JP3228758B2 - 中空糸膜及びその製造方法 - Google Patents

中空糸膜及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、新規な微細孔構造を有し、物質分離に好適
な中空糸膜に係り、特に、血液透析において、β２マイ
クログロブリン（分子量11,800ダルトン）に代表される
高分子量物質の除去性能が高く、生体適合性に優れ、か
つ透析液中に含まれるエンドトキシンフラグメントの患
者体内へ侵入を阻止できる、安全性に優れた中空糸膜及
びその製造方法に関する。
背景技術 中空糸膜を介して、透析、ろ過などにより溶液中の異
種成分を分離する技術は広く知られている。中空糸膜の
素材として、セルロースや合成高分子化合物が使用され
ている。中空糸膜を用いた代表的な物質分離の一つは血
液透析である。血液透析においては、再生セルロース
膜、特に銅アンモニア法再生セルロース膜が広く用いら
れており、血液透析装置や透析技術の進歩と共に、腎不
全患者の延命、社会復帰に大きな役割を果たしている。
これは、再生セルロース膜が優れた透析性能や機械的強
度を有しており、長年の実績に裏付けされた高い安全性
を有しているからである。
中空糸膜を血液透析に使用する場合、尿素やNaClのよ
うな老廃物を透析により除去し、アルブミンのような高
分子量蛋白質の通過を阻止する中空糸膜が使用されてき
た。慢性腎不全患者が血液透析を長期間にわたって継続
した場合、高頻度で貧血、高血圧、色素沈着、骨・関節
痛障害等の合併症が認められる場合があることが判明し
た。その原因究明と対応策の研究が進められた結果、前
記合併症のうち手根管症候群の発症にはβ２マイクログ
ロブリンの体内での蓄積が大きく関与していることが判
明し、β２マイクログロブリンを除去できる血液透析膜
が求められるようになった。
この問題を解決するために、膜の孔径を大きくし、β
２マイクログロブリンの除去性能を向上させた中空糸膜
が開発された（例えば特開平２−135130号公報、特開平
２−211229号公報及び特開平３−8422号公報等）。しか
しながら、これらの膜は孔径が大きくなるとβ２マイク
ログロブリンの除去性能は向上するものの、膜内壁部表
面の孔径が外壁部表面の孔径に比べて大きい膜構造、す
なわち逆グラジエント構造の膜であるため、血液中の高
分子量タンパク質が膜内部に蓄積し、生体適合性の問題
が生ずる。すなわち、ある種の高分子量タンパク質は、
膜素材との接触によって活性化し、生理活性物質を放出
する。例えば、血液凝固系のタンパク質のうち、血液凝
固第XII因子（分子量80,000）、プリカリクレイン（分
子量88,000）および高分子キニノーゲン（分子量150,00
0）が活性化すると、生理活性物質として知られるブラ
ジキニンが産生し、補体系のタンパク質のうちC3（分子
量185,000）,C5（分子量191,000）が活性化すると、マ
スト細胞からのヒスタミン遊離作用などの生理活性を持
ったアナフィラトキシンが産生する。したがって、血液
透析膜においてはブラジキニンやアナフィラトキシンの
産生を極力抑制することが望ましい。そのためには、高
分子量タンパク質の活性化を抑制すること、すなわち高
分子量タンパク質の膜内部への侵入を抑制すること及び
高分子量タンパク質と膜の接触面積を抑制することが必
要となる。
このような問題を解決するために、膜内壁部表面の孔
径が外壁部表面の孔径に比べて小さい膜、すなわちクラ
ジエント構造を有する膜が知られている（例えば特開昭
２−273522号公報）。この膜は、β２マイクログロブリ
ンの除去性能及び生体適合性に優れている。
しかし、孔径の大きい中空糸膜を血液透析に使用した
場合、透析液中に含まれるエンドトキシンフラグメント
（エンドトキシンの本体は、グラム陰性桿菌の細胞壁成
分の20％を占めるリポ多糖である）が孔径の大きい膜を
介して透析液中から血液中へ侵入することが、最近問題
とされている。血液透析用の透析液は、一般に濃縮液を
水で希釈して用いているが、欧米や日本では希釈水とし
て通常、水道水を用いる。中空糸膜が血液透析に用いら
れ始めた当初は、グラム陰性桿菌汚染の問題は知られて
いたが、重要視されていなかった。それは、グラム陰性
桿菌の細胞壁構成成分であるエンドトキシンフラグメン
トの分子量が2,000〜30,000ダルトン程度であり、全て
の血液透析膜がそれらを拒絶するため、血液透析膜を介
してエンドトキシンフラグメントが血液中へ移行するこ
とはあり得ないと考えられていたからである。しかし、
高分子量物質除去を目的とする孔径の大きい高性能膜の
開発が進んだ結果、これらの高性能膜を介してエンドト
キシンフラグメントが透析液中から血液中へ侵入するこ
とが明らかとなり問題とされるようになった。
患者体内へ侵入するエンドトキシンがごく微量である
にも拘わらず、主としてインターロイキン・ネットワー
クを通じ炎症性サイトカインを誘導して種々の生理活性
を示し、発熱等の感冒様症状や動脈硬化ならびに骨・関
節痛障害、すなわち透析合併症を誘発する因子であるこ
とが明確にされると、透析液中から患者体内へのエンド
トキシンの侵入を抑制する要求が一段と高まるようにな
った。
したがって、中空糸膜を血液透析膜として使用する場
合、β２マイクログロブリンは血液中から透析液中へ透
過させ、かつ2,000〜30,000ダルトン程度のエンドトキ
シンフラグメントは、透析液中から血液中へ透過させな
いといった相反する性能が求められている。
この問題を解決するために、血液透析を行う以前に、
予め、透析液中のエンドトキシンフラグメントを除去す
る技術が提案されている（例えば特開平７−213603号,2
36885号）。これらは、血液透析装置そのものが複雑と
なり煩雑な操作を余儀なくされたり、あるいは、血液透
析装置とは別にエンドトキシン除去器を備えなければな
らず、透析治療工程が複雑になるという問題点がある。
発明の開示 本発明の目的は、β２マイクログロブリンに代表され
る高分子量物質の優れた除去性能を有し、膜内部への高
分子量タンパク質の侵入を抑制し、かつ透析液中から患
者体内へのエンドトキシンフラグメントの侵入を抑制す
ることのできる血液透析用中空糸膜及びその製造方法を
提供することである。
本発明は、透水速度が30〜300ml/m2・hr・mmHg、膜厚
が５〜50μｍの血液透析用中空糸膜であって、下記
（い）〜（に）を満足する孔径を有し、孔径が膜の内壁
表面から膜内部に向かって連続的に増加すると共に、膜
内部から外壁表面に向かって連続的に減少しており、膜
内部に少なくとも１つの極大部を有する血液透析用中空
糸膜である。
（い） 10≦D1≦300nm D1:内壁表面の孔径 （ろ） 0.6D1≦D2≦1.2D1 D2:外壁表面の孔径 （は） D3≧1.2D1 D3:膜内部の孔径 （に） 内壁層孔径増加率（ρ１）及び外壁層孔径減少
率（ρ２）が20〜200％（ρ1,ρ２は、それぞれ、膜厚
部を10等分したときの内壁表面と内壁表面から膜厚の3/
10の間での孔径増加率及び外壁表面と外壁表面から膜厚
の3/10の間での孔径減少率） 本発明の血液透析用中空糸膜（以下、単に中空糸とい
うことがある。を構成する材質としては、湿式紡糸でき
る材質であることが好ましく、このような材質の例は、
セルロース、セルロースアセテート、ニトロセルロー
ス、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリアミ
ド、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリメタクリル酸
メチル、ポリビニールアルコール、及びこれらの２種類
以上の混合重合体等である。
本発明においては、セルロース、セルロースアセテー
ト、ニトロセルロース等のセルロース系重合体をより好
ましく用いることができ、特に好ましく用いられるのは
銅アンモニア法再生セルロースである。
本発明の中空糸膜は、二重環状紡糸口金の外側紡出口
から重合体と重合体の溶媒からなる紡糸液を吐出すると
共に、内部紡出口から中空部形成剤を吐出し、紡糸液に
対して水よりも凝固速度の速い溶液からなる２段以上の
凝固浴で順次、凝固を行うことを特徴とする方法によっ
て製造することができる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明の中空糸膜の膜厚方向の孔径分布の
１例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態 以下に本発明を、さらに詳しく説明する。
本発明の中空糸膜の透水速度は、30〜300ml/m2・hr・
mmHgである。中空糸膜の透水速度は高い方が物質除去性
能が良好であり、物質分離に優れている。透水速度が30
ml/m2・hr・mmHg未満では、β２マイクログロブリンに
代表される高分子量物質の透過速度が低い。300ml/m2・
hr・mmHgを越えると、血液中の有用タンパク質が透析液
中に漏出し易くなる。より好ましい透水速度は30〜80ml
/m2・hr・mmHgである。
本発明の中空糸膜は、微細孔構造に特徴を有する。本
発明の中空糸膜の膜内壁部表面近傍層における孔径D1は
10nm以上、300nm以下である必要がある。孔径D1が300nm
を越えると、高分子量タンパク質が膜内部へ侵入する。
10nm未満の場合、β２マイクログロブリンに代表される
高分子量物質の優れた除去性能を維持できない。好まし
い孔径は20nm以上、100nm以下である。
膜外壁面表面近傍層における微細孔の孔径D2は、0.6D
1≦D2≦1.2D1である必要がある。D2がD1に対して相対的
に小さい（0.6D1＞D2）と、β２マイクログロブリンに
代表される高分子量物質の優れた除去性能を維持できな
い。逆に、相対的に大きい（1.2D1＜D2）と、透析液中
からエンドトキシンフラグメントがふるい効果によって
膜内部へ侵入し、その結果血液中へ侵入し易くなる。
膜内部の孔径D3は、D3≧1.2D1である必要がある。D3
が1.2D1未満の場合、膜内部の空孔率が小さくなり、β
２マイクログロブリンの優れた除去性能を発現できな
い。
内壁層孔径増加率（ρ１）及び外壁層孔径減少率（ρ
２）は、20〜200％でなければならない。ρ1,ρ２は、
それぞれ、膜厚部を10等分したときの内壁表面と内壁表
面から膜厚の3/10の間での孔径増加率及び外壁表面と外
壁表面から膜厚の3/10の間での孔径減少率であり、以下
の式にて定義される。ただし、DX1は内壁表面から膜厚
の3/10の厚みにおける孔径、DX2は外壁表面から膜厚の3
/10の厚みにおける孔径を表す。
ρ１＝〔（DX1−D1）/D1〕×100 ρ２＝〔（DX2−D2）/D2〕×100 ρ１及びρ２がそれぞれ20％未満である場合、内壁表
面と内壁表面から膜厚の3/10の間及び外壁表面と外壁表
面から膜厚の3/10の間での高分子量物質の透過抵抗が大
きくなり、優れた除去性能を維持できない。また、ρ１
が200％を越えると、血液中から物質が透過する際の透
過抵抗が小さくなりすぎて、高分子量タンパク質でさえ
も膜内部へ侵入し易くなる。ρ２が200％を越えると、
透析液中から物質が透過する場合の透過抵抗が小さくな
って、エンドトキシンフラグメントが侵入しやすくな
る。
中空糸膜がこのような孔構造を持つことによって、血
液透析に際して、高分子量物質の優れた除去性能を維持
しつつ、透析液中から血液中へのエンドトキシンフラグ
メントの侵入を抑制することができる。
本発明の中空糸膜は、タンパクトラップ量が30μg/cm
2以下、エンドトキシンフラグメントの物質移動速度比
が1.0以下である。
タンパクトラップ量が30μg/cm2を越えると、高分子
量タンパク質が膜によって活性化され、生体適合性に関
して好ましくない。より好ましくは20μg/cm2以下であ
る。タンパクトラップ量は、牛血漿を50mmHgの圧力をか
けながら濾過した際に、洗浄後も膜内部の空孔に残留す
るタンパク質量を示す。この際、膜内部に捕捉されるタ
ンパク質はアルブミン（分子量66,000）より分子量の大
きな高分子量タンパク質が大部分である。β２マイクロ
グロブリンに代表されるアルブミンより分子量の小さな
タンパク質及びアルブミンは、洗浄時に膜から溶出し、
膜内部に捕捉される可能性が極めて少ない。したがっ
て、タンパクトラップ量の小さい膜が、高分子量タンパ
ク質の膜厚部分での捕捉を抑制した生体適合性に優れた
膜である。
本発明による中空糸状分離膜は、エンドトキシンフラ
グメントの物質移動速度比が1.0以下である。膜の内壁
面側から外壁面側への物質移動速度（Pm1）に対する外
壁面側から内壁面側への物質移動速度（Pm2）の比を物
質移動速度比（Pm2/Pm1と略称する。）と定義する。透
水速度と同様に物質移動速度も血液透析膜の物質除去性
能を表わす代表的なパラメータである。物質移動速度が
高い方が対象物質の除去性能が高く、中空糸状分離膜と
して優れていることを示す。しかし、エンドトキシンフ
ラグメントの体内への侵入を防止するためには、Pm2/Pm
1が小さい膜の方が好ましい。このような観点から、本
発明の中空糸膜のエンドトキシンフラグメントのPm2/Pm
1は1.0以下である。
本発明の中空糸膜の性質及び孔構造の測定方法は、以
下に説明する方法による。
（１）透水速度 透水速度は、中空糸膜の束の両端を接着剤で固定した
中空糸膜がむき出しの、膜面積約100cm2の簡易モジュー
ルを作り、膜の内部に水を満たした後、片端を閉じ、開
口端より200mmHgの圧力をかけることによって透過する
水の量を測定して求める。
（２）タンパクトラップ量 中空糸膜の束の両端を接着剤で固定した中空糸がむき
出しの、膜面積約100〜300cm2のモジュールを作り、生
理食塩水に１時間以上浸漬させた後、中空内の生理食塩
水をアスピレータで吸引除去する。次に牛血漿を中空部
内に充填し37℃,60分の条件下で反応させる。反応終了
後、牛血漿をアスピレータで吸引除去し、膜の中空部を
生理食塩水で洗浄する。さらにBCAプロアテインアッセ
イ試薬を用いて、膜厚部分に捕捉されているタンパク質
を定量する。この際、ローター式撹拌機で充分撹拌させ
ながらタンパク質の定量を行う。
（３）物質移動速度 （２）で使用するモジュールと同様の、中空糸膜の束
の両端を接着剤で固定した簡易モジュールを作り、膜の
内部に水を満たした後、モジュールを純水が満たされた
密閉容器に浸し、中空内に溶液を通過させ膜を介して純
水中へ透過した物質の量を測定する。
本発明においては、Pm2/Pm1の測定対象物質として、
その分子量がエンドトキシンフラグメントの分子量範囲
（分子量2,000〜30,000ダルトン程度）内に含まれるチ
トクロムＣ（分子量12,400）を代替測定物質として用い
る。
（４）中空糸状分離膜の膜厚方向断面における孔径 水に湿潤させた中空糸膜片を、30％,50％,70％,80％,
90％,95％,100％の各エタノール水溶液に各々25℃、30
分ずつ順次浸漬し、中空糸膜中の水分をエタノールで置
換する。次いで、この膜片をエポキシ樹脂に包埋し、60
℃、24時間の条件で硬化させる。その後、膜片から厚さ
70nm程度の膜厚方向の断面部分を有する切片を作製し、
この切片を0.2％クエン酸鉛水溶液にて、40℃、15分の
条件で染色する。得られる切片から断面部分の透過型電
子顕微鏡（TEM）写真を得る。膜厚方向の内表面から外
表面に至る全断面に相当する上記TEM写真を写真上で10
個の断面部分に等分割して、得られる夫々の断面部分に
ついて、画像解析処理装置（本発明では、旭化成工業
（株）製IP−1000を使用する）による孔解析を行い、夫
々の面内の孔の円相当半径（孔の面積と等しい真円の半
径）を求め、その平均値を孔径とする。なお、本発明で
は前記10個の等分割した断面の内表面に最も近い断面部
分の孔径をD1とし、また、外表面に最も近い断面部分の
孔径をD2とする。
本発明による中空糸膜は、多数本を集めた束の形態で
プラスチック製の容器中に収納し、束の両端を接着剤で
固定してモジュールとし、特に好ましくは血液透析用途
に用いられる。
本発明の中空糸膜は、二重環状紡糸口金の外側紡出口
から重合体と重合体の溶媒からなる紡糸液を吐出すると
共に、内部紡出口から中空部形成剤を吐出し、紡糸液に
対して水よりも凝固速度の速い溶液からなる２段以上の
凝固浴で順次、凝固を行うことを特徴とする製造方法に
よって調製することができる。
中空部形成剤は、空気、窒素、二酸化炭素、アルゴ
ン、酸素、テトラフルオロメタン、ヘキサフルオロエタ
ン等のいわゆるフレオンガス、その他ハロゲンガス等の
気体、又は紡糸液に対して非凝固性又は微凝固性を示す
液体である。このような液体は、紡糸液の種類によって
適宜選択して用いる。例えば、パークレン、トリクレ
ン、トリクロロトリフルオロエタン、メタノール、エタ
ノール、プロパノール、アセトン、メチルエチルケト
ン、ギ酸、酢酸、プロピオン酸、グリセリン・ポリエチ
レングリコール等のポリオールから選ばれる少なくとも
１種を含む溶液又はこれらの混合液が好ましく用いられ
る。
本発明の重要な点は、第１段目の凝固浴で中空糸膜の
膜厚方向のすべての部分において、紡糸液が完全に凝固
を完了する前に、中空糸膜の外壁面近傍層は凝固してい
るが、内壁面近傍層は未凝固の状態を形成し、次段の凝
固過程に導く必要があることである。
さらに、本発明で重要な点は、紡糸液に対して後述す
る紡糸液の凝固速度測定法により、水よりも凝固速度の
速い溶液を凝固浴として使用することである。
本発明の構造の中空糸を製造する為には、上述のよう
な凝固液を用いて、複数段の凝固浴で凝固させることが
必須である。その結果、得られる膜孔構造もそれぞれの
凝固作用の影響が複合され、本発明の中空糸膜は公知の
凝固法からは想像し得ない優れた性能を発揮する孔構造
となる。
これは、紡糸液から重合体溶媒が脱離する速度と重合
体内部に凝固液が侵入する速度のバランスにより、凝固
浴中での、重合体と溶媒の相分離過程で形成される重合
体粒子の大きさと凝集状態が決まり、それによって中空
糸膜の孔構造が決まるという理論に基づくものと考えら
れる。
凝固浴として使用する溶液の種類、その濃度、第１段
目の凝固浴中での紡糸液の凝固速度は、中空糸膜の用
途、所望の孔構造に応じて、適宜設定することができ
る。
紡糸液の凝固速度は、溶媒溶出率で表されることがで
きる。この溶媒溶出率は、吐出された紡糸液が凝固液と
接触した際に、紡糸液から凝固液に溶出する重合体溶媒
の割合を重量％で示す。溶媒溶出率は、第１段凝固浴を
出た中空糸又は第１段凝固浴の液を採取し、各々の溶媒
含有率を測定することによって求められる。
凝固液として、紡糸液に使用する重合体溶媒を水で希
釈した液を使用した場合、又は水を使用した場合、複数
段の凝固浴を使用しても、本発明のような孔構造の中空
糸は得られない。これは、紡糸液に対する凝固速度が水
よりも遅いためである。すなわち、凝固液として、重合
体溶媒の水溶液を使用すると、重合体溶媒の凝固液中へ
の移動速度が遅いため紡糸液の凝固速度が遅くなり、そ
の結果、得られる中空糸膜の孔構造は膜厚み部分での孔
径変化が小さい構造となる。
例えば、特公平３−31491号公報には、第１凝固浴出
口の溶媒置換率を10〜75％に設定して２段凝固により中
空糸膜を製造する技術が開示されている。この技術で
は、溶媒置換率が下記のように定義されている。
xi:紡糸原液中の溶媒含率（０≦xi≦1.0） yi:第１凝固浴中の溶媒含率（０≦yi≦1.0） zi:第１凝固浴出口における膜壁内の溶媒含率（０≦z
i≦1.0） この定義によると、溶媒置換率は、吐出された紡糸液
が第１段凝固浴中の凝固液と接触した際に、凝固液中の
溶媒と置換された重合体溶媒の割合である。
従って、この定義は、ポリマー溶液と凝固液が同一溶
媒を含有する場合（例えば、前記先行技術の実施例に記
載されているように、重合体の溶媒がジメチルスルホキ
シド、凝固液がジメチルスルホキシド水溶液である場
合）にのみ適用される。その結果、前記公報に記載され
ているように、中空糸膜の最外層に薄い緻密層を伴った
相対的に孔径の大きい層が形成され、以下、内壁に向か
って順次、微多孔層、第孔径層よりなる多層構造の中空
糸膜が形成される。
セルロース中空糸膜の製造方法を例に、本発明の中空
糸膜の製造方法を説明する。
セルロース紡糸液は、セルロースを溶解し得る溶媒に
セルロースを溶解させたセルロース溶液を用いる。セル
ロース紡糸液中のセルロース濃度は、４〜12重量％が好
ましい。セルロース濃度が４重量％未満の時は、得られ
る中空糸膜の力学的特性が不十分となり、12重量％を越
えると紡糸液調整及び紡糸操作が困難になる。
セルロース紡糸液は、公知の方法によって調整する。
セルロース紡糸液を中空部形成剤と共に二重紡糸口金よ
り吐出し、非凝固性雰囲気下を通過させる。吐出された
紡糸液流は凝固浴に導かれる前に延伸され、数100μｍ
の外径を有するようにすると共に、膜厚、内径が均一化
される。非凝固性雰囲気とは、セルロース溶液の流動性
を維持し、均一な延伸ができる雰囲気を意味する。次い
で、吐出された紡糸液と中空形成剤は複数の凝固浴へ導
かれる。凝固浴間に水洗のための浴を設けてもよい。凝
固浴には、通常、酸、アルカリ、または中性塩水溶液を
含む溶液が用いられる。これらのうち、カ性ソーダ、硫
酸、塩酸、酢酸、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウ
ム、塩化カルシウム、塩化ナトリウムなどの水溶液が好
ましく、カ性ソーダ、硫酸または硫酸アンモニウム水溶
液が特に好ましい。一段目と二段目の凝固浴の溶液は同
一でも、異なっていてもよい。凝固浴は通常２段である
が、必要に応じて三段目、さらに多段階の凝固浴を用い
ることもできる。
凝固した中空糸膜は、水および無機塩水溶液で精練さ
れた後に、グリセリンあるいはポリエチレングリコール
等の公知の膜孔径保持剤が付与され、乾燥される。
銅アンモニアセルロース中空糸膜の製造においては、
第１段凝固浴中で銅アンモニアセルロース溶液から凝固
液中へのアンモニアの溶出率を12〜80％の範囲に設定す
ることが必要である。アンモニアの溶出率が12％未満の
場合は、重合体溶液の凝固が不十分なため糸切れ等の問
題が発生し易い。アンモニアの溶出率が80％を越える場
合は、２段目以降の凝固浴の効果が発現しにくくなる。
アンモニアの溶出率とは、吐出された紡糸液が凝固液
と接触した際に、紡糸液の方から凝固液の方へ溶出する
アンモニアの割合を重量％で示し、紡糸液の凝固状態を
表す。アンモニア溶出率は、第１段凝固浴を出た中空糸
体あるいは第１段凝固浴の液を採取し、分析することに
より求めることができる。銅アンモニアセルロース中空
糸膜の製造の場合、凝固浴として、苛性ソーダ、硫酸、
硫酸アンモニウム等の水溶液が好ましく用いられる。
以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明
する。
実施例1,2及び３ セルロース濃度８重量％の銅アンモニアセルロース紡
糸液および非凝固性中空部形成剤としてテトラフルオロ
メタンを準備した。次に二重紡糸口金より、紡糸液を1
8.3cc/分、中空部形成剤を3.2cc/分の流量で吐出させ、
吐出流体を空気中を走行させた後、15重量％の硫酸水溶
液からなり45℃に保たれた凝固浴を用いて浸漬長を0.8m
として１段目の凝固を行った。この場合のアンモニア溶
出率は45％であった。続いて水洗浄後直ちに、11重量％
苛性ソーダ水溶液からなり60℃に保たれた凝固浴を用い
て、浸漬長を0.8mとして２段目の凝固を行った。得られ
た中空糸状膜をベルトコンベア上に導いた。ベルトコン
ベア上で、50℃温水、50℃の２重量％硫酸水溶液、50℃
温水の順にシャワー方式の精練を行った後に、ポリエチ
レングリコール400（日本薬局方収載「マグロゴール40
0」）100％液を付与し、170℃のトンネル型乾燥炉を走
行させた後、100m/分の速度で巻き取り、実施例１の中
空糸膜を得た。
セルロース濃度が５重量％である紡糸液を用いた以外
は実施例１と全く同様にして実施例２の中空糸膜を得
た。
さらに、40℃に保たれた凝固浴を用いて２段目の凝固
を行った以外は、実施例２と全く同様にして実施例３の
中空糸膜を得た。
各実施例の中空糸膜の断面のTEM写真から、先に記載
の方法で膜断面の微細孔の孔径を測定し表１に示す結果
を得た。
実施例１の中空糸膜の膜厚方向断面の孔径分布は、図
１に示す通り、中空糸の内表面から外表面へ向かって、
順に、34,44,59,67,74,69,64,77,69,40nmであった。
各実施例の中空糸膜を夫々束ねて、束の両端をポリウ
レタン系接着剤を用いて固定してモジュールを作成し、
夫々のモジュールを用いて、タンパクトラップ量、透水
速度及びPm2/Pm1を測定した。その結果を表１に示す。
比較例１ 吐出流体を40℃、11重量％の苛性ソーダ水溶液を用い
て浸漬長1.6mで凝固を行った以外は、実施例１と全く同
様にして、比較例１の中空糸膜を得た。得られた中空糸
膜の評価結果を表１に示す。
比較例２ 吐出流体を45℃、15重量％硫酸水溶液を用いて浸漬長
1.6mで凝固を行った以外は、実施例１と全く同様にして
比較例２の中空糸膜を得た。この膜の評価結果を同様に
表１に示す。
なお、この比較例２における中空糸膜の膜厚方向断面
の孔径分布は、図１に示す通り、中空糸の内表面から外
表面へ向かって、順に、74、69,66,67,64,61,58,55,53,
43nmであった。
比較例３ 特開平６−238139号公報及び特開平６−296686号公報
の記載に基づいてポルスルホン中空糸型分離膜を製膜し
た。すなわちポリスルホン樹脂（アモコ・パフォーマン
ス・ブロダクツ、Ｐ−1700）18部、ポリビニルピロリド
ン（アイ・エス・ピー、プラスドンＫ−90、分子量360,
000）５部、N,N−ジメチルアセトアミド77部を均一溶解
した。この原液の粘度は45℃で3,800センチポイズであ
った。チュープインオリフィス型の中空紡口を用いて内
部凝固液として50％の濃度のN,N−ジメチルアセトアミ
ド水溶液を吐出させながら、45℃に保温した状態で上記
の原液を同時に吐出させた。当該原液を40cm下方に設け
た50℃温水浴中に浸せきした後、50m/minの速度で巻き
取った。得られた中空糸状分離膜の評価結果を表１に示
す。
産業上の利用可能性 本発明の血液透析用中空糸は、β２マイクログロブリ
ンに代表される血液中の高分子量物質の優れた除去性能
を維持しつつ、透析液中から患者体内へのエンドトキシ
ンフラグメントの侵入を抑制し、種々の生体反応あるい
はそれによって引き起こされる合併症を抑制し得る、生
体適合性に優れる中空糸状分離膜である。本発明の血液
透析用中空糸は、血液透析装置における血液透析膜とし
て特に有用である。

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透水速度が30〜300ml/m2・hr・mmHg、膜厚
    が５〜50μｍの血液透析用中空糸膜であって、上記
    （い）〜（に）を満足する孔径を有し、孔径が膜の内壁
    表面から膜内部に向かって連続的に増加する共に、膜内
    部から外壁表面に向かって連続的に減少しており、膜内
    部に少なくとも１つの極大部を有する血液透析用中空糸
    膜。 （い） 10≦D1≦300nm D1:内壁表面の孔径 （ろ） 0.6D1≦D2≦1.2D1 D2:外壁表面の孔径 （は） D3≧1.2D1 D3:膜内部の孔径 （に） 内壁層孔径増加率（ρ１）及び外壁層孔径減少
    率（ρ２）が20〜200％（ρ１、ρ２は、それぞれ、膜
    厚部を10等分したときの内壁表面と内壁表面から膜厚の
    3/10の間での孔径増加率及び外壁表面と外壁表面から膜
    厚の3/10の間での孔径減少率）
  2. 【請求項２】透水速度が30〜80ml/m2・hr・mmHgである
    請求項１記載の血液透析用中空糸膜。
  3. 【請求項３】中空糸膜がセルロース中空糸膜である請求
    項１記載の血液透析用中空糸膜。
  4. 【請求項４】中空糸膜が銅アンモニア法セルロース中空
    膜である請求項３記載の血液透析用中空糸膜。
  5. 【請求項５】内壁表面の孔径が20≦D1≦100nmで有る請
    求の範囲１から４のいずれかに記載された血液透析用中
    空糸膜。
  6. 【請求項６】二重環状紡糸の外側紡出口から重合体と重
    合体の溶媒からなる紡糸液を吐出すると共に、内部紡出
    口から中空部形成剤を吐出し、紡糸液に対して水よりも
    凝固速度の速い溶液からなる２段以上の凝固浴を用い、
    第１段凝固浴において紡糸液からの溶媒溶出率を12〜80
    ％とした後に、第２段以降の凝固浴に導き、さらに凝固
    を行うことを特徴とする血液透析用中空糸膜の製造方
    法。
  7. 【請求項７】二重環状紡糸口金の外側紡出口から４〜12
    重量％のセルロース紡糸液を吐出する請求項６記載の血
    液透析用中空糸膜の製造方法。
  8. 【請求項８】二重環状紡糸口金の外側紡出口から４〜12
    重量％の銅アンモニアセルロース紡糸液を吐出すると共
    に、内部紡出口から中空部形成剤を吐出し、銅及びアン
    モニアを含まない水溶液からなる第１段凝固浴に導き、
    銅アンモニアセルロース溶液からアンモニアを12〜80％
    溶出させ、第２段凝固浴に導く請求項６記載の血液透析
    用中空糸膜の製造方法。
  9. 【請求項９】凝固浴が硫酸、苛性ソーダ及び硫酸アンモ
    ニウムから選ばれた少なくとも一種を含む水溶液である
    請求項８記載の血液透析用中空糸膜の製造方法。
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