SE428221B - HALFIBER OF CELLULOSA ACETATE AND WAY TO MAKE IT - Google Patents

HALFIBER OF CELLULOSA ACETATE AND WAY TO MAKE IT

Info

Publication number
SE428221B
SE428221B SE7807516A SE7807516A SE428221B SE 428221 B SE428221 B SE 428221B SE 7807516 A SE7807516 A SE 7807516A SE 7807516 A SE7807516 A SE 7807516A SE 428221 B SE428221 B SE 428221B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
fibers
fiber
cellulose acetate
range
weight
Prior art date
Application number
SE7807516A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE7807516L (en
Inventor
M J Kell
R D Mahoney
Original Assignee
Cordis Dow Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cordis Dow Corp filed Critical Cordis Dow Corp
Publication of SE7807516L publication Critical patent/SE7807516L/en
Publication of SE428221B publication Critical patent/SE428221B/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D71/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06Organic material
    • B01D71/08Polysaccharides
    • B01D71/12Cellulose derivatives
    • B01D71/14Esters of organic acids
    • B01D71/16Cellulose acetate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0023Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
    • B01D67/0025Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by mechanical treatment, e.g. pore-stretching
    • B01D67/0027Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by mechanical treatment, e.g. pore-stretching by stretching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D67/00Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0002Organic membrane manufacture
    • B01D67/0023Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
    • B01D67/003Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by selective elimination of components, e.g. by leaching
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • B01D69/081Hollow fibre membranes characterised by the fibre diameter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D69/00Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/08Hollow fibre membranes
    • B01D69/087Details relating to the spinning process
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/24Formation of filaments, threads, or the like with a hollow structure; Spinnerette packs therefor
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F2/00Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof
    • D01F2/24Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from cellulose derivatives
    • D01F2/28Monocomponent artificial filaments or the like of cellulose or cellulose derivatives; Manufacture thereof from cellulose derivatives from organic cellulose esters or ethers, e.g. cellulose acetate
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2325/00Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/20Specific permeability or cut-off range

Abstract

The invention provides cellulose acetate hollow fibers suitable for use in artificial kidneys which provide superior water and solute clearances. The cellulose acetate hollow fibers of this invention may be made from a molten mixture of 41-50% cellulose acetate, 30-57% polyethylene glycol (MW150-600) and 2-20% glycerine, the resultant fibers being cold drawn by 2-20% and then leached to remove the polyethylene glycol and glycerine. The hollow fibers of the invention have an internal diameter of 100 to 350 microns, a wall thickness of 20 to 60 microns, and ultra-filtration coefficient of 2 to 6 millilitres per hour per square meter per millimeter of mercury and a urea coefficient of 0.015 to 0.045 centimeters per minute.

Description

?so7s1e-5 10 15 20 25 30 .35 2 ning i konstgjorda njurar. Ett treårs projekt av denna typ, med huvudsyftet att utveckla en konstgjord njure baserad på cellulosaacetathålfibrer, leddes av The Dow Chemical Company, Western Division Research Laboratories under perioden 1971-1973, under NIH Contract No 70-2302. ? so7s1e-5 10 15 20 25 30 .35 2 ning in artificial kidneys. A three-year project of this type, with the main purpose of developing an artificial kidney based on cellulose acetate hollow fibers, was led by The Dow Chemical Company, Western Division Research Laboratories during the period 1971-1973, under NIH Contract No. 70-2302.

Under detta projektarbete framställdes cellulosaacetat- fibrer genom smältspinning av en blandning av cellulosa- acetat och trietylenglykol, och några av de erhållna I fibrerna införlivades i konstgjorda njurar och testades kliniskt vid hemodialys. De under detta projekt fram- , ställda bästa konstgjorda njurarna var framgångsrika 1 så måtte att de hade en säker funktion vid dialys av ett-antal testpatienter i en klinik, men deras trans- portegenskaper för avlägsnande av vatten och låg mole- kylvikt uppvisande substanser, såsom urea och kreatinin a var icke så gynnsamma som vid konstgjorda njurar, som vid den tiden var tillgängliga och som innefattade cel- jlulosahålfibrer. Problemet med dessa njurar var att vat- tenbortföringshastigheterna var alltför höga och att för- hållandet mellan bortföringarna av i blod lösta substanser och vatten var alltför lågt, varför projektet gavs.upp.During this project work, cellulose acetate fibers were prepared by melt spinning a mixture of cellulose acetate and triethylene glycol, and some of the I fibers obtained were incorporated into artificial kidneys and clinically tested by hemodialysis. The best artificial kidneys produced during this project were successful in that they had a safe function in the dialysis of a number of test patients in a clinic, but their transport properties for removing water and low molecular weight exhibiting substances, such as urea and creatinine α were not as favorable as in artificial kidneys available at the time, which included cellulose hollow fibers. The problem with these kidneys was that the water removal rates were too high and that the ratio between the removal of blood-soluble substances and water was too low, which is why the project gave up.

Sedan början på 1970-talet, då konstgjorda njurar med hålfibrer först kommersialiserades av Cordis Dow Corp; i USA, har hålfibrerna för användning i sådana kommerisella-konstgjorda njurar uteslutande bestått av. cellulosafibrer. Dessa fibrer har utgjort produkten från kopparammoniumprocessen enligt US-PS 3 546 209. Ehuru cellulosahålfibrer har accepterats på en stor marknad såsom varande den bästa formen på semipermeabla membran för användning i konstgjorda njurar, känner fackkunska- pen till att det föreligger många återkommande produk- tionsproblem vid smältspinning av sådana fibrer och vid införlivandet av dem i läckfria konstgjorda njurar.Since the early 1970s, when artificial kidneys with hollow fibers were first commercialized by Cordis Dow Corp; in the United States, the hollow fibers for use in such commercial artificial kidneys have consisted exclusively of. cellulose fibers. These fibers have been the product of the copper ammonium process of U.S. Pat. No. 3,546,209. Although cellulosic hollow fibers have been widely accepted as the best form of semipermeable membrane for use in artificial kidneys, those skilled in the art know that there are many recurring production problems. by melt-spinning such fibers and by incorporating them into leak-proof artificial kidneys.

Exempelvis är fibrernas draghållfasthet relativt låg, och fiberbrott gör hanteringen under fiberbehandlingen och -hopsättningen till en dialyskammare såväl komplex som svår. Beroende på sådana svårigheter med kapillâra, cellulosafibrer föreligger det ett kontinuerligt behov 7807516-5 3 av sådana semipermeabla kapillärfibrer, som är billiga, lätta att smältspinna och vidarebearbeta till konst- gjorda njurar i kommersiell skala, och som har förmågan att avlägsna i blod lösta substanser såsom urea, krea- 5 tinin, urinsyra och vatten med hastigheter som är högre än vid för närvarande förekommande kapillära cellulosa- fibrer.For example, the tensile strength of the fibers is relatively low, and fiber breakage makes handling during fiber treatment and assembly into a dialysis chamber both complex and difficult. Due to such difficulties with capillary cellulose fibers, there is a continuing need for such semipermeable capillary fibers which are inexpensive, easy to melt spin and further process into artificial kidneys on a commercial scale, and which have the ability to remove blood solutes. such as urea, creatinine, uric acid and water at rates higher than currently present capillary cellulosic fibers.

Det främsta ändamålet med uppfinningen är att åstad- komma en sâdan ny cellulosaacetathâlfiber som är bättre l0 än de hittills kända cellulosaester- och cellulosahål- fibrerna genom att den har selektivt reglerbara permea- bilitetsegenskaper, som möjliggör tillverkning av konst- gjorda njurar med bättre "clearance"-värden med avseen- de på vatten och löst substans än de som kännetecknar för 15 närvarande kommersiella konstgjorda njurar innehållande cellulosahâlfibrer. Ett besläktat ändamål är att åstad- komma ett sätt för framställning av de förbättrade cel- lulosaacetatfibrerna enligt uppfinningen.The main object of the invention is to provide such a new cellulose acetate half-fiber which is better than the hitherto known cellulose ester and cellulose hollow fibers in that it has selectively controllable permeability properties which enable the production of artificial kidneys with better clearance. "values with respect to water and solids other than those which currently characterize commercial artificial kidneys containing cellulose half-fibers. A related object is to provide a method for producing the improved cellulose acetate fibers of the invention.

Uppfinningen skapar nya semipermeabla cellulosaace- 20 tathålfibrer, som har en kombination av permeabilitet- och "clearance"-egenskaper med avseende på vatten och i blod lösta substanser med mindre molekylvikt än ca l 400, vilka är variabla i förhållande till varandra och reglerbara för âstadkommande av optimerade opera- 25 tionsförhållanden vid användning i konstgjorda njurar för hemodialys. Optimala driftsförhållanden för en konst- gjord njure hänför sig till ett högt "clearance"-värde _ för i blod lösta slaggprodukter i förhållande till vat- tenbortföringshastigheten, varigenom möjliggöres blod- 30 rening på minimal tid.The invention creates novel semipermeable cellulosic acetate hollow fibers which have a combination of permeability and "clearance" properties with respect to water and blood-soluble substances of less than about 1400 molecular weight, which are variable relative to each other and controllable to achieve of optimized operating conditions when used in artificial kidneys for hemodialysis. Optimal operating conditions for an artificial kidney relate to a high "clearance" value - for blood-dissolved slag products in relation to the rate of water removal, thereby enabling blood purification in a minimum of time.

De nya fibrerna enligt uppfinningen framställs av en ny spinnsmälta-komposition. Tack vare denna komposition kan cellulosaacetat torrspinnas, kylas i luft och uppta- gas på rullar utan föregående lakning. Den nya spinn- 35 smälta-kompositionen innefattar en blandning av cellu- losaacetat och vissa proportioner av polyetylenglykol med en molekylvikt av ca 150-600 samt vissa proportioner av glycerin; denna komposition kan smältspinnas till hål- vsovsmk-is o 10 15 20 25 30 35 4 o fibrer, som är starkare och lättare att viåarêbearbeta till konstgjorda njurar än cellulosafibrer men trots" detta har en gynnsam kombination av egenskaper avseende permeabilitet för vatten och i blod lösta substanser; dessa permeabilitetsegenskaper förbättras och optimeras' ytterligare genom att utsätta de spunna fibrerna för' vissa övervakade processteg efter spinning. Dessa fib- rers permeabilitet kan varieras och regleras genom jus- tering av de relativa kvantiteterna av var och en av smältspinningskompositionens 3 beståndsdelar och optime- ring av förhâllandet mellan resultaten för "clearance"- -värdena för i blod lösta substanser med låg molekyl- k vikt och för vatten, när sådana kompositionsjusteringar utföres i samband med reglerad eller kontrollerad kyl- ning och en reglerad eller kontrollerad grad av kalldrag- ning, eller sträckning, av den spunna fibern omedelbart efter kylning och efter lakning från den spunna fibern av glycerin- eller polyetylenglykolbeståndsdelarna i den kylda fibern; Genom torrspinning i luft vid omgiv- ningstemperatur och korrekt kontroll av kalldragnings- graden samt genom omsorgsfullt val av mängderna av varje beståndsdel i smältspinnkompositionen är det möjligt att åstadkomma sådana cellulosaacetatfibrer, som har förval- da kombinationsegenskaper med avseende på "clearance" » och högre förhållanden mellan "clearance" med avseende på de lösta substanserna och "clearance" med avseende pâ vattnet, än de hittills kända cellulosaacetathålfibrer- na. ' cDet resulterande spektrat, eller familjen, av fib- rer utgör den förbättrade produkten enligt uppfinningen.The novel fibers of the invention are made from a novel spin melt composition. Thanks to this composition, cellulose acetate can be spun dry, cooled in air and taken up on rolls without prior leaching. The new spin-melt composition comprises a mixture of cellulose acetate and certain proportions of polyethylene glycol having a molecular weight of about 150-600 and certain proportions of glycerin; this composition can be melt-spun into semi-soft fibers and fibers which are stronger and easier to process into artificial kidneys than cellulosic fibers but nevertheless have a favorable combination of water and blood permeability properties. these permeability properties are further improved and optimized by subjecting the spun fibers to certain supervised process steps after spinning. The permeability of these fibers can be varied and controlled by adjusting the relative quantities of each of the 3 components of the melt spinning composition and optimizing the relationship between the results for the "clearance" values for low molecular weight blood-soluble substances and for water, when such compositional adjustments are made in connection with controlled or controlled cooling and a regulated or controlled degree of cold draft stretching, or stretching, of the spun fiber immediately after cooling and after leaching from the spun fiber of the glycerin or polyethylene glycol constituents of the cooled fiber; By dry spinning in air at ambient temperature and correct control of the degree of cold drawing and by careful selection of the amounts of each component in the melt spinning composition, it is possible to obtain such cellulose acetate fibers which have selected combination properties with respect to "clearance" and higher conditions. between "clearance" with respect to the solutes and "clearance" with respect to the water, than the hitherto known cellulose acetate hollow fibers. The resulting spectrum, or family, of fibers constitutes the improved product of the invention.

Det förbättrade sättet enligt uppfinningen innefat- tar-steg, som reglerar och korrelerar smältspinnkomposi- ftionen och kylningen av spunna fibrer med kalldragnings- graden och med tillstånden för lakning och torkning för åstadkommande av de önskade permeabiliteterna i den nya cellulosaacetatfibern.The improved method of the invention includes steps which control and correlate the melt spinning composition and cooling of spun fibers with the degree of cold drawing and with the conditions of leaching and drying to achieve the desired permeabilities in the new cellulose acetate fiber.

' Uppfinningen beskrivs närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, där fig 1 visar ett 7807516-5 5 trekomponentdiagram, som illustrerar proportionerna av de tre komponenter som kombineras i smältspinnkomposi- tionen enligt uppfinningen, såsom indikeras med området. som definieras av punkterna A, B, C och D, och fig 2' 5 schematiskt illustrerar stegen som utföres vid behand- lingen av smältspinnkompositionerna enligt fig 1 för åstadkommande av den förbättrade familjen av kapillära cellulosaacetathålfibrer enligt uppfinningen.The invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 shows a three-component diagram illustrating the proportions of the three components combined in the melt-spinning composition according to the invention, as indicated by the field. as defined by points A, B, C and D, and Fig. 2 '5 schematically illustrates the steps performed in the treatment of the melt spinning compositions of Fig. 1 to provide the improved family of capillary cellulose acetate hollow fibers of the invention.

Smältspinnkomposition 10 e Smältspinnkompositionen enligt uppfinningen består av, räknat i vikt%, ca 41-50% cellulosaacetat, ca 2-20% glycerin och resten polyetylenglykol med en molekylvikt 'av ca 150-600. Såsom visas i fig l ligger denna familj eller spektrum av trekomponentkompositioner inuti områ- l5 det som begränsas av extremvärdena för vardera av dessa tre komponenter, vilka definierar området A, B, C, D.Melt spinning composition 10 e The melt spinning composition of the invention consists, by weight%, of about 41-50% cellulose acetate, about 2-20% glycerin and the remainder polyethylene glycol having a molecular weight of about 150-600. As shown in Fig. 1, this family or spectrum of three-component compositions lies within the range limited by the extreme values of each of these three components, which define the range A, B, C, D.

Var och en av de specifika kompositioner som innefattar en mängd av var och en av de tre komponenterna inuti området A, B, C, D i fig l är lämpad för smältspinning 20 till kapillära hâlfibrer. Efter kylning, vattenlakning av glykol och glycerin och hopsättning till en konst- gjord nfiure med konventionell design fungerar sådana fibrer lika väl eller bättre än för närvarande tillgäng- liga cellulosafibrer, framställda genom kopparamonium-~ 25 processen enligt US-PS 3 546 209. Föredragna kompositio- ner som är speciellt väl lämpade för optimering av driftsegenskaper för de flesta intermittentdialys-patien- ter visas i fig l som området E, F, G, H.Each of the specific compositions comprising an amount of each of the three components within the range A, B, C, D in Fig. 1 is suitable for melt spinning into capillary half fibers. After cooling, water leaching of glycol and glycerin and assembling into an artificial nure with a conventional design, such fibers function as well or better than currently available cellulose fibers, produced by the copper ammonium process of U.S. Pat. No. 3,546,209. compositions which are particularly well suited for optimizing the operating properties of most intermittent dialysis patients are shown in Fig. 1 as the range E, F, G, H.

De tre komponenterna cellulosaacetat, etylenglykoler 30 och glycerin är var för sig tidigare kända membranmate- rial, och cellulosaacetat har kombinerats med en polyol, såsom glykoler, i kompositioner, som också innehöll ett mjukningsmedel, eller lösningsmedel, för cellulosaaceta- tet av t ex sulfolantyp, jämför US-PS 3 532 527. Före 35 tillkomsten av föreliggande uppfinning har det emeller- tid icke varit känt att glycerin, som icke är ett lös- ningsmedel för cellulosaacetat vid omgivningstemperatur, kunde nyttjas i kombination med valda glykoler med låg 7807s16es 10 15 20 25 30 35 6 molekylvikt för framställning av starka hålfibrer, som har modifierade permeabilitetsegenskaper relativt de som erhålles i närvaro av ett lösningsmedel av sulfolan- typ. Det var vidare icke känt att vissa proportioner av glycerin i sådana kompositioner möjliggör modifikation och reglering av transporten av lösta ämnen med låg mo- ' lekylvikt genom fiberväggen relativt vattentransporten genom samma vägg. _ ' Cellulosaacetat hänför sig i denna beskrivning och i kraven till cellulosadiacetat. Cellulosadiacetat, så- som det kommersiellt tillhandahâlles i USA, är tillfreds- ställande för användning i denna uppfinning och föredra- ges, ehuru mängder av monoacetat och triacetat kan före- komma, t ex upp till ca 25%. Mindre mängder förekommer normalt i kommersiellt cellulosadiacetat. g i När cellulosaacetat löses i ett lösningsmedel, såsom, dimetylsulfoxid, sulfolan, trietylenglykol eller annan glykol som har låg molekylvikt och är vätskeformig vid omgivningstemperaturer, och spinnes genom en konventio- nell spinndysa till en fibersträng, tenderar de indivi- duella fibrerna att häfta vid varandra eller hopsvetsas, när de lägges på en kärna. Sådana fibrer, även om de ky- les under gelningspunkten och får hârdna till fast fi-' berform, kvarhåller en kvantitet av lösningsmedel, som; uppenbarligen håller ytområden tillräckligt mjuka för att orsaka vidhäftning under upprullning. Hittills har det varit nödvändigt att iaka iösningsmeaal från den spunna och kylda fibern före upprullning, och ett het- vattenlakningsbad har nyttjas för detta ändamål. Det har visat sig emellertid att matning av kapillära hål- fibrer omedelbart efter kylning till ett lakningsbad orsakade allvarlig fiberpulsering och åtföljande ojämn väggtjocklek och ojämn innerdiameter. Det har enligt uppfinningen visat sig, att fiberhopsvetsning kunde und- vikas utan lakning före upptagning på kärnor genom att nyttja en lågmolekylviktsglykol som lösningsmedel för cellulosaacetatet, modifierad med ovan nämnda mängderna glycerin. Uppenbarligen reducerar glycerin glykolens yt- 10 15 20 25 30 35 7807516-5 7 mjukningseffekt, och fibrerna kan lindas, och t o m sträckas och lindas på kärnor i spänt tillstånd, utan vidhäftning eller hopsvetsning. De erhållna spunna fib- rerna uppvisar förbättrad jämnhet i väggtjockleken och den inre diametern och kan lagras obestämt länge vid rumstemperatur på kärnor för framtida vidare bearbet- ning till konstgjorda njurar. _ Glycerin har vidare uppenbarligen en modifierande effekt på cellulosaacetatgelningen under kylning på så- dant vis, att den resulterande porositeten i fiberväggen förändras. När glycerin förekommer i den ovan definiera- de spinnsmälta-kompositionen, erhålles en gelad fiber, som har tillräcklig styrka för att bibehålla sin integri- tet och väsentligen bibehålla sin likformiga väggtjock- lek och innerdiameter under sträckning och kalldragning omedelbart efter gelning eller stelning, såsom kommer att förklaras längre fram i samband med beskrivningen av kalldragningssteget. På ett överraskande sätt modifierar sådan kalldragning fiberväggsporositeten ytterligare, så att i blodet lösta substanser med låg molekylvikt pas- serar lättare genom väggen från blodet, som strömmar inuti fibern, till en dialysatlösning, som strömmar på utsidan av fibern. En väsentlig ökning av transporten av sådana i blodet lösta substanser, dvs lösta substanr ser med låg molekylvikt upptill 1400, inbegripande urea, kreatinin, urinsyra och andra upptill och inkluderande vitamin B 12, uppnås utan ökning av fiberns förmåga att transportera vatten genom samma vägg. Ehuru mekanismen av denna förändring till följd av kalldragningen icke är helt klarlagd, har det befunnits att kalldragnings- graden och den i spinnsmälta-kompositionen närvarande mängden glycerin är förknippade med varandra och beror av varandra. Generellt gäller det, att när man använder sig av en spinnsmälta-komposition bestående av cellulosa- acetat löst i en polyetylenglykol, vars molekylvikt lig- ger inom området ca 150-600, och av åtminstone 2 % glyce- rin, sker någon ökning av transporten av i blodet lösta substanser när kalldragningen ökar upptill ca 20 % av den vaovsds-s 10 1st 20 25 30 35 8 just spunna fiberlängden. Sådan ökning fortsätter med ökande glycerinhalt, men sambandet är icke fullständigt linjärt; när proportionerna av glycerin i spinnsmälta- -kompositionen ligger mellan ca 3 % och 10 %, och cel- lulosaacetatet ligger mellan ca 42 % och 47 %, varvid resten är polyetylenglykol, sker en förbättring av för- hållandet mellan transport av i blodet lösta substanser och transport av vatten, när kalldragningsgraden ökar upp till ca l5 % av den just spunna fiberlängden, och vid 42-45 % cellulosaacetat uppnås utmärkta resultat med ca 10 %. Maximal förbättring av just nämnda förhål- lande uppnås med kompositioner som väljes från det före- dragna området EFGH enligt fig l, och den optimala kall- dragningsgraden kan lätt upprättas för den valda kompo- sitionen genom några enkla försök.The three components cellulose acetate, ethylene glycols and glycerin are separately known membrane materials, and cellulose acetate has been combined with a polyol, such as glycols, in compositions which also contained a plasticizer, or solvent, for the cellulose acetate of e.g. sulfolane type However, prior to the advent of the present invention, it has not been known that glycerin, which is not a solvent for cellulose acetate at ambient temperature, could be used in combination with selected glycols with low 7807s16es. 6 molecular weight for the production of strong hollow fibers, which have modified permeability properties relative to those obtained in the presence of a sulfolane-type solvent. Furthermore, it was not known that certain proportions of glycerin in such compositions allow modification and control of the transport of low molecular weight solutes through the fiber wall relative to the water transport through the same wall. Cellulose acetate is referred to in this specification and in the claims for cellulose diacetate. Cellulose diacetate, as commercially available in the United States, is satisfactory for use in this invention and is preferred, although amounts of monoacetate and triacetate may be present, for example up to about 25%. Smaller amounts normally occur in commercial cellulose diacetate. When cellulose acetate is dissolved in a solvent such as dimethyl sulfoxide, sulfolane, triethylene glycol or other low molecular weight glycol which is liquid at ambient temperatures, and spun through a conventional spinneret into a fiber strand, the individual fibers tend to or welded together, when placed on a core. Such fibers, although cooled below the gelling point and allowed to solidify into a solid fiber form, retain a quantity of solvent which; obviously keeps surface areas soft enough to cause adhesion during winding. Hitherto, it has been necessary to collect solution flour from the spun and cooled fiber before winding, and a hot water leaching bath has been used for this purpose. However, it has been found that feeding capillary hollow fibers immediately after cooling to a leaching bath caused severe fiber pulsation and concomitant uneven wall thickness and uneven inner diameter. It has been found according to the invention that fiber agglomeration welding could be avoided without leaching before incorporation into cores by using a low molecular weight glycol as a solvent for the cellulose acetate, modified with the above-mentioned amounts of glycerin. Obviously, glycerin reduces the softening effect of the glycol, and the fibers can be wound, and even stretched and wound on cores in the tensioned state, without adhesion or welding. The obtained spun fibers show improved uniformity in the wall thickness and the inner diameter and can be stored indefinitely at room temperature on cores for future further processing into artificial kidneys. Furthermore, glycerin obviously has a modifying effect on the cellulose acetate gelation during cooling in such a way that the resulting porosity in the fiber wall changes. When glycerin is present in the spun melt composition defined above, a gelled fiber is obtained which has sufficient strength to maintain its integrity and substantially maintain its uniform wall thickness and inner diameter during stretching and cold drawing immediately after gelation or solidification, such as will be explained later in connection with the description of the cold drawing step. Surprisingly, such cold drawing further modifies the fiber wall porosity so that low molecular weight solutes in the blood pass more easily through the wall from the blood flowing inside the fiber to a dialysate solution flowing on the outside of the fiber. A significant increase in the transport of such substances dissolved in the blood, i.e. dissolved substances with low molecular weight up to 1400, including urea, creatinine, uric acid and others up to and including vitamin B 12, is achieved without increasing the ability of the fiber to transport water through the same wall. Although the mechanism of this change due to cold drawing is not fully understood, it has been found that the degree of cold drawing and the amount of glycerin present in the spun melt composition are interrelated and interdependent. In general, when using a spin-melt composition consisting of cellulose acetate dissolved in a polyethylene glycol, whose molecular weight is in the range of about 150-600, and of at least 2% glycerin, there is some increase in transport. of substances dissolved in the blood when the cold draw increases up to about 20% of the fiber length just spun. Such an increase continues with increasing glycerin content, but the relationship is not completely linear; when the proportions of glycerin in the spin-melt composition are between about 3% and 10%, and the cellulose acetate is between about 42% and 47%, the remainder being polyethylene glycol, there is an improvement in the ratio between transport of substances dissolved in the blood and transport of water, when the degree of cold drawing increases up to about 15% of the just spun fiber length, and at 42-45% cellulose acetate excellent results are achieved by about 10%. Maximum improvement of the just mentioned conditions is achieved with compositions selected from the preferred range of EFGH according to Fig. 1, and the optimal degree of cold drawing can be easily established for the selected composition by a few simple experiments.

Hålfiberprocess under nyttjande av smältspinnkomposition Såsom framgår i fig 2 innefattar processen eller sät-. tet stegen att bilda den ovan beskrivna smältspinnkompo- sitionen, att smältspinna hålfibrer och kyla desamma till ett gelat sjâlvuppbärande tillstånd och att sträcka el- ler kalldra fibrerna. De sträckta fibrerna kan lagras, eller ett flertal knippen konsolideras till fiberbuntar, t ex 3000-30000 fibrer, för fortsatt behandling för hop- isättning till konstgjorda njurar. Fibrerna igen konso-.i liderad bunt föres genom en lakningstank för att avlägs- na glykolen och glycerinen, varvid det bildas en bunt av semipermeabla hålfibrer. Den lakade bunten återmjuk- göres sedan med en glycerin-vattenlösning, varpå över- 'skottet av glycerin avlägsnas och fibrerna torkas. De torkade fibrerna utgör den förbättrade produkten enligt uppfinningen.Hole fiber process using melt spinning composition As shown in Fig. 2, the process or method includes. the steps of forming the melt-spinning composition described above, melt-spinning hollow fibers and cooling them to a gelled self-supporting state, and stretching or cooling the fibers. The stretched fibers can be stored, or a number of bundles consolidated into fiber bundles, for example 3000-30000 fibers, for further processing for assembly into artificial kidneys. The fibers again consolidated in bundled bundles are passed through a leaching tank to remove the glycol and glycerin, forming a bundle of semipermeable hollow fibers. The lacquered bundle is then softened with an aqueous glycerin solution, after which the excess glycerin is removed and the fibers are dried. The dried fibers constitute the improved product according to the invention.

Bildandet av smältspinnkompositionen kan ske på vil- ket som helst lämpligt sätt med konventionell blandninge- utrustning, varvid det viktiga är att säkerställa till- räcklig blandning för erhållande av en intim, likformig blandning. Exempelvis blandas torrt cellulosaacetatpul- ver med en uppvägd mängd polyetylenglykol och glycerin nu i en Hobart-blandare med kraftig skjuvning; det blandade 10 15 20 25 30 35 '7807516-5 ' 9 materialet homogeniseras och blandas ytterligare genom att det matas till en uppvärmd extruder med motroteran- de skruvar, varpå det smälta extrudatet tvingas genom en spinndysa, t ex en 16-32 håls dysa av den typ, som har konventionella gastillförselorgan för indrivning av gas i kärnan av extrudatet. En föredragen gas för detta syfte är kväve, men andra gaser kan nyttjas på ett till- fredsställande vis, inbegripande koldioxid, luft eller annan oskadlig gas. Extrudatet som utträder från dysan utsättes för kylning, såsom tryckluftkylning med varie- rande tryck och/eller temperatur, i syfte att åstadkom- ma gelning och stelning av extrudatet till fasta, själv- uppbärande fibrer. Fibrerna är typiskt av kapillärstor- lek, dvs deras inre diameter ligger inom området ca 150-300 um och deras väggtjocklek är inom området ca 20-50 um. Ehuru de föredragna fibrerna enligt uppfin- ningen är speciellt lämpade för användning i hemodialys i konstgjorda njurar, är fördelarna med torrspinning och formning av fibrer, som kan läggas upp på stödkärnor utan föregående lakning, likaväl applicerbara på fibrer, anord- nade för annan användning, såsom ultrafiltrering, osv., Sådan annan fibrer kan med tillfredsställande resultat ha en ytterdiameter inom omrâdet ca 350-400 um och I väggtjocklek inom området ca 10-80 um.The formation of the melt-spinning composition can take place in any suitable manner with conventional mixing equipment, the important thing being to ensure sufficient mixing to obtain an intimate, uniform mixture. For example, dry cellulose acetate powder is now mixed with a balanced amount of polyethylene glycol and glycerin in a high shear Hobart mixer; the mixed material is homogenized and further mixed by feeding it to a heated extruder with counter-rotating screws, whereupon the molten extrudate is forced through a spinneret, for example a 16-32 hole die of the type having conventional gas supply means for driving gas into the core of the extrudate. A preferred gas for this purpose is nitrogen, but other gases can be used satisfactorily, including carbon dioxide, air or other harmless gas. The extrudate exiting the die is subjected to cooling, such as compressed air cooling with varying pressure and / or temperature, in order to effect gelation and solidification of the extrudate into solid, self-supporting fibers. The fibers are typically of capillary size, ie their inner diameter is in the range of about 150-300 μm and their wall thickness is in the range of about 20-50 μm. Although the preferred fibers of the invention are particularly suitable for use in hemodialysis in artificial kidneys, the advantages of dry spinning and forming fibers which can be applied to support cores without prior leaching are equally applicable to fibers provided for other uses. such as ultrafiltration, etc. Such other fibers may, with satisfactory results, have an outer diameter in the range of about 350-400 μm and in wall thickness in the range of about 10-80 μm.

I sättet enligt uppfinningen är den korta tidsperio- den, som följer omedelbart efter det att extrudatet ut- träder ur dysöppningarna av extrem stor betydelse för uppnående av den önskade permeabiliteten hos de erhåll- na fibrerna. Under denna tidsperiod bestäms porositeten, och sålunda permeabiliteten, hos den resulterande fibern som en kombinerad funktion av kylningshastigheten och kalldragningen eller sträckningen, för vilken fibrerna utsättes. Porositeten, för en given smältspinnkomposi- tion, ökas, vid varje bestämd sträckningsgrad på fibrer- na, genom en drastisk kylning av den smälta fibern 1 för- hållande till porositeten, som erhålles vid en mindre dras- tisk kylning eller en långsammare gelning av extrudatet till fibrer. ökande porositet, som erhålles vid en sådan ?so7s1e¿s_ 10 10 kylning, påverkar normalt fiberns förmåga att transpor- tera vatten och kan nyttjas, alltefter behov, för att i förväg välja eller modifiera ultrafiltreringshastighe- ten av den resulterande fibern, när den nyttjas för hemo-- dialys. Genom ökning av flödeshastigheten av luften med omgivningstemperatur tvärs över extrudatet, kan man före- ta mindre justeringar i den erhållna fiberporositeten, varvid man kan uppnå en liknande effekt genom att sänka temperaturen på kylmediet, eller bådadera kan inställas för uppnående av optimala förhållanden. Det föredrages' att nyttja luft med omgivningstemperatur för kylning,i varvid kommersiellt tillfredsställande resultat har upp- ' nåtts utan kylning till under omgivningstemperaturen. 15 ~20 25 30 35 Kalldragning eller sträckning utföres på ett till- 'fredsställande sätt genom att leda de extruderade och i stelnade fibrerna över en serie valsar, eller åtskilda serier av valsar, såsom Godet-valsar; varvid den önska- *de kalldragningsgraden kan erhållas genom reglering av rotationshastigheten för den andra valsen, eller den andra gruppen av valsar i rörelseriktningen för fibrer- na. God korrelation mellan graden av fiberkalldragning och den förinställda, eller uppmätta, rotationshastighe- ten för den nedströms liggande uppsättningen av valsar uppnås vanligen och för en speciell, önskad kalldrag- \ ningsprocentvärde är det endast nödvändigt att korrekt reglera rotationshastigheten av den nedströms liggande -uppsättningen av valsar i förhållande till de uppströms liggande uppsättningarna av valsar. Upptagning eller .lupplindning av de kalldragna eller sträckta fibrerna på kärnor eller bobiner kan åstadkommas medelst kommer- siellt tillgängliga lindningsanordningar, såsom Leesona- -lindningsanordningar, varvid adekvat omsorg uppbringas för att vidmakthålla en ringa sträckning av fibrerna un- der~upp1indningen.In the method according to the invention, the short period of time which follows immediately after the extrudate emerges from the nozzle openings is of extremely great importance for achieving the desired permeability of the obtained fibers. During this time period, the porosity, and thus the permeability, of the resulting fiber is determined as a combined function of the cooling rate and the cold drawing or stretching to which the fibers are subjected. The porosity, for a given melt spin composition, is increased, at each determined degree of stretching of the fibers, by a drastic cooling of the molten fiber 1 relative to the porosity obtained by a less drastic cooling or a slower gelation of the extrudate. to fibers. increasing porosity obtained in such a cooling process normally affects the ability of the fiber to transport water and can be used, as needed, to pre-select or modify the ultrafiltration rate of the resulting fiber, when used. for hemo-- dialysis. By increasing the flow rate of the air with ambient temperature across the extrudate, minor adjustments can be made in the obtained fiber porosity, whereby a similar effect can be achieved by lowering the temperature of the refrigerant, or both can be set to achieve optimal conditions. It is preferred to use air with ambient temperature for cooling, in which case commercially satisfactory results have been obtained without cooling to below ambient temperature. Cold drawing or stretching is carried out in a satisfactory manner by passing the extruded and solidified fibers over a series of rollers, or separate series of rollers, such as Godet rollers; wherein the desired degree of cold drawing can be obtained by controlling the rotational speed of the second roller, or the second group of rollers in the direction of movement of the fibers. Good correlation between the degree of fiber cold drawing and the preset, or measured, rotational speed of the downstream set of rollers is usually achieved and for a particular, desired cold drawing percentage value, it is only necessary to correctly control the rotational speed of the downstream set of rollers. rollers in relation to the upstream sets of rollers. Uptake or winding of the cold drawn or stretched fibers on cores or bobbins can be accomplished by commercially available winding devices, such as Leesona winding devices, whereby adequate care is taken to maintain a slight elongation of the fibers during winding.

I den föredragna utföringsformen av sättet är ett flertal kalldragningskärnor eller -rullar monterade för ,matning av ett flertal fibersträngar genom en konven- tionell uppsamlingsanordning för bildning av ett konso- 7807516-5 ll liderat knippe, varefter de konsoliderade fibrerna lakas för avlägsnande av glycerin- och polyetylenglykolkompo- nenterna. Lakningsbehandlingen kan utföras medelst varje konventionellt organ och sätt, såsom ledande av fiber- 5 knippet genom ett bad av valt lösningsmedel, eller genom halvsatsvis nedsänkning av kärnorna eller rullarna i så- dant lösningsmedel. Lakningslösningsmedlet kan bestå av vilket som helst sådant lösningsmedel, som är ett gott lösningsmedel för mjukgöraren och glycerinet och ett 10 dåligt lösningsmedel för cellulosaacetat, varvid vatten föredrages. Vattenlösningar, alkoholer och kombinationer av dem har nyttjats med tillfredsställande resultat, t ex metanol, etanol, propanol och blandningar därav, utspädda vattenlösningar av natriumsulfat, magnesiumsul- 15 fat och natriumklorid. Lakning kan utföras vid omgiv~ nings- eller förhöjda temperaturer, och överomgivnings- temperaturer rekommenderas upp till t ex 80-90°C. Den föredragna lakningsproceduren är att nyttja ett primärt och'ett sekundärt lakningsbad, det första badet vid en 20 överomgivningstemperatur och företrädesvis inom omrâdet ca 80-90°C under 5-30 s och det sekundära lakningsbadet under l-10, företrädesvis 2-4 min vid omgivningstempera- tur. Som en ledning till valet av optimal förstlaknings~ temperatur för framställning av fibrer, som har den öns- 25 kade vattentransporthastigheten, har det visat sig, att när det procentuella innehållet av cellulosaacetat ökar p mellan 41% och 50%, så avtar vattentransporthastigheten, _ relativt cellulosafibrer, långsammare, när lakningstem- peraturen ökar från ca 20°C upp till ca 80°C. Tilltagan~ 30 de lakningstemperaturer mellan ca 50°C och 90°C tenderar att öka transportpermeabiliteten hos fibrerna för urea, kreatinin och andra lågmolekylära lösta substanser upp till och inbegripande vitamin B l2.In the preferred embodiment of the method, a plurality of cold drawing cores or rollers are mounted for feeding a plurality of fiber strands through a conventional collecting device to form a consolidated bundle, after which the consolidated fibers are leached to remove glycerin. and the polyethylene glycol components. The leaching treatment can be carried out by any conventional means and method, such as conducting the fiber bundle through a bath of selected solvent, or by semi-batch immersing the cores or rollers in such solvent. The leaching solvent may consist of any such solvent which is a good solvent for the plasticizer and glycerin and a bad solvent for cellulose acetate, with water being preferred. Aqueous solutions, alcohols and combinations thereof have been used with satisfactory results, for example methanol, ethanol, propanol and mixtures thereof, dilute aqueous solutions of sodium sulphate, magnesium sulphate and sodium chloride. Leaching can be performed at ambient or elevated temperatures, and ambient temperatures are recommended up to, for example, 80-90 ° C. The preferred leaching procedure is to use a primary and a secondary leaching bath, the first bath at an upper ambient temperature and preferably in the range of about 80-90 ° C for 5-30 seconds and the secondary leaching bath for 1-10 minutes, preferably 2-4 minutes. at ambient temperature. As a guide to the choice of optimal pre-leaching temperature for the production of fibers having the desired water transport rate, it has been found that when the percentage of cellulose acetate content increases between 41% and 50%, the water transport rate decreases. relative cellulose fibers, slower, when the leaching temperature increases from about 20 ° C up to about 80 ° C. The increase in leaching temperatures between about 50 ° C and 90 ° C tends to increase the transport permeability of the fibers to urea, creatinine and other low molecular weight solutes up to and including vitamin B12.

Sedan fibrerna har lakats och den önskade permeabi- 35 liteten därigenom har upprättats, erfordrar fibrernas konvertering till en torr form mjukning på nytt med gly- cerin eller dess ekvivalent. Återmjukning utföres före- trädesvis med en vatten/glycerinlösning, som kan till-A ?so7s1ees 10 V15 20 25 30 35 '12 fredsställande innehålla från ca 30 vikt% till ca 60 vikt%_glycerin, varvid goda resultat har uppnåtts med 50% vattenlösning av glycerin. " - Till ledning, när glycerinkoncentrationen i åter- mjukningslösningen minskas under ca 50%, så minskar även vattentransporthastigheten. Såsom indikeras i fig 2, kan fibrerna efter återmjukning torkas genom att de ledes genom en konventionell torkugn eller på något annat sätt, såsom genom vakuumavlägsnande. En del av glycerinen kan, valfritt, avlägsnas genom bortblåsning med luft, varvid fiberknippet ledes genom eller förbi en uppsättning av å motsatta luftknivar vid sådana tryck och så många gånger, att glycerinhalten i fibern minskas. När glycerinhalten minskas genom torkning eller vakuum eller ökande luft- bortblåsningstryck från ca 6,9 kPa till ca 41 kPa in- träffar minskning av de resulterande fibrernas transport- kapaciteter med avseende på såväl vattnet som de i blo- det lösta substanserna. Typiskt tillfredsställande tork- ningsförhåiianaen är ca 4o°c till ao°c i 1-6 min; vid längre torkningstider över 60°C minskar transporthastig- heterna för de lösta substanserna, så att lägre tempera- turer bör nyttjas för optimering av förhållandet mellan bortförda substanser och bortfört vatten under intermit- tent hemodialys. ' i ^ De förbättrade cellulosaacetatfibrerna enligt uppfin- ningen, vilka kan framställas ur de ovan beskrivan smält- spinnkompositionerna under nyttjande av de beskrivna íïprocesstegen och de beskrivna valda förhållandena under dessa steg, besitter en sådan kombination av egenskaper med avseende på transporten av vatten och lösta substan- ser, som skiljer dem från de hittills kända cellulosa- acetathålfibrerna. Egenskaperna av fibrerna enligt upp- finningen uttryckes lämpligast som koefficienter. Vat- tentransportpermeabiliteten uttryckes som ultrafiltre- -ringskoefficienten, KUFR, och ligger inom området ca 2-6 mm/h m2 mm Hg tryckskillnad mellan membranväggens motsatta sidor. KUFR-koefficienten ger ett tal, som är representativt för den semipermeabla fiberns förmåga att '7807516-5 13 genomsläppa vatten per enhet av tryckgradienten tvärs över den effektiva membranarean. Den effektiva membran- arean är den exponerade delen av ytarean av hålfibrer- nas semipermeabla vägg, vilken del är i kontakt med flui- ' 5 det och genom vilken del vattentransport kan ske, t ex per m2 eller annan vald area.After the fibers have been leached and the desired permeability has thereby been established, the conversion of the fibers to a dry form requires softening again with glycerin or its equivalent. Re-softening is preferably carried out with an aqueous / glycerin solution which may satisfactorily contain from about 30% to about 60% by weight of glycerin, with good results being obtained with 50% aqueous solution of glycerin. glycerin. For example, when the glycerin concentration in the softening solution is reduced below about 50%, the water transport rate also decreases. As indicated in Fig. 2, after softening, the fibers can be dried by passing them through a conventional drying oven or by some other means, such as by vacuum removal. A portion of the glycerin may, optionally, be removed by blowing with air, the fiber bundle being passed through or past a set of opposing air knives at such pressures and so many times that the glycerin content of the fiber is reduced.When the glycerin content is reduced by drying or vacuum or increasing air blowing pressures from about 6.9 kPa to about 41 kPa result in a reduction in the transport capacities of the resulting fibers with respect to both the water and the substances dissolved in the blood.Typically satisfactory drying conditions are about 40 ° C to ao ° c for 1-6 minutes, at longer drying times above 60 ° C the transport speeds of the solutes decrease, so that re temperatures should be used to optimize the ratio between abducted substances and abducted water during intermittent hemodialysis. The improved cellulose acetate fibers of the invention, which can be prepared from the above-described melt-spin compositions using the described process steps and the described selected conditions during these steps, possess such a combination of properties with respect to the transport of water and dissolved substances which distinguish them from the hitherto known cellulose acetate hollow fibers. The properties of the fibers according to the invention are most suitably expressed as coefficients. The water transport permeability is expressed as the ultrafiltration coefficient, KUFR, and is in the range of about 2-6 mm / h m2 mm Hg pressure difference between the opposite sides of the membrane wall. The KUFR coefficient gives a number that is representative of the ability of the semipermeable fiber to pass water per unit of the pressure gradient across the effective membrane area. The effective membrane area is the exposed part of the surface area of the semipermeable wall of the hollow fibers, which part is in contact with the fluid and through which part water transport can take place, for example per m2 or other selected area.

Transportpermeabiliteten för löst substans uttryckas som den totala diffusiva masstransport- eller dialys- koefficienten för membranet, Km. Dialyskoefficienten 10 Km ger ett tal, som är representativt för förmågan av den semipermeabla cellulosaacetatfibern att separera en löst komponent, eller löst substans i ett fluidum på en sida av fiberns semipermeabla vägg och transportera el- ler genomsläppa denna komponent till ett annat flui- 15 dum i kontakt med den motsatta sidan av samma väggyta,f som en funktion av den effektiva arean av det semiper- meabla membranet och koncentrationen av den lösta subs- tansen i de två fluiderna på den semipermeabla väggens motsatta sidor. Ehuru den hastighet, med vilken löst 20 substans transporteras från blodet till dialysatet är V kritisk då den utgör den begränsande variabeln som be- stämmer den minsta erforderliga tiden för fullständig hemodialys med en konstgjord njure som innehåller cellulosaacetatfibrerna enligt uppfinningen, och denna. 25 hastighet kan bestämmas med hjälp av "clearance" för var- je löst substans som uttryckes i ml lössubstans per min, ger Km ett tal, som indikerar fiberns förmåga att genom- släppa lösta substanser som funktion av molekylstorle- Wken, eller -vikten, av den lösta substansen, och enheter- 30 na för Km är cm per min. "Clearance" hänför sig till ta- let som betecknas som KIU, för njururea~"clearance", el- ler KrCr, för njurkreatinin-"clearance", i ml/min, såsom det definieras i kapitel 41 av Frank A. Gotch i volym II av avhandlingen "The Kidney". För de förbättrade fibrer- 35 na enligt uppfinningen är membrankoefficienten för urea, Kurea, inom området ca 0,015-0,045 cm/min; membrankoef- ficienten för kreatinin, Kkreatinin 0,013-0,027 cm/min; och membrankoefficienten för vitamin , är inom omrâdet ca 7sovs16-s lO l5 20 25 30 Bö 14 2, är inom området ca 0,02-0,05 cm/min. Förhål- B 12, KB 1 0 landet mellan dialyskoefficienten för membranet, Km, och ultrafiltreringskoefficienten, KUFR, är över ca 3:l, ba- serat på de ovan nämnda områdena för koefficienter och .på de ovan nämnda enheterna. 0 I För hemodialys är den föredragna kombinationen av förmågan för transport av vatten och löst substans ett KUFR-värde inom området ca 3-5 ml/h m2 mm Hg, ett Kurea-värde över ca 0,020 cm/min och ett förhållande På;Kurea/KUFR tion av konstgjorda njurar av den generella typ som över 5:1. Sådana fibrer möjliggör konstruk- tillverkas av Cordis Dow Corporation, vilka väsentligt minskar den erforderliga tiden för hemcdialys-behandling och ger flexibilitet och bekväm övervakning under hemo- dialys, jämfört med konstgjorda njurar med kommersiella semipermeabla cellulosafibrer, framställda enligt US-PS 3 546 209. I förhållande till sådana konstgjørda njurar, som typiskt ger ett KUFÉ-värde av under ca l ml/h m2 mm Hg vid drift i omgivningstemperatur, är vattenbortfö- ringshastigheten från blod, som dialyseras med konstgjor- -da njurar med samma effektiva area för de nya cellulosa- acetatfibrerna enligt uppfinningen under liknande förhål- 'landen två-sex gånger så hög. Ehuru ett KUFR-värde på - ~över 6 kan erfordra byte av en del av det bortförda vatt- net.innan behandlingen når sitt förvalda vatteninnehåll i slutet av hemodialysen, ger en högre vattenbortförings- hastighet vissa fördelar med avseende på lättheten och flexibiliteten och övervakningen under dialysen. Därut- över möjliggör konstgjorda njurar, som nyttjar cellulo- saacetatfibrer med de ovan definierade koefficienterna med avseende på löst substans, per m2, snabbare bortföran- de av i blod lösta substanser, såsom urea, kreatinin, urinsyra, etc. Exempelvis ger konstgjorda njurar med .. l mg effektiv yta på cellulosaacetatfibrerna enligt upp- finningen, vilka fibrer har koefficienter inom det ovan angivna området, typiskt ett urea-"clearance" inom områ- det ca l00-l65 ml/min, ett kreatinin-"clearance" inom om- rådet ca 80-135 ml/min och ett B12-"clearance" inom områ- 10 15 20 25 30 35 7807516-s >l5 det ca 15-45 ml/min.The transport permeability of solids is expressed as the total diffusive mass transport or dialysis coefficient of the membrane, Km. The dialysis coefficient 10 Km gives a number representative of the ability of the semipermeable cellulose acetate fiber to separate a dissolved component, or solute in a fluid on one side of the semipermeable wall of the fiber and transport or pass this component to another fluid. in contact with the opposite side of the same wall surface, f as a function of the effective area of the semipermeable membrane and the concentration of the dissolved substance in the two fluids on the opposite sides of the semipermeable wall. Although the rate at which solute is transported from the blood to the dialysate is V critical as it is the limiting variable which determines the minimum time required for complete hemodialysis with an artificial kidney containing the cellulose acetate fibers of the invention, and this. Rate can be determined by "clearance" for each solute expressed in ml of solute per minute, Km gives a number indicating the ability of the fiber to pass solutes as a function of the molecular size, wk, or weight. of the solute, and the units for Km are cm per min. "Clearance" refers to the number referred to as KIU, for renal urea clearance, or KrCr, for renal creatinine clearance, in ml / min, as defined in Chapter 41 by Frank A. Gotch in volume II of the dissertation "The Kidney". For the improved fibers of the invention, the membrane coefficient of urea, Kurea, is in the range of about 0.015-0.045 cm / min; membrane coefficient for creatinine, Ccreatinine 0.013-0.027 cm / min; and the membrane coefficient for vitamin, is in the range of about 7sovs16-s 10 10 25 25 Bö 14 2, is in the range of about 0.02-0.05 cm / min. The ratio B 12, KB 10 0 between the dialysis coefficient of the membrane, Km, and the ultrafiltration coefficient, KUFR, is above about 3: 1, based on the above-mentioned ranges of coefficients and on the above-mentioned units. For hemodialysis, the preferred combination of the ability to transport water and solute is a KUFR value in the range of about 3-5 ml / h m2 mm Hg, a Kurea value above about 0.020 cm / min and a ratio of On; Kurea / KUFR tion of artificial kidneys of the general type exceeding 5: 1. Such fibers can be engineered by Cordis Dow Corporation, which significantly reduce the time required for hemdialysis treatment and provide flexibility and convenient monitoring during hemodialysis, compared to artificial kidneys with commercial semipermeable cellulose fibers, made in accordance with U.S. Pat. No. 3,546,209. In relation to such artificial kidneys, which typically give a KUFÉ value of less than about 1 ml / h m2 mm Hg when operating at ambient temperature, the rate of water removal from blood, which is dialyzed with artificial kidneys, has the same effective area for the the new cellulose acetate fibers of the invention under similar conditions are two to six times as high. Although a KUFR value of - ~ over 6 may require replacement of some of the removed water.before the treatment reaches its preselected water content at the end of the hemodialysis, a higher water removal rate offers some advantages in terms of ease and flexibility and monitoring. during dialysis. In addition, artificial kidneys, which use cellulose acetate fibers with the coefficients defined above with respect to solute, per m2, allow faster removal of blood-soluble substances, such as urea, creatinine, uric acid, etc. For example, artificial kidneys with .. 1 mg effective area of the cellulose acetate fibers of the invention, which fibers have coefficients in the above range, typically a urea "clearance" in the range of about 100-165 ml / min, a creatinine "clearance" in about council about 80-135 ml / min and a B12 clearance within the range of about 15-45 ml / min.

Denna uppfinning ger ett område för spinnkompositio- ner och variabla processparametrar vid framställningen av fibrerna enligt uppfinningen, vilka kompositioner och parametrar gör det möjligt att relativt lätt förvälja och framställa cellulosaacetatfibrer med optimala KUFR och Km värden och att med hjälp av dessa fibrer framta- ga konstgjorda njurar, som är anpassade till speciella patientbehov. Genom att nyttja speciella smältspinnkom- positioner och genom att välja lämpliga processparamet- rar, är det relativt lätt att framställa cellulosaace- tatfibrer enligt uppfinningen med varje önskad hastighet på avlägsnandet av vatten och lösta substanser inom de ovan indikerade områdena. Det torde sålunda ha framgått, att de förbättrade cellulosaacetatfibrerna enligt upp- finningen skapar ett bekvämt medel för lätt och bekväm tillverkning av en familj av konstgjorda njurar, vilka erbjuder övervakade och förvalda hastigheter för samtidigt avlägsnande av vatten och lösta substanser under hemo- dialys. ' Följande exempel illustrerar specifikt det för när- varande bästa sättet att framställa de nya cellulosa- eacetatfibrerna enligt uppfinningen och tjänar också till att ytterligare exemplifiera effekterna på KUFR och Km\ som funktion av smältspinnkompositionen, och graden av kalldragning, för vilken fibrerna utsättes under behand- lingen; dessa exempel illustrerar även typiska fiber- transportegenskaper, vilka kännetecknar de förbättrade I cellulosafibrerna enligt uppfinningen.This invention provides an area for spin compositions and variable process parameters in the production of the fibers according to the invention, which compositions and parameters make it possible to select and produce cellulose acetate fibers with optimal KUFR and Km values relatively easily and to produce artificial fibers with the aid of these fibers. kidneys, which are adapted to special patient needs. By using special melt spinning compositions and by selecting suitable process parameters, it is relatively easy to produce cellulose acetate fibers according to the invention at any desired rate of removal of water and solutes within the ranges indicated above. Thus, it should be apparent that the improved cellulose acetate fibers of the invention provide a convenient means of easily and conveniently producing a family of artificial kidneys which offer monitored and preselected rates for simultaneous removal of water and solutes during hemodialysis. The following examples specifically illustrate the presently best method of preparing the novel cellulose acetate fibers of the invention and also serve to further exemplify the effects on KUFR and Km 2 as a function of the melt spin composition, and the degree of cold drawing to which the fibers are subjected during treatment. - lingen; these examples also illustrate typical fiber transport properties which characterize the improved cellulosic fibers of the invention.

Exempel l-9 Tre satser av cellulosaacetatfibrer framställdes un- der nyttjande av olika smältspinnkompositioner. Den förs- ta kompositionen innehöll, räknar på vikten, 43% cellu- losaacetat och 57% polyetylenglykol med en molekylvikt av ca 400; den andra kompositionen innehöll 43% cellu- losaacetat, 50% polyetylenglykol med en molekylvikt av ca 400 och 7% glycerin; och den tredje smältspinnkompo- sitionen innehöll 43% cellulosaacetat, 39% polyetylengly- 7so7s16es '10 15 20 25 30 35 16 kol med en molekylvikt av ca 400 och 18% glycerin. Samma cellulosaacetatmaterial nyttjades i var och en av de tre smältspinnkompositionerna och erhölls från Eastman ' Chemical Products, Inc., Kingsport,.Tennessee, med be- C * teckningen CA-400-25, vilket cellulosaacetat har en ungefärlig eeetylheit ev 39,92; enligt Asim Method _ D-871-72 och en viskositet, uppmätt med fallande kula, på 17-35 s enligt ASTM Method D-1343. Polyetylenglyko-_' len i vardera av smältspinnkompositionerna var USP Grade PEG E-400 från The Dow Chemical Company och gly- cerinet var USP Grade från The Dow Chemical Company, Midland, Michigan. h~'Varje sats preparerades genom omsorgsfull blandning av det pulvriserade cellulosaacetatet med polyetylenglyko- len) och med glycerinet, i en standard Hobart-laborato- rieblandare genom långsam tillsättning av de vätskefor- miga ingredienserna under rotation av blandarvingen. Ef- ter likformig blandning införes blandningen i tillförings- zonen för en uppvärmd strängsprutningsmaskin, som hölls vid ca l99°C, och den strängsprutade massan tvingades genom en flerhålsspinndysa, som var utrustad för till- försel av luft genom centrum av varje spinndysa, för att på så sätt bilda håifibrer. i i g Tre spolar av fibrer framställdes från varje sats . genom variering av upptagningsförhållandena mellan spinn- dysorna och spolningen. En första spole av icke kallfor- made eller strâckta fibrer formades genom att leda fib- rerna genom luft till en första och en andra uppsättning av valar eller rullar, somlhade samma hastighet. En andra spole av fibrer formades genom reglering av hastigheten av den andra uppsättningen av rullarna, så att dessa ro- l0% snabbare än den första uppsättningen av rul- och en tredje spole av fibrer formades genom att den andra uppsättningen av rullarna 20% snabbare terade larna, rotera än den första uppsättningen. _ C D De nio på så sätt erhållna fiberspolarna nyttjades för bestämning av vatten- och ureatransportkoefficienter- na i.en laboratorietestapparat för fibrerna enligt följan- 7807516-5 17 de. Testapparaten bestod av en fluidumreservoar försedd med en magnetisk omrörare, och en dialysatortestbägare, försedd med en magnetisk omrörare, samt en topptillslut- ningsplatta med tryckkopplingar och -anslutningar för 5 mottagning av ändarna av gjuthylsorna, som var fästa på varje ände av ett fiberknippe innehållande mellan 160 och 192 fibrer per knippe. Fiberknippet böjdes till U-form och infördes i bägaren och anslöts till tillslut- ningsplattan; en hylsa anslöts medelst en fluidumled- 10 ning till en pump, *som medelst en ledning var ansluten till reservoaren, och den andra hylsan anslöts medelst en returledning till reservoaren, så att fluidum kunde pumpas från reservoaren under reglerbart testtryck genom öppningarna i fibrerna, som var placerade i dialysbäga- l5 ren. Bägaren var också försedd med dialysatinlopps- och dialysatutloppsanslutningar, och under försöken var fib- rerna nedsänkta i en omgivande omrörd pöl av antingen vatten för KUF K -testet. urea 20 Vattentransportkoefficienten KUFR, bestämdes genom R-testet eller av vatten-urea-lösning för att pumpa vatten under tryck genom fibrerna och mäta ök- ningen av vattenvolymen utanför fibrerna i dialysbägaren, varvid testen genomfördes vid 2l°C. KUFR beräknades se- dan för varje test, under nyttjande av de i tabell I _ 25 identifierade fibrerna, i ml/m2 h mm Hg enligt tabell II.Examples 1-9 Three batches of cellulose acetate fibers were prepared using different melt spinning compositions. The first composition contained, by weight, 43% cellulose acetate and 57% polyethylene glycol having a molecular weight of about 400; the second composition contained 43% cellulose acetate, 50% polyethylene glycol having a molecular weight of about 400 and 7% glycerin; and the third melt spinning composition contained 43% cellulose acetate, 39% polyethylene glycol with a molecular weight of about 400 and 18% glycerin. The same cellulose acetate material was used in each of the three melt spinning compositions and was obtained from Eastman 'Chemical Products, Inc., Kingsport, Tennessee, designated CA-400-25, which cellulose acetate has an approximate ethylene content of 39.92; according to Asim Method _ D-871-72 and a viscosity, measured with falling ball, of 17-35 s according to ASTM Method D-1343. The polyethylene glycol in each of the melt spinning compositions was USP Grade PEG E-400 from The Dow Chemical Company and the glycerin was USP Grade from The Dow Chemical Company, Midland, Michigan. Each batch was prepared by carefully mixing the powdered cellulose acetate with the polyethylene glycol) and with the glycerin, in a standard Hobart laboratory mixer by slowly adding the liquid ingredients while rotating the mixer. After uniform mixing, the mixture is introduced into the feed zone of a heated extruder maintained at about 199 DEG C., and the extruded mass is forced through a multi-hole spinneret equipped to supply air through the center of each spinneret. thus forming hay fibers. i i g Three spools of fiber were prepared from each batch. by varying the uptake conditions between the spinnerets and the flushing. A first spool of non-cold formed or stretched fibers was formed by passing the fibers through air to a first and a second set of whales or reels, which had the same speed. A second spool of fibers was formed by controlling the speed of the second set of rollers so that they rolled 10% faster than the first set of rollers and a third spool of fibers was formed by the second set of rollers 20% faster. rotate than the first set. The nine fiber coils thus obtained were used to determine the water and urea transport coefficients in a laboratory test apparatus for the fibers as follows. The test apparatus consisted of a fluid reservoir provided with a magnetic stirrer, and a dialyzer test cup, provided with a magnetic stirrer, and a top closure plate with pressure couplings and connections for receiving the ends of the casting sleeves, which were attached to each end of a fiber bundle containing between 160 and 192 fibers per bundle. The fiber bundle was bent into a U-shape and inserted into the beaker and connected to the closure plate; one sleeve was connected by means of a fluid line to a pump * connected by one line to the reservoir, and the other sleeve was connected by means of a return line to the reservoir, so that fluid could be pumped from the reservoir under adjustable test pressure through the openings in the fibers, which were placed in the dialysis cup l5. The beaker was also provided with dialysate inlet and dialysate outlet connections, and during the experiments the fibers were immersed in a surrounding stirred pool of either water for the KUF K test. urea The water transport coefficient KUFR, was determined by the R-test or by water-urea solution to pump water under pressure through the fibers and measure the increase in the volume of water outside the fibers in the dialysis beaker, the test being performed at 21 ° C. KUFR was then calculated for each test, using the fibers identified in Table I - 25, in ml / m2 h mm Hg according to Table II.

Ureakoefficienten, K bestämdes genom att skapa I en vattenpöl i tillförseïšâgervoaren och pumpning av densamma genom fiberöppningarna, varvid pölen som omgav fibrerna i dialysbägaren initialt var en vatten-urea-lös- 30 ning. Mätningar utfördes för bestämning av ureakoncentra- tionen i den recirkulerande vätskan med vissa tidsinter- valler. ' Försöken genomfördes vid 2l°C och det fanns ingen tryckskillnad över fiberväggytan under försöken. 35 Ureakoefficienten, K bestämdes genom att ta hän- urea' syn till skillnaden i koncentrationen av urea i tillför- selreservoaren och i dialysbägaren på utsidan av fibrer- na som funktion av tiden och fiberarean i enlighet med '?8-0'7_51_6~É 10 15 20 t 18 följande ekvation: Kl N>= KšREA . A (Cl - C2) där N representerar flunen tvärs membranet i mol/min, Cl är den initiala ureakon- centrationen, C2 är den slutliga, eller uppmätta kon- centrationen och A är arean av fiberväggen eller membra- net mellan de två lösningarna.The urea coefficient, K, was determined by creating a pool of water in the supply reservoir and pumping it through the fiber orifices, the pool surrounding the fibers in the dialysis beaker initially being a water-urea solution. Measurements were performed to determine the urea concentration in the recirculating liquid at certain time intervals. The experiments were performed at 21 ° C and there was no pressure difference across the fiber wall surface during the experiments. The urea coefficient, K, was determined by taking into account the difference in the concentration of urea in the supply reservoir and in the dialysis cup on the outside of the fibers as a function of time and the fiber area in accordance with '? 8-0'7_51_6 ~ É 10 15 20 t 18 the following equation: Kl N> = KšREA. A (C1 - C2) where N represents the flune across the membrane in mol / min, C1 is the initial urea concentration, C2 is the final, or measured concentration and A is the area of the fiber wall or membrane between the two solutions.

I-ett tvåkammarsystem utan en tryckskillnad eller resulterande ultrafiltrering kan överföringen av urea tvärs membranväggen integreras över ett tidsintervall, t, i enlighet med följande ekvation: in (C1-C2)t=° _ (V1 + V2) A Kg _'"_“_(cl _c2)1= ("““"""_vl V2) uREA-t, där Vi är volymen av lösningen i tillförselreservoaren .och V2 är volymen av lösningen i dialysbägaren.In a two-chamber system without a pressure difference or resulting ultrafiltration, the transfer of urea across the membrane wall can be integrated over a time interval, t, according to the following equation: in (C1-C2) t = ° _ (V1 + V2) A Kg _ '"_ "_ (Cl _c2) 1 = (" "“ "" "_vl V2) uREA-t, where Vi is the volume of the solution in the supply reservoir .and V2 is the volume of the solution in the dialysis beaker.

I testen eller försöken är volymerna Vl och V2 Samt aarean A konstanta, så att en plottning av'värdena på var- je sida av den integrerade ekvationen ger en rak linje, vars lutning möjliggör beräkning av Kurea i cm/min. De Å så framtagna värdena för de nio fiberpaketen återges i tabell II i spalten betecknad KUREA, š%h'x 10-3. _7807516'5 19 Qåuouhflwv Houoñmwnwdxflfwå Nma , Soïmómmv Hmwwämmcfiøxflwñ Nam . 8793148 m mm nam .ÄN mÄm www mHN mån mmm *ÄH Huëæflom. Nme n un mumm Gfinwumflwv Hmuoñwwcfidxflffi NN :ëïwåmmv HouwEm fiâdxøwñ Now _ Sïooqëov m mm .ÄN maa qow m2.. m2 m§m cøw mwfi uwafiom Nmw N u: mumw Qëïmïvmmv Huvuâmwnwøxflfë Nßm _ Qflloøïäv o ä .mä 03 fiš SN E: QS QS m5 Hwefiom Nmq . H »G wumm 33 9.3 2.3 sm." xufl xmfi Ißuo wa lxuo nu Ixoo Û | A193 9:a EE .. Tåb. Aaö 2.3 .. Tâu Aaš Aaš wficvafl m lnämüv .min .då 13295 .må .wïw ...nEuEv 6.» .wïm mumm |wwm> xofluoum zwfluouw |mwm> ßmfiucum xufiuoum |wwm> Mmfiuouw Mmfiuouw dofiåm ...Huwmä , nwmßfim Iuunfiw lfiuwwz uumnÉ ...nmfläm lflwwuz nuwnfim Lfiwnfim lomäoxfiøwmm H QAmE w m _ 780751645 20 mo.m mfi.æH mm.< mm.m ~m.ß~ «o.m mß.m w«.- H@.< Aflflumoæfimv HuwwB.dx=flE Nwfi ^o°«»m|wmmv H«¶@e.=x=ma Mmm 7 ^m~|oo«| Qwawfiom Nnq m ud wumm mm.m om.- «H.« mcwm m.m~ «@.« @«.« @~.m~ wfi.m Acflnwuhflwv HmwwE.cx:HE Nß ^Qo«|m|ww~v H@w@s.øx:«a Non ^m~|o°«| HUENHON NÜQ N Hc mumm «e.m w«.m mm.o Næ.m mm.- Ho.@ Aooqfwzummv HmuwE.:x:wa Nßm ^m~|oo«| uweflfiom Nm« H nu wumm MMDM .u:«øwmhn.NoN Må udmfiomkfi NCH mm EE NE s .HE MWDM MMDM dmmbz .pH-HE muofi x1mw :mf wdwcwmufi wo wfl EE NE S då Mmøfl mumw cofluwm |omEox=ø«mm HH¶qAwm<@In the tests or experiments, the volumes V1 and V2 As well as the area A are constant, so that a plot of the values on each side of the integrated equation gives a straight line, the slope of which enables the calculation of Kurea in cm / min. The values thus obtained for the nine fiber packages are given in Table II in the column designated KUREA, š% h'x 10-3. _7807516'5 19 Qåuouh fl wv Houoñmwnwdx fl fwå Nma, Soïmómmv Hmwwämmc fi øx fl wñ Nam. 8793148 m mm nam .ÄN mÄm www mHN Mon mmm * ÄH Huëæ fl om. Nme n un mumm G fi nwum fl wv Hmuoñwwc fi dx fl f fi NN: ëïwåmmv HouwEm fi âdxøwñ Now _ Sïooqëov m mm .ÄN maa qow m2 .. m2 m§m cøw mw fi uwa fi om Nmw Nvu uv mum f. QS m5 Hwe fi om Nmq. H »G wumm 33 9.3 2.3 sm." Xu fl xm fi Ißuo wa lxuo nu Ixoo Û | A193 9: a EE .. Tåb. Aaö 2.3 .. Tâu Aaš Aaš w fi cva fl m lnämüv .min .då 13295 .må .wïw ... nEuEv 6. » .wim mumm | wwm> xo al uoum zw al uouw | MWM> SSM fi Ucum xu fi uoum | wwm> Mm f uouw Mm f uouw do fi Åm ... Huwmä, nwmß f m Iuun f w l f uwwz uumnÉ ... nm al substance l fl wwuz nuwn f m L f wn f m lomäox fi øwmm H QAmE wm _ 780751645 20 mo.m m fi. AEH mm. <mm.m ~ m.ß ~ «om mß.mw« .- H @. <A flfl umoæ fi mv HuwwB.dx = fl E Nw fi ^ o ° «» m | wmmv H «¶@e.=x=ma Mmm 7 ^ m ~ | oo «| Qwaw fi om Nnq m ud wumm mm.m om.-« H. «mcwm mm ~« @. «@«. «@ ~ .m ~ w fi. m Ac fl nwuh fl wv HmwwE.cx:HE Nß ^ Qo« | m | ww ~ v H @ w @ s.øx: «a Non ^ m ~ | o °« | HUENHON NÜQ N Hc mumm «em w« .m mm.o Næ.m mm.- Ho. @ Aooqfwzummv HmuwE. : x: wa Nßm ^ m ~ | oo «| uwe flfi om Nm« H nu wumm MMDM .u: «øwmhn.NoN Må udm fi omk fi NCH mm EE NE s .HE MWDM MMDM dmmbz .pH-HE muo fi x1mw: mf wdwcwmu fi wo fl wo fl NE S then Mmø fl mumw co fl uwm | omEox = ø «mm HH¶qAwm <@

Claims (10)

10 15 20 25 30 7807516-5 21 PATENTKRAV10 15 20 25 30 7807516-5 21 PATENT REQUIREMENTS 1. Cellulosaacetathålfiber, för användning t ex i konstgjorda njurar, k ä n n e t e c k n a d därav, att den har en innerdiameter av ca 100-350 um och en väggtjocklek av ca 20-60 um, vilken vägg har en selek- tiv permeabilitet vid hemodialys för vatten och lösta substanser, som skall avlägsnasfrânblod, vilken permea- bilitet representeras av en ultrafiltreringskoefficient inom området ca 2-6 ml/h m2 mm Hg och en ureakoefficient inom området ca 0,015-0,045 cm/min.Cellulose acetate hollow fiber, for use, for example, in artificial kidneys, characterized in that it has an inner diameter of about 100-350 μm and a wall thickness of about 20-60 μm, which wall has a selective permeability in hemodialysis for water. and solutes to be removed from blood, which permeability is represented by an ultrafiltration coefficient in the range of about 2-6 ml / h m2 mm Hg and a urea coefficient in the range of about 0.015-0.045 cm / min. 2. Fiber enligt kravet 1, k ä n n e t e c k nla d därav, att den selektiva permeabiliteten representeras även av en kreatininkoefficient inom omrâdet ca 0,013-0,027 cm/min.Fiber according to claim 1, characterized in that the selective permeability is also represented by a creatinine coefficient in the range of about 0.013-0.027 cm / min. 3. Fiber enligt kravet 2, k ä n n e därav, att den selektiva permeabiliteten t e c k n a d representeras även av en vitamin B 12 koefficient inom området ca 0,002-0,005 cm/min.Fiber according to claim 2, characterized in that the selective permeability t e c k n a d is also represented by a vitamin B 12 coefficient in the range of about 0.002-0.005 cm / min. 4. Fiber enligt kravet 1, därav, att ultrafiltreringskoefficienten det ca 5-6 och ureakoefficienten är inom området ca 0,030-o,o4s.The fiber of claim 1, wherein the ultrafiltration coefficient is about 5-6 and the urea coefficient is in the range of about 0.030-0, 4s. 5. Fiber enligt kravet 2, därav, att kreatininkoefficienten är inom området ca 0,020-0,027.The fiber of claim 2, wherein the creatinine coefficient is in the range of about 0.020-0.027. 6. Fiber enligt något av kraven l-5, t e c k n a d därav, att den är framställd av en smältspinn- komposition, som består väsentligen av ca 41-50 vikt% cellulosaacetat, företrädesvis huvudsakligen cellulosa- diacetat, ca 2-20 vikt% glycerin och resten polyetylen- glykol med en molekylvikt av ca 150-600.Fiber according to any one of claims 1-5, characterized in that it is prepared from a melt-spinning composition, which consists essentially of about 41-50% by weight of cellulose acetate, preferably mainly cellulose diacetate, about 2-20% by weight of glycerin and the remainder polyethylene glycol having a molecular weight of about 150-600. 7. Fiber enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att den är framställd av en smältspinnkomposition som består väsentligen av ca 42-47 vikt%, helst 42-44 t e c k n a d är inom områ- k ä n n e k ä n n e t e c k n a d k ä n n e - 'v1kt%, cellulosaacetat, ca 3-10 viktæ, helst 6-a vixtí, 10- 15 _20 vso?s1e-s _ . - 22 qlycerin och resten polyetylenglykol med en molekylvikt 0 inom området ca l50-600.Fiber according to claim 6, characterized in that it is produced from a melt-spinning composition consisting essentially of about 42-47% by weight, most preferably 42-44% is within the range of the specification -% by weight. , cellulose acetate, about 3-10 weight, preferably 6-a vixtí, 10- 15 _20 vso? s1e-s _. - 22 glycerin and the remainder polyethylene glycol with a molecular weight 0 in the range about 150-600. 8. Sätt att framställa cellulosaacetathålfibrer, klä n n e't e c k n a t fav följande steg: g _ ' (1) att det åstadkommes en intim blandning av ca 41-50 vikt% cellulosaacetat, ca 2-20 vikt% glycerin, och ca 30-57% polyetylenglykol med en molekylvikt inom dm- rådet ca 150-600. (2) att hâlfibrer framställes från en smält massa av nämnda blandning, (3) att fibrerna kyles, (4) att fibrerna kalldrages i en utsträckning som ligger inom området ca 2-20% av den kylda fiberlängåen, (5) att fibern lakas för avlägsnande från den av po- lyetenglykolen och glycerinet, och (6) fibern mjukas på nytt med glycerin och därefter torkas. av8. A method of making cellulosic acetate hollow fibers, having the following steps: (1) providing an intimate mixture of about 41-50% by weight of cellulose acetate, about 2-20% by weight of glycerin, and about 30% by weight. 57% polyethylene glycol with a molecular weight in the dm range about 150-600. (2) that half-fibers are produced from a molten mass of said mixture, (3) that the fibers are cooled, (4) that the fibers are cooled to an extent which is in the range of about 2-20% of the cooled fiber length, (5) that the fiber is leached for removal from that of the polyethylene glycol and glycerin, and (6) the fiber is softened again with glycerin and then dried. of 9. Sätt enligt kravet 8, k ä n n e t e c k n a t därav, att cellulosaacetatet i blandningen utgör ca 42-47 vikc%. 09. A method according to claim 8, characterized in that the cellulose acetate in the mixture constitutes about 42-47% by weight. 0 10. Sätt enligt kravet 9, k ä n n e t e c k n a t adärav, att kalldragningen uppgår till ca 10-152 av den kylda fiberns längd.10. A method according to claim 9, characterized in that the cold drawing amounts to about 10-152 of the length of the cooled fiber.
SE7807516A 1977-07-05 1978-07-04 HALFIBER OF CELLULOSA ACETATE AND WAY TO MAKE IT SE428221B (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US81292977A 1977-07-05 1977-07-05

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SE7807516L SE7807516L (en) 1979-01-06
SE428221B true SE428221B (en) 1983-06-13

Family

ID=25211003

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE7807516A SE428221B (en) 1977-07-05 1978-07-04 HALFIBER OF CELLULOSA ACETATE AND WAY TO MAKE IT

Country Status (18)

Country Link
JP (2) JPS5442420A (en)
AT (1) AT364899B (en)
AU (1) AU519458B2 (en)
BE (1) BE868708A (en)
BR (1) BR7804325A (en)
CA (1) CA1107020A (en)
CH (1) CH632536A5 (en)
DD (1) DD137950A5 (en)
DE (1) DE2827100C2 (en)
DK (1) DK149600C (en)
FR (1) FR2396780A1 (en)
GB (1) GB2000722B (en)
IT (1) IT1107799B (en)
MX (1) MX153159A (en)
NL (1) NL7807225A (en)
NO (1) NO147979C (en)
NZ (1) NZ187610A (en)
SE (1) SE428221B (en)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1153171A (en) * 1979-12-17 1983-09-06 David T. Chen Cellulose semipermeable hollow fibers and method for making same
JPS5949806A (en) * 1982-09-13 1984-03-22 Teijin Ltd Selectively permeable hollow fiber of cellulose ester and its production
JPS59199807A (en) * 1983-04-20 1984-11-13 Teijin Ltd Preparation of hollow yarn of cellulose ester having selective permeability
JPS59211459A (en) * 1983-05-17 1984-11-30 帝人株式会社 Pasturization of blood treating device
JPS605202A (en) * 1983-06-21 1985-01-11 Teijin Ltd Porous cellulose ester type hollow fiber and preparation thereof
CA1272139A (en) * 1984-11-16 1990-07-31 Shoji Mizutani Fluid separator, hollow fiber to be used for construction thereof and process for preparation of said hollow fibers
JPS6343669A (en) * 1986-08-08 1988-02-24 帝人株式会社 Production of blood treatment device
WO2003000966A1 (en) 2001-06-26 2003-01-03 Toray Industries, Inc. Thermoplastic cellulose derivative composition and fiber comprising the same
WO2013125681A1 (en) * 2012-02-24 2013-08-29 東洋紡株式会社 Hollow fiber type semipermeable membrane, process for manufacturing same, module and water treatment process
KR102345457B1 (en) * 2014-09-30 2021-12-31 도레이 카부시키가이샤 Separation membrane
DE102020102096B4 (en) 2020-01-29 2023-03-23 Cerdia International GmbH CELLULOSE ACETATE FABRIC FOR A NONWOVEN PRODUCT, NONWOVEN PRODUCT CONTAINING SUCH FABRIC, AND METHOD OF MAKING SUCH FABRIC

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE336521A (en) * 1925-09-17
US3423491A (en) * 1964-09-02 1969-01-21 Dow Chemical Co Permselective hollow fibers and method of making
FR1456757A (en) * 1964-09-02 1966-07-08 Dow Chemical Co Selectively permeable hollow fibers and their manufacture
US3532527A (en) * 1966-11-04 1970-10-06 Dow Chemical Co Permeable separatory membranes
US3745202A (en) * 1971-03-17 1973-07-10 Us Interior Method of preparing an asymmetric membrane from a cellulose derivative
JPS5170316A (en) * 1974-12-16 1976-06-17 Teijin Ltd SERUROOSUASETEETOCHUKUSHINO SEIZOHOHO

Also Published As

Publication number Publication date
DE2827100A1 (en) 1979-01-25
FR2396780B1 (en) 1983-02-25
DK302078A (en) 1979-01-06
SE7807516L (en) 1979-01-06
JPS62250215A (en) 1987-10-31
MX153159A (en) 1986-08-14
NO782320L (en) 1979-01-08
IT7850125A0 (en) 1978-06-30
DD137950A5 (en) 1979-10-03
DE2827100C2 (en) 1983-04-28
BE868708A (en) 1979-01-04
AU519458B2 (en) 1981-12-03
NL7807225A (en) 1979-01-09
NZ187610A (en) 1980-09-12
IT1107799B (en) 1985-11-25
DK149600C (en) 1987-02-09
JPS6317922B2 (en) 1988-04-15
FR2396780A1 (en) 1979-02-02
NO147979B (en) 1983-04-11
BR7804325A (en) 1979-04-17
AU3697178A (en) 1979-12-13
JPS5442420A (en) 1979-04-04
GB2000722A (en) 1979-01-17
NO147979C (en) 1983-07-20
ATA477578A (en) 1981-04-15
CH632536A5 (en) 1982-10-15
CA1107020A (en) 1981-08-18
DK149600B (en) 1986-08-04
GB2000722B (en) 1982-01-27
AT364899B (en) 1981-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4276173A (en) Cellulose acetate hollow fiber and method for making same
JPH10121324A (en) Production of asymmetric micro porous hollow fiber
SE428221B (en) HALFIBER OF CELLULOSA ACETATE AND WAY TO MAKE IT
US11499016B2 (en) Polysulfone-urethane copolymer, membranes and products incorporating same, and methods for making and using same
CN101439269A (en) Method for preparing thermoplastic polyurethane elastic hollow fiber membrane
US4543221A (en) Method for making cellulose semipermeable hollow fibers
JP3392141B2 (en) High flow rate hollow fiber membrane
US11883784B2 (en) Microporous membrane and methods to make same
CN106268377A (en) A kind of polysulfone hollow fibre hemodialysis membrane and preparation method thereof
US4886631A (en) Cellulose ester hollow fiber membrane for plasma separation
EP0824960A1 (en) Hollow-fiber membrane of polysulfone polymer and process for the production thereof
JPS61185305A (en) Preparation of cellulose acetate hollow yarn
JP2011020071A (en) Method for manufacturing polysulfone-based hollow fiber membrane
JP3464000B1 (en) Manufacturing method of high performance hollow fiber microfiltration membrane
JP2005261601A (en) Hollow fiber type plasma component separator with little protein adsorption amount
JPH0724275A (en) Production of hollow fiber membrane
JP2818359B2 (en) Method for producing cellulose triacetate hollow fiber membrane
JPH0450850B2 (en)
JPH07106303B2 (en) Hollow fiber type plasma separation membrane and method for producing the same
JPS5876104A (en) Polymethyl methacrylate separation membrane and preparation thereof
JPS61274706A (en) Cellulosic hollow yarn, its production and fluid separator
JPS61120606A (en) Preparation of permselective profile hollow yarn
JPH078767A (en) Manufacture of hollow fiber membrane
JPH0613087B2 (en) Hemodialyzer

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 7807516-5

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 7807516-5

Format of ref document f/p: F