JP2012115743A - Hollow fiber membrane module - Google Patents

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Ryo Fujisawa
亮 藤沢
Yujiro Kamata
雄二朗 鎌田
Yasuhiko Niimoto
泰彦 仁井本
Tsukasa Soma
司 相馬
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    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • B01D69/084Undulated fibres

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  • Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polysulfone-based hollow fiber membrane module that has less deposition of an organic substance, a protein, platelet, etc., and less deterioration of membrane performance in use and that has excellent membrane performance stability with time.SOLUTION: The hollow fiber membrane module is characterized in that the peak area percentage of carbon originating from ester group by ESCA (Electron Spectroscopy for Chemical Analysis) in a built-in polysulfone-based hollow fiber membrane surface is ≥0.5 (number of atoms%) and ≤10 (number of atoms%), that the hydrophobic unit amount rate existing on the membrane surface is larger than the hydrophobic unit amount rate existing inside the membrane by ≥30%, and that the built-in hollow fiber membrane has a crimp structure with a wave height of 0.1-0.5 mm and a wavelength of 5.0-10.0 mm.

Description

本発明は、中空糸膜モジュールに関するものであり、分離性能が高く、かつ、使用時の膜性能劣化の少ない、経時的な膜性能安定性に優れたポリスルホン系中空糸膜モジュールに関する。   The present invention relates to a hollow fiber membrane module, and relates to a polysulfone-based hollow fiber membrane module having high separation performance and little membrane performance deterioration during use and excellent in membrane performance stability over time.

体液や血液と接触する医療用の分離膜は、タンパク質や血小板が付着すると分離膜の性能低下や、生体反応を引き起こす原因となり、深刻な問題となる。また、浄水器などの水処理膜においても、タンパク質や有機物の付着が、分離膜の性能低下を引き起こす。
かかる問題に対して、分離膜を親水化することによる解決が試みられており、様々な検討がなされている。例えば、ポリスルホンに親水性高分子であるポリビニルピロリドンを、製膜原液の段階で混合させて成形することで、膜に親水性を与え、汚れを抑制する方法が開示されている(特許文献1)。しかしながら、これらの方法では、表面に親水性を付与するには、製膜原液中の親水性高分子量を過剰量使用する必要があることや、基材となる高分子と相溶性のある親水性高分子に限定されることや、材料の使用用途に合わせて、最適な原液組成を検討しなければならないなどの制約を受ける。
Medical separation membranes that come into contact with body fluids or blood cause serious problems when proteins or platelets adhere to them, causing degradation of the performance of the separation membrane or causing biological reactions. Moreover, also in water treatment membranes, such as a water purifier, adhesion of protein or organic substance causes the performance fall of a separation membrane.
To solve this problem, attempts have been made to make the separation membrane hydrophilic, and various studies have been made. For example, a method of imparting hydrophilicity to a membrane and suppressing soiling by mixing polyvinyl pyrrolidone, which is a hydrophilic polymer, with polysulfone at the stage of the film-forming stock solution is disclosed (Patent Document 1). . However, in these methods, in order to impart hydrophilicity to the surface, it is necessary to use an excessive amount of the hydrophilic high molecular weight in the film-forming stock solution, and hydrophilicity compatible with the base polymer. There are restrictions such as being limited to polymers and having to study the optimal stock solution composition according to the intended use of the material.

また、特許文献2には、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテートと親水化剤を膜にコーティングして親水化を図る方法が開示されている。この方法では、ポリビニルアセタールジエチルアミノアセテートが親水化剤を覆ってしまい、非付着に関する効果は激減することが懸念される。また、膜をポリビニルアセタールジエチルアミノアセテートおよび親水化剤の各溶液に浸漬させるために、膜の分離性能についても低下することが懸念される。   Patent Document 2 discloses a method for hydrophilization by coating a film with polyvinyl acetal diethylaminoacetate and a hydrophilizing agent. In this method, there is a concern that polyvinyl acetal diethylaminoacetate covers the hydrophilizing agent, and the effect on non-adhesion is drastically reduced. In addition, since the membrane is immersed in each solution of polyvinyl acetal diethylaminoacetate and a hydrophilizing agent, there is a concern that the separation performance of the membrane may be lowered.

ポリスルホン系の分離膜をポリビニルピロリドンなどの親水性高分子溶液と接触させた後、放射線架橋により不溶化した被膜層を形成する方法(特許文献4)が開示されている。しかしながら、ポリビニルピロリドンなどの水性高分子とポリスルホン系高分子は、分子間の相互作用が弱いために、被膜層を形成させることが困難という問題があった。   A method (Patent Document 4) is disclosed in which a polysulfone-based separation membrane is brought into contact with a hydrophilic polymer solution such as polyvinylpyrrolidone and then a coating layer insolubilized by radiation crosslinking is formed (Patent Document 4). However, an aqueous polymer such as polyvinylpyrrolidone and a polysulfone-based polymer have a problem that it is difficult to form a coating layer because the interaction between molecules is weak.

ある範囲のケン化度のポリビニルアルコール水溶液をポリスルホン系分離膜と接触させて、ポリスルホンと酢酸ビニルの疎水性相互作用により、効率的に膜表面の被膜層を形成させる方法が開示されている(特許文献5)。しかしながら、該文献は非付着性に関しての方法ではないために、本発明者らが検討した結果、ポリビニルアルコールを分離膜に単純に被覆すると、分離膜の性能低下が著しいことがわかった。また、ポリビニルアルコールの水酸基は、血液と接触した際に、補体を活性化しやすいことが知られている。
それに対して疎水性ポリマーを原料とする中空糸膜機能層表面をエステル基含有ポリマーで被膜することで、血液適合性を改善した親水化方法が開示されている(特許文献6)。しかしながら、ポリマーの被膜により中空糸機能層表面の構造が変化するため、それ自体が性能低下を引き起こす一因となり、最適なポリマー条件を設定することが困難である。また、機能層表面への血小板付着等を抑制することについては記載されているが、使用中の膜モジュールの経時的な性能低下(膜のファウリング)を抑制する効果についての記載はない。仮に中空糸機能層表面への最適な親水化条件を見出したとしても、タンパク質の周囲や材料表面には、水素結合により運動性が束縛された水、いわゆる結合水が存在しており、分離膜による親水化だけでは、これら結合水同士の相互作用によるタンパク質の中空糸付着を充分に抑制することができない。さらには、親水性高分子で、材料表面を被覆しても、タンパク質などの付着は一時的にしか抑制できないとも言われている(非特許文献1)。
A method is disclosed in which a polyvinyl alcohol aqueous solution having a saponification degree in a certain range is brought into contact with a polysulfone separation membrane, and a film layer on the membrane surface is efficiently formed by a hydrophobic interaction between polysulfone and vinyl acetate (patent) Reference 5). However, since this document is not a method relating to non-adhesiveness, as a result of studies by the present inventors, it has been found that when polyvinyl alcohol is simply coated on a separation membrane, the performance of the separation membrane is significantly reduced. Moreover, it is known that the hydroxyl group of polyvinyl alcohol tends to activate complement when it comes into contact with blood.
On the other hand, a hydrophilic method has been disclosed in which blood compatibility is improved by coating the surface of a hollow fiber membrane functional layer made of a hydrophobic polymer with an ester group-containing polymer (Patent Document 6). However, since the structure of the surface of the hollow fiber functional layer is changed by the polymer coating, it itself becomes a cause of performance degradation, and it is difficult to set optimum polymer conditions. Moreover, although suppression about platelet adhesion etc. to the surface of a functional layer is described, there is no description about the effect which suppresses the performance deterioration (membrane fouling) with time of the membrane module in use. Even if the optimum hydrophilization conditions for the surface of the hollow fiber functional layer are found, there is water around the protein and the surface of the material in which mobility is restricted by hydrogen bonding, so-called bound water. Only the hydrophilization by means of this cannot sufficiently suppress the attachment of protein hollow fibers due to the interaction between these bound waters. Furthermore, it is said that even if the material surface is covered with a hydrophilic polymer, adhesion of proteins and the like can only be temporarily suppressed (Non-patent Document 1).

ゆえに、これら膜の親水化技術の報告には、使用時における経時的な膜性能の安定化に関する明確な記述は見られず、使用時における経時的な膜性能を安定化した中空糸膜モジュールは未だ確立されていない。   Therefore, there is no clear description about the stabilization of the membrane performance over time in use in the reports of these membrane hydrophilization technologies, and hollow fiber membrane modules that stabilize the membrane performance over time during use are not available. Not yet established.

特公平2−18695号公報Japanese Patent Publication No. 2-18695 特開平8−131791号公報JP-A-8-131791 特公平8−9668号公報Japanese Patent Publication No.8-9668 特開平6−238139号公報JP-A-6-238139 特開2006−198611号公報JP 2006-198611 A 特開2009−262147号公報JP 2009-262147 A

医療ナノテクノロジー 杏林図書 p115−116Medical nanotechnology Kyorin books p115-116

本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を改良し、タンパク質や有機物の付着が少なく
使用時の経時的な膜性能安定性に優れたポリスルホン系中空糸膜モジュールを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a polysulfone-based hollow fiber membrane module that improves the drawbacks of the prior art and has less adhesion of proteins and organic substances and has excellent membrane performance stability over time during use.

本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を改良し、タンパク質や有機物の付着が少なく使用時の経時的な膜性能安定性に優れたポリスルホン系中空糸膜モジュールは、下記の1〜7の構成によって達成されることを見出した。
1.内蔵されたポリスルホン系中空糸膜表面におけるX線電子分光法(ESCA)によるエステル基由来の炭素のピーク面積百分率が0.5(原子数%)以上、10(原子数%)以下であり、かつ前記膜表面に存在する前記疎水性ユニット量比が膜内部に存在する前記疎水性ユニット量比よりも30%以上大きく、さらに内蔵された中空糸膜が波高0.1〜0.5mm、波長5.0〜10.0mmのクリンプ構造を有することを特徴とする中空糸膜モジュール。
2.前記機能層の反対表面のESCAによるエステル基由来の炭素のピーク面積百分率が10(原子数%)以下であることを特徴とする前記1記載の中空糸膜モジュール。
3.前記エステル基を含有するポリマーが、ポリ酢酸ビニルまたは酢酸ビニルとビニルピロリドンとの共重合体であることを特徴とする前記1または2記載の中空糸膜モジュール。
4.ヘマトクリット30%、総タンパク濃度6〜7g/dl、クエン酸ナトリウムを添加した37℃の牛血液を200ml/分、濾過流量16ml/分で流したとき、5〜10分後のアルブミンの篩い係数平均値[A]と60〜240分後のアルブミンの篩い係数[B]が以下の関係式を満足することを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
[B]/[A]=0.5〜1.0
5.前記4に記載の条件で前記牛血液を流したとき、流し初めから60分後のアルブミンふるい係数が0.1〜3.2%であることを特徴とする前記2に記載の中空糸膜モジュール。
6.内蔵された中空糸膜の内径が150〜250um、膜面積が1.0〜3.0mであることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
7.人工腎臓として使用されることを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
The object of the present invention is to improve the drawbacks of the prior art and to provide a polysulfone-based hollow fiber membrane module with less protein and organic matter adhesion and excellent membrane performance stability over time. Found to be achieved by.
1. The peak area percentage of the carbon derived from the ester group by X-ray electron spectroscopy (ESCA) on the surface of the incorporated polysulfone-based hollow fiber membrane is 0.5 (atomic%) or more and 10 (atomic%) or less, and The hydrophobic unit amount ratio existing on the membrane surface is 30% or more larger than the hydrophobic unit amount ratio existing inside the membrane, and the built-in hollow fiber membrane has a wave height of 0.1 to 0.5 mm and a wavelength of 5.0 to 10.0 mm. A hollow fiber membrane module characterized by having a crimp structure of
2. 2. The hollow fiber membrane module according to 1 above, wherein the peak area percentage of the carbon derived from the ester group by ESCA on the opposite surface of the functional layer is 10 (number of atoms) or less.
3. 3. The hollow fiber membrane module as described in 1 or 2 above, wherein the polymer containing an ester group is polyvinyl acetate or a copolymer of vinyl acetate and vinyl pyrrolidone.
4). The average sieving coefficient of albumin after 5 to 10 minutes when bovine blood at 37 ° C. with hematocrit 30%, total protein concentration 6 to 7 g / dl and sodium citrate was added at 200 ml / minute and filtration flow rate 16 ml / minute 4. The hollow fiber membrane module according to any one of 1 to 3, wherein the value [A] and the sieving coefficient [B] of albumin after 60 to 240 minutes satisfy the following relational expression.
[B] / [A] = 0.5-1.0
5. 3. The hollow fiber membrane module according to 2 above, wherein when the bovine blood is flowed under the conditions described in 4 above, the albumin sieving coefficient after 60 minutes from the beginning of the flow is 0.1 to 3.2%.
6). 6. The hollow fiber membrane module according to any one of 1 to 5 above, wherein the internal hollow fiber membrane has an inner diameter of 150 to 250 μm and a membrane area of 1.0 to 3.0 m 2 .
7). The hollow fiber membrane module according to any one of 1 to 6 above, which is used as an artificial kidney.

本発明における中空糸膜モジュールは、エステル基が中空糸膜機能層の表面に局在化し、特有のクリンプ構造を付与した中空糸膜を内蔵することを特徴とするものであり、タンパク質や有機物の付着が少なく使用時の経時的な膜性能安定性を要求する用途に幅広く用いることができる。   The hollow fiber membrane module in the present invention is characterized in that the ester group is localized on the surface of the hollow fiber membrane functional layer and has a built-in hollow fiber membrane having a specific crimp structure. It can be widely used in applications requiring little film adhesion and stability over time during use.

本発明に用いられる人工腎臓の一態様One aspect of the artificial kidney used in the present invention 実施例1〜5、比較例1〜4で実施したSc−Alb測定における回路Circuits in Sc-Alb measurement carried out in Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4 中空糸のクリンプ形状Hollow fiber crimp shape 削り出し加工のクリンプロールMachined crimp roll

本発明の中空糸膜モジュールは、内包する中空糸膜の片側表面に機能層を有し、エステル基が中空糸膜機能層の表面に局在化しており、さらには内包する中空糸膜がクリンプ形状を有する。   The hollow fiber membrane module of the present invention has a functional layer on one side surface of the encapsulated hollow fiber membrane, the ester group is localized on the surface of the hollow fiber membrane functional layer, and the encapsulated hollow fiber membrane is crimped. Has a shape.

エステル基が中空糸膜機能層の表面に存在することにより、タンパク質や血小板の付着が抑制される。タンパク質の材料表面への付着は、タンパク質の高次構造が変化し、内部にある疎水性部位が露出し、材料表面との間に疎水性相互作用が生じるためであると言われている。従って、中空糸膜表面を親水性のエステル基で覆うことによって、疎水性相互作用を介したタンパク質付着による性能劣化を抑制すると考えられる。一方で、タンパク質の周囲や材料表面には、水素結合により運動性が束縛された水、いわゆる結合水が存在する。そのため中空糸膜の親水化だけでは、これら結合水同士の相互作用によるタンパク質の付着およびそれに伴う経時的な膜性能低下(ファウリング)を十分に抑制することができない。しかしながら、中空糸膜に、モジュールとしての性能が向上するような特有のクリンプ構造を付与すれば、膜表面の堆積物が膜外に流れることによる境膜厚の減少、同時に、付着タンパク質自身の解離速度増大の効果により、中空糸膜性能の劣化を抑制できると推察される。   The presence of the ester group on the surface of the hollow fiber membrane functional layer suppresses the adhesion of proteins and platelets. It is said that the protein is attached to the material surface because the higher-order structure of the protein changes, the hydrophobic site inside is exposed, and a hydrophobic interaction occurs with the material surface. Therefore, it is considered that covering the hollow fiber membrane surface with a hydrophilic ester group suppresses performance deterioration due to protein adhesion via hydrophobic interaction. On the other hand, water whose mobility is constrained by hydrogen bonds, so-called bound water, is present around the protein and on the material surface. For this reason, the hydrophilicity of the hollow fiber membrane alone cannot sufficiently suppress the adhesion of proteins due to the interaction between these bound waters and the accompanying deterioration in membrane performance (fouling) over time. However, if the hollow fiber membrane is given a unique crimp structure that improves its performance as a module, the film thickness decreases as the membrane surface deposits flow outside the membrane, and at the same time, the attached protein itself dissociates. It is presumed that the deterioration of the hollow fiber membrane performance can be suppressed by the effect of increasing the speed.

本発明において、中空糸の機能層表面のX線電子分光法(以下ESCAと記すことがある)によるエステル基由来の炭素のピーク面積百分率は0.5(原子数%)以上であり、1(原子数%)以上が好ましい。また、エステル基量が多すぎると、中空糸膜の性能の低下などが生じやすいので、10(原子数%)以下がよく、5(原子数%)以下が好ましい。   In the present invention, the peak area percentage of the carbon derived from the ester group by X-ray electron spectroscopy (hereinafter sometimes referred to as ESCA) on the surface of the functional layer of the hollow fiber is 0.5 (number of atoms%) or more, and 1 ( Atom%) or more is preferred. Further, if the amount of the ester group is too large, the performance of the hollow fiber membrane is likely to be lowered.

また、機能層の反対表面にもエステル基が多く存在すると、中空糸膜の性能が低下してしまうために、機能層反対表面のX線電子分光法(ESCA)によるエステル基由来の炭素のピーク面積百分率は10(原子数%)以下が好ましく、より好ましくは5(原子数%)以下、さらには1(原子数%)以下が好ましい。   In addition, if there are many ester groups on the opposite surface of the functional layer, the performance of the hollow fiber membrane deteriorates. Therefore, the carbon peak derived from the ester group by X-ray electron spectroscopy (ESCA) on the opposite surface of the functional layer. The area percentage is preferably 10 (number of atoms%) or less, more preferably 5 (number of atoms%) or less, and further preferably 1 (number of atoms%) or less.

さらに、タンパク質の付着などは、機能層表面で抑制できれば良いので、機能層表面のエステル基由来の炭素量が機能層の反対表面よりも多い、すなわち、エステル基を含有するポリマーが中空糸膜機能層の表面に局在化していることが、膜の分離性能向上に重要である。例えば、上記エステル基含有ポリマーが、表面に局在化しておらず、膜厚方向にも多く存在している場合には、水素結合などの影響により、水分子が束縛されるため、血液中に含まれる水分子やそれに溶解した老廃物などが膜を通過しにくくなることが考えられる。   Furthermore, since protein adhesion and the like are only required to be suppressed on the surface of the functional layer, the amount of carbon derived from the ester group on the surface of the functional layer is larger than that on the opposite surface of the functional layer. Localization on the surface of the layer is important for improving the separation performance of the membrane. For example, when the ester group-containing polymer is not localized on the surface and is also present in the film thickness direction, water molecules are constrained by the influence of hydrogen bonds and the like. It is conceivable that water molecules contained therein or waste products dissolved in the water molecules are difficult to pass through the membrane.

以上のことから、本発明においては、膜の機能層表面に存在するエステル基含有ポリマーの存在量が、膜内部のエステル基含有ポリマーの存在量よりも30%以上多いことが好ましく、より好ましくは100%以上、さらには300%以上が好ましい。   From the above, in the present invention, the amount of the ester group-containing polymer present on the functional layer surface of the membrane is preferably 30% or more than the amount of the ester group-containing polymer inside the membrane, more preferably 100% or more, more preferably 300% or more.

表面のエステル基由来の炭素量は、X線電子分光法(ESCA)によって求めることができる。測定角としては90°で測った値を用いる。測定角90°は表面からの深さが約10nmまでの領域が検出される。また、測定個所は3箇所の平均値を用いる。エステル基(COO)由来の炭素のピークはC1sのCHやC−C由来のメインピークから+4.0〜4.2eVに現れるピークをピーク分割することによって求めることができる。全元素に対する該ピーク面積の割合を算出することで、エステル基由来の炭素量(原子数%)が求まる。より具体的には、C1sには、主にCHx,C−C,C=C,C−S由来の成分、主にC−O,C−N由来の成分、π-π*サテライト由来の成分、C=O由来の成分、COO由来の成分の5つの成分から構成される。従って、5つ成分でピーク分割を行う。COO由来の成分は、CHxやC−Cのメインピーク(285eV付近)から+4.0〜4.2eVに現れるピークである。この各成分のピーク面積比は、小数点第1桁目を四捨五入し、算出する。C1sの炭素量(原子数%)から、COO由来の成分のピーク面積比を乗じることで求めることができる。ピーク分割の結果、0.4%以下であれば、検出限界以下とした。   The amount of carbon derived from the ester group on the surface can be determined by X-ray electron spectroscopy (ESCA). A value measured at 90 ° is used as the measurement angle. When the measurement angle is 90 °, a region having a depth of about 10 nm from the surface is detected. Moreover, the average value of three places is used for a measurement place. The peak of the carbon derived from the ester group (COO) can be obtained by dividing the peak appearing at +4.0 to 4.2 eV from the main peak derived from C1s CH or C—C. By calculating the ratio of the peak area with respect to all elements, the carbon amount (number of atoms%) derived from the ester group can be obtained. More specifically, C1s mainly includes components derived from CHx, C—C, C═C, C—S, components derived mainly from C—O, C—N, and components derived from π-π * satellites. , C = O-derived component and COO-derived component. Therefore, peak splitting is performed with five components. The COO-derived component is a peak that appears at +4.0 to 4.2 eV from the main peak of CHx and C—C (near 285 eV). The peak area ratio of each component is calculated by rounding off the first decimal place. It can obtain | require by multiplying the peak area ratio of the component derived from COO from the carbon amount (atomic%) of C1s. As a result of peak splitting, if it was 0.4% or less, it was set below the detection limit.

なお、ここでいうところの機能層の表面とは、被処理物質、液体処理の場合は被処理液と接触する側の表面である。人工腎臓用中空糸膜を例に挙げると、被処理液である血液が流れる機能層の表面は内表面に、透析液が流れるその反対表面は外表面に相当する。   The surface of the functional layer referred to here is the surface on the side that comes into contact with the material to be treated, in the case of liquid treatment, the liquid to be treated. Taking the hollow fiber membrane for artificial kidneys as an example, the surface of the functional layer through which blood as the liquid to be treated flows corresponds to the inner surface, and the opposite surface through which the dialysate flows corresponds to the outer surface.

中空糸膜成形後に、エステル基を含有した反応性化合物で機能層表面を化学修飾させれば、エステル基を機能層表面に導入することができる。   If the functional layer surface is chemically modified with a reactive compound containing an ester group after forming the hollow fiber membrane, the ester group can be introduced into the functional layer surface.

ここで、かかる表面反応は、一般的には中空糸膜の性能低下等を引き起こす可能性もあり、実際に適用するには種々の条件制約がある。しかしながら、エステル基を含有したポリマーを用いると、比較的簡便にポリマー由来のエステル基を機能層表面に導入することができる。エステル基を含有したポリマーとしては、ポリ乳酸やポリエステルなどの主鎖にエステル基が含有されたものや、酢酸ビニルなどのカルボン酸ビニルエステル、メチルアクリレート、メトキシエチルアクリレートなどのアクリル酸エステル、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレートなどのメタクリル酸エステルのように側鎖にエステル基が含有されたものを単量体としたポリマーや、酢酸ビニルとが挙げられる。また、エステル基含有ポリマーとして、ポリエチレンテレフタレートのように、芳香環を含んでいるポリマーは、疎水性の度合いが強く成りすぎるために、本発明において使用することは好ましくはなく、芳香環を含まないポリマーが好ましい。タンパク質や血小板の付着の抑制機能向上のためには、カルボン酸ビニルエステル、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルなどの側鎖にエステル基が含有されたものが好ましい。中でも、酢酸ビニルは、タンパク質や血小板の付着の抑制性に優れている。   Here, such a surface reaction generally may cause a decrease in the performance of the hollow fiber membrane, and there are various condition restrictions for actual application. However, when a polymer containing an ester group is used, an ester group derived from the polymer can be introduced to the surface of the functional layer relatively easily. Examples of the polymer containing an ester group include those having an ester group in the main chain such as polylactic acid and polyester, carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate, acrylic acid esters such as methyl acrylate and methoxyethyl acrylate, and methyl methacrylate. In addition, a polymer using a monomer having an ester group in the side chain, such as methacrylic acid ester such as ethyl methacrylate and hydroxyethyl methacrylate, and vinyl acetate can be used. In addition, as an ester group-containing polymer, a polymer containing an aromatic ring such as polyethylene terephthalate is not preferable to be used in the present invention because the degree of hydrophobicity is too strong and does not contain an aromatic ring. Polymers are preferred. In order to improve the function of suppressing the adhesion of proteins and platelets, those containing an ester group in the side chain such as carboxylic acid vinyl ester, acrylic acid ester, and methacrylic acid ester are preferable. Among these, vinyl acetate is excellent in suppressing the adhesion of proteins and platelets.

膜表面に存在するエステル基含有ポリマーの存在量が、膜内部のエステル基含有ポリマーの存在量よりも多いかどうかは、例えば、ESCAと全反射赤外分光法(以下ATRと記すことがある)を組み合わせることによって知ることができる。これは、ESCAは、表面の約10nmまでの深さを測定するものであり、ATRは表面測定ではあるが、数μmまでの深さの組成を測定するものであることによる。ポリスルホン中空糸膜を例に挙げると、膜中の任意の箇所におけるポリスルホンユニットの存在量に対するエステル基含有ポリマーの存在量の比をユニット量比とすると、ESCAで得られたユニット量比の値が、ATRで得られた値よりも30%以上大きければ、本発明でいう膜表面のエステル基含有ポリマー存在量が、膜内部よりも30%以上大きいとすることができる。なお、各測定の値は3点の平均値とする。   Whether the amount of the ester group-containing polymer existing on the film surface is larger than the amount of the ester group-containing polymer inside the film is determined by, for example, ESCA and total reflection infrared spectroscopy (hereinafter referred to as ATR). You can know by combining. This is because ESCA measures the depth of the surface up to about 10 nm, and ATR measures the composition up to several μm deep, although it is a surface measurement. Taking a polysulfone hollow fiber membrane as an example, if the ratio of the abundance of the ester group-containing polymer to the abundance of the polysulfone unit at an arbitrary location in the membrane is defined as a unit amount ratio, the value of the unit amount ratio obtained by ESCA is If the value obtained by ATR is 30% or more, the amount of ester group-containing polymer present on the film surface in the present invention can be 30% or more larger than the inside of the film. In addition, the value of each measurement is an average value of three points.

エステル基含有ポリマーを、中空糸膜機能層の表面に局在化させるためには、例えば、以下のような方法が挙げられる。製膜原液から湿式製膜する場合、表面にはエントロピーロスを防ぐために高分子量のポリマーが集まり、エンタルピーロスを防ぐために、親水性ポリマーが集まる傾向にある。従って、例えば、ポリスルホン膜の場合、ポリスルホンとポリビニルピロリドンおよび、エステル基含有ポリマーの3成分ポリマーからなる原液を作成し、エステル基含有ポリマーの分子量を、ポリビニルピロリドンの分子量と同等以上にすることで、表面に濃縮させることができる。しかしながら、エステル基含有ポリマーのポリスルホンとの親和性が高ければ、エントロピー効果よりもエンタルピーの効果が優勢になり、エステル基は表面ではなく、中空糸膜内部に濃縮されることになる。一般的には、エステル基ユニットのみを含むホモポリマーよりも、ビニルピロリドンユニットなど、ホモポリマーでは水溶性を示すユニットとの共重合体のほうが、ポリスルホンとの親和性が弱いために好適に用いられる。また、中空糸膜の紡糸工程で、二重環状口金から吐出する際に内側に注入液を流すが、この注入液にエステル基含有ポリマーを添加しても良い。中空糸膜が相分離し、膜構造が決定する前に、注入液中のエステル基含有ポリマーが、製膜原液側に拡散するため、内表面に局在化させることができる。さらには、中空糸膜を製膜後に、分離膜の機能層表面をエステル基含有ポリマーでコーティングしたりする方法は簡便で好適に用いられる。また、エステル基含有ポリマーと中空糸膜を化学反応によって、固定化しても良い。なお、コーティング後、放射線や熱処理によって、分離膜に架橋させることは、エステル基含有ポリマーの溶出を抑えるために好適な手段である。   In order to localize the ester group-containing polymer on the surface of the hollow fiber membrane functional layer, for example, the following method may be mentioned. When wet film-forming is performed from a film-forming stock solution, high-molecular weight polymers gather on the surface to prevent entropy loss, and hydrophilic polymers tend to gather to prevent enthalpy loss. Therefore, for example, in the case of a polysulfone membrane, by creating a stock solution consisting of a three-component polymer of polysulfone and polyvinylpyrrolidone and an ester group-containing polymer, the molecular weight of the ester group-containing polymer is equal to or higher than the molecular weight of polyvinylpyrrolidone, It can be concentrated on the surface. However, if the affinity of the ester group-containing polymer with polysulfone is high, the enthalpy effect is more dominant than the entropy effect, and the ester group is concentrated not inside the surface but inside the hollow fiber membrane. In general, copolymers with water-soluble units such as vinyl pyrrolidone units are more preferred than homopolymers containing only ester group units because of their lower affinity with polysulfone. . Also, in the spinning process of the hollow fiber membrane, an injection solution is allowed to flow inside when discharging from the double annular die. An ester group-containing polymer may be added to this injection solution. Before the hollow fiber membrane is phase-separated and the membrane structure is determined, the ester group-containing polymer in the injection solution diffuses to the membrane-forming stock solution side, so that it can be localized on the inner surface. Furthermore, a method of coating the surface of the functional layer of the separation membrane with an ester group-containing polymer after forming the hollow fiber membrane is simple and preferably used. Further, the ester group-containing polymer and the hollow fiber membrane may be immobilized by a chemical reaction. In addition, after coating, crosslinking to the separation membrane by radiation or heat treatment is a suitable means for suppressing elution of the ester group-containing polymer.

本発明の分離膜の素材となるポリマーには、疎水性ポリマーが好適に用いられる。本発明において、疎水性ポリマーとは、20℃の水100gに対する溶解度が0.001g未満であるポリマーを指す。具体的には、ポリスルホン系ポリマー、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。この中でも、ポリスルホン系ポリマーは、中空糸分離膜を形成させやすく、また、エステル基含有ポリマーをコーティングしやすいため好適に用いられる。ここでいうところのポリスルホン系ポリマーとは、主鎖に芳香環、スルフォニル基およびエーテル基をもつものであり、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリルエーテルスルホンなどが挙げられる。例えば、次式(1)、(2)の化学式で示されるポリスルホンが好適に使用されるが、本発明ではこれらに限定されない。式中のnは、例えば50〜80の如き整数である。   A hydrophobic polymer is suitably used as the polymer that is the material of the separation membrane of the present invention. In the present invention, the hydrophobic polymer refers to a polymer having a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of less than 0.001 g. Specific examples include polysulfone-based polymers, polystyrene, polyurethane, polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polyvinylidene fluoride, and polyacrylonitrile, but are not limited thereto. Among these, a polysulfone-based polymer is preferably used because it can easily form a hollow fiber separation membrane and can be easily coated with an ester group-containing polymer. Here, the polysulfone-based polymer has an aromatic ring, a sulfonyl group and an ether group in the main chain, and examples thereof include polysulfone, polyethersulfone and polyallylethersulfone. For example, polysulfone represented by the following chemical formulas (1) and (2) is preferably used, but the present invention is not limited to these. N in the formula is an integer such as 50 to 80.

Figure 2012115743
Figure 2012115743

ポリスルホンの具体例としては、ユーデルポリスルホンP−1700、P−3500(ソルベイ社製)、ウルトラソンS3010、S6010(BASF社製)、ビクトレックス(住友化学)、レーデルA(ソルベイ社製)、ウルトラソンE(BASF社製)等のポリスルホンが挙げられる。又、本発明で用いられるポリスルホンは上記式(1)及び/又は(2)で表される繰り返し単位のみからなるポリマーが好適ではあるが、本発明の効果を妨げない範囲で他のモノマーと共重合していたり、変性体であっても良い。特に限定するものではないが、他の共重合モノマーは10重量%以下であることが好ましい。   Specific examples of polysulfone include Udel polysulfone P-1700, P-3500 (manufactured by Solvay), Ultrason S3010, S6010 (manufactured by BASF), Victrex (Sumitomo Chemical), Radel A (manufactured by Solvay), Ultra Polysulfone such as Son E (manufactured by BASF) is exemplified. In addition, the polysulfone used in the present invention is preferably a polymer composed only of the repeating unit represented by the above formula (1) and / or (2). However, it does not interfere with the effects of the present invention. It may be polymerized or modified. Although it does not specifically limit, it is preferable that another copolymerization monomer is 10 weight% or less.

一方で、ポリスルホン系ポリマーは総じて疎水性が強く、タンパク質などの有機物を多く付着する。特に活性化したタンパク質や血小板は、ポリスルホン量に比したエステル基の存在量が少ない場合、エステル基が存在する表面にも付着する。したがって、中空糸分離膜機能層の表面にあるエステル基は、中空糸分離膜機能層表面のどの部位でも、均一に、一定量以上存在することが好ましい。本発明では、かかるエステル基の存在量を示す指標として、エステル基の存在量をポリスルホンの存在量で除した比を用いることもでき、中空糸分離膜機能層表面の異なる3箇所において、1730cm−1付近のエステル基C=O由来の赤外吸収ピーク強度(ACO)の、1580cm−1付近のポリスルホンのベンゼン環C=C由来の赤外吸収ピーク強度(ACC)に対する比(ACO)/(ACC)を選定し、その平均値が好ましくは0.005以上、より好ましくは0.01以上、さらに好ましくは0.02以上であり、かつ当該比が0.001以下である測定点の割合が10%以下が好ましく、より好ましくは5%以下であることがわかった。なお、(ACO)/(ACC)の平均値は、大きすぎると中空糸分離膜の性能低下を引き起こすことがあるため、1以下が好ましく、さらには0.5以下が好ましい。
(ACO)/(ACC)の比は、以下のように算出する。機能層表面について、測定範囲を3μm×3μm、積算回数は30回以上として赤外吸収スペクトルを吸収強度で25点測定する。この25点測定を、異なる3箇所で測定する。得られた赤外吸収スペクトルについては、1549〜1620cm−1で基準線を引き、その基準線とスペクトルの正部分で囲まれた部分のピーク面積をACCとし、同様に、1711−1759cm−1で基準線を引き、そのピーク面積をACOとして、両者の比(ACO)/(ACC)を算出する。
On the other hand, polysulfone-based polymers are generally highly hydrophobic and adhere to many organic substances such as proteins. In particular, activated proteins and platelets also adhere to the surface on which the ester groups are present when the amount of ester groups is small compared to the amount of polysulfone. Therefore, it is preferable that the ester group on the surface of the hollow fiber separation membrane functional layer is uniformly present in a certain amount or more at any site on the surface of the hollow fiber separation membrane functional layer. In the present invention, a ratio obtained by dividing the abundance of the ester group by the abundance of polysulfone can also be used as an index indicating the abundance of the ester group. At three different locations on the surface of the hollow fiber separation membrane functional layer, 1730 cm − The ratio (A CO ) of the infrared absorption peak intensity (A CO ) derived from the ester group C = O near 1 to the infrared absorption peak intensity (A CC ) derived from the benzene ring C = C of the polysulfone near 1580 cm −1. / (A CC ) is selected, and the average value thereof is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.02 or more, and the ratio is 0.001 or less. It has been found that the ratio is preferably 10% or less, more preferably 5% or less. The average value of (A CO ) / (A CC ) is preferably 1 or less, and more preferably 0.5 or less, because if the average value is too large, the performance of the hollow fiber separation membrane may be lowered.
The ratio of (A CO ) / (A CC ) is calculated as follows. On the functional layer surface, the measurement range is 3 μm × 3 μm, the number of integration is 30 times or more, and the infrared absorption spectrum is measured at 25 points by the absorption intensity. This 25-point measurement is measured at three different locations. The obtained infrared absorption spectrum, drawing a base line with 1549~1620Cm -1, and the peak area of the portion surrounded by the positive portion of the reference line and the spectral and A CC, likewise, 1711-1759Cm -1 Then, a reference line is drawn, and the ratio (A CO ) / (A CC ) between the two is calculated using the peak area as A CO .

異なる3箇所としては、中空糸膜モジュールの両端部分と中央部分を測定することが好ましい。さらには、中空糸の測定本数は3本以上測定することが好ましい。   As three different places, it is preferable to measure both end portions and the central portion of the hollow fiber membrane module. Furthermore, it is preferable to measure three or more hollow fibers.

前記(ACO)/(ACC)を上述した範囲内にする手段としては、エステル基含有ポリマーを製膜原液に添加する場合には、製膜原液の組成比、また紡糸時の口金温度、吐出部の温湿度などの諸条件を合わせることが重要である。これらの諸条件は、エステル基含有ポリマーの種類や分子量によっても異なる。例えば、エステル基含有ポリマーとしてビニルピロリドンと酢酸ビニルの共重合体(6/4)であるコリドンVA64(BASF社)を用いた場合には、製膜原液中のVA64量は1〜10重量%、口金温度としては20〜60℃、乾式部の温度は10〜60℃で相対湿度は70〜95%RHが好適な範囲である。また、注入液にエステル基含有ポリマーを添加する場合には、注入液の組成比、注入液温度、製膜原液の組成などが影響を及ぼす。例えば、VA64の場合、注入液への添加量としては5〜30重量%、注入液温度としては10〜60℃、製膜原液の組成としてポリスルホン系ポリマー濃度は14〜25重量%、またポリビニルピロリドンを用いる場合には2〜10重量%が好ましい。VA64が膜内に拡散しやいようにポリスルホン系ポリマーの重量平均分子量は小さいほうが好ましく、10万以下、さらには5万以下が好適に用いられる。ポリスルホン系ポリマーまた、コーティング等の後処理をする場合には、コーティング液におけるエステル基含有ポリマーの濃度や、接触時間、コーティング時の温度が影響を及ぼす。例えば、VA64水溶液でコーティングする場合には、VA64濃度は1〜5000ppm、接触時間は10秒以上、温度は10〜80℃が好適である。また、コーティングをバッチ式ではなく連続的に行う場合には、VA64水溶液の流速は速いほうが均一にコーティング可能であるが、速すぎると十分な量をコーティングできないので、200〜1000mL/minが好適な範囲である。 As means for bringing the (A CO ) / (A CC ) within the above-mentioned range, when an ester group-containing polymer is added to the film-forming stock solution, the composition ratio of the film-forming stock solution, the die temperature during spinning, It is important to match various conditions such as temperature and humidity of the discharge part. These various conditions also differ depending on the type and molecular weight of the ester group-containing polymer. For example, when Kollidon VA64 (BASF), which is a copolymer of vinyl pyrrolidone and vinyl acetate (6/4), is used as the ester group-containing polymer, the amount of VA64 in the stock solution is 1 to 10% by weight, The base temperature is preferably 20 to 60 ° C., the dry part temperature is 10 to 60 ° C., and the relative humidity is preferably 70 to 95% RH. In addition, when an ester group-containing polymer is added to the injection solution, the composition ratio of the injection solution, the injection solution temperature, the composition of the film-forming stock solution, and the like have an effect. For example, in the case of VA64, the addition amount to the injection solution is 5 to 30% by weight, the injection solution temperature is 10 to 60 ° C., the polysulfone-based polymer concentration is 14 to 25% by weight as the composition of the film forming stock solution, and polyvinylpyrrolidone In the case of using 2 to 10% by weight is preferable. The weight average molecular weight of the polysulfone-based polymer is preferably small so that VA64 is easily diffused into the membrane, and 100,000 or less, further 50,000 or less is suitably used. Polysulfone polymers In the case of post-treatment such as coating, the concentration of the ester group-containing polymer in the coating solution, the contact time, and the temperature at the time of coating are affected. For example, when coating with a VA64 aqueous solution, the VA64 concentration is preferably 1 to 5000 ppm, the contact time is 10 seconds or more, and the temperature is 10 to 80 ° C. In addition, when coating is performed continuously rather than batchwise, the higher the flow rate of the VA64 aqueous solution, the more uniform coating is possible, but if it is too fast, a sufficient amount cannot be coated, so 200 to 1000 mL / min is preferable. It is a range.

また、中空糸分離膜は、エステル基含有ポリマー以外に、20℃の水100gに対する溶解度が1g以上、好ましくは10g以上である水溶性ポリマーを含有していることが、タンパク質や血小板の付着抑制の観点から好ましい。表面の適度な親水性と疎水性のバランスが、タンパク質や血小板の付着抑制のために重要なのではないかと考えられている。実際に、エステル基含有ポリマー以外に、エステル基含有ポリマーより親水性の強い水溶性ポリマーが存在した場合には、タンパク質や血小板の付着抑制効果がさらに向上する。水溶性ポリマーとしては、ポリビニルピロリドン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコールなどが好適である。中空糸分離膜に含有される水溶性ポリマー量としては、0.1重量%以上が好ましく、より好ましくは1重量%以上である。また、含有量が多すぎると膜性能が低くなる傾向にあるため30重量%以下が好ましく、より好ましくは10重量%以下である。また、機能層表面の水溶性ポリマー量としては、10重量%以上が好ましく、より好ましくは15重量%以上である。また、多すぎても親水性の効果が強くなりすぎるため、50重量%以下が好ましく、より好ましくは40重量%以下である。中空糸分離膜中のエステル基含有ポリマー量は、元素分析や核磁気共鳴(NMR)測定によって求めることができる。機能層表面の水溶性ポリマー量は、ESCAなどによって求めることができる。   In addition to the ester group-containing polymer, the hollow fiber separation membrane contains a water-soluble polymer having a solubility in 100 g of water at 20 ° C. of 1 g or more, preferably 10 g or more. It is preferable from the viewpoint. It is thought that an appropriate balance between hydrophilicity and hydrophobicity on the surface is important for suppressing adhesion of proteins and platelets. In fact, in addition to the ester group-containing polymer, when there is a water-soluble polymer that is more hydrophilic than the ester group-containing polymer, the effect of inhibiting the adhesion of proteins and platelets is further improved. As the water-soluble polymer, polyvinyl pyrrolidone, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol and the like are suitable. The amount of the water-soluble polymer contained in the hollow fiber separation membrane is preferably 0.1% by weight or more, more preferably 1% by weight or more. Moreover, since there exists a tendency for film | membrane performance to become low when there is too much content, 30 weight% or less is preferable, More preferably, it is 10 weight% or less. The amount of the water-soluble polymer on the functional layer surface is preferably 10% by weight or more, more preferably 15% by weight or more. Moreover, since the hydrophilic effect will become strong too much, 50 weight% or less is preferable, More preferably, it is 40 weight% or less. The amount of the ester group-containing polymer in the hollow fiber separation membrane can be determined by elemental analysis or nuclear magnetic resonance (NMR) measurement. The amount of the water-soluble polymer on the functional layer surface can be determined by ESCA or the like.

さらに、エステル基含有ポリマーが、水溶性ユニットとエステル基のユニットを持つ共重合体であれば、1分子のなかで適度な親水性と疎水性のバランスが取れるので好適である。したがって、共重合体としては、グラフト共重合体よりもブロック共重合体や交互共重合体、ランダム共重合体が好適に用いられる。これは、グラフト重合体では、主鎖にグラフトしたユニット部分がタンパク質などと接触する機会が多いため、共重合体としての特性よりも、グラフト鎖部分の特性が大きく影響するためと考えられる。また、ブロック共重合体よりも交互共重合体、ランダム共重合体がより好ましい。ブロック共重合体では、それぞれのユニットの特性がはっきりと分かれるためであると考えられる。1分子のなかでの親水性と疎水性のバランスという点では、ランダム共重合体および交互共重合体から選ばれる少なくとも一つを有する共重合体が好適に用いられる。エステル基含有ポリマー中のエステル基ユニットのモル比は0.3以上、0.7以下が好ましい。エステル基ユニットのモル比が0.3未満であれば、エステル基の付着抑制効果が低減する。また、0.7を超えると、水溶性ユニットの効果が低減する。   Furthermore, if the ester group-containing polymer is a copolymer having a water-soluble unit and an ester group unit, it is preferable because an appropriate balance between hydrophilicity and hydrophobicity can be achieved in one molecule. Therefore, as the copolymer, a block copolymer, an alternating copolymer, or a random copolymer is preferably used rather than a graft copolymer. This is presumably because, in the graft polymer, the unit part grafted to the main chain has many opportunities to come into contact with proteins and the like, and thus the characteristics of the graft chain part have a greater influence than the characteristics of the copolymer. Moreover, an alternating copolymer and a random copolymer are more preferable than a block copolymer. In the block copolymer, it is considered that the characteristics of each unit are clearly separated. From the viewpoint of balance between hydrophilicity and hydrophobicity in one molecule, a copolymer having at least one selected from a random copolymer and an alternating copolymer is preferably used. The molar ratio of ester group units in the ester group-containing polymer is preferably 0.3 or more and 0.7 or less. If the molar ratio of the ester group units is less than 0.3, the effect of suppressing the adhesion of ester groups is reduced. Moreover, when it exceeds 0.7, the effect of a water-soluble unit will reduce.

これらのユニットのモル比は、NMRや元素分析などによって算出することができる。   The molar ratio of these units can be calculated by NMR or elemental analysis.

前記水溶性ユニットとしては、ビニルピロリドン基、エチレングリコール基、ビニルアルコール基などが挙げられる。特に、ビニルピロリドン−酢酸ビニルの共重合体は、適度な親水性と疎水性のバランスであり、好適に用いられる。また、表面全体としての親水性と疎水性のバランスも重要であり、表面のビニルピロリドンユニットの量としては、10重量%以上が好ましく、より好ましくは15重量%以上である。また、多すぎても親水性の効果が強くなりすぎるため、50重量%以下が好ましく、より好ましくは40重量%以下である。なお、表面のビニルピロリドンユニットの量としては、上述したように、中空糸分離膜にポリビニルピロリドンが含まれる場合は、ビニルピロリドンユニットとエステル基ユニットの共重合ポリマー由来と、ポリビニルピロリドン由来との合計の値になる。表面のビニルピロリドンユニットの量は、ESCAにより求めることができる。   Examples of the water-soluble unit include a vinyl pyrrolidone group, an ethylene glycol group, and a vinyl alcohol group. In particular, a vinylpyrrolidone-vinyl acetate copolymer has an appropriate balance between hydrophilicity and hydrophobicity and is preferably used. The balance between hydrophilicity and hydrophobicity of the entire surface is also important, and the amount of vinylpyrrolidone units on the surface is preferably 10% by weight or more, more preferably 15% by weight or more. Moreover, since the hydrophilic effect will become strong too much, 50 weight% or less is preferable, More preferably, it is 40 weight% or less. The amount of the vinyl pyrrolidone unit on the surface is, as described above, when polyvinyl pyrrolidone is contained in the hollow fiber separation membrane, the total of the vinyl pyrrolidone unit and the ester group unit derived from the copolymer and the polyvinyl pyrrolidone derived. Value. The amount of vinyl pyrrolidone unit on the surface can be determined by ESCA.

また、前記の水溶性ポリマーが中空糸分離膜の支持体となる疎水性ポリマーと相溶性が良い場合には、中空糸分離膜原液に添加し、造孔剤として使用できるので好適である。例えば、ポリスルホン系ポリマーに対して、ポリビニルピロリドン(PVP)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリエチレングリコール(PEG)が好適に用いられる。   In addition, when the water-soluble polymer has good compatibility with the hydrophobic polymer serving as a support for the hollow fiber separation membrane, it is preferable because it can be added to the hollow fiber separation membrane stock solution and used as a pore-forming agent. For example, polyvinyl pyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), and polyethylene glycol (PEG) are preferably used for the polysulfone-based polymer.

エステル基を含有したポリマーを機能層表面に導入する方法としては、上述したように、ポリマーを中空糸分離膜の製膜原液に混和しておいて成形する方法や、注入液に混和させる方法、中空糸分離膜成形後にコーティングする方法が好適に用いられる。さらにコーティング後、放射線照射、熱処理などにより不溶化する方法、中空糸分離膜を疎水性モノマーの混合溶液に浸漬し、重合反応を中空糸分離膜表面上で起こさせる方法などが挙げられる。   As a method of introducing a polymer containing an ester group to the surface of the functional layer, as described above, a method of forming the polymer by mixing it with the membrane forming stock solution of the hollow fiber separation membrane, a method of mixing with the injection solution, A method of coating after forming the hollow fiber separation membrane is preferably used. Further, after coating, a method of insolubilization by radiation irradiation, heat treatment, or the like, a method of immersing the hollow fiber separation membrane in a mixed solution of hydrophobic monomers, and causing a polymerization reaction on the surface of the hollow fiber separation membrane are included.

これらのなかでも、エステル基を含有したポリマーを中空糸分離膜表面にコーティングする方法は、簡便かつ少量で実施できるため好適な方法である。例えば、エステル基含有ポリマーを溶媒に溶解させた溶液を中空糸分離膜に塗布し吸着させても良いし、接着剤のようなもので、中空糸分離膜素材とエステル基含有ポリマーを固定化させても良い。また、エステル基含有ポリマーを中空糸分離膜表面に接触させる際に、中空糸分離膜の表(機能層)と裏との間に圧力差を生じさせ、これを利用して膜表面に濃縮させる方法は効率的であり、好適に用いられる。圧力差としては、加圧であっても減圧であっても良い。なお、エステル基含有ポリマー溶液そのものにより、圧力差を生じさせて膜表面に導入する方法もあるが、当該溶液を接触させた後、気体や、水など他の溶液で加圧しても良い。   Among these, the method of coating the polymer containing the ester group on the surface of the hollow fiber separation membrane is a preferable method because it can be carried out simply and in a small amount. For example, a solution in which an ester group-containing polymer is dissolved in a solvent may be applied and adsorbed on a hollow fiber separation membrane, or an adhesive or the like, and the hollow fiber separation membrane material and the ester group-containing polymer are immobilized. May be. Further, when the ester group-containing polymer is brought into contact with the surface of the hollow fiber separation membrane, a pressure difference is generated between the front (functional layer) and the back of the hollow fiber separation membrane, and this is used to concentrate the membrane surface. The method is efficient and is preferably used. The pressure difference may be increased or reduced. In addition, there is a method in which the ester group-containing polymer solution itself causes a pressure difference to be introduced onto the film surface, but after contacting the solution, it may be pressurized with another solution such as gas or water.

特に、エステル基を含有したポリマーを中空糸分離膜に表面コーティングする際には、中空糸分離膜の支持体となる疎水性ポリマーとエステル基含有ポリマーの吸着平衡定数が高いほうが、中空糸分離膜の表面を一様に覆うことができることがわかった。また、エステル基含有ポリマーの大きさが、中空糸分離膜の孔径よりも小さい場合には、中空糸分離膜の内外で圧力差を生じさせても、エステル基含有ポリマーは、膜を通過するので、機能層表面にエステル基含有ポリマーを効率的に局在化させられない。しかしながら、吸着平衡定数が高ければ、分子量に関係なく、効率的にエステル基含有ポリマーを表面に局在化させられることがわかった。すなわち、吸着平衡定数は、330pg/(mm・ppm)以上であると好ましく、より好ましい範囲は500pg/(mm・ppm)以上であり、さらに好ましい範囲は550pg/(mm・ppm)以上である。さらには、600pg/(mm・ppm)以上であると特に好ましい。一方で、中空糸分離膜を構成する疎水性ポリマーとの吸着結合定数が1100pg/(mm・ppm)を超えるポリマーを使用すると、中空糸分離膜と接触させた際に過剰にポリマーが吸着し、それに伴って膜孔が小径化することでタンパク質の除去効率が悪くなるなど、中空糸分離膜性能が低下する。したがって、1100pg/(mm・ppm)以下であることが好ましく、より好ましくは1000pg/(mm・ppm)以下であり、さらに好ましい範囲は900pg/(mm・ppm)以下であり、特に好ましい範囲は850pg/(mm・ppm)以下である。 In particular, when a polymer containing an ester group is surface-coated on a hollow fiber separation membrane, the higher the adsorption equilibrium constant of the hydrophobic polymer and the ester group-containing polymer used as the support of the hollow fiber separation membrane, the higher the hollow fiber separation membrane. It was found that the surface of can be uniformly covered. In addition, when the size of the ester group-containing polymer is smaller than the pore diameter of the hollow fiber separation membrane, the ester group-containing polymer passes through the membrane even if a pressure difference is generated inside and outside the hollow fiber separation membrane. The ester group-containing polymer cannot be localized efficiently on the functional layer surface. However, it has been found that if the adsorption equilibrium constant is high, the ester group-containing polymer can be efficiently localized on the surface regardless of the molecular weight. That is, the adsorption equilibrium constant is preferably 330 pg / (mm 2 · ppm) or more, a more preferable range is 500 pg / (mm 2 · ppm) or more, and a more preferable range is 550 pg / (mm 2 · ppm) or more. It is. Further, it is particularly preferably 600 pg / (mm 2 · ppm) or more. On the other hand, if a polymer having an adsorption binding constant with a hydrophobic polymer constituting the hollow fiber separation membrane exceeds 1100 pg / (mm 2 · ppm), the polymer is excessively adsorbed when brought into contact with the hollow fiber separation membrane. In connection with this, the performance of the hollow fiber separation membrane deteriorates, for example, the protein removal efficiency deteriorates due to the decrease in the diameter of the membrane pore. Therefore, it is preferably 1100pg / (mm 2 · ppm) or less, more preferably 1000pg / (mm 2 · ppm) or less, more preferably ranges are 900pg / (mm 2 · ppm) or less, particularly preferably The range is 850 pg / (mm 2 · ppm) or less.

なお、吸着平衡定数が高い場合には、膜への吸着量が多く、性能が下がる場合が多い。ただし、このときは、コーティング溶液の濃度を下げたり、コーティング溶液の量を少なくすることで対処できうる。   When the adsorption equilibrium constant is high, the amount of adsorption to the membrane is large, and the performance often decreases. However, this can be dealt with by reducing the concentration of the coating solution or reducing the amount of the coating solution.

中空糸分離膜の内外で圧力差としては、好ましくは5kPa以上、より好ましくは10kPa以上、さらに好ましくは20kPa以上である。また、圧力差が高い場合には、中空糸分離膜がリークしてしまう場合があるので、100kPa以下が好ましく、より好ましくは70kPa以下、さらに好ましくは50kPa以下である。なお、ここで言うところの中空糸分離膜の内側とは、処理液と接する中空糸分離膜機能層の表面側、外側とはその反対側を言う。人工腎臓用中空糸膜を例に挙げると、被処理液である血液が流れる機能層の表面は内側に、透析液が流れるその反対表面は外側に相当する。   The pressure difference between the inside and outside of the hollow fiber separation membrane is preferably 5 kPa or more, more preferably 10 kPa or more, and further preferably 20 kPa or more. In addition, when the pressure difference is high, the hollow fiber separation membrane may leak, so that it is preferably 100 kPa or less, more preferably 70 kPa or less, and even more preferably 50 kPa or less. In addition, the inside of the hollow fiber separation membrane said here says the surface side of the hollow fiber separation membrane functional layer which contacts a process liquid, and the outer side means the opposite side. Taking a hollow fiber membrane for an artificial kidney as an example, the surface of the functional layer through which blood as the treatment liquid flows corresponds to the inside, and the opposite surface through which the dialysate flows corresponds to the outside.

本発明において、吸着平衡定数は、表面プラズモン共鳴装置(以下、SPRと略す)を用いて測定することにより算出した値である。SPRは、一定角度で照射させたレーザー光の共鳴角の変化から薄膜表面の質量変化を解析する装置であり、中空糸分離膜に含有されている疎水性ポリマーをSPR用の金チップにスピンコートし、薄膜を形成させ、5〜1000ppmの範囲で濃度を任意に選定して変えたエステル基含有ポリマー水溶液をそれぞれ流した時の各吸着量を求め、その値から作成した吸着等温線により、吸着平衡定数を導き出す。   In the present invention, the adsorption equilibrium constant is a value calculated by measurement using a surface plasmon resonance apparatus (hereinafter abbreviated as SPR). SPR is a device that analyzes the change in mass on the surface of a thin film from the change in the resonance angle of laser light irradiated at a certain angle. The hydrophobic polymer contained in the hollow fiber separation membrane is spin-coated onto a gold chip for SPR. Then, a thin film is formed, and each adsorption amount when each ester group-containing polymer aqueous solution having a concentration arbitrarily selected in the range of 5 to 1000 ppm is flowed is obtained, and the adsorption isotherm created from the value is adsorbed. Derive the equilibrium constant.

コーティングする場合は、中空糸分離膜を変形させない溶媒を用いる必要があるため、水やアルコール水溶液が好適に用いられる。しかしながら、エステル基含有ポリマーは、水やアルコールに溶けにくいものが多い。したがって、上記酢酸ビニル等のみからなるポリマーに比べ、これらに水溶性ユニットを共重合させた共重合体が、このような観点からも好適に用いられる。   In the case of coating, since it is necessary to use a solvent that does not deform the hollow fiber separation membrane, water or an aqueous alcohol solution is preferably used. However, many ester group-containing polymers are hardly soluble in water or alcohol. Therefore, compared with the polymer which consists only of said vinyl acetate etc., the copolymer which made these copolymerize a water-soluble unit is used suitably also from such a viewpoint.

この場合、上述したように、タンパク質や血小板付着の抑制効果と溶解性から、共重合体中のエステルユニットの比は0.3以上、0.7以下が好ましく、さらには0.35以上、0.55以下が好ましい。特に水溶性ユニットがビニルピロリドンからなる場合は、コーティングによる中空糸分離膜の性能がほとんど低下しないため、好適に用いられる。特に、酢酸ビニルとビニルピロリドンとの共重合体が好ましい。なお、ビニルアルコールと酢酸ビニルの共重合体は、水酸基による水素結合などの影響により水分子が束縛され、溶質が膜を通過しにくいためか、膜性能が低い場合がある。さらに、ポリスルホン系の中空糸分離膜にコーティングした場合、吸着平衡定数も高いためか、酢酸ビニルとビニルピロリドンとの共重合体に比べて、性能の低下が大きい場合もある。   In this case, as described above, the ratio of the ester unit in the copolymer is preferably 0.3 or more and 0.7 or less, more preferably 0.35 or more, 0, from the suppression effect and solubility of protein and platelet adhesion. .55 or less is preferable. In particular, when the water-soluble unit is made of vinylpyrrolidone, it is preferably used because the performance of the hollow fiber separation membrane by coating hardly deteriorates. In particular, a copolymer of vinyl acetate and vinyl pyrrolidone is preferable. A copolymer of vinyl alcohol and vinyl acetate may have low membrane performance, possibly because water molecules are constrained by the influence of a hydrogen bond due to a hydroxyl group and the solute hardly passes through the membrane. Furthermore, when the polysulfone-based hollow fiber separation membrane is coated, the performance deterioration may be larger than that of a copolymer of vinyl acetate and vinyl pyrrolidone because the adsorption equilibrium constant is high.

さらに、コーティング後、放射線照射、熱処理などにより不溶化する方法は、エステル基含有ポリマーの溶出を低減できるため好適な方法である。例えば、中空糸分離膜をエステル基含有ポリマー溶液に浸漬した状態で放射線照射や熱処理を行えば良い。あるいは、中空糸分離膜をビニルピロリドンユニットと疎水性ユニットとの共重合体溶液に浸漬した後、溶液を抜き出した後、放射線照射や熱処理をしても良い。この際、溶液の抜き出しにより、中空糸膜中空部においては気体−液体−気体−液体−気体のようにエアロックを形成し、中空糸閉塞による性能低下の原因となる場合がある。エアロックを形成する液体の排出方法としては、特に限定するものではないが、中空糸膜モジュールの中空部の一端から他端の方向に気体ブローを行う方法が好ましく、より好ましくは気体ブローを高圧−低圧の交互に周期的に行うことが好ましい。放射線照射する場合には、若干量の溶媒が存在したほうが、エステル基含有ポリマーが中空糸分離膜に固定、不溶化されやすい。これは、溶媒が放射線照射によりラジカルとなり、これが起点となって、該ポリマーや中空糸分離膜の素材もラジカル化し、共重合体が膜へ架橋、不溶化するためと考えられる。したがって、中空糸分離膜の乾燥重量に対して、0.2重量倍以上、さらには1.0重量倍の溶媒が残存していることが好ましい。なお、溶媒としては、取り扱い性の観点から水が好適に用いられる。一方で、中空糸分離膜モジュール内に水が充填されていないほうが、放射線照射までの時間に溶出する懸念が少ないので、中空糸分離膜のみ湿潤状態であることが好ましい。具体的には、中空糸分離膜の乾燥重量に対して、6.0重量倍以下、さらには4.0重量倍以下が好ましい。また、中空糸分離膜をエステル基含有ポリマー溶液に浸漬した後、水などに置換してから放射線照射や熱処理を行っても良い。さらには、置換した水などを抜き出した後、放射線照射や熱処理をしても良い。抜き出し作業は前述の、中空糸膜モジュールの中空部の一端から他端の方向に気体ブローを行う方法が好ましく、より好ましくは気体ブローを高圧−低圧の交互に周期的に行う方法が好ましい。   Furthermore, a method of insolubilization by irradiation, heat treatment, or the like after coating is a preferable method because elution of the ester group-containing polymer can be reduced. For example, radiation irradiation or heat treatment may be performed in a state where the hollow fiber separation membrane is immersed in an ester group-containing polymer solution. Alternatively, the hollow fiber separation membrane may be immersed in a copolymer solution of a vinyl pyrrolidone unit and a hydrophobic unit, and then the solution may be extracted, followed by radiation irradiation or heat treatment. At this time, by extracting the solution, an air lock may be formed in the hollow portion of the hollow fiber membrane like gas-liquid-gas-liquid-gas, which may cause performance degradation due to blockage of the hollow fiber. The method of discharging the liquid forming the air lock is not particularly limited, but a method of performing gas blowing from the one end to the other end of the hollow portion of the hollow fiber membrane module is preferred, and gas blowing is preferably performed at a high pressure. -It is preferable to carry out alternately at low pressure periodically. In the case of irradiation with radiation, the ester group-containing polymer is more likely to be fixed and insolubilized in the hollow fiber separation membrane when a certain amount of solvent is present. This is presumably because the solvent becomes radicals upon irradiation, and the polymer and the material of the hollow fiber separation membrane are radicalized, and the copolymer is crosslinked and insolubilized in the membrane. Therefore, it is preferable that 0.2 weight times or more, further 1.0 weight times of the solvent remains with respect to the dry weight of the hollow fiber separation membrane. In addition, as a solvent, water is used suitably from a viewpoint of handleability. On the other hand, when the hollow fiber separation membrane module is not filled with water, there is less concern about elution in the time until radiation irradiation, and therefore it is preferable that only the hollow fiber separation membrane is in a wet state. Specifically, it is preferably 6.0 times or less, more preferably 4.0 times or less, with respect to the dry weight of the hollow fiber separation membrane. In addition, after immersing the hollow fiber separation membrane in the ester group-containing polymer solution, it may be replaced with water or the like before irradiation or heat treatment. Furthermore, radiation or heat treatment may be performed after extracting the substituted water. The extraction operation is preferably performed by gas blowing in the direction from one end to the other end of the hollow portion of the hollow fiber membrane module, and more preferably by high-pressure-low-pressure alternating periodic gas blowing.

また、中空糸分離膜機能層のエステル基由来の炭素のピーク面積百分率が0.1(原子数%)以上であり、かつ、中空糸分離膜を形成するポリマーの良溶媒で溶かした際に、不溶性成分が含まれ、該不溶性成分の含水率が95%以上、好ましくは97%以上である場合には、中空糸分離膜からのポリマーの溶出を抑えつつ、タンパク質の付着をより効果的に抑制することができる。タンパク質の付着を抑制するためには、ある程度の親水性が必要である。しかしながら、中空糸分離膜中にポリビニルピロリドンのような水溶性ポリマーを有しつつ、不溶性成分が含まれない場合には、タンパク質の種類によっては、付着の抑制効果が高くない場合がある。これは、膜表面に存在するポリビニルピロリドンの散漫層にタンパク質が潜りこんでトラップされるためと考えられる。散漫層がある程度の架橋状態であれば、タンパク質の潜りこみを抑制できるとためと推測できる。   Moreover, when the peak area percentage of the carbon derived from the ester group of the hollow fiber separation membrane functional layer is 0.1 (number of atoms%) or more and is dissolved in a good solvent for the polymer forming the hollow fiber separation membrane, When an insoluble component is contained and the water content of the insoluble component is 95% or more, preferably 97% or more, protein adhesion is suppressed more effectively while suppressing elution of the polymer from the hollow fiber separation membrane. can do. In order to suppress protein adhesion, a certain degree of hydrophilicity is required. However, when the hollow fiber separation membrane has a water-soluble polymer such as polyvinylpyrrolidone and no insoluble component is contained, the effect of suppressing adhesion may not be high depending on the type of protein. This is presumably because the protein is trapped in the diffuse layer of polyvinylpyrrolidone present on the membrane surface. If the diffuse layer is in a certain degree of cross-linking, it can be presumed that protein penetration can be suppressed.

不溶性成分の含水率については、次のように求められる。乾燥した中空糸分離膜を、良溶媒で2重量%の濃度に溶解する。該溶液を濾紙を用いて濾過し、不溶性成分を得た。良溶媒で可溶性成分を十分に洗浄後、不溶性成分を水で置換する。余分な水を取り除き、含水状態の不溶性成分重量(w)を測定後、十分に乾燥させた後の不溶性成分重量(d)を測定した。含水率は下式により算出できる。
含水率(%)=(w−d)×100/w
例えば、ポリスルホン系ポリマーとポリビニルピロリドン、ビニルピロリドン/酢酸ビニル(6/4)からなる中空糸分離膜の場合は、ジメチルアセトアミドが良溶媒になる。
About the water content of an insoluble component, it calculates | requires as follows. The dried hollow fiber separation membrane is dissolved with a good solvent to a concentration of 2% by weight. The solution was filtered using a filter paper to obtain an insoluble component. After sufficiently washing the soluble component with a good solvent, the insoluble component is replaced with water. Excess water was removed, and the weight (w) of the insoluble component in the water-containing state was measured. Then, the weight (d) of the insoluble component after sufficiently drying was measured. The water content can be calculated by the following formula.
Moisture content (%) = (w−d) × 100 / w
For example, in the case of a hollow fiber separation membrane composed of a polysulfone polymer and polyvinyl pyrrolidone, vinyl pyrrolidone / vinyl acetate (6/4), dimethylacetamide is a good solvent.

不溶性成分を形成させるには、中空糸分離膜に放射線や熱処理を行うによって、分子間や分子内で架橋反応を起こさせることが好適である。また、放射線照射線量や加熱温度、時間をコントロールすることで含水率を95%以上とすることができる。ポリマーによって異なるが、一般的に、放射線量としては5〜50kGyが、加熱条件としては120〜300℃が好適である。また、放射線を照射する際に、抗酸化剤を用いることで、架橋反応を制御することも可能である。抗酸化剤の詳細については、後述する。   In order to form an insoluble component, it is preferable to cause a crosslinking reaction between molecules or within a molecule by subjecting the hollow fiber separation membrane to radiation or heat treatment. In addition, the moisture content can be 95% or more by controlling the radiation dose, heating temperature, and time. In general, the radiation dose is preferably 5 to 50 kGy, and the heating condition is preferably 120 to 300 ° C., although it varies depending on the polymer. Moreover, it is also possible to control a crosslinking reaction by using an antioxidant when irradiating radiation. Details of the antioxidant will be described later.

また、中空糸膜内のポリマーの分散状態も、架橋反応に影響を及ぼす。すなわち、架橋性のポリマーが、中空糸膜内で微分散していることが好ましい。中空糸膜内のポリマーの分散状態に影響を与える因子としては、製膜原液の組成比、撹拌速度、撹拌時間、溶解後の製膜までの時間、エステル基含有ポリマーを注入液に添加する場合には、注入液組成、注入液温度、エステル基含有ポリマーをコーティングする際には、コーティング方法などが挙げられる。   Further, the dispersion state of the polymer in the hollow fiber membrane also affects the crosslinking reaction. That is, the crosslinkable polymer is preferably finely dispersed in the hollow fiber membrane. Factors affecting the dispersion state of the polymer in the hollow fiber membrane include the composition ratio of the stock solution, the stirring speed, the stirring time, the time to film formation after dissolution, and the case where an ester group-containing polymer is added to the injection solution. In the case of coating an injection solution composition, an injection solution temperature, and an ester group-containing polymer, a coating method and the like can be mentioned.

例えば、ポリスルホンとポリビニルピロリドンからなる中空糸膜に、ビニルピロリドン/酢酸ビニル(6/4)共重合体をコーティングする場合、製膜原液におけるポリビニルピロリドンの比は全ポリマー重量に対して、15〜35重量%が好ましい。ポリビニルピロリドンが少ないと、親水性の割合が少なくなるために、架橋反応後も含水率が低くなる。また、多すぎてもポリビニルピロリドンが微分散できなくなるために架橋反応が進行し、含水率が低下する。また、撹拌速度としては30rpm以上、好ましくは50rpm以上であった場合には、ポリビニルピロリドンの分散状態を高めることができるので好適である。さらに、溶解後、時間が経つと製膜原液内でミクロ相分離が生じ始めるために、ポリビニルピロリドンが微分散されなくなるために、溶解後1週間以内に紡糸することが好ましい。また、エステル基含有ポリマーをコーティングする際には、中空糸分離膜の内外で圧力差を生じさせることが効果的である。   For example, when a vinyl pyrrolidone / vinyl acetate (6/4) copolymer is coated on a hollow fiber membrane made of polysulfone and polyvinyl pyrrolidone, the ratio of polyvinyl pyrrolidone in the membrane forming stock solution is 15 to 35 with respect to the total polymer weight. % By weight is preferred. When the amount of polyvinyl pyrrolidone is small, the hydrophilic ratio decreases, so that the water content decreases even after the crosslinking reaction. If the amount is too large, the polyvinyl pyrrolidone cannot be finely dispersed, so that the crosslinking reaction proceeds and the water content decreases. Moreover, when the stirring speed is 30 rpm or more, preferably 50 rpm or more, the dispersion state of polyvinylpyrrolidone can be increased, which is preferable. Furthermore, since the microphase separation starts to occur in the film-forming stock solution after a lapse of time after dissolution, the polyvinyl pyrrolidone is not finely dispersed. Therefore, it is preferable to spin within 1 week after dissolution. Further, when coating the ester group-containing polymer, it is effective to generate a pressure difference inside and outside the hollow fiber separation membrane.

なお、吸着平衡定数が高くとも、エステル基含有ポリマー溶液の濃度が低いと、中空糸分離膜を充分にコーティングできない場合がある。また、濃度が高すぎると、溶出物が増えたり、中空糸分離膜性能の低下も引き起こされる場合が多い。具体的な濃度は、該ポリマーの種類によってことなるが、一般的には、0.0001重量%以上、1重量%以下が好ましく、さらには、0.001重量%以上、0.1重量%以下が好ましい。   Even if the adsorption equilibrium constant is high, the hollow fiber separation membrane may not be sufficiently coated if the concentration of the ester group-containing polymer solution is low. On the other hand, if the concentration is too high, the amount of eluate increases and the performance of the hollow fiber separation membrane is often lowered. The specific concentration varies depending on the type of the polymer, but in general, it is preferably 0.0001% by weight or more and 1% by weight or less, and more preferably 0.001% by weight or more and 0.1% by weight or less. Is preferred.

例えば、ビニルピロリドン/酢酸ビニル(7/3)共重合体の場合は、0.05重量%以上、1重量%以下が好ましい。ビニルピロリドン/酢酸ビニル(6/4)共重合体、およびビニルピロリドン/酢酸ビニル(5/5)共重合体の場合は、0.001重量%以上、1重量%以下が好ましい。さらには、0.005重量%以上、0.1重量%以下が好ましい。ビニルピロリドン/酢酸ビニル(3/7)共重合体、およびポリ酢酸ビニルの場合は、0.001重量%以上、0.5重量%以下が好ましい。また、詳細は、後述するが、抗酸化剤を共存させることで、上記濃度の下限値を更に下げても、タンパク質や血小板などの付着抑制効果を発現可能である。   For example, in the case of a vinylpyrrolidone / vinyl acetate (7/3) copolymer, it is preferably 0.05% by weight or more and 1% by weight or less. In the case of vinyl pyrrolidone / vinyl acetate (6/4) copolymer and vinyl pyrrolidone / vinyl acetate (5/5) copolymer, 0.001% by weight or more and 1% by weight or less are preferable. Furthermore, 0.005 wt% or more and 0.1 wt% or less is preferable. In the case of vinylpyrrolidone / vinyl acetate (3/7) copolymer and polyvinyl acetate, 0.001% by weight or more and 0.5% by weight or less are preferable. Moreover, although mentioned later for details, by making an antioxidant coexist, even if it lowers the lower limit of the said density | concentration further, the adhesion inhibitory effect of protein, platelets, etc. can be expressed.

また、浸漬させたエステル基含有ポリマー溶液や水などを抜き出す方法としては、減圧乾燥、高温乾燥、低温送風乾燥、ブロー乾燥など、種々の方法を用いることができる。なお、放射線を照射する際に、酸素が存在すると、酸素ラジカルなどが発生し、中空糸分離膜素材の高分子材料が分解してしまうことが知られている。従って、放射線照射する際の中空糸分離膜周囲の酸素濃度は10%以下であることが望ましい。中空糸分離膜モジュールに放射線照射する場合は、例えば、モジュール内を窒素ガスでパージした後、密閉することで、酸素濃度を低下させ、放射線照射すれば良い。   Moreover, as a method of extracting the immersed ester group-containing polymer solution, water, and the like, various methods such as reduced-pressure drying, high-temperature drying, low-temperature air drying, and blow drying can be used. In addition, it is known that when oxygen is present during irradiation, oxygen radicals are generated and the polymer material of the hollow fiber separation membrane material is decomposed. Therefore, the oxygen concentration around the hollow fiber separation membrane when irradiated with radiation is desirably 10% or less. When irradiating the hollow fiber separation membrane module with radiation, for example, the inside of the module is purged with nitrogen gas and then sealed, so that the oxygen concentration is lowered and the radiation is irradiated.

なお、コーティングを行う段階としては、中空糸分離膜をエステル基含有ポリマーでコーティングした後にモジュールに組み込んでも良いし、中空糸分離膜モジュール内をエステル基含有ポリマー溶液で充填することで、コーティングしても良い。コーティング後、上述したように放射線照射や熱処理を行っても良い。   In addition, as a step of coating, the hollow fiber separation membrane may be coated with an ester group-containing polymer and then incorporated into the module, or the hollow fiber separation membrane module may be coated with an ester group-containing polymer solution. Also good. After coating, radiation irradiation or heat treatment may be performed as described above.

本発明における放射線はα線、β線、γ線、X線、紫外線、電子線などが用いられる。また、人工腎臓などの血液浄化用モジュールは滅菌することが必要であり、近年は残留毒性の少なさや簡便さの点から、γ線や電子線を用いた放射線滅菌法が多用されている。すなわち、中空糸分離膜にエステル基含有ポリマーをコーティングさせた場合、滅菌と同時に該共重合体の不溶化も同時に達成できる。
基材の滅菌と改質を同時に行う場合は、15kGy以上の照射線量が好ましい。血液浄化用モジュール等をγ線で滅菌するには15kGy以上が効果的なためである。しかしながら、照射線量が100kGy以上であると、エステル基含有ポリマーは、3次元架橋やエステル部分の分解などが起きるため、血液適合性が低下する。
As the radiation in the present invention, α rays, β rays, γ rays, X rays, ultraviolet rays, electron beams and the like are used. In addition, blood purification modules such as artificial kidneys need to be sterilized. In recent years, radiation sterilization methods using γ rays and electron beams have been frequently used from the viewpoint of low residual toxicity and simplicity. That is, when an ester group-containing polymer is coated on the hollow fiber separation membrane, insolubilization of the copolymer can be achieved simultaneously with sterilization.
When performing sterilization and modification of the substrate at the same time, an irradiation dose of 15 kGy or more is preferable. This is because 15 kGy or more is effective for sterilizing blood purification modules and the like with γ rays. However, when the irradiation dose is 100 kGy or more, the ester group-containing polymer is deteriorated in blood compatibility because three-dimensional crosslinking or decomposition of the ester moiety occurs.

また、中空糸分離膜にエステル基含有ポリマーをコーティングさせ、放射線により不溶化する工程において、溶液中に該ポリマー以外の成分、例えば、抗酸化剤が入っていても良い。さらには、エステル基含有ポリマー溶液で中空糸分離膜をコーティングした後、抗酸化剤溶液と接触させても良い。   Further, in the step of coating the hollow fiber separation membrane with an ester group-containing polymer and insolubilizing with radiation, components other than the polymer, for example, an antioxidant, may be contained in the solution. Furthermore, after coating the hollow fiber separation membrane with an ester group-containing polymer solution, it may be contacted with an antioxidant solution.

抗酸化剤を入れることで、発生するラジカル量を調整することができる。例えば、血液浄化用モジュールで、放射線照射による不溶化と滅菌を兼ねる際に、両者いずれかの線量では中空糸分離膜などが劣化する場合、それを防止するために抗酸化剤を併用すれば良い。また、中空糸分離膜をエステル基含有ポリマー溶液でコーティングする際に、抗酸化剤を添加することで、エステル基含有ポリマーの添加量を減量させることができる。例えば、ビニルピロリドン/酢酸ビニル(6/4)共重合体、およびビニルピロリドン/酢酸ビニル(5/5)共重合体に、エタノールなどの抗酸化剤を併用した場合、該共重合体について、上述した好適な範囲の下限値を1/10以下にすることが可能である。これは、抗酸化剤が、放射線によるエステル基の分解反応などを抑制するためと考えられる。ここでいう抗酸化剤とは、他の分子に電子を与えやすい性質を持つ分子のことを言う。例えば、ビタミンCなどの水溶性ビタミン類、ポリフェノール類、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、グルコース、ガラクトース、マンノース、トレハロースなどの糖類、ソジウムハイドロサルファイト、ピロ亜硫酸ナトリウム、二チオン酸ナトリウムなどの無機塩類、尿酸、システイン、グルタチオン、などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの抗酸化剤は単独で用いてもよいし、2種類以上混合して用いてもよい。本発明の方法を医療用具に用いる際は、その安全性を考慮する必要があるため、抗酸化剤は毒性の低いものが好適に用いられる。   By adding an antioxidant, the amount of radicals generated can be adjusted. For example, when a blood purification module serves both as insolubilization by radiation irradiation and sterilization, if a hollow fiber separation membrane or the like deteriorates at either dose, an antioxidant may be used in combination. In addition, when the hollow fiber separation membrane is coated with the ester group-containing polymer solution, the addition amount of the ester group-containing polymer can be reduced by adding an antioxidant. For example, when an antioxidant such as ethanol is used in combination with a vinylpyrrolidone / vinyl acetate (6/4) copolymer and a vinylpyrrolidone / vinyl acetate (5/5) copolymer, the copolymer is described above. The lower limit value of the preferred range can be reduced to 1/10 or less. This is presumably because the antioxidant suppresses the decomposition reaction of the ester group due to radiation. The term “antioxidant” as used herein refers to a molecule that has the property of easily giving electrons to other molecules. For example, water-soluble vitamins such as vitamin C, polyphenols, alcohols such as methanol, ethanol, propanol, ethylene glycol, propylene glycol and glycerin, sugars such as glucose, galactose, mannose and trehalose, sodium hydrosulfite, pyro Examples include, but are not limited to, inorganic salts such as sodium sulfite and sodium dithionate, uric acid, cysteine, and glutathione. These antioxidants may be used alone or in combination of two or more. When the method of the present invention is used for a medical device, it is necessary to consider its safety, and therefore, an antioxidant having low toxicity is preferably used.

抗酸化剤を含有する溶液の濃度については、含有する抗酸化剤の種類、放射線の照射線量などにより異なる。抗酸化剤の濃度が低すぎると、溶媒から発生するラジカルの消去が十分にできないため、中空糸分離膜などの劣化を防ぐことができない。また、抗酸化剤を多量に入れると、ラジカルが十分に消去されてしまうために、共重合体の中空糸分離膜への固定化量が落ちるために、溶出物の増加やタンパク質や血小板などの付着抑制効果も十分に得られない。以上のことから、抗酸化剤としては、エタノール、n−プロパノール、2−プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリンが好適に用いられ、その濃度範囲は、0.01重量%以上、90重量%以下が好適に用いられる。特にエタノール、n−プロパノール、2−プロパノールの場合は、0.01重量%以上、10重量%以下が好適に用いられ、さらに好ましくは0.05重量%以上、1重量%以下である。プロピレングリコール、グリセリンの場合は、0.1重量%以上、90重量%、さらに好ましくは、0.5重量%以上、70重量%以下である。   About the density | concentration of the solution containing an antioxidant, it changes with the kind of antioxidant contained, the irradiation dose of a radiation, etc. If the concentration of the antioxidant is too low, the radicals generated from the solvent cannot be sufficiently erased, so that deterioration of the hollow fiber separation membrane or the like cannot be prevented. In addition, when a large amount of antioxidant is added, radicals are sufficiently erased, and the amount of the copolymer immobilized on the hollow fiber separation membrane decreases. Adhesion suppression effect cannot be obtained sufficiently. From the above, as the antioxidant, ethanol, n-propanol, 2-propanol, ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin are preferably used, and the concentration range is 0.01 wt% or more and 90 wt% or less. Are preferably used. Particularly in the case of ethanol, n-propanol, and 2-propanol, 0.01% by weight or more and 10% by weight or less is preferably used, and more preferably 0.05% by weight or more and 1% by weight or less. In the case of propylene glycol and glycerin, the content is 0.1% by weight or more and 90% by weight, and more preferably 0.5% by weight or more and 70% by weight or less.

本発明の中空糸分離膜とは血液や水溶液などの処理する液体に含まれる特定の物質を、吸着もしくは物質の大きさなどにより、選択的に除去する膜のことである。   The hollow fiber separation membrane of the present invention is a membrane that selectively removes a specific substance contained in a liquid to be treated, such as blood or an aqueous solution, by adsorption or the size of the substance.

本発明の中空糸膜モジュールは、高い付着抑制性を有するので、水処理用分離膜や生体成分分離膜として好適に用いることができる。特に、人工腎臓などの血液浄化用モジュールに適する。     Since the hollow fiber membrane module of the present invention has high adhesion inhibition properties, it can be suitably used as a separation membrane for water treatment or a biological component separation membrane. It is particularly suitable for blood purification modules such as artificial kidneys.

ここで、血液浄化用モジュールとは、血液を体外に循環させて、血中の老廃物や有害物質を取り除く機能を有したモジュールのことをいい、人工腎臓や外毒素吸着カラムなどがある。また、人工腎臓用モジュールとしては、コイル型、平板型、中空糸膜型があるが、処理効率などの点から、中空糸膜型が好ましい。   Here, the blood purification module refers to a module having a function of circulating blood outside the body to remove waste and harmful substances in the blood, such as an artificial kidney and an exotoxin adsorption column. The artificial kidney module includes a coil type, a flat plate type, and a hollow fiber membrane type, and the hollow fiber membrane type is preferable from the viewpoint of processing efficiency.

本発明の中空糸分離膜の形状は、中空糸膜間の間隙を確保し、間隙を流れる流体の偏流を防止し、膜劣化を防止するため特有のクリンプ構造が付与されていることが望ましい。   As for the shape of the hollow fiber separation membrane of the present invention, it is desirable to provide a specific crimp structure in order to secure a gap between the hollow fiber membranes, prevent a drift of fluid flowing through the gap, and prevent membrane deterioration.

ここで、クリンプとは、中空糸膜に付与された波状またはそれに類する形状のものであって、中空糸膜を鉛直に自然に垂らした程度で波状の形態を保持するものをクリンプと呼称している。その特性値として、クリンプの波長(中空糸膜長さ方向の繰り返し単位)と波高(中空糸膜が長さ方向と垂直に振れている大きさ)で評価される。   Here, the crimp is a wave-like shape imparted to the hollow fiber membrane or a similar shape, and the one that retains the wave-like shape to the extent that the hollow fiber membrane is hung vertically is called a crimp. Yes. The characteristic value is evaluated by the crimp wavelength (repeating unit in the length direction of the hollow fiber membrane) and the wave height (size in which the hollow fiber membrane swings perpendicularly to the length direction).

比較的波長の大きい中空糸膜からなるモジュールは、中空糸膜同士の接触が多くなるため、外部灌流液のチャンネリングが生じやすいことが懸念される。そのため、波長は10mm以下である。   A module made of a hollow fiber membrane having a relatively large wavelength is likely to cause channeling of the external perfusate because the contact between the hollow fiber membranes increases. Therefore, the wavelength is 10 mm or less.

一方、比較的波長の小さい中空糸膜からなるモジュールは中空糸膜に与えるクリンプ波高が小さくてもモジュール内の透析液もしくは緩衝液の流れは改善されるため、モジュール性能向上の観点からは好ましいが、製膜時のクリンプ工程で短い周期でのクリンプを付与するという物理的な負荷を中空糸膜に与えるために糸潰れが起こりやすく、クリンプの安定性を欠いてしまう場合が多い。そのため、波長は5mm以上である。   On the other hand, a module made of a hollow fiber membrane having a relatively small wavelength is preferable from the viewpoint of improving module performance because the flow of dialysate or buffer solution in the module is improved even if the crimp wave height applied to the hollow fiber membrane is small. Since the hollow fiber membrane is subjected to a physical load of imparting crimps with a short period in the crimping process during film formation, the yarn tends to be crushed and often lacks the stability of the crimp. Therefore, the wavelength is 5 mm or more.

比較的波高の大きい中空糸膜からなるモジュールの場合、中空糸膜同士の接触を低減する効果は大きくなるが、中空糸膜束の径が大きくなるため中空糸束をモジュールケース内に挿入する際の挿入性が悪化する。また、製膜時のクリンプ工程で大きな波高を付与することにより物理的な負荷を中空糸膜に与えるために糸潰れが起こりやすく、クリンプの安定性を欠いてしまう場合が多い。そのため、波高は0.5mm以下であり、0.3mm以下であることが好ましい。   In the case of a module comprising a hollow fiber membrane having a relatively large wave height, the effect of reducing the contact between the hollow fiber membranes is increased. However, when the hollow fiber bundle is inserted into the module case, the diameter of the hollow fiber membrane bundle is increased. The insertability of is worsened. Moreover, since a physical load is imparted to the hollow fiber membrane by applying a large wave height in the crimping process during film formation, yarn collapse tends to occur, and the stability of the crimp is often lacking. Therefore, the wave height is 0.5 mm or less, and preferably 0.3 mm or less.

一方、比較的波高の小さい中空糸膜からなるモジュールは、中空糸膜束の径が小さくなるため中空糸束をモジュールケース内に挿入する際の挿入性は良好であるが、クリンプの安定した付与が難しく、また中空糸膜同士の接触を低減する効果は小さくなる。そのため、波高は0.1mm以上である。   On the other hand, a module comprising a hollow fiber membrane having a relatively small wave height has a good insertion property when the hollow fiber bundle is inserted into the module case because the diameter of the hollow fiber membrane bundle is small. It is difficult to reduce the contact between the hollow fiber membranes. Therefore, the wave height is 0.1 mm or more.

中空糸膜モジュールの製造としては、その用途により、種々の方法があるが、例えば工程としては、中空糸分離膜の製造工程と、クリンプの付与工程、そしてその中空糸分離膜をモジュールに組み込むという工程にわけることができる。   There are various methods for producing a hollow fiber membrane module depending on its use. For example, the steps include a hollow fiber separation membrane production step, a crimp application step, and the hollow fiber separation membrane incorporated into the module. Can be divided into processes.

血液浄化用モジュールとして、人工腎臓の製造方法についての一例を示す。まず、中空糸分離膜である中空糸膜の製造方法としては、ポリスルホンとポリビニルピロリドン(重量比率20:1〜1:5が好ましく、5:1〜1:1がより好ましい)をポリスルホンの良溶媒(N,N−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、ジオキサンなどが好ましい)および貧溶媒の混合溶液に溶解させた原液(濃度は、10〜30重量%が好ましく、15〜25重量%がより好ましい)を二重環状口金から吐出する際に内側に注入液を流し、乾式部を走行させた後凝固浴へ導く。この際、乾式部の湿度が影響を与えるために、乾式部走行中に膜外表面からの水分補給によって、外表面近傍での相分離挙動を速め、孔径拡大し、結果として透析の際の透過・拡散抵抗を減らすことも可能である。ただし、相対湿度が高すぎると外表面での原液凝固が支配的になり、かえって孔径が小さくなり、結果として透析の際の透過・拡散抵抗を増大する傾向がある。そのため、相対湿度としては60〜100%RHが好適である。また、注入液組成としてはプロセス適性から原液に用いた溶媒を基本とする組成からなるものを用いることが好ましい。注入液濃度としては、例えばジメチルアセトアミドを用いたときは、45〜80重量%、さらには60〜75重量%、特に好ましくは63〜65重量%の水溶液が好適に用いられる。   An example of a method for producing an artificial kidney as a blood purification module will be described. First, as a method for producing a hollow fiber membrane which is a hollow fiber separation membrane, polysulfone and polyvinylpyrrolidone (weight ratio of 20: 1 to 1: 5 is preferable, and 5: 1 to 1: 1 is more preferable) are good solvents for polysulfone. (N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, dioxane, etc. are preferred) and a stock solution dissolved in a poor solvent (concentration is preferably 10 to 30% by weight, preferably 15 to 25%) Injecting the injection solution to the inside when discharging from the double annular die, and after running the dry part, lead to the coagulation bath. At this time, the humidity of the dry part has an effect, so that the phase separation behavior near the outer surface is accelerated by replenishing moisture from the outer surface of the membrane while the dry part is running.・ Diffusion resistance can be reduced. However, when the relative humidity is too high, the solid solution coagulation on the outer surface becomes dominant, and the pore diameter becomes rather small, and as a result, there is a tendency to increase permeation / diffusion resistance during dialysis. Therefore, the relative humidity is preferably 60 to 100% RH. Moreover, it is preferable to use what consists of a composition based on the solvent used for the undiluted | stock solution as an injection | pouring liquid composition from process suitability. For example, when dimethylacetamide is used as an injection solution concentration, an aqueous solution of 45 to 80% by weight, further 60 to 75% by weight, particularly preferably 63 to 65% by weight is suitably used.

次に、紡糸され、凝固浴を通過させた後の中空糸を、水洗浴を通過させることで、残
留溶媒、さらには余分な親水性高分子が洗浄される。この後、中空糸膜を乾燥機にてオン
ラインで乾燥する工程を経て、中空糸膜にクリンプを付与する。紡糸された中空糸膜に連
続的にクリンプ付与する方法としては、(1)噛み合い歯を持ち、連続的に回転する2つ
のギア間に中空糸膜を通過させる方法、(2)タイミングプーリーとタイミングベルトの
間を通過させる方法、(3)凹凸状のベルト間を通過させる方法、(4)回転する一対の
クリンプロール間を走行させるなどが挙げられる。本発明の様態では、(4)の方式を用
いることが操作性の面で好ましいが、特に限定されるものではない。
Next, the hollow fiber after being spun and passed through the coagulation bath is passed through a water-washing bath, whereby the residual solvent and further the excess hydrophilic polymer are washed. Thereafter, a crimp is imparted to the hollow fiber membrane through a step of drying the hollow fiber membrane online with a dryer. As a method of continuously crimping the spun hollow fiber membrane, (1) a method in which the hollow fiber membrane is passed between two gears having meshing teeth and continuously rotating, (2) a timing pulley and timing Examples include a method of passing between belts, (3) a method of passing between concave and convex belts, and (4) running between a pair of rotating crimp rolls. In the embodiment of the present invention, the method (4) is preferably used in terms of operability, but is not particularly limited.

本発明で言うクリンプ付与装置であるクリンプロールとは、φ1以上、φ10以下のステンレス製の円柱体もしくは、ステンレス製のロッドにメッキ処理を行ったものを、より好ましくはφ2以上、φ5以下のものを、中心軸となる円柱体の周囲に長手方向を平行に合わせて等間隔に配置したロールである。ただし、円柱体の材質については上記に挙げた材質に限定するものではない。φ1未満の円柱体の場合は円柱体自体の強度不足による「たわみ」が生じ、クリンプを付与するときに中空糸膜に同周期のクリンプを均一に付与することが困難となる。ロッドと中心軸の円柱体とに分離して組み立てたものである必要性は無く、図4のように必要に応じてこれに類する羽根型の一体物でも何ら差し支えはなく、むしろ前記に示す円柱体自体が強度不足により「たわみ」を生じることを最小限に抑えられる点で好ましい。φ10を超える場合は装置が複雑かつ大がかりになってコストが高くなることが考えられ、コストダウンのためには向いていない。   The crimp roll as a crimping device referred to in the present invention is a cylindrical body made of stainless steel having a diameter of φ1 or more and φ10 or less, or a stainless steel rod plated, more preferably having a diameter of φ2 or more and φ5 or less. Is a roll in which the longitudinal direction is aligned in parallel around the cylindrical body serving as the central axis and arranged at equal intervals. However, the material of the cylindrical body is not limited to the materials listed above. In the case of a cylindrical body having a diameter of less than φ1, “deflection” occurs due to insufficient strength of the cylindrical body itself, and it is difficult to uniformly apply a crimp of the same period to the hollow fiber membrane when the crimp is applied. There is no need to separate and assemble the rod and the cylindrical body of the central shaft, and there is no problem even if it is a blade-type integral similar to this as shown in FIG. It is preferable in that the body itself can minimize the occurrence of “deflection” due to insufficient strength. If it exceeds φ10, it is considered that the device becomes complicated and large, and the cost is increased, which is not suitable for cost reduction.

本発明のクリンプ付与方法では、一対のクリンプロール間の最接近時の最短距離がロー
ル運転時に一定であることが好ましい。これによって、たとえばクリンプロールと駆動部
分間のガタによる扁平糸、異形糸、潰れ糸の発生が抑えられ、かつ上記で述べたクリンプ
波高と波長の繰り返しがほぼ一定であることが達成でき、さらには工程通過時の糸切れや
糸乱れ無く安定したクリンプ付与が可能となる。
In the crimp provision method of this invention, it is preferable that the shortest distance at the time of the closest approach between a pair of crimp rolls is constant at the time of roll operation. As a result, for example, generation of flat yarns, deformed yarns, and crushing yarns due to play between the crimp roll and the drive portion can be suppressed, and the repetition of the crimp wave height and wavelength described above can be achieved, and further, Stable crimping can be applied without thread breakage or yarn disturbance during the process.

中空糸膜をモジュールに内蔵する方法としては、特に限定されないが、一例を示すと次の通りである。まず、中空糸膜を必要な長さに切断し、必要本数を束ねた後、筒状ケースに入れる。その後両端に仮のキャップをし、中空糸膜両端部にポッティング剤を入れる。このとき遠心機でモジュールを回転させながらポッティング剤を入れる方法は、ポッティング剤が均一に充填されるために好ましい方法である。ポッティング剤が固化した後、中空糸膜の両端が開口するように両端部を切断し、中空糸膜モジュールを得る。   The method of incorporating the hollow fiber membrane in the module is not particularly limited, but an example is as follows. First, the hollow fiber membrane is cut to a required length, bundled in a necessary number, and then put into a cylindrical case. Then, a temporary cap is put on both ends, and a potting agent is put on both ends of the hollow fiber membrane. At this time, the method of adding the potting agent while rotating the module with a centrifuge is a preferable method because the potting agent is uniformly filled. After the potting agent is solidified, both ends are cut so that both ends of the hollow fiber membrane are open, and a hollow fiber membrane module is obtained.

本発明は、内蔵される中空糸膜の内径が150〜250umかつ膜面積が1.0〜3.0mの中空糸膜モジュールに好ましく適用することができ、特に人工腎臓用に好ましく用いることができる。 The present invention can be preferably applied to a hollow fiber membrane module having a built-in hollow fiber membrane having an inner diameter of 150 to 250 μm and a membrane area of 1.0 to 3.0 m 2 , and can be particularly preferably used for an artificial kidney.

以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

以下実施例と比較例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
1.測定方法
(1)X線光電子分光法(ESCA)測定
中空糸膜を片刃で半円筒状にそぎ切り、中空糸膜の内表面および外表面を各3点測定した。測定サンプルは、超純水でリンスした後、室温、0.5Torrにて10時間乾燥させた後、測定に供した。測定装置、条件としては、以下の通り。
測定装置: ESCALAB220iXL
励起X線: monochromatic Al Kα1,2 線(1486.6eV)
X線径: 0.15mm
光電子脱出角度: 90 °(試料表面に対する検出器の傾き)
エステル基由来の炭素量としては、C1sのCHやC−Cのメインピーク(285eV付近)から+4.0〜4.2eVに現れるピークが、エステル基(COO)由来のピークであるため、ピーク分割を行った後、全元素(水素原子は検出できないので、水素原子以外の全元素)に対する該ピーク面積の割合を算出し、エステル基由来の炭素量(原子数%)を求めた。
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated, this invention is not limited by these examples.
1. Measurement method (1) X-ray photoelectron spectroscopy (ESCA) measurement
The hollow fiber membrane was cut into a semi-cylindrical shape with a single blade, and the inner surface and the outer surface of the hollow fiber membrane were each measured at three points. The measurement sample was rinsed with ultrapure water, dried at room temperature and 0.5 Torr for 10 hours, and then subjected to measurement. Measurement equipment and conditions are as follows.
Measuring device: ESCALAB220iXL
Excitation X-ray: monochromatic Al Kα1,2 line (1486.6 eV)
X-ray diameter: 0.15mm
Photoelectron escape angle: 90 ° (inclination of detector with respect to sample surface)
As the amount of carbon derived from the ester group, the peak appearing at +4.0 to 4.2 eV from the C1s CH or C—C main peak (near 285 eV) is a peak derived from the ester group (COO), so that the peak splitting Then, the ratio of the peak area with respect to all elements (all elements other than hydrogen atoms cannot be detected since hydrogen atoms cannot be detected) was calculated, and the carbon amount (number of atoms%) derived from the ester group was determined.

また、中空糸分離膜支持体がポリスルホンの場合、ビニルピロリドンユニットの分子量は111、ポリスルホンユニットの分子量は442であるから、表面のビニルピロリドンユニット量は、窒素量(a(原子数%))と硫黄量(b(原子数%))の値から、下式より算出した。
表面ビニルピロリドン量(重量%)=(a×111/(a×111+b×442))×100
また、中空糸分離膜支持体がポリアクリロニトリルの場合、アクリルユニットの炭素数は3、窒素数は1,ビニルピロリドンの炭素数は6、酸素数は1、窒素数は1であるので、それらの比率から算出することができる。
When the hollow fiber separation membrane support is polysulfone, the molecular weight of the vinyl pyrrolidone unit is 111 and the molecular weight of the polysulfone unit is 442. Therefore, the amount of vinyl pyrrolidone unit on the surface is the amount of nitrogen (a (number of atoms)). It calculated from the following formula from the value of the amount of sulfur (b (number of atoms%)).
Surface vinylpyrrolidone amount (% by weight) = (a × 111 / (a × 111 + b × 442)) × 100
When the hollow fiber separation membrane support is polyacrylonitrile, the acrylic unit has 3 carbon atoms, the nitrogen number is 1, the vinyl pyrrolidone has 6 carbon atoms, the oxygen number is 1 and the nitrogen number is 1. It can be calculated from the ratio.

(2)中空糸分離膜表面および内部の酢酸ビニルユニット量比の測定
中空糸分離膜表面のエステル基含有ポリマー量は、(1)の通りESCAを用いることで算出できる。表面の酢酸ビニルユニット量比の測定には、ESCAを用いた。測定装置および条件は(1)と同じにした。
(2) Measurement of the amount ratio of vinyl acetate units inside and inside the hollow fiber separation membrane The amount of ester group-containing polymer on the surface of the hollow fiber separation membrane can be calculated by using ESCA as shown in (1). ESCA was used to measure the amount ratio of vinyl acetate units on the surface. The measuring apparatus and conditions were the same as (1).

表面の酢酸ビニルユニット量比は、(1)と同様にして得られたエステル基由来の炭素量(原子数%)C1sピークにエステル基(COO)のピークが現れることから、ピーク分割することで得られる。また、ポリスルホン量は、ポリスルホンの繰り返しユニット当たりに1個の硫黄原子が存在するので、硫黄量を求めることで得られる。したがって、表面酢酸ビニルユニット量比=エステル基量(原子数%)/硫黄量(原子数%)とした。   The amount ratio of vinyl acetate units on the surface is that the ester group (COO) peak appears on the C1s peak derived from the ester group-derived carbon amount (atomic%) obtained in the same manner as in (1). can get. Further, the amount of polysulfone can be obtained by determining the amount of sulfur because one sulfur atom exists per repeating unit of polysulfone. Therefore, surface vinyl acetate unit amount ratio = ester group amount (number of atoms%) / sulfur amount (number of atoms%).

内部の酢酸ビニルユニット量比は、ATR測定を行うことによって求めた。測定条件は分解能4、積算回数64回とした。1730cm−1付近のエステル基由来のC=Oのピークの強度(ACO)と、1580cm−1付近のポリスルホンのベンゼン環由来のC=C吸収ピークの強度(ACC)を求めた。ATRは表面から約2〜3μmまでの測定深さである。 The internal vinyl acetate unit amount ratio was determined by performing ATR measurement. The measurement conditions were a resolution of 4 and an integration count of 64. The intensity of the C═O peak derived from the ester group near 1730 cm −1 (A CO ) and the intensity of the C═C absorption peak derived from the benzene ring of polysulfone near 1580 cm −1 (A CC ) were determined. ATR is a measurement depth from the surface to about 2-3 μm.

各種濃度のポリスルホンとポリ酢酸ビニルをN,N−ジメチルアセトアミドに溶解させた。各種濃度の溶液を、ホットプレートで110℃に加熱したガラス板の上に滴下し、厚さ203μmとなるようキャストした。キャスト後、5分間ホットプレート上で放置し、溶媒を蒸発させた後、ガラス板ごと水浴へ浸漬し透明フィルムを得た(水浴に浸漬させるのは、フィルムをガラス板からはがしやすくさせるためである)。   Various concentrations of polysulfone and polyvinyl acetate were dissolved in N, N-dimethylacetamide. Solutions of various concentrations were dropped onto a glass plate heated to 110 ° C. with a hot plate and cast to a thickness of 203 μm. After casting, it was left on a hot plate for 5 minutes to evaporate the solvent, and then immersed in a water bath together with the glass plate to obtain a transparent film (being immersed in the water bath is for easy removal of the film from the glass plate. ).

このフィルムについてATR測定を行い、(ACO)と(ACC)の強度比と酢酸ビニルユニット量比の検量線を求めた。 This film was subjected to ATR measurement, and a calibration curve of the intensity ratio of (A CO ) and (A CC ) to the vinyl acetate unit quantity ratio was obtained.

中空糸膜内表面についてATR測定を行い、(ACO)と(ACC)の強度比から、上記の検量線を用いて、内部の酢酸ビニルユニット量比とした。 The ATR measurement was performed on the inner surface of the hollow fiber membrane, and the internal vinyl acetate unit amount ratio was obtained from the intensity ratio of (A CO ) and (A CC ) using the above calibration curve.

なお、ポリアクリロニトリルの場合は2200cm−1付近のニトリル基由来のC≡Nのピークの強度(ACN)と、ACOの比を上記と同様にしてフィルムで検量線を作成し、内部の酢酸ビニルユニット量比を求めた。 In the case of polyacrylonitrile, a calibration curve was prepared with a film in the same manner as above for the ratio of the C≡N peak intensity (A CN ) derived from the nitrile group near 2200 cm −1 and A CO , The vinyl unit quantity ratio was determined.

(3)赤外吸収スペクトルによるエステル基分布の測定方法
中空糸膜を片刃で半円筒状にそぎ切り、超純水でリンスした後、室温、0.5Torrにて10時間乾燥させた。この乾燥中空糸膜の内表面をJASCO社製IRT−3000の顕微ATR法により測定した。測定は視野領域(アパーチャ)を100μm×100μmとし、積算回数を1点につき30回、アパーチャを3μmずつ動かし、縦横各5点、の計25点で測定を行った。得られたスペクトルの波長1549〜1620cm−1で、基準線を引き、その基準線とスペクトルの正部分で囲まれた部分のピーク面積をポリスルホンのベンゼン環C=C由来の赤外吸収ピーク面積ACCとした。同様に、1711−1759cm−1で、基準線を引き、エステル基C=O由来の赤外吸収ピーク面積ACOとした。
(3) Measuring method of ester group distribution by infrared absorption spectrum The hollow fiber membrane was cut into a semicylindrical shape with a single blade, rinsed with ultrapure water, and then dried at room temperature and 0.5 Torr for 10 hours. The inner surface of the dried hollow fiber membrane was measured by the microscopic ATR method of IRT-3000 manufactured by JASCO. The measurement was carried out with a visual field area (aperture) of 100 μm × 100 μm, the number of integrations being 30 times per point, and the aperture being moved by 3 μm, and a total of 25 points, 5 points each in length and width. At a wavelength of 1549 to 1620 cm −1 of the obtained spectrum, a reference line is drawn, and the peak area of the part surrounded by the reference line and the positive part of the spectrum is the infrared absorption peak area A derived from the benzene ring C═C of polysulfone. CC . Similarly, a reference line was drawn at 1711 to 1759 cm −1 to obtain an infrared absorption peak area A CO derived from the ester group C═O.

上記の操作をモジュール1本当たり3本の異なる中空糸について、それぞれ同一中空糸で異なる3箇所測定し、(ACO)/(ACC)の平均値および、0.001以下の割合を算出した。 The above operation was performed on three different hollow fibers per module, and three different points were measured with the same hollow fiber, and the average value of (A CO ) / (A CC ) and a ratio of 0.001 or less were calculated. .

(4)吸着平衡定数の算出
吸着平衡定数は、表面プラズモン共鳴測定によって求めた。GEヘルスケアバイオサイエンス株式会社製のAuセンサーチップをスピンコーターに固定させた後、ポリスルホン(アモコ社 Udel−P3500)の0.1重量%クロロベンゼン溶液もしくは、ポリアクリロニトリルの0.1重量%ジメチルスルホキシド溶液をパスツールピペットで1、2滴滴下させた。その直後3000rpmで1分間回転乾燥させることで、ポリスルホンもしくはポリアクリロニトリルが表面に薄層化したAuセンサーチップを作成した。このセンサーチップをGEヘルスケアバイオサイエンス株式会社製BIACORE3000に挿入し、2000秒間センサーチップを水洗浄した後、以下の操作を5、10、50、100、500、1000ppmの各濃度の各種のポリマー水溶液にて繰り返した。
1.各種のポリマー水溶液を20μL/minで750μL流してポリスルホン表面もしくはポリアクリロニトリルに吸着させた。
2.2000秒間水洗浄を行った。
3.0.025重量%トリトンを20μL/minで750μL流し、吸着させた各種ポリマーを剥離させた。
4.2000秒間水洗浄を行った。
(4) Calculation of adsorption equilibrium constant The adsorption equilibrium constant was determined by surface plasmon resonance measurement. After fixing an Au sensor chip manufactured by GE Healthcare Bioscience Co., Ltd. to a spin coater, a 0.1 wt% chlorobenzene solution of polysulfone (Amoco Udel-P3500) or a 0.1 wt% dimethylsulfoxide solution of polyacrylonitrile Was dropped with a Pasteur pipette. Immediately after that, the Au sensor chip having a thin layer of polysulfone or polyacrylonitrile was prepared by spin drying at 3000 rpm for 1 minute. After inserting this sensor chip into BIACORE 3000 manufactured by GE Healthcare Biosciences, and washing the sensor chip with water for 2000 seconds, the following operations were carried out with various polymer aqueous solutions having respective concentrations of 5, 10, 50, 100, 500, and 1000 ppm. Repeated.
1. Various polymer aqueous solutions were flowed at 750 μL at 20 μL / min and adsorbed on the polysulfone surface or polyacrylonitrile.
2. Washed with water for 2000 seconds.
3. 750 μL of 0.025 wt% Triton was flowed at 20 μL / min, and the adsorbed various polymers were peeled off.
4. Washed with water for 2000 seconds.

ポリスルホンもしくはポリアクリロニトリル表面への吸着量は、センサーチップ挿入直後に2000秒間水洗浄した後の値を0として、各、操作2が終了した時点での差の値とした。なお、操作4が終了した時点で、センサーチップ挿入直後水洗浄を行った後の値より高くなった場合は、0.025重量%トリトンにより各種ポリマーが完全に剥離されなかったとみなし、その増分は吸着量に加算した。以上の操作を5〜1000ppmで繰り返し、上記によって得られた吸着等温線(横軸が各種ポリマーの濃度、縦軸が吸着量)から、高分子とその吸着表面における一般的な溶液吸着モデル(フロインドリッヒ式近似)(式1)を用いて最小二乗法により当てはめ、該吸着平衡定数を算出した。
Q=KC (式1)
(Q:単位面積当たり吸着量、K:吸着平衡定数、n:フロインドリッヒ定数)。
The amount adsorbed on the surface of polysulfone or polyacrylonitrile was set to 0 after washing with water for 2000 seconds immediately after the insertion of the sensor chip, and the difference at the time when each operation 2 was completed. In addition, when it becomes higher than the value after performing water washing immediately after the insertion of the sensor chip at the time when the operation 4 is completed, it is considered that various polymers are not completely peeled off by 0.025 wt% triton, and the increment is It added to the amount of adsorption. The above operation was repeated at 5 to 1000 ppm. From the adsorption isotherm obtained as described above (the horizontal axis represents the concentration of various polymers and the vertical axis represents the adsorption amount), a general solution adsorption model (Freund's) on the polymer and its adsorption surface was obtained. The adsorption equilibrium constant was calculated by applying the least square method using (Rich equation approximation) (Equation 1).
Q = KC n (Formula 1)
(Q: adsorption amount per unit area, K: adsorption equilibrium constant, n: Freundlich constant).

(5)不溶性成分の含水率測定
乾燥した中空糸膜を2g/vol%になるようにジメチルアセトアミドで5時間以上撹拌、溶解させた。濾紙(「アドバンテック」(登録商標)No.7 東洋濾紙社製)で不溶性成分を濾過させた後、ジメチルアセトアミドで可溶性成分を十分に洗浄した。遠沈管に不溶性成分(ゲル状物)を回収し、さらにジメチルアセトアミドで十分に撹拌後、遠心により該ゲルを沈降させ、上澄みを取り除くことを3回以上繰り返した。その後、上澄みを取り除いた後、純水を添加し、十分に撹拌後、遠心により該ゲルを沈降させ、上澄みを取り除くこと5回繰り返し、ジメチルアセトアミドを純水に置換した。余剰の水分を抜き取り、含水した重量(w)を測定した。得られた含水ゲルについて、凍結乾燥を24時間以上行い、完全に乾燥後、重量(d)を測定した。下記式により含水率を算出した。
含水率(%)=(w−d)×100/w。
(5) Measurement of water content of insoluble component The dried hollow fiber membrane was stirred and dissolved in dimethylacetamide for 5 hours or more so as to be 2 g / vol%. The insoluble component was filtered with a filter paper (“Advantech” (registered trademark) No. 7 manufactured by Toyo Filter Paper Co., Ltd.), and then the soluble component was sufficiently washed with dimethylacetamide. The insoluble component (gel-like material) was collected in the centrifuge tube, and after further stirring with dimethylacetamide, the gel was sedimented by centrifugation and the supernatant was removed three times or more. Thereafter, after removing the supernatant, pure water was added, and after sufficiently stirring, the gel was settled by centrifugation, and the supernatant was removed five times to replace dimethylacetamide with pure water. Excess water was taken out and the weight (w) containing water was measured. The obtained hydrogel was freeze-dried for 24 hours or more, and after complete drying, the weight (d) was measured. The water content was calculated by the following formula.
Water content (%) = (w−d) × 100 / w.

(6)中空糸膜のヒト血小板付着試験方法
18mmφのポリスチレン製の円形板に両面テープを貼り付け、そこに中空糸膜を固定した。貼り付けた中空糸膜を片刃で半円筒状にそぎ切り、中空糸膜の内表面を露出させた。中空糸内表面に汚れや傷、折り目などがあると、その部分に血小板が付着し、正しい評価ができないことがあるので注意を要する。筒状に切ったFalcon(登録商標)チューブ(18mmφ、No.2051)に該円形板を、中空糸膜を貼り付けた面が、円筒内部にくるように取り付け、パラフィルムで隙間を埋めた。この円筒管内を生理食塩液で洗浄後、生理食塩液で満たした。人間の静脈血を採血後、直ちにヘパリンを50U/mlになるように添加した。前記円筒管内の生理食塩液を廃棄後、前記血液を、採血後10分以内に、円筒管内に1.0ml入れて37℃にて1時間振盪させた。その後、中空糸膜を10mlの生理食塩液で洗浄し、2.5重量%グルタルアルデヒド生理食塩液で血液成分の固定を行い、20mlの蒸留水にて洗浄した。洗浄した中空糸膜を常温0.5Torrにて10時間減圧乾燥した。この中空糸膜を走査型電子顕微鏡の試料台に両面テープで貼り付けた。その後、スパッタリングにより、Pt−Pdの薄膜を中空糸膜表面に形成させて、試料とした。この中空糸膜の内表面をフィールドエミッション型走査型電子顕微鏡(日立社製S800)にて、倍率1500倍で試料の内表面を観察し、1視野中(4.3×103μm2)の付着血小板数を数えた。中空糸長手方向における中央付近で、異なる10視野での付着血小板数の平均値を血小板付着数(個/4.3×103μm2)とした。中空糸の長手方向における端の部分は、血液溜まりができやすいため付着数の計測対象からはずした。
(6) Human platelet adhesion test method of hollow fiber membrane A double-sided tape was affixed to an 18 mmφ polystyrene circular plate, and the hollow fiber membrane was fixed thereto. The attached hollow fiber membrane was cut into a semicylindrical shape with a single blade to expose the inner surface of the hollow fiber membrane. If dirt, scratches, folds, etc. are present on the inner surface of the hollow fiber, platelets will adhere to the part and may not be evaluated correctly. The circular plate was attached to a Falcon (registered trademark) tube (18 mmφ, No. 2051) cut into a cylindrical shape so that the surface on which the hollow fiber membrane was attached was inside the cylinder, and the gap was filled with parafilm. The inside of this cylindrical tube was washed with physiological saline and then filled with physiological saline. Immediately after collecting human venous blood, heparin was added to 50 U / ml. After discarding the physiological saline solution in the cylindrical tube, 1.0 ml of the blood was placed in the cylindrical tube and shaken at 37 ° C. for 1 hour within 10 minutes after blood collection. Thereafter, the hollow fiber membrane was washed with 10 ml of physiological saline, blood components were fixed with 2.5 wt% glutaraldehyde physiological saline, and washed with 20 ml of distilled water. The washed hollow fiber membrane was dried under reduced pressure at room temperature of 0.5 Torr for 10 hours. This hollow fiber membrane was attached to a sample stage of a scanning electron microscope with a double-sided tape. Thereafter, a thin film of Pt—Pd was formed on the surface of the hollow fiber membrane by sputtering to prepare a sample. The inner surface of the hollow fiber membrane was observed with a field emission type scanning electron microscope (S800 manufactured by Hitachi, Ltd.) at a magnification of 1500 times. In one field of view (4.3 × 10 3 μm 2 ) The number of adherent platelets was counted. The average value of the number of adhering platelets in 10 different visual fields near the center in the longitudinal direction of the hollow fiber was defined as the number of adhering platelets (pieces / 4.3 × 10 3 μm 2 ). The end portion in the longitudinal direction of the hollow fiber was removed from the target of the number of adhesion because blood pools were easily formed.

抗血栓性が良好な材料としては、血小板付着数が40(個/4.3×103μm2)以下、さらには20(個/4.3×103μm2)以下、好ましくは10(個/4.3×103μm2)以下である。 As a material having good antithrombogenicity, the platelet adhesion number is 40 (pieces / 4.3 × 10 3 μm 2 ) or less, further 20 (pieces / 4.3 × 10 3 μm 2 ) or less, preferably 10 ( Pieces / 4.3 × 10 3 μm 2 ) or less.

(7)フィブリノーゲンの相対付着率測定
中空糸膜へのタンパク質の付着として、凝固系タンパク質の1つである、フィブリノーゲンの相対吸着率を測定した。
(7) Measurement of relative adhesion rate of fibrinogen As protein adhesion to the hollow fiber membrane, the relative adsorption rate of fibrinogen, which is one of coagulation proteins, was measured.

プラスチック管に中空糸膜を36本通し、両端を接着剤で固定した有効長100mmのプラスチック管ミニモジュールを作製し、純水で十分に洗浄した。   A plastic tube mini-module having an effective length of 100 mm, in which 36 hollow fiber membranes were passed through a plastic tube and both ends were fixed with an adhesive, was thoroughly washed with pure water.

次に、人間の静脈血を採血後、直ちにクエン酸を10容量%になるように添加した。該血液を4℃にて3000rpm、15分間遠心し、血漿を得た。   Next, after collecting human venous blood, citric acid was added to 10% by volume immediately. The blood was centrifuged at 3000 rpm for 15 minutes at 4 ° C. to obtain plasma.

血漿1mLを流速0.5mL/minで2時間循環させた。ミニモジュールから中空糸を24cm相当切り出し、約1mm長に細切しエッペンチューブに入れた。リン酸緩衝液(以下、PBSと略記)にて洗浄した(1mL×3回、血液が残っている場合には繰り返した)。トゥイーン−20(片山化学)をPBSで0.05重量%になるように調整した(以下、PBS−Tと略記)。スキムミルクを0.1重量%になるように、PBS−Tに溶解させ、該溶液で3回洗浄した。抗ヒトフィブリノーゲン(HPR)抗体を0.1重量%のスキムミルク/PBS−T溶液で10000倍に希釈し、1mL添加した後、室温にて2時間ローテーターで回転、撹拌させた。0.1重量%のスキムミルク/PBS−T溶液で2回洗浄した後、0.1重量%のスキムミルク/PBS溶液で2回洗浄した。TMB one solutionを1mL添加し、ミクロミキサーで撹拌した。発色具合をみて6Nの塩酸を200μL添加し、反応停止した(後述のコントロールの吸光度が1〜1.5の範囲に入るように反応をコントロールする)。450nmの吸光度を測定した。コントロールとして東レ社製人工腎臓“トレスルホン”TS−1.6ULを用いた。コントロールの吸光度(Ac)と対象サンプルの吸光度(As)から、フィブリノーゲンの相対付着量を下記式により求めた。
フィブリノーゲンの相対付着率(%)=As/Ac×100。
1 mL of plasma was circulated at a flow rate of 0.5 mL / min for 2 hours. A hollow fiber was cut out from a mini module in an amount corresponding to 24 cm, cut into a length of about 1 mm, and placed in an Eppendorf tube. It was washed with a phosphate buffer (hereinafter abbreviated as PBS) (1 mL × 3 times, repeated if blood remained). Tween-20 (Katayama Chemical) was adjusted to 0.05 wt% with PBS (hereinafter abbreviated as PBS-T). Skimmed milk was dissolved in PBS-T so that it might become 0.1 weight%, and it wash | cleaned 3 times with this solution. The anti-human fibrinogen (HPR) antibody was diluted 10,000 times with a 0.1% by weight skim milk / PBS-T solution, added with 1 mL, and then rotated and stirred at room temperature for 2 hours with a rotator. After washing twice with 0.1 wt% skim milk / PBS-T solution, it was washed twice with 0.1 wt% skim milk / PBS solution. 1 mL of TMB one solution was added and stirred with a micromixer. The reaction was stopped by adding 200 μL of 6N hydrochloric acid in view of the color development (the reaction was controlled so that the absorbance of the control described later falls within the range of 1 to 1.5). Absorbance at 450 nm was measured. As a control, Toray's artificial kidney “Tresulfone” TS-1.6UL was used. From the absorbance (Ac) of the control and the absorbance (As) of the target sample, the relative adhesion amount of fibrinogen was determined by the following formula.
Fibrinogen relative adhesion rate (%) = As / Ac × 100.

(8)アルブミンふるい係数(Sc−Alb)の経時変化測定
中空糸膜の使用時の経時的な膜性能安定性の指標として、アルブミンふるい係数(Sc−Alb)の経時変化を測定した。アルブミンは、生体に有用なタンパク質のひとつであり、近年の中空糸膜モジュールにおいては尿毒症蛋白質(低分子量蛋白質とも称される)を除去するための膜の大孔径化に伴いアルブミンの過剰な透過またはロスを抑制しつつそれより分子量の小さい低分子量蛋白質を透過させるような分画性を求められており、アルブミンのふるい係数が膜の分離性能を測るための代表的な指標となっている。すなわち、アルブミンふるい係数の経時的な変化を測定することによって、中空糸膜モジュールの性能の経時的な安定性を知ることができる。
(8) Measurement of time-dependent change in albumin sieving coefficient (Sc-Alb) The time-dependent change in albumin sieving coefficient (Sc-Alb) was measured as an indicator of the stability of the membrane performance over time when the hollow fiber membrane was used. Albumin is one of the proteins useful for the living body, and in recent hollow fiber membrane modules, excessive penetration of albumin with the increase in the pore size of the membrane to remove uremic protein (also called low molecular weight protein). Alternatively, a fractionation property that allows a low molecular weight protein having a smaller molecular weight to permeate while suppressing loss is required, and the sieving coefficient of albumin is a representative index for measuring the separation performance of a membrane. That is, by measuring the change over time in the albumin sieving coefficient, the stability over time of the performance of the hollow fiber membrane module can be known.

アルブミンふるい係数の経時的変化は以下のように実施した。クエン酸ナトリウムを添加した牛血液について、ヘマトクリット30%、総タンパク濃度6.5g/d l、37℃となるよう調整し、図2のような回路にセットした。透析装置としては、東レメディカル株式会社製 TR2000Sを用いた。TR2000Sは、図2のうち、Biポンプ、Fポンプ、および透析装置にあたる。   The change with time of the albumin sieving coefficient was carried out as follows. The bovine blood to which sodium citrate was added was adjusted to a hematocrit of 30%, a total protein concentration of 6.5 g / dl, and 37 ° C., and set in a circuit as shown in FIG. As a dialysis machine, TR2000S manufactured by Toray Medical Co., Ltd. was used. TR2000S corresponds to the Bi pump, the F pump, and the dialysis apparatus in FIG.

透析装置に、透析液(キンダリー液AF2号 扶桑薬品工業株式会社製)A液およびB液をセットした。透透析液濃度13〜15mS/cm、温度34℃以上、透析液側流量を500ml/minに設定した。   Dialysate (Kindaly AF No. 2 Fuso Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) A solution and B solution were set in the dialyzer. The dialysate concentration was 13 to 15 mS / cm, the temperature was 34 ° C. or higher, and the dialysate side flow rate was set to 500 ml / min.

透水装置の除水速度を16ml/(min・m)に設定した。Bi回路入口部を上記で調整した牛血液2L(37℃)の入った循環用ビーカーに入れ、Biポンプをスタートし、Bo回路出口部から排出される液体を90秒間分を廃棄後、ただちにBo回路出口部および、Do回路出口部を循環用ビーカーに入れて循環状態とした。 The water removal rate of the water permeable device was set to 16 ml / (min · m 2 ). The Bi circuit inlet is put into the beaker for circulating 2L (37 ° C) of the bovine blood prepared as described above, the Bi pump is started, the liquid discharged from the Bo circuit outlet is discarded for 90 seconds, and then immediately Bo The circuit outlet part and the Do circuit outlet part were put in a circulation beaker to be in a circulation state.

続いて透析装置のDiポンプを500(ml)としてスタートし、経時的にBiとBoおよびDoからそれぞれサンプリングを行った。
経過時間ごとのアルブミン濃度を測定し、経過時間ごとのアルブミンふるい係数を下記式によって算出した。牛血液のロットによって測定値が異なる場合があるので、実施例に用いたデータは全て同一ロットの牛血液を使用した。
Subsequently, the Di pump of the dialyzer was started at 500 (ml), and sampling was performed from Bi, Bo, and Do over time.
The albumin concentration for each elapsed time was measured, and the albumin sieving coefficient for each elapsed time was calculated by the following formula. Since measured values may differ depending on the lot of bovine blood, all data used in the examples used bovine blood of the same lot.

Sc−Alb(%)=CDo/(CBi+CBo)
上式において、CDo=Do回路出口部のアルブミン濃度(g/ml)、CBo=Bo回路出口部のアルブミン濃度(g/ml)、CBi=Bi回路入口部のアルブミン濃度(g/ml)
(9)クリンプの波高、波長の測定方法
モジュールケースに組み込まれた200mm以上の中空糸膜束から、抜き取り時にクリ
ンプ形状を変化させるような張力を付加しないように中空糸膜を取り出した。取り出した
中空糸膜の中から無作為に10本取り出し、任意の部分18cmを黒い紙の上に、最も波
高が大きくなるように配置し、張力を付加しないように注意しながら、両端部(両端から
0.5cm以内)をテープで固定し、図5のように、任意の位置における1ヶ所の山につ
いて、その頂点から次の山の頂点までを線で結び、その長さを測定して波長とした。
波高は、任意の位置における隣り合う2ヶ所の谷を直線で結び、2ヶ所の谷に挟まれる
山の頂点と、山から引いた垂線のその直線までの距離とした。
この測定を、取り出した10本の中空糸膜について行い、平均値を採った。平均値はミ
リメートルで表し、平均値の小数第2位を四捨五入して、小数第1位までの値をそれぞれ
波高、波長とした。
(10)β−ミクログロブリン(β−MG) クリアランス測定
中空糸膜の性能評価として、β−ミクログロブリンのクリアランスを測定した。β−ミクログロブリンは、透析治療において、除去対象となるタンパク質であり、近年では、そのクリアランスが、膜の性能指標としてよく使われているので、本実施例においても、その値を指標とした。
Sc-Alb (%) = CDo / (CBi + CBo)
In the above formula, CDo = albumin concentration at the outlet of the Do circuit (g / ml), CBo = albumin concentration at the outlet of the Bo circuit (g / ml), CBi = albumin concentration at the inlet of the Bi circuit (g / ml)
(9) Method of measuring crimp wave height and wavelength A hollow fiber membrane was taken out from a hollow fiber membrane bundle of 200 mm or more incorporated in a module case so as not to apply a tension that would change the crimp shape during extraction. Take 10 pieces randomly from the hollow fiber membranes taken out, place any part 18cm on the black paper so that the wave height is the largest, and take care not to apply tension. (Within 0.5 cm from the top) with tape, as shown in Fig. 5, connect one line at any position from the top to the top of the next peak with a line, measure the length, and measure the wavelength. It was.
The wave height was defined as a distance between two adjacent valleys at an arbitrary position by a straight line and a peak between the peaks between the two valleys and a straight line drawn from the peaks.
This measurement was performed on the ten hollow fiber membranes taken out, and an average value was taken. The average value is expressed in millimeters, and the second decimal place of the average value is rounded off, and the values up to the first decimal place are the wave height and wavelength, respectively.
(10) β 2 -microglobulin (β 2 -MG) clearance measurement As a performance evaluation of the hollow fiber membrane, the clearance of β 2 -microglobulin was measured. β 2 -microglobulin is a protein to be removed in dialysis treatment, and in recent years, the clearance is often used as a performance index of the membrane. .

エチレンジアミン四酢酸二ナトリウムを添加した牛血液について、ヘマトクリットが30±3%、総タンパク量が6.5±0.5g/dLとなるように調整した。   The bovine blood to which disodium ethylenediaminetetraacetate was added was adjusted so that the hematocrit was 30 ± 3% and the total protein amount was 6.5 ± 0.5 g / dL.

次に、β−ミクログロブリン濃度が1mg/lになるように加え、撹拌した。かかる牛血液について、その2Lを循環用に、1.5Lをクリアランス測定用として分けた。 Next, the β 2 -microglobulin concentration was added to 1 mg / l and stirred. The cow blood was divided into 2 L for circulation and 1.5 L for clearance measurement.

回路を図2のようにセットした。透析装置としては、東レメディカル株式会社製 TR2000Sを用いた。TR2000Sは、図2のうち、Biポンプ、Fポンプ、および透析装置にあたる。   The circuit was set as shown in FIG. As a dialysis machine, TR2000S manufactured by Toray Medical Co., Ltd. was used. TR2000S corresponds to the Bi pump, the F pump, and the dialysis apparatus in FIG.

透析装置に、透析液(キンダリー液AF2号 扶桑薬品工業株式会社製)A液およびB液をセットした。透析液側から血液側に向けてRO水を流した。透析液濃度13〜15mS/cm、温度34℃以上、透析液側流量を500ml/minに設定した。   Dialysate (Kindaly AF No. 2 Fuso Yakuhin Kogyo Co., Ltd.) A solution and B solution were set in the dialyzer. RO water was allowed to flow from the dialysate side to the blood side. The dialysate concentration was 13 to 15 mS / cm, the temperature was 34 ° C. or higher, and the dialysate side flow rate was set to 500 ml / min.

透水装置の除水速度を10ml/(min・m)に設定した。Bi回路入口部を上記で調整した牛血液2L(37℃)の入った循環用ビーカーに入れ、Biポンプをスタートし、Bo回路出口部から排出される液体90秒間分を廃棄後、ただちにBo回路出口部および、Do回路出口部を循環用ビーカーに入れて循環状態とした。 The water removal rate of the water permeable device was set to 10 ml / (min · m 2 ). Place the Bi circuit inlet into the beaker with 2L (37 ° C) of bovine blood adjusted as described above, start the Bi pump, discard the 90 seconds of liquid discharged from the Bo circuit outlet, and immediately The outlet part and the Do circuit outlet part were put in a circulation beaker to be in a circulation state.

続いて透析装置のFポンプを動かし、循環を1時間行った後、BiポンプおよびFポンプを停止した。   Subsequently, the F pump of the dialysis machine was moved and circulated for 1 hour, and then the Bi pump and the F pump were stopped.

次に、Bi回路入口部を上記で調整したクリアランス測定用の牛血液に入れ、Bo回路出口部を廃棄用ビーカーに入れた。Do回路出口部から流出する液体は廃棄した。   Next, the Bi circuit inlet was placed in the clearance-measured bovine blood prepared above, and the Bo circuit outlet was placed in a waste beaker. The liquid flowing out from the Do circuit outlet was discarded.

Diポンプをスタートした。また、血液ポンプをスタートするとともに、トラップとBiチャンバーの間を開放した。   The Di pump was started. In addition, the blood pump was started and the space between the trap and the Bi chamber was opened.

スタートから2分経過後、クリアランス測定用の牛血液(37℃)からサンプルを10ml採取し、Bi液とした。スタートから4分30秒経過後に、Bo回路出口部からサンプルを10ml採取し、Bo液とした。これらのサンプルは、−20℃以下の冷凍庫で保存した。   After 2 minutes from the start, 10 ml of a sample was collected from bovine blood for clearance measurement (37 ° C.) and used as Bi solution. After 4 minutes and 30 seconds from the start, 10 ml of a sample was taken from the Bo circuit outlet and used as Bo solution. These samples were stored in a freezer at -20 ° C or lower.

各液のβ−ミクログロブリンの濃度からクリアランスを下記式によって算出した。牛血液のロットによって測定値が異なる場合があるので、実施例に用いたデータは全て同一ロットの牛血液を使用した。 The clearance was calculated by the following formula from the concentration of β 2 -microglobulin in each solution. Since measured values may differ depending on the lot of bovine blood, all data used in the examples used bovine blood of the same lot.

Co(ml/min)=(CBi−CBo)×Q/CBi
上式において、C=β−ミクログロブリンクリアランス(ml/min)、CBi=Bi液におけるβ−ミクログロブリン濃度、CB=Bo液におけるβ−ミクログロブリン濃度、Q=Biポンプ流量(ml/min)である。
2.中空糸膜の作製
(1)ポリスルホン/ポリビニルピロリドン(PSf/PVP)混合中空糸膜
ポリスルホン(アモコ社 Udel−P3500)16重量部、ポリビニルピロリドン(インターナショナルスペシャルプロダクツ社;以下ISP社と略す)K30 3重量部、ポリビニルピロリドン(ISP社K90)3重量部をジメチルアセトアミド77重量部、水1重量部を加熱溶解し、製膜原液とした。
Co (ml / min) = (CBi−CBo) × Q B / CBi
In the above formula, C O = β 2 -microglobulin clearance (ml / min), CBi = β 2 -microglobulin concentration in Bi solution, CB o = β 2 -microglobulin concentration in Bo solution, Q B = Bi pump flow rate (Ml / min).
2. Production of hollow fiber membrane (1) Polysulfone / polyvinylpyrrolidone (PSf / PVP) mixed hollow fiber membrane 16 parts by weight of polysulfone (Amoco Udel-P3500), polyvinylpyrrolidone (International Special Products, hereinafter referred to as ISP) K30 3 weight 3 parts by weight of polyvinylpyrrolidone (ISP K90) was dissolved in 77 parts by weight of dimethylacetamide and 1 part by weight of water to prepare a stock solution.

この原液を温度50℃の紡糸口金部へ送り、環状スリット部の外径0.35mm、内径0.25mmの2重スリット管から注入液としてジメチルアセトアミド63〜65重量部、水35〜37重量部からなる溶液を吐出させ、乾燥後の中空糸膜は外径が263μm、内径が185μmになるように紡糸原液、および中空糸内部凝固液の吐出量を調整した。その後、温度30℃、露点28℃の、350mmのドライゾーン雰囲気を経て、ジメチルアセトアミド20重量%、水80重量%からなる温度40℃の凝固浴を通過させ、60〜75℃・90秒の水洗工程、130℃の乾燥工程を2分通過させて中空糸膜(中空糸膜1)を得た。   This stock solution is sent to a spinneret part at a temperature of 50 ° C., and 63 to 65 parts by weight of dimethylacetamide and 35 to 37 parts by weight of water are injected from a double slit tube having an outer diameter of 0.35 mm and an inner diameter of 0.25 mm. The amount of the spinning solution and the hollow fiber internal coagulating solution was adjusted so that the hollow fiber membrane after drying had an outer diameter of 263 μm and an inner diameter of 185 μm. Then, after passing through a 350 mm dry zone atmosphere at a temperature of 30 ° C. and a dew point of 28 ° C., it is passed through a coagulation bath at a temperature of 40 ° C. consisting of 20% by weight of dimethylacetamide and 80% by weight of water, and washed with water at 60 to 75 ° C. for 90 seconds. The hollow fiber membrane (hollow fiber membrane 1) was obtained by passing the process and the drying process at 130 ° C. for 2 minutes.

なお、この中空糸膜の内表面、すなわち、機能層ポリビニルピロリドン量は23重量%、膜中のポリビニルピロリドン量を元素分析により算出した結果、3.1重量%であった。   The inner surface of the hollow fiber membrane, that is, the amount of the functional layer polyvinyl pyrrolidone was 23% by weight, and the amount of polyvinyl pyrrolidone in the membrane was calculated by elemental analysis and found to be 3.1% by weight.

(2)ポリスルホン(PSf)中空糸膜
ポリスルホン(アモコ社 Udel−P3500)18重量部をジメチルアセトアミド80〜81部、水1〜2部を加熱溶解し、製膜原液とした。
(2) Polysulfone (PSf) hollow fiber membrane 18 parts by weight of polysulfone (Amoco Udel-P3500) was heated and dissolved in 80 to 81 parts of dimethylacetamide and 1-2 parts of water to prepare a membrane forming stock solution.

この原液を温度50℃の紡糸口金部へ送り、環状スリット部の外径0.35mm、内径0.25mmの2重スリット管から注入液としてジメチルアセトアミド63部、水37部からなる溶液を吐出させ、中空糸膜を形成させた後、温度30℃、露点28℃の、乾式長350mmのドライゾーン雰囲気を通過した後、ジメチルアセトアミド20重量%、水80重量%からなる温度40℃の凝固浴を通過させ、60℃/90秒の水洗工程を通過させ、中空糸膜(中空糸膜2)を得た。   This stock solution is sent to a spinneret at a temperature of 50 ° C., and a solution comprising 63 parts of dimethylacetamide and 37 parts of water is injected as an injection from a double slit tube having an outer diameter of 0.35 mm and an inner diameter of 0.25 mm. After forming the hollow fiber membrane, after passing through a dry zone atmosphere with a dry length of 350 mm having a temperature of 30 ° C. and a dew point of 28 ° C., a coagulation bath having a temperature of 40 ° C. comprising 20% by weight of dimethylacetamide and 80% by weight of water It was allowed to pass through and passed through a water washing step of 60 ° C./90 seconds to obtain a hollow fiber membrane (hollow fiber membrane 2).

(3)クロロアセトアミドメチル化ポリスルホン含有中空糸膜
7.13wt%に調製したポリスルホン(アモコ社 Udel−P3500)のニトロベンゼン溶液175.3gを8℃に冷却し、これに別に−5℃で30分間撹拌することにより調製した5.30wt%のN−メチロール−2−クロロアセトアミドの硫酸溶液を33g添加し反応を8℃で行ない、クロロアセトアミドメチル化ポリスルホン(クロロアミドメチル基置換度0.39)を得た。
(3) Chloroacetamidomethylated polysulfone-containing hollow fiber membrane 17.5.3 g of a nitrobenzene solution of polysulfone (Amoco Udel-P3500) prepared to 7.13 wt% was cooled to 8 ° C. and separately stirred at −5 ° C. for 30 minutes. Then, 33 g of a 5.30 wt% sulfuric acid solution of N-methylol-2-chloroacetamide prepared was added and the reaction was carried out at 8 ° C. to obtain chloroacetamidomethylated polysulfone (chloroamide methyl group substitution degree 0.39). It was.

ポリスルホン(アモコ社 Udel−P3500)18重量部、クロロアセトアミドメチル化ポリスルホン2重量部、PVP(ISP社)K30 10重量部、をジメチルアセトアミド67〜69重量部、水1〜3重量部を加熱溶解し、製膜原液とした。   Polysulfone (Amoco Udel-P3500) 18 parts by weight, chloroacetamidomethylated polysulfone 2 parts by weight, PVP (ISP) K30 10 parts by weight, dimethylacetamide 67 to 69 parts by weight, water 1 to 3 parts by weight were dissolved. A film forming stock solution was obtained.

この原液を温度40℃の紡糸口金部へ送り、環状スリット部の外径0.35mm、内径0.25mmの2重スリット管から注入液としてジメチルアセトアミド35部、水65部からなる溶液を吐出させ、中空糸膜を形成させた後、温度27℃、露点11℃の、乾式長300mmのドライゾーン雰囲気を通過した後、水100重量%からなる温度40℃の凝固浴を通過させ、中空糸膜(中空糸膜3)を得た。   This stock solution is sent to a spinneret at a temperature of 40 ° C., and a solution composed of 35 parts of dimethylacetamide and 65 parts of water is injected as an injection from a double slit tube having an outer diameter of 0.35 mm and an inner diameter of 0.25 mm. After forming the hollow fiber membrane, after passing through a dry zone atmosphere having a dry length of 300 mm having a temperature of 27 ° C. and a dew point of 11 ° C., the hollow fiber membrane is passed through a coagulation bath made of 100% by weight of water at a temperature of 40 ° C. (Hollow fiber membrane 3) was obtained.

(4)注入液へのポリマー添加検討
ポリスルホン(アモコ社 Udel−P3500(重量平均分子量4.7万))18重量部、ポリビニルピロリドン(インターナショナルスペシャルプロダクツ社;以下ISP社と略す)K30 9重量をジメチルアセトアミド72重量部、水1重量部を加熱溶解し、製膜原液とした。
(4) Examination of polymer addition to injection solution Polysulfone (Amoco Corporation Udel-P3500 (weight average molecular weight 47,000)) 18 parts by weight, polyvinylpyrrolidone (International Special Products, Inc .; hereinafter abbreviated as ISP), K30 9 weights in dimethyl 72 parts by weight of acetamide and 1 part by weight of water were dissolved by heating to obtain a stock solution.

ジメチルアセトアミド63〜65重量部、水35〜37重量部の溶液にビニルピロリドン/酢酸ビニル(6/4)共重合体(BASF社製、“コリドンVA64“)10重量部を溶解させて注入液とした。   A solution of 63 to 65 parts by weight of dimethylacetamide and 35 to 37 parts by weight of water dissolves 10 parts by weight of a vinylpyrrolidone / vinyl acetate (6/4) copolymer (manufactured by BASF, “Collidon VA64”) did.

製膜原液を温度50℃の紡糸口金部へ送り、環状スリット部の外径0.35mm、内径0.25mmの2重スリット管から注入液を吐出させ、中空糸膜を形成させた後、温度30℃、露点28℃の、350mmのドライゾーン雰囲気を経て、ジメチルアセトアミド20重量%、水80重量%からなる温度40℃の凝固浴を通過させ、60〜75℃・90秒の水洗工程、130℃の乾燥工程を2分通過させ、160℃のクリンプ工程を経て中空糸膜(中空糸膜4)を得た。   The membrane-forming stock solution is fed to a spinneret at a temperature of 50 ° C., and the injection solution is discharged from a double slit tube having an outer diameter of 0.35 mm and an inner diameter of 0.25 mm to form a hollow fiber membrane. Through a 350 mm dry zone atmosphere at 30 ° C. and 28 ° C. dew point, passed through a coagulation bath at a temperature of 40 ° C. consisting of 20% by weight of dimethylacetamide and 80% by weight of water, and washed with water at 60 to 75 ° C. for 90 seconds, 130 A hollow fiber membrane (hollow fiber membrane 4) was obtained after passing through a drying step at 2 ° C. for 2 minutes and a crimping step at 160 ° C.

また、注入液にコリドンVA64を添加しない組成の溶液を用いて、上記と同様にして中空糸膜(中空糸膜5)を得た。
3.クリンプ付与方法の検討
クリンプ付与する方法として、A.噛み合い歯を持ち、連続的に回転する2つのギア間に中空糸膜を通過させる方法、B.タイミングプーリーとタイミングベルトの間を通過させる方法、C.凹凸状のベルト間を通過させる方法、D.回転する一対のクリンプロール間を走行させる方法でクリンプ付与を行い、それぞれクリンプA、クリンプB、クリンプCおよびクリンプDとした。
4.中空糸膜モジュールの作成
中空糸膜1〜5に対してクリンプを付与し、中空糸膜面積を1.6mになるようにケースに充填し、かつ中空糸膜の両端をポッティング材によりケース端部に固定し、ポッティング材の端部の一部をカッティングすることで両端の中空糸膜を開口させて、中空糸膜モジュールとした。
5.アリルアミン/酢酸ビニル共重合体の作成
アリルアミン塩酸塩47gをメタノール110gに溶解させ、酢酸ビニル103gを添加した。さらに、重合開始剤として、アゾビスイソブチロニトリル41gを添加した後、60℃に加熱し、24時間反応させた後、アゾビスイソブチロニトリル41gを追添し、さらに60℃で24時間反応させた。重合反応終了時、残存モノマーと単独重合体を除去し、アリルアミン塩酸塩−酢酸ビニル共重合体を得た。元素分析により、共重合体中のアリルアミン含有量は28モル%と計算された。
Further, a hollow fiber membrane (hollow fiber membrane 5) was obtained in the same manner as described above using a solution having a composition in which Kollidon VA64 was not added to the injection solution.
3. Examination of Crimping Method As a method of crimping, A. A method of passing a hollow fiber membrane between two continuously rotating gears having meshing teeth; C. passing between the timing pulley and the timing belt; A method of passing between the uneven belts; Crimping was performed by running between a pair of rotating crimp rolls, and Crimp A, Crimp B, Crimp C, and Crimp D were obtained.
4). Creation of a hollow fiber membrane module A crimp is applied to the hollow fiber membranes 1 to 5, the case is filled with a hollow fiber membrane area of 1.6 m 2 , and both ends of the hollow fiber membrane are end-cased by a potting material. The hollow fiber membrane module was made by opening the hollow fiber membranes at both ends by cutting a part of the end of the potting material.
5. Preparation of allylamine / vinyl acetate copolymer 47 g of allylamine hydrochloride was dissolved in 110 g of methanol, and 103 g of vinyl acetate was added. Furthermore, after adding 41 g of azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator, the mixture was heated to 60 ° C. and reacted for 24 hours, and then 41 g of azobisisobutyronitrile was added, and further at 60 ° C. for 24 hours. Reacted. At the end of the polymerization reaction, the residual monomer and homopolymer were removed to obtain an allylamine hydrochloride-vinyl acetate copolymer. By elemental analysis, the allylamine content in the copolymer was calculated to be 28 mol%.

下記の実施例1〜5および比較例1〜4については、ポリスルホン/ポリビニルピロリドン(PSf/PVP)混合中空糸膜(中空糸膜1)を使用した。また、クリンプはDとした。
(実施例1)
得られた中空糸膜に図4に示すクリンプロールを用いてクリンプを付与した。図4において、直径10mmの円柱クリンプ付与装置に中空糸膜を室温で通過させて波高0.3mm、波長8.0mmとなるようクリンプ付与した後、巻き取り機で巻取った。尚、クリンプ付与時の糸乱れを抑制するため、クリンプロールの前後に静電除去装置(春日電機製TCFB−OR−2000)を設置した。得られた200mm以上の中空糸膜糸束を所定の長さにカットした後モジュールケースに入れ、ポリウレタン樹脂で中空糸膜糸束の両端を固定し、前記ポリウレタン樹脂端部を切断し、内表面積(ポリウレタン樹脂により封止される部分を除く)1.6mの中空糸膜モジュールを作製した。前記モジュールについて、ビニルピロリドン/酢酸ビニル(6/4)共重合体(BASF社製、“コリドンVA64“)0.1重量%水溶液を上記で作成した中空糸膜モジュールの血液側入口(Bi)から血液側出口(Bo)に500mL通液した。次に血液側入口(Bi)から透析液側入口(Di)に500mL通液することで、中空糸膜の内表面に、VA64を集積させた。このときの液温は30℃、流速は500mL/minであった。中空糸膜内部に入り込んだVA64を内表面に、より集積させるために、200kPaの圧縮空気で透析液側から血液側へ充填液を押しだした。この後、200kPaの圧縮空気を血液側一端から他端へ、流速38L/minで15secブローすることで、血液側充填液を排出し、さらに最大圧力200kPa、最小圧力100kPa、流量20L/minでエアを1回/secの周期で5secブローし、中空糸膜のみに水溶液が保持された状態にした。さらに窒素で透析液側、血液側それぞれを各1分間ブローし、モジュール内を窒素で置換した後、該モジュール全体に25kGyのγ線を照射することで、膜に固定化させた。その後、該モジュールについてSc―Albの経時変化試験を行った。また、それ以外の試験については、該モジュール中の中空糸を切り出して、試験を行った。エステル基由来炭素量の測定については同じ条件で2度行った。結果は表1の通りであった。すなわち、機能層表面にVA64を均一に、多く局在化することができ、かつクリンプによるモジュール内流れを改善することで、Sc−Albの経時的な安定性が高かった。なお、吸着平衡定数は、ポリスルホンフィルムとコリドンVA64の結果を示している。
中空糸膜モジュールから取り出した中空糸膜のクリンプ形状を測定したところ、波高が0.3mm、波長が8.0mmであった。
(実施例2)
クリンプ付与装置を通過させ波高が0.3mm、波長が10.0mmとなるようクリンプ付与した以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果は表1の通りであった。すなわち、機能層表面にVA64を均一に、多く局在化することができ、かつクリンプによりモジュール内流れを改善することで、Sc−Albの経時的な安定性が高かった。なお、吸着平衡定数は、ポリスルホンフィルムとコリドンVA64の結果を示している。すなわち、機能層表面にVA64を均一に、多く局在化することができ、かつクリンプによるモジュール内流れを改善することで、Sc−Albの経時的な安定性が高かった。なお、吸着平衡定数は、ポリスルホンフィルムとコリドンVA64の結果を示している。
(実施例3)
クリンプ付与装置を通過させ波高が0.3mm、波長が5.0mmとなるようクリンプ付与した以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果は表1の通りであった。すなわち、機能層表面にVA64を均一に、多く局在化することができ、かつクリンプによりモジュール内流れを改善することで、Sc−Albの経時的な安定性が高かった。なお、吸着平衡定数は、ポリスルホンフィルムとコリドンVA64の結果を示している。
(実施例4)
クリンプ付与装置を通過させ波高が0.5mm、波長が8.0mmとなるようクリンプ付与した以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果は表1の通りであった。すなわち、機能層表面にVA64を均一に、多く局在化することができ、かつクリンプによりモジュール内流れを改善することで、Sc−Albの経時的な安定性が高かった。なお、吸着平衡定数は、ポリスルホンフィルムとコリドンVA64の結果を示している。
(実施例5)
クリンプ付与装置を通過させ波高が0.1mm、波長が8.0mmとなるようクリンプ付与した以外は、実施例1と同様の操作を行った。結果は表1の通りであった。すなわち、機能層表面にVA64を均一に、多く局在化することができ、かつクリンプによりモジュール内流れを改善することで、Sc−Albの経時的な安定性が高かった。なお、吸着平衡定数は、ポリスルホンフィルムとコリドンVA64の結果を示している。
(比較例1)
クリンプ付与装置を通過させ波高が8.0mm、波長が32.0mmとなるようクリンプ付与した以外は、実施例1と同様の操作を行った。実施例1と同様の操作を行った。なお、エステル基由来炭素量の測定については同じ条件で2度行った。結果は表1の通りであった。すなわち、導血開始から5〜10分後のSc−Albは1.50%、60〜240分後は0.51%となりSc−Albの経時的な安定性が低い中空糸膜モジュールであった。
(比較例2)
水を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行った。なお、エステル基由来炭素量の測定については同じ条件で2度行った。結果は表1の通りであった。血小板およびフィぶりノーゲンがよく付着する表面であり、導血開始から5〜10分後のSc−Albは1.53%、60〜240分後は0.48%となりSc−Albの経時的な安定性が低い中空糸膜モジュールであった。
(比較例3)
実施例1と同様にクリンプを付与した中空糸膜モジュールに、PVA(分子量1万、ケン化度80%)0.1重量%水溶液を中空糸膜モジュールの血液側入口(Bi)から血液側出口(Bo)を経由し、次いで透析液側入口(Di)から透析液側出口(Do)にワンパスで、流速200mL/minで30分間通液した。その後、実施例1と同様に、ブロー、窒素置換、γ線照射を行った。結果は表1の通りであった。すなわち、中空糸膜の内側と外側に万遍なく通液することで、膜厚部分の細孔部分を含めてPVAが多く存在したために、Sc−Albが0.1%以下となった。
(比較例4)
実施例1と同様にクリンプを付与した中空糸膜モジュールに、ポリ酢酸ビニル0.1重量%の60重量%メタノール水溶液を中空糸膜モジュールの透析液側出口(Do)から血液側出口(Bo)に500mL通液した。次に血液側入口(Bi)から血液側出口(Bo)に500mL通液した。その後、純水を用いて上記と同じ操作にてメタノールを水に置換した後、実施例1と同様にブロー、窒素置換、γ線照射を行った。結果は表1の通りであった。すなわち、機能層の反対側にも多くのポリ酢酸ビニルが存在しているために、Sc−Albが0.1%以下となった。
For the following Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 4, a polysulfone / polyvinylpyrrolidone (PSf / PVP) mixed hollow fiber membrane (hollow fiber membrane 1) was used. The crimp was D.
Example 1
The obtained hollow fiber membrane was crimped using a crimp roll shown in FIG. In FIG. 4, a hollow fiber membrane was passed through a cylindrical crimping device having a diameter of 10 mm at room temperature to crimp the wave height to 0.3 mm and a wavelength of 8.0 mm, and then wound with a winder. In addition, in order to suppress yarn disturbance at the time of crimping, an electrostatic removing device (TCFB-OR-2000 manufactured by Kasuga Electric) was installed before and after the crimp roll. The obtained hollow fiber membrane yarn bundle of 200 mm or more is cut into a predetermined length and then put into a module case, both ends of the hollow fiber membrane yarn bundle are fixed with polyurethane resin, the end portion of the polyurethane resin is cut, and the inner surface area is cut. A 1.6 m 2 hollow fiber membrane module was prepared (excluding the portion sealed with polyurethane resin). For the module, a 0.1% by weight aqueous solution of vinylpyrrolidone / vinyl acetate (6/4) copolymer (manufactured by BASF, “Collidon VA64”) from the blood side inlet (Bi) of the hollow fiber membrane module prepared above. 500 mL was passed through the blood side outlet (Bo). Next, by passing 500 mL from the blood side inlet (Bi) to the dialysate side inlet (Di), VA64 was accumulated on the inner surface of the hollow fiber membrane. The liquid temperature at this time was 30 degreeC, and the flow rate was 500 mL / min. In order to accumulate VA64 that has entered the hollow fiber membrane on the inner surface, the filling solution was pushed from the dialysate side to the blood side with 200 kPa compressed air. Thereafter, 200 kPa of compressed air is blown from one end of the blood side to the other end for 15 sec at a flow rate of 38 L / min to discharge the blood-side filling liquid, and further air is supplied at a maximum pressure of 200 kPa, a minimum pressure of 100 kPa, and a flow rate of 20 L / min. Was blown for 5 sec at a cycle of 1 time / sec, so that the aqueous solution was held only in the hollow fiber membrane. Further, each of the dialysate side and the blood side was blown with nitrogen for 1 minute each, and the inside of the module was replaced with nitrogen, and then the entire module was irradiated with 25 kGy of γ rays to be immobilized on the membrane. Thereafter, the module was subjected to a Sc-Alb aging test. For other tests, the hollow fiber in the module was cut out and tested. The ester group-derived carbon amount was measured twice under the same conditions. The results are shown in Table 1. In other words, Sc-Alb was stable over time by being able to localize VA64 uniformly and in a large amount on the surface of the functional layer and improving the flow in the module by crimping. In addition, the adsorption equilibrium constant has shown the result of the polysulfone film and Kollidon VA64.
When the crimp shape of the hollow fiber membrane taken out from the hollow fiber membrane module was measured, the wave height was 0.3 mm and the wavelength was 8.0 mm.
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that crimping was performed so that the wave height was 0.3 mm and the wavelength was 10.0 mm through a crimping device. The results are shown in Table 1. That is, the VA64 can be uniformly and many localized on the surface of the functional layer, and by improving the flow in the module by crimping, the stability of Sc-Alb with time was high. In addition, the adsorption equilibrium constant has shown the result of the polysulfone film and Kollidon VA64. In other words, Sc-Alb was stable over time by being able to localize VA64 uniformly and in a large amount on the surface of the functional layer and improving the flow in the module by crimping. In addition, the adsorption equilibrium constant has shown the result of the polysulfone film and Kollidon VA64.
(Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed except that crimping was performed so that the wave height was 0.3 mm and the wavelength was 5.0 mm through a crimping device. The results are shown in Table 1. That is, the VA64 can be uniformly and many localized on the surface of the functional layer, and by improving the flow in the module by crimping, the stability of Sc-Alb with time was high. In addition, the adsorption equilibrium constant has shown the result of the polysulfone film and Kollidon VA64.
Example 4
The same operation as in Example 1 was performed except that crimping was performed so that the wave height was 0.5 mm and the wavelength was 8.0 mm through a crimping device. The results are shown in Table 1. That is, the VA64 can be uniformly and many localized on the surface of the functional layer, and by improving the flow in the module by crimping, the stability of Sc-Alb with time was high. In addition, the adsorption equilibrium constant has shown the result of the polysulfone film and Kollidon VA64.
(Example 5)
The same operation as in Example 1 was performed, except that crimping was performed so that the wave height was 0.1 mm and the wavelength was 8.0 mm through a crimping device. The results are shown in Table 1. That is, the VA64 can be uniformly and many localized on the surface of the functional layer, and by improving the flow in the module by crimping, the stability of Sc-Alb with time was high. In addition, the adsorption equilibrium constant has shown the result of the polysulfone film and Kollidon VA64.
(Comparative Example 1)
The same operation as in Example 1 was performed except that crimping was performed so that the wave height was 8.0 mm and the wavelength was 32.0 mm through a crimping device. The same operation as in Example 1 was performed. In addition, about the measurement of ester group origin carbon content, it performed twice on the same conditions. The results are shown in Table 1. That is, Sc-Alb 5 to 10 minutes after the start of blood introduction was 1.50%, and 0.51% after 60 to 240 minutes, and the Sc-Alb was a hollow fiber membrane module with low stability over time. .
(Comparative Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed except that water was used. In addition, about the measurement of ester group origin carbon content, it performed twice on the same conditions. The results are shown in Table 1. It is a surface to which platelets and fibrinogen adhere well, and Sc-Alb is 1.53% 5 to 10 minutes after the start of blood transduction, and 0.48% after 60 to 240 minutes. It was a hollow fiber membrane module with low stability.
(Comparative Example 3)
As in Example 1, a 0.1% by weight aqueous solution of PVA (molecular weight 10,000, saponification degree 80%) was added to the hollow fiber membrane module crimped to the blood side outlet from the blood side inlet (Bi) of the hollow fiber membrane module. (Bo), and then passed through the dialysate side inlet (Di) from the dialysate side outlet (Do) in one pass at a flow rate of 200 mL / min for 30 minutes. Thereafter, in the same manner as in Example 1, blowing, nitrogen substitution, and γ-ray irradiation were performed. The results are shown in Table 1. That is, Sc-Alb was 0.1% or less because a large amount of PVA was present including the pores of the film thickness by allowing the liquid to flow uniformly inside and outside the hollow fiber membrane.
(Comparative Example 4)
In the same manner as in Example 1, crimped hollow fiber membrane module was charged with 0.1% by weight of polyvinyl acetate 60% by weight methanol aqueous solution from the dialysate side outlet (Do) of the hollow fiber membrane module to the blood side outlet (Bo). 500 mL was passed through. Next, 500 mL was passed from the blood side inlet (Bi) to the blood side outlet (Bo). Then, after replacing methanol with water by the same operation as above using pure water, blow, nitrogen substitution, and γ-ray irradiation were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1. That is, since a large amount of polyvinyl acetate is also present on the opposite side of the functional layer, Sc-Alb was 0.1% or less.

Figure 2012115743
Figure 2012115743

1 中空糸膜
2 ケース
3 ポッティング剤
4 血液側入口(Bi)
5 血液側出口(Bo)
6 透析液側入口(Di)
7 透析液側出口(Do)
8 基準線
9 透析装置
10 中空糸膜モジュール
11 Biポンプ
12 Fポンプ
13 廃棄用容器
14 循環用血液
15 クリアランス測定用血液
16 Bi回路
17 Bo回路
18 Di回路
19 Do回路
20 温水槽
21.クリンプが付与された中空糸
22.クリンプ波長
23.クリンプ波高
1 Hollow fiber membrane 2 Case 3 Potting agent 4 Blood side inlet (Bi)
5 Blood side outlet (Bo)
6 Dialysate side inlet (Di)
7 Dialysate side outlet (Do)
8 Reference line 9 Dialysis device 10 Hollow fiber membrane module 11 Bi pump 12 F pump 13 Disposal container 14 Blood for circulation 15 Blood for clearance measurement 16 Bi circuit 17 Bo circuit 18 Di circuit 19 Do circuit 20 Hot water tank 21. 21. Hollow fiber to which crimp is applied Crimp wavelength 23. Crimp wave height

Claims (7)

内蔵されたポリスルホン系中空糸膜表面におけるX線電子分光法(ESCA)によるエステル基由来の炭素のピーク面積百分率が0.5(原子数%)以上、10(原子数%)以下であり、かつ前記膜表面に存在する前記疎水性ユニット量比が膜内部に存在する前記疎水性ユニット量比よりも30%以上大きく、さらに内蔵された中空糸膜が波高0.1〜0.5mm、波長5.0〜10.0mmのクリンプ構造を有することを特徴とする中空糸膜モジュール。 The peak area percentage of the carbon derived from the ester group by X-ray electron spectroscopy (ESCA) on the surface of the incorporated polysulfone-based hollow fiber membrane is 0.5 (atomic%) or more and 10 (atomic%) or less, and The hydrophobic unit amount ratio existing on the membrane surface is 30% or more larger than the hydrophobic unit amount ratio existing inside the membrane, and the built-in hollow fiber membrane has a wave height of 0.1 to 0.5 mm and a wavelength of 5.0 to 10.0 mm. A hollow fiber membrane module characterized by having a crimp structure of 前記機能層の反対表面のESCAによるエステル基由来の炭素のピーク面積百分率が10(原子数%)以下であることを特徴とする請求項1記載の中空糸膜モジュール。 2. The hollow fiber membrane module according to claim 1, wherein the peak area percentage of carbon derived from ester groups by ESCA on the opposite surface of the functional layer is 10 (number of atoms) or less. 前記エステル基を含有するポリマーが、ポリ酢酸ビニルまたは酢酸ビニルとビニルピロリドンとの共重合体であることを特徴とする請求項1または2記載の中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module according to claim 1 or 2, wherein the polymer containing an ester group is polyvinyl acetate or a copolymer of vinyl acetate and vinyl pyrrolidone. ヘマトクリット30%、総タンパク濃度6〜7g/dl、クエン酸ナトリウムを添加した37℃の牛血液を200ml/分、濾過流量16ml/分で流したとき、5〜10分後のアルブミンの篩い係数平均値[A]と60〜240分後のアルブミンの篩い係数[B]が以下の関係式を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。
[B]/[A]=0.5〜1.0
The average sieving coefficient of albumin after 5 to 10 minutes when bovine blood at 37 ° C. with hematocrit 30%, total protein concentration 6 to 7 g / dl and sodium citrate was added at 200 ml / minute and filtration flow rate 16 ml / minute The hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 3, wherein the value [A] and the sieving coefficient [B] of albumin after 60 to 240 minutes satisfy the following relational expression.
[B] / [A] = 0.5-1.0
請求項4に記載の条件で前記牛血液を流したとき、流し初めから60分後のアルブミンふるい係数が0.1〜3.2%であることを特徴とする請求項2に記載の中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module according to claim 2, wherein when the bovine blood is flowed under the condition according to claim 4, an albumin sieving coefficient after 60 minutes from the beginning of the flow is 0.1 to 3.2%. 内蔵された中空糸膜の内径が150〜250um、膜面積が1.0〜3.0m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中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module according to claim 1, the inner diameter of the built-in hollow fiber membrane 150~250Um, membrane area is characterized by a 1.0~3.0m 2. 人工腎臓として使用されることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の中空糸膜モジュール。 The hollow fiber membrane module according to any one of claims 1 to 6, which is used as an artificial kidney.
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