JPH0899026A - Preparation of hollow fiber membrane - Google Patents

Preparation of hollow fiber membrane

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JPH0899026A
JPH0899026A JP23526994A JP23526994A JPH0899026A JP H0899026 A JPH0899026 A JP H0899026A JP 23526994 A JP23526994 A JP 23526994A JP 23526994 A JP23526994 A JP 23526994A JP H0899026 A JPH0899026 A JP H0899026A
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JP
Japan
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hollow fiber
polymer
fiber membrane
liq
membrane
Prior art date
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Application number
JP23526994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazusane Tanaka
和実 田中
Fumiaki Fukui
文明 福井
Takuichi Kobayashi
拓一 小林
Hiroyuki Sugaya
博之 菅谷
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.)
Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Publication date
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Publication of JPH0899026A publication Critical patent/JPH0899026A/en
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Abstract

PURPOSE: To prepare stably a membrane even under the condition of a stock soln. where film formability is not kept by extruding a spinning stock soln. contg. a polymer-solvent mixed liq. exhibiting sol-gel change with change in temp. while air is fed into hollow parts from a spinneret and guiding the extruded filaments into a liq. bath to cool it into gelation. CONSTITUTION: In preparing a water-contg. gel hollow fiber membrane as a dialysis membrane used in artificial dialysis therapy, a spinning stock soln. contg. a polymer-solvent mixed liq. exhibiting sol-gel change with change in temp. is used. The stock soln. is extruded from a spinneret with a hollow pipe while air or an inert gas is fed into the hollow part and the extruded filaments are guided into a liq. bath and are cooled into gelation. In this case, the length from the lower face of the spinneret to the liq. bath is set to be 1-30mm. In addition, the polymer consists of an isotactic polymethyl methacrylate I and a syndiotactic polymethyl methacrylate S and the polymer compsn. in the range of 1<=I/S<=10 is used.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度変化によってゾル
−ゲル変化を示す高分子−溶媒混合液を形成することが
可能なポリマーからなる、高い透水性能と優れた分画性
能とを兼ね備えた高性能中空糸膜の製造方法に関する。
特に本発明は、その優れた生体適合性と合わせて、医療
用、特に血液浄化用に優れた性能を発揮する。さらに、
食品蛋白処理、水処理などの一般産業用途においても適
用が可能である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention has both high water permeability and excellent fractionation performance, which is composed of a polymer capable of forming a polymer-solvent mixture which exhibits a sol-gel change by a temperature change. The present invention relates to a method for producing a high performance hollow fiber membrane.
In particular, the present invention, together with its excellent biocompatibility, exhibits excellent performance for medical purposes, particularly for blood purification. further,
It can also be applied to general industrial applications such as food protein treatment and water treatment.

【0002】[0002]

【従来の技術】腎不全患者への人工透析治療の普及に伴
ない、長期に亘る透析患者の多くにおいて、手根管症候
群・骨障害・貧血など種々の合併症が顕在化してきた。
そのため、従来膜では除去できなかった、例えばβ2 -
ミクログロブリンに代表されるような中分子量物質をも
除去すべく、比較的孔径の大きなハイパフォーマンス膜
の検討が進められた。それと同時に一方では、いわゆる
快適透析を目指して、短時間透析・モジュールの抗血栓
化などについて、各種素材膜の提案・改良が進められて
いる。
2. Description of the Related Art With the widespread use of artificial dialysis treatment for renal failure patients, various complications such as carpal tunnel syndrome, bone disorders and anemia have become apparent in many dialysis patients over a long period of time.
Therefore, it could not be removed by the conventional film, for example β 2-
In order to remove medium-molecular weight substances such as microglobulin, investigations on high-performance membranes with relatively large pore diameters have been conducted. At the same time, on the other hand, for the purpose of so-called comfortable dialysis, proposals and improvements of various material membranes are being made for short-time dialysis and anti-thrombosis of modules.

【0003】一方、生体適合性の優れたゲル状含水ポリ
メチルメタクリレート合成膜(特公昭 53-6249号)につ
いても種々の改善がなされてきた。たとえば親水化によ
る溶質透過性の改善(特公昭56-26443号)、膜の細孔径
を大きくすることによる中分子量物質の除去性能向上
(特開昭 59-147602号)、特定基の導入によるリンの選
択除去(特開昭 59-166159号)などである。
On the other hand, various improvements have been made also to the gel-like hydrous polymethylmethacrylate synthetic membrane (Japanese Patent Publication No. 53-6249) having excellent biocompatibility. For example, solute permeability is improved by hydrophilization (Japanese Patent Publication No. 56-26443), removal performance of medium molecular weight substances is improved by increasing the pore size of the membrane (JP-A-59-147602), and phosphorus is introduced by introducing a specific group. And the selective removal (JP-A-59-166159).

【0004】これらの改良により、ポリメチルメタクリ
レート膜はその優れた生体適合性と相舞って、着実に効
果をあげている。しかしながらこれまでに提案された透
析膜も健常人の腎機能に比較すれば、まだ十分とはいえ
ず、目的物質除去能についてさらに改善する必要があ
る。
Due to these improvements, the polymethylmethacrylate film is steadily effective in combination with its excellent biocompatibility. However, the dialysis membranes that have been proposed so far are still insufficient when compared to the renal function of healthy individuals, and it is necessary to further improve the ability to remove target substances.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】このような特性をより
追及していくためには、ポリマーおよび原液の組成や製
糸条件などについて、より広範な製膜条件が要求されて
くる。
In order to further pursue such characteristics, a wider range of film forming conditions are required for the composition of the polymer and the stock solution, the spinning conditions, and the like.

【0006】ポリメチルメタクリレートは元来疎水性の
ポリマーである。しかしながら、アイソタクチシチの高
いポリメチルメタクリレートと、シンジオタクチシチの
高いポリメチルメタクリレートとは、ある条件下におい
て構造的な絡み合い、いわゆるステレオコンプレックス
を形成する。そしてこのコンプレックスの空隙に水分子
を含有した含水ゲル構造が、透析膜としての性能を発現
している。
Polymethylmethacrylate is an inherently hydrophobic polymer. However, polymethylmethacrylate with high isotacticity and polymethylmethacrylate with high syndiotacticity form a structural entanglement under certain conditions, forming a so-called stereocomplex. The hydrogel structure containing water molecules in the voids of this complex expresses the performance as a dialysis membrane.

【0007】このステレオコンプレックス構造は温度に
よって、ゾル−ゲル変化を示すことが知られている。こ
れまでの、例えば、特公昭53-6249 号などに記載の方法
では、含水ゲルポリメチルメタクリレート中空糸膜を作
る場合、まず空中に吐出された中空状ゾルを、ゲル化点
以下の雰囲気中に十分滞留させるか、あるいは強制的に
冷風を供給して、確実にゲル糸条を形成させ、しかる後
に凝固浴中に導いて含水ゲル中空糸膜を作成することが
基本になっていた。したがって、品質の優れた中空糸膜
を作成するためには、吐出ゾルの特性が非常に重要なポ
イントであり、特にその粘弾性挙動が中空糸条形態に大
きく関与している。そのため、ある目標特性を得るため
に、ポリマー組成あるいは原液濃度などの条件を変更し
ようとしても、実際には紡糸可能な条件は限定され、そ
の目的を十分に達成することは出来なかった。
It is known that this stereocomplex structure shows a sol-gel change with temperature. For example, in the method described in Japanese Patent Publication No. 53-6249, etc., when making a hydrogel gel polymethylmethacrylate hollow fiber membrane, first, the hollow sol discharged in the air is placed in an atmosphere below the gel point. It has been a basic practice to make the gel filaments to be formed surely by sufficiently retaining them or by forcibly supplying cold air, and then introducing them into a coagulation bath to prepare a hydrogel hollow fiber membrane. Therefore, in order to produce a high quality hollow fiber membrane, the characteristics of the discharged sol are very important points, and in particular, its viscoelastic behavior is greatly involved in the hollow fiber morphology. Therefore, even if an attempt was made to change the conditions such as the polymer composition or the concentration of the undiluted solution in order to obtain a certain target property, the spinnable conditions were actually limited, and the purpose could not be sufficiently achieved.

【0008】本発明は、かかる従来技術の欠点を解消し
ようとするものであり、中空糸膜の形態保持が容易であ
り、防止条件を幅広く設定可能な中空糸膜の製造方法を
提供することを目的とする。
The present invention is intended to solve the drawbacks of the prior art, and to provide a method for producing a hollow fiber membrane in which the shape of the hollow fiber membrane can be easily maintained and a wide range of prevention conditions can be set. To aim.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために下記の構成を有する。
The present invention has the following constitution in order to achieve the above object.

【0010】「温度変化によってゾル−ゲル変化を示す
高分子−溶媒混合液を含む紡糸原液を、口金孔内に中空
管を有する環状オリフィスからなる口金から、その中空
部に空気または不活性気体を注入しつつ、空気中もしく
は不活性気体中に吐き出し、次いで、該吐出糸条を液浴
中に導いて冷却ゲル化させることを特徴とする中空糸膜
の製造方法。」 すなわち、本発明者らは、空中に吐出されたゾル糸条を
冷却させるための媒体は、必ずしも気体である必要はな
く、それが液体であった場合でも、透析膜としての含水
ゲル構造を形成することが可能なことを発見し、さらに
は液体のもつ大きな熱交換容量が、吐出ゾル糸条の素早
いゲル化・固定を可能にし、中空糸条の形態保持がより
容易となり、種々の吐出ゾル条件に対応して目標特性の
中空糸膜を作成できることを見出だし、本発明に到達し
た。
"A spinning stock solution containing a polymer-solvent mixed solution which exhibits a sol-gel change due to a temperature change is passed through a spinneret consisting of an annular orifice having a hollow tube in the spinneret hole to air or an inert gas in the hollow part. The method for producing a hollow fiber membrane is characterized in that, while injecting, is discharged into the air or an inert gas, and then the discharged yarn is introduced into a liquid bath to be cooled and gelled. ”That is, the present inventor Et al., The medium for cooling the sol filament discharged in the air does not necessarily have to be a gas, and even when it is a liquid, it is possible to form a hydrogel structure as a dialysis membrane. In addition, the large heat exchange capacity of the liquid enables quick gelation and fixation of the discharged sol filaments, makes it easier to maintain the shape of the hollow filaments, and supports various ejection sol conditions. Among the target characteristics The inventors have found that an empty fiber membrane can be produced and have reached the present invention.

【0011】以下、本発明について詳細に説明する。The present invention will be described in detail below.

【0012】本発明において、温度変化によって、ゾル
−ゲル変化を示す高分子としては、例えば、アイソタク
チック−ポリメチルメタクリレートとシンジオタクチッ
クポリメタクリル酸、シンジオタクチック−ポリメチル
メタクリレートとポリ塩化ビニル、およびアイソタクチ
ック−ポリメチルメタクリレートとシンジオタクチック
−ポリメチルメタクリレートなどが挙げられる。
In the present invention, examples of the polymer exhibiting sol-gel change depending on temperature change include isotactic-polymethylmethacrylate and syndiotactic polymethacrylic acid, syndiotactic-polymethylmethacrylate and polyvinyl chloride. , And isotactic-polymethylmethacrylate and syndiotactic-polymethylmethacrylate.

【0013】中でも、ポリメチルメタクリレートにおい
て、その溶液系が温度変化によって、有効なゾル−ゲル
変化を示すためには、そのなかにアイソタクチック部分
と、シンジオタクチック部分とを含有する必要がある。
このような組成物を得るためには、通常アイソタクチシ
チの高いポリマーと、シンジオタクチシチの高いポリマ
ーとを混合することが行なわれる。
Among them, in polymethylmethacrylate, in order for the solution system to show an effective sol-gel change due to temperature change, it is necessary to contain an isotactic portion and a syndiotactic portion therein. .
To obtain such a composition, a polymer having high isotacticity and a polymer having high syndiotacticity are usually mixed.

【0014】アイソタクチックポリメチルメタクリレー
トとしては、アイソタクチック構造(トライアド表示)
が50%以上、好ましくは70%以上を含むものが用い
られる。ポリメチルメタクリレートの立体構造は核磁気
共鳴吸収法によって、定量的に求めることができる。ア
イソタクチックポリメチルメタクリレートは一般にグリ
ニヤ試薬またはアルキルリチウムなどの有機金属化合物
を用いる重合によって得られ、このような方法によれ
ば、アイソタクチック構造の含量90%以上のポリマー
を得ることも可能である。
Isotactic polymethylmethacrylate has an isotactic structure (triad display).
Of 50% or more, preferably 70% or more is used. The three-dimensional structure of polymethylmethacrylate can be quantitatively determined by the nuclear magnetic resonance absorption method. Isotactic polymethylmethacrylate is generally obtained by polymerization using a Grignard reagent or an organometallic compound such as alkyllithium. By such a method, it is possible to obtain a polymer having an isotactic structure content of 90% or more. is there.

【0015】一方、シンジオタクチシチの高いシンジオ
タクチックポリメチルメタクリレートは通常のラジカル
重合によって得られる。この場合、カルボキシル基や、
スルホン酸基などの陰イオン性基あるいは第4級アンモ
ニウム基や、アミノ基などの陽イオン性基、さらにヒド
ロキシエチルメタクリレートやアクリルアミドなどの非
イオン性基などを含有するビニルモノマーなどを1種類
以上共重合することも、膜の選択透過性や生体適合性を
高めるために極めて有効な手段である。また、ポリメチ
ルメタクリレート単独重合品や分子量の異なったポリマ
ー、あるいは異なる種類の共重合ポリマーなどを数種類
混合して用いることも、当該溶液が温度変化によってゾ
ル−ゲル変化を起こす範囲で、必要に応じて行なわれ
る。
On the other hand, syndiotactic polymethylmethacrylate having high syndiotacticity can be obtained by ordinary radical polymerization. In this case, carboxyl group,
One or more types of vinyl monomers containing anionic groups such as sulfonic acid groups or quaternary ammonium groups, cationic groups such as amino groups, and nonionic groups such as hydroxyethylmethacrylate and acrylamide, etc. Polymerization is also an extremely effective means for enhancing the selective permeability and biocompatibility of the membrane. Further, polymethylmethacrylate homopolymers, polymers having different molecular weights, or copolymers of different types may be mixed and used, if necessary, within a range in which the solution causes a sol-gel change due to a temperature change. Will be performed.

【0016】さらに、ポリメチルメタクリレートの分子
量は、目的とする膜の性能や、機械的特性、さらに中空
糸膜の紡糸性などを考慮すると、通常10万以上が好ま
しい。
Further, the molecular weight of polymethylmethacrylate is usually preferably 100,000 or more in consideration of the desired membrane performance, mechanical properties, and spinnability of the hollow fiber membrane.

【0017】次に本発明で使用される紡糸原液の溶媒と
しては、前記ゾル−ゲル変化を示す高分子を溶解する溶
媒はすべて使用可能であるが、紡糸原液を冷却した時に
適当な温度で、ゲル化する溶媒が好ましく使用される。
本発明の特徴は、液状で吐出された不安定な中空糸条が
液浴で冷却されて、確実にゾル−ゲル変化を起こすこと
により、その中空形態を確実に保持できることにある。
さらに、前記の凝固糸条から脱溶媒して製品とするため
の凝固剤としては、水が好ましく用いられるため、この
水と置換容易な溶媒が特に好ましい。このため、ジメチ
ルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリ
ル、酢酸、アセトン、メチルエチルケトン、およびこれ
らの相互混合物などが用いられる。
As the solvent of the spinning dope used in the present invention, any solvent capable of dissolving the polymer exhibiting the sol-gel change can be used. However, when the spinning dope is cooled, it is at an appropriate temperature. A gelling solvent is preferably used.
A feature of the present invention is that an unstable hollow fiber filament discharged in a liquid state is cooled in a liquid bath to surely cause a sol-gel change, whereby the hollow form thereof can be reliably retained.
Further, since water is preferably used as the coagulant for removing the solvent from the coagulated yarn to obtain a product, a solvent that is easily replaced with water is particularly preferable. For this reason, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, acetonitrile, acetic acid, acetone, methyl ethyl ketone, and mutual mixtures thereof are used.

【0018】また、紡糸原液のポリマー濃度も分子量と
同様に膜性能や膜の機械的特性あるいは中空糸膜の紡糸
性に関与してくるものであり、本発明によれば、従来の
紡糸方法に比較して、非常に広範囲の条件選択が可能で
はある。得られる膜の性能および機械的特性を考慮する
と、紡糸原液中のポリマー濃度は5〜30重量%、さら
には10〜30重量%の範囲に設定されることが好まし
い。
The polymer concentration of the spinning dope also affects the membrane performance, the mechanical properties of the membrane, or the spinnability of the hollow fiber membrane, like the molecular weight. According to the present invention, the conventional spinning method can be applied. By comparison, a very wide range of condition choices is possible. Considering the performance and mechanical properties of the obtained membrane, the polymer concentration in the spinning dope is preferably set in the range of 5 to 30% by weight, and more preferably 10 to 30% by weight.

【0019】さらに、膜の細孔径制御のために、多価ア
ルコールや水、塩などといった第3の添加剤を加えるこ
とも通常行なわれる手段である。
Further, in order to control the pore size of the membrane, adding a third additive such as polyhydric alcohol, water, salt or the like is also a commonly practiced means.

【0020】このようして得られる紡糸原液の粘度は、
紡糸性と深く関わってくる要因であり、用いる口金の形
状や寸法あるいは制御可能な温度範囲、さらに本発明の
特徴であるゾル−ゲル変化温度などを考慮して決定する
ことが好ましい。通常、10〜8000ポイズであるこ
とが好ましく、さらには100〜3000ポイズである
ことが好ましい。すなわちポリマー濃度と分子量を適宜
選択することで最適な紡糸原液条件を設定することが可
能となる。
The viscosity of the spinning dope thus obtained is
It is a factor that is deeply related to the spinnability, and is preferably determined in consideration of the shape and size of the die to be used, a controllable temperature range, and the sol-gel change temperature which is a feature of the present invention. Usually, it is preferably 10 to 8,000 poise, and more preferably 100 to 3,000 poise. That is, it is possible to set the optimum spinning stock solution conditions by appropriately selecting the polymer concentration and the molecular weight.

【0021】通常、中空糸膜の紡糸に用いられる乾湿式
紡糸法は、吐出された糸条を空中で伸長し、所定の寸法
に設定した後、凝固浴に導いて凝固・脱溶媒を行なう方
法であり、一般に広く採用されている。
[0021] Usually, the dry-wet spinning method used for spinning a hollow fiber membrane is a method in which a discharged yarn is stretched in the air, set to a predetermined size, and then introduced into a coagulation bath for coagulation / desolvation. And is generally widely adopted.

【0022】本発明の大きな特徴である中空糸寸法の安
定保持は吐出口金から浴液までの距離、いわゆる乾式部
分の長さ(以下、乾式長と略)に影響される。すなわ
ち、吐出ゾルの形状を目的寸法までに引き伸ばすために
は、一定距離を空中部分において、ゾルの状態でドラフ
トをかけることが好ましい。一方で、急激なドラフトは
製糸安定性を低下させるため、ある程度長くとることが
好ましい。また同時に、乾式長が長すぎると、ゾルの変
形が不安定となり、中空糸の寸法安定性が悪くなる傾向
がある。したがって、乾式長は1mm以上、30mm以下で
あることが好ましく、さらに好ましくは2mm以上20mm
以下に設定される。
The stable holding of the hollow fiber size, which is a major feature of the present invention, is affected by the distance from the discharge nozzle to the bath liquid, that is, the length of the so-called dry portion (hereinafter referred to as the dry length). That is, in order to extend the shape of the discharged sol to a desired size, it is preferable to draft in a sol state at a certain distance in the air. On the other hand, since a rapid draft lowers the stability of yarn production, it is preferable that the draft is taken to some extent. At the same time, if the dry length is too long, the deformation of the sol tends to be unstable and the dimensional stability of the hollow fiber tends to deteriorate. Therefore, the dry length is preferably 1 mm or more and 30 mm or less, and more preferably 2 mm or more and 20 mm.
It is set below.

【0023】吐出ゾルをゲル化させ中空糸形状を固定す
るための液浴は、ゲル化のみを行なわせることもある
が、ゲル化と共にその脱溶媒を同時に行なう方が、工程
上有利な場合が多く、凝固浴として用いられる。したが
って、その組成および特にその温度が中空糸の透過特性
にも影響を及ぼす可能性がある。一般的には凝固浴温が
高くなると、膜の透過性は大きくなるが、寸法安定性は
低下する傾向にあるため、目的の中空糸の特性に応じた
条件が選択され、通常5〜70℃であることが好まし
く、さらには、20〜50℃であることが好ましい。
The liquid bath for gelating the discharged sol and fixing the shape of the hollow fiber may only be gelled, but it may be advantageous in the process to perform the desolvation simultaneously with gelation. Mostly used as a coagulation bath. Therefore, its composition and especially its temperature can also influence the permeation properties of the hollow fiber. Generally, as the coagulation bath temperature increases, the permeability of the membrane increases, but the dimensional stability tends to decrease, so conditions are selected according to the characteristics of the target hollow fiber, and usually 5 to 70 ° C. Is more preferable, and 20 to 50 ° C. is more preferable.

【0024】かくして得られた中空糸状ゲルは、十分に
水洗され、乾燥によって、その膜構造が破壊されないよ
うグリセリンなどの保湿剤を付与した後、中空糸束とし
て巻き取る。
The hollow fiber gel thus obtained is sufficiently washed with water, dried by applying a moisturizing agent such as glycerin so as not to destroy its membrane structure, and then wound into a hollow fiber bundle.

【0025】得られた中空糸束は、通常の方法によって
所定のケースに装填した後、ポリウレタンなどの封止剤
などによってモジュール化する。さらに、洗浄および滅
菌を行なって、医療における血液浄化やさらには濾過分
離などの目的に供する。
The obtained hollow fiber bundle is loaded into a predetermined case by a usual method and then modularized with a sealing agent such as polyurethane. Further, it is washed and sterilized to be used for medical purposes such as blood purification and further filtration separation.

【0026】[0026]

【実施例】以下、実施例によって、本発明を詳しく説明
する。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples.

【0027】<透水性の測定>本発明における透水性
は、中空糸膜の中空部に37℃の純水を流し、その際中空
糸膜を透過して、外部へ出た水の量を膜の有効面積、時
間および圧力での単位換算を行なった数値で評価する。
<Measurement of Water Permeability> The water permeability in the present invention is determined by flowing pure water at 37 ° C. into the hollow portion of the hollow fiber membrane, and at that time, the amount of water that has permeated through the hollow fiber membrane and is discharged to the outside. The effective area, time, and pressure are used for unit conversion and evaluated.

【0028】<蛋白透過性の評価>膜面積約60cm2 のミ
ニモジュールを作成し、中空糸内部に蛋白濃度7.5g/dL
の牛血漿を膜間圧力差約 100mmHg、流量 0.6mL/min で
供給する。得られた濾過液中のアルブミン濃度を、アル
ブスティックス試験紙(マイルス・三共(株)製)によ
り判定する。
<Evaluation of protein permeability> A mini module having a membrane area of about 60 cm 2 was prepared and the protein concentration was 7.5 g / dL inside the hollow fiber.
Of bovine plasma is supplied with a transmembrane pressure difference of about 100 mmHg and a flow rate of 0.6 mL / min. The albumin concentration in the obtained filtrate is determined by using Albsticks test paper (made by Miles Sankyo Co., Ltd.).

【0029】<透過性能の測定>本発明における透過性
能は、一般に人工腎臓の性能評価で用いられるクリアラ
ンスで表わし、概略は次の通りである。ある溶質の人工
腎臓の血液側の入口濃度をCBi、出口濃度をCBo、透析
液側の入口濃度をCDi、人工腎臓の血液側の入口流量を
QBi、出口流量をQBoとすると次式で表わされる。
<Measurement of Permeability> The permeation performance in the present invention is generally represented by the clearance used in the performance evaluation of artificial kidneys, and is summarized as follows. Let CBi be the blood-side inlet concentration of a certain solute, CBo be the outlet concentration, CDi be the dialysate-side inlet concentration, QBi be the blood-side inlet flow rate of the artificial kidney, and QBo be the outlet flow rate. .

【0030】クリアランス=(QBi×CBi−QBo×CB
o)/(CBi−CDi) 尿素や無機リンについて、この方法で透過性能を評価す
る。
Clearance = (QBi × CBi−QBo × CB
o) / (CBi-CDi) With respect to urea and inorganic phosphorus, the permeation performance is evaluated by this method.

【0031】実施例1 グリニア試薬で重合したアイソタクチック(以下iso-と
略)ポリメチルメタクリレート(以下PMMAと略)6
00部と、通常のラジカル重合で作成したメタクリル酸
メチルとp-スチレンスルホン酸ナトリウム(p-SSS )と
の共重合体(p-SSS:2.8mol%)2448部,およびラジカ
ル重合によるシンジオタクチック(以下syn-と略)PM
MA550部をジメチルスルホキシド(以下DMSOと
略)16400部に110℃で溶解して粘度563ポイ
ズの紡糸原液を得た。この原液を外径0.65φ、内径
0.25φの環状スリット型口金から110℃で2.4
g/minの割合で吐出し、乾式長8mmで水からなる40℃
の凝固浴に導いた。さらに水洗、グリセリン置換を行な
い、中空糸束を採取した。この中空糸の内径は211μ
m 、膜厚38μm であり、さらに外径範囲RODは12μ
m と中空糸寸法むらの少ないことが示された。この中空
糸膜の透水性は66 mL/hr/mmHg/m2 であった。この束
から、膜面積1.7m2 のモジュールを作成し、洗浄お
よびγ線滅菌を行なって、透過性能を評価をした。その
結果、尿素および無機リンのクリアランスはQBi200
mL/minにおいて、193mL/minおよび171mL/minと高
い性能を示した。
Example 1 Isotactic (hereinafter abbreviated as iso-) polymethyl methacrylate (hereinafter abbreviated as PMMA) polymerized with a Grineer reagent 6
00 parts, a copolymer of methyl methacrylate and sodium p-styrenesulfonate (p-SSS) prepared by ordinary radical polymerization (p-SSS: 2.8 mol%) 2448 parts, and syndiotactic by radical polymerization (Abbreviated as syn-) PM
550 parts of MA was dissolved in 16400 parts of dimethyl sulfoxide (hereinafter abbreviated as DMSO) at 110 ° C. to obtain a spinning dope having a viscosity of 563 poise. This stock solution was put into a ring slit type die with an outer diameter of 0.65φ and an inner diameter of 0.25φ at 2.4 ° C at 110 ° C.
Discharge at a rate of g / min, dry length 8 mm, and water consisting of 40 ° C
Led to the coagulation bath. Further, washing with water and replacement with glycerin were performed to collect a hollow fiber bundle. The inner diameter of this hollow fiber is 211μ
m, film thickness 38 μm, and outer diameter range ROD is 12 μm.
It was shown that there was little unevenness in m and hollow fiber dimensions. The water permeability of this hollow fiber membrane was 66 mL / hr / mmHg / m 2 . A module having a membrane area of 1.7 m 2 was prepared from this bundle, washed and γ-ray sterilized to evaluate the permeation performance. As a result, the clearance of urea and inorganic phosphorus was QBi200.
At mL / min, it showed high performance of 193 mL / min and 171 mL / min.

【0032】実施例2 iso-PMMA38部と、ラジカル重合によるsyn-PMM
A188部を、1275部のDMSOに105℃で溶解
し、粘度445ポイズの澄明な原液を得た。この原液を
用いて、実施例1と同様の方法を用いて、乾式長5mmで
紡糸を行ない、内径269μm 、膜厚36μm の中空糸
を得た。この中空糸の透水性は106 mL/hr/mmHg/
2 、牛血漿評価による蛋白透過性は±であり、高い透
水性にも拘らず、蛋白リークは認められなかった。
Example 2 38 parts of iso-PMMA and syn-PMM by radical polymerization
A188 parts were dissolved in 1275 parts DMSO at 105 ° C. to give a clear stock solution with a viscosity of 445 poise. Using this stock solution, in the same manner as in Example 1, spinning was carried out with a dry length of 5 mm to obtain a hollow fiber having an inner diameter of 269 μm and a film thickness of 36 μm. The water permeability of this hollow fiber is 106 mL / hr / mmHg /
m 2 and protein permeability of bovine plasma were ±, and no protein leak was observed in spite of high water permeability.

【0033】比較例1 実施例1で示したと同様の紡糸原液を用いて、乾式長4
50mm、12℃の冷風で、冷却ゲル化を行なって、中空
糸束を得た。中空糸膜の透水性は48 mL/hr/mmHg/m2
と、好ましい値を示したが、中空糸寸法はむらが大きす
ぎたため、平均内径を160μm 以上にはできず、血液
浄化用モジュールとしては使用できなかった。
Comparative Example 1 Using the same spinning dope as shown in Example 1, a dry length of 4 was obtained.
Cooling gelation was carried out with cold air of 50 mm and 12 ° C. to obtain a hollow fiber bundle. The water permeability of the hollow fiber membrane is 48 mL / hr / mmHg / m 2
However, the average inner diameter could not be 160 μm or more, and the hollow fiber could not be used as a blood purification module because the hollow fiber size was too uneven.

【0034】比較例2 実施例2と同様に、iso-PMMAを880部、syn-PM
MAを4400部、DMSOを16720部で溶解し紡
糸原液を調製した。この原液を用いて、比較例1と同様
の方法にしたがって、乾式長450mmで、15℃の冷風
による冷却ゲル化紡糸を行なった。得られた中空糸の透
水性は52 mL/hr/mmHg/m2 で、寸法ムラも若干少ない
ものであったが、牛血漿評価による蛋白透過性が++であ
り、蛋白リークが認められた。
Comparative Example 2 As in Example 2, 880 parts of iso-PMMA, syn-PM
A stock solution for spinning was prepared by dissolving 4400 parts of MA and 16720 parts of DMSO. Using this stock solution, according to the same method as in Comparative Example 1, a dry gel length of 450 mm and cooling gelation spinning with cold air of 15 ° C. were performed. The water permeability of the obtained hollow fiber was 52 mL / hr / mmHg / m 2 and the dimensional unevenness was slightly small, but the protein permeability was ++ as evaluated by bovine plasma and protein leak was observed. .

【0035】実施例3 メチルメタクリレート(以下MMAと略)とポリエチレ
ングリコール部の平均重合度が90であるメトキシポリ
エチレングリコールメタクリレート(以下MPEGと
略)と酢酸ビニル(以下VAcと略)をアゾビスジメチ
ルバレロニトリルを開始剤を用いて通常のラジカル共重
合を行ない親水性ポリマを得た。NMRで共重合成分の
組成を確認したところMMA,MPEG,VAcの重量
組成比は36、36、28重量パーセントであった。こ
の親水性ポリマ42部とiso-PMMA70部、ラジカル
重合による平均分子量40万のsyn-PMMA98部、通
常のラジカル重合で作成したメタクリル酸メチルとp-ス
チレンスルホン酸ナトリウム(p-SSS )との共重合体(p
-SSS:1.5mol% 、平均分子量50万) 252部とを13
77部のDMSOに105℃で溶解し、粘度523ポイ
ズの澄明な原液を得た。この原液を用いて、実施例1と
同様の方法を用いて、乾式長4mmで紡糸を行ない、内径
214μm 、膜厚36μm の中空糸を得た。この中空糸
の透水性は75mL/hr/mmHg/m2 、牛血漿評価による蛋
白透過性は±であり、高い透水性にも拘らず、蛋白リー
クは認められなかった。この束から、膜面積0.2m2
のモジュールを作成し、洗浄およびγ線滅菌を行なっ
て、透過性能を評価をした。その結果、尿素および無機
リンのクリアランスはQBi =50mL/minにおいて47
mL/minおよび39mL/minと高い性能を示した。
Example 3 Methyl methacrylate (hereinafter abbreviated as MMA), methoxy polyethylene glycol methacrylate (hereinafter abbreviated as MPEG) having an average degree of polymerization of polyethylene glycol of 90 and vinyl acetate (hereinafter abbreviated as VAc) were added to azobisdimethyl valero. Ordinary radical copolymerization was carried out using nitrile as an initiator to obtain a hydrophilic polymer. When the composition of the copolymerization component was confirmed by NMR, the weight composition ratio of MMA, MPEG and VAc was 36, 36 and 28 weight percent. 42 parts of this hydrophilic polymer and 70 parts of iso-PMMA, 98 parts of syn-PMMA having an average molecular weight of 400,000 by radical polymerization, methyl methacrylate prepared by ordinary radical polymerization and sodium p-styrenesulfonate (p-SSS) Polymer (p
-SSS: 1.5mol%, average molecular weight 500,000) 252 parts and 13
It was dissolved in 77 parts of DMSO at 105 ° C. to obtain a clear stock solution having a viscosity of 523 poise. Using this stock solution, in the same manner as in Example 1, spinning was performed with a dry length of 4 mm to obtain a hollow fiber having an inner diameter of 214 μm and a film thickness of 36 μm. The water permeability of this hollow fiber was 75 mL / hr / mmHg / m 2 , and the protein permeability by bovine plasma evaluation was ±. Despite the high water permeability, no protein leak was observed. From this bundle, the membrane area 0.2 m 2
The module was prepared, washed, and γ-ray sterilized to evaluate the permeation performance. As a result, the clearance of urea and inorganic phosphorus was 47 at QBi = 50 mL / min.
It showed high performance at mL / min and 39 mL / min.

【0036】比較例3 実施例3で示したと同様の紡糸原液を用いて、乾式長1
90mmで、13℃の冷風で、冷却ゲル化を行なって、中
空糸束を得た。中空糸膜の透水性は73 mL/hr/mmHg/m
2 と、好ましい値を示したが、牛血漿評価による蛋白透
過性が+++ であり、蛋白リークが認められた。
Comparative Example 3 Using a spinning dope as described in Example 3, a dry length of 1 was used.
A hollow fiber bundle was obtained by cooling gelation with 90 mm and cold air at 13 ° C. Water permeability of hollow fiber membrane is 73 mL / hr / mmHg / m
The preferred value was 2 , but the protein permeability was +++ as evaluated by bovine plasma, and protein leak was observed.

【0037】実施例4 実施例3の親水性ポリマ42部とiso-PMMA70部
と、ラジカル重合による平均分子量140万のsyn-PM
MA56部、通常のラジカル重合で作成したメタクリル
酸メチルとp-スチレンスルホン酸ナトリウム(p-SSS )
との共重合体(p-SSS:1.5mol% 、平均分子量140万)
252部とを1377部のDMSOに105℃で溶解
し、粘度2548ポイズの澄明な原液を得た。この原液
を用いて、実施例1と同様の方法を用いて、乾式長12
mmで紡糸を行ない、内径197μm 、膜厚37μm の中
空糸を得た。この中空糸の透水性は56 mL/hr/mmHg/m
2 、牛血漿評価による蛋白透過性は−であり、蛋白リー
クは認められなかった。
Example 4 42 parts of the hydrophilic polymer of Example 3 and 70 parts of iso-PMMA, and syn-PM having an average molecular weight of 1.4 million by radical polymerization.
MA 56 parts, methyl methacrylate prepared by conventional radical polymerization and sodium p-styrenesulfonate (p-SSS)
Copolymer with (p-SSS: 1.5mol%, average molecular weight 1.4 million)
252 parts and 1377 parts of DMSO were dissolved at 105 ° C. to obtain a clear stock solution having a viscosity of 2548 poise. Using this stock solution, a dry length of 12 was obtained in the same manner as in Example 1.
Spinning was performed at a thickness of mm to obtain a hollow fiber having an inner diameter of 197 μm and a film thickness of 37 μm. The water permeability of this hollow fiber is 56 mL / hr / mmHg / m.
2. The protein permeability of the bovine plasma was negative and no protein leak was observed.

【0038】[0038]

【発明の効果】本発明によれば、優れた溶質透過性・分
画性能を有しながら、製膜性が保持できないため採用で
きなかった原液条件でも、安定した製膜が可能となる。
さらに優れた生体適合性を付与するための種々のポリマ
ー素材修飾や、官能基の導入などを容易にする。このよ
うにして得られた膜は、医療分野はもちろん一般産業用
途にも適用でき、その利用範囲を拡大できる。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, it is possible to form a stable film even under undiluted conditions that could not be adopted because the film forming property cannot be maintained while having excellent solute permeability and fractionation performance.
It facilitates modification of various polymer materials and introduction of functional groups for imparting excellent biocompatibility. The membrane thus obtained can be applied not only to the medical field but also to general industrial applications, and its application range can be expanded.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅谷 博之 滋賀県大津市園山1丁目1番1号 東レ株 式会社滋賀事業場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hiroyuki Sugaya 1-1-1, Sonoyama, Otsu City, Shiga Prefecture Toray Co., Ltd. Shiga Plant

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】温度変化によってゾル−ゲル変化を示す高
分子−溶媒混合液を含む紡糸原液を、口金孔内に中空管
を有する環状オリフィスからなる口金から、その中空部
に空気または不活性気体を注入しつつ、空気中もしくは
不活性気体中に吐き出し、次いで、該吐出糸条を液浴中
に導いて冷却ゲル化させることを特徴とする中空糸膜の
製造方法。
1. A spinning dope containing a polymer-solvent mixture which exhibits a sol-gel change due to temperature change is fed from a spinneret consisting of an annular orifice having a hollow tube inside the spinneret to air or inert gas in the hollow part. A method for producing a hollow fiber membrane, which comprises discharging gas into air or an inert gas while injecting the gas, and then introducing the discharged yarn into a liquid bath for gelation by cooling.
【請求項2】該口金の下面から、液浴までの長さが1mm
以上、30mm以下であることを特徴とする請求項1記載
の中空糸膜の製造方法。
2. The length from the lower surface of the die to the liquid bath is 1 mm.
The method for producing a hollow fiber membrane according to claim 1, wherein the length is 30 mm or less.
【請求項3】該高分子−溶媒混合液において、該高分子
が、アイソタクチックポリメチルメタクリレート(I)
とシンジオタクチックポリメチルメタクリレート(S)
とからなり、かつ、その割合(I/S)が0.1以上、
10以下の範囲にあることを特徴とする請求項1または
請求項2記載の中空糸膜の製造方法。
3. The polymer-solvent mixture, wherein the polymer is isotactic polymethylmethacrylate (I).
And syndiotactic polymethylmethacrylate (S)
And the ratio (I / S) is 0.1 or more,
It is in the range of 10 or less, The manufacturing method of the hollow fiber membrane of Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned.
【請求項4】該吐出糸条を冷却ゲル化させる液浴が、凝
固浴であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の中空糸膜の製造方法。
4. The liquid bath for cooling and gelling the discharged yarn is a coagulating bath.
A method for producing a hollow fiber membrane according to item.
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