(57)【要約】【課題】耐熱性や耐酸化性が低い膜、特に親水性高分子であるポリビニルピロリドンを含有するポリスルホン系膜を乾燥する際、乾燥時のＰＶＰの分解を抑制することによって、血液処理等において溶出物の発生が少ない中空糸膜を、簡便にかつ安価に提供する。【解決手段】親水性高分子と疎水性高分子からなる中空糸膜の製造において、湿潤状態の中空糸膜を乾燥する際、キャリアガスとして酸素濃度が１０ｖｏｌ％以下の気体を用いることにより、親水性高分子、特にポリビニルピロリドンの熱分解および酸化分解を抑制できることを見出した。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
製膜、洗浄後の、湿潤状態の中空糸膜の乾燥処理において、乾燥キャリアガスとして酸素濃度が１０ｖｏｌ％未満の気体を用いることを特徴とする中空糸膜の乾燥処理方法。
【請求項２】
前記乾燥キャリアガスの流量が中空糸膜１本あたり０．５〜１０．０ｃｃ／ｍｉｎである請求項１記載の中空糸膜の乾燥処理方法。
【請求項３】
乾燥温度が４０℃以上である請求項１または２記載の中空糸膜の乾燥処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば人工臓器として血液浄化等に用いられる中空糸膜の乾燥処理方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、製膜、洗浄後の中空糸膜は、その後の取り扱いの簡便さのために、乾燥処理する必要がある。そこで、こういった製膜、洗浄後の、湿潤状態の中空糸膜の乾燥処理方法として、紡糸中に乾燥塔内を通過させる方法や、紡糸後適当な長さの束として乾燥器内で通気させる方法が広く採用されている。従来、この種の乾燥処理には乾燥キャリアガスとして空気が用いられており、中空糸膜と空気を接触させることにより、水分の除去および乾燥を行っている。
【０００３】
例えば、切り揃えられた中空糸膜の束を通気筒内に挿入し、乾燥用空気を通気させることにより、中空糸膜の乾燥を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、乾燥キャリアガスとして酸素を含んだ空気を用いているため、乾燥プロセス中に膜の酸化を促進してしまう可能性があり、結果として、乾燥処理して得られた中空糸膜が酸化分解の影響を受け、親水性高分子の溶出や膜自体の強度の低下など、実用上深刻な問題を引き起こす可能性があった。
【０００４】
乾燥の効率を上げる手法としては、例えば、中空糸膜にマイクロ波を照射するとともに水蒸気による湿熱処理を行うことで、中空糸膜の変性や潰れを生じさせることなく、大量の中空糸膜を乾燥させる技術が開示されている（例えば、特許文献２参照）。この方法では、短時間で十分な効果を得ることができるが、マイクロ波の制御だけでなく、高温蒸気の出力コントロールや安全管理などに煩雑な装置が必要となり、乾燥処理にかかるコストの上昇が避けられない。
【０００５】
また、親水性高分子の溶出を抑制する手法として、これまでは水あるいは熱水への溶出量抑制方法が提案されてきたが、中空糸膜中から脱落しやすい低分子量体のみを精製除去することにより、血液あるいは血漿への溶出量の指標とされる４０％エタノール水溶液への溶出量を抑制する手法が開示されている（例えば、特許文献３参照）。しかしながら、再沈殿法による親水性高分子の精製の必要性など、工業的にはデメリットも多い。
【０００６】
【特許文献１】
特許３２１９４４５号公報（１頁〜２頁）
【特許文献２】
特開平１１−３３２９８０号公報（１頁〜４頁）
【特許文献３】
特開２０００−３００６６３号公報（２頁〜４頁）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
耐熱性や耐酸化性が低い膜、特に親水性高分子であるポリビニルピロリドン（以降ＰＶＰと表記）を含有するポリスルホン系膜を乾燥する際、乾燥時のＰＶＰの分解を抑制することによって、血液処理等において溶出物の発生が少ない中空糸膜を、簡便にかつ効率よく提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らが鋭意検討した結果、乾燥雰囲気中に存在する酸素が中空糸膜に含有されるＰＶＰを酸化分解することを見出し、本発明に到った。すなわち、本願発明は以下のものである。
（１）製膜、洗浄後の、湿潤状態の中空糸膜の乾燥処理方法において、乾燥キャリアガスとして酸素濃度が１０ｖｏｌ％未満の気体を用いることを特徴とする中空糸膜の乾燥処理方法。
（２）前記乾燥キャリアガスの流量が中空糸膜１本あたり０．５〜１０．０ｃｃ／ｍｉｎである（１）記載の中空糸膜の乾燥処理方法。
（３）乾燥温度が４０℃以上である（１）または（２）記載の中空糸膜の乾燥処理方法。
【０００９】
この発明によれば、乾燥すべき中空糸膜がＰＶＰを含有するものであっても、分解、溶出の危険性を低減することができるので、従来よりも乾燥温度を高く設定でき、乾燥時間の短縮が可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
製膜、洗浄後の、湿潤状態の中空糸膜の乾燥処理方法において、乾燥キャリアガスとして酸素濃度が１０ｖｏｌ％未満の気体を用いることを特徴とする中空糸膜の乾燥処理方法である。
【００１１】
乾燥キャリアガスとして酸素濃度が１０ｖｏｌ％未満の気体を用いることにより、前記課題を解決できることが検討の結果より見出された。これは、熱および酸化分解の原因となる酸素濃度を下げることにより、乾燥温度を高く設定しても、ＰＶＰなどの分解を抑制できるためと考えられる。
【００１２】
本発明において乾燥キャリアガスの酸素濃度は１０ｖｏｌ％未満である。１０ｖｏｌ％以上となると、酸素による分解作用を抑制することができなくなる場合がある。また、酸素濃度は低いほうが酸素による分解作用に対する抑制効果が大きくなるため好ましく、５ｖｏｌ％未満がより好ましく、１ｖｏｌ％未満が特に好ましい。
【００１３】
乾燥キャリアガスとして用いる気体は、酸素濃度を１０ｖｏｌ％未満とすれば、他の成分は特に限定されるものではないが、好ましい気体の種類としては、毒性が少なく不燃性の窒素、二酸化炭素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性気体が好ましいが、コスト面から窒素、二酸化炭素がより好ましく、取り扱い性、入手の容易さから特に窒素が好ましい。
【００１４】
中空糸膜の素材は特に限定されないが、セルロース、セルロースアセテート、ポリメチルメタクリレート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドなどが挙げられるが、耐熱性、耐酸化性が低いＰＶＰを含有する中空糸膜が本発明の効果が高く、ポリスルホン、ポリエーテルスルホンなどのポリスルホン系ポリマーやポリアミドなどとＰＶＰからなる中空糸膜が好適に使用できる。
【００１５】
本発明の中空糸膜の用途は特に限定されず、限外ろ過（ＵＦ）や細菌・微粒子の除去フィルターなどが挙げられるが、溶出物規格のある医療用途において好適に使用でき、人工臓器として血液浄化に用いる中空糸膜として、血液透析膜や血液濾過膜、血液透析濾過膜、血漿分離膜に対して特に好適に使用できる。
【００１６】
本発明が適用される中空糸膜の内径は特に限定されないが、５０〜５０００μｍが好適である。内径が５０μｍ未満では乾燥キャリアガスが中空部に入りにくく、乾燥時間が短縮できないことがある。また、中空糸膜の膜厚についても特に制限はなく、膜厚が１０〜３００μｍのものであれば本発明の効果が得られやすく好ましい。
【００１７】
本発明の乾燥方法は、特に限定されず、例えば、紡糸中で走行中の中空糸膜を酸素濃度１０ｖｏｌ％未満の窒素雰囲気下の乾燥塔内を通過させたり、通風乾燥機内の雰囲気を窒素としたり、バンドル状の中空糸膜に窒素を送風することなどが考えられる。バンドル状の中空糸膜を乾燥する場合、乾燥時間短縮のため中空部に乾燥キャリアガスが入るように工夫することが好ましい。
【００１８】
乾燥温度は特に限定されないが、酸素濃度を低くすることにより、乾燥時の酸化による劣化を抑制できるため、キャリアガスとして空気を用いた場合より、乾燥温度を高くすることができる。室温より高く設定することで乾燥時間が短縮できるため好ましく、４０℃以上とすることが特に好ましい。ただし、あまり高く設定しすぎると、分解や劣化、および変質等により、中空糸膜性能や品質に悪影響を与える可能性がある。中空糸膜の素材により異なるが、例えば、ＰＶＰを含有する中空糸膜では、ＰＶＰが分解を始める１３０℃以下に設定する必要があり、１２０℃以下が好ましい。なお、加熱装置と温度制御装置を備えることが、乾燥ロット間の品質を合わせる上で好ましい。
【００１９】
乾燥キャリアガスの流量は特に規定されることはないが、乾燥すべき中空糸膜の形態や強度、重量、水分率などによって調整することが望ましく、品質のばらつきを減らすために圧力や流量を調節し、一定に保つことが好ましい。ただし、あまり流量が大きいと、中空糸膜の性能、品質、形状に害を与えるため好ましくなく、また逆に流量が小さすぎると乾燥効率が低下し、乾燥処理にかかる時間が長くかかるため好ましくない。乾燥の形態により異なるが、例えば、バンドル状とした中空糸内部に通気させる場合、中空糸１本当たり０．５ｃｃ／ｍｉｎ〜１０ｃｃ／ｍｉｎとするのが好ましい。
【００２０】
本発明の乾燥方法により得られた中空糸膜の乾燥後の水分率は１０ｗｔ％以下が好ましく、５  ｗｔ％以下が特に好ましい。これは、水分率が高いと、中空糸膜モジュール作製時に樹脂が発泡するなどの接着不良が起こることがある。
【００２１】
本発明を、ＰＶＰを含有する中空糸膜の乾燥に使用した場合、透析型人工腎臓承認基準試験における溶出物紫外吸光度は０．３以下が好ましく、特に医療用透析膜として使用する場合は０．１以下とする必要がある。
【００２２】
（透析型人工腎臓承認基準試験による溶出物の測定法）
中空糸膜束から任意に中空糸膜を取り出し、乾燥状態で１ｇをはかりとる。これに１００ｍＬのＲＯ水を加え、７０℃で１時間抽出を行う。得られた抽出液の２２０−３５０ｎｍにおける最大吸光度を測定する。
【００２３】
（中空糸膜の水分率の測定法）
中空糸膜の水分率は、以下の式により計算する。
水分率％＝１００×（Ｗｗ−Ｗｄ）／Ｗｗ
ここで、Ｗｗは中空糸膜重量（ｇ）、Ｗｄは、１２０℃の乾熱オーブンで２時間乾燥後（絶乾後）の中空糸膜重量（ｇ）である。ここで、Ｗｗは１〜２ｇの範囲内とすることで、２時間後に絶乾状態（これ以上重量変化がない）にすることができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例にて本発明の好ましい実施態様を説明する。
【００２５】
（実施例１）
紡糸原液として、ポリエーテルスルホン（住友化学工業社製  スミカエクセル４８００Ｐ）１８ｗｔ％、ジメチルアセトアミド７５．５ｗｔ％、ポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製）３．５ｗｔ％、水３．０ｗｔ％を５０℃にて混合溶解したものを用いた。得られた紡糸原液を２重管構造の紡糸用口金から垂直下方に向け吐出した。同時に内側の管にはジメチルアセトアミド５０ｗｔ％の水溶液を供給し、中空糸膜を形成した。
この中空糸膜は５０ｍｍの蒸気雰囲気中を通過後、凝固浴、水洗浴を経て、湿潤状態でかせによって巻き取られた。巻き取られた中空糸膜１０１００本の束をポリエチレンフィルムで包装し、長さ方向と垂直に切断することにより、外径３５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのバンドル（中空糸膜の束）とした。
得られたバンドルを乾燥装置にセットし、装置を密閉した後、温度を４０℃、流量を中空糸膜１本当り１．２ｃｃ／ｍｉｎに調整した純窒素をバンドルの一方向から１２時間通風することにより、乾燥処理を行った。
乾燥後の中空糸膜の水分率は０．６ｗｔ％であり、透析型人工腎臓装置承認基準試験に従い、浴比１００で７０℃、１時間抽出後の溶出物紫外吸光度（以下、ＵＶと表記）は０．０５であった。
【００２６】
（比較例１）
上記実施例１で示した方法により得られたバンドルを乾燥装置にセットし、装置を密閉した後、温度を４０℃、流量を中空糸膜１本当り１．２ｃｃ／ｍｉｎに調整した空気をバンドルの一方向から１２時間通風することにより、乾燥処理を行った。
乾燥後の中空糸膜の水分率は０．９ｗｔ％であり、上記実施例と同様にＵＶを測定したところ、０．１３であった。
【００２７】
（実施例２）
紡糸原液として、ポリスルホン（アモコ社製Ｐ−３５００）１８ｗｔ％、ジメチルアセトアミド７１．０ｗｔ％、ポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製Ｋ９０）９．０ｗｔ％、水２．０ｗｔ％を５０℃にて混合溶解したものを用いた。得られた紡糸原液と芯液として６０ｗｔ％のジメチルアセトアミド水溶液を２重管構造の紡糸用口金から垂直下方に向け同時に吐出した。
この紡糸原液は７００ｍｍの乾式部を通過後、凝固浴、水洗浴を経て、湿潤状態のまま、かせによって巻き取られた。巻き取られた中空糸膜１０１００本の束をポリエチレンフィルムで包装し、長さ方向と垂直に切断することにより、外径３５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのバンドル（中空糸膜の束）とした。
得られたバンドルを乾燥装置にセットし、温度６０℃、流量を中空糸膜１本当り２．５ｃｃ／ｍｉｎに調整した純窒素をバンドルの一方向から８時間通風することにより、乾燥処理を行った。
乾燥後の中空糸膜の水分率は０．８ｗｔ％であり、透析型人工腎臓装置承認基準試験に従い、浴比１００で７０℃、１時間抽出後の溶出物紫外吸光度（以下、ＵＶと表記）は０．０７であった。
【００２８】
（実施例３）
実施例１と同様の方法にて湿潤中空糸膜束を得た。得られた１０１００本の中空糸膜束をポリエチレンフィルムで包装し、長さ方向と垂直に切断することにより、外径３５ｍｍ、長さ２８０ｍｍのバンドル（中空糸膜の束）とした。
得られたバンドルを乾燥装置にセットし、装置を密閉した後、温度を８０℃、流量を中空糸膜１本当り４．０ｃｃ／ｍｉｎに調整した純窒素を一方向から６時間通風することにより、乾燥処理を行った。
乾燥後の中空糸膜の水分率は０．４ｗｔ％であり、透析型人工腎臓装置承認基準試験に従い、浴比１００で７０℃、１時間抽出後の溶出物紫外吸光度（以下、ＵＶと表記）は０．０７であった。
【００２９】
（比較例２）
実施例１と同様の方法により製造した湿潤状態の中空糸バンドルを乾燥装置にセットし、装置を密閉した後、温度を１４０℃、窒素ガス流量を中空糸膜１本当り１．２ｃｃ／ｍｉｎに調整した空気をバンドルの一方向から８時間通風することにより、乾燥処理を行った。
乾燥後の中空糸膜の水分率は０．５ｗｔ％であり、上記実施例と同様にＵＶを測定したところ、０．２１であった。
【００３０】
実施例と比較例の結果をあわせて表１に示す。
【表１】
2004353142.tif 000002
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、中空糸膜が、特に耐熱性や耐酸化性が低いＰＶＰを含有するポリスルホン系膜であっても、乾燥時のＰＶＰの分解や溶出を低減することができ、ＵＶの上昇を大きく抑制することができる。また、これにより、従来よりも乾燥温度を高く設定でき、乾燥時間の短縮が可能となり、簡便かつ効率的な乾燥処理を実施できる。