JPH02213357A

JPH02213357A - 吸着剤

Info

Publication number: JPH02213357A
Application number: JP1034784A
Authority: JP
Inventors: Takanori Kakazu; 嘉数　隆敬; Katsumi Okawa; 大川　勝美; Takeshi Maeda; 武士前田
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 1989-02-13
Filing date: 1989-02-13
Publication date: 1990-08-24

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、腎疾患、肝不全などの治療に用いられる人工
腎臓の透析液から老廃物を除去するための吸着剤に関す
る。

毒物中毒、急性および慢性肝不全による肝性昏睡、腎不
全などの治療のためには、血液中の毒物、代謝物などを
人為的に除去することが、効果的である。

従来、−船釣な人工腎臓では、半透膜からなる透析膜を
隔てて一方に血液を、他方に合成した透析液を位置させ
て、血液中の老廃物を透析除去している。この場合には
、透析液を使用する必要があり、多い場合には、−回当
り３００Ｑ程度の透析液を消費する。従って、透析液の
回収および再生を行なうが、そのためには、さらに他の
装置類、吸着剤などを必要とし、設備上および操作上煩
雑である。

また、活性炭、アルミナ、シリカゲルなどの吸着剤に対
し血液を直接潅流させて、毒物或いは代謝物を吸着除去
することも提案されている（特公昭５７−６００１４号
、特公昭５８−１８１４５号、特開昭５１−１４８２９
１号など）。しかしながら、この場合には、血液成分の
凝固、吸着剤微粉末の混入による血液の汚染、さらには
吸着剤成分の生体組織（肺、肝など）への沈積という重
大な障害を起こすことがある。また、吸着剤の吸着能力
が必ずしも高くないために、多量の吸着剤を必要とし、
圧損の増大、装置の大型化なども避けられない。

さらに、最近では、半透性透析膜に代えて合成高分子型
の中空糸状膜が使用されるようになっており、これは、
単位容積当りの膜面積が大きいという利点を有している
ので、次第に普及してきている。この方法は、透析能力
には優れているものの、従来の半透性透析膜を使用する
場合と同様に、透析操作および中空糸状膜の生成のため
に、多量の透析液が必要である。

さらにまた、球状活性炭からなる吸着剤が提案されてい
る（小島　昭、“炭素”　１３１゜１９９　（１９８７
））。これは、腸内で生産される尿毒症代謝産物などを
消化管内で吸着剤により吸着し、便とともに排泄するこ
とにより、生体内から除去しようとするものである。し
かしながら、この場合にも、上記血液潅流型吸着法の場
合とほぼ同様の問題点が存在する。

問題点を解決する為の手段本発明者は、上記の如き技術の現状に鑑みて研究を重ね
た結果、メソカーボンマイクロビーズを賦活処理するこ
とにより得られる光学的異方性多孔質炭素微小球体が、
人工腎臓用吸着剤および経口吸着剤として極めて優れた
効果を発揮し得ることを見出し、本発明を完成するに至
った。

すなわち、本発明は、下記の吸着剤を提供するものであ
る： ■（１）光学的に異方性であり、（ｉｉ）全体の９０％以上が粒径８０μｍ以下の粒子か
らなり、（ｉｉｉ）全細孔容積の８５％以上が細孔直径２０オン
グストローム以下のミクロボアーにより構成されており
、（ｉｖ）ＢＥＴ比表面積が１０００ｒ＋ｆ／ｇ以上であ
る活性炭を造粒成形してなる人工腎臓用吸着剤。

以下において、先ず本発明で使用する活性炭の製造方法
について、説明する。

すなわち、本発明で使用する活性炭は、光学的異方性組
織を有し且つ直径２〜８０μｍ程度の球体であるメソカ
ーボンマイクロビーズをそのまま又はその表面に賦活助
剤を付与した状態で賦活することにより、製造される。

賦活助剤としては、ＫＯＨ，ＮａＯＨ，ＣｓＯＨ，Ｚｎ
ＣＱ２、Ｈ３ＰＯ４、Ｋ２ＳＯ４、Ｋ２Ｓなどが例示さ
れ、これらは、単独でまたは二種以上が併用される。

賦活助剤の付与量は、メサカーボンマイクロビーズ重量
の１〜１０倍量程度とすることが好ましい。

賦活の程度は、賦活助剤の付与量にほぼ比例するので、
該付与量により、活性炭のＢＥＴ比表面積が１０００ｒ
ｒｒ／ｇ以上となる様に調整することが出来る。なお、
ＫＯＨの様な常温で固体の賦活助剤を使用する場合には
、水溶液の形態で使用するが、Ｈ３Ｐ０．の様な常温で
液体の賦活助剤を使用する場合には、水溶液とする必要
はない。

また、メソカーボンマイクロビーズ表面に対する賦活助
剤の“濡れ性”を改善するためには、表面活性剤として
、アセトン、メチルアルコール、エチルアルコールなど
を併用しても良い。表面活性剤の使用量は、通常メソカ
ーボンマイクロビーズと賦活助剤または賦活助剤を含む
溶液との合計ｆｆ１ｔｆｆｉの５〜１０％程度とするこ
とが好ましい。

賦活は、賦活助剤を付与し若しくは付与しないメソカー
ボンマイクロビーズを４００〜１２００℃程度に昇温す
ることにより行なう。昇温速度および加熱保持時間は、
特に限定されないが、通常上記の温度範囲に到達後直ち
に冷却するか、または同温度範囲に最大限３時間程度保
持することにより行なう。賦活時の雰囲気は、窒素、ア
ルゴンなどの不活性雰囲気であっても、水蒸気、−酸化
炭素、酸素などが存在する酸化性雰囲気であっても良い
が、不活性雰囲気による場合には、収率がより高くなる
。

不活性雰囲気中で賦活を行なう場合には、賦活助剤を使
用して、通常４００〜１２００℃程度の温度まで３００
〜ｂで加熱し、同温度での保持時間を３０分間乃至１時間程
度とすることがより好ましい。

酸化性雰囲気中で賦活を行なう場合には、通常は賦活助
剤は不要であるが、併用しても差し支えない。賦活助剤
を使用しない場合には、通常６００〜９００℃程度の温
度まで、また賦活助剤を使用する場合には、通常４００
〜９００℃程度の温度まで、３００〜ｂ速度で加熱し、同温度で２〜３時間程度保持することが
より好ましい。なお、賦活助剤を使用する場合には、突
沸することかあるので、留意する必要がある。

また、賦活助剤毎に最適賦活温度が存在しており、例え
ば、Ｋ　ＯＨ、−Ｋ　２　Ｓ　０４およびに２Ｓの場合
には、８００〜１０００℃程度、ＮａＯＨおよびＣｓＯ
Ｈの場合には、６００℃程度、ＺｎＣＱ２の場合には、
４５０℃程度である。

賦活を終えたメソカーボンマイクロビーズは、室温まで
冷却後、水洗により未反応の賦活助剤および賦活助剤反
応物を除去され、所望の活性炭となる。

上記の反応において、賦活助剤は、メソカーボンマイク
ロビーズ中の炭素の酸化によるガス化を促進するものと
推測される。すなわち、賦活助剤が、メソカーボンマイ
クロビーズを構成している炭素六員環網面の炭素原子と
反応して、これを−酸化炭素または二酸化炭素に変え、
系外に排出する。

不活性雰囲気中での賦活の場合には、反応に関与しなか
った部分は、炭素化が進むので、反応部分と未反応部分
との構造上の差異が大きくなって、細孔が形成される。

この場合、メソカーボンマイクロビーズが有している規
則的な層状構造のために、生成される孔は、２０オング
ストロ一ム未満のミクロボアーとなる。また、反応雰囲
気が、不活性雰囲気である場合には、表面ガス反応の選
択性が高くなり、収率も著るしく高められる。

なお、賦活助剤とメソカーボンマイクロビーズの炭素と
の反応は、非常に激しく進行するが、賦活後に生成する
活性炭はやはり球状であり、強度の著るしい低下は、認
められない。

上記の反応により得られる活性炭は、原料として使用す
るメソカーボンマイクロビーズとほぼ同一の寸法（９０
％以上のものが８０μｍ以下）および形状（球体）を有
しており、光学的に異方性であって、細孔容積の８５％
以上が２０オングストロ一ム未満のミクロポアーにより
占められている。本発明では、この様な活性炭の内、そ
の比表面積が１０００ｒｙｆ／ｇ以上のものを使用する
。

本発明の吸着剤は一前記（１）〜（１ｖ）なる特性を備
えた活性炭にバインダーを加え、に造粒成形することに
より、得られる。バインダーとしては、造粒能があり且
つ活性炭の吸着能に悪影響を及ぼさないものであれば、
全て使用可能である。この様なバインダーとしては、ポ
リ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、アクリル系樹脂
、スチレン系樹脂、飽和ポリエステル、不飽和ポリエス
テル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、
ジアリルフタレート樹脂、シリコーン樹脂、ポリアセタ
ール、セルロース系樹脂（メチルセルロース、エチルセ
ルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース、カルボ
キシメチルセルロースなど）、フェノール樹脂、ポリイ
ミド、ベントナイト、コ−ルタールビッチ、澱粉などが
例示され、その−種又は二種以上が使用される。これら
の中では、セルロース系樹脂、フェノール系樹脂、ポリ
イミド、ベントナイトなどがより好ましい。

造粒活性炭中のバインダーの含有量は、バインダーの種
類により異なるが、通常１０〜５０重量％、より好まし
くは１５〜３０重量％程度である。

より具体的に、メチルセルロースを使用する場合には、
造粒活性炭の１０〜４０重量％、より好ましくは１５〜
３０重量％程度である。バインダーの含ａ′！ＩＬが、
１０重量％未満の場合には、造粒活性炭の機械的強度が
低下するのに対し、５０重量％を超える場合には、造粒
活性炭の比表面積が小さくなる。

造粒活性炭は、用途などに応じて、適宜の形状および寸
法とすれば良い。造粒活性炭の形状は、破砕などによる
不定形状であっても良いが、流動性、機械的強度などを
考慮すれば、球状、断面多角形状、円柱状などのものが
好ましい。造粒活性炭の大きさは、通常、代表寸法０．
１〜５ＩｌｌＩＩφ程度、好ましくは０．５〜４ｍｍφ
程度、より好ましくは１〜３１１１１φ程度である。　
上記の粒状成形体は、そのままでも、優れた吸着能を発
揮するが、さらにその表面に水酸化第二鉄、などを付与
しておくことにより、例えば、使用した透析液に含まれ
る老廃物の一種であるリン酸二水素ナトリウムの吸着能
を改善することが出来る。

本発明の粒状吸着剤は、透析膜、中空糸状膜などを使用
する透析システムから発生する使用済み透析液の再生用
吸着剤として、特に有用である。

発明の効果本発明による粒状吸着剤は、吸着８伍が通常の活性炭、
活性炭素繊維などに比して３〜５倍も大きいので、単位
重量当りの処理可能な透析液量が著しく増大する。従っ
て、吸着剤の使用世が減少するので、吸着剤の自重によ
る圧損が防止され、装置の小形化も可能となる。

また、本発明による粒状吸着剤は、造粒されているので
、強度が高く、活性炭の崩壊による炭塵の発生は、全く
認められない。

実施例以下に実施例を示し、本発明の特徴とするところをより
一層明確にする。

実施例１光学的異方性組織を有し且つ平均直径２０μｍ程度の球
体であるメソカーボンマイクロビーズ（ＢＥＴ比表面積
４４５０ｒｒｒ／ｇ、細孔容積２．７４ｍ１／ｇ）１０
０ｇにバインダーとしてポリイミド樹脂２０ｇを加え、
直径３１１ＩＩ１１×長さ７關のペレットに造粒成形し
た。

次いで、このペレットを容積３５０ｍ１の吸着カラムに
充填し、下記第１表に示す各種老廃物を含む透析液１０
Ｑを循環させた。

所定時間経過後の各老廃物の濃度を第１表に示す。

第１表濃度（ｍｇ／　１　）開始時　１時間後　３時間後尿酸クレアチニンリン酸二水素ナトリウム第１表に示す結果から、本発明吸着剤の優れた効果が明
らかである。

（以　上）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ｉ）光学的に異方性であり、（ｉｉ）全体の９０％以上が粒径８０μｍ以下の粒子か
らなり、（ｉｉｉ）全細孔容積の８５％以上が細孔直径２０オン
グストローム以下のミクロボアーにより構成されており
、（ｉｖ）ＢＥＴ比表面積が１０００ｍ＾２／ｇ以上であ
る活性炭を造粒成形してなる人工腎臓用吸着剤。