JPS6097005A

JPS6097005A - 透析用中空繊維の可塑化方法

Info

Publication number: JPS6097005A
Application number: JP7509784A
Authority: JP
Inventors: Mimio Nakamura; 中村　三三雄; Kazuhiko Suzuki; 鈴木　一比好; Kazuaki Takahara; 高原　和明; Yukio Kiyota; 清田　由紀夫
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1984-04-16
Filing date: 1984-04-16
Publication date: 1985-05-30

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】 ■１発明の背明技術分野本発明は、透析用中空繊維の可塑化方法に関するもので
ある。詳しく述べると、所望の可塑剤量を含有させるこ
とかでき、かつ品質管理の優れた透析用中空ｔＪ＆Ｎの
可塑化方法に関するものである。

先行技術最近、浸透作用、限外濾過作用等を利用する人工腎臓装
置の発展はめざましく、医療界において広く使用されて
いる。しかして、このような人工腎臓装置においては、
極めて細い透析用中空繊維が最も重要な部材となってい
る。

このような中空繊維は、いずれも銅アンモニアセルロー
ス溶液等のセルロース溶液または合成繊組溶液よりなる
紡糸原液を環状紡糸孔から空気中に押出し、その下方に
自重落下させ、その際、線状に紡出される紡糸原液の内
部中央部に該紡糸に対する非凝固性液体を導入充填して
吐出させ、それから自重落下により充分伸張したのち、
酸またはアルカリ溶液等の凝固液中に浸漬して凝固再生
を行ない、ついで洗浄を行ない、さらにグリセリン処理
を行なって可塑化したのち、乾燥することにより￥Ｊ造
されている。

このようなグリセリンによる可塑化処理は、グリセリン
液を収納した槽中に中空ｌＪＮを連続的に通過させて浸
漬することにより行なわれる。しかしながら、このよう
な従来の可塑化処理方法は、上方に開口した槽内に収納
されたグリセリン水溶液中で室温（１５〜２０℃）で行
なわれるため、空気中のＭ菌が落下してグリセリン水溶
液中で繁殖するので、グリセリン水溶液の管理が煩雑で
あった。すなわら、前記落下菌が存在するとグリセリン
水溶液中で短時間で繁殖が起こり、中空繊維については
後に熱処理またはその他の方法により殺菌することは可
能であるが、多数の死滅菌および繁殖中の代謝産物が中
空繊維にイ」着または含浸され、たとえ殺菌しても発熱
性物質として残存するので、透析中にこれらの発熱性物
質が生体内に入る問題があった。

■１発明の目的したがって、本発明の目的は、新規な透析用中空１！維
の可塑化方法を提供することにある。本発明の他の目的
は、所望の可塑剤量を含有さ拷ることができ、かつ品質
管理の優れた透析用中空繊維の可塑化方法を提供するこ
とにある。

これらの開目的は、４０〜１００℃の液温に保３− たれたグリセリン水溶液中に中空繊維を浸漬して該中空
繊維中に３〜３０重量％のグリセリンを含有させること
を特徴とする透析用中空繊維の可塑化方法である。

また、本発明は、グリセリン水溶液中のグリセリン濃度
が０．５〜５．０重間％である透析用中空繊維の可塑化
方法である。さらに本発明は中空繊維のグリセリン水溶
液中への浸漬時間が３〜５秒間である透析用中空ＩＩの
可塑化方法である。

本発明は、中空繊維のグリセリン水溶液中への浸漬が、
該水溶液中へ該中空繊維を５０〜ｂ／ｍｉｎで走行させ
ることにより行なわれる透析用中空ｖａｎの可塑化方法
である。また、本発明は、中空繊維のグリセリン水溶液
中の走行が１．００〜１．４０の可塑化前後の延伸比で
延伸して行なわれる透析用中空繊維の可塑化方法である
。さらに、本発明は、中空繊維中のグリセリン含量が５
〜２５重酪％である透析用中空繊維の可塑化方法である
。本発明は、中空繊維がセルロース系繊維である透析用
中空繊維の可塑化方法である。また、４一本発明は、セルロース系繊維が銅アンモニアセルロース
である透析用中空繊維の可塑化方法である。

■１発明の詳細な説明本発明により可塑化される中空繊維としては、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
、ポリメタクリル酸メチルのステレオコンプレックス、
ポリアクリロニトリル系、エチレン−ビニルアルコール
共重合体等の合成繊維等があるが、好ましくはセルロー
ス系ＩＩであり、特に銅アンモニアセルロースである。

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
好ましく使用される。しかして、銅アンモニアセルロー
ス溶液は常法により調製される。例えば、まずアンモニ
ア水、塩基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（例えば亜ｍ１
ｌｌｉ酸ナトリウム）を加え、ついで原料セルロースを
投入して攪拌溶解を行ない、さらに水酸化ナトリウム水
溶液を添加して未溶解セルロースを完全に溶解させて銅
アンモニアセルロース溶液を１ｑる。この銅アンモニア
セルロース溶液には、さらに透過性能制御剤を混合して
配位結合させてもよい。

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５７−７１，４０８号および同５７−７１．
４１０号に記載の非凝固性液中へ吐出したのち該非凝固
性液層と凝固性液との界面を通過させる方法、特開昭５
７−７１，４０９＠に記載の非凝固性液中へ直接吐出し
たのち、凝固性液中を通過させる方法、特開昭５７−７
１，４１１号に記載の非凝固性液に囲繞させて吐出し、
ついで凝固再生ずる方法、特開昭５７−１９９、８０８
＠に記載の凝固性液を上層にハロゲン化炭化水素よりな
る非凝固性液を下層に充填してなる浴液の該非凝固性液
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、つ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づる。

第１図は、本発明による方法を用いて中空繊維を製造す
るための装置全体の概略を示づ”側面図である。すなわ
ち、底部に非凝固性液層１を設けた浴槽２において、前
記非凝固性液槽１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する非凝固性液
３を、また上層として前記非凝固性液よりも比重が小さ
くかつ前記紡糸原液に対する凝固性液４を供給して二層
からなる浴液を形成させる。導管５より紡糸原液を圧送
し、紡糸口金８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中に直接押出す。

その際、該紡糸原液に対する非凝固性液を内部液として
導管７により前記紡糸口金装置に導き、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。

該線状紡糸原液は吐出直後非凝固性液３中で側面から液
圧をうけ体積を少くする力が作用するとともに化重差に
よる浮力も働らき上方へ進みながら細径となる。

ついで、変向棒９により変向させて前記凝固性液４中を
通過させたのち、ローラ１０により引上る。

このような中空１１ｉ１１ｆ１２を、ローラ１１を絆て
７− 常法によりアルカリ洗浄装置１３、第１水洗装置１４、
酸洗洋装＠１５および第２水洗装置１６によりそれぞれ
洗浄を施して、再凝固、水洗、脱銅および水洗を施す。

ついで、グリセリン液１７中を通過させて可塑化させた
のち、乾燥器１８に導入して乾燥させる。

しかして、前記中空ｔＪＡｍのグリセリンによる可塑化
は、第２図に示すように、可塑化槽２６内に収納されて
いるグリセリン水溶液１７中に駆動ローラ２７ａ、２７
ｂを経て中空繊＃＃１２を浸漬して走行させ、変向棒２
８により変向させて駆動ローラ２９により引上げて乾燥
工程へ送ることにより行なわれる。この場合、後述する
ように、所定の液温および濃度に保たれる。このような
液温およびグリセリンａｒｔの制御は、第２図に示すよ
うに、可塑化槽２６内のグリセリン水溶液１７を導管３
０より後出し、循環ポンプ２５によりａ度計２４、例え
ば濃麿調節用示差屈折計を経て熱交換器２３に送って所
定の湿度に加温したのち、可塑化槽２６に循環すること
により行なわれる。グリ８− セリン濃度が低下すると、濃度計２４からの指示信号が
ライン２２より新鮮グリセリン供給ポンプ２１へ送られ
、該供給ポンプ２１より導管３０に新鮮グリセリンが供
給される。ｍ度が高くなると逆浸透水供給経路２０より
逆浸透水等の新鮮水が補給される。また、液位は溢流管
１９により制御される。

しかして、前記グリセリン水溶液のグリセリン８！東は
０．５〜５，０重量％、好ましくは１．０〜４．５重量
％である。まＩＣ、グリセリン水溶液の液渇け４０〜１
００℃、好ましくは５５〜８０℃である。この中空ｍＩ
Ｉの走行速度は浮上法であるため紡糸速度に制限があり
、５０〜６０１１１／ｍｉｎであるが、本発明では、走
行速度は５０〜１３０ｍ／ｍｉｎ好ましくは５０〜５５
ｍ　／ｍｉｎ　テある。

また、可塑化前後の延伸比が１．００〜１．４０、好ま
しくは１．０５〜１．３５となるように延伸して走行さ
せることが望ましい。このように処理することにより、
得られる中空繊維の乾燥後のグリセリン含量は３〜３０
重１％となり、好ましくは５〜２５重間％である。

グリセリン水溶液の液温を４０〜１００℃に保つのは、
発熱性物質である落下菌の槽内での繁殖を防止するため
である。例えば、室温（１５〜２０℃）および加温下（
５５〜６０℃）でそれぞれ行なったグリセリン水溶液（
１１度１．８重量％）のときのリムラス試験の結果は、
第１表に示すとおりであった。

第１表放置条件　【１比順　生菌数　リムラス試験−室温（１
５〜２０℃　２１０６〜１０７　プラス加温（５５〜６
０℃　１０１０２〜１０３　マイナスなお、リムラス試
験は、可塑化槽よりグリセリン水溶液を５０μ℃採取し
、カブトガニの血液５ｏｔｔｘと混和し、３３７℃のオ
ーブン内で１時間放置した。このとき試料中にエンドト
キシンがあれば反応してゲル化するので、これをプラス
とし、一方、エンドトキシンがなければ液体のままであ
るので、これをマイナスとした。

また、−Ｆ記波瀾で可塑化することにより透析用中空繊
維の溶出物質が溶出除去され、このようにして得られた
中空５ｉｌｌ中には溶出物質は認められイ【いのである
。

また、上記のごとき条件下で可塑化Ｊることにより３〜
３０重量％というグリセリン含量の中空ＭＡＲがｉｑら
れるが、これは第３図から明らかなようにグリセリン水
溶液中のグリセリン１ｌ１１度と中空繊維中のグリセリ
ン含量との間には相関関係があるのである。さらに、第
４図から明らか４Ｚように、中空４Ｍ雑のグリセリン含
量と物性とも相関関係があり、グリセリン含量が少なす
ぎると柔軟性がなくなり、折れやすくなり、一方、多ず
ぎるど破断強度が著しく低下し、中空繊維の取扱いに支
障をきたす。また、第５図に示づように、中空ｍｕのグ
リセリン含量と透析性能ども相関関係を示す。

さらに原液組成を変えることなく、後処理可塑化によっ
て中空繊維のグリセリン含量が増えるに従って限外濾過
率（ＵＦＲ）が高くなるというおど−１１− ろくべき効果をみいだした。したがって、−に記の点を
考慮すると、透析用中空繊維としてはグリセリン含量が
３〜３０重間％であることが望ましい。

ざらに、前記方法において可塑化前後の走行速用による
延伸比は、°前記のように１．００〜１゜４０、好まし
くは１．０５〜１．３５であるが、これは１，００未渦
では中空ｍ雛が駆動ローラにｆ）ｓ　＋ろまりやすくな
り、一方切糸が起こりやすくなるからである。なお、前
記中空ｌｌＮは５０〜１３０ｎ＋　／ｍｉｎ　、好まし
くは５０〜５５ｍ／ｌｉｎの速度で走行されるが、この
場合の中空繊維の浸漬時間はグリセリン水溶液のｍ度に
もよるが、通常３〜５秒であり、好ましくは３．５〜４
．５秒である。これは３秒未満ではグリセリンの含量が
不充分となり、一方、５秒を越えるとグリセリンの合間
が過度となるからである。

■１発明の具体的効果以上述べたように、本発明による透析用中空繊維の可塑
化方法は、４０〜１００℃の液温に保たれたグリセリン
水溶液中に中空繊維を浸漬して該　１２− 中空ｗ４維中に３〜３０更量％のグリセリンを含有させ
ることを特徴とするものであるから、第２図に示ずよう
なオープンシステムで操作を行なっても、第１表に示す
よう落干菌等の繁殖は著しく低く、例えばリムラス試験
値はマイナスであるので、従来のように室温で行なう方
法に比し、グリセリン水溶液の管理が極めて容易となる
。す＜７わち、”可塑化槽内に幾分かの菌が存在したり
、あるいは菌の死骸が存在して、これらが仮りに中空繊
維の表面に付着してそのまま製品化された場合でも、透
析時に透析膜を通って血液に混じることはないので、発
熱の心配はない。また、得られる中空繊維のグリセリン
含有量が３〜３０重量％であるので、前記のように適度
な柔軟性を有するだけでなく透析性能も極めて優れたも
のになる。

また、グリセリン水溶液中のグリセリン濃度が０．５〜
５．０重量％であるので、第３図に示すように中空ｍｅ
ｌｔ中のグリセリン含量を３〜３０重量％にすることが
できる。さらに、グリセリン水溶液の液温を４０〜１０
０℃、好ましくは５５へ・８０℃にすれば可塑化槽内液
の制御・管理はさらに良好となる。また、中空繊維のグ
リセリン水溶液中への浸漬を、該水溶液中へ該中空繊維
を５０〜ｉ　３　ＱＩＩｌ／ｍｉｎで走行させることに
より前記グリセリン含量が容易に達成される。さらに、
中空繊維のグリセリン水溶液中の走行を、１．００〜１
．４０の可塑化前後の延伸比で延伸することにより中空
繊維の駆動ローラに対する絡まりや切糸がな（なる。

つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する
。なお、下記実施例においてパーセントは、特にことわ
らない限りすべて重量による。

実施例２５％アンモニア水溶液２，３５４ｇに塩基性硫酸銅５
４０ｇを懸濁させて銅アンモニア水溶液を調製し、これ
に１０％亜硫酸ナトリウム水溶液１．６９０（Ｉを添加
した。この溶液に重合度約１゜０００（±１００）のコ
ツトンリンターパルプを湿式粉砕し、脱水した含水リン
ター（含水率６９゜７％＞２．２７３１１を投入して濃
度調整用ＲＯ水２１０ｇを添加して攪拌溶解を行ない、
ついで１０％水酸化ナトリウム水溶液１，２３３ＣＩを
添加して銅アンモニアセルロース水溶液（比Ｍ１．０８
）を調製して紡糸原液とした。

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１に非凝固性液３としてｉ、１．ｉ−トリクロ
ルエタンを供給して下層を形成さば、ついで凝固性液と
して５０ｇ／ｌの１１１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口金装置６に導き、５ｋｇ／ｃ
ｍ２の窒素圧で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。紡糸孔の孔径は３．
８ｍｍであり、紡糸原液（Ｃｅｌｆｆｉ７．８％、１．
１００１１（２０℃））の吐出量は５．８６ｍ１１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、前記線状吐出原液に内包させて吐出させた。上記
導入管の管径はｌ、２ｍ＋ｎであり、ミリスチン酸イソ
プロピルの吐出量は１．５１５− Ｏｍ（１，’分とした。ついで、吐出原液〈非凝固性液
を内包）８（比重１．０２６＞を１〜リクロルトリフル
オロＴタン中に上昇させ、さらに上層の水酸化ナトリウ
ム水溶液（２０±２℃）中を上昇させたのち、変向棒９
により水平方向に走行させた。

このときの非凝固性液の層高は２００１１１ＲＩであり
、界面から変向棒９の上端までの距離は１５０１１１ｍ
であり、紡糸速度６０ｍ／分、トラバースワインド８０
、走行路ｔｌｔ４．４ｍであった。この浴槽からローラ
１０により引上げたのち、１２％水酸化ナトリウム水溶
液をシャワー状に振りかけ充分凝固さけ、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。

可塑化処理は、第２図に示す装置を用い、５５〜６０℃
の液温に保たれた濃度１．８重量％のグリセリン水溶液
中に中空ｍ帷を、可塑上前走行速度５１〜５２Ｉｌｌ／
１ｎ１可塑化後走行速度５４ｍ／ｍｉｎ、可塑化前後の
走行速度による延伸比を１゜０５として４．５秒間浸漬
して走行させた。ついで、乾燥装置１８において１２０
℃で乾燥を行な−１６＝った。この場合の可塑化槽のグリセリン水溶液について
行なったリムラス試験値は、第１表に示すように、マイ
ブースであった。これに対し、室渇く１５〜２０℃）で
行なった場合には、第１表に示すようにリムラス試験値
はプラスであった。

このようにして得られた中空繊維およびその他の条件下
で可塑化したときの中空ＩＪ維について、グリセリン水
溶液の濃度と中空ｍｕ中のグリセリン含量との関係は第
３図に示すとおりであり、また、中空繊維中のグリセリ
ン含量と中空ＩＭの破断強度との関係は第４図に示寸と
おりである。さらに、中空ｍ維中のグリセリン含量によ
るダイアリザンスおよび限外濾過率ＵＦＲと６関係は第
５図に示すとおりである。なお、同図において、曲ｍＡ
は尿素について、曲線Ｂはクレアチニンについて、また
曲線ＣはビタミンＢ＋　についてのダイアリザンス試験
結果でり、曲線りはＵＦＲである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を用いて透析用中空繊維を製造する
ための装置全体の概略を示す側面図、第２図は本発明に
よる中空繊維の可塑化方法を行イ【う装置の一実施例を
示す概略側面図、第３図はグリセリン水溶液１１度ど中
空繊維中のグリセリン含…との関係を示すグラフ、第４
図は中空繊維中のグリセリン含量と中空ｗＩＮの破断強
度および伸度との関係を示すグラフであり、また第５図
は中空１１Ｍ中のグリセリン含ｍとダイアリザンスおよ
びＬＪ　Ｆ　Ｒどの関係を示すグラフである。１２・・・中空繊維、　１７・・・グリセリン水溶液、
２７ａ　、　２７ｂ　、　２９−・・駆動ローラ。２３・・・熱交換器。特許出願人　テ　ル　七　株式会社・１９−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）＝ｌＩＯ〜１００℃の波瀾に保たれたグリセリン
水溶液中に中空繊維を浸漬して該中空繊耗中に３〜３０
重石９６のグリセリンを含有さぼることを特徴とする透
析用中空繊維の可塑化方法。
（２）グリセリン水溶液中のグリセリン濃度が０．５〜
５．０重量％である特許請求の範囲第１項に記載の透析
用中空ｍ紺の可塑化方法。
（３）中空繊維のグリセリン水溶液中への浸漬時間が３
〜５秒間である特許請求の範囲第１項または第２項に記
載の透析用中空繊維の可塑化方法。
（４）中空繊維のグリセリン水溶液中への浸漬は、該水
溶液中へ該中空繊維を５０〜１３　Ｑｍ　／ｎ＋ｉｎで
走行させることにより行なわれる特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれか一つに記載の透析用中空繊維の
可塑化方法。
（５）中空ｉｌｌのグリセリン水溶液中の走行は、１．
００〜１．４０の可塑化前後の延伸比で延伸して行なわ
れる特許請求の範囲第４項に記載の透析用中空１！帷の
可塑化方法。
（６）中空ｍｕ中のグリセリン含量が５〜２５重量％で
ある特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれか一つ
に記載の透析用中空繊維の可塑化方法。
（７）中幸繊紺がセルロース系ＨＡＭである特許請求の
範囲第１項ないし第６項のいずれか一つに記載の透析用
中空繊維の可塑化方法。
（８）セルロース系１１１１が銅アンモニアセルロース
繊維である特許請求の範囲第７項に記載の透析用中空繊
維の可塑化方法。