JPH02187133A - セルロース系中空系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、例えば人工透析用として好適に用いられるセ
ルロース系中空糸およびその製造方法ならびにこの中空
糸を用いた流体処理装置に関する。

〈従来の技術〉 最近、透析作用、［用件濾過作用を利用した人工腎臓装
置による治療法の進歩はめざましく、腎機能が廃絶した
ままでも１０年以上の生存が可能となっているが、その
反面、長期慢性腎不全患者特有の種々の合併症が生じて
いる。

かかる合併症の対策として、血中から、中高分子量の物
質を除去しようとする試みが種々検討されている。　特
に、合併症の１つである手根管症候群の原因が血中のβ
２−ミクログロブリン（分子１１１８００）にあること
が明らかにされて以来、血中の０２−ミクログロブリン
を効果的に除去する方法が研究されている。

このような血中の０２−ミクログロブリンを除去するた
めの透析膜としては、特開昭６３１０９８７１号公報に
記載の血液透析膜がある。

この公報記載の発明は、 「総タンパク透過率が０．２％以下であり、β２−ミク
ログロブリンの除去率が５％以上であることを特徴とす
る血液透析膜。」 であり、血液透析に際し、血中の各種タンパクのうち、
β２−ミクログロブリンを選択的に除去することができ
るものである。

しかるに、この発明では、次のような欠点がある。

まず第１に、この公報で最も好適であるとされているポ
リメヂルメタクリレ−１・（Ｐ　Ｍ　Ｍ　Ａ　）　Ｉｌ
ｉでは、β２−ミクログロブリンが透析＋１！、ｍに吸
着され易く、これにより透析膜が汚染され、膜本来の性
能が経時的に低下するとともに、透析膜の目づまりによ
り限外濾過率も経時的に低下する。

第２に人工透析器においては、血液側と透析液側（陰圧
）との差圧により血中から水分を除去すること（限外濾
過）が行われるが、この公報の透析膜では、血中からの
除水量が多過ぎるため、生理食塩水等による補液の量を
増さねばならない。

この場合、例え生理食塩水といえども、体内への注入量
はなるべく少な（したいという要請があるが、これに反
することになる。　また補液量の増大により費用もかか
る。

このため、ＬＩＦＲコントローラを用いて人工透析器内
の透析液の圧力を調節して除水量を抑制することもでき
るが、この場合には、バックフィルトレージョンという
現象が生じ、透析液中の発熱物質（パイロジエン）が血
液中に混入し、人体に危険を及ぼすことがある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、上述した従来の技術の欠点を解消し、
血中より除去されるβ２−ミクログロブリンの吸着によ
る中空糸膜の１９染を防止し、かつ血中からの除水量を
抑制しつるセルロース系中空糸およびその製造方法を提
供することにある。

く課題を解決するための手段〉 このような目的は、以下（１）〜（１５）の本発明によ
り達成される。

（１）中空糸膜内表面における細孔の平均細孔径が５５
〜３００人であり、２０＋ａｇ／！のβ８−ミクログロ
ブリン溶液を３時間循環した後の吸着によるβ２−ミク
ログロブリンの除去率が１０％以下であることを特徴と
するセルロース系中空糸。

（２）前記中空糸膜の膜厚がｌθ〜３０−である上記（
１）に記載のセルロース系中空糸。

（３）β２−ミクログロブリンの濾過率が４５％以上、
限外濾過速度が２０　ｍｇ／ａｍＨ１”ｈｒ−ｍ”以下
である上記（１）または（２）に記載のセルロース系中
空糸。

（４）ハウジング内に、上記（１）〜（３）のいずれか
に記載のセルロース系中空糸を複数本収納してなること
を特徴とする流体処理装置。

（５）人工透析器として用いられる上記（４）に記載の
流体処理装置。

（６）セルロース系紡糸原液を環状紡糸孔から吐出させ
、同時に内部中央部に非凝固性液を導入充填し、次いで
、凝固性液中を通過させて凝固再生した後、洗浄し、こ
のようにして得られた中空糸を可塑化処理し、その後乾
燥することにより中空糸を製造するに際し、 前記紡糸原液の粘度が１０Ｏ〜８００Ｐであることを特
徴とするセルロース系中空糸の製造方法。

（７）セルロース系紡糸原液を環状紡糸孔から吐出させ
、同時に内部中央部に非凝固性液を導入充填し、次いで
、凝固性液中を通過させて凝固再生した後、洗浄し、こ
のようにして得られた中空糸に熱処理を施した後、可塑
化処理し、その後乾燥することを特徴とするセルロース
系中空糸の製造方法。

（８）セルロース系紡糸原液を環状紡糸孔から吐出させ
、同時に内部中央部に非凝固性液を導入充填し、次いで
、凝固性液中を通過させて凝固再生した後、洗浄し、こ
のようにして得られた中空糸を可塑化処理し、その後乾
燥することにより中空糸を製造するに際し、 前記紡糸原液の調製に際し、セルロースの溶解して溶解
液を作製したのち、これを希釈液にて希釈して紡糸原液
とすることを特徴とするセルロース系中空糸の製造方法
。

（９）前記紡糸原液の粘度が１００〜８００Ｐである上
記（７）または（８）に記載のセルロース系中空糸の製
造方法。

（１０）前記浮上後の中空糸に熱処理を施した後、可塑
化処理する上記（８）に記載のセルロース系中空糸の製
造方法。

（１１）前記熱処理は、中空糸を加熱流体と接触させる
ことにより行う上記（８）または（１０）に記載のセル
ロース系中空糸の製造方法。

（１２）前記熱処理は、４０〜１２０℃の温度で行う上
記（８）、（１０）または（１１）のいずれかに記載の
セルロース系中空糸の製造方法。

（１３）前記希釈液が水である上記（８）に記載のセル
ロース系中空糸の製造方法。

（１４）前記紡糸原液を凝固再生させる際に、その紡糸
原液の温度を５〜２５℃として行う上記（６）〜（１３
）のいずれかに記載のセルロース系中空糸の製造方法。

（１５）前記洗浄は、少なくとも硫酸水溶液による酸洗
工程を有し、該酸洗工程にて用いられる硫酸水溶液の硫
酸濃度が、３〜１５ｖｏｌ％である上記（６）〜（１４
）のいずれかに記載のセルロース系中空糸の製造方法。

なお、前述の通り、本発明に係るセルロース系中空糸は
、人工透析用として好適に用いられるが、その用途はこ
れに限定されることなく、例えば液体中の特定物質を選
択的に除去する膜として、あるいは血液をａ縮するため
の膜として用いる等、流体を処理するためのものであれ
ば広範囲の目的、分野で用いることができる。

なお、特開昭６１−１４６３０６号公報には、セルロー
ス系中空糸の製造方法が記載されているが、このもので
は、本発明の第１〜第３の製造方法とは異なり、紡糸原
液の粘度調製、熱処理および溶解液の希釈のいずれをも
行わないため、本発明における平均細孔径と、β２ミク
ログロブリンの除去率は十分にはえられない。

く具体的構成〉 以下、本発明のセルロース系中空糸およびその製造方法
ならびに流体処理装置について詳述する。

本発明の中空糸としては、銅アンモニアセルロース、酢
酸セルロース等のセルロース系繊維があり、特に銅アン
モニアセルロースが好ましい。

セルロースとしては種々のものが使用できるが、−例を
挙げると、例えば平均重合度５００〜２５００のものが
好ましい。

なお、銅アンモニアセルロース材質としては、特開昭５
７−７１４０８号、同５７−７１４１０号、同５７−７
１４０９号、同５７−７１４１１号、同５７−１９９８
０８号等の公報に記載のものはいずれであってもよい。

このようなセルロース系中空糸膜では、β２−ミクログ
ロブリンの濾過率（ふるい係数）が４５％以上、好まし
くは、４７〜９５％であり、より好ましくは、５０〜９
０％であることが好ましい。

β２−ミクログロブリンの濾過率が４５％未満であると
、治療中のβ２−ミクログロブリンの除去率が小さ（臨
床上充分な結果が得られに（くなるからである。

なお、β２−ミクログロブリンの濾過率は高ければ高い
程治療効果が高（なるため好ましいが、逆に限外濾過速
度の増大を招（他、有用蛋白であるアルブミン等の増大
を招（。

従って、β２−ミクログロブリンの濾過率の上限は９５
％程度とするのが好ましい。

ここで、θ２−ミクログロブリンの濾過率とは、β２−
ミクログロブリンの（農度が２０　ｍｇ／ｅの７８液を
用い、流速１０ｍｊ／ｍｉｎ、　ＴＭ　Ｐ　１００ｍ　
ｍ　Ｈｇでｆｌｉ’ｉ環し、１時間後の濾液１農度／入
口濃度を百分率で示したものを言う。

また、本発明のセルロース系中空糸膜は、３時間循環後
のβ２−ミクログロブリンの吸着による除去率が１０％
以下、好ましくは５％以下である。

この吸着による除去率が１０％を超λると、β２−ミク
ログロブリンの中空糸膜の細孔内への吸着量が増大し、
膜の汚染を生じるからである。

なお、血中からのβ２−ミクログロブリンの除去は、中
空糸膜への吸着による除去と、中空糸膜の透過による除
去の２つの要因がある。

この場合、吸着による除去率は、以下のように１相定す
る。　すなわち、β２−ミクログロブリンのｔ農度が２
０＋Ｂ／ｌの溶ｉ１１３０ｍｊを用い、濾過が生じない
条件で表面ｆｉｌｏｏｍ２のモジュールで所定時間（３
時間）循環する。　濾過が生じない条件とは、圧力調整
を行って、ＴＭＰが０になる条件である。

この後、その溶液のβ、−ミクログロブリンの濃度につ
いて、〔初期濃度−所定時間（３時間）後の濃度］／［
初期濃度］を百分率で示して、これを吸着による除去率
とする。

この場合１本発明の好ましい態様では５時間循環後の吸
着による除去率は、１０％、特に５％以下とすることも
できる。

また、本発明のセルロース系中空糸膜は、限外濾過速度
が２０　ｍｆｆ１／ｍｍ）Ｉｇ−ｈｒ−ｍ”以下、より
好ましくは５〜１８　ｍｊ／＋ｍＨｇ−ｈｒ−ｍ”であ
ることが好ましい。

限外濾過速度が大であると、血中からの除水量が多（な
り、よって、生理食塩水等による補液の量が多（なるた
め経済的に不利となり、また、無害な生理食塩水であっ
ても、体内への注入量はなるべ（少な（したいという要
請に反することとなる。　また、除水量を抑制するため
にｔＪＦＲコントローラを用いて透析液の圧力を調節す
ると、バックフィルトレージョンが生じ、透析液中の発
熱物質（パイロジエン）が血液中に混入し、血液の汚染
を生じるため、好ましくない。　従って、中空糸膜の限
外濾過速度は、２０　ｍｊ／ｍｍＨｇ−ｈｒ−ｍ”以下
とする。

このような中空糸膜の構造は、次の通りである。

中空糸膜には、無数の透孔状の細孔が形成されており、
中空糸膜の厚さ方向の一部分または全体にわたって、物
質の透過性能を決定づける細孔が集中している緻密層な
いし活性層を有している。

この緻密層は、中空糸膜の物質透過性、特に低分子タン
パクの透過性を実質的に左右するものであるが、本発明
の中空糸膜は、均一膜であっても、非対象膜であっても
よい。

ただし、中空糸膜の内表面の平均細孔径は、５５〜３０
０人である。

平均細孔径が５５人未満であるとβ２−ミクロクロプリ
ン等の低分子タンパク（分子量１０．０００〜５０，０
００）の除去率の低下が著しくなる。　また３００人を
超えると、アルブミン（分子量６６．０００）等の有用
タンパクの除去率が高くなりすぎる。

なお、平均細孔径の測定方法としては、緻密層の表面の
高倍率電子顕微鏡写真を撮影し、これに基づいて画像解
析を行い、細孔平均面積Ａを測定し、この細孔面積から
円相当径 Ｒ＝４Ａ／ｘを求め、これを平均細孔径とする。

本発明の中空糸の内径は、好ましくは１８０〜３００−
１より好ましくは１８０〜２５０−である。

なお、中空糸膜の膜厚ないし肉厚は、薄いほど低分子タ
ンパクの拡散性が増すため好ましいが、薄すぎると強度
が低下する。　従って、高い透析性能を付与するために
は膜厚は、好ましくは５〜３０−１より好ましくは８〜
ｔ５ｐｍとする。

次に、このような中空糸を用いた流体処理装置について
、その典型例である人工透析器を例にとって説明する。

人工透析器は、ハウジングを有し、該ハウジング内の両
端には、それぞれ第１および第２血液室が形成され、両
面液室間には透析液室が形成され、これら各室は、隔壁
により区画されている。　また、ハウジング内には、適
当な長さ（例えば、有効長１７０〜２５０ｍｍ程度）に
切断された前述の中空糸を複数本（通常５０００〜１０
００’　Ｏ本程度）束ねた中空糸束が、前記透析液室を
挿通するように、かつ中空糸束の両端部が、隔壁を貫通
し、第１および第２血液室が各中空糸の内腔を介して連
通するように収納されている。　またハウジングには、
前記第１および第２血液室にそれぞれ連通する血液入口
ボートおよび血液出口ボートと、前記透析液室に連通ず
る透析液入口ボートおよび透析液出口ボートが形成され
ている。

このような人工透析器は、チューブ、チャンバー、ロー
ラポンプ等を有する所定の血液回路の途中に設置されて
おり５その血液入口ボートより第１血液室内に導入され
た血液は、各中空糸の内腔を通って第２血液室に至り、
血液出口ボートから送血される。　一方、透析液回路を
経て透析液入口ボートより透析液室内に導入された透析
液（陰圧）は、各中空糸の外周面に接触し、透析液出口
ボートより排出される。

血液は、中空糸内を通過する際に、その中空糸膜を介し
て透析がなされる。　即ち、血中の低分子タンパク（特
に、βよ一ミクログロブリン）等の物質が除去されると
ともに、限外濾過による除水が行われる。

なお、本発明に係る人工透析器の中空糸以外の構成は、
従来どおりのものを用いることができ、例えば、特開昭
５３−３０９９０号公報、特開昭５３−４８３９５号公
報、特開昭５５−１１６３５５号公報、特開昭５９−８
２８６８号公報、実公昭５６−２１３９９号公報等に示
される構成のものを適用することができる。

次に、本発明のセルロース系中空糸の製造方法について
説明する。

本発明の中空糸の製造方法は、以下のＩ〜■の工程より
なる。

■、紡糸工程 後述する紡糸方法により、紡糸原液から中空糸を紡糸す
る。

紡糸原液としては１例えば銅アンモニアセルロース／８
液、酢酸セルロース溶液等のセルロース系紡糸原液が挙
げられるが、そのなかでも銅アンモニアセルロース１ｇ
液 い。

この銅アンモニアセルロース１ｇ液は常１去により調製
される。　例えば、まずアンモニア水、塩暴性硫酸銅水
溶液および水を混合して銅アンモニア水溶液を調製し、
これに酸化防止剤（例えば曲硫酸ナトリウム）を加え、
次いで原料セルロースを投入して撹拌溶解を行い、さら
に水酸化ナトリウム水溶液を添加して未溶液セルロース
を完全に溶解させて、溶解液として銅アンモニアセルロ
ース溶液を得る。

このような溶解液は、そのまま紡糸原液として用いられ
る。

あるいは、この溶解液を希釈液で希釈して紡糸原液とす
る。

紡糸原液の粘度は、好ましくは、液ｒ＝　２０″Ｃにお
いて１００〜８００Ｐ、さらには好ましくは１５０〜５
００Ｐとする。

紡糸ＩＰｉ液の粘度が低いほど血中の中高分子量物質の
透過性能が高い中空糸膜が得られるが、粘度が１００Ｐ
未満では、紡糸時に糸が切断し易くする。　また、粘度
が８００Ｐを超えると、得られた中空糸膜において、血
中の中高分子量物質、特にβ２−ミクログロブリンの透
過性能が低下する。

なお、紡糸原液の粘度を上記範囲に調整する方法は、セ
ルロース１度の調整（例えば、１度を４．５〜７．８ｖ
ｏｌ％に調整）、温度の調整により行えばよい。

あるいは、溶解液を希釈するときには、紡糸原液？［！
ｉ度をより正確に調整することができ、工程管理上好ま
しい。

希釈液としては、セルロース溶解液と相溶性のあるもの
が好ましく、水、銅アンモニア水溶液、テトラヒドロフ
ラン、ジオキサンクロロホルム等がある。

特に、水は安全性、操作性等の面で特に好ましい。

また、溶解後の水の添加は、細孔径分布の変化等の構造
上の変化を生じ、しかも２次工程希釈は、紡糸原液粘度
がより正確に調整でき、品質管理上好都合であるという
利点をもつ。

紡糸方法としては種々の方法があり、例えば空中落下方
法、特開昭５７−７１４０８号および同５７−７１４１
０号に記載の非凝固性液中へ吐出した後、該非凝固性液
膜と凝固性液との界面を通過させる方法、特開昭５７−
７１４０９号に記載の非凝固性液中へ直接吐出した後、
凝固性液中を通過させる方法、特開昭５７−７１４１１
号に記載の非凝固性液に囲繞させて吐出し、次いで凝固
再生する方法、特開昭５７−１９９８０８号に記載の凝
固性液を上層に、ハロゲン化炭化水素によりなる非凝固
性液を下層に充填してなる溶液の該非凝固性液中に環状
紡糸孔から直接吐出し、同時に内部中央部に非凝固性液
を導入充填し、次いで凝固性液中を通過させて凝固再生
する方法（以下、浮上法という。）等があるが、特に最
後者の浮上法が好ましいので、これを例にとって、以下
、図面を参照しつつ本発明を説明する。

第１図は、本発明法により中空糸を製造するための製造
ラインの概略を示す側面図である。　同図に示すように
、底部に非凝固性液槽ｌを設けた浴槽２において、前記
非凝固性液槽ｌに下層としてハロゲン化炭化水素よりな
りかつ前記セルロース系紡糸原液に対し非凝固性を有す
る非凝固性液３を、また上層として前記非凝固性液３よ
りも比重が小さ（かつ前記紡糸原液に対し凝固性を有す
る凝固性液４を供給して二層を浴槽２に形成させる。

なお、非凝固性液３としては、例えばトリクロルトリフ
ルオルエタン、テトラクロルエチレン等が挙げられ、凝
固性液４としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム、水酸化リチウム等が挙げられる。

原液針ｔｌ（図示せず）内の紡糸原液を導管５により圧
送し、紡糸口金装置６の上向きに設けられた環状紡糸孔
（図示せず）から前記下層の非凝固性液３中に直接押出
す。　その際、内部液貯槽（図示せず）内に貯留されて
いる前記紡糸原液に対する非凝固性液３を内部液として
導管７より前記紡糸口金装置に供給し、前記環状に押出
された線状紡糸原液８の内部中央部に導入して吐出させ
る。

非凝固性内部液としては、ミリスチン酸イソプロピル、
酢酸イソアミルアルコール、パルミチン酸イソプロピル
等が挙げられる。

環状紡糸孔より押出された線状紡糸原液８は、内部に非
凝固性液を含んだままなんら凝固することなく下層の非
凝固性液３中を上方へ進む。　この場合、線状紡糸原液
８は、前記非凝固性液との比重差によりその浮力を受け
ながら上昇する。

次いで、この線状紡糸原液８は上層の凝固性１夜４中に
上昇するので、これを該凝固性液４中に設けられた変向
棒９により変向させて前記凝固性液４中を充分通過させ
、その後、ローラ１０を経て引上げる。　これにより線
状紡糸原液８は凝固再生される。

なお、上記紡糸原液の環状紡糸孔からの吐出および凝固
性液４中の通過に際し、その紡糸原液の温度を５〜２５
℃とした状態でこれらを行うのが好ましい。

紡糸原液の温度が低いほど粘度が高くなり、紡糸の安定
性が向上するが、紡糸原液の温度を５℃未満とすると、
内部に充填される非凝固性ｌ＆　３が凝固し、中空糸膜
の内面に荒れを生じる可能性があり好ましくない。

また、紡糸原液の温度が２５℃を超えると、紡糸時に切
糸が生じやすく、製造上好ましくない。

なお、紡糸原液をこのような温度に維持する方法として
は、例えば、浴槽２を恒温槽中に入れた状態とすること
が可能である。

ＩＩ　、洗浄工程 第１図に示すように、凝固性液４中より引上げられた中
空糸１２を、ローラ１０を経てドライブローラ１１によ
り下方へ向けて反転し、ベルトコンベア等よりなる搬送
装置１３により搬送しながら、その上部に設けられたア
ルカリ洗浄装置１４ａ、第１水洗装置１４ｂ、酸洗浄装
置１４ｃおよび第２水洗装置１４ｄによりそれぞれシャ
ワー洗浄を施して、順次再凝固、水洗、脱銅および水洗
を施す。

この場合、銅アンモニアセルロースによる中空糸に対し
ては、酸洗浄装置１４ｃでは酸洗液として硫酸水溶液が
用いられるが、本発明ではその硫酸濃度が３〜１５ｖｏ
ｌ％のものを用いるのが好ましい。　硫酸濃度が３　　
ｖｏｌ％未満では脱銅作用が緩慢となり中空糸の緻密層
の大孔径化が充分に図れず、また、硫酸濃度が１５ｖｏ
ｌ％を超えると、中空糸の大孔径化は図れるものの、そ
の強度が低下し、または水洗工程上、不便を生じ製造上
問題がある。

ＩＩＩ　、熱処理工程 第１図に示すように、洗浄がなされた中空糸１２をドラ
イブローラ１５により熱処理装置１６へ送り、熱処理を
施す。　この熱処理装置１６は、加熱効率に優れるとい
う点で、温水、加熱水蒸気等の加熱流体と、中空糸１２
とを接触させて中空糸１２を加熱する構成のものが好ま
しく、その構成例を第２図に示す。

同図に示すように、熱処理装置１６は、箱体４０を有し
、該箱体４０の図中左右側部には、それぞれ中空糸１２
が通過し得る通過孔４１．４２が形成されている。　ま
た箱体４０の図中上部および下部には、それぞれ、加熱
流体（例えば熱水、加熱水蒸気等）の導入口４３および
排出口４４が形成されている。

加熱水蒸気発生装置（図示せず）により発生した加熱水
蒸気４７は、配管４５を通り、導入口４３より箱体４０
の内部に導入され、さらに排出口４４より配管４６を通
じて排出される。　一方、中空糸１２には、図中左方か
ら右方へ走行しており、通過孔４１より箱体４０の内部
に入り、ここで水蒸気４７と接触して加熱され、通過孔
４２より箱体４０外へ搬出される。

このように、中空糸１２を可塑化処理する前に、熱処理
することにより、中空糸１２が軟化し、後述する可塑化
処理におけるグリセリンの取込みにおいて、中空糸膜の
マトリクス中に効果的に、グリセリンが取込まれるため
、大孔径化が維持できるという効果がある。

このような、熱処理における熱処理条件は、４０〜１２
０℃の温度で行うのが好ましい。　処理温度が４０℃未
満では、中空系に上記熱処理を施す効果が充分に得られ
ず、また１２０℃を超える熱処理を施すためには、熱処
理装置の設備コストが高（なり、好ましくない。

また、上記温度範囲における処理時間は、紡糸速度、熱
処理温度等の条件により異なるが通常は１秒〜１５分秒
程度とするのが好ましい。

なお、熱処理装置１６は、上記構成のものに限られず、
例えば、発熱体を有するヒータ等、通常用いられている
加熱装置であってもよい。

なお、本発明において、上記のごと（紡糸原液の粘度を
１００〜８００Ｐとした場合には、このような熱処理工
程を省略してもよく、この場合でも上記構成の中空糸を
得ることができる。

ＩＶ　、可塑化工程 第１図に示すように、熱処理が施された中空糸１２は、
可塑化処理装置１７に導かれ、該装置内のグリセリン水
溶液と接触して可塑化がなされる。

可塑化処理装置１７の構成例を第３図に示す。　同図に
示すように、可塑化処理装置１７は、グリセリン水出液
２０が浦たされた浴槽２１を有し、該浴槽２１の上方の
中空糸入側および出側には、それぞれドライブローラ２
２ａおよび２２ｂが設置され、浴槽２１内部の液面下に
は、ローラ（または変向棒）２３ａおよび２３ｂが設置
されている。　図中左方より送られてきた中空糸１２は
、ドライブローラ２２ａを経てグリセリン水溶液２０中
に浸ｌ責され、ローラ２３ａおよび２３ｂを経て液中を
走行し、ドライブローラ２２ｂにより引上げられる。

この場合、後述するように、グリセリン水溶液は所定の
濃度に保たれる。　このようなグリセリン濃度の制ｉ卸
は、第３図に示すように、浴槽２１内のグリセリン水溶
液２０を導管２４より抜出し、循環ポンプ２５により濃
度計２６、例えば、濃度調節用示差屈折計を経て熱交換
器２７に送り所定の温度に加温した後、浴槽２１内へ戻
すという（ｆａ　ｆＭにより行なわれる。　グリセリン
濃度が低下すると、濃度計２６からの指示信号がライン
２８にて新鮮グリセリン供給ポンプ２９へ送られ、該供
給ポンプ２９より導管２４に新鮮グリセリンが供給され
る。　一方、濃度が高くなると、逆浸透水供給経路３０
より逆浸透水等の新鮮水が導管２４に補給される。

また、別の可塑化処理方法としては、第４図に示すよう
に可塑化処理装置１７の浴槽２１内に収納されているグ
リセリン水溶液２０中に、駆動ローラ３１を一部分浸漬
して回転させ、該ローラ３１の円周表面と中空糸１２と
を接触させることにより該ローラ３１の表面に付着して
いるグリセリン水溶液を前記中空糸１２に付着させて可
塑化する方法がある。　なお、グリセリン水溶液の濃度
管理は第３図の場合と同様であり、同図と同一符合は同
一の部材等を表わす。

しかして、前記グリセリン水溶液２０のグリセリン濃度
は３〜３０ｖｏｌ％が好ましく、より好ましくは５〜２
０ｖｏｌ％である。　グリセリン濃度が３　　ｖｏｌ％
未満では中空糸膜の除水能が低（なり、一方、３０ｖｏ
ｌ％を超えると、中空糸膜の吸湿性が高（なり、そのま
までは実用上使用困難となり、また、人工腎臓を製造す
るにあたり、ボッティング不良となる可能性が高い。

このような濃度範囲のグリセリン水溶液と中空糸との接
触時間は、好ましくは０．５〜５秒、より好ましくは１
〜４秒である。　な右、該グリセリン水溶液のｊ＆　？
Ｍは２０〜６０℃が好ましい。

■、乾燥工程 第１図に示すように、可塑化処理装置１７により可塑化
された中空糸１２は、乾燥装置１８へ送られて乾燥され
、その後巻取装置１９により、巻取られる。

乾燥装置１８における乾燥は、乾燥装置１８の加熱体３
２に中空糸１２を直接接触させることにより行なわれる
。

加熱体３２は、該加熱体３２の中空糸１２との接触部位
の温度が中空糸自体を損傷することのない最適）温度、
例えば１００〜１４０℃、好ましくは１１０〜１３０℃
に保持し得るのもであればいかなる機構を有するもので
もよく、例えば、該接触部位を加熱体３２内部に熱水、
加熱蒸気等の加熱流体による熱媒体を導入して加熱する
機構のもの、あるいは、加熱体３２内部に熱線等の発熱
体を有し該発熱体に通電して電気的に加熱する機構のも
のなどがあり、またその形状は、少なくとも該接触部位
が中空繊維との接触時に大きな接触摩損を起こさない、
ボール、ローラ等の回転体が好ましい。

このような加熱体３２としては、第５図に示すようなス
チーム導入型の回転ローラ等がある。　このスチーム導
入型の回転ローラは、チェーン、ベルト等により回転す
る中空ローラ３２ａの回転軸まわりに配されたスチーム
導入口３３よりスチームを該ローラ３２ａの内部空間に
導入し、一方回転軸内に配されたドレン排出口３４より
ドレンを排出し、これによりローラ３２ａを加熱するも
のである。　なお、スチーム導入口３３およびドレン排
出口３４は、それぞれロータリージヨイント等を介して
導入系および排出系に連結されている。

しかして、このように加熱体３２に中空糸１２を直接接
触させて乾燥を行なうと、乾燥が短時間でなされるため
、中空糸の収縮が少いという利点がある。　また、例え
ば第１図に示すようにローラ型の加熱体３２を複数個設
けてなる乾燥装置１８を用いた場合にも中空糸の乾燥に
よる収縮は、加熱体３２との滑面接触部位のみで起こる
ため、各ローラ間における張力は中空糸の収縮による影
響をほとんど受けず、中空糸の搬送に必要な最低限の値
におさえられる。　さらに中空糸の乾燥は、最初の加熱
体３２との接触によりほぼ完全になされるために、この
段階で中空糸は外力に対する抵抗力の強いものとなり、
その後のローラ間の張力影響をほとんど受けないもので
ある。

〈実施例〉 以下、本発明を、具体的実施例に基づき、更に詳細に説
明する。

（実施例１） ２５％アンモニア水溶液２３５４ｇに塩基性硫酸銅５４
０ｇを懸濁させて銅アンモニア水溶液を調製し、これに
１０ｖｏｌ％亜硫酸ナトリウム水溶液１６９０ｇを添加
した。　この溶液に重合度約１０００＜±１００）のコ
ツトンリンターバルブを湿式粉砕し、脱水した含水リン
ター（含水率６９．７％）２２７３ｇを投入し、濃度調
製用ＲＯ水を添加して撹拌溶解を行ない、次いで１０ｖ
ｏｌ％水酸化ナトリウム水溶７ｉ　１２３３　ｇを添加
して、紡糸原液である銅アンモニアセルロース水溶液（
セルロース濃度８ｖｏｌ％、粘度９９３　Ｐ）を調製し
た。

一方、第１図に示すような装置を用いて、浴槽２の非凝
固性液槽ｌに非凝固性液３として１．１．１−１リクロ
ルエタンを供給して下層を形成させ、次いで凝固性液と
して５０ｇ／ｅの濃度の水酸化ナトリウム水溶液を供給
して上層を形成させた。

前記紡糸原液を、環状紡糸孔を上向きに装着した紡糸孔
より前記下層の液温２０±２℃の非凝固性液３中に直接
吐出させた。　紡糸孔の孔系は３．８１Ｔ１ｍであり、
紡糸原液（２０℃）の吐出量は５．８６ｍｊ／分とした
。

一方、紡糸口金装置６に装着した非凝固性液の導入管７
よりミリスチン酸イソプロピル（比重０．８５４＞を導
入し、前記棒状吐出原液に内包させて吐出させた。　上
記導入管７の管径は１．２ａ＋ｍであり、ミリスチン酸
イソプロピルの吐出液は１．５０ｍｊ／分とした。

次いで、非凝固性液を内包する吐出紡糸原液８（比重１
．０２６）を１．ｌ、１−トリクロルエタン中に上昇さ
せ、さらに上層の水酸化ナトリウム水溶？１Ｉ（２０±
２℃）中を上昇させた後、変向棒９により水平方向に進
行させた。

このときの非凝固性液の走行は２００ｍｍであり、界面
から変向棒の上端までの距離は１５０ＩＩ１ｍであり、
紡糸速度６０ｍ／分、走行距離４．４ｍであった。　こ
の浴槽からローラ１０および１１により引上げた後、搬
送装置１３上に堆積させ、該搬送装置１３上で１．５Ｎ
水酸化す］・リウム水泗液をシャワー状に振りかけ充分
凝固させ、水洗処理し、５％硫酸により再生処理（脱銅
処理）をし、さらに水洗処理した。

その後、第２図に示す熱処理装置にて、中空糸を１００
℃の水蒸気に２秒間接触させ、直ちに可塑化処理を行な
った。

可塑化処理は、第３図に示すような可塑化処理を用い、
グリセリン濃度を１Ｏｖｏｌ％に調整したグリセリン水
溶液（液温３０℃）に１秒間浸漬して処理した。

次いで、第１図に示すような乾燥装置１８を用いて乾燥
させ、中空糸を得た。　なおこのときの加熱体３２の中
空糸との接触部位の温度は１１２℃に設定した。

（実施例２） 実施例１における紡糸原液にＲＯ（逆浸透圧）水を添加
して撹拌し、セルロースｌ製度６．５ｖｏｌ％、粘度３
１６Ｐに調整した紡糸原液を用いた以外は前記実施例１
と同様にして。

中空糸を製造した。

（実施例３） 実施例１における紡糸原液にＲＯ水を添加して撹拌し、
セルロース１度６．０ｖｏｌ％、粘度２５６Ｐに調整し
た紡糸原液を用い、可塑化処理前の熱処理を行わなかっ
た以外は、前記実施例１と同様にして、中空糸を製造し
た。

（比較例１） 可塑化処理前の熱処理を行わず、更に可塑化処理におけ
るグリセリン濃度を９　　ｖａｔ％にした以外は、前記
実施例１と同様にして、中空系を製造した。

（試験例１） 前記実施例１〜３．および比較例１で製造した中空糸を
用いて、膜表面積１００　ｅｕ＋”のミニダイアライザ
ーを作製し、これを用いて以下の操作を行い、β２−ミ
クログロブリンの濾過率を求めた。　その結果を、下記
表１に示す。

第６図に示す実験回路を組み、β２−ミクログロブリン
の濃度が２０ｍｇ／ｆｆｉの溶液を流速１０ａ＋ｆｆｉ
／ｗｉｎ、　Ｔ　Ｍ　Ｐ　ｌ　００　ｍｍＨｇで１時間
循環し、濾液側溶液及びダイアライザー人口側溶液をサ
ンプリングした。

これら各サンプリング液について、ＥＩＡ法によりβ２
−ミクログロブリンの濃度を測定し、下記の算出式■に
よりβ２−ミクログロブリンの濾過率を求めた。

結果を表１に示す。

表１および後述の表２、表３中、データの上値は標準偏
差である。

濾過率 ＝１時間後の濾液濃度／人口濃度Ｘ１００・・・■ 実施例１ 実施例２ 実施例３ 比較例１ 表 β２−ミクログロブリンの 濾過率（％） ５０、８　±　１　、８ ５３、２　±　２　、５ ６４　、０　±　９．３ １９　、８　±　０　、４ （試験例２） 前記実施例１〜３および比較例１で製造した中空糸を用
いて、膜表面積１．２ｍ”のダイアライザーを作製し、
日本人工臓器学会の基準のＢ法（ＥＣＵＭ法）に従って
限外濾過速度を測定した。　その結果を下記表２に示す
。

実施例１ 実施例２ 実施例３ 比較例１ 表　　　　２ 限外濾過速度 （ｍｊ／ｍｍｍＨｇ１１ｒ−”） １０　、８　±　０．７ １１．２　　±　０　、５ １３．１　　±　０　、４ ７、９　±　０．２ （試験例３） 実施例１〜３および比較例１で製造した中空糸ならびに
ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）の中空糸を用い
て、膜表面積１００　ｃｍ”のミニダイアライザーを作
製し、これを用いて以下の操作を行い、β２−ミクログ
ロブリンの中空糸膜への吸着による除去率を求めた。　
その結果を下記表３に示す。

β２−ミクログロブリンの濃度が２０　ｍｇ／εの溶液
（３７℃）３０ｍｊを、流速４　ｍｆｆ１／ｗｉｎで濾
過が生じない状態で循環した。　循環開始前の溶液（初
期濃度）および３時間経過後の溶液をサンプリングした
。

ＥＩＡ法により、各サンプリング液のβ２ミクログロブ
リン濃度を測定し、下記の算出式■によりβ２−ミクロ
グロブリンの吸着による除去率を求めた。

吸着による除去率 ＝（初期濃度−３時間後の濃度）／初期濃度×１００　
　　　　　　　　　　　・・・０表３にその結果を示す
。

表　　　　３ β２−ミクログロブリンの 吸着による除去率（％） ３時間 実施例１　　　　３±４ 実施例２　　　　２±５ 実施例３　　　　１±３ 比較例１　　　　３±５ ＰＭＭＡ　　　　　９５±４ 上記表１および２に示すように、本発明の実施例１〜３
による中空糸は、β２−ミクログロプリンの透過性に優
れ、しかも限外濾過速度の上昇も抑制されている。　ま
た、上記表３に示すように、実施例１〜３では、β２−
ミクログロブリンの中空糸膜への吸着は、はとんど生じ
ていない。

（試験例４） 前記実施例１〜３および比較例１で製造した中空糸の内
径および膜厚を光学顕微鏡（ＯＰＰ　Ｉ　ＰＨ０Ｔ−Ｐ
ＯＬ　　日本光学工業（株）製）により測定した。　さ
らに、それらの断面構造を電解放射型走査電子顕微鏡（
日立製作所（株）製、Ｓ−８００型）にて、加速電圧５
ＫＶ、倍率９万倍で観察したところ、実施例１〜３の中
空糸では、膜の厚さ方向に沿ってほぼ均一な径の細孔が
形成されていたが、膜の内表面に緻密層の形成が認めら
れた。

さらに、各個の内表面の電解放射型電子顕微鏡写真を撮
影し、得られた写真に対し、画像解析装置（東芝（株）
製、ＴＯ３ＰＩＸ−Ｕ）にて粒子解析パッケージ（東芝
（株）製のソフト〕を用いて、画像処理を行い、平均細
孔面積ＡからＲ＝５７ＴΣ丁を算出し、平均細孔径Ｒを
求めた。　その結果を下記表４に示す。

表　　　　４ 内径　　　膜厚　　平均細孔径 （μｍ）　　　（μｍ）　　　　（人）実施例１　　２
１０ 実施例２１５０ 実施例３１９６ 比較例１２００ １７．８　　　　　　　　　　？４ １０．３　　　　　　　　　８７ ９．７　　　　　　　　　ｌ１１ １７、Ｑ　　　　　　　　　　５１ これらの結果から本発明の効果があきらがである。

なお、実施例１〜３のダイアライザーは、良好な透析性
能を発押した。

〈発明の効果〉 以上述べた通り、本発明のセルロース系中空糸およびそ
の製造方法ならびに流体処理装置によれば、例えば人工
透析を行うに際し、１）β２−ミクログロブリンの」過
率が高く、例えば手根管症候群の発生を予防することが
でき、 ２）血中より、β２−ミクログロブリンを除去するにあ
たり、β２−ミクログロブリンが中空糸膜に吸着され、
摸が汚染されるのを防止することができ、 ３）限外濾過速度の低減により、血中からの除水量が抑
制され、よって補液量の増加がなく、またバックフィル
トレージョンを生じるおそれのあるＵＦＲコントローラ
を使用する必要もな（、人体への安全性が高いセルロー
ス系中空糸およびこれを用いた人工透析器が提供される
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法により中空糸を製造するための製造
ラインの概略を示す側面図である。 第２図は、第１図中の熱処理装置の構成例を示す断面側
面図である。 第３図は、第１図中の可塑化処理装置の構成例を示す部
分断面図である。 第４図は、第１図中の可塑化処理装置の他の構成例を示
す部分断面側面図である。 第５図は、第１図中の加熱体の構成例を示す断面側面図
である。 第６図は実施例において示す試験例で用いた実験回路の
概略図である。 符号の説明 ｌ・・・非凝固性液槽、 ２・・・浴槽、 ３・・・非凝固性液、 ４・・・凝固性液、 ５・・・導管、 ６・・・紡糸口金装置、 ７・・・導管、 ８・・・線状紡糸原液、 ９・・・変向棒、 １０・・・ローラ、 １１・・・ドライブローラ、 １２・・・中空糸、 １３・・・搬送装置、 １４ａ・・・アルカリ洗浄装置、 １４ｂ・・・第１水洗装置、 １４ｃ・・・酸洗浄装置、 １４ｄ・・・第２水洗装置、 １５・・・ドライブローラ、 １６・・・熱処理装置、 ｌ、４２・・・通過孔、 ３・・・導入口、 ４・・・排出口、 ５．４６・・・配管、 ７・・・加熱水蒸気、

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）中空糸膜内表面における細孔の平均細孔径が５５
   〜３００Åであり、２０ｍｇ／ｌのβ＿２−ミクログロ
   ブリン溶液を３時間循環した後の吸着によるβ＿２−ミ
   クログロブリンの除去率が１０％以下であることを特徴
   とするセルロース系中空糸。
2. （２）前記中空糸膜の膜厚が１０〜３０μｍである請求
   項１に記載のセルロース系中空糸。
3. （３）β＿２−ミクログロブリンの濾過率が４５％以上
   、限外濾過速度が２０ｍｌ／ｍｍＨｇ・ｈｒ・ｍ＾２以
   下である請求項１または２に記載のセルロース系中空糸
   。
4. （４）ハウジング内に、請求項１〜３のいずれかに記載
   のセルロース系中空糸を複数本収納してなることを特徴
   とする流体処理装置。
5. （５）人工透析器として用いられる請求項４に記載の流
   体処理装置。
6. （６）セルロース系紡糸原液を環状紡糸孔から吐出させ
   、同時に内部中央部に非凝固性液を導入充填し、次いで
   、凝固性液中を通過させて凝固再生した後、洗浄し、こ
   のようにして得られた中空糸を可塑化処理し、その後乾
   燥することにより中空糸を製造するに際し、 前記紡糸原液の粘度が１００〜８００Ｐであることを特
   徴とするセルロース系中空糸の製造方法。
7. （７）セルロース系紡糸原液を環状紡糸孔から吐出させ
   、同時に内部中央部に非凝固性液を導入充填し、次いで
   、凝固性液中を通過させて凝固再生した後、洗浄し、こ
   のようにして得られた中空糸に熱処理を施した後、可塑
   化処理し、その後乾燥することを特徴とするセルロース
   系中空糸の製造方法。
8. （８）セルロース系紡糸原液を環状紡糸孔から吐出させ
   、同時に内部中央部に非凝固性液を導入充填し、次いで
   、凝固性液中を通過させて凝固再生した後、洗浄し、こ
   のようにして得られた中空糸を可塑化処理し、その後乾
   燥することにより中空糸を製造するに際し、 前記紡糸原液の調製に際し、セルロースの溶解して溶解
   液を作製したのち、これを希釈液にて希釈して紡糸原液
   とすることを特徴とするセルロース系中空糸の製造方法
   。
9. （９）前記紡糸原液の粘度が１００〜８００Ｐである請
   求項７または８に記載のセルロース系中空糸の製造方法
   。
10. （１０）前記浮上後の中空糸に熱処理を施した後、可塑
    化処理する請求項８に記載のセルロース系中空糸の製造
    方法。
11. （１１）前記熱処理は、中空糸を加熱流体と接触させる
    ことにより行う請求項８または１０に記載のセルロース
    系中空糸の製造方法。
12. （１２）前記熱処理は、４０〜１２０℃の温度で行う請
    求項８、１０または１１のいずれかに記載のセルロース
    系中空糸の製造方法。
13. （１３）前記希釈液が水である請求項８に記載のセルロ
    ース系中空糸の製造方法。
14. （１４）前記紡糸原液を凝固再生させる際に、その紡糸
    原液の温度を５〜２５℃として行う請求項６〜１３のい
    ずれかに記載のセルロース系中空糸の製造方法。
15. （１５）前記洗浄は、少なくとも硫酸水溶液による酸洗
    工程を有し、該酸洗工程にて用いられる硫酸水溶液の硫
    酸濃度が、３〜１５ｖｏｌ％である請求項６〜１４のい
    ずれかに記載のセルロース系中空糸の製造方法。