JPH0362447B2 - - Google Patents

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JPH0362447B2
JPH0362447B2 JP57158057A JP15805782A JPH0362447B2 JP H0362447 B2 JPH0362447 B2 JP H0362447B2 JP 57158057 A JP57158057 A JP 57158057A JP 15805782 A JP15805782 A JP 15805782A JP H0362447 B2 JPH0362447 B2 JP H0362447B2
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JP
Japan
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molecular weight
glycerin
cellulose ester
hollow fibers
permeability
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP57158057A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5949806A (en
Inventor
Koji Soga
Shohei Kamishiro
Nobuo Taneda
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Teijin Ltd
Original Assignee
Teijin Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Teijin Ltd filed Critical Teijin Ltd
Priority to JP15805782A priority Critical patent/JPS5949806A/en
Publication of JPS5949806A publication Critical patent/JPS5949806A/en
Publication of JPH0362447B2 publication Critical patent/JPH0362447B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は限外過、透析等の隔膜分離に使用し
得る膜、特に血液透析に適する中空繊維膜に関す
るものである。 本発明の目的は透析性、過性能、生体適合性
および物性の優れた中空繊維膜を提供することで
ある。近年血液透析療法の進歩に伴い、透析器に
要求される特性も多岐に渡り、性能、品質、安全
性について種々の改善がなされている。 しかし、現行の透析器の機能は、生体腎の持つ
多彩な諸機能のうち、小分子量物質を中心とする
体内貯留物質の除去作用と、除水作用をもつのみ
であり、長期透析での機能不完全が表面化し問題
になりつつある。その代表的なものとして、貧
血、カルシユウム骨代謝異常などがあり、透析不
均衡症候群を中心とする透析困難症等を起してい
る。 透析療法は血液と透析液の溶質濃度勾配に従う
拡散による物質移動の原理によつており、生体糸
球体の過による物質除去の原理と基本的に異な
るものである。 このため現行の透析膜では、分子量500以上の
物質(いわゆる中高分子量物質)の除去能力が極
めて低く、これらの除去されない物質の貯留が透
析療法では改善されない尿毒症状の一因であると
考えられている。これらの透析療法の持つ諸問題
について最近開発されたHF(Hemofiltration)
およびHDF(Hemodiafiltration)の新しい透析
療法による効果が注目されている。HFおよび
HDFの新しい透析療法は、中高分子量の透過性
の改善された膜を用いて、現行の透析膜では除去
が不充分であつた分子量500〜1400の物質の除去、
更には、分子量1400〜数万の高分子量物質をも選
択的に除去するものである。それにより種々な透
析症状の改善効果が認められ新しい透析療法とし
て注目されている。 これらのHFおよびHDFに使用される透析膜の
特性は、限外過特性が従来の2〜5ml/m2・mm
Hg・Hrに比較して8〜40ml/m2・mmHg・Hrと
高い水準が要求され、また中高分子量物質の透過
性も約1400〜数万までの分子量物質の透過性が必
要とされる。 そこで本発明の目的とするところは、新しい透
析療法に適用しうる高い除水能を備え、中高分子
量物質の分画特性の優れた選択透過性セルロース
エステル系中空繊維を提供するものである。 従来から行なわれている透過性を有するセルロ
ースエステル中空繊維の製造方法に、特公昭44−
14215号の公報に開示された可塑剤を含有したセ
ルロースエステル組成物から膜を形成し、次いで
可塑剤を抽出することによりカン水の逆浸透法淡
水化に適する膜を得る技術がある。 この膜では目的とするところが逆浸透用中空繊
維である故、水透過性を上げるには、高い圧力を
必要とし、かつ溶質透過性は実質的にない。水透
過性を上げるための技術として、特開昭50−
112511号、同50−112512号ではセルロースエステ
ルとポリエチレングリコールとを混合し、溶融紡
糸し得られた中空繊維をアルカリ性水溶液で処理
して、ポリエチレングリコールを抽出するととも
に脱エステル化し最終的に再生セルロースとする
製法を記載している。この方法では、セルロース
エステルのもつ血液に対する適合性が減弱され
る。セルロースエステルのもつかかる特性を失な
わず高い水透過性を有する中空繊維を製造する方
法としては、特開昭54−42420号公報にセルロー
スエステル、ポリエチレングリコール及びグリセ
リンからなる均一混合物を溶融紡糸し、これを溶
媒抽出処理することが知られている。 ここにグリセリンは、溶融紡糸で得られる中空
繊維間の粘着又は溶着を防止し、また膜の透過性
能も改善する作用を有するものである。この製法
により水透過性が約2ないし6ml/m2・mmHg・
hrを有する中空繊維が得られると記載されている
が、高い水透過性を有する中空繊維を容易に製造
するには、グリセリンのもつ前述の作用効果は充
分満足するものでない。 以上述べた如く、セルロースエステルを溶融紡
糸によつて選択透過性のとくに水に対する透過性
の高い中空繊維を工業的に容易に製造する方法を
得るべく種々の改善が試みられてきた。本発明は
従来の溶融紡糸によつて得られなかつた高い水透
過性を有し、かつ分子量1400〜10万の中高分子量
物質の優れた選択透過性を有するセルロースエス
テル中空繊維を製造工程中、可紡性、操作性をよ
くし、工業的に容易に製造する方法について鋭意
研究した結果、セルロースエステルと多価アルコ
ールおよびグリセリン誘導体(グリセリン又は少
なくとも一残基がグリセリンからなるポリエーテ
ル群から選ばれた少なくとも1つ以上の混合物を
総称したものをいう。以下この意味で使用する。)
を有するセルロースエステル組成物が上述した目
的に充分かなうことを見出して本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、セルロースエステル
100重量部と、可塑化作用のある水溶性多価アル
コールX重量部及び少くとも一残基がグリセリン
からなるポリエーテルの群からなる少くとも1種
Y重量部を各々下記式(i)〜(iii) 70≦X+Y≦200 (i) 60≦X≦140 (ii) 10≦Y≦80 (iii) の範囲で含む混合物を中空繊維状に溶融紡糸し、
しかる後水系溶液により80〜99℃で抽出処理する
ことにより得られた、限外過係数KUFRが10
〜40ml/m2・mmHg・Hrであり、血漿蛋白の透過
阻止率が88%以上であり、血漿アルブミンの透過
阻止率が89%以上であり、イヌリンの透過率が90
%以上であり、分子量1万のデキストランの透過
率が60%以上であることを特徴とした血液処理用
のセルロースエステル系中空糸状分離膜である。 以下本発明を説明する。 本発明に用いられるセルロースエステルはセル
ロースのモノ、ジおよびトリアセテート等のエス
テル物とこれらの混合物である。 セルロースエステルに対して可塑化作用のある
水溶性多価アルコールとは、エチレングリコー
ル、プロピレングリコール、テトラメチレングリ
コール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレ
ングリコールの共重合体ならびにこれらの混合物
である。 2価アルコールの重合体を用いる場合は、その
分子量は2000以下のもの、より好ましくは約100
〜1000のものであつて、2000を超えるものは、セ
ルロースエステルに対して可塑化作用が著しく低
下するため、本発明に用いることは出来ない。グ
リセリン誘導体で少なくとも一残基がグリセリン
からなるポリエーテル群とはグリセリンの水酸基
とエチレングリコール、プロピレングリコール、
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコ
ール又はエチレングリコール、プロピレングリコ
ールの共重合体と水酸基との脱水反応によつて得
られる次式 ただし、R1、R2、R3はHまたはCH3 a、b、cは0又は整数であつて 1≦a+b+c≦20 で表わされるポリエーテルおよび重合度が2から
10のグリセリンの重合体であるポリエーテルなら
びにこれらの混合物である。 本発明に適用し得るポリエーテルの分子量は上
記に示した範囲であり、これを超える分子量では
多価アルコールのもつセルロースエステルに対す
る可塑化作用が減弱し、溶融紡糸における可紡性
がそこなわれる。 本発明のセルロースエステル組成物の混合割合
は、セルロースエステル100部に対して、多価ア
ルコール(X)およびグリセリン誘導体(Y)と
の合計量が70〜200重量部殊に次式で示される如
き割合で混合したものである。 70≦X+Y≦200 (i) 60≦X≦140 (ii) 但し X:可塑化作用のある多価アルコール 10≦Y≦80 (iii) Y:グリセリン誘導体 このような混合割合をもつ組成物は、中空繊維
を得るための公知の溶融紡糸方法で所望の形状を
もつた真円性の良好な中空繊維を安定して長時間
紡糸することができる。 これに対し、上記式においてグリセリン誘導体
を10重量部未満とすると溶融粘度の温度に対する
依存性が著しく大きくなり、わずかの温度差より
溶融粘度が大きく変化することから安定して紡糸
することは困難になる。 また、グリセリン誘導体を80重量部以上にする
と多価アルコールのもつ可塑性が弱められ、紡糸
時に断糸が発生し易く、また多価アルコールとグ
リセリン誘導体が繊維壁に析出分離し、抽出処理
後の繊維の溶質に対する分画特性を損う。 このセルロースエステル、多価アルコールおよ
びグリセリン誘導体からなる組成物を紡糸し、中
空繊維から所望の除水性能および物質透過性を発
現させることが、この発明の主要な部分であつ
て、セルロースエステル、多価アルコールおよび
グリセリン誘導体三成分間の組成と、この組成に
基く中空糸膜の形成におうところが大きい。 組成物中にグリセリン誘導体が少ない場合、セ
ルロースエステルに対する多価アルコールのもつ
親和性が強いため、セルロースエステルの分子レ
ベルでみてほとんど均一な組成物となる。したが
つて抽出処理をしても所望の透過性は発現しな
い。 しかるに上記割合にグリセリン誘導体を含有し
た時、溶融紡糸して得られた中空繊維において、
セルロースエステルと実質的に親和性がなく多価
アルコールに対して強い親和性をもつグリセリン
誘導体の存在によつて、セルロースエステルに対
する見掛け上の親和性が弱められることになりセ
ルロースエステルと多価アルコールとグリセリン
誘導体混合物との間でミクロ相分離構造が生ず
る。 一方グリセリン誘導体の濃度が式(iii)の下限より
小さく、かつ/または、多価アルコールの濃度が
式(ii)の上限より大きい場合はミクロ相分離が不足
となる。又グリセリン誘導体濃度が式(iii)の上限よ
り大きく、かつ/または多価アルコールの濃度が
式(ii)の下限より小さい場合、多価アルコール、グ
リセリン誘導体混合物が、ミクロ相分離して安定
に存在しえなくなり、繊維壁外側ににじみでてき
て好ましくない。 従つて量的、質的ともに適度なミクロ相分離構
造をもつ中空繊維を更に後述する方法において高
温の水系溶液で抽出処理することによりすぐれた
選択透過性を発現することができる。 セルロースエステル系組成物は150〜250℃に加
熱、混合することにより均質な混合物として得ら
れる。工業的にはルーダー型押出機によるのが好
ましい。組成物の溶融紡糸は公知の方法、たとえ
ばルーダー型押出し紡糸機に二重管型口金をつ
け、内口に不活性ガス、空気などを、外口から溶
融物を150〜230℃押出して安定に一定寸法の真円
性の良好な中空繊維を得ることができる。 溶融紡糸により得た中空繊維を公知の方法、す
なわちセルロースエステルに対して非溶媒である
水系溶液で多価アルコール、グリセリン誘導体を
抽出除去する。抽出処理は温水を貯えた水浴槽な
どの慣用装置で実施することができる。 水系溶液で抽出処理する時の温度は80〜99℃で
多価アルコール、グリセリン誘導体を抽出処理す
ることにより所望の物質透過性及び限外過性能
を得るものである。このような水系溶液の処理温
度を高温で行うことにより中空糸膜に大きい透過
性を発現せしめて得る機構については、セルロー
スエステル分子の高温水系溶液処理時の凝集に起
因しているものと推定される。 低温で抽出した場合は、紡糸工程で発生したミ
クロ相分離構造が支配的に発現される。もつとも
それだけでは分子量数万の分子量の中高分子量物
質の透過性は十分でなく、所望の分画特性をもつ
中空繊維は得られない。 一方高温で抽出処理することにより、分画特性
の優れたものが得られる。これは、処理温度が高
くなると水系溶液の膨潤、溶解作用が増大し、同
時にセルロースエステル分子の熱運動も活発化す
るため、抽出処理時に低分子量および低エステル
化度分子が移行しやすく、低分子量および低エス
テル化度分子の近傍で分子鎖の充填の疎な部分を
生じるためと推察される。 しかし、抽出処理温度が100℃を超えると工業
的な製造はエネルギー消費、抽出手段の高温高圧
化などの点から不利となろう。 本発明は、鋭意努力した結果、ポリマー組成お
よび抽出温度条件を組合せることにより、中高分
子量物質の分画特性の優れたセルロースエステル
系中空繊維およびその製造方法に成功したもので
ある。 本発明によつて得られるセルロースエステル中
空繊維は優れた選択透過性を有し、医療、食品工
業、排水処理などの分野に用いることができる。 セルロースエステルは優れた生体適合性、安全
性を保持していることから、とくに医療分野にお
ける人工臓器素材中空繊維として有用である。 以下本発明を実施例によつて例示する。 実施例 酢化度55.0%のセルロースジアセテートフレー
クスを粉砕機により粉末となし、この粉末100重
量部に分子量400のポリエチレングリコールと表
に示すポリエーテルを重量比を変更しながら均
一に混合した液130重量部をリボンブレンダーを
使用して50℃で混合し、均質なセルロースジアセ
テート、ポリエチレングリコールおよびポリエー
テルの混合物を得た。 ついでルーダー型押出機により150〜200℃で溶
融し押出しカツトしてチツプとなした。 これを乾燥機で水分0.5%以下になるまで乾燥
した。この乾燥チツプを二重管型口金を備えた溶
融紡糸機により二重管型口金の内口より窒素ガ
ス、外口から溶融物を175℃の紡糸温度を押出し
て、中空繊維に溶融紡糸したいずれも可紡性は良
好で容易に捲取ることができた。 引続いて得られた中空繊維を90〜95℃の熱水溶
液中に15秒、55℃の温水浴中に6秒、次いで45%
グリセリン溶中に55℃で15秒と連続的に浸漬し
て、中空繊維よりポリエチレングリコールおよび
ポリエーテルを抽出しセルロースジアセテート中
空繊維を得た。 中空繊維の水透過性と分子量分画性を測定する
ため200本の繊維を束ねて両端を熱硬化性ウレタ
ン樹脂で固定したモジユールを作り、次の方法で
水透過性および分子量分画特性および血漿蛋白、
血漿アルブミンの透過性を測定した。 (1) 水透過性はモジユールに水を充填し、その一
端を密閉し他端に水を満たした目盛付ガラス管
を付して、100mmHgにガラス管中の水面を加圧
し、ガラス管中を降下する水面の速度を25℃で
測定し、ml/m2・mmHg・Hr単位で繊維壁を透
過する水の量を測定した。 (2) 分子量分画性の測定 分子量分画特性の測定はイヌリン(分量
5000)デキストラン平均分子量1万および4万
の各水溶液(37℃)を該中空繊維を組込んだモ
ジユールに150mmHgの加圧下で200ml/分の一
定流量を流した時、繊維壁を透過してくる水溶
液の濃度と原液の濃度から下記式で透過率を算
出した。 透過率(%) =測定物質の中空繊維壁透過後の濃度/測定物質の原
液濃度×100 血漿蛋白、血漿アルブミンの透過阻止率の測定
は新鮮豚血を使用して上記と同様、繊維壁を透過
してくる血漿成分中の蛋白およびアルブミンの濃
度と元の血液の各々の濃度から上記式で透過率を
算出し(100−透過率)より透過阻止率を求めた。
得られた結果を表に示す。 本発明に対する比較例として、実施例1〜4と
同様の方法により、セルロースジアセテートと分
子量400のポリエチレングリコールの混合物およ
びセルロースジアセテート、ポリエチレングリコ
ールの混合物およびセルロースジアセテート、ポ
リエチレングリコール(分子量400)とグリセリ
ン等の混合物からなる中空繊維をつくり、その可
紡性を見るとともに、水透過性および中高分子量
物質の分画特性を測定算出した。その結果を表
及び表に示す。
The present invention relates to a membrane that can be used for diaphragm separation in ultrafiltration, dialysis, etc., and particularly to a hollow fiber membrane suitable for hemodialysis. An object of the present invention is to provide a hollow fiber membrane with excellent dialysis performance, superior performance, biocompatibility, and physical properties. In recent years, with the progress of hemodialysis therapy, the characteristics required of dialyzers have widened, and various improvements have been made in terms of performance, quality, and safety. However, among the various functions of living kidneys, current dialyzers only have the function of removing substances stored in the body, mainly small molecular weight substances, and dehydration; Imperfections are coming to the surface and becoming a problem. Typical examples include anemia and abnormalities in calcium bone metabolism, which cause dialysis difficulties such as dialysis imbalance syndrome. Dialysis therapy relies on the principle of mass transfer by diffusion following the solute concentration gradient between blood and dialysate, which is fundamentally different from the principle of mass removal by pores in biological glomeruli. For this reason, current dialysis membranes have an extremely low ability to remove substances with a molecular weight of 500 or more (so-called medium-high molecular weight substances), and the accumulation of these substances that are not removed is thought to be one of the causes of uremic symptoms that are not improved by dialysis therapy. There is. HF (Hemofiltration), which was recently developed to address these problems with dialysis therapy,
The effects of new dialysis therapy and HDF (Hemodiafiltration) are attracting attention. HF and
The new dialysis treatment for HDF uses a medium-high molecular weight membrane with improved permeability to remove substances with a molecular weight of 500 to 1400, which are insufficiently removed with current dialysis membranes.
Furthermore, it also selectively removes high molecular weight substances with a molecular weight of 1,400 to several tens of thousands. It has been recognized to be effective in improving various dialysis symptoms and is attracting attention as a new dialysis therapy. The characteristics of the dialysis membrane used for these HF and HDF are that the ultraviolet characteristics are 2 to 5 ml/m 2 · mm
A higher level of 8 to 40 ml/ m2.mmHg.Hr is required compared to Hg.Hr, and permeability to medium and high molecular weight substances is required to be about 1,400 to tens of thousands of molecular weight substances. Therefore, the object of the present invention is to provide a selectively permeable cellulose ester hollow fiber that has high water removal ability that can be applied to new dialysis therapy and has excellent fractionation characteristics for medium-high molecular weight substances. Special Publication of 1972-1999 was applied to the conventional manufacturing method of permeable cellulose ester hollow fibers.
There is a technique disclosed in Publication No. 14215 in which a membrane is formed from a cellulose ester composition containing a plasticizer, and then the plasticizer is extracted to obtain a membrane suitable for desalination of can water by reverse osmosis. Since this membrane is intended to be a hollow fiber for reverse osmosis, high pressure is required to increase water permeability, and there is substantially no solute permeability. As a technology to increase water permeability,
In No. 112511 and No. 50-112512, cellulose ester and polyethylene glycol are mixed and melt-spun, and the resulting hollow fibers are treated with an alkaline aqueous solution to extract polyethylene glycol and de-esterify it, ultimately producing regenerated cellulose. The manufacturing method is described. This method reduces the blood compatibility of cellulose esters. As a method for manufacturing hollow fibers having high water permeability without losing the properties of cellulose ester, Japanese Patent Application Laid-Open No. 54-42420 discloses a process in which a homogeneous mixture of cellulose ester, polyethylene glycol, and glycerin is melt-spun. It is known to subject this to solvent extraction treatment. Here, glycerin has the effect of preventing adhesion or welding between hollow fibers obtained by melt spinning, and also improving the permeation performance of the membrane. With this manufacturing method, the water permeability is approximately 2 to 6 ml/ m2・mmHg・
Although it is stated that hollow fibers having a high water permeability can be obtained, the above-mentioned effects of glycerin are not sufficient to easily produce hollow fibers having high water permeability. As mentioned above, various improvements have been attempted in order to obtain a method for industrially easily manufacturing hollow fibers having permselectivity, particularly high permeability to water, by melt spinning cellulose ester. The present invention provides cellulose ester hollow fibers that have high water permeability, which could not be obtained by conventional melt spinning, and have excellent permselectivity for medium- and high-molecular weight substances with a molecular weight of 1,400 to 100,000. As a result of intensive research on methods for improving spinnability and operability and for easy industrial production, we have developed cellulose esters, polyhydric alcohols, and glycerin derivatives (glycerin or polyethers in which at least one residue is composed of glycerin). A general term for at least one or more mixtures.Hereinafter, it will be used in this sense.)
The present invention was achieved by discovering that a cellulose ester composition having the above-mentioned characteristics satisfies the above-mentioned purpose. That is, the present invention provides cellulose ester
100 parts by weight, X parts by weight of a water-soluble polyhydric alcohol having a plasticizing effect, and parts by weight of at least one type Y from the group of polyethers in which at least one residue is composed of glycerin, respectively, by the following formulas (i) to ( iii) Melt-spinning a mixture containing in the range of 70≦X+Y≦200 (i) 60≦X≦140 (ii) 10≦Y≦80 (iii) into a hollow fiber form,
After that, extraction treatment was carried out with an aqueous solution at 80 to 99℃, and the ultimate permeability coefficient KUFR was 10.
~40ml/ m2・mmHg・Hr, plasma protein permeation inhibition rate is 88% or more, plasma albumin permeation rejection rate is 89% or more, and inulin permeation rate is 90% or more.
% or more, and the permeability of dextran having a molecular weight of 10,000 is 60% or more. The present invention will be explained below. The cellulose esters used in the present invention are esters of cellulose such as mono-, di-, and triacetates, and mixtures thereof. Water-soluble polyhydric alcohols having a plasticizing effect on cellulose ester include copolymers of ethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and mixtures thereof. When using a dihydric alcohol polymer, its molecular weight is less than 2000, more preferably about 100.
-1000, and those exceeding 2000 cannot be used in the present invention because their plasticizing effect on cellulose ester is significantly reduced. The polyether group of glycerin derivatives in which at least one residue is glycerin consists of the hydroxyl group of glycerin, ethylene glycol, propylene glycol,
The following formula obtained by the dehydration reaction of polyethylene glycol, polypropylene glycol, or a copolymer of ethylene glycol or propylene glycol with a hydroxyl group However, R 1 , R 2 , and R 3 are H or CH 3 a, b, and c are 0 or an integer, and the polyether is represented by 1≦a+b+c≦20 and the degree of polymerization is from 2 to
10 polyethers, which are polymers of glycerin, and mixtures thereof. The molecular weight of the polyether that can be applied to the present invention is within the range shown above; if the molecular weight exceeds this range, the plasticizing effect of the polyhydric alcohol on cellulose ester is weakened, and the spinnability in melt spinning is impaired. The mixing ratio of the cellulose ester composition of the present invention is such that the total amount of polyhydric alcohol (X) and glycerin derivative (Y) is 70 to 200 parts by weight per 100 parts of cellulose ester, especially as shown in the following formula. It is mixed in proportion. 70≦X+Y≦200 (i) 60≦X≦140 (ii) Where, Hollow fibers having a desired shape and good circularity can be stably spun for a long time using a known melt spinning method for obtaining hollow fibers. On the other hand, if the glycerin derivative in the above formula is less than 10 parts by weight, the dependence of the melt viscosity on temperature becomes significantly large, and stable spinning becomes difficult because the melt viscosity changes greatly even with a small temperature difference. Become. Furthermore, if the amount of glycerin derivative exceeds 80 parts by weight, the plasticity of the polyhydric alcohol will be weakened, and yarn breakage will easily occur during spinning, and the polyhydric alcohol and glycerin derivative will precipitate and separate on the fiber wall, causing the fibers to become loose after the extraction process. impairs the fractionation properties for solutes. The main part of this invention is to spin a composition consisting of cellulose ester, polyhydric alcohol, and glycerin derivative, and to develop desired water removal performance and material permeability from hollow fibers. Much depends on the composition between the three components of the alcohol and the glycerin derivative, and the formation of the hollow fiber membrane based on this composition. When there is a small amount of glycerin derivative in the composition, the polyhydric alcohol has a strong affinity for cellulose ester, resulting in a composition that is almost uniform at the molecular level of cellulose ester. Therefore, even if the extraction process is performed, the desired permeability will not be achieved. However, when the glycerin derivative is contained in the above proportion, in the hollow fiber obtained by melt spinning,
The presence of glycerin derivatives, which have virtually no affinity with cellulose esters and have a strong affinity with polyhydric alcohols, weakens the apparent affinity for cellulose esters, making it difficult for cellulose esters to interact with polyhydric alcohols. A microphase-separated structure is generated between the glycerin derivative mixture and the glycerin derivative mixture. On the other hand, if the concentration of the glycerin derivative is lower than the lower limit of formula (iii) and/or the concentration of polyhydric alcohol is higher than the upper limit of formula (ii), microphase separation will be insufficient. Furthermore, when the concentration of the glycerin derivative is higher than the upper limit of formula (iii) and/or the concentration of polyhydric alcohol is lower than the lower limit of formula (ii), the polyhydric alcohol and glycerin derivative mixture undergoes microphase separation and stably exists. It becomes undesirable because it stops shrinking and bleeds to the outside of the fiber wall. Therefore, excellent permselectivity can be exhibited by extracting hollow fibers having a microphase separation structure that is appropriate both quantitatively and qualitatively with a high temperature aqueous solution in the method described later. The cellulose ester composition can be obtained as a homogeneous mixture by heating and mixing at 150 to 250°C. Industrially, it is preferable to use a Ruder type extruder. The composition can be melt-spun using a known method, for example, a Luder-type extrusion spinning machine is equipped with a double-tube type spinneret, an inert gas, air, etc. is introduced into the inner port, and the melt is extruded from the outer port at 150 to 230°C to stabilize the spinning process. Hollow fibers with constant dimensions and good circularity can be obtained. Polyhydric alcohols and glycerin derivatives are extracted and removed from the hollow fibers obtained by melt spinning using a known method, that is, using an aqueous solution that is a non-solvent for cellulose ester. The extraction process can be carried out in conventional equipment, such as a water bath containing hot water. The desired substance permeability and ultrafiltration performance are obtained by extracting polyhydric alcohols and glycerin derivatives at a temperature of 80 to 99° C. when using an aqueous solution. The mechanism by which high permeability is developed in the hollow fiber membrane by treating the aqueous solution at a high temperature is thought to be due to the aggregation of cellulose ester molecules during the treatment of the high temperature aqueous solution. Ru. When extracted at low temperatures, the microphase-separated structure generated during the spinning process is dominantly expressed. However, this alone does not provide sufficient permeability to medium-high molecular weight substances with a molecular weight of several tens of thousands, and hollow fibers with desired fractionation characteristics cannot be obtained. On the other hand, by performing extraction treatment at high temperature, products with excellent fractionation characteristics can be obtained. This is because when the processing temperature increases, the swelling and dissolution effects of the aqueous solution increase, and at the same time, the thermal movement of cellulose ester molecules becomes active. This is thought to be due to the formation of loosely packed molecular chains near molecules with a low degree of esterification. However, if the extraction temperature exceeds 100°C, industrial production will be disadvantageous in terms of energy consumption and the high temperature and pressure of the extraction means. As a result of intensive efforts, the present invention has succeeded in producing a cellulose ester-based hollow fiber with excellent fractionation characteristics for medium-high molecular weight substances and a method for producing the same by combining the polymer composition and extraction temperature conditions. The cellulose ester hollow fibers obtained by the present invention have excellent permselectivity and can be used in fields such as medicine, food industry, and wastewater treatment. Since cellulose ester has excellent biocompatibility and safety, it is particularly useful as a hollow fiber material for artificial organs in the medical field. The present invention will be illustrated below by way of examples. Example Cellulose diacetate flakes with an acetylation degree of 55.0% were made into a powder using a pulverizer, and 100 parts by weight of this powder was uniformly mixed with polyethylene glycol having a molecular weight of 400 and polyether shown in the table while changing the weight ratio to make a liquid 130. The weight parts were mixed using a ribbon blender at 50°C to obtain a homogeneous mixture of cellulose diacetate, polyethylene glycol and polyether. The mixture was then melted at 150-200°C using a Ruder extruder and extruded and cut into chips. This was dried in a dryer until the moisture content was 0.5% or less. These dried chips were melt-spun into hollow fibers by extruding nitrogen gas from the inner port of the double tube type spinneret and extruding the melt from the outer port at a spinning temperature of 175°C using a melt spinning machine equipped with a double tube type spinneret. It also had good spinnability and could be easily rolled up. Subsequently, the obtained hollow fibers were placed in a hot aqueous solution at 90-95°C for 15 seconds, then in a hot water bath at 55°C for 6 seconds, then 45%
Polyethylene glycol and polyether were extracted from the hollow fibers by continuous immersion in glycerin solution at 55° C. for 15 seconds to obtain cellulose diacetate hollow fibers. In order to measure the water permeability and molecular weight fractionation properties of hollow fibers, we made a module by bundling 200 fibers and fixed both ends with thermosetting urethane resin, and measured the water permeability and molecular weight fractionation properties of hollow fibers using the following method. protein,
Plasma albumin permeability was measured. (1) Water permeability is determined by filling a module with water, sealing one end of the module, attaching a graduated glass tube filled with water to the other end, and pressurizing the water surface in the glass tube to 100 mmHg. The velocity of the falling water surface was measured at 25°C, and the amount of water permeating through the fiber wall was determined in ml/m 2 ·mmHg ·Hr. (2) Measurement of molecular weight fractionation characteristics Molecular weight fractionation characteristics can be measured using inulin (molecular weight fractionation characteristics).
5000) When aqueous solutions (37°C) with dextran average molecular weights of 10,000 and 40,000 were flowed through the module incorporating the hollow fibers at a constant flow rate of 200 ml/min under a pressure of 150 mmHg, they permeated through the fiber walls. The transmittance was calculated using the following formula from the concentration of the aqueous solution and the concentration of the stock solution. Transmittance (%) = Concentration of the measured substance after permeating the hollow fiber wall / Concentration of the stock solution of the measured substance × 100 To measure the permeation inhibition rate of plasma proteins and plasma albumin, use fresh pig blood and pass through the fiber wall in the same manner as above. The transmittance was calculated using the above formula from the concentrations of protein and albumin in the permeating plasma components and the respective concentrations of the original blood, and the permeation inhibition rate was determined from (100 - transmittance).
The results obtained are shown in the table. As a comparative example for the present invention, a mixture of cellulose diacetate and polyethylene glycol (molecular weight 400), a mixture of cellulose diacetate and polyethylene glycol, and a mixture of cellulose diacetate and polyethylene glycol (molecular weight 400) were prepared in the same manner as in Examples 1 to 4. Hollow fibers were made from a mixture of glycerin, etc., and their spinnability was examined, as well as their water permeability and fractionation characteristics for medium- and high-molecular weight substances. The results are shown in the table below.

【表】【table】

【表】 表に示した如く、本発明の方法によつて得られ
た中空繊維の実施例1〜4は比較例1〜6に比較
して、水透過性および分子量5000〜7万の範囲で
の中高分子量物質の分画特性はいずれも優れてい
ることが明らかである。実施例に示す如く、抽出
処理温度が高温度の場合に優れていることは明ら
かである。 尚、実施例および比較例に記載の可紡性不良と
は曳糸性のある温度域が狭少で、その温度域での
溶融粘度の変化が大きいため所望の形状の繊維を
安定に捲取ることが著しく困難であることを示
す。
[Table] As shown in the table, the hollow fibers of Examples 1 to 4 obtained by the method of the present invention have better water permeability and molecular weight in the range of 5,000 to 70,000 than Comparative Examples 1 to 6. It is clear that the fractionation characteristics of medium and high molecular weight substances are all excellent. As shown in the examples, it is clear that a high extraction treatment temperature is superior. In addition, the poor spinnability described in Examples and Comparative Examples refers to the narrow temperature range in which spinnability occurs, and the change in melt viscosity in that temperature range is large, making it difficult to stably wind up fibers of a desired shape. This indicates that it is extremely difficult to do so.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 セルロースエステル100重量部と、可塑化作
用のある水溶性多価アルコールX重量部及び少く
とも一残基がグリセリンからなるポリエーテルの
群からなる少なくとも1種Y重量部を各々下記式
(i)〜(iii) 70≦X+Y≦200 (i) 60≦X≦140 (ii) 10≦Y≦80 (iii) の範囲で含む混合物を中空繊維状に溶融紡糸し、
しかる後水系溶液により80〜99℃で抽出処理する
ことにより得られた、限外過係数KUFRが10
〜40ml/m2・mmHg・Hrであり、血漿蛋白の透過
阻止率が88%以上であり、血漿アルブミンの透過
阻止率が89%以上であり、イヌリンの透過率が90
%以上であり、分子量1万のデキストランの透過
率が60%以上であることを特徴とした血液処理用
のセルロースエステル系中空糸状分離膜。
[Scope of Claims] 1. 100 parts by weight of cellulose ester, X parts by weight of a water-soluble polyhydric alcohol having a plasticizing action, and Y parts by weight of at least one type from the group of polyethers in which at least one residue is composed of glycerin. Each formula below
(i) to (iii) 70≦X+Y≦200 (i) 60≦X≦140 (ii) 10≦Y≦80 (iii) Melt spinning a mixture in the form of hollow fibers,
After that, extraction treatment was carried out with an aqueous solution at 80 to 99℃, and the ultimate permeability coefficient KUFR was 10.
~40ml/ m2・mmHg・Hr, plasma protein permeation inhibition rate is 88% or more, plasma albumin permeation rejection rate is 89% or more, and inulin permeation rate is 90% or more.
% or more, and the permeability of dextran having a molecular weight of 10,000 is 60% or more.
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