NL8104245A

NL8104245A - Vloeibaar preparaat voor het vervaardigen van een membraan, werkwijze voor het vervaardigen van een membraan, alsmede onder toepassing van deze werkwijze vervaardigde membranen en holle vezels.

Info

Publication number: NL8104245A
Application number: NL8104245A
Authority: NL
Original assignee: Terumo Corp
Priority date: 1980-09-16
Filing date: 1981-09-15
Publication date: 1982-04-16
Also published as: DE3136573A1; NL186368B; DE3136573C2; FR2490231B1; IT8123995A0; US4444663A; NL186368C; FR2490231A1; IT1139976B

Description

ak . *

V

Vloeibaar preparaat voor het vervaardigen van een membraan, werkwijze voor het vervaardigen van een membraan, alsmede onder toepassing van deze werkwijze vervaardigde membranen en holle vezels.

5

De uitvinding heeft betrekking op een vloeibaar preparaat voor het vervaardigen van een permeabel membraan en op een werkwijze voor het vervaardigen van het permeabele membraan. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking 10 op een vloeibaar preparaat voor het vervaardigen van een permeabel membraan (hierna aangeduid als "membraan”), dat kan worden gebruikt in een mechanische nier, een plasma-scheider, enzovoort, alsmede op een werkwijze voor het vervaardigen van het membraan.

15 Mechanische nieren en andere inrichtingen voor het filtreren van lichaamsvloeistoffen, die funktioneren als gevolg van osmose, ultrafiltratie, enzovoort, hebben belangrijk aan betekenis gewonnen en worden op grote schaal op medisch gebied toegepast. Bij dergelijke mechanische nieren en andere 20 inrichtingen voor het filtreren van lichaamsvloeistoffen, spelen buitengewoon fijne holle vezels en membranen, die geschikt zijn voor de dialyse van lichaamsvloeistoffen, de meest belangrijke rol. Deze doorlatende membranen, bijvoorbeeld holle vezels voor dialyse, worden vertegenwoordigd door holle vezels 25 uit geregenereerde cellulose, die is verkregen door het de-aceteren van cellulosetriacetaat. De holle vezels zijn onbevredigend met betrekking tot de permeatiekapaciteit voor water en derhalve is hierbij een lange tijd voor de behandeling van het bloed vereist. Momenteel brengt de behandeling onder toe-30 passing van dergelijke holle vezels onvermijdelijk een noodzakelijk langdurige bedlegerigheid van patiënten met zich mee.

Een dergelijke langdurige bedlegerigheid kan leiden tot ongewenste resultaten, in het bijzonder bij ouden van dagen en patientèn met een twijfelachtige fysieke toestand. Er zijn holle \ 8104245 0 5 t - 2 - vezels voorgesteld, die zijn vervaardigd uit celluloseesters.

De toepassing van celluloseesters'als grondstof vermijdt de gekompliceerde arbeid van bet de-aceteren, die onvermijdelijk moet worden gericht als geregenereerde cellulose als grondstof 5 wordt gebruikt. De holle vezels, vervaardigd onder toepassing van dergelijke celluloseesters, vertonen een tamelijk bevredigende water-permeatiekapaciteit. Als deze celluloseesters worden bereid in de vorm van uitgangsmaterialen (dopes) voor het spinnen leiden zij echter tot een probleem mèt betrekking 10 tot de hygiënische veiligheid. In een dergelijk uitgangsmateriaal wordt bijvoorbeeld acetylcellulose gebruikt in een concentratie van 30 gew.$ in een mengsel van aceton en forma-mide (Uo:60).

Met het oog op het vermijden van de gebreken, die 15 optreden bij holle vezels uit geregenereerde cellulose, afge- »· leid van cellulosetriacetaat of van die, welke zijn vervaardigd uit celluloseacetaat, wordt een werkwijze voorgesteld voor het vervaardigen van holle vezels, waarbij men het spin-uitgangsmateriaal van cuprammoniumcellulose extrudeert door 20 ringvormige spinopeningen, de kontinu geextrudeerde holle buizen onder invloed van de zwaartekracht omlaag laat vallen, en, tijdens de daling van de holle buizen het inwendige van deze holle buizen geheel vult met een vloeistof, die het spin-uitgangsmateriaal niet kan doen coaguleren, vervolgens de 25 neerdalende holle‘buizen in belangrijke mate onder invloed van de vloeistof doet verlengen door de onder invloed van de zwaartekracht daarop uitgeoefende trekkrachten en vervolgens de verlengde holle buizen onderdompelt in een verdunde zwavelzuur oplos sing, teneinde ze te coaguleren en regenereren (Japan-30 se octrooipublikatie 1363/1980). Hoewel de aldus vervaardigde holle buizen van cuprammoniumcellulose een hoger doorlatend vermogen voor water hebben dan die, welke zijn vervaardigd uit geregenereerde cellulose, afgeleid van cellulosetriacetaat en die, vervaardigd uit celluloseesters, zijn zij slechts ge-35 schikt voor het permeëren. van laag molekulaire verbindingen, 8 10 4 2 4 5 * i - 3 - τ zoals 'bijvoorbeeld ureum en vitamine en niet in staat voor het doen permeëren. van verbindingen van gemiddeld en hoger molekuulgewicht. Als zij bijvoorbeeld worden toegepast in een mechanische nier vertonen zij het nadeel dat melaninepigmenten 5 en soortgelijke materialen zich gelijkmatig op de wanden ervan ophopen.

De uitvinding beoogt derhalve een vloeibaar preparaat te verschaffen voor het vervaardigen van een nieuw membraan, alsmede een werkwijze voor het vervaardigen van dit membraan.

10 Een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een vloeibaar preparaat voor het vervaardigen van een membraan, dat niet alleen verbindingen met laag molekuulgewicht doorlaat, maar ook verbindingen met gemiddeld en hoog molekuulgewicht, alsmede op het vervaardigen van een dergelijk membraan.

15 Uog een andere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een werkwijze voor het vervaardigen van dialytische holle vezels, die niet alleen stoffen met lage molekuulgewiehten doen permeëren 9 maar ook stoffen met gemiddeld en hoog molekuulgewicht.

20 Deze doelstellingen worden bereikt door een vloei baar preparaat voor het vervaardigen van een membraan, omvattende een reaktieprodukt van cuprammoniumcellulos e met een ammonium-of alkalimetaalzout van een polymeer, dat 10 tot 70 equivalent % bevat van carboxylgroepen en een getal-gemiddeld molekuulge-25 wicht heeft in het trajekt van 500-200.000.

De doelstellingen worden ook bereikt door een werkwijze voor het vervaardigen van een membraan, waarbij men een vloeibaar preparaat, omvattende een reaktieprodukt van euprammo-niumcellulose met een ammonium- of alkalimetaalzout van een 30 polymeer, dat 10 tot 70 equivalent % van een carboxylgroep bevat en een getal-gemiddeld molekuulgewicht heeft in hët trajekt van 500-200.000 tot een membraan vormt, het aldus vervaardigde gevormde voortbrengsel onderdompelt in een verdunde zwavelzuuroplossing, waardoor het vloeibare preparaat wordt ge-^ 35 coaguleerd en geregenereerd en vervolgens het gevormde voort-

< A

8104245 C' < t % - k - brengsel dompelt in een waterige oplossing van sterk alkali, waardoor Let ammonium- of alkalimetaalzout uit het hiervoor genoemde polymeer wordt uitgedreven en in het gevormde voortbrengsel fijne poriën worden gevormd, overeenkomend met het 5 molekuulgewicht van het uitgedreven zout.

Volgens de uitvinding wordt het ammonium- of alkali-mètaalzout van een polymeer, dat 10 tot J0 equivalent % bevat van een carboxylgroep en een getal-gemiddêld molekuulgewicht heeft in het trajekt van 500-200.000, gebruikt als regel.middel 10 voor de permeatiekapaciteit (regeling van de poriendiameter) • bij de reaktie met cuprammoniumcellulose. Nadat het vloeibare preparaat, dat het reaktieprodukt omvat, in de vorm van een membraan is gevormd en gecoaguleerd en geregenereerd, wordt. het hiervoor genoemde polymeerzout uit het membraan uitgedreven. 15 De diameter van de in het membraan te vormen poriën en derhalve de permeatiekapaciteit van het membraan kan derhalve met een behoorlijke vrijheid nauwkeurig vooraf worden bepaald door een geschikte keuze van het molekuulgewicht van de polymeer en de te gebruiken hoeveelheid polymeer. De uitvinding kan derhalve 20 membranen in de vorm-van vlakke vellen of holle vezels verschaffen, die geschikt zijn om stoffen met molekuulgeviehten in een gewenst trajekt selektief te doen permeërenw..

De tekening vertoont een grafiek, waarbij de resultaten zijn gegeven van een dialyseproef, uitgevoerd met holle 25 vezels, die zijn gesponnen uit het vloeibare spinpreparaat -volgens de uitvinding.

Het volgens de uitvinding te gebruiken polymeer voor de reaktie met cuprammoniumcellulose is een polymeer of copoly-meer, dat in de monomeereenheid daarvan 10 tot 70 equivalent 30 % en bij voorkeur 15 tot 50 equivalent % carboxylgroepen bevat ten en een gemiddeld molekuulgewicht heeft in het trajekt van 500-200.000, bij voorkeur 1000-100.000. Dit polymeer wordt gebruikt in de vorm van een ammoniumzout of een zout van een alkalimetaal, zoals lithium, natrium of kalium, bij voorkeur 35 in de vorm van een ammoniumzout. De reden voor het gebruik van 8104245 * ·« - 5 - > het polymeer in de vorm van een dergelijk zout is hierin gelegen, dat het zout gemakkelijk oplost in.het' cuprammoniumcellu-lose-uitgangsmateriaal en daarmee gemakkelijk kan reageren. De aanwezigheid in het polymeer van 10 tot 70 equivalent % carboxyl-5 groepen is vereist om deze groepen een coordinaatbinding te kunnen laten vormen met de koperatomen in het cuprammoniumcellu-lose in het uitgangsmateriaal. Als het gehalte aan carboxylgroe-pen minder is dan 10 equivalent %3 is de hiervoor genoemde co-ordinatieve binding met de koperatomen niet voldoende. Indien 10 het gehalte aan earboxylgroepen hoger is dan 70 equivalent % is de coordinatieve binding van de groep met het koperatoom zo sterk dat het verschijnsel van gelering wordt ingeleid. De reden voor het hiervoor genoemde trajekt voor het gemiddelde molekuulgewicht van het polymeer, dat de earboxylgroepen bevat 15 is hierin gelegen dat, zoals later uitvoeriger wordt beschreven, in het geverm een ontelbaar aantal fijne poriën moet worden gevormd, overeenkomende met het hiervoor genoemde molekuulgewicht en de chemische struktuur van het polymeer en nadat het membraan is gecoaguleerd en geregenereerd en het hiervoor ge-20 noemde polymeer uit het membraan is uitgedreven. Door een polymeer toe te passen met een molekuulgewicht in dit trajekt kan een membraan worden vervaardigd, dat stoffen met molekuulge-wichten binnen een gewenst trajekt kan doorlaten.

Polymeren, die een carboxylgroep bevatten, zijn 25 talrijk. Voorbeelden zijn copolymeren van earboxylgroepen bevattende onverzadigde monomeren, zoals acrylzuur enmethacryl-zuur en andere copolymeriseerbare monomeren. Voorbeelden van copolymer is eerbare monomeren zijn alkyl aerylaten, zoals methyl-acrylaat, ethylacrylaat, isopropylacrylaat, butylacrylaat, 30 hexylacrylaat, en laurylacrylaat, alkylmethacylaten, zoals methylmethacrylaat, ethylmethaerylaat, en butylmethacrylaab”-acrylamide, methacrylamide, acrylonitril , methacrylonitril, hydroxyalkylacrylaat (of methacrylaten). , dialkylaminoacrylaten (of methancrylaten), vinylacetaat, styreen, vinylchloride en 35 ethyleen. Van deze voorbeelden zijn in het bijzonder geschikt \ 8104245

-V

- 6 - alkylaerylaten en alkylmethacrylaten. De meest gewenste copolymer en zijn derhalve acrylzuur-alkylacrylaat (of methacrylaat) copolymeren, methacrylzuur-alkylacrylaat (of methaerylaat) copo-lymeren en partiele bydrolyseprodukten van alkylacrylaten (of 5 methacrylaten).

Het zout van een dergelijke carboxylgroepen "bevattend polymeer wordt in het algemeen gebruikt in een hoeveelheid in het trajekt van 1-Uo gewichtsdelen, bij voorkeur 2-30 gewichtsdelen en meer in het bijzonder 3-15 gewichtsdelen, berekend 10 op 100 gewichtsdelen cellulose.

De reden voor het speciale trajekt voor de hoeveelheid zout is hierin gelegen dat, zoals hierna uitvoerig zal worden beschreven, de te vormen hoeveelheid fijne poriën wordt bepaald door de gebruikte hoeveelheid zout. Indien deze hoeveelheid 15 kleiner is dan 1 gewichtsdeel, zijn de poriën zo weinig talrijk, dat de: kapaciteit van het membraan voor het doorlaten van stoffen met de gewenste mólekuulgewichten onvoldoende is. indien de hoeveelheid hoger is dan IjO gewichtsdelen is het te verkrijgen membraan echter ondvoldoende sterk.

20 Het is gewenst dat de voor deze uitvinding.toe te passen cellulose een gemiddelde polymerisatiegraad heeft in het trajekt van 500-2500. In het bijzonder is de meest geschikte polymerisatiegraad 1000 + 100. De cuprammoniumcelluloseop-lossing kan op iedere bekende methode worden bereid. Deze kan 25 bijvoorbeeld worden verkregen door eerst.ammoniakwater, een waterige suspensie van basisch kopersulfaat en water te mengen om een waterige cupraramoniumoplossing te vormen, daaraan een antioxydant toe te voegen,(zoals bijvoorbeeld natriumsulfiet) en verder daaraan een waterige natriumhydroxydeoplossing toe 30 te voegen om een grondige oplossing van onopgelost cellulose te bevorderen. De aldus verkregen cuprammoniumcelluloseoplos-sing wordt gemengd met de voorgeschreven hoeveelheid van het hiervoor genoemde zout van het polymeer als middel voor het regelen van de permeatiekapaciteit. Dit mengsel wordt geroerd 35 bij een temperatuur in het trajekt van 8 - 30° C, bij voorkeur Ύ i 8104245 * - 7 - 1 it - 25° C, gedurende een periode van 20 tot 120 minuten, "bij voorkeur van 60 tot 100 minuten, teneinde de hiervoor genoemde coordinatieve binding met het cuprammoniumcellulose te vormen. Door het verkregen reaktiemengsel verder te verouderen wordt 5 het vloeibare preparaat voor de vervaardiging van het permeabele membraan verkregen. Een typerend preparaat heeft de volgende samenstelling (gewichtsdelen):

Cellulose 100 10 Carboxylgroepen bevattend polymeer2out 3 tot 15

Basisch kopersulfaat 50 tot 200

Natriumsulfiet 25 tot 50

Natriumhydroyxde 10 tot 50 .Ammonia 100 tot 300 15 Water 1000 tot 2000

Het volgens de uitvinding te vervaardigen membraan kan in iedere gewenste vorm worden verkregen. Voorbeelden zijn holle buizen en vlakke vellen. De dikte van het membraan ligt 20 in het trajekt van 5 tot 30 micron, bij voorkeur 8 tot 20 micron.

Thans zal de werkwijze, waarmee het doorlatende membraan wordt vervaardigd, worden beschreven. De vervaardiging van dit membraan in de vorm van holle buizen geschiedt op de volgende wijze. Het spin-uitgangsmateriaal van curpammonium-25 cellulose, waaraan het carboxylgroepen bevattende polymeerzout coordinatief is gebonden, wordt geextrudeerd door ringvormige spinopeningen en men laat het omlaag vallen door het onder invloed van de zwaartekracht uit te trekken. Tijdens de daling van de holle buizen van het uitgangsmateriaal uit de spinope-30 ningen worden deze holle buizen inwendig geheel gevuld met een vloeistof, die het uitgangsmateriaal niet kan doen coaguleren. Nadat de holle buizen in belangrijke mate zijn verlengd door uittrekken onder invloed van de zwaartekracht tijdens de daling ervan, worden zij ondergedompeld in een verdunde zwavelzuur-35 oplossing om te worden gecoaguleerd en geregenereerd. De concen- * i I. 8 1 0 4 2 45 «· ï - 8 - tratie van het verdunde zwavelzuur in deze oplossing ligt tussen 5 en 50 "bij voorkeur tussen 15 en 30 $. Daarna worden de holle huizen met water gewassen om eraan hechtend zwavelzuur te verwijderen.

5 Zonodig kunnen de holle vezels na het coaguleren en regenereren aan een behandeling worden onderworpen om nog erin aanwezig koper te verwijderen. Zij worden nu gewassen met water. De behandeling voor de verwijdering van het koper wordt in het algemeen uitgevoerd door de holle vezels onder te 10 dompelen in een verdunde zwavelzuuroplossing of salpeterzuur-oplossing met een concentratie in het trajekt van 3 tot 30 %. Vervolgens worden de holle vezels ondergedompeld in een waterige oplossing van sterk alkali om de carboxylgroepen bevattende polymeerdeeltjes eruit te drijven. Als gevolg hiervan worden 15 in de buiswand van de holle vezels fijne poriën gevormd, overeenkomende met het molekuulgewicht van gebruikt polymeer. Ze worden vervolgens behandeld met heet water bij een temperatuur o o . .

tussen 5 en 100 C, bij voorkeur 50-80 C, of geplastificeerd door toepassing van een waterige glyceroloplossing met een con-20 centratie van 1-10 gew.%, bij voorkeur 2-5 gevr.%, ter verwijdering van koper, kopersulfaat, koperwaterstofsulfaat, cellulose met een gemiddeld tot laag molekuulgewicht, enz., dat er nog in aanwezig is. Daarna worden ze gedroogd en opgewikkeld-Op deze wijze worden de gewenste holle vezels verkregen.

25 Voorbeelden van sterke alkalimaterialén, die met voordeel kunnen worden gebruikt voor het verwijderen van het polymeer, zijn natriumhydroxyde, kaliumhydroxyde, lithiumhydrox-yde en ammoniumhydroxyde. Een dergelijk sterk alkali wordt toegepast in de vorm van een waterige oplossing met een concen-30 tratie tussen 0,1 en 20 %, bij voorkeur 1-15 %·

Bij de hierboven beschreven werkwijze kan het spin-uitgangsmateriaal door de ringvormige spinopeningen rechtstreeks worden geextrudeerd in de vloeistof, die niet in staat is om het uitgangsmateriaal te doen coaguleren en daarna worden on-35 dergedompeld in de verdunde zwavelzuuroplossing, inplaats van \ 8104245 r-

X

c - 9 - te -worden geextrudeerd door de ringvormige spinopeningen in de omgevingslucht en omlaag te vallen onder invloed van uittrekken door de zwaartekracht. Anders wordt gelijktijdig met het extruder en van het spin-uitgangsmateriaal en het omlaag vallen 5 . daarvan onder invloed van de zwaartekracht, de vloeistof, die het uitgangsmateriaal niet kan doen coaguleren, ook concentrisch "buiten de holle huizen van het uitgangsmateriaal geextrudeerd, zodat de holle huizen van het spin-uitgangsmateriaal door de spinopeningen worden afgelaten als het ware gewikkeld in 10 huizen van de niet-coagulerende vloeistof. De van een mantel voorziene holle huizen van het spin-uitgangsmateriaal worden daarna ondergedompeld in de verdunde zwavelzuuroplossing.

De keuze van de niet-coagulerende vloeistof, die wordt toegepast hij de werkwijze voor het vervaardigen van 15 holle vezels, heeft een belangrijke invloed op het handhaven van een gelijkmatige inwendige toestand in de holle vezels of op de gelijkmatigheid van het wandoppervlak van de te verkrijgen holle vezels. Als de niet-coagulerende vloeistof, die het inwendige van de holle vezels vult, plotseling door het 20 membraan wordt afgelaten terwijl de holle vezels worden gedroogd, waardoor het inwendige van de holle vezels droog wordt, komt het inwendige·-van deze vezels onder vacuum met het mogelijke gevolg dat de buizen samenklappen of dat de wanden ervan rimpelen. Hierom wordt de niet-coagulerende vloeistof gekozen 25 uit vloeistoffen, die de holle vezels tijdens het drogen slechts spaarzaam doordringen. Voorbeelden van gewenste niet-coagulerende vloeistoffen zijn henzeen, tolueen, xyleen, styreen, perchloorethyleen, trichloorethyleen, lichte olie, kerosine, heptaan, octaan, dodecaan, vloeibare paraffine en isopropyl-30 myristaat.

Het membraan in de vorm van een vlak vel wordt verkregen door het cuprammoniumcellulose-uitgangsmateriaal met daaraan coordinatief gebonden de voorgeschreven hoeveelheid carboxylgroepen bevattend polymeerzout te persen door een ex-35 trusiespleet, het geextrudeerde vel uitgangsmateriaal omlaag te ‘t \ 8104245 -10- ς ν. · laten vallen onder invloed van de daarop uitgeoefende zwaartekracht, het vel onder te dompelen in de.verdunde zwavelzuuroplossing om het daarin te coaguleren en regenereren en daarna het vel te onderwerpen aan dezelfde behandeling als de holle 5 vezels. Ook kan het vlakke vel -worden verkregen door een foelie van cellofaan of polyethyleentereftalaat te brengen in een vorm, opgebouwd uit tenminste twee glasplaten, het hiervoor genoemde spin-uitgangsmateriaal te gieten tussen het ingebrachte foelie en een van de glasplaten van de vorm en het uitgangsmateriaal 10 een vel te laten vormen, het vel samen met de foelie te verwijderen, het vel en de foelie onder te dompelen in de verdunde zwavelzuuroplossing can het vel te coaguleren en te regenereren, daarna het foelie van het vel af te trekken en het vel te onderwerpen aan dezelfde behandeling als de holle vezels.

15 Bij de onderhavige uitvinding heeft het regelmiddel voor de permeatiekapaciteit (het regelmiddel voor de porien-diameter), dat in het vloeibare preparaat is opgenomen een effekt, waardoor in het membraan fijne poriën (holten) worden gevormd met een diameter, die overeenkomt met het molekuulge-20 wicht van dit middel. Als het aantal van dergelijke holten in het membraan toeneemt, neemt de schijnbare dichtheid! van het membraan af. Als bijvoorbeeld holle vezels worden verkregen door toepassing van een regelmiddel voor de permeatiekapaciteit, gespecificeerd volgens de uitvinding (ammoniumzout van een 25 acrylzuur-methylmethacrylaatcopolymeer met een getal-gemiddeld molekuulgewicht van ongeveer 50.000 in een cuprammoniumcello-lose met een dichtheid van 1,50) is de schijnbare dichtheid van het membraan aangegeven in de volgende tabel.

30 Toegevoegde hoeveelheid (gewichtsdelen/ Schijnbare dichtheid 100 gewichtsdelen)____ ________ 0 1,50

2 1M

'10 1,35 35 15' 1,28 ' 8 1 0 4 2 4 5 % -11-

Toegevoegde hoeveelheid (gewichtsdelen/ Schijnbare dichtheid 100 gewichtsdelen)_' ' _ 20 1,20 25 1,13 5 30 1,05 35 0,98 40 0,90

Thans zal de vervaardiging van holle vezels door 10 toepassing van spinmaterialen volgens de uitvinding nader worden beschreven aan de band van voorbeelden. Indien in deze voorbeelden percentages worden genoemd zijn dit gewichtspercen-tages, tenzij anders vermeld.

15 Voorbeeld I

Een waterige euprammoniumoplossing werd bereid door 4136 g van een 28 % waterige ammoniaoplossing en 1864 g van een 46 % suspensie van basisch waterig kopersulfaat te mengen. Bij de oplossing werd 2730 g gevoegd van een 10 % waterige 20 natriumsuifietoplossing. In deze oplossing werd 860 katoen- linterpulp met een polymerisatiegraad van ongeveer 1000 opgelost door roeren en daarna werd 1600 g van een 10 % waterige natriumhydroxydeoplossing toegevoegd. Hierdoor werd een waterige euprammoniumcelluloseoplossing verkregen. Bij deze waterige 25 oplossing werd gevoegd 155 S van het ammoniumzout van een acrylzuur-methylmethacrylaatcopolymeer, dat 17,8 equivalent % earboxylgroepen bevatte en een getalgemiddeld molekuulgewicht bezat van ongeveer 50.000. Het verkregen mengsel werd 60 minuten geroerd en daarbij op ongeveer 25° C gehouden door koelen, 30 teneinde de reaktie in te leiden. Het reaktiemengsel werd vervolgens verouderd om een spin-uitgangsmateriaal te verkrijgen.

Het spin-uitgangsmateriaal werd gevoerd naar een spin-orgaan, voorzien van een ringvormige spinopening en door 2 35 de spinopening geextrudeerd onder een stikstofdruk van 6 kg/cm .

ƒ - / t; ^ 81 0 4 2 45

W*- V

-12-

De spinopening had een diameter van 3,8 mm en.de extrusiesnel-heid van het spin-uitgangsmateriaal werd ingesteld op 15,5'ml/ minuut. Door een inlaatbuit in het spinorgaan voor het inleiden van een niet-coagulerende vloeistof werd isopropylmeristaat in-5 gevoerd en geleid in het inwenidge van de geextrudeerde huis van het uitgangsmateriaal. De inlaathuis had een diameter van

1,2 mm en de afvoersnelheid van het isopropylmeristaat werd ingesteld op 5,0 ml/minuut. Daarna liet men de geextrudeerde huis van het uitgangsmateriaal spontaan omlaagvallen in de 10 ruimte met een snelheid van 200 mm en deze werd onmiddellijk gevoerd in een kombinatie van een coaguleer- en regenereerbad, gevuld met een 20 % waterige zwavelzuuroplossing, gehouden op ongeveer 20° C en met een badlengte van 12 meter. Hierbij bedroeg de spinsnelheid 100 m/minuut. Daarna werd de holle buis 15 gevoerd in een waterbad, dat werd gehouden op ongeveer 20° C

en daarin bij een badlengte van ongeveer U m gewassen en opgenomen op een wikkelspiraal. De aldus opgenomen draad werd gevoerd door een bad voor het verwijderen van koper, gevuld met een 5 % waterige zwavelzuuroplossing bij een badlengte van 20 12 m, daarna gewassen met water en verder geleid door een alkalibad, gevuld met een 1) % waterige natriumhydroxydeoplossing bij een lengte van 8 m om het eerder genoemde copolymeerzout eruit te drijven. Daarna werd het met water gewassen en opgewikkeld. In dit geval bedroeg de behandelingssnelheid 8 m/minuut. 25 De op de spoel opgewikkelde draad werd ondergedompeld in een tank, gedrenkt in daarna toegevoegd heet water met een temperatuur van J0° C en vervolgens een uur onder 260 mm kwik geroerd en van water bevrijd. Deze werkwijze werd drie maal herhaald om laag molekulaire verbindingen, die nog in de draad aanwe-30 zig waren, uit te drijven. De draad die de behandeling met heet water had ondergaan werd met een snelheid van 1)-,8 m/minuut geleid door een droger van het tunneloven type (3,1)5 m lengte), die werd gehouden op 120 £ 10° C, teneinde aldus een droge holle' vezel te verkrijgen.

35 De aldus vervaardigde holle vezel, membraanoppervlak ^8 1 0 4 2 4 5 2 -13- Μ 1,0 m ), werd onderworpen aan een dialyseproef door toepassing van verschillende vergelijkingsstoffen met bekende molekuul-gewichten (ureum (BUNj met een molekuulgevicht 60, fosfaation met een molekuulgewicht 95 5 creatinine met een molekuulgewicht 5 113s vitamine ®et een molekuulgewicht 1355 en inuline met een molekuulgewicht 5200). De resultaten zijn aangegeven in de grafiek (kromme A) van de tekening. Bij deze proef werd leidingwater gebruikt als vloeistof voor de dialyse en toegevoerd met een stromingssnelheid (A^) van 500 ml/minuut. Het 10 bloed-vervangingsmiddel, dat de stoffen bevatte zoals inuline, vitamine B^, creatinine, ureum, P0^ , enz. werd toegevoerd met een stromingssnelheid (Qg) van 200 ml/minuut. De dialyse-kapaciteit is aangegeven in de kromme (a) van de figuur. De UFR werd ingesteld op 10,7 ml/mm kwik.uur.

15 Kontrole 1.

Een holle vezel werd verkregen door de werkwijze van voorbeeld I te herhalen, behalve dat het ammoniumzout van acrylzuur-methylmethacrylaatpolymeer niet werd gebruikt. Als deze holle vezel werd onderworpen aan dezelfde dialyseproef 20 als in voorbeeld I, zijn de resultaten als aangegeven in kromme B van de figuur. In dit geval werd de UFR ingesteld op 1{.,0 mm/mm Hg.uur.

Voorbeeld II

25 Holle vezels werden vervaardigd volgens de werk wijze van voorbeeld I, behalve dat de hoeveelheid copolymeer-zout per 100 gew.delen cellulose werd gevarieerd als aangegeven in tabel A. Elk van de holle vezels werd op overeenkomstige wijze beproefd door gebruik te maken van referentiestoffen met 30 bekend molekuulgevicht (vitamine B^ met een molekuulgewicht 1255s inuline met een molekuulgewicht 5200, cytochroom C met een molekuulgewicht 13.1)-00 en bovineserum-albumine met een molekuulgewicht 68.000). De verkregen resultaten werden uitgezet op gewoon 'Vaarschijnlijkheidspapier'* om een molekuul-35 gewicht te bepalen, dat een inhibitiesnelheid heeft van 50 %.

\\ V 8 1 0 4 2 4 5

-V

-1b-

De gemiddelde poriendiameter werd berekend met de volgende formule, waarbij de gegevens, beschreven op het gewone waar-schijnlijkheidspapier, werden toegepast. In de formule geeft ~d een gemiddelde molekulaire diameter (gemiddelde poriendia-5 meter) en MW een getalgemiddeld molekuulgewicht aan.

"d = 1,32(MW) 3

De resultaten zijn aangegeven in tabel A.

10

Tabel A

Toegevoegde hoeveelheid (gewichts-delen/100 gewiehtsdelen) 15 Inhibitieverhouding (%) 0 10 15 20 25_30

Bovineserum albumine 100 100 100 100 100 100

Cytochroom C 100 100 100 100 100 100

Inuline 69»5 62,5 58,0 60,0 56,6 56,H

Vitamine B12 12,5 9,5 8,6 7,0 5,9 5,7 20

De gemiddelde poriendiameter, verkregen door de resultaten van tabel A uit te zetten op een gewoon waarschijn-lijkheidspapier voor een wisselende hoeveelheid regelmiddel was als aangegeven in tabel B.

25

Tabel B

Toegevoegde hoeveelheid (gewichts- delen/100 gewiehtsdelen) Gemiddelde poriendiameter(2) 30 0 19,3 15 20,2 30 20,6 ,> s De resultaten van de dialyseproef, uitgevoerd als *r- \ . ^ 35 in voorbeeld X, waren als aangegeven in de volgende tabel C.

\ 8104245 . -C* -15-

Tabel C

Toegevoegde hoeveelheid (gewichts-delen/100 gewichtsdelen) 5 Membraankapaciteit 0_10_15_20 25 30

BUli (ml/min) 'ik'l 150 152 159 151 15T

Vitamine B^2 (ml/min) 30,T 32,1 ^0,0 ^-7,1 U6,0 50,2 UER (ml/mmHg.hr) 2,1 2,8 lt-,2 5S9 6,1 6,8

10 Voorbeeld III

Een holle vezel werd verkregen volgens de werkwijze van voorbeeld I, behalve dat 155 g werd gebruikt van het am-moniumzout van een acrylzuur-ethylacrylaatcopolymeer, dat 15 equivalent % carboxylgroepen bevatte en een getalgemiddeld 15 molekuulgewicht van 10.000 bezat. Als deze holle vezel werd • · · Λ onderworpen aan deselfde dialyseproef als in voorbeeld I zzjrt de resultaten als aangegeven in tabel D.

Voorbeeld IV

20 Een holle vezel werd verkregen volgens de werkwijze van voorbeeld I, behalve dat de behandeling met heet water werd vervangen door een behandeling in 5 % waterige glycerol-oplossing bij een badtemperatuur van 30° C en gedurende 60 minuten. Als de holle vezel werd onderworpen aan dezelfde 25 dialyseproef als in voorbeeld I waren de resultaten als vermeld in tabel D.

Kontrole 2.

Een holle vezel werd verkregen volgens de werkwijze van kontrole 1, behalve dat de behandeling in heet water werd 30 vervangen door een behandeling in een 5 # waterige glycerol-oplossing bij een badtemperatuur van 30 0 C en gedurende 60 minuten. Als de holle vezel werd onderworpen aan dezelfde dialyseproef als in voorbeeld I, waren de resultaten als vermeld in tabel D.

35 it 81 0 4 2 4 5

•V

-16-

TaSel D

Ureum Creatine PO^ Vitamine B Inuline UFR

5 Voorbeeld III 185 ITO 1^3 15*5 25,0 8S0

Voorbeeld IV 180 168 1k0- 15,0 2^,5 6,0

Kontrole 2 160 137 107 17,^ 5,0 3,7 10 ^\v \ \ 8104245

Claims

1. Vloeibaar preparaat voor bet vervaardigen van een membraan, omvattende een reaktieprodukt van een cuprammonium-cellulose met een ammonium- of alkalimetaalzout van een polymeer, dat 10 tot 70 equivalent % van een carboxylgroep bevat 5 en een getal-gemiddeld molekuulgewicht heeft tussen 500 en 20.000.

2. Preparaat volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het polymeerzout -wordt gebruikt in een hoeveelheid van 1 tot 1*0 gewichtsdelen, berekend op 100 gevichtsdelen cellu-10 lose.

3. Preparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de reaktie van het polymeerzout met de cuprammoniumcellulose wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen 8 en 30° C. U. Preparaat volgens conclusie 1 met het kenmerk, 15. dat het polymeer in het polymeerzout een getalgemiddeld molekuulgewicht heeft tussen 1000 en 100.000.

5· Preparaat volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat de cellulose een gemiddelde polymerisatiegraad heeft tussen 500 en 2500.

8. Preparaat volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeer, dat de carboxylgroep bevat, tenminste een van de bestanddelen is van de groep, bestaande uit acrylzuur-alkylacrylaat (of methacrylaat)copolymeren, methacrylzuur-alkylaerylaat (of methacrylaat)copolymeren, en partiele hydro-25 lysaten van polyalkylacrylaten (of methacrylaten).

7. Preparaat volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het polymeerzout wordt gebruikt in een hoeveelheid van 2 tot 30 gewichtsdelen, berekend op 100 gewichtsdelen cellulose.

8. Preparaat volgens conclusie 1 met het kenmerk, dat het polymeer in het polymeerzout de carboxylgroepen bevat in een hoeveelheid van 15 tot 50 equivalent %.

9. Werkwijze voor het vervaardigen van een membraan \ ^8104245 \ V «- -18- met het kenmerk, dat men een vloeibaar preparaat, dat een reaktieprodukt van een cuprairmoniumcellulose .met een ammonium-of alkalimet aal zout van een polymeer met 10 tot 70 equivalent % carboxylgroepen en een getalgemiddeld molekuulgewicht tussen 5 500 en 200.000 vormt in de vorm van een foelie, het aldus ge vormde voorwerp onderdompelt in een verdunde zwavelzuuroplossing, waardoor het gevormde voorwerp coaguleert en regenereert, het gevormde voorwerp vervolgens onderdompelt in een waterige oplossing van een sterk alkali, waardoor het ammonium- of alkali-10 metaalzout van het polymeer eruit wordt gedreven en daarin fijne poriën worden gevormd, die nagenoeg overeenkomen met het molekuulgewicht van het zout.

10. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat het polymeerzout wordt gebruikt in een hoeveelheid van 15. tot Uo gewichtsdelen, berekend op 100 gewichtsdelen van de cellulose.

11. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de reaktie van het polymeerzout met de cuprammoniumcellu-lose wordt uitgevoerd bij een temperatuur tussen 8 en 30° C.

12. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat het polymeer in het polymeerzout een getalgemiddeld molekuulgewicht heeft tussen 1000 en 100.000.

13. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat de cellulose een gemiddelde polymerisatiegraad heeft tussen 25 500 en 2500. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, dat het polymeer, dat de carboxylgroepen bevat, tenminste een bestanddeel is uit de groep, bestaande uit acrylzuur-acrylaery-laat (of methacrylaat) copolymer en, methacrylzuur-alkylacrylaat 30 (of methacrylaat) copolymeren en partiele hydrolysaten van polyalkylacrylaten (of methacrylaten).

15· Werkwijze volgens conclusie 10 met het kenmerk dat het polymeerzout wordt gebruikt in een hoeveelheid tussen 2 en 30 gewichtsdelen, berekend op 100 gewichtsdelen van de 35 cellulose. ft 4 \ \ 8104245 o ·'" ·* -19-

16. Werkwijze volgens conclusie 9 mét het kenmerk, dat het polymeer in het polymeerzout de carboxylgroepen bevat in een hoeveelheid van 15 tot 50 equivalent %.

17. Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, 5 dat het membraan de vorm heeft van een holle vezel.

18. Werkwijze volgens conclusie 17 met het kenmerk, dat het membraan wordt gevormd door het vloeibare preparaat te exfcruderen door een ringvormige spinopening, de geextrudeer-de holle buis van het preparaat omlaag te laten vallen onder 10 invloed van de daarop uitgeoefende zwaartekracht en het inwendige van de geextrudeerde holle buis van dit preparaat te vullen met een vloeistof, die niet in staat is om het preparaat te coaguleren.

19· Werkwijze volgens conclusie 9 met het kenmerk, 15 dat het membraan de vorm heeft van een vlak foelie.

20. Membraan, vervaardigd volgens de werkwijze van conclusie 9*

21. Holle vezel, vervaardigd volgens de werkwijze van conclusie 18.

22. Membranen en werkwijzen ter vervaardiging daar van volgens een der voorgaande conclusies, in hoofdzaak als beschreven in de voorafgaande beschrijving en/of toegelicht aan de hand van de voorbeelden. 25 Ti, (j/j 8104245 150- \ x \ *"»* \ \ c \ \ Pfoo- \ \ 'ixJ N. u \ \ Z \ X < \ \ 25°- \ X λ < X^ \/ ? B _< I I lt I I I I I , I I I I I I I i t I I ιι,ι.ιι-ιι. BUN CREATININE VITAMINE B„ INULINE MOLEKUULGEWICHT TKKOMO COBÏOSAIK®, te. ïofcio, Japan 8104245 .. . .. <_______ '