CN110269967B - 中空纤维膜组件和其制造方法、以及成型用模具 - Google Patents

Abstract

本发明能够抑制灌封部的树脂裂纹并确保中空纤维膜组件的充分的密封性。中空纤维膜组件包括：筒状容器(2)，其一端部和另一端部都开口；中空纤维膜束(3)，其被装填在该筒状容器中；灌封部(4)，其在筒状容器的两端部(2a)将中空纤维膜束包埋起来并将中空纤维膜束固定在筒状容器的两端部；帽(5)，其设于筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部；固定部(70)，帽和筒状容器在该固定部相互固定；以及抵接部，帽的内侧抵接面(40)和灌封部在该抵接部相抵接而将帽的内侧空间液密密封，灌封部中的自容器的端部突出的灌封突出部(4P)的表面外周部(4r)的侧壁(4W)的角度(α2)小于90度。

Description

中空纤维膜组件和其制造方法、以及成型用模具

技术领域

本发明涉及中空纤维膜组件和其制造方法、以及中空纤维膜组件的灌封部的成型用模具。

背景技术

就中空纤维膜式血液净化器(本说明书中称为“中空纤维膜组件”)而言，以往，与血液透析、血液过滤、血浆分离、血浆成分划分等体外循环式血液净化疗法相应地开发了各种中空纤维膜式血液净化器，该中空纤维膜式血液净化器被用在利用膜分离技术进行的许多种血液净化疗法等中。

中空纤维膜组件通常包括通过下述方法构成的组件：将中空纤维膜束装填在于侧部设有端口的呈圆筒状的主体容器中，利用尿烷等灌封材料将中空纤维膜束粘接并固定于主体容器，之后，将帽安装在主体容器的两端。使用该中空纤维膜组件进行血液透析时，通过下述过程来进行：使透析液流入入口侧的端口，再使透析液从出口端口流出，通过这样来使透析液在主体容器内流通，并且，使血液从血液入口侧的帽流入中空纤维膜，再使血液朝向血液出口侧的帽流通。

在进行上述这样的血液透析时，需要液密性地密封，以防止液体从帽和主体容器之间的接合部分漏出，例如，采取使灌封部和帽内表面的抵接部相抵接等的结构(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2013/146663号

发明内容

发明要解决的问题

但是，在灌封部和帽内表面的抵接部未完全抵接的情况下，液体的密封变得不完全，例如可能导致血液自密封部向外侧泄漏而停留于闭塞空间中。这样一来，存在血液残留、在血液回输时固形物向患者的体内移动的可能性。

另一方面，当欲在密封部得到完全的密封性(密封能力)时，若将帽相对于容器压入至更深处，则存在灌封部的树脂产生裂纹反而无法得到充分的密封性的可能。

因此，本发明的课题在于，提供抑制灌封部的树脂裂纹并确保中空纤维膜组件的充分的密封性的中空纤维膜组件和其制造方法、以及中空纤维膜组件的灌封部的成型用模具。

用于解决问题的方案

本发明的一技术方案提供一种中空纤维膜组件，其特征在于，该中空纤维膜组件包括：筒状容器，其一端部和另一端部都开口；中空纤维膜束，其被装填在该筒状容器中；灌封部，其在筒状容器的两端部将中空纤维膜束包埋起来并将中空纤维膜束固定在筒状容器的两端部；帽，其设于筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部；固定部，帽和筒状容器在该固定部相互固定；以及抵接部，帽的内侧抵接面和灌封部在该抵接部相抵接而将帽的内侧空间液密密封，灌封部中的自容器的端部突出的灌封突出部的表面外周部的侧壁的角度小于90度。

采用该技术方案，即使将帽向筒状容器过度压入，也能抑制灌封部的树脂裂纹，易于确保中空纤维膜组件的充分的密封性。

在上述技术方案的中空纤维膜组件中，也可以是，灌封部的表面外周部的侧壁的角度为45度以上且85度以下。

在上述技术方案的中空纤维膜组件中，也可以是，灌封部的高度为0.4mm以上且3mm以下。

在上述技术方案的中空纤维膜组件中，优选的是，灌封部的表面外周部的整周方向上的高度的差为0.05mm以上且0.5mm以下。

在上述技术方案的中空纤维膜组件中，也可以是，灌封部的表面外壁部的侧壁的外周根部位于灌封部与筒状容器之间的边界处。

在上述技术方案的中空纤维膜组件中，也可以是，灌封部的表面外壁部的侧壁的外周根部接触于筒状容器的开口端面。

本发明的一技术方案提供一种中空纤维膜组件的制造方法，该中空纤维膜组件包括：筒状容器，其一端部和另一端部都开口；中空纤维膜束，其被装填在该筒状容器中；灌封部，其在筒状容器的两端部将中空纤维膜束包埋起来并将中空纤维膜束固定在筒状容器的两端部；以及帽，其设于筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部，该中空纤维膜组件的制造方法的特征在于，该中空纤维膜组件的制造方法包含以下工序：形成灌封部的工序，灌封部中的自容器的端部突出的灌封突出部的表面外周部的侧壁的角度在灌封部与帽相抵接的状态下小于90度；使帽的内侧抵接面和灌封突出部相抵接而将帽的内部空间液密地密封的工序；以及将帽和筒状容器相互固定的固定工序。

在上述技术方案的中空纤维膜组件的制造方法中，也可以是，该中空纤维膜组件的制造方法还包含以下工序：将中空纤维膜束装填在筒状容器内的工序；将灌封部的成型用模具安装于筒状容器的开口端面的工序；利用离心成型将树脂灌封于开口端面的工序；以及在树脂固化之后拆下成型用模具，并切断灌封部而使中空纤维膜束的端面开口的工序。

在上述技术方案的中空纤维膜组件的制造方法中，也可以是，在固定工序中进行超声波熔接。

在上述技术方案的中空纤维膜组件的制造方法中，也可以是，在固定工序中进行激光熔接。

在上述技术方案的中空纤维膜组件的制造方法中，也可以是，在固定工序中进行螺纹紧固。

本发明的一技术方案提供一种成型用模具，其是在中空纤维膜组件的制造中使用的灌封部的成型用模具，该中空纤维膜组件包括：筒状容器，其一端部和另一端部都开口；中空纤维膜束，其被装填在该筒状容器中；灌封部，其在筒状容器的两端部将中空纤维膜束包埋起来并将中空纤维膜束固定在筒状容器的两端部；以及帽，其设于筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部，在该成型用模具中，该成型用模具具有小于90度的锥形构造，该锥形构造用于将该灌封部形成为在与帽相抵接的状态下使灌封部的表面外周部的侧壁的角度维持小于90度的构造。

发明的效果

采用本发明，能够提供抑制灌封部的树脂裂纹并确保中空纤维膜组件的充分的密封性的中空纤维膜组件和其制造方法、以及中空纤维膜组件的灌封部的成型用模具。

附图说明

图1是表示中空纤维膜组件的结构的一例的纵截面示意图。

图2是表示利用超声波焊头对帽和筒状容器开始熔接时的接合部分和其周围部分的放大剖视图。

图3是表示对帽和筒状容器进行超声波熔接之后的样态的剖视图。

图4是表示帽和筒状容器被熔接在一起的状态下的接合部分和其周围部分的放大剖视图。

图5的(A)是表示灌封突出部的侧壁的角度α小于90度且灌封部的表面外壁部的侧壁的外周根部处于灌封部与筒状容器之间的边界处的情况下的、将帽压入之前的状态下的该帽、筒状容器、灌封部的一部分的纵剖视图，图5的(B)是表示灌封突出部的侧壁的角度α小于90度且灌封部的表面外壁部的侧壁的外周根部处于灌封部与筒状容器之间的边界处的情况下的、将帽压入之后的状态下的该帽、筒状容器、灌封部的一部分的纵剖视图。

图6的(A)是表示灌封突出部的侧壁的角度α小于90度且灌封部的表面外壁部的侧壁的外周根部与筒状容器的开口端面相接触的情况下的、将帽压入之前的状态下的该帽、筒状容器、灌封部的一部分的纵剖视图，图6的(B)是表示灌封突出部的侧壁的角度α小于90度且灌封部的表面外壁部的侧壁的外周根部与筒状容器的开口端面相接触的情况下的、将帽压入之后的状态下的该帽、筒状容器、灌封部的一部分的纵剖视图。

图7是用于对灌封部的裂纹被抑制的情况进行说明的、按照图7的(A)～图7的(C)的时间序列示出自压入前起到压入后为止的过程的帽、筒状容器、灌封部的局部纵剖视图。

图8是按照图8的(A)～图8的(E)的顺序来表示中空纤维膜组件的制造方法的概略图。

图9是表示比较例2(灌封突出部的侧壁的角度为90度的情况)中的尿烷高度和尿烷高度差这两者的值以及该情况下的结果(有无产生尿烷裂纹)的图表。

图10是表示本发明的实施例1(灌封突出部的侧壁的角度为70度的情况)中的尿烷高度和尿烷高度差这两者的值以及该情况下的结果(有无产生尿烷裂纹)的图表。

图11是表示本发明的实施例2(灌封突出部的侧壁的角度为80度的情况)中的尿烷高度和尿烷高度差这两者的值以及该情况下的结果(有无产生尿烷裂纹)的图表。

图12的(A)是将灌封部的切断面为左右非对称的情况下的帽压入前的状态作为比较例示出的局部剖视图，图12的(B)是将灌封部的切断面为左右非对称的情况下的帽压入后的状态作为比较例示出的局部剖视图。

图13是示出灌封部的切断面为左右非对称的另外的例子的局部剖视图。

图14是将帽相对于灌封部或筒状容器倾斜的状态作为比较例示出的局部剖视图。

图15是将帽的形状为左右非对称的情况作为比较例示出的局部剖视图。

图16是将帽的中心和筒状容器的中心相互错开的情况作为比较例示出的局部剖视图。

图17是将灌封部的侧壁的角度α为90度的与以前相同的构造的灌封按照图17的(A)～图17的(C)的时间序列自压入前起到压入后为止的过程作为比较例1示出的帽、筒状容器、灌封部的局部纵剖视图。

图18是对比较例2和实施例1、2中的灌封突出部、灌封突出部的高度(尿烷高度)等进行说明的图。

图19是对比较例2和实施例1、2中的灌封突出部的高度差(尿烷高度差)进行说明的图。

图20是说明针对存在尿烷高度差的情况下的尿烷高度，在该尿烷的整个外周范围内以等间隔测量多个部位时的图。

图21的(A)是灌封突出部的侧壁为圆锥状的情况下的帽、筒状容器、灌封部的局部纵剖视图，图21的(B)灌封突出部的侧壁为呈曲线状向外侧鼓起的形状的情况下的帽、筒状容器、灌封部的局部纵剖视图。

附图标记说明

1、中空纤维膜组件；2、筒状容器(容器)；2a、端部；3、中空纤维膜束；4、灌封部；4P、灌封突出部；4Pd、外周根部；4Pu、上表面部；4r、表面外周部；4W、侧壁；5、帽；20、嘴部；40、帽的平坦面(内侧抵接面)；70、熔接部(固定部)；100、成型用模具；T、抵接部；α1、α2、(灌封部的表面外壁部的侧壁的)角度；H、灌封突出部4P的高度；ΔH、灌封突出部的表面外周部的整周方向上的高度H的差(高度差)；P、中心轴线。

具体实施方式

下面，参照附图，说明本发明的优选的实施方式。另外，对相同的部件标注相同的附图标记，并省略重复的说明。而且，只要没有特别限制，就视为上下左右等位置关系以附图所示的位置关系为准。而且，附图的尺寸比率并不限定于图示的比率。而且，下面的实施方式是用于说明本发明的例示，本发明并不限定于该实施方式。

中空纤维膜组件的结构

首先，说明本实施方式的中空纤维膜组件的结构。图1是表示中空纤维膜组件1的结构的一例的截面示意图(但仅图示了截面)。

中空纤维膜组件1具有筒状容器2、中空纤维膜束3、灌封部4、帽5等。

筒状容器2形成为圆筒状，其长边方向(圆筒的中心轴线P方向)上的两端部2a开口。在筒状容器2的内部收容有中空纤维膜束3。在筒状容器2的侧面形成有例如两个端口10，该两个端口10为流体出入口。

中空纤维膜束3是通过将许多根中空纤维膜捋在一起做成的束，其沿着筒状容器2的长边方向被收容在筒状容器2内。中空纤维膜束3发挥分离膜的作用，中空纤维膜束3能够在各中空纤维膜的内侧区域与外侧区域之间对作为分离对象的流体的成分进行分离。

灌封部4由灌封树脂构成，灌封部4在筒状容器2的两端部2a的内侧将中空纤维膜束3的两端部3a包埋起来，并且，将中空纤维膜束3固定在筒状容器2的两端部2a。灌封部4中，外周部为仅由灌封树脂构成的部分4a，灌封部4的内侧为通过使灌封树脂进入中空纤维膜束3的中空纤维膜彼此间的间隙所构成的部分4b。作为灌封树脂，能够列举出例如聚氨酯树脂、环氧树脂、硅树脂等，但并不特别限定于上述这些物质。

帽5作为上述两端部2a的盖构件设于筒状容器2的两端部2a的开口。帽5具有：嘴部20，其为流体出入口，呈沿中心轴线P的管状；盖板部21，其呈从嘴部20沿径向扩宽的板状；及帽突出部22，其作为侧壁部，从盖板部21的外周缘朝向筒状容器2侧突出。

嘴部20具有用于连接外部软管的螺纹构造。盖板部21具有内表面21a(参照图4)，该内表面21a与中空纤维膜束3的端部3a相面对，且随着从嘴部20朝向筒状容器2的端部2a去而径长逐渐变大。在帽5的内表面21a与中空纤维膜束3的端部3a之间形成有空间23，从嘴部20流入的流体或要从嘴部20流出的流体经过该空间23。

帽突出部22呈以中心轴线P为轴心线的圆筒形状。如图4所示，帽突出部22例如从盖板部21朝向筒状容器2侧按顺序依次具有基部30、中段部31和顶端部32。基部30、中段部31和顶端部32各自的径向厚度互不相同，基部30的径向厚度最大，其次大的是中段部31的径向厚度，顶端部32的径向厚度最小。

基部30是自盖板部21连续的部分。在盖板部21的内表面21a与基部30的第一内周面30a之间形成有与中心轴线P垂直的呈环状的平坦面40。

中段部31具有第二内周面31a。顶端部32具有：第三内周面32a，其具有与第二内周面31a的内径相同的内径；及外周面32b，其具有小于中段部31的外周面31b的外径的恒定的外径。在中段部31的外周面31b与顶端部32的外周面32b之间形成有与中心轴线P垂直的呈环状的平坦面(台阶部)42。

筒状容器2的端部2a具有所谓的分叉构造。端部2a具有内侧突出部50和外侧突出部51，该内侧突出部50和外侧突出部51呈双层圆筒状地向帽5侧突出。内侧突出部50和外侧突出部51均具有以中心轴线P为轴心线的圆筒形状，内侧突出部50和外侧突出部51配置为同心圆状。内侧突出部50以长于外侧突出部51的方式向帽5侧(中心轴线P方向外侧)突出。内侧突出部50的内周面50a构成了筒状容器2的内周面。

外侧突出部51由呈下述形状的凸缘部形成：该形状为从筒状容器2的外侧面向径向外侧突出，然后再从该突出来的部分的外缘朝向端部2a侧(距离最近的帽5侧)弯折。而且，在上述内侧突出部50与外侧突出部51之间形成有呈环状的凹部52，该凹部52在帽5的一部分(顶端部32)嵌合进来的状态下构成联轴器构造(参照图4)。

帽和筒状容器的接合构造

在帽突出部22插入在筒状容器2的内侧突出部50与外侧突出部51之间的状态下，利用超声波熔接对帽5和筒状容器2进行了熔接。内侧突出部50与帽突出部22的中段部31以及顶端部32相对，外侧突出部51与顶端部32相对。

此外，对于帽5和筒状容器2之间的固定方法，除了施加超声波振动来进行熔接的方法以外，还存在施加激光来进行熔接的方法、利用螺纹进行螺纹接合的方法等(对于利用螺纹进行螺纹接合的方法，例如参照日本特开昭52－138071号公报的16栏、图10等)。以超声波熔接为例进行之后的说明。

帽5和筒状容器2在熔接部70处被熔接在一起，该熔接部70由下述部分构成：一次熔接部71，其处于内侧突出部50的顶端部附近部分与帽突出部22的中段部31之间；及二次熔接部72，其处于内侧突出部50与顶端部32之间。通过像上述这样地在至少两处部位设置熔接部来进行双重熔接，能够进一步提高抑制漏液的效果以及抗压强度。

一次熔接部71例如在内侧突出部50的端面(图4中为上端面)和外周面50b的范围内形成。另外，图4中，为了方便，用虚线表示一次熔接部71，且清楚地图示了该熔接部的边界线，但实际上，在通过使接触部分熔融来进行粘接这样的熔接的情况下，熔接部的边界并不明显，而且，实际上，每次进行熔接，熔接部的边界会有所变化。

二次熔接部72例如形成在帽突出部22的顶端部32的顶端附近(顶端部32的比长边方向中央处靠近顶端的位置)等、配置在比上述一次熔接部71靠筒状容器2的径向外侧的位置(参照图4等)。二次熔接部72距一次熔接部71较远，在二次熔接部72与一次熔接部71之间形成有空间(图4中用附图标记75表示)，在该空间处，帽突出部22和内侧突出部50不接触。

为了能够在一次熔接部71和二次熔接部72的位置进行熔接，预先在帽突出部22或内侧突出部50中的至少任一者中的、待成为一次熔接部71和二次熔接部72的部分设有熔接用的接合部。

而且，一次熔接部71和二次熔接部72中的至少一者在帽突出部22的周向的整周范围内连续地形成，其中另一者例如以间断的方式形成。更优选的是，一次熔接部71和二次熔接部72这两者在整周范围内连续地形成。

另外，在本实施方式中，作为用于将帽5和筒状容器2熔接在一起的一次熔接部71和二次熔接部72的接合设计，采用了剪切型熔接。

在一次熔接部71处的帽5中的、筒状容器2的端部2a所接触的部分形成有斜面5c(参照图2)。斜面5c相对于与中心轴线P垂直的面所成的倾斜角优选为20°～45°，在该范围中，进一步优选为30°～45°。此外，在本说明书中，将该角度称作“主熔接角度”。在斜面5c的主熔接角度形成在该范围内的情况下，能够抑制筒状容器2的端部2a的滑动。

灌封部的配置

如图4所示，在灌封部4的端面形成有灌封部切断面4S，该灌封部切断面4S是通过将灌封部的两端部沿径向切断后所形成的。灌封部4与筒状容器2的内侧突出部50相比向中心轴线P方向外侧(帽5侧)突出。灌封部切断面4S在被施加规定压力的状态下与帽5的内表面中的平坦面(内侧抵接面)40相抵接。由此，能够抑制流体轻易进入帽突出部22与筒状容器2的端部2a之间的间隙，能够提高帽5与筒状容器2之间的密封性。此外，利用帽5的与中心轴线P垂直的呈环状的平坦面(内侧抵接面)40和灌封部4的切断面4S中的与该平坦面40相对地抵接的呈环状的平坦面部分，来形成将帽5的内侧空间液密密封的抵接部T(参照图4)。此外，在上述“预定的压力”中，还包含极少量的压力，在本说明书中所说的“抵接”中，当然包含在压力的作用下使灌封部4变形的状态，还包含压力极少量且在基本没有变形的情况下接触的状态。

筒状容器2和帽5的原材料并不受特殊限定，能够从各种热塑性树脂中进行选择。例如，就结晶性树脂而言，能够列举出：乙烯和α-烯烃的共聚物、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯这样的聚乙烯系树脂、丙烯单体的聚合物、丙烯和乙烯的共聚物或丙烯和乙烯以及其他α-烯烃的共聚物这样的聚丙烯系树脂。另一方面，就非结晶性树脂而言，能够列举出：聚酯纤维、聚碳酸酯、聚苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物(SBS)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等树脂，既可以使用上述这些物质的单体，或也可以将上述这些物质做成混合物来使用。就本实施方式的较推荐的树脂而言，从刚性和耐热性的观点出发，优选上述物质中的聚丙烯系树脂，进一步讲是丙烯和乙烯的随机共聚物，更优选的是乙烯含量被调整为1质量％～8质量％的丙烯和乙烯的随机共聚物。

灌封部的表面外周部的构造

在本说明书中，将灌封部4中的自筒状容器2的端部(开口端的端面)2a向中心轴线P方向的外侧突出的部分称作“灌封突出部”，在图中用附图标记4P表示。在本实施方式中，灌封突出部4P是截面为大致梯形状的较薄的圆环形状，构成为中空纤维膜束3的周围的环状部分的表面抵接于帽5的平坦面40。此外，在本说明书中，将灌封突出部4P中的成为表面暴露的状态的部分，也就是与帽5的平坦面40相对的环状的平坦面和其周围的侧壁一并称作“表面外周部”，并用附图标记4r表示。

对于灌封突出部4P的表面外周部4r的侧壁4W的角度，在为帽5抵接之前的状态时，用附图标记α1表示，在为帽5抵接后的状态时，用附图标记α2表示(参照图4等)。如图所示，角度α1、α2是灌封部4的纵截面中的侧壁4W相对于与中心轴线P垂直的平面所成的角度，若其小于90度，则灌封突出部4P成为其侧壁4W越接近帽5的嘴部20变得越细那样的锥状。在本实施方式中，以使侧壁4W的角度α2小于90度的方式形成了灌封突出部4P(参照图4等)。在灌封突出部4P的表面外周部4r的侧壁4W的角度α2小于90度的情况下，即使将帽5过度压入，也能够抑制在灌封部4产生裂纹(参照图5、图6)。此外，在图5～图19中，为了易于理解地示出灌封部4的状态等，将帽5的一部分、筒状容器2的一部分以简化后的矩形等概略示出。另外，在图12～图17中，对附图标记标注了「’」(例如灌封部4’)，表示其是比较例。

对于在侧壁4W的角度α2小于90度的情况下灌封部4的裂纹得到抑制的原因，认为可如下那样进行说明。即，在侧壁4W的角度小于90度的情况下，若将帽5的平坦面(台阶部)40贴压于灌封部4(参照图7的(A))，则在灌封突出部4P的表面外周部4r中的处于帽5的附近的上表面部4Pu与处于筒状容器2的端部2a的附近的外周根部4Pd之间作用有使彼此接近且使灌封突出部4P压缩的力(压缩力)(参照图7的(B))，不会在灌封部4产生龟裂(参照图7的(C))。此外，侧壁4W的角度α2的较佳的范围并不特别限定，但若举出从抑制灌封部4的裂纹的观点出发的较佳的一例，则其为45度以上且85度以下。

灌封突出部4P的高度H并不特别限定，能够取各种值，但若举出从抑制灌封部4的裂纹的观点出发的优选例，则优选为0.4mm以上且3mm以下的范围。

灌封突出部4P的表面外周部4r的整周方向上的高度H(参照图18)的差(高度差)ΔH最优选完全没有，优选的是，即使存在差，其也处于预定范围内。当差处于预定范围内时，即使在利用帽5将灌封部4压入的情况下，应力也难以局部地进行作用，不易在灌封部4产生裂纹，这在将帽5的内部空间液密地密封方面是优选的。作为例子，将产生了表面外周部4r的最高地点的高度H1与最低地点的高度H2的差ΔH的灌封突出部4P表示在图中(参照图19)。在存在ΔH的情况下，作为一例，该ΔH优选处于0.05mm以上且0.5mm以下的范围内(参照图19)。

在中空纤维膜组件1中，最优选的是，帽5的中心和筒状容器2的中心分别与中心轴线P一致，另外，优选的是，即使所述帽5的中心和筒状容器2的中心相互错开，偏移量也处于预定范围，作为一例，处于在水平方向上偏移0.1mm以上且1.0mm以下的范围内。例如，在帽5的形状为左右非对称(参照图15)或以帽5的中心偏移了的状态安装的情况下(参照图16)，可能产生帽5的中心和筒状容器2的中心相互错开的情形，但即使在它们之间产生偏移，若偏移量处于预定范围内，则也能抑制在灌封部4产生裂纹，在将帽5的内部空间液密地密封方面能够确保充分的密封能力。

灌封部4的表面外周部4r的侧壁4W的外周根部4Pd能够根据灌封部4的形状、筒状容器2的构造等而采用各种位置，其位置并不特别限定。若举出具体的一例，例如，灌封部4也可以形成为使外周根部4Pd位于灌封部4与筒状容器2之间的边界处(参照图5)。在这样的情况下，能够抑制作用于灌封突出部4P的上表面部4Pu的朝向外周方向(径向外侧)的应力，能够发挥抑制灌封部4的裂纹的效果。或者，灌封部4也可以形成为使外周根部4Pd位于筒状容器2的开口端上且与端部2a相接触(参照图6)。在该情况下，能够抑制作用于灌封突出部4P的外周根部4Pd的、自筒状容器2的端部2a附近的内周面朝向径向中心且朝向下方(朝向图中的下方、也就是朝向中空纤维膜组件1的长边方向上的中心部1c所在方向的一侧)的应力，能够发挥抑制灌封部4的裂纹的效果。

若因灌封部4的切断精度、成型精度较差而使灌封部4的抵接部T成为非对称(参照图12、图13)，使帽5发生稍微倾斜(参照图14)等，则有时会局部地过度作用有应力而容易在灌封部4产生裂纹，可能产生在将帽5的内部空间液密地密封方面不理想的情况，但在侧壁4W的角度α2小于90度的情况下，能发挥抑制灌封部4的裂纹的效果。

＜中空纤维膜组件的制造方法＞

首先，准备长度大于最终所需长度的中空纤维膜束3，将其装填于筒状容器2内从而进行收容(参照图8的(A))。接下来，将灌封部4的成型用模具100安装于筒状容器2的端部2a(参照图8的(B))。

在本实施方式中，以使灌封部4中的自筒状容器2的端部2a突出的灌封突出部4P的表面外周部4r的侧壁4W的角度α2小于90度的方式成型该灌封部4。这能够通过例如利用为了使侧壁4W的角度α2形成为小于90度的、具有比90度小的锥形构造的成型用模具100来实现。在成型时，将该成型用模具100安装于筒状容器2的端部2a的开口端面，利用离心成型将树脂灌封于该筒状容器2(参照图8的(C))。在树脂固化之后拆下该成型用模具100(参照图8的(D))，将灌封部4(中空纤维膜束3的两端部3a)中的不需要的部分沿与中心轴线P垂直的截面切断，形成灌封部切断面4S且使中空纤维膜束3的端面开口(参照图8的(E))。

接着，向筒状容器2熔接帽5。例如，像图3所示的那样，将帽5的帽突出部22插入筒状容器2的内侧突出部50与外侧突出部51之间，并使灌封部切断面4S与帽5的内表面中的平坦面40抵接。在该状态下，使超声波焊头90从外侧与帽5的盖板部21接触。然后，当利用超声波焊头90从中心轴线P方向外侧向筒状容器2侧按压帽5，同时，使超声波焊头90朝向帽5振荡超声波振动时，能够利用超声波熔接(一种技术，该技术通过将电能转换为机械振动能，并同时进行加压，从而使要被熔接的两个部件的接合面产生强大的摩擦热量，该热量能够使塑料熔融，从而能够使该两个部件接合在一起)，熔接成一次熔接部71和二次熔接部72。此外，在上述例子中，帽5的内表面的平坦面40抵接于灌封部切断面4S，但抵接部T处的灌封突出部4P的表面外周部4r不必是切断面，其也可以是利用成型用模具100直接形成的。

此外，对于超声波焊头90振荡出的超声波振动而言，频率、压力、振幅以及时间很重要。例如，只要频率是15kHz、20kHz、30kHz、40kHz、50kHz、70kHz、振幅是20μm～125μm、压力是50N～3000N、时间是0.1秒～1秒等足以进行熔接的条件，则没有特别限定，但也可以是，根据状况而相应地设为比较低的频率(例如通常在利用频率20kHz左右的超声波的情况下为15kHz左右的低频)的超声波振动。在这样的情况下，超声波振动容易到达远离超声波焊头90的位置。在欲使熔接牢固的情况下，有时使振幅、压力、时间这些值的一部分或全部较大。在超声波振动过强而使筒状容器2、帽5发生损伤的情况下，有时使振幅、压力、时间的值的一部分或全部较小、或者采用频率较大的超声波焊头90。

超声波熔接过程中的帽5和筒状容器2被压入的速度为0.5mm/秒～10mm/秒、优选为1mm/秒～3mm/秒。速度越慢，基于熔接部的摩擦热实现的熔融量越增加而使接合强度增大，若速度过慢，则有时摩擦热过剩而产生碳化。

通过上述方式完成了帽5和筒状容器2在至少两处被熔接在一起的中空纤维膜组件1(参照图1)。采用本实施方式，帽5和筒状容器2在一次熔接部71和二次熔接部72这两处区域被熔接在一起，因此，接合强度有所增加，中空纤维膜组件1的整体的抗压强度有所提高。因此，不容易导致抗压强度不够，另外，不容易发生漏液。

例如，在使用中空纤维膜组件1时，血液等流体从嘴部20流入帽5内，然后经过中空纤维膜束3的各中空纤维膜，再从相反那侧的帽5的嘴部20排出，此时，流体中的规定成分会穿过中空纤维膜的侧壁被分离到外部。而且，因会持续使用中空纤维膜组件1，由此会导致中空纤维膜的堵塞加重，中空纤维膜组件1的内压上升。当帽5内的流体的压力上升到某种程度以上时，存在流体从灌封部4与帽5的内表面之间渗入到外侧的可能性。对于该点，采用本实施方式的中空纤维膜组件1，(1)由于存在二次熔接部72，因此即使一次熔接部71的一部分破损，也不易产生流体的泄漏，另外，(2)通常而言，可以说熔接面积越大，抗压强度越大，但在本实施方式中，通过设成一次熔接部71和二次熔接部72这两处区域的熔接部的结构而使熔接面积增大，能够提高抗压强度。根据上面的结果可知，帽5变得不容易从筒状容器2脱落，能够提高中空纤维膜组件1的抗压强度。

采用本实施方式的中空纤维膜组件1，通过使灌封部4的灌封突出部4P的表面外周部4r的侧壁4W的角度α2小于90度，能够抑制在将帽5压入时或过度压入时在灌封部4产生树脂裂纹。由此，容易确保中空纤维膜组件1的充分的密封性(密封能力)。

另外，上述实施方式是本发明的较佳的实施方式的一例，但并不限定于此，能够在不脱离本发明的主旨的范围内实施各种变形。例如，上述实施方式中，示出了使灌封部4的灌封突出部4P的表面外周部4r的侧壁4W的角度α2小于90度的形态并进行了说明，但在此所说的小于90度并不只限于侧壁4W呈圆台状以相同斜率倾斜的状态。除此以外，例如，还存在以下情况，即，在灌封工序形成形状的结果或者将帽5压入的结果是，灌封突出部4P的侧壁4W为呈曲线状向外侧鼓起的形状，在该情况下，画出将与帽5相接触的最外周帽接点4Pup和处于外周根部的最外周根部点4Pdp连结起来的线，能够利用该线的斜率来判断角度(参照图21)。总之，若成为侧壁4W的表面向外侧鼓起的形状，或者虽然未成为该形状但为角度α2小于90度且不易产生灌封部4的树脂裂纹的构造，则在容易确保中空纤维膜组件1的充分的密封性这点上是有利的。

而且，上述实施方式所示的中空纤维膜组件1的构造仅是较佳的一例，例如，帽5的帽突出部22的构造、筒状容器2的内侧突出部50和外侧突出部51的构造等都不限于上述内容。而且，筒状容器2、帽5的整体构造也不限于上述内容。而且，中空纤维膜组件1的用途不限于对血液等液体的处理，也可以是针对气体的处理。

另外，在上述实施方式中，以帽5和筒状容器2通过超声波熔接而熔接成的中空纤维膜组件1为例进行了说明，但这只不过是将所述帽5和筒状容器2固定的形态的较佳的一例。如前面所述那样，除了超声波熔接以外，还能够是将激光、螺纹紧固等作为固定手段或在固定工序中采用激光、螺纹紧固等，从而形成所述帽5和筒状容器2之间的固定部。

(比较例1)

在利用帽5将侧壁4W的角度为90度这样的与从前相同的构造的灌封部4压入的情况下(参照图17的(A))，确认了：(i)在灌封突出部4P的外周根部4Pd，作用有自筒状容器2的端部2a附近的内周面朝向径向中心且朝向下方(朝向图中的下方，也就是朝向中空纤维膜组件1的长边方向上的中心部1c所在方向的一侧)的应力，(ii)在灌封突出部4P的上表面部4Pu作用有朝向外周方向(径向外侧)的应力(参照图17的(B))。另外，灌封突出部4P的上表面部4Pu一边被压缩一边以向径向外侧突出的方式变形，其结果，确认了：(iii)自灌封突出部4P的上表面部4Pu朝向外周根部4Pd地作用有应力，有时在灌封部4产生树脂裂纹(参照图17的(C))。

(比较例2)

在侧壁4W的角度为90度的情况下，对聚氨酯树脂制的灌封突出部4P的“尿烷高度”和“尿烷高度差”取各种值时有无产生灌封部4的裂纹进行了研究。在此，“尿烷高度”指的是，自筒状容器2的端部2a的端面起到帽5所抵接的灌封突出部4P为止的、与中心轴线P平行的方向上的距离H(参照图18)。如图18所示那样，尿烷高度H并不是因帽5抵接而发生压缩后的高度，而是帽5抵接之前的状态下的高度。“尿烷高度差”指的是，自帽5抵接时的尿烷高度的最大高度H1中减去最小高度H2后的差(尿烷高度差ΔH＝H1－H2)(参照图19)。

在尿烷高度H、尿烷高度差ΔH为各种值的情况下，将是否产生了灌封部4的裂纹(尿烷裂纹)的结果表示在表1中，图9表示将该结果表示在图表中所得到的图表。在表1中的结果栏中，在使帽5抵接于灌封部4之后产生了尿烷裂纹的情况下，示出“存在裂纹”，在使帽5抵接于灌封部4之后未产生尿烷裂纹的情况下，示出“OK”。由此得到了如下结果，即，在侧壁4W的角度为90度的情况下，尿烷高度越高、尿烷高度差越大，越容易产尿烷裂纹。在此，在测量尿烷高度时，使用了基恩士公司制造的二维高速尺寸测量器TM-3000系列(控制器部TM－3000、头部TM－065R)。

表1

此外，对于存在尿烷高度差的情况下的尿烷高度H，在整个外周范围内以等间隔测量了248处的高度，该尿烷高度H是这些高度的平均值(参照图20)。在此，在以等间隔进行测量之际的最初的点是，在自垂直上方俯视灌封部切断面4S时与端口10的长边方向上的中心线重叠的位置。

(实施例1)

在侧壁4W的角度α2为70度的情况下，研究了在聚氨酯树脂制的灌封突出部4P的“尿烷高度”和“尿烷高度差”取各种值时有无产生灌封部4的裂纹。

在尿烷高度、尿烷高度差为各种值的情况下，将是否产生了灌封部4的裂纹(尿烷裂纹)的结果表示在表2中，在图10中示出将该结果表示在图表中所得到的图表。由此得到了如下结果：在侧壁4W的角度为70度的情况下，尿烷高度、尿烷高度差分别为表2所示的值，此时未产生尿烷裂纹。

表2

(实施例2)

在侧壁4W的角度α2为80度的情况下，研究了在聚氨酯树脂制的灌封突出部4P的“尿烷高度”和“尿烷高度差”取各种值时有无产生灌封部4的裂纹。

在尿烷高度、尿烷高度差为各种值的情况下，将是否产生了灌封部4的裂纹(尿烷裂纹)的结果表示在表3中，在图11中示出将该结果表示在图表中所得到的图表。由此得到了如下结果：在侧壁4W的角度为80度的情况下，尿烷高度、尿烷高度差分别为表3所示的值，此时未产生尿烷裂纹。

表3

产业上的可利用性

本发明能较佳地适用于要求液体的密封性的中空纤维膜组件。

Claims (11)

1.一种中空纤维膜组件，其特征在于，

该中空纤维膜组件包括：

筒状容器，其一端部和另一端部都开口；

中空纤维膜束，其被装填在该筒状容器中；

灌封部，其在所述筒状容器的两端部将所述中空纤维膜束包埋起来并将所述中空纤维膜束固定在所述筒状容器的两端部；

帽，其设于所述筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部；

固定部，所述帽和所述筒状容器在该固定部相互固定；以及

抵接部，所述帽的内侧抵接面和所述灌封部在该抵接部相抵接而将所述帽的内侧空间液密密封，

所述灌封部中的自所述筒状容器的两端部突出的灌封突出部的表面外周部的侧壁的角度小于90度，

所述灌封突出部的所述表面外周部的所述侧壁的角度为45度以上且85度以下，

利用所述帽的与所述筒状容器的中心轴线垂直的呈环状的平坦面即所述内侧抵接面、和所述灌封部的与该平坦面相对地抵接的呈环状的平坦面部分，来形成将所述帽的内侧空间液密密封的所述抵接部。

2.根据权利要求1所述的中空纤维膜组件，其中，

所述灌封突出部的高度为0.4mm以上且3mm以下。

3.根据权利要求2所述的中空纤维膜组件，其特征在于，

所述灌封突出部的所述表面外周部的整周方向上的高度的差为0.05mm以上且0.5mm以下。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，

所述灌封突出部的所述表面外周部的所述侧壁的外周根部位于所述灌封部与所述筒状容器之间的边界处。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的中空纤维膜组件，其中，

所述灌封突出部的所述表面外周部的所述侧壁的外周根部接触于所述筒状容器的两端部的开口端面。

6.一种中空纤维膜组件的制造方法，该中空纤维膜组件包括：

筒状容器，其一端部和另一端部都开口；

中空纤维膜束，其被装填在该筒状容器中；

灌封部，其在所述筒状容器的两端部将所述中空纤维膜束包埋起来并将所述中空纤维膜束固定在所述筒状容器的两端部；以及

帽，其设于所述筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部，

该中空纤维膜组件的制造方法的特征在于，

该中空纤维膜组件的制造方法包含以下工序：

形成所述灌封部的工序，所述灌封部中的自所述筒状容器的两端部突出的灌封突出部的表面外周部的侧壁的角度在所述灌封部与所述帽相抵接的状态下为45度以上且85度以下；

使所述帽的与所述筒状容器的中心轴线垂直的呈环状的平坦面即内侧抵接面、和所述灌封突出部的与该平坦面相对地抵接的呈环状的平坦面部分相抵接，而将所述帽的内部空间液密地密封的工序；以及

将所述帽和所述筒状容器相互固定的固定工序。

7.根据权利要求6所述的中空纤维膜组件的制造方法，其中，

该中空纤维膜组件的制造方法还包含以下工序：

将所述中空纤维膜束装填在所述筒状容器内的工序；

将所述灌封部的成型用模具安装于所述筒状容器的开口端面的工序；

利用离心成型将树脂灌封于所述开口端面的工序；以及

在所述树脂固化之后拆下所述成型用模具，并切断所述灌封部而使所述中空纤维膜束的端面开口的工序。

8.根据权利要求7所述的中空纤维膜组件的制造方法，其中，

在所述固定工序中进行超声波熔接。

9.根据权利要求7所述的中空纤维膜组件的制造方法，其中，

在所述固定工序中进行激光熔接。

10.根据权利要求7所述的中空纤维膜组件的制造方法，其中，

在所述固定工序中进行螺纹紧固。

11.一种成型用模具，其是在中空纤维膜组件的制造中使用的灌封部的成型用模具，该中空纤维膜组件包括：

筒状容器，其一端部和另一端部都开口；

中空纤维膜束，其被装填在该筒状容器中；

灌封部，其在所述筒状容器的两端部将所述中空纤维膜束包埋起来并将所述中空纤维膜束固定在所述筒状容器的两端部；以及

帽，其设于所述筒状容器的两端部，且具有成为流体出入口的嘴部，

该中空纤维膜组件利用所述帽的与所述筒状容器的中心轴线垂直的呈环状的平坦面、和所述灌封部的与该平坦面相对地抵接的呈环状的平坦面部分，来形成将所述帽的内侧空间液密密封的抵接部，

在该成型用模具中，

该成型用模具具有45度以上且85度以下的锥形构造，该锥形构造用于将该灌封部形成为在与所述帽相抵接的状态下使所述灌封部的表面外周部的侧壁的角度维持45度以上且85度以下的构造。

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