JPS5949806A - セルロースエステル系中空糸状分離膜 - Google Patents

セルロースエステル系中空糸状分離膜

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JPS5949806A
JPS5949806A JP15805782A JP15805782A JPS5949806A JP S5949806 A JPS5949806 A JP S5949806A JP 15805782 A JP15805782 A JP 15805782A JP 15805782 A JP15805782 A JP 15805782A JP S5949806 A JPS5949806 A JP S5949806A
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glycerin
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melt
hollow
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曽我 宏治
Shohei Kamishiro
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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】 本発明は限夕I濾過、送析等の隔膜分際に使用し得る膜
、特に血液透析Vr、適−する中空を偉維膜およびその
製造方法に関−するもので力する。
本発明の目的は透析性、I11過汁能、生体適合性およ
び物性の優れた中空線側を膜を提倶することである。近
年血液透1ノ1療法のヱ1:?に伴い、透析器に要求さ
れる特性も多岐V二対り、性能1品質、安全性についc
 14々の改善ソI−,r47されて(・る。
しかし、現行の透析器の機能(」、生体腎の持つ多彩な
諸機能のうち、小5)−3’ )=i物ηを中心どする
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f慢M;小児全がHifIi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
ュラ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(−1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っており、生体系球体のt5過に
よる物質除去の原理と基本的に異1.(るものである。
このため現行の透析膜では、分子長500以上の物質(
いわゆる中高分子量物51r)の除去能力が極めて低く
、これらの除去され1よい物質の貯留が透析療法では改
善されない尿彷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H
 F(Homof i 1 trat ton )およ
びHDF (Hemodiafil−tratlon 
)の!irLい透析療法による効果が注目されて〜・る
。HFおよびHDIi’ 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った分子量500〜1400の物質
の除去、更には。
分+* 1400〜0万の高分子M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S効
果が認めらft 4’lr I−い透析療法として注目
されている。
これらのHF”およびII)Fにイリ1川される透析膜
の特性は、限外lコ過ノ侍住が(It米の2〜5ml/
rrt −mmIIg ・Hr K比較して8〜40 
+n//’m・ymll17・Hr ど畠い水準が要求
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1d物質の透過性が必四とされる。
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
性の優れた選択祷過性セルロースエステル系中空繊維を
提供才ろものである。
従来から行なわれている透過性をイjするセルロースエ
ステル中空繊維の1t′!遣方法に、特公昭44−14
215号の公報に開示された0J1・1゛λ剤を含有し
たセルロースエステルfJ1成物からハC5−を形成し
、次いで可塑剤を抽出することνこ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、求婚過1′1.を」二げるには1.Fr己・圧力を
必1話とし、かつ溶質透過性は実Tj的1心・。
水透過性を上げるための技術として、特開昭50−11
2511号、同50−112512月ではセルロ−スエ
ステルとポリエチレングリコールとを混合し、溜部1紡
糸し得られた中空繊維をアルカリ性水溶液で処理し5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11生セルp−スと−する製法を記載し
ているつぐ− この方7ノミでは、セルロースエステルσつも11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G性を失なわず高い求婚3(・h性を有する中空
fa維を製ブhする方法としては、特開1tr(54−
4242θ号公報にセルロースエステル。
ポリエチレングリフール及びグリセリンからなる均−i
11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℃・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IEをlj、!j JI:、 L、二1、l
、−腸σ)透過性能も改善する作用をイ1オー乙)もθ
) ”C+b、る。この製法により水jl :il’!
 (′I〆+′=Fa 2プr ’v・1. ti n
11./ )n’ −mm1g・hrを有する中’、F
 P 1ft: fizイ1Fらit、 7.と、:I
: 載さう]ているプ」t、高い求婚鍋4′1をイ14
゛イ)中う+’p4(It、 4ffを容易に製造する
には、グ11中リンET、’)も′−) i+I述σ、
)作用効果は充分満足−4−るもσ)T” フx 1.
・嘩以上フ水ヘタ如<、a乙/l/ 0 7% ”’ 
、X ’)’ /1□ ’/’ rf: M11!紡糸
によってプ′!4択透〕1!%4’l・σ)とり1l(
)1、い二対1ろふ過性の高い中4! pq titを
1i目的に容易に!!i、” J青−する方法をイ春)
ろべく仲々の凶着力(鍼ノス〔コ1てぎた。
本発明は従来の溶融紡糸1・1−よ−) ”Cl:# 
G)ねフ、(力・つた高い水透過性を崩し、かつ5トf
1’i’t I 400〜10万の中高分子量セフ1ク
I4〜モ1冒支1、ニフ11〈Σ、f、 、’14八セ
1を廟〜4−るセルロースエステル中?、−繊維を沖1
1造J: 49中、可動ゼ1.操作性をよりl、、、 
、 IT、条約に、¥iとb絆2集り造する方法につい
て鋭意仙”、+、、 j、た#l’+ 44.:、→に
)【・ロースエステルと多価アルツーtL−:jt; 
、1: 7−’グ1ノI!リン誘導体(グリセリン又は
少:’I: (とも−%、Q ;+(;がプリセリンか
らなるボリエ・−プル群かI、+ >iJ tイれた少
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、α味で使用する2、)を有するセルロース壬、ス
テルtrt放物が」一連した目的に光分かブfうことを
見出して本発明に到達した。
−4−1:cわち、本発明は限外t1過係数K UF 
Rが8〜40 ml/ m’・芦111g・Srであり
、廂漿蛋白の透過阻止率88チ1ス上であり、かつ血漿
アルブミンの透過阻止率90係以上であることをl(ギ
徴と一才るセルロースゴス戸ル系中空繊維である。
そして本発明方法は、セルロースニスデル。
1ドエスプルに対]−゛〔可塑作用のある水溶性多価ア
ルコールおよびグリセリン誘導体とから1fるS[+放
物を、中空繊維状に溶融紡糸し、しかる後該多価アルコ
ールと該グリセリン誘導体とを80〜99℃の高温水系
溶液で抽出処理することを11イ徴とする選択透過性セ
ルロースエステル系中空繊維の製造方法である1、 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i、14イF %’l ’(F ii;、 2)。
セルロースニスう一ルに=+tl L−’(1’ Hf
j(ジノ化作用のあル水1’l 性Qj−価アルコー/
lと(i、ニーL Lユ、′りIIコール、ブOピレン
〃リコール、う1フメチレング リ ′:5− ル 、
  ボ リ エ −1’  l/  L] 〃  リ 
コ −−ル 9.ト  リ フロピレンゲリコールのJ
l:ill自イ4フ(’ L’) 71’ Kこれらの
混合物で力・る1、 2価アルコールの重合体を月1いる”:96目、その分
子用は2000以−1・の本tj)、j、リフf寸しく
け約100〜10000本のでちつ”(,2000ヲ超
えろものは、セル「1−スコース1−ルに対(−テ可塑
化作用が著しく低下するため、A・発明に用いることは
出来ない。グリセリン’ uy9 i’7体で少〕しく
とも一残基がクリセリンがらなろポリー℃−デル群とは
グリセリンの水酸」−・と:r−1−レンゲリコール、
フロピレンゲリコール、ポリ℃゛f−レンゲリコール、
ボリア0ビレ/クリコール又はエチi/ングリコール、
フaピレンクリコールの共5T1.。
合体と水酸穴との脱水反応(r−よってイ1)らねろc
l乏式 %式%( ただし、R,、R,、l七、はHまたはCI。
a、b、cは0又は整斂であって l≦a 十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−1!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。
本す1)明に適用し得るポリエーテルの分−子駄は」二
記に示した範囲で、r)す、これを超える分子光では多
価アルコールのもつセルロースニスデルに対する可塑化
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
ej−スエステル100部に対して、多価アルコール(
X)およびグリセリン誹2.す体(Y′lとの合計54
が70〜200重量部殊に次式で示され、0如き割合で
混合したものである。
70≦X+Y≦2oo(i) 60≦X≦140+1i1 但しX:可塑化作用σ)ある多+1lllノ/1.=」
  ノ110 ≦Y ≦、80    (曲 Y : 〃  リ  −セ  リ  ン 、Iνう 導
 イ(。
このような混合割冶をもつイ・11成物(土、中空子す
維を得ろための公知の溶融紡糸方i)−で所望の形状を
もった14円件の1膏すfノ(中’□(、(、、N+、
 741(’Q;安定し2て長時間紡糸することカーで
二〉イ)3、これに9・jし、」2813式IA’−:
t6 (’−(クリ−し・リンを匙う4体を10重偏部
未満とパ4イ)とn’t 111i!粘度の温度に対す
る依存性が著しく太きく7(す、わ4′かの温度差より
溶融粘度が太で(変化−4ろことがら女定して紡糸ずろ
ことは困即(Ci、cろ。
また、グリセリン誘導体を80市量B((」フ」ニレこ
すると多価アルコールのもつ+ji塑件11−弱めC)
れ、紡糸時に19i糸が発生し昼く、えた多価アルコー
ルとグリセリン誘導体がc代3118カに析出力n1[
シ、抽出処理後の繊維の溶j4に7・1する分画Its
性を1tlう。
このセルロースエステル+ 多価7′/l/ :x −
tし36よびグ11セ1)ン誘導体から1よる組成物を
紡糸し、中望繊X+aから所望の除水性能および物a透
過性を発が(1もりξることか、この発明の主要な16
1分であって、セル【ツースニスデル、多価アルコール
およびグリセ11)誘導体三成分間の組成と、この組成
に基く中りそ糸膜の形成にオ・55ところが大きい。
声II成物中にグリセリン誘導体が少フフい場合、セル
ロ−スエステル番(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1ノベルでみて
ほとんど均一な組成物となる。
1、たがって抽出処理をし”〔も所望の透過性ヲ1.発
現1..ない。
しか2)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tlJL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しこよ
って、セルロースエステルに対する見掛は上の親和性が
弱められることIc l’zリセル1−スエステルト多
価アルコールどダリセリン誘導体混合物との間でミクロ
相分#構造が生ずる。
一方グリセリン誘導イネσ月、j′11j(プ]−一こ
(iiilの1眼より小さく、かつ/または、呪1価ア
ノ1 +−ルのr1度が式(11)の上限より大7′!
シ・、1“j1イ1は、ζクロ4l1分直が不足となる
う又4′リセリン、・ち樹体(に3度が式(tii+の
上限よI]大きく、かつ/庄こは、多価アルコールσ)
濃度が式(11)の下限、)、り小さいjA合、多価7
ルコー/l/、//!リーM IJ 7 i1′)4樽
イ木it’、 q1勿f1’+、ミクt:+相分離して
安定に存在しえfC< 7’、(’、’ 、應紐壁り)
側ににじみでてきて好′lj 1. < 1.rい。
従って一1的、f′を的どもB/I−;肖門、ノ(ミ〃
a相分内1を構造をもつ中空繊維を更に後述・4る方法
において高温の水系溶液で抽出処(11!す;′)こ、
lにより1ぐす1.た選択透過性を発現す4)ことがで
さろっセルロースエステル系組成%J let、150
〜250℃に加熱、混合することにより1句I]な混合
物として得られる。r、業的にはルータ−型押出機によ
るのが好ま1. ℃・。組成物の溶融紡糸は公刊の方法
、たとえばルー〃−型押出1−紡糸イ幾に二戸管型ロ金
をつげ、内口に不活性ノJス、空気ブjどを、昇口から
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1ル11紡糸に、t: l)得た中空繊維を公知の方
法、すなわちセル「J−スコ:ステルに対して非溶媒で
ある水系ff?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S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 ゛にで
多価アルコール、グリセリン誘導体を抽出ダい1li−
J′ろことl/LF、り所望の物)IA透;+、゛x性
及び限外11′I過性能を得るものである。このよ5°
な水系溶j1Mの処理温度を高温で行うことにより中空
糸膜に大ぎい透過性を発現せしめて得る機溝につい′〔
け、セルロースエステル分子の高温水系溶液処理時の凝
果に起因し【いるものと推定されろ、1 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。もりともそれだけでは分
子[11,数万の分子1.ニーの中J’jJ分子量物質
の透過性は十分て八く、所+’4Jの分画す1゛性をも
つ中空繊維はイ5)らねlrい。
一方高温で抽出処理すること6利、1、す、分画石性の
優れた本のがY!) l”) tlる1、こ→1.目1
、処JI!!温度が高くなると水系溶液0)膨潤−(t
: jTl’(1’+・用カーjt′r太シ1、同時に
セルロースエスラ冒l−丹子の熱yp i!!!1も活
発化するため、抽出り−1、理時依イバ4)子1.1お
」こび低エステル化度分子が移行1−べ・′4−り、低
分子η;および低エステル化度分子の511傍で分子量
φの充填の紳な部分を生じるためと4tb 8pされる
しか12、J11+ t1口Ili、理温バ1が+ 0
0 ′(:を)1/(えると1−条約な製造髪4エネル
火゛−消イシ、抽出十段σン高温高圧化txどの点から
不、111と)+、ノ〕′)。
本発明は、鋭意努力(また結果、ポリマーi+を成およ
び抽出温度条件を組合4ト乙・ことW−、tす、中高分
子量物質の分画特性の優邊またセルロースエステル系中
空繊維およびその)(“(遣方7ノミに成功したもので
ある。
本発明によって得られろセルlff’−スエスアル中空
繊維は優れた選択透過性を有し、医療9食品]−業、排
水処惺などの分野に用いス)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〜・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って例示する1、実施例 ffp化度55.0 %のセルロースジアーヒテートフ
レークスを粉砕機により粉末となし、この粉末100重
−「に部に分子量400のポリニープレングリコールと
表I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
C50℃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〃′−凰抽出機により150〜200℃で溶
融し押出しカットしてチップとプ工した。。
これを乾燥機で水分0.5チj−J、下畝l、(るまで
乾燥した。この乾燥千ツブを二yl管)liす1.、l
 6:な(liえた溶融紡糸機K 、l ’llilj
 ’Eiハ’l r−J全の内口より望素ガス、り10
から溶融物を1 ? 5 ’Cσ)紡糸温バ(で押出し
て、中空fN雑に溶融r11糸したいイれも可紡性は良
好で容易に捲取る・−どができた、1引続いて得られた
中空繊維を90〜9t℃の熱水溶液中に15秒、55℃
σ)温水m中に6秒、次いで45’%グリセリン濱中鞍
55’C(:+s秒と連続的に浸漬して、中=? tJ
’r #(lよりポリエイ−レンゲリコール七よびポリ
ニー−2ル2.−抽出しセルrJ−スジアセテ−)中空
繊に41を14)ブー。
中空繊維の水透過性と分子IBj分画(1°を測定する
ため200本の繊維を束ねて両QffJ f、−熱硬化
性ウレタン樹脂で固定したモジュールを作り、次の方法
で水透過性おトび分子Il1分画牛1I性および血漿蛋
白、血漿アルブミ7 ul ;Q :l(!4性を測定
(5た。
l)水透過性はモジュールレし水を充、tj(L、その
一端を密閉し他端に水滴15た14盛伺カー、7ス竹を
付して、1100p11にカラ子′1臂中の水量を加圧
し、ガラス管中を降下する水面の速度を25℃で測定し
、at/ m ・xllg・lIr単位で繊m壁を透過
する水の量を測定した。
2)分子量分画性の測定 分子量分両性の1illl 9はイヌリン(分、Ir5
.000 )テキスト9ン平均分子量1万および4万の
各水溶液(37°C)を該中空繊持を組込んだモジュー
ルに1s o mm11gの加圧下で200m//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
度と原液の濃度がらT閉式で透過率を算出した。
血漿蛋白、血漿アル7′ミンリ透過阻止率の測定は新鮮
豚血な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
の浸度から上記式で透過率を算出しく10〇−透過率)
より透過阻止車を求めた。得られた結果を表1に示す。
本発明に対する比較1ullとして、実が11例1〜5
と同様の方法によ1)、セル(フースジγセテ−1と分
子量400のポリエチレンカリコ“−ルの混合物および
セルM  ’7;’ ”/’セー・−11ポリエチレン
グリコールのγ1も合11:りおよ7)I−ノ1rj−
スジアセテート、ポリエチレングリコール(3)子隅4
00)とグリセリンの混合物かl’) lx、る中空繊
維をつくり、その可動(1を睨、る3しともに、水透過
性および中高分子量物タフ(の分画特性I−訓定算出し
た。その結果を表II V示−1、表に示した如く、本
発明の方法によって得られた中空線Itlの実施例1〜
5は比較例1〜5に比$21.て、水透過性および分(
−# 5.000〜7万の範囲での中高分子は物質の分
画特性はいずれも5j it 1いることが明らかでホ
)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((記載の可動件不良とは曳糸
性のある温度域が狭小で、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
著しく田畑であることを示す。
手続補正書 昭和57年11月Y日 特許庁長官殿 1、事件の表示 特願昭  57−158057   号2、発明の名称 3 補正をする者 事件との関係  特r[出願人 大阪市東区南本町1丁口11番地 (300)帝人株式会社 代表と  徳  末  知  ノぐ 5 補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)限外r過係数KuPRがs 〜4 o *4/i・
    −19・Ilrであり血漿蛋白の透過阻止率が88チ以
    上であり、かつ血漿アルブミンの透過阻止率が90%以
    1であることを特徴とするセルロースエステル系中空繊
    維。 2)セルロースエステル100声景部とta+可塑化作
    用のある水溶性多価アルコール及び(blグリセリン誘
    導体の合計M7o〜2110重量部とを含む混合物を中
    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を特徴とする選択透過性セル
    ロースエステル系中空繊維の製造方法、。 3)特許請求の範囲第2項に記載のグリセリン綿導体は
    グリセリン又は少なくとも一残基がグリセリンからIぶ
    るポリエーテルl’rを含むことを特徴とする選択透過
    性−1乞ル11−スエステル系中空威訂Fの製造方法、
    。 4) グリセリン閘導体がルイ11え2乃至1()のポ
    リグリセリンである’t′lr ir請求の範囲t■2
    項又は第3項記載の選択透過性セルロースエステル系中
    空繊維の製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPH0362447B2 (ja) 1991-09-26

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