)對于形成均勻親水化層是尤其優(yōu)選的。
作為親水一體，具有砜基團(tuán)，羧酸基團(tuán)，酰胺基團(tuán)和中性羥基基團(tuán)的丙烯酸和甲基丙烯酸一體可合適地使用，但具有中性羥基基團(tuán)的一體在過濾包含蛋白質(zhì)的溶液方面是尤其優(yōu)選的。另外，在接枝親水一體時(shí)，優(yōu)選加入具有兩個(gè)或多個(gè)乙烯基基團(tuán)的一體作為交聯(lián)劑以抑制親水化層的溶脹。
在本發(fā)明中，可進(jìn)一步進(jìn)行其它的處理，只要不損害本發(fā)明微孔膜。其它的處理包括通過離子化輻射和類似物進(jìn)行的交聯(lián)處理和通過對表面的化學(xué)改性而引入功能基團(tuán)。
在用于本發(fā)明的組合物中，可進(jìn)一步根據(jù)目的混合其它的添加劑，如抗氧化劑，晶體成核劑，抗靜電劑，阻燃劑，潤滑劑和UV吸收劑。
本發(fā)明具有耐熱性的微孔膜可用于各種各樣的場合如為了醫(yī)療目的用于去除病毒和細(xì)菌，增稠或培養(yǎng)介質(zhì)的分離膜；用于工業(yè)工藝以去除化學(xué)，處理水或類似物中的微小顆粒的過濾器；用于油/水分離或液體/氣體分離的分離膜；用于純化水源和污水的分離膜；用于鋰離子電池和類似物的分離器；和用于聚合物電池，和類似物的固體電解質(zhì)承載體。
本發(fā)明通過使用實(shí)施例詳細(xì)描述。實(shí)施例中所示的試驗(yàn)方法如下(1)中空纖維的外徑，內(nèi)徑和膜厚度中空纖維狀微孔膜的外徑和內(nèi)徑通過使用實(shí)體顯微鏡對所述膜的垂直切割的橫截面進(jìn)行照相而測定。膜厚度計(jì)算為中空纖維的外徑和內(nèi)徑之間差異的1/2。
(2)孔隙率孔隙率使用以下等式根據(jù)多孔膜的體積和重量測量結(jié)果而計(jì)算。
孔隙率(％)＝[1-重量/(樹脂密度×體積)]×100(3)水滲透速率純水的水滲透量在25℃下通過死端過濾在恒定壓力下測定。水滲透速率使用以下等式基于膜表面積，過濾壓力(0.1MPa)，過濾時(shí)間和膜厚度而計(jì)算。水滲透速率(m3/m2/sec/Pa/25μm)＝滲透量/[膜表面積×壓力差異×過濾時(shí)間×(25μm/膜厚度)]
(4)最大孔直徑最大孔直徑(nm)通過轉(zhuǎn)化按照ASTM F316-86由氣泡點(diǎn)方法測得的氣泡點(diǎn)(Pa)而得到。具有表面張力12mN/m的氟碳液體(全氟碳冷卻劑FX-3250(商品名)，由Sumitomo 3M Ltd.制造)用作試驗(yàn)溶液以浸漬膜。
(5)拉伸斷裂強(qiáng)度和拉伸斷裂伸長率拉伸試驗(yàn)使用由Shimadzu Corp.制造的″Autograph型號AG-A″在試驗(yàn)片長度100mm；卡盤之間的距離(計(jì)量長度)50mm；十字頭速度200mm/min；和測量溫度23±2℃的條件下進(jìn)行。拉伸斷裂強(qiáng)度和拉伸斷裂伸長率通過以下等式由斷裂負(fù)荷，斷裂應(yīng)變和膜的橫截面面積計(jì)算。
拉伸斷裂強(qiáng)度(N/m2)＝斷裂負(fù)荷/膜的橫截面面積拉伸斷裂伸長率(％)＝(斷裂應(yīng)變/卡盤之間的距離)×100(6)對微孔膜的結(jié)構(gòu)觀察將切成合適尺寸的微孔膜使用導(dǎo)電雙面粘合劑膠帶固定在樣品夾具上，并涂布上金，得到用于觀察的樣品。結(jié)構(gòu)觀察在微孔膜的表面和橫截面上使用高分辨率掃描電子顯微鏡(HRSEM)在加速電壓5.0kV和規(guī)定的放大倍數(shù)下進(jìn)行。
(7)開孔比率和平均開孔比率如上所述，開孔比率這樣得到將所觀察到的橫截面結(jié)構(gòu)沿著相對微孔膜的膜表面垂直的方向劃分成分別沿著厚度方向具有1μm厚度的區(qū)域，并隨后通過圖像分析計(jì)算每個(gè)劃分區(qū)域中的空隙所占據(jù)的面積的分?jǐn)?shù)。在該步驟中，電子顯微鏡照相在15,000放大倍數(shù)下進(jìn)行。平均開孔比率是一定膜厚度區(qū)域的開孔比率的平均值。
(8)粗結(jié)構(gòu)層的厚度以及細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率在上述對開孔比率的測量中，判斷每個(gè)劃分區(qū)域是否滿足本說明書所述的細(xì)結(jié)構(gòu)層和粗結(jié)構(gòu)層的定義。即，粗結(jié)構(gòu)層是存在于膜表面附近且沿著厚度方向測定的開孔比率大于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率不低于2％的連續(xù)區(qū)域。細(xì)結(jié)構(gòu)層是除粗結(jié)構(gòu)層之外的區(qū)域，它沿著厚度方向測定的開孔比率在低于排除粗結(jié)構(gòu)層的區(qū)域的平均開孔比率±2％的范圍內(nèi)。細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是通過匯總每個(gè)足可相信的劃分區(qū)域的厚度并隨后將該總和除以整個(gè)膜厚度而得到的值。
(9)在粗結(jié)構(gòu)層側(cè)的表面的平均孔直徑存在于表面中的孔的數(shù)目和面積通過對粗結(jié)構(gòu)層側(cè)的表面上的結(jié)構(gòu)觀察結(jié)果進(jìn)行圖像分析而測定。環(huán)當(dāng)量直徑得自平均面積/孔，其中假設(shè)每個(gè)孔是環(huán)。該環(huán)當(dāng)量直徑用作粗結(jié)構(gòu)層側(cè)的表面的平均孔直徑。用于該測量的電子顯微鏡照相在6,000放大倍數(shù)下進(jìn)行。
(10)冷卻速率在冷卻和凝固步驟中，冷卻速率在冷卻劑浴如水的情況下如下使用紅外溫度計(jì)測定。將熔融態(tài)的無色的透明組合物用冷空氣冷卻，且凝固溫度在組合物開始因?yàn)榻Y(jié)晶和凝固而變白時(shí)通過使用紅外溫度計(jì)測量組合物的溫度而測定。然后，所述組合物被引入冷卻劑浴中進(jìn)行冷卻和凝固，且組合物在剛接觸冷卻劑浴之前的溫度使用紅外溫度計(jì)測定為起始溫度。然后，凝固時(shí)間測定為當(dāng)所述組合物與冷卻劑浴接觸時(shí)至當(dāng)所述組合物因?yàn)槔鋮s和凝固而變白時(shí)的時(shí)間。冷卻速率根據(jù)以下等式計(jì)算冷卻速率(℃/min)＝60×(起始溫度-凝固溫度)/凝固時(shí)間(秒)(11)3％牛免疫球蛋白溶液的過濾試驗(yàn)將由生命技術(shù)有限公司制造的牛免疫球蛋白溶液用日本藥典所規(guī)定的生理鹽水(由Otsuka藥物有限公司制造)稀釋至3％重量并隨后用PLANOVA 35N(由Asahi Kasei Corp.制造)預(yù)過濾以去除外來材料，用作用于過濾的試驗(yàn)液體。通過液體色譜測定用于過濾的所述試驗(yàn)液體中的牛免疫球蛋白的分子量分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，多聚體如二聚體或更多的比率是20％。用于過濾的所述試驗(yàn)液體通過死端過濾在過濾壓力0.3MPa和過濾溫度25℃下過濾，測定在過濾時(shí)間3小時(shí)內(nèi)的積分滲透量和在開始過濾之后5min.，30min.和60min.時(shí)的滲透速率。
實(shí)施例1將由44％重量聚偏二氟乙烯樹脂(SOFEF1012，由SOLVAY制造，晶體熔點(diǎn)173℃)和56％重量鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(由OsakaOrg.Chem.Ind.Ltd.制造，工業(yè)級)在攪拌下使用Henschel混合器在70℃下混合，隨后冷卻得到粉末狀材料，然后裝入雙螺桿擠出機(jī)(Laboplastimill型號50C 150，由Toyo Seiki Seisaku-Syo，Ltd.制造)的料斗和在210℃下熔體混合以實(shí)現(xiàn)均相溶解。隨后，將組合物從一個(gè)由具有內(nèi)徑0.8mm和外徑1.2mm的圓形孔組成的紡絲頭在擠塑速率12m/min下擠出成中空纖維形式，同時(shí)二庚基鄰苯二甲酸酯(由SankenChem.Co.，Ltd.制造)在130℃下在速率7ml/min下加料到中空部分。擠出物在熱控制在40℃的水浴中冷卻和固化，然后在速率60m/min(拉伸比率5倍)下卷繞到盤上。然后，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯和二庚基鄰苯二甲酸酯通過用99％甲醇變性乙醇(由Imazu Chem.Co.，Ltd.制造，工業(yè)級)萃取而被去除并將附著的乙醇用水置換。所得膜隨后在125℃下使用浸漬在水中的狀態(tài)下的高壓力蒸汽消毒設(shè)備(HV-85，由HirayamaSeisaku-Syo Co.，Ltd.制造)熱處理1小時(shí)。膜在熱處理過程中固定為恒定長度以防收縮率。在此之后，膜在爐在110℃下干燥以得到中空纖維狀微孔膜。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是40nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是12μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是82％。在中空纖維狀膜的粗結(jié)構(gòu)層側(cè)的橫截面的整個(gè)圖像，內(nèi)表面附近的放大照片和內(nèi)表面的照片分別在圖1，圖2和圖3中給出。從微孔膜的內(nèi)表面?zhèn)妊刂穸确较虻?μm厚度的每個(gè)劃分區(qū)域的開孔比率和所述微孔膜的物理性能分別在表1和表2中給出。
實(shí)施例2中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例1得到，只是聚偏二氟乙烯樹脂和鄰苯二甲酸二環(huán)己酯熔體混合得到均勻溶解溶液，然后由紡絲頭在擠塑速率9.5m/min(拉伸比率6.3倍)下擠出為中空纖維形式。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是40nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是9μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是82％。該微孔膜的物理性能在表2中給出。
實(shí)施例3中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例1得到，只是聚偏二氟乙烯樹脂和鄰苯二甲酸二環(huán)己酯熔體混合得到均勻溶解溶液，然后由紡絲頭在擠塑速率5.5m/min(拉伸比率10.9倍)下擠出為中空纖維形式。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是39nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是7μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是84％。該微孔膜的物理性能在表2中給出。
對比例1中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例3得到，只是磷酸二苯基甲苯基酯(由Daihachi Chem.Ind.Co.，Ltd.制造，工業(yè)級)在7ml/min下加料到中空部分。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是38nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是3μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是90％。該微孔膜的物理性能在表2中給出。
對比例2中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例3得到，只是二(2-乙基己基)磷酸鹽(由Daihachi Chem.Ind.Co.，Ltd.制造，工業(yè)級)在7ml/min下加料到中空部分。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是39nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度薄于1μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是約100％。
實(shí)施例4將由44％重量聚偏二氟乙烯樹脂(SOFEF1012，由SOLVAY制造，晶體熔點(diǎn)173℃)和56％重量鄰苯二甲酸二環(huán)己酯(由OsakaOrg.Chem.Ind.Ltd.制造，工業(yè)級)在攪拌下使用Henschel混合器在70℃下混合，隨后冷卻得到粉末狀材料，然后裝入雙螺桿擠出機(jī)(Laboplastmill型號50C 150，由Toyo Seiki Seisaku-Syo，Ltd.制造)的料斗和在220℃下熔體混合以實(shí)現(xiàn)均相溶解。隨后，將組合物從一個(gè)由具有內(nèi)徑0.8mm和外徑1.2mm的圓形孔組成的紡絲頭在擠塑速率5.5m/min下擠出成中空纖維形式，同時(shí)二庚基鄰苯二甲酸酯(由SankenChem.Co.，Ltd.制造)在120℃下在速率7ml/min下加料到中空部分。擠出物在熱控制在40℃的水浴中冷卻和固化，然后在速率60m/min(拉伸比率10.9倍)下卷繞到盤上。冷卻和凝固時(shí)的冷卻速率是約5,000℃/min。然后，鄰苯二甲酸二環(huán)己酯和二庚基鄰苯二甲酸酯通過用n-己烷(由Kishida Chem.Co.，Ltd.制造，特等)萃取而被去除并將附著的己烷通過干燥而去除。所得膜隨后在130℃下在爐中熱處理1小時(shí)以得到中空纖維狀微孔膜。膜在熱處理過程中固定為恒定長度以防收縮率。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是38nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是7μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是75％。該微孔膜的物理性能在表3中給出。
實(shí)施例5中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例4得到，只是鄰苯二甲酸二丁酯在7ml/min下加料到中空部分。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是39nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是12μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是60％。該微孔膜的物理性能在表3中給出。
對比例3中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例4得到，只是空氣在7ml/min下加料到中空部分。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是37nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，該結(jié)構(gòu)沿著膜厚度方向是均勻的，不存在粗結(jié)構(gòu)層且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是100％。另外，具有低開孔比率的皮層已在該微孔膜的內(nèi)表面中形成。該微孔膜的物理性能在表3中給出。
實(shí)施例6中空纖維狀微孔膜按照實(shí)施例4得到，只是磷酸三苯酯用作增塑劑和磷酸三(2-乙基己基)酯在7ml/min下加料到中空部分。如此得到的微孔膜的最大孔直徑是40nm，且通過掃描電子顯微鏡對膜橫截面的觀察結(jié)果表明，在內(nèi)表面?zhèn)雀浇纬傻拇纸Y(jié)構(gòu)層的厚度是9μm且細(xì)結(jié)構(gòu)層與整個(gè)膜厚度的比率是69％。該微孔膜的物理性能在表3中給出。
實(shí)施例7通過實(shí)施例1得到的微孔膜使用接枝方法而親水化。反應(yīng)液體通過將丙烯酸羥丙基酯和聚(亞乙基二醇二甲基丙烯酸酯)溶解在25％vol.3-丁醇水溶液中使得前者和后者或化學(xué)品的濃度分別變成1.1％vol.和0.6％重量，并在使用以前在保持在40℃下的同時(shí)經(jīng)受氮鼓泡20分鐘。第一，所述微孔膜用100kGy Co60γ-射線在氮?dú)夥障抡丈洹⒄丈涞哪ぴ诓桓哂?3.4Pa的減壓下放置15min，隨后與上述反應(yīng)液體在40℃下接觸并進(jìn)一步放置2小時(shí)。在此之后，將膜用乙醇洗滌，在60℃下真空干燥4小時(shí)，得到親水化微孔膜。所得膜的重量增加是14％。如此得到的膜被發(fā)現(xiàn)在與水接觸時(shí)自發(fā)水滲透至孔中。使用該膜對3％牛免疫球蛋白溶液的過濾試驗(yàn)表明，過濾速率下降較少且膜的堵塞也較少，如表4所示。
實(shí)施例8親水化微孔膜通過與實(shí)施例7類似的方法使用在實(shí)施例2中得到的膜而得到。如此得到的膜的重量增加是13％。所得膜被發(fā)現(xiàn)在與水接觸時(shí)自發(fā)水滲透至孔中。使用該膜對3％牛免疫球蛋白溶液的過濾試驗(yàn)表明，過濾速率下降較少且膜的堵塞也較少，如表4所示。
實(shí)施例9親水化微孔膜通過與實(shí)施例7類似的方法使用在實(shí)施例3中得到的膜而得到。如此得到的膜的重量增加是12％。所得膜被發(fā)現(xiàn)在與水接觸時(shí)自發(fā)水滲透至孔中。使用該膜對3％牛免疫球蛋白溶液的過濾試驗(yàn)表明，過濾速率下降較少且膜的堵塞也較少，如表4所示。
對比例5親水化微孔膜通過與實(shí)施例7類似的方法使用在對比例1中得到的膜而得到。如此得到的膜的重量增加是10％。所得膜被發(fā)現(xiàn)在與水接觸時(shí)自發(fā)水滲透至孔中。使用該膜對3％牛免疫球蛋白溶液的過濾試驗(yàn)表明，過濾速率隨著時(shí)間下降明顯。這被認(rèn)為是由于牛免疫球蛋白的多聚體堵塞了微孔膜的內(nèi)表面?zhèn)鹊目锥斐伞?br> 表1

表2

表3

表4

工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明微孔膜具有合適的孔直徑，具有較高開孔比率的粗結(jié)構(gòu)層和具有較低開孔比率的均相細(xì)結(jié)構(gòu)層，和因此可提供在過濾易受病毒污染的藥物或其原料，生理活性物質(zhì)的溶液時(shí)具有平衡良好的實(shí)用水平的病毒去除性能以及滲透性能的分離膜。
權(quán)利要求
1.一種包含熱塑性樹脂的多層微孔膜，包括具有較高開孔比率的粗結(jié)構(gòu)層和具有較低開孔比率的細(xì)結(jié)構(gòu)層，其中所述粗結(jié)構(gòu)層至少存在于厚度不低于5.0μm的一個(gè)膜表面中，所述細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度不低于整個(gè)膜厚度的50％，且所述粗結(jié)構(gòu)層和所述細(xì)結(jié)構(gòu)層形成為一體。
2.按照權(quán)利要求1的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層是開孔比率不低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層和所述細(xì)結(jié)構(gòu)層是開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％和在＂開孔比率低于整個(gè)膜厚度的平均開孔比率+2.0％的層的開孔比率的平均值＂±2.0％(包括兩個(gè)邊界值)范圍內(nèi)的層。
3.按照權(quán)利要求2的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層具有梯度結(jié)構(gòu)，其中其開孔比率從膜表面向所述細(xì)結(jié)構(gòu)層連續(xù)下降。
4.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-3的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層的膜表面的平均孔直徑不低于通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑的2倍。
5.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-4的多層微孔膜，其中所述粗結(jié)構(gòu)層僅存在于膜表面的一側(cè)。
6.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-5的多層微孔膜，其中所述熱塑性樹脂是聚偏二氟乙烯樹脂。
7.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-6的多層微孔膜，其中通過氣泡點(diǎn)方法測定的最大孔直徑是10-100nm。
8.一種用于制造按照權(quán)利要求5的多層微孔膜的方法，包括以下步驟(a)-(c)(a)成膜步驟包含熱塑性樹脂和增塑劑的組合物在不低于所述熱塑性樹脂的晶體熔點(diǎn)的溫度下加熱以使它們均勻溶解并隨后所述組合物從出料口擠出；(b)形成粗結(jié)構(gòu)層和細(xì)結(jié)構(gòu)層的步驟將所述膜與對所述熱塑性樹脂具有部分溶解度的非揮發(fā)性液體，在所述膜的一個(gè)表面上，在加熱態(tài)下，在不低于100℃的溫度下接觸并將所述膜的另一表面冷卻，同時(shí)在以下定義的拉伸比率變得不低于1和不高于12的拉伸速率下將所述膜卷繞拉伸比率＝(膜的拉伸速率)/(組合物在出料口處的出料速率)；和(c)去除顯著部分的所述增塑劑和所述非揮發(fā)性液體的步驟。
9.按照權(quán)利要求8的方法，其中包含熱塑性樹脂和增塑劑的所述組合物具有熱誘導(dǎo)固體-液體相分離點(diǎn)。
10.按照權(quán)利要求8或9的方法，其中所述熱塑性樹脂是聚偏二氟乙烯樹脂。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其中所述增塑劑是選自鄰苯二甲酸二環(huán)己酯，磷酸三苯酯，磷酸二苯基甲苯基酯和磷酸三甲苯酯的至少一種。
12.按照權(quán)利要求10的方法，其中所述非揮發(fā)性液體是選自其酯鏈的碳鏈長度不大于7的鄰苯二甲酸酯，己二酸酯和癸二酸酯，其酯鏈的碳鏈長度不大于8的磷酸酯和檸檬酸酯中的至少一種。
13.通過按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求8-12的方法得到的多層微孔膜。
14.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-7和13的多層微孔膜，其中膜表面和其微孔的內(nèi)表面被親水化。
15.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-7，13和14的多層微孔膜，它用于從包含生理活性物質(zhì)的液體中去除病毒。
16.按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-7，13和14的多層微孔膜在從包含生理活性物質(zhì)的液體中去除病毒中的用途。
17.一種從包含生理活性物質(zhì)的液體中去除病毒的方法，包括使用按照任何一項(xiàng)權(quán)利要求1-7，13和14的多層微孔膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種包含熱塑性樹脂的多層微孔膜，包括具有較高開孔比率的粗結(jié)構(gòu)層和具有較低開孔比率的細(xì)結(jié)構(gòu)層，其中所述粗結(jié)構(gòu)層至少存在于厚度不低于5.0μm的一個(gè)膜表面中，所述細(xì)結(jié)構(gòu)層的厚度不低于整個(gè)膜厚度的50％，和所述粗結(jié)構(gòu)層和所述細(xì)結(jié)構(gòu)層形成為一體。
文檔編號B01D71/34GK1545433SQ02816380
公開日2004年11月10日 申請日期2002年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月1日
發(fā)明者名古屋藤治, 小熊一郎, 郎 申請人:旭化成株式會(huì)社