JP2011235204A - Hollow fiber membrane - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空隙率を従来に無いほど高くしているにもかかわらず、強伸度に優れる中空糸膜に関する。より詳しくは、空隙率を高めることによりダイアライザー機能分類のIV型乃至V型の性能を有しながらも、強伸度の向上およびすべり性の向上により中空糸膜のハンドリング性やモジュール組立性を向上した中空糸膜に関する。 The present invention relates to a hollow fiber membrane that is excellent in strength and elongation even though the porosity is higher than ever. In more detail, by increasing the porosity, it has the performance of type IV to V of the dialyzer function class, but it improves the handling and module assembly of the hollow fiber membrane by improving the strength and slipping. Relates to the hollow fiber membrane.
腎不全治療などにおける血液浄化法では、血液中の尿毒素、老廃物を除去する目的で、天然素材であるセルロース、またその誘導体であるセルロースジアセテート、セルローストリアセテート、合成高分子としてはポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどの高分子を用いた透析膜や限外濾過膜を分離材として用いた血液透析器、血液濾過器あるいは血液透析濾過器などのモジュールが広く使用されている。特に中空糸型の膜を分離材として用いたモジュールは体外循環にかかわる循環血液量の低減、血中の物質除去効率の高さ、さらにモジュール組立ての生産性などの利点から血液浄化分野での重要度が高い。 In blood purification methods for the treatment of renal failure, natural materials such as cellulose, cellulose diacetate, cellulose triacetate, and synthetic polymers such as polysulfone, Modules such as hemodialyzers, hemofilters or hemodialyzers using dialysis membranes or ultrafiltration membranes using polymers such as ether sulfone, polymethyl methacrylate, polyacrylonitrile, etc. as separation materials are widely used. . Modules using hollow fiber membranes as separation materials are particularly important in the field of blood purification due to advantages such as reduction of circulating blood volume related to extracorporeal circulation, high substance removal efficiency in blood, and productivity of module assembly. High degree.
中空糸膜を用いたモジュールは、通常中空糸膜の中空部に血液を流し、外側部に透析液を向流に流し、血液から透析液への拡散に基づく物質移動により尿素、クレアチニンなどの低分子量物質を血中から除くことを主眼としている。さらに、長期透析患者の増加に伴い、透析合併症が問題となり、近年では透析による除去対象物質は尿素、クレアチニンなどの低分子量物質のみでなく、分子量数千の中分子量から分子量1〜2万の高分子量の物質まで拡大し、これらの物質も除去できることが血液浄化膜に要求されている。特に分子量11700のβ2ミクログロブリンは手根管症候群の原因物質であることがわかっており除去ターゲットとなっている。このような高分子量物質除去の治療に用いられる膜はハイパフォーマンス膜と呼ばれている。近年わが国においては、合成高分子が基材の主成分である非対称構造の中空糸膜がハイパフォーマンス膜として多く臨床で用いられている。 Modules using hollow fiber membranes normally flow blood through the hollow part of the hollow fiber membrane, flow dialysate counter-currently to the outer part, and reduce the amount of urea, creatinine, etc. by mass transfer based on diffusion from blood to dialysate. The main goal is to remove molecular weight substances from the blood. Furthermore, with the increase in the number of long-term dialysis patients, dialysis complications have become a problem. In recent years, substances to be removed by dialysis are not only low molecular weight substances such as urea and creatinine, but also have a molecular weight of several thousand to a molecular weight of 1 to 20,000. Blood purification membranes are required to expand to high molecular weight substances and to remove these substances. In particular, β2 microglobulin having a molecular weight of 11700 has been found to be a causative substance of carpal tunnel syndrome and is a removal target. Membranes used for such high molecular weight substance removal treatment are called high performance membranes. In recent years, in Japan, a hollow fiber membrane having an asymmetric structure, in which a synthetic polymer is a main component of a base material, has been used clinically as a high performance membrane.
また、ポリスルホン系樹脂やポリアクリロニトリルなどの合成高分子を材料とした非対称構造である中空糸膜は、血液と接触する内表面にスキン層をもたせることでシャープな分画特性を発現させているが、一方で、分画層が内表面の薄い層のみであることに起因する性能の経時変化が顕著であるという性質を併せ持っている(例えば、非特許文献1参照)。 In addition, hollow fiber membranes with an asymmetric structure made of synthetic polymers such as polysulfone resins and polyacrylonitrile have sharp fractionation characteristics by having a skin layer on the inner surface that comes into contact with blood. On the other hand, it also has a property that the change with time due to the fact that the fractionation layer is only a thin layer on the inner surface is remarkable (for example, see Non-Patent Document 1).
親水化剤を必要としない単一成分からなる血液浄化膜として酢酸セルロースからなる膜がある。酢酸セルロースは捕体を活性化させる水酸基の大部分をアセチル基に置換した構造であるため、親水化剤を用いなくても血液適合性に優れた素材である。酢酸セルロースの血液浄化用途においては、分画特性や血液適合性を向上させることを課題とし、血液と接触する内表面の粒径をコントロールする技術や、内表面を平滑にする技術、合成高分子と同等の分画特性を発現させるために内表面に緻密層を持たせた構造について検討されてきている。(たとえば、特許文献1、2、3、4参照)。 As a blood purification film composed of a single component that does not require a hydrophilizing agent, there is a film composed of cellulose acetate. Since cellulose acetate has a structure in which most of the hydroxyl groups that activate the trappings are substituted with acetyl groups, it is a material excellent in blood compatibility without using a hydrophilizing agent. In the blood purification application of cellulose acetate, the issue is to improve the fractionation characteristics and blood compatibility, and the technology to control the particle size of the inner surface in contact with blood, the technology to smooth the inner surface, and the synthetic polymer In order to develop a fractionation characteristic equivalent to that of the structure, a structure having a dense layer on the inner surface has been studied. (For example, see Patent Documents 1, 2, 3, and 4).
特許文献5には、酢酸セルロースからなり、高透水性能を有し、患者の状態によらず性能の安定性に優れる血液浄化用の中空糸膜に関する技術が開示されている。そして、比較例には空孔率が81.4〜85.6%である中空糸膜が開示されている。しかし、降伏強力は単糸あたり7.9〜12.6gと低く、中空糸膜のハンドリング性には問題がある。 Patent Document 5 discloses a technique relating to a hollow fiber membrane for blood purification that is made of cellulose acetate, has high water permeability, and has excellent performance stability regardless of the patient's condition. A comparative example discloses a hollow fiber membrane having a porosity of 81.4 to 85.6%. However, the yield strength is as low as 7.9 to 12.6 g per single yarn, and there is a problem with the handleability of the hollow fiber membrane.
また、特許文献6には、高透水性能を有し、血液系のタンパク濃度影響性の低い性能安定性に優れたモジュールに関する技術が開示されている。そして、実施例2、4、比較例3で得られた膜の空孔率が83.5%、86.2%、85.7%であることが記載されているが、上記同様に降伏強力が低いものしか得られていない。 Patent Document 6 discloses a technique related to a module having high water permeability and low performance influence on blood system protein concentration and excellent performance stability. And it is described that the porosity of the films obtained in Examples 2 and 4 and Comparative Example 3 is 83.5%, 86.2%, and 85.7%. Only low is obtained.
本発明は、高い空隙率を有しながらも優れた降伏強度を有し、低分子タンパクの除去性に優れるだけでなく、モジュール化性に優れた中空糸膜を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane that has an excellent yield strength while having a high porosity, not only an excellent removability of low molecular weight proteins, but also an excellent modularity.
中空糸膜開発においては、高性能化と強伸度との取り合いがあった。本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、空隙率を高めることによりダイアライザー機能分類のIV型乃至V型の性能を有しながら、膜構造の最適化により強伸度を確保するとともに中空糸膜外表面の親水化剤の存在状態を適正化することにより、後工程における中空糸膜のハンドリング性やモジュール組立性を向上した中空糸膜を得るに至った。 In developing hollow fiber membranes, there was a trade-off between high performance and high elongation. As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventor has secured the high elongation by optimizing the membrane structure while having the performance of the dialyzer function classification IV type to V type by increasing the porosity. At the same time, by optimizing the presence of the hydrophilizing agent on the outer surface of the hollow fiber membrane, a hollow fiber membrane having improved handling properties and module assemblability of the hollow fiber membrane in a subsequent process has been obtained.
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、ついに本発明に到達した。すなわち、本発明は以下の構成を有する。
(1)内径が150〜250μm、膜厚が10〜30μm、空隙率が75%以上、かつ降伏強度が17g以上の中空糸膜であり、中空糸膜が粒子の集合体からなり、内表面から外表面に向かって膜厚の60%の範囲は平均径が50nm以上の粒子が充填した構造であることを特徴とする中空糸膜。
(2)中空糸膜の断面を走査型電子顕微鏡で観察した際、倍率10000倍で撮影した写真において膜断面に実質的にマクロボイドが観察されない構造であることを特徴とする請求項1に記載の中空糸膜。
(3)透過型電子顕微鏡を用いて中空糸膜の断面を観察した際に、内表面側に比して外表面側がより密な構造であることを特徴とする(1)または(2)に記載の中空糸膜。
(4)中空糸膜が酢酸セルロース系ポリマーからなることを特徴とする(1)〜(3)いずれかに記載の中空糸膜。
(5)(1)〜(4)いずれかに記載の中空糸膜を端部充填率が45〜65%となるようにケースに挿入して作製されたことを特徴とする中空糸膜モジュール。
(6)血液浄化に用いられることを特徴とする(5)に記載の中空糸膜モジュール。
The inventor has finally reached the present invention as a result of intensive studies to solve the above problems. That is, the present invention has the following configuration.
(1) A hollow fiber membrane having an inner diameter of 150 to 250 μm, a film thickness of 10 to 30 μm, a porosity of 75% or more, and a yield strength of 17 g or more. A hollow fiber membrane characterized by having a structure filled with particles having an average diameter of 50 nm or more in a range of 60% of the film thickness toward the outer surface.
(2) When the cross section of the hollow fiber membrane is observed with a scanning electron microscope, the macro void is not substantially observed in the membrane cross section in the photograph taken at a magnification of 10,000 times. Hollow fiber membrane.
(3) When the cross section of the hollow fiber membrane is observed using a transmission electron microscope, the outer surface side has a denser structure than the inner surface side. (1) or (2) The hollow fiber membrane as described.
(4) The hollow fiber membrane according to any one of (1) to (3), wherein the hollow fiber membrane is made of a cellulose acetate-based polymer.
(5) A hollow fiber membrane module produced by inserting the hollow fiber membrane according to any one of (1) to (4) into a case so that the end portion filling ratio is 45 to 65%.
(6) The hollow fiber membrane module according to (5), which is used for blood purification.
本発明の中空糸膜は、高い空隙率を有しているにもかかわらず高い降伏強度を付与しているので、低分子タンパクの除去性に優れるだけでなく、耐衝撃性やハンドリング性に優れ、取扱い性やモジュール組立ての歩留まりが良好である。 The hollow fiber membrane of the present invention imparts high yield strength despite having a high porosity, so it not only excels in removing low molecular weight proteins, but also in impact resistance and handling properties. Good handling and module assembly yield.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明者は、前記課題を解決するために、中空糸膜の製造工程と中空糸膜の構造、血液中における性能の関係について検討した。血液中でのβ2ミクログロブリンなどの低分子量タンパク質の除去性能を向上させるには、内表面にスキン層を持つ非対称構造が有利とされており、市場ではポリスルホン系高分子と親水化剤のブレンドからなる非対称中空糸膜が主流である。しかし、このようなブレンド膜は、4時間程度の血液浄化治療においても膜からの親水化剤の溶出が避けられず、治療開始時と終了直前での性能変化が顕著になることがある。また、親水化剤が溶出することによるアレルギー症状を引き起こす可能性もある。本発明者は、親水化剤を用いずに高性能を達成しつつ、モジュール組立て性の良好な中空糸膜を得るために、均質構造としながらも高空隙率で、且つ強伸度の高い中空糸膜を得るために鋭意検討した。そして、膜の基本構造の最適化と製造工程における適度な延伸の付与と膜収縮の抑制に配慮することにより高透析性とモジュール組立て性に優れる中空糸膜を得ることが可能となった。 In order to solve the above problems, the present inventor examined the relationship between the manufacturing process of the hollow fiber membrane, the structure of the hollow fiber membrane, and the performance in blood. In order to improve the removal performance of low molecular weight proteins such as β2 microglobulin in blood, an asymmetric structure with a skin layer on the inner surface is advantageous, and in the market, a blend of a polysulfone polymer and a hydrophilizing agent is used. An asymmetric hollow fiber membrane is the mainstream. However, in such a blend membrane, elution of the hydrophilizing agent from the membrane is unavoidable even in a blood purification treatment of about 4 hours, and the performance change between the start and end of treatment may become remarkable. Moreover, there is a possibility of causing allergic symptoms due to elution of the hydrophilizing agent. In order to obtain a hollow fiber membrane having good module assembly while achieving high performance without using a hydrophilizing agent, the present inventor has a hollow structure with a high porosity and a high elongation, while having a homogeneous structure. In order to obtain a yarn membrane, it was studied earnestly. And it became possible to obtain a hollow fiber membrane excellent in high dialyzability and module assemblability by taking into account the optimization of the basic structure of the membrane, the provision of appropriate stretching in the production process, and the suppression of membrane shrinkage.
本発明において、中空糸膜の内径は150〜250μmであることが好ましい。内径が小さすぎると、中空糸膜の中空部を流れる血液の圧力損失が大きくなるため、溶血の恐れがある。また、内径が大きすぎると、中空糸膜の中空部を流れる血液のせん断速度が小さくなるため、血液中のタンパク質が経時的に膜の内面に堆積しやすくなる。中空糸膜内部を流れる血液の圧力損失やせん断速度が適度な範囲となる内径は160〜230μmである。 In the present invention, the hollow fiber membrane preferably has an inner diameter of 150 to 250 μm. If the inner diameter is too small, the pressure loss of the blood flowing through the hollow portion of the hollow fiber membrane increases, so that there is a risk of hemolysis. On the other hand, if the inner diameter is too large, the shear rate of blood flowing through the hollow portion of the hollow fiber membrane becomes small, so that proteins in the blood easily accumulate on the inner surface of the membrane over time. The inner diameter at which the pressure loss and shear rate of the blood flowing inside the hollow fiber membrane is in an appropriate range is 160 to 230 μm.
また、本発明において、中空糸膜の平均膜厚は10μm以上30μm以下が好ましい。平均膜厚が大きすぎると、透水性は高くても、中〜高分子量物質の透過性が不足することがある。また、モジュールの設計上、膜面積を大きくする際に膜厚が大きいと、モジュールの大きさが大きくなってしまい適切ではない。膜厚は薄い方が物質透過性が高まるため好ましく、25μm以下がより好ましく、20μm以下がさらに好ましい。平均膜厚が薄すぎると、バースト圧などの欠点評価などにおいてモジュールに必要な最低限の膜強度を維持するのが困難になることがある。したがって、平均膜厚は12μm以上がより好ましく、13μm以上がさらに好ましい。ここでいう平均膜厚とは、ランダムにサンプリングした中空糸膜5本を測定したときの平均値である。この時、それぞれの値と平均値との差が、平均値の2割を超えないこととする。 In the present invention, the average thickness of the hollow fiber membrane is preferably 10 μm or more and 30 μm or less. When the average film thickness is too large, the permeability of the medium to high molecular weight substance may be insufficient even if the water permeability is high. Further, in terms of module design, when the film area is increased, if the film thickness is large, the module becomes large, which is not appropriate. A thinner film thickness is preferred because the material permeability increases, more preferably 25 μm or less, and even more preferably 20 μm or less. If the average film thickness is too thin, it may be difficult to maintain the minimum film strength required for the module in evaluating defects such as burst pressure. Therefore, the average film thickness is more preferably 12 μm or more, and further preferably 13 μm or more. An average film thickness here is an average value when five hollow fiber membranes sampled at random are measured. At this time, the difference between each value and the average value does not exceed 20% of the average value.
本発明において、中空糸膜の空隙率は75%以上であることが好ましい。より好ましくは78%以上、さらに好ましくは80%以上である。空隙率を高めれば、膜厚部分を通過する物質の移動抵抗が小さくなるので、それだけ透析性能を高めることができる。しかし、中空糸膜のハンドリング性、特にモジュール組立性を考慮すると80%以上の空隙率は分離膜としての強度限界を既に超えている。そこで本発明者は、中空糸膜の構造を網目構造から粒子充填構造に変更した。粒子充填構造は、網目構造よりも、空隙率や粒子径を大きくする方にコントロールしやすく、高性能化と強度向上に適していると考えている。とは言え、空隙率が87%を超えると必要な降伏強度を得ることができない。 In the present invention, the hollow fiber membrane preferably has a porosity of 75% or more. More preferably, it is 78% or more, More preferably, it is 80% or more. If the porosity is increased, the movement resistance of the substance passing through the film thickness portion is reduced, so that the dialysis performance can be improved accordingly. However, considering the handleability of the hollow fiber membrane, particularly the module assembly property, the porosity of 80% or more has already exceeded the strength limit as a separation membrane. Therefore, the present inventor changed the structure of the hollow fiber membrane from a network structure to a particle-packed structure. The particle-packed structure is easier to control than the network structure to increase the porosity and particle diameter, and is considered suitable for higher performance and strength. However, if the porosity exceeds 87%, the required yield strength cannot be obtained.
本発明において、中空糸膜の降伏強度は単糸あたり17g以上であることが好ましい。19g以上がより好ましく、20g以上がさらに好ましい。降伏強度が低いと、中空糸膜製造工程において捲き取りができないとか、モジュール組立て時に中空糸膜の弛みが生じモジュール内で中空糸膜束の偏りが生じる(透析液の偏流の原因となる)などの問題が生じる可能性がある。 In the present invention, the yield strength of the hollow fiber membrane is preferably 17 g or more per single yarn. 19 g or more is more preferable, and 20 g or more is more preferable. If the yield strength is low, the hollow fiber membrane manufacturing process cannot be scraped off, or the hollow fiber membrane loosens during assembly of the module, causing the hollow fiber membrane bundle to be biased in the module (causing the dialysate to drift). May cause problems.
本発明において、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて中空糸膜の断面を観察した際に、内表面側に比して外表面側が密である構造が好ましい。TEMでの観察は、粒子と空隙の区別が明確になるので適している。密な構造とは、TEMで観察をした際に、膜の断面構造が内側から外側までが一つの画像で観察できる倍率において、膜断面のコントラストにて判断し、相対的に濃く観察される部分が密な構造である。断面サンプルは同サンプルについて複数個所について観察する。いずれについても断面のコントラストが同じ傾向であることを確認して最終的に密な構造の有無、位置などを判定する。ここで、膜断面構造を観察する際に、部分的に別々の画像を用いると、TEM観察した際の光量の加減などで単純に濃淡を比較できない場合があるので適さない。密な層はいわゆる分離に直接作用する分画層であり、分画層が外表面側にあるということは、深層ろ過と篩い分けの組合わせによる分画が期待でき、性能低下の抑制に効果がある。
密な層では、TEMの観察倍率を2万倍まで拡大しても、互いの粒子が接近しているため、粒径測定が困難である。
In the present invention, when the cross section of the hollow fiber membrane is observed using a transmission electron microscope (TEM), a structure in which the outer surface side is denser than the inner surface side is preferable. Observation with TEM is suitable because the distinction between particles and voids becomes clear. A dense structure is a portion that is observed relatively densely when judged by the contrast of the cross section of the film at a magnification at which the cross section of the film can be observed from one side to the outside when viewed with a TEM. Is a dense structure. The cross-sectional sample is observed at a plurality of locations on the sample. In any case, it is confirmed that the cross-sectional contrast has the same tendency, and finally, the presence / absence and position of a dense structure is determined. Here, when observing the film cross-sectional structure, it is not suitable to use partially different images because the density may not be simply compared because of the amount of light when TEM observation is performed. The dense layer is a fractional layer that acts directly on separation, and the fact that the fractional layer is on the outer surface side can be expected to be fractionated by a combination of depth filtration and sieving, which is effective in suppressing performance degradation. There is.
In a dense layer, even if the observation magnification of TEM is increased to 20,000 times, it is difficult to measure the particle size because the particles are close to each other.
本発明において、内表面から外表面に向かっておよそ膜厚の60%の領域では、径が50nm以上の粒子が充填した構造であることが好ましい。粒子のサイズは55nm以上150nm以下がより好ましく、60nm以上140nm以下がさらに好ましい。このような範囲の粒子が均等に充填した構造である場合、血液中のたんぱく質、主にアルブミンが可逆層として血液接触面(内表面)に存在することが可能となり、血液適合性や分画性に優れる。径が150nmを超える粒子の集合体の場合には中空糸膜の強度が弱くなることがある。
中空糸膜の内表面に緻密層、とくに孔径が小さく薄い密な構造のスキン層がある場合には、血液と接触する中空糸膜の内表面に可逆的なタンパク質の吸脱着層が存在できないので、膜と血液との間にストレスが発生することになり適さない。
In the present invention, it is preferable that the structure is filled with particles having a diameter of 50 nm or more in the region of about 60% of the film thickness from the inner surface to the outer surface. The particle size is more preferably 55 nm or more and 150 nm or less, and further preferably 60 nm or more and 140 nm or less. When particles in this range are evenly packed, proteins in blood, mainly albumin, can be present on the blood contact surface (inner surface) as a reversible layer. Excellent. In the case of an aggregate of particles having a diameter exceeding 150 nm, the strength of the hollow fiber membrane may be weakened.
If there is a dense layer on the inner surface of the hollow fiber membrane, especially a skin layer with a small pore size and a thin structure, a reversible protein adsorption / desorption layer cannot be present on the inner surface of the hollow fiber membrane in contact with blood. Stress is generated between the membrane and blood, which is not suitable.
また、本発明の中空糸膜は、膜断面に実質的にマクロボイドが観測されないのが好ましい。膜の内表面あるいは外表面に緻密なスキン層を持ち中間部にボイドを含有する構造では、スキン層の構造変化が起きにくいためか本発明の効果が得られにくい。また、中空糸膜にマクロボイドが存在すると、膜構成分子間の距離が大きくなり膜構成分子間の静電引力による膜収縮が働きにくくなるためか、本発明の効果が得られにくい。ここで、実質的にマクロボイドが観察されない膜とは、膜断面を走査型電子顕微鏡により10,000倍で観察したときに、直径が0.7μmを超える大きさのボイドや構造に由来する空隙が観察されない均質構造を示す。 In the hollow fiber membrane of the present invention, it is preferable that macrovoids are not substantially observed in the membrane cross section. In the structure having a dense skin layer on the inner surface or outer surface of the film and containing voids in the middle part, the effect of the present invention is hardly obtained because the structural change of the skin layer hardly occurs. In addition, if a macro void exists in the hollow fiber membrane, the distance between the membrane constituent molecules becomes large, and the membrane contraction due to electrostatic attraction between the membrane constituent molecules becomes difficult to work, or the effect of the present invention is hardly obtained. Here, a film in which macrovoids are not substantially observed is a void derived from a void or a structure having a diameter exceeding 0.7 μm when a cross section of the film is observed at a magnification of 10,000 times with a scanning electron microscope. Shows a homogeneous structure where no is observed.
本発明において、中空糸膜を構成する基材は、血液への溶出物の心配がない単一高分子基材が好ましく、酢酸セルロースがモジュールとして実績があり好ましい。また、水酸基の置換度が高い三酢酸セルロースが捕体活性化の抑制に効果があるためより好ましい。 In the present invention, the base material constituting the hollow fiber membrane is preferably a single polymer base material that is free from worry about the eluate into blood, and cellulose acetate is preferred as a module. In addition, cellulose triacetate having a high degree of substitution of hydroxyl groups is more preferable because it has an effect of suppressing capture activation.
本発明の中空糸膜は、血液透析や血液透析濾過、血液濾過など、腎不全の治療に用いるモジュール用として好適である。さらに、高性能であるにも関わらず、膜からの親水化剤などの溶出物が無く、さらに患者自身の血液成分による酸化ストレス抑制作用も期待できるなど、安全な治療ができるという点で優れている。 The hollow fiber membrane of the present invention is suitable for modules used for the treatment of renal failure, such as hemodialysis, hemodiafiltration, and hemofiltration. In addition, despite its high performance, there is no eluate such as hydrophilizing agent from the membrane, and it can be expected to suppress oxidative stress caused by the patient's own blood components. Yes.
本発明における中空糸膜の37℃における純水の透水性(UFR)は150ml/m2/hr/mmHg以上1500ml/m2/hr/mmHg以下の範囲が好ましい。透水性が150ml/m2/hr/mmHg未満では本発明の目的とする高透水性とは言えず、一般にタンパクリーク量も低い。透水性が大きすぎる場合は、細孔径が大きくなり、タンパクリーク量が多くなりすぎることがある。したがって、透水性のより好ましい範囲は150ml/m2/hr/mmHg以上1200ml/m2/hr/mmHg以下、さらに好ましくは150ml/m2/hr/mmHg以上1000ml/m2/hr/mmHg以下である。 The water permeability (UFR) of pure water at 37 ° C. of the hollow fiber membrane in the present invention is preferably in the range of 150 ml / m 2 / hr / mmHg to 1500 ml / m 2 / hr / mmHg. If the water permeability is less than 150 ml / m 2 / hr / mmHg, it cannot be said that the object of the present invention is high water permeability, and generally the amount of protein leak is also low. When the water permeability is too large, the pore diameter becomes large, and the amount of protein leak may increase too much. Therefore, a more preferable range of water permeability is 150 ml / m 2 / hr / mmHg to 1200 ml / m 2 / hr / mmHg, more preferably 150 ml / m 2 / hr / mmHg to 1000 ml / m 2 / hr / mmHg. is there.
本発明の中空糸膜を用いて内径基準による膜面積が1.5m2のモジュールを作製し、血液流路側にヒトβ2MG(分子量11,600)を0.05〜0.1mg/lの濃度になるように添加した総タンパク濃度が6.5±0.5g/dl、37℃に保温したACD(acid-citrate-dextrose)添加牛血漿を流量200ml/minで流し、透析液側に透析液を500ml/minで流し、ろ過流量15ml/minでろ過した際に、透析開始後60分時点のβ2MGのクリアランス(CLβ15とする)が60ml/min以上を達成することができ、ダイアライザー機能分類のV型の性能を発現することも可能である。 Using the hollow fiber membrane of the present invention, a module having a membrane area of 1.5 m 2 on the basis of the inner diameter was prepared, and human β 2 MG (molecular weight 11,600) was added to the blood channel side at a concentration of 0.05 to 0.1 mg / l. The ACD (acid-citrate-dextrose) -added bovine plasma kept at 37 ° C was flowed at a flow rate of 200 ml / min, and the dialysate was placed on the dialysate side. When flowing at 500 ml / min and filtered at a filtration flow rate of 15 ml / min, the clearance of β2MG (CLβ15) at 60 minutes after the start of dialysis can reach 60 ml / min or more. It is also possible to exhibit the performance of
このような中空糸膜の製造方法としては、以下に示す条件が好ましい。粒子充填構造にするためには、紡糸原液のポリマー濃度を低くすればよく、さらに内表面近傍の領域の粒子径を50nm以上にするには、ポリマーの種類などにもよるが三酢酸セルロースの場合、18質量%以下、より好ましくは17質量%以下とするのが好ましい。しかし、紡糸原液中のポリマー濃度が低すぎても、必要な膜強度を得られない可能性があるので、12質量%以上が好ましく、14質量%以上がより好ましい。 As a method for producing such a hollow fiber membrane, the following conditions are preferable. In order to obtain a particle-packed structure, the polymer concentration of the spinning dope should be lowered, and in order to make the particle diameter in the region near the inner surface 50 nm or more, depending on the type of polymer, etc., in the case of cellulose triacetate 18 mass% or less, more preferably 17 mass% or less. However, since the required film strength may not be obtained even if the polymer concentration in the spinning dope is too low, it is preferably 12% by mass or more, and more preferably 14% by mass or more.
紡糸原液は、不溶成分やゲルを取り除く目的でノズル吐出直前にフィルターにかけるのが好ましい。フィルターの孔径は小さい方がよく、具体的には中空糸膜の膜厚以下のものが好ましく、中空糸膜の膜厚の1/2以下がより好ましい。フィルターが無い場合やフィルターの孔径が中空糸膜の膜厚を超える場合、ノズルスリットの一部に詰まりが生じ、偏肉糸の発生を招くことがある。さらに、フィルター無しの場合やフィルター孔径が中空糸膜の膜厚を超えると、紡糸原液中の不溶解成分やゲルなどの混入が原因で部分的なボイドの原因となりやすい。粒子充填構造の場合、ボイドなどの膜中の欠陥は血液浄化膜としての強度を著しく低下させることになる。紡糸原液の濾過は、吐出するまでの間に複数回実施してもよく、フィルターの寿命を延ばすことができるので好ましい。 The spinning solution is preferably filtered immediately before nozzle discharge for the purpose of removing insoluble components and gel. The pore diameter of the filter is preferably small. Specifically, the pore diameter is preferably not more than the thickness of the hollow fiber membrane, and more preferably not more than 1/2 of the thickness of the hollow fiber membrane. When there is no filter or when the pore diameter of the filter exceeds the film thickness of the hollow fiber membrane, a part of the nozzle slit may be clogged, resulting in occurrence of uneven thickness yarn. Furthermore, when there is no filter or when the filter pore diameter exceeds the film thickness of the hollow fiber membrane, partial voids are likely to be caused due to mixing of insoluble components or gels in the spinning dope. In the case of a particle-packed structure, defects in the film such as voids significantly reduce the strength as a blood purification film. Filtration of the stock solution for spinning may be carried out a plurality of times before discharging, which is preferable because the life of the filter can be extended.
また、ドラフト比は小さい方が好ましい。具体的には1以上10以下が好ましく、3以上9以下がより好ましく、5以上9以下がさらに好ましい。ここで言うドラフト比は、凝固浴出口における中空糸膜引取り速度とノズルから吐出される紡糸原液の吐出線速度との比(中空糸膜引取り速度/紡糸原液の吐出線速度)である。ドラフト比が大きすぎると、膜の構造形成時に張力がかかり、粒子の変形や均一性を損なうことがある。 A smaller draft ratio is preferable. Specifically, 1 or more and 10 or less are preferable, 3 or more and 9 or less are more preferable, and 5 or more and 9 or less are more preferable. The draft ratio referred to here is the ratio of the hollow fiber membrane take-off speed at the coagulation bath outlet and the discharge linear speed of the spinning dope discharged from the nozzle (hollow fiber membrane take-off speed / discharge spinning speed of the spinning dope). If the draft ratio is too large, tension is applied during the formation of the film structure, and the deformation and uniformity of the particles may be impaired.
紡糸原液を吐出する際のノズルの温度は、紡糸原液の粘度を可紡領域でコントロールするために、50℃以上130℃以下が好ましく、70℃以上120℃以下がより好ましく、80℃以上110℃以下がさらに好ましい。ノズル温度が低過ぎると紡糸原液の粘度が高くなるため、ノズルにかかる圧力が高くなり紡糸原液を安定に吐出できないことがある。また、ノズル温度が高過ぎると相分離による膜形成に影響し孔径が大きくなりすぎる可能性がある。 In order to control the viscosity of the spinning dope in the spinning region, the nozzle temperature when discharging the spinning dope is preferably 50 ° C. or higher and 130 ° C. or lower, more preferably 70 ° C. or higher and 120 ° C. or lower, and more preferably 80 ° C. or higher and 110 ° C. The following is more preferable. If the nozzle temperature is too low, the viscosity of the spinning dope increases, so that the pressure applied to the nozzle increases and the spinning dope may not be discharged stably. On the other hand, if the nozzle temperature is too high, it may affect the film formation by phase separation and the pore size may become too large.
吐出した紡糸原液は、空中走行部を経て凝固液に浸漬させる。この時の空中走行部は、膜の外表面の相分離速度を早くするために、外気と遮断する部材(紡糸管)で囲み、相対湿度を高くすることが好ましい。具体的には、外部から水蒸気を送り込み、紡糸管内の相対湿度を80〜100%RHとするのが好ましい。90〜100%RHとするのがより好ましい。送り込んだ水蒸気が紡糸管内で急激に温度低下すると結露し、膜の外表面構造が不均一になるので、水蒸気の温度は紡糸管内温度よりも低い温度であることが好ましい。紡糸管内温度をコントロールするために、紡糸管を外側から暖めるためのヒーターを設置しても良い。水蒸気の温度は、15℃以上100℃以下が好ましく、30℃以上がより好ましく、40℃以上がさらに好ましい。紡糸管内の水蒸気の対流にムラがあると相分離速度にムラができるので、紡糸管内の水蒸気はムラが生じないように送り込む配慮が必要である。具体的には、紡糸管内に水蒸気を送り込むノズルを複数設置する方法が好ましい。空中走行部の長さは紡糸速度にもよるが、3〜150mmが好ましく、5〜100mmがより好ましく、5〜70mmがさらに好ましい。ノズルから吐出された紡糸原液が紡糸管内を通過する時間は、0.0001秒〜1.0秒が好ましく、0.001秒〜0.1秒がより好ましい。 The discharged spinning solution is immersed in the coagulating liquid through the aerial traveling section. In order to increase the phase separation speed of the outer surface of the membrane, the aerial traveling unit at this time is preferably surrounded by a member (spinning tube) that shields from the outside air, and the relative humidity is preferably increased. Specifically, it is preferable to feed water vapor from the outside and set the relative humidity in the spinning tube to 80 to 100% RH. 90 to 100% RH is more preferable. When the temperature of the supplied steam is drastically lowered in the spinning tube, condensation occurs and the outer surface structure of the membrane becomes non-uniform. Therefore, the temperature of the steam is preferably lower than the temperature in the spinning tube. In order to control the temperature in the spinning tube, a heater for heating the spinning tube from the outside may be installed. The temperature of the water vapor is preferably 15 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or higher, and further preferably 40 ° C. or higher. If there is unevenness in the convection of the water vapor in the spinning tube, the phase separation speed will be uneven. Therefore, consideration must be given to feeding the water vapor in the spinning tube so as not to cause unevenness. Specifically, a method of installing a plurality of nozzles for feeding water vapor into the spinning tube is preferable. Although the length of the aerial traveling part depends on the spinning speed, it is preferably 3 to 150 mm, more preferably 5 to 100 mm, and still more preferably 5 to 70 mm. The time for the spinning solution discharged from the nozzle to pass through the spinning tube is preferably 0.0001 seconds to 1.0 seconds, and more preferably 0.001 seconds to 0.1 seconds.
本発明において、中空形成材は、紡糸原液に対して不活性な液体や気体を用いるのが好ましい。このような中空形成材の具体例としては、流動パラフィンやミリスチン酸イソプロピル、窒素、アルゴンなどが挙げられる。これらの中空形成材には、必要に応じてグリセリンやエチレングリール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどの非溶媒を加えることもできる。 In the present invention, it is preferable to use a liquid or gas that is inert to the spinning dope as the hollow forming material. Specific examples of such a hollow forming material include liquid paraffin, isopropyl myristate, nitrogen, argon, and the like. Non-solvents such as glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, and polyethylene glycol can be added to these hollow forming materials as necessary.
空中走行部を経てゲル化した膜は、凝固浴中を通過させることにより相分離を進行させる(粒子を成長させる)。このとき、凝固液は紡糸原液を調製する際に使用した溶媒の水溶液が好ましい。凝固液が水溶液である場合には、外表面からの相分離速度が加速するので好ましい。空中走行部で水蒸気によって、外表面からの相分離が促進した状態で、さらに外表面からの相分離を促進させる水溶液の凝固浴を通過するという2段階の相分離反応を経ることは、本発明の一つである外表面付近に比較的緻密な層を形成させる手段となる。凝固浴の溶媒濃度は30質量%以下が好ましく、27質量%以下がより好ましく、24質量%以下がさらに好ましい。ただし、凝固浴の溶媒濃度が低すぎると紡糸時の濃度コントロールが困難であるため、溶媒濃度の下限は1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、10質量%以上がさらに好ましい。凝固浴の温度は凝固速度のコントロールのため5℃以上50℃以下が好ましい。10℃以上45℃以下がより好ましい。凝固浴には、必要に応じてグリセリンやエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコールなどの非溶媒、また酸化防止剤や潤滑剤などの添加剤を加えることもできる。 The film that has been gelled through the aerial traveling part advances phase separation (grows particles) by passing through a coagulation bath. At this time, the coagulating liquid is preferably an aqueous solution of a solvent used in preparing the spinning dope. When the coagulating liquid is an aqueous solution, the phase separation rate from the outer surface is accelerated, which is preferable. It is the present invention that the two-stage phase separation reaction of passing through an aqueous solution coagulation bath that promotes phase separation from the outer surface in a state where phase separation from the outer surface is promoted by water vapor in the aerial traveling section This is a means for forming a relatively dense layer near the outer surface. The solvent concentration of the coagulation bath is preferably 30% by mass or less, more preferably 27% by mass or less, and further preferably 24% by mass or less. However, if the solvent concentration of the coagulation bath is too low, it is difficult to control the concentration during spinning. Therefore, the lower limit of the solvent concentration is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and further preferably 10% by mass or more. The temperature of the coagulation bath is preferably 5 ° C. or more and 50 ° C. or less for controlling the coagulation rate. 10 degreeC or more and 45 degrees C or less are more preferable. A non-solvent such as glycerin, ethylene glycol, triethylene glycol, or polyethylene glycol, or an additive such as an antioxidant or a lubricant can be added to the coagulation bath as necessary.
上述したような種々の条件を組合わせることにより、中空糸膜内表面から外表面に向かって少なくとも膜厚の60%の領域において粒径が50nm以上となるような粒子充填構造を持たせることが可能となる。 By combining various conditions as described above, it is possible to have a particle packing structure in which the particle size is 50 nm or more in the region of at least 60% of the film thickness from the inner surface to the outer surface of the hollow fiber membrane. It becomes possible.
また、中空糸膜の降伏強度を高めるために、本発明の中空糸膜は、凝固浴中で延伸を加えるのが好ましい。凝固浴中で延伸を付与することによって、詳細な機構は不明であるが、中空糸膜を形成するポリマーが整列しヤング率が高まり、外圧に対する強度を付与することが出来ると考えられる。ここでの延伸は好ましくは5〜20%、より好ましくは10〜17%である。ここで言う延伸とは第2凝固浴入口ローラー速度と第2凝固浴出口ローラー速度との比を表す。
延伸倍率(%)=(出口ローラー速度−入口ローラー速度)/入口ローラー速度×100
In order to increase the yield strength of the hollow fiber membrane, the hollow fiber membrane of the present invention is preferably stretched in a coagulation bath. Although the detailed mechanism is unknown by imparting stretching in the coagulation bath, it is considered that the polymers forming the hollow fiber membrane are aligned and the Young's modulus is increased, and the strength against external pressure can be imparted. The stretching here is preferably 5 to 20%, more preferably 10 to 17%. The term “stretching” as used herein refers to the ratio between the second coagulation bath inlet roller speed and the second coagulation bath outlet roller speed.
Stretch ratio (%) = (exit roller speed−inlet roller speed) / inlet roller speed × 100
凝固浴を経た中空糸膜は洗浄工程を経て溶媒などの不要な成分を洗い流す。このときに用いる洗浄液は水が好ましく、温度は20℃〜80℃であれば洗浄効果が高くなるため好ましい。20℃未満では洗浄効率が悪く、80℃超では熱効率が悪いことと、中空糸膜への負担が大きく、保存安定性や性能に影響を与えることがある。また、中空糸膜の構造がほぼ固まった以降の工程で、外部から強い力を加えると膜構造や表面形状、孔形状が変形してしまうことがあるので、洗浄浴を走行する中空糸膜にはなるべく抵抗がかからないような工夫を施すのが好ましい。中空糸膜から溶媒や添加剤等の不要な成分を除去するためには、液更新を高めるのが好ましく、従来は、例えば洗浄液のシャワーの中を中空糸膜を走行させるとか、洗浄液の流れと中空糸膜の走行を向流にするなどして洗浄効率を高めていた。しかし、このような洗浄方法を採用すると中空糸膜の走行抵抗が大きくなるため、中空糸膜に延伸をかけて弛んだり縺れたりすることを防ぐ必要があった。 The hollow fiber membrane that has passed through the coagulation bath is washed away with unnecessary components such as a solvent through a washing step. The cleaning liquid used at this time is preferably water, and a temperature of 20 ° C. to 80 ° C. is preferable because the cleaning effect is enhanced. If it is less than 20 ° C, the cleaning efficiency is poor, and if it exceeds 80 ° C, the thermal efficiency is poor, and the burden on the hollow fiber membrane is large, which may affect the storage stability and performance. Also, in the process after the structure of the hollow fiber membrane is almost solidified, if a strong force is applied from the outside, the membrane structure, surface shape, and hole shape may be deformed. It is preferable to devise such that resistance is not applied as much as possible. In order to remove unnecessary components such as solvents and additives from the hollow fiber membrane, it is preferable to increase the renewal of the liquid. Conventionally, for example, the hollow fiber membrane is run in the shower of the cleaning liquid, or the flow of the cleaning liquid Cleaning efficiency was improved by making the running of the hollow fiber membrane counter-current. However, when such a cleaning method is adopted, the running resistance of the hollow fiber membrane increases, so that it has been necessary to prevent the hollow fiber membrane from being stretched and loosened or drooped.
中空糸膜の膜構造破壊の抑制と洗浄性の両立をはかるためには、洗浄液と中空糸膜を並流で流すことが有効である。洗浄工程の具体的な態様としては、例えば、洗浄浴に傾きをつけ中空糸膜がその傾斜を下っていくような設備がよい。具体的には、浴の傾斜は1〜3度が好ましい。3度超では洗浄液の流速が早くなりすぎ中空糸膜の走行抵抗を抑えることができないことがある。1度未満では、洗浄液の滞留による中空糸膜の洗浄不良が発生することがある。このように洗浄浴での中空糸膜への抵抗を抑制することで、洗浄浴入り口の中空糸膜の走行速度と出口の走行速度をほぼ同じにすることができる。また、洗浄効率をより高めるために、洗浄浴は多段に配置されるのが好ましい。段数については洗浄性との兼合いにより適宜設定する必要があり、例えば、本発明に使用される溶媒、非溶媒、親水化剤等の除去を目的とするのであれば、3〜30段程度あれば足りるといえる。 In order to achieve both the suppression of the membrane structure destruction of the hollow fiber membrane and the cleaning performance, it is effective to flow the cleaning liquid and the hollow fiber membrane in parallel flow. As a specific aspect of the washing step, for example, a facility in which the washing bath is inclined and the hollow fiber membrane is lowered is preferable. Specifically, the inclination of the bath is preferably 1 to 3 degrees. If it exceeds 3 degrees, the flow rate of the cleaning liquid becomes too fast, and the running resistance of the hollow fiber membrane may not be suppressed. If it is less than 1 degree, the cleaning failure of the hollow fiber membrane may occur due to the retention of the cleaning liquid. Thus, by suppressing the resistance to the hollow fiber membrane in the cleaning bath, the traveling speed of the hollow fiber membrane at the inlet of the cleaning bath and the traveling speed of the outlet can be made substantially the same. In order to further increase the cleaning efficiency, the cleaning baths are preferably arranged in multiple stages. The number of stages needs to be set appropriately depending on the balance with detergency. For example, if the purpose is to remove the solvent, non-solvent, hydrophilizing agent, etc. used in the present invention, there should be about 3 to 30 stages. That's enough.
洗浄工程を経た中空糸膜は細孔内にグリセリンを充填するための処理を行なう。この場合グリセリン濃度は80〜95質量%が好ましい。より好ましくは70〜90質量%である。グリセリン濃度が低すぎると、乾燥時に中空糸膜が縮み易く、保存安定性が悪くなることがある。また、グリセリン濃度が高すぎると、中空糸膜に余分なグリセリンが付着しやすく、モジュールに組み立てる時に中空糸膜端部の接着性が悪くなることがある。グリセリン浴の温度は、50℃以上80℃以下が好ましい。より好ましくは60℃以上、さらに好ましくは70℃以上である。グリセリン浴の温度が低すぎると、グリセリン水溶液の粘度が高く、中空糸膜の細孔の隅々までグリセリン水溶液が行き渡らない可能性がある。グリセリン浴の温度が高すぎると、中空糸膜が熱で変性、変質してしまう可能性がある。 The hollow fiber membrane that has undergone the washing step is subjected to a treatment for filling the pores with glycerin. In this case, the glycerin concentration is preferably 80 to 95% by mass. More preferably, it is 70-90 mass%. If the glycerin concentration is too low, the hollow fiber membrane tends to shrink during drying, and storage stability may deteriorate. On the other hand, if the glycerin concentration is too high, excess glycerin tends to adhere to the hollow fiber membrane, and the adhesiveness at the end of the hollow fiber membrane may deteriorate when assembled into a module. The temperature of the glycerin bath is preferably 50 ° C. or higher and 80 ° C. or lower. More preferably, it is 60 degreeC or more, More preferably, it is 70 degreeC or more. When the temperature of the glycerin bath is too low, the viscosity of the glycerin aqueous solution is high, and there is a possibility that the glycerin aqueous solution does not reach all the pores of the hollow fiber membrane. If the temperature of the glycerin bath is too high, the hollow fiber membrane may be denatured and altered by heat.
グリセリン処理を施した中空糸膜は、中空糸膜表面に付着した過剰のグリセリン水溶液を除去するために、図4、5に示されるような乾燥工程の前段および/または後段に設けられた1以上のローラーに接触させて中空糸膜表面からローラー表面にグリセリン水溶液を移動させる。ローラー表面に付着したグリセリン水溶液はローラーに接触するスクレーパーにより除去されるため、中空糸膜は常に表面更新がされたローラーと接触することになる。もちろん、スクレーパーはローラー1つに対して2つ以上設けても良い。このような工程を必要により複数回通過させることにより中空糸膜表面のグリセリン液層の厚みをコントロールする。この際、中空糸膜表面に付着するグリセリン液層をどの程度の厚みとするかは、境界摩擦を越えて流体摩擦の領域に入る程度とするのが好ましい。流体摩擦を生じる程度のグリセリン液層を形成してやることにより、中空糸膜のすべり性が向上して良好なモジュール組立て性を得ることが可能となる。 The hollow fiber membrane subjected to the glycerin treatment is one or more provided at the front stage and / or the rear stage of the drying step as shown in FIGS. 4 and 5 in order to remove the excess glycerin aqueous solution adhering to the hollow fiber membrane surface. The glycerin aqueous solution is moved from the surface of the hollow fiber membrane to the surface of the roller in contact with the roller. Since the glycerin aqueous solution adhering to the roller surface is removed by the scraper that contacts the roller, the hollow fiber membrane always comes into contact with the roller whose surface has been renewed. Of course, two or more scrapers may be provided for one roller. The thickness of the glycerin liquid layer on the surface of the hollow fiber membrane is controlled by passing such a process a plurality of times as necessary. At this time, it is preferable that the thickness of the glycerin liquid layer adhering to the surface of the hollow fiber membrane is set so as to exceed the boundary friction and enter the fluid friction region. By forming the glycerin liquid layer to the extent that fluid friction occurs, it becomes possible to improve the slipperiness of the hollow fiber membrane and obtain good module assemblability.
一方、本発明の中空糸膜は、上述したように中空糸膜の表面にグリセリン液層を形成しているので、液滴が生じやすい問題がある。液滴とは、図6に示すような中空糸膜表面に形成される液体の凝集塊のことをいう。液滴の発生原因としては、中空糸膜表面に付着する異物(ゴミ)などが核となり、雰囲気中の水分を吸湿して液滴を形成することが考えられる。液滴が発生するとモジュール組立てにおいて、接着不良が生じたり、接着に用いるウレタンと液滴中の水分が反応して溶出性オリゴマーを生じることがある。したがって、本発明においては、液滴の発生を抑制するために、中空糸膜の乾燥時に除塵フィルターで処理したエアを使用するとか、捲き取り時の湿度コントロールを行う。 On the other hand, the hollow fiber membrane of the present invention has a problem that liquid droplets are likely to occur because the glycerin liquid layer is formed on the surface of the hollow fiber membrane as described above. A droplet refers to a liquid agglomerate formed on the surface of a hollow fiber membrane as shown in FIG. As a cause of the generation of droplets, it can be considered that foreign matter (dust) attached to the surface of the hollow fiber membrane serves as a nucleus and absorbs moisture in the atmosphere to form droplets. When droplets are generated, adhesion failure may occur in the assembly of the module, or urethane used for bonding may react with moisture in the droplets to generate an eluting oligomer. Therefore, in the present invention, in order to suppress the generation of droplets, air treated with a dust removal filter is used when the hollow fiber membrane is dried, or humidity control is performed when the hollow fiber membrane is removed.
また、捲き取り時の雰囲気の湿度は30〜55%RHとするのが好ましい。より好ましくは35〜45%RHである。巻き取り時の湿度が高すぎると、中空糸膜に余分な水分が付着し、中空糸膜表面に液滴が発生するために、モジュールに組み立てる時に中空糸膜端部の接着性が悪くなることがある。また湿度が低すぎると、中空糸膜の適度な水分がなくなるために中空糸膜表面がパサつき、捲き取り性が悪くなる可能性がある。巻取り時の雰囲気の湿度を特定の範囲とすることにより、良好なモジュール組み立て性を得ることができる。 Moreover, it is preferable that the humidity of the atmosphere at the time of scraping shall be 30-55% RH. More preferably, it is 35 to 45% RH. If the humidity during winding is too high, excess moisture will adhere to the hollow fiber membrane and droplets will be generated on the surface of the hollow fiber membrane, resulting in poor adhesion at the end of the hollow fiber membrane when assembled into a module. There is. On the other hand, if the humidity is too low, the hollow fiber membrane has no suitable moisture, so that the surface of the hollow fiber membrane is crushed and the scavenging property may be deteriorated. By setting the humidity of the atmosphere at the time of winding to a specific range, good module assemblability can be obtained.
このようにして得られた中空糸膜を複数本の束にしてモジュールケースに挿入してモジュールを作製する。このとき、モジュールケース端部における中空糸膜の充填率は45〜65%程度とするのが好ましい。充填率が低い場合はモジュールの組立て性は向上するが、透析液の流れに偏流が起こり易くなり中空糸膜の性能を十分に発現できないことがある。一方、充填率が高い場合には中空糸膜の潰れや変形が起こり易くなり、また中空糸膜同士の間隙が小さくなるため接着不良などの問題が生じやすい。本発明の中空糸膜は、中空糸膜の強伸度、特に降伏強度を高める配慮を施したことに加えて、親水化剤の付着状態を適正化し、かつ液滴の発生を抑制しているので、ハンドリング性やモジュール組立て性が良好である。 A hollow fiber membrane thus obtained is bundled into a plurality of bundles and inserted into a module case to produce a module. At this time, the filling rate of the hollow fiber membrane at the module case end is preferably about 45 to 65%. When the filling rate is low, the assembly of the module is improved, but the flow of the dialysate tends to drift, and the performance of the hollow fiber membrane may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when the filling rate is high, the hollow fiber membranes are liable to be crushed and deformed, and the gap between the hollow fiber membranes is small, and problems such as poor adhesion are likely to occur. The hollow fiber membrane of the present invention optimizes the adhesion state of the hydrophilizing agent and suppresses the generation of droplets in addition to giving consideration to increasing the strength of the hollow fiber membrane, particularly the yield strength. Therefore, handling and module assembly are good.
以下、本発明の有効性について実施例を挙げて説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、以下の本発明における中空糸膜の評価方法は以下の通りである。 Hereinafter, the effectiveness of the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In addition, the evaluation method of the hollow fiber membrane in the following this invention is as follows.
(破断強伸度、降伏強伸度の測定)
中空糸膜の破断強伸度および降伏強伸度は、引っ張り試験機(東洋ボールドウイン社製テンシロンUTMII)を用いて測定する。全長約15cmの単糸をチャック(チャック間距離10cm)に固定し、100mm/分の速度でチャックに連結したフルスケール100gのセルを上昇させる。チャート紙から中空糸膜が切れた破断伸度と破断強度を読み取り、S−Sカーブとする。初期勾配を延長させた補助線と、極大点における傾きゼロの補助線が交わる点を降伏点とし、その点における強度を降伏強度、伸度を降伏伸度とする。
(Measurement of breaking strength and yield strength)
The breaking strength and yield strength of the hollow fiber membrane are measured using a tensile tester (Tensilon UTMII manufactured by Toyo Baldwin). A single yarn having a total length of about 15 cm is fixed to a chuck (distance between chucks: 10 cm), and a full-scale 100 g cell connected to the chuck is raised at a speed of 100 mm / min. The breaking elongation and breaking strength at which the hollow fiber membrane is cut from the chart paper are read out to obtain an SS curve. The point where the auxiliary line with an extended initial slope and the auxiliary line with zero inclination at the maximum point intersect is defined as the yield point, the strength at that point is the yield strength, and the elongation is the yield elongation.
(断面構造の観察(透過型電子顕微鏡(TEM)))
評価する中空糸膜を水洗した後、エタノールで脱水する。脱水後、エタノールを酢酸3‐メチルブチルに置換し、臨界点乾燥装置(メーカー名、装置型式)を用いて膜を乾燥する。乾燥した膜を樹脂包埋し、ミクロトームを用いて超薄切片を作製した。作製した超薄切片を四酸化ルテニウム蒸気中で30分間染色し、カーボン蒸着を施した。透過電子顕微鏡(日本電子株式会社製JEM2100)を用いて、加速電圧200kVで膜全体の構造を観察した。
(Observation of cross-sectional structure (transmission electron microscope (TEM)))
The hollow fiber membrane to be evaluated is washed with water and then dehydrated with ethanol. After dehydration, ethanol is replaced with 3-methylbutyl acetate, and the membrane is dried using a critical point drying device (manufacturer name, device type). The dried membrane was embedded in resin, and ultrathin sections were prepared using a microtome. The prepared ultrathin slice was dyed in ruthenium tetroxide vapor for 30 minutes and subjected to carbon deposition. Using a transmission electron microscope (JEM2100 manufactured by JEOL Ltd.), the structure of the entire film was observed at an acceleration voltage of 200 kV.
(断面構造の観察(走査型電子顕微鏡(SEM)))
中空糸膜を軽く水洗しグリセリンを除去したサンプルを液体窒素にて凍結して切断する。得られたサンプルを切断面が観察できるように試料台に固定し、スパッタリングによりカーボン蒸着を行う。カーボン蒸着したサンプルを走査型電子顕微鏡(日立製S-2500)にて観察を行う。なお、加速電圧は10kV、倍率は10,000倍とした。
(Section observation (scanning electron microscope (SEM)))
The sample from which the hollow fiber membrane has been lightly washed to remove glycerin is frozen with liquid nitrogen and cut. The obtained sample is fixed to a sample stage so that the cut surface can be observed, and carbon deposition is performed by sputtering. The carbon-deposited sample is observed with a scanning electron microscope (Hitachi S-2500). The acceleration voltage was 10 kV and the magnification was 10,000 times.
(中空糸膜の内径、外径、膜厚の測定)
これらの測定は、中空形成材を洗浄、除去した後、中空糸膜を乾燥させた形態で観察する。乾燥方法は問わないが、乾燥により著しく形態が変化する場合には中空形成材を洗浄、除去したのち、純水で完全に置換した後、湿潤状態で形態を観察する。中空糸膜の内径、外径および膜厚は、中空糸膜をスライドグラスの中央に開けられたφ3mmの孔に中空糸膜が抜け落ちない程度に適当本数通し、スライドグラスの上下面でカミソリによりカットし、中空糸膜断面サンプルを得た後、投影機Nikon-V-12Aを用いて中空糸膜断面の短径、長径を測定することにより得られる。中空糸膜断面1個につき2方向の短径、長径を測定し、それぞれの算術平均値を中空糸膜断面1個の内径および外径とし、膜厚は(外径−内径)/2で算出した。5断面について同様に測定を行い、その平均値を内径、外径、膜厚とした。
(Measurement of hollow fiber membrane inner diameter, outer diameter, film thickness)
In these measurements, the hollow forming material is washed and removed, and then the hollow fiber membrane is dried. The drying method is not limited, but when the form changes remarkably by drying, the hollow forming material is washed and removed, then completely replaced with pure water, and then observed in a wet state. The hollow fiber membrane has an inner diameter, an outer diameter, and a film thickness that are appropriate for the hollow fiber membrane so that the hollow fiber membrane does not fall out into a 3 mm hole in the center of the slide glass, and is cut with a razor on the upper and lower surfaces of the slide glass. Then, after obtaining a hollow fiber membrane cross-section sample, it is obtained by measuring the short diameter and long diameter of the cross section of the hollow fiber membrane using a projector Nikon-V-12A. Measure the short axis and long axis in two directions for each cross section of the hollow fiber membrane, and calculate the arithmetic average value of each of the cross section of the hollow fiber membrane as the inner diameter and outer diameter of one hollow fiber membrane. did. Measurements were similarly made for five cross sections, and the average values were taken as the inner diameter, outer diameter, and film thickness.
(空隙率の測定)
中空糸膜に対する空隙率の測定は以下のように測定した。
十分に純水に浸漬させた中空糸束を900rpmの回転数で5分間遠心脱液し、膜孔に純水が詰った状態の中空糸の重量(W)を測定する。その後、乾燥機中で絶乾し、中空糸のみの重量(P)を測定し、空隙率(φ)を計算した。
φ(%)=W/(W+P/ポリマーの密度)×100
(Measurement of porosity)
The porosity of the hollow fiber membrane was measured as follows.
A hollow fiber bundle sufficiently dipped in pure water is centrifuged for 5 minutes at a rotation speed of 900 rpm, and the weight (W) of the hollow fiber in a state where the membrane hole is filled with pure water is measured. Thereafter, it was completely dried in a dryer, the weight (P) of only the hollow fiber was measured, and the porosity (φ) was calculated.
φ (%) = W / (W + P / polymer density) × 100
(膜孔形保持剤(グリセリン)付着率の測定)
中空糸膜に対する膜孔形保持剤グリセリン付着率は、以下のように測定した。
適当量(約30g)の中空糸膜を用意する。ループ状でもバンドル状でも構わない。必要に応じて中空糸内部に芯材がある場合はこれを除去する。中空糸膜を完全に乾燥させ重量Wを測定する。その後、中空糸膜を約40℃の水に浸漬させ、十分に洗浄した後、120℃の乾熱オーブンで2時間乾燥させ、重量Pを測定する。次に下記式により中空糸膜に対する膜孔形保持剤の付着率G(wt%)を計算した。
G(wt%)=(W−P)÷W×100
(Measurement of adhesion rate of membrane pore-type retention agent (glycerin))
The adhesion rate of the membrane pore-type retention agent glycerin to the hollow fiber membrane was measured as follows.
An appropriate amount (about 30 g) of a hollow fiber membrane is prepared. It may be a loop or a bundle. If there is a core material inside the hollow fiber, it is removed if necessary. The hollow fiber membrane is completely dried and the weight W is measured. Thereafter, the hollow fiber membrane is immersed in water at about 40 ° C. and thoroughly washed, and then dried in a dry heat oven at 120 ° C. for 2 hours, and the weight P is measured. Next, the adhesion rate G (wt%) of the membrane pore-shaped holding agent to the hollow fiber membrane was calculated by the following formula.
G (wt%) = (W−P) ÷ W × 100
(中空糸膜に付着する液滴の測定)
中空糸膜を約50mmの長さ分切り取り、ペトリ皿に入れて密封した後、光学顕微鏡にて倍率40倍で観察した。視野内に存在する液滴の数と大きさを測定した。なお、ごく微小の液滴については、中空糸膜品質や組立て不良につながる可能性が低いため、最大径が約15μm以上の大きさのものを測定対象とした。液滴が多量に存在するとモジュール組立て不良が発生する頻度が高くなる。
(Measurement of droplets adhering to the hollow fiber membrane)
The hollow fiber membrane was cut out to a length of about 50 mm, sealed in a Petri dish, and then observed with an optical microscope at a magnification of 40 times. The number and size of droplets present in the field of view were measured. Since very small droplets are unlikely to lead to hollow fiber membrane quality or assembly failure, those having a maximum diameter of about 15 μm or more were measured. When a large amount of droplets are present, the frequency of occurrence of module assembly defects increases.
(中空糸膜モジュールの作製)
中空糸膜を複数本束ね、およそ30cmの長さに切断し、ポリエチレンフィルムで巻いて中空糸膜束とした。この中空糸膜束を円筒型のポリカーボネート製モジュールケースに挿入し、両末端をウレタンポッティング剤で固めた。端部を切断して、中空糸膜の両末端が開口したモジュールを得た。中空糸膜の本数およびモジュールケースの大きさは、端部充填率が55%、内径基準の膜面積が1.5m2となるよう適宜設定した。
(Production of hollow fiber membrane module)
A plurality of hollow fiber membranes were bundled, cut into a length of about 30 cm, and wound with a polyethylene film to form a hollow fiber membrane bundle. This hollow fiber membrane bundle was inserted into a cylindrical polycarbonate module case, and both ends were hardened with a urethane potting agent. The end portion was cut to obtain a module in which both ends of the hollow fiber membrane were opened. The number of hollow fiber membranes and the size of the module case were appropriately set so that the end portion filling rate was 55% and the membrane area based on the inner diameter was 1.5 m 2 .
(中空糸膜モジュールの組立て性の評価)
1.分離膜モジュールの接着性の試験
端部接着部分に剥離の見られない分離膜モジュールの中空部分と中空糸膜の外側部分に純水を満たし、モジュールの中空糸膜の外側部分に加圧空気を送り、端部を密閉した状態でおよそ24時間、最高使用時の1.5倍の圧力をかけた。24時間後、端部接着部分の観察を行い剥離の状態を確認した。この時、剥離のない状態を合格とした。
2.中空糸膜束の偏り
作製したモジュールをケースの外側から観察し、中空糸膜束の偏りや割れが生じていないものを合格とした。
3.接着不良
作製したモジュールの接着端部を目視により、またリーク試験により接着樹脂の充填不良がないか確認する。リーク試験は、モジュールを水中に浸漬し、透析液側より加圧エアを送り込みモジュール端部よりエア漏れの有無を確認する。
(Assembly evaluation of hollow fiber membrane module)
1. Test of adhesion of separation membrane module Fill the hollow part of the separation membrane module and the outer part of the hollow fiber membrane where peeling is not observed at the end adhesion part with pure water, and pressurize the outer part of the module hollow fiber membrane with pressurized air. Feeding and applying 1.5 times the pressure at maximum use for 24 hours with the end sealed. After 24 hours, the end bonded portion was observed to confirm the peeled state. At this time, the state without peeling was regarded as acceptable.
2. Hollow fiber membrane bundle bias The manufactured module was observed from the outside of the case, and a hollow fiber membrane bundle with no bias or cracks was accepted.
3. Adhesion failure Check the adhesion end of the manufactured module visually and by a leak test for adhesive resin filling failure. In the leak test, the module is immersed in water, pressurized air is sent from the dialysate side, and the presence or absence of air leakage is confirmed from the end of the module.
(透水性の測定)
モジュールの血液出口部回路(圧力測定点よりも出口側)を鉗子で挟んで封止した。37℃に保温した純水を加圧タンクに入れ、レギュレーターにより圧力を制御しながら、37℃恒温槽で保温したモジュールの血液流路側へ純水を送り、透析液側から流出した濾液量を測定した。膜間圧力差(TMP)は
TMP=(Pi+Po)/2
とする。ここでPiは透析器入り口側圧力、Poは透析器出口側圧力である。TMPを4点変化させ濾過流量を測定し、それらの関係の傾きから透水性(mL/hr/mmHg)を算出した。このときTMPと濾過流量の相関係数は0.999以上でなくてはならない。また回路による圧力損失誤差を少なくするために、TMPは100mmHg以下の範囲で測定する。中空糸膜の透水性は膜面積とモジュールの透水性から算出する。
UFR(H)=UFR(D)/A
ここでUFR(H)は中空糸膜の透水性(mL/m2/hr/mmHg)、UFR(D)はモジュールの透水性(mL/hr/mmHg)、Aはモジュールの膜面積(m2)である。
(Measurement of water permeability)
The blood outlet circuit of the module (the outlet side from the pressure measurement point) was sealed with forceps. Purified water kept at 37 ° C is put into a pressurized tank, and while controlling the pressure with a regulator, pure water is sent to the blood flow path side of the module kept at 37 ° C constant temperature bath, and the amount of filtrate flowing out from the dialysate side is measured. did. The transmembrane pressure difference (TMP) is
TMP = (Pi + Po) / 2
And Here, Pi is the dialyzer inlet side pressure, and Po is the dialyzer outlet side pressure. The TMP was changed at four points, the filtration flow rate was measured, and the water permeability (mL / hr / mmHg) was calculated from the slope of the relationship. At this time, the correlation coefficient between TMP and the filtration flow rate must be 0.999 or more. In order to reduce the pressure loss error due to the circuit, TMP is measured in the range of 100 mmHg or less. The water permeability of the hollow fiber membrane is calculated from the membrane area and the water permeability of the module.
UFR (H) = UFR (D) / A
Where UFR (H) is the water permeability of the hollow fiber membrane (mL / m 2 / hr / mmHg), UFR (D) is the water permeability of the module (mL / hr / mmHg), and A is the membrane area of the module (m 2 ).
(β2MGのクリアランス測定)
透析会誌41(3)、p159〜167、2008年に示されたモジュール性能評価基準に準じ実施する。膜面積1.5m2(中空糸膜内径基準)のモジュールに、総タンパク濃度6.5±0.5g/dlに調整し、37℃に保温したACD(acid-citrate-dextrose)添加牛血漿を血液側流量200ml/minで1時間循環する。次いでヒトβ2MG(遺伝子組み換え品、和光純薬製)を0.05〜0.1mg/lの濃度になるように添加した総タンパク質濃度6.5±0.5g/dlに調整し、37℃に保温したACD添加牛血漿を血液側流量200ml/minで血液側に流し、市販透析液を500ml/min、ろ過流量15ml/minで透析を実施する。このクリアランス評価はシングルパスで実施する。透析開始後、60分時点の血液入口、出口、透析液出口より採取した試験液のβ2MG濃度を測定する。クリアランスは以下の式で計算する。
CLβ15(ml/min)=200×[(200×CBi)−(185×CBo)]/(200×CBi)
ここで、CBi;血液入口部濃度、CBo;血液出口部濃度。
(Measurement of β2MG clearance)
The dialysis society magazine 41 (3), p159-167, it implements according to the module performance evaluation criteria shown in 2008. ACD with acid-citrate-dextrose (ACD) added to a module with a membrane area of 1.5 m 2 (based on the inner diameter of the hollow fiber membrane) and adjusted to a total protein concentration of 6.5 ± 0.5 g / dl and kept at 37 ° C. Circulate at a blood flow rate of 200 ml / min for 1 hour. Next, human β2MG (genetical recombination product, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to a concentration of 0.05 to 0.1 mg / l, and the total protein concentration was adjusted to 6.5 ± 0.5 g / dl. The ACD-added bovine plasma that has been kept warm is flowed to the blood side at a blood flow rate of 200 ml / min, and dialysis is performed with a commercial dialysate at 500 ml / min and a filtration flow rate of 15 ml / min. This clearance evaluation is performed with a single pass. After the start of dialysis, the β2MG concentration of the test solution collected from the blood inlet, outlet, and dialysate outlet at 60 minutes is measured. The clearance is calculated using the following formula.
CLβ15 (ml / min) = 200 × [(200 × CBi) − (185 × CBo)] / (200 × CBi)
Here, CBi: blood inlet concentration, CBo: blood outlet concentration.
(実施例1)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を100℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、30℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を80%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、10%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は30%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。(図4、図5参照)。
Example 1
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 100 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Steam at 30 ° C. was blown into the spinning tube, and the humidity in the tube was 80% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 10%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 30% RH. Before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper to remove excess glycerin. (See FIGS. 4 and 5).
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
(実施例2)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を110℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、100℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を100%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、10%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は30%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、実施例1と同様に中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Example 2)
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 110 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. The spinning tube was blown with water vapor at 100 ° C., and the humidity in the tube was 100% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 10%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 30% RH. In addition, before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper in the same manner as in Example 1 to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
(実施例3)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を90℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、30℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を80%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、20%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は30%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、実施例1と同様に中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Example 3)
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 90 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Steam at 30 ° C. was blown into the spinning tube, and the humidity in the tube was 80% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 20%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 30% RH. In addition, before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper in the same manner as in Example 1 to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
(実施例4)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を90℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、30℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を80%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、10%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、80質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は30%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、実施例1と同様に中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
Example 4
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 90 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Steam at 30 ° C. was blown into the spinning tube, and the humidity in the tube was 80% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 10%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of an aqueous glycerin solution at 90 ° C. and 80 mass%. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 30% RH. In addition, before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper in the same manner as in Example 1 to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
(実施例5)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を90℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、30℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を80%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、10%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は55%RHで行った。なお、ドライヤーの前後で中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Example 5)
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 90 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Steam at 30 ° C. was blown into the spinning tube, and the humidity in the tube was 80% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 10%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. Further, the atmospheric humidity during winding was 55% RH. In addition, before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
(実施例6)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を90℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、40℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を90%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、15.5%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、93質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は45%RHで行った。なお、ドライヤーの前後で中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Example 6)
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 90 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. The spinning tube was blown with water vapor at 40 ° C., and the humidity in the tube was 90% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. Stretching in the second coagulation bath was 15.5%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath comprising a glycerin aqueous solution at 90 ° C. and 93% by mass. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 45% RH. In addition, before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
(比較例1)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)19.0質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)56.7質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)24.3質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を100℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管内の調湿は行わなかった。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、10%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理せずに用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は30%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Comparative Example 1)
Cellulose triacetate (manufactured by Daicel Chemical Industries) 19.0 mass%, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical Corporation) 56.7 mass%, and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals Co., Ltd.) 24.3 mass% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 100 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Humidity adjustment in the spinning tube was not performed. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 10%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air was used without being treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 30% RH. Before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
本比較例においては、製膜溶液中のポリマー濃度を高めたことと紡糸管内の調湿を行わなかったため、粒子が十分成長しなかった。そのため、所期のβ2MGのクリアランスを得ることが出来なかった。また、HEPAフィルターで処理していない乾燥エアを使用したため、中空糸表面に異物が付着し、それが核となり、雰囲気中の水分を吸湿して液滴を形成し、モジュール接着性が悪くなったと思われる。 In this comparative example, the particles did not grow sufficiently because the polymer concentration in the film-forming solution was increased and the humidity inside the spinning tube was not adjusted. Therefore, the desired β2MG clearance could not be obtained. Also, because dry air that was not treated with a HEPA filter was used, foreign matter adhered to the surface of the hollow fiber, which became the core, absorbed moisture in the atmosphere to form droplets, and module adhesion deteriorated. Seem.
(比較例2)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)19.0質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)56.7質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)24.3質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を100℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管内の調湿は行わなかった。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、10%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、傾きを3度とし、洗浄水が緩やかに下っていくように調整し、洗浄水と中空糸膜とが同じ方向に流れる並流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は72%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Comparative Example 2)
Cellulose triacetate (manufactured by Daicel Chemical Industries) 19.0 mass%, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical Corporation) 56.7 mass%, and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals Co., Ltd.) 24.3 mass% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 100 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Humidity adjustment in the spinning tube was not performed. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 10%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was adjusted to have an inclination of 3 degrees so that the washing water gradually descended, and the washing water and the hollow fiber membrane flowed in the same direction. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 72% RH. Before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
本比較例においては、比較例1の課題に加えて、グリセリンの掻き取りをしていないために、中空糸膜外表面に付着する過剰のグリセリンによって中空糸膜同士が固着し、モジュール組立ての際に接着樹脂が中空糸膜間に入り込ますモジュール組立て性が悪くなったと思われる。 In this comparative example, in addition to the problem of Comparative Example 1, since the glycerin is not scraped off, the hollow fiber membranes adhere to each other due to excess glycerin adhering to the outer surface of the hollow fiber membrane, and the module is assembled. Adhesive resin enters between the hollow fiber membranes.
(比較例3)
セルローストリアセテート(ダイセル化学社製)15.5質量%、N-メチル-2-ピロリドン(NMP、三菱化学社製)59.15質量%およびトリエチレングリコール(TEG、三井化学社製)25.35質量%を加熱して均一に溶解し、ついで得られた製膜溶液の脱泡を行った。得られた製膜溶液を100℃に加温したチューブインオリフィスノズルから中空形成材として流動パラフィンとともに吐出し、紡糸管により外気と遮断された空中走行部を通過した後、凝固浴に浸漬した。紡糸管には、30℃の水蒸気を吹き込み管内湿度を80%RHとした。空中走行部の長さは20mm、紡糸管内を通過時間は0.02秒であった。40℃のNMP/TEG/水=10.5/4.5/85.0からなる第1凝固浴および第2凝固浴中で凝固、相分離させた。このとき、ドラフト比は7であった。第2凝固浴における延伸は、3%とした。凝固浴から曳き出した中空糸膜を30℃の水洗浴で洗浄した。このとき、水洗浴は、従来法による向流とした。水洗浴は7段とした。引き続き90℃、95質量%のグリセリン水溶液からなるグリセリン浴に浸漬した。グリセリン浴から曳き出した中空糸膜は、40℃のドライヤーで乾燥し、紡糸速度75m/minで巻き上げた。乾燥エアはHEPAフィルターで処理したものを用いた。また、巻き取り時の雰囲気湿度は30%RHで行った。なお、ドライヤーの前後において、中空糸膜をシリコーン製のスクレーパーを備えたローラーに接触させ過剰のグリセリンを除去した。
(Comparative Example 3)
Cellulose triacetate (Daicel Chemical) 15.5% by mass, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, Mitsubishi Chemical) 59.15% by mass and triethylene glycol (TEG, Mitsui Chemicals) 25.35% % Was heated and dissolved uniformly, and then the resulting film forming solution was defoamed. The obtained film-forming solution was discharged together with liquid paraffin as a hollow forming material from a tube-in orifice nozzle heated to 100 ° C., passed through an aerial traveling section blocked from outside air by a spinning tube, and then immersed in a coagulation bath. Steam at 30 ° C. was blown into the spinning tube, and the humidity in the tube was 80% RH. The length of the aerial traveling section was 20 mm, and the passing time through the spinning tube was 0.02 seconds. Coagulation and phase separation were carried out in a first coagulation bath and a second coagulation bath comprising NMP / TEG / water = 10.5 / 4.5 / 85.0 at 40 ° C. At this time, the draft ratio was 7. The stretching in the second coagulation bath was 3%. The hollow fiber membrane squeezed out from the coagulation bath was washed with a 30 ° C. water-washing bath. At this time, the washing bath was a countercurrent by a conventional method. The washing bath was 7 steps. Subsequently, it was immersed in a glycerin bath composed of a 95% by mass aqueous glycerin solution at 90 ° C. The hollow fiber membrane spun out of the glycerin bath was dried with a dryer at 40 ° C. and wound up at a spinning speed of 75 m / min. Dry air used was treated with a HEPA filter. The atmospheric humidity during winding was 30% RH. Before and after the dryer, the hollow fiber membrane was brought into contact with a roller equipped with a silicone scraper to remove excess glycerin.
得られた中空糸膜の内径は200μm、膜厚は15μmであった。本実施例で得られた中空糸膜の物性、性能評価結果を表1に示す。 The resulting hollow fiber membrane had an inner diameter of 200 μm and a film thickness of 15 μm. Table 1 shows the physical properties and performance evaluation results of the hollow fiber membranes obtained in this example.
本比較例においては、第2凝固浴における延伸が低いことと、水洗浴を向流としたために、中空糸の降伏強度が低くなり、モジュール組み立て性が悪くなったと思われる。 In this comparative example, it is considered that the yield strength of the hollow fiber was lowered and the module assemblability was deteriorated because the stretching in the second coagulation bath was low and the washing bath was counterflowed.
本発明の中空糸膜は、高い空隙率を有しながらも優れた降伏強度を有し、低分子タンパクの除去性に優れるだけでなく、モジュール化性に優れるという利点がある。したがって、産業の発展に大きく寄与する。 The hollow fiber membrane of the present invention has an advantage that it has excellent yield strength while having a high porosity, and is excellent not only in low-molecular protein removability but also in modularity. Therefore, it greatly contributes to industrial development.
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