JPS6322162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、血液処理用中空繊維の製造方法に関
するものである。詳しく述べると、例えば、血液
処理用装置等に使用される中空繊維の内部液を特
定の方法で洗浄除去する中空繊維の製造方法に関
するものである。 先行技術 従来、血液等の透析処理に用いられる中空繊維
としては、再生セルロース、酢酸セルロース等の
セルロース系物質、ポリスルホン、ポリアクリロ
ニトリル、ポリメチルメタクリレート等がある。
これらのうち、現在実用化されているものは、主
として銅アンモニアセルロースからの再生セルロ
ースであり、これらは湿潤状態で充分な強度を有
していて優れている。しかして、透析用中空繊維
は、血液透析等に使用する際には、円形横断面が
くずれると血液凝固等を起し、透析効果が著しく
低下するので、円形であることが望ましい。 従来、中空繊維はセルロース系紡糸原液を環状
紡糸孔から空気中または非凝固性液中に押出し、
その際線状紡糸原液の内部中央部に該紡子原液に
対する非凝固性液（内部液）を導入充填して吐出
させ、ついでこのようにして形成された線状紡糸
原液中を通過させて凝固再生し、洗浄後、必要に
より透析能を低下させないためにグリセリン処理
を行ない、さらに乾燥することにより、製造され
ている（特公昭53−30808号、特開昭57−199808
号等）。このように中空繊維中に含まれているミ
リスチン酸イソプロピル等の内部液は、人体に有
害であると考えられているので、血液透析装置等
に使用する場合には、使用前に予め洗浄除去する
必要がある。 このような中空繊維の内部液の除去洗浄方法と
しては、(1)塩化弗化炭化水素、またはこれと共沸
混合物を形成し得る物質との混合物を該中空繊維
の内部に流通させる方法（特公昭56−22541号お
よび特開昭54−161099号）、(2)中空繊維束を低沸
点有機溶剤で洗浄後乾燥し、ついで、該中空繊維
束の端をケースに固着することによる方法（特開
昭54−58687号）、(3)中空繊維束をケース内に装填
し、その両端部をポツテイングしてケースに固着
し、該ポツテイング部分を切断して開口させる方
法において、その長さ方向に遠心力を作用させる
方法（特公昭57−6363号）、(4)中空繊維束の両端
部をポツテイング材により固定し、該固定部分を
切断して両端を開口させ、該状態で低級アルコー
ルを流通させて洗浄する方法（特公昭54−12043
号）等が提案されている。 しかしながら、(1)，(2)および(4)の方法では、内
部液を物理的な方法で充分除去しないで、溶剤の
洗浄力だけで内部液を除去する方法では、内部液
の除去が不充分であり、内部液の除去を充分行な
うには、洗浄溶剤が大量に必要となるという欠点
があつた。一方、浸漬洗浄や循環洗浄を行なう場
合には、除去された内部液が再び中空繊維内外面
に接触するため、洗浄効果が充分に発揮できない
という欠点があつた。また、洗浄後の乾燥で、中
空部の強制排気を伴なわない方法においては、洗
浄溶剤が残留してしまう欠点があつた。また、強
制排気を伴なわない場合においては、中空繊維の
束に疎密が生じ、洗浄溶剤により除去されずに中
空繊維外側に付着した内部液がそのまま密の部分
に残存することがあつた。さらに、前記方法にお
いては、連続的に紡糸されて製造される中空繊維
を所定の寸法に切断して束ねる際に、切口からそ
の付近の中空繊維外側に内部液が付着し、該内部
液が該端部をポツテイング材により固着する際に
ポツテイング効果を低下させ、固着不良となる恐
れがある。さらに、中空繊維外側に付着した内部
液や洗浄液が充分に除去されないまま乾燥工程を
施すと、中空繊維の外表面間に介在する内部液が
固着し、中空繊維同志をゆ着させることがあり、
この場合、その後の製造過程で、接着した中空繊
維同志を引き離す力が加わつたときに中空繊維膜
面にピンホールが生じ、そこから血液のリーク
（漏れ）が生じることがあつた。また(3)の方法に
おいては、遠心力のみによつては内部液の完全除
去は極めて困難であり、また横断面が変形する恐
れがある。 発明の目的 したがつて、本発明の目的は、新規な中空繊維
の製造方法を提供することにある。本発明の他の
目的は、血液処理装置等に使用される中空繊維の
内部液を特定の方法で洗浄除去してなる中空繊維
の製造方法を提供することにある。 これらの諸目的は、セルロース系紡糸原液より
紡糸された非凝固性液を内蔵するセルロース系中
空繊維を切断して中空繊維束を得、該中空繊維束
の一端より該内部非凝固性液を強制的に除去する
とともに該中空繊維の内外に該内部非凝固性液に
対する溶解度が高くかつ揮撥性の高い洗浄溶剤を
強制的に流通させ、ついで該中空繊維の内外に気
体を強制的に流通させることを特徴とする血液処
理用中空繊維の製造方法により達成される。 また、本発明は、内部非凝固性液の強制的除去
が、該内部非凝固性液の吸引通風または圧送通風
による排出により行なわれてなる血液処理用中空
繊維の製造方法である。さらに、本発明は、内部
非凝固性液の強制的除去が、該中空繊維束を立て
て流下させることにより行なわれる血液処理用中
空繊維の製造方法である。本発明は、洗浄溶剤の
強制流通が、該洗浄溶剤の吸引流通または圧送流
通により行なわれる血液処理用中空繊維の製造方
法である。また、本発明は、洗浄溶剤の強制流通
が、遠心力による該中空繊維内外への該洗浄溶剤
の流通により行なわれる血液処理用中空繊維の製
造方法である。さらに、本発明は、洗浄溶剤の強
制流通が、該中空繊維束を水平面に鉛直に立て
て、その下端より該洗浄溶剤中を流通させ、かつ
上端より該洗浄溶剤を溢流させることにより行わ
れる血液処理用中空繊維の製造方法である。ま
た、本発明は、内部非凝固性液の強制的除去と、
洗浄溶剤の強制流通とが同時に行なわれる血液処
理用中空繊維の製造方法である。 発明の具体的説明 つぎに、図面を参照しながら、本発明による血
液処理用中空繊維の製造方法について説明する。 すなわち、第１〜３図は本発明方法の基本原理
を説明するための工程概略図である。同図から明
らかなように、まず、セルロース系紡子原液より
連続的に紡子されかつ非凝固性液（内部液）を内
蔵する中空繊維を所定の長さに切断して束ねて洗
浄用外筒１に入れることにより中空繊維束２を得
る。この洗浄用外筒１の一端に吸引キヤツプ３を
嵌着し、かつ該吸引キヤツプ３を導管４を介して
真空ポンプ等の吸引装置５に連結し、該吸引装置
５ａを作動させることにより、前記中空繊維束２
を構成している中空繊維の内部に充満しかつ外面
の一部にも付着している内部液を吸引除去する。
つぎに、第２図に示すように、吸引キヤツプ３に
対する反応側の開口端部において前記中空繊維束
２を洗浄溶剤６と接触させて吸引装置５ｂを作動
させると、洗浄溶剤６はその吸引力により中空繊
維の内外両部を流通して洗浄する。さらに、第３
図に示すように、中空繊維束２を洗浄溶剤６より
引上げ、前記開口端より気体供給装置７により気
体、例えば空気、窒素ガス、炭酸ガス等、好まし
くは空気、最も好ましくは温風（例えば30〜90
℃）を供給し、吸引装置を作動させることにより
中空繊維の内外両部に気体を強制流通させて乾燥
することにより前記洗浄溶剤が除去される。な
お、該方法において、吸引装置５ａ，５ｂ，５ｃ
は同一のものを使用してもよいし、また別個に各
工程毎に異なるものを使用してもよい。 また、前記方法において、第１図に示す非凝固
性液の強制的除去は、吸引装置の代りに通常のポ
ンプ、ブロワ等を用いて空気、窒素、炭酸ガス等
の気体を圧送して通風させるか、あるいは該圧送
と吸引とを併用してもよいことはもちろんであ
る。また、第２図に示す洗浄溶剤の強制流通につ
いては、吸引装置の代りにポンプ等を用いて洗浄
溶剤を逆方向に流通させてもよい。さらに、第３
図に示す気体の強制流通についても、吸引装置の
代りに通常のポンプ、ブロワ等を用いて、空気等
の気体、特に温風を流通させるか、あるいは該圧
送と吸引とを併用してもよい。 洗浄用外筒１および吸引キヤツプ３の材質とし
ては、洗浄用溶剤に侵されないものであればよ
く、通常、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ
カーボネイト等である。 洗浄溶剤としては、内部液である非凝固性液体
に対する溶解度が高く、洗浄効果が大で、かつ比
較的揮発性の高いものであればよい。一例を挙げ
ると、例えばジクロルメタン、１，１，１−トリ
クロルエタン、フロンソルブ（CCl₂F−CClF₂、
旭硝子株式会社製商品名）、ソルミツクスAP−１
（エタノール85.6％、メタノール1.1％、イソプロ
パノール13.3％、日本アルコール販売株式会社製
商品名）等があり、特に好ましくは、ジクロルメ
タンおよび１，１，１−トリクロルエタンであ
る。 本発明方法において使用されるセルロース系紡
糸原液としては、銅アンモニアセルロース等の金
属アンモニアセルロース、ビスコース等がある
が、好ましくは銅アンモニアセルロースであり、
一例を挙げると、例えば平均重合度500〜2500の
セルロースから常法により製造されたものであ
り、必要により特開昭57−199808号に記載されて
いるような透過性能制御剤（孔径制御剤）を配合
してもよい。 このような紡糸原液は、通常比重が1.05〜1.15
であり、好ましくは1.06〜1.10である。しかしな
がら、後述するように紡糸孔から押出される線状
紡糸原液の内部には非凝固性液が充填されている
ので、通常は紡子原液より比重は小さく、1.00〜
1.08であり、好ましくは1.01〜1.04である。 下層として用いられるセルロース系紡糸原液に
対する非凝固性液は、前記線状紡糸原液［非凝固
性液（内部液）を内包する紡糸原液］の嵩比重お
よび凝固性液よりもその比重が大きく、水に対す
る溶解性が低く、かつ表面張力が小さいハロゲン
化炭化水素であり、その比重は通常1.3以上であ
り、好ましくは1.4〜1.7である。一例を挙げる
と、例えば四塩化炭素（d²⁰ ₄＝1.632水溶解度0.08
ｇ／20℃−100ml表面張力（25℃）26.8dyne／
cm）、１，１，１−トリクロルエタン（d²⁰ ₄＝
1.349）、１，１，２−トリクロルエタン（d²⁰ ₄＝
1.442）、トリクロルエチレン（d¹⁵＝1.440、水溶
解度0.11ｇ／25℃−100ml、表面張力（25℃）
31.6dyne／cm）、テトラクロルエタン（d²⁵ ₀＝
1.542）、テトラクロルエチレン（d⁰＝1.656、水不
溶性）、トリクロルトリフルオルエタン（d²⁵＝
1.565、水溶解度0.009ｇ／21℃−100ml、表面張
力（25℃）19.0dyne／cm）等がある。これらのう
ちでも特に水に対する溶解度0.05ｇ／21℃−100
ml以下でかつ表面張力（25℃）が20dyne／cm以
下のものを使用すると紡糸性が極めて良好とな
る。このような非凝固性液としては、例えばテト
ラクロルエチレン、トリクロルトリフルオルエタ
ン等がある。しかして、非凝固性液層高さは紡糸
速度によつても異なるが、通常50〜250mmであり、
好ましくは100〜200mmである。 また線状紡糸原液中に導入充填される非凝固性
液（内部液）の選択は、中空糸の中空部の維持あ
るいは中空糸壁面の凹凸の有無に大きく影響す
る。すなわち、中空糸の乾燥時に中空部に充填さ
れている非凝固性液が膜を通して急激に外部に出
ると、中空部内は減圧となり中空潰れを発生さ
せ、あるいは内壁に凹凸を生じる。そして、用い
られる非凝固性液は、乾燥時に透過性の低くかつ
比重が小さい液体から選ばれる。すなわち、セル
ロース系紡糸原液の比重は通常1.05〜1.15、例え
ば銅アンモニアセルロース系紡糸原液の場合約
1.08であるので、前記非凝固性液体を内包する線
状紡糸原液の嵩比重が1.00〜1.08、好ましくは
1.01〜1.04、例えば約1.02となるような範囲から
前記非凝固性液体の比重は選択されるべきであり
通常0.65〜1.00、好ましくは0.70〜0.90、例えば
約0.85である。好適な非凝固性液としては、一例
を挙げると、例えばｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタ
ン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン、
流動パラフイン、ミリスチン酸イソプロピル、軽
油、灯油、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチ
レン、エチルベンゼン等がある。 セルロース系紡糸原液に対する凝固性液は、前
記のごとき下層の非凝固性液よりもその比重が小
さく、通常1.03〜1.10の比重を有するアルカリ水
溶液である。アルカリとしては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ア
ンモニウム等があり、好ましくは水酸化ナトリウ
ムであ。その濃度は水酸化ナトリウム換算で30〜
150ｇ−NaOH／、好ましくは35〜80ｇ−
NaOH／、最も好ましくは40〜60ｇ−
NaOH／であり、特に約50ｇ−NaOH／
（約4.8重量％、ｄ＝1.055）である。しかして、
前記非凝固性液との界面から変向棒端までの距離
は、通常５〜30mm、好ましくは10〜20mmである。 以上は浮上紡糸法による銅アンモニアセルロー
ス中空繊維について説明したが、本発明は該方法
にのみ限定されるものではなく、銅アンモニアセ
ルロース溶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
れる紡子原液の内部中央部に該紡糸原液に対する
非凝固性液体を導入充填して吐出させ、それから
自重落下による充分伸長したのち、酸またはアル
カリ溶液中に浸漬して凝固再生を行ない、ついで
洗浄を行ない、さらに必要によりグリセリン処理
を行なつたのち、乾燥することによる中空繊維の
製造方法あるいはその他公知の方法も使用でき
る。 第４図は、本発明の他の実施例を示すもので、
前記のごとき方法により洗浄用外筒１内の中空繊
維束２より少なくとも大部分の内部液を除去した
のち、該中空繊維束２を水平面に鉛直に立てて、
その下端より中空繊維束２を構成する中空繊維の
内外両面に洗浄溶剤を流通させ、上端の開口端よ
り溢流させ、ついで前記方法により乾燥させる。 第５図は、本発明のさらに他の実施例を示すも
ので、前記のごとき方法により洗浄用外筒１内の
中空繊維束２より少なくとも大部分の内部液を除
去したのち、同図に示すように回転板９の中央部
の堰１０の開口１１に前記中空繊維束２をセツト
し、該回転板９を回転させながら回転板上の導管
１２により洗浄溶剤を供給すると遠心力により中
空繊維内外両面を流通することになる。 このようにして洗浄溶剤を強制流通された中空
繊維束は、前記のごとき方法により乾燥される。 以上のごとき方法で製造された中空繊維は、第
６図に示すように、人工腎臓、すなわち、中空繊
維型のダイアライザーに使用される。このダイア
ライザー２１は、両端部付に透析液用の入口管２
２および出口管２３をそれぞれ設けてなる筒状本
体２４に、多数の中空繊維よりなる中空繊維束２
を挿入したのち、その両端部をポリウレタン等の
ポツテイング剤２６，２７で前記筒状本体の両端
部とともにそれぞれシールしてなる、例えば熱交
換器におけるシール・アンド・チユーブ式装置に
類似した構成のものであり、前記筒状本体２４の
両端には血液用の流入口２８および排出口２９を
それぞれ備えたヘツダー３０，３１がそれぞれ当
接され、キヤツプ３３，３４によりヘツダー３
０，３１と筒状本体２４とがそれぞれ固着されて
いる。しかして、前記流入口２８および排出口２
９には、人体に接続するチユーブ３４，３５が連
結されている。 つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。 実施例 １ 内部液としてミリスチン酸イソプロピルを内蔵
する肉厚12μｍ、外径224μｍの銅アンモニアセル
ロースから再生された中空繊維を長さ26cmに切断
し、１万本を束ね、ポリプロピレン製の洗浄用外
筒に充填して中空繊維束を得た。この中空繊維束
２を第１〜３図に示す装置を用いて、吸引装置５
ａを作動させて５分間吸引して内部液を強制的に
除去した。ついで、その開口端部をジクロルメタ
ン中に浸漬したのち、吸引装置５ｂを作動させて
該ジクロルメタンを500ml流通させた。さらに、
吸引装置５ｃを作動させて70〜80℃の温風を５分
間吸引流通させた。このときの中空繊維中のグリ
セリン含量、残留内部液および残留洗浄溶剤の測
定結果は第１表のとおりであつた。また、このよ
うにして得られた中空繊維を用いて第６図に示す
ような人工腎臓を作製し、その両端部はセグメン
トポリウレタンポツテイング剤を用いて固着し
た。ついで、入口管２２より透析液を導入して出
口管２３排出させ、一方、1000mmHg（ゲージ圧）
で血液用流入口２８より血液を導入しかつ排出口
２９より排出させて、中空繊維膜表面又はポツテ
イング部における血液のリーク状態を調べたとこ
ろ、第１表のとおりであつた。 実施例 ２ 実施例１と同様の方法で内部液を強制的に除去
した中空繊維束について、第４図に示す装置を用
いて１，１，１−トリクロルエタン中に垂直に浸
漬して上端より溢流させることにより該１，１，
１−トリクロルエタンを流通させ、ついで実施例
１と同様の方法で温風を５分間吸引流通させた。
実施例１と同様の測定結果は、第１表のとおりで
あた。また、この中空繊維束を用いて実施例１と
同様にして人工腎臓を作製し、血液のリーク試験
を行なつたところ、第１表のとおりであつた。 比較例 １ 実施例１と同様の中空繊維束について内部液を
強制的に除去することなく、両端をポツテイング
したのち、中空繊維の内部のみにジクロルエタン
を流通させて洗浄し、ついで70〜80℃の温風を流
通させて乾燥し、実施例１と同様な測定を行なつ
たところ、第１表の結果が得られた。また、この
中空繊維を用いて人工腎臓を作製し、実施例１と
同様なリーク試験を行なつたところ、第１表のと
おりであつた。 比較例 ２ 実施例１と同様の中空繊維束について１，１，
１−トリクロルエタン浴中に浸漬して洗浄したの
ち、70〜80℃の雰囲気下に放置して乾燥し、実施
例１と同様な測定を行なつたところ、第１表の結
果が得られた。また、この中空繊維を用いて人工
腎臓を作製し、実施例１と同様なリーク試験を行
なつたところ、第１表のとおりであつた。 比較例 ３ 実施例１で使用した中空繊維を洗浄せずに実施
例１と同様な測定を行なつたところ、第１表の結
果が得られた。また、この中空繊維を用いて人工
腎臓を作成し生理食塩水を流通させたのち、実施
例１と同様なリーク試験を行なつたところ、第１
表のとおりであつた。

【表】 発明の具体的効果 以上述べたように、本発明は、セルロース系紡
糸原液より紡糸された非凝固性液を内蔵するセル
ロース系中空繊維を切断して中空繊維束を得、該
中空繊維束の一端より該内部非凝固性液を強制的
に除去するとともに該中空繊維の内外に該内部非
凝固性液に対する溶解度が高くかつ揮撥性の高い
洗浄溶剤を強制的に流通させ、ついで該中空繊維
の内外に気体を強制的に流通させることを特徴と
する血液処理用中空繊維の製造方法であるから、
中空繊維の内部の洗浄効果が充分であるばかりで
なく外部の洗浄効果も充分な血液処理用中空繊維
を得ることができるので、従来切断口から浸出す
る内部液による汚染のためにポツテイング不良を
生じ、このため人工腎臓に使用した場合にしばし
ば生じていたリークが著しく減少するという利点
がある。さらに、中空繊維の外部も強制的に洗浄
される為、該繊維外面に付着した非凝固性液も除
去することができ、従来のように残存する洗浄溶
剤や非凝固性液を介して中空繊維同志がゆ着しな
いから、ピンホールの発生やそれに伴なう血液の
リーク（漏れ）が生じることのない血液処理用中
空繊維を得ることができる。 また、内部非凝固性液の強制的除去は、吸引通
風または圧送通風あるいは該中空繊維束を立てて
流下させることにより行なわれるので極めて簡単
な方法で洗浄前の中空繊維に付着している内部液
を最少限にすることができ、後の洗浄溶剤による
洗浄効果を高めている。さらに、洗浄溶剤の強制
流通は、該洗浄溶剤の吸引流通または圧送流通に
より行なわれるので、極めて簡単な方法で優れた
洗浄効果をあげることができる。また、洗浄溶剤
の強制流通は、遠心力による流通または下端より
該中空繊維束を浸漬しかつ上端より該洗浄溶剤を
溢流させることにより行なわれるので、作業性お
よび生産性が極めて優れている。さらに、内部非
凝固性液の強制的除去と洗浄溶剤の強制流通とを
同時に行なえば、さらに生産性は向上する。ま
た、中空繊維の内外に気体が強制的に流通される
ことから、洗浄溶剤の乾燥を迅速に行なうことが
できるとともに、気体の圧力により中空繊維束に
おける中空繊維の分散をより均一なものとし、従
来のように洗浄しにくいとされた密の部分に付着
した洗浄溶剤や中空繊維の切り口から出てきた内
部非凝固性液を残存させることなく、洗浄が充分
に施された血液処理用中空繊維を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明による中空繊維の製造方法
の工程原理を示す概略側面図、第４図は他の実施
例を示す概略一部破断側面図、第５図はさらに他
の実施例を示す斜視図であり、また第６図は本発
明による中空繊維を使用した人工腎臓の一例を示
す一部切欠図を有する斜視図である。 １……洗浄用外筒、２……中空繊維束、３……
吸引キヤツプ、４……導管、５ａ，５ｂ，５ｃ…
…吸引装置、６……洗浄溶剤、７……気体供給装
置、８……回転板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ セルロース系紡糸原液より紡糸された非凝固
   性液を内蔵するセルロース系中空繊維を切断して
   中空繊維束を得、該中空繊維束の一端より該内部
   非凝固性液を強制的に除去するとともに該中空繊
   維の内外に該内部非凝固性液に対する溶解度が高
   くかつ揮撥性の高い洗浄溶剤を強制的に流通さ
   せ、ついで、該中空繊維の内外に気体を強制的に
   流通させることを特徴とする血液処理用中空繊維
   の製造方法。 ２ 内部非凝固性液の強制的除去は、該内部非凝
   固性液の吸引通風または圧送通風による排出によ
   り行なわれてなる特許請求の範囲第１項に記載の
   血液処理用中空繊維の製造方法。 ３ 内部非凝固性液の強制的除去は、該中空繊維
   束を立てて流下させることにより行なわれる特許
   請求の範囲第１項に記載の血液処理用中空繊維の
   製造方法。 ４ 洗浄溶剤の強制流通は、該洗浄溶剤の吸引流
   通または圧送流通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血
   液処理用中空繊維の製造方法。 ５ 洗浄溶剤の強制流通は、遠心力による該中空
   繊維内外への該洗浄溶剤の流通により行なわれる
   特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれか一
   つに記載の血液処理用中空繊維の製造方法。 ６ 洗浄溶剤の強制流通は、該中空繊維束を水平
   面に鉛直に立てて、その下端より該洗浄溶剤を流
   通させ、かつ上端より該洗浄溶剤を溢流させるこ
   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血液処理用中空繊
   維の製造方法。 ７ 内部非凝固性液の強制的除去と、洗浄溶剤の
   強制流通とは同時に行なわれる特許請求の範囲第
   ６項に記載の血液処理用中空繊維の製造方法。 ８ 気体の強制流通は、該気体の吸引流通または
   圧送流通により行なわれる特許請求の範囲第１項
   ないし第７項のいずれか一つに記載の血液処理用
   中空繊維の製造方法。