JPH0254132B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 技術分野 本発明は、透析用中空繊維の乾燥方法およびそ
の装置に関するものである。詳しく述べると、オ
ートクレーブ滅菌時の中空繊維の伸縮を適正な範
囲に納め、かつ適正な水分率を有する透析用中空
繊維を製造するための乾燥方法およびその装置を
提供することにある。 先行技術 最近、浸透作用、限外濾過作用等を利用する人
工腎臓装置の発展はめざましく、医療界において
広く使用されている。しかして、このような人工
腎臓装置においては、極めて細い透析用中空繊維
が最も重要な部材となつている。 このような中空繊維は、いずれも銅アンモニア
セルロース溶液等の再生セルロース系溶液または
合成繊維溶液よりなる紡糸原液を環状紡糸孔から
空気中に押出し、その下方に自重落下させ、その
際、線状に紡出される紡糸原液の内部中央部に該
紡糸に対する非凝固性液体を導入充填して吐出さ
せ、それから自重落下により充分伸長したのち、
酸またはアルカリ溶液中に浸漬して凝固再生を行
ない、ついで洗浄を行ない、さらに必要によりグ
リセリン処理を行なつたのち、乾燥することによ
り製造されている。このような方法において、乾
燥方法として、従来、つぎのごとき方法が検討さ
れてきた。 (a) トンネル直線走行乾燥 (b) チエーンコンベア式トンネル乾燥 (c) ローラ乾燥 しかしながら、上記(a)の方法では、透析用中空
繊維として適正な水分率にするには長い装置を必
要とし、また装置が長くなるにつれて、張力の制
御も困難である。また、上記(b)の方法では、従来
の方法によれば走行繊維の張力の制御が困難であ
る。さらに、上記(c)の方法では、同一直径のロー
ラを等間隔で配設し、該ローラ間に中空繊維を張
渡して乾燥するので、乾燥が進むにつれて中空繊
維の走行位置によつて水分含量が変化する。この
ため、中空繊維の張力が高くなる。このように張
力が比較的高い状態で乾燥すると、該中空繊維を
用いて製作した人工腎臓はオートクレーブ滅菌時
に中空繊維が収縮して、残血や透析性能低下の原
因となるという欠点がある。このため、透析用中
空繊維としては、張力が制御できない方法は不適
当であつた。 発明の目的 したがつて、本発明の目的は、新規な透析用中
空繊維の乾燥方法およびその装置を提供すること
にある。本発明の他の目的は、オートクレーブ滅
菌時の中空繊維の伸縮を適正な範囲に納め、かつ
適正な水分率を有する透析用中空繊維を製造する
ための乾燥方法およびその装置を提供することに
ある。 これらの諸目的は、乾燥器内に、中空繊維の走
行方向にしたがつて直径が各ローラ間に張り渡さ
れる中空繊維の乾燥による収縮量に応じて張力を
実質的に変更しない程度に順次小さく形成されて
なる複数個のローラを用いて千鳥状に配設し、該
ローラ間に中空繊維を張り渡して走行させながら
加熱することを特徴とする透析用中空繊維の乾燥
方法により達成される。さらに、本発明は、乾燥
温度が100〜140℃である透析用中空繊維の乾燥方
法である。本発明は乾燥を熱源として加熱された
ローラおよび熱風が熱風乾燥である透析用中空繊
維の乾燥方法である。また、本発明は、中空繊維
の走行速度が、40〜130ｍ／minである透析用中
空繊維の乾燥方法である。さらに、本発明は、中
空繊維がセルロース系繊維である中空繊維の乾燥
方法である。また、本発明は、セルロース系繊維
が銅アンモニアセルロース繊維である透析用中空
繊維の乾燥方法である。 これらの諸目的は、中空繊維導入口および排出
口を備えかつ加熱手段を備えた乾燥器本体と、該
乾燥器本体内に前記導入口から排出口に向つて直
径を各ローラ間に張り渡される中空繊維の乾燥に
よる収縮量に応じて張力を実質的に変更しない程
度に順次小さく形成され、千鳥状に配設された複
数個にローラと、該ローラに伝動連設された駆動
手段とよりなる透析用中空繊維の乾燥装置によつ
ても達成される。 発明の具体的説明 本発明により乾燥される中空繊維としては、銅
アンモニアセルロース、酢酸セルロース等のセル
ロース形繊維、ポリメタクリル酸メチルのステレ
オコンプレツクス、ポリアクリロニトリル系、エ
チレン−ビニルアルコール共重合体等の合成繊維
等があるが、好ましくはセルロース系繊維であ
り、特に銅アンモニアセルロースである。セルロ
ースとしては種々のものが使用できるが、一例を
挙げると、例えば平均重合度500〜2500のものが
好ましく使用される。しかして、銅アンモニアセ
ルロース溶液は常法により調製される。例えば、
まずアンモニア水、塩基性硫酸銅水溶液および水
を混合して銅アンモニア水溶液を調製し、これに
酸化防止剤（例えば亜硫酸ナトリウム）を加え、
ついで原料セルロースを投入して撹拌溶解を行な
い、さらに水酸化ナトリウム水溶液を添加して未
溶解セルロースを完全に溶解させて銅アンモニア
セルロース溶液を得る。この銅アンモニアセルロ
ース溶液には、さらに透過性能制御剤を混合して
配位結合させてもよい。 紡糸方法としては種々の方法があり、例えば空
中落下方法、特開昭57−71408号および同57−
71410号に記載の非凝固性液中へ吐出したのち該
非凝固性液層と凝固性液との界面を通過させる方
法、特開昭57−71409号に記載の非凝固性液中へ
直接吐出したのち、凝固性液中を通過させる方
法、特開昭57−71411号に記載の非凝固性液に囲
繞させて吐出し、ついで凝固再生する方法、特開
昭57−199808号に記載の凝固性液を上層にハロゲ
ン化炭化水素よりなる非凝固性液を下層に充填し
てなる浴液の該非凝固性液中に環状紡糸孔から直
接吐出し、同時に内部中央部に非凝固性液を導入
充填し、ついで凝固性液中を通過させて凝固再生
する方法（以下、浮上法という。）等があるが、
特に最後者の浮上法が好ましいので、これを例に
とつて、以下、図面を参照しつつ本発明を説明す
る。 第１図は、本発明による方法および装置を用い
て中空繊維を製造するための装置全体の概略を示
す側面図である。すなわち、底部に非凝固性液層
１を設けた浴槽２において、前記非凝固性液槽１
に下層としてハロゲン化炭化水素よりなりかつ前
記セルロース系紡糸原液に対する非凝固性液３
を、また上層として前記非凝固性液よりも比重が
小さくかつ前記紡糸原液に対する凝固性液４を供
給して二層からなる浴液を形成させる。導管５よ
り紡糸原液を圧送し、紡糸口金装置６の上向きに
設けられた環状紡糸孔（図示せず）から前記下層
の非凝固性液中に直接押出す。その際、該紡糸原
液に対する非凝固性液を内部液として導管７によ
り前記紡糸口金装置に導き、環状に押出された線
状紡糸原液８の内部中央部に導入して吐出させ
る。該線状紡糸原液は非凝固溶液３中を比重差に
より上方へ進む。ついで、変向棒９により変向さ
せて前記凝固性液４中を通過させたのち、ローラ
１０により引上る。 このような中空繊維１２を、ローラ１１を経て
常法によりアルカリ洗浄装置１３、第１水洗装置
１４、酸洗浄装置１５および第２水洗装置１６に
よりそれぞれ洗浄を施して、再凝固、水洗、脱銅
および水洗を施す。ついで、グリセリン液１７中
を通過させたのち、乾燥器１８に導入して乾燥さ
せる。 しかして、乾燥装置１８は、第２〜３図に示す
ように、中空繊維導入口１９および中空繊維排出
口２０を備えた乾燥器本体２１内に複数個のロー
ラ２２，２２ｂ…２２ｎが、前記導入口１９から
排出口２０へ向つて千鳥状に直列に配設されてい
る。このローラは、モータ、変速機に連結したモ
ータ等の駆動手段２３に、チエーン２４およびス
プロケツト２５等の伝動手段に連結されて所定の
速度で駆動回転されている。また、前記乾燥器本
体２１は導管２６により熱風供給装置等の加熱装
置２７に連結されて、該加熱装置より熱風を供給
され、一方、該乾燥器本体２１内の雰囲気ガスは
導管２８により排出されて前記加熱装置２７へ循
環されている。しかして、前記ローラ２２ａ，２
２ｂ，…２２ｎは、中空繊維導入口３８から排出
口２０へ向つてその直径がそれぞれ小さくなるよ
うなローラが使用されている。その直径は、各ロ
ーラ間の張り渡される中空繊維の乾燥による収縮
量に応じて張力を実質的に変更しない程度に順次
小さく形成することが望ましい。また、前記各ロ
ーラの列は、一系列だけでなく第２〜３図に示す
ように複数列を並列して設けることもでき、これ
により生産能力は増大する。 このような乾燥装置１８を用いて乾燥を行なう
には、まず中空繊維１２を、中空繊維導入口１９
より導入して各ローラ間に順次張り渡して乾燥装
置１８を通過させ、最後に中空繊維排出口２０よ
り取出して巻取る。その間乾燥装置内には導管２
６により加熱装置２７から熱風を供給してローラ
２２ａ，２２ｂ，…２２ｎおよび装置内雰囲気を
100〜140℃、好ましくは110℃〜130℃に加熱する
ことにより乾燥する。水分を含む雰囲気ガスは導
管２８より排出される。このときの中空繊維の走
行速度は浮上法であるため紡糸速度に制限があ
り、40〜60ｍ／minであるが、本発明では、走行
速度は40〜130ｍ／min、好ましくは45〜100ｍ／
minである。また、各ローラに張り渡す中空繊維
は１本ずつでもよいが、複数本、例えば第３図に
示すように３本ずつ張り渡してもよい。 このような乾燥を行なうことによりオートクレ
ーブ滅菌時の伸び率＋1.0〜−5.0％で水分率８〜
20重量％の透析用中空繊維が得られる。 なお、以上は熱風を熱源とする乾燥を例にとつ
て説明したが、赤外線加熱その他の加熱手段を用
いても乾燥できることはもちろんである。 発明の具体的効果 以上述べたように、本発明による透析用中空繊
維の乾燥方法は、乾燥器内に、中空繊維の走行方
向にしたがつて直径が順次小さくなるように複数
個のローラを用いて千鳥状に配設し、該ローラ間
に中空繊維を張り渡して走行させながら加熱する
ことを特徴とするものであるから、乾燥装置内の
雰囲気温度および該雰囲気温度により加熱された
複数個のローラにより中空繊維が乾燥されるだけ
でなく、加熱乾燥により次第に収縮する中空繊維
は、後続するローラの直径が小さいため、各ロー
ラ間の有効距離が順次短くなり、そのために張力
の増大は避けることができる。このように乾燥時
に張力が実質的に増大しないので、製品となる中
空繊維の延伸率を低くすることができ、しかも透
析用として適正な水分率とすることができる。し
たがつて、人工腎臓等に用いてオートクレーブ滅
菌を行なつた場合、負の伸び率（収縮率）を小さ
くすることができる。また、ローラの直径を各ロ
ーラ間に張り渡される中空繊維の乾燥による収縮
量に応じて張力を実質的に変更しない程度に順次
小さく形成すれば、前記各ローラ間の張力は実質
的に増大させることなく乾燥させることができ
る。さらに、乾燥を熱風と熱風により加熱された
ローラとの乾燥により行なえば、操作が簡単であ
るばかりでなく、水分の系外除去が容易となる。
また、中空繊維の走行速度を浮上法の場合には紡
糸速度が限定されるため40〜60ｍ／minである
が、本発明ではその走行速度が40〜130ｍ／min、
好ましくは45〜100ｍ／minの範囲で選択するこ
とにより適度の乾燥速度が得られる。 また、本発明による透析用中空繊維の乾燥装置
は、中空繊維導入口および排出口を備えかつ加熱
手段を備えた乾燥器本体と、該乾燥器本体内に前
記導入口から排出口に向つて直径をそれぞれ小さ
くして千鳥状に配設された複数個のローラと、該
ローラに伝動連設された駆動手段とよりなるもの
であるから、前記本発明方法を容易に達成するこ
とができ、乾燥時の走行繊維の張力を制御するこ
とができ、その結果、透析用として適正な水分率
とオートクレーブ滅菌時に極めて小さい負の伸び
率、すなわち小さな収縮率を有する中空繊維を得
ることができる。また、加熱を熱風を熱源として
行なえば、操作が簡単でしかも水分の排出が容易
となる。さらにローラ列を並列に複数列使用すれ
ば生産性は増大する。 つぎに、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に
説明する。なお、下記実施例においてパーセント
は、特にことわらない限りすべて重量による。 実施例 25％アンモニア水溶液2354ｇに塩基性硫酸銅
540ｇを懸濁させて銅アンモニア水溶液を調製し、
これに10％亜硫酸ナトリウム水溶液1690ｇを添加
した。この溶液に重合度約1000（±100）のコツト
ンリンターパルプを湿式粉砕し、脱水した含水リ
ンター（含水率69.7％）2273ｇを投入して濃度調
整用RO水210ｇを添加して撹拌溶解を行ない、
ついで10％水酸化ナトリウム水溶液1233ｇを添加
して銅アンモニアセルロース水溶液（比重1.08）
を調製して紡糸原液とした。 一方、第１図に示すような装置を用いて、浴槽
２の非凝固性浴槽１に非凝固性液３として１，
１，１−トリクロルエタンを供給して下層を形成
させ、ついで凝固性液として50ｇ／の濃度の水
酸化ナトリウム水溶液を供給して上層を形成させ
た。前記紡糸原液を環状紡糸孔を上向きに装着し
た紡糸口金装置６に導き、５Kg／cm²の窒素圧で紡
糸孔より前記下層の液温20±２℃の非凝固性液３
中に直接吐出させた。紡糸孔の孔径は3.8mmであ
り、紡糸原液（cell7.8％、1.100p（20℃））の吐出
量は5.86ml／分とした。一方、紡糸口金装置６に
装着した非凝固性液の導入管７よりミリスチン酸
イソプロピル（比重0.854）を導入し、前記線状
吐出原液に内包させて吐出させた。上記導入管の
管径は1.2mmであり、ミリスチン酸イソプロピル
の吐出量は1.50ml／分とした。ついで、吐出原液
（非凝固性液を内包）８（比重1.026）をトリクロ
ルトリフルオロエタン中に上昇させ、さらに上層
の水酸化ナトリウム水溶液（20±２℃）中を上昇
させたのち、変向棒９により水平方向に走行させ
た。このときの非凝固性液の層高は200mmであり、
界面から変向棒９の上端までの距離は150mmであ
り、紡糸速度60ｍ／分、トラバースワインド80、
走行距離4.4ｍであつた。この浴槽からローラ１
０により引上げたのち、12％水酸化ナトリウム水
溶液をシヤワー状に振りかけ充分凝固させ、水洗
処理し、５％硫酸により再生処理（脱銅処理）を
し、さらに水洗処理した。 乾燥装置１８は、第２〜３図に示すものを用い
た。このときの乾燥器の長さは4.34ｍ、中空繊維
の走行距離は入口側で51.0ｍ／min、出口側で
46.0ｍ／min、ローラ間距離Ａは320mm、Ｂは206
mm（第２図参照）、乾燥温度120℃で熱風乾燥を行
なつた。 このときのローラ径は第１表のとおりであり、
また得られた中空繊維のオートクレーブ滅菌時の
伸び率は第２表のとおりであつた。また、別の乾
燥方法と本発明による乾燥方法とによる水分率は
第３表のとおりであつた。

【表】 第２表 実験 ローラ径 番号 減速比（％） 伸び率（％） １ 7.1 −7.0〜−9.0 ２ 8.4 −4.0〜−7.0 ３ 10.2 ０〜−4.0

【表】 【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による方法および装置を用いて
中空繊維を製造するための装置全体の概略を示す
側面図、第２図は本発明による透析用中空繊維の
乾燥装置の一実施例を示す概略側面図であり、ま
た第３図は第２図の−線に沿う断面図であ
る。 １２……中空繊維、１８……乾燥装置、１９…
…中空繊維導入口、２０……中空繊維排出口、２
１……乾燥器、２２ａ，２２ｂ，２２ｂ…２２ｎ
……駆動ローラ、２３……駆動装置、２７……加
熱装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 乾燥器内に、中空繊維の走行方向にしたがつ
   て直径が各ローラ間に張り渡される中空繊維の乾
   燥による収縮量に応じて張力を実質的に変更しな
   い程度に順次小さく形成されてなる複数個のロー
   ラを用いて千鳥状に配設し、該ローラ間に中空繊
   維を張り渡して走行させながら加熱することを特
   徴とする透析用中空繊維の乾燥方法。 ２ 乾燥温度は100〜140℃である特許請求の範囲
   第１項に記載の透析用中空繊維の乾燥方法。 ３ 乾燥は熱風を熱源として加熱されたローラお
   よび熱風乾燥である特許請求の範囲第１項または
   第２項に記載の透析用中空繊維の乾燥方法。 ４ 中空繊維の走行速度は、40〜130ｍ／minで
   ある特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれ
   か一つに記載の透析用中空繊維の乾燥方法。 ５ 中空繊維がセルロース系繊維である特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれか一つに記載
   の透析用中空繊維の乾燥方法。 ６ セルロース系繊維が銅アンモニアセルロース
   繊維である特許請求の範囲第５項に記載の透析用
   中空繊維の乾燥方法。 ７ 中空繊維導入口および排出口を備えかつ加熱
   手段を備えた乾燥器本体と、該乾燥器本体内に前
   記導入口から排出口に向つて直径を各ローラ間に
   張り渡される中空繊維の乾燥による収縮量に応じ
   て張力を実質的に変更しない程度に順次小さく形
   成されてなり、千鳥状のに配設された複数個のロ
   ーラと、該ローラに伝動連設された駆動手段とよ
   りなる透析用中空繊維の乾燥装置。 ８ 加熱手段が熱風供給装置である特許請求の範
   囲第７項に記載の透析用中空繊維の乾燥装置。 ９ 千鳥状に配設された複数個のローラは、並列
   して複数列設けられてなる特許請求の範囲第７項
   または第８項に記載の透析用中空繊維の乾燥装
   置。