特許 6768694 中空糸膜のオンライン乾燥

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6768694

(24)【登録日】2020年9月25日

(45)【発行日】2020年10月14日

(54)【発明の名称】中空糸膜のオンライン乾燥

(51)【国際特許分類】

   B01D 69/08 20060101AFI20201005BHJP

   D02J 13/00 20060101ALI20201005BHJP

   F26B 13/08 20060101ALI20201005BHJP

   F26B 13/12 20060101ALI20201005BHJP

【ＦＩ】

   B01D69/08

   D02J13/00 F

   F26B13/08 A

   F26B13/12

【請求項の数】8

【全頁数】14

(21)【出願番号】特願2017-551016(P2017-551016)

(86)(22)【出願日】2015年12月21日

(65)【公表番号】特表2018-504274(P2018-504274A)

(43)【公表日】2018年2月15日

(86)【国際出願番号】EP2015080754

(87)【国際公開番号】WO2016102442

(87)【国際公開日】20160630

【審査請求日】2018年10月26日

(31)【優先権主張番号】14199664.5

(32)【優先日】2014年12月22日

(33)【優先権主張国】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】501473877

【氏名又は名称】ガンブロ・ルンディア・エービー

【氏名又は名称原語表記】ＧＡＭＢＲＯ ＬＵＮＤＩＡ ＡＢ

(74)【代理人】

【識別番号】110001173

【氏名又は名称】特許業務法人川口國際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】バウアー，ウルリヒ

(72)【発明者】

【氏名】ブック，ラインホルト

(72)【発明者】

【氏名】グラフ，ユルゲン

(72)【発明者】

【氏名】ヒルドバイン，ヘルムート

(72)【発明者】

【氏名】クラウゼ，ベルント

(72)【発明者】

【氏名】シュトルアー，マルクス

(72)【発明者】

【氏名】ボッホナー，アルント

【審査官】 高橋 成典

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／１４６７９５（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００５−２７９５５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−０７８６０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１３／１３７２３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０００３７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５１０４８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ０１Ｄ ６１／００ − ７１／８２

Ｄ０２Ｇ １／００ − ３／４８

Ｄ０２Ｊ １／００ − １３／００

Ｆ２６Ｂ １／００ − ２５／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

選択透過性中空糸膜を製造する連続的方法であって、
前記中空糸膜は、ａ）８０−９９ｗｔ％のポリスルホン、またはｂ）８０−９９ｗｔ％のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはｃ）８０−９９ｗｔ％のポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）、またはｄ）８０−９９ｗｔ％のポリスルホンおよびポリアミド（ＰＡ）、またはｅ）８０−９９ｗｔ％のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）およびポリアミド（ＰＡ）、またはｆ）８０−９９ｗｔ％のポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）およびポリアミド（ＰＡ）；ならびに１−２０ｗｔ％のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含み、
前記方法は、前記中空糸膜を乾燥および調質の２段階処理にかけるステップを含み、前記乾燥および調質の２段階処理は、前記中空糸膜の外側表面に、２１０から２８０℃の範囲の温度を１から４秒間の範囲の時間適用することによって前記中空糸膜を乾燥すること、および続いて、前記中空糸膜の外側表面に、１８０から２００℃の範囲の温度を２から５秒間の範囲の時間適用することによって前記中空糸膜を調質することを含み、
前記乾燥および調質は、中空糸膜を１８０から２８０℃の範囲の表面温度を有する高温の加熱されたローラーと接触させることによって実施される、
方法。

【請求項2】

前記中空糸膜が、前記中空糸膜の外側表面に２２０から２６０℃の範囲の温度を適用することによって乾燥される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記中空糸膜が、２から３秒間の範囲の時間乾燥される、請求項１または２に記載の方法。

【請求項4】

前記中空糸膜が、３から４秒間の範囲の時間調質される、請求項１から３のいずれか一項に記載の方法。

【請求項5】

中空糸膜（４）を連続的に乾燥および調質する装置であって、
前記中空糸膜は、ａ）８０−９９ｗｔ％のポリスルホン、またはｂ）８０−９９ｗｔ％のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはｃ）８０−９９ｗｔ％のポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）、またはｄ）８０−９９ｗｔ％のポリスルホンおよびポリアミド（ＰＡ）、またはｅ）８０−９９ｗｔ％のポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）およびポリアミド（ＰＡ）、またはｆ）８０−９９ｗｔ％のポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）およびポリアミド（ＰＡ）；ならびに１−２０ｗｔ％のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含み、
前記装置は、ハウジング（１）中に配置された複数のローラー（５）を含み、前記ハウジング（１）は、前記中空糸膜（４）のための入口（２）および出口（３）、ならびに排気口（７）を有し、前記ローラー（５）は、前記中空糸膜（４）を加熱するように構成されており、前記複数のローラー（５）の各ローラー（５）の外表面は、個別に１８０から２８０℃の範囲の温度まで加熱可能であり、各ローラー（５）は、駆動装置（６）によって個別に駆動され、３０から１００ｍ／分の範囲の円周速度で回転するように構成され、前記ローラー（５）は、すべてのローラー（５）の軸が平行であり、すべての軸が１つの共通の平面内にあるように前記ハウジング（１）中に位置付けられ、前記入口（２）の下流の最初の２本のローラー（５）の間の間隙（ａ）の幅が、０．２から８ｍｍの範囲である、装置。

【請求項6】

ローラー（５）の数が２から２０本である、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記排気口（７）が、１時間当たり２００から４００ｍ^３のガス体積を前記ハウジング（１）から除去するように構成されているファン（９）に接続されている、請求項５または６に記載の装置。

【請求項8】

ローラーの数が、少なくとも３本であり、前記複数のローラー（５）の１つおきのローラー（５）は、その軸が２本の隣接するローラー（５）の軸によって形成される平面の外にある位置まで可動であるように構成されている、請求項５から７のいずれか一項に記載の装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、血液透析、血液透析濾過および血液濾過に適した選択透過性中空糸膜を製造する連続的方法であって、中空糸膜の乾燥および調質の２段階処理を含む、方法に関する。さらなる態様によれば、本発明は、選択透過性中空糸膜をオンラインで乾燥する連続的方法に関する。本発明は、選択透過性中空糸膜をオンライン乾燥するための装置にも関する。

【背景技術】

【0002】

選択透過性中空糸膜の製造方法は、通常、フィルターを製造するために膜をハウジング中に移し得る前に、膜を乾燥するステップを含む。乾燥は、不連続的に、例えば膜のストランドもしくは束を製造し、続いて乾燥チャンバーもしくはオーブン中でこれらを乾燥することによって、または連続的に、即ちオンラインで実施することができる。従来技術において知られている大多数のオンライン乾燥工程は、中空糸膜を、熱風によって、例えば対流オーブン中で乾燥することを含む。

【0003】

ＥＰ ２５９１８４７Ａｌは、中空糸膜を乾燥ガスで連続的に乾燥する特定の装置を開示している。

【0004】

ＪＰ ６１／１４６３０６Ａは、膜を加熱体と接触させることを含む、セルロースの中空糸膜を製造する方法を開示している。加熱体の好ましい温度は１００から１４０℃である。

【0005】

ＷＯ ２０１３／０３４６１１Ａ１は、中空糸膜の乾燥ステップを含む、ポリスルホンまたはポリエーテルスルホンとポリビニルピロリドンのグラフトコポリマーから選択透過性中空糸膜を製造する方法を開示している。乾燥ステップは、１５０℃から２８０℃の範囲の温度で実施され、連続プロセス、即ちオンライン乾燥プロセスとして実施することができる。乾燥は単一プロセスステップで実施され、乾燥時間という項目は割り当てられない。

【0006】

ＵＳ ２０１５／００７５０２７Ａ１は、水分低減ステップおよび最終乾燥ステップを含む加熱ステップを含む多孔質膜を製造する方法を開示している。水分低減ステップにおいて、膜材料の熱変形温度Ｔ_ｄより高い温度ｔ_ｇｈを有する加熱媒体が使用され、最終乾燥ステップにおいて、膜材料の熱変形温度Ｔ_ｄ以下の温度ｔ_ｇｈを有する加熱媒体が使用される。水分低減ステップに対して１７０℃以上の温度ｔ_ｇｈが教示され、最終乾燥ステップに対して１２０℃以下の温度ｔ_ｇｈが挙げられている。加熱媒体として、過熱蒸気、熱風または熱ガスが使用される。参照はまた、水分低減ユニットおよび水分低減ユニットの下流に配置された最終乾燥ユニット含む乾燥装置を開示している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】欧州特許出願公開第２５９１８４７号明細書

【特許文献2】特開昭６１／１４６３０６号公報

【特許文献3】国際公開第２０１３／０３４６１１号

【特許文献4】米国特許出願公開第２０１５／００７５０２７号明細書

【発明の概要】

【課題を解決するための手段】

【0008】

本開示は、選択透過性中空糸膜を製造する連続的方法であって、中空糸膜の乾燥および調質の２段階処理を含む、方法に関する。乾燥および調質の２段階処理は、最終膜の狭い孔径分布および高い選択性をもたらす。本開示はまた、乾燥および調質の２段階処理を実施することが可能である、選択透過性中空糸膜のオンライン乾燥のための装置に関する。本装置は、高温表面を有する複数のローラーを含む。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】作動位置にある、本発明の例示的な実施形態による装置を示す。

【図2】準備位置にある、本発明の例示的な実施形態による装置を示す。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本開示の方法は、
ａ）ｉ．任意選択的にポリアミド（ＰＡ）と組み合わせて、少なくとも１種のポリスルホン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）；
ｉｉ．少なくとも１種のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）；および
ｉｉｉ．少なくとも１種の溶媒；
を含むポリマー溶液を、２つの同心の開口部を有するノズルの外側の環状スリットを通して沈殿浴槽中に押し出すステップと、同時に
ｂ）中心流体をノズルの内側開口部を通して押し出すステップと、
ｃ）得られた中空糸膜を洗浄するステップと、
ｄ）中空糸膜を乾燥および調質の２段階処理にかけるステップと
を連続的に含み、
乾燥および調質の２段階処理は、中空糸膜の外側表面に、２１０から２８０℃、例えば２２０から２６０℃の範囲の温度を１から４秒間、例えば２から３秒間の範囲の時間適用することによって中空糸膜を乾燥すること、および続いて、中空糸膜の外側表面に、１８０から２００℃の範囲の温度を２から５秒間、例えば３から４秒間の範囲の時間適用することによって中空糸膜を調質することを含む。

【0011】

乾燥および調質の２段階処理は、水の十分な蒸発および細孔の規定された収縮を提供する。本方法の一実施形態において、乾燥および調質は、中空糸膜を１８０から２８０℃の範囲の温度を有する高温表面（例えば、加熱されたローラー）と接触させることによって実施される。

【0012】

理論に拘束されることを望むものではないが、乾燥を追加の調質と組み合わせること、ならびに温度および滞留時間の特定の範囲を選択することによって、新たに紡糸される中空糸膜の細孔構造は、より狭い孔径分布の方へ改変され、最終中空糸膜のより高い選択性をもたらすものと考えられる。

【0013】

ステップａ）において使用されるポリマー溶液（「紡糸溶液」）は、任意選択的にポリアミド（ＰＡ）と組み合わせて、少なくとも１種のポリスルホン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）、および少なくとも１種のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含む。一実施形態において、１００ｋＤａ未満の分子量を有する低分子量成分および１００ｋＤａ以上の分子量を有する高分子量成分からなるポリビニルピロリドンが、膜を製造するために使用される。

【0014】

適したポリエーテルスルホンの一例は、一般式−［Ｏ−Ｐｈ−ＳＯ_２−Ｐｈ−］_ｎ−、約６０，０００から６５，０００Ｄａ、好ましくは６３，０００から６５，０００Ｄａの重量平均分子量、および約１．５から１．８のＭｗ／Ｍｎを有するポリマーである。

【0015】

本方法の一実施形態において、ポリマー溶液は、溶液の総重量に対して１２から１６ｗｔ％のポリエーテルスルホンおよび溶液の総重量に対して３から１２ｗｔ％、例えば５から８ｗｔ％のＰＶＰを含み、ここで、前記ＰＶＰは、溶液の総重量に対して３から８ｗｔ％、例えば４から６ｗｔ％の低分子量（１００ｋＤａ未満）ＰＶＰ成分および溶液の総重量に対して０から４ｗｔ％、例えば１から３ｗｔ％の高分子量（１００ｋＤａ以上）ＰＶＰ成分からなる。一実施形態において、紡糸溶液に含まれている総ＰＶＰは、２２から３４ｗｔ％、例えば２５から３０ｗｔ％の高分子量（１００ｋＤａ以上）成分および６６から７８ｗｔ％、例えば７０から７５ｗｔ％の低分子量（１００ｋＤａ未満）成分からなる。高分子量および低分子量ＰＶＰの例は、例えば、それぞれＰＶＰ Ｋ８５／Ｋ９０およびＰＶＰ Ｋ３０である。

【0016】

特定の実施形態において、ポリマー溶液は、溶液の総重量に対して６６−８１ｗｔ％の溶媒、および溶液の総重量に対して０−１０ｗｔ％、例えば０−５ｗｔ％の適した添加剤をさらに含む。適した添加剤は、例えば、水、グリセリン、および他のアルコールからなる群から選択される。一実施形態において、水が、溶液の総重量に対して、０から８ｗｔ％の量で、例えば２から６ｗｔ％の量で紡糸溶液中に存在する。

【0017】

一実施形態において、本方法に使用される溶媒は、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ−エチルピロリドン、Ｎ−オクチルピロリドン、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ブチロラクトンおよび前記溶媒の混合物からなる群から選択される。特定の実施形態において、ＮＭＰが溶媒として使用される。

【0018】

ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６２８−１に従って２２℃において測定された、ポリマー溶液の動的粘度は、通常、３，０００から１５，０００ｍＰａ・ｓ、例えば４，０００から９，０００ｍＰａ・ｓ、またはさらに４，９００から５，９００ｍＰａ・ｓの範囲である。

【0019】

本開示の方法のステップｂ）において使用される中心流体または孔内液体は、少なくとも１種の上記の溶媒ならびに水、グリセリンおよび他のアルコールの群から選択される沈殿媒体を含む。

【0020】

ある特定の実施形態において、中心流体は、膜の性能をさらに向上させるために、膜の表面を改変するさらなる添加剤をさらに含む。本発明の一実施形態において、中心流体中の添加剤の量は、中心流体の総重量に対して、０．０２から２ｗｔ％、例えば０．０５から０．５ｗｔ％、または０．０５−０．２５ｗｔ％である。

【0021】

適した添加剤の例は、ヒアルロン酸、および双性イオンポリマー、加えて分子中に双生イオンを有するビニル重合性モノマーと別のビニル重合性モノマーのコポリマーを含む。双性イオン（コ）ポリマーの例は、ホスホベタイン、スルホベタイン、およびカルボキシベタインを含む。

【0022】

中心流体は、通常４０−１００ｗｔ％の沈殿媒体および０−６０ｗｔ％の溶媒を含む。本方法の一実施形態において、中心流体は、４４−６９ｗｔ％の沈殿媒体および３１−５６ｗｔ％の溶媒を含む。特定の実施形態において、中心流体は、４９−６３ｗｔ％の水および３７−５１ｗｔ％のＮＭＰを含む。別の実施形態において、中心流体は、５３−５６ｗｔ％の水および４４−４７ｗｔ％のＮＭＰを含む。

【0023】

本方法の一実施形態において、紡糸口金の外側スリットの開口部を通って流れて出てくるポリマー溶液は、制御された雰囲気を有するスピニングシャフト中を導かれる。

【0024】

本方法の一実施形態において、スピニングシャフトは、２から９０℃の範囲内、例えば２５から７０℃、または３０から６０℃の範囲内の温度に維持される。

【0025】

一実施形態において、沈殿している中空糸は、水分量に対して０から１０ｗｔ％、例えば、０から５ｗｔ％、または０から３ｗｔ％の含量の溶媒を含む、湿性の蒸気／空気混合物に曝露される。湿性の蒸気／空気混合物の温度は、少なくとも１５℃、好ましくは少なくとも３０℃、および高くて７５℃、例えば６２℃以下である。さらに、湿性の蒸気／空気混合物中の相対湿度は６０から１００％である。

【0026】

温度が制御された蒸気雰囲気中の溶媒の効果は、繊維の沈殿速度を制御することである。より少ない溶媒が用いられた場合、外側表面はより高密度な表面を得て、より多くの溶媒が使用された場合、外側表面はより開放性の構造を有するであろう。沈殿する膜を取り囲む、温度が制御された蒸気雰囲気中の溶媒量を制御することによって、膜の外側表面上の細孔の量およびサイズが改変され、制御され得る。

【0027】

本開示の方法の一実施形態において、紡糸口金の温度は、５０−７０℃、例えば５５−６１℃であり、スピニングシャフトの温度は、２５−６５℃、例えば５０−６０℃である。ノズルの開口部と沈殿浴槽との間の距離は、３０から１１０ｃｍ、例えば４５から５５ｃｍである。沈殿浴槽は、１０−８０℃、例えば２０−４０℃の温度を有する。一実施形態において、紡糸速度は、１５−１００ｍ／分、例えば２５−５５ｍ／分の範囲である。

【0028】

本発明の一実施形態において、沈殿浴槽は、８５から１００ｗｔ％の水および０から１５ｗｔ％の溶媒、例えばＮＭＰを含む。別の実施形態において、沈殿浴槽は、９０から１００ｗｔ％の水および０から１０ｗｔ％のＮＭＰを含む。

【0029】

ステップａ）およびｂ）によって得られた中空糸膜は、続いて洗浄されて、不要成分が除去される（ステップｃ）。本方法の一実施形態において、中空糸膜は、７０から９０℃の温度範囲の少なくとも１つの水浴槽を通過される。別の実施形態において、膜は２つの水浴槽を通過される。さらに別の実施形態において、膜は５つの水浴槽を通過される。本方法のある特定の実施形態において、個々の水浴槽は、異なる温度を有する。例えば、各水浴槽は、先行する水浴槽より高い温度を有していてもよい。

【0030】

次いで、膜は、膜の外側表面に２１０から２８０℃、例えば２２０から２６０℃の範囲の温度を１から４秒間、例えば２から３秒間の範囲の時間適用することによって前記膜を乾燥すること、および続いて、膜の外側表面に１８０から２００℃の範囲の温度を２から５秒間、例えば３から４秒間の範囲の時間適用することによって前記膜を調質することを含む、乾燥および調質の２段階処理（ステップｄ）にかけられる。

【0031】

乾燥の後、中空糸膜は任意選択的に滅菌される。適した滅菌方法には、蒸気、エチレンオキシド、または放射線照射による処理が含まれる。本方法の一実施形態において、中空糸膜は、少なくとも１２１℃の温度で少なくとも２１分間蒸気滅菌される。

【0032】

一実施形態において、本開示の方法によって得られた膜は、任意選択的にポリアミド（ＰＡ）と組み合わせて、８０−９９ｗｔ％のポリスルホン、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、またはポリアリールエーテルスルホン（ＰＡＥＳ）；および１−２０ｗｔ％のポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）を含む。

【0033】

一実施形態において、選択透過性中空糸膜に含まれるＰＶＰは、高分子量（１００ｋＤａ以上）および低分子量（１００ｋＤａ未満）成分からなり、膜中のＰＶＰの総重量に対して１０−４５ｗｔ％の高分子量成分と、膜中のＰＶＰの総重量に対して５５−９０ｗｔ％の低分子量成分とを含む。

【0034】

一実施形態において、本開示の方法によって得られた中空糸膜は、１８０から２５０μｍの内径を有する。別の実施形態において、内径は１８５から１９５μｍである。さらに別の実施形態において、内径は２１０から２２０μｍである。

【0035】

中空糸膜の壁厚は、通常２０から５５μｍの範囲である。一実施形態において、壁厚は３３から３７μｍである。別の実施形態において、壁厚は３８から４２μｍである。さらに別の実施形態において、壁厚は４３から４７μｍである。さらに別の実施形態において、壁厚は４８から５２μｍである。

【0036】

本開示の方法によって得られた中空糸膜は、対称的壁構造または非対称的壁構造を有してもよい。一実施形態において、膜壁は対称的スポンジ構造を有する。別の実施形態において、膜壁は非対称的スポンジ構造を有する。本方法のさらに別の実施形態において、膜壁は、非対称的壁構造を有し、フィンガー構造を有する層を含み、即ち５μｍを超えるサイズを有するマクロボイドを特徴とする。

【0037】

本開示のさらなる態様は、選択透過性中空糸膜の乾燥および調質の連続的２段階処理を実施することが可能な装置である。

【0038】

中空糸膜４を連続的に乾燥および調質する装置は、ハウジング１中に配置された複数のローラー５を含む。ハウジング１は、中空糸膜４のための入口２および出口３、ならびに排気口７を有する。

【0039】

ローラー５は、中空糸膜４を加熱するように構成されている。中空糸膜４は、ローラー５の外表面上を通過されて、高温の表面に接触し、この過程で加熱される。複数のローラー５の各ローラー５の外表面は、個別に加熱可能である。一実施形態において、各ローラー（５）の外表面は、１５０℃から３００℃の範囲の温度に加熱可能であるように構成されている。各ローラー５の温度は個別に制御される。加熱は様々な方法で実施され得る。例えば、ローラー５の外表面は、電気的に、即ち抵抗加熱または誘導加熱によって加熱され得て、あるいは輻射加熱によって、ローラー５の内側もしくはローラー５の外側からまたは両側から加熱され得る。

【0040】

各ローラー５は、駆動装置６によって個別に駆動される。駆動装置６は通常モーターであろう。各ローラー５の速度は、個別に制御される。一実施形態において、各ローラー５は、３０から１００ｍ／分、例えば４５から７５ｍ／分の範囲の円周速度で回転するように構成されている。

【0041】

ローラー５は、すべてのローラー５の軸が平行であり、すべての軸が１つの共通の平面内にあるようにハウジング１中に位置付けられる。一実施形態において、ローラー５の数は、２から２０本、例えば５から１０本、例えば８から１０本である。一実施形態において、入口２の下流の最初の２本のローラー５の間の間隙ａは、０．２から８ｍｍ、例えば１から７ｍｍ、例えば３から５ｍｍの範囲である。一実施形態において、装置中のすべてのローラー５は、同じ直径Ｄを有する。装置の一実施形態において、直径Ｄは、２００から３００ｍｍの範囲である。

【0042】

図ｌに示すように、中空糸４が入口２から出口３までの装置を通る途中で、中空糸４はローラー５の加熱表面上を通過する。等しいサイズのローラーを有する装置に関して、ローラー５の加熱表面と接触している個々の中空糸４のそれぞれの長さ（「接触長さ」）は、約（Ｎ−ｌ）^＊π^＊Ｄであり、ここで、Ｎは装置中のローラー５の数であり、Ｄはローラー５の直径である。装置の一実施形態において、接触長さは少なくとも１ｍである。別の実施形態において、接触長さは少なくとも２ｍである。さらに別の実施形態において、接触長さは少なくとも６ｍである。

【0043】

装置の一実施形態において、複数のローラー５の１つおきのローラー５は、その軸が、２本の隣接するローラー５の軸によって形成される平面の外にある位置まで可動であるように構成されている。

【0044】

ハウジング１は、排気口７を特徴とし、排気口はファン９に接続されている。装置の操作の間、ファン９は、中空糸膜４から水を蒸発させることによって生じた水蒸気をハウジング１から除去し、それによって乾燥工程を支援する。ファン９の処理能力は、制御器８によって制御される。一実施形態において、ファン９は、１時間当たり２００から４００ｍ^３のガスの範囲の処理能力を有するように構成されている。

【0045】

装置の一実施形態において、ハウジング１は２つの区画に分離されるように構成されており、各区画は、ローラー５の総数の一部を含む。装置の実例において、ローラーの総数は１０本であり、入口２の下流の第１の区画は、４本のローラー５を含み、第２の区画は６本のローラー５を含む。

【0046】

５本のローラー５を有する装置の例示的な実施形態を図１および２に示す。装置は、中空糸膜４のための入口２および出口３を有するハウジング１を含む。５本のローラー５が、ハウジング１中に配置される。各ローラー５は、モーター６によって個別に駆動される。図１は、中空糸膜４の処理時の（「作動位置」における）装置を示す。ローラー５は、これらの中心が一直線に並べられるようにハウジング中に位置付けられる。最初の２本のローラー５の間の最小距離ａがまた示されている。図１によって図示されているように、中空糸膜４は、入口２を通って装置に進入し、ローラー５の表面上を通過し、出口３を通って装置から出る。図２に示されるように、１つおきのローラー５は、作動位置におけるローラー５の軸によって形成される平面に対して垂直に移動され得る。ハウジング１の上部の部品１０もまた、ローラー５のためのさらなる空間を提供し、装置内部への接近を容易にするために上昇させ得る。図２に示す位置（「準備位置」）では、中空糸４は、入口２から出口３まで直線で装置中に供給され得、装置を図１に示す作動位置に戻すと、中空糸膜４は、ローラー５の表面上に自動的に導かれる。結果的に、製造工程の開始時、または製造工程の間の個々の中空糸膜４の破断後における中空糸膜４の準備が、大幅に容易になる。ハウジング１は排気口７を特徴とし、排気口はファン９に接続されている。ファン９の処理能力は、制御器８によって制御される。装置の一実施形態において、ファンは、１時間当たり２００から４００ｍ^３のガス体積をハウジング１から除去するように構成されている。

【0047】

上記に述べ、および下記に記載する特徴は、明示された組合せで使用されるだけでなく、本発明の範囲から逸脱することなく、他の組合せまたはそれら自体で使用され得るものと理解されたい。

【0048】

次に、本発明を以下の実施例においてより詳細に説明する。実施例は、本発明の範囲を限定するものではなく、本発明の特定の実施形態を単に例示するものである。

【0049】

分析方法
ｉ）膜束の製造
［Ａ］ハンドバンドルの製造：
紡糸工程の後の膜束の製造は、以下の性能試験のための繊維束を製造するために必要である。第１の工程ステップは、繊維束を２３ｃｍの規定された長さに切断することである。次の工程ステップは、繊維の両端を溶融することからなる。光学的制御は、すべての繊維が十分に溶融されたことを保証する。次いで、繊維束の両端部をポッティングキャップ中に移す。ポッティングキャップは、機械的に固定され、ポッティングチューブをポッティングキャップの上に置く。次いで、繊維はポリウレタンで埋め込まれる。ポリウレタンが硬化した後、埋め込まれた膜束は規定された長さに切断され、様々な性能試験に使用する前に、乾燥保存される。

【0050】

［Ｂ］ミニモジュールの製造：
ミニモジュール［＝ハウジング中の繊維束］は同様に製造される。ミニモジュールは、繊維の保護を保証し、繊維上の残留水分による蒸気滅菌に使用される。ミニモジュールの製造は、以下の点で異なる；
・所望の繊維の数は、３６０ｃｍ^２の有効表面積Ａに対して、式（１）に従って計算される。

【0051】

Ａ＝π・ｄ_ｉ・ｌ・ｎ［ｃｍ^２］ （１）
ただし、
ｄ_ｉ＝繊維内径［ｃｍ］
ｎ＝繊維の量
１＝有効繊維長［ｃｍ］
・繊維束は、２０ｃｍの規定された長さに切断される
・繊維の両端部を溶融し、次のステップを実施する前に、繊維束はハウジング中に移される。

【0052】

［Ｃ］フィルターの製造：
フィルター（＝透析器）は、１．４ｍ^２の有効表面積を有する約８，０００から１０，０００本の繊維を含む。フィルターは、透析液用の２個のコネクター、および両端に適用され、それぞれが１個の中心に位置する血液コネクターを有するキャップを有する、円筒形のハウジングで特徴付けられる。（巻き取り後の）製造工程は、以下の主要なステップに分類され得る：
・切断された束（長さ約３０ｃｍ）は、特定の束用鉤爪でハウジング中に移される、
・束の両端は、密閉工程によって密閉される、
・繊維はポリウレタン（ＰＵＲ）によりハウジング中に埋め込まれる、
・両端部を切断して繊維を開口する、
・キャップは、超音波溶接を用いて血液コネクターに溶接される、
・最終処理は、すすぎ、完全性試験、最終乾燥を含む
・フィルターを滅菌バッグに充填し、蒸気滅菌する。

【0053】

ｉｉ）ハンドバンドルおよびミニモジュールの水圧透過率（Ｌｐ）
膜束の水圧透過率は、膜束を通した加圧下、規定の体積の水を加圧することによって決定され、膜束を一方で封止し、所要時間を測定する。水圧透過率は、決定された時間ｔ、有効膜表面積Ａ、適用圧力ｐおよび膜を通して加圧された水の体積Ｖから、式（２）：
Ｌｐ＝Ｖ／［ｐ・Ａ・ｔ］ （２）
に従って計算することができる。

【0054】

繊維の数、繊維長ならびに繊維内径から、有効膜表面積Ａが計算される。膜束は、Ｌｐ試験を実施する３０分前にぬらされなければならない。この目的のために、膜束を５００ｍｌの超高純度の水を含む箱に入れる。３０分後、膜束を試験系に移す。試験系は、３７℃に維持された水浴槽および膜束を取り付けることが可能な装置からなる。水浴槽の充填高さは、膜束が指定された装置中で水面の下に位置していることを保証しなければならない。膜の漏れにより、不適切な試験結果が生じることを回避するために、膜束および試験系の完全性試験を前もって実施しなければならない。完全性試験は、束の一方が閉鎖された膜束を通して空気を加圧することにより実施される。気泡は、膜束または試験装置の漏れを示している。漏れが、試験装置中で膜束の不正確な取り付けに起因するのか、それとも実際に膜の漏れが存在するのかを点検しなければならない。膜の漏れが検出された場合は、膜束を廃棄しなければならない。適用される圧力は非常に高いので水圧透過率の測定中に漏れが生じ得ることがないことを保証するために、完全性試験において適用される圧力は、水圧透過率を決定する間に適用される圧力と少なくとも同じ値でなければならない。

【0055】

ｉｉｉ）ハンドバンドル、ミニモジュールおよびフィルターのタンパク質に対する選択性／ふるい係数（ＳＣ）
膜の選択性は、ふるい係数の測定によって決定される。この目的ために、タンパク質（本明細書では、ミオグロビン、ＭＷ＝１７ｋＤａ；およびアルブミン、ＭＷ＝６６ｋＤａ）が溶解されている媒体が極めて重要である。本試験手順に使用される媒体は、７．２のｐＨを有するＰＢＳ緩衝液である。一般に、特定の分子のふるい係数は、以下の通りに得られる。特定のタンパク質溶液を３７℃±１℃の温度に維持し、規定条件（血流（Ｑ_Ｂ）、ＴＭＰおよび濾過速度（ＵＦ））下で、試験装置（ハンドバンドル、ミニモジュールまたはフィルター）を通してポンプ給送する。次いで、フィード中（ｉｎ）、保持液（ｒ）中および濾液（ｆ）中のタンパク質の濃度を決定し、次いで、ふるい係数（ＳＣ）を以下の式（３）：
ＳＣ［％］＝２・ｃ（ｆ）／［ｃ（ｉｎ）＋ｃ（ｒ）］・１００％ （３）
に従って計算することができる。

【0056】

濾液中のタンパク質の濃度がゼロの場合、ふるい係数０％が得られる。濾液中のタンパク質の濃度が、フィードおよび保持液中のタンパク質の濃度と等しい場合、ふるい係数１００％が得られる。

【0057】

［Ａ］ハンドバンドルおよびミニモジュールについての水溶液中のふるい係数
ミオグロビンおよびアルブミンの水溶液中のふるい係数実験が、別個の溶液による２つの異なる実験の構成を使用して実施される。最初に、ミオグロビンのふるい係数を決定する。次いで、アルブミンのふるい係数を決定する。

【0058】

ＰＢＳ緩衝液中のミオグロビンの濃度は１００ｍｇ／ｌである。ふるい係数実験に先立って、上記のようにＬｐ試験を実施する。ミオグロビンに関するふるい係数実験を、ミオグロビン溶液を磁気撹拌子で緩徐に撹拌して、シングルパス式で実施する。試験条件は以下の通り規定されている。

【0059】

固有流量（Ｊ_ｖ ｃｍ／秒単位）および壁面せん断速度（γ ｓ^−１単位）を固定し、一方、血流量（Ｑ_Ｂ）および濾過速度（ＵＦ）を、それぞれ式（４）および（５）を使用して計算する：
Ｑ_Ｂ［ｍｌ／分］＝γ・ｎ・π・ｄｉ^３・６０／３２ （４）
ＵＦ［ｍｌ／分］＝Ｊ_ｖ・Ａ・６０ （５）
ただし、
ｎ＝繊維の量
ｄｉ＝繊維内径［ｃｍ］
γ＝せん断速度［ｓ^−１］
Ａ＝有効膜表面積［ｃｍ^２］
ここで、Ａは式（１）に従って計算される。

【0060】

ハンドバンドルまたはミニモジュールを試験する場合、せん断速度を５００ｓ^−１に設定し、固有流量を０．３８・１０^−０４ｃｍ／秒に定める。

【0061】

第１の試料を１５分後に採取し（貯留液、保持液、および濾液）、二度目を６０分後に採取する。最後に、試験の束をＰＢＳ緩衝液で数分間すすぐ。次いで試験を停止する。

【0062】

続いて、アルブミンのＳＣ試験を実施する。６０ｇのアルブミンをＰＢＳ緩衝液に溶解し、アルブミン溶液を磁気撹拌子で緩徐に撹拌して、実験を再循環させながら実施する。試験の構成において、Ｑ_Ｂを式（４）に従って計算し、４００ｍｍＨｇの一定のＴＭＰを設定し、ＵＦおよび保持液流量は、試験条件および膜透過性から生じたものである。１５分後、フローをシングルパス式に切り替え、試料（貯留液、保持液、および濾液）を採取する。ＳＣ試験後、試験束は、ＰＢＳ緩衝液で再度すすがれてもよく、タンパク質に対する膜の吸着容量の指標を得るために第２のＬｐ試験を実施するのに使用される。

【実施例】

【0063】

ポリマー溶液の動的粘度ηを、ＤＩＮ ＩＳＯ １６２８−１に従って、２２℃の温度において、毛細管粘度計（ＶｉｓｃｏＳｙｓｔｅｍ（登録商標）ＡＶＳ ３７０、Ｓｃｈｏｔｔ−Ｇｅｒａｔｅ ＧｍｂＨ、Ｍａｉｎｚ、Ｇｅｒｍａｎｙ）を使用して測定した。

【0064】

［実施例１］
ポリマー溶液を、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）中に、ポリエーテル−スルホン（Ｕｌｔｒａｓｏｎ（登録商標）６０２０、ＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ）およびポリビニルピロリドン（Ｋ３０およびＫ８５、ＢＡＳＦ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ）および蒸留水を溶解することによって調製した。ポリマー紡糸溶液中の様々な成分の重量分率は、ＰＥＳ：ＰＶＰ Ｋ８５：ＰＶＰ Ｋ３０：Ｈ_２Ｏ：ＮＭＰ＝１３．６：２．６：５：７５．６であった。ポリマー溶液の粘度は８，５４０ｍＰａ・ｓであった。

【0065】

溶液を調製するために、最初にフィンガーパドル撹拌機を備えた３０Ｌの容器に、ＮＭＰおよび水を充填した。ＰＶＰをＮＭＰに添加し、５０℃において均一な透明溶液が得られるまで撹拌した。最後に、ポリエーテルスルホンを添加した。混合物を５０℃において、透明な高粘度の溶液が得られるまで撹拌した。加温した溶液を２０℃まで冷却し、５０ｍｍＨｇにおいて１−２時間脱気した。高粘度のポリマー溶液をステンレス鋼容器に移した。

【0066】

蒸留水とＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を混合することによって、孔内液体を調製した。中心流体中の２つの成分の重量分率は、Ｈ_２Ｏ：ＮＭＰ＝５３ｗｔ％：４７ｗｔ％であった。

【0067】

孔内液体の調製を以下の通り実施した：
・蒸留水をステンレス鋼容器に充填した。ＮＭＰを添加し、混合物を約１分間撹拌した；
・透明な混合物を第２のステンレス鋼容器中に濾過し、５０ｍｍＨｇにおいて脱気した。

【0068】

ポリマー溶液を５０℃に加熱し、この溶液および孔内液体を紡糸ダイに通すことによって、膜を形成した。ダイの温度は５５℃であり、スピニングシャフトの温度は５０℃であった。中空糸膜は、５０ｍ／分の紡糸速度で形成された。ダイを出た液体毛細管は水浴槽（周囲温度）中を通過させた。ダイと沈殿浴槽との間の距離は１００ｃｍであった。形成された中空糸膜は、５つの異なる水浴槽を通して導いた。

【0069】

第５の水浴槽から出た後、繊維は加熱されたローラーを備えた２つの区画を有するオンラインドライヤーに供給され、区画１は４本の加熱されたローラーを含み、区画２は６本の加熱されたローラーを含んでいた。膜は、第１の区画において２２０から２８０℃の範囲の温度で乾燥され（ローラー１−４：２５０／２８０／２６０／２２０℃）、第２の区画において１８０から１９０℃の範囲の温度で調質された（ローラー５−１０：１９０／１９０／１９０／１８０／１８０／１８０℃）。第１の区画中の滞留時間は２．４秒であり、第２の区画中の滞留時間は３．２秒であった。

【0070】

乾燥した中空糸膜は、１９０μｍの内径および２６０μｍの外径ならびに全体的に非対照な膜構造を有していた。膜の活性な分離層は内側であった。活性な分離層は、最小の細孔を有する層と定義される。膜は巻取り車に巻き取られ、３５６本の繊維を有するミニモジュールは、上記の方法に従って製造された。

【0071】

［比較例１］
実施例１を反復した。第５の水浴槽から出た後、繊維を巻取り車に巻き取り、束に切断した。束を７０℃の水ですすぎ、遠心乾燥し、続いて乾燥キャビネット中で５０℃において乾燥した。

【0072】

乾燥中空糸膜は、１９０μｍの内径および２６０μｍの外径ならびに全体的に非対照な膜構造を有していた。膜の活性な分離層は内側であった。３５６本の繊維を有するミニモジュールは、上記の方法に従って製造された。

【0073】

蒸気滅菌した膜（ミニモジュール）：
実施例１および比較例１において製造された膜の性能を、それぞれ上記のように蒸気滅菌した（（２２±１）分、（１２１±１）℃）ミニモジュールに関して測定した。水圧透過率ならびに水溶液中のミオグロビンおよびアルブミンのふるい係数を試験した。この結果を表１に示す。

【0074】

【表1】

【0075】

比較から、膜の選択性に関する指標である、ミオグロビンおよびアルブミンのふるい係数の比、ならびにミオグロビンおよびアルブミンのふるい係数の差異は両方とも、本発明の膜のほうがはるかに大きいことが明らかである。

【図1】

【図2】