JP2000202250A - 中空糸膜モジュ―ル - Google Patents

中空糸膜モジュ―ル

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JP2000202250A
JP2000202250A JP513399A JP513399A JP2000202250A JP 2000202250 A JP2000202250 A JP 2000202250A JP 513399 A JP513399 A JP 513399A JP 513399 A JP513399 A JP 513399A JP 2000202250 A JP2000202250 A JP 2000202250A
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JP
Japan
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fiber membrane
potting agent
hollow fiber
hardness
hollow
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JP513399A
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Inventor
Yoshihiro Aga
善広 英加
Masaaki Shimagaki
昌明 島垣
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Toray Industries Inc
Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】端部への汚染物質の付着や血液処理に用いた場
合の残血現象を改善するため、端部の凹凸が小さい中空
糸膜モジュールを提供することにある。 【解決手段】中空糸膜と筒状ケースがポッティング剤で
接着されてなる中空糸膜モジュールであって、該ポッテ
ィング剤のJIS−A硬度における硬度緩和が3%未満
であることを特徴とする中空糸膜モジュール。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空糸膜モジュー
ル端部の凹凸を小さくする方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、中空糸を分離膜とした中空糸膜モ
ジュールは、水処理膜などの産業分野、血液処理などの
医療分野などの多岐にわたって用いられている。特に浄
水器、人工腎臓、人工肺などの用途にあっては、その需
要が極めて増大している。
【0003】一般に中空糸膜モジュールでは、多数の中
空糸膜を集束して、集束糸条となし、該集束糸条を筒状
ケースに挿入した後、ポッティング剤により集束糸条内
の中空糸膜間及び集束糸条と筒状ケース間の接着を同時
に行い、ポッティング剤が固化した後、中空糸膜の開口
端が得られる位置で集束糸条を横断面方向に切断する製
造法が用いられている。
【0004】しかしながら、切断後の中空糸膜モジュー
ル端部を見ると、中空糸膜の頂点の高さと中空糸膜間に
存在するポッティング剤の面に図1のごとく段差が生じ
ている。このような段差が生じると、汚染物質が端部に
付着したり、血液処理に用いた場合は、血液が流れ込ん
だときに血液の凝固能が活性化されたり、滞留部が生じ
て凸部分に血液が残存したりして返血後に残血が起こる
可能性がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、かか
る従来技術の欠点を改良し、中空糸膜モジュール端部の
凹凸を小さくする方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の中空糸膜モジュールは、中空糸膜と筒状ケー
スがポッティング剤で接着されてなる中空糸膜モジュー
ルであって、該ポッティング剤のJIS−A硬度におけ
る硬度緩和が3%未満であることを特徴とするものであ
る。
【0007】
【発明の実施の形態】中空糸膜をモジュールとする手段
は特に限定されないが、一例を示すと次の通りである。
まず、中空糸膜を必要な長さに切断し、必要本数を束ね
た後、筒状ケースに入れる。その後両端に仮のキャップ
をし、中空糸膜両端部にポッティング剤を入れる。この
とき遠心機でモジュールを回転させながらポッティング
剤を入れる方法は、ポッティング剤が均一に充填される
ために好ましい方法である。ポッティング剤が固化した
後、中空糸膜の両端が開口するように両端部を切断し、
中空糸膜モジュールを得る。
【0008】本発明では、ポッティング剤として、JI
S−A硬度における硬度緩和が3%未満であるポッティ
ング剤を用いることにより、中空糸膜モジュール端部に
おいて、中空糸膜高さ頂点とポッティング剤底面の高さ
の差を、その最大値が8μm未満かつ、平均値が5μm
未満の凹凸の高さに改善できることが分かった。
【0009】硬度緩和とは、硬化させたポッティング剤
について硬度を測定する際に測定0秒値からしだいに硬
度が緩和する現象をいう。本発明では、2液を混合後、
室温(28℃)で4日以上経過させて完全に硬化させた
ポッティング剤について、硬度の0秒値と20秒値の差
を0秒値で割ったものを硬度緩和とした。ポッティング
材の硬度は以下のようにして測定した。すなわち、硬化
剤と主剤を所定量混合して、3000rpmにて10分間遠心
脱泡した後、室温(28℃)で4日以上経過させて完全
に硬化させた。硬度の測定は、JIS K 7215プラスティッ
クのデュロメータ硬さ試験方法に準じて行った。すなわ
ち、硬化させたポッティング材の平面部分にタイプAデ
ュロメータを衝撃を伴うことなく、できるだけ速やかに
試料表面に押しつけ、加圧基準面と試料とをよく密着さ
せて、速やかに指示装置の指針の最大指示値を読みと
り、測定0秒値とした。さらに測定を続け、20秒後の
指示装置の指針の値を読みとり、測定20秒値とした。
0秒値と20秒値の差を0秒値で割ったものを硬度緩和
とした。測定温度は25℃で行った。ここで、完全に硬
化させるとは硬度の0秒値が変化しなくなることをい
う。
【0010】また本発明では、ポッティング剤の温度体
積膨張率が0.01%/℃以下であることが、中空糸膜
モジュール端部の凹凸をより小さくすることができ好ま
しい。
【0011】温度体積膨張率は、室温(28℃)で4日
以上経過させて完全に硬化させたポッティング剤につい
て30℃から60℃の間でその体積を測定し、その温度
体積膨張率(%/℃)を算出した。
【0012】硬度緩和が大きいポッティング剤は塑性変
形が大きいことから切断するときに大きな変形が与えら
れ、端部の凹凸に影響を与えると考えられる。また、モ
ジュールは切断時の摩擦力、モジュール洗浄時の熱水、
γ線やオートクレーブなど滅菌などにより加温されるた
め、温度体積膨張率が大きいものは端部の凹凸に影響を
与えると考えられる。
【0013】本発明で好適に用いられるポッティング剤
は、イソシアネート成分とポリオール成分とを混合して
硬化させる2液混合型ポリウレタンであり、イソシアネ
ート成分としては、メチレンジイソシアネート(MD
I)、トリレンジイソシアネート(TDI)、ヘキサメ
チレンジイソシアネート(HDI)などが挙げられ、ポ
リオール成分としてはひまし油誘導体などが挙げられ
る。
【0014】キュア時間はその後の反応進行による収縮
を考慮した場合、硬度が最終硬度に達するまで十分にキ
ュアするのが好ましいが、生産性などを考慮すると、7
時間以内が好ましい。
【0015】ポッティング剤を切断する際の刃はギロチ
ン刃であっても、円型丸刃であってもなんでもよいが、
刃こぼれや刃先の角度などは切断時の滑りなどに影響を
及ぼすため、管理は十分に行っておく必要がある。
【0016】十分な硬度に達していない状態で切断した
り、キュア時に硬化反応を進行させるために加温した場
合、十分冷却されずに切断したりした場合は、架橋反応
進行による収縮や切断後冷却されることによる収縮が起
こったりして、モジュールの端部の凹凸に与える影響が
大きいと考えられるが、通常、JIS−A硬度は室温
(28℃)の測定時で70以上、切断時の温度は40℃
以下であれば問題ない。
【0017】本発明において、中空糸膜モジュール端部
の凹凸の高さの評価は次のようにして行った。ポッティ
ング剤注入ノズルを上にしたときの端部の中央部と3
時、9時、12時方向の周辺部の4点(図2)につい
て、切断したときの方向に対して平行な中空糸膜間と垂
直な中空糸膜間(図3)の間、計8点を表面形状測定顕
微鏡(キーエンス社製VF−7500、レーザー共焦点
方式)を用いてレーザーでスキャンした部位の凹凸プロ
ファイルを得た。測定は、室温(28℃)で行った。
【0018】本発明の中空糸膜モジュールは、透析膜を
はじめとして種々の分離膜などの製造に用いられ、特に
ポリスルホンの中空糸膜を用いた分離膜の製造に好適で
ある。また人工腎臓、水処理膜、気体分離膜、吸着体な
どの用途に用いられ、特に血液と接触するような血液処
理用途に好適に用いられる。
【0019】
【実施例】(実施例1)ポリスルホン中空糸膜(外径28
0mm、膜厚40mm、長さ248mm)、10600本を集束したもの
を筒状の収容容器に入れ、メチレンジイソシアネート
(MDI)とトリレンジイソシアネート(TDI)を主
成分とする2液混合型ポリウレタンポッティング剤A
(硬度緩和1.3%、温度膨張率0.010%/℃)を
遠心力(長さ225mmのモジュールに1600rpmの遠心力、ポ
ッティング部で300G)を付与しつつ、室温で注入した。
まず1段階目に中空糸膜開口部を目止めするためにポッ
ティング剤を少量注入し、30分後に2段階目として所
定量のポッティング剤を注入して、集束糸条内の中空糸
膜間及び集束糸条と筒状ケース間の接着を同時に行っ
た。30分後に取り出し、60℃で5時間さらに25℃
で2時間キュアを行った後、25℃で端部の切断を行っ
た。このときのJIS−A硬度は93であった。得られ
たモジュールは水洗後、γ線照射を行った。照射後のモ
ジュール端部の中空糸膜高さ頂点とポリウレタン部分底
面の高さの差(凹凸)は最大値5.8mm、平均3.6mm
であった。
【0020】(実施例2)ポリスルホン中空糸膜(外径
280mm、膜厚40mm、長さ248mm)、10600本を集束したも
のを筒状の収容容器に入れ、メチレンジイソシアネート
(MDI)とトリレンジイソシアネート(TDI)を主
成分とする2液混合型ポリウレタンポッティング剤A
(硬度緩和1.3%、温度膨張率0.010%/℃)を
遠心力(長さ225mmのモジュールに1600rpmの遠心力、ポ
ッティング部で300G)を付与しつつ、室温で注入した。
まず1段階目に中空糸膜開口部を目止めするためにポッ
ティング剤を少量注入し、30分後に2段階目として所
定量のポッティング剤を注入して、集束糸条内の中空糸
膜間及び集束糸条と筒状ケース間の接着を同時に行っ
た。30分後に取り出し、25℃で7時間キュアを行っ
た後、25℃で端部の切断を行った。このときのJIS
−A硬度は86であった。得られたモジュールは水洗
後、γ線照射を行った。照射後のモジュール端部の中空
糸膜高さ頂点とポリウレタン部分底面の高さの差(凹
凸)は最大値7.9mm、平均4.7mmであった。
【0021】(実施例3)MDIとヘキサメチレンジイ
ソシアネート(HDI)を主成分とする2液混合型ポリ
ウレタンポッティング剤B(硬度緩和1.4%、温度膨
張率0.010%/℃)を用いた以外は実施例1と同様
にして接着を行った。JIS−A硬度は89であった。
γ線照射後のモジュール端部の中空糸膜高さ頂点とポリ
ウレタン部分底面の高さの差(凹凸)は最大値7.8m
m、平均4.5mmであった。
【0022】(実施例4)MDIとTDIを主成分とす
る2液混合型ポリウレタンポッティング剤C(硬度緩和
1.0%、温度膨張率0%/℃)を用いた以外は実施例
2と同様にして接着を行った。JIS−A硬度は91で
あった。得られたモジュールは水洗後、γ線照射を行っ
た。照射後のモジュール端部の中空糸膜高さ頂点とポリ
ウレタン部分底面の高さの差(凹凸)は最大値6.8m
m、平均3.6mmであった。
【0023】(実施例5)MDIとHDIを主成分とす
る2液混合型ポリウレタンポッティング剤D(硬度緩和
0.6%、温度膨張率0.010%/℃)を用いた以外
は実施例1と同様にして接着を行った。JIS−A硬度
は90であった。γ線照射後のモジュール端部の中空糸
膜高さ頂点とポリウレタン部分底面の高さの差(凹凸)
は最大値6.4mm、平均4.4mmであった。
【0024】(比較例1)MDIを主成分とする2液混
合型ポリウレタンポッティング剤E(硬度緩和3.2
%、温度膨張率0.007%/℃)を用いた以外は実施
例2と同様にして接着を行った。JIS−A硬度は80
であった。γ線照射後のモジュール端部の中空糸膜高さ
頂点とポリウレタン部分底面の高さの差(凹凸)は最大
値7.8mm、平均5.3mmであった。
【0025】(比較例2)MDIを主成分とする2液混
合型ポリウレタンポッティング剤F(硬度緩和8.7
%、温度膨張率0.015%/℃)を用いた以外は実施
例1と同様にして接着を行った。JIS−A硬度は85
であった。γ線照射後のモジュール端部の中空糸膜高さ
頂点とポリウレタン部分底面の高さの差(凹凸)は最大
値7.9mm、平均5.1mmであった。
【0026】(比較例3)MDIを主成分とする2液混
合型ポリウレタンポッティング剤F(硬度緩和8.7
%、温度膨張率0.015%/℃)を用いた以外は実施
例2と同様にして接着を行った。JIS−A硬度は77
であった。γ線照射後のモジュール端部の中空糸膜高さ
頂点とポリウレタン部分底面の高さの差(凹凸)は最大
値9.9mm、平均5.4mmであった。
【0027】
【表1】
【0028】
【発明の効果】本発明は、中空糸膜モジュールの端部の
凹凸を小さくでき、端部への汚染物質の付着や血液処理
に用いた場合の残血現象を改善できるという点で有用で
ある。すなわち、切断後の端部を見ると、中空糸膜の頂
点の高さと中空糸膜間に存在するポリウレタンの面に段
差が生じているが、本発明によれば、この凹凸の高さを
小さくでき、端部への汚染物質の付着や血液処理に用い
た場合の残血現象を改善させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】中空糸膜モジュール端部の断面図である。
【図2】中空糸膜モジュール端部の切断面の凹凸測定個
所を示す図である。
【図3】中空糸膜モジュール端部の切断面の凹凸測定個
所を示す拡大図である。
【符号の説明】
1:中空糸膜 2:ポッティング剤 3:モジュール端部 4:中空糸膜束およびポッティング剤 5:筒状容器 6:ポッティング剤注入ノズル 7:凹凸測定箇所
フロントページの続き Fターム(参考) 4C077 AA03 AA05 BB01 BB02 BB06 CC06 KK07 KK30 LL05 PP14 PP15 4D006 GA13 GA41 HA01 JA13A JA13C JB05 JB06 MA01 MC62 PB09 PC47 PC48 PC51

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空糸膜と筒状ケースがポッティング剤
    で接着されてなる中空糸膜モジュールであって、該ポッ
    ティング剤のJIS−A硬度における硬度緩和が3%未
    満であることを特徴とする中空糸膜モジュール。
  2. 【請求項2】 ポッティング剤の温度体積膨張率が0.
    01%/℃以下であることを特徴とする請求項1記載の
    中空糸膜モジュール。
  3. 【請求項3】 中空糸膜がポリスルホンからなることを
    特徴とする請求項1記載の中空糸膜モジュール。
  4. 【請求項4】 血液処理に用いられることを特徴とする
    請求項1記載の中空糸膜モジュール。
JP513399A 1999-01-12 1999-01-12 中空糸膜モジュ―ル Pending JP2000202250A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016123820A (ja) * 2015-01-08 2016-07-11 ニプロ株式会社 血液装置用キャップ及び血液装置
JP2017035644A (ja) * 2015-08-06 2017-02-16 旭化成メディカル株式会社 中空糸膜モジュール及びその製造方法

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