JP4951854B2 - 中空糸膜モジュール - Google Patents
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Description
図4は、従来の中空糸膜モジュールの部分縦断面図である。図4の中空糸膜モジュール1において、中空糸膜束20がケーシング筒の胴部10Aに内装されており、この形状では、ケーシング筒の胴部10Aの中央部分の内周面の径が最小である。このため、前記中空糸膜束20の充填率は、前記ケーシング筒の胴部10Aの中央部分が最も高い。また、この中央部分は繊細な中空糸膜束20を内装したときに、径方向に規制となっている位置である。この中央部分から前記処理液の入口方向に向かって内周面の径が拡大すると、この中央部分から前記処理液の入口方向に向かって前記中空糸膜束20の充填率が低下し、ケーシング筒10内に均一に中空糸膜束20を分布させることができず、中空糸膜束20の分布ムラが発生する。このため、前記処理液の入口ポート付近では、前記中空糸膜束20が疎の場所で処理液が流れやすい。この処理液の流れの不均一(チャネリング現象)により、中空糸膜の処理効率の低下がおきる。また、ケーシング筒の胴部の中央部分が最小径であると、中空糸膜束を内装する際に、この中央部分で中空糸膜が引っ掛かりや糸切れが発生し、製品として不良である糸リーク等が誘発される。
そこで、チャネリング現象による処理効率の低下や、糸リーク等の不具合を解決するために、中空糸膜モジュールの形状に関する技術が各種提案されている。
処理液出口ポートから処理液入口ポートに向かってケーシング筒の内側断面積が、拡大しかつ内装の中空糸膜束もあわせて広がっていることを特徴とする中空糸膜モジュール(特許文献1参照)は、処理液入口側でチャネリング現象を防止するために前記中空糸膜束の充填率を30〜40%としているが、このような中空糸膜束の充填率で中空糸膜束もあわせて均一に広げる、換言すれば、大きなケーシング筒内に中空糸膜束を均一に分布させることは、非常に困難であり、均一に分布できなければ、さらにチャネリング現象を増長させる結果となる。
より具体的に、本発明の中空糸膜モジュールの好ましい一つの態様は、前記ケーシング筒の胴部の内周面の径の変化の割合が0.3〜0.8%の範囲である中空糸膜モジュールである。
図1および図2において、中空糸膜モジュール1は、一端部側面に処理液の入口ポート11を備え、他端部側面に処理液の出口ポート12を備えたケーシング筒10と、このケーシング筒10に内装された、多数の中空糸膜(半透膜)を一方向(ケーシング筒10の筒軸方向)に引き揃えてなる中空糸膜束20と、この中空糸膜束20が各端部においてケーシング筒10の内壁に固定されている隔壁50とを有する。前記ケーシング筒の胴部10Aの内周面の径は、処理液の入口ポート11から処理液の出口ポート12に向かって拡大している。
本発明において、拡大しているとは、スムーズな曲面をもって拡大している態様であることが好ましい。換言すれば、金型のコアー型を容易に引き抜くことができ、さらに中空糸膜束を内装する際に該中空糸膜束が引っ掛からないスムーズな曲面をもって拡大していることである。
ケーシング筒10は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリ四フッ化エチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、あるいはABS(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン)等のプラスチックを成形して製造することができる。また、隔壁50は、ポリウレタン、シリコーン、またはエポキシ等の高分子材料、好適には、2液混合硬化型の高分子接着剤を遠心成形(ポッティング)して製造することができる。
また、図1および図2においては、ケーシング筒10の他端部には、被処理液である血液の入口ポート31を備えたヘッダ30が嵌着され、その反対側の一端部には血液の出口ポート41を備えたヘッダ40が嵌着されている。これらヘッダ30、40もまた、ケーシング筒10と同様の材料で構成されることができる。ケーシング筒の一端部と他端部に設けられた被処理液である血液の入口ポートと血液の出口ポートを備えたヘッダ30、40は、色分けすることもできる。
σ=4×S×N/(D2×π)=4×0.14×0.14×9400/(35.1×35.1)=0.59(59%)
実施例1の中空糸膜モジュールと同様に、ケーシング筒の材質をポリプロピレンとし、ケーシング筒の胴部の一端部である処理液の出口ポート側の内径をφ35.1mmとし、ケーシング筒の胴部の他端である処理液の入口ポート側の内径をφ36.1mmとし、該ケーシング筒の胴部の長さを241mmとした。このケーシング筒を用いて、実施例1と同様の方法で中空糸膜モジュールを製作した。充填密度の最大値は、59%である。
実施例1中空糸膜モジュールと同様に、ケーシング筒の材質をポリプロピレンとし、ケーシング筒の胴部の片端である処理液の出口ポート側の内径をφ34.6mmとし、ケーシング筒の胴部の他端である処理液の入口ポート側の内径をφ35.6mmとし、該ケーシング筒の胴部の長さを241mmとしとした。このケーシング筒を用いて、実施例1と同様の方法で中空糸膜モジュールを製作した。充填密度の最大値は、62%である。
[クリアランス]
QB:モジュール供給液量(ml/min)。
10 ケーシング筒
10A ケーシング筒の胴部
11 処理液の入口ポート
12 処理液の出口ポート
20 中空糸膜束
31 血液の入口ポート
41 血液の出口ポート
D ケーシング筒の胴部の内径
D1 ケーシング筒の胴部の最小内径
D2 ケーシング筒の胴部の最大内径
Claims (3)
- 一端部側面に処理液の入口ポートを備え、他端部側面に処理液の出口ポートを備えたケーシング筒と、このケーシング筒に内装された中空糸膜束と、この中空糸膜束をその中空糸膜束の両端部においてケーシング筒の内壁に固定している隔壁とを有する中空糸膜モジュールであって、前記ケーシング筒の胴部の内周面の径が、処理液の入口ポートから処理液の出口ポートに向かって拡大してなり、前記ケーシング筒の胴部の内周面の径の変化の割合が0.3〜0.8%の範囲であり、かつケーシング筒の胴部の中空糸膜束の充填密度の最大値が50〜70%の範囲であることを特徴とする中空糸膜モジュール。
- 血液の透析用である請求項1に記載の中空糸膜モジュール。
- 前記中空糸膜モジュールが血液浄化のために使用されるものであることを特徴とする請求項2に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
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