JPH054124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空糸型血液透析装置に代表される中
空糸型膜分離装置を効率的に製造する方法に関す
るものである。さらに詳しくは中空糸集束体を装
填したケース本体にシーリング性硬化剤を注入し
てこれを硬化せしめることにより、中空糸同志の
接合（シール）および中空糸端部とケース端部を
接着・固化するに際し、注入口付近にシーリング
性硬化剤が付着して装置の汚染を招くことがな
く、しかもシーリング性硬化剤の注入が容易で、
連続化が可能な中空糸型膜分離装置の製造に関す
るものである。

膜分離装置、たとえば人工腎臓に代表される血
液透析装置としては通常第１図に示したような中
空糸型が一般的である。その構造は本体ケース１
内に中空糸集束体（以下中空糸束と呼ぶ）２を装
填し、血液流入口３から血液を導入して中空糸の
中空部へ血液を、また透析液注入口４から透析液
を導入して本体ケース１の空隙へ透析液をそれぞ
れ通過させて、中空糸自体の半透膜効果により、
血液内の老廃物を透析液側へ吸収せしめるよう構
成されている。

この中空糸型血液透析装置を製造するには(1)ま
ず中空糸束を製造し、(2)この中空糸束をケース内
に装填し、(3)ケース端部にシーリング性硬化剤か
らなる硬化層６，６′を形成し、(4)中空糸端部同
志および中空糸端部とケース端部が接合し、かつ
中空糸端部の中空部が開口するように硬化層を切
断し、(5)ケース端部にヘツダー５，５′を設け、
(6)次いで必要に応じケース内および中空糸の中空
部を洗浄するという各工程の組合せにより行なわ
れている。

ここで上記第(3)工程はいわゆるポツテイング工
程として重要であり、硬化層が中空糸同志および
中空糸とケースとを確実にシールしていること、
シーリング性硬化剤が硬化層以外の部分に付着し
ないこと、シーリング性硬化剤注入時に注入ノズ
ルの詰りがないことおよび連続化が可能なことな
どが要求される。従来この(3)工程としては第１図
の透析液注入口４，４′にシーリング性硬化剤注
入用ノズルを挿入して、硬化剤をケース内に注入
しつつ、ケースに遠心力を付与し、硬化剤が硬化
した後ノズルを取り外す方法およびケースに遠心
力を付与しつつノズルより硬化剤を注入して、硬
化剤が硬化しない間にノズルを外し、しかる後遠
心力を付与し、硬化剤を移動、硬化させる方法が
とられているが、前者の方法では多数の注入ノズ
ルを必要とするばかりか、硬化に長時間を要する
ため、ノズル内で硬化剤が硬化してノズル詰りを
生じ、しかも連続化が不可能でなるなどの問題点
がある。また後者の方法はノズル数が少くてす
み、連続化が可能ではあるが、ノズルを挿入およ
び抜き出す際に透析液注入口の内外壁に硬化剤が
付着し、そのまま硬化してケースを汚染するとい
う問題がある。

そこで本発明者らは血液透析口からケース内へ
シーリング性硬化剤を注入する際に、ノズル詰り
や注入口付近に硬化剤による汚染を起こすことの
ない効率的な注入方法の確立を目的として鋭意検
討した結果、注入口に特定形状のアダプターを装
着し、これを介してノズルをケース内へ挿入して
硬化剤を注入することにより、注入口付近を汚す
ことなく短時間で効率的に硬化剤の注入が達成で
き、単一のノズルを用いて注入の連続化も可能に
なることを見出し本発明に到達した。

すなわち本発明は中空糸束を装填したケース本
体内へ、流体注入口からシーリング性硬化剤を注
入した後、ケース本体に遠心力を付与し、シーリ
ング性硬化剤をケース本体内端部へ移動させて、
中空糸同志および中空糸束端部とケース端部を接
着・固化するに際し、前記流体注入口の内径より
も小さな外径と、前記流体注入口の長さよりも大
きな長さを有する管状部および前記流体注入口の
外径よりも大きな外径を有するフランジ部からな
り、かつフランジ部から管状部下部にかけて気体
連通部を設けたアダプターを、予め流体注入口に
装着し、このアダプターを介してシーリング性硬
化剤注入用ノズルを挿入し、ケース内へシーリン
グ性硬化剤を注入することを特徴とする中空糸型
膜分離装置の製造方法を提供するものである。

本発明で用いる中空糸束とは、ポリメタクリル
酸メチル、アクリロニトリル系共重合体、セルロ
ーズおよびセルローズ誘導体などのポリマ物質を
紡糸して得られる、中空糸を数千〜数万本糸方向
に連ねた集束体であり、各単糸の直径は200〜
350μ、中空部直径は150〜300μの範囲であること
が好ましい。本発明で硬化層を形成するために用
いるシーリング性硬化剤とはポリウレタン、エポ
キシ樹脂およびシリコーンなどに硬化剤を混合し
てなる二液型接着剤を意味し、この混合は、シー
リング性硬化剤の使用直前に行なわれる。

次に本発明の方法を第２図および第３図にした
がつて詳細に説明する。第２図は本発明の硬化剤
注入機構を示す断面図である。第２図においてケ
ース本体１には中空糸束２が装填され、ケース１
本体の両端にはシール用キヤツプ７，７′がかぶ
せられている。ここで４，４′は完成品として使
用する際には透析液注入口および排出口として利
用されるが、本発明の製造工程においては硬化剤
注入口として利用される。そして硬化剤注入口
４，４′から硬化剤を注入する際には、予め注入
口４，４′にアダプター８，８′を装着し、これに
先端が両方の硬化剤注入口４，４′に合致するよ
うに分岐した硬化剤注入ノズル９の先端をストツ
パー９′が注入口４，４′に接するまで挿入し、所
望量の硬化剤をケース内へ注入した後、直ちにノ
ズル８を抜き取り、ケース１に遠心力を付与して
硬化剤をケース内両端へと移動させ、硬化させ
る。ところでアダプター８，８′を用いない場合
にはノズル９を挿入または抜き取る際に、ノズル
先端に滞留している未硬化の硬化剤が、硬化剤注
入口４，４′の内壁、さらには上部から外壁にか
けて付着し、遠心力の付与中にその部分で硬化す
るため、得られる製品は注入口近辺に硬化物が点
在し、汚染されたものとなる。しかもこの硬化物
は注入口近辺に強く付着し、容易に除去できない
ため、製品の品質、品位が極めて低下する。

しかるに本発明の方法においては硬化剤注入口
４，４′に予めアダプター８，８′を装着し、この
アダプターを介してノズル９を挿入し、注入した
硬化剤が十分硬化した後、アダプター８，８′を
取り外すので、注入口近辺への硬化剤の付着が全
くなくなり、高品質、高品位の製品を連続的に製
造できる。第３図はアダプター８を装着し、ノズ
ル９の先端を挿入した硬化剤注入口４近辺の拡大
断面図であり、ここに示されているように、アダ
プター８はフランジ部１０および管状部１１から
構成され、両者に連通した気体連通部１２を有し
ている。ここでアダプター８のフランジ部１０
は、硬化剤注入口４の外径d₁よりも大きな外径
D₁を有し、フランジ部が注入口上部で係止する
ように構成されている。またアダプター８の管状
部１１は、硬化剤注入口４の内径d₂よりも小さな
外径D₂を有し、管状部１１が注入口内へ装入可
能に構成されている。さらにアダプター８の管状
部１１の長さＬは硬化剤注入口４の長さ（高さ）
ｌよりも大きくする必要があり、管状部下端が注
入口の高さの範囲内に位置する場合には、注入口
内壁への硬化剤付着が避けられないため好ましく
ない。なお管状部１０の長さがあまり大きすぎる
と、ケース内の中空糸に接触し、中空糸を損傷す
ることになるので、管状部の下端がケース内壁か
ら0.1〜1.0mm突出するように管状部の長さを選択
するのが望ましい。

またアダプター８はフランジ部１０から管状部
１１の下端にかけていわゆる空気孔としての気体
連通部１２を有していることが重要であり、この
連通部１２を有しない場合には、硬化剤注入時に
ケース内の圧力変動で、アダプター上部から硬化
剤が溢流し、硬化剤注入口４外壁を汚すことにな
るため好ましくない。この気体連通部１２の形態
は第３図のようにアダプターの肉厚内に連通せし
めた孔および第４図および第５図のようなアダプ
ター外壁に設けた溝またはこれらの組合せから選
択され、これらは第４図および第５図のように複
数設けることもできる。またアダプター８の管状
部１１の断面は通常真円状であるが、橢円や三角
形、短形、星形など多角形であつてもよく、その
ような場合には管状部に気体連通部を設けること
なく、注入口４の内壁とアダプター管状部の外壁
との隙間を気体連通部として利用することができ
る。

本発明の方法をさらに具体的に説明すれば次の
とおりである。まず中空糸束を装填し、両端にシ
ール用キヤツプを取付けたケース本体を回転円盤
上に載置、固定し、ケース本体の硬化剤注入口に
上記アダプターを予め装着する。次にこのアダプ
ターを介して硬化剤注入用ノズルを挿入し、ケー
ス内に所定量の硬化剤を注入した後、ノズルを抜
き取り、円盤を回転せしめ、ケース本体に遠心力
を付与する。これにより硬化剤はケース両端に移
動し、その部分に集中し、硬化層（第２図の６）
を形成する。硬化が終了した後、回転を停止し、
アダプターを取り外すことにより、注入口近辺に
硬化剤による汚染が全く生起することなく上記(3)
工程が効率的に達成できるのである。ここで上記
回転円盤を多数並列することにより単一のノズル
を用いて、硬化剤注入の連続化が可能であり、こ
の場合硬化剤は連続して次のケースへと注入され
るので、硬化剤によるノズル詰りを起こすことが
ない。また一つのケースへの硬化剤注入は数十秒
間で、遠心力の付与および硬化は30分以内で完結
するので、極めて効率的な連続化が可能である。
なお一度使用したアダプターに必要に応じ洗浄し
て再利用することができる。

上記のように硬化剤を注入、硬化せしめた後、
上記第(4)〜第(6)工程を順次付与することにより、
高品質かつ高品位の中空糸型血液透析装置が効率
的に製造される。

以上中空糸型血液透析装置の製造に基づいて本
発明を説明したが、本発明の方法は血晶透析装置
などの体液処理装置、海水処理装置、廃水処理装
置などの水処理装置および人工肺などの気体分離
装置などの中空糸型膜分離装置の製造にも同様に
適用することができる。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明す
る。

実施例 内径41mm、長さ200mmの円筒型ケースに、外径
250μ、中空径200μのポリメタクリル酸メチルか
らなる中空糸を約11000本束ねた中空糸束を挿入
し、ケース両端にシール用キヤツプをかぶせたも
のを回転円盤上に載置、固定し、その硬化剤注入
口（内径８mm、長さ30mm）から分岐型硬化剤注入
用ノズル（先端直径6.8mm）を用いて、硬化剤と
して二液性ポリウレタン樹脂85ｇをケース内に注
入することにより、中空糸型血液透析装置製造の
ポツテイング工程を実施するに際し、次の(イ)〜(ハ)
法を適用した。

(イ) 比較例 硬化剤を注入後、注入口にノズルを挿入したま
まの状態でケースを1000r.p.mの回転速度で20分
回転させた。

回転を停止し、硬化剤がケース両端で硬化して
いることを確認した後、ノズルを引き抜いた。

この結果、注入口近辺への硬化剤付着は認めら
れなかつたが、ノズル先端で硬化剤が硬化し、ノ
ズル詰りを生じていた。

なおこの方法はバツチ式では実施可能であるが
連続化するためには極めて多数のノズルを必要と
し、装置の複雑化が要求される。

(ロ) 比較例 硬化剤を注入後、直ちにノズルを抜き取り、上
記(イ)と同様の条件でケースに遠心力を付与した。

この結果、注入口内壁から外壁にかけて硬化層
が付着し、その除去は極めて困難であつた。硬化
層の付着は100例中98例に認められ、低品位の製
品しか得られなかつた。

(ハ) 本発明 注入口にフランジ部直径20mm、管状部外径8.0
mm、管状部内径7.2mm、管状部長さ31mmで、フラ
ンジ部から管状部下端にかけての外壁に第４，５
図のような溝（深さ１mm）を三個所有するアダプ
ターを装着し、このアダプターを介してノズルを
挿入して硬化剤を注入（注入時間；25秒）した
後、ノズルを抜き取つて、(イ)と同様に遠心力を付
与した。回転を停止し、硬化剤がケース両端で硬
化していることを確認した後、アダプターを取り
外した。アダプターは指先で容易に取り外すこと
ができ、取り外し後の注入口内壁には硬化剤によ
る汚染が全く認められなかつた。この方法は回転
円盤を多数並列することにより連続化が可能であ
り、高品位の製品を連続的かつ効率的に製造する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は中空糸型血液透析装置の縦断面図であ
る。第２図は本発明の方法における硬化剤注入機
構を示す縦断面図であり、第３図はその注入口近
辺の拡大図である。第４図はアダプターの縦断面
図、第５図はそのＸ−Ｘ方向平面図である。 １……ケース本体、２……中空糸束、３，３′
……血液注入口、４，４′……透析液（硬化剤）
注入口、５，５′……ヘツダー、６，６′……硬化
層、７，７′……シール用キヤツプ、８，８′……
アダプター、９……硬化剤注入ノズル、１０……
フランジ部、１１……管状部、１２……気体連通
部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 中空糸集束体を装填したケース本体内へ、流
   体注入口からシーリング性硬化剤を注入した後、
   ケース本体に遠心力を付与し、シーリング性硬化
   剤をケース本体内端部へ移動させて、中空糸同志
   および中空糸集束体端部とケース端部を接着・固
   化するに際し、前記流体注入口の内径よりも小さ
   な外径と、前記流体注入口の長さよりも大きな長
   さを有する管状部および前記流体注入口の外径よ
   りも大きな外径を有するフランジ部からなり、か
   つフランジ部から管状部下部にかけて気体連通部
   を設けたアダプターを、予め流体注入口に装着
   し、このアダプターを介してシーリング性硬化剤
   注入用ノズルを挿入し、ケース内へシーリング性
   硬化剤を注入することを特徴とする中空糸型膜分
   離装置の製造方法。