JP2701351B2 - 中空糸膜束拘束体 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、血液透析、血液濾過や血漿分離などに用い
られる医療用中空糸膜束拘束体、さらには、限外濾過や
逆浸透などに用いられる工業用中空糸膜束拘束体に関す
るものである。

（従来の技術） 従来、上記の中空糸膜のうち、中空糸膜に耐熱安定性
を付与したり、熱滅菌を行う必要性から、製造工程にお
いてオートクレーブ処理やドライ処理を必要とする中空
糸膜の場合、該中空糸膜を綛に巻き取ったのち、これか
ら所定長、所定本数の中空糸膜束を製造して、該中空糸
膜束をオートクレーブ処理やドライ処理するのが一般的
となっていた。

例えば、特公昭61−37185に示されるように、中空糸
膜を所定本数だけ綛に巻いたあと、収束テープにより綛
の各辺を巻回したのち、該収束テープの両端部を切断す
ることによって一定長さに揃えられた多数本の中空糸膜
が実質的に直線状にかつ互いに平行に束ねられた中空糸
膜束を得るという方法で製造されるのが一般的となって
いた。中空糸膜束の形態としては、上記の収束テープの
ほかにガーゼなどを用いる布巻きなどが広く用いられて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の中空糸膜束、すなわち、収束テープや布巻など
の形態にした中空糸膜束拘束体を121℃20分間のオート
クレーブ処理をすると、熱収縮時の中空糸膜束自体の不
均一荷重のために、中空糸膜束全体がねじれたり、曲が
ったりして形が大きくくずれてしまうことが最大の問題
点であった。そこで、中空糸膜束全体の形状を保持した
ままオートクレーブ処理を行うことができる部材を用い
て中空糸膜束全体を拘束した中空糸膜束拘束体をオート
クレーブ処理する方法が必要となる。

（問題点を解決するための手段） 前記問題点を解決するために鋭意研究の結果本発明に
到達した。すなわち本発明は、選択透過性中空糸膜束
が、厚さ50〜200μｍ、121℃・20分のオートクレーブ処
理による縦方向・横方向の収縮率が夫々５％以下で、か
つ均一な収縮率を有する高分子フイルムで拘束された中
空糸膜束拘束体及び前記中空糸膜束拘束体において、該
中空糸膜束と拘束フイルムとの間に、厚さ50〜200μ
ｍ、121℃・20分のオートクレーブ処理による縦方向、
横方向の収縮率が夫々５％以下で、かつ均一な収縮率を
有する高分子フイルムを挿入してなる中空糸膜束拘束体
である。

121℃・20分間のオートクレーブ処理によるフイルム
の収縮率５％以上あるいは該収縮率が５％以下でも収縮
率が不均一なフイルムを用いて中空糸膜束を拘束した場
合、オートクレーブ滅菌（121℃・20分間）処理すると
フイルム自体の熱収縮による変形のため中空糸膜束が機
械的に不均一な圧迫（拘束）を受けて中空糸膜束全体を
大きく変形させ、中空糸膜自体を傷つけてしまう。

また、フイルムの厚みが50μ以下の場合、121℃・20
分間のオートクレーブ処理をすると、熱収縮時の中空糸
膜束自体の不均一荷重のために中空糸膜束を束全体とし
て保持することができず、中空糸膜束がねじれたり、曲
がったりして、形が大きくくずれてしまう。反対にフイ
ルムの厚みが200μ以上になると、フイルムの腰が強す
ぎるために、中空糸膜束を過不足なく拘束することが困
難となる。これに対し、121℃・20分間のオートクレー
ブ処理による縦・横の収縮率がそれぞれ５％以下で、か
つ均一な収縮率を有し、50μ〜200μの厚みをもつフイ
ルムで中空糸膜束全体を拘束して、該中空糸膜束拘束体
を121℃・20分間のオートクレーブ処理を行った場合、
中空糸膜束を全く変形させることなく、中空糸膜束全体
を保護することができる。

フイルムの収縮率の均一性は夫々の異なった場合で測
定した（121℃・20分オートクレーブ処理による）収縮
率の最大値と最小値の比が30％以下、好ましくは20％以
下である。

中空糸膜束としては、セルロース系、セルロースエス
テル系、ポリスルホン系、ポリアミド、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート等の合成高分子で構成される中空
糸膜が含まれる。中空糸膜束を拘束するフイルム部材と
しては、121℃・20分間のオートクレーブ処理による縦
・横の収縮率がそれぞれ５％以下であり、かつ均一な収
縮率を有し、50μ〜200μの厚みをもつ素材であればよ
いが、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、
ポリイミド、ポリプロピレン等の合成高分子フイルムが
使用可能であるがポリエステル、ポリプロピレンが好ま
しい。上記のフイルムで中空糸膜束を拘束する方法とし
ては、拘束時にフイルムのエッジで中空糸膜を傷つける
ことのない方法が必要であり、フイルムをループ状にし
て中空糸膜束全体を包み込み、フイルムの内面と内面の
接合部をヒートシールする方法が好ましい。フイルム内
への中空糸膜束の充填率は、充填率が低いとオートクレ
ーブ処理やドライ処理時に中空糸膜束がフイルム内を容
易に移動して中空糸膜が軸方向に乱れてしまうため、0.
6以上の充填率を有していることが好ましい。

以上のような特徴を有する中空糸膜束および拘束フイ
ルムを用いて得られた中空糸膜束拘束体は、そのまま直
接121℃・20分間のオートクレーブ処理を行って、中空
糸膜に耐熱安定性を付与したり、オートクレーブ滅菌を
することが可能である。さらに該オートクレーブ処理を
行ったあと中空糸膜束に付着している水分を取り除く必
要がある場合には、該中空糸膜束をフイルムごとドライ
処理することが可能である。処理温度としては60℃から
100℃の範囲が好ましい。このようにして、オートクレ
ーブ処理およびドライ処理した中空糸膜束拘束体は、最
終製品としての中空糸膜モジュールを作成する際に、中
空糸膜束をフイルムから容易に取り出すことができるた
め、モジュールケースへの装填がし易いという大きな特
徴を有する。中空糸膜束をフイルムから取り出す際のフ
イルムのヒートシール部分への中空糸膜の噛み込みを少
なくするには、フイルムのヒートシール部分の、フイル
ムと中空糸膜束との間の空隙に新たに別のフイルムを挿
入することが有効である。この挿入フイルムとしては、
前述の中空糸膜束の拘束フイルムと同じ特性を有するフ
イルムであることが好ましいが、フイルムの厚みは特に
限定するものではない。

以下実施例で本願発明の実施態様を具体的に説明す
る。

（実施例） 実施例１ 本発明の実施例を以下に示す。中空糸膜束は外径が41
5μｍ、内径が305μｍ長さが360mmのセルローストリア
セテート中空糸膜を1764本平行に束ねたものを単位とし
て使用した。中空糸膜束に拘束するフイルムとしては、
121℃・20分間のオートクレーブ処理における収縮率が
縦方向、横方向でいずれも0.1％以下であり、かつ均一
な収縮率をもち、縦および横の長さがそれぞれ120mmお
よび360mm、厚さ150μｍのポリプロピレンフイルム（ポ
リエチレン３％含有）を使用した。上記の中空糸膜束を
上記のフイルムの中央部に両端部を揃えて静置し（１図
の（１））、フイルムの両側より中空糸膜束を包み込む
ようにして持ち（１図の（２））、２図に示すような内
径22mmの円形の断面を有する治具に該中空糸膜束をフイ
ルムごと該治具の開口端より挿入する。挿入後、フイル
ムの円周部に最も近接したフイルム会合部を中空糸膜束
に平行になるようにヒートシールする（１図の
（３））。ヒートシール後、フイルム上端部を持ち、該
治具のもう一方の開口端より中空糸膜束をフイルムごと
取り出す。このようにして、中空糸膜束拘束体が完成す
る（１図の（４））。上記の方法で作成した中空糸膜束
拘束体を両端に80メッシュの網張りをした有効長360mm
のステンレスケースに32本過不足なく充填し（３図）、
ケースごと121℃20分間のオートクレーブ処理を行い、
さらに60℃20時間のドライ処理を行う。こうして得られ
た中空糸膜束拘束体は、中空糸膜の軸方向および径方向
の乱れもなく、またねじれなどによる中空糸膜の傷も全
く見られない。

実施例２ 次に、拘束フイルムのヒートシール部と中空糸膜束と
の間に、縦・横の収縮率がそれぞれ５％以下で、かつ均
一な収縮率を有するフイルムを挿入した場合の実施例を
次に示す。

使用した中空糸膜束および拘束フイルムの仕様は、実
施例１の場合と全く同様である。実施例１と同様に、中
空糸膜束を拘束フイルムの中央部に両端部を揃えて静置
したのち、該中空糸膜束の上に、縦・横の収縮率がそれ
ぞれ５％以下で、かつ均一な収縮率をもち、縦・横の長
さがそれぞれ30mmおよび360mm、厚さ50μｍのポリプロ
ピレンフイルム（挿入フイルム）を該中空糸膜束と平行
になるようにして乗せる（４図の（１））。次に挿入す
るフイルムが中空糸膜束に対して丸屋根を形成するよう
に注意しながら、拘束フイルムの両側より中空糸膜束を
包み込むようにして持ち（４図の（２））、２図の治具
に該中空糸膜束と挿入フイルムの両方を拘束フイルムご
と該治具の開口端より挿入する。挿入後、挿入フイルム
をシールしないように注意しながら、拘束フイルムの会
合部を、中空糸膜束に平行にヒートシールする（４図の
（３））。ヒートシール後、フイルムの開口端より中空
糸膜束と挿入フイルムとを拘束フイルムごと取り出す。
このようにして、中空糸膜束と拘束フイルムのヒートシ
ール部との間に挿入フイルムの屋根を形成した中空糸膜
束拘束体が完成する（４図の（４））。この屋根付中空
糸膜束拘束体を３図のケースに充填し、実施例１と同様
にオートクレーブ処理およびドライ処理を行った結果、
中空糸膜の軸方向および径方向の乱れやねじれなどによ
る中空糸膜の傷が全く見られないばかりでなく、拘束フ
イルムのヒートシール部への中空糸膜のかみ込みを完全
に防止することができた。

（発明の効果） 本発明は次のような効果を有する。本発明の中空糸膜
束拘束体は、中空糸膜束全体が熱収縮率５％以下のフイ
ルムで保護されているため、中空糸膜を全く傷つけるこ
となく、121℃・20分間のオートクレーブ処理や60℃・2
0時間のドライ処理を行うことが可能である。また中空
糸膜束全体が腰の強いフイルムで拘束されているために
中空糸膜束拘束体を多数本積み重ねて処理することがで
きるため、一度に大量の中空糸膜束を処理することがで
きる点が大きな特徴である。さらに、中空糸膜束と拘束
フイルムとの間に熱収縮率５％以下のフイルムを屋根状
に挿入することにより、拘束フイルムのヒートシール部
への中空糸膜のかみ込みを完全に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の中空糸膜束拘束体の製造方法を示
し、第２図は本発明の中空糸膜束拘束体の製造に使用す
る治具を示した図である。また第３図は、本発明の中空
糸膜束拘束体をオートクレーブ処理およびドライ処理す
る際に、該中空糸膜束拘束体を収納するケースを示した
図である。さらに第４図は、本発明の屋根付中空糸膜束
拘束体の製造方法に示した図である。 １……中空糸膜束、２……拘束フイルム 3,3′……フイルムヒートシール部 4,4′……中空糸膜束拘束体 ５……ステンレス製成形治具、６……ヒートシーラ ７……ステンレス製収納ケース ８……ステンレス網（80メッシュ）、９……挿入フイル
ム 10,10′……屋根付中空糸膜束拘束体

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】選択透過性中空糸膜束が、厚さ50〜200μ
   ｍ、121℃・20分のオートクレーブ処理による縦方向・
   横方向の収縮率が夫々５％以下で、かつ均一な収縮率を
   有する高分子フイルムで拘束された中空糸膜束拘束体。
2. 【請求項２】請求項第１項の中空糸膜束拘束体におい
   て、該中空糸膜束と拘束フイルムとの間に、厚さ50〜20
   0μｍ、121℃・20分のオートクレーブ処理による縦方
   向、横方向の収縮率が夫々５％以下で、かつ均一な収縮
   率を有する高分子フイルムを挿入してなる中空糸膜束拘
   束体。