JPS6142306A - 流体分配組立体、カートリツジおよび流体分離装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は流体分配組立体、カートリッジおよび流体弁Ｍ
装置に関する。

［従来の技術１ 今日、多くの濾過作用において、膜は流体系の種々の成
分の濾過に利用されている。

たとえば膜は、多種類のガス成分を含むガス流の中で各
ガス成分を分離するのに用いられたり、溶液中の種々の
溶解成分をそれぞれに分離するのに用いられたり、ある
いは他のイオンの通過を阻止している間に溶液中の特定
のイオンが膜を選択的に通過しうるように用いられたり
している。躾は、またタンパク質、酵素および細胞の固
定化にも非常に広く利用されている。

固定化された酵素は、触媒として化学反応速度を増大さ
せたり、溶解状態において物質をある形態から他の形態
に転換したりするのに用いられる。

膜はさらに、今日の多くの応用例として、膜を形成する
基材（ｓｕｂｓｔｒａｔｅｌ内で生体細胞を捕えたり固
定化するのにも用いられている。

一般に種々のタイプの膜が前記目的のために使用されて
いる。電気分解の分野では、たとえば、アルカリ金属イ
オンに対して選択的浸透性（ｓｅｌｅｃＮｖｅｌｙ　ｐ
ｅｒＩＩｌｅａｂｌｅ）のあるポリマーシート膜が用い
られている。多孔性のガラスピーズはまた、化学反応で
用いるために酵素を固定する目的で、多くのプロセスに
おいて用いられている。また、有機繊維も、たとえば血
液の透析などに数多く使用されている。これらの有ｌ１
ｌＶａ雑は中空および多孔質の形態で用いられており、
浄化すべき物質、たとえば血液は中空有機繊維の中を通
過しつつ、酸素が高められ、老廃物質が孔を通って出る
ことによって浄化される。

無機材料は、一般にいわれているように、不活性で、組
成にもよるが、耐アルカリ性または耐酸性を有すること
から、膜として使用することに特に関心がもたれている
。そのような特質は無機材料を、酸性またはアルカリ性
の浄化装置において有用なものとしている。さらにそう
した不活性な性質は、前記無機材料が細胞、酵素、タン
パク質や被処理液中に存在するであろう微生物などのよ
うな汚染物質に対して反応しないので、細胞や酵素、タ
ンパク質を固定化するのに有用である。

多くの有機材料が次亜塩素酸カルシウム溶液のような通
常の洗浄剤を用いて洗浄することができないのに対して
、無機材料が洗浄または殺菌中に深刻な損傷を被むるこ
となく、容易に洗浄することができる。

中空ガラスの形態における多孔質無機基材の利点はつぎ
の文献に紹介されている。ビー・ダフリュー・マクミラ
７　（ｐ　−Ｗ−ＨｃＨｉｌｌａｎ）、シーφイーーＶ
シューズ（Ｇ　−Ｅ　−Ｈａｔｔｈｅｗｓ）、ザ・ジャ
ーナルΦオブ・マテリアル・サイエン−！：ｌ　　−＋ ス（Ｔｈｅ　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｈａｔｅｒｌａｌ
　５ｃｉｅｎｃｅ）　（１１）。

１９７６年、１１８７〜１１９９頁（１９７６年）。ま
た米国特許第４０４２３５９号には、多孔質ガラスチュ
ーブで作られた装置が示されている。それらの装置は独
立したチューブを使用しており、それぞれのチューブが
互いに分離され各端部で抱束されているので、リアクタ
の容量が制限されることは明白である。

それゆえ、無機基材が商業ベースのリアクタにおける逆
浸透、限外濾過、タンパク質および細胞の固定化その他
それらに類するプロセスに効果的に用いられるには、処
理過程で用いられる多数の多孔質ガラス繊維を備える必
要がある。

［発明の解決しようとする問題点］ 本発明はかかる必要性に応えるべく提供されたもので、
分離処理や固定化処理に効果的に使用することができる
繊維ガラスを含む新規なカートリッジおよびリアクタに
関する。分離または固定化ユニット（以下、リアクタと
いう）は酵素、タンパク質、細胞の固定化用だけでなく
、限外濾過、逆）！透、マイクロフィルトレージョン用
に適するようにつくることができる。

カートリッジおよびリアクタはコンパクトで小さな横断
面積の中に大ｌのガラス繊維を保持しつるよう設計され
ている。それらはまた洗浄するのに適しており、カート
リッジを、特別の用途に望まれる物理的特性を有する繊
維を与えるべく、リアクタに挿入する前に処理すること
が可能にされている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明においては、カー１〜リツジまたはモジュールは
、流体分配チューブ、好ましくはそれを取り囲む流体浸
透性の膜を有する流体分配チューブを備えている。好ま
しい構成例では、ガラス繊維、ガラスＩａＩＩｔストラ
ンドまたはガラス繊維ロービングの層が、流体浸透性膜
の上に、または流体分配チューブ自体上に、繊維、スト
ランドまたはロービングが流体分配チューブの長軸に平
行となるように配置される。

流体浸透性材料の第２層は前記ガラス繊維、ストランド
またはロービングの上に置かれる。

カートリッジは、ｌ１ｌｌｌｔ、ストランドまたはロー
ビングの閣と流体浸透性材料の層とを、好ましくはカー
トリッジの外層とともに流体浸透１４材料となりかつガ
ラスｔａｇ、ストランドまたはロービングが所望の数に
なるまで交互に重ねることによって完成される。ガラス
［ｆ、ストランドまたはロービングおよび流体浸透層は
、分配チューブに、その上端と下端を適当な成形材料、
たとえば触媒作用または熱硬化により硬化しつる樹脂を
注型することにより成形される単一のモジュールやカー
トリッジに取りつけられる。

また本発明の別の実施態様では、流体弁Ｉｌｌ装置また
は固定化リアクタは、一般に頂部と底部と側壁とで囲ま
れた容器を備えている。容器へ流体を導く手段が設けら
れ、また容器から流体を除去する手段も設けられている
。

前記最初に記載したカートリッジは容器の中に取りつけ
られる。容器の外部からカートリッジの内部へ流体を通
す手段も設けられている。

容器はまたカバーの所にシール手段が設けられ、さらに
流体導入手段から離れた側のカートリッジの端部におい
て容器の壁に対しカートリッジをシールする手段が設け
られる。

本発明の種々の構成例は、以下の説明を考慮することに
より明らかになるであろう。

［実施例］ 第１図は本発明で好適に用いられるマットの構造の平面
図、第２図は第１図に示されるマットにおける（１）　
−＋１）線機断面図、第３図は本発明のカートリッジの
概略縦断面図、第４図は第３図に示されるカートリッジ
を備えた本発明のりアクタの概略縦断面図、第５図は実
施例３における塩排除率の試験結果を示すグラフである
。

つぎに図面に基づき、まず第１図および第２図について
説明する。ここでは、本発明のカートリッジおよびリア
クタで用いられる、ガラスＩｌＮストランドを使用した
マットの実施例が説明される。

ストランドを構成する繊維はガラス製である。

−１３−ＡＡ −１２一 本実施例においては、ガラス＃Ａ維は中空である。

それは多孔質だけのものでもよく多孔質で中空のもので
もよい。またこれらの３つの形態の全てまたは２つの組
合せでもよく、それらはいずれも本発明の範囲内に含ま
れる。同様に、第１〜２図中では中空のガラスｍＨのス
トランドが用いられているが、マットはストランドに代
えてガラス繊維、ストランドおよびロービングのグルー
プの２以上の組合せや独立したガラス繊維またはＤ−ピ
ングからつくることができる。

第１図において、平坦な流体浸透性シート（１）は、該
浸透性シート（１）の両端Ｉｔ（ＩＣ）、（１ｄ）に平
行に整列され、浸透性シート（１）の表面に互いに平行
に固定された多数の中空ガラスｌ繊維ストランド＋７１
上に配置されている。浸透性シート（１）の長手方向に
沿って伸び、かつその両ｍ１（１ａ）、（１ｂ）に沿っ
て平行に２本の接着ストリップまたはリボン（３）、（
４）が設けられている。ストリップまたはリボン（３）
、（４）はストランド（刀を、たがいに固定し平行に整
列された状態に保つのに充分な深さと幅を有する接着性
材料から形成されている。

ストリップ（３）、（４）はまた第３図に示される形状
のカートリッジにマットを注型成形する間、ＩＩＮの間
に樹脂材料が入るのを妨げる。ストリップ（３）、（４
）はまたストランド（刀を浸透性シート（１）に結合す
る。

第２図は、ストランド（力を形成する中空繊維（２）を
示す、第１図の（［１−１Ｉｌｌ線断面図の拡大図であ
る。第２図に示すごとく中空ガラス繊維（２）は繊維（
２）の長手方向に伸びる内腔（ｌｕｍｅｎ）　（５）を
有している。第２図中に示されているようにストランド
（′７）は浸透性シート（１）の表面で用いられている
ので、多数の中空［［２＋（７本図示されている）は互
いにストランド（′７）内で平行に配置されている。第
２図にはまた、第２の流体浸透性シート（６）が示され
ている。これは短い幅を有するもので浸透性シート（１
）に固定されたストランド（７１の最初の数列の上に載
せられている。

浸透性シート（６）の目的はマットの一端において浸透
性膜を提供するにある。それによって分配チューブを通
って流体が導かれる濾過装置や透析システムで使用され
るカートリッジ中において役立たせられる。浸透性シー
ト（６）は、本発明のカートリッジ中で流体分配器のま
わりに巻きつけられたマットが、流体流の力が加わるこ
とによって損傷することからストランドの最初の層を保
護する。

ここで用いられる流体浸透性シートは、流体が液体であ
っても気体であってもその表面を流体の流れが通過し、
流体の攻撃に対して耐久性を有する織布マットまたは不
織布マット、織物、紙その他これに類似するものであれ
ば、どのような形態のものも意味するように意図されて
いる。そのような材料としては、ガラス単繊維マット、
ペーパーマット、ポリエステルｌ１ｍ１ｆｔマツト、織
布；または合成繊維、ガラス、木綿またはこれに類する
もので作られた織布またはニット編布などが用いられる
。流体浸透性シートとして用いられる材料を選択するば
あいの重要な＝　　１５　− 要素としては、流体浸透性シートに取りつけられる１ｉ
ｌｆｆ、ス］〜ランドおよびロービングを保持し、その
中を流体が自由に通過しうるように構成されていること
があげられる。シートの主たる目的は流体の流れの力に
よって惹き起される損傷から、また使用中にマットが巻
きつけられたり押しつけられたりする表面やそれら相互
の磨滅から、ｔ＄ｌｌｆｔやスＩ−ランド、ロービング
を保護することにある。

ストリップ（３）、（４）どして利用される材料として
は、ホットメルト型の熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂
がある。ホットメルト型熱可塑性樹脂の例としては、酢
酸ビニルのホモポリマーまたはコポリマー、アクリレー
ト樹脂類、アクリロニトリル樹脂類、ポリスルフォン類
、ポリアミド類などがあげられる。熱硬化性樹脂の例と
しては、無水物またはアミン硬化性エポキシ樹脂類（ａ
ｎｈｙｄｒｉｄｅ　ｏｒ　ａｍｉｎｅ　ｃｕｒａｂｌｅ
　ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎｓ）　、ペルオキシド硬化性ポ
リエステル類、ポリイミド類またはこれらのポリマー類
の種々のコポリマー類があげられる。これらのポリマー
類はある種の溶剤に溶解させることができ、また触媒と
ともにチューブの中に入れておくことができる。この触
媒は加熱、酸素、水または種々の環境において活性化さ
れうる。

第１図〜第４図に示されたマットで用いられている中空
ｍＮはガラス繊維であって、そのガラス１１１Ｎは、流
体が１１＄１の一端から他端へ向けて邪魔されないで流
れるように繊維の一端から他端に向けて内腔を有するよ
うに作製されている。中空繊維の便利な製造法は本出願
人の米国特許第３，２６８，３１３号明細書に詳述され
ている。

また使用しうる特別なガラスＩＮは米国特許第３．５１
０，３９３号明細書に詳述されている。

繊維を形成するガラスの組成は、本発明に関する限りは
、とくに重要ではなく、前記米国特許明細書に詳述され
ているような中空構造に引き抜きうるガラス繊維を作る
ための適当な組成であればどのような組成でもよい。こ
の目的に使用しうる代表的なガラスとしては、たとえば
Ｅガラスまたは６２１ガラスおよび（または）ガラス組
成物を基準としてＢ２０．を８〜２８重量％含有するホ
ウ珪酸ガラスがある。これらのタイプのガラスは米国特
許第２．１０６．７４４号明細書、同第２，３３４，０
６１号明細書、同第２，５７１，０７４号明細書、同第
３，６５０，７２１号明細書に記載されている。米国特
許第３，８４７，６２６号明細書および１９８３年１２
月１９日付で出願した係属中の特許出願用５６２．９４
５号明細書に記載されているフッ素もホウ素を含んでい
ないガラスと同様に米国特許第４、１６６、７４７号明
細−に記載されているごときＢ２Ｏ３の含有量の小さい
ガラスも使用することができる。

以上の実施例においては、多孔質のガラス繊維が用いら
れている。ガラス繊維に孔を設けることは、業界でよく
知られている幾つかの技術を使用することによって達成
しうる。たとえば、ホウ珪酸ガラスの処理では、代表的
には鉱酸で処理したのちガラスを一定時間熱処理してホ
ウ珪酸に富んだ相（ｐｔ＋ａｓｅ）をリーチング（ｔｅ
ａｃｈｏｕｔ）させ、特定な直径の孔が作られる。この
システムはガラス粒子に関連して本出願人の米国特許第
３．６３０．７００号明細書に記載されている。

しかしこのシステムはガラス！緒を含む処理にも適用さ
れる。本出願人の米国特許第 ３、６５０．７２１月明細書には、類似の熱処理をした
のち酸を浸出させて多孔質にされたホウ素含有ガラスの
繊維の処理システムが示されている。

ガラス繊維を多孔質にする類似の処理方法は米国特許第
４，０４２，３５９号明細−にも記載されている。これ
らの特許明細書において開示されている原理により、中
実または中空のガラス繊維を多孔質にする処理が可能で
ある。中空！雑のばあい、所望ならば、リーチングは充
分な時間性なわれ、中空繊維の内腔と連通される。孔を
生せしめる繊維の処理は、ＩＮ１ストランドまたはロー
ビングの形態でも可能であり、またｉ［やストランド、
ロービングがマット状になった形態でも可能である。Ｉ
ＩＮに孔を生せしめるのはマット状にした後の方が好ま
しく、第３図に示されるごときカートリッジ状にした後
の方が最も好ましい。

第３図には本発明のカートリッジが示されている。第１
図のマットの組立体における中空ストランド（刀は、流
体分離システムに用いることができるカートリッジに垂
直に整列せられている。

カートリッジは上部ケーシングメンバー（１０）を有し
、そこにストランド（７１および流体浸透性シート（１
）、（６）が注型成形されている。接着性バイヤーであ
るストリップ（３）はちょうどケーシングメンバー（１
０）の直下に位置されている。同様に、中空ストランド
（７）は下部ケーシングメンバー（１１）に注型成形さ
れており、接着性バリヤーであるストリップ（４）がケ
ーシングメンバー（１１）の直上に配置されている。こ
のストリップ（４）はメンバー（１１）を注型成形する
あいだｒ！ＡＨの内部に樹脂が混入して芯を形成するの
を防止するのに役立つ。第３図に示す内腔（５）は概略
的に示されているが、それがストランド（′７）に含ま
れるそ−２１−ＡＡ れぞれの繊維の内腔を表わしていることは容易に理解さ
れよう。

流体浸透性シート（６）は符号（１２）で示される分配
チューブのまわりに巻きつけられている。分配チューブ
（１２）は中空ストランド（刀を含むカートリッジに関
連してカートリッジの中心に配置され、カートリッジの
頂部を形成するケーシングメンバー（１０）の内部まで
伸びている。分配チューブ（１２）の他端（１４）は下
部ケーシングメンバー　（１１）に埋め込まれている。

第３図から容易に理解されるように、第２浸透性シート
（６）は分配チューブ（１２）のまわりに完全に巻きつ
けられており、つづいて中空ストランド（刀の層と浸透
性シート（１）の−とが交互に設けられている。そして
マット状の中空ストランド（７１が連続的に分配チュー
ブ（１２）のまわりを取り巻いている。薄いプラスチッ
クシート（１６）がカートリッジの頂部でカラー（１３
）のまわりに設けられている。

掩体分１１装冒の運転において、第４図に示す新規な液
体弁１ｌｌｉ＃Ａ置が用いられる。第４図に示す液体分
離装置は、流体入口ライン（２１）、流体出口ライン（
２２）およびそれらに組合わされたカバーメンバー（２
３）を有する筒状のケーシング（２０）を備えている。

カバーメンバー（２３）は、溝（２４）と適当なガスケ
ツティングＯリング（２５）とを用いてケーシング（２
０）の側壁に対してケーシング（２０）の頂部でシール
されている。底部では、カートリッジ自体が有する溝（
２６）とその中に取りつけられたＯリング（２７）とを
備え、カートリッジのケーシング底部を分離ユニットの
壁に対しシールするようにしでいる。

第４図に示される実施態様では、ストランド（７］を形
成するガラスａｔｌｆｆは内腔を有するのと共に孔を有
している。流体は入口ライン（２１）から分配チューブ
（１２）へ供給され、分配チューブ（１２）の開口（２
８）を通って矢印で示されるように通過し、ついで多孔
質中空ストランド（７）の繊維の壁を通り抜ける。ス１
−ランド（７１を構成するガラスｉ＆ｉｍの壁を通り抜
ける物質は、ストランド（７）中の中空繊維の内腔（５
）を通り、樹脂製の下部ケーシングメンバー（１１）の
端部から出ていく。

分配チューブ（１２）のカラー（１４）はメンバー（１
１）に埋め込まれているので、入口ライン（２１）から
入ってきた流体は、システムから出るためには開口（２
８）を通って出ていくしかない。ストランド（７）の中
空１１１１ｆｔの内腔（５）を流下しなかった流体は、
ストランド（力を収容するカートリッジの外側へ通り抜
け、ケーシング（２０）の壁とカートリッジを形成して
いるストラッド（７１の外側との間を通り、出口ライン
（２２）へ向けて上昇し、システムから外へ出される。

本発明のカートリッジで使用される多孔質ガラス繊維を
作る際、種々の方法を用いることができる。もしマット
中のガラスｌ１ｉｌｌｆ、ストランドまたはロービング
がＥガラスまたは６２１ガラスで作られているばあい、
マットは第３図に示されるごときカートリッジに用いる
ことができる。このばあい、カートリッジは第４図に示
されるごときユニットとして配置することができる。

入口ライン（２１）はキャップが被せられ、排出口（３
３）には栓が詰められる。容器（２０）内の上部ケーシ
ングメンバー（１０）のところまで３　Ｎ　−１１（Ｊ
を満たし、０．５〜５時間、４０〜９５℃に保つ。つい
で容器内を空にし、蒸留水をどっと流し込んで、使用に
供される。

ガラスｂｕｔｔストランド（７）をリーチングしている
間ストランドが縮む傾向にあるので、分配チューブ（１
２）のカラーのまわりにプラスチックフィルムまたはシ
ー［１６）を設けることは重要な配慮事項である。この
フィルムは薄いマイラー（３１（Ｍｙ　ｌ　ａ　ｒ（３
１）またはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレ
ンテレフタレート、テフロン（３１（Ｔｅ４１ｏｎ［３
１）などのプラスチック材料で作られており、上部ケー
シングメンバー（１０）をストランド（７）の縮みにし
たがって下方に動くことを可能にし、ス１−ランドが破
れることを最小限度におさえている。

Ｅガラスまたは６２１ガラスを用いる他の方法−９へ　
　　− では、マットは第３図に示されるカートリッジ状に、ま
た第４図に示されるごとき容器に取りつけられる。この
方法では、代表的には３　Ｎ　−１１ＣＩのようなリー
チング用の酸を入口ライン（２１）から入れ、出口ライ
ン（２２）から取り出してマットをリーチングする。あ
るいは、リーチング用の酸を出口ライン（２２）から入
れ、入口ライン（２１）から出すようにしてもよい。こ
のリーチング前は、代表的には０．５〜５時間、４０〜
９５℃の温度で連環される。

ホウ素含有量の高いガラスを処理するばあいは、マット
は熱処理され、ガラスの相分離を起こさせる。これは、
マットを充分な時間オーブン中で２００〜７５０℃の温
度におき、ガラス中にシリカに富む相とホウ珪酸塩に富
む相を形成させることによって行なわれる。これは５分
から２４時間の間で行なうことができる。接着剤はオー
ブンの温度に耐えられないので、接着性ストリップ（３
）、（４）を、相分離されたマットのリーチング前に再
度取りつける必要がある。好ましくは、マットの相分離
が行なわれた後、第３図に示されるごときカートリッジ
に形成し、または第４図に示すリアクタに類似のリアク
タに取りつける。−ロマットが第４図に示されるごとき
容器に入れられたばあいでも、Ｅガラスまたは６２１ガ
ラスについての前記方法と同様の方法でリーチングする
ことができる。ガラス！ＩＮストランドまたはロービン
グの熱処理はマットに形成する前でも、またマットに形
成した後でもできる。

用いる酸は代表的には１〜６規定の１１Ｃ＃、Ｈ２ＳＯ
４、Ｈ２８０３のような無機鉱酸が使用される。

クエン酸のごとき強有機酸も使用することができるが、
鉱酸の方がより好ましい。

もし望むならば、相分離されたホウ珪酸ガラスと同様に
Ｅガラスまたは６２１ガブスのマットも酸処理して浸出
させることができる。そのばあいカー１〜リツジの処理
で示される時間と温度で処理される限り、カーミルリッ
ジの形態よりマットの形態で行なうのが好ましい。

つぎにロービング状の中空ガラス繊維で第１図に類似す
るマットを組立てるのに使われる方法を説明する。

実施例１ 第１図に示すマットと同様のマットはつぎのようにして
作られる。

中空ガラスＩＩＮスｉ・ランドは米国特許第３、２６８
．３１３号明細書記載の方法によって作られ、ドラムに
巻き取られたロービングのパッケージ中に含まれている
。使用されるドラムはオハイオ州、クリーブランドのシ
ー・ニー・リッツラー社（Ｃ，Ａ、Ｌｉｔｚｌｅｒ　Ｃ
ｏ、）製である。それは４８インチの幅と４８インチの
直径を有している。巻取りに先立って、汚れのないポリ
プロピレンシートがドラムの表面に巻きつけられる。こ
れは後から用いられる接着剤がワインダにくっつかない
ようにするためである。流体浸透性の１０ミル（１１）
のポリエステルのサーフエースマット［デュポン社のリ
ーメイ（３）　（ＲｅｅｌａＶ　ｆ３１　）　］が、ポ
リプロピレンシートの上からドラムワインダに巻きつけ
られる。多孔質ポリエステルマットは巻きとられるガラ
スロービングの支持裏張り（ＳｌｌｐｐＯｒｔ　ｂａｃ
ｋｉｎｇｌを形成する。

２％の■ボキシサイズ剤を有するＥガラス繊維を含むロ
ービングがマット用１ｔｉＮを供給するために用いられ
る。ロービングは４０本のストランドからなり、各スト
ランドはほぼ１２ミクロンの外径と６ミク［１ンの内径
を有する１０２本の独立した中空！繊維からイする。

ロービングがドラム上に巻きつけられると、その結果ロ
ービングはインチ当り１４本、ストランドがインチ当り
　５６０本、！！維はインチ当り５７１２０本となる。

ロービングはドラム上に連続的に全般にたがいに平行に
ドラムをおおうまで巻きつけられる。えられるマットは
ドラム上で１３インチ毎に計測せられ、マークをつけら
れる。

それぞれのマットのセクションは１３インチ×４４イン
チの大きざのピース（ｐｉｅｃｅｓｌからえられる（２
インチ分はドラムの両端で失われる）。マットをカッテ
ィングし、ドラムから取外す前に、一　　２８　− 接着性ストリップ（３）、（４）が塗布される。このば
あい、オハイオ州コロンブスのフランクリンケミカル社
（Ｆｒａｎｋｌｉｎ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ）製の接着剤（
ｃｏｎｔａｃｔ　ｃｅｍｅｎｔ）が用いられる。

２本の１７２インチの接着ライン（ａｄｈｅｓｉｖｅｌ
ｉｎｅｓｌであるストリップはそれぞれのマットのピー
スに塗布される。１本のストリップは１つの端から１イ
ンチ離して接着され、他方のストリップは他端から２Ｔ
インチ離して接着される。

接着性ストリップは繊維の方向に直角に伸びており、そ
れは樹脂の内部への混合を抑制するのに役立つのと共に
、繊維相互の結合とポリエステル製の流体浸透性シート
との結合の双方に役立つ。一旦接着剤が乾けば、ブラン
ケット（ｂｌａｎｋｅｔ）がマット中のある１カ所で切
断され、ドラムワインダからマットが取り外される。ブ
ランケットはカッティングテーブルの上に胃かれ、１３
インチ×２２インチの中空繊維マットが適当な長さに切
断される。このような方法により作られたマットは、直
径が２インチのモジニールまたは第３図に示されるよう
なカートリッジに用いるとぎ、３７０．４８６本の中空
繊維を有するカートリッジに利用することができる。

実施例２ 第３図のごときカートリッジはつぎのようにして作られ
る。流体浸透性膜は、この例では、リーメイ（３１（Ｒ
ｅｅｍａｙ（３１）のポリエステルシートであり、それ
が分配チューブのまわりを包んでいる。分配チューブは
ガラスａａ維強化ポリエステル樹脂製であり、流体を通
すため孔が開けられた長さが８〜９インチの管部分を有
する長さが１２−Ｈインチのチューブである。

ガラス［ｉのサイドが浸透性シートに向いているガラス
繊維を有する第１図のマットは分配チューブ上に巻きつ
けられており、マットの全体が、最外層に浸透性シート
が位置するようになるまで、ガラス繊維ストランドの層
と流体浸透シート層が交互になるように巻きつけられる
。

マイラー（３）フィルムはマットのまわりに巻きつけら
れており、取り扱い中巻かれた状態から開かないように
本来あるべき位置にとじ合せられている。コバーズ（に
ｏｐｐｅｒｓ）　１０６０−５ポリエステル樹脂と炭酸
カルシウムとの５０１５０（重量％）混合物がウイコ・
ケミカル社（Ｗｉｔｃｏ　ＣｈｅｍｉｃａｌＣｏ）のハ
イポインド（Ｈｉ−Ｐｏｉｎｔ）９０触媒１．５ミリリ
ツターとともにライトニンミキサー （Ｌｉｇｈｔｎｉｎ　ｍ１ｘｅｒ）に加え１分間混合し
てＩＩＩＩＪされる。センタピンと該センタピンの基部
のまわりに等距１離れ゛て配置された４個の１７８イン
チのくぼみとを有するダイを備えた直径２インチのモー
ルドが使用される。樹脂混合物はモールドの中にダイの
床から１７８インチの深さの所まで流し込まれる。カー
トリッジのセンタチューブはピンの上に位置され、ダイ
の部分に押し込まれ、樹脂がキュアされる。成形の第１
段階におけるキュアが完了したのち、カートリッジはモ
ールドから取り出されると、底部に４個の１７８インチ
の足ができる。

樹脂混合物は、２００ｇのエポキシ樹脂（エポン８２８
シ工ル化学社製＞　、１７０１１のポリアミド樹脂（チ
バガイギー社製のハイ９０６（ｆｌｙ　９０６　））、
４１．２（ｌのＣａＣｏ３フィラーおよび１．２９のＤ
Ｙ　０６２促進剤（ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ）　　（チ
バガイギー社製）を使用して調製される。２つの樹脂と
フィラーとが約５４．４℃（１３０°Ｆ）で加熱される
。樹脂はライトニンミキサーを使って約５分間互いに混
合され、ペーストがＣａＣＯ３と小量の樹脂混合物から
作られる。ついで残りの樹脂が加えられ、促進剤を含む
全ての成分が５分間互いに混合される。

モールドは２インチの高さと２インチの直径を有する平
底シリンダで、その内部のまわりで底から１インチの高
さの所に１７８インチの肩部が設けられており、９３．
３℃（２００°Ｆ）まで加熱される。樹脂は５４．４℃
（１３００Ｆ）に維持される。

樹脂を保持する容器は、真空チャンバ内に置かれ、２フ
インチ１１ｇの真空下に１５分間置かれる。

ついで樹脂容器を離脱させる。カートリッジとモールド
をともに真空チャンバ内に置き、２フインチＨ（ｌの真
空に１０分間吸引される。

供給チューブは樹脂容器の中に置かれ、カートリッジを
保持する真空チャンバ内のバルブに連結される。バルブ
はチューブと連通されており、成形空間上に位置してお
り、樹脂はモールドの注入線（ｆｉｌｌ　１ｉｎｅ）ま
でモールドチャンバ内に排出される。注入線までモール
ドを満たしたのち、モールドとカートリッジはチャンバ
ーから取り出され、オーブンで９３．３℃（２００’　
Ｆ）で２時間、さらに１４８．８℃（３００°Ｆ）で４
時間加熱して硬化させる。硬化したのち、第１次成形品
は切り離されて中空繊維がむき出しにされ、擦ってルー
ズな粒子およびＩｌ雑を分離することにより、表面を清
浄化する。

カートリッジを逆さにして、他端を直径が１．７５イン
チ、高さが１．２５インチの平底を有するモールド中に
置く。カートリッジはモールドの底部から１３／１６イ
ンチの所に保持され、■ボン８２８とパーサミド１４０
（Ｖｅｒｓａｉｌｄ　１４０　、ヘンケル（Ｈｅｎｋｅ
　ｌ　）社製）の５０１５０（重−％）の混合物をモー
ルドに注入し、９３．３℃（２００°Ｆ）で６時間加熱
して硬化させる。それによりｒａＮの端部がシールされ
カートリッジの上部が形成される。

実施例３ 第３図に示される形態で、実施例２に詳述されたように
調合されたカートリッジが第４図に示されるごときタイ
プの圧力容器内に配置され、アクリル樹脂によって成形
された。モジュールは、チューブ（２１）を通りストラ
ンド（７１と出口チューブ（２２）を横切って連続的に
流れる３Ｎ−ＨＣＮによって、５０℃で１時間リーチン
グされる。１時間のリーチングの後、モジュールは蒸留
水ですすがれた。０，５％ＮａＣ＃溶液がリーチングさ
れたモジュールに１５０時間以上通され、塩排除率（ｐ
ｅｒｃｅｎｔ　５ａｌｔ　ｒｅｊｅｃｔｉｏｎ）とシス
テム中の１１が計測された。その結果を第５図に示す。

第５図中、黒四角は圧力４００ｐｓｉでの流量、黒丸は
圧力４００ｐｓｉでの塩排除率をそれぞれ示す。

実施例４ 第３図に示される形態のカートリッジを実施例２で説明
したようにして作り、また第４図に表わされているタイ
プのりアクタに取りつけた。

モジュールは、実施例３と同様の処置により、５０℃で
１時間、３トＨＣ＃でリーチングした。モジュールは蒸
留水ですすがれたのち、種々の圧力下で水中濃度が０．
５％と０．３％のＮａＣ＃を用いて、塩排除率の試験を
行なった。加えた圧力と排除率の試験結果と流量とを第
１表に示す。

［以下余白］ 以上に本発明を、実施例をあげて詳細に説明したが、本
発明はかかる異体例にのみ限定して解釈されるものでは
なく、特許請求の範囲に記載された範囲内で解釈される
べきである。

［発明の効果］ 本発明にかかわるマット、カートリッジおよびリアクタ
は濾過作用に利用できる多数の繊維を備えた、広範な流
体システムに適用できる利用価値の高い分離システムを
提供することができる。

同様の方法でカートリッジおよびリアクタは酵素、細胞
およびタンパク質をモジュール内の多孔質ガラスの孔中
に捕捉することにも利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明で用いられるマットの構造の平面図、第
２図は第１図に示されたマットにおける［Ｉｌ　−（１
１線横断面図、第３図は本発明にかがわるカートリッジ
の断面図、第４図は第３図に示されたカートリッジを備
えた本発明のりアクタの断面図、第５図は実施例３にお
ける塩排除試験の結果を示すグラフである。 （図面の主要符＠） （１）二流体浸透性シート （２）：中空ガラス繊維 （３）、（４）ニストリップ （５）：内　腔 （６）：第２の流体浸透性シート ｆｉｌ　：ストランド （１０）　：上部メンバー （１１）　：下部メンバー （１２）　：流体分配チューブ （２０）　：ケーシング （２１）　：入　口 （２２）：出　ロ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　多数の開口をその長手方向に沿つて有する長いチュ
   ーブとマットとを有し、該マットが、マットの面積を定
   める流体浸透性シートと、マットの両端の間に並列にか
   つ他の両端に対しほぼ直角に並べてマットに取りつけら
   れた多数の中空ガラス繊維と、前記中空繊維の両端の内
   側寄りでありかつその間に中空ガラス繊維が配列されて
   いるマットの両端の近傍に設けられており、しかも中空
   ガラス繊維を互いにかつマットに対し取りつける２本の
   接着性のストリップと、前記他の両端の一方の内側寄り
   にある多数の中空ガラス繊維を覆いかつ前記長いチュー
   ブの円周と同じかまたは少し大きい幅の流体浸透性シー
   トのストリップとを備えており、前記チューブに前記浸
   透性ストリップとそれに組み合わされているマットを取
   り囲むように巻きつけることにより、前記チューブが浸
   透性シートで覆われ、ついで中空ガラス繊維層と浸透性
   シート層の連続層で覆われ、かつ前記中空ガラス繊維が
   互いに、かつチューブに対し平行に配置されてなる流体
   分離モジュール用の流体分配組立体。 ２　中空ガラス繊維がロービングおよび（または）スト
   ランドの形態である特許請求の範囲第１項記載の組立体
   。 ３　中空繊維が多孔質である特許請求の範囲第１項記載
   の組立体。 ４　中空繊維が多孔質である特許請求の範囲第２項記載
   の組立体。 ５　流体分離システム用のカートリッジであつて、 内部に開口を有する固体の上部メンバーと、一端で前記
   開口を通って前記カートリッジの長軸に沿つて延び、か
   つ長手方向に沿つて多数の開口を有し、さらに他端にお
   いて固体の下部メンバーに埋め込まれ密閉された流体分
   配チューブと、 前記上部メンバーの長さの全体にわたって前記チューブ
   のまわりに位置された応力軽減部材と、 流体分配チューブの表面からカートリッジの外側に向け
   て流体浸透性シートとガラス繊維の層を交互に連続的に
   巻いて、前記分配チューブのまわりに固定して取りつけ
   られた多数のガラス繊維を有する流体浸透性シートのマ
   ットとを備えており、前記ガラス繊維が互いに、かつ分
   配チューブに対し平行に配置され、前記上部メンバー中
   にその上表面の少し下まで埋められ、かつ前記下部メン
   バー中に埋められその下表面で終つているカートリッジ
   。 ６　ガラス繊維がロービングの形態である特許請求の範
   囲第５項記載のカートリッジ。 ７　ガラス繊維が中空である特許請求の範囲第５項記載
   のカートリッジ。 ８　ガラス繊維が多孔質である特許請求の範囲第５項記
   載のカートリッジ。 ９　ガラス繊維が中空でかつ多孔質である特許請求の範
   囲第５項記載カートリッジ。 １０　ガラス繊維が中空である特許請求の範囲第６項記
   載のカートリッジ。 １１　ガラス繊維が多孔質である特許請求の範囲第６項
   記載のカートリッジ。 １２　ガラス繊維が中空でかつ多孔質である特許請求の
   範囲第６項記載のカートリッジ。 １３　ガラス繊維がストランドの形態である特許請求の
   範囲第５項記載のカートリッジ。 １４　ガラス繊維が多孔質である特許請求の範囲第１３
   項記載のカートリッジ。 １５　ガラス繊維が中空である特許請求の範囲第１３項
   記載のカートリッジ。 １６　ガラス繊維が中空でかつ多孔質である特許請求の
   範囲第１３項記載のカートリッジ。 １７　頂部、底部および側壁を有する圧力容器と、容器
   に流体を導入する手段と、 容器から流体を除去する少なくとも１つの手段と、 容器内に壁から離れて配置されているカートリッジと、 容器壁に対してカートリッジの下部メンバーをシールす
   る手段と、 容器の流体導入手段からカートリッジの分配チューブに
   流体を導入する手段 からなり、前記カートリッジが、 内部に開口を有する固体の上部メンバーと、一端で前記
   開口を通って前記カートリッジの長軸に沿つて延び、長
   手方向に沿つて多数の開口を有し、さらに他端において
   固体の下部メンバーに埋め込まれ密閉された流体分配チ
   ューブと、 前記上部メンバーの長さ全体にわたつて前記チューブの
   まわりに位置された応力軽減部材と、 流体浸透性シートおよび平行に配置されたガラス繊維の
   層であつて前記分配チューブのまわりに配置されている
   連続層とを有し、前記ガラス繊維が互いに、かつ分配チ
   ューブに対し平行に配置され、前記上部メンバー中にそ
   の上表面の少し下まで埋められ、かつ前記下部メンバー
   中に埋められその下表面で終つている流体分離装置。 １８　ガラス繊維がロービングの形態である特許請求の
   範囲第１７項記載の分離装置。 １９　ガラス繊維がストランドの形態である特許請求の
   範囲第１７項記載の分離装置。 ２０　ガラス繊維が多孔質である特許請求の範囲第１８
   項記載の分離装置。 ２１　ガラス繊維が中空である特許請求の範囲第１８項
   記載の分離装置。 ２２　ガラス繊維が中空でかつ多孔質である特許請求の
   範囲第１８項記載の分離装置。 ２３　ガラス繊維が多孔質である特許請求の範囲第１９
   項記載の分離装置。 ２４　ガラス繊維が中空である特許請求の範囲第１９項
   記載の分離装置。 ２５　ガラス繊維が中空でかつ多孔質である特許請求の
   範囲第１９項記載の分離装置。