JP3151168B2 - 中空糸型モジュール及びその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、体液処理や水処理
などに使用する中空糸型モジュールに関する。

【０００２】

【従来の技術】中空糸型モジュールは、医療分野や工業
分野を始め幅広い分野で使用されている。例えば、医療
分野においては腎臓や肝臓に疾患を持つ患者の血液浄化
などに使用され、工業分野においては、ジュースなど飲
料物の濃縮や精製、半導体製造において使用する超純水
の製造等に使用されている。

【０００３】従来、中空糸型モジュールの一種として、
内部に中空糸束を装填した筒状のケーシングの両端開口
部に樹脂接着剤を充填して中空糸束の端部を接着固定す
るとともに封止し、液密性（気密性）を保持した状態で
各中空糸の内表面側と外表面側とを分離した中空糸型モ
ジュールがあった。この中空糸型モジュールでは、ケー
シング側面の両端部に、ケーシング内部に連通した注入
ポート及び排出ポートを設けてあり、ケーシングの両端
に、それぞれ各端部開口を閉塞する閉塞蓋を設けてあ
る。また、一方の閉塞蓋には注入口を設けてあり、他方
の閉塞蓋には排出口を設けてある。さらに、各中空糸の
両端は開放させた状態に設けてある。

【０００４】上記した構成を有する中空糸型モジュール
は、例えば、次の手順で製造されていた。まず、筒型ケ
ーシング内に中空糸束を挿入し、樹脂接着剤の注入口を
有したポッティングキャップにてケーシングの両端開口
を塞ぐ。ここで、中空糸束は、膜厚が５〜５０マイクロ
メートル、内径が１５０〜２５０マイクロメートル程度
の半透性中空糸を３０００〜１５０００本程度束ねたも
のである。そして、ポッティングキャップの注入口には
チューブ等を装着し、分注タンクとポッティングキャッ
プとを接続する。ポッティングキャップを装着したなら
ば、ポッティングキャップを装着した両端部が円弧軌跡
を描くようにケーシングを回転させ、両端部に遠心力を
作用させる。この回転状態で分注タンクに接着剤を注入
する。注入した接着剤は、チューブ並びにポッティング
キャップを通じてケーシングの開口部から両端部に充填
され、中空糸束とケーシングの隙間や中空糸同士の隙間
に入り込む。充填した接着剤が硬化したならば、ケーシ
ングの回転を止めてポッティングキャップを取り外し、
露出したケーシング両端の接着剤部分をケーシングの端
部開口に沿った方向に切断除去して各中空糸の両端を開
口させる。そして、ケーシングの両端に閉塞蓋を装着し
て中空糸型モジュールとする。

【０００５】このようにして製造した中空糸型モジュー
ルを、例えば、血液浄化器として用いる場合には、ケー
シングの一方の端部に装着した閉塞蓋の注入口から血液
を流入させるとともに、ケーシングの他方の端部側に設
けた注入ポートから透析液を流入させる。この場合、注
入口から流入した血液は中空糸の内表面側を通ってケー
シングの他方の端部に装着した閉塞蓋の排出口から排出
され、注入ポートから流入した透析液は中空糸の外表面
側を通ってケーシングの一方の端部側に設けた排出ポー
ト８から排出される。そして、血液並びに透析液が流れ
ている状態にあっては、浸透圧などにより、血液の余剰
成分が中空糸を透過して透析液側に移動するとともに、
血液の不足成分が中空糸を透過して透析液から血液に移
動する。

【０００６】ところで、この中空糸型モジュールに用い
る中空糸束は、上記したように非常に薄く尚且つ細径の
中空糸、換言すれば低強度の中空糸を多数本束ねて構成
してあり、また、各中空糸は、両端部分のみが接着固定
された状態でケーシングに装填されていた。そして、中
空糸型モジュールの使用状態においては、中空糸の内外
表面には上記した血液や透析液のような液体、或いは気
体などの流体が流れる。そして、これらの流体が流れる
ことにより、各中空糸には機械的な力が作用する。例え
ば、流体の流れが脈流であった場合には、この脈流に起
因する流量変化が機械的な力として中空糸に作用する。
このような機械的な力により、各中空糸に揺れが生じて
その端部、より詳しくは、端部における接着剤にて接着
固定された部分と固定されていない自由部分との境界部
分に、応力集中が生じる。この応力集中により中空糸は
疲労し、長期間の使用などにより疲労が蓄積すると中空
糸は破損してしまう。この場合、破損した中空糸が１〜
数本程度の少数であっても、中空糸の外表面側を流れる
流体と内表面側を流れる流体とが混合してしまうので、
使用することができなくなる。

【０００７】このような不具合を改善するため、従来
は、装填する中空糸束の密度を高めて隙間を少なくして
全体としての剛性を高めたり、或いはポリエチレンテレ
フタレート（ＰＥＴ）などの細い繊維により中空糸を編
み込んで補強したりしていた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、中空糸
束の密度を高める方法では、中空糸束をケーシング内に
隙間無く装填しなければならないので、中空糸束の装填
時に中空糸を破損しないように作業を慎重に行わなけれ
ばならず、作業効率が低下してしまう。また、繊維によ
り補強する方法では、編み込み工程を必要とするので製
造工程の増加により、コストアップを招いてしまう。

【０００９】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであり、流体の流れに起因して生じる中空糸端部
の破損を効果的に防止でき、尚且つ製造が容易な中空糸
型モジュールを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した目的
を達成するためのものであり、請求項１記載の発明は、
中空糸束を装填した筒型ケーシングを備え、該ケーシン
グの両端開口部内に樹脂組成物を充填して形成した封止
部により各中空糸の端部を接着固定し、ケーシングの側
部に内部と連通するポートを設け、中空糸の内表面側に
存在する第１流体と中空糸の外表面側に存在する第２流
体との間で流体の構成成分を移動させる中空糸型モジュ
ールにおいて、前記封止部を形成する樹脂組成物と同一
の樹脂組成物からなるコーティング層を、封止部の内側
表面から前記ポートの内側開口に対応する領域を含めた
範囲に亘って連続させた状態で中空糸の端部表面に設け
たことを特徴とする中空糸型モジュールである。

【００１１】請求項２に記載のものは、前記コーティン
グ層は、封止部内側表面からの長さを、中空糸束の径方
向に漸次変化させ、外周側はポートの内側開口に対応す
る領域を含めた範囲まで設けて中心側を外周側よりも短
くしたことを特徴とする請求項１記載の中空糸型モジュ
ールである。

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。図１は本発明に係る中空糸型モ
ジュール１の断面図、図２はケーシングとしてのハウジ
ング３の端部における中空糸束２の切断面全体を示した
図、図３はポッティング工程における封止部１０並びに
封止部１０付近を説明する要部拡大断面図である。な
お、以下の説明では、中空糸型モジュール１を血液浄化
器として用いた場合について説明する。

【００１６】中空糸型モジュール１は、中空糸束２を内
部に装填した筒状の筒型ハウジング３と、この筒型ハウ
ジング３の両端開口を閉塞する閉塞蓋４，５とから概略
構成してある。筒型ハウジング３は、拡径部６を両端部
に設けた円筒状部材で、例えばポリカーボネイトにより
構成してある。そして、この拡径部６の内径は、拡径部
６の内周面とハウジング３内に装填した中空糸束２の径
方向端部（即ち、中空糸束２の外周部）との間に、十分
な隙間、即ち中空糸束２を構成する各中空糸７同士の間
隙（隙間）よりも大きい隙間Ｓを形成するように設定し
てある。そして、一端側（図１における右に相当）の拡
径部６の外周面には、ハウジング３内部に連通した排出
ポート８を突設してあり、他端側（図１における左側に
相当）の拡径部６の外周面には、ハウジング３内部に連
通した注入ポート９を突設してある。

【００１７】この筒型ハウジング３の両端の開口部に
は、樹脂組成物の一種であるウレタン系の接着剤１１
（図２参照）を充填して構成した封止部１０をそれぞれ
設けてあり、各中空糸７の端部を接着固定するとともに
封止している。これにより、図２に示すように、ハウジ
ング３の両端開口面は、端部が開口した状態の中空糸７
が多数密集した状態となるとともに、ウレタン系の接着
剤１１が中空糸７同士の間隙を塞いだ封止状態となって
いる。そして、この封止部１０は、図１に示すように、
拡径部６の内周面と中空糸束２端部間の隙間Ｓを残すよ
うに端部寄りに形成してある。したがって、封止部１０
の内側表面１０ａから注入ポート９或いは排出ポート８
の配設位置までは、例えば符号Ｌ１で示すように、所定
距離離間している。そして、この筒型ハウジング３の一
端側には、注入口１５を備えた閉塞蓋４を螺着してあ
り、Ｏリング１６を介在させることで水密性並びに気密
性を確保している。また、他端側には、排出口１７を備
えた閉塞蓋５を螺着してある。この閉塞蓋５について
も、Ｏリング１６により水密性並びに気密性を確保して
ある。

【００１８】本実施形態における中空糸７は、ポリエス
テル系樹脂とポリスルホン系樹脂とを主たる膜素材とし
た疎水性高分子（ＰＥＰＡ膜）の半透性中空糸である。
また、この中空糸７は、膜厚が５〜５０マイクロメート
ル、内径が１５０〜２５０マイクロメートル程度の非常
に細いものである。なお、この中空糸７としては、セル
ロース、セルロースエステル、ポリアクリロニトリル、
ポリメタクリル酸メチル、ポリビニルアルコール、エチ
レン−ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリス
ルホン、ポリエステルの如き高分子等、適宜な材質のも
のを用いることができる。そして、このような中空糸７
を３０００〜１５０００本程度束ねて中空糸束２として
いる。

【００１９】そして、図１に示すように、排出ポート８
及び注入ポート９のハウジング３内部側端部の前方に
は、それぞれバッフル板１８を設けてある。このバッフ
ル板１８により、注入ポート９からハウジング３内に流
入した透析液を拡散させ、拡径部６の内周面と中空糸束
２端部間の隙間Ｓに導いたり、一端側端部まで流動した
透析液を排出するようにしている。また、中空糸７の端
部外表面には、コーティング層１９を設けてある。この
コーティング層１９は、封止部１０のウレタン系の接着
剤１１（樹脂構成物）と同一の物質により構成してあ
り、中空糸束２の外周部近傍の中空糸７に選択的に設け
てある。そして、このコーティング層１９は、封止部１
０の内側表面１０ａからハウジング３の長手方向中央に
向けて連続して設けてある。このコーティング層１９の
長さは、注入ポート９或いは排出ポート８に基づき規定
してあり、封止部１０の内側表面１０ａから注入ポート
９或いは排出ポート８の内側開口に対応する領域を含め
た範囲内（すなわち、図１中に示すように、内側表面１
０ａから符号Ｌ２近傍までの範囲内）としてある。さら
に、このコーティング層１９の長さは、図１に示すよう
に、中空糸束２の外周側が長く、尚且つ、中空糸束２の
中心方向（径方向内側）に向けて漸次短くなるように変
化させている。

【００２０】この中空糸型モジュール１を血液浄化器と
して使用する際には、前述した従来装置と同様に、注入
口１５から血液（第１流体に相当）を流入させるととも
に、注入ポート９から透析液（第２流体に相当）を流入
させる。そして、注入口１５から流入した血液は中空糸
７の内表面側を通ってハウジング３の他端側に向かって
流動し、排出口１７から排出される。また、注入ポート
９から流入した透析液は、拡径部６と中空糸束２の端部
との間に形成された隙間を通じて周方向に広がりつつハ
ウジング３の一端側に向かって流動し、中空糸７の外表
面側に接触しながら流れて排出ポート８から排出され
る。そして、血液並びに透析液が流れている状態では、
浸透圧などにより、血液の余剰成分が中空糸７を透過し
て透析液側に移動するとともに、血液の不足成分が中空
糸７を透過して透析液側から血液側に移動する。

【００２１】この使用時において、上記したように中空
糸７の端部にはコーティング層１９を設けて補強してあ
るので、注入ポート９から流入した透析液の流れ（例え
ば、脈流）が中空糸束２を構成する各中空糸７に作用し
ても、コーティング層１９による補強により中空糸７の
端部は揺れ難くなる。これにより、中空糸７の端部にか
かる応力集中が緩和され、中空糸７の破損を防止するこ
とができる。特に、本実施形態では、コーティング層１
９の封止部内側表面１０ａからの長さを、中空糸束２の
外周側を長くして中空糸束２の中心方向に向けて漸次短
くなるように変化させているので、透析液の流れが作用
して揺れ易い外周側の中空糸７についてはコーティング
層１９を長くして剛性を高め、流れが作用し難くなる中
心側に向かうにしたがってコーティング層１９を短くし
て、半透性を有する部分の面積（即ち、有効膜面積）を
広くしている。これにより、中空糸７による透過性能を
損なうことなく、効果的に中空糸７の破損を防止するこ
とができる。

【００２２】次に、このような構成を有する中空糸型モ
ジュール１の製造方法について説明する。

【００２３】中空糸型モジュール１の製造にあたり、ま
ず、バンドル化を行う（バンドル化工程）。バンドル化
とは、上記した３０００〜１５０００本程度の中空糸７
を束ねて中空糸束２にすることをいう。このとき、中空
糸束２の外径は、円筒状のハウジング３の内径（具体的
には、ハウジング３の長手方向中央部の内径）に応じた
径に調整され、その長さはハウジング３の長さより例え
ば３０ミリメートル程度長いものとしてある。さらに、
この中空糸束２の周面には、中空糸束２が汚染されない
ようにするとともに装填を容易にするために、シート
（図示せず）を巻き付けておく。

【００２４】次に、ハウジング３内に中空糸束２を装填
する（中空糸束装填工程）。このとき、シートを巻き付
けた状態で中空糸束２を挿入し、その後にシートのみを
抜き取る。このようにすると、作業が容易になるととも
に中空糸７の破損を防止できる。そして、挿入した中空
糸束２の両端部を、ハウジング３の端部開口面から、そ
れぞれ１５ミリメートル程度ずつ突出させておく（図３
参照）。この状態で、ハウジング３の両端部に、この両
端部を閉塞する有底円筒状のポッティングキャップ２０
を被せてハウジング３の両端開口を塞ぐ。

【００２５】ポッティングキャップ２０を被せたなら
ば、ハウジング３をポッティング治具（図示せず）に装
着する。このとき、注入ポート９並びに排出ポート８を
上向きにして装着する。続いて、接着剤１１を供給する
ための分注タンク（図示せず）からのチューブ（より詳
しくは、チューブ先端に設けたノズル）を両ポート８，
９に挿入する。即ち、これらのポート８，９は、中空糸
型モジュール１の製造時における接着剤１１用の注入ポ
ートとして機能する。チューブを両ポート８，９に挿入
したならば、ハウジング３を装着したポッティング治具
を遠心分注装置のターンテーブル上に取り付ける。この
場合、ターンテーブル上に設けた固定具等を使用して、
ハウジング３がポッティング治具から外れないようにし
ておく。

【００２６】遠心分注装置への取り付けが終了したなら
ば、ポッティングを行う（ポッティング工程）。このポ
ッティング工程は、接着剤注入工程と接着剤硬化工程と
に大別される。

【００２７】接着剤注入工程では、まず、遠心分注装置
のターンテーブルを所定の回転速度で回転して、ポッテ
ィングキャップ２０を装着した両端部が円弧軌跡を描く
ようにハウジング３を回転させ、両端部に遠心力を作用
させる。そして、この回転状態で分注タンクに所定量の
ウレタン系接着剤１１を所定注入速度で注入する。注入
した接着剤１１は、ノズルから注入ポート９及び排出ポ
ート８内に吐出し、両ポート８，９内を自重で流下して
上方からハウジング３の内部へ流入する。そして、ハウ
ジング３の両端部に充填される。

【００２８】ここで、注入するウレタン系接着剤１１
は、注入すると、中空糸７同士の間隙内を径方向中心側
（即ち、径方向内側）に向けて浸入するよりも拡径部６
の内周面と中空糸束２との間の隙間に流入し易い粘度と
しておく。なお、注入する接着剤１１は、上記したウレ
タン系のものに限定されない。例えば、エポキシ系接着
剤など、上記したような粘度を有し、時間の経過により
硬化するものであればよい。

【００２９】このような粘度の接着剤１１を用いた場
合、両ポート８，９を通じてハウジング３内部に注入さ
れた接着剤１１は、ポート８，９が上向きであるので、
上部から供給されて自重により下方に流動する。このと
き、中空糸７同士の間隙内を毛細管現象等によって中心
側に浸入するよりも拡径部６の内周面と中空糸束２間の
隙間Ｓに流れ込み易いので、隙間Ｓに沿って速やかに流
れて中空糸束２の外周に先ずは行き渡り、少し遅れて中
空糸束２の外周近傍部分から中心側に向けて徐々に浸入
していく。また、遠心力が作用しているので、接着剤１
１は、中心側に浸入している間にもハウジングの両端部
側に向けて流動する。したがって、中空糸７の接着剤１
１に浸った長さは、中空糸束２の外周縁側が長く、中心
に向かって漸次短くなる。

【００３０】ハウジング３の内部に注入された接着剤１
１は、上記したように隙間Ｓや中空糸７同士の間隙内を
流動しながらハウジング３の端部側に向かって流れ、ポ
ッティングキャップ２０に達する。そして、接着剤１１
は、ポッティングキャップ２０の糸束端部収納部２１の
端部側から溜まりはじめ、量が増加するにつれてレベル
が徐々に上昇する（即ち、回転中心側に近づく）ので、
中空糸束２の端部から次第に浸す長さを増す。そして、
所定量の接着剤１１が供給されると、中空糸束２の端部
が所定の長さに亘って接着剤１１に浸る。所定の長さに
亘って接着剤１１に浸ったならば、接着剤１１の注入を
止めて接着剤硬化工程に移行する。

【００３１】この接着剤硬化工程では、ハウジング３の
回転を継続して、ハウジング３の端部に接着剤１１が集
められた状態を遠心力により維持し、この接着剤１１を
硬化させることで封止部１０を形成する。また、接着剤
１１が粘性を有しているため、接着剤１１に浸った中空
糸７端部の外表面には、接着剤１１が端部方向へ流動し
た後も接着剤１１が付着した状態で残り被膜が形成され
る。この被膜の長さは、接着剤１１に浸った部分の長さ
に相当するので、中空糸束２の外周縁側の中空糸７の被
膜の長さが長くなり、中心に向かうにつれて漸次短くな
っている。そして、接着剤硬化工程では、この被膜も硬
化し、各中空糸７の端部外表面に封止部１０の内側表面
１０ａまで連続するコーティング層１９を形成する。な
お、この被膜に関し、余剰な接着剤１１は遠心力により
端部側（封止部１０側）に移動してしまうので薄い層と
なる。したがって、この被膜は、封止部１０よりも短時
間で硬化する。また、中空糸束２の中心部分に位置する
中空糸７ついては被膜が形成されないので、コーティン
グ層１９が形成される中空糸７は外周近傍に位置するも
のだけである。

【００３２】接着剤１１が硬化したならば、モジュール
化工程を行う。このモジュール化工程では、まず、ハウ
ジング３の回転を止めてポッティングキャップ２０を取
り外す。この場合、ポッティングキャップ２０の周面に
底部に向けて縮径する抜きテーパを設けておくと、ポッ
ティングキャップ２０の取り外しが容易になる。ポッテ
ィングキャップ２０を取り外したならば、ハウジング３
の両端から外側に突出した封止部１０の外側部分を、ハ
ウジング３の端部開口と同一面となるように切断除去し
て各中空糸７の両端を開口させる（図２参照）。なお、
ポッティングキャップ２０を取り付けた状態で封止部１
０の外側部分を切断除去するようにしてもよい。そし
て、突出部分を切断したならば、ハウジング３の両端に
それぞれ閉塞蓋４，５を装着して中空糸型モジュール１
とする。そして、この中空糸型モジュール１は、水洗、
滅菌、精製水充填（或いは乾燥）の各工程を経て完成す
る。

【００３３】以上説明した製造方法によれば、両端部に
遠心力が作用するようにハウジング３を回転させ、この
回転状態にて、ハウジング３端部の拡径部６に設けた注
入ポート９や排出ポート８を通じて所定粘度に調整した
ウレタン系接着剤１１をハウジング３内部に注入する比
較的簡単な作業で、封止部１０とコーティング層１９と
を同時に形成することができる。また、このようにして
形成したコーティング層１９は、封止部１０内側表面か
らの長さに関し、中空糸束２における外周側が長くな
り、中空糸束２の中心側に向けて漸次短くなる。したが
って、透析液や血液（即ち、流体）の流れの作用度合い
に応じて中空糸７のコーティング層１９の長さを変える
ことを容易に行うことができる。

【００３４】なお、上記した製造方法では、封止部１０
の形成とコーティング層１９の形成とを同時に行うよう
にした例について説明したが、封止部１０とコーティン
グ層１９とを別工程で形成することもできる。例えば、
ハウジング３に装填する前の中空糸束２の端部外周にウ
レタン系の接着剤１１を塗布したり、中空糸束２の端部
を接着剤１１に浸したりして、予めコーティング層１９
を形成しておき、このコーティング層１９が形成された
中空糸束２をハウジング３に装填した後に封止部１０を
形成するようにしてもよい。

【００３５】また、上記した例では、中空糸型モジュー
ル１を血液浄化器に用いた例について説明したが、この
中空糸モジュールは、超純水の製造装置や、ジュースの
精製装置など、種々の装置に適用することができる。ま
た、ハウジング３の形状に関し、直径や長さ、或いは形
状などは、自由に設定することができる。

【００３６】

【実施例】次に、本発明の実施例を示して、本発明をさ
らに具体的に説明する。ここでは、ポッティング工程に
おける中空糸束２の密度（キャップ充填率）や接着剤１
１の注入速度などについて検討した結果について説明す
る。これらは、コーティング層１９の長さやコーティン
グ部分の厚さを規定する因子となっている。

【００３７】（実施例１）両端間の長さが３００ミリメ
ートルのハウジング３を用い、ポリエステル系樹脂とポ
リスルホン系樹脂とを主たる膜素材とした半透性の中空
糸７（以下、ＰＥＰＡ膜という）により構成した中空糸
束２を、キャップ充填率が３９％となるようハウジング
３に装填し、ハウジング３を回転速度１０００ｒｐｍで
回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐのウレタン系接
着剤１１を、１ポートあたりの注入速度を１．５ｇ／秒
にして所定量注入した。ここで、キャップ充填率とは中
空糸７の充填率を示し、ハウジング３の端部開口面に沿
ってポッティングキャップ２０を切断した場合におい
て、ポッティングキャップ２０内断面積中における中空
糸７の総断面積の割合のことである。そして、キャップ
充填率３９％とあった場合には、ポッティングキャップ
２０内断面積の３９％が中空糸７により占められている
ことを意味する。

【００３８】（実施例２）両端間の長さが２８０ミリメ
ートルのハウジング３に、ＰＥＰＡ膜の中空糸束２をキ
ャップ充填率３７％で装填し、ハウジング３を回転速度
９５０ｒｐｍで回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐ
のウレタン系接着剤１１を、１ポートあたりの注入速度
を１．０ｇ／秒にして所定量注入した。即ち、実施例１
に比べて遠心力を低下させるとともに注入速度を低速に
した。

【００３９】（実施例３）両端間の長さが２８０ミリメ
ートルのハウジング３に、ＰＥＰＡ膜の中空糸７をキャ
ップ充填率４１％で装填し、ハウジング３を回転速度１
２００ｒｐｍで回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐ
のウレタン系接着剤１１を、１ポートあたりの注入速度
を１．７ｇ／秒にして所定量注入した。即ち、実施例１
に比べて遠心力を高めるとともに注入速度を高速にし
た。

【００４０】（比較例１）両端間の長さが３００ミリメ
ートルのハウジング３に、ＰＥＰＡ膜の中空糸７をキャ
ップ充填率４６％で装填し、ハウジング３を回転速度１
０００ｒｐｍで回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐ
のウレタン系接着剤１１を、１ポートあたりの注入速度
を１．５ｇ／秒にして所定量注入した。即ち、実施例１
に比べて、キャップ充填率を非常に高く設定した。

【００４１】（比較例２）両端間の長さが３００ミリメ
ートルのハウジング３に、ＰＥＰＡ膜の中空糸７をキャ
ップ充填率２９％で装填し、ハウジング３を回転速度１
０００ｒｐｍで回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐ
のウレタン系接着剤１１を、１ポートあたりの注入速度
を１．５ｇ／秒にして所定量注入した。即ち、実施例１
に比べて、キャップ充填率を非常に低く設定した。

【００４２】（比較例３）両端間の長さが３００ミリメ
ートルのハウジング３に、ＰＥＰＡ膜の中空糸７をキャ
ップ充填率３９％で装填し、ハウジング３を回転速度１
０００ｒｐｍで回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐ
のウレタン系接着剤１１を、１ポートあたりの注入速度
を０．７ｇ／秒にして所定量注入した。即ち、実施例１
に比べて注入速度を非常に低速にした。

【００４３】（比較例４）両端間の長さが２８０ミリメ
ートルのハウジング３に、ＰＥＰＡ膜の中空糸７をキャ
ップ充填率３９％で装填し、ハウジング３を回転速度１
０００ｒｐｍで回転させ、粘度１０００〜２０００ｃｐ
のウレタン系接着剤１１を、１ポートあたりの注入速度
を３．５ｇ／秒にして所定量注入した。即ち、実施例１
に比べて注入速度を非常に高速にした。

【００４４】上記の方法で製造した各中空糸型モジュー
ル１における中空糸７のコーティング長と、コーティン
グされた部分（層）の厚さを測定した。コーティング長
は、透析液の流路（注入ポート９）に染色液（コンゴレ
ッド）を流して各中空糸を染色し、中空糸束２外周縁に
位置する中空糸７について、染色部分と非染色部分との
境界から封止部１０内表面までの長さをコーティング長
さとした。また、コーティング部分の厚さは、中空糸束
２の直径Ｒ１と、コーティングされなかった部分（非コ
ーティング部）の直径Ｒ２を測定し（いずれも図２参
照）、次式に基づき算出した。測定結果を表１に示す。

【００４５】 コーティング部分の厚さ＝（Ｒ１−Ｒ２）／２

【００４６】

【表１】

【００４７】キャップ充填率についていえば、実施例
１、比較例１及び比較例２の比較により、キャップ充填
率が高いとコーティング長さが長くなり、キャップ充填
率が低いとコーティング長さが短くなる傾向があること
が判った。そして、キャップ充填率を４６％と高くした
場合（比較例１）には、コーティング長さが１８ミリメ
ートルとなり、中空糸７の補強という観点では問題ない
が、中空糸７における半透性を有する部分の面積、即ち
有効膜面積が減少してしまうという問題が生じた。この
問題は、キャップ充填率を４１％程度にすると解消する
（実施例３）。また、キャップ充填率を２９％と低くし
た場合（比較例２）には、コーティング長さが１ミリメ
ートルとなり、中空糸７を補強するためには長さが不足
していることが判る。そして、キャップ充填率は、３４
％程度設定すると十分なコーティング長さが得られるこ
とが実験的に判っている。以上から、キャップ充填率
は、３０％〜４５％の範囲が使用でき、３４％〜４１％
の範囲が好適であることが判った。

【００４８】接着剤１１の注入速度についていえば、注
入速度を０．７ｇ／秒と低速にした場合（比較例３）に
は、コーティング長さが０．５ミリメートルであり、コ
ーティング部分の厚さが１ミリメートルであった。即
ち、接着剤１１の注入速度を０．７ｇ／秒程度の低速に
しても中空糸束２の外周縁部には、極めて短いコーティ
ング層１９が形成されることが判った。また接着剤１１
の注入速度を３．５ｇ／秒と高速にした場合（比較例
４）では、コーティング長さが１５ミリメートルであ
り、コーティング部分の厚さが６ミリメートルであっ
た。そして、この比較例４では中空糸７の補強という観
点では問題ないが、有効膜面積の減少という問題が生じ
てしまうことが判った。

【００４９】さらに、接着剤１１の注入速度を１．０ｇ
／秒〜１．７ｇ／秒の範囲に設定した場合（実施例１〜
実施例３）には、コーティング長さが６〜８ミリメート
ル、コーティング部分の厚さが５〜７ミリメートルと良
好な結果が得られた。以上から、この接着剤１１の注入
速度については、０．７ｇ／秒〜３．５ｇ／秒の範囲が
使用でき、１．０ｇ／秒〜１．７ｇ／秒の範囲が好適で
あることが判った。

【００５０】なお、上記した接着剤１１の粘度について
は、中空糸束２の密度（即ち、キャップ充填率）や接着
剤１１の注入速度、また拡径部内周面と中空糸束２間の
隙間などに基づいて規定されるが、要するに、拡径部内
周面と中空糸束２間の隙間Ｓに沿って中空糸束２の外周
に行き渡り、その後に、中空糸束２の外周縁から中心方
向に浸入するような粘度とすればよい。

【００５１】また、実施例１，２、比較例２，３につい
て、中空糸型モジュール１の中空糸７の内表面側流路
（即ち、上記した血液浄化器における血液側流路）、及
び中空糸７の外表面側流路（即ち、上記した血液浄化器
における透析液側流路）のそれぞれに全容積の約２／３
程度の精製水を充填して出荷用梱包を行い、梱包箱単位
で中空糸７の落下破壊試験を行った。この落下破壊試験
では、落下高さを２ｍとし、１角３稜６面をコンクリー
ト床に落下させ、中空糸型モジュール１の漏れを確認し
た。試験結果を表２に示す。

【００５２】

【表２】

【００５３】この落下破壊試験では、実施例１，２に
は、漏れが生じた中空糸型モジュール１は認められなか
った。また、比較例２には、２４本中２本の中空糸型モ
ジュール１に漏れが生じ、比較例３には、２４本中３本
の中空糸型モジュール１に漏れが生じた。そして、漏れ
が生じた中空糸型モジュール１は、いずれも中空糸７に
おける封止部１０の内側表面１０ａの近傍にて漏れが生
じていた。したがって、コーティング長さが６〜８ミリ
メートル、コーティング部分の厚さが５〜７ミリメート
ル程度であれば実用上問題なく使用できることが判っ
た。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次の効果を奏する。請求項１記載の発明は、中空糸束を
装填した筒型ケーシングを備え、該ケーシングの両端開
口部内に樹脂組成物を充填して形成した封止部により各
中空糸の端部を接着固定し、ケーシングの側部に内部と
連通するポートを設け、中空糸の内表面側に存在する第
１流体と中空糸の外表面側に存在する第２流体との間で
流体の構成成分を移動させる中空糸型モジュールにおい
て、前記封止部を形成する樹脂組成物と同一の樹脂組成
物からなるコーティング層を、封止部の内側表面から前
記ポートの内側開口に対応する領域を含めた範囲に亘っ
て連続させた状態で中空糸の端部表面に設けたことを特
徴とする中空糸型モジュールであるので、中空糸の端部
表面は、封止部から連続して形成したコーティング層に
覆われる。そして、このコーティング層が保護層として
機能して中空糸の端部を補強する。即ち、コーティング
層は、応力集中が生じ易い中空糸の封止部近傍部分を補
強するので、流体が中空糸の内外表面を流れて中空糸に
機械的な力が作用しても、この機械的な力に対抗するこ
とができ、中空糸の破損を防ぐことができる。同様に、
運搬時などにおける中空糸の破損も防ぐことができる。
さらに、モジュールの耐用時間を延長させることもでき
る。

【００５５】請求項２記載の発明によれば、前記コーテ
ィング層は、封止部内側表面からの長さを、中空糸束の
径方向に漸次変化させ、外周側はポートの内側開口に対
応する領域を含めた範囲まで設けて中心側を外周側より
も短くしたので、コーティング層が形成された中空糸束
の外周近傍の中空糸の中において、最も流体の流れの影
響を受け易い中空糸束の外周縁に位置する中空糸の補強
強度を高めている。そして、内周側（中心側）に向かう
にしたがって、コーティング層の長さを短くして物質透
過性を向上させている。したがって、中空糸の物質透過
性を損なわずに中空糸の揺れに対する補強を行うことを
より高いレベルで実現することができる。

【００５６】

【００５７】

【００５８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る中空糸型モジュールの断面図であ
る。

【図２】ケーシング端部における中空糸束の切断面全体
を示した図である。

【図３】ポッティング工程における封止部並びに封止部
付近を説明する要部拡大断面図である。

【符号の説明】

１ 中空糸型モジュール ２ 中空糸束 ３ ハウジング ４，５ 閉塞蓋 ６ 拡径部 ７ 中空糸 ８ 排出ポート ９ 注入ポート １０ 封止部 １１ 接着剤 １５ 注入口 １６ Ｏリング １７ 排出口 １８ バッフル板 １９ コーティング層 ２０ ポッティングキャップ ２１ 糸束端部収納部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 63/02 B01D 63/00 500

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空糸束を装填した筒型ケーシングを備
   え、該ケーシングの両端開口部内に樹脂組成物を充填し
   て形成した封止部により各中空糸の端部を接着固定し、
   ケーシングの側部に内部と連通するポートを設け、中空
   糸の内表面側に存在する第１流体と中空糸の外表面側に
   存在する第２流体との間で流体の構成成分を移動させる
   中空糸型モジュールにおいて、 前記封止部を形成する樹脂組成物と同一の樹脂組成物か
   らなるコーティング層を、封止部の内側表面から前記ポ
   ートの内側開口に対応する領域を含めた範囲に亘って連
   続させた状態で中空糸の端部表面に設けたことを特徴と
   する中空糸型モジュール。
2. 【請求項２】 前記コーティング層は、封止部内側表面
   からの長さを、中空糸束の径方向に漸次変化させ、外周
   側はポートの内側開口に対応する領域を含めた範囲まで
   設けて中心側を外周側よりも短くしたことを特徴とする
   請求項１記載の中空糸型モジュール。