JP4308092B2 - 中空糸束端部の熔封装置、及び熔封方法 - Google Patents

Description

本発明は、血液浄化等に使用する中空糸型モジュールの筒型ケーシング内に中空糸束を装填するに際して、該中空糸束の端部を熔封処理する熔封装置、及びその熔封方法に関する。

中空糸型モジュールは、筒型ケーシング内に中空糸束を装填すると共に、この中空糸束の両端を樹脂組成物でケーシング内面に固定（ポッティング）し、ケーシングの両端に被処理液の供給口または排出口を備えるキャップ部材をそれぞれ装着し、ケーシングの外周部両端近傍に処理液の流入口及び流出口となる接続口を設け、上記供給口から被処理液を供給して各中空糸膜の内部を通過する際にその外側の処理液により浄化処理を行う装置である。

この中空糸束の両端部を樹脂組成物で固定する工程はポッティング工程といい、例えば、中空糸束を装填したケーシングの両端開口に専用キャップを被せて閉塞し、この状態でケーシング内に、当該ケーシングの外周部両端近傍に突設した処理液の流入口及び流出口からポリウレタンなどの樹脂液を注入し、この樹脂液を遠心力によりケーシングの端部に流動させて硬化させ、その後、専用キャップを外してケーシングの端部から突出した不要部分を切除することにより中空糸束の端部をケーシング内の端部に固定するとともに中空糸膜の両端を開口している。

この種のポッティング工程には２段階ポッティング法がある。これは、中空糸束をケーシング内に装填した状態でケーシング内の両端部に少量のポッティング剤を注入して固化し、その後、再度所定量のポッティング剤を注入して固化し、２度目のポッティング剤の注入箇所で不要部分を切除することにより、中空糸束の端部をケーシング内の端部に固定するとともに中空糸膜の両端を開口する方法である。この方法では、少量のポッティング剤により中空糸の開口端部を予め塞いでから２度目のポッティング剤を注入するので、ポッティング剤が中空糸の中空部分の奥深くまで入り込むことがない。したがって、不要部分を切除しても中空糸が詰まったままであるという不具合が生じ難い。

また、例えば、特開２００２−３２０８２５号公報には、筒型ケーシング内に中空糸束を装填するに際して、中空糸束を加熱手段に近づけて、または押し付けて、中空糸束の端部を熔融する方法が提案されている。
特開２００２−３２０８２５号公報

ところで、従来の２段階ポッティング法では、少量注入用のポッティング剤注入機と通常注入用の注入機とが必要であり、ポッティング剤の使用量が増加し、製造に手間が掛かるという問題があった。

また、中空糸束の端部を熔融する方法では、２段階ポッティング法の欠点を解消することができるが、１０，０００本にも及ぶ中空糸の先端を安定的に溶融して封止、即ち、熔封処理するのは非常に困難であった。

本発明は、上記に鑑みて提案されたものであり、多数の中空糸束の端部を安定的に、且つ自動的に熔封処理することができる中空糸束端部の熔封装置及び熔封方法を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に記載のものは、中空糸型モジュールの筒型ケーシング内に熱可塑性樹脂からなる中空糸束を装填するに際して、該中空糸束の端部を熔封処理する熔封装置において、
中空糸束を収容した筒体を保持するホルダと、
該ホルダを処理位置へと移動する移動手段と、
処理位置に到達した筒体内から中空糸束の端部を押し出す押出し手段と、
案内孔を区画する案内治具本体を有し、筒体内から押し出した中空糸束の端部を筒体側に開口した入口から案内孔内に通して誘導する案内治具と、
案内治具から突き出した中空糸束の先端を検出するためのセンサと、
突き出した中空糸束の端部を非接触状態で加熱して熔封処理する加熱面を有する加熱手段と、
を備えていることを特徴とする中空糸束端部の熔封装置である。

請求項２に記載のものは、前記案内孔の入口に、筒体の先端位置を位置決めするストッパを設けるとともに、案内孔の入口を開閉するシャッタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項３に係る発明は、前記案内孔が、中空糸束の押出し方向に向かって次第に縮径されていることを特徴とする請求項２に記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項４に記載のものは、前記ホルダにより保持した中空糸束の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させる加熱部位変動手段が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項５に記載のものは、前記加熱部位変動手段が、筒体または加熱手段の少なくとも一方を回転させる回転手段であることを特徴とする請求項４に記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項６に記載のものは、前記加熱部位変動手段が、筒体または加熱手段の少なくとも一方を往復移動させる移動手段であることを特徴とする請求項４に記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項７に記載のものは、前記案内治具から突き出した中空糸束の先端と加熱手段の加熱面との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項８に記載のものは、前記熔封処理の温度を４００℃〜６００℃に設定したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封装置である。

請求項９に記載のものは、中空糸型モジュールの筒型ケーシング内に中空糸束を装填するに際して、該中空糸束の端部を熔封処理する熔封方法において、
中空糸束を収容した筒体をホルダで保持して処理位置へと移動し、
押出し手段により筒体内から中空糸束の端部を押し出して案内治具の案内孔内に誘導し、
案内治具の案内孔を貫通させて中空糸束の端部を所定の長さ突き出し、
この突き出した中空糸束の端部を、検出手段により監視して加熱手段との間隔を一定化しながら非接触状態で熔封処理するようにしたことを特徴とする中空糸束端部の熔封方法である。

請求項１０に記載のものは、中空糸束の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させながら加熱して熔封処理するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の中空糸束端部の熔封方法である。

請求項１１に記載のものは、前記案内治具から突き出した中空糸束の端部と加熱手段との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の中空糸束端部の熔封方法である。

請求項１２に記載のものは、熔封処理を４００℃〜６００℃の温度範囲に設定して行うことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封方法である。

請求項１３に記載のものは、前記中空糸束の熔融長さが５ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封方法である。

本発明の中空糸型モジュールによれば、以下のような優れた効果を奏する。
即ち、請求項１に記載の発明によれば、中空糸束を収容した筒体をホルダで保持して処理位置へと移動させ、押出し手段により筒体内から中空糸束の端部を押し出して案内治具の案内孔内に通して誘導し、センサにより案内治具から突き出した中空糸束の端部を監視し、加熱手段により中空糸束の端部を非接触状態で熔封処理することができる。したがって、多数の中空糸束の端部を安定的に、且つ自動的に熔封処理することができる。このため、１段階ポッティングで済み、ポッティング剤を節約することができる。

請求項２に記載の発明によれば、案内治具の案内孔の入口に筒体の先端位置を位置決めするストッパを設けることにより、押出し手段により筒体内から中空糸束を押し出すことができ、案内孔の入口をシャッタで開放することにより、押し出した中空糸束の端部を案内治具の案内孔へと誘導することができる。したがって、中空糸束の取り扱いを正確に行うことができ、これにより熔封処理の精度を高めることができる。

請求項３に記載の発明によれば、前記案内孔が中空糸束の押出し方向に向かって次第に縮径されているので、筒体内から押し出した中空糸束の端部がばらけることなく、徐々に案内孔へと誘導されることになる。したがって、中空糸の損傷を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、中空糸束の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させる加熱部位変動手段が設けられているので、中空糸束の端部を加熱熔融させることができ、未熔封糸が発生せず、ポッティング剤詰まりの糸が生じない。

請求項５、請求項６に記載の発明によれば、簡単な構成で均一な加熱が可能である。

請求項７に記載の発明によれば、案内治具から突き出した中空糸束の端部と加熱手段の加熱面との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとすることにより、非接触で中空糸束の端部を熔封処理することができる。したがって、加熱面に溶融した膜素材が付着して汚れることを防止できる。

請求項８に記載の発明によれば、熔封処理の温度を４００℃〜６００℃に設定したので、膜素材である熱可塑性樹脂を安定した状態で熔融することができる。

請求項９に記載の発明によれば、中空糸束を収容した筒体をホルダで保持して処理位置へと移動させ、押出し手段により筒体内から中空糸束の端部を押し出して案内治具内に誘導し、突き出した中空糸束の端部を、検出手段により監視して加熱手段の加熱面との間隔を一定化しながら非接触状態で熔封処理するので、多数の中空糸束の端部を安定的に、且つ自動的に熔封処理することができる。したがって、１段階ポッティングで済み、ポッティング剤を節約することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、中空糸束の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させながら加熱して熔封処理するので、中空糸束の端部を均一に加熱熔融させることができる。したがって、未熔封糸が発生せず、ポッティング剤詰まりの糸が生じない。さらに、中空糸束の端部の熔け具合が良好で、中空糸間へのポッティング剤の浸入が良好である。

請求項１１に記載の発明によれば、案内治具から突き出した中空糸束の端部と加熱手段の加熱面との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定するので、非接触で中空糸束の端部を熔封処理することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、熔封処理を４００℃〜６００℃に設定するので、熱可塑性樹脂の中空糸の端部を安定して溶融することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、中空糸束の熔融長さを５ｍｍ〜１５ｍｍとすることにより、中空糸の無駄を抑えて、且つ熔封処理を確実に成し得る。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、中空糸型モジュールの片半を断面図にした正面図である。
中空糸型モジュール１は、図１に示すように、筒型ケーシング２の内部に中空糸束５を装填し、筒型ケーシング２の一方の端部に、被処理液（例えば、血液）を導入する供給口６を突設したキャップ部材７を螺合装着するとともに、他方の端部に、処理された血液が流出する排出口８を突設したキャップ部材９を螺合装着し、筒型ケーシング２内の両端部に、中空糸束５の端部をポリウレタン樹脂等の樹脂組成物によりケーシング２内面に接着固定するポッティング部１０をそれぞれ設けて封止し、ケーシング２内の空間を被処理液が通る被処理液空間（各中空糸の内側）と処理液が通る処理液空間（各中空糸の外側）とに区画してある。また、筒型ケーシング２の外周両端部近傍に浄化処理する処理液（例えば、透析液）の流入口１３または流出口１４を設け、上記供給口６から供給する血液等の被処理液を中空糸１１を介して上記流入口１３から注入される透析液等の処理液により浄化処理する。

本実施形態の熔封装置２１は、上記中空糸型モジュール１の筒型ケーシング２内に中空糸束５を装填するに際して、この中空糸束５の端部を熔封処理する装置であり、中空糸束５を略水平にした状態で処理する。
図２は本実施形態の熔封装置の一連の動作を示す模式図、図３は筒体内に収容した中空糸束をシャッタに突き当てた状態を示す概略図、図４は中空糸束の端部を案内治具から突き出させた状態を示す概略図、図５は本実施形態の熔封装置の初期状態を示す概略図である。

これらの図面に示すように、本実施形態の熔封装置２１は、中空糸束５を収容する筒体２２と、該筒体２２を保持するホルダ２３と、該ホルダ２３を処理位置へと移動させる移動手段（図示せず）と、処理位置へと到達した筒体２２内から中空糸束５の端部を押し出す押出し手段２４と、筒体２２内から押し出した中空糸束５の端部を誘導する案内治具２５と、この案内治具２５からの突き出した中空糸束５の先端を検出するための検出手段であるセンサ２６と、所定の長さＳを突き出した中空糸束５の端部を非接触状態で熔封処理する加熱面を有する加熱手段２７と、を備えており、熔封処理に際して、中空糸束５は処理用の筒体２２内に収容される。

筒体２２は、例えば、ポリカーボネートやオレフィン系樹脂により形成された円筒体状の部材であり、中空糸束５がばらけないように熔封処理に際して中空糸束５を仮収容する部材であり、具体的には、中空糸束５の周囲をフィルムで巻き、これを筒体２２内に収容した後にフィルムを筒体２２内から抜き取ることにより、筒体２２内に中空糸束５を収容する。

ホルダ２３は、中空糸束５を収容した筒体２２を保持する部材であり、図５に示すように、載置部３１に筒体２２を載置して、両側のチャック３２，３３により筒体２２を掴んで保持し得るように成っており、保持した筒体２２の軸方向に往復移動する移動手段と、筒体２２を軸周りに回転させる回転手段とを備えている。本実施形態の回転手段は、中空糸束５の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させる加熱部位変動手段の一種であって、中空糸束５を収容した筒体２２を当該筒体２２の中心軸を中心にして正逆回転させるように構成されているが、一方向回転であってもよい。

押出し手段２４は、位置決めした筒体２２内から中空糸束５を押し出す装置であり、筒体２２内へ進入して中空糸束５を押し出す押出しロッド３８を前部に備えている。押出し手段２４の駆動源には、例えば、サーボモータを採用し、そのパルス信号により押出し量を計測し得るように成っている。この押出し手段２４は、押出しロッド３８をボール螺子により形成し、押出しロッド３８だけを進退（伸縮）させるように構成してもよいし、或いは、図５に示すように、押出しロッド３８の突出長さを一定として装置本体３９を進退させるように構成してもよい。また、本実施形態では、押出しロッド３８は、その先端面（押出し面）を中空糸束５の端面の一部に押し当てる程度の大きさで設定されているが、本発明はこれに限定されない。例えば、押出し面を筒体２２の端部開口よりも僅かに小さい程度の大きさに設定してもよい。このような大きさの押出しロッド３８により中空糸束５を押し出せば、押出しロッド３８の押出し面を中空糸束５の端面の全体に押し当てることができる。したがって、中空糸同士が滑り易い場合（すなわち、中空糸間の摩擦力が中空糸束５と筒体２２の内周面との摩擦力よりも小さい場合）であっても、端部を揃えた状態で中空糸束５を筒体２２から押し出すことができて好適である。

案内治具２５は、図３及び図４に示すように、内部に中空糸束５の端部を誘導する案内孔４５を有する治具であり、筒体２２が貫通する開口を有するフランジ状の筒体導入部４６と、上記案内孔４５の入口に設けられ、筒体２２の先端位置を位置決めすると共に、それより前方の案内孔４５を開閉するシャッタ４７と、案内孔４５を区画する案内治具本体４８と、案内治具本体４８の周囲に設けられたリング状の冷却室４９と、から構成されている。

筒体導入部４６は、中空糸束５を収容した筒体２２を導入し易いように、その中心部分に開設した導入孔５１が後方へ向けて順次拡径したテーパー孔として形成されている。また、シャッタ４７は、図３に示すように、閉じた状態で案内治具２５の入口から、中空糸束５を収容した筒体２２を進入させると、筒体２２の先端部及び中空糸束５の先端部が面一となってシャッタ面に突き当たることになり、この状態で開くと、図４に示すように、筒体２２の先端部のみがシャッタ４７の開口縁部に位置決めされることになり、押出し手段２４により中空糸束５のみを案内孔４５へと誘導することができるように成っている。すなわち、本実施形態ではシャッタ４７の開口縁部がストッパとして機能している。
このシャッタ４７より前方に位置する案内治具本体４８の案内孔４５は、中空糸束の押出し方向である前方へ向かって順次縮径されたテーパー孔として形成されており、筒体２２内から押し出した中空糸束５の端部がばらけることなく、徐々に案内孔４５へと誘導される。また、この案内治具本体４８の周囲には冷却手段としてのリング状の冷却室４９が備えられており、この冷却室４９内に冷風導入口５５から冷風を導入し、冷風排出口５６から冷風を排出して循環させることにより、案内治具２５の温度を下げることができ、案内治具２５の案内孔４５内への中空糸束５の付着を防止することができる。

板状の加熱手段２７には、図５に示すように、例えば、ヒータハウジング６１内に棒状のヒータを複数組み込み、鉄板やステンレス鋼板等によって形成されたホットプレート６２を加熱するように構成したものや、セラミックヒータ板などを採用する。この加熱手段２７のホットプレート６２は、中空糸１１の材質によっても異なるが、中空糸１１の材質として、例えば、ＰＳ（ポリスルホン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＰＡ（ポリエーテルスルホン−ポリアクリレート）を採用する場合には、４００℃〜６００℃で熔封処理できるように設定することが好ましく、熱可塑性樹脂の熔融温度として適している。すなわち、溶融した膜素材が中空糸端の開口を閉塞するのに適した流動性を得るに適した処理温度である。

ここで、中空糸束５は多数の中空糸（中空糸膜）１１の束であり、中空糸１１としては、前記した他にポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリエステル系ポリマーアロイ等、合成高分子中空繊維等、適宜な材質の中空繊維を用いることができる。さらに「中空糸」とは、内部に被処理液の流路となる中空孔を区画する円筒状の糸膜である。

また、上記の加熱手段２７はフード７１内に設けられ、このフード７１には上記の案内治具２５がその先端部を内部に向けて配設されており、フード７１には、案内治具２５に対して該加熱手段２７を横方向に移動させる移動手段（図示せず）が備えられている。本実施形態では、フード７１が可動ステージ上に設けられており、この可動ステージを移動手段として、加熱手段２７はフード７１と共に移動可能に構成されている。したがって、中空糸束５の端部の熔封処理時に、可動ステージの移動により案内治具２５の前方に加熱手段２７が位置する。このように、加熱手段２７は移動手段を備えているので、熔封処理時のみ加熱手段２７を処理位置に設置することができ、案内治具の加熱及び劣化を防止することができる。

そして、押出し手段２４により案内治具２５から突き出した中空糸束５の端部と加熱手段２７のホットプレート６２との距離は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましく、本実施形態では１．４ｍｍに設定される。このように、案内治具２５から突き出した中空糸束５の端部と加熱手段２７のホットプレート６２との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍとすることにより、非接触状態で中空糸束５の端部を熔封処理することができ、ホットプレート６２の表面が溶融した膜素材で汚れることを防止できる。

この熔封処理に際して、回転手段（図示せず）によりホルダ２３と共に筒体２２を正逆回転させることにより、中空糸束５を筒体２２ごと正逆回転させて中空糸束５の端部を均一に加熱熔融させることができるので、中空糸束５の各中空糸の端部がすべて同じように溶融し、これにより各中空糸の開口が溶融した膜素材によって確実に塞がれて未熔封糸が発生せず、ポッティング剤詰まりの糸が生じない。

さらに、図３及び図４に示すように、案内治具２５の出口の側方には、押出し手段２４により筒体２２内から押し出され、案内治具２５の案内孔４５に誘導されて纏められた状態で該案内治具２５から突き出した中空糸束５の先端部を検出するセンサ２６が設けられており、例えば、赤外線センサなどを採用する。

また、図５に示すように、上記フード７１の背面には、フード７１内に充満した熔融ガスを排気するための排気口７２が形成されており、この排気口７２には排気ポンプ等を備えたダクト等の排気系が接続されている。さらに、このフード７１内には、上記案内治具２５の先端部に着座して熔封処理後の残留ガスを吸引するガス吸引装置７５が設けられており、このガス吸引装置７５には吸引ポンプ等を備えた排気系が接続され、さらに、その後面にはシリンダ装置７６が接続されて進退移動可能に構成されている。

次に、図２に基づいて、上記の熔封装置２１を用いて行う、本実施形態の熔封方法の概念を説明する。
本実施形態の熔封方法は、図２（ａ）に示すように、中空糸束５を収容した筒体２２をホルダ２３で保持する。次に、図２（ｂ）に示すように、ホルダ２３を移動手段により前方の処理位置へと移動させ、筒体２２を案内治具２５の入口に挿入し、図２（ｃ）に示すように、後方の押出し手段２４により筒体２２内から中空糸束５の端部を押し出して案内治具２５内に誘導し、センサ２６により案内治具２５から突出した中空糸束５の端部が突き出したことを検出し、その後さらに突出させて板状の加熱手段２７により中空糸束５の端部を非接触状態で熔封処理するものである。

さらに、図３及び図４、図５から図１７に基づいて、本実施形態の熔封方法を上記熔封装置２１の作用とともに具体的に説明する。
前述したように、図５は本実施形態の熔封方法における熔封装置２１の初期状態を示しており（ＳＴＥＰ１）、まず、筒体２２内に中空糸束５を仮収容する。具体的には、中空糸束５の周囲をフィルムで巻き、これを筒体２２内に収容した後にフィルムを筒体２２内から抜き取ることにより、筒体２２内に中空糸束５を収容する。そして、ホルダ２３の載置部３１に中空糸束５を収容した筒体２２を載置し、図６に示すように、チャック３２，３３で筒体２２を両側から掴んで保持する（ＳＴＥＰ２）。

次に、図７に示すように、ホルダ２３に備えられた移動手段により、筒体２２をホルダ２３で保持したまま処理位置へと前進移動させ、筒体２２の先端部を案内治具２５の筒体導入部４６の導入孔５１内へと進入させる（ＳＴＥＰ３）。このとき、図３に示すように、案内治具２５の入口に開閉可能に設けられたシャッタ４７は閉じており、案内治具２５の入口に中空糸束５を収容した筒体２２を進入させると、筒体２２の先端部及び中空糸束５の先端部が面一となってシャッタ面に突き当たる。

この状態で、図８に示すように、上記押出し手段２４を筒体２２の直後まで前進移動させて、押出しロッド３８を筒体２２内に収容された中空糸束５の後端部に突き当てる（ＳＴＥＰ４）。本実施形態では、押出しロッド３８の突出長さを不変（一定）として装置本体３９を進退させるように構成しているが、これに限るものではなく、押出しロッド３８をボール螺子により形成し、押出しロッド３８自体を進退させるように構成してもよい。

そして、図４に示すようにシャッタ４７を開放すると、筒体２２の先端部のみがシャッタ４７の開口縁部に位置決めされることになり、即ち、筒体２２の先端部がストッパに当接して停止し、図９に示すように、押出し手段２４の押出しロッド３８により中空糸束５のみを案内孔４５へと誘導することができる（ＳＴＥＰ５）。そして、センサ２６が案内治具２５から突き出した中空糸束５の先端部を検出するまで押出し手段２４により中空糸束５を押し出すことにより、押出し手段２４の駆動源のサーボモータのパルス信号により中空糸束５の全長を計測することができる。即ち、押出しロッド３８の初期位置からセンサ２６による検出位置までの距離Ｌは既知であり、押出しロッド３８が初期位置から前進して中空糸束５の後端に当接して前端が検出位置に到達した時点をパルス数により把握できるので、当該中空糸束５の全長を距離Ｌから押出しロッド３８の前進距離を引いて算出することができる。そして、検出位置からさらに溶融長さ分だけさらに中空糸束５を押し出して停止する。なお、本実施形態では、溶融長さを０．４ｍｍに設定してある。

次に、図１０に示すように、フード７１と共に加熱手段２７を案内治具２５の直前へと移動させ、これと同期して排気口７２に接続された排気ポンプを作動させ、熔封処理に先立ってフード７１内の排気を開始する（ＳＴＥＰ６）。この状態において、上記案内治具２５から突き出した中空糸束５の先端部と加熱手段２７のホットプレート６２との距離は、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定され、本実施形態では１．０ｍｍに設定されている。したがって、中空糸束５の端部を非接触状態で熔封処理することができる。

この状態でホルダ２３に設けた回転手段（図示せず）により、中空糸束５を収容した筒体２２を正逆回転させると共に、加熱手段２７による加熱を開始する（図１１、ＳＴＥＰ７）。本実施形態では、ホルダ２３に保持した筒体２２のみならず、破線内に位置するホルダ２３、押出し手段２４及び案内治具２５を一つのユニットとして同期させて正逆回転しているが、少なくとも中空糸束５を収容した筒体２２を正逆回転させればよい。このように筒体２２内に収容した中空糸束５を正逆回転させるのは、加熱手段２７の熱は上方へ逃げるため、中空糸束５の端部の位置を変えて均一に加熱熔融するためである。このように、中空糸束５を筒体２２ごと正逆回転させて中空糸束５の端部を均一に加熱熔融させるので、未熔封糸が発生せず、ポッティング工程においてポッティング剤詰まりの糸が生じない。

さらに、中空糸束５の端部が溶融すると各中空糸の溶融した膜素材が高粘度の流動体となって隣の中空糸の膜素材の流動体と次第に一体化して纏まる現象を生じるので、図１７に示すように、中空糸束５の端面には適度な空間（隙間）８１が形成される。また、中空糸束５の端面には適度な空間（隙間）８１が形成されると、糸間へのポッティング剤の浸入を均一にすることができる。この中空糸束５の端面の空間（隙間）８１は、中空糸１１の先端が熔けると、複数の中空糸の熔けた流動体が集まり易くなり、これにより複数の集合が発生し、集合同士の間に生じるものと考えられる。また、中空糸１１の先端が熔けると、中空糸の熔けた流動体が中空糸の長さ方向にも移動するので、その結果として中空糸束５の全長が僅かに減少する。
なお、中空糸束５の端面を均一に加熱するには、中空糸束５を収容した筒体２２を一方向へ回転させてもよいし、加熱手段を回転してもよい。

加熱手段２７のホットプレート６２の表面温度は中空糸１１の材質によっても異なるが、前述したように、中空糸１１の材質として、例えば、ＰＳ（ポリスルホン）、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）、ＰＥＰＡ（ポリエーテルスルホン−ポリアクリレート）を採用する場合には、中空糸束５の端面が４００℃〜６００℃になる温度であることが好ましく、この温度範囲が熱可塑性樹脂製中空糸の熔融温度として適している。

熔封処理が進むと、前記したように、中空糸束５の先端部が熔けて全長が短くなるため、中空糸束５の先端部がセンサ２６により検出されなくなる。そこで、図１２に示すように、検出されなくなった度に押出し手段２４により筒体２２内から中空糸束５の端部を、例えば、０．４ｍｍずつ押し出しながら熔封処理を継続する（ＳＴＥＰ８）。そして、ＳＴＥＰ５で計測した中空糸束５の長さが設定長さになった時点で熔封処理を終了する。

なお、上記の案内治具本体４８の周囲には冷却手段としてのリング状の冷却室４９が備えられており、図３及び図４に示したように、この冷却室４９内に冷風導入口５５から冷風を導入し、冷風排出口５６から冷風を排出して循環させることにより、案内治具２５の加熱を防止でき、案内治具２５の案内孔４５内への中空糸束５の付着を防止することができる。

熔封処理の終了後、図１３に示すように、フード７１と共に加熱手段２７を初期位置へと移動させ、これと同期して排気口７２に接続された排気ポンプを停止してフード７１内の排気を終了する（ＳＴＥＰ９）。このように熔封処理時にのみ加熱手段２７を処理位置に設置することができるので、案内治具２５の劣化を防止することができる。

次に、図１４に示すように、シンリンダ装置７６によりガス吸引装置７５を進出させて、案内治具２５の案内治具本体４８の先端側に着座させ、吸引ポンプを作動させて中空糸束５の端部の吸引を開始する（ＳＴＥＰ１０）。ガス吸引装置７５により中空糸束５の端部を吸引することにより、中空糸束５の端部の周囲に残留したガスを吸引することができる。

その後、図１５に示すように、押出し手段２４を初期位置へと後退させると共に（ＳＴＥＰ１１）、図１６に示すように、ホルダ２３を初期位置へと後退させて、案内治具２５から中空糸束５の先端部を抜き出すことにより熔封処理を完了する（ＳＴＥＰ１２）。

以上のＳＴＥＰ１からＳＴＥＰ１２の工程を行うことにより、中空糸束５の一端部の熔封処理を完了するが、中空糸束５を収容した筒体２２を反転させて、再度、中空糸束５の他端部の熔封処理を行うことになる。なお、中空糸束５を収容した筒体２２を手動で反転させてホルダ２３に再度保持してもよいが、ホルダ２３をターンテーブルの様に１８０度回転可能に構成して自動反転させて、中空糸束５の他端を、前記した一端と同様に、熔封処理するように構成してもよい。また、中空糸束５の熔融長さを５ｍｍ〜１５ｍｍとすることにより、所望の長さの中空糸束を得ることができ、本実施形態では１０ｍｍに設定してある。

このように本実施形態の熔封方法によれば、中空糸束５を収容した筒体２２をホルダ２３で保持して処理位置へと移動させ、筒体２２を案内治具２５の入口に突き当てて、押出し手段２４により筒体２２内から中空糸束５の端部を押し出して案内治具２５内に誘導し、センサ２６により中空糸束５の全長を測定したり端部を案内治具２５から所定の長さの突き出したり、或いは溶融による短縮を監視しながら、加熱手段２７のホットプレート６２により中空糸束５の端部を非接触状態で回転しながら熔封処理することにより、多数の中空糸束５の端部を安定的に、且つ自動的に熔封処理することができる。したがって、組立工程においては１段階のポッティングで済み、ポッティング剤を節約することができる。また、ポッティング工程を行う前に予め各中空糸の開口端を閉塞することができるので、ポッティング剤が中空糸の中空部分の奥深くまで入り込むことがなく、ポッティング剤詰まりの糸が生じない。

また、熔封処理後の中空糸束５の端部は、上記案内治具本体４８の内部形状に合わせて先端部へ向けて順次縮径した形状に形成されるので、中空糸型モジュール１の筒型ケーシング２内に装填し易い。なお、案内治具本体４８の案内孔４５の先端孔の直径は、筒型ケーシング２の内径よりも少し小さい直径に設定することが望ましい。そして、熔封処理後の中空糸束５の端部の直径を筒型ケーシング２の内径よりも少し小さくすると、筒型ケーシング２内に中空糸束を挿入する挿入工程が機械化し易い。

なお、上記の実施形態では、熔封装置２１を横型に構成しているが、筒体を上下方向に立てた状態で作業を行う竪型に構成してもよい。また、本実施形態の熔封装置２１を構成する部品や部材を複数設けて、一度に複数の中空糸束の端部を熔封処理し得るように構成してもよい。さらに、上記の実施形態では、血液浄化処理（透析）用の中空糸型モジュールに使用する中空糸束５について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、血液成分抽出器や飲料の浄化器などに使用する中空糸束５であってもよい。

中空糸型モジュールの片半を断面図にした正面図である。 本実施形態の熔封装置の一連の動作を示す模式図である。 筒体内に収容した中空糸束をシャッタに突き当てた状態を示す概略図である。 中空糸束の端部を案内治具から突き出させた状態を示す概略図である。 本実施形態の熔封装置の初期状態を示す概略図である。 ホルダに筒体を保持した状態を示す概略図である。 ホルダと共に筒体を処理位置へ移動させた状態を示す概略図である。 筒体内の中空糸束の後端部に押出し装置の押出しロッドを当接させた状態を示す概略図である。 押出し装置により筒体内から中空糸束の先端部を押し出している状態を示す概略図である。 案内治具の直前に加熱手段を移動させた状態を示す概略図である。 破線内のユニットを回転を開始すると共に、熔封処理を開始した状態を示す概略図である。 押出し手段により中空糸束の端部を押し出しながら熔封処理を継続する状態を示す概略図である。 加熱手段を初期位置へと移動させた状態を示す概略図である。 ガス吸引装置により中空糸束の端部を吸引している状態を示す概略図である。 押出し手段を初期位置へと後退させた状態を示す概略図である。 ホルダを初期位置へと後退させた状態を示す概略図である。 本実施形態の熔封方法において、熔封処理後の中空糸束の端面状況を示す概略図である。

符号の説明

１ 中空糸型モジュール
２ 筒型ケーシング
５ 中空糸束
６ 供給口
７，９ キャップ部材
８ 排出口
１０ ポッティング部
１１ 中空糸膜
１３ 注入口
１４ 流出口
２１ 熔封装置
２２ 筒体
２３ ホルダ
２４ 押出し手段
２５ 案内治具
２６ センサ
２７ 板状の加熱手段
３１ 載置部
３２，３３ チャック
３８ 押出しロッド
３９ 装置本体
４５ 案内孔
４６ 筒体導入部
４７ シャッタ
４８ 案内治具本体
４９ 冷却室
５１ 導入孔
５５ 冷風導入口
５６ 冷風排出口
６１ ヒータハウジング
６２ ホットプレート
７１ フード
７２ 排気口
７５ ガス吸引装置
７６ シリンダ装置
８１ 空間（隙間）

Claims (13)

1. 中空糸型モジュールの筒型ケーシング内に熱可塑性樹脂からなる中空糸束を装填するに際して、該中空糸束の端部を熔封処理する熔封装置において、
   中空糸束を収容した筒体を保持するホルダと、
   該ホルダを処理位置へと移動する移動手段と、
   処理位置に到達した筒体内から中空糸束の端部を押し出す押出し手段と、
   案内孔を区画する案内治具本体を有し、筒体内から押し出した中空糸束の端部を筒体側に開口した入口から案内孔内に通して誘導する案内治具と、
   案内治具から突き出した中空糸束の先端を検出するためのセンサと、
   突き出した中空糸束の端部を非接触状態で加熱して熔封処理する加熱面を有する加熱手段と、
   を備えていることを特徴とする中空糸束端部の熔封装置。
2. 前記案内孔の入口に、筒体の先端位置を位置決めするストッパを設けるとともに、案内孔の入口を開閉するシャッタを設けたことを特徴とする請求項１に記載の中空糸束端部の熔封装置。
3. 前記案内孔は、中空糸束の押出し方向に向かって次第に縮径されていることを特徴とする請求項２に記載の中空糸束端部の熔封装置。
4. 前記ホルダにより保持した中空糸束の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させる加熱部位変動手段が備えられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封装置。
5. 前記加熱部位変動手段が、筒体または加熱手段の少なくとも一方を回転させる回転手段であることを特徴とする請求項４に記載の中空糸束端部の熔封装置。
6. 前記加熱部位変動手段が、筒体または加熱手段の少なくとも一方を往復移動させる移動手段であることを特徴とする請求項４に記載の中空糸束端部の熔封装置。
7. 前記案内治具から突き出した中空糸束の先端と加熱手段の加熱面との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定したことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封装置。
8. 前記熔封処理の温度を４００℃〜６００℃に設定したことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封装置。
9. 中空糸型モジュールの筒型ケーシング内に熱可塑性樹脂からなる中空糸束を装填するに際して、該中空糸束の端部を熔封処理する熔封方法において、
   中空糸束を収容した筒体をホルダで保持して処理位置へと移動し、
   押出し手段により筒体内から中空糸束の端部を押し出して案内治具の案内孔内に誘導し、
   案内治具の案内孔を貫通させて中空糸束の端部を所定の長さ突き出し、
   この突き出した中空糸束の端部を、検出手段により監視して加熱手段の加熱面との間隔を一定化しながら非接触状態で熔封処理するようにしたことを特徴とする中空糸束端部の熔封方法。
10. 中空糸束の先端と加熱手段との位置関係を相対的に変化させながら加熱して熔封処理するようにしたことを特徴とする請求項９に記載の中空糸束端部の熔封方法。
11. 前記案内治具から突き出した中空糸束の端部と加熱手段の加熱面との距離を０．５ｍｍ〜２．０ｍｍに設定することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の中空糸束端部の熔封方法。
12. 熔封処理を４００℃〜６００℃の温度範囲に設定して行うことを特徴とする請求項９から請求項１１のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封方法。
13. 前記中空糸束の熔融長さが５ｍｍ〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項９から請求項１２のいずれかに記載の中空糸束端部の熔封方法。

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