JP2010047527A - Method of separating immunoglobulin monomer - Google Patents

Method of separating immunoglobulin monomer Download PDF

Info

Publication number
JP2010047527A
JP2010047527A JP2008213917A JP2008213917A JP2010047527A JP 2010047527 A JP2010047527 A JP 2010047527A JP 2008213917 A JP2008213917 A JP 2008213917A JP 2008213917 A JP2008213917 A JP 2008213917A JP 2010047527 A JP2010047527 A JP 2010047527A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
immunoglobulin
membrane
film
solution
less
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2008213917A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Mizomoto
均 溝元
Fumihiko Yamaguchi
文彦 山口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Kasei Corp filed Critical Asahi Kasei Corp
Priority to JP2008213917A priority Critical patent/JP2010047527A/en
Publication of JP2010047527A publication Critical patent/JP2010047527A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of separating an immunoglobulin monomer with high precision by subjecting an immunoglobulin solution containing an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof, and a protein having an isoelectric point lower than the isoelectric point of the immunoglobulin to crossflow filtration with the use of an ultrafiltration membrane, a module of the ultrafiltration membrane, and a crossflow filter. <P>SOLUTION: The method of separating an immunoglobulin monomer includes subjecting an immunoglobulin solution containing at least an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof, and a protein having an isoelectric point of lower than the isoelectric point of the immunoglobulin and having a concentration of the immunoglobulin of 1-150 g/L and a pH of not lower than the isoelectric point of the immunoglobulin to crossflow filtration with the use of an ultrafiltration membrane having a cut-off molecular weight of 100,000 to less than 500,000. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、限外濾過膜を用いて、少なくとも免疫グロブリン1量体とその凝集体および免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を含む免疫グロブリン溶液をクロスフロー濾過することにより、免疫グロブリン1量体を高精度で分離する方法およびその限外濾過膜モジュール、クロスフロー濾過装置に関する。   The present invention uses an ultrafiltration membrane to cross-flow filter an immunoglobulin solution containing at least an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof, and a protein having an isoelectric point lower than that of the immunoglobulin. The present invention relates to a method of separating the water with high accuracy, an ultrafiltration membrane module thereof, and a crossflow filtration device.

免疫グロブリン(抗体)は、主に血液中や体液中に存在し、体内に侵入してきた細菌
・ウイルスなどの微生物や、微生物に感染した細胞を抗原として認識して結合する。抗体が抗原へ結合すると、その抗原と抗体の複合体を白血球やマクロファージといった食細胞が認識・貪食して体内から除去するように働いたり、リンパ球などの免疫細胞が結合して
免疫反応を引き起こしたりする。このように、免疫グロブリンは、感染防御機構において重要な役割を担っている。
Immunoglobulins (antibodies) are mainly present in blood and body fluids, and recognize and bind to microorganisms such as bacteria and viruses that have entered the body and cells infected with microorganisms as antigens. When an antibody binds to an antigen, the phagocytic cells such as leukocytes and macrophages recognize and phagocytose the antigen-antibody complex and work to remove it from the body, or immune cells such as lymphocytes bind to cause an immune reaction. Or Thus, immunoglobulins play an important role in infection defense mechanisms.

免疫グロブリンを製造する方法としては、生体成分、主に血液から分離精製する方法やハイブリドーマなどの細胞から分離精製する方法などがある。しかしながら、生体成分には10万種以上のタンパク質やDNA、RNA、ウイルスなどの微生物が存在し、それらを免疫グロブリンから分離する必要がある。特に含有率が高い蛋白質として、アルブミンが挙げられ、免疫グロブリンとアルブミンの分離精製は重要な課題である。
さらに、免疫グロブリンには、複数の免疫グロブリンが非共有結合で結合した凝集体(主に2量体)も存在している。免疫グロブリン凝集体は、免疫グロブリン製剤を人体に静脈注射した際に現われる副作用、例えば、チアノーゼや血圧低下などのショック様反応や、呼吸困難などの気道症状、さらに皮疹等の原因のひとつとされている。この凝集体は互いに凝集して、より大きな多量体を作る傾向があり、溶液中に白濁や沈殿を生じることもある。また、他の蛋白質、菌、ウイルス等を核としてその周囲に結合し、抗原抗体複合体と呼ばれる巨大な蛋白質凝集体を形成する場合もある。一旦、形成された凝集体は、一般に容易に解離させることができない。それ故に、これら凝集体を溶液中から除去することが重要な課題として挙げられている。
As a method for producing an immunoglobulin, there are a method of separating and purifying from biological components, mainly blood, and a method of separating and purifying from cells such as hybridomas. However, there are 100,000 or more kinds of microorganisms such as proteins, DNA, RNA, viruses and the like as biological components, and it is necessary to separate them from immunoglobulins. A protein having a particularly high content is albumin, and separation and purification of immunoglobulin and albumin is an important issue.
In addition, there are aggregates (mainly dimers) in which a plurality of immunoglobulins are bound together by non-covalent bonds. Immunoglobulin aggregates are considered to be one of the causes of side effects that appear when an immunoglobulin preparation is intravenously injected into the human body, such as shock-like reactions such as cyanosis and decreased blood pressure, respiratory tract symptoms such as dyspnea, and rashes. Yes. These aggregates tend to aggregate with each other to form larger multimers, which can cause cloudiness and precipitation in the solution. In some cases, other proteins, bacteria, viruses, and the like are used as nuclei and bound around them to form huge protein aggregates called antigen-antibody complexes. Once formed, aggregates generally cannot be easily dissociated. Therefore, removal of these aggregates from the solution is cited as an important issue.

これらが混合する溶液から免疫グロブリン1量体を分離するために数種類の精製方法が報告されている。例えば、イオン交換クロマトグラフィー法や疎水性クロマトグラフィー法、ゲルクロマトグラフィー法、化学的処理法、吸着法、限外濾過膜法などが挙げられる。
電荷や疎水性が大きく異なる物質を分離する場合、イオン交換クロマトグラフィーや疎水性クロマトグラフィー法は有効であるが、免疫グロブリン1量体と2量体のように電荷や疎水性の度合が近い物質では、十分に分離できない上、大量の溶離液、塩が必要である等の欠点がある。
一方、ゲルクロマトグラフィー法は、サイズ分離であるため、大きさの異なる免疫グロブリン1量体と2量体の分離に有効であるが、大量の免疫グロブリンを処理することはできず、作業に要する時間やコストが長大になる欠点がある。
Several purification methods have been reported to separate immunoglobulin monomers from the solution in which they are mixed. Examples include ion exchange chromatography, hydrophobic chromatography, gel chromatography, chemical treatment, adsorption, and ultrafiltration membrane.
Ion exchange chromatography and hydrophobic chromatography methods are effective when separating substances with greatly different charges and hydrophobicity, but substances with similar degrees of charge and hydrophobicity, such as immunoglobulin monomers and dimers. However, there are disadvantages such as not being able to separate sufficiently and requiring a large amount of eluent and salt.
On the other hand, the gel chromatography method is effective in separating immunoglobulin dimers and dimers having different sizes because of size separation, but cannot process a large amount of immunoglobulins and requires work. There is a disadvantage that the time and cost are long.

化学物質を添加する化学的処理法は大量処理が可能であるが、処理に用いた薬品を溶液から除去する必要があり、さらには、処理によって免疫グロブリンの失活や変性を招きやすく、免疫グロブリンの透過率を低下させることとなる。
また、吸着方法も免疫グロブリン2量体の除去効率が高いとはいえず、さらに、化学的処理と同様に添加した吸着剤の除去という作業が必要となる。
Chemical treatment methods that add chemical substances can be processed in large quantities, but it is necessary to remove the chemicals used in the treatment from the solution. This will reduce the transmittance.
Also, the adsorption method does not have high removal efficiency of the immunoglobulin dimer, and further, the work of removing the added adsorbent is required in the same manner as the chemical treatment.

最近、ロバストネスが高く、簡便で、大量の蛋白を処理できる限外濾過膜法が注目され、多くの報告例がある。一般に多成分を限外濾過で分離する場合、分画性能および透過量は、限外濾過膜表面に形成されるケーク層における孔径や電荷状態に影響されると考えられている。そのケーク層形成には、限外濾過膜の分画分子量とケーク層を構成する蛋白質などの粒子の濃度が重要因子として推測される。しかしながら、ケーク層の解析は困難であるため、ケーク層を制御する方法はほとんど分かっていない。   Recently, an ultrafiltration membrane method that has high robustness, is simple, and can process a large amount of protein has attracted attention, and there are many reports. In general, when separating multiple components by ultrafiltration, the fractionation performance and permeation amount are considered to be affected by the pore size and charge state in the cake layer formed on the surface of the ultrafiltration membrane. For the formation of the cake layer, the fractional molecular weight of the ultrafiltration membrane and the concentration of particles such as proteins constituting the cake layer are presumed as important factors. However, since analysis of the cake layer is difficult, little is known about how to control the cake layer.

免疫グロブリンの膜分離法としては、ポリスルホン系高分子より成膜された限外濾過膜で濾過することによるグロブリン2量体の除去方法(特許文献1)が提案されている。しかしながら、この方法はデッドエンド法であるため膜内に大量の免疫グロブリンが捕捉され、厚いケーク層が形成されるために膜閉塞が起こる。その結果、免疫グロブリン1量体の透過率は40%前後と極めて低く、濾過速度や濾過容量も低くなり、工業的な有効性が高いとはいえない。   As an immunoglobulin membrane separation method, a globulin dimer removal method (Patent Document 1) by filtering with an ultrafiltration membrane formed from a polysulfone polymer has been proposed. However, since this method is a dead-end method, a large amount of immunoglobulin is trapped in the membrane and a thick cake layer is formed, resulting in membrane clogging. As a result, the transmittance of the immunoglobulin monomer is as low as about 40%, the filtration rate and the filtration capacity are low, and it cannot be said that the industrial effectiveness is high.

また、再生セルロース中空糸膜を用いてデッドエンド濾過することによる免疫グロブリン凝集体の除去方法(特許文献2)も提案されているが、孔径(分画分子量)が大きいために免疫グロブリン2量体がほとんど除去されず、免疫グロブリン2量体の分離法としては十分ではなかった。   In addition, a method for removing immunoglobulin aggregates by dead-end filtration using a regenerated cellulose hollow fiber membrane (Patent Document 2) has also been proposed, but the immunoglobulin dimer has a large pore diameter (fractional molecular weight). Was hardly removed, and it was not sufficient as a method for separating immunoglobulin dimers.

溶液内に不純物の多い場合は、膜捕捉容量を考慮し、膜閉塞が起こりにくいクロスフロー濾過法が利用されることが多い。限外濾過膜を使用し、クロスフロー濾過することによって免疫グロブリン2量体を除去する方法(特許文献3)が提案されているが、免疫グロブリン1量体と2量体の分画性能についてのデータは全く記載されていない。特許文献3ではきわめて低い濃度で濾過を実施しており、免疫グロブリン1量体と2量体を分離できるケーク層が十分にできないと推測される。   When there are a lot of impurities in the solution, the cross-flow filtration method in which membrane clogging hardly occurs is often used in consideration of membrane trapping capacity. A method for removing immunoglobulin dimers by cross-flow filtration using an ultrafiltration membrane (Patent Document 3) has been proposed, but the fractionation performance of immunoglobulin dimers and dimers has been proposed. No data is given. In Patent Document 3, filtration is performed at a very low concentration, and it is estimated that a cake layer capable of separating immunoglobulin monomers and dimers cannot be sufficiently formed.

また、分子量の相違が10倍未満である生体成分を、転移点での流束の5から100%の範囲のレベルに維持しながらクロスフロー濾過することで分離する方法(特許文献4)が提案されているが、10万以下の蛋白分離について報告されているだけで、免疫グロブリン1量体と2量体の分離についてのデータは全く記載されていない。   In addition, a method is proposed in which biological components having a molecular weight difference of less than 10 times are separated by crossflow filtration while maintaining a level in the range of 5 to 100% of the flux at the transition point (Patent Document 4). However, only the protein separation of 100,000 or less has been reported, and no data on the separation of immunoglobulin monomer and dimer is described.

また、人血漿から分画された免疫グロブリンの水溶液から凝集体を除去した後、界面活性を有する安定剤の存在下、ポリオレフィン多孔質膜で濾過し、抗補体活性を低減させる方法(特許文献5)が提案されているが、免疫グロブリン1量体と2量体の分離に関する具体的なデータはない。さらに、免疫グロブリン凝集体(3量体以上)を通過させる孔径を有する膜を使用することが好ましいと記載されており、この膜では免疫グロブリン1量体と2量体を分離することは困難である。   In addition, after removing aggregates from an aqueous immunoglobulin solution fractionated from human plasma, it is filtered through a porous polyolefin membrane in the presence of a surfactant having a surfactant activity to reduce anti-complement activity (Patent Document) 5) has been proposed, but there is no specific data on the separation of immunoglobulin monomers and dimers. Furthermore, it is described that it is preferable to use a membrane having a pore size that allows immunoglobulin aggregates (trimers or more) to pass through. It is difficult to separate immunoglobulin monomers and dimers with this membrane. is there.

免疫グロブリン1量体とアルブミンを分離する膜濾過法については、サイズ分離を用いて、アルブミンを透過し、免疫グロブリンの透過を阻止する方法で分離する方法がある(非特許文献1)。この方法では、2つのポンプを用いたシステムで、設備上、極めて制御が難しい上、免疫グロブリン2量体とアルブミンを同時に除去することは困難である。   As a membrane filtration method for separating immunoglobulin monomer and albumin, there is a method of separating by a method of permeating albumin and blocking immunoglobulin permeation using size separation (Non-patent Document 1). In this method, it is extremely difficult to control in a system using two pumps, and it is difficult to simultaneously remove immunoglobulin dimer and albumin.

このように、限外濾過膜を用いる分離精製において、免疫グロブリン1量体よりサイズの大きい免疫グロブリン凝集体と小さいアルブミンの両方の透過を阻止し、免疫グロブリン1量体を透過させる方法は存在しなかった。
また、クロスフロー濾過法を行う場合、特許文献3や特許文献4のように免疫グロブリン透過液と同量の希釈液を元の生体成分溶液に添加して行う定容量濾過で実施する場合が多い。しかしながら、この濾過法では濾過が進むにつれて元の生体成分溶液の濃度が低下するため、回収率を80%以上にするには、長大な時間がかかる場合があった。
特公昭62−3815号公報 特開平6−279296号公報 特許第3746223号公報 特許第3828143号公報 特公平7−78025号公報 バイオプロセス・テクニカルシートNo.1、日本ミリポア株式会社(1997年)
Thus, in separation and purification using an ultrafiltration membrane, there is a method of blocking the permeation of both immunoglobulin aggregates and albumins having a size larger than that of immunoglobulin monomers and allowing the immunoglobulin monomers to permeate. There wasn't.
Further, when performing the cross flow filtration method, as in Patent Document 3 and Patent Document 4, it is often performed by constant volume filtration performed by adding the same amount of diluent as the immunoglobulin permeate to the original biological component solution. . However, in this filtration method, since the concentration of the original biological component solution decreases as the filtration proceeds, it may take a long time to increase the recovery rate to 80% or more.
Japanese Patent Publication No.62-3815 JP-A-6-279296 Japanese Patent No. 3746223 Japanese Patent No. 3828143 Japanese Patent Publication No. 7-78025 Bioprocess Technical Sheet No. 1. Nihon Millipore Corporation (1997)

本発明は、限外濾過膜を用いて、少なくとも免疫グロブリン1量体とその凝集体および免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を含む免疫グロブリン溶液をクロスフロー濾過することにより、免疫グロブリン1量体を高精度で分離する方法およびその限外濾過膜モジュール、クロスフロー濾過装置を提供する。   The present invention uses an ultrafiltration membrane to cross-flow filter an immunoglobulin solution containing at least an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof, and a protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin, thereby producing an immunoglobulin monomer. Are provided with high accuracy, an ultrafiltration membrane module thereof, and a crossflow filtration device.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、免疫グロブリン1量体の分離方法において、限外濾過膜の分画分子量と、免疫グロブリン溶液の濃度およびpHなどの溶液状態の最適化を行なうことで処理量を低下させることなく、免疫グロブリン1量体と凝集体およびアルブミン分離性能が発現できることを見出した。
すなわち、分画分子量が10万以上50万未満である限外濾過膜を用いて、少なくとも免疫グロブリン1量体とその凝集体、および、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を含む免疫グロブリン溶液であって、免疫グロブリン濃度が1〜150g/Lであり、pHが免疫グロブリンの等電点以上であることを特徴とする免疫グロブリン溶液を、クロスフロー濾過することにより、免疫グロブリン1量体を分離する方法およびその限外濾過膜モジュール、クロスフロー濾過装置を発明するに至った。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have determined that the molecular weight of the ultrafiltration membrane, the concentration and pH of the immunoglobulin solution, etc. It has been found that the ability to separate immunoglobulin monomers, aggregates and albumin can be expressed without reducing the throughput by optimizing the state.
That is, using an ultrafiltration membrane having a fractional molecular weight of 100,000 or more and less than 500,000, an immunoglobulin solution containing at least an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof, and a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin. The immunoglobulin monomer is separated by cross-flow filtration of an immunoglobulin solution characterized in that the immunoglobulin concentration is 1-150 g / L and the pH is equal to or higher than the isoelectric point of the immunoglobulin. And the ultrafiltration membrane module and the crossflow filtration device have been invented.

即ち、本発明は、
[1]分画分子量が10万以上50万未満である限外濾過膜を用いて、少なくとも免疫グロブリンの1量体とその凝集体、および、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を含む免疫グロブリン溶液であって、免疫グロブリン濃度が1〜150g/Lであり、pHが免疫グロブリンの等電点以上である免疫グロブリン溶液を、クロスフロー濾過することにより、免疫グロブリン1量体を分離することを特徴とする分離方法。
[2]該凝集体は、少なくとも免疫グロブリン2量体を含むことを特徴とする上記[1]に記載の分離方法。
[3] 該免疫グロブリン溶液のpHを、調整するための緩衝剤としてトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンを用いることを特徴とする上記[1]または[2]記載の分離方法。
[4] 該免疫グロブリン溶液において、用いる緩衝剤濃度が0.01mM以上〜500mM以下であることを特徴とする上記[1]〜[3]のいずれかに記載の分離方法。
[5] 該免疫グロブリン溶液のpHが、免疫グロブリンの等電点以上、11以下であることを特徴とする上記[1]〜[4]のいずれかに記載の分離方法。
[6] 該免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質が、アルブミンであることを特徴とする上記[1]〜[5]のいずれかに記載の分離方法。
[7] 該免疫グロブリン濃度が、5〜100g/Lであることを特徴とする上記[1]〜[6]のいずれかに記載の分離方法。
[8] 該免疫グロブリンの濃度を、実質一定に維持しながら、クロスフロー濾過することを特徴とする上記[1]〜[7]のいずれかに記載の分離方法。
[9]該免疫グロブリンが、モノクローナル抗体であることを特徴とする上記[1]〜[8]のいずれかに記載の分離方法。
[10]該限外濾過膜が、ポリスルホン系高分子膜であることを特徴とする上記[1]〜[9]のいずれかに記載の分離方法。
[11] 該ポリスルホン系高分子が、下記式(4)〜(6)で表されるポリスルホン系高分子の少なくとも1種又は2種以上の混合物であることを特徴とする上記[10]に記載の分離方法。
[化4]

Figure 2010047527
[化5]
Figure 2010047527
[化6]
Figure 2010047527
[12]該ポリスルホン系高分子が、ポリビニルピロリドンで親水化されたポリスルホン系高分子であることを特徴とする上記[10]または[11]に記載の分離方法。
[13]該限外濾過膜が、中空糸膜であることを特徴とする上記[1]〜[12]のいずれかに記載の分離方法。
[14]下記(イ)〜(ニ)からなる手段の1つ以上の手段を含む装置を用いて行う上記[1]〜[13]のいずれかに記載の分離方法。
(イ)免疫グロブリン元液の濃度をモニタリングできる手段
(ロ)免疫グロブリン元液の濃度をコントロールできる手段
(ハ)免疫グロブリン元液の線速をコントロールできる手段
(ニ)限外濾過膜の濾過圧力をコントロールできる手段
[15]上記[1]〜[14]のいずれかに記載の分離方法に使用するモジュールおよび下記(イ)〜(ニ)からなる手段の1つ以上の手段を含む装置。
(イ)免疫グロブリン元液の濃度をモニタリングできる手段
(ロ)免疫グロブリン元液の濃度をコントロールできる手段
(ハ)免疫グロブリン元液の線速をコントロールできる手段
(ニ)限外濾過膜の濾過圧力をコントロールできる手段
That is, the present invention
[1] An immunoglobulin containing at least a monomer of immunoglobulin, an aggregate thereof, and a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin, using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cutoff of 100,000 or more and less than 500,000 Isolating the immunoglobulin monomer by cross-flow filtration of an immunoglobulin solution having an immunoglobulin concentration of 1-150 g / L and a pH equal to or higher than the isoelectric point of the immunoglobulin. Separation method characterized.
[2] The separation method according to [1] above, wherein the aggregate contains at least an immunoglobulin dimer.
[3] The separation method according to [1] or [2], wherein tris (hydroxymethyl) aminomethane is used as a buffer for adjusting the pH of the immunoglobulin solution.
[4] The separation method according to any one of [1] to [3] above, wherein the concentration of the buffer used in the immunoglobulin solution is 0.01 mM to 500 mM.
[5] The separation method according to any one of [1] to [4] above, wherein the pH of the immunoglobulin solution is from the isoelectric point of the immunoglobulin to 11 or less.
[6] The separation method according to any one of [1] to [5] above, wherein the protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin is albumin.
[7] The separation method according to any one of [1] to [6] above, wherein the immunoglobulin concentration is 5 to 100 g / L.
[8] The separation method according to any one of [1] to [7], wherein the cross-flow filtration is performed while maintaining the immunoglobulin concentration substantially constant.
[9] The separation method according to any one of [1] to [8] above, wherein the immunoglobulin is a monoclonal antibody.
[10] The separation method according to any one of [1] to [9], wherein the ultrafiltration membrane is a polysulfone polymer membrane.
[11] The above [10], wherein the polysulfone polymer is at least one or a mixture of two or more polysulfone polymers represented by the following formulas (4) to (6): Separation method.
[Chemical 4]
Figure 2010047527
[Chemical 5]
Figure 2010047527
[Chemical 6]
Figure 2010047527
[12] The separation method according to [10] or [11] above, wherein the polysulfone polymer is a polysulfone polymer hydrophilized with polyvinylpyrrolidone.
[13] The separation method according to any one of [1] to [12], wherein the ultrafiltration membrane is a hollow fiber membrane.
[14] The separation method according to any one of [1] to [13], which is performed using an apparatus including one or more means selected from the following (a) to (d).
(B) Means capable of monitoring the concentration of the original immunoglobulin solution (b) Means capable of controlling the concentration of the immunoglobulin original solution (c) Means capable of controlling the linear velocity of the immunoglobulin original solution (d) Filtration pressure of the ultrafiltration membrane Means to control
[15] An apparatus comprising one or more means selected from the following modules (a) to (d) and a module used in the separation method according to any one of [1] to [14].
(B) Means capable of monitoring the concentration of the original immunoglobulin solution (b) Means capable of controlling the concentration of the immunoglobulin original solution (c) Means capable of controlling the linear velocity of the immunoglobulin original solution (d) Filtration pressure of the ultrafiltration membrane Means to control

本発明の分離方法を実施することにより、免疫グロブリン1量体を高透過率で透過させ、かつ、免疫グロブリン2量体以上の凝集体およびアルブミンの透過率を低くすることで、高純度で免疫グロブリン1量体を分離できる。
本発明は、適切な溶液状態に調整し、特定の分画分子量を有する限外濾過膜を用いてクロスフロー濾過するだけであるので、クロマトグラフィーのような方法に比べてきわめて簡易な作業であり、大量の免疫グロブリンを処理できる。また、化学的処理方法とは異なり、免疫グロブリンの失活や変性を起こすこともない。さらに、公知の膜分離のように目詰まりを生じないので、免疫グロブリン1量体を高透過率で回収でき、かつ、免疫グロブリン2量体以上の凝集体およびアルブミンを同時に除去することができる。
By carrying out the separation method of the present invention, high-purity immunity can be obtained by allowing the immunoglobulin monomer to permeate with high permeability and lowering the permeability of aggregates and albumin of immunoglobulin dimer or higher. A globulin monomer can be separated.
The present invention is an extremely simple operation compared to a method such as chromatography, because it is only necessary to adjust to an appropriate solution state and perform cross-flow filtration using an ultrafiltration membrane having a specific fractional molecular weight. Can process large amounts of immunoglobulins. Unlike chemical treatment methods, immunoglobulins are not inactivated or denatured. Further, since clogging does not occur as in known membrane separation, immunoglobulin monomer can be recovered with high permeability, and aggregates and albumin of immunoglobulin dimer or higher can be simultaneously removed.

以下、本発明に係わる限外濾過膜による免疫グロブリン1量体を高精度で分離する方法およびその限外濾過膜モジュール、クロスフロー濾過装置について具体的に説明する。   Hereinafter, a method for separating an immunoglobulin monomer by an ultrafiltration membrane according to the present invention with high accuracy, an ultrafiltration membrane module thereof, and a crossflow filtration device will be specifically described.

本発明に係わる免疫グロブリン(抗体)とは、最も広範な意味で使用され、具体的にはモノクローナル抗体(全長モノクローナル抗体を含む)、ポリクローナル抗体、多特異的抗体(例えば、二重特異性抗体)などが挙げられる。   The immunoglobulin (antibody) according to the present invention is used in the broadest sense, and specifically includes monoclonal antibodies (including full-length monoclonal antibodies), polyclonal antibodies, and multispecific antibodies (for example, bispecific antibodies). Etc.

本発明に係わる免疫グロブリン凝集体とは、免疫グロブリンが疎水結合などによって2量体以上となった状態の免疫グロブリンのことを示す。例えば、免疫グロブリン2量体、3量体、4量体、5量体などが挙げられる。   The immunoglobulin aggregate according to the present invention refers to an immunoglobulin in a state in which the immunoglobulin becomes a dimer or more due to a hydrophobic bond or the like. For example, immunoglobulin dimer, trimer, tetramer, pentamer and the like can be mentioned.

本発明に係わるモノクローナル抗体とは、実質的には同質な抗体の集団から入手された抗体をいう。すなわち、集団を構成する個々の抗体は、わずかに存在し得る天然に存在し得る変異を除いて同じである。モノクローナル抗体は、非常に特異的であり、単一の抗原部位に対して指向される。さらに、典型的には、異なる抗体を含む従来のポリクローナル抗体の調製とは対象的に、それぞれのモノクローナル抗体は、抗原上の単一の決定基に対する。修飾語「モノクローナル」は、実質的に同質の抗体集団から入手したという抗体の特徴を示す。本発明に係わる免疫グロブリン(抗体)の例としては、天然のヒト抗体、もしくは遺伝子組み換え法で調製されたヒト化抗体やヒト型抗体、完全ヒト化抗体、キメラ抗体、マウス抗体などが挙げられる。   A monoclonal antibody according to the present invention refers to an antibody obtained from a population of substantially homogeneous antibodies. That is, the individual antibodies that make up the population are the same except for naturally occurring mutations that may be present in small numbers. Monoclonal antibodies are very specific and are directed against a single antigenic site. Furthermore, in contrast to the preparation of conventional polyclonal antibodies, which typically include different antibodies, each monoclonal antibody is directed against a single determinant on the antigen. The modifier “monoclonal” indicates the character of the antibody as being obtained from a substantially homogeneous population of antibodies. Examples of immunoglobulins (antibodies) according to the present invention include natural human antibodies, humanized antibodies prepared by gene recombination methods, human-type antibodies, fully humanized antibodies, chimeric antibodies, mouse antibodies, and the like.

本発明に係わる抗体の具体例として、抗HER2レセプター抗体、抗CD20抗体、抗IL−8抗体、抗VEGF抗体、抗PSCA抗体、抗CD11a抗体、抗IgE抗体、抗Apo−2レセプター抗体、抗TNF−α抗体、抗組織因子(Tissue Factor)(TF)抗体、抗CD3抗体、抗CD25抗体、抗CD34抗体、抗CD40抗体、抗tac抗体、抗CD4抗体、抗CD52抗体、抗Fcレセプター抗体、抗癌胎児性抗原(CEA)抗体、胸部上皮細胞に特異的な抗体、結腸癌種細胞に結合する抗体、抗CD33抗体、抗CD22抗体、抗EpCAM抗体、抗GpIIb/IIIa抗体、抗RSV抗体、抗CMV抗体、抗HIV抗体、抗肝炎抗体、抗αvβ3抗体、抗ヒト腎細胞癌腫抗体、抗ヒト17−1A抗体、抗ヒト結腸直腸腫瘍抗体、抗ヒト黒色腫抗体、抗ヒト扁平上皮癌腫抗体、抗ヒト白血病抗原(HLA)抗体などが挙げられる。さらに具体的な例としては、Muramomab(製品名:Orthclone(OKT3))、Rituximab(製品名:Ritaxan)、Basiliximab(製品名:Simulect)、Daclizumab(製品名:Zenapax)、Palivizumab(製品名:Synagis)、Infliximab(製品名:Remicade)、Gemtuzumab zogamicn(製品名:Mylotarg)、Alemtuzumab(製品名:Mabcampath)、Adalimumab(製品名:Humira)、Omalizumab(製品名:Xolair)、Vevacizumab(製品名:Avastin)、Cetuximab(製品名:Erbitux)等が挙げられる。   Specific examples of antibodies according to the present invention include anti-HER2 receptor antibody, anti-CD20 antibody, anti-IL-8 antibody, anti-VEGF antibody, anti-PSCA antibody, anti-CD11a antibody, anti-IgE antibody, anti-Apo-2 receptor antibody, anti-TNF -Α antibody, anti-tissue factor (TF) antibody, anti-CD3 antibody, anti-CD25 antibody, anti-CD34 antibody, anti-CD40 antibody, anti-tac antibody, anti-CD4 antibody, anti-CD52 antibody, anti-Fc receptor antibody, anti Carcinoembryonic antigen (CEA) antibody, antibody specific for breast epithelial cells, antibody binding to colon cancer cell, anti-CD33 antibody, anti-CD22 antibody, anti-EpCAM antibody, anti-GpIIb / IIIa antibody, anti-RSV antibody, anti-RSV antibody CMV antibody, anti-HIV antibody, anti-hepatitis antibody, anti-αvβ3 antibody, anti-human renal cell carcinoma antibody, anti-human 17-1A antibody, anti-human tube Examples include colorectal tumor antibodies, anti-human melanoma antibodies, anti-human squamous cell carcinoma antibodies, and anti-human leukemia antigen (HLA) antibodies. More specific examples include Muromabab (product name: Orthoclone (OKT3)), Rituximab (product name: Ritaxan), Basiliximab (product name: Simlect), Daclisumab (product name: Zenapax), Palivizumab (product name: Sigma) , Infliximab (product name: Remicade), Gemtuzumab zogamicn (product name: Mylotarg), Alemtuzumab (product name: Mabcampath), Adalimumab (product name: Humira), Omalizumab (product name: Amazumab) Cetuximab (product name: Erbitux) and the like.

本発明に係わる免疫グロブリン(抗体)の分子標的(抗原)としては、例えば、CD蛋白質( 例えば、CD3、CD4、CD8、CD19、CD20、CD34、およびCD40); HERレセプターファミリー(例えば、EGFレセプター、HER2,HER3またはHER4レセプター);細胞接着分子(例えば、LFA−1,Mac1,p150,95,VLA−4,ICAM−1,VCAM およびaまたはbのサブユニットを含むav/b3インテグリン(例えば、抗−CD11a,抗CD18,または、抗CD11b抗体)のメンバー);成長因子(例えば、VEGF);IgE,血液型抗原;flk2/flt3レセプター;肥満(OB)レセプター;mplレセプター;CTLA−4;蛋白質Cなどが挙げられる。他の分子と結合した可溶性抗原またはフラグメントも分子標的となる。例えば、レセプターのような膜貫通分子の場合、レセプターの細胞外領域のフラグメントが免疫抗原となる。あるいは、膜貫通分子を発現する細胞が免疫抗原となる場合もある。   Examples of the molecular target (antigen) of the immunoglobulin (antibody) according to the present invention include, for example, CD protein (eg, CD3, CD4, CD8, CD19, CD20, CD34, and CD40); HER receptor family (eg, EGF receptor, HER2, HER3 or HER4 receptors); cell adhesion molecules (eg LFA-1, Mac1, p150, 95, VLA-4, ICAM-1, VCAM and av / b3 integrins comprising a or b subunits (eg anti-antibodies) -Member of CD11a, anti-CD18 or anti-CD11b antibody); growth factor (eg, VEGF); IgE, blood group antigen; flk2 / flt3 receptor; obesity (OB) receptor; mpl receptor; CTLA-4; Etc. Soluble antigens or fragments bound to other molecules are also molecular targets. For example, in the case of a transmembrane molecule such as a receptor, a fragment of the extracellular region of the receptor is an immune antigen. Alternatively, a cell that expresses a transmembrane molecule may be an immune antigen.

本発明に係わる免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質とは、分離精製の対象とする免疫グロブリンの等電点より低い蛋白質を示し、その分子量は特に関係しない。免疫グロブリンの等電点は、種類によって異なるが、一般的に等電点pIが6〜9程度である。従って、免疫グロブリンの等電点より低い蛋白質の代表的な例としては、アルブミン(pI4〜5)、トランスフェリン(pI4〜6)などが挙げられる。   The protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin according to the present invention refers to a protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin to be separated and purified, and its molecular weight is not particularly related. The isoelectric point of immunoglobulin varies depending on the type, but generally the isoelectric point pI is about 6-9. Therefore, typical examples of proteins having an isoelectric point lower than that of immunoglobulin include albumin (pI4-5), transferrin (pI4-6), and the like.

一般に、濾過方法としてクロスフロー濾過とデッドエンド濾過が汎用濾過法として実施されている。クロスフロー濾過とは、蛋白質等の微細粒子が含まれる被処理液を膜に供給しつつ濾過して、異径の微粒子を分離するものである。膜面に堆積する微粒子(ケーク層)を微粒子溶液の平行流による剪断力にて掻き取りながら、安定したケーク層の状態を長期にわたって維持することで、分画性能を維持しようとするものである。一方、デッドエンド濾過は、膜面に対して垂直に微粒子を流すため、膜表面に微粒子が蓄積し、濾過時間と共に透過抵抗が次第に増加し、透過微粒子濃度が変化してしまう。垂直濾過やノーマル濾過とも呼称される。   In general, cross-flow filtration and dead-end filtration are performed as general-purpose filtration methods as filtration methods. Cross-flow filtration is a process in which a liquid to be treated containing fine particles such as protein is filtered while being supplied to a membrane to separate fine particles having different diameters. It is intended to maintain the fractionation performance by maintaining the state of a stable cake layer over a long period of time while scraping the fine particles (cake layer) deposited on the film surface with the shearing force by the parallel flow of the fine particle solution. . On the other hand, in the dead-end filtration, fine particles are allowed to flow perpendicularly to the membrane surface, so that fine particles accumulate on the membrane surface, the permeation resistance gradually increases with the filtration time, and the permeate fine particle concentration changes. Also called vertical filtration or normal filtration.

本発明に係わるクロスフロー濾過(十字流濾過や平行濾過、タンジェンシャルフロー濾過とも呼称される)とは、膜面に対して平行に免疫グロブリン溶液を流し、せん断力により膜表面に堆積する物を押し流すことで、動的平衡が成立した一定のケーク層の状態を形成し、分画性能を維持したまま連続運転を可能にする濾過方式である。   Cross flow filtration according to the present invention (also referred to as cross flow filtration, parallel filtration, or tangential flow filtration) is a method in which an immunoglobulin solution is allowed to flow in parallel to the membrane surface and deposits on the membrane surface by shearing force. This is a filtration system that forms a constant cake layer state in which dynamic equilibrium is established by swirling, and enables continuous operation while maintaining fractionation performance.

免疫グロブリン溶液の濃度は、ケーク層の形成に大きな影響を与える。分画性能を発現させるためには、適切なケーク層の状態にする必要があり、短時間でケーク層が形成させるには、濃度の下限を考慮する必要がある。本発明に係わる免疫グロブリン溶液の下限濃度は、他の条件によって異なるが、1g/L以上、好ましくは5g/L以上であれば分画性能を発現するケーク層が形成される。一方、逆に高濃度であるほど厚いケーク層が形成され、免疫グロブリン1量体の透過率が低くなるので、膜閉塞が起こらない濃度の上限を考慮する必要がある。本発明に係わる免疫グロブリン溶液の上限濃度は、他の条件によって異なるが、150g/L以下、好ましくは100g/L以下、さらに好ましくは50g/L以下であれば急激な膜閉塞を引き起こさないで、免疫グロブリン1量体を透過させることができる。以上のとおり、免疫グロブリン溶液の濃度の下限値は、1g/L、より好ましくは、5g/Lであり、上限値は、150g/L、より好ましくは100g/L以下、さらに好ましくは50g/L以下である。   The concentration of the immunoglobulin solution has a great influence on the formation of the cake layer. In order to express the fractionation performance, it is necessary to make the state of an appropriate cake layer. In order to form the cake layer in a short time, it is necessary to consider the lower limit of the concentration. The lower limit concentration of the immunoglobulin solution according to the present invention varies depending on other conditions, but if it is 1 g / L or more, preferably 5 g / L or more, a cake layer that exhibits fractionation performance is formed. On the other hand, the higher the concentration, the thicker the cake layer is formed and the lower the permeability of the immunoglobulin monomer, so it is necessary to consider the upper limit of the concentration at which membrane clogging does not occur. The upper limit concentration of the immunoglobulin solution according to the present invention varies depending on other conditions, but if it is 150 g / L or less, preferably 100 g / L or less, more preferably 50 g / L or less, a sudden membrane occlusion is not caused. It can permeate immunoglobulin monomers. As described above, the lower limit value of the concentration of the immunoglobulin solution is 1 g / L, more preferably 5 g / L, and the upper limit value is 150 g / L, more preferably 100 g / L or less, and even more preferably 50 g / L. It is as follows.

濾過中の免疫グロブリン溶液の濃度変化は、免疫グロブリン1量体と免疫グロブリン2量体の分画性能や免疫グロブリン1量体の透過性能を維持させるために条件を変動させないで濾過することが好ましい。例えば、濾過中に免疫グロブリン溶液の濃度が徐々に高くなる場合、濾過閉塞が起こり、十分な透過量が得られなくなる場合がある。一方、特許文献3や4のような透過量と同量の希釈液を添加する定容量クロスフロー濾過では、濾過が進むにつれて免疫グロブリン溶液濃度が低下する。この場合、濾過後半に透過する免疫グロブリン溶液の濃度が低下し、その結果、高収率で回収するためには長大な時間が必要となる。従って、短時間で高い分画性能と透過性能を達成するためには、免疫グロブリン溶液の濃度を一定濃度で濾過(定濃度濾過)することが好ましい。   The concentration change of the immunoglobulin solution during filtration is preferably filtered without changing the conditions in order to maintain the fractionation performance of immunoglobulin monomer and immunoglobulin dimer and the permeation performance of immunoglobulin monomer. . For example, when the concentration of the immunoglobulin solution gradually increases during filtration, filtration clogging may occur and a sufficient amount of permeation may not be obtained. On the other hand, in the constant volume cross flow filtration in which a diluent having the same amount as the permeation amount as in Patent Documents 3 and 4 is added, the concentration of the immunoglobulin solution decreases as the filtration proceeds. In this case, the concentration of the immunoglobulin solution that permeates in the latter half of the filtration decreases, and as a result, a long time is required for recovering in high yield. Therefore, in order to achieve high fractionation performance and permeation performance in a short time, it is preferable to filter the immunoglobulin solution at a constant concentration (constant concentration filtration).

濾過中の免疫グロブリン溶液の濃度変化は、濾過前の免疫グロブリン溶液の濃度を100とした時、下限としては50以上、好ましくは70以上、より好ましくは80以上が良く、上限としては200以下、好ましくは150以下、より好ましくは120以下が良い。特に、免疫グロブリン溶液の濃度を実質一定に維持しながらクロスフロー濾過することが最も好ましい。ここで示す「濃度を実質一定に維持しながら」とは、「濃度を軽微な変動にとどめながら」と同意である。例えば、操作や装置で濃度をコントロール時に起こる軽微な濃度変動などが含まれる。しかしながら、濾過後半で、免疫グロブリン溶液の残量が少なくなり、濾過が困難になった場合、膜中や装置配管に残存する免疫グロブリン1量体を回収するために、希釈液や緩衝溶液、水、生理食塩水を添加し、濾過を実施する場合は、濃度一定で濾過を行う必要はない。本発明に係わる免疫グロブリン1量体の精製において、免疫グロブリン1量体の50%以上が定濃度濾過で処理されることが好ましく、さらに好ましくは60%以上、最も好ましくは70%が定濃度濾過で処理されることが良い。たとえば、濾過開始から免疫グロブリン1量体を50%処理した後、等容量濾過を最後まで行っても良いし、濾過開始から等容量濾過を行い、免疫グロブリン1量体を20%処理した後、希釈液の供給を停止し、溶液濃度を濾過開始前の濃度まで戻した後、定濃度濾過を行っても良い。定濃度濾過と等容量濾過、希釈液無供給濾過を組み合わせ、免疫グロブリン1量体の50%以上が定濃度濾過で処理されれば、その順序は何ら限定されない。これによって、短時間、且つ、高回収率で免疫グロブリン1量体を精製することができる。   The change in the concentration of the immunoglobulin solution during filtration is 50 or more, preferably 70 or more, more preferably 80 or more, and 200 or less as the upper limit when the concentration of the immunoglobulin solution before filtration is 100. Preferably it is 150 or less, more preferably 120 or less. In particular, crossflow filtration is most preferred while maintaining the concentration of the immunoglobulin solution substantially constant. Here, “while maintaining the concentration substantially constant” means “while maintaining the concentration with slight fluctuation”. For example, a slight concentration fluctuation that occurs when the concentration is controlled by an operation or an apparatus is included. However, when the remaining amount of the immunoglobulin solution decreases in the latter half of the filtration, and the filtration becomes difficult, in order to recover the immunoglobulin monomer remaining in the membrane or in the apparatus piping, a diluent, buffer solution, water When adding physiological saline and carrying out filtration, it is not necessary to carry out filtration at a constant concentration. In the purification of the immunoglobulin monomer according to the present invention, it is preferable that 50% or more of the immunoglobulin monomer is treated by constant concentration filtration, more preferably 60% or more, and most preferably 70% is constant concentration filtration. It is good to be processed with. For example, after 50% of the immunoglobulin monomer is processed from the start of filtration, it is possible to carry out equal volume filtration until the end, or after performing the equal volume filtration from the start of filtration and processing 20% of the immunoglobulin monomer, After the supply of the diluent is stopped and the solution concentration is returned to the concentration before the start of filtration, constant concentration filtration may be performed. As long as 50% or more of the immunoglobulin monomer is treated by constant concentration filtration by combining constant concentration filtration, equal volume filtration, and dilute-free filtration, the order is not limited. Thereby, an immunoglobulin monomer can be purified in a short time and with a high recovery rate.

本発明に係わる免疫グロブリン分離方法は、免疫グロブリン凝集体と免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を同時に除去可能な膜濾過法である。免疫グロブリン1量体とその凝集体を形成されたケーク層における孔径サイズによって分離するのに加えて、免疫グロブリンより低い等電点の蛋白質は、形成されたケーク層との電気的な反発によって膜透過性を低減することにより、その結果、透過液の免疫グロブリン1量体が高純度に精製できると考えている。従って、免疫グロブリンより低い等電点の蛋白質の膜濾過性を低減するためには、免疫グロブリンより低い等電点の蛋白質と形成されるケーク層との電気的反発を発現する必要があり、そのため、免疫グロブリン溶液調整を厳密に行わなければならない。
また、原理的には、免疫グロブリンの等電点より高い蛋白質を含有する免疫グロブリン溶液から免疫グロブリンを精製する場合、pHを免疫グロブリンの等電点以下にすることで、同様に、免疫グロブリン1量体を分離することができる。
The immunoglobulin separation method according to the present invention is a membrane filtration method capable of simultaneously removing immunoglobulin aggregates and proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulins. In addition to separating immunoglobulin monomers and their aggregates by pore size in the formed cake layer, proteins with an isoelectric point lower than that of the immunoglobulin are separated from the membrane by electrical repulsion with the formed cake layer. By reducing the permeability, it is believed that as a result, the immunoglobulin monomer of the permeate can be purified with high purity. Therefore, in order to reduce the membrane filterability of proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulins, it is necessary to develop an electrical repulsion between the protein having a lower isoelectric point than immunoglobulins and the formed cake layer. The immunoglobulin solution preparation must be strictly performed.
In principle, when purifying an immunoglobulin from an immunoglobulin solution containing a protein having a higher isoelectric point than that of the immunoglobulin, the pH of the immunoglobulin solution can be reduced to a level equal to or lower than that of the immunoglobulin. The mer can be separated.

本発明に係わる免疫グロブリン溶液のpHは、免疫グロブリンの等電点以上に調整する必要がある。免疫グロブリン溶液のpHを免疫グロブリンの等電点以上に調整することで、免疫グロブリンは中性もしくは弱いマイナスに帯電し、免疫グロブリンより低い等電点の蛋白質は強いマイナスに帯電する。従って、形成されるケーク層もマイナスに帯電すると考えられ、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質は、ケーク層との強い電気的反発を受け、膜透過しにくい。免疫グロブリン溶液のpHの上限値は、免疫グロブリンが変性や凝集しない値であれば問題ないが、一般的にpH11以下、好ましくはpH10以下が良い。   The pH of the immunoglobulin solution according to the present invention must be adjusted to be higher than the isoelectric point of the immunoglobulin. By adjusting the pH of the immunoglobulin solution above the isoelectric point of the immunoglobulin, the immunoglobulin is neutrally or weakly negatively charged, and the protein having an isoelectric point lower than that of the immunoglobulin is strongly negatively charged. Therefore, the formed cake layer is also considered to be negatively charged, and a protein having an isoelectric point lower than that of an immunoglobulin is subjected to strong electrical repulsion with the cake layer and hardly permeates through the membrane. The upper limit of the pH of the immunoglobulin solution is not a problem as long as the immunoglobulin does not denature or aggregate, but is generally pH 11 or less, preferably pH 10 or less.

免疫グロブリン溶液のpHを調整するために、緩衝剤を用いることができる。本発明に係わる緩衝剤としては、免疫グロブリンの変性や凝集を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できれば、何ら限定はしない。例えば、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)、N−[トリス(ヒドロキシメチル)メチル]グリシン(Tricine)、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)グリシン、N−トリス(ヒドロキシメチル)メチル−3−アミノプロパンスルホン酸(TAPS)、3−[(1,1−ジメチル−2−ヒドロキシエチル)アミノ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸](AMPSO)、N−シクロヘキシル−2−アミノエタンスルホン酸(CHES)、N−シクロヘキシル−2−ヒドロキシ−3−アミノプロパンスルホン酸(CAPSO)、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)、N−シクロヘキシル−3−アミノプロパンスルホン酸(CAPS)、ピペラジン−1,4−ビス(2−エタンスルホン酸)(PIPES)等のグッド緩衝剤、リン酸緩衝生理食塩水などのリン酸塩、酢酸塩、グリシン、クエン酸塩、ベロナール、ホウ酸塩、コハク酸塩、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、イミダゾール等の緩衝液等が挙げられる。この中でも特にトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン(Tris)を用いる緩衝剤が好ましい。   Buffering agents can be used to adjust the pH of the immunoglobulin solution. The buffering agent according to the present invention is not limited as long as it does not cause denaturation or aggregation of immunoglobulin and can reduce permeation of a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin. For example, tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris), N- [tris (hydroxymethyl) methyl] glycine (Tricine), N, N-bis (2-hydroxyethyl) glycine, N-tris (hydroxymethyl) methyl- 3-aminopropanesulfonic acid (TAPS), 3-[(1,1-dimethyl-2-hydroxyethyl) amino-2-hydroxypropanesulfonic acid] (AMPSO), N-cyclohexyl-2-aminoethanesulfonic acid (CHES) ), N-cyclohexyl-2-hydroxy-3-aminopropanesulfonic acid (CAPSO), 2-amino-2-methyl-1-propanol (AMP), N-cyclohexyl-3-aminopropanesulfonic acid (CAPS), piperazine -1,4-bis (2-ethanesulfonic acid) (P PES) and other good buffers, phosphate buffered saline and other phosphate salts, acetate, glycine, citrate, veronal, borate, succinate, tris (hydroxymethyl) aminomethane, imidazole, etc. Examples include a buffer solution. Among these, a buffering agent using tris (hydroxymethyl) aminomethane (Tris) is particularly preferable.

本発明に係わる緩衝剤の濃度は、免疫グロブリンの変性や凝集を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できれば、何ら限定はしないが、比較的低い方が好ましい。緩衝剤濃度が高いと蛋白質と緩衝剤の電気的相互作用が起こり、実質的な蛋白質表面上の電荷が低減し、膜およびケーク層との電気的反発が低減すると推測される。従って、下限値としては、免疫グロブリン溶液のpHを調整できる値の0.01mM以上、好ましくは0.1mM以上が良く、上限としては、500mM以下、好ましくは200mM以下が良い。   The concentration of the buffering agent according to the present invention is not particularly limited as long as it does not cause denaturation or aggregation of immunoglobulin and can reduce the permeation of a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin, but a relatively low concentration is preferable. If the buffer concentration is high, it is presumed that the electrical interaction between the protein and the buffer occurs, the substantial charge on the protein surface is reduced, and the electrical repulsion with the membrane and the cake layer is reduced. Therefore, the lower limit is 0.01 mM or more, preferably 0.1 mM or more, which is a value capable of adjusting the pH of the immunoglobulin solution, and the upper limit is 500 mM or less, preferably 200 mM or less.

本発明に係わる線速とは、膜面に対して平行流れる溶液の速度である。線速は、ケーク層を大きく変動させず、分画性能を発現させることができれば特に限定されるものではないが、例えば、下限としては0.1cm/秒以上、好ましくは1cm/秒以上、より好ましくは10cm/秒以上が良く、上限としては200cm/秒以下、より好ましくは100cm/秒以下が良い。200cm/秒超えると、免疫グロブリンへのストレスがかかり、凝集や白濁が起こりやすくなり、逆に、0.1cm/秒未満では、処理量が小さくなり、その結果、コストが高くなるなどの問題がある。   The linear velocity according to the present invention is the velocity of the solution flowing parallel to the film surface. The linear velocity is not particularly limited as long as the cake layer can be expressed without greatly changing the cake layer. For example, the lower limit is 0.1 cm / second or more, preferably 1 cm / second or more. The upper limit is preferably 10 cm / second or more, and the upper limit is 200 cm / second or less, more preferably 100 cm / second or less. If it exceeds 200 cm / second, stress is applied to the immunoglobulin, and aggregation and cloudiness are likely to occur. Conversely, if it is less than 0.1 cm / second, the amount of processing becomes small, resulting in high costs. is there.

本発明に係わる濾過圧力は、分画性能を発現させることができれば特に限定されるものではない。特許文献4では、膜全体に均一の圧力がかかるようにするため、免疫グロブリン透過液側から背圧をかけ、転移点でのトランスメンブラン圧(TMP)以下で濾過することで分画性能を発現させている。しかしながら、背圧をかけるための装置や低い圧力での濾過のため、処理量が低い問題点がある。本発明の分離方法では、転移点のTMPより高い圧力で濾過を行っても分画性能が維持することができ、その結果、免疫グロブリンの透過速度、すなわち処理量も大きいものとなる。本発明に係わる濾過圧力としては、下限として0.001MPa以上、好ましくは0.005MPa以上であり、上限としては0.30MPa以下、好ましくは0.20MPa以下が良い。0.001MPa未満では、処理量が低くなるため生産性が悪くなり、一方0.30MPa超えると急激なケーク層形成が引き起こされ、膜閉塞が起こる問題がある。   The filtration pressure according to the present invention is not particularly limited as long as the fractionation performance can be expressed. In Patent Document 4, in order to apply a uniform pressure to the entire membrane, a back pressure is applied from the immunoglobulin permeate side, and filtration is performed at a transmembrane pressure (TMP) or less at the transition point to express fractionation performance. I am letting. However, there is a problem that the amount of processing is low due to a device for applying a back pressure and filtration at a low pressure. In the separation method of the present invention, fractionation performance can be maintained even when filtration is performed at a pressure higher than TMP at the transition point, and as a result, the permeation rate of immunoglobulin, that is, the throughput is increased. The filtration pressure according to the present invention has a lower limit of 0.001 MPa or more, preferably 0.005 MPa or more, and an upper limit of 0.30 MPa or less, preferably 0.20 MPa or less. If it is less than 0.001 MPa, the throughput will be low, resulting in poor productivity. On the other hand, if it exceeds 0.30 MPa, a rapid cake layer formation will be caused and there will be a problem that the film will be blocked.

本発明に係わる免疫グロブリン1量体の分離方法は、サイズと溶液状態調整による電気的反発の2つの原理に基づいた方法である。サイズ分離に基づいた分離に従えば、原理上、免疫グロブリン2量体以上のサイズを有する生体成分も除去できる。
本発明に係わる免疫グロブリン2量体以上のサイズを有する生体成分の分子量の下限として、30万以上、好ましくは40万以上、さらに好ましく50万以上、上限としては、100万未満、好ましくは90万以下、さらに好ましく80万以下であれば免疫グロブリン1量体と高精度に分離できる。30万未満であれば、免疫グロブリン1量体を高精度に分離できない。一方、分子量が大きいほど高精度に分離できるが、分子量が高すぎると膜閉塞を起こしやすくなる。
The method for separating an immunoglobulin monomer according to the present invention is a method based on two principles of electrical repulsion by adjusting the size and the solution state. According to the separation based on the size separation, in principle, a biological component having a size of an immunoglobulin dimer or more can also be removed.
The lower limit of the molecular weight of a biological component having a size of an immunoglobulin dimer or more according to the present invention is 300,000 or more, preferably 400,000 or more, more preferably 500,000 or more, and the upper limit is less than 1 million, preferably 900,000. If it is more preferably 800,000 or less, it can be separated from immunoglobulin monomer with high accuracy. If it is less than 300,000, the immunoglobulin monomer cannot be separated with high accuracy. On the other hand, the larger the molecular weight, the higher the accuracy of separation, but if the molecular weight is too high, membrane clogging tends to occur.

本発明に係わる免疫グロブリン溶液中に含まれていてもよい免疫グロブリン以外の生体成分としては、蛋白質、糖鎖、RNA、及び、DNAなどが挙げられる。具体的な例として、免疫グロブリン凝集体、フィブリノーゲン、免疫グロブリンとプロテインAからなる複合凝集体、血液凝固因子、細胞吸着因子、細胞成長因子、酵素、リボ蛋白、ホルモンおよびそれらの凝集物などが挙げられる。
ただし、免疫グロブリンより等電点が極めて高く、形成されるケーク層の電荷状態を大きく変化させ、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過性を増加させる生体成分を含んでいることは、好ましくない。
Examples of biological components other than immunoglobulin that may be contained in the immunoglobulin solution according to the present invention include proteins, sugar chains, RNA, and DNA. Specific examples include immunoglobulin aggregates, fibrinogen, complex aggregates composed of immunoglobulin and protein A, blood coagulation factors, cell adsorption factors, cell growth factors, enzymes, riboproteins, hormones and aggregates thereof. It is done.
However, it is preferable that it contains a biological component that has an extremely high isoelectric point than immunoglobulins, greatly changes the charge state of the formed cake layer, and increases the permeability of proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulins. Absent.

以上のことは、本発明に係わる免疫グロブリン溶液には、免疫グロブリン1量体とその凝集体(2量体、3量体、・・)及び分子量30万以上100万未満の生体成分を含む場合があり、この免疫グロブリン溶液であっても構わない。この場合、本発明は、免疫グロブリン1量体とその凝集体(2量体、3量体、・・)及び分子量30万以上100万未満の生体成分を含む免疫グロブリン溶液から、免疫グロブリン1量体を分離することをいう。また前提として上記生体成分が含んでなく、またはほとんど含んでない免疫グロブリン溶液から、免疫グロブリン1量体を分離することも本発明では当然に意味している。   The above is the case where the immunoglobulin solution according to the present invention contains an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof (dimer, trimer,...), And a biological component having a molecular weight of 300,000 to less than 1,000,000. This immunoglobulin solution may be used. In this case, the present invention provides an immunoglobulin 1 amount from an immunoglobulin solution containing an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof (dimer, trimer,...) And a biological component having a molecular weight of 300,000 to less than 1,000,000. To separate the body. In addition, as a premise, the present invention naturally means that an immunoglobulin monomer is separated from an immunoglobulin solution which does not contain or hardly contains the above-mentioned biological component.

本発明に係わる免疫グロブリン溶液中には、ウイルスを含んでも良い。
本発明に係わるウイルスとしては、直径18〜24nm程度のパルボウイルスやポリオウイルス、直径約40〜45nm程度の日本脳炎ウイルスや肝炎ウイルス、直径80〜100nm程度のHIVなどが挙げられる。最も除去する必要性があるものはパルボウイルスである。パルボウイルスは現在確認されているウイルスで最も小さいウイルスであるため、膜によるサイズ分画の場合、パルボウイルスが除去できれば、その他の大きいウイルスを除去できると考えられる。
The immunoglobulin solution according to the present invention may contain a virus.
Examples of the virus according to the present invention include parvovirus and poliovirus having a diameter of about 18 to 24 nm, Japanese encephalitis virus and hepatitis virus having a diameter of about 40 to 45 nm, and HIV having a diameter of about 80 to 100 nm. The one that most needs to be removed is the parvovirus. Since parvovirus is the smallest virus that has been confirmed at present, in the case of size fractionation by membrane, if parvovirus can be removed, other large viruses can be removed.

ウイルスは、肝炎や後天性免疫不全症、日本脳炎、小児麻痺などの重篤な感染症を引き起こすため、ウイルス対数除去率(LRV)が4以上であることが好ましい。LRVは、下記式(7)で計算する。
LRV=log[(No×Vo)/(Nf×Vf)] (7)
LRV:ウイルス対数除去率
No:濾過前の免疫グロブリン元液中のウイルス感染価(TICD50/mL)
Nf:免疫グロブリン透過液中のウイルス感染価(TICD50/mL)
Vo:濾過前の免疫グロブリン元液の容量(mL)
Vf:免疫グロブリン透過液の容量(mL)
ウイルス除去性の評価に使用するパルボウイルスとしては、ヒトパルボウイルス(B19)、ブタパルボウイルス、イヌパルボウイルス、ネコパルボウイルス、Minute of miceなどが挙げられる。これらのウイルスの大きさは直径18〜24nm程度であり、どれを用いても評価することができるが、簡便な感染性評価方法が確立されているブタパルボウイルスやイヌパルボウイルスを用いることが好ましい。
Since viruses cause serious infections such as hepatitis, acquired immune deficiency, Japanese encephalitis, and childhood paralysis, the virus log removal rate (LRV) is preferably 4 or more. LRV is calculated by the following formula (7).
LRV = log [(No × Vo) / (Nf × Vf)] (7)
LRV: Virus logarithm removal rate No: Virus infectivity titer in the original immunoglobulin solution before filtration (TICD 50 / mL)
Nf: virus infectivity in the immunoglobulin permeate (TICD 50 / mL)
Vo: Volume of the original immunoglobulin solution before filtration (mL)
Vf: Volume of immunoglobulin permeate (mL)
Examples of the parvovirus used for the evaluation of virus removability include human parvovirus (B19), porcine parvovirus, canine parvovirus, feline parvovirus, Minute of rice, and the like. These viruses have a diameter of about 18 to 24 nm and can be evaluated using any of them. However, it is preferable to use porcine parvovirus or canine parvovirus for which a simple infectivity evaluation method has been established. .

本発明に係わる「限外濾過膜」とは、免疫グロブリン1量体を分離するために使用する膜のことである。
限外濾過膜としては、所望の分画分子量を有する膜を製造でき、免疫グロブリンが吸着しなければ何ら限定しないが、例えば、ポリスルホン系高分子膜、芳香族エーテル系高分子膜、フッ素系高分子膜、オレフィン系高分子膜、セルロース系膜、(メタ)アクリル系高分子膜、(メタ)アクリロニトリル系高分子膜、ビニルアルコール系高分子膜などが挙げられる。好ましくは、ポリスルホン系高分子膜が良い。
The “ultrafiltration membrane” according to the present invention is a membrane used for separating immunoglobulin monomers.
As an ultrafiltration membrane, a membrane having a desired fractional molecular weight can be produced and is not limited at all unless immunoglobulin is adsorbed. For example, a polysulfone-based polymer membrane, an aromatic ether-based polymer membrane, a fluorine-based high-molecular membrane is used. Examples thereof include a molecular film, an olefin polymer film, a cellulose film, a (meth) acrylic polymer film, a (meth) acrylonitrile polymer film, and a vinyl alcohol polymer film. A polysulfone-based polymer membrane is preferable.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜は特に限定されるものではなく、分子中にスルホン基を有する高分子は全て用いることができる。ポリスルホン系高分子の例としては、例えば下記式(8)で表されるポリスルホン、下記式(9)で表されるポリエーテルスルホン、下記式(10)で表されるポリアリールスルホン等が挙げられる。式中lおよびm、nは繰り返し単位を表す。

[化8]

Figure 2010047527
[化9]
Figure 2010047527
[化10]
Figure 2010047527
これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。ポリスルホン系高分子は、必要に応じて高分子末端および/または主鎖中にエステル化、エーテル化、エポキシ化など各種変性を実施することができる。また、免疫グロブリンの静電気的な特性との相性から、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、スルフォニル基、スルホン酸基などの化学構造を必要に応じて導入しても良い。 The polysulfone polymer membrane according to the present invention is not particularly limited, and any polymer having a sulfone group in the molecule can be used. Examples of the polysulfone polymer include polysulfone represented by the following formula (8), polyethersulfone represented by the following formula (9), polyarylsulfone represented by the following formula (10), and the like. . In the formula, l, m, and n represent repeating units.

[Chemical 8]
Figure 2010047527
[Chemical 9]
Figure 2010047527
[Chemical Formula 10]
Figure 2010047527
It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers. The polysulfone polymer can be subjected to various modifications such as esterification, etherification, and epoxidation in the polymer terminal and / or main chain as necessary. Moreover, chemical structures such as an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, a carboxyl group, a sulfonyl group, and a sulfonic acid group may be introduced as necessary in view of compatibility with the electrostatic properties of immunoglobulins.

本発明に係るポリスルホン系高分子の重量平均分子量は、下限として5,000以上、好ましくは1万以上、さらに好ましくは2万以上のものを用いることが良く、上限としては100万以下、好ましくは50万以下、さらに好ましくは30万以下のものを用いることが良い。この範囲内であれば、十分な強度と成膜性が得られる。   The weight average molecular weight of the polysulfone polymer according to the present invention is preferably 5,000 or more, preferably 10,000 or more, more preferably 20,000 or more as a lower limit, and 1 million or less, preferably as an upper limit. It is good to use 500,000 or less, more preferably 300,000 or less. Within this range, sufficient strength and film formability can be obtained.

本発明においては、ポリスルホン系高分子とともに、膜の孔の大きさをコントロールするためと、親水性を付与するために、親水性高分子が用いられることが好ましい。親水化によって分離処理に供される免疫グロブリン溶液と本発明のポリスルホン系高分子からなる限外濾過膜との接触を良好にするものである。   In the present invention, it is preferable to use a hydrophilic polymer together with the polysulfone-based polymer in order to control the pore size of the membrane and to impart hydrophilicity. It improves the contact between the immunoglobulin solution subjected to separation treatment by hydrophilization and the ultrafiltration membrane comprising the polysulfone polymer of the present invention.

本発明に係わるポリスルホン系高分子に親水性を付与する親水性高分子の種類は特に限定されるものではない。例えばポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどが挙げられる。中でも、ポリビニルピロリドンは、ポリスルホン系高分子との相溶性がよく、膜全体の親水性を高める上で特に好ましい。   The kind of the hydrophilic polymer that imparts hydrophilicity to the polysulfone polymer according to the present invention is not particularly limited. For example, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, poly-N, N-dimethylacrylamide, poly-N-isopropylacrylamide, polyhydroxyacrylate, poly Examples include hydroxy methacrylate, carboxymethyl cellulose, starch, corn starch, polychitosan, and polychitin. Among these, polyvinyl pyrrolidone has good compatibility with the polysulfone polymer, and is particularly preferable for enhancing the hydrophilicity of the entire membrane.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜に親水性を付与する親水性高分子の重量平均分子量は、下限としては1,000以上、好ましくは5,000以上が良く、上限としては200万以下、好ましくは120万以下が良い。例えばポリビニルピロリドンではBASF社より様々なグレードが市販されており、その重量平均分子量が9,000のもの(K17)、以下同様に45,000(K30)、450,000(K60)、900,000(K80)、1,200,000(K90)を用いるのが好ましく、目的とする用途、特性、構造を得るために、それぞれ単独で用いてもよく、適宜2種以上を組み合わせて用いても良い。本発明においては、K90を単独で用いるのが最も好ましい。   The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer imparting hydrophilicity to the polysulfone polymer membrane according to the present invention is 1,000 or more, preferably 5,000 or more as a lower limit, and 2 million or less, preferably as an upper limit. Is preferably 1.2 million or less. For example, various grades of polyvinyl pyrrolidone are commercially available from BASF and have a weight average molecular weight of 9,000 (K17), and similarly 45,000 (K30), 450,000 (K60), 900,000. (K80) and 1,200,000 (K90) are preferably used, and in order to obtain the intended use, characteristics, and structure, each may be used alone or in combination of two or more. . In the present invention, it is most preferable to use K90 alone.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜の親水性高分子の含量は、免疫グロブリンが膜に吸着しなければ特に限定されるものではない。例えば、下限として0.1重量%以上、好ましくは0.3重量%以上、さらに好ましくは0.5重量%以上が良く、上限としては10重量%含有以下、好ましくは8重量%以下、さらに好ましくは5重量%以下が良い。   The content of the hydrophilic polymer in the polysulfone polymer membrane according to the present invention is not particularly limited as long as the immunoglobulin is not adsorbed on the membrane. For example, the lower limit is 0.1% by weight or more, preferably 0.3% by weight or more, more preferably 0.5% by weight or more. The upper limit is 10% by weight or less, preferably 8% by weight or less, and more preferably. Is preferably 5% by weight or less.

本発明に係るポリスルホン系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限として10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やポリエチレングリコール(PEG)、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cut off of the polysulfone-based polymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate the immunoglobulin monomer and the dimer, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000 or more. The upper limit should be set to less than 500,000, preferably 450,000 or less, and more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and polyethylene. Dead end filtration is performed using glycol (PEG), dextran, or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば湿式成膜法が挙げられる。湿式成膜法とは膜材料を良溶媒に溶解した膜原液と、膜原液中の良溶媒とは混和可能だが膜材料とは相溶しない他の溶媒からなる凝固液とを接触させることで、接触表面から濃度誘起による相分離を発生させて、膜を得る方法である。   The method for producing the polysulfone-based polymer membrane according to the present invention is not limited in any way, and examples thereof include a wet film-forming method. The wet film formation method is a method in which a membrane stock solution obtained by dissolving a membrane material in a good solvent is brought into contact with a coagulation liquid composed of another solvent that is miscible with the good solvent in the membrane stock solution but is not compatible with the membrane material. In this method, concentration-induced phase separation is generated from the contact surface to obtain a membrane.

本発明に係わる高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液は、目的の構造および性能を有するポリスルホン系高分子を製造できれば何ら限定はしないが、例えば、膜原液全体を100重量%とした場合、ポリスルホン系高分子の濃度範囲としては下限として1重量%以上、好ましくは2重量%以上、特に好ましくは3重量%以上である。また上限としては45重量%以下、好ましくは35重量%以下、特に好ましくは25重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。親水性高分子は、下限として0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、上限として20重量%以下、好ましくは10重量%以下で、均一に溶解した溶液が好適に使用される。また、膜原液の温度は、下限として0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下であれば、膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。   The membrane stock solution used in the wet film forming method for obtaining the polymer membrane according to the present invention is not limited as long as a polysulfone polymer having the desired structure and performance can be produced. For example, the entire membrane stock solution is 100% by weight. In this case, the lower limit of the concentration range of the polysulfone polymer is 1% by weight or more, preferably 2% by weight or more, and particularly preferably 3% by weight or more. Moreover, as an upper limit, the solution which melt | dissolved uniformly in 45 weight% or less, Preferably it is 35 weight% or less, Most preferably, it is 25 weight% or less is used suitably. The hydrophilic polymer has a lower limit of 0.1% by weight or more, preferably 0.5% by weight or more, and an upper limit of 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less, and a uniformly dissolved solution is preferably used. . In addition, the lower limit of the temperature of the membrane stock solution is preferably 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher, and the upper limit is a good solvent boiling point or lower in the membrane stock solution. If it is this temperature condition, the viscosity suitable for processing into a film | membrane preferable as a film | membrane stock solution can be obtained.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒とは20℃の100g純水に10g以上溶解可能であり、かつ膜材料のポリスルホン系高分子を5重量%以上溶解するものが好ましく、更に好ましくは水に混和可能なものであれば何ら限定しないが、具体的にはN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。これらは2種以上組み合わせて使用できる。   The good solvent used in the wet film-forming method for obtaining the polysulfone polymer film according to the present invention can dissolve 10 g or more in 100 g pure water at 20 ° C., and dissolves 5% by weight or more of the polysulfone polymer of the membrane material. However, there is no limitation as long as it is miscible with water. Specifically, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide And γ-butyrolactone. These can be used in combination of two or more.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質であれば何ら限定しない。例えば、純水、モノアルコール系溶媒、ポリオール系溶媒又はこれら2種以上の混合液などが好適に使用される。モノアルコール系溶媒の例としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。また、ポリオール系溶媒の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。凝固液中にポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリシトラコン酸、ポリ−p−スチレンスルホン酸、ポリ−p−スチレンスルホン酸ナトリウム、N,N−ジメチルアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどの水溶性高分子を添加することも可能である。添加する水溶性高分子の分子量や添加量にも依存するが、これらを添加することにより濾過性能を向上させることが可能である。   The coagulating liquid used in the wet film forming method for obtaining the polysulfone-based polymer film according to the present invention is a substance that can cause concentration-induced phase separation when in contact with the membrane stock solution and can form a film from the contact surface. There is no limitation. For example, pure water, a monoalcohol solvent, a polyol solvent, or a mixture of two or more of these is preferably used. Examples of the monoalcohol solvent include methanol, ethanol, propanol and the like. Examples of the polyol solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, and the like. Polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyhydroxy acrylate, polyhydroxy methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyitaconic acid in the coagulation liquid Water-soluble polymers such as polyfumaric acid, polycitraconic acid, poly-p-styrenesulfonic acid, sodium poly-p-styrenesulfonate, N, N-dimethylacrylamide, carboxymethylcellulose, starch, corn starch, polychitosan, and polychitin It is also possible to add. Although it depends on the molecular weight and the amount of the water-soluble polymer to be added, the filtration performance can be improved by adding these.

また、凝固液中に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ―ブチロラクトンなどの良溶媒を含有させることも可能である。特に、良溶媒を非溶媒に含有させた凝固液を使用する場合、その組成は、膜原液の組成、膜原液と凝固液との接触温度などで異なるが、概ね、凝固液全体を100重量%とした場合、良溶媒の重量%として90重量%以下が好ましい。この範囲であれば、膜を形成するのに必要十分な濃度誘起相分離を十分に達成できる。   The coagulation liquid may contain a good solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and γ-butyrolactone. In particular, when using a coagulation liquid containing a good solvent in a non-solvent, the composition differs depending on the composition of the membrane stock solution, the contact temperature between the membrane stock solution and the coagulation liquid, etc. In this case, 90% by weight or less is preferable as the weight% of the good solvent. Within this range, concentration-induced phase separation necessary and sufficient for forming a film can be sufficiently achieved.

本発明に係わる湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であり、本発明の中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。成膜温度の下限としては0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては凝固液温度で決まる。   The film forming temperature in the wet film forming method according to the present invention is a temperature at which the membrane stock solution and the coagulating liquid are brought into contact with each other to cause concentration-induced phase separation. It depends on the temperature. The lower limit of the film formation temperature is 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. For hollow fiber membranes, it depends on the temperature of the double nozzle. In a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature.

本発明に係わるポリスルホン系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、特に中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去することで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することができる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。膜原液および凝固液、内部凝固液に気体が溶存していない場合は、この工程を省略しても良い。   The membrane stock solution used in the wet film formation method for obtaining the polysulfone-based polymer membrane according to the present invention, the coagulation solution, especially the coagulation solution that passes through the inside of the yarn when producing the hollow fiber membrane (hereinafter referred to as the internal coagulation solution) is dissolved after uniform dissolution. It is desirable to remove the gas. By removing the dissolved gas, film defects due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. Further, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced. This step may be omitted when no gas is dissolved in the membrane stock solution, the coagulation solution, and the internal coagulation solution.

本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、二重紡口から出た膜原液と内部凝固液による凝固をより促進するため、紡口直下に槽(以後、凝固槽)を設け、凝固槽中に満たされた凝固液(以後、外部凝固液)と接触させることができる。
本発明の湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、中空糸膜の断面構造を均一構造のみならず、様々な不均一構造まで、自由に構造制御するために紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)および紡糸口から外部凝固液面までの空間の温度と湿度を調整することができる。空間の温度と湿度を調整できれば何ら限定しないが、例えば、空走距離の下限としては0.001m以上、好ましくは0.005m以上、特に好ましくは0.01m以上、上限として2.0m以下、好ましくは1.5m以下、特に好ましくは1.2m以下である。また紡糸口から外部凝固面までの空間における温度は、下限として10℃以上、好ましくは20℃以上、特に好ましくは25℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは10%以上、特に好ましくは30%以上であり、上限としては100%以下である。
When producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method according to the present invention, in order to further promote the coagulation by the membrane stock solution and the internal coagulation solution discharged from the double spinning nozzle, It can be provided and brought into contact with a coagulation liquid (hereinafter referred to as an external coagulation liquid) filled in the coagulation tank.
When producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method of the present invention, the cross-sectional structure of the hollow fiber membrane is not only a uniform structure but also various non-uniform structures. And the temperature and humidity of the space from the spinneret to the external coagulation liquid surface can be adjusted. Although there is no limitation as long as the temperature and humidity of the space can be adjusted, for example, the lower limit of the free running distance is 0.001 m or more, preferably 0.005 m or more, particularly preferably 0.01 m or more, and the upper limit is 2.0 m or less, preferably Is 1.5 m or less, particularly preferably 1.2 m or less. The temperature in the space from the spinneret to the external solidification surface is 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more, and the upper limit is 100% or less.

本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合の巻取り速度は、製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、概ね300m/時間から9,000m/時間の速度が選択される。   The winding speed in the case of producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method according to the present invention is as follows: various factors as production conditions, the shape of the nozzle, the composition of the spinning stock solution, the composition of the internal coagulating liquid and the external coagulating liquid, and the stock solution Although the speed may vary depending on the temperature of each coagulating liquid, a speed of approximately 300 m / hour to 9,000 m / hour is selected.

本発明に係わる湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。
湿式成膜法により得られた未乾燥のポリスルホン系高分子膜は、乾燥中の膜破断が生じない温度で乾燥させる。例えば、乾燥温度は、下限としては20℃以上、好ましくは30℃以上、より好ましくは50℃以上であり、上限としては溶融温度以下、好ましくは150℃以下、より好ましくは140℃以下である。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。
In the wet film-forming method according to the present invention, after the solidification by the coagulating liquid, the solvent removal can be promoted by immersing in a solvent removal tank in order to increase the strength of the film. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used.
An undried polysulfone-based polymer membrane obtained by a wet film-forming method is dried at a temperature at which no membrane breakage occurs during drying. For example, the lower limit of the drying temperature is 20 ° C. or higher, preferably 30 ° C. or higher, more preferably 50 ° C. or higher, and the upper limit is the melting temperature or lower, preferably 150 ° C. or lower, more preferably 140 ° C. or lower. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜は特に限定されるものではなく、芳香族エーテル系高分子膜の例としては、下記式(11)で表されるものが挙げられる。

[化11]

Figure 2010047527
(R、R、R、R、R、Rは水素、炭素数1以上6以下を含む有機官能基、または、酸素、窒素または珪素を含有する炭素数6以下の非プロトン性有機官能基であり、それぞれ同一であっても、異なっても構わない。構造式中のqは繰り返し単位数である。異なる繰り返し単位を2成分以上含む共重合体でも構わない。) The aromatic ether polymer film according to the present invention is not particularly limited, and examples of the aromatic ether polymer film include those represented by the following formula (11).

[Chemical 11]
Figure 2010047527
(R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 are hydrogen, an organic functional group containing 1 to 6 carbon atoms, or an aprotic having 6 or less carbon atoms containing oxygen, nitrogen or silicon. The organic functional groups may be the same or different, and q in the structural formula represents the number of repeating units, and may be a copolymer containing two or more different repeating units.)

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子の末端のフェノール性水酸基は、免疫グロブリン溶液中で安定して存在可能であるpHを維持するために、必要に応じてエステル化、エーテル化、エポキシ化など各種変性を実施することができる。また、免疫グロブリンの静電気的な特性との相性から、高分子末端にアミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、スルフォニル基、スルホン酸基などの化学構造を必要に応じて導入できる。
本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜は、主として芳香族エーテル系高分子からなるものであるが、芳香族エーテル系高分子の特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。例えば、ポリスチレンやその誘導体を含有しても良い。
The terminal phenolic hydroxyl group of the aromatic ether polymer according to the present invention is esterified, etherified, epoxidized, etc. as necessary in order to maintain a pH that can stably exist in an immunoglobulin solution. Various modifications can be performed. In addition, due to compatibility with the electrostatic properties of immunoglobulins, chemical structures such as amino groups, monoalkylamino groups, dialkylamino groups, carboxyl groups, sulfonyl groups, and sulfonic acid groups can be introduced into the polymer terminals as needed. .
The aromatic ether polymer film according to the present invention is mainly composed of an aromatic ether polymer, but contains other high molecular weight substances and additives as long as the characteristics of the aromatic ether polymer are not impaired. You may do it. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers. For example, polystyrene or a derivative thereof may be contained.

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子の重量平均分子量は、下限としては5,000以上、好ましくは1万以上、特に好ましくは2万以上が良く、上限として100万以下、好ましくは50万以下、特に好ましくは30万以下が良い。この範囲内であれば、十分な強度と成膜性が得られる。   The weight average molecular weight of the aromatic ether polymer according to the present invention is 5,000 or more, preferably 10,000 or more, particularly preferably 20,000 or more as the lower limit, and 1,000,000 or less, preferably 500,000 or less as the upper limit. Particularly preferred is 300,000 or less. Within this range, sufficient strength and film formability can be obtained.

本発明においては、芳香族エーテル系高分子とともに、膜の孔の大きさをコントロールするためと、親水性を付与するために、親水性高分子が用いられることが好ましい。親水化によって分離処理に供される免疫グロブリン溶液と本発明の芳香族エーテル系高分子からなる限外濾過膜との接触を良好にするものである。
本発明に係わる親水性高分子としては、親水性を付与できるものであれば何ら限定しないが。免疫グロブリンとの電気的な相互作用を低減させるために、荷電構造を含まないノニオン性であることが望ましい。
In the present invention, it is preferable to use a hydrophilic polymer together with the aromatic ether polymer in order to control the pore size of the membrane and to impart hydrophilicity. The contact between the immunoglobulin solution subjected to the separation treatment by hydrophilization and the ultrafiltration membrane made of the aromatic ether polymer of the present invention is improved.
The hydrophilic polymer according to the present invention is not limited as long as it can impart hydrophilicity. In order to reduce the electrical interaction with the immunoglobulin, it is desirable to be nonionic without a charged structure.

本発明に係わる親水性高分子は、親水性を付与できるものであれば、いかなる高分子化合物であっても構わない。
親水性高分子としては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ−N,N−ジメチルアクリルアミド、ポリ−N−イソプロピルアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどの親水性高分子化合物が例示される。また、これらの物質を親水性セグメントと疎水性セグメント含有する界面活性剤やブロック共重合体およびグラフト共重合体も親水性高分子として十分活用できる。例えば、ポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体などが好ましい。
The hydrophilic polymer according to the present invention may be any polymer compound as long as it can impart hydrophilicity.
Examples of the hydrophilic polymer include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyvinyl alcohol, polyacrylamide, poly-N, N-dimethylacrylamide, poly-N-isopropylacrylamide, Examples thereof include hydrophilic polymer compounds such as polyvinylpyrrolidone, polyhydroxyacrylate, polyhydroxymethacrylate, carboxymethylcellulose, starch, corn starch, polychitosan, and polychitin. In addition, surfactants, block copolymers, and graft copolymers containing these substances as hydrophilic segments and hydrophobic segments can be sufficiently utilized as hydrophilic polymers. For example, a polystyrene-polyethylene glycol block copolymer is preferable.

本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体は、高い親水性を有するポリエチレングリコールを親水性セグメントに有するため、親水性高分子として有効に活用できる。また、これらは二種以上を組み合わせて使用することもできる。この中でも好適に利用できるのは、ポリエチレングリコール、およびポリエチレングリコールを親水性セグメントとして含有するブロック共重合体およびグラフト共重合体であり、その中も特にポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体が芳香族エーテル系高分子膜の親水性を向上させる親水性高分子として好適に利用できる。   Since the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention has polyethylene glycol having high hydrophilicity in the hydrophilic segment, it can be effectively used as a hydrophilic polymer. Moreover, these can also be used in combination of 2 or more types. Among these, polyethylene glycol and block copolymers and graft copolymers containing polyethylene glycol as hydrophilic segments can be preferably used. Among them, polystyrene-polyethylene glycol block copolymers are particularly aromatic ethers. It can be suitably used as a hydrophilic polymer that improves the hydrophilicity of the polymer film.

本発明に係わる親水性高分子の分子量は、製造方法およびその条件によって適宜選ばれる。例えば、成膜方法が湿式成膜法で溶媒として非ハロゲン系水溶性有機溶媒を用いる場合、耐溶剤性の高い芳香族エーテル系高分子の溶解性は極めて低い。そのため、親水性高分子を膜原液にブレンドする場合、均一に溶解した膜原液を得るためには親水性高分子の分子量および添加量を適切に選択する必要がある。十分な添加量の親水性高分子を用いるためには、親水性高分子の分子量は、例えば、数平均分子量は、300以上、100,000以下であることが好ましい。この領域であれば、成膜に使用する良溶媒に十分溶解可能である。より好ましい下限は、400以上、特に好ましい下限は、500以上であり、上限としてより好ましくは70,000以下、特に好ましくは、50,000以下である。   The molecular weight of the hydrophilic polymer according to the present invention is appropriately selected depending on the production method and its conditions. For example, when the film formation method is a wet film formation method and a non-halogen water-soluble organic solvent is used as the solvent, the solubility of the aromatic ether polymer having high solvent resistance is extremely low. Therefore, when the hydrophilic polymer is blended with the membrane stock solution, it is necessary to appropriately select the molecular weight and the addition amount of the hydrophilic polymer in order to obtain a uniformly dissolved membrane stock solution. In order to use a sufficient amount of hydrophilic polymer, the number average molecular weight of the hydrophilic polymer is preferably 300 or more and 100,000 or less, for example. If it is this area | region, it can melt | dissolve enough in the good solvent used for film-forming. A more preferable lower limit is 400 or more, and a particularly preferable lower limit is 500 or more. More preferably, the upper limit is 70,000 or less, and particularly preferably 50,000 or less.

本発明に係わる親水性高分子が疎水性セグメントと親水性セグメントからなる化合物の場合、その親水性高分子の親水性セグメントの数平均分子量は、300以上、100,000以下であることが好ましい。この領域であれば、成膜に使用する良溶媒に十分溶解可能である。より好ましい下限は、400以上、特に好ましい下限は、500以上であり、上限としてより好ましくは70,000以下、特に好ましくは、50,000以下である。   When the hydrophilic polymer according to the present invention is a compound comprising a hydrophobic segment and a hydrophilic segment, the number average molecular weight of the hydrophilic segment of the hydrophilic polymer is preferably 300 or more and 100,000 or less. If it is this area | region, it can melt | dissolve enough in the good solvent used for film-forming. A more preferable lower limit is 400 or more, and a particularly preferable lower limit is 500 or more. More preferably, the upper limit is 70,000 or less, and particularly preferably 50,000 or less.

本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体は、ポリスチレン系高分子由来のセグメントとポリエチレングリコール系高分子由来のセグメントから成るブロック共重合体である。
本発明において用いられるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の該ポリスチレン系高分子由来のセグメントを形成するポリスチレン系高分子としては、下記式(12)に示す繰り返し単位からなるポリスチレン系高分子が好ましい。

[化12]

Figure 2010047527
(R、R、R、R10、R11、R12、R13、R14は水素、フッ素を除くハロゲン原子、炭素数1以上6以下を含む有機官能基、または、酸素、窒素または珪素を含有する炭素数6以下の官能基であり、それぞれ同一であっても、異なっても構わない。構造式中のsは繰り返し単位数である。構造範囲内で異なる繰り返し単位を2成分以上含む共重合体でも構わない。) The polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention is a block copolymer comprising a segment derived from a polystyrene polymer and a segment derived from a polyethylene glycol polymer.
As the polystyrene polymer forming the segment derived from the polystyrene polymer of the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer used in the present invention, a polystyrene polymer comprising a repeating unit represented by the following formula (12) is preferable.

[Chemical 12]
Figure 2010047527
(R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 are hydrogen, a halogen atom excluding fluorine, an organic functional group containing 1 to 6 carbon atoms, or oxygen, nitrogen Or a silicon-containing functional group having 6 or less carbon atoms, which may be the same or different, and s in the structural formula is the number of repeating units. It may be a copolymer including the above.)

本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の該ポリスチレン系高分子由来のセグメントの数平均分子量は、300以上、1,000,000以下であることが必要である。この領域であれば、成膜に使用する良溶媒に十分溶解可能であると同時に、水溶液に対して、溶出性が低減できる。より好ましい下限は、500以上、特に好ましい下限は、700以上であり、上限としてより好ましくは500,000以下、特に好ましい上限は、300,000以下である。   The number average molecular weight of the segment derived from the polystyrene-based polymer of the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention needs to be 300 or more and 1,000,000 or less. If it is this area | region, it can fully melt | dissolve in the good solvent used for film-forming, and it can reduce the elution property with respect to aqueous solution. The more preferable lower limit is 500 or more, and the particularly preferable lower limit is 700 or more. The upper limit is more preferably 500,000 or less, and the particularly preferable upper limit is 300,000 or less.

本発明において用いられるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の該ポリエチレングリコール系高分子由来のセグメントを形成するポリエチレングリコール系高分子とは、下記式(13)および/または(14)に示す繰り返し単位からなるポリエチレングリコール系高分子が好ましい。

[化13]

Figure 2010047527
[化14]
Figure 2010047527
(R15は、炭素数3以上、30未満の有機官能基である。特に親水性が大きく低下させることがなければ、R15にエーテル基、エステル基、水酸基、ケトン基、カルボン酸基を含有しても構わない。tおよびuは繰り返し単位数である。) The polyethylene glycol polymer forming a segment derived from the polyethylene glycol polymer of the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer used in the present invention is a repeating unit represented by the following formula (13) and / or (14). A polyethylene glycol polymer is preferable.

[Chemical 13]
Figure 2010047527
[Chemical 14]
Figure 2010047527
(R 15 is an organic functional group having 3 or more carbon atoms and less than 30. Unless the hydrophilicity is greatly lowered, R 15 contains an ether group, an ester group, a hydroxyl group, a ketone group, or a carboxylic acid group. (T and u are the number of repeating units.)

本発明において用いられるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の該ポリエチレングリコール系高分子由来のセグメントの数平均分子量は、例えば300以上、100,000以下であることが必要である。この領域であれば、成膜に使用する良溶媒に十分溶解可能であると当時に、十分な親水性が得られる。より好ましい下限は、400以上、特に好ましい下限は、500以上であり、上限としてより好ましくは70,000以下、特に好ましくは、50,000以下である。   The number average molecular weight of the segment derived from the polyethylene glycol polymer of the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer used in the present invention needs to be, for example, 300 or more and 100,000 or less. If it is this area | region, sufficient hydrophilic property will be obtained at that time if it can melt | dissolve sufficiently in the good solvent used for film-forming. A more preferable lower limit is 400 or more, and a particularly preferable lower limit is 500 or more. More preferably, the upper limit is 70,000 or less, and particularly preferably 50,000 or less.

本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の該ポリスチレン系高分子由来のセグメントと該ポリエチレングリコール系高分子由来のセグメントの組成比としては、該ポリスチレン系高分子由来のセグメントが全ポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の10重量%以上、99重量%以下であることが必要である。この組成比においては、十分な親水性を発現でき、かつ、溶出性が抑えられる。より好ましい下限値は、20重量%以上、特に好ましい下限値は、30重量%以上であり、より好ましい上限値は98重量%以下、特に好ましい上限値は、97重量%以下である。   As the composition ratio of the segment derived from the polystyrene polymer of the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention and the segment derived from the polyethylene glycol polymer, the segment derived from the polystyrene polymer is all polystyrene-polyethylene. It is necessary that the content is 10% by weight or more and 99% by weight or less of the glycol block copolymer. In this composition ratio, sufficient hydrophilicity can be expressed and elution is suppressed. A more preferred lower limit is 20% by weight or more, a particularly preferred lower limit is 30% by weight or more, a more preferred upper limit is 98% by weight or less, and a particularly preferred upper limit is 97% by weight or less.

本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体のブロック構造は、2つの該セグメントから構成されるジブロック共重合体、3つの該セグメントから構成されるトリブロック共重合体、4つ以上の該セグメントから構成されるマルチブロック共重合体であっても構わない。また、これら2種以上のブロック共重合体の混合物であっても構わない。構成される各該セグメントの数平均分子量は同一であっても異なっても構わない。
本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体の該ポリスチレン系高分子由来のセグメントと該ポリエチレングリコール系高分子由来のセグメント間は、高分子末端部分で直接化学的に結合される必要がある。製造するために、必要であれば、該ポリスチレン系高分子由来のセグメントと該ポリエチレングリコール系高分子由来のセグメントを接続するためのスペーサーとして低分子化合物および/または有機官能基を利用してもよい。低分子化合物および/または有機官能基の数平均分子量が500以下の場合、該ポリスチレン系高分子由来のセグメントと該ポリエチレングリコール系高分子由来のセグメントの効果を低下させること無く発現できる。具体的には、反応性官能基を有するラジカル重合開始剤を用いてスチレンを重合した後にポリエチレングリコールを縮合した際に形成されるポリスチレン−ポリエチレングリコール間の低分子化合物などが挙げられる。
The block structure of the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention is a diblock copolymer composed of two segments, a triblock copolymer composed of three segments, and four or more It may be a multi-block copolymer composed of segments. Moreover, you may be a mixture of these 2 or more types of block copolymers. The number average molecular weights of the respective segments to be constructed may be the same or different.
In the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention, the segment derived from the polystyrene polymer and the segment derived from the polyethylene glycol polymer need to be directly chemically bonded at the polymer terminal portion. For production, if necessary, a low molecular compound and / or an organic functional group may be used as a spacer for connecting the segment derived from the polystyrene polymer and the segment derived from the polyethylene glycol polymer. . When the number average molecular weight of the low molecular weight compound and / or the organic functional group is 500 or less, the low molecular weight compound and / or the organic functional group can be expressed without reducing the effect of the segment derived from the polystyrene polymer and the segment derived from the polyethylene glycol polymer. Specific examples include low molecular weight compounds between polystyrene and polyethylene glycol formed when polyethylene glycol is condensed after polymerizing styrene using a radical polymerization initiator having a reactive functional group.

本発明に係わるポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体を製造する方法の一例としては、反応性官能基を有するラジカル重合開始剤を用いる方法がある。具体的には、カルボン酸基を有するアゾ系ラジカル重合開始剤を用い、カルボン酸基を酸塩化物基に化学的に変換した後、スチレンをラジカル重合することで末端に酸塩化物基を有するポリスチレンが得られる。次いで、ポリエチレングリコールと縮合することによってポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体を得ることができる(高分子論文集、1976年、第33巻、P131)。ポリエチレングリコールユニット含有高分子アゾ重合開始剤を用いて、スチレンをラジカル重合することによってもポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体を得ることができる。また、別の合成方法例として、リビング重合を利用する方法が挙げられる。具体的には、ニトロキシド系化合物によるリビングラジカル重合を用いてスチレンの重合を行い、高分子末端にニトロキシド化合物が結合した高分子を得られる。加水分解により高分子末端をヒドロキシル基に変換し、ポリエチレングリコールとのカップリング反応によりポリスチレン−ポリエチレングリコールブロック共重合体を得ることができる(Polymer、1998年、第39巻、第4号、P911)。   An example of a method for producing the polystyrene-polyethylene glycol block copolymer according to the present invention is a method using a radical polymerization initiator having a reactive functional group. Specifically, an azo radical polymerization initiator having a carboxylic acid group is used, and after chemically converting the carboxylic acid group to an acid chloride group, the terminal has an acid chloride group by radical polymerization of styrene. Polystyrene is obtained. Subsequently, a polystyrene-polyethylene glycol block copolymer can be obtained by condensation with polyethylene glycol (Polymer Papers, 1976, Vol. 33, P131). A polystyrene-polyethylene glycol block copolymer can also be obtained by radical polymerization of styrene using a polyethylene glycol unit-containing polymer azo polymerization initiator. Another example of the synthesis method is a method using living polymerization. Specifically, styrene is polymerized using living radical polymerization with a nitroxide compound, and a polymer in which the nitroxide compound is bonded to the polymer terminal can be obtained. A polymer end can be converted into a hydroxyl group by hydrolysis, and a polystyrene-polyethylene glycol block copolymer can be obtained by a coupling reaction with polyethylene glycol (Polymer, 1998, Vol. 39, No. 4, P911). .

本発明における親水性高分子を用いて芳香族エーテル系高分子からなる限外濾過膜を親水化する方法は、例えば、成膜時に親水性高分子をあらかじめ混合するブレンド法、親水性高分子を含む溶液に膜を浸漬した後、乾燥させて親水性高分子を残留させる塗布法、膜表面に親水性のアクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、アクリルアミド系モノマー等をグラフト重合する方法などが挙げられる。これらの方法を2つ以上組み合わせて行うことも可能である。芳香族エーテル系高分子に化学的変性を加えないブレンド法または塗布法が好ましく、製造面においては一段階の工程で親水化処理を行うことができるブレンド法が特に好ましい。   The method of hydrophilizing an ultrafiltration membrane composed of an aromatic ether polymer using a hydrophilic polymer in the present invention is, for example, a blend method in which a hydrophilic polymer is mixed in advance at the time of film formation, Examples of the method include a coating method in which a film is immersed in a solution, and then dried to leave a hydrophilic polymer, and a method in which a hydrophilic acrylic monomer, a methacrylic monomer, an acrylamide monomer, or the like is graft-polymerized on the film surface. It is also possible to perform a combination of two or more of these methods. A blending method or a coating method in which the aromatic ether polymer is not chemically modified is preferable, and a blending method capable of performing a hydrophilization treatment in a single step is particularly preferable in terms of production.

本発明に係る芳香族エーテル系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限として10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cut off of the aromatic ether polymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate immunoglobulin monomers and dimers, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000. The upper limit is good, and the upper limit should be set to less than 500,000, preferably 450,000 or less, more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば湿式成膜法が挙げられる。湿式成膜法とは膜材料を良溶媒に溶解した膜原液と、膜原液中の良溶媒とは混和可能だが膜材料とは相溶しない他の溶媒からなる凝固液とを接触させることで、接触表面から濃度誘起による相分離を発生させて、膜を得る方法である。
本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒は、成膜条件において膜材料である芳香族エーテル系高分子を安定に5重量%以上溶解するものであれば如何なる溶媒を使用することができる。ただし、環境面およびコストの点から非ハロゲン系水溶性有機溶媒を用いることが好ましい。本発明における水溶性有機溶媒とは、20℃の100g純水に10g以上溶解可能である溶媒を示し、さらに好ましくは、水に混和可能なものである。具体的にはN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。これらは2種以上組み合わせて使用できる。
The method for producing the aromatic ether polymer film according to the present invention is not limited in any way, and examples thereof include a wet film forming method. The wet film formation method is to bring a membrane stock solution in which a membrane material is dissolved in a good solvent into contact with a coagulation liquid composed of another solvent that is miscible with the good solvent in the membrane stock solution but is incompatible with the membrane material. In this method, concentration-induced phase separation is generated from the contact surface to obtain a membrane.
The good solvent used in the wet film formation method for obtaining the aromatic ether polymer film according to the present invention is one that can stably dissolve 5% by weight or more of the aromatic ether polymer as the film material under the film formation conditions. Any solvent can be used. However, it is preferable to use a non-halogen water-soluble organic solvent from the viewpoint of environment and cost. The water-soluble organic solvent in the present invention refers to a solvent that can be dissolved in 10 g or more in 100 g pure water at 20 ° C., and more preferably is miscible with water. Specific examples include N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and γ-butyrolactone. These can be used in combination of two or more.

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液の一例としては、良溶媒に親水性高分子を下限として0.1重量%以上、好ましくは0.5重量%以上、特に好ましくは1重量%以上、上限として45重量%以下、好ましくは35重量%以下、特に好ましくは25重量%以下で、均一に溶解した溶液が好適に使用される。
また、膜原液全体を100重量%とした場合、芳香族エーテル系高分子の使用範囲としては下限として1重量%以上、好ましくは2重量%以上、特に好ましくは3重量%以上である。また上限としては45重量%以下、好ましくは35重量%以下、特に好ましくは25重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。
また、膜原液の温度は、下限として25℃以上、好ましくは65℃以上、特に好ましくは80℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下にすることにより、芳香族エーテル系高分子の溶解性を高めることができ、さらに膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。
As an example of the membrane stock solution used in the wet film-forming method for obtaining the aromatic ether polymer membrane according to the present invention, 0.1 wt% or more, preferably 0.5 wt. %, Particularly preferably 1% by weight or more, and an upper limit of 45% by weight or less, preferably 35% by weight or less, particularly preferably 25% by weight or less, and a uniformly dissolved solution is preferably used.
Further, when the total membrane stock solution is 100% by weight, the lower limit of the use range of the aromatic ether polymer is 1% by weight or more, preferably 2% by weight or more, and particularly preferably 3% by weight or more. Moreover, as an upper limit, the solution which melt | dissolved uniformly in 45 weight% or less, Preferably it is 35 weight% or less, Most preferably, it is 25 weight% or less is used suitably.
In addition, the lower limit of the temperature of the membrane stock solution is preferably 25 ° C. or higher, preferably 65 ° C. or higher, particularly preferably 80 ° C. or higher, and the upper limit is a good solvent boiling point or lower in the membrane stock solution. By using this temperature condition, the solubility of the aromatic ether polymer can be increased, and a viscosity suitable for processing into a film preferable as a film stock solution can be obtained.

本発明に係わる親水性芳香族エーテル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質をいう。具体的には純水、モノアルコール系溶媒、下記式(15)で表されるポリオール系溶媒又はこれら2種以上の混合液などが好適に使用される。

[化15]

Figure 2010047527
(R16は炭素数1以上、20以下を含む有機官能基、または、酸素原子を1つ以上と炭素数1以上、20以下とを含む構造であり、R16に水酸基、エーテル結合、エステル基、ケトン基、カルボン酸基などを1つ以上含んでいてもよい。)
式(15)に表されるポリオール系溶媒の一例として、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。 The coagulating liquid used in the wet film forming method for obtaining the hydrophilic aromatic ether polymer film according to the present invention can cause concentration-induced phase separation when in contact with the film stock solution, and can form a film from the contact surface. A substance. Specifically, pure water, a monoalcohol solvent, a polyol solvent represented by the following formula (15), or a mixture of two or more of these are preferably used.

[Chemical 15]
Figure 2010047527
(R 16 is the number 1 or more carbon atoms, 20 an organic functional group include the following, or an oxygen atom and 1 or more and having 1 or more carbon atoms, a structure including a 20 or less, hydroxyl groups in R 16, an ether bond, an ester group , One or more ketone groups, carboxylic acid groups, and the like.
Examples of the polyol solvent represented by the formula (15) include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, and the like. .

芳香族エーテル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液の粘度によって透水性能を制御することが可能である。凝固液の粘度を高くすることにより、凝固液の原液への浸透が緩やかになり、結果、製造した膜の透水性能が向上することを見出した。高い透水性能を得るためには、凝固液の粘度が20℃で3cp以上であることが好ましい。より好ましくは、5cp以上である。凝固液の粘度を高めるためにポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリシトラコン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸ナトリウム、N,N−ジメチルアクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどの水溶性高分子を添加することが可能である。また、上記ポリオール系溶媒などの20℃で5cp以上の高粘性溶媒を含有させることも好適である。   The water permeation performance can be controlled by the viscosity of the coagulation liquid used in the wet film forming method for obtaining the aromatic ether polymer film. It has been found that by increasing the viscosity of the coagulation liquid, the permeation of the coagulation liquid into the stock solution becomes gradual, and as a result, the water permeability of the produced membrane is improved. In order to obtain high water permeability, the viscosity of the coagulation liquid is preferably 3 cp or more at 20 ° C. More preferably, it is 5 cp or more. Polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyacrylamide, polyvinyl pyrrolidone, polyhydroxy acrylate, polyhydroxy methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid to increase the viscosity of the coagulation liquid Water such as acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, polycitraconic acid, poly-p-styrene sulfonic acid, sodium poly-p-styrene sulfonate, N, N-dimethylacrylamide, carboxymethyl cellulose, starch, corn starch, polychitosan, polychitin It is possible to add a functional polymer. It is also preferable to contain a high viscosity solvent of 5 cp or more at 20 ° C. such as the above-mentioned polyol solvent.

本発明に係わる凝固液の粘度は、ガラス製毛細管粘度計を用いて測定した値であり、測定方法としては、20℃恒温水槽中で恒温としたガラス製毛管粘度計に凝固液を入れ、30分以上放置後、恒温に達したとして測定を行うことにより動粘度が得られる。この得られた動粘度の値より下記式(16)により凝固液の粘度を得ることができる。なお、ガラス製毛細管粘度計としては、柴田科学(株)製のウベローテ粘度計などを用いることができる。
ν=η/ρ (16)
(ν:動粘度(mm/s)、η:粘度(cp)、ρ:密度(g/cm))
The viscosity of the coagulating liquid according to the present invention is a value measured using a glass capillary viscometer. As a measuring method, the coagulating liquid is put into a glass capillary viscometer made constant in a 20 ° C. constant temperature water bath, and 30 The kinematic viscosity can be obtained by allowing the sample to stand for more than a minute and then measuring that it has reached a constant temperature. From the obtained kinematic viscosity value, the viscosity of the coagulation liquid can be obtained by the following formula (16). In addition, as a glass capillary viscometer, an Uberote viscometer manufactured by Shibata Kagaku Co., Ltd. can be used.
ν = η / ρ (16)
([Nu: kinematic viscosity (mm 2 / s), η : viscosity (cp), ρ: Density (g / cm 3))

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液中に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ―ブチロラクトンなどの良溶媒を含有させることも可能である。特に、良溶媒を非溶媒に含有させた凝固液を使用する場合、その組成は、膜原液の組成、膜原液と凝固液との接触温度などで異なるが、概ね、凝固液全体を100重量%とした場合、良溶媒の重量%として下限0重量%以上、上限90重量%以下が好ましい。この範囲であれば、膜を形成するのに必要十分な濃度誘起相分離を十分に達成できる。   In a coagulation liquid used in a wet film forming method for obtaining an aromatic ether polymer film according to the present invention, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, It is also possible to include a good solvent such as γ-butyrolactone. In particular, when using a coagulation liquid containing a good solvent in a non-solvent, the composition differs depending on the composition of the membrane stock solution, the contact temperature between the membrane stock solution and the coagulation liquid, etc. In this case, the lower limit of 0% by weight and the upper limit of 90% by weight are preferable as the weight% of the good solvent. Within this range, concentration-induced phase separation necessary and sufficient for forming a film can be sufficiently achieved.

本発明に係わる湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であり、本発明の中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては、凝固液温度で決まる。成膜温度の下限としては25℃以上、好ましくは80℃以上、特に好ましくは90℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。特に成膜温度80℃以上、各沸点から10℃以上低い温度の範囲内で膜原液と凝固液が接触した場合において、特に高強度の膜を得ることできる。   The film forming temperature in the wet film forming method according to the present invention is a temperature at which the membrane stock solution and the coagulating liquid are brought into contact with each other to cause concentration-induced phase separation. It depends on the temperature. In the case of a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature. The lower limit of the film formation temperature is 25 ° C. or higher, preferably 80 ° C. or higher, particularly preferably 90 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. In particular, when the film stock solution and the coagulating liquid are in contact with each other within a film forming temperature of 80 ° C. or higher and a temperature range of 10 ° C. or lower from each boiling point, a particularly high strength film can be obtained.

本発明に係わる芳香族エーテル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、特に中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去することで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することができる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。   The membrane stock solution used in the wet film forming method for obtaining the aromatic ether polymer membrane according to the present invention, the coagulating solution, especially the coagulating solution passing through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane (hereinafter referred to as the internal coagulating solution) is uniformly dissolved. It is desirable to remove dissolved gas. By removing the dissolved gas, film defects due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. Further, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced.

本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、二重紡口から出た膜原液と内部凝固液による凝固を、より促進するため、紡口直下に槽(以後、凝固槽)を設け、凝固槽中に満たされた凝固液(以後、外部凝固液)と接触させることができる。
本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、中空糸膜の断面構造を均一構造のみならず、様々な不均一構造まで、自由に構造制御するために紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)および紡糸口から外部凝固液面までの空間の温度と湿度を調整することができる。
本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、空走距離の下限としては0.01m以上、好ましくは0.05m以上、特に好ましくは0.1m以上、上限として2.0m以下、好ましくは1.5m以下、特に好ましくは1.2m以下である。また紡糸口から外部凝固面までの空間における温度は、下限として20℃以上、好ましくは50℃以上、特に好ましくは80℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは25%以上、特に好ましくは50%以上であり、上限としては100%以下である。
When producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method according to the present invention, in order to further accelerate the coagulation by the membrane stock solution and the internal coagulation liquid that has come out of the double spinning nozzle, a tank (hereinafter referred to as a coagulation tank) immediately below the spinning nozzle. And can be brought into contact with a coagulating liquid (hereinafter referred to as an external coagulating liquid) filled in the coagulating tank.
When producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method according to the present invention, the cross-sectional structure of the hollow fiber membrane is not only a uniform structure but also various non-uniform structures. The distance to the surface (hereinafter referred to as idle running distance) and the temperature and humidity of the space from the spinneret to the external coagulation liquid surface can be adjusted.
When producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method according to the present invention, the lower limit of the free running distance is 0.01 m or more, preferably 0.05 m or more, particularly preferably 0.1 m or more, and the upper limit is 2.0 m or less. , Preferably 1.5 m or less, particularly preferably 1.2 m or less. The temperature in the space from the spinneret to the external solidification surface is 20 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, particularly preferably 80 ° C. or higher, as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 25% or more, particularly preferably 50% or more, and the upper limit is 100% or less.

本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、巻取り速度は製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、概ね600m/時間から9,000m/時間の速度が選択される。   When the hollow fiber membrane is produced by the wet film-forming method according to the present invention, the winding speed is a factor of production conditions, the shape of the nozzle, the composition of the spinning stock solution, the composition of the internal and external coagulating solutions, the stock solution and Although the speed may vary depending on the temperature of each coagulation liquid, a speed of approximately 600 m / hour to 9,000 m / hour is selected.

本発明に係わる湿式成膜法を用いることで、膜として供されるのに十分な強度、伸度を有した芳香族エーテル系高分子膜を得ることができる。また本発明の湿式成膜法においては濃度誘起相分離を利用することで、温度誘起相分離を利用する溶融成膜法では得ることが困難な、傾斜構造を有する多孔膜構造が容易に製造可能であり、得られる本発明の膜に高い透水性能を付与することが可能である。
本発明に係わる湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。
By using the wet film formation method according to the present invention, an aromatic ether polymer film having sufficient strength and elongation to be used as a film can be obtained. In addition, by utilizing concentration-induced phase separation in the wet film-forming method of the present invention, it is possible to easily manufacture a porous film structure having an inclined structure, which is difficult to obtain by a melt film-forming method using temperature-induced phase separation. Thus, it is possible to impart high water permeability to the obtained membrane of the present invention.
In the wet film-forming method according to the present invention, after the solidification by the coagulating liquid, the solvent removal can be promoted by immersing in a solvent removal tank in order to increase the strength of the film. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used.

本発明に係わる湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度である。即ち、膜原液の温度、凝固液の温度、中空糸膜であれば二重紡口の温度、平膜であれば膜形成をサポートする金属プレート等の温度により決まる。成膜温度の下限としては20℃以上、好ましくは25℃以上、特に好ましくは30℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。特に成膜温度80℃以上、各沸点から10℃以上低い温度の範囲内で膜原液と凝固液が接触した場合において、特に高強度の膜を得ることができる。
湿式成膜法により得られた未乾燥の芳香族エーテル系高分子膜は、乾燥中の膜破断が生じない温度、例えば、20℃以上から芳香族エーテル系高分子の溶融温度以下の温度範囲内で乾燥を行う。好ましい乾燥温度としては50℃以上、150℃以下、更に好ましくは60℃以上、140℃以下、特に好ましくは70℃以上、130℃以下である。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。
The film forming temperature in the wet film forming method according to the present invention is a temperature at which the membrane stock solution and the coagulating liquid are brought into contact with each other to cause concentration-induced phase separation. That is, it depends on the temperature of the membrane stock solution, the temperature of the coagulation solution, the temperature of the double spinning nozzle if it is a hollow fiber membrane, and the temperature of a metal plate that supports membrane formation if it is a flat membrane. The lower limit of the film forming temperature is 20 ° C. or higher, preferably 25 ° C. or higher, particularly preferably 30 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. In particular, when the film stock solution and the coagulating liquid are in contact with each other within a film forming temperature of 80 ° C. or higher and a temperature lower than each boiling point by 10 ° C. or higher, a particularly high strength film can be obtained.
The undried aromatic ether polymer film obtained by the wet film formation method has a temperature at which film breakage during drying does not occur, for example, within a temperature range of 20 ° C. or more to the melting temperature of the aromatic ether polymer or less. Dry with. The drying temperature is preferably 50 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 60 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, and particularly preferably 70 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜は特に限定されるものではなく、(メタ)アクリル系高分子の例としては、下記式(17)で表されるものが挙げられる。
[化17]

Figure 2010047527
(式中、R17およびR18は炭素数1〜14のアルキル基またはアラルキル基を表す。アルキル基の水素原子またはアラルキル基の水素原子は炭素数1〜10のアルコキシ基によって置換されていてもよい。式中vおよびwは繰り返し単位を表す。)
その中でも、ポリ(メタ)アクリル酸やポリ(メタ)アクリル酸エステルなど用いることができる。好ましくはポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリメタアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチルおよびこれら2つ以上組み合わせた共重合体が良い。必要に応じて高分子末端および/または主鎖中にエステル化、エーテル化、エポキシ化など各種変性を実施することができる。また、免疫グロブリンの静電気的な特性との相性から、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、スルフォニル基、スルホン酸基などの化学構造を必要に応じて導入しても良い。
本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜は、主としてポリ(メタ)アクリル酸エステルからなるものであるが、ポリ(メタ)アクリル酸エステルの特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。 The (meth) acrylic polymer film according to the present invention is not particularly limited, and examples of the (meth) acrylic polymer include those represented by the following formula (17).
[Chemical 17]
Figure 2010047527
(In the formula, R 17 and R 18 represent an alkyl group or aralkyl group having 1 to 14 carbon atoms. The hydrogen atom of the alkyl group or the hydrogen atom of the aralkyl group may be substituted by an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms. (Wherein v and w represent repeating units)
Among them, poly (meth) acrylic acid and poly (meth) acrylic acid ester can be used. Preferred are polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, and a copolymer of two or more thereof. Various modifications such as esterification, etherification, and epoxidation can be performed on the polymer terminal and / or main chain as necessary. Moreover, chemical structures such as an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, a carboxyl group, a sulfonyl group, and a sulfonic acid group may be introduced as necessary in view of compatibility with the electrostatic properties of immunoglobulins.
The (meth) acrylic polymer film according to the present invention is mainly composed of poly (meth) acrylic acid ester, but other high molecular weight substances and additives are added within the range that does not impair the properties of poly (meth) acrylic acid ester. You may contain the thing. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers.

本発明に係る(メタ)アクリル系高分子の重量平均分子量は、下限としては5,000以上、好ましくは1万以上、特に好ましくは2万以上が良く、上限として100万以下、好ましくは50万以下、特に好ましくは30万以下が良い。この範囲内であれば、十分な強度と成膜性が得られる。   The weight average molecular weight of the (meth) acrylic polymer according to the present invention is 5,000 or more, preferably 10,000 or more, particularly preferably 20,000 or more as the lower limit, and 1,000,000 or less, preferably 500,000 as the upper limit. Hereinafter, 300,000 or less is particularly preferable. Within this range, sufficient strength and film formability can be obtained.

本発明においては、(メタ)アクリル系高分子とともに、膜の孔の大きさをコントロールするためと、親水性を付与するために、親水性高分子が用いられることが好ましい。親水性高分子としては、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ−N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、ポリ−N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどが挙げられる。中でも、ポリビニルピロリドンは、(メタ)アクリル系高分子との相溶性がよく、膜全体の親水性を高める上で特に好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a hydrophilic polymer together with the (meth) acrylic polymer in order to control the pore size of the membrane and to impart hydrophilicity. Examples of the hydrophilic polymer include polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylamide, poly-N, N-dimethyl (meth) acrylamide, Examples thereof include poly-N-isopropyl (meth) acrylamide, polyhydroxy acrylate, polyhydroxy methacrylate, carboxymethyl cellulose, starch, corn starch, polychitosan, and polychitin. Among them, polyvinyl pyrrolidone is particularly preferable for improving the hydrophilicity of the entire film because of its good compatibility with (meth) acrylic polymers.

本発明で係わる(メタ)アクリル系高分子膜に親水性を付与する親水性高分子の重量平均分子量は下限としては1,000以上、好ましくは5,000以上が良く、上限として200万以下、好ましくは100万以下、特に好ましくは50万以下が良い。例えばポリビニルピロリドンではBASF社より様々なグレードが市販されており、その重量平均分子量が9,000のもの(K17)、以下同様に45,000(K30)、450,000(K60)、900,000(K80)、1,200,000(K90)を用いるのが好ましく、目的とする用途、特性、構造を得るために、それぞれ単独で用いてもよく、適宜2種以上を組み合わせて用いても良い。   The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer imparting hydrophilicity to the (meth) acrylic polymer film according to the present invention is 1,000 or more, preferably 5,000 or more as the lower limit, and 2 million or less as the upper limit. Preferably it is 1 million or less, and particularly preferably 500,000 or less. For example, various grades of polyvinyl pyrrolidone are commercially available from BASF and have a weight average molecular weight of 9,000 (K17), and similarly 45,000 (K30), 450,000 (K60), 900,000. (K80) and 1,200,000 (K90) are preferably used, and in order to obtain the intended use, characteristics, and structure, each may be used alone or in combination of two or more. .

本発明に係る(メタ)アクリル系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限としては10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cutoff of the (meth) acrylic polymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate the immunoglobulin monomer and the dimer, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000 or more is good, and the upper limit should be set to less than 500,000, preferably 450,000 or less, more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば湿式成膜法が挙げられる。湿式成膜法とは膜材料を良溶媒に溶解した膜原液と、膜原液中の良溶媒とは混和可能だが膜材料とは相溶しない他の溶媒からなる凝固液とを接触させることで、接触表面から濃度誘起による相分離を発生させて、膜を得る方法である。   The method for producing the (meth) acrylic polymer film according to the present invention is not limited in any way, and examples thereof include a wet film forming method. The wet film formation method is a method in which a membrane stock solution obtained by dissolving a membrane material in a good solvent is brought into contact with a coagulation liquid composed of another solvent that is miscible with the good solvent in the membrane stock solution but is not compatible with the membrane material. In this method, concentration-induced phase separation is generated from the contact surface to obtain a membrane.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒とは、水に混和可能なものであれば何ら限定しないが、20℃の純水100gに10g以上溶解可能であり、かつ膜材料の(メタ)アクリル系高分子を5重量%以上溶解するものが好ましく、更に好ましくは、具体的にはN−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。危険性、安全性、毒性の面からジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好ましく用いられる。これらの溶媒は、単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用できる。   The good solvent used in the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention is not limited as long as it is miscible with water, but 10 g or more is dissolved in 100 g of pure water at 20 ° C. Preferably, it is possible to dissolve 5% by weight or more of a (meth) acrylic polymer as a film material, and more preferably, specifically, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl Examples thereof include sulfoxide, N, N-dimethylformamide, acetone, and γ-butyrolactone. From the viewpoint of danger, safety and toxicity, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone are preferably used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液は、目的の構造および性能を有する(メタ)アクリル系高分子膜を製造できれば何ら限定はしない。膜原液における(メタ)アクリル系高分子の濃度に関しては、濃度を上げるにつれて成膜性は向上するが、逆に膜の空孔率は減少し、透水性が低下する傾向がある。そのため、膜原液全体を100重量%とした場合、(メタ)アクリル系高分子の濃度範囲としては分子量によって異なるが、下限として2重量%以上、好ましくは5重量%以上、特に好ましくは10重量%以上である。また上限としては50重量%以下、好ましくは40重量%以下、特に好ましくは30重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。
また、膜原液の温度は、下限として0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下であれば、膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。
本発明において使用する膜原液には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。
The film stock solution used in the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention is not limited as long as a (meth) acrylic polymer film having the target structure and performance can be produced. Regarding the concentration of the (meth) acrylic polymer in the membrane stock solution, the film formability improves as the concentration is increased, but conversely, the porosity of the membrane decreases and the water permeability tends to decrease. Therefore, when the whole membrane stock solution is 100% by weight, the concentration range of the (meth) acrylic polymer varies depending on the molecular weight, but the lower limit is 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, particularly preferably 10% by weight. That's it. Further, an upper limit of 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, particularly preferably 30% by weight or less, is preferably used.
In addition, the lower limit of the temperature of the membrane stock solution is preferably 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher, and the upper limit is a good solvent boiling point or lower in the membrane stock solution. If it is this temperature condition, the viscosity suitable for processing into a film | membrane preferable as a film | membrane stock solution can be obtained.
Addition of antioxidants, crystal nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, lubricants, ultraviolet absorbers, etc., depending on the purpose, as long as the membrane undiluted solution used in the present invention does not affect the performance of the membrane to be produced. Mixing agents may be used.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法で親水性高分子を用いる場合、その役割は、主に外側の多孔支持層部分の多孔構造を促進して形成させるところにあり、膜原液の増粘効果を奏するものである。膜原液中に添加する親水性高分子の量は安定した成膜を行うために親水性ポリマーの分子量と添加量を適宜調整することもできる。膜原液の粘度が低い場合、成膜時に膜破れや膜切れなどを起こし、成膜性が不安定になる場合がある。逆に膜原液の粘度が高すぎる場合、多孔支持層を充分に成長させることができず、外層の多孔構造の空孔率が不十分となり、目的の高い透過性を持つ膜が得られにくくなる。更には、膜原液の粘度が上がることで、口金から吐出された原液がメルトフラクチャーを起こすことも危惧される。
本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法において、膜原液中の親水性高分子の濃度の上限値は、使用する親水性高分子の種類と分子量に応じて最適値が決定されるが、通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下である。
When a hydrophilic polymer is used in the wet film formation method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention, its role is mainly to promote and form the porous structure of the outer porous support layer portion. There is a thickening effect of the membrane stock solution. The amount of the hydrophilic polymer added to the membrane stock solution can be adjusted as appropriate in order to achieve stable film formation. When the viscosity of the film stock solution is low, film breakage or film breakage may occur at the time of film formation, and the film formability may become unstable. Conversely, if the viscosity of the membrane stock solution is too high, the porous support layer cannot be sufficiently grown, the porosity of the porous structure of the outer layer will be insufficient, and it will be difficult to obtain a membrane with the desired high permeability. . Furthermore, there is a concern that the stock solution discharged from the die may cause a melt fracture due to an increase in the viscosity of the membrane stock solution.
In the wet film formation method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention, the upper limit of the concentration of the hydrophilic polymer in the film stock solution is an optimum value according to the type and molecular weight of the hydrophilic polymer to be used. Is usually 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質であれば何ら限定しないが、例えば、純水、モノアルコール系溶媒、ポリオール系溶媒又はこれら2種以上の混合液などが好適に使用される。モノアルコール系溶媒の例としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。また、ポリオール系溶媒の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。凝固液中にポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリシトラコン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸ナトリウム、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどの水溶性高分子を添加することも可能である。添加する水溶性高分子の分子量や添加量にも依存するが、これらを添加することにより濾過性能を向上させることが可能である。また、凝固液中に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトンなどの良溶媒を含有させることも可能である。特に、良溶媒を非溶媒に含有させた凝固液を使用する場合、その組成は、膜原液の組成、膜原液と凝固液との接触温度などで異なるが、概ね、凝固液全体を100重量%とした場合、良溶媒の重量%として90重量%以下が好ましい。この範囲であれば、膜を形成するのに必要十分な濃度誘起相分離を十分に達成できる。   As a coagulating liquid used in the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention, a substance capable of forming a film from the contact surface by causing concentration-induced phase separation when in contact with the film stock solution. For example, pure water, a monoalcohol solvent, a polyol solvent, or a mixture of two or more of these is preferably used. Examples of the monoalcohol solvent include methanol, ethanol, propanol and the like. Examples of the polyol solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, and the like. In the coagulation liquid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, poly (meth) acrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyhydroxyacrylate, polyhydroxymethacrylate, poly (meth) acrylic acid, Polymethacrylic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, polycitraconic acid, poly-p-styrene sulfonic acid, sodium poly-p-styrene sulfonate, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, carboxymethylcellulose, starch, corn starch, polychitosan It is also possible to add a water-soluble polymer such as polychitin. Although it depends on the molecular weight and the amount of the water-soluble polymer to be added, the filtration performance can be improved by adding these. The coagulation liquid may contain a good solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and γ-butyrolactone. In particular, when using a coagulation liquid containing a good solvent in a non-solvent, the composition differs depending on the composition of the membrane stock solution, the contact temperature between the membrane stock solution and the coagulation liquid, etc. In this case, 90% by weight or less is preferable as the weight% of the good solvent. Within this range, concentration-induced phase separation necessary and sufficient for forming a film can be sufficiently achieved.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法おいて中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は、上記の外部凝固液と同様の溶液を用いてもよく、また、空気、窒素、アンモニアガス等の気体を導入する乾湿式成膜法で製造しても良い。   In the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention, the coagulating liquid (hereinafter referred to as the internal coagulating liquid) that passes through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane is the same solution as the above external coagulating liquid. Alternatively, it may be produced by a dry / wet film forming method in which a gas such as air, nitrogen or ammonia gas is introduced.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であれば何ら限定しないが、成膜温度の下限としては0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては凝固液温度で決まる。   The film forming temperature in the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention is not limited as long as it is a temperature at which the film stock solution and the coagulating liquid are brought into contact with each other to cause concentration induced phase separation. However, the lower limit of the film formation temperature is 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. For hollow fiber membranes, it depends on the temperature of the double nozzle. In a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、特に中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去することで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することができる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。膜原液および凝固液、内部凝固液に気体が溶存していない場合は、この工程を省略しても良い。また、乾湿式成膜法として空気、窒素、アンモニアガス等の気体を凝固剤として用いている場合には、この工程は実施しない。   The membrane stock solution and coagulation solution used in the wet film formation method for obtaining the (meth) acrylic polymer membrane according to the present invention, particularly the coagulation solution (hereinafter referred to as internal coagulation solution) that passes through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane, is uniformly dissolved. It is desirable to remove the dissolved gas later. By removing the dissolved gas, film defects due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. Further, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced. This step may be omitted when no gas is dissolved in the membrane stock solution, the coagulation solution, and the internal coagulation solution. In addition, when a gas such as air, nitrogen, ammonia gas or the like is used as a coagulant as a dry / wet film forming method, this step is not performed.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、二重紡口から出た膜原液と内部凝固液による凝固をより促進するため、紡口直下に槽(以後、凝固槽)を設け、凝固槽中に満たされた凝固液(以後、外部凝固液)と接触させることができる。
本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、中空糸膜の断面構造を均一構造のみならず、様々な不均一構造まで、自由に構造制御するために紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)および紡口から外部凝固液面までの空間の温度と湿度を調整することができる。空間の温度と湿度を調整できれば何ら限定しないが、例えば、空走距離の下限としては0.001m以上、好ましくは0.005m以上、特に好ましくは0.01m以上、上限として2.0m以下、好ましくは1.5m以下、特に好ましくは1.2m以下である。また紡口から外部凝固面までの空間における温度は、下限として10℃以上、好ましくは20℃以上、特に好ましくは25℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは10%以上、特に好ましくは30%以上であり、上限としては100%以下である。
When producing a hollow fiber membrane by a wet film formation method for obtaining a (meth) acrylic polymer membrane according to the present invention, in order to further accelerate the coagulation by the membrane stock solution and the internal coagulation solution from the double spinning nozzle, A tank (hereinafter referred to as a coagulation tank) is provided directly below, and can be brought into contact with a coagulation liquid (hereinafter referred to as an external coagulation liquid) filled in the coagulation tank.
When producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining a (meth) acrylic polymer membrane according to the present invention, the hollow fiber membrane can be freely structured not only in a uniform structure but also in various non-uniform structures. In order to control, the distance from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface (hereinafter referred to as idle running distance) and the temperature and humidity of the space from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface can be adjusted. Although there is no limitation as long as the temperature and humidity of the space can be adjusted, for example, the lower limit of the free running distance is 0.001 m or more, preferably 0.005 m or more, particularly preferably 0.01 m or more, and the upper limit is 2.0 m or less, preferably Is 1.5 m or less, particularly preferably 1.2 m or less. The temperature in the space from the spinning nozzle to the external solidification surface is 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more, and the upper limit is 100% or less.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合の巻取り速度は、製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、概ね300m/時間から9,000m/時間の速度が選択される。   The winding speed in the case of producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer membrane according to the present invention is the production conditions, factors such as the spinneret, the composition of the spinning dope, the internal Although the speed may vary depending on the composition of the coagulation liquid and the external coagulation liquid, the temperature of the raw liquid and each coagulation liquid, a speed of approximately 300 m / hour to 9,000 m / hour is selected.

本発明に係わる(メタ)アクリル系高分子膜を得る湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。   In the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylic polymer film according to the present invention, the solvent removal can be promoted by solidifying with a coagulating liquid and then immersing in a solvent removing tank to increase the strength of the film. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used.

本発明に係わる湿式成膜法により得られた未乾燥の本発明の(メタ)アクリル系高分子膜の乾燥温度は、乾燥中の膜破断が生じない温度であれば何ら限定はしないが、例えば、20℃以上から(メタ)アクリル系高分子の溶融温度以下の温度範囲内で乾燥を行う。好ましい乾燥温度は、下限として30℃以上、好ましくは40℃以上、上限として80℃以下、好ましくは70℃以下が良い。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。   The drying temperature of the undried (meth) acrylic polymer film of the present invention obtained by the wet film formation method according to the present invention is not limited as long as it does not cause film breakage during drying. The drying is performed within a temperature range from 20 ° C. or more to the melting temperature of the (meth) acrylic polymer. The preferable drying temperature is 30 ° C. or higher as the lower limit, preferably 40 ° C. or higher, and 80 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower as the upper limit. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系膜は特に限定されるものではなく、(メタ)アクリロニトリル系高分子の例としては、下記式(18)で表されるものが挙げられる。
[化18]

Figure 2010047527
(式中、R19およびR20は、水素またはメチル基を表す。R21は炭素数1〜14のアルキル基またはアラルキル基を表す。アルキル基の水素原子またはアラルキル基の水素原子は、炭素数1〜10のアルコキシ基によって置換されていてもよい。式中xおよyは繰り返し単位を表す。)
その中でも、ポリ(メタ)アクリロニトリルやポリ(メタ)アクリロニトリル酸エステルなど用いることができる。好ましくはポリアクリロニトリル、ポリメタアクリロニトリルが良い。 The (meth) acrylonitrile film according to the present invention is not particularly limited, and examples of the (meth) acrylonitrile polymer include those represented by the following formula (18).
[Chemical 18]
Figure 2010047527
(In the formula, R 19 and R 20 represent hydrogen or a methyl group. R 21 represents an alkyl group or an aralkyl group having 1 to 14 carbon atoms. The hydrogen atom of the alkyl group or the hydrogen atom of the aralkyl group represents the number of carbon atoms. (It may be substituted by an alkoxy group of 1 to 10. In the formula, x and y represent a repeating unit.)
Among these, poly (meth) acrylonitrile, poly (meth) acrylonitrile acid ester, and the like can be used. Polyacrylonitrile and polymethacrylonitrile are preferable.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子を構成するモノマー組成は、(メタ)アクリロニトリル含量が少なくとも50重量%以上、好ましくは60重量%以上であり、(メタ)アクリロニトリルに対して共重合性を有するビニル化合物の一種又は二種以上の含量が50重量%以下、好ましくは40重量%以下である。上記ビニル化合物としては、(メタ)アクリロニトリルに対して共重合性を有する公知の化合物であれば良く、特に限定されないが、好ましい共重合成分としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、イタコン酸、酢酸ビニル、(メタ)アクリルスルホン酸ナトリウム、p(パラ)−スチレンスルホン酸ナトリウム、ヒドロキシエチルメタクリレート、メタアクリル酸エチルトリエチルアンモニウムクロライド、メタアクリル酸エチルトリメチルアンモニウムクロライド、ビニルピロリドン等を例示することができる。例えば、アクリロニトリル−アクリル酸メチル−PVP共重合体などが挙げられる。   The monomer composition constituting the (meth) acrylonitrile polymer according to the present invention has a (meth) acrylonitrile content of at least 50% by weight, preferably 60% by weight or more, and is copolymerizable with (meth) acrylonitrile. The content of one or two or more kinds of vinyl compounds is 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less. The vinyl compound is not particularly limited as long as it is a known compound having copolymerizability with (meth) acrylonitrile, and preferred copolymer components include (meth) acrylic acid and methyl (meth) acrylate. , Ethyl (meth) acrylate, itaconic acid, vinyl acetate, sodium (meth) acrylsulfonate, sodium p (para) -styrenesulfonate, hydroxyethyl methacrylate, ethyl triethylammonium methacrylate, ethyl trimethylammonium methacrylate Examples include chloride and vinyl pyrrolidone. Examples thereof include acrylonitrile-methyl acrylate-PVP copolymer.

必要に応じて高分子末端および/または主鎖中にエステル化、エーテル化、エポキシ化など各種変性を実施することができる。また、免疫グロブリンの静電気的な特性との相性から、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、カルボキシル基、スルフォニル基、スルホン酸基などの化学構造を必要に応じて導入しても良い。
本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜は、主として(メタ)アクリロニトリル系高分子からなるものであるが、(メタ)アクリロニトリル系高分子の特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。
Various modifications such as esterification, etherification, and epoxidation can be performed on the polymer terminal and / or main chain as necessary. Moreover, chemical structures such as an amino group, a monoalkylamino group, a dialkylamino group, a carboxyl group, a sulfonyl group, and a sulfonic acid group may be introduced as necessary in view of compatibility with the electrostatic properties of immunoglobulins.
The (meth) acrylonitrile-based polymer film according to the present invention is mainly composed of a (meth) acrylonitrile-based polymer, but other high molecular weight substances and additives are added within the range not impairing the properties of the (meth) acrylonitrile-based polymer. You may contain the thing. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子の重量平均分子量は、下限としては5,000以上、好ましくは1万以上、特に好ましくは2万以上が良く、上限として100万以下、好ましくは50万以下、特に好ましくは30万以下が良い。この範囲内であれば、十分な強度と成膜性が得られる。   The lower limit of the weight average molecular weight of the (meth) acrylonitrile polymer according to the present invention is 5,000 or more, preferably 10,000 or more, particularly preferably 20,000 or more, and the upper limit is 1,000,000 or less, preferably 500,000. Hereinafter, 300,000 or less is particularly preferable. Within this range, sufficient strength and film formability can be obtained.

本発明においては、(メタ)アクリロニトリル系高分子とともに、膜の孔の大きさをコントロールするためと、親水性を付与するために、親水性高分子が用いられることが好ましい。親水性高分子としては、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリビニルアルコール、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリ−N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、ポリ−N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどが挙げられる。中でも、ポリビニルピロリドンは、(メタ)アクリロニトリル系高分子との相溶性がよく、膜全体の親水性を高める上で特に好ましい。   In the present invention, it is preferable to use a hydrophilic polymer together with the (meth) acrylonitrile polymer in order to control the pore size of the membrane and to impart hydrophilicity. Examples of the hydrophilic polymer include polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyvinyl alcohol, poly (meth) acrylamide, poly-N, N-dimethyl (meth) acrylamide, Examples thereof include poly-N-isopropyl (meth) acrylamide, polyhydroxy acrylate, polyhydroxy methacrylate, carboxymethyl cellulose, starch, corn starch, polychitosan, and polychitin. Among them, polyvinyl pyrrolidone has a good compatibility with the (meth) acrylonitrile-based polymer, and is particularly preferable for improving the hydrophilicity of the entire film.

本発明で係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜に親水性を付与する親水性高分子の重量平均分子量は、下限としては1,000以上、好ましくは5,000以上が良く、上限としては200万以下、好ましくは100万以下、特に好ましくは50万以下が良い。例えばポリビニルピロリドンではBASF社より様々なグレードが市販されており、その重量平均分子量が9,000のもの(K17)、以下同様に45,000(K30)、450,000(K60)、900,000(K80)、1,200,000(K90)を用いるのが好ましく、目的とする用途、特性、構造を得るために、それぞれ単独で用いてもよく、適宜2種以上を組み合わせて用いても良い。   The weight average molecular weight of the hydrophilic polymer that imparts hydrophilicity to the (meth) acrylonitrile-based polymer film according to the present invention is 1,000 or more, preferably 5,000 or more as a lower limit, and 2 million as an upper limit. Below, it is preferably 1,000,000 or less, particularly preferably 500,000 or less. For example, various grades of polyvinyl pyrrolidone are commercially available from BASF and have a weight average molecular weight of 9,000 (K17), and similarly 45,000 (K30), 450,000 (K60), 900,000. (K80) and 1,200,000 (K90) are preferably used, and in order to obtain the intended use, characteristics, and structure, each may be used alone or in combination of two or more. .

本発明に係る(メタ)アクリロニトリル系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限として10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cutoff of the (meth) acrylonitrile-based polymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate the immunoglobulin monomer and dimer, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 25. It is necessary to set the upper limit to less than 500,000, preferably 450,000 or less, and more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば湿式成膜法が挙げられる。湿式成膜法とは膜材料を良溶媒に溶解した膜原液と、膜原液中の良溶媒とは混和可能だが膜材料とは相溶しない他の溶媒からなる凝固液とを接触させることで、接触表面から濃度誘起による相分離を発生させて、膜を得る方法である。
本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒とは、水に混和可能なものであれば何ら限定しないが、20℃の純水100gに10g以上溶解可能であり、かつ膜材料の(メタ)アクリロニトリル系高分子を5重量%以上溶解するものが好ましい。例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。危険性、安全性、毒性の面からジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好ましく用いられる。これらの溶媒は、単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用できる。
The method for producing the (meth) acrylonitrile polymer film according to the present invention is not limited in any way, and examples thereof include a wet film forming method. The wet film formation method is to bring a membrane stock solution in which a membrane material is dissolved in a good solvent into contact with a coagulation liquid composed of another solvent that is miscible with the good solvent in the membrane stock solution but is incompatible with the membrane material. In this method, concentration-induced phase separation is generated from the contact surface to obtain a membrane.
The good solvent used in the wet film formation method for obtaining the (meth) acrylonitrile polymer film according to the present invention is not limited as long as it is miscible with water, but 10 g or more is dissolved in 100 g of pure water at 20 ° C. It is possible to use a film material that dissolves 5% by weight or more of the (meth) acrylonitrile polymer as a film material. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, acetone, γ-butyrolactone and the like can be mentioned. From the viewpoint of danger, safety and toxicity, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone are preferably used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液は、目的の構造および性能を有する(メタ)アクリロニトリル系高分子を製造できれば何ら限定はしないが、濃度を上げるにつれて成膜性は向上するが、逆に膜の空孔率は減少し、透水性が低下する傾向がある。そのため、膜原液全体を100重量%とした場合、(メタ)アクリロニトリル系高分子の濃度範囲としては、分子量によって異なるが、下限として2重量%以上、好ましくは5重量%以上、特に好ましくは10重量%以上である。また上限としては50重量%以下、好ましくは40重量%以下、特に好ましくは30重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。(メタ)アクリロニトリル系高分子の濃度が2重量%未満では成膜原液の粘度が低く、成膜しにくい傾向にあり、50重量%より高いと成膜原液の粘度が高すぎ、成膜は困難となる傾向にある。また、原液粘度、溶解状態を制御する目的で水、塩類、アルコール類、エーテル類、ケトン類、グリコール類等の非溶剤を複数添加することも可能であり、その種類、添加量は組み合わせにより随時決定すればよい。
また、該膜原液の温度は、下限として0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下であれば、膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。
本発明において使用する膜原液には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。
The membrane stock solution used in the wet film formation method for obtaining the (meth) acrylonitrile polymer film according to the present invention is not limited as long as it can produce a (meth) acrylonitrile polymer having the target structure and performance, but the concentration is not limited. As the film is raised, the film formability improves, but conversely, the porosity of the film decreases and the water permeability tends to decrease. Therefore, when the whole membrane stock solution is 100% by weight, the concentration range of the (meth) acrylonitrile polymer varies depending on the molecular weight, but the lower limit is 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, particularly preferably 10% by weight. % Or more. Further, an upper limit of 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, particularly preferably 30% by weight or less, is preferably used. When the concentration of the (meth) acrylonitrile polymer is less than 2% by weight, the viscosity of the stock solution is low and tends to be difficult to form. When it is higher than 50% by weight, the viscosity of the stock solution is too high and film formation is difficult. It tends to be. It is also possible to add multiple non-solvents such as water, salts, alcohols, ethers, ketones, glycols, etc. for the purpose of controlling the viscosity of the stock solution and the dissolution state, and the type and amount of addition can be changed depending on the combination. Just decide.
In addition, the lower limit of the temperature of the membrane stock solution is preferably 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher, and the upper limit is a good solvent boiling point or lower in the membrane stock solution. If it is this temperature condition, the viscosity suitable for processing into a film | membrane preferable as a film | membrane stock solution can be obtained.
Addition of antioxidants, crystal nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, lubricants, ultraviolet absorbers, etc., depending on the purpose, as long as the membrane undiluted solution used in the present invention does not affect the performance of the membrane to be produced. Mixing agents may be used.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法で親水性高分子を用いる場合、その役割は、主に外側の多孔支持層部分の多孔構造を促進して形成させるところにあり、膜原液の増粘効果を奏するものである。膜原液中に添加する親水性高分子の量は安定した成膜を行うために親水性ポリマーの分子量と添加量を適宜調整することもできる。膜原液の粘度が低い場合、成膜時に糸切れ、糸揺れなどを起こし、製糸性が不安定になる場合がある。逆に膜原液の粘度が高すぎる場合、多孔支持層を充分に成長させることができず、外層の多孔構造の空孔率が不十分となり、目的の高い透過性を持つ膜が得られにくくなる。更には、膜原液の粘度が上がることで、口金から吐出された原液がメルトフラクチャーを起こすことも危惧される。
本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法において、膜原液中の親水性高分子の濃度の上限値は、使用する親水性高分子の種類と分子量に応じて最適値が決定されるが、通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下である。
When a hydrophilic polymer is used in a wet film forming method for obtaining a (meth) acrylonitrile-based polymer film according to the present invention, its role is mainly to promote the porous structure of the outer porous support layer part. There is a thickening effect of the membrane stock solution. The amount of the hydrophilic polymer added to the membrane stock solution can be adjusted as appropriate in order to achieve stable film formation. When the viscosity of the membrane stock solution is low, yarn breakage and yarn shaking may occur during film formation, which may make the yarn production unstable. Conversely, if the viscosity of the membrane stock solution is too high, the porous support layer cannot be sufficiently grown, the porosity of the porous structure of the outer layer will be insufficient, and it will be difficult to obtain a membrane with the desired high permeability. . Furthermore, there is a concern that the stock solution discharged from the die may cause a melt fracture due to an increase in the viscosity of the membrane stock solution.
In the wet film-forming method for obtaining the (meth) acrylonitrile polymer film according to the present invention, the upper limit of the concentration of the hydrophilic polymer in the membrane stock solution is an optimum value according to the type and molecular weight of the hydrophilic polymer to be used. Is usually 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質であれば何ら限定しないが、例えば、純水、モノアルコール系溶媒、ポリオール系溶媒又はこれら2種以上の混合液などが好適に使用される。モノアルコール系溶媒の例としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。また、ポリオール系溶媒の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。凝固液中にポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリシトラコン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸ナトリウム、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチン、などの水溶性高分子を添加することも可能である。さらにn−ヘキサン、n−ヘプタン等の脂肪族炭化水素類などポリマーを溶解しない液体でも良い。添加する水溶性高分子の分子量や添加量にも依存するが、これらを添加することにより濾過性能を向上させることが可能である。また、凝固液中に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネートなどの良溶媒を含有させることも可能である。特に、良溶媒を非溶媒に含有させた凝固液を使用する場合、その組成は、膜原液の組成、膜原液と凝固液との接触温度などで異なるが、概ね、凝固液全体を100重量%とした場合、良溶媒の重量%として90重量%以下が好ましい。この範囲であれば、膜を形成するのに必要十分な濃度誘起相分離を十分に達成できる。   The coagulating liquid used in the wet film-forming method for obtaining the (meth) acrylonitrile-based polymer film according to the present invention is a substance capable of causing concentration-induced phase separation when in contact with the film stock solution and forming a film from the contact surface. For example, pure water, a monoalcohol solvent, a polyol solvent, or a mixture of two or more of these is preferably used. Examples of the monoalcohol solvent include methanol, ethanol, propanol and the like. Examples of the polyol solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, and the like. In the coagulation liquid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, poly (meth) acrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyhydroxyacrylate, polyhydroxymethacrylate, poly (meth) acrylic acid, Polymethacrylic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, polycitraconic acid, poly-p-styrene sulfonic acid, sodium poly-p-styrene sulfonate, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, carboxymethylcellulose, starch, corn starch, polychitosan It is also possible to add a water-soluble polymer such as polychitin. Further, a liquid that does not dissolve the polymer such as aliphatic hydrocarbons such as n-hexane and n-heptane may be used. Although it depends on the molecular weight and the amount of the water-soluble polymer to be added, the filtration performance can be improved by adding these. In addition, a good solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, γ-butyrolactone, propylene carbonate, ethylene carbonate may be contained in the coagulation liquid. Is possible. In particular, when using a coagulation liquid containing a good solvent in a non-solvent, the composition differs depending on the composition of the membrane stock solution, the contact temperature between the membrane stock solution and the coagulation liquid, etc. In this case, 90% by weight or less is preferable as the weight% of the good solvent. Within this range, concentration-induced phase separation necessary and sufficient for forming a film can be sufficiently achieved.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であれば何ら限定しないが、成膜温度の下限としては0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては凝固液温度で決まる。   The film formation temperature in the wet film formation method for obtaining the (meth) acrylonitrile polymer film according to the present invention is not limited as long as it is a temperature at which the membrane stock solution and the coagulation liquid are brought into contact with each other to cause concentration induced phase separation. However, the lower limit of the film formation temperature is 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. For hollow fiber membranes, it depends on the temperature of the double nozzle. In a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、特に中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去することで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することができる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。膜原液および凝固液、内部凝固液に気体が溶存していない場合は、この工程を省略しても良い。   The membrane stock solution used in the wet film-forming method for obtaining the (meth) acrylonitrile polymer membrane according to the present invention, the coagulating solution, especially the coagulating solution passing through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane (hereinafter referred to as the internal coagulating solution) is uniformly dissolved. It is desirable to remove the dissolved gas later. By removing the dissolved gas, film defects due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. Further, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced. This step may be omitted when no gas is dissolved in the membrane stock solution, the coagulation solution, and the internal coagulation solution.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、二重紡口から出た膜原液と内部凝固液による凝固をより促進するため、紡口直下に槽(以後、凝固槽)を設け、凝固槽中に満たされた凝固液(以後、外部凝固液)と接触させることができる。
本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、中空糸膜の断面構造を均一構造のみならず、様々な不均一構造まで、自由に構造制御するために紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)および紡口から外部凝固液面までの空間の温度と湿度を調整することができる。空間の温度と湿度を調整できれば何ら限定しないが、例えば、空走距離の下限としては0.001m以上、好ましくは0.005m以上、特に好ましくは0.01m以上、上限として2.0m以下、好ましくは1.5m以下、特に好ましくは1.2m以下である。また紡口から外部凝固面までの空間における温度は、下限として10℃以上、好ましくは20℃以上、特に好ましくは25℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは10%以上、特に好ましくは30%以上であり、上限としては100%以下である。
In the case of producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining a (meth) acrylonitrile-based polymer membrane according to the present invention, in order to further promote the coagulation by the membrane stock solution and the internal coagulation solution discharged from the double spinning nozzle, A tank (hereinafter referred to as a coagulation tank) is provided directly below, and can be brought into contact with a coagulation liquid (hereinafter referred to as an external coagulation liquid) filled in the coagulation tank.
When producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining a (meth) acrylonitrile-based polymer membrane according to the present invention, the cross-sectional structure of the hollow fiber membrane can be freely structured not only to a uniform structure but also to various non-uniform structures. In order to control, the distance from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface (hereinafter referred to as idle running distance) and the temperature and humidity of the space from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface can be adjusted. Although there is no limitation as long as the temperature and humidity of the space can be adjusted, for example, the lower limit of the free running distance is 0.001 m or more, preferably 0.005 m or more, particularly preferably 0.01 m or more, and the upper limit is 2.0 m or less, preferably Is 1.5 m or less, particularly preferably 1.2 m or less. The temperature in the space from the spinning nozzle to the external solidification surface is 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more, and the upper limit is 100% or less.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合の巻取り速度は、製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、概ね300m/時間から9,000m/時間の速度が選択される。   The winding speed in the case of producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining the (meth) acrylonitrile-based polymer membrane according to the present invention is various factors that are production conditions, the shape of the spinneret, the composition of the spinning dope, the internal Although the speed may vary depending on the composition of the coagulation liquid and the external coagulation liquid, the temperature of the raw liquid and each coagulation liquid, a speed of approximately 300 m / hour to 9,000 m / hour is selected.

本発明に係わる(メタ)アクリロニトリル系高分子膜を得る湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。
本発明に係わる湿式成膜法により得られた未乾燥の本発明の(メタ)アクリロニトリル系高分子膜の乾燥温度は、乾燥中の膜破断が生じない温度であれば何ら限定はしないが、例えば、20℃以上から(メタ)アクリロニトリル系高分子の溶融温度以下の温度範囲内で乾燥を行う。好ましい乾燥温度としては30℃以上、75℃以下である。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。
In the wet film forming method for obtaining the (meth) acrylonitrile-based polymer film according to the present invention, after coagulation with the coagulating liquid, the solvent removal can be promoted by immersing in a solvent removal tank in order to increase the strength of the film. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used.
The drying temperature of the undried (meth) acrylonitrile-based polymer film of the present invention obtained by the wet film forming method according to the present invention is not limited as long as it does not cause film breakage during drying. The drying is performed within a temperature range from 20 ° C. or more to the melting temperature of the (meth) acrylonitrile polymer. A preferable drying temperature is 30 ° C. or higher and 75 ° C. or lower. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わるフッ素系高分子膜は、主としてフッ素系高分子からなるものであるが、フッ素系高分子の特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。
本発明に係わるフッ素系高分子は、フッ化ビニリデンのホモ重合体や、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、およびパーフルオロメチルビニルエーテルのモノマー群から選んだ1種又は2種のモノマーとフッ化ビニリデンとの共重合体のことである。また、上記ホモ重合体および上記共重合体を混合して使用することもできる。その中でも、フッ化ビニリデンが好ましい。
The fluorine-based polymer film according to the present invention is mainly composed of a fluorine-based polymer, but may contain other high molecular weight substances and additives as long as the characteristics of the fluorine-based polymer are not impaired. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers.
The fluorine-based polymer according to the present invention is a homopolymer of vinylidene fluoride, one kind selected from a monomer group of hexafluoropropylene, pentafluoropropylene, tetrafluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, and perfluoromethyl vinyl ether, or It is a copolymer of two types of monomers and vinylidene fluoride. Moreover, the said homopolymer and the said copolymer can also be mixed and used. Among these, vinylidene fluoride is preferable.

本発明に係わるフッ素系高分子の重量平均分子量は、下限としては5万以上、好ましくは10万以上、特に好ましくは15万以上が良く、上限として500万以下、好ましくは200万以下、特に好ましくは100万以下が良い。一般に平均分子量が100万を超えるような樹脂については、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定が困難であるので、その代用として粘度法による粘度平均分子量をあてることができる。平均分子量が5万より小さいと、溶融成型の際のメルトテンションが小さくなり成形性が悪くなったり、膜の力学強度が低くなったりするので好ましくない。平均分子量が500万を超えると、均一な溶融混練が難しくなるために好ましくない。   The weight average molecular weight of the fluoropolymer according to the present invention is preferably 50,000 or more, preferably 100,000 or more, particularly preferably 150,000 or more as a lower limit, and 5 million or less, preferably 2 million or less, particularly preferably as an upper limit. Is preferably 1 million or less. In general, a resin having an average molecular weight exceeding 1,000,000 is difficult to measure by gel permeation chromatography (GPC). Therefore, a viscosity average molecular weight by a viscosity method can be applied as a substitute. If the average molecular weight is less than 50,000, the melt tension at the time of melt molding becomes small and the moldability is deteriorated, and the mechanical strength of the film is lowered. An average molecular weight exceeding 5 million is not preferable because uniform melt-kneading becomes difficult.

免疫グロブリンの吸着による閉塞を防ぐために、膜に親水性を付与することが必要となる。親水化処理の方法としては、例えば、界面活性剤を含む溶液にフッ素系高分子膜を浸漬した後、乾燥してフッ素系高分子膜中に界面活性剤を残留させる方法、電子線やガンマ線等の放射線を照射する、あるいは過酸化物を用いることによって、フッ素系高分子膜の細孔表面に親水性のアクリル系モノマーやメタクリル系モノマー等をグラフトする方法、成膜時に親水性高分子を予め混合する方法、親水性高分子を含む溶液にフッ素系高分子膜を浸漬した後、乾燥してフッ素系高分子膜の細孔表面に親水性高分子の被膜を作る方法等が挙げられるが、親水化の永続性や親水性添加物の漏洩の可能性を考慮するとグラフト重合が最も好ましい。特に、特開昭62−179540号公報、特開昭62−258711号公報、および米国特許第4,885,086号明細書に開示された放射線グラフト重合法による親水化処理は、膜内全領域の細孔内表面に均一な親水化層を形成し得る点で好ましい。   In order to prevent clogging due to the adsorption of immunoglobulin, it is necessary to impart hydrophilicity to the membrane. Examples of the hydrophilization treatment method include, for example, a method in which a fluoropolymer film is immersed in a solution containing a surfactant and then dried to leave the surfactant in the fluoropolymer film. The method of grafting hydrophilic acrylic monomer, methacrylic monomer, etc. on the pore surface of the fluoropolymer film by irradiating the above-mentioned radiation or using a peroxide. A method of mixing, a method of immersing the fluoropolymer film in a solution containing a hydrophilic polymer, and then drying to form a hydrophilic polymer film on the pore surface of the fluoropolymer film. Graft polymerization is most preferable in consideration of the persistence of hydrophilization and the possibility of leakage of hydrophilic additives. In particular, the hydrophilic treatment by the radiation graft polymerization method disclosed in JP-A-62-2179540, JP-A-62-258711, and U.S. Pat. It is preferable in that a uniform hydrophilic layer can be formed on the surface of the pores.

本発明のグラフト重合に使用する親水性モノマーとしては、ビニル基を有する親水性モノマーであれば特に限定されるものではない。好ましくは、1個のビニル基を有するモノマーが良い。さらに、スルホン基、カルボキシル基、アミド基、中性水酸基、スルフォニル基、スルフォニル基、スルホン酸基等を含む(メタ)アクリル系モノマーが好適に使用できるが、免疫グロブリンを含む溶液を濾過する場合には中性水酸基を含むモノマーが特に好ましい。本発明に係わる親水性モノマーとは、大気圧下で、25℃の純水に1容量%混合させた時に均一溶解するモノマーである。例えば、ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシル基を有する、もしくはその前駆体となる官能基を有するビニルモノマー、メタクリル酸トリエチルアンモニウムエチル等のアニオン交換基を有するビニルモノマー、メタクリル酸スルホプロピル等のカチオン交換基を有するビニルモノマー、ビニルピロリドン等のアミド結合を有するビニルモノマー等が挙げられる。中でも、1個以上のヒドロキシル基、あるいはその前駆体となる官能基を有するビニルモノマーが、免疫グロブリン溶液の透過性が最も高いため好ましい。具体的には、ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸と多価アルコールのエステル類、アリルアルコール等の不飽和結合を有するアルコール類、および酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のエノールエステル類等が挙げられる。さらに、1個のビニル基を有する親水性モノマーとともに、2個以上のビニル基を有する架橋剤を、上記親水性モノマーに対して、20mol%以上、1,000mol%以下の割合で用いて、グラフト重合法によって共重合させることにより、充分に親水化が達成されたものである。   The hydrophilic monomer used in the graft polymerization of the present invention is not particularly limited as long as it is a hydrophilic monomer having a vinyl group. A monomer having one vinyl group is preferable. Furthermore, (meth) acrylic monomers containing a sulfone group, a carboxyl group, an amide group, a neutral hydroxyl group, a sulfonyl group, a sulfonyl group, a sulfonic acid group, etc. can be suitably used, but when filtering a solution containing an immunoglobulin Is particularly preferably a monomer containing a neutral hydroxyl group. The hydrophilic monomer according to the present invention is a monomer that is uniformly dissolved when mixed with 1% by volume of pure water at 25 ° C. under atmospheric pressure. For example, a vinyl monomer having a hydroxyl group such as hydroxypropyl acrylate, or a functional group serving as a precursor thereof, a vinyl monomer having an anion exchange group such as triethylammonium ethyl methacrylate, or a cation exchange group such as sulfopropyl methacrylate. And vinyl monomers having an amide bond such as vinyl pyrrolidone. Among them, a vinyl monomer having one or more hydroxyl groups or a functional group serving as a precursor thereof is preferable because the permeability of the immunoglobulin solution is the highest. Specifically, (meth) acrylic acid and polyhydric alcohol esters such as hydroxypropyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate, alcohols having an unsaturated bond such as allyl alcohol, and vinyl acetate and vinyl propionate. Examples include enol esters. In addition, a hydrophilic monomer having one vinyl group and a crosslinking agent having two or more vinyl groups are used in a proportion of 20 mol% or more and 1,000 mol% or less with respect to the hydrophilic monomer. Hydrophilicity is sufficiently achieved by copolymerization by a polymerization method.

本発明に係わる使用する架橋剤は、上記親水性モノマーと共重合しうる2個以上のビニル基を有する架橋剤であり、親水性モノマーと同時に膜に接触させることにより導入する。架橋剤の数平均分子量は、下限としては、200以上、好ましくは250以上、より好ましくは300以上であり、上限としては、2,000以下、好ましくは1,000以下、より好ましくは600以下である。架橋剤の数平均分子量が200以上、2,000以下であると、免疫グロブリン溶液の高い濾過速度が得られ好ましい。本発明においては、2個以上のビニル基を有する架橋剤であれば、いかなる架橋剤も使用できるが、親水性の架橋剤が好ましい。ここで親水性の架橋剤とは、大気圧下で、25℃の純水に1容量%混合させた時に均一溶解する架橋剤である。   The cross-linking agent used according to the present invention is a cross-linking agent having two or more vinyl groups that can be copolymerized with the hydrophilic monomer, and is introduced by contacting the membrane simultaneously with the hydrophilic monomer. The number average molecular weight of the crosslinking agent is 200 or more, preferably 250 or more, more preferably 300 or more as the lower limit, and the upper limit is 2,000 or less, preferably 1,000 or less, more preferably 600 or less. is there. When the number average molecular weight of the crosslinking agent is 200 or more and 2,000 or less, a high filtration rate of the immunoglobulin solution is obtained, which is preferable. In the present invention, any crosslinking agent having two or more vinyl groups can be used, but a hydrophilic crosslinking agent is preferred. Here, the hydrophilic cross-linking agent is a cross-linking agent that is uniformly dissolved when mixed with 1% by volume of pure water at 25 ° C. under atmospheric pressure.

本発明で用いられる架橋剤の具体例としては、芳香族系ではジビニルベンゼン誘導体、脂肪族系ではエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート等のようなメタクリル酸系の架橋剤、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート等のような(メタ)アクリル酸系の架橋剤等が挙げられる。また、トリメチロールプロパントリメタクリレートのような3個の反応性基を有する架橋剤も用いることが出来る。また、架橋剤は2種類以上の混合物も用いることが出来る。本発明において、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、またはそれらの混合物を用いることが、免疫グロブリン1量体透過性と免疫グロブリン2量体除去性能の観点から最も好ましい。   Specific examples of the crosslinking agent used in the present invention include divinylbenzene derivatives for aromatic systems, methacrylic acid crosslinking agents such as ethylene glycol dimethacrylate and polyethylene glycol dimethacrylate for aliphatic systems, ethylene glycol diacrylate, Examples include (meth) acrylic acid-based crosslinking agents such as polyethylene glycol diacrylate. A crosslinking agent having three reactive groups such as trimethylolpropane trimethacrylate can also be used. In addition, a mixture of two or more kinds of crosslinking agents can be used. In the present invention, it is most preferable to use polyethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, or a mixture thereof from the viewpoints of immunoglobulin monomer permeability and immunoglobulin dimer removal performance.

本発明に係わるグラフト重合法とは、ラジカルが発生させる方法であれば何ら限定しないが、例えば、放射線開始剤の添加や電離性放射線や化学反応等の手段によってフッ素系高分子膜にラジカルを生成させ、そのラジカルを開始点として、該膜にモノマーをグラフト重合させる反応である。本発明において、フッ素系高分子膜にラジカルを生成させるためにはいかなる手段も採用しうるが、膜全体に均一なラジカルを生成させるためには、電離性放射線の照射が好ましい。電離性放射線の種類としては、γ線、電子線、β線、中性子線等が利用できるが、工業規模での実施には電子線またはγ線が最も好ましい。電離性放射線はコバルト60、ストロンチウム90、およびセシウム137などの放射性同位体から、またはX線撮影装置、電子線加速器および紫外線照射装置等により得られる。   The graft polymerization method according to the present invention is not particularly limited as long as it is a method of generating radicals. For example, radicals are generated in a fluorine-based polymer film by means such as addition of a radiation initiator, ionizing radiation or chemical reaction. Then, starting from the radical, the monomer is graft-polymerized to the film. In the present invention, any means can be employed for generating radicals in the fluorine-based polymer film, but irradiation with ionizing radiation is preferable in order to generate uniform radicals throughout the film. As types of ionizing radiation, γ rays, electron beams, β rays, neutron rays, and the like can be used, but electron beams or γ rays are most preferable for implementation on an industrial scale. The ionizing radiation is obtained from radioactive isotopes such as cobalt 60, strontium 90, and cesium 137, or by an X-ray imaging apparatus, an electron beam accelerator, an ultraviolet irradiation apparatus, or the like.

本発明に係わる電離性放射線の照射線量は、1kGyから1,000kGyまでが好ましい。1kGy未満ではラジカルが均一に生成せず、1,000kGyを越えると膜強度の低下を引き起こすことがある。グラフト重合法は一般に膜にラジカルを生成した後、ついでそれを反応性化合物と接触させる前照射法と、膜を反応性化合物と接触させた状態で膜にラジカルを生成させる同時照射法に大別される。本発明においては、いかなる方法も適用しうるが、オリゴマーの生成が少ない前照射法が最も好ましい。   The irradiation dose of ionizing radiation according to the present invention is preferably from 1 kGy to 1,000 kGy. If it is less than 1 kGy, radicals are not generated uniformly, and if it exceeds 1,000 kGy, film strength may be reduced. Graft polymerization is generally divided into two types: a pre-irradiation method in which radicals are generated on a film and then contacted with a reactive compound, and a simultaneous irradiation method in which radicals are generated on the film in a state where the film is in contact with the reactive compound. Is done. In the present invention, any method can be applied, but the pre-irradiation method in which oligomer formation is small is most preferable.

本発明では、ラジカルを生成したフッ素系高分子膜と、親水性モノマーおよび架橋剤との接触は、気相でも液相で達成されるが、本発明においては、グラフト反応が均一にすすむ液相で接触させる方法が好ましい方法である。グラフト反応をさらに均一に進めるために、親水性モノマーおよび架橋剤はあらかじめ溶媒中に溶解させてから、フッ素系高分子膜と接触させることが望ましい。親水性モノマーおよび架橋剤を溶解する溶媒としては、均一溶解できるものであれば特に限定されない。このような溶媒として、例えば、エタノールやイソプロパノール、t−ブチルアルコール等のアルコール類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトンや2−ブタノン等のケトン類、水、あるいはそれらの混合物等が挙げられる。   In the present invention, the contact between the fluorine-based polymer film that has generated radicals, the hydrophilic monomer and the cross-linking agent is achieved in the liquid phase even in the gas phase, but in the present invention, the liquid phase in which the grafting reaction proceeds uniformly. The method of contacting with is a preferred method. In order to further promote the graft reaction more uniformly, it is desirable that the hydrophilic monomer and the crosslinking agent are dissolved in a solvent in advance and then contacted with the fluoropolymer film. The solvent for dissolving the hydrophilic monomer and the crosslinking agent is not particularly limited as long as it can be uniformly dissolved. Examples of such solvents include alcohols such as ethanol, isopropanol, and t-butyl alcohol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, ketones such as acetone and 2-butanone, water, and mixtures thereof. .

本発明に係わるグラフト重合は、親水性モノマーと架橋剤を合わせた濃度で0.3容量%〜30容量%の反応液を用い、フッ素系高分子膜1gに対して10×10-5〜100×10-53の割合で反応を行うことが望ましい。該範囲内でグラフト重合を行えば、親水化層によって孔が埋まることもなく、均一性に優れた膜が得られる。
本発明に係わるグラフト重合時の反応温度は、重合反応が起これば特に限定されるものではないが、一般的に20℃から80℃までで行われる。
本発明に係わるグラフト重合は、フッ素系高分子膜と親水性のモノマーを接触させる際に、親水性のモノマーは気体、液体又は溶液のいずれの状態でもよいが、均一な親水化層を形成させるためには、液体又は溶液であることが好ましく、溶液であることが特に好ましい。
The graft polymerization according to the present invention uses a reaction solution of 0.3% by volume to 30% by volume with a concentration of a hydrophilic monomer and a cross-linking agent, and 10 × 10 −5 to 100 × 100 g per 1 g of the fluoropolymer film. It is desirable to carry out the reaction at a rate of × 10 −5 m 3 . If graft polymerization is performed within this range, pores are not filled with the hydrophilic layer, and a film having excellent uniformity can be obtained.
The reaction temperature at the time of graft polymerization according to the present invention is not particularly limited as long as the polymerization reaction occurs, but it is generally carried out at 20 ° C. to 80 ° C.
In the graft polymerization according to the present invention, when the fluoropolymer film and the hydrophilic monomer are brought into contact with each other, the hydrophilic monomer may be in any state of gas, liquid or solution, but forms a uniform hydrophilic layer. For this purpose, a liquid or a solution is preferable, and a solution is particularly preferable.

本発明に係わる親水性フッ素系高分子膜は、疎水性のフッ素系高分子膜に強固な架橋構造を有する親水化層を導入することで、免疫グロブリン1量体透過性と免疫グロブリン2量体阻止性を高いレベルで実現することができる。そのために、親水性モノマーに対して架橋剤を、下限としては、20mol%以上、好ましくは30mol%以上の割合で、上限としては、1,000mol%以下、好ましくは500mol%以下、さらに好ましくは200mol%以下の割合で用いることが良い。   The hydrophilic fluorine-based polymer membrane according to the present invention introduces an immunoglobulin monomer permeability and an immunoglobulin dimer by introducing a hydrophilic layer having a strong cross-linking structure into a hydrophobic fluorine-based polymer membrane. The blocking property can be realized at a high level. Therefore, the crosslinking agent with respect to the hydrophilic monomer has a lower limit of 20 mol% or more, preferably 30 mol% or more, and an upper limit of 1,000 mol% or less, preferably 500 mol% or less, more preferably 200 mol%. It is good to use in the ratio below%.

本発明は、疎水性フッ素系高分子膜に親水化層を導入し、高い免疫グロブリン1量体透過性を実現する。そのために、疎水性フッ素系高分子膜にグラフトされるグラフト率は、下限として、3%以上、好ましくは4%以上、より好ましくは5%以上、上限として、50%以下、好ましくは30%以下、より好ましくは20%以下が良い。グラフト率が3%未満であると膜の親水性が不足し、タンパク質の吸着にともなう濾過速度の急激な低下を引き起こす。50%を越えると、比較的小さな孔が親水化層によって埋まってしまい、充分な濾過速度が得られない。ここで言うグラフト率とは下記式(19)で定義される値である。
グラフト率(%)=
(グラフト後の膜重量−グラフト前の膜重量)/グラフト前の膜重量×100 (19)
In the present invention, a hydrophilic layer is introduced into a hydrophobic fluorine-based polymer membrane to achieve high immunoglobulin monomer permeability. Therefore, the graft ratio grafted onto the hydrophobic fluorine-based polymer membrane is 3% or more as a lower limit, preferably 4% or more, more preferably 5% or more, and the upper limit is 50% or less, preferably 30% or less. More preferably, 20% or less is good. When the graft ratio is less than 3%, the hydrophilicity of the membrane is insufficient, causing a rapid decrease in the filtration rate accompanying protein adsorption. If it exceeds 50%, relatively small pores are filled with the hydrophilic layer, and a sufficient filtration rate cannot be obtained. The graft ratio referred to here is a value defined by the following formula (19).
Graft rate (%) =
(Membrane weight after grafting−membrane weight before grafting) / membrane weight before grafting × 100 (19)

本発明に係わるフッ素系高分子膜の親水性の度合いは、接触角によって評価することができる。25℃における前進接触角および後退接触角の平均値が60度以下であることが好ましく、45度以下であることがより好ましく、更に好ましくは30度以下である。また、簡便な評価法としては、フッ素系高分子膜を水と接触させた際に、膜の細孔内部に水が自発的に浸透すれば充分な親水性を持つと判断してよい。   The degree of hydrophilicity of the fluoropolymer film according to the present invention can be evaluated by the contact angle. The average value of the advancing contact angle and the receding contact angle at 25 ° C. is preferably 60 degrees or less, more preferably 45 degrees or less, and still more preferably 30 degrees or less. Further, as a simple evaluation method, it may be determined that when the fluorine-based polymer membrane is brought into contact with water, water sufficiently permeates into the pores of the membrane and has sufficient hydrophilicity.

本発明に係る親水性フッ素系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限として10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cut off of the hydrophilic fluoropolymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate immunoglobulin monomers and dimers, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000. The upper limit is good, and the upper limit should be set to less than 500,000, preferably 450,000 or less, more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば、溶融成膜法や湿式成膜法が挙げられる。溶融成膜法とは、膜材料と可塑剤を加熱することで均一混合させた後、冷却することにより相分離を発生させ、得られた膜フィルムから可塑剤を抽出することで膜を得る方法である。また、湿式成膜法とは膜材料を良溶媒に溶解した膜原液と、膜原液中の良溶媒とは混和可能だが膜材料とは相溶しない他の溶媒からなる凝固液とを接触させることで、接触表面から濃度誘起による相分離を発生させて、膜を得る方法である。   The method for producing the fluorine-based polymer film according to the present invention is not limited at all, and examples thereof include a melt film forming method and a wet film forming method. The melt film-forming method is a method in which a film material and a plasticizer are uniformly mixed by heating and then phase separation is generated by cooling, and a film is obtained by extracting the plasticizer from the obtained film film. It is. In addition, the wet film formation method involves contacting a membrane stock solution in which a membrane material is dissolved in a good solvent with a coagulation liquid composed of another solvent that is miscible with the good solvent in the membrane stock solution but is incompatible with the membrane material. In this method, concentration-induced phase separation is generated from the contact surface to obtain a membrane.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る代表的な溶融成膜法は、下記(a)〜(c)の工程を含む。
(a)フッ素系高分子と可塑剤を含む組成物を該フッ素系高分子の結晶融点以上に加熱して均一溶解した後、該組成物を吐出口から吐出し、膜を形成する工程;
(b)下記式(20)に定義するドラフト比が1以上15以下となるような引取速度で該膜を引取りながら、該フッ素系高分子に対して部分的な溶解性を有する不揮発性液体を、該温度が100℃以上に加熱された状態で、膜の一方の表面に接触させ、他方の膜表面は冷却する工程:
ドラフト比=(膜の引取速度)/(組成物の吐出口における吐出速度) (20)
(c)該可塑剤および該不揮発性液体の実質的な部分を除去する工程。
A typical melt film forming method for obtaining a fluorine polymer film according to the present invention includes the following steps (a) to (c).
(A) A step of heating a composition containing a fluoropolymer and a plasticizer to a temperature equal to or higher than the crystal melting point of the fluoropolymer and uniformly dissolving the composition, and then discharging the composition from a discharge port to form a film;
(B) A non-volatile liquid having partial solubility in the fluoropolymer while taking the film at a take-off speed such that the draft ratio defined in the following formula (20) is 1 or more and 15 or less. In a state where the temperature is heated to 100 ° C. or higher, and the other membrane surface is cooled:
Draft ratio = (film take-off speed) / (discharge speed at composition discharge port) (20)
(C) removing a substantial part of the plasticizer and the non-volatile liquid;

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る溶融成膜法に用いられるポリマー濃度は、フッ素系高分子および可塑剤を含む組成物中に下限として、20重量%以上、好ましくは30重量%以上、より好ましくは35重量%が良く、上限としては、90重量%以下、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下が良い。ポリマー濃度が20重量%未満になると、成膜性が低下する、充分な力学強度が得られない等の不都合が発生する。ポリマー濃度が90重量%を超えると、得られるフッ素系高分子膜の孔径が小さくなりすぎるとともに、空孔率が小さくなるため、濾過速度が低下し、実用に耐えない。   The polymer concentration used in the melt film-forming method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention is 20% by weight or more, preferably 30% by weight or more, as the lower limit in the composition containing the fluorine-based polymer and the plasticizer. More preferred is 35% by weight, and the upper limit is 90% by weight or less, preferably 80% by weight or less, more preferably 70% by weight or less. When the polymer concentration is less than 20% by weight, the film formability deteriorates, and there are problems such as insufficient mechanical strength. If the polymer concentration exceeds 90% by weight, the pore size of the resulting fluoropolymer membrane will be too small and the porosity will be small, so the filtration rate will be low and it will not be practical.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る溶融成膜法に用いられる可塑剤としては、フッ素系高分子膜を製造する組成でフッ素系高分子と混合した際に樹脂の結晶融点以上において均一溶液を形成し得る不揮発性溶媒を用いる。ここで言う不揮発性溶媒とは、大気圧下において250℃以上の沸点を有するものである。可塑剤の形態は、概ね常温20℃において、液体であっても固体であっても差し支えない。また、フッ素系高分子との均一溶液を冷却した際に、常温以上の温度において熱誘起型固液相分離点を持つような、いわゆる固液相分離系の可塑剤を用いても良い。可塑剤の中には、フッ素系高分子との均一溶液を冷却した際に、常温以上の温度において熱誘起型液液相分離点を有するものもあるが、一般に、液液相分離系の可塑剤を用いた場合は、得られたフッ素系高分子膜は大孔径化する傾向がある。ここで用いられる可塑剤は単品又は複数の物質の混合物であってもよい。
熱誘起型固液相分離点を測定する方法は、フッ素系高分子と可塑剤を含む所定濃度の組成物を予め溶融混練したものを試料として用い、示差走査熱量測定(DSC)などの熱分析により該樹脂の発熱ピーク温度を測定することにより求めることができる。また、該樹脂の結晶化点を測定する方法は、予め該樹脂を溶融混練したものを試料として用い、同様に熱分析により求めることができる。
The plasticizer used in the melt film-forming method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention includes a homogeneous solution at a temperature equal to or higher than the crystal melting point of the resin when mixed with the fluorine-based polymer in the composition for producing the fluorine-based polymer film. A non-volatile solvent capable of forming is used. The non-volatile solvent mentioned here has a boiling point of 250 ° C. or higher under atmospheric pressure. The plasticizer may be liquid or solid at a room temperature of 20 ° C. Further, a so-called solid-liquid phase separation type plasticizer that has a heat-induced solid-liquid phase separation point at a temperature of room temperature or higher when a homogeneous solution with a fluorine-based polymer is cooled may be used. Some plasticizers have a heat-induced liquid-liquid phase separation point at a temperature equal to or higher than room temperature when a homogeneous solution with a fluoropolymer is cooled. When an agent is used, the obtained fluoropolymer membrane tends to have a large pore size. The plasticizer used here may be a single item or a mixture of a plurality of substances.
The method of measuring the heat-induced solid-liquid phase separation point uses a sample obtained by pre-melting and kneading a predetermined concentration of a composition containing a fluoropolymer and a plasticizer, and performing thermal analysis such as differential scanning calorimetry (DSC). By measuring the exothermic peak temperature of the resin. Further, the method for measuring the crystallization point of the resin can be obtained by thermal analysis in the same manner using a sample obtained by previously kneading the resin as a sample.

本発明に係わる可塑剤としては、国際公開第01/28667号パンフレットに開示されている可塑剤が挙げられる。即ち、下記式(21)で定義する組成物の相分離点降下定数αが、下限として、0℃以上、好ましくは1℃以上、より好ましくは5℃以上が良く、上限として、40℃以下、好ましくは35℃以下、より好ましくは30℃以下の可塑剤が良い。相分離点降下定数が40℃を超えると、孔径の均質性や強度が低下してしまうために好ましくない。
α=100×(T −T)÷(100−C) (21)
αは相分離点降下定数(℃)
はフッ素系高分子の結晶化温度(℃)
は組成物の熱誘起固液相分離点(℃)
Cは組成物中のフッ素系高分子の濃度(重量%)
As a plasticizer concerning this invention, the plasticizer currently disclosed by the international publication 01/28667 pamphlet is mentioned. That is, the phase separation point depression constant α of the composition defined by the following formula (21) is 0 ° C. or higher, preferably 1 ° C. or higher, more preferably 5 ° C. or higher as the lower limit, and the upper limit is 40 ° C. or lower. A plasticizer with a temperature of preferably 35 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower is preferable. When the phase separation point depression constant exceeds 40 ° C., the uniformity and strength of the pore diameter are lowered, which is not preferable.
α = 100 × (T c 0 −T c ) ÷ (100−C) (21)
α is the phase separation point drop constant (℃)
T c 0 is the crystallization temperature of the fluoropolymer (℃)
T c is the thermally induced solid-liquid phase separation point (° C.) of the composition
C is the concentration of fluoropolymer in the composition (% by weight)

具体的には、エステル鎖の炭素鎖長が7以下のフタル酸エステル類、アジピン酸エステル類、セバシン酸エステル類、エステル鎖の炭素鎖長が8以下のリン酸エステル類、クエン酸エステル類等が好適に使用でき、特にフタル酸ジヘプチル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸ジフェニルクレジル、リン酸トリ(2−エチルヘキシル)、リン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等が特に好ましい。   Specifically, phthalic acid esters having an ester chain carbon chain length of 7 or less, adipic acid esters, sebacic acid esters, phosphate esters having an ester chain carbon chain length of 8 or less, citrate esters, etc. Can be preferably used, in particular diheptyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, dibutyl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl phthalate, dibutyl adipate, dibutyl sebacate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, Tri (2-ethylhexyl) phosphate, tributyl phosphate, tributyl acetylcitrate and the like are particularly preferable.

本発明において使用する組成物には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。   In the composition used in the present invention, an antioxidant, a crystal nucleating agent, an antistatic agent, a flame retardant, a lubricant, an ultraviolet absorber and the like are added depending on the purpose as long as the performance of the film to be produced is not affected. Mixing agents may be used.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る溶融成膜法において、フッ素系高分子と可塑剤を含む組成物を均一溶解させる第一の方法は、該樹脂を押出機等の連続式樹脂混練装置に投入し、樹脂を加熱溶融させながら任意の比率で可塑剤を導入してスクリュー混練することにより、均一溶液を得る方法である。投入する樹脂の形態は、粉末状、顆粒状、ペレット状の何れでもよい。また、このような方法によって均一溶解させる場合は、可塑剤の形態は常温液体であることが好ましい。押出機としては、単軸スクリュー式押出機、二軸異方向スクリュー式押出機、二軸同方向スクリュー式押出機等が使用できる。
フッ素系高分子と可塑剤を含む組成物を均一溶解させる第二の方法は、ヘンシェルミキサー等の撹拌装置を用いて、フッ素系高分子と可塑剤を予め混合して分散させ、得られた組成物を押出機等の連続式樹脂混練装置に投入して溶融混練することにより、均一溶液を得る方法である。投入する組成物の形態については、可塑剤が常温液体である場合はスラリー状とし、可塑剤が常温固体である場合は粉末状や顆粒状等とすればよい。
フッ素系高分子と可塑剤を含む組成物を均一溶解させる第三の方法は、ブラベンダーやミル等の簡易型樹脂混練装置を用いる方法や、その他のバッチ式混練容器内で溶融混練する方法である。この方法によれば、バッチ式の工程となるため生産性は良好とは言えないが、簡易でかつ柔軟性が高いという利点がある。
In the melt film-forming method for obtaining a fluoropolymer film according to the present invention, a first method for uniformly dissolving a composition containing a fluoropolymer and a plasticizer is a continuous resin kneading apparatus such as an extruder. In this method, a plasticizer is introduced at an arbitrary ratio while the resin is heated and melted, and screw kneading is performed to obtain a uniform solution. The form of the resin to be charged may be any of powder, granule, and pellet. Moreover, when making it melt | dissolve uniformly by such a method, it is preferable that the form of a plasticizer is a normal temperature liquid. As an extruder, a single screw type extruder, a biaxial different direction screw type extruder, a biaxial same direction screw type extruder, etc. can be used.
A second method for uniformly dissolving a composition containing a fluoropolymer and a plasticizer is to mix and disperse the fluoropolymer and the plasticizer in advance using a stirring device such as a Henschel mixer. This is a method of obtaining a uniform solution by putting a product into a continuous resin kneader such as an extruder and melt-kneading. The form of the composition to be added may be a slurry when the plasticizer is a liquid at room temperature, and may be a powder or a granule when the plasticizer is a solid at room temperature.
The third method of uniformly dissolving a composition containing a fluoropolymer and a plasticizer is a method using a simple resin kneader such as a Brabender or a mill, or a method of melt kneading in another batch type kneading vessel. is there. According to this method, since it is a batch type process, the productivity is not good, but there is an advantage that it is simple and highly flexible.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る溶融成膜法において、フッ素系高分子と可塑剤を含む組成物をフッ素系高分子の結晶融点以上の温度に加熱均一溶解させた後、Tダイやサーキュラーダイ、環状紡口の吐出口から平膜状、中空糸状の形状に押出す(a)の工程の後に、冷却固化させて成型を行う(b)の工程に移るが、この工程において、膜構造を形成する。
本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る溶融成膜法においては、均一に加熱溶解したフッ素系高分子と可塑剤を含む組成物を吐出口から吐出させ、下記式(22)で定義するドラフト比が1以上15以下となるような引取速度で該膜を引取りながら、該フッ素系高分子に対して部分的な溶解性を有する不揮発性液体を接触させ、膜を形成させる。
ドラフト比=(膜の引取速度)/(組成物の吐出口における吐出速度) (22)

上記ドラフト比は、好ましくは下限としては、1.5以上、より好ましくは2以上が良く、好ましくは上限としては、10以下、より好ましくは7以下が良い。ドラフト比が1未満では膜にテンションがかからないために成型性が低下し、15を超える場合は、膜が引伸ばされるために、充分な厚みの粗大構造層を形成させることが難しい。ここで言う組成物の吐出口における吐出速度は下記式(23)で与えられる。
組成物の吐出口における吐出速度=
(単位時間当りに吐出される組成物の体積)/(吐出口の面積) (23)

吐出速度は、下限として、1m/分以上、好ましくは3m/分以上が良く、上限として、60m/分以下、より好ましくは40m/分以下が良い。吐出速度が1m/分未満の場合は、生産性が低下することに加えて、吐出量の変動が大きくなる等の問題が発生する。反対に、吐出速度が60m/分を超える場合は、吐出量が多いために吐出口で乱流が発生し、吐出状態が不安定になる場合がある。また、引取速度は吐出速度に合わせて設定することができ、下限としては、1m/分以上、好ましくは3m/分以上が良く、上限としては、200m/分以下、好ましく150m/分以下が良い。引取速度が1m/分未満の場合は、生産性、成型性が低下し、引取速度が200m/分を超える場合は、冷却時間が短くなる、膜にかかるテンションが大きくなることによって膜の断裂が起き易くなる。
In the melt film-forming method for obtaining a fluoropolymer film according to the present invention, a composition containing a fluoropolymer and a plasticizer is heated and dissolved at a temperature equal to or higher than the crystal melting point of the fluoropolymer, After the step (a) of extruding from the discharge port of the circular die or the annular nozzle into a flat membrane shape or a hollow fiber shape, the process proceeds to the step (b) in which it is cooled and solidified to perform the molding. Form a structure.
In the melt film-forming method for obtaining a fluorine-based polymer film according to the present invention, a composition containing a fluorine-based polymer and a plasticizer that are uniformly heated and dissolved is discharged from a discharge port, and a draft defined by the following formula (22) is used. While taking the film at a take-off speed such that the ratio is 1 or more and 15 or less, a non-volatile liquid having partial solubility is brought into contact with the fluoropolymer to form a film.
Draft ratio = (film take-off speed) / (discharge speed at composition outlet) (22)

The draft ratio is preferably 1.5 or more, more preferably 2 or more as the lower limit, and preferably 10 or less, more preferably 7 or less as the upper limit. When the draft ratio is less than 1, no tension is applied to the film and the moldability is lowered. When the draft ratio exceeds 15, the film is stretched and it is difficult to form a sufficiently thick coarse structure layer. The discharge speed at the discharge port of the composition said here is given by the following formula (23).
Discharge speed at the discharge port of the composition =
(Volume of composition discharged per unit time) / (area of discharge port) (23)

The lower limit of the discharge speed is 1 m / min or more, preferably 3 m / min or more, and the upper limit is 60 m / min or less, more preferably 40 m / min or less. When the discharge speed is less than 1 m / min, in addition to a decrease in productivity, problems such as a large fluctuation in discharge amount occur. On the contrary, when the discharge speed exceeds 60 m / min, since the discharge amount is large, turbulent flow may occur at the discharge port, and the discharge state may become unstable. The take-up speed can be set in accordance with the discharge speed. The lower limit is 1 m / min or more, preferably 3 m / min or more, and the upper limit is 200 m / min or less, preferably 150 m / min or less. . When the take-up speed is less than 1 m / min, productivity and moldability are deteriorated, and when the take-up speed exceeds 200 m / min, the cooling time is shortened, and the tension on the film is increased, so that the film is broken. It becomes easy to get up.

本発明においては、可塑剤を除去するために抽出溶剤を使用する。抽出溶剤はフッ素系高分子に対して貧溶媒であり、かつ可塑剤に対して良溶媒であり、沸点がフッ素系高分子膜の融点より低いことが好ましい。このような抽出溶剤としては、例えば、ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水素類、塩化メチレンや1,1,1−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、エタノールやイソプロパノール等のアルコール類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトンや2−ブタノン等のケトン類、又は水が挙げられる。   In the present invention, an extraction solvent is used to remove the plasticizer. The extraction solvent is preferably a poor solvent for the fluorine-based polymer and a good solvent for the plasticizer, and the boiling point is preferably lower than the melting point of the fluorine-based polymer film. Examples of such extraction solvents include hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane, alcohols such as ethanol and isopropanol, diethyl ether and tetrahydrofuran, and the like. Ethers, ketones such as acetone and 2-butanone, and water.

本発明において、可塑剤を除去する第一の方法は、抽出溶剤が入った容器中に所定の大きさに切り取ったフッ素系高分子膜を浸漬し充分に洗浄した後に、付着した溶剤を風乾させるか、又は熱風によって乾燥させることにより行う。この際、浸漬の操作や洗浄の操作を多数回繰り返して行うとフッ素系高分子膜中に残留する可塑剤が減少するので好ましい。また、浸漬、洗浄、乾燥の一連の操作中にフッ素系高分子膜の収縮を抑えるために、フッ素系高分子膜の端部を拘束することが好ましい。
可塑剤を除去する第二の方法は、抽出溶剤で満たされた槽の中に連続的にフッ素系高分子膜を送り込み、可塑剤を除去するのに充分な時間をかけて槽中に浸漬し、しかる後に付着した溶剤を乾燥させることにより行う。この際、槽内部を多段分割することにより濃度差がついた各槽に順次フッ素系高分子膜を送り込む多段法や、フッ素系高分子膜の走行方向に対し逆方向から抽出溶剤を供給して濃度勾配をつけるための向流法のような公知の手段を適用すると、抽出効率が高められ好ましい。第一および第二の方法においては、何れも可塑剤をフッ素系高分子膜から実質的に除去することが重要である。実質的に除去するとは、分離膜としての性能を損なわない程度にフッ素系高分子膜中の可塑剤を除去することを指し、フッ素系高分子膜中に残存する可塑剤の量は1重量%以下となることが好ましく、さらに好ましくは100重量ppm以下である。フッ素系高分子膜中に残存する可塑剤の量は、ガスクロマトグラフィや液体クロマトグラフィー等で定量することができる。また、抽出溶剤を、該溶剤の沸点未満、好ましくは沸点−5℃以下の範囲内で加温すると、可塑剤と溶剤との拡散を促進することができるので抽出効率を高めることができ好ましい。
In the present invention, the first method for removing the plasticizer is to immerse the fluoropolymer film cut into a predetermined size in a container containing the extraction solvent and thoroughly wash it, and then air-dry the attached solvent. Or by drying with hot air. At this time, it is preferable to repeat the dipping operation and the washing operation many times since the plasticizer remaining in the fluoropolymer film is reduced. Moreover, in order to suppress shrinkage | contraction of a fluorine-type polymer film | membrane during a series of operation | movement of immersion, washing | cleaning, and drying, it is preferable to restrain the edge part of a fluorine-type polymer film | membrane.
The second method for removing the plasticizer is to continuously feed the fluoropolymer film into a tank filled with the extraction solvent and immerse it in the tank for a sufficient time to remove the plasticizer. Thereafter, the solvent adhered thereto is dried. At this time, the inside of the tank is divided into multiple stages, and the extraction solvent is supplied from the opposite direction to the running direction of the fluorine-based polymer film, or the multi-stage method in which the fluorine-based polymer film is sequentially fed to each tank having a concentration difference. It is preferable to apply a known means such as a counter-current method for providing a concentration gradient because the extraction efficiency is increased. In both the first and second methods, it is important to substantially remove the plasticizer from the fluoropolymer film. Substantially removing means removing the plasticizer in the fluoropolymer membrane to such an extent that the performance as a separation membrane is not impaired. The amount of the plasticizer remaining in the fluoropolymer membrane is 1% by weight. It is preferable that it is below, More preferably, it is 100 weight ppm or less. The amount of the plasticizer remaining in the fluorine polymer film can be quantified by gas chromatography, liquid chromatography, or the like. Further, it is preferable to heat the extraction solvent within the range of less than the boiling point of the solvent, preferably within the range of boiling point -5 ° C. or less, because the diffusion between the plasticizer and the solvent can be promoted.

本発明においては、可塑剤を除去する工程の前若しくは後、又は前後において、フッ素系高分子膜に加熱処理を施すと、可塑剤を除去した際のフッ素系高分子膜の収縮の低減、フッ素系高分子膜の強度の向上、および耐熱性の向上といった効果が得られる。加熱処理の方法としては、熱風中にフッ素系高分子膜を配して行う方法、熱媒中にフッ素系高分子膜を浸漬して行う方法、または加熱温調した金属製のロール等にフッ素系高分子膜を接触させて行う方法がある。加熱処理において、寸法を固定した状態で行うと、特に微細な孔の閉塞を防ぐことができるために好ましい。加熱処理の温度は、融点以下で行う事が好ましい。ポリフッ化ビニリデンの場合、下限としては121℃以上、好ましくは125℃以下が良く、上限としては170℃以下、好ましくは165℃以下が良い。融点を超えると、加熱処理中に膜が破断する、細孔が潰れる等の不都合が発生する可能性がある。   In the present invention, when the fluoropolymer film is subjected to heat treatment before, after, or before and after the step of removing the plasticizer, the shrinkage of the fluoropolymer film when the plasticizer is removed is reduced. The effects of improving the strength and heat resistance of the polymer film can be obtained. As a heat treatment method, a fluorine polymer film is placed in hot air, a fluorine polymer film is immersed in a heat medium, or a metal roll whose temperature is controlled by heating. There is a method in which a polymer film is brought into contact. In the heat treatment, it is preferable that the dimensions are fixed because it is possible to prevent blocking of fine holes. The temperature of the heat treatment is preferably performed below the melting point. In the case of polyvinylidene fluoride, the lower limit is 121 ° C. or higher, preferably 125 ° C. or lower, and the upper limit is 170 ° C. or lower, preferably 165 ° C. or lower. If the melting point is exceeded, problems such as breakage of the membrane and collapse of the pores may occur during the heat treatment.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る代表的な湿式成膜法について説明する。
本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒とは、水に混和可能なものであれば何ら限定しないが、20℃の純水100gに10g以上溶解可能であり、かつ膜材料のフッ素系高分子膜を5重量%以上溶解するものが好ましい。例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。危険性、安全性、毒性の面からジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドンが好ましく用いられる。これらの溶媒は、単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用できる。
A typical wet film forming method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention will be described.
The good solvent used in the wet film formation method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention is not limited as long as it is miscible with water, but 10 g or more can be dissolved in 100 g of pure water at 20 ° C. Further, it is preferable to dissolve 5% by weight or more of the fluorine-based polymer film as a film material. For example, N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, acetone, γ-butyrolactone and the like can be mentioned. From the viewpoint of danger, safety and toxicity, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, and N-methyl-2-pyrrolidone are preferably used. These solvents can be used alone or in combination of two or more.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液は、目的の構造および性能を有するフッ素系高分子膜を製造できれば何ら限定はしない。膜原液におけるフッ素系高分子の濃度に関しては、濃度を上げるにつれて成膜性は向上するが、逆に膜の空孔率は減少し、透水性が低下する傾向がある。そのため、膜原液全体を100重量%とした場合、フッ素系高分子の濃度範囲としては分子量によって異なるが、下限として2重量%以上、好ましくは5重量%以上、特に好ましくは10重量%以上である。また上限としては50重量%以下、好ましくは40重量%以下、特に好ましくは30重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。
また、膜原液の温度は、下限として0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下であれば、膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。
本発明において使用する膜原液には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。
The membrane stock solution used in the wet film-forming method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention is not limited as long as a fluorine-based polymer film having the desired structure and performance can be produced. Regarding the concentration of the fluoropolymer in the membrane stock solution, the film formability improves as the concentration increases, but conversely, the porosity of the membrane decreases and the water permeability tends to decrease. Therefore, when the whole membrane stock solution is 100% by weight, the concentration range of the fluoropolymer varies depending on the molecular weight, but the lower limit is 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, particularly preferably 10% by weight or more. . Further, an upper limit of 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, particularly preferably 30% by weight or less, is preferably used.
In addition, the lower limit of the temperature of the membrane stock solution is preferably 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher, and the upper limit is a good solvent boiling point or lower in the membrane stock solution. If it is this temperature condition, the viscosity suitable for processing into a film | membrane preferable as a film | membrane stock solution can be obtained.
Addition of antioxidants, crystal nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, lubricants, ultraviolet absorbers, etc., depending on the purpose, as long as the membrane undiluted solution used in the present invention does not affect the performance of the membrane to be produced. Mixing agents may be used.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法で親水性高分子を用いる場合、その役割は、主に外側の多孔支持層部分の多孔構造を促進して形成させるところにあり、膜原液の増粘効果を奏するものである。膜原液中に添加する親水性高分子の量は安定した成膜を行うために親水性ポリマーの分子量と添加量を適宜調整することもできる。膜原液の粘度が低い場合、成膜時に膜破れや膜切れなどを起こし、成膜性が不安定になる場合がある。逆に膜原液の粘度が高すぎる場合、多孔支持層を充分に成長させることができず、外層の多孔構造の空孔率が不十分となり、目的の高い透過性を持つ膜が得られにくくなる。更には、膜原液の粘度が上がることで、口金から吐出された原液がメルトフラクチャーを起こすことも危惧される。
本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法において、膜原液中の親水性高分子の濃度の上限値は、使用する親水性高分子の種類と分子量に応じて最適値が決定されるが、通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下である。
In the case where a hydrophilic polymer is used in the wet film formation method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention, its role is mainly to promote and form the porous structure of the outer porous support layer part, The thickening effect of the stock solution is achieved. The amount of the hydrophilic polymer added to the membrane stock solution can be adjusted as appropriate in order to achieve stable film formation. When the viscosity of the film stock solution is low, film breakage or film breakage may occur at the time of film formation, and the film formability may become unstable. Conversely, if the viscosity of the membrane stock solution is too high, the porous support layer cannot be sufficiently grown, the porosity of the porous structure of the outer layer will be insufficient, and it will be difficult to obtain a membrane with the desired high permeability. . Furthermore, there is a concern that the stock solution discharged from the die may cause a melt fracture due to an increase in the viscosity of the membrane stock solution.
In the wet film formation method for obtaining the fluorine polymer film according to the present invention, the upper limit of the concentration of the hydrophilic polymer in the membrane stock solution is determined in accordance with the type and molecular weight of the hydrophilic polymer to be used. However, it is usually 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質であれば何ら限定しない。例えば、純水、モノアルコール系溶媒、ポリオール系溶媒又はこれら2種以上の混合液などが好適に使用される。モノアルコール系溶媒の例としては、メタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。また、ポリオール系溶媒の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオールなどが挙げられる。凝固液中にポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリ(メタ)アクリルアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリ(メタ)アクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリシトラコン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸ナトリウム、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどの水溶性高分子を添加することも可能である。添加する水溶性高分子の分子量や添加量にも依存するが、これらを添加することにより濾過性能を向上させることが可能である。また、凝固液中に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトンなどの良溶媒を含有させることも可能である。特に、良溶媒を非溶媒に含有させた凝固液を使用する場合、その組成は、膜原液の組成、膜原液と凝固液との接触温度などで異なるが、概ね、凝固液全体を100重量%とした場合、良溶媒の重量%として90重量%以下が好ましい。この範囲であれば、膜を形成するのに必要十分な濃度誘起相分離を十分に達成できる。   The coagulating liquid used in the wet film-forming method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention is a substance that causes concentration-induced phase separation when in contact with the film stock solution and can form a film from the contact surface. There is no limitation. For example, pure water, a monoalcohol solvent, a polyol solvent, or a mixture of two or more of these is preferably used. Examples of the monoalcohol solvent include methanol, ethanol, propanol and the like. Examples of the polyol solvent include ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, and the like. In the coagulation liquid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, poly (meth) acrylamide, polyvinylpyrrolidone, polyhydroxyacrylate, polyhydroxymethacrylate, poly (meth) acrylic acid, Polymethacrylic acid, polyitaconic acid, polyfumaric acid, polycitraconic acid, poly-p-styrene sulfonic acid, sodium poly-p-styrene sulfonate, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, carboxymethylcellulose, starch, corn starch, polychitosan It is also possible to add a water-soluble polymer such as polychitin. Although it depends on the molecular weight and the amount of the water-soluble polymer to be added, the filtration performance can be improved by adding these. The coagulation liquid may contain a good solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and γ-butyrolactone. In particular, when using a coagulation liquid containing a good solvent in a non-solvent, the composition differs depending on the composition of the membrane stock solution, the contact temperature between the membrane stock solution and the coagulation liquid, etc. In this case, 90% by weight or less is preferable as the weight% of the good solvent. Within this range, concentration-induced phase separation necessary and sufficient for forming a film can be sufficiently achieved.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であれば何ら限定しないが、成膜温度の下限としては0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては凝固液温度で決まる。   The film formation temperature in the wet film formation method for obtaining the fluoropolymer film according to the present invention is not limited as long as it is a temperature at which the film stock solution and the coagulation liquid are brought into contact with each other to cause concentration-induced phase separation. The lower limit of the film temperature is 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. For hollow fiber membranes, it depends on the temperature of the double nozzle. In a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、特に中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去することで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することができる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。膜原液および凝固液、内部凝固液に気体が溶存していない場合は、この工程を省略しても良い。   Membrane stock solution and coagulation solution used in the wet film formation method for obtaining the fluorine-based polymer membrane according to the present invention, particularly coagulation solution (hereinafter referred to as internal coagulation solution) passing through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane, is dissolved after uniform dissolution. It is desirable to remove the gas. By removing the dissolved gas, film defects due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. Further, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced. This step may be omitted when no gas is dissolved in the membrane stock solution, the coagulation solution, and the internal coagulation solution.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、二重紡口から出た膜原液と内部凝固液による凝固をより促進するため、紡口直下に槽(以後、凝固槽)を設け、凝固槽中に満たされた凝固液(以後、外部凝固液)と接触させることができる。
本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、中空糸膜の断面構造を均一構造のみならず、様々な不均一構造まで、自由に構造制御するために紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)および紡口から外部凝固液面までの空間の温度と湿度を調整することができる。空間の温度と湿度を調整できれば何ら限定しないが、例えば、空走距離の下限としては0.001m以上、好ましくは0.005m以上、特に好ましくは0.01m以上、上限として2.0m以下、好ましくは1.5m以下、特に好ましくは1.2m以下である。また紡口から外部凝固面までの空間における温度は、下限として10℃以上、好ましくは20℃以上、特に好ましくは25℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは10%以上、特に好ましくは30%以上であり、上限としては100%以下である。
In the case of producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining a fluoropolymer membrane according to the present invention, a tank is provided directly below the spinning nozzle in order to further promote the coagulation by the membrane stock solution and the internal coagulating solution that has come out of the double spinning nozzle. (Hereinafter referred to as a coagulation tank) can be provided and brought into contact with a coagulation liquid (hereinafter referred to as an external coagulation liquid) filled in the coagulation tank.
When a hollow fiber membrane is produced by a wet film-forming method for obtaining a fluorine-based polymer membrane according to the present invention, in order to freely control the cross-sectional structure of the hollow fiber membrane not only to a uniform structure but also to various non-uniform structures. In addition, the distance from the spinneret to the external coagulation liquid surface (hereinafter referred to as idle running distance) and the temperature and humidity of the space from the spinneret to the external coagulation liquid surface can be adjusted. Although there is no limitation as long as the temperature and humidity of the space can be adjusted, for example, the lower limit of the free running distance is 0.001 m or more, preferably 0.005 m or more, particularly preferably 0.01 m or more, and the upper limit is 2.0 m or less, preferably Is 1.5 m or less, particularly preferably 1.2 m or less. The temperature in the space from the spinning nozzle to the external solidification surface is 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more, and the upper limit is 100% or less.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合の巻取り速度は、製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、概ね300m/時間から9,000m/時間の速度が選択される。   The winding speed in the case of producing a hollow fiber membrane by a wet film-forming method for obtaining a fluorine-based polymer membrane according to the present invention includes various factors as production conditions, the shape of the spinning nozzle, the composition of the spinning dope, the internal coagulating liquid, Although the speed may vary depending on the composition of the external coagulation liquid, the stock solution, and the temperature of each coagulation liquid, a speed of approximately 300 m / hour to 9,000 m / hour is selected.

本発明に係わるフッ素系高分子膜を得る湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。
本発明に係わる湿式成膜法により得られた未乾燥の本発明のフッ素系高分子膜の乾燥温度は、乾燥中の膜破断が生じない温度であれば何ら限定はしないが、例えば、20℃以上からフッ素系高分子の溶融温度以下の温度範囲内で乾燥を行う。乾燥温度は、下限として、30℃以上、好ましくは40℃以上が良く、上限としては120℃以下、好ましくは100℃以下が良い。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。
In the wet film-forming method for obtaining the fluorine-based polymer film according to the present invention, after coagulation with the coagulation liquid, the solvent removal can be promoted by immersing in a solvent removal tank in order to increase the strength of the film. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used.
The drying temperature of the undried fluorinated polymer film of the present invention obtained by the wet film-forming method according to the present invention is not limited as long as it does not cause film breakage during drying. From the above, drying is performed within a temperature range below the melting temperature of the fluoropolymer. The drying temperature has a lower limit of 30 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, and the upper limit of 120 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わるオレフィン系高分子膜は、主としてオレフィン系高分子からなるものであるが、オレフィン系高分子の特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。
本発明に係わるオレフィン系高分子は、オレフィン類やアルケンをモノマーとして合成される高分子であり、例えば、ポリエチレンやポリプロピレン、ポリ4−メチル1−ペンテンなどが挙げられる。さらに、上記ホモ重合体および上記共重合体を混合して使用することもできる。その中でも、ポリエチレンが好ましい。
The olefin polymer film according to the present invention is mainly composed of an olefin polymer, but may contain other high molecular weight substances and additives as long as the characteristics of the olefin polymer are not impaired. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers.
The olefin polymer according to the present invention is a polymer synthesized using olefins or alkenes as monomers, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, and poly-4-methyl 1-pentene. Furthermore, the said homopolymer and the said copolymer can also be mixed and used. Among these, polyethylene is preferable.

本発明に係わるオレフィン系高分子の重量平均分子量は、下限としては5万以上、好ましくは10万以上、特に好ましくは15万以上が良く、上限として500万以下、好ましくは200万以下、特に好ましくは100万以下が良い。一般に平均分子量が100万を超えるような樹脂については、GPC測定が困難であるので、その代用として粘度法による粘度平均分子量をあてることができる。平均分子量が5万より小さいと、溶融成型の際のメルトテンションが小さくなり成形性が悪くなったり、膜の力学強度が低くなったりするので好ましくない。平均分子量が500万を超えると、均一な溶融混練が難しくなるために好ましくない。   The weight average molecular weight of the olefin polymer according to the present invention is preferably 50,000 or more, preferably 100,000 or more, particularly preferably 150,000 or more as a lower limit, and 5 million or less, preferably 2 million or less, particularly preferably as an upper limit. Is preferably 1 million or less. In general, resins having an average molecular weight exceeding 1,000,000 are difficult to measure by GPC, and as an alternative, the viscosity average molecular weight determined by the viscosity method can be assigned. If the average molecular weight is less than 50,000, the melt tension at the time of melt molding becomes small and the moldability is deteriorated, and the mechanical strength of the film is lowered. An average molecular weight exceeding 5 million is not preferable because uniform melt-kneading becomes difficult.

免疫グロブリンの吸着による閉塞を防ぐために、膜に親水性を付与することが必要となる。親水化処理の方法としては、例えば、界面活性剤を含む溶液にオレフィン系高分子膜を浸漬した後、乾燥してオレフィン系高分子膜中に界面活性剤を残留させる方法、電子線やガンマ線等の放射線を照射する、あるいは過酸化物を用いることによって、オレフィン系高分子膜の細孔表面に親水性の(メタ)アクリル系モノマー等をグラフトする方法、成膜時に親水性高分子を予め混合する方法、親水性高分子を含む溶液にオレフィン系高分子膜を浸漬した後、乾燥してオレフィン系高分子膜の細孔表面に親水性高分子の被膜を作る方法等が挙げられるが、親水化の永続性や親水性添加物の漏洩の可能性を考慮するとグラフト重合が最も好ましい。特に、特開昭62−179540号公報、特開昭62−258711号公報、および米国特許第4,885,086号明細書に開示された放射線グラフト重合法による親水化処理は、膜内全領域の細孔内表面に均一な親水化層を形成し得る点で好ましい。   In order to prevent clogging due to the adsorption of immunoglobulin, it is necessary to impart hydrophilicity to the membrane. Examples of the hydrophilization treatment include a method in which an olefin polymer film is immersed in a solution containing a surfactant and then dried to leave the surfactant in the olefin polymer film. A method of grafting a hydrophilic (meth) acrylic monomer or the like onto the pore surface of an olefin polymer film by irradiating the above-mentioned radiation or using a peroxide. And a method of immersing the olefin polymer film in a solution containing the hydrophilic polymer and then drying to form a hydrophilic polymer film on the pore surface of the olefin polymer film. Graft polymerization is most preferable in view of the persistence of the formation and the possibility of leakage of hydrophilic additives. In particular, the hydrophilic treatment by the radiation graft polymerization method disclosed in JP-A-62-2179540, JP-A-62-258711, and U.S. Pat. It is preferable in that a uniform hydrophilic layer can be formed on the surface of the pores.

本発明のグラフト重合に使用する親水性モノマーとしては、ビニル基を有する親水性モノマーであれば特に限定されるものではない。好ましくは、1個のビニル基を有するモノマーが良い。さらに、スルホン基、カルボキシル基、アミド基、中性水酸基、スルフォニル基、スルホン酸基等を含む(メタ)アクリル系モノマーが好適に使用できるが、免疫グロブリンを含む溶液を濾過する場合には中性水酸基を含むモノマーが特に好ましい。本発明に係わる親水性モノマーとは、大気圧下で、25℃の純水に1容量%混合させた時に均一溶解するモノマーである。例えば、ヒドロキシプロピルアクリレート等のヒドロキシル基を有する、もしくはその前駆体となる官能基を有するビニルモノマー、メタクリル酸トリエチルアンモニウムエチル等のアニオン交換基を有するビニルモノマー、メタクリル酸スルホプロピル等のカチオン交換基を有するビニルモノマー、ビニルピロリドン等のアミド結合を有するビニルモノマー等が挙げられる。中でも、1個以上のヒドロキシル基、あるいはその前駆体となる官能基を有するビニルモノマーが、免疫グロブリン溶液の透過性が最も高いため好ましい。   The hydrophilic monomer used in the graft polymerization of the present invention is not particularly limited as long as it is a hydrophilic monomer having a vinyl group. A monomer having one vinyl group is preferable. Furthermore, (meth) acrylic monomers containing a sulfone group, a carboxyl group, an amide group, a neutral hydroxyl group, a sulfonyl group, a sulfonic acid group, etc. can be suitably used, but when filtering a solution containing an immunoglobulin, A monomer containing a hydroxyl group is particularly preferred. The hydrophilic monomer according to the present invention is a monomer that is uniformly dissolved when mixed with 1% by volume of pure water at 25 ° C. under atmospheric pressure. For example, a vinyl monomer having a hydroxyl group such as hydroxypropyl acrylate, or a functional group serving as a precursor thereof, a vinyl monomer having an anion exchange group such as triethylammonium ethyl methacrylate, or a cation exchange group such as sulfopropyl methacrylate. And vinyl monomers having an amide bond such as vinyl pyrrolidone. Among them, a vinyl monomer having one or more hydroxyl groups or a functional group serving as a precursor thereof is preferable because the permeability of the immunoglobulin solution is the highest.

具体的には、ヒドロキシプロピルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート等のアクリル酸又はメタクリル酸と多価アルコールのエステル類、アリルアルコール等の不飽和結合を有するアルコール類、および酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のエノールエステル類等が挙げられる。さらに、1個のビニル基を有する親水性モノマーとともに、2個以上のビニル基を有する架橋剤を、上記親水性モノマーに対して、20mol%以上、1,000mol%以下の割合で用いて、グラフト重合法によって共重合させることにより、充分に親水化が達成されたものである。   Specifically, acrylic acid such as hydroxypropyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate or esters of methacrylic acid and polyhydric alcohols, alcohols having unsaturated bonds such as allyl alcohol, vinyl acetate, vinyl propionate, etc. Examples include enol esters. In addition, a hydrophilic monomer having one vinyl group and a crosslinking agent having two or more vinyl groups are used in a proportion of 20 mol% or more and 1,000 mol% or less with respect to the hydrophilic monomer. Hydrophilicity is sufficiently achieved by copolymerization by a polymerization method.

本発明に係わる使用する架橋剤は、上記親水性モノマーと共重合しうる2個以上のビニル基を有する架橋剤であり、親水性モノマーと同時に膜に接触させることにより導入する。架橋剤は、数平均分子量200以上、2,000以下であることが好ましく、より好ましくは数平均分子量250以上、1,000以下、最も好ましくは数平均分子量300以上、600以下である。架橋剤の数平均分子量が200以上、2,000以下であると、免疫グロブリン溶液の高い濾過速度が得られ好ましい。本発明においては、2個以上のビニル基を有する架橋剤であれば、いかなる架橋剤も使用できるが、親水性の架橋剤が好ましい。ここで親水性の架橋剤とは、大気圧下で、25℃の純水に1容量%混合させた時に均一溶解する架橋剤である。   The cross-linking agent used according to the present invention is a cross-linking agent having two or more vinyl groups that can be copolymerized with the hydrophilic monomer, and is introduced by contacting the membrane simultaneously with the hydrophilic monomer. The crosslinking agent preferably has a number average molecular weight of 200 or more and 2,000 or less, more preferably a number average molecular weight of 250 or more and 1,000 or less, and most preferably a number average molecular weight of 300 or more and 600 or less. When the number average molecular weight of the crosslinking agent is 200 or more and 2,000 or less, a high filtration rate of the immunoglobulin solution is obtained, which is preferable. In the present invention, any crosslinking agent having two or more vinyl groups can be used, but a hydrophilic crosslinking agent is preferred. Here, the hydrophilic cross-linking agent is a cross-linking agent that is uniformly dissolved when mixed with 1% by volume of pure water at 25 ° C. under atmospheric pressure.

本発明で用いられる架橋剤の具体例としては、芳香族系ではジビニルベンゼン誘導体、脂肪族系ではエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート等のようなメタクリル酸系の架橋剤、エチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート等のような(メタ)アクリル酸系の架橋剤等が挙げられる。また、トリメチロールプロパントリメタクリレートのような3個の反応性基を有する架橋剤も用いることが出来る。また、架橋剤は2種類以上の混合物も用いることが出来る。本発明において、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、またはそれらの混合物を用いることが、免疫グロブリン1量体透過性と免疫グロブリン2量体除去性能の観点から最も好ましい。   Specific examples of the crosslinking agent used in the present invention include divinylbenzene derivatives for aromatic systems, methacrylic acid crosslinking agents such as ethylene glycol dimethacrylate and polyethylene glycol dimethacrylate for aliphatic systems, ethylene glycol diacrylate, Examples include (meth) acrylic acid-based crosslinking agents such as polyethylene glycol diacrylate. A crosslinking agent having three reactive groups such as trimethylolpropane trimethacrylate can also be used. In addition, a mixture of two or more kinds of crosslinking agents can be used. In the present invention, it is most preferable to use polyethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate, or a mixture thereof from the viewpoints of immunoglobulin monomer permeability and immunoglobulin dimer removal performance.

本発明に係わるグラフト重合法とは、ラジカルを発生させる方法であれば何ら限定しないが、例えば、放射線開始剤の添加や電離性放射線や化学反応等の手段によってオレフィン系高分子膜にラジカルを生成させ、そのラジカルを開始点として、該膜にモノマーをグラフト重合させる反応である。本発明において、オレフィン系高分子膜にラジカルを生成させるためにはいかなる手段も採用しうるが、膜全体に均一なラジカルを生成させるためには、電離性放射線の照射が好ましい。電離性放射線の種類としては、γ線、電子線、β線、中性子線等が利用できるが、工業規模での実施には電子線またはγ線が最も好ましい。電離性放射線はコバルト60、ストロンチウム90、およびセシウム137などの放射性同位体から、またはX線撮影装置、電子線加速器および紫外線照射装置等により得られる。   The graft polymerization method according to the present invention is not limited as long as it is a method for generating radicals. For example, radicals are generated in an olefin polymer film by means of addition of a radiation initiator, ionizing radiation, chemical reaction, or the like. Then, starting from the radical, the monomer is graft-polymerized to the film. In the present invention, any means can be employed for generating radicals in the olefin polymer film, but irradiation with ionizing radiation is preferable in order to generate uniform radicals throughout the film. As types of ionizing radiation, γ rays, electron beams, β rays, neutron rays, and the like can be used, but electron beams or γ rays are most preferable for implementation on an industrial scale. The ionizing radiation is obtained from radioactive isotopes such as cobalt 60, strontium 90, and cesium 137, or by an X-ray imaging apparatus, an electron beam accelerator, an ultraviolet irradiation apparatus, or the like.

本発明に係わる電離性放射線の照射線量は、1kGyから1,000kGyまでが好ましい。1kGy未満ではラジカルが均一に生成せず、1,000kGyを越えると膜強度の低下を引き起こすことがある。グラフト重合法は一般に膜にラジカルを生成した後、ついでそれを反応性化合物と接触させる前照射法と、膜を反応性化合物と接触させた状態で膜にラジカルを生成させる同時照射法に大別される。本発明においては、いかなる方法も適用しうるが、オリゴマーの生成が少ない前照射法が最も好ましい。   The irradiation dose of ionizing radiation according to the present invention is preferably from 1 kGy to 1,000 kGy. If it is less than 1 kGy, radicals are not generated uniformly, and if it exceeds 1,000 kGy, film strength may be reduced. Graft polymerization is generally divided into two types: a pre-irradiation method in which radicals are generated on a film and then contacted with a reactive compound, and a simultaneous irradiation method in which radicals are generated on the film in a state where the film is in contact with the reactive compound. Is done. In the present invention, any method can be applied, but the pre-irradiation method in which oligomer formation is small is most preferable.

本発明では、ラジカルを生成したオレフィン系高分子膜と、親水性モノマーおよび架橋剤との接触は、気相でも液相で達成されるが、本発明においては、グラフト反応が均一にすすむ液相で接触させる方法が好ましい方法である。グラフト反応をさらに均一に進めるために、親水性モノマーおよび架橋剤はあらかじめ溶媒中に溶解させてから、高分子オレフィン系高分子膜と接触させることが望ましい。親水性モノマーおよび架橋剤を溶解する溶媒としては、均一溶解できるものであれば特に限定されない。このような溶媒として、例えば、エタノールやイソプロパノール、t−ブチルアルコール等のアルコール類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトンや2−ブタノン等のケトン類、水、あるいはそれらの混合物等が挙げられる。   In the present invention, the contact between the olefin polymer film that has generated radicals, the hydrophilic monomer and the crosslinking agent is achieved in the liquid phase even in the gas phase, but in the present invention, the liquid phase in which the grafting reaction proceeds uniformly. The method of contacting with is a preferred method. In order to further promote the graft reaction more uniformly, it is desirable that the hydrophilic monomer and the crosslinking agent are dissolved in a solvent in advance and then contacted with the polymer olefin polymer membrane. The solvent for dissolving the hydrophilic monomer and the crosslinking agent is not particularly limited as long as it can be uniformly dissolved. Examples of such solvents include alcohols such as ethanol, isopropanol, and t-butyl alcohol, ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran, ketones such as acetone and 2-butanone, water, and mixtures thereof. .

本発明に係わるグラフト重合は、親水性モノマーと架橋剤を合わせた濃度で0.3容量%〜30容量%の反応液を用い、オレフィン系高分子膜1gに対して10×10-5〜100×10-53の割合で反応を行うことが望ましい。該範囲内でグラフト重合を行えば、親水化層によって孔が埋まることもなく、均一性に優れた膜が得られる。
本発明に係わるグラフト重合時の反応温度は、重合反応が起これば特に限定されるものではないが、一般的に20℃から80℃までで行われる。
本発明に係わるグラフト重合は、オレフィン系高分子膜と親水性のモノマーを接触させる際に、親水性のモノマーは気体、液体又は溶液のいずれの状態でもよいが、均一な親水化層を形成させるためには、液体又は溶液であることが好ましく、溶液であることが特に好ましい。
In the graft polymerization according to the present invention, a reaction solution of 0.3% by volume to 30% by volume with a concentration of a hydrophilic monomer and a crosslinking agent is used, and 10 × 10 −5 to 100 with respect to 1 g of the olefin polymer membrane. It is desirable to carry out the reaction at a rate of × 10 −5 m 3 . If graft polymerization is performed within this range, pores are not filled with the hydrophilic layer, and a film having excellent uniformity can be obtained.
The reaction temperature at the time of graft polymerization according to the present invention is not particularly limited as long as the polymerization reaction occurs, but it is generally carried out at 20 ° C. to 80 ° C.
In the graft polymerization according to the present invention, when the olefin polymer film and the hydrophilic monomer are brought into contact with each other, the hydrophilic monomer may be in any state of gas, liquid or solution, but forms a uniform hydrophilic layer. For this purpose, a liquid or a solution is preferable, and a solution is particularly preferable.

本発明に係わる親水性オレフィン系高分子膜は、疎水性のオレフィン系高分子膜に強固な架橋構造を有する親水化層を導入することで、免疫グロブリン1量体透過性と免疫グロブリン2量体阻止性を高いレベルで実現することができる。そのために、親水性モノマーに対して架橋剤を、下限として20mol%以上、好ましくは30mol%以上、上限としては1,000mol%以下、好ましくは500mol%以下、さらに好ましくは200mol%以下の割合で用いることが良い。
本発明は、疎水性オレフィン系高分子膜に親水化層を導入し、高い免疫グロブリン1量体透過率を実現する。そのために、疎水性オレフィン系高分子膜にグラフトされるグラフト率は、下限として3%以上、好ましくは4%以上、さらに好ましくは5%以上が良く、上限としては50%以下、好ましくは30%以下、さらに好ましくは20%以下が良い。グラフト率が3%未満であると膜の親水性が不足し、タンパク質の吸着にともなう濾過速度の急激な低下を引き起こす。50%を越えると、比較的小さな孔が親水化層によって埋まってしまい、充分な濾過速度が得られない。ここで言うグラフト率とは、下記式(24)で定義される値である。
グラフト率(%)=
(グラフト後の膜重量−グラフト前の膜重量)/グラフト前の膜重量×100(24)
The hydrophilic olefin polymer membrane according to the present invention introduces an immunoglobulin monomer permeability and an immunoglobulin dimer by introducing a hydrophilic layer having a strong cross-linked structure into a hydrophobic olefin polymer membrane. The blocking property can be realized at a high level. Therefore, the crosslinking agent is used in a proportion of 20 mol% or more, preferably 30 mol% or more, and 1,000 mol% or less, preferably 500 mol% or less, more preferably 200 mol% or less as the upper limit as the lower limit with respect to the hydrophilic monomer. That is good.
In the present invention, a hydrophilic layer is introduced into a hydrophobic olefin polymer membrane to achieve high immunoglobulin monomer permeability. Therefore, the graft ratio grafted onto the hydrophobic olefin polymer membrane is preferably 3% or more, preferably 4% or more, more preferably 5% or more as the lower limit, and 50% or less, preferably 30% as the upper limit. Below, more preferably 20% or less. When the graft ratio is less than 3%, the hydrophilicity of the membrane is insufficient, causing a rapid decrease in the filtration rate accompanying protein adsorption. If it exceeds 50%, relatively small pores are filled with the hydrophilic layer, and a sufficient filtration rate cannot be obtained. The graft rate referred to here is a value defined by the following formula (24).
Graft rate (%) =
(Membrane weight after grafting−membrane weight before grafting) / membrane weight before grafting × 100 (24)

本発明に係わるオレフィン系高分子膜の親水性の度合いは、接触角によって評価することができる。25℃における前進接触角および後退接触角の平均値が60度以下であることが好ましく、45度以下であることがより好ましく、更に好ましくは30度以下である。また、簡便な評価法としては、オレフィン系高分子膜を水と接触させた際に、膜の細孔内部に水が自発的に浸透すれば充分な親水性を持つと判断してよい。   The degree of hydrophilicity of the olefin polymer film according to the present invention can be evaluated by the contact angle. The average value of the advancing contact angle and the receding contact angle at 25 ° C. is preferably 60 degrees or less, more preferably 45 degrees or less, and still more preferably 30 degrees or less. In addition, as a simple evaluation method, when the olefin polymer membrane is brought into contact with water, it may be determined that the membrane has sufficient hydrophilicity if water spontaneously permeates into the pores of the membrane.

本発明に係るオレフィン系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限として10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cut off of the olefin polymer membrane according to the present invention is only required to be able to sufficiently separate the immunoglobulin monomer and dimer, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000 or more. The upper limit should be set to less than 500,000, preferably 450,000 or less, and more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わるオレフィン系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば溶融成膜法が挙げられる。溶融成膜法とは、膜材料と可塑剤を加熱することで均一混合させた後、冷却することにより相分離を発生させ、得られた膜フィルムから可塑剤を抽出することで膜を得る方法である。
本発明に係わるオレフィン系高分子膜を得る代表的な溶融成膜法は、下記(a)〜(c)の工程を含む。
(a)オレフィン系高分子と可塑剤を含む組成物を該オレフィン系高分子の結晶融点以上に加熱して均一溶解した後、該組成物を吐出口から吐出し、膜を形成する工程;
(b)下記式(25)に定義するドラフト比が1以上15以下となるような引取速度で該膜を引取りながら、該オレフィン系高分子に対して部分的な溶解性を有する不揮発性液体を、該温度が100℃以上に加熱された状態で、膜の一方の表面に接触させ、他方の膜表面は冷却する工程
ドラフト比=(膜の引取速度)/(組成物の吐出口における吐出速度) (25)
(c)該可塑剤および該不揮発性液体の実質的な部分を除去する工程。
The method for producing the olefin polymer film according to the present invention is not limited in any way, and examples thereof include a melt film forming method. The melt film-forming method is a method in which a film material and a plasticizer are uniformly mixed by heating and then phase separation is generated by cooling, and a film is obtained by extracting the plasticizer from the obtained film film. It is.
A typical melt film forming method for obtaining an olefin polymer film according to the present invention includes the following steps (a) to (c).
(A) A step of heating a composition containing an olefin polymer and a plasticizer to a temperature equal to or higher than the crystal melting point of the olefin polymer and uniformly dissolving the composition, and then discharging the composition from a discharge port to form a film;
(B) A non-volatile liquid having partial solubility in the olefin polymer while the film is taken at a take-off speed such that the draft ratio defined in the following formula (25) is 1 or more and 15 or less. In a state where the temperature is heated to 100 ° C. or higher, and the other film surface is cooled. Draft ratio = (film take-off speed) / (discharge at composition discharge port) (Speed) (25)
(C) removing a substantial part of the plasticizer and the non-volatile liquid;

本発明に係わるオレフィン系高分子膜を得る溶融成膜法に用いるポリマー濃度は、オレフィン系高分子および可塑剤を含む組成物中20〜90重量%が好ましく、より好ましくは30〜80重量%、そして最も好ましくは35〜70重量%である。ポリマー濃度が20重量%未満になると、成膜性が低下する、充分な力学強度が得られない等の不都合が発生する。ポリマー濃度が90重量%を超えると、得られるオレフィン系高分子膜の孔径が小さくなりすぎるとともに、空孔率が小さくなるため、濾過速度が低下し、実用に耐えない。   The polymer concentration used in the melt film forming method for obtaining the olefin polymer film according to the present invention is preferably 20 to 90% by weight, more preferably 30 to 80% by weight in the composition containing the olefin polymer and the plasticizer. Most preferably, it is 35 to 70% by weight. When the polymer concentration is less than 20% by weight, the film formability deteriorates, and there are problems such as insufficient mechanical strength. If the polymer concentration exceeds 90% by weight, the pore size of the resulting olefin polymer membrane will be too small and the porosity will be small, so the filtration rate will be low and it will not be practical.

本発明に係わるオレフィン系高分子膜を得る溶融成膜法に用いられる可塑剤としては、オレフィン系高分子膜を製造する組成でオレフィン系高分子と混合した際に樹脂の結晶融点以上において均一溶液を形成し得る不揮発性溶媒を用いる。ここで言う不揮発性溶媒とは、大気圧下において250℃以上の沸点を有するものである。可塑剤の形態は、概ね常温20℃において、液体であっても固体であっても差し支えない。また、オレフィン系高分子との均一溶液を冷却した際に、常温以上の温度において熱誘起型固液相分離点を持つような、いわゆる固液相分離系の可塑剤を用いても良い。可塑剤の中には、オレフィン系高分子との均一溶液を冷却した際に、常温以上の温度において熱誘起型液液相分離点を有するものもあるが、一般に、液液相分離系の可塑剤を用いた場合は、得られたオレフィン系高分子膜は大孔径化する傾向がある。ここで用いられる可塑剤は単品又は複数の物質の混合物であってもよい。
熱誘起型固液相分離点を測定する方法は、オレフィン系高分子と可塑剤を含む所定濃度の組成物を予め溶融混練したものを試料として用い、示差走査熱量測定(DSC)などの熱分析により該樹脂の発熱ピーク温度を測定することにより求めることができる。また、該樹脂の結晶化点を測定する方法は、予め該樹脂を溶融混練したものを試料として用い、同様に熱分析により求めることができる。
The plasticizer used in the melt film forming method for obtaining the olefin polymer film according to the present invention includes a homogeneous solution at a temperature equal to or higher than the crystal melting point of the resin when mixed with the olefin polymer in the composition for producing the olefin polymer film. A non-volatile solvent capable of forming is used. The non-volatile solvent mentioned here has a boiling point of 250 ° C. or higher under atmospheric pressure. The plasticizer may be liquid or solid at a room temperature of 20 ° C. Further, a so-called solid-liquid phase separation type plasticizer that has a heat-induced solid-liquid phase separation point at a temperature of room temperature or higher when a homogeneous solution with an olefin polymer is cooled may be used. Some plasticizers have a heat-induced liquid-liquid phase separation point at a temperature equal to or higher than normal temperature when a homogeneous solution with an olefin polymer is cooled. When an agent is used, the obtained olefin polymer membrane tends to have a large pore size. The plasticizer used here may be a single item or a mixture of a plurality of substances.
The method for measuring the heat-induced solid-liquid phase separation point is a thermal analysis such as differential scanning calorimetry (DSC) using a sample obtained by melt-kneading a composition of a predetermined concentration containing an olefin polymer and a plasticizer in advance. By measuring the exothermic peak temperature of the resin. Further, the method for measuring the crystallization point of the resin can be obtained by thermal analysis in the same manner using a sample obtained by previously kneading the resin as a sample.

本発明に係わる可塑剤としては、国際公開第01/28667号パンフレットに開示されている可塑剤が挙げられる。即ち、下記式(26)で定義する組成物の相分離点降下定数αが0〜40℃である可塑剤であり、好ましくは1〜35℃の可塑剤、更に好ましくは5〜30℃の可塑剤である。相分離点降下定数が40℃を超えると、孔径の均質性や強度が低下してしまうために好ましくない。
α=100×(T −T)÷(100−C) (26)
αは相分離点降下定数(℃)
はオレフィン系高分子の結晶化温度(℃)
は組成物の熱誘起固液相分離点(℃)
Cは組成物中のオレフィン系高分子の濃度(重量%)
As a plasticizer concerning this invention, the plasticizer currently disclosed by the international publication 01/28667 pamphlet is mentioned. That is, it is a plasticizer having a phase separation point depression constant α defined by the following formula (26) of 0 to 40 ° C., preferably 1 to 35 ° C., more preferably 5 to 30 ° C. It is an agent. When the phase separation point depression constant exceeds 40 ° C., the uniformity and strength of the pore diameter are lowered, which is not preferable.
α = 100 × (T c 0 −T c ) ÷ (100−C) (26)
α is the phase separation point drop constant (℃)
T c 0 is the crystallization temperature of the olefin polymer (℃)
T c is the thermally induced solid-liquid phase separation point (° C.) of the composition
C is the concentration of olefinic polymer in the composition (wt%)

具体的には、エステル鎖の炭素鎖長が7以下のフタル酸エステル類、アジピン酸エステル類、セバシン酸エステル類、エステル鎖の炭素鎖長が8以下のリン酸エステル類、クエン酸エステル類等が好適に使用でき、特にフタル酸ジヘプチル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジメチル、アジピン酸ジブチル、セバシン酸ジブチル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸ジフェニルクレジル、リン酸トリ(2−エチルヘキシル)、リン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル等が特に好ましい。
本発明において使用する組成物には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。
Specifically, phthalic acid esters having an ester chain carbon chain length of 7 or less, adipic acid esters, sebacic acid esters, phosphate esters having an ester chain carbon chain length of 8 or less, citrate esters, etc. Can be preferably used, in particular diheptyl phthalate, dicyclohexyl phthalate, dibutyl phthalate, diethyl phthalate, dimethyl phthalate, dibutyl adipate, dibutyl sebacate, triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, diphenyl cresyl phosphate, Tri (2-ethylhexyl) phosphate, tributyl phosphate, tributyl acetylcitrate and the like are particularly preferable.
In the composition used in the present invention, an antioxidant, a crystal nucleating agent, an antistatic agent, a flame retardant, a lubricant, an ultraviolet absorber and the like are added depending on the purpose as long as the performance of the film to be produced is not affected. Mixing agents may be used.

本発明に係わるオレフィン系高分子膜を得る溶融成膜法において、オレフィン系高分子と可塑剤を含む組成物を均一溶解させる第一の方法は、該樹脂を押出機等の連続式樹脂混練装置に投入し、樹脂を加熱溶融させながら任意の比率で可塑剤を導入してスクリュー混練することにより、均一溶液を得る方法である。投入する樹脂の形態は、粉末状、顆粒状、ペレット状の何れでもよい。また、このような方法によって均一溶解させる場合は、可塑剤の形態は常温液体であることが好ましい。押出機としては、単軸スクリュー式押出機、二軸異方向スクリュー式押出機、二軸同方向スクリュー式押出機等が使用できる。
オレフィン系高分子と可塑剤を含む組成物を均一溶解させる第二の方法は、ヘンシェルミキサー等の撹拌装置を用いて、オレフィン系高分子と可塑剤を予め混合して分散させ、得られた組成物を押出機等の連続式樹脂混練装置に投入して溶融混練することにより、均一溶液を得る方法である。投入する組成物の形態については、可塑剤が常温液体である場合はスラリー状とし、可塑剤が常温固体である場合は粉末状や顆粒状等とすればよい。
オレフィン系高分子と可塑剤を含む組成物を均一溶解させる第三の方法は、ブラベンダーやミル等の簡易型樹脂混練装置を用いる方法や、その他のバッチ式混練容器内で溶融混練する方法である。この方法によれば、バッチ式の工程となるため生産性は良好とは言えないが、簡易でかつ柔軟性が高いという利点がある。
In the melt film-forming method for obtaining the olefin polymer film according to the present invention, the first method for uniformly dissolving the composition containing the olefin polymer and the plasticizer is a continuous resin kneading apparatus such as an extruder. In this method, a plasticizer is introduced at an arbitrary ratio while the resin is heated and melted, and screw kneading is performed to obtain a uniform solution. The form of the resin to be charged may be any of powder, granule, and pellet. Moreover, when making it melt | dissolve uniformly by such a method, it is preferable that the form of a plasticizer is a normal temperature liquid. As an extruder, a single screw type extruder, a biaxial different direction screw type extruder, a biaxial same direction screw type extruder, etc. can be used.
The second method for uniformly dissolving the composition containing the olefin polymer and the plasticizer is to mix and disperse the olefin polymer and the plasticizer in advance using a stirring device such as a Henschel mixer. This is a method of obtaining a uniform solution by putting a product into a continuous resin kneader such as an extruder and melt-kneading. The form of the composition to be added may be a slurry when the plasticizer is a liquid at room temperature, and may be a powder or a granule when the plasticizer is a solid at room temperature.
The third method of uniformly dissolving a composition containing an olefin polymer and a plasticizer is a method using a simple resin kneader such as a Brabender or a mill, or a method of melt kneading in another batch kneading container. is there. According to this method, since it is a batch type process, the productivity is not good, but there is an advantage that it is simple and highly flexible.

本発明に係わるオレフィン系高分子膜を得る溶融成膜法において、オレフィン系高分子と可塑剤を含む組成物をオレフィン系高分子の結晶融点以上の温度に加熱均一溶解させた後、Tダイやサーキュラーダイ、環状紡口の吐出口から平膜状、中空糸状の形状に押出す(a)の工程の後に、冷却固化させて成型を行う(b)の工程に移るが、この工程において、膜構造を形成する。
本発明に係わるオレフィン系高分子膜を得る溶融成膜法においては、均一に加熱溶解したオレフィン系高分子と可塑剤を含む組成物を吐出口から吐出させ、下記式(27)で定義するドラフト比が1以上15以下となるような引取速度で該膜を引取りながら、該オレフィン系高分子に対して部分的な溶解性を有する不揮発性液体を接触させ、膜を形成させる。
ドラフト比=(膜の引取速度)/(組成物の吐出口における吐出速度) (27)

上記ドラフト比は、下限として好ましくは1.5以上、より好ましくは2以上、上限として好ましくは10以下、より好ましくは7以下が良い。ドラフト比が1未満では膜にテンションがかからないために成型性が低下し、15を超える場合は、膜が引伸ばされるために、充分な厚みの粗大構造層を形成させることが難しい。
ここで言う組成物の吐出口における吐出速度は下記式(28)で与えられる。
組成物の吐出口における吐出速度=
(単位時間当りに吐出される組成物の体積)/(吐出口の面積) (28)

上記吐出速度の好ましい範囲は、下限として1m/分以上、好ましくは3m/分以上、上限としては60m/分以下、好ましくは40m/分以下が良い。吐出速度が1m/分未満の場合は、生産性が低下することに加えて、吐出量の変動が大きくなる等の問題が発生する。反対に、吐出速度が60m/分を超える場合は、吐出量が多いために吐出口で乱流が発生し、吐出状態が不安定になる場合がある。また、引取速度は吐出速度に合わせて設定することができるが、下限として1m/分以上、好ましくは3m/分以上、上限として200m/分以下、好ましくは150m/分以下が良い。引取速度が1m/分未満の場合は、生産性、成型性が低下し、引取速度が200m/分を超える場合は、冷却時間が短くなる、膜にかかるテンションが大きくなることによって膜の断裂が起き易くなる。
In the melt film-forming method for obtaining an olefin polymer film according to the present invention, a composition containing an olefin polymer and a plasticizer is heated and dissolved at a temperature equal to or higher than the crystal melting point of the olefin polymer, After the step (a) of extruding from the discharge port of the circular die and the annular nozzle into a flat membrane shape and a hollow fiber shape, the process proceeds to the step (b) in which it is cooled and solidified and molded. Form a structure.
In the melt film forming method for obtaining an olefin polymer film according to the present invention, a composition containing a uniformly heated and dissolved olefin polymer and a plasticizer is discharged from a discharge port, and is defined by the following formula (27). A non-volatile liquid having partial solubility with respect to the olefin polymer is brought into contact with the olefin polymer while the film is taken at a take-up speed such that the ratio is 1 or more and 15 or less, thereby forming a film.
Draft ratio = (film take-off speed) / (discharge speed at discharge port of composition) (27)

The draft ratio is preferably 1.5 or more as a lower limit, more preferably 2 or more, and preferably 10 or less, more preferably 7 or less as an upper limit. When the draft ratio is less than 1, no tension is applied to the film and the moldability is lowered. When the draft ratio exceeds 15, the film is stretched and it is difficult to form a sufficiently thick coarse structure layer.
The discharge rate of the composition at the discharge port is given by the following formula (28).
Discharge speed at the discharge port of the composition =
(Volume of composition discharged per unit time) / (area of discharge port) (28)

A preferable range of the discharge speed is 1 m / min or more, preferably 3 m / min or more as a lower limit, and 60 m / min or less, preferably 40 m / min or less as an upper limit. When the discharge speed is less than 1 m / min, in addition to a decrease in productivity, problems such as a large fluctuation in discharge amount occur. On the contrary, when the discharge speed exceeds 60 m / min, since the discharge amount is large, turbulent flow may occur at the discharge port, and the discharge state may become unstable. The take-up speed can be set according to the discharge speed, but the lower limit is 1 m / min or more, preferably 3 m / min or more, and the upper limit is 200 m / min or less, preferably 150 m / min or less. When the take-up speed is less than 1 m / min, productivity and moldability are deteriorated, and when the take-up speed exceeds 200 m / min, the cooling time is shortened, and the tension on the film is increased, so that the film is broken. It becomes easy to get up.

本発明においては、可塑剤を除去するために抽出溶剤を使用する。抽出溶剤はオレフィン系高分子に対して貧溶媒であり、かつ可塑剤に対して良溶媒であり、沸点がオレフィン系高分子膜の融点より低いことが好ましい。このような抽出溶剤としては、例えば、ヘキサンやシクロヘキサン等の炭化水素類、塩化メチレンや1,1,1−トリクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、エタノールやイソプロパノール等のアルコール類、ジエチルエーテルやテトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトンや2−ブタノン等のケトン類、又は水が挙げられる。   In the present invention, an extraction solvent is used to remove the plasticizer. The extraction solvent is preferably a poor solvent for the olefin polymer and a good solvent for the plasticizer, and the boiling point is preferably lower than the melting point of the olefin polymer film. Examples of such extraction solvents include hydrocarbons such as hexane and cyclohexane, halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and 1,1,1-trichloroethane, alcohols such as ethanol and isopropanol, diethyl ether and tetrahydrofuran, and the like. Ethers, ketones such as acetone and 2-butanone, and water.

本発明において、可塑剤を除去する第一の方法は、抽出溶剤が入った容器中に所定の大きさに切り取ったオレフィン系高分子膜を浸漬し充分に洗浄した後に、付着した溶剤を風乾させるか、又は熱風によって乾燥させることにより行う。この際、浸漬の操作や洗浄の操作を多数回繰り返して行うとオレフィン系高分子膜中に残留する可塑剤が減少するので好ましい。また、浸漬、洗浄、乾燥の一連の操作中にオレフィン系高分子膜の収縮を抑えるために、オレフィン系高分子膜の端部を拘束することが好ましい。
可塑剤を除去する第二の方法は、抽出溶剤で満たされた槽の中に連続的にオレフィン系高分子膜を送り込み、可塑剤を除去するのに充分な時間をかけて槽中に浸漬し、しかる後に付着した溶剤を乾燥させることにより行う。この際、槽内部を多段分割することにより濃度差がついた各槽に順次オレフィン系高分子膜を送り込む多段法や、オレフィン系高分子膜の走行方向に対し逆方向から抽出溶剤を供給して濃度勾配をつけるための向流法のような公知の手段を適用すると、抽出効率が高められ好ましい。
In the present invention, the first method for removing the plasticizer is to immerse the olefin polymer film cut into a predetermined size in a container containing the extraction solvent and thoroughly wash it, and then air-dry the attached solvent. Or by drying with hot air. At this time, it is preferable to repeat the dipping operation and the washing operation many times because the plasticizer remaining in the olefin polymer film is reduced. Moreover, in order to suppress shrinkage | contraction of an olefin type polymer film during a series of operation | movement of immersion, washing | cleaning, and drying, it is preferable to restrain the edge part of an olefin type polymer film.
The second method for removing the plasticizer is to continuously feed the olefin polymer membrane into a tank filled with the extraction solvent and immerse it in the tank for a sufficient time to remove the plasticizer. Thereafter, the solvent adhered thereto is dried. At this time, by dividing the inside of the tank into multiple stages, the extraction solvent is supplied from the opposite direction to the running direction of the olefin polymer film, or the multi-stage method in which the olefin polymer film is sequentially fed to each tank having a concentration difference. It is preferable to apply a known means such as a counter-current method for providing a concentration gradient because the extraction efficiency is increased.

第一および第二の方法においては、何れも可塑剤をオレフィン系高分子膜から実質的に除去することが重要である。実質的に除去するとは、分離膜としての性能を損なわない程度にオレフィン系高分子膜中の可塑剤を除去することを指し、オレフィン系高分子膜中に残存する可塑剤の量は1重量%以下となることが好ましく、さらに好ましくは100重量ppm以下である。オレフィン系高分子膜中に残存する可塑剤の量は、ガスクロマトグラフィや液体クロマトグラフィー等で定量することができる。また、抽出溶剤を、該溶剤の沸点未満、好ましくは沸点−5℃以下の範囲内で加温すると、可塑剤と溶剤との拡散を促進することができるので抽出効率を高めることができ好ましい。   In both the first and second methods, it is important to substantially remove the plasticizer from the olefin polymer membrane. Substantially removing means removing the plasticizer in the olefin polymer membrane to such an extent that the performance as a separation membrane is not impaired. The amount of the plasticizer remaining in the olefin polymer membrane is 1% by weight. It is preferable that it is below, More preferably, it is 100 weight ppm or less. The amount of the plasticizer remaining in the olefin polymer film can be quantified by gas chromatography, liquid chromatography, or the like. Further, it is preferable to heat the extraction solvent within the range of less than the boiling point of the solvent, preferably within the range of boiling point -5 ° C. or less, because the diffusion between the plasticizer and the solvent can be promoted.

本発明においては、可塑剤を除去する工程の前若しくは後、又は前後において、オレフィン系高分子膜に加熱処理を施すと、可塑剤を除去した際のオレフィン系高分子膜の収縮の低減、オレフィン系高分子膜の強度の向上、および耐熱性の向上といった効果が得られる。加熱処理の方法としては、熱風中にオレフィン系高分子膜を配して行う方法、熱媒中にオレフィン系高分子膜を浸漬して行う方法、または加熱温調した金属製のロール等にオレフィン系高分子膜を接触させて行う方法がある。加熱処理において、寸法を固定した状態で行うと、特に微細な孔の閉塞を防ぐことができるために好ましい。加熱処理の温度は、目的やオレフィン系高分子の融点以下で行う事が好ましい。ポリエチレンの場合、乾燥温度は、下限として、60℃以上、好ましくは65℃以上が良く、上限としては100℃以下、好ましくは95℃以下が良い。融点を超えると、加熱処理中に膜が破断する、細孔が潰れる等の不都合が発生する可能性がある。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。   In the present invention, when the olefin polymer film is subjected to heat treatment before, after, or before and after the step of removing the plasticizer, the shrinkage of the olefin polymer film when the plasticizer is removed is reduced. The effects of improving the strength and heat resistance of the polymer film can be obtained. The heat treatment may be performed by placing an olefin polymer film in hot air, by immersing the olefin polymer film in a heat medium, or by heating and adjusting a metal roll, etc. There is a method in which a polymer film is brought into contact. In the heat treatment, it is preferable that the dimensions are fixed because it is possible to prevent blocking of fine holes. The temperature of the heat treatment is preferably performed below the melting point of the object and the olefin polymer. In the case of polyethylene, the lower limit of the drying temperature is 60 ° C or higher, preferably 65 ° C or higher, and the upper limit is 100 ° C or lower, preferably 95 ° C or lower. If the melting point is exceeded, problems such as breakage of the membrane and collapse of the pores may occur during the heat treatment. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子は、ポリビニルアルコールや部分アセタール化等の変性ポリビニルアルコールとエチレンやプロピレン、ビニルピロリドン、塩化ビニル、フッ化ビニル、メチルメタクリレート、アクリロニトリル、イタコン酸等と共重合させた共重合体(ブロック共重合体、グラフト共重合体を含む)およびその誘導体である。その中でも、エチレン−ビニルアルコールの共重合体が好ましい。
本発明に係わるビニルアルコール系高分子のケン化度は、下限としては80mol%以上、好ましくは85mol%以上が良く、上限としては100mol%以下、好ましくは95mol%以下が良い。
本発明にの係わるビニルアルコール系高分子鎖中のポリビニルアルコール含量は、少なくとも30重量%以上であることが好ましく、より好ましくは50重量%以上である。30重量%未満の場合は、膜の親水性が低くなる等の問題が発生するために好ましくない。
本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜は、主としてビニルアルコール系高分子からなるものであるが、ビニルアルコール系高分子の特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。
The vinyl alcohol polymer according to the present invention was copolymerized with polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol such as partially acetalized ethylene, propylene, vinyl pyrrolidone, vinyl chloride, vinyl fluoride, methyl methacrylate, acrylonitrile, itaconic acid and the like. Copolymers (including block copolymers and graft copolymers) and derivatives thereof. Among these, an ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferable.
The lower limit of the saponification degree of the vinyl alcohol polymer according to the present invention is 80 mol% or more, preferably 85 mol% or more, and the upper limit is 100 mol% or less, preferably 95 mol% or less.
The polyvinyl alcohol content in the vinyl alcohol polymer chain according to the present invention is preferably at least 30% by weight, more preferably 50% by weight. If it is less than 30% by weight, it is not preferable because problems such as low hydrophilicity of the film occur.
The vinyl alcohol polymer film according to the present invention is mainly composed of a vinyl alcohol polymer, but contains other high molecular weight substances and additives as long as the characteristics of the vinyl alcohol polymer are not impaired. Also good. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子の重量平均分子量は、下限としては5,000以上、好ましくは1万以上、特に好ましくは5万以上が良く、上限として200万以下、好ましくは90万以下、特に好ましくは80万以下が良い。一般に平均分子量が100万を超えるような樹脂については、GPC測定が困難であるので、その代用として粘度法による粘度平均分子量をあてることができる。平均分子量が5,000より小さいと、膜の力学強度が低くなるため好ましくない。平均分子量が200万を超えると、均一な溶融混練が難しくなるために好ましくない。
本発明においては、ビニルアルコール系高分子膜に悪影響を及ぼさない範囲内で、更に付加的処理を施してもよい。付加的処理としては、例えば、架橋処理、化学的表面修飾による官能基導入などが挙げられる。
The weight average molecular weight of the vinyl alcohol polymer according to the present invention has a lower limit of 5,000 or more, preferably 10,000 or more, particularly preferably 50,000 or more, and an upper limit of 2 million or less, preferably 900,000 or less. Particularly preferred is 800,000 or less. In general, GPC measurement is difficult for a resin having an average molecular weight exceeding 1,000,000. Therefore, a viscosity average molecular weight by a viscosity method can be assigned as a substitute. An average molecular weight of less than 5,000 is not preferable because the mechanical strength of the film is lowered. An average molecular weight exceeding 2 million is not preferable because uniform melt kneading becomes difficult.
In the present invention, additional treatment may be performed within a range that does not adversely affect the vinyl alcohol polymer film. Examples of the additional treatment include cross-linking treatment and functional group introduction by chemical surface modification.

本発明に係るビニルアルコール系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限として10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cut off of the vinyl alcohol polymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate the immunoglobulin monomer and dimer, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000 or more. The upper limit is less than 500,000, preferably 450,000 or less, more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を製造する方法は何ら限定しないが、例えば湿式成膜法が挙げられる。湿式成膜法とは、膜材料を良溶媒に溶解した膜原液と、膜原液中の良溶媒とは混和可能だが膜材料とは相溶しない他の溶媒からなる凝固液とを接触させることで、接触表面から濃度誘起による相分離を発生させて膜を得る方法である。
本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒としては、膜材料であるビニルアルコール系高分子を5重量%以上溶解するものが好ましく、水、アルコール、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン等が例示できる。これらの溶媒は単独で、もしくは2種以上組み合わせて使用できる。工業的な面から水が最も好ましい。また、上記組成以外に凝固を促進するホウ酸や成膜安定性を向上させる界面活性剤、消泡剤等を適宜添加してもよい。
The method for producing the vinyl alcohol polymer film according to the present invention is not limited in any way, and examples thereof include a wet film forming method. The wet film-forming method is a method in which a membrane stock solution in which a membrane material is dissolved in a good solvent is brought into contact with a coagulation liquid composed of another solvent that is miscible with the good solvent in the membrane stock solution but is incompatible with the membrane material. In this method, concentration-induced phase separation is generated from the contact surface to obtain a membrane.
The good solvent used in the wet film-forming method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention is preferably a solvent capable of dissolving 5% by weight or more of the vinyl alcohol polymer as the film material. Water, alcohol, dimethyl sulfoxide N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone and the like. These solvents can be used alone or in combination of two or more. Water is most preferable from an industrial viewpoint. In addition to the above composition, boric acid that promotes coagulation, a surfactant that improves film formation stability, an antifoaming agent, and the like may be added as appropriate.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液は、目的の構造および性能を有するビニルアルコール系高分子膜を製造できれば何ら限定はしない。通常、ビニルアルコール系高分子および孔径形成剤をこれらに共通の溶媒で溶解したものが用いられる。膜原液におけるビニルアルコール系高分子の濃度に関しては、濃度を上げるにつれて成膜性は向上するが、逆に膜の空孔率は減少し、透水性が低下する傾向がある。そのため、膜原液全体を100重量%とした場合、ビニルアルコール系高分子の濃度範囲としては分子量によって異なるが、下限として2重量%以上、好ましくは5重量%以上、特に好ましくは10重量%以上である。また上限としては50重量%以下、好ましくは40重量%以下、特に好ましくは30重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。   The membrane stock solution used in the wet film-forming method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention is not limited as long as a vinyl alcohol polymer film having the desired structure and performance can be produced. Usually, a vinyl alcohol polymer and a pore size forming agent dissolved in a common solvent are used. Regarding the concentration of the vinyl alcohol polymer in the membrane stock solution, the film formability improves as the concentration increases, but conversely, the porosity of the membrane decreases and the water permeability tends to decrease. Therefore, when the whole membrane stock solution is 100% by weight, the concentration range of the vinyl alcohol polymer varies depending on the molecular weight, but the lower limit is 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, particularly preferably 10% by weight or more. is there. Further, an upper limit of 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less, particularly preferably 30% by weight or less, is preferably used.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法における膜原液の温度は、下限として0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下であれば、膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。
本発明において使用する膜原液には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。
The temperature of the membrane stock solution in the wet film forming method for obtaining the vinyl alcohol polymer membrane according to the present invention is 0 ° C. or more, preferably 10 ° C. or more, particularly preferably 25 ° C. or more as the lower limit, and the good solvent in the membrane stock solution as the upper limit. The boiling point or lower is preferably used. If it is this temperature condition, the viscosity suitable for processing into a film | membrane preferable as a film | membrane stock solution can be obtained.
Addition of antioxidants, crystal nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, lubricants, ultraviolet absorbers, etc., depending on the purpose, as long as the membrane undiluted solution used in the present invention does not affect the performance of the membrane to be produced. Mixing agents may be used.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる孔形成剤としては、平均分子量200〜4,000,000のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類、グリセリン、ブタンジオール等の多価アルコール類、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル類等が例示でき、単独あるいは2種類以上の混合物が用いられる。
本発明に係わる孔形成剤の添加量は、ビニルアルコール系高分子の種類、孔形成剤の種類により適宜異なるが、膜原液が後述する上限臨界共溶点を有するような添加量にするのが好ましい。上記の上限臨界共溶点とは、膜原液を高温で透明な均一状態とし、該原液の温度を徐々に下げていった時に透明溶液から白濁溶液に変化する時の温度のことで、白化点や曇点と同義である。
Examples of the pore forming agent used in the wet film forming method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention include polyethylene glycol, polypropylene glycol, tetraethylene glycol, triethylene glycol, ethylene having an average molecular weight of 200 to 4,000,000. Examples include glycols such as glycol, alcohols such as methanol, ethanol and propanol, polyhydric alcohols such as glycerin and butanediol, esters such as ethyl lactate and butyl lactate, etc., alone or in combination of two or more. It is done.
The addition amount of the pore-forming agent according to the present invention varies depending on the type of vinyl alcohol polymer and the type of pore-forming agent, but the addition amount should be such that the membrane stock solution has an upper critical solution point described later. preferable. The above upper critical eutectic point is the temperature at which the membrane undiluted solution becomes transparent and uniform at a high temperature and when the temperature of the undiluted solution is gradually lowered, the temperature changes from a transparent solution to a cloudy solution. Synonymous with cloud point.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法で親水性高分子を用いる場合、その役割は、主に外側の多孔支持層部分の多孔構造を促進して形成させるところにあり、膜原液の増粘効果を奏するものである。膜原液中に添加する親水性高分子の量は安定した成膜を行うために親水性ポリマーの分子量と添加量を適宜調整することもできる。膜原液の粘度が低い場合、成膜時に膜破れや膜切れなどを起こし、成膜性が不安定になる場合がある。逆に膜原液の粘度が高すぎる場合、多孔支持層を充分に成長させることができず、外層の多孔構造の空孔率が不十分となり、目的の高い透過性を持つ膜が得られにくくなる。更には、膜原液の粘度が上がることで、口金から吐出された原液がメルトフラクチャーを起こすことも危惧される。
本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法において、膜原液中の親水性高分子の濃度の上限値は、使用する親水性高分子の種類と分子量に応じて最適値が決定されるが、通常40重量以下%、好ましくは30重量%以下である。
When a hydrophilic polymer is used in a wet film forming method for obtaining a vinyl alcohol polymer film according to the present invention, its role is mainly to promote and form the porous structure of the outer porous support layer portion, It has the effect of thickening the membrane stock solution. The amount of the hydrophilic polymer added to the membrane stock solution can be adjusted as appropriate in order to achieve stable film formation. When the viscosity of the film stock solution is low, film breakage or film breakage may occur at the time of film formation, and the film formability may become unstable. Conversely, if the viscosity of the membrane stock solution is too high, the porous support layer cannot be sufficiently grown, the porosity of the porous structure of the outer layer will be insufficient, and it will be difficult to obtain a membrane with the desired high permeability. . Furthermore, there is a concern that the stock solution discharged from the die may cause a melt fracture due to an increase in the viscosity of the membrane stock solution.
In the wet film-forming method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention, the upper limit of the concentration of the hydrophilic polymer in the membrane stock solution is determined according to the type and molecular weight of the hydrophilic polymer to be used. However, it is usually 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質であれば何ら限定しないが、例えば、水系凝固剤としては、純水、硫酸ナトリウム等の脱水性塩類の水溶液、水酸化ナトリウムやアンモニア水等のアルカリ性物質の水溶液などが例示することができ、単独で使用することもできるし、組み合わせて使用してもよい。水系凝固剤以外にも、例えばメタノールやエタノール、プロパノールなどが挙げられる。また、ポリオール系溶媒の例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコール、1,2−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等のようなビニルアルコール系高分子の凝固能を有する有機系凝固剤を使用したり、水と組み合わせて使用することは自由である。凝固液中にポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリビニルアルコールアミド、ポリビニルピロリドン、ポリヒドロキシアクリレート、ポリヒドロキシメタクリレート、ポリビニルアルコール酸、ポリメタクリル酸、ポリイタコン酸、ポリフマル酸、ポリシトラコン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸、ポリ−p−スチレンスルフォン酸ナトリウム、N,N−ジメチルビニルアルコールアミド、カルボキシメチルセルロース、澱粉、コーンスターチ、ポリキトサン、ポリキチンなどの水溶性高分子を添加することも可能である。添加する水溶性高分子の分子量や添加量にも依存するが、これらを添加することにより濾過性能を向上させることが可能である。また、凝固液中に、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、γ−ブチロラクトンなどの良溶媒を含有させることも可能である。特に、良溶媒を非溶媒に含有させた凝固液を使用する場合、その組成は、膜原液の組成、膜原液と凝固液との接触温度などで異なるが、概ね、凝固液全体を100重量%とした場合、良溶媒の重量%として90重量%以下が好ましい。この範囲であれば、膜を形成するのに必要十分な濃度誘起相分離を十分に達成できる。   The coagulating liquid used in the wet film formation method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention is a substance that can cause concentration-induced phase separation when in contact with the film stock solution and form a film from the contact surface. For example, the water-based coagulant can be exemplified by pure water, an aqueous solution of a dehydrating salt such as sodium sulfate, an aqueous solution of an alkaline substance such as sodium hydroxide or aqueous ammonia, and the like. It can also be used or may be used in combination. In addition to the water-based coagulant, for example, methanol, ethanol, propanol and the like can be mentioned. Examples of polyol solvents include vinyl alcohol polymers such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, glycerin, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, and the like. It is free to use an organic coagulant having a coagulation ability of water or in combination with water. In the coagulation liquid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, polyvinyl alcohol amide, polyvinyl pyrrolidone, polyhydroxy acrylate, polyhydroxy methacrylate, polyvinyl alcohol acid, polymethacrylic acid, polyitacon Water-soluble acids, polyfumaric acid, polycitraconic acid, poly-p-styrene sulfonic acid, sodium poly-p-styrene sulfonate, N, N-dimethylvinyl alcohol amide, carboxymethyl cellulose, starch, corn starch, polychitosan, polychitin It is also possible to add a polymer. Although it depends on the molecular weight and the amount of the water-soluble polymer to be added, the filtration performance can be improved by adding these. The coagulation liquid may contain a good solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, and γ-butyrolactone. In particular, when using a coagulation liquid containing a good solvent in a non-solvent, the composition differs depending on the composition of the membrane stock solution, the contact temperature between the membrane stock solution and the coagulation liquid, etc. In this case, 90% by weight or less is preferable as the weight% of the good solvent. Within this range, concentration-induced phase separation necessary and sufficient for forming a film can be sufficiently achieved.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法おいて中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液(以後、内部凝固液)は、上記の外部凝固液と同様の溶液を用いてもよく、また、ヘキサン、流動パラフィン等といったビニルアルコール系高分子に対して全く凝固能を有さずしかも膜原液の溶媒と混和しないような有機溶剤を用いてもよい。また空気、窒素、アンモニアガス等の気体を導入した乾湿式成膜法で行っても良い。   In the wet film forming method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention, the coagulating liquid (hereinafter referred to as the internal coagulating liquid) that passes through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane is the same solution as the above external coagulating liquid. Alternatively, an organic solvent that has no coagulation ability with respect to a vinyl alcohol polymer such as hexane or liquid paraffin and is not miscible with the solvent of the membrane stock solution may be used. Alternatively, a dry / wet film forming method in which a gas such as air, nitrogen, or ammonia gas is introduced may be used.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であれば何ら限定しないが、成膜温度の下限としては0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては凝固液温度で決まる。   The film formation temperature in the wet film formation method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention is not limited as long as it is a temperature at which the film stock solution and the coagulation liquid are brought into contact with each other to cause concentration-induced phase separation. The lower limit of the film formation temperature is 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. For hollow fiber membranes, it depends on the temperature of the double nozzle. In a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、中空糸膜製造時に糸の内部を通す凝固液は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去するがことで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することできる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。膜原液および凝固液、内部凝固液に気体が溶存していない場合は、この工程を省略しても良い。また、乾湿式成膜法として空気、窒素、アンモニアガス等の気体を凝固剤として用いている場合には、この工程は実施しない。
本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、二重紡口から出た膜原液と内部凝固液による凝固をより促進するため、紡口直下に槽(以後、凝固槽)を設け、凝固槽中に満たされた凝固液(以後、外部凝固液)と接触させることができる。
本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合、中空糸膜の断面構造を均一構造のみならず、様々な不均一構造まで、自由に構造制御するために紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)および紡口から外部凝固液面までの空間の温度と湿度を調整することができる。空間の温度と湿度を調整できれば何ら限定しないが、例えば、空走距離の下限としては0.001m以上、好ましくは0.005m以上、特に好ましくは0.01m以上、上限として2.0m以下、好ましくは1.5m以下、特に好ましくは1.2m以下である。また紡口から外部凝固面までの空間における温度は、下限として10℃以上、好ましくは20℃以上、特に好ましくは25℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは10%以上、特に好ましくは30%以上であり、上限としては100%以下である。
It is desirable to remove the dissolved gas after uniform dissolution of the membrane stock solution used in the wet film formation method for obtaining the vinyl alcohol polymer membrane according to the present invention, the coagulation solution, and the coagulation solution passing through the inside of the fiber during the production of the hollow fiber membrane. . By removing the dissolved gas, the defect of the film due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. In addition, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced. This step may be omitted when no gas is dissolved in the membrane stock solution, the coagulation solution, and the internal coagulation solution. In addition, when a gas such as air, nitrogen, or ammonia gas is used as a coagulant as a dry / wet film forming method, this step is not performed.
When producing a hollow fiber membrane by a wet film formation method for obtaining a vinyl alcohol polymer membrane according to the present invention, in order to further promote the coagulation by the membrane stock solution and the internal coagulation solution from the double spinning nozzle, A tank (hereinafter referred to as a coagulation tank) can be provided and brought into contact with a coagulation liquid (hereinafter referred to as an external coagulation liquid) filled in the coagulation tank.
When producing a hollow fiber membrane by a wet film forming method for obtaining a vinyl alcohol polymer membrane according to the present invention, the structure of the hollow fiber membrane is freely controlled not only to a uniform structure but also to various non-uniform structures. Therefore, it is possible to adjust the distance from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface (hereinafter referred to as idle running distance) and the temperature and humidity of the space from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface. Although there is no limitation as long as the temperature and humidity of the space can be adjusted, for example, the lower limit of the free running distance is 0.001 m or more, preferably 0.005 m or more, particularly preferably 0.01 m or more, and the upper limit is 2.0 m or less, preferably Is 1.5 m or less, particularly preferably 1.2 m or less. The temperature in the space from the spinning nozzle to the external solidification surface is 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more, and the upper limit is 100% or less.

本発明に係わる湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合の巻取り速度は、製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、概ね300m/時間から9,000m/時間の速度が選択される。   The winding speed in the case of producing a hollow fiber membrane by the wet film-forming method according to the present invention is as follows: various factors as production conditions, the shape of the nozzle, the composition of the spinning stock solution, the composition of the internal coagulating liquid and the external coagulating liquid, and the stock solution Although the speed may vary depending on the temperature of each coagulating liquid, a speed of approximately 300 m / hour to 9,000 m / hour is selected.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜を得る湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、必要に応じて延伸、中和、水洗や湿熱処理、硫酸アンモニウム置換、乾燥などの処理をすることができる。膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。さらに、ホルムアルデヒド、グルタルアルデヒド、ベンズアルデヒド、グリオキザール、ノナンジアール等のモノアルデヒドおよび/又は多価アルデヒドによるアセタール化や、エステル化、エーテル化等の変性処理をしたり、メチロール化合物や多価イソシアネートを用いた架橋化処理を単独あるいは組み合わせて行うことが可能である。また、紡糸後熱延伸および/又は熱処理したり、更に熱延伸および/又は熱処理後に上記の各種変性処理をすることができる。
本発明に係わる湿式成膜法により得られた未乾燥の本発明のビニルアルコール系高分子膜の乾燥温度は、乾燥中の膜破断が生じない温度であれば何ら限定はしないが、例えば、20℃以上からビニルアルコール系高分子の溶融温度以下の温度範囲内で乾燥を行う。好ましい乾燥温度としては30℃以上、80℃以下である。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01時間以上から48時間までが選択される。
In the wet film formation method for obtaining the vinyl alcohol polymer film according to the present invention, after coagulation with the coagulation liquid, the film may be subjected to treatment such as stretching, neutralization, washing with water, wet heat treatment, ammonium sulfate replacement, and drying as necessary. it can. In order to increase the strength of the membrane, it can be immersed in a solvent removal tank to promote solvent removal. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used. Furthermore, it is modified by acetalization with monoaldehyde and / or polyhydric aldehyde such as formaldehyde, glutaraldehyde, benzaldehyde, glyoxal, and nonane dial, esterification, etherification, etc., and cross-linking with methylol compound or polyisocyanate It is possible to perform the conversion process alone or in combination. In addition, it can be subjected to heat stretching and / or heat treatment after spinning, and further to the above-described various modification treatments after heat stretching and / or heat treatment.
The drying temperature of the undried vinyl alcohol polymer film of the present invention obtained by the wet film-forming method according to the present invention is not limited as long as it does not cause film breakage during drying. Drying is performed within a temperature range of from 0 ° C to the melting temperature of the vinyl alcohol polymer. A preferable drying temperature is 30 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. The time required for drying is determined by the relationship with the drying temperature, but is generally selected from 0.01 hours to 48 hours.

本発明に係わるビニルアルコール系高分子膜の親水性の度合いは、接触角によって評価することができる。25℃における前進接触角および後退接触角の平均値が60度以下であることが好ましく、45度以下であることがより好ましく、更に好ましくは30度以下である。また、簡便な評価法としては、ビニルアルコール系高分子膜を水と接触させた際に、膜の細孔内部に水が自発的に浸透すれば充分な親水性を持つと判断してよい。   The degree of hydrophilicity of the vinyl alcohol polymer film according to the present invention can be evaluated by the contact angle. The average value of the advancing contact angle and the receding contact angle at 25 ° C. is preferably 60 degrees or less, more preferably 45 degrees or less, and still more preferably 30 degrees or less. Further, as a simple evaluation method, when the vinyl alcohol polymer membrane is brought into contact with water, it may be determined that it has sufficient hydrophilicity if water spontaneously permeates into the pores of the membrane.

本発明に係わるセルロース系高分子膜は、主としてセルロース系高分子からなるものであるが、セルロース系高分子の特性を損なわない範囲で他の高分子量物質や添加物を含有していてもよい。これらの高分子を二種以上、組み合わせて実施することも可能である。
本発明に係わるセルロース系高分子は、銅アンモニア再生セルロースやセルロースジアセテート、セルローストリアセテート、セルロースプロピオネート、セルロースブチレート、セルロースフェニルカルバニレートなどのセルロースエステル化合物、メチルセルロース、エチルセルロースなどのセルロースエーテルなど、およびこれらを組み合わせたブレンド化合物が挙げられる。その中でも、銅アンモニア再生セルロースが良い。
The cellulosic polymer membrane according to the present invention is mainly composed of cellulosic polymer, but may contain other high molecular weight substances and additives as long as the characteristics of the cellulosic polymer are not impaired. It is also possible to carry out by combining two or more of these polymers.
Cellulose polymers according to the present invention include cellulose ester compounds such as copper ammonia regenerated cellulose, cellulose diacetate, cellulose triacetate, cellulose propionate, cellulose butyrate, and cellulose phenylcarbanilate, and cellulose ethers such as methylcellulose and ethylcellulose. , And blend compounds combining these. Among them, copper ammonia regenerated cellulose is preferable.

本発明に係わるセルロース系高分子の重量平均分子量は、下限としては5,000以上、好ましくは1万以上、特に好ましくは5万以上が良く、上限として100万以下、好ましくは90万以下、特に好ましくは80万以下が良い。この範囲内であれば、十分な強度と成膜性が得られる。   The weight average molecular weight of the cellulosic polymer according to the present invention is 5,000 or more, preferably 10,000 or more, particularly preferably 50,000 or more as a lower limit, and 1,000,000 or less, preferably 900,000 or less, especially as an upper limit. Preferably it is 800,000 or less. Within this range, sufficient strength and film formability can be obtained.

本発明に係るセルロース系高分子膜の分画分子量は、免疫グロブリン1量体と2量体を十分に分離できれば良く、下限としては10万以上、好ましくは15万以上、さらに好ましくは25万以上が良く、上限としては50万未満、好ましくは45万以下、さらに好ましくは40万以下に設定する必要がある。分画分子量が10万未満であると、免疫グロブリンの透過量が低下する問題があり、また、50万以上であると免疫グロブリン1量体および2量体が共に膜を透過し、分画性能が低下する。
本発明に係る分画分子量は、アルブミン(66,000)、γ−グロブリン(160,000)、カタラーゼ(232,000)、フェリチン(440,000)、サイログロブリン(669,000)などの蛋白質やPEG、デキストラン等を用いて、デッドエンド濾過を行い、分子量と阻止率の関係から阻止率が90%となる分子量として算出される。
The molecular weight cutoff of the cellulose polymer membrane according to the present invention is only required to sufficiently separate the immunoglobulin monomer and dimer, and the lower limit is 100,000 or more, preferably 150,000 or more, more preferably 250,000 or more. The upper limit is less than 500,000, preferably 450,000 or less, more preferably 400,000 or less. If the molecular weight cut-off is less than 100,000, there is a problem that the amount of immunoglobulin permeated decreases, and if it is more than 500,000, both the immunoglobulin monomer and dimer permeate through the membrane. Decreases.
The molecular weight cut-off according to the present invention includes proteins such as albumin (66,000), γ-globulin (160,000), catalase (232,000), ferritin (440,000), thyroglobulin (669,000), and PEG. Then, dead end filtration is performed using dextran or the like, and the molecular weight is calculated as the molecular weight at which the rejection is 90% from the relationship between the molecular weight and the rejection.

本発明に係わるセルロース系高分子膜の中空糸を製造する方法は何ら限定しないが、例えば、環状二重紡口の外側紡出口より紡糸原液を、該環状二重紡口の中央紡出口より上記紡糸原液に対するミクロ相分離兼凝固液である内部凝固液を、同時に吐出し、紡出筒に導入する。紡出筒とは紡口に直接連結された筒である。紡出筒には、紡糸原液が吐出された直後に外部凝固液と接触させるために外液で満たされており、定常的に送液され、紡糸原液とともに、下行管中を流下する。この時にミクロ相分離により粒子が形成され、三次元的につながった膜構造が固定されて多孔膜構造が完成される。   The method for producing the hollow fiber of the cellulosic polymer membrane according to the present invention is not limited in any way. For example, the spinning dope is supplied from the outer spinning outlet of the annular double spinning nozzle, and the above-mentioned spinning solution is fed from the central spinning outlet of the annular double spinning nozzle. The internal coagulation liquid, which is a microphase separation and coagulation liquid for the spinning dope, is simultaneously discharged and introduced into the spinning cylinder. A spinning cylinder is a cylinder directly connected to a spinning nozzle. The spinning cylinder is filled with an external liquid to be brought into contact with the external coagulation liquid immediately after the spinning raw liquid is discharged, and is constantly fed, and flows down in the descending pipe together with the spinning raw liquid. At this time, particles are formed by microphase separation, and the three-dimensionally connected membrane structure is fixed to complete the porous membrane structure.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる良溶媒とは、セルロース系高分子を溶解させるものであれば何ら限定しないが、例えば、銅アンモニア溶液、などが挙げられる。
本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液は、目的の構造および性能を有するセルロース系高分子膜を製造できれば何ら限定はしない。膜原液におけるセルロース系高分子の濃度に関しては、濃度を上げるにつれて成膜性は向上するが、逆に膜の空孔率は減少し、透水性が低下する傾向がある。そのため、膜原液全体を100重量%とした場合、セルロース系高分子の濃度範囲としては分子量によって異なるが、下限として2重量%以上、好ましくは5重量%以上、特に好ましくは10重量%以上である。また上限としては25重量%以下、好ましくは20重量%以下、特に好ましくは15重量%以下で均一に溶解した溶液が好適に使用される。セルロース濃度が2重量%未満の時は、得られる中空糸膜の力学的特性が不十分となり、25重量%を越えると紡糸液調整および紡糸操作が困難になる。
本発明に係わる膜原液の温度は、下限として0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上、上限として膜原液中の良溶媒沸点以下が好適に使用される。この温度条件下であれば、膜原液として好ましい膜への加工を行うのに好適な粘度を得ることができる。
本発明に係わる膜原液には、製造する膜の性能に影響を及ぼさない限り、目的に応じて、酸化防止剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、滑剤、紫外線吸収剤等の添加剤を混合しても差し支えない。
The good solvent used in the wet film-forming method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention is not limited as long as it dissolves the cellulose polymer, and examples thereof include a copper ammonia solution.
The membrane stock solution used in the wet film-forming method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention is not particularly limited as long as a cellulose polymer film having a target structure and performance can be produced. Regarding the concentration of the cellulosic polymer in the membrane stock solution, the film formability improves as the concentration increases, but conversely, the porosity of the membrane decreases and the water permeability tends to decrease. Therefore, when the whole membrane stock solution is 100% by weight, the concentration range of the cellulosic polymer varies depending on the molecular weight, but the lower limit is 2% by weight or more, preferably 5% by weight or more, particularly preferably 10% by weight or more. . Moreover, as an upper limit, the solution which melt | dissolved uniformly in 25 weight% or less, Preferably it is 20 weight% or less, Most preferably, it is 15 weight% or less is used suitably. When the cellulose concentration is less than 2% by weight, the resulting hollow fiber membrane has insufficient mechanical properties, and when it exceeds 25% by weight, the spinning solution adjustment and spinning operation become difficult.
The lower limit of the temperature of the membrane stock solution according to the present invention is preferably 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher, and the upper limit is a good solvent boiling point or lower in the membrane stock solution. If it is this temperature condition, the viscosity suitable for processing into a film | membrane preferable as a film | membrane stock solution can be obtained.
The film stock solution according to the present invention includes additives such as an antioxidant, a crystal nucleating agent, an antistatic agent, a flame retardant, a lubricant, and an ultraviolet absorber as long as the performance of the film to be produced is not affected. Can be mixed.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる凝固液としては、膜原液と接触したとき濃度誘起相分離を引き起こし、接触面から膜を形成することができる物質であれば何ら限定しないが、例えば、純水、水、パークレン、トリクレン、トリクロロトリフルオロエタン、メタノール、エタノール、プロパノール、アセトン、メチルエチルケトン、水酸化ナトリウム、硫酸、硫酸アンモニウム、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリセリン、ポリエチレングリコール等のポリオール等、紡糸液に対して非凝固性又は微凝固性を示す液体などが挙げられる。このような凝固剤は、紡糸液の種類によって適宜選択して用いる。これらの凝固液から選ばれる少なくとも1種を含む溶液又はこれらの混合液が好ましく用いられる。好ましくは、アセトンとアンモニア、水からなる混合溶液が良い。
本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる内部凝固液と外部凝固液は、同じ凝固液でも異なる凝固液でも良い。
The coagulating liquid used in the wet film-forming method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention is a substance that can cause concentration-induced phase separation when in contact with the membrane stock solution and can form a film from the contact surface. Although it does not limit at all, for example, pure water, water, perchlene, trichlene, trichlorotrifluoroethane, methanol, ethanol, propanol, acetone, methyl ethyl ketone, sodium hydroxide, sulfuric acid, ammonium sulfate, formic acid, acetic acid, propionic acid, glycerin, polyethylene glycol Examples thereof include a liquid that exhibits non-coagulability or fine coagulation with respect to the spinning solution. Such a coagulant is appropriately selected depending on the type of spinning solution. A solution containing at least one selected from these coagulating liquids or a mixed liquid thereof is preferably used. Preferably, a mixed solution composed of acetone, ammonia and water is good.
The internal coagulating liquid and the external coagulating liquid used in the wet film forming method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention may be the same coagulating liquid or different coagulating liquids.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る成膜法として、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴン、酸素、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタン等のいわゆるフロンガス、その他ハロゲンガス等の気体を使用した乾湿式成膜法で製造しても良い。   As a film forming method for obtaining a cellulose polymer film according to the present invention, dry, wet using gas such as air, nitrogen, carbon dioxide, argon, oxygen, so-called Freon gas such as tetrafluoromethane, hexafluoroethane, and other halogen gas. You may manufacture by the film-forming method.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法における成膜温度とは、膜原液と凝固液を接触させ、濃度誘起相分離を生じさせる時の温度であれば何ら限定しないが、成膜温度の下限としては0℃以上、好ましくは10℃以上、特に好ましくは25℃以上である。上限としては膜原液もしくは凝固液の各沸点以下、好ましくは各沸点から5℃以上低い温度、特に好ましくは沸点から10℃以上低い温度である。中空糸膜であれば二重紡口の温度により決まる。なお、平膜においては凝固液温度で決まる。   The film formation temperature in the wet film formation method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention is not limited as long as it is a temperature at which the membrane stock solution and the coagulation liquid are brought into contact with each other to cause concentration-induced phase separation. The lower limit of the film temperature is 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher. The upper limit is a temperature below each boiling point of the membrane stock solution or coagulation liquid, preferably a temperature lower by 5 ° C. or more from each boiling point, particularly preferably a temperature lower by 10 ° C. or more from the boiling point. For hollow fiber membranes, it depends on the temperature of the double nozzle. In a flat membrane, it is determined by the coagulation liquid temperature.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法に用いられる膜原液、凝固液、特に中空糸膜製造時に糸の内部を通す内部凝固液は均一溶解後に、溶存気体を除去することが望ましい。溶存気体を除去することで、溶存気体の発泡による膜の欠陥を著しく改善することができる。また、溶存気体のなかでも特に酸素を除くことで、高い温度下での膜加工による材料への酸化反応が減少する。膜原液および凝固液、内部凝固液に気体が溶存していない場合は、この工程を省略しても良い。また、乾湿式成膜法として空気、窒素、アンモニアガス等の気体を凝固剤として用いている場合には、この工程は実施しない。   The membrane stock solution used in the wet film forming method for obtaining the cellulose polymer membrane according to the present invention, the coagulating solution, in particular, the internal coagulating solution passing through the inside of the yarn during the production of the hollow fiber membrane can be dissolved uniformly and then the dissolved gas can be removed. desirable. By removing the dissolved gas, film defects due to foaming of the dissolved gas can be remarkably improved. Further, by removing oxygen from the dissolved gas, the oxidation reaction to the material due to film processing at a high temperature is reduced. This step may be omitted when no gas is dissolved in the membrane stock solution, the coagulation solution, and the internal coagulation solution. In addition, when a gas such as air, nitrogen, ammonia gas or the like is used as a coagulant as a dry / wet film forming method, this step is not performed.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法で紡口から外部凝固液面までの距離(以後、空走距離)を設けて外部凝固液中に導入しても、あるいは直接外部凝固液に導入してもよい。空走距離は、紡糸原液が真っすぐに外部凝固液に進入する長さが好ましい。例えば、0.5m以下、好ましくは0.2m以下、特に好ましくは0.1m以下である。空走距離が長くなると成型性が悪くなり、中空糸形状を保持できなくなる。
本発明に係わる空走距離の空間における温度は、下限として10℃以上、好ましくは20℃以上、特に好ましくは25℃以上である。湿度は温度との兼ね合いで変化するが、下限として0%以上、好ましくは10%以上、特に好ましくは30%以上であり、上限としては100%以下である。
紡糸原液は、下行管中を流下している段階で中空糸膜の形状を有するようになり、この中空糸膜は、上行管の開口部より引き出され巻取枠に巻取られる。
In the wet film forming method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention, a distance from the spinning nozzle to the external coagulation liquid surface (hereinafter referred to as an idle running distance) is provided and introduced into the external coagulation liquid, or directly external coagulation. It may be introduced into the liquid. The free running distance is preferably such a length that the spinning dope enters the external coagulation liquid straight. For example, it is 0.5 m or less, preferably 0.2 m or less, particularly preferably 0.1 m or less. If the free running distance is long, the moldability is deteriorated and the hollow fiber shape cannot be maintained.
The temperature in the space of the free running distance according to the present invention is 10 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher, particularly preferably 25 ° C. or higher as the lower limit. The humidity varies depending on the temperature, but the lower limit is 0% or more, preferably 10% or more, particularly preferably 30% or more, and the upper limit is 100% or less.
The spinning dope has a shape of a hollow fiber membrane when it flows down the descending tube, and this hollow fiber membrane is drawn out from the opening of the ascending tube and wound around the winding frame.

本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法で中空糸膜を製造する場合の巻取り速度は、製造条件である各種因子、紡口の形状、紡糸原液の組成、内部凝固液および外部凝固液の組成、原液および各凝固液の温度等で変化し得るが、下限としては、100m/時間以上、より好ましくは200m/時間以上が良く、上限としては、1,000m/時間以下、より好ましくは500m/時間以下が良い。
本発明に係わるセルロース系高分子膜を得る湿式成膜法においては、凝固液による凝固後、膜の強度を強めるため脱溶媒槽に浸漬して脱溶媒を促進することができる。脱溶媒液には、凝固液による濃度誘起相分離後、残存している溶媒を除去できる溶媒であり、膜を溶解しないものであればいずれの溶媒でも用いることが可能である。一般には、水、エタノール等を用いることが多い。
The winding speed in the case of producing a hollow fiber membrane by a wet film-forming method for obtaining a cellulose polymer membrane according to the present invention is as follows: various factors that are production conditions, the shape of the spinneret, the composition of the spinning dope, the internal coagulating liquid, Although it may change depending on the composition of the external coagulation liquid, the temperature of the raw liquid and each coagulation liquid, etc., the lower limit is 100 m / hour or more, more preferably 200 m / hour or more, and the upper limit is 1,000 m / hour or less, More preferably, it is 500 m / hour or less.
In the wet film forming method for obtaining the cellulose polymer film according to the present invention, after the coagulation with the coagulating liquid, the desolvation can be promoted by immersing in a solvent removal tank in order to increase the strength of the film. The solvent removal liquid is a solvent that can remove the remaining solvent after concentration-induced phase separation by the coagulation liquid, and any solvent that does not dissolve the membrane can be used. In general, water, ethanol or the like is often used.

本発明に係わる湿式成膜法により得られた未乾燥のセルロース系高分子膜の乾燥温度は、乾燥中の膜破断が生じない温度であれば何ら限定はしないが、例えば、20℃以上からセルロース系高分子の溶融温度以下の温度範囲内で乾燥を行う。乾燥温度は、下限としては、30℃以上、より好ましくは40℃以上が良く、上限としては、80℃以下、より好ましくは70℃以下が良い。乾燥に要する時間は、乾燥温度との関係で決まるが、概ね0.01〜48時間までが選択される。また、水および無機塩水溶液で精練された後に、グリセリンあるいはポリエチレングリコール等の公知の膜孔径保持剤が付与して、乾燥しても良い。   The drying temperature of the undried cellulosic polymer film obtained by the wet film-forming method according to the present invention is not limited as long as it does not cause film breakage during drying. Drying is performed within a temperature range below the melting temperature of the polymer. The lower limit of the drying temperature is 30 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher, and the upper limit is 80 ° C or lower, more preferably 70 ° C or lower. The time required for drying is determined depending on the relationship with the drying temperature, but is generally from 0.01 to 48 hours. Further, after scouring with water and an aqueous inorganic salt solution, a known membrane pore size retaining agent such as glycerin or polyethylene glycol may be applied and dried.

本発明に係わる紡出筒中の外部凝固液の流れの速度(外部凝固液速度)は、巻取速度より極端に遅い場合は、紡出筒中で延伸がかかるようになり、好ましくない。本発明では、外部凝固液速度と巻取速度の関係は、その速度差が20%以下にあることが望ましい。
本発明に係わる外部凝固液速度は凝固浴中の浴抵抗を抑えるために早い方が良い。しかしながら、外液流速が速くなりすぎると中空糸膜の糸揺れが激しくなり紡糸が困難になるので、適切な値に設定する必要がある。最も好ましくは、中空糸膜の糸揺れが生じない範囲での最大流速を選ぶことである。
When the flow rate of the external coagulating liquid in the spinning cylinder according to the present invention (external coagulating liquid speed) is extremely slower than the winding speed, it becomes undesirably extending in the spinning cylinder. In the present invention, the relationship between the external coagulation liquid speed and the winding speed is preferably such that the speed difference is 20% or less.
The external coagulation liquid speed according to the present invention is preferably high in order to suppress the bath resistance in the coagulation bath. However, if the flow rate of the external liquid is too high, the yarn swinging of the hollow fiber membrane becomes intense and spinning becomes difficult, so it is necessary to set it to an appropriate value. Most preferably, the maximum flow rate is selected in such a range that the yarn does not sway in the hollow fiber membrane.

本発明に係わる紡出筒の径は、大きい方が紡出作業は容易であるが、凝固液量を多量に必要とするために小さい方が望ましく、下限としては、3mm以上、より好ましくは5mm以上が良く、上限としては、20mm以下、より好ましくは10mm以下が良い。
本発明に係わる紡出筒の長さは、中空糸膜構造の形成に対応して適切な凝固時間を与え得るものでなければならないために、中空糸膜の紡糸速度に対応して適切な長さに設定されることが好ましい。その材質は、凝固液に対して耐久性のある素材であればどのような素材でも使用することが可能であるが、紡糸状態を観察することのできる透明の材質が望ましく、例えば、ガラス、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン等が使用できる。その中でも、紡糸原液が付着しにくいため紡出作業が容易であるという特徴をもつポリテトラフルオロエチレンが最も好適な材質である。
The larger the diameter of the spinning cylinder according to the present invention, the easier the spinning operation, but a smaller one is desirable because a large amount of coagulation liquid is required, and the lower limit is 3 mm or more, more preferably 5 mm. The upper limit is good, and the upper limit is 20 mm or less, more preferably 10 mm or less.
The length of the spinning tube according to the present invention must be capable of providing an appropriate coagulation time corresponding to the formation of the hollow fiber membrane structure. It is preferable to be set to this. Any material can be used as long as it is durable to the coagulating liquid, but a transparent material that can observe the spinning state is desirable, for example, glass, polyethylene. Polypropylene, polytetrafluoroethylene, etc. can be used. Among them, polytetrafluoroethylene having the feature that the spinning operation is easy because the spinning stock solution is difficult to adhere is the most preferable material.

本発明の限外濾過膜の膜厚は、下限としては15μm以上、好ましくは20μm以上が良く、上限としては2,000μm以下、好ましくは1,000μm以下、特に好ましくは500μm以下が良い。膜厚が15μm未満であると限外濾過膜の強度が不充分になる傾向があり好ましくない。また、2,000μmを超えると免疫グロブリン1量体の透過性能が不充分となる傾向があり好ましくない。
本発明に係わる限外濾過膜の中空糸の内表面、あるいは、平膜の片面に緻密な層を有している場合、その緻密層の厚みは、免疫グロブリン溶液の透過を向上させるために通常100μm以下、好ましくは10μm以下、さらに好ましくは1μm以下が良い。
The thickness of the ultrafiltration membrane of the present invention is 15 μm or more, preferably 20 μm or more as the lower limit, and 2,000 μm or less, preferably 1,000 μm or less, particularly preferably 500 μm or less as the upper limit. If the film thickness is less than 15 μm, the strength of the ultrafiltration membrane tends to be insufficient, such being undesirable. On the other hand, if it exceeds 2,000 μm, there is a tendency that the permeation performance of the immunoglobulin monomer is insufficient, which is not preferable.
When the ultrafiltration membrane according to the present invention has a dense layer on the inner surface of the hollow fiber or on one side of the flat membrane, the thickness of the dense layer is usually in order to improve the permeation of the immunoglobulin solution. It is 100 μm or less, preferably 10 μm or less, and more preferably 1 μm or less.

本発明に係わる限外濾過膜の空孔率は、下限としては30%以上、好ましくは40%以上、特に好ましくは50%が良く、上限としては95%以下、好ましくは90%以下、特に好ましくは85%以下が良い。空孔率が30%未満であると濾過速度が不充分となり、95%を超えると限外濾過膜の強度が不充分となることから好ましくない。空孔率は、膜の断面積および長さから求めた見かけ体積と該膜の重量および膜素材の真密度から求めた数値である。   The porosity of the ultrafiltration membrane according to the present invention has a lower limit of 30% or more, preferably 40% or more, particularly preferably 50%, and an upper limit of 95% or less, preferably 90% or less, particularly preferably. Is preferably 85% or less. If the porosity is less than 30%, the filtration rate becomes insufficient, and if it exceeds 95%, the strength of the ultrafiltration membrane becomes insufficient. The porosity is a numerical value obtained from the apparent volume obtained from the cross-sectional area and length of the membrane, the weight of the membrane, and the true density of the membrane material.

本発明に係わる限外濾過膜の形状は、分画性能を発現できれば特に限定されるものではないが、例えば、中空糸状、平膜状、チューブ状等、種々の形状を用いることができるが、体積に比して濾過有効膜面積の大きい中空糸状が有効である。
本発明に係わる限外濾過膜の膜表面構造についてはとくに制限はなく、円形、楕円形等の単独孔や連続的に繋がった連続孔、網状微細孔、スリット状微細孔等が挙げられる。
The shape of the ultrafiltration membrane according to the present invention is not particularly limited as long as the fractionation performance can be expressed.For example, various shapes such as a hollow fiber shape, a flat membrane shape, and a tube shape can be used. A hollow fiber shape having a large filtration effective membrane area compared to the volume is effective.
The membrane surface structure of the ultrafiltration membrane according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include single holes such as a circle and an ellipse, continuous holes continuously connected, net-like fine holes, slit-like fine holes, and the like.

本発明における限外濾過膜は、免疫グロブリンが接触する膜表面が限外濾過膜であれば良く、構造を保持するためには、如何なる材質から成る基材(支持体)を用いてもよい。例えば、物理的強度を高めるために他の基材(支持体)として織布又は不織布や多孔性無機体など用い、これらの基材の上に限外濾過膜を成型した膜などが挙げられる。   In the present invention, the ultrafiltration membrane may be an ultrafiltration membrane as long as the surface of the membrane in contact with the immunoglobulin is used, and a substrate (support) made of any material may be used in order to maintain the structure. For example, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous inorganic material or the like is used as another base material (support) to increase physical strength, and a membrane obtained by molding an ultrafiltration membrane on these base materials.

本発明に係わるクロスフロー濾過を行うための装置は、免疫グロブリン濃度や線速、圧力などをコントロールできる装置であれば何ら限定しないが、例えば、免疫グロブリン溶液の濃度を吸光度計でモニタリングし、免疫グロブリン溶液の濃度を一定にするために希釈液を供給する装置と限外濾過膜に対して接線方向の線速と限外濾過膜を横切る圧力をコントロールする装置が一体となったクロスフロー濾過装置が挙げられる。   The apparatus for performing cross flow filtration according to the present invention is not limited as long as it can control the immunoglobulin concentration, linear velocity, pressure, etc. For example, the concentration of the immunoglobulin solution is monitored with an absorptiometer, A cross-flow filtration device that integrates a device for supplying a diluent to keep the concentration of globulin solution constant and a device for controlling the tangential line speed and the pressure across the ultrafiltration membrane with respect to the ultrafiltration membrane. Is mentioned.

具体的には、図1のようなクロスフロー濾過装置が挙げられる。免疫グロブリン元液タンク(4)内の溶液の濃度を吸光度計が組み込まれた濃度コントローラー(11)でモニタリングし、その信号を送液ポンプ1(2)に信号を送って回転をコントロールし、希釈液用タンク(1)中の希釈液を添加しながら免疫グロブリン元液タンク(4)中の溶液濃度をコントロールする。さらに、圧力計1(5)および圧力計2(6)、流量計(10)で圧力と流量をモニタリングし、圧力・流量コントローラー(12)から調整バルブ(7)と送液ポンプ2(3)に信号を送って、限外濾過膜モジュール(8)に対して接線方向の線速と限外濾過膜を横切る圧力が設定値になるようにコントロールする。得られた免疫グロブリン透過液タンク(9)中の免疫グロブリン透過液の濃度および免疫グロブリン1量体と免疫グロブリン2量体の割合を測定できる装置、例えば、吸光度計やGPCが本クロスフロー濾過装置に連結していても良い。
本発明に係わる「免疫グロブリン元液」とは、分画性能評価及び分離を行うために使用する免疫グロブリン溶液のことである。また、「免疫グロブリン透過液」とは、「限外濾過膜」によって分離・透過した溶液のことである。
Specifically, a cross flow filtration device as shown in FIG. The concentration of the solution in the immunoglobulin source liquid tank (4) is monitored by a concentration controller (11) incorporating an absorptiometer, and the signal is sent to the liquid feeding pump 1 (2) to control rotation and dilution. While adding the diluent in the liquid tank (1), the solution concentration in the immunoglobulin source liquid tank (4) is controlled. Furthermore, pressure and flow rate are monitored by pressure gauge 1 (5), pressure gauge 2 (6), and flow meter (10). From pressure / flow rate controller (12), adjustment valve (7) and feed pump 2 (3) are monitored. To control the ultrafiltration membrane module (8) so that the linear velocity in the tangential direction and the pressure across the ultrafiltration membrane become set values. An apparatus capable of measuring the concentration of the immunoglobulin permeate in the obtained immunoglobulin permeate tank (9) and the ratio of the immunoglobulin monomer to the immunoglobulin dimer, such as an absorptiometer or GPC It may be connected to.
The “immunoglobulin original solution” according to the present invention is an immunoglobulin solution used for fractionation performance evaluation and separation. Further, the “immunoglobulin permeate” is a solution separated and permeated by an “ultrafiltration membrane”.

また、図2のようなクロスフロー濾過装置でも良い。免疫グロブリン元液タンク(4)と限外濾過膜モジュール(8)との間に濃度をモニタリングできる装置、例えば、UVフローセル(13)などを設け、免疫グロブリン元液タンク(4)中の溶液濃度を濃度コントローラー(11)でモニタリングし、その信号を送液ポンプ1(2)に信号を送って回転をコントロールし、希釈液用タンク(1)中の希釈液を添加しながら免疫グロブリン元液タンク(4)中の溶液濃度をコントロールする。さらに、圧力計1(5)および圧力計2(6)、流量計(10)で圧力と流量をモニタリングし、圧力・流量コントローラー(12)から調整バルブ(7)と送液ポンプ2(3)に信号を送って、限外濾過膜モジュール(8)に対して接線方向の線速と限外濾過膜を横切る圧力が設定値になるようにコントロールする。得られた免疫グロブリン透過液タンク(9)中の免疫グロブリン透過液の濃度および免疫グロブリン1量体、2量体の割合を測定できる装置、例えば、吸光度計やGPCが本クロスフロー濾過装置に連結していても良い。   Further, a cross flow filtration device as shown in FIG. 2 may be used. A device capable of monitoring the concentration between the immunoglobulin source solution tank (4) and the ultrafiltration membrane module (8), for example, a UV flow cell (13) is provided, and the solution concentration in the immunoglobulin source solution tank (4) Is monitored by the concentration controller (11), and the signal is sent to the liquid delivery pump 1 (2) to control the rotation, and while adding the diluent in the diluent tank (1), the original immunoglobulin tank (4) The concentration of the solution in is controlled. Furthermore, pressure and flow rate are monitored with pressure gauge 1 (5), pressure gauge 2 (6), and flow meter (10). From pressure / flow rate controller (12), adjustment valve (7) and feed pump 2 (3) are monitored. To control the ultrafiltration membrane module (8) so that the linear velocity in the tangential direction and the pressure across the ultrafiltration membrane become set values. A device capable of measuring the concentration of the immunoglobulin permeate in the immunoglobulin permeate tank (9) and the ratio of the immunoglobulin monomer and dimer, for example, an absorptiometer or GPC is connected to the present crossflow filtration device. You may do it.

免疫グロブリン溶液には、免疫グロブリンの変性や凝集を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、凝集抑制剤や安定化剤、防腐剤などを添加しても良い。凝集抑制剤の種類および濃度によっては、免疫グロブリン中の電気的特性が低減し、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過性に影響する懸念がある。
濾過中、免疫グロブリンにストレスがかかるために凝集し、白濁する場合がある。その場合、界面活性剤や糖類などを凝集抑制剤として添加することで低減する方法がある。
Addition of anti-aggregation agents, stabilizers, preservatives, etc. to the immunoglobulin solution as long as it does not affect the ability to reduce the permeation of proteins with a lower isoelectric point than immunoglobulin without causing denaturation or aggregation of the immunoglobulin. You may do it. Depending on the type and concentration of the aggregation inhibitor, the electrical properties in the immunoglobulin may be reduced, affecting the permeability of proteins having a lower isoelectric point than the immunoglobulin.
During filtration, the immunoglobulin is stressed and may aggregate and become cloudy. In that case, there is a method of reducing by adding a surfactant or saccharide as an aggregation inhibitor.

本発明に係わる界面活性剤としては、免疫グロブリンの変性や凝集を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、何ら限定されないが、両イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等が挙げられる。   The surfactant according to the present invention is not limited in any way as long as it does not cause denaturation or aggregation of immunoglobulin and does not affect the permeation of proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulin. Examples thereof include an activator, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, and an anionic surfactant.

本発明に係わる両イオン性界面活性剤としては、例えば、アミノ酸、アミノ酸誘導体、アルキルアミノ脂肪酸ナトリウム、アルキルベタイン、アルキルアミンオキシドなどが挙げられる。この中でも、特に、アミノ酸および/またはアミノ酸誘導体が良い。アミノ酸は免疫グロブリンの凝集を抑制する効果を発現する物質で、免疫グロブリンの変性を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、限定しないが、例えば、リシン、アルギニン、アラニン、システイン、グリシン、セリン、プロリンなどが挙げられる。その中でも、リシンおよびアルギニン、アラニンが好ましく、特にリシンが効果を発現する。本発明に係わるアミノ酸誘導体は、アミノ酸を化学修飾した物質であり、アセチル化アミノ酸、アシル化アミノ酸等がある。該アミノ酸および/または該アミノ酸誘導体は酸付加塩の形態で使用することもできる。酸付加塩を形成し得る酸としては、塩酸、硫酸等が挙げられる。これらを2種以上組み合わせて使用することも可能である。また、他の凝集抑制剤との併用も可能である。   Examples of the amphoteric surfactant according to the present invention include amino acids, amino acid derivatives, sodium alkylamino fatty acids, alkylbetaines, and alkylamine oxides. Among these, amino acids and / or amino acid derivatives are particularly preferable. Amino acids are substances that exhibit the effect of suppressing the aggregation of immunoglobulins, and are not limited as long as they do not affect immunoglobulin denaturation and can reduce the permeation of proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulins. Lysine, arginine, alanine, cysteine, glycine, serine, proline and the like. Among them, lysine, arginine and alanine are preferable, and lysine exhibits an effect in particular. The amino acid derivative according to the present invention is a substance obtained by chemically modifying an amino acid, and includes an acetylated amino acid and an acylated amino acid. The amino acid and / or the amino acid derivative may be used in the form of an acid addition salt. Examples of the acid that can form an acid addition salt include hydrochloric acid and sulfuric acid. Two or more of these can be used in combination. Further, it can be used in combination with other aggregation inhibitors.

本発明に係わる非イオン性界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、しょ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミドなどが挙げられる。この中でも、特に、ポリオキシエチレンアルキルエーテル系高分子および/その誘導体が良い。ポリオキシエチレンアルキルエーテルは、免疫グロブリンの凝集を抑制する効果を発現する物質で、免疫グロブリンの変性を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、特に種類は限定しないが、例えば、ポリエチレングリコールおよび/またはポリエチレングリコール誘導体が挙げられ、ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールブロック共重合体、また、ポリエチレングリコールを親水性セグメントとして含有する界面活性剤やブロック共重合体およびグラフト共重合体も凝集抑制剤として十分活用できる。これらを2種以上組み合わせて使用することも可能である。また、他の凝集抑制剤との併用も可能である。これらを2種以上組み合わせて使用することも可能である。また、他の凝集抑制剤との併用も可能である。   Examples of the nonionic surfactant according to the present invention include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, sucrose fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, and fatty acid alkanolamide. . Of these, polyoxyethylene alkyl ether polymers and / or derivatives thereof are particularly preferable. Polyoxyethylene alkyl ether is a substance that exhibits the effect of suppressing the aggregation of immunoglobulins, and does not cause the denaturation of immunoglobulins. The type is not particularly limited, and examples thereof include polyethylene glycol and / or polyethylene glycol derivatives, and include a polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyethylene glycol-polypropylene glycol block copolymer, and a surface activity containing polyethylene glycol as a hydrophilic segment. An agent, a block copolymer, and a graft copolymer can be sufficiently used as an aggregation inhibitor. Two or more of these can be used in combination. Further, it can be used in combination with other aggregation inhibitors. Two or more of these can be used in combination. Further, it can be used in combination with other aggregation inhibitors.

本発明に係わるカチオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩などが挙げられる。
本発明に係わるアニオン系界面活性剤としては、例えば、脂肪酸ナトリウム、脂肪酸カリウム、アルファスルホ脂肪酸エステルナトリウム、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸エステルナトリウム、アルキルエーテル硫酸エステルナトリウム、アルファオレフィンスルホン酸ナトリウム、アルキルスルホン酸ナトリウムなどが挙げられる。
Examples of the cationic surfactant according to the present invention include alkyltrimethylammonium salts and dialkyldimethylammonium salts.
Examples of the anionic surfactant according to the present invention include fatty acid sodium, fatty acid potassium, sodium alphasulfo fatty acid ester, linear sodium alkylbenzene sulfonate, sodium alkyl sulfate, sodium alkyl ether sulfate, sodium alpha olefin sulfonate, Examples include sodium alkyl sulfonate.

本発明に係わる界面活性剤の分子量の下限値としては30Da以上、さらに好ましくは、50Da以上であり、上限値としては、50,000Da以下、さらに好ましくは、30,000Da以下である。30Da未満では十分な凝集抑制効果が得られず、逆に、50,000Daを超えると界面活性剤や、免疫グロブリンと界面活性剤の複合体が膜への詰まりやファウリングの原因となる場合がある。   The lower limit value of the molecular weight of the surfactant according to the present invention is 30 Da or more, more preferably 50 Da or more, and the upper limit value is 50,000 Da or less, more preferably 30,000 Da or less. If it is less than 30 Da, a sufficient aggregation-inhibiting effect cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 50,000 Da, a surfactant or a complex of immunoglobulin and surfactant may cause clogging or fouling in the membrane. is there.

本発明に関わる糖類としては、免疫グロブリンの凝集を抑制する効果を発現する物質で、免疫グロブリンの変性を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、特に種類は限定しないが、具体的な糖類の例としては、グルコース、ソルビトール、ショ糖が挙げられる。また、上記界面活性剤、糖類等は、凝集抑制効果以外に免疫グロブリンの劣化防止や吸着防止などの効果もある。   The saccharides according to the present invention are substances that exhibit the effect of suppressing the aggregation of immunoglobulins, and do not affect the denaturation of immunoglobulins and can reduce the permeation of proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulins. Although the type is not particularly limited, examples of specific sugars include glucose, sorbitol, and sucrose. In addition to the aggregation suppressing effect, the surfactants, saccharides, and the like have effects such as prevention of immunoglobulin deterioration and adsorption.

本発明における凝集抑制剤の濃度は、凝集抑制剤の種類に依存されるが、下限値としては、0.01g/L以上が好ましく、さらに好ましくは、0.05g/L以上であり、上限値としては、200g/L以下が好ましく、さらに好ましくは、150g/L以下である。下限値0.01g/L未満であれば、免疫グロブリンの凝集を抑制する効果が低く、上限値200g/L超えると、免疫グロブリン溶液の粘性が増加などによって免疫グロブリンの透過率の低下を引き起こす場合がある。   The concentration of the aggregation inhibitor in the present invention depends on the type of the aggregation inhibitor, but the lower limit is preferably 0.01 g / L or more, more preferably 0.05 g / L or more, and the upper limit. Is preferably 200 g / L or less, more preferably 150 g / L or less. When the lower limit value is less than 0.01 g / L, the effect of suppressing the aggregation of immunoglobulin is low, and when the upper limit value is more than 200 g / L, the viscosity of the immunoglobulin solution increases, causing a decrease in immunoglobulin permeability. There is.

免疫グロブリン溶液には、免疫グロブリンの変性や凝集を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、無機塩を添加しても良い。無機塩も免疫グロブリンの劣化防止や吸着防止などの効果を有する。   An inorganic salt may be added to the immunoglobulin solution as long as it does not cause denaturation or aggregation of the immunoglobulin and does not affect the permeation of a protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin. Inorganic salts also have effects such as prevention of immunoglobulin degradation and adsorption.

本発明に係わる無機塩としては、塩化ナトリウムや塩化カリウム、塩化マグネシウム、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム等が挙げられる。その濃度としては、例えば、下限値としては、0.001mM以上が好ましく、より好ましくは0.01mM以上、さらに好ましくは0.05mMが良い。上限値としては、500mM以下が好ましく、より好ましくは100mM以下、さらに好ましくは50mM以下が良い。特に上限値を超えると免疫グロブリン中の電気的特性が低減し、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過性に影響する懸念がある。   Examples of the inorganic salt according to the present invention include sodium chloride, potassium chloride, magnesium chloride, calcium chloride, and magnesium sulfate. As the concentration, for example, the lower limit is preferably 0.001 mM or more, more preferably 0.01 mM or more, and still more preferably 0.05 mM. As an upper limit, 500 mM or less is preferable, More preferably, it is 100 mM or less, More preferably, 50 mM or less is good. In particular, when the upper limit is exceeded, the electrical properties in immunoglobulins are reduced, and there is a concern of affecting the permeability of proteins having a lower isoelectric point than immunoglobulins.

本発明に係わる防腐剤としては、免疫グロブリンの変性や凝集を起こさず、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質の透過を低減できることに影響を及ぼさなければ、特に限定しないが、例えば、アジ化ナトリウム等が挙げられる。その濃度の下限としては0.001重量%以上、好ましくは0.005重量%以上、上限としては1重量%以下、好ましくは0.5重量%以下が良い。   The preservative according to the present invention is not particularly limited as long as it does not cause denaturation or aggregation of immunoglobulin and does not affect the permeation of a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin. For example, sodium azide Etc. The lower limit of the concentration is 0.001% by weight or more, preferably 0.005% by weight or more, and the upper limit is 1% by weight or less, preferably 0.5% by weight or less.

本発明において、免疫グロブリン1量体及び2量体等の凝集体および免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を含む免疫グロブリン溶液から、免疫グロブリン1量体を分離する際の分画性能の指標は、次のとおり考えられる。   In the present invention, the index of fractionation performance when separating an immunoglobulin monomer from an immunoglobulin solution containing an aggregate such as an immunoglobulin monomer and a dimer and a protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin is: The following can be considered.

免疫グロブリン1量体を医薬品として使用する場合、副作用を引き起こす可能性のある不純物生体成分をできるだけ除去した方が良い。免疫グロブリン2量体含有率が1%以下であれば、医薬品として安全性の高いものと考えられているので、それを達成できる免疫グロブリン1量体の透過率と免疫グロブリン2量体の透過率の比(免疫グロブリン2量体の透過率/免疫グロブリン1量体の透過率=透過率比(D/M))としては0.20以下が良く、好ましくは0.15以下、より好ましくは0.10以下が良い。また、免疫グロブリン元液に含まれる免疫グロブリン2量体が少ない場合、透過液中の免疫グロブリン2量体含有率を1%以下にするためには、免疫グロブリン1量体の透過率と免疫グロブリン2量体の透過率の比が0.30以下であっても良い。
また、同様に免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質についても極力低減することが望まれている。初期の含有量にも依存するが、指標としては、免疫グロブリン1量体の透過率と該蛋白質の透過率の比(該蛋白質の透過率/免疫グロブリン1量体の透過率=透過率比(P/M))を用いることができ、同様に低い方が好ましく、該蛋白質にも依存するが、0.20以下が良く、好ましくは0.15以下が良い。
When using an immunoglobulin monomer as a pharmaceutical product, it is better to remove as much as possible impurity biological components that may cause side effects. If the content of the immunoglobulin dimer is 1% or less, it is considered to be highly safe as a pharmaceutical product. Therefore, the transmittance of the immunoglobulin dimer and the transmittance of the immunoglobulin dimer that can achieve this are considered. Ratio (Immunoglobulin Dimer Permeability / Immunoglobulin Monomer Permeability = Permeability Ratio (D / M)) is preferably 0.20 or less, preferably 0.15 or less, more preferably 0. .10 or less is good. Further, when the immunoglobulin dimer contained in the immunoglobulin original solution is small, in order to reduce the immunoglobulin dimer content in the permeate to 1% or less, the transmittance of the immunoglobulin monomer and the immunoglobulin The transmittance ratio of the dimer may be 0.30 or less.
Similarly, it is desired to reduce as much as possible a protein having a lower isoelectric point than an immunoglobulin. Although it depends on the initial content, as an indicator, the ratio of the permeability of the immunoglobulin monomer to the permeability of the protein (the transmittance of the protein / the transmittance of the immunoglobulin monomer = the transmittance ratio ( P / M)) can be used, and similarly, the lower one is preferable, and depending on the protein, it should be 0.20 or less, preferably 0.15 or less.

一方、免疫グロブリン1量体はできるだけ回収できる方が好ましい。従って、本発明に係わる免疫グロブリン1量体の透過率は80%以上が良く、好ましくは85%以上、より好ましくは90%以上が良い。   On the other hand, it is preferable that immunoglobulin monomer can be recovered as much as possible. Therefore, the transmittance of the immunoglobulin monomer according to the present invention is preferably 80% or more, preferably 85% or more, more preferably 90% or more.

モノクローナル抗体の精製において、アフィニティクロマトグラフィー精製工程は必須な工程となっている。特に、プロテインAなどをリガンドとしたアフィニティクロマトグラフィーが利用されている。その分離原理は、リガンドに対する免疫グロブリンとその他の生体成分の親和性を利用して分離している。具体的には、免疫グロブリンや夾雑蛋白質、糖鎖、核酸を含む生体成分をアフィニティクロマトグラフィーに通し、免疫グロブリンだけを固定化したリガンドに特異的に結合させる。この特異的に結合した免疫グロブリンを、低いpH、高いpH、高い塩、競合リガンドなどを用いて固定リガンドからはずし、回収することで精製された免疫グロブリンが得られる。しかしながら、アフィニティクロマトグラフィー精製工程で注意すべき点は、リガンドから免疫グロブリンを溶離するために低いpHや高い塩に接触させることが必要であるが、同時に免疫グロブリンを凝集させ、2量体以上の免疫グロブリン凝集体が副生させる問題やリガンド(例えば、プロテインA)が溶出し、免疫グロブリンと凝集体を形成する問題などがあった。したがって、プロテインAなどをリガンドしたアフィニティクロマトグラフィー精製を行った後、本発明に係わる分離方法を行うことによって、免疫グロブリンを十分に精製することができる。   In the purification of monoclonal antibodies, the affinity chromatography purification step is an essential step. In particular, affinity chromatography using protein A or the like as a ligand is used. The separation principle is based on the affinity of immunoglobulin and other biological components for the ligand. Specifically, biological components including immunoglobulins, contaminating proteins, sugar chains, and nucleic acids are passed through affinity chromatography to specifically bind only to the immobilized immunoglobulin. The specifically bound immunoglobulin is removed from the immobilized ligand using a low pH, high pH, high salt, competitive ligand, etc., and recovered to obtain a purified immunoglobulin. However, it should be noted in the affinity chromatography purification step that it is necessary to contact low pH and high salt in order to elute the immunoglobulin from the ligand. There have been problems such as formation of immunoglobulin aggregates as a by-product and formation of aggregates with immunoglobulins by elution of a ligand (for example, protein A). Accordingly, immunoglobulins can be sufficiently purified by carrying out the separation method according to the present invention after performing affinity chromatography purification using protein A as a ligand.

本発明に係わるプロテインAとは、天然の供給源から回収されたプロテインA、合成的に生成されたプロテインA(例えば、ペプチド合成によって、または組換え技術によって)、およびCH2/CH3領域(例えば、Fc領域)を有するタンパク質に結合する能力を保持するそれらの改変体を包含する。プロテインAは、Repligen、PharmaciaおよびFermatechから商業的に購入できる。プロテインAは、一般に、固相支持体材料にリガンドとして固定される。さらにプロテインAカラムとは、プロテインAが共有結合するクロマトグラフィー固体支持体マトリックスを含むアフィニティクロマトグラフィー樹脂またはカラムを示す。また、プロテインA以外のアフィニティクロマトグラフィーのリガンドとしては、プロテインL、プロテインGなどが挙げられる。これらのプロテインLおよびプロテインGについても、天然の供給源から回収されたもの、合成的に生成されたもの(例えば、ペプチド合成、または、組換え技術によって)、およびCH2/CH3領域(例えば、Fc領域)を有するタンパク質に結合する能力を保持するそれらの改変体を包含する。さらに、プロテインA、プロテインLおよびプロテインGを組み合わせて作成されたアフィニティクロマトグラフィー樹脂またはカラムを用いたアフィニティグラフィー精製方法も含有する。   Protein A according to the present invention includes protein A recovered from natural sources, synthetically produced protein A (eg, by peptide synthesis or by recombinant techniques), and CH2 / CH3 regions (eg, And variants thereof that retain the ability to bind to proteins having the Fc region). Protein A can be purchased commercially from Repligen, Pharmacia and Fermate. Protein A is generally immobilized as a ligand on a solid support material. Furthermore, protein A column refers to an affinity chromatography resin or column containing a chromatographic solid support matrix to which protein A is covalently bonded. Examples of affinity chromatography ligands other than protein A include protein L and protein G. These protein L and protein G are also those recovered from natural sources, synthetically produced (eg, by peptide synthesis or recombinant techniques), and CH2 / CH3 regions (eg, Fc And variants thereof that retain the ability to bind to a protein having a region. Furthermore, an affinity chromatography purification method using an affinity chromatography resin or column prepared by combining protein A, protein L and protein G is also included.

本発明における限外濾過膜モジュールとは、例えばケーシング内に平膜もしくは中空糸膜を収容したものであり、少なくとも、免疫グロブリン溶液をケーシング内に注ぎ込む液体流入口を一つ以上、分離された液体を導出するための液体流出口を一つ以上供えたものをいう。モジュールに使用するケーシングは一つ以上のケーシング部品から組み立てられる。ケーシング部品の材料は金属、ガラス、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂など、必要に応じて選択できる。好適な材料は、内部の様子が観察可能な透明性を有する熱可塑性樹脂材料であり、具体的にはポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、硬質塩化ビニル樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリスチレンブタジエン共重合体、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチルなどが挙げられる。特に好適なものは透明性を有する非晶性樹脂であり、ポリスチレンブタジエン共重合体、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸メチルなどが挙げられる。   The ultrafiltration membrane module in the present invention is, for example, a flat membrane or hollow fiber membrane accommodated in a casing, and at least one liquid inlet into which an immunoglobulin solution is poured into the casing. Is provided with at least one liquid outlet for deriving. The casing used for the module is assembled from one or more casing parts. The material of the casing component can be selected as necessary, such as metal, glass, thermoplastic resin, thermosetting resin, and the like. A suitable material is a thermoplastic resin material having transparency in which the inside can be observed. Specifically, polymethyl methacrylate, polystyrene, hard vinyl chloride resin, polyethylene terephthalate, polypropylene, polystyrene butadiene copolymer, polycarbonate. And polymethyl methacrylate. Particularly preferred are transparent amorphous resins, such as polystyrene butadiene copolymer, polycarbonate, and polymethyl methacrylate.

本発明に係わるモジュールに使用するケーシングを組み立てる際に使用されるケーシング部品の製造方法は、成型加工が可能であれば何ら限定しないが、例えば、溶接、プレス成型、射出成型、反応射出成型、超音波圧着、プラズマ融着、接着剤による接着などである。これらは単独でも2つ以上組み合わせても良い。特に好適なケーシング部品の製造方法としては材料に透明性を有する熱可塑性樹脂を用いた射出成型品と適切な接着剤で封止する方法である。   The method of manufacturing the casing part used when assembling the casing used in the module according to the present invention is not limited as long as it can be molded. For example, welding, press molding, injection molding, reaction injection molding, super Examples include sonic pressure bonding, plasma fusion, and adhesion using an adhesive. These may be used alone or in combination of two or more. A particularly preferable method for manufacturing a casing component is a method of sealing with an injection molded product using a thermoplastic resin having transparency as a material and an appropriate adhesive.

本発明に係わるモジュールに使用するケーシングおよび/またはケーシング部品には成型中、および/または成型後、および/または組み立て中、および/または組み立て後に、分離処理される液体と接触および/または接触しない表面に表面加工が実施できる。表面加工には種々の方法があるが、例えば親水化をする場合は親水性高分子の塗布や空気中でのプラズマ処理による表面酸化などが、疎水化する場合は撥水剤および/または離型剤の塗布が、また酸素透過を減少させる場合には蒸着法などにより酸化ケイ素膜をはじめとする各種無機コートを実施することができる。ケーシングおよび/またはケーシング材料への親水化加工を行うことでモジュール組み立て時に同種および/または異種材料界面の接着性制御が容易になり、疎水化加工を行うことで組み立て時に一時的に使用される各種保護フィルムなどとの剥離性を向上させることができる。   Casings and / or casing parts used in the modules according to the invention are surfaces which are in contact with and / or not in contact with the liquid to be separated during molding and / or after molding and / or during assembly and / or after assembly. Surface processing can be performed. There are various methods for surface treatment. For example, when hydrophilizing, hydrophilic polymer coating or surface oxidation by plasma treatment in air, etc., when hydrophobizing, water repellent and / or mold release When the agent is applied or oxygen permeation is reduced, various inorganic coats including a silicon oxide film can be applied by vapor deposition or the like. Adhesive control at the interface of the same and / or different materials is facilitated during module assembly by performing hydrophilic treatment on the casing and / or casing material, and various types of temporary use during assembly by performing hydrophobic treatment The peelability from the protective film or the like can be improved.

本発明に係わるモジュールの構造は、使用する膜の形状、例えば中空糸や平膜によって異なるが、中空糸や平膜などがケーシング内に適切に収容され、分離処理される免疫グロブリン溶液が混ざらない構造であれば良い。また金属メッシュや不織布などを膜の保持材として組み合わせてケーシングに収容し、モジュール化することもできる。   The structure of the module according to the present invention differs depending on the shape of the membrane used, for example, hollow fiber or flat membrane, but the hollow fiber or flat membrane is properly contained in the casing and the immunoglobulin solution to be separated does not mix. Any structure is acceptable. Moreover, a metal mesh, a nonwoven fabric, etc. can be combined as a film | membrane holding material, and it can accommodate in a casing, and can also be modularized.

本発明に係わる分離方法は、サイズ分画および溶液状態の制御によって分離する方法であり、合成医薬品の精製や清酒、ビール、ワイン、発泡酒、お茶、ウーロン茶、野菜ジュース、果物ジュースなど各種飲料の精製、薬液や処理水等から微粒子分離、油水分離や液ガス分離用の分離上下水の浄化を目的とする分離などの用途にも利用できる。   The separation method according to the present invention is a method of separation by size fractionation and control of solution state, and purification of synthetic pharmaceuticals and various beverages such as sake, beer, wine, happoshu, tea, oolong tea, vegetable juice, fruit juice, etc. It can also be used for purposes such as purification, separation of fine particles from chemicals and treated water, separation for oil / water separation and separation of liquid and gas for the purpose of purifying separation water and sewage.

本発明を次に実施例および比較例によって説明するが、これらに限定されるものではない。   The present invention will now be described by way of examples and comparative examples, but is not limited thereto.

[ポリスルホン系高分子膜の製造例]
<中空糸膜(PSf−1)の製造方法>
1,650gのN,N−ジメチルアセトアミド(和光純薬工業(株)製、以下、DMAcと略す)に280gのポリスルホン(P1700、UCC社製、以下PSfと略す)および110gのポリビニルピロリドン(K−90、BASF社製、以下PVPと略す)を加え、膜原液用の5,000×10−6反応器に注ぎ込んだ。反応器の攪拌をしながら減圧と窒素置換を5回繰り返した。その後、60℃に反応器内液温度をあげ、均一なPSfのDMAc溶液を得た。均一に溶解したことを確認し、この段階で攪拌を停止し、減圧にして脱泡を行った。その後、大気圧と同じ圧力に戻し、60℃に保持された紡糸用の膜原液を得た。純水450gにDMAc550gを混合し、内部凝固液用の3,000×10−6反応器に加えた。減圧と窒素置換を5回繰り返し、内部凝固液を得た。60℃に保持された2重紡口(内直径100μm、スリットの幅50μm、外直径300μm)に内部凝固液をおよび膜原液を通液させた。それぞれの流速は紡糸時の巻取り速度に応じて適宜調整した。得られた中空糸膜は空走距離0.6mで、60℃に保持された凝固槽中の外部凝固液(純水)中に導かれ、凝固を完了させたあと、巻取り装置で巻き取った。巻取り速度としては2,400m/時間から4,800m/時間で巻き取ることができた。その後、得られた中空糸膜は60℃の純水を用いて浸漬・洗浄を繰り返し、その後70℃の熱風乾燥機で6時間乾燥した。この製造方法により、分画分子量36万、内径207μm、膜厚41μmのポリスルホン系高分子膜を製造することができた。
[Production example of polysulfone polymer membrane]
<Method for producing hollow fiber membrane (PSf-1)>
1,650 g of N, N-dimethylacetamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter abbreviated as DMAc), 280 g of polysulfone (P1700, UCC, abbreviated as PSf) and 110 g of polyvinylpyrrolidone (K- 90, manufactured by BASF, hereinafter abbreviated as PVP), and poured into a 5,000 × 10 −6 m 3 reactor for a membrane stock solution. The pressure reduction and nitrogen substitution were repeated 5 times while stirring the reactor. Thereafter, the temperature of the solution in the reactor was raised to 60 ° C. to obtain a uniform PSf DMAc solution. After confirming uniform dissolution, stirring was stopped at this stage, and degassing was performed under reduced pressure. Thereafter, the pressure was returned to the same pressure as the atmospheric pressure, and a spinning membrane stock solution maintained at 60 ° C. was obtained. 550 g of DMAc was mixed with 450 g of pure water and added to a 3,000 × 10 −6 m 3 reactor for the internal coagulation liquid. Depressurization and nitrogen substitution were repeated 5 times to obtain an internal coagulating liquid. The internal coagulating liquid and the membrane stock solution were passed through a double spinning nozzle (inner diameter 100 μm, slit width 50 μm, outer diameter 300 μm) maintained at 60 ° C. Each flow rate was appropriately adjusted according to the winding speed during spinning. The obtained hollow fiber membrane was introduced into an external coagulation liquid (pure water) in a coagulation tank maintained at 60 ° C. with an idle running distance of 0.6 m, and after coagulation was completed, it was wound up by a winding device. It was. The winding speed was 2,400 m / hour to 4,800 m / hour. Then, the obtained hollow fiber membrane was repeatedly immersed and washed using pure water at 60 ° C., and then dried for 6 hours with a hot air dryer at 70 ° C. By this production method, a polysulfone polymer membrane having a molecular weight cut-off of 360,000, an inner diameter of 207 μm, and a film thickness of 41 μm could be produced.

<中空糸膜(PSf−2)の製造方法>
内部凝固液の組成(純水/DMAc)および膜原液中のポリスルホン濃度を変化させ、PSf−1の製造方法と同等の条件で行うことにより、分画分子量60万、内径155μm、膜厚33μmのポリスルホン系高分子膜を製造することができた。
<Method for producing hollow fiber membrane (PSf-2)>
By changing the composition of the internal coagulation solution (pure water / DMAc) and the polysulfone concentration in the membrane stock solution under the same conditions as the production method of PSf-1, the molecular weight cut off was 600,000, the inner diameter was 155 μm, and the film thickness was 33 μm. A polysulfone polymer membrane could be produced.

<中空糸膜(PSf−3)の製造方法>
内部凝固液の組成(純水/DMAc)および膜原液中のポリスルホン濃度を変化させ、PSf−1の製造方法と同等の条件で行うことにより、分画分子量2.5万、内径201μm、膜厚49μmのポリスルホン系高分子膜を製造することができた。
<Method for producing hollow fiber membrane (PSf-3)>
By changing the composition of the internal coagulation solution (pure water / DMAc) and the polysulfone concentration in the membrane stock solution under the same conditions as the production method of PSf-1, the molecular weight cut-off is 25,000, the inner diameter is 201 μm, the film thickness A 49 μm polysulfone polymer membrane could be produced.

<ヒト免疫グロブリン溶液の調製>
ヒト免疫グロブリン5%溶液(グロベニン−I−ニチヤク、日本製薬(株)製、等電点pI7.2、h−IgGと略す)を、不溶物を遠心分離し、上清を0.2μmのマイクロフィルターで濾過した。また、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質として、ウシ血清アルブミン5%溶液(SIGMA−Aldrich社製、等電点pI4.7、BSAと略す)を、同様に、不溶物を遠心分離し、上清を0.2μmのマイクロフィルターで濾過した。リン酸緩衝生理食塩水(日水社(株)製、PBSと略す)を用いて、h−IgG濃度が10g/L、BSA濃度が3g/Lとなるように、溶液を調整した。所定緩衝剤溶液を用い、中空糸膜(PSf−3)でダイアフィルトレーションを行い、バッファー交換を行い、ヒト免疫グロブリン溶液を調整した。ダイアフィルトレーション後でも各蛋白質濃度が変化していないことを吸光度計および高速液体クロマトグラフィー測定、逆相クロマトグラフィー測定によって確認した。溶液調整後のヒト免疫グロブリン1量体および2量体の比率は、それぞれ91%および8%であった。
<Preparation of human immunoglobulin solution>
Human immunoglobulin 5% solution (Globenin-I-Nichiyaku, Nippon Pharmaceutical Co., Ltd., isoelectric point pI7.2, abbreviated as h-IgG) was centrifuged, insoluble matter was centrifuged, and the supernatant was micronized to 0.2 μm. Filtered with a filter. In addition, as a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin, a bovine serum albumin 5% solution (manufactured by SIGMA-Aldrich, abbreviated as isoelectric point pI4.7, BSA) was similarly centrifuged, and the insoluble matter was centrifuged. The clear was filtered through a 0.2 μm microfilter. Using phosphate buffered saline (Nissui Co., Ltd., abbreviated as PBS), the solution was adjusted so that the h-IgG concentration was 10 g / L and the BSA concentration was 3 g / L. Using a predetermined buffer solution, diafiltration was performed with a hollow fiber membrane (PSf-3), buffer exchange was performed, and a human immunoglobulin solution was prepared. It was confirmed by absorbance meter, high performance liquid chromatography measurement, and reverse phase chromatography measurement that the concentration of each protein did not change even after diafiltration. The ratios of human immunoglobulin monomer and dimer after solution preparation were 91% and 8%, respectively.

<抗SCF抗体(モノクローナル抗体)の製造例>
(1)免疫原の作製
SCFを高発現するHeLa細胞のcDNAライブラリーから単離したSCFのcDNAを動物細胞発現用ベクターpBCMGS−neoに組み込んだ後、これをマウス繊維芽細胞株Balb/3T3細胞に形質導入し、得られたトランスフェクタントを免疫原とした。
(2)ハイブリドーマの作製
(a)免疫
8週令のBalb/cマウス(雌)に上記トランスフェクタントを2週間間隔で腹腔内投与した。免疫の効果は、マウスの尾静脈から採取した末梢血の血清と免疫原との反応性により評価した。効果を確認した後、最終免疫、細胞融合を行った。
(b)細胞融合
最終免疫から4日後、免疫されたマウスの脾細胞とマウス骨髄腫由来細胞株SP−2を常法に従って細胞融合させた。
(c)抗SCF抗体産生ハイブリドーマのスクリーニング
抗SCF抗体産生ハイブリドーマのスクリーニング法として、トランスフェクタントおよびその親株細胞(Balb/3T3)を抗原とした間接抗体法を用いた。トランスフェクタントに結合し、親株細胞(Balb/3T3)には結合しない抗体を産生するハイブリドーマを選択し、クローニングした。
(d)抗体の精製
SCF発現クローンの培養上清を限外ろ過濃縮した後、結合用緩衝液(BioRad Protein MAPS buffer)と等量混合した。Protein A−Sepharose CL−4B(ファルマシア社製)を結合用緩衝液で平衡化し、上記混合液をカラムに流して抗体を結合させた後、結合用緩衝液でカラムを洗浄した。0.2M Glycine−HCl buffer(pH3.0)をカラムに流して溶出を行い抗体画分を得た。次に、DEAE−Sepharose FF(GEヘルスケア社製)、Phenyl−Sepharose HP(GEヘルスケア社製)、Spephadex−G75(GEヘルスケア社製)の順で精製を行い、抗SCF抗体(等電点pI7.3)を単離した。

次に、抗SCF抗体を行い、不溶物を遠心分離し、上清を0.2μmのマイクロフィルターで濾過した後、また、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質として、ウシ血清アルブミン5%溶液(SIGMA−Aldrich社製、等電点pI4.7〜4.9、BSAと略す)を、同様に、不溶物を遠心分離し、上清を0.2μmのマイクロフィルターで濾過した。リン酸緩衝生理食塩水(日水社(株)製、PBSと略す)を用いて、抗SCF抗体濃度が5g/L、BSA濃度が1.5g/Lとなるように、溶液を調整した。所定緩衝剤溶液を用い、中空糸膜(PSf−3)でダイアフィルトレーションを行い、バッファー交換を行い、免疫グロブリン溶液を調整した。ダイアフィルトレーション後でも各蛋白質濃度が変化していないことを吸光度計および高速液体クロマトグラフィー測定、逆相クロマトグラフィー測定によって確認した。溶液調整後の免疫グロブリン1量体および2量体の比率は、それぞれ96%および4%であった。
<Production example of anti-SCF antibody (monoclonal antibody)>
(1) Preparation of immunogen SCF cDNA isolated from a cDNA library of HeLa cells that highly express SCF was incorporated into an animal cell expression vector pBCMGS-neo, which was then used as mouse fibroblast cell line Balb / 3T3 cells. The resulting transfectant was used as an immunogen.
(2) Production of hybridoma (a) Immunization The above transfectants were intraperitoneally administered to 8-week-old Balb / c mice (female) at intervals of 2 weeks. The effect of immunity was evaluated by the reactivity of peripheral blood serum collected from the tail vein of mice with the immunogen. After confirming the effect, final immunization and cell fusion were performed.
(B) Cell fusion Four days after the final immunization, the spleen cells of the immunized mouse and the mouse myeloma-derived cell line SP-2 were subjected to cell fusion according to a conventional method.
(C) Screening of anti-SCF antibody-producing hybridoma As an anti-SCF antibody-producing hybridoma screening method, an indirect antibody method using a transfectant and its parent cell line (Balb / 3T3) as an antigen was used. A hybridoma producing an antibody that binds to the transfectant and does not bind to the parent cell line (Balb / 3T3) was selected and cloned.
(D) Purification of antibody The culture supernatant of the SCF-expressing clone was concentrated by ultrafiltration, and then mixed with an equal amount of a binding buffer (BioRad Protein MAPS buffer). Protein A-Sepharose CL-4B (manufactured by Pharmacia) was equilibrated with a binding buffer, and the mixture was allowed to flow through the column to bind the antibody. Then, the column was washed with the binding buffer. An antibody fraction was obtained by flowing 0.2 M Glycine-HCl buffer (pH 3.0) through the column and elution. Next, purification was carried out in the order of DEAE-Sepharose FF (manufactured by GE Healthcare), Phenyl-Sepharose HP (manufactured by GE Healthcare), and Sephadex-G75 (manufactured by GE Healthcare), followed by anti-SCF antibody (isoelectric) Point pI 7.3) was isolated.

Next, an anti-SCF antibody is performed, the insoluble matter is centrifuged, the supernatant is filtered through a 0.2 μm microfilter, and a 5% bovine serum albumin solution (as a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin) ( In the same manner, SIGMA-Aldrich's isoelectric point pI 4.7-4.9, abbreviated as BSA) was centrifuged, and the supernatant was filtered through a 0.2 μm microfilter. Using phosphate buffered saline (Nissui Corp., abbreviated as PBS), the solution was adjusted so that the anti-SCF antibody concentration was 5 g / L and the BSA concentration was 1.5 g / L. Using a predetermined buffer solution, diafiltration was performed with a hollow fiber membrane (PSf-3), buffer exchange was performed, and an immunoglobulin solution was prepared. It was confirmed by absorbance meter, high performance liquid chromatography measurement, and reverse phase chromatography measurement that the concentration of each protein did not change even after diafiltration. The ratios of immunoglobulin monomer and dimer after solution preparation were 96% and 4%, respectively.

<分画分子量の測定>
各限外濾過膜を用いて、1wt%のウシアルブミン(シグマ−アルドリッチ社製、分子量6万)およびウシγ−グロブリン(インビトロジェン社製、分子量15万)、フェリチン(シグマ−アルドリッチ社製、分子量45万)を0.010MPaの定圧デッドエンドで濾過を行った。濾過開始から5分の間に透過した免疫グロブリン透過液中のアルブミンおよびγ−グロブリン、フェリチンの量を測定し、膜に捕捉された各蛋白質の捕捉率を算出した。各蛋白質の分子量と捕捉率との検量線を作製し、検量線から捕捉率90%の時の分子量を求め、その値を分画分子量と定めた。
<Measurement of molecular weight cutoff>
Using each ultrafiltration membrane, 1 wt% bovine albumin (Sigma-Aldrich, molecular weight 60,000) and bovine γ-globulin (Invitrogen, molecular weight 150,000), ferritin (Sigma-Aldrich, molecular weight 45) Was filtered at a constant pressure dead end of 0.010 MPa. The amount of albumin, γ-globulin, and ferritin in the immunoglobulin permeate that permeated within 5 minutes from the start of filtration was measured, and the capture rate of each protein captured on the membrane was calculated. A calibration curve between the molecular weight and the capture rate of each protein was prepared, the molecular weight at the capture rate of 90% was determined from the calibration curve, and the value was determined as the fractional molecular weight.

<透過率および透過率比の計算方法>
透過率および透過率比を測定する方法としては、高速液体クロマトグラフフィー法、核磁気共鳴法、質量分析法、赤外分光法などの結果より算出する方法が挙げられるが、算出することができれば、これらに限定するものではない。本発明においては、透過率および透過率比は、下記の方法で算出した。免疫グロブリンの濃度は280nm波長を用いて吸光度計で吸光度を測定し算出した。まず、BSAの濃度は、逆相クロマトグラフィー測定((株)島津製作所製LC−10、(株)島津製作所製のカラム:Imtakt,PrestoFT−C18、蒸留水/アセトニトリルのグラジェント)を用いて、吸収ピーク面積比から求めた。免疫グロブリン1量体と2量体の重量比率は高速液体クロマトグラフフィー(HPLC)測定(東ソー(株)製のカラムG3000SWXLを2本、東ソー(株)製のSC8020システム、東ソー(株)製のUV8020検出器)を行い、280nm波長における吸収ピーク面積比から求めた。BSAと免疫グロブリン1量体のピークが重なる場合は、逆相クロマトグラフィー法で算出したBSA濃度から高速液体クロマトグラフフィー測定で検出されるBSAピーク面積を算出し、差し引くことで容易に免疫グロブリン1量体のピーク面積が算出できる。
<Calculation method of transmittance and transmittance ratio>
Examples of the method for measuring the transmittance and the transmittance ratio include a method of calculating from results such as high performance liquid chromatography, nuclear magnetic resonance, mass spectrometry, infrared spectroscopy, etc. However, the present invention is not limited to these. In the present invention, the transmittance and the transmittance ratio were calculated by the following method. The immunoglobulin concentration was calculated by measuring the absorbance with an absorptiometer using a wavelength of 280 nm. First, the concentration of BSA was measured using reverse phase chromatography (LC-10 manufactured by Shimadzu Corporation, columns manufactured by Shimadzu Corporation: Imtakt, PretoFT-C18, gradient of distilled water / acetonitrile). It was determined from the absorption peak area ratio. The weight ratio of immunoglobulin monomer to dimer was measured by high performance liquid chromatography (HPLC) (two columns G3000SWXL manufactured by Tosoh Corporation, SC8020 system manufactured by Tosoh Corporation, manufactured by Tosoh Corporation). UV8020 detector) and obtained from the absorption peak area ratio at a wavelength of 280 nm. When the peak of BSA and immunoglobulin monomer overlap, the BSA peak area detected by high performance liquid chromatography is calculated from the BSA concentration calculated by the reverse phase chromatography method and easily subtracted by immunoglobulin 1 The peak area of the polymer can be calculated.

(透過率の計算方法)
まず、膜に透過させた免疫グロブリンの全処理量は、下記式(29)〜(31)で計算できる。
W=W(Mo)+ W(Ag) (29)
W(Mo)
=V1×S1/Sg×G1(Mo)−V2×S2/Sg×G2(Mo) (30)
W(Ag)
=V1×S1/Sg×G1(Ag)−V2×S2/Sg×G2(Ag) (31)

W:膜に透過させた免疫グロブリンの処理量(g)
W(Mo):膜に透過させた免疫グロブリン1量体の処理量(g)
W(Ag):膜に透過させた免疫グロブリン2量体の処理量(g)
Sg:1g/Lの全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
V1:濾過前の元液の免疫グロブリン溶液の容量(L)
S1:濾過前の元液の全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
G1(Mo):濾過前の元液の免疫グロブリン溶液中の1量体含有率(%)
G1(Ag):濾過前の元液の免疫グロブリン溶液中の2量体含有率(%)
V2:濾過後の元液の免疫グロブリン溶液の容量(L)
S2:濾過後の元液の全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
G2(Mo):濾過後の元液の免疫グロブリン溶液中の1量体含有率(%)
G2(Ag):濾過後の元液の免疫グロブリン溶液中の2量体含有率(%)

但し、濾過前の免疫グロブリン元液の容量が多く、処理量が少ない場合、免疫グロブリン溶液中の1量体と2量体の組成比が殆ど変化しないため、近似値として、下記式(32)および(33)から処理量を計算しても良い。
W(Mo)
=(V1×S1−V2×S2)/Sg×G1(Mo)/100 (32)
W(Ag)
=(V1×S1−V2×S2)/Sg×G1(Ag)/100 (33)

次に、膜を透過した免疫グロブリン1量体の透過量P(Mo)と2量体の透過量P(Ag)を下記式(34)および(35)で計算した。
P(Mo)=V3×S3/Sg×G3(Mo) (34)
P(Ag)=V3×S3/Sg×G3(Ag) (35)
P(Mo):膜を透過した免疫グロブリン1量体の透過量(g)
P(Ag):膜を透過した免疫グロブリン2量体の透過量(g)
Sg:1g/Lの全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
V3:透過液の免疫グロブリン溶液の容量(L)
S3:透過液の全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
G3(Mo):透過液の免疫グロブリン溶液中の1量体含有率(%)
G3(Ag):透過液の免疫グロブリン溶液中の2量体含有率(%)

さらに、免疫グロブリン溶液中の1量体透過率および2量体透過率を下記式(36)および(37)で計算し、免疫グロブリン2量体と1量体の透過率比(Ag/Mo)を下記式(38)で算出した。
1量体透過率(%)=P(Mo)/W(Mo)×100 (36)
2量体透過率(%)=P(Ag)/W(Ag)×100 (37)
透過率比(Ag/Mo)=2量体透過率/1量体透過率 (38)

透過率比(Ag/Mo)が低い程、2量体の透過率が低く、1量体の透過率が高いことを示し、1量体と2量体の分画性能が高いことを示している。
(Transmittance calculation method)
First, the total throughput of immunoglobulin permeated through the membrane can be calculated by the following formulas (29) to (31).
W = W (Mo) + W (Ag) (29)
W (Mo)
= V1 * S1 / Sg * G1 (Mo) -V2 * S2 / Sg * G2 (Mo) (30)
W (Ag)
= V1 * S1 / Sg * G1 (Ag) -V2 * S2 / Sg * G2 (Ag) (31)

W: Amount of immunoglobulin processed through the membrane (g)
W (Mo): treatment amount of immunoglobulin monomer permeating through the membrane (g)
W (Ag): throughput of immunoglobulin dimer permeated through the membrane (g)
Sg: HPLC peak area of all immunoglobulins at 1 g / L (mV · sec)
V1: Volume of the original immunoglobulin solution before filtration (L)
S1: HPLC peak area (mV · sec) of all immunoglobulins in the original solution before filtration
G1 (Mo): Monomer content (%) in the immunoglobulin solution of the original solution before filtration
G1 (Ag): Dimer content (%) in the immunoglobulin solution of the original solution before filtration
V2: Volume of the original immunoglobulin solution after filtration (L)
S2: HPLC peak area (mV · sec) of all immunoglobulins in the original solution after filtration
G2 (Mo): Monomer content (%) in the immunoglobulin solution of the original solution after filtration
G2 (Ag): Dimer content (%) in the immunoglobulin solution of the original solution after filtration

However, when the volume of the original immunoglobulin solution before filtration is large and the treatment amount is small, the composition ratio of the monomer and the dimer in the immunoglobulin solution hardly changes. Therefore, as an approximate value, the following formula (32) The processing amount may be calculated from (33).
W (Mo)
= (V1 * S1-V2 * S2) / Sg * G1 (Mo) / 100 (32)
W (Ag)
= (V1 * S1-V2 * S2) / Sg * G1 (Ag) / 100 (33)

Next, the permeation amount P (Mo) of the immunoglobulin monomer penetrating the membrane and the permeation amount P (Ag) of the dimer were calculated by the following formulas (34) and (35).
P (Mo) = V3 × S3 / Sg × G3 (Mo) (34)
P (Ag) = V3 × S3 / Sg × G3 (Ag) (35)
P (Mo): Permeation amount of immunoglobulin monomer passing through the membrane (g)
P (Ag): Amount of immunoglobulin dimer permeating through the membrane (g)
Sg: HPLC peak area of all immunoglobulins at 1 g / L (mV · sec)
V3: Volume of immunoglobulin solution in permeate (L)
S3: HPLC peak area (mV · sec) of all immunoglobulins in the permeate
G3 (Mo): Monomer content (%) in the immunoglobulin solution of the permeate
G3 (Ag): Dimer content (%) in the immunoglobulin solution of the permeate

Further, the monomer transmission rate and the dimer transmission rate in the immunoglobulin solution were calculated by the following formulas (36) and (37), and the immunoglobulin dimer and monomer transmission ratio (Ag / Mo) Was calculated by the following formula (38).
Monomer transmittance (%) = P (Mo) / W (Mo) × 100 (36)
Dimer transmittance (%) = P (Ag) / W (Ag) × 100 (37)
Transmittance ratio (Ag / Mo) = dimer transmittance / monomer transmittance (38)

The lower the transmittance ratio (Ag / Mo), the lower the transmittance of the dimer, the higher the transmittance of the monomer, and the higher the fractionation performance of the monomer and the dimer. Yes.

また、BSAと免疫グロブリン1量体の分離性能を比較するために、BSAと免疫グロブリン1量体の透過率比(B/Mo)を下記式(39)で算出した。
透過率比(B/Mo)
=(S4×S1×G1(Mo))/(S5×S3×G3(Mo)) (39)

S4:透過液のBSAの逆相クロマトのピーク面積(mV・秒)
S5:濾過前の元液のBSAの逆相クロマトのピーク面積(mV・秒)
S1:濾過前の元液の全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
G1(Mo):濾過前の元液の免疫グロブリン溶液中の1量体含有率(%)
S3:透過液の全免疫グロブリンのHPLCピーク面積(mV・秒)
G3(Mo):透過液の免疫グロブリン溶液中の1量体含有率(%)

透過率比(B/Mo)が低い程、BSAの透過率が低く、免疫グロブリン1量体の透過率が高いことを示し、免疫グロブリン1量体とBSAの分画性能が高いことを示している。
In order to compare the separation performance of BSA and immunoglobulin monomer, the transmittance ratio (B / Mo) between BSA and immunoglobulin monomer was calculated by the following formula (39).
Transmittance ratio (B / Mo)
= (S4 * S1 * G1 (Mo)) / (S5 * S3 * G3 (Mo)) (39)

S4: Peak area (mV · sec) of reverse phase chromatography of BSA in permeate
S5: Peak area (mV · sec) of BSA reverse phase chromatography of the original solution before filtration
S1: HPLC peak area (mV · sec) of all immunoglobulins in the original solution before filtration
G1 (Mo): Monomer content (%) in the immunoglobulin solution of the original solution before filtration
S3: HPLC peak area (mV · sec) of all immunoglobulins in the permeate
G3 (Mo): Monomer content (%) in the immunoglobulin solution of the permeate

The lower the permeability ratio (B / Mo), the lower the permeability of BSA, the higher the permeability of immunoglobulin monomer, and the higher the fractionation performance of immunoglobulin monomer and BSA. Yes.

[実施例1]
中空糸膜(PSf−1)の中空部分の断面積合計が0.02mとなるように本数を取り出し、免疫グロブリン1量体分離精製評価用の糸束を作製した。次に、10g/Lのヒト免疫グロブリン(h−IgG)と3g/Lのウシ血清アルブミン(BSA)、pH8.9の1.5mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸(Tris)緩衝液を用い、pH8.9の免疫グロブリン溶液を調製した。その糸束とヒト免疫グロブリン溶液100mLを図3に示すようなクロスフロー濾過装置に接続し、中空糸膜中での線速が10cm/秒、中空糸膜出側圧力が0.010MPaとなるよう送液ポンプ2(3)を回転させ、調整バルブ(7)で調整した。クロスフロー濾過が進む免疫グロブリン溶液中の蛋白質濃度が高くなるので、濃度が常に一定になるように希釈液用タンク(1)内のpH8.9の1.5mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸(Tris)緩衝液を希釈液として免疫グロブリン元液タンク(4)内に添加する。25℃で溶液がなくなるまでクロスフロー濾過を行い、透過液を回収した。透過液を逆相クロマトグラフィー測定、高速液体クロマトグラフィー測定で分析を行い、免疫グロブリン1量体および2量体の透過率、BSAの透過率、更には、それぞれの透過率比を算出した。
その結果(表1)、h−IgG1量体および2量体透過率が、それぞれ、92.5%および9.3%であり、BSAの透過率は、11.1%であった。h−IgG2量体と1量体の透過率比は0.10、BSAとh−IgG1量体の透過率比は、0.12であった。この結果は、h−IgG1量体を高い透過率で回収できており、h−IgG2量体およびBSAが除去できていることを示す。
[Example 1]
The number was taken out so that the total cross-sectional area of the hollow portion of the hollow fiber membrane (PSf-1) was 0.02 m 2, and a yarn bundle for evaluation of immunoglobulin monomer separation and purification was produced. Next, 10 g / L human immunoglobulin (h-IgG), 3 g / L bovine serum albumin (BSA), pH 8.9, 1.5 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane-hydrochloric acid (Tris) buffer solution were added. An immunoglobulin solution having a pH of 8.9 was prepared. The yarn bundle and 100 mL of the human immunoglobulin solution are connected to a crossflow filtration device as shown in FIG. 3 so that the linear velocity in the hollow fiber membrane is 10 cm / second and the outlet pressure of the hollow fiber membrane is 0.010 MPa. The liquid feed pump 2 (3) was rotated and adjusted with the adjustment valve (7). Since the protein concentration in the immunoglobulin solution that undergoes cross-flow filtration is increased, 1.5 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane having a pH of 8.9 in the diluent tank (1) so that the concentration is always constant. Hydrochloric acid (Tris) buffer is added as a diluent to the immunoglobulin source solution tank (4). Crossflow filtration was performed at 25 ° C. until no solution was present, and the permeate was collected. The permeate was analyzed by reverse phase chromatography measurement and high performance liquid chromatography measurement, and the transmittance of immunoglobulin monomer and dimer, the transmittance of BSA, and the transmittance ratio of each were calculated.
As a result (Table 1), h-IgG monomer and dimer transmittances were 92.5% and 9.3%, respectively, and the transmittance of BSA was 11.1%. The transmittance ratio between h-IgG dimer and monomer was 0.10, and the transmittance ratio between BSA and h-IgG monomer was 0.12. This result shows that the h-IgG dimer can be recovered with high transmittance, and the h-IgG dimer and BSA can be removed.

[実施例2]
免疫グロブリン溶液として、5g/LのSCFモノクローナル抗体(SCF)と1.5g/Lのウシ血清アルブミン(BSA)、pH8.9の1.5mMのトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン−塩酸(Tris)緩衝液を用い、pH8.9の免疫グロブリン溶液を調製したこと以外は、実施例1と同等の方法でクロスフロー濾過を行った。
その結果(表1)、SCF1量体および2量体透過率が、それぞれ、91.4%および13.1%であり、BSAの透過率は、10.8%であった。SCF2量体と1量体の透過率比は0.14、BSAとSCF1量体の透過率比は、0.12であった。この結果は、SCF1量体を高い透過率で回収できており、h−IgG2量体およびBSAが除去できていることを示す。
[Example 2]
As an immunoglobulin solution, 5 g / L SCF monoclonal antibody (SCF) and 1.5 g / L bovine serum albumin (BSA), pH 8.9, 1.5 mM tris (hydroxymethyl) aminomethane-hydrochloric acid (Tris) buffer Using the solution, cross flow filtration was performed in the same manner as in Example 1 except that an immunoglobulin solution having a pH of 8.9 was prepared.
As a result (Table 1), the SCF monomer and dimer transmittances were 91.4% and 13.1%, respectively, and the transmittance of BSA was 10.8%. The transmittance ratio between the SCF dimer and the monomer was 0.14, and the transmittance ratio between the BSA and the SCF monomer was 0.12. This result shows that the SCF monomer can be recovered with high permeability, and the h-IgG dimer and BSA can be removed.

[比較例1]
中空糸膜(PSf−1)を中空糸膜(PSf−2)に変えた以外、実施例1と同等の方法でクロスフロー濾過を行った。
その結果(表1)、h−IgG1量体および2量体透過率が、それぞれ、97.6%および54.2%であり、BSAの透過率は、98.0%であった。h−IgG2量体と1量体の透過率比は0.56、BSAとh−IgG1量体の透過率比は、1.00であった。この結果は、h−IgG1量体を高い透過率で回収できているものの、h−IgG2量体およびBSAが分離除去できていないことを示す。
[Comparative Example 1]
Cross flow filtration was performed in the same manner as in Example 1 except that the hollow fiber membrane (PSf-1) was changed to the hollow fiber membrane (PSf-2).
As a result (Table 1), the h-IgG monomer and dimer transmittances were 97.6% and 54.2%, respectively, and the transmittance of BSA was 98.0%. The transmittance ratio between the h-IgG dimer and the monomer was 0.56, and the transmittance ratio between the BSA and the h-IgG monomer was 1.00. This result shows that the h-IgG dimer and BSA cannot be separated and removed, although the h-IgG monomer can be recovered with high transmittance.

[比較例2]
実施例1において、免疫グロブリン溶液のpHを6.9にしたこと以外は、実施例1と同等の方法でクロスフロー濾過を行った。
その結果(表1)、h−IgG1量体および2量体透過率が、それぞれ、92.7%および10.6%であり、BSAの透過率は、94.0%であった。h−IgG2量体と1量体の透過率比は0.11、BSAとh−IgG1量体の透過率比は、1.01であった。この結果は、h−IgG1量体を高い透過率で回収できており、h−IgG2量体は除去できているものの、BSAが分離除去できていないことを示す。
[Comparative Example 2]
In Example 1, crossflow filtration was performed by the same method as Example 1 except that the pH of the immunoglobulin solution was 6.9.
As a result (Table 1), the h-IgG monomer and dimer transmittances were 92.7% and 10.6%, respectively, and the BSA transmittance was 94.0%. The transmittance ratio between h-IgG dimer and monomer was 0.11, and the transmittance ratio between BSA and h-IgG monomer was 1.01. This result shows that the h-IgG monomer can be recovered with high transmittance and the h-IgG dimer can be removed, but BSA cannot be separated and removed.

[比較例3]
免疫グロブリン溶液調整時にバッファー交換を実施せず、pH7.0の139mMのPBSの緩衝剤を用いて、pH7.0の免疫グロブリン溶液として用いたこと以外は、実施例1と同等の方法でクロスフロー濾過を行った。
その結果(表1)、h−IgG1量体および2量体透過率が、それぞれ、94.5%および9.2%であり、BSAの透過率は、97.5%であった。h−IgG2量体と1量体の透過率比は0.10、BSAとh−IgG1量体の透過率比は、1.03であった。この結果は、h−IgG1量体を高い透過率で回収できており、h−IgG2量体は除去できているものの、BSAが分離除去できていないことを示す。

Figure 2010047527
[Comparative Example 3]
The buffer flow was not changed during the preparation of the immunoglobulin solution, and the cross flow was performed in the same manner as in Example 1 except that the buffer solution of pH 139 mM PBS was used as the pH 7.0 immunoglobulin solution. Filtration was performed.
As a result (Table 1), the h-IgG monomer and dimer transmittances were 94.5% and 9.2%, respectively, and the transmittance of BSA was 97.5%. The transmittance ratio between h-IgG dimer and monomer was 0.10, and the transmittance ratio between BSA and h-IgG monomer was 1.03. This result shows that the h-IgG monomer can be recovered with high transmittance and the h-IgG dimer can be removed, but BSA cannot be separated and removed.
Figure 2010047527

本発明に係わる分離方法は、免疫グロブリンなどのバイオ医薬の分離・精製分野で好適に利用することができる。
The separation method according to the present invention can be suitably used in the field of separation and purification of biopharmaceuticals such as immunoglobulins.

本発明のクロスフロー濾過装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the crossflow filtration apparatus of this invention. 本発明のクロスフロー濾過装置を例示する図である。It is a figure which illustrates the crossflow filtration apparatus of this invention. 本発明のクロスフロー濾過方法を例示する図である。It is a figure which illustrates the cross flow filtration method of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 希釈液用タンク
2 送液ポンプ1
3 送液ポンプ2
4 免疫グロブリン元液タンク
5 圧力計1
6 圧力計2
7 調整バルブ
8 限外濾過膜モジュール
9 免疫グロブリン透過液タンク
10 流量計
11 濃度コントローラー
12 圧力・流量コントローラー
13 UVフローセル
1 Diluent tank 2 Liquid feed pump 1
3 Liquid feed pump 2
4 Immunoglobulin source solution tank 5 Pressure gauge 1
6 Pressure gauge 2
7 Adjustment valve 8 Ultrafiltration membrane module 9 Immunoglobulin permeate tank 10 Flow meter 11 Concentration controller 12 Pressure / flow rate controller 13 UV flow cell

Claims (15)

分画分子量が10万以上50万未満である限外濾過膜を用いて、少なくとも免疫グロブリン1量体とその凝集体、および、免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質を含む免疫グロブリン溶液であって、免疫グロブリン濃度が1〜150g/Lであり、pHが免疫グロブリンの等電点以上である免疫グロブリン溶液を、クロスフロー濾過することにより、免疫グロブリン1量体を分離することを特徴とする分離方法。   Using an ultrafiltration membrane having a molecular weight cut off of 100,000 or more and less than 500,000, an immunoglobulin solution comprising at least an immunoglobulin monomer, an aggregate thereof, and a protein having a lower isoelectric point than immunoglobulin Separation characterized in that the immunoglobulin monomer is separated by cross-flow filtration of an immunoglobulin solution having an immunoglobulin concentration of 1-150 g / L and a pH equal to or higher than the isoelectric point of the immunoglobulin. Method. 該凝集体は、少なくとも免疫グロブリン2量体を含むことを特徴とする請求項1に記載の分離方法。   The separation method according to claim 1, wherein the aggregate contains at least an immunoglobulin dimer. 該免疫グロブリン溶液のpHを、調整するための緩衝剤としてトリス(ヒドロキシメチル)アミノメタンを用いることを特徴とする請求項1または2記載の分離方法。   3. The separation method according to claim 1, wherein tris (hydroxymethyl) aminomethane is used as a buffer for adjusting the pH of the immunoglobulin solution. 該免疫グロブリン溶液において、用いる緩衝剤濃度が0.01mM以上〜500mM以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to any one of claims 1 to 3, wherein the concentration of the buffer used in the immunoglobulin solution is 0.01 mM to 500 mM. 該免疫グロブリン溶液のpHが、免疫グロブリンの等電点以上、11以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to any one of claims 1 to 4, wherein the pH of the immunoglobulin solution is from the isoelectric point of the immunoglobulin to 11 or less. 該免疫グロブリンより等電点の低い蛋白質が、アルブミンであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to any one of claims 1 to 5, wherein the protein having a lower isoelectric point than the immunoglobulin is albumin. 該免疫グロブリン濃度が、5〜100g/Lであることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to claim 1, wherein the immunoglobulin concentration is 5 to 100 g / L. 該免疫グロブリン濃度を、実質一定に維持しながらクロスフロー濾過することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to any one of claims 1 to 7, wherein the cross-flow filtration is performed while maintaining the immunoglobulin concentration substantially constant. 該免疫グロブリンが、モノクローナル抗体であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to any one of claims 1 to 8, wherein the immunoglobulin is a monoclonal antibody. 該限外濾過膜が、ポリスルホン系高分子膜であることを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to claim 1, wherein the ultrafiltration membrane is a polysulfone polymer membrane. 該ポリスルホン系高分子が、下記式(1)〜(3)で表されるポリスルホン系高分子の少なくとも1種又は2種以上の混合物であることを特徴とする請求項10に記載の分離方法。
[化1]
Figure 2010047527
[化2]
Figure 2010047527
[化3]
Figure 2010047527
The separation method according to claim 10, wherein the polysulfone polymer is at least one or a mixture of two or more polysulfone polymers represented by the following formulas (1) to (3).
[Chemical 1]
Figure 2010047527
[Chemical 2]
Figure 2010047527
[Chemical 3]
Figure 2010047527
該ポリスルホン系高分子が、ポリビニルピロリドンで親水化されたポリスルホン系高分子であることを特徴とする請求項10または11に記載の分離方法。   The separation method according to claim 10 or 11, wherein the polysulfone polymer is a polysulfone polymer hydrophilized with polyvinylpyrrolidone. 該限外濾過膜が、中空糸膜であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載の分離方法。   The separation method according to claim 1, wherein the ultrafiltration membrane is a hollow fiber membrane. 下記(イ)〜(ニ)からなる手段の1つ以上の手段を含む装置を用いて行う請求項1〜13のいずれかに記載の分離方法。
(イ)免疫グロブリン元液の濃度をモニタリングできる手段
(ロ)免疫グロブリン元液の濃度をコントロールできる手段
(ハ)免疫グロブリン元液の線速をコントロールできる手段
(ニ)限外濾過膜の濾過圧力をコントロールできる手段
The separation method according to any one of claims 1 to 13, which is carried out using an apparatus comprising one or more means selected from the following (a) to (d).
(B) Means capable of monitoring the concentration of the original immunoglobulin solution (b) Means capable of controlling the concentration of the immunoglobulin original solution (c) Means capable of controlling the linear velocity of the immunoglobulin original solution (d) Filtration pressure of the ultrafiltration membrane Means to control
請求項1〜14のいずれかに記載の分離方法に使用するモジュールおよび下記(イ)〜(ニ)からなる手段の1つ以上の手段を含む装置。
(イ)免疫グロブリン元液の濃度をモニタリングできる手段
(ロ)免疫グロブリン元液の濃度をコントロールできる手段
(ハ)免疫グロブリン元液の線速をコントロールできる手段
(ニ)限外濾過膜の濾過圧力をコントロールできる手段
An apparatus comprising one or more means of the module used in the separation method according to any one of claims 1 to 14 and means comprising the following (a) to (d).
(B) Means capable of monitoring the concentration of the original immunoglobulin solution (b) Means capable of controlling the concentration of the immunoglobulin original solution (c) Means capable of controlling the linear velocity of the immunoglobulin original solution (d) Filtration pressure of the ultrafiltration membrane Means to control
JP2008213917A 2008-08-22 2008-08-22 Method of separating immunoglobulin monomer Withdrawn JP2010047527A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008213917A JP2010047527A (en) 2008-08-22 2008-08-22 Method of separating immunoglobulin monomer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008213917A JP2010047527A (en) 2008-08-22 2008-08-22 Method of separating immunoglobulin monomer

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010047527A true JP2010047527A (en) 2010-03-04

Family

ID=42064934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008213917A Withdrawn JP2010047527A (en) 2008-08-22 2008-08-22 Method of separating immunoglobulin monomer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010047527A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011201837A (en) * 2010-03-26 2011-10-13 Asahi Kasei Chemicals Corp Method for producing purified collagen hydrolyzate
JP2013071100A (en) * 2011-09-29 2013-04-22 Toyobo Co Ltd Porous hollow fiber membrane for protein-containing liquid treatment
JP2014526371A (en) * 2011-09-01 2014-10-06 中外製薬株式会社 Method for preparing a composition comprising an antibody highly concentrated by ultrafiltration
JP2015139771A (en) * 2014-01-30 2015-08-03 三菱重工業株式会社 System and method for preventing chemical fouling in reverse osmosis membrane
JP2017159294A (en) * 2011-06-24 2017-09-14 ザトーリウス ステディム ビオテーク ゲーエムベーハー Method for separating biopolymer unit and virus from liquid

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011201837A (en) * 2010-03-26 2011-10-13 Asahi Kasei Chemicals Corp Method for producing purified collagen hydrolyzate
JP2017159294A (en) * 2011-06-24 2017-09-14 ザトーリウス ステディム ビオテーク ゲーエムベーハー Method for separating biopolymer unit and virus from liquid
JP2020124706A (en) * 2011-06-24 2020-08-20 ザトーリウス ステディム ビオテーク ゲーエムベーハー Biopolymer unit and method for separating virus from liquid
US10987629B2 (en) 2011-06-24 2021-04-27 Sartorius Stedim Biotech Gmbh Method for removing biopolymer aggregates and viruses from a fluid
JP2014526371A (en) * 2011-09-01 2014-10-06 中外製薬株式会社 Method for preparing a composition comprising an antibody highly concentrated by ultrafiltration
US9630988B2 (en) 2011-09-01 2017-04-25 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Method for preparing a composition comprising highly concentrated antibodies by ultrafiltration
US10590164B2 (en) 2011-09-01 2020-03-17 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Method for preparing a composition comprising highly concentrated antibodies by ultrafiltration
JP2013071100A (en) * 2011-09-29 2013-04-22 Toyobo Co Ltd Porous hollow fiber membrane for protein-containing liquid treatment
JP2015139771A (en) * 2014-01-30 2015-08-03 三菱重工業株式会社 System and method for preventing chemical fouling in reverse osmosis membrane
US10322951B2 (en) 2014-01-30 2019-06-18 Mitsubishi Heavy Industries Engineering, Ltd. System and method to prevent chemical fouling on reverse osmosis membrane

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5099930B2 (en) Method for separating immunoglobulin monomer
US8741600B2 (en) Method for separation of immunoglobulin monomers
JP2010053108A (en) Method for separating biogenic substance by using ultrafiltration membrane having electric charge, and module and apparatus therefor
JP2009221137A (en) Separation method of biocomponent using ultrafiltration membrane, and module and apparatus
JP4699207B2 (en) Hydrophilic microporous membrane
WO2007018284A1 (en) Separation membrane for use in treatment of liquid comprising aromatic ether polymer which is hydrophilized with hydrophilizing agent
JP6253584B2 (en) Antibody purification method by temperature-responsive chromatography
JP2010075185A (en) Purification and concentration of synthetic biological molecule
JP6220448B2 (en) Virus removal membrane
JP2010047527A (en) Method of separating immunoglobulin monomer
JP2010248092A (en) Method of isolating immunoglobulin monomer
JP2010158624A (en) Porous adsorption film and method for refining protein by using the same
JP2010051927A (en) Method of separating biogenic substance using ultra-filtration membrane, module and device
JP2010046621A (en) Separation refining method of inorganic nanoparticle
JP5756328B2 (en) Method for introducing graft chain, porous adsorption membrane, and protein purification method
JP5721204B2 (en) Purification method of antibody monomer using porous membrane with immobilized anion exchange group
CN110740802B (en) Method for filtering protein-containing solution
JP2010214245A (en) Porous membrane with fixed graft chain having functional group, manufacturing method therefor and application
JP2010047526A (en) Method for separating immunoglobulin monomer
JP2003268152A (en) Hydrophilic microporous film
JP2010193720A (en) Method for separating virus using porous membrane having immobilized anion exchange group
JP2018040772A (en) Ion exchange chromatography carrier
US20190023736A1 (en) Method for purifying protein
JP2023184194A (en) Protein purification methods using chromatography support

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20111101