JPS601765Y2 - 中空糸バンドル - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は中空糸バンドルに関するものである。

近年、人工腎臓における血液透析法や海水淡水化におけ
る逆浸透法などミクロンオーダー以下の極微少粒子を分
離する手段として膜を用いる技術、すなわち膜分離技術
が急速に発展しつつある。

膜いは各種の形状のものがあるが、中空糸の形状が比表
面積を大きくとれる点、バッキング材が不要である点、
逆洗し易い点などにより最も有望視され研究及び開発が
精力的に行なわれており、着々と実用化されつつある。

中空糸膜は多数本（通常１（１）本以上）を束ねてシー
ル剤でシールし、少なくとも１つの開放端を有するよう
製束固定して中空糸バンドルとしなければならない。

中空糸バンドルを例えば工業的分野に用いようとすると
バンドルは高度の耐圧性及び耐久性が必ず要求され、さ
らに耐酸耐アルカリなどの耐薬品性及び耐熱性を具備す
ることが好ましい。

バンドルが高度の耐圧性及び耐久性を有するためには中
空糸膜は勿論のこと、シール剤も高度の耐圧性及び耐久
性を有しなければならない。

そのためにはシール剤は比較的硬度が高くなければなら
ない。

ところが意外にも高硬度シール剤を用いてバンドル化し
た場合、接着端部のシール剤から出た部位で中空糸束の
外縁部の中空糸が損傷し易い傾向にあることを認めた。

該中空糸の損傷はバンドル全体の排除率を大きく低下さ
せることになるので、極力時がなければならない。

そこで本考案者らはこの点について工業的に実施可能な
解決方法を検討した結果本考案に達した。

すなわち比較的硬度の高いシール剤により中空糸膜が製
束固定されてなる中空糸バンドルにおいて、弾性ある可
撓性帯を接着端部近傍の中空糸束外縁部を囲繞するよう
に設け、その一端をシール剤に埋設固定してなることを
特徴とする中空糸バンドルである。

本考案にいう中空糸バンドルは、中空糸膜とハウジング
が一体成形されたいわゆる交換不能のモジュール及びモ
ジュールにより中空糸膜を取り出せる交換可能ないわゆ
るカートリッジタイプのバンドルを包含している。

本考案に用いる中空糸膜の素材にいてはポリビニルアル
コール系、ポリアクリルニトリル系、ポリスルホン系、
ポリアミド系、ポリ塩化ビニル系などの合皮ポリマーや
酢酸セルロース系、セルロース系などの天然あるいは再
生ポリマーさらにガラス、セラミックなどの無機物やカ
ーボンなど特に限定されるものではない。

ただ比較的硬度が高く、脆くてバンドル化し難い素材、
例えば架橋ポリマー、ガラス、カーボンなどにより構成
される中空糸では、本考案は特に顕著な効果を奏する傾
向にある。

中空糸の径についても特に限定はないが、通常外径５０
〜５０００μ、内径２０〜２０００μのものが用いられ
る。

１バンドル当りの中空糸本数は中空糸径により全く異な
り、むしろ中空糸束径（中空糸のみをまるい束にした時
の東経）で限定され、通常０．５〜２０ｃｍとすること
が多い。

東経が２ｃＷＬ以上の大型バンドルの場合、本考案が特
に有用となる。

本考案に用いるシール剤は比較的硬度の高いことが不可
欠である。

柔軟なシール剤を用いる場合には中空糸束外縁部のリー
クが発生しないので問題とならない。

比較的硬度の高いすなわち常温でのロックウェル硬度（
Ｍスケール）が６０以上のシール剤であれば限定はなく
、例えばエポキシ樹脂、不飽和エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、ポリウレ
タンなどのプラスチックス及びこれらプラスチックスに
タルク、チタン、シリカなどの無機物を充填材として添
加したものや、ガラスやビニロンなどの繊維を分散させ
たコンポジットなどがあげられる。

シール剤を用いて中空糸膜を製束固定する方法は公知の
ものが利用できる。

中空糸膜とハウジングを一体成形する場合や、中空糸膜
とシース（バンドルをハウジングに締結するためにバン
ドルに取り付ける治具）をシール剤で充填接着するカー
トリッジタイプバンドルの場合では、シール剤の軟化収
縮が少ないものが好ましい。

この場合はシール剤としてエポキシ樹脂やポリウレタン
、ビニルエステル樹脂などの単独及び無機充填材や繊維
或いはこれらの併用コンポジットが有用である。

上記中空糸束とシール剤より形成される中空糸バンドル
において、接着端部近傍の中空糸束外縁部に弾性ある可
撓性帯が囲繞するうに存在しておらねばならない。

この点が本考案の最も重要なポイントである。

弾性ある可撓性帯とは常温での初期ヤング率が１（Ｐ〜
１σｄｙｎｅｌａＡ程度で、折り曲げが自由である。

シート状物質である。中でもニトリルゴム、インプレン
ゴム、クロロプレンゴム、ネオプレンゴム、天然ゴム、
ポリウレタン、シリコン及び共重合ゴムなどが好適であ
る。

可撓性帯の厚みは０．０５〜１０ｍｍ程度である。

か）る可撓性帯を、シール剤により中空糸が接着固定さ
れる端部で中空糸が長く延びている側（これを接着端部
とする）の中空糸束外縁部を囲繞するように設置する。

可撓性帯は、接着端部の中空糸を０．１”１０ｃｍ程度
覆うことが望ましく、その位置を固定するため、その一
端はシール剤内に埋め込まれる。

シール剤内に埋め込まれる可撓性帯の長さは脱落が生じ
ない程度であればよ＜０．１〜５ｏ程度である。

また中空糸束の外縁周を構成する各中空糸の最外側面と
数帯との距離が０〜５ＴＩｇＩｔ１好ましくは２ｍ以下
となるよう数帯を設置することが好ましい。

数帯の全部がシール剤の中に埋め込まれていてもよいが
、一端は埋め込まれ他端はシール剤表面より上に出てお
り数帯が中空糸束の外縁の全周に亘って存在している方
が好ましい場合が多い。

数帯に一部孔をあけ、孔の中ヘシール剤が侵入硬化する
と中空糸束、シール剤及び帯の密着性がよくなり、数帯
が剥離することはなくなるので好ましい。

１つの中空糸バンドルの中で中空糸束のみでシールする
場合が最も標準であるが、数個以上の中空糸束に分けて
シールする場合もある。

この際には各束の外周縁部を可撓性帯で囲繞されている
ことが好ましい。

次に本考案の中空糸バンドルの製造法について述べる。

上述の中空糸を束にし可撓性帯をシール剤に埋設される
位置に巻き付はシール剤を注入して硬化する方法により
製造可能である。

すでに実用化されている血液透析の場合は中性水溶液中
常温で使い捨てという緩和な使用条件であるが、工業用
の場合には、温度、溶媒、ＰＨなどの雰囲気が苛酷でか
つ半年あるいは１年以上の耐久性を有しなければならな
い。

このような苛酷な条件に耐える膜自体、シール剤自体の
研究は活発に行なわれ着々と成果が得られつつあるが、
これらを組合せてバンドルとした場合の問題点について
は報告されていなかった。

本考案ではこの予想外のトラブルを解決したものである
。

本考案は、前述の如く、シール剤が比較的硬いことを不
可欠としているが、さらに中空糸膜の素材も硬く、かつ
大型のバンドルの場合のように工業用として重要ではあ
るが、前記トラブルの起り易いケースに特に顕著な効果
を奏する点で意義深い。

第１図は本考案の１例を示す斜視図であり第２図はその
断面図である。

多数の中空糸１からなる中空糸束２はシール剤により製
束され接着端部３をもち、バンドルを形成する。

中空糸１は接着端部の一面で開口端４を有し、他端にお
いて該接着端部の近傍の中空糸束外縁部を可撓性帯５が
囲繞している。

第２図におけるバンドルでは可撓性帯５がシール剤３内
に埋設される構造である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１例を示す斜視図、第２図は本考案の
構造を示す断面図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 比較的硬度の高いシール剤により中空糸膜が製束固定さ
   れてなる中空糸バンドルにおいて、弾性ある可撓性帯を
   接続端部近傍の中空糸束外縁部を囲繞するように設ける
   とともに、その一端をシール剤に埋設固定してなること
   を特徴とする中空糸バンドル。