JPS59179105A - 改良された透析用中空糸およびその製造方法 - Google Patents

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】 （イ）技術分野 本発明は、銅アンモニア法再生セルロース繊維よりなる
中空糸（以下、「キュシラ中空糸」と略称する）に関す
る。

（ｏ）従来技術 キュシラ中空糸は近年人工腎臓用の分離膜として広く用
いられている。これは、キュグラ中空糸が透析性能にお
いてすぐれていると共に、長年の実績に裏付けられた安
全性を有しているからである。

ところで、透析膜が人工ｌＩ￥臓用の透析器（ダイアラ
イザー）にセットされて、すぐれた透析性能（透水性能
およびクリアランス）を発揮するためには血液および透
析液が効果的にダイアライザー中を流れるようにダイア
ライザーの設計および組立てが行なわれなければならな
い。そのために、従来、ダイアライザーの形状、中空糸
の形状、ダイアライザーに充填する中空糸の本数等に関
して種々の検討が行なわれてきた。その中でも中空糸の
充填本数ないし充填率は、中空糸の性能をダイアライデ
ーとして十分に発揮せしめる上で重要な要素である。通
常キュシラ中空糸の場合には、充填率が３０〜４０％に
なるように中空糸本数が設定される。充填率がこれよシ
低い場合には透析液のショートパスが生じるため、高い
クリアランスが得られない。このような場合には透析性
能は膜面積に応じて保証されているため低目のクリアラ
ンスで高目の透水量というアンバランスなダイアライザ
ーしか得られないのである。充填率を高めていくとこの
問題は徐々に解消されてゆく。しかしながら、充填率を
４０％ないしそれ以上に高めようとすると、中空糸をダ
イアライザーに組み込む際の充填作業時に折損等のトラ
ブルを生じゃすく、マた、ｙｊｉ′ッティング剤（ウレ
タン樹脂等）の中空糸間への浸透が悪くなって血液リー
クを生じるおそれもでてくる。本発明者等の研究によれ
ば最適の透析性能を得るためには充填率は上記のごとき
組み立て時のトラブルによって規制を受ける限界よりも
高い方が望ましいことが明らかとなった。しかしながら
、そのような充填率で組み立てを行なえば組み立て収率
の低下、リーク発生の頻度を増すことになる。

Ｐ−３発明の目的 本発明の第１の目的は、上述のようなキュシラ中空糸の
難点を除去し、容易に組立てることができ、透析時には
高い充填率で十分な性能が得られるようなキュシラ中空
糸を提供するにある。第２の目的は、そのようなキュシ
ラ中空糸を工業的有利に製造する方法を提供するにある
。

に）発明の構成 本発明に係るキュグラ中空糸は、全繊維長に亘って連続
貫通した中空部と、内径５０μｍ、５００μｍの円形断
面および２μｍないし６０μｍの壁厚さを有する銅アン
モニア法再生セルロース繊維からなる中空糸であって、
常温の水に浸漬した時の外径拡大率が２５〜５０チであ
ることを特徴とする。

また、本発明に係るキュグラ中空糸の製造方法は、容易
に組み立てることができ、透析時には、銅アンモニアセ
ルロース紡糸原液を環状紡糸口金から吐出し、同時に環
状紡糸口金の中心部に装着した中空充填剤の導入管よシ
中空充填剤を吐出し、次いで吐出された線状紡糸原液を
落下させて下方に位置する凝固浴に導いて凝固処理を施
こし、さらに再生浴を通して中空糸を形成する方法にお
いて、中空充填剤として、水への溶解度が０．１重量％
以上でありかつ銅アンモニアセルロース溶液ニ対して非
凝固性である有機液体を用いることを特徴とする。

（ホ）好ましい態様 キュプラ中空糸の紡糸は、通常、非凝固性の有機液体を
中空形成剤（ないし中空充填剤）として用い、環状紡糸
孔から紡糸液を吐出せしめる時に、この非凝固性有機液
体を紡糸液の中央に吐出せしめることによって行なわれ
る。このような方法で紡糸した中空糸は通常１．５〜１
．８の外径拡大率を有している。

ここで外径拡大率とは、次式で表わされる数値をいう。

本発明者等が外径拡大率を高めるために鋭意検討を行な
ったところ、水への溶解度が０．１重−ｍ％以上であυ
かつ銅アンモニアセルロース溶液に対し非凝固性である
有機液体を用いることによって外径拡大率を高められる
ことを見い出しだ、このような有機液体としては、例え
ば、吉草酸エチル。

酢酸ブチル、酢酸ヘキシル、酪酸エチル、ステアリン酸
かブチル等の脂肪酸エステルが使用可能である。

上述のような有機液体を中空充填剤として用い従来公知
の方法で紡糸を行なうことによって外径拡大重大なる中
空糸が得られる。その際、外径拡大率は、使用する有機
液体の水への溶解性及び中杢糸の精練工程における滞溜
時間によって変化する。すなわち、水への溶解性が高い
程、また、精練工程への滞溜時間が長い程外径拡大率は
犬になる。この点で精練をネットコンベアで行なう方法
が本発明の実施にとって有利である。

上述のようにして外径拡大率の大きな中空糸が得られる
が、２５％未満の外径拡大率では充分な性能改善の効果
が得られず、逆に、５０チを越す外径拡大率の場合には
ウレタン接着部でのはくりの可能性を生じると共に、ウ
レタン接着部でネック状態を形成するために凝血の危険
性がます。得られる効果と透析の安全性を考慮すると３
０〜４０％の範囲が好ましい。

本発明のキュポラ中空糸は、全繊維長に亘って連続貫通
した中空部と、内径５０μｍないし５００μｍの円形断
面および２μｍないし６０μｍの壁厚さを有する。この
ような形態的特徴は透析膜として用いる場合重要である
。

本発明の中空糸を用いてダイアライザーを組み立てる場
合、乾燥時の充填率は従来と同様３０〜４０チが用いら
れる。本発明の中空糸は外径拡大率が２５〜５０多々通
常の中空糸よシ大きいため、透析時においては、充填率
が通常の中空糸にくらべて２０〜７０％高くなる。湿潤
時の外径拡大に伴なってダイアライザー中での中空糸の
分数が均一化されることも性能向上に寄与していると考
えられる。

一方、湿潤時の充填率が上昇すると透析液側の流水が上
昇し、入口部と出口部とでの圧力降下（ΔＰＤ）が大き
くなる。湿潤時の充填率が５０％をこえるとΔＰＤは４
０〜５０　ｗ　Ｈｇとなシ、充填率が６０％をこえると
６０〜１００　ｍｓＨｇとなる。一般に、血液透析時に
おいてはダイアライザーに入る部分の回路内血圧が１８
０〜２００ｍｍＨｇの値に設定されている。透水の駆動
力である膜の両側での圧力差（Ｔｒａｕｓ　Ｍｅｒｒ＋
１ｐｒａｎｅ　Ｐｒｅａｓｕｒｅ　、　ＴＭＰ）は設定
された血圧からΔＰＤを差し引いた値となるため、ΔＰ
Ｄが高いと、自動的にＴＭＰは低下することになシ透水
量は減少する。しかしながら、ＴＭＰとは無関係にクリ
アランスは維持されるため、高いクリアランスと比較的
低い透水性を有するダイアライザーが得られることにな
る。

ここで「クリアランス」とは、透析時に血液中の溶質が
透析液側に透析される度合を表わす尺度であって、次式
で表現されるものを指す。

Ｃｎ４　・・・・・・・・・ダイアライザーに入る血液
中の溶質濃度 ＣＢ。・・・・・・・・　ダイアライザーを出だ血液中
の溶質ａ度 Ｑｎ４・・・・・・・・・ダイアライザーに入る血液の
流量（ｍｌ１分） 上述のように、本発明の中空糸を用いることによって、
高いクリアランスを有するダイアライザーが容易に得ら
れる。

（へ）実施例 以下、実施例について、本発明を具体的に説明する。

実施例１ 公知の方法に従って調製したセルロース濃度１０．０％
、アンモニア濃度７．０％、銅濃度３．６チの組成を有
する銅アンモニアセルロース紡糸原液を用い、これを環
状紡糸口金を通して環状に吐出した。紡糸原液の吐出量
はｇ、　４　ｍｌ／ｍ１ｎでありた。まだ、中空充填剤
としては酪酸エチル（水への溶解度０５重量％）用い、
紡糸口金の中央部から３．０ｍ、ｌ／ｍｌｎの吐出量で
吐出した。吐出された線状紡糸原液をその後空中に３０
０筋自由落下させて充分に延伸した後、濃度１１％の苛
性ソーダ水溶液を満たして凝固浴に導入した。

その後凝固浴中におかれた変向棒によって、水平方向に
向きをかえて凝固浴内を走行させた後、振り落し用ロー
ラーを用いて糸をネットコンベア上に振シ落して堆積さ
せ、ネットコンベアを進行させる過程で稀硫酸を用いて
再生を行ない、引き続き充分に水洗した。水洗後、糸を
ネットコンベアよシ引き上げて、トンネル型乾燥機内を
直線的に走行させ充分に乾燥した後巻取機によυスプー
ル状に巻き取った。

巻取速度は６０　ｍ／ｍｉｎであった。この中空糸の膜
厚９内径を測定した所、膜厚は１５μｍ、内径は２１５
μｍであった。また、この中空糸の外径拡大率を測定し
た所２９チであった。

この中空糸を用いて人工腎臓を組みたて透析性能を測定
した所表１の結果が得られた。

比較例１ イソゾロビルミリステート（水への溶解度０００１重量
％）を中空剤として用いたほかは実施例１と同様な手法
によシ同じ寸法の中空糸を製造し、同様に透析性能を測
定した。

実施例２ 中空剤としてステアリン酸ブチル（水への溶解度１．０
重量％）を用いた他は実施例１と同じ方法で中空糸を製
造した所、膜厚が１６μｍ、内径が２００μｍの中空糸
が得られた。この中空糸の外径拡大率は３３チであった
。これを人工￥ｆ臓に組みたてて調べた所、表１の結果
を得た。

表　　　１ 比較例２ 中空剤としてベンジルアルコール（水への溶解度４チ）
を用いた他は実施例１と同じ方法で中空糸を製造した所
、膜厚が２０μｍ、内径が１５０μｍの中空糸が得られ
た。との中空糸の外径拡大率は５２％であった。この中
空糸を用いて人工腎臓を組みたてた後、生理食塩水を充
填した所、ウレタン接着部でセルロースのはく離が生じ
て人工腎臓としての使用が不能であった。

特許出願人 旭化成工業株式会社 特許出願代理人 弁理士　青　木　　　　朗 弁理士　西　舘　和　之 弁理士　内　１）幸　男 弁理士　山　　口　　昭　之

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　全繊維長に亘って連続貫通した中空部と、内径５０
   μｍないし５００μｍの円形断面および２μｍないし６
   ０μｍの壁厚さを有する銅アンモニア法再生セルロース
   繊維からなる中空糸であって、常温の水に浸漬した時の
   外径拡大率が２５〜５０％であることを特徴とする中空
   糸。 ２　外径拡大率が３０〜４０チである特許請求の範囲第
   １項記載の中空糸。 ３　銅アンモニアセルロース紡糸原液ヲ環状紡糸ロ金か
   ら吐出し、同時に環状紡糸口金の中心部に装着した中空
   充填剤の導入管より中空充填剤を吐出し、次いで吐出さ
   れた線状紡糸原液を落下させて下方に位置する凝固浴に
   導いて凝固処理を施こし、さらに再生浴を通して中空糸
   を形成する方法において、中空充填剤として、水への溶
   解度が０．１ｉｉ％以上でありかつ銅アンモニアセルロ
   ース溶液に対して非凝固性である有機液体を用いること
   を特徴とする中空糸の製造方法。 ４　有機液体が脂肪酸エステルである特許請求の範囲第
   ３項記載の製造方法。