中空糸型フィルタの製造方法
【課題】ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とのシーリングの耐圧強度を高めた、中空糸型フィルタの製造方法を提供する。
【解決手段】中空糸型フィルタの製造方法は、中空糸束３０の切断開口端面を有するように中空糸束３０を第１の封止剤からなる第１の封止部２４によってケーシング本体用筒体２２の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体２０の両端部に、一対の蓋部材１０の端部をそれぞれ接続する工程と、ケーシング本体２０の中心軸を中心として回転させながら、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２から蓋部材１０の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、を有する。ここで、本明細書における「ケーシング本体２０の中心軸」とは、ケーシング本体２０の長手方向に沿って伸びる中心線を意味する。
【解決手段】中空糸型フィルタの製造方法は、中空糸束３０の切断開口端面を有するように中空糸束３０を第１の封止剤からなる第１の封止部２４によってケーシング本体用筒体２２の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体２０の両端部に、一対の蓋部材１０の端部をそれぞれ接続する工程と、ケーシング本体２０の中心軸を中心として回転させながら、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２から蓋部材１０の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、を有する。ここで、本明細書における「ケーシング本体２０の中心軸」とは、ケーシング本体２０の長手方向に沿って伸びる中心線を意味する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、中空糸型フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、中空糸束を備えた中空糸型フィルタは、ケーシング本体と、ケーシング本体内に装填される中空糸束と、ケーシング本体の両端部にそれぞれ装着され流体の導出入口を備えた蓋部材とを有し、ケーシング本体のそれぞれの端部に蓋部材を装着する場合、ケーシング本体と蓋部材との間にシールリングを介在させて装着されていた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ケーシング本体としての包囲体に中空糸束が装着された中空糸装置が開示され、前記包囲体に設けられ中空糸束の各端部を固定する横断方向の隔壁には、少なくとも１つの環状の溝が設けられ、一方、包囲体の各端部を閉鎖するカバーの内面には、前記少なくとも１つの環状の溝に係合する少なくとも１つの環状のリブが設けられ、さらに、該溝とリブとの間に形成された間隙には、樹脂系材料を含むシールが配置されていることが記載されている。
【０００４】
このようなシールリングを使用しない方法として、ケーシング本体と蓋部材とを超音波溶着させる方法が実用化されている。例えば、超音波溶着方法を用い、樹脂製のケーシング本体の端部と樹脂製の蓋部材とを加圧接触させ、この接触面に超音波を印加することによって、溶融した樹脂同士を結合させ、これにより、ケーシング本体と蓋部材とを接合させている。
【０００５】
しかしながら、超音波溶着法を用いたシール方法の場合、ケーシング本体の端部に形成されるシーリング領域は、ケーシング本体に封止剤によって固定される中空糸束の切断開口端面のかなり外周側に存在する。その結果、中空糸束の切断開口端面の外周領域に、空間が形成され、その空間に残血が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、ケーシング本体と蓋部材とを液密シールするため、特許文献２には、中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束が封止剤によりケーシング本体の一端開口部に固定されているケーシング本体の一端開口部に、内側面に設けた環状の溝内に接着剤を充填してなる蓋部材を装着し、これにより、ケーシング本体の端部の端面および／または封止剤により形成された封止部の端面であって中空糸束の切断開口端面の外周領域と蓋部材とを接着剤で環状に封止することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２５４２２２号明細書
【特許文献２】特許第２９３６４５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
中空糸型フィルタを、例えば、人工腎臓透析装置に取り付けられる透析液フィルタとして用いた場合、大量の透析液が中空糸型フィルタ内を通過するため、中空糸型フィルタの内圧が上昇し、その結果、導出入口が設けられた蓋部材ならびにケーシング本体と蓋部材との間のシーリング領域に圧力負荷がかかる。さらに、中空糸型フィルタの内圧が上昇し過ぎた場合には、蓋部材やシーリング領域が破損し易くなる。
【０００９】
本発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、ケーシング本体の端部に形成されるシーリング領域と、ケーシング本体に封止剤にて固定される中空糸束の切断開口端面領域との隙間を減少させて、蓋部材にかかる受圧面積を減じるとともに、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とのシーリングの耐圧強度を高めた、中空糸型フィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示す本発明を完成するに至った。本願発明は、以下の特徴を有する。
【００１１】
（１）中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体の両端部に、一対の蓋部材の端部をそれぞれ接続する工程と、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、を有する中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１２】
（２）第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて導入する工程である上記（１）に記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１３】
（３）第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を垂直方向に保ち、蓋部材に備えられた流体の導出入口に、先端面が閉塞し且つ先端部の外側面に開口部が形成された注入ノズルを装着し、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、遠心力によって、注入ノズルに導入した第２の封止剤を、注入ノズルの開口部を介して蓋部材の内面に沿わせ、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域と中空糸束の切断開口端面の外周領域との間に導入する工程である上記（１）に記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１４】
（４）更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、超音波溶着法を用いて溶融接合する上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１５】
（５）超音波溶着法は、シェアジョイント法またはエネルギーダイレクトジョイント法またはこれらの組み合わせから選択される上記（４）に記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１６】
（６）更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、ケーシング本体の外周面に形成した雄ネジと、蓋部材の内周面に形成した雌ネジとを螺合さることにより、ケーシング本体の端部と蓋部材とを接続させる上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明における中空糸型フィルタの製造方法によれば、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材の内面に沿わせて、流体の導出入口から第２の封止剤を導入することで、中空糸束の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤が充填されて、濾過時におけるケーシング本体内圧の上昇に伴う蓋部材への受圧面積が低減されて、過度の受圧による蓋部材の変形や破損が抑制されるとともに、第２の封止剤が充填された領域から連続して延びる連続皮膜が、蓋部材の内面に接着するように形成されるので、濾過時における内圧変動に伴い、蓋部材の形状が変化しても、連続皮膜が追従し、その結果、連続皮膜が充填部の接着補強の役割を果たし、蓋部材の耐圧強度を高めている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る中空糸型フィルタの構成の一例を例示する一部切り欠き断面図である。
【図２Ａ】第２の封止剤の充填前の、中空糸束の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域との間に形成される空間を説明する部分断面図である。
【図２Ｂ】第２の封止剤を充填後の、中空糸束の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域との間に形成される空間に形成された第２の封止部を説明する部分断面図である。
【図３】本実施の形態に係る中空糸型フィルタの製造方法の一例を説明する図である。
【図４Ａ】本実施の形態に係る中空糸型フィルタの製造方法における、第２の封止剤の導入方法の一例を説明する図である。
【図４Ｂ】第２の封止剤の充填前と充填後の受圧面積領域を説明する図である。
【図５】本実施の形態に係る中空糸型フィルタの製造方法における、第２の封止剤の導入方法の他の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、本実施の形態に係る中空糸型フィルタ１００の構成の一例を例示する。中空糸型フィルタ１００は、中空糸束３０と、中空糸束３０の切断開口端面を有するように中空糸束３０を第１の封止剤からなる第１の封止部２４によってケーシング本体用筒体２２の少なくとも一方端開口部に固定させたケーシング本体２０と、ケーシング本体２０の両端部にそれぞれ装着され流体の導出入口１２を備えた蓋部材１０と、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体２０の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤が充填された充填部と充填部から蓋部材の内面の少なくとも一部に延び蓋部材の内面に付着する連続皮膜とからなる第２の封止部４０と、を有する。
【００２０】
更に、図１の点線で囲ったＸ部分を拡大して、上述の第２の封止剤を充填する前と後における、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体２０の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間の構成の相違について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、以下に説明する。
【００２１】
図２Ａに示すように、第２の封止剤を充填する前は、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体用筒体２２端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に、空間が形成されている。このため、図４Ａに示すように、第２の封止剤の充填前の蓋部材に加わる受圧面積は、中空糸束３０の切断開口端面の面積と、その外周領域の面積とからなる。
【００２２】
これに対し、本実施の形態では、図２Ｂに示すように、前記空間内に第２の充填剤が充填された充填部４２と、この充填部４２から蓋部材の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４とからなる第２の封止部４０が形成されているので、蓋部材に加わる受圧面積は、中空糸束３０の切断開口端面の面積のみとなる。従って、蓋部材１０に対する受圧面積が低減されるため、例えば、本実施の形態の中空糸型フィルタ１００を透析液フィルタに用いる場合、透析液が高流量の際にも、蓋部材が受ける力が減り、例えば、透析装置では、透析装置の消毒時に約９０℃のクエン酸熱水が流れ、透析時に約３７℃の透析液が流れるため、透析装置に設置された透析液フィルタには熱の繰り返し負荷がかかったり、複式ポンプによる脈動などの、いわゆる圧力の繰り返し変動に対しても、十分な強度を有する中空糸型フィルタが提供される。また、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域（図２Ａ参照）と、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤を充填してなる充填部４２が設けられることで、濾過時におけるケーシング本体の内圧上昇に伴う蓋部材１０への受圧面積が低減される。従って、過度の受圧による蓋部材の変形や破損が抑制される。また、充填部４２から蓋部材１０の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４が形成されているので、濾過時における内圧変動に伴い、蓋部材１０の形状が変化しても、連続皮膜４４が柔軟に追従し、その結果、連続皮膜４４が、充填部４２の剥離を防止する接着補強の役割を果たし、これにより、蓋部材１０の耐圧強度が高められ、中空糸型フィルタの使用強度が長期間維持される。
【００２３】
本実施の形態における中空糸型フィルタの受圧面積の低減率は、中空糸型フィルタの内径に応じて異なるが、例えば、１０％以上、５０％以下である。この範囲の下限未満の場合には、蓋部材に対する受圧低減が不十分であり、長期間に亘って蓋部材への圧力負荷がかかる。一方、上記範囲の上限を超える場合、中空糸束の切断開口端面を塞ぐ可能性があり、フィルタとしての機能が十分に発揮出来ないおそれがある。
【００２４】
また、本実施の形態における連続皮膜４４は、蓋部材１０の内面積の１０％以上、１００％以下で形成されている。上記範囲内とすることで、充填部４２の剥離を防止する接着補強の役割を果たす。
【００２５】
また、上記連続皮膜４４の厚みは、例えば、３０μｍ以上、７０μｍ以下である。これにより、ケーシング本体の内部圧力の繰り返し変動に対しても、十分に追従して蓋部材１０の内面に長期間付着し続けることが出来る。なお、連続皮膜４４の厚みは、３０〜７０μｍの範囲に限定されるものではなく、充填材の材質・種類によって適宜設計変更可能である。
【００２６】
また、図１に示す本実施の形態のケーシング本体用筒体２２は、内部に中空糸束３０を収納することができ、且つ、蓋部材１０を装着可能な開口部をその両端に有する限り特に限定されない。また、ケーシング本体用筒体２２を構成する材質は特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体、ポリメタクリラート、ＡＢＳ樹脂及びＡＢ樹脂などが好適である。
【００２７】
中空糸束３０を形成する中空糸膜は、その材質及び形状など特に限定されないが、例えば、材質として、セルロース、セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロースエーテル類などのセルロース誘導体、ポリアミド系誘導体、ポリエステル系誘導体、ポリメタクリラートなどのメタクリル系重合体またはアクリル系重合体、ポリ塩化ビニルなどのポリ塩化ビニル系重合体、ポリウレタン、および、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類などが挙げられる。また、中空糸膜の外径は、例えば、１０μｍ以上、６００μｍ以下程度である。
【００２８】
第１の封止部２４を形成する第１の封止剤としては、中空糸束３０がケーシング本体用筒体２２に固定可能であれば特に限定されないが、例えば、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂組成物が挙げられる。本実施の形態では、第１の封止剤として、シール性及び接着性の観点から、２液硬化型ポリウレタンや常温硬化型シリコーン液が好適に用いられる。
【００２９】
本実施の形態において、中空糸束の切断開口端面は、中空糸束３０をケーシング本体用筒体２２に装填し、ケーシング本体用筒体２２に第１の封止剤（以下、「第１のシーラント」ともいう）を注入して、第１の封止剤を固化させた後、固化後の第１の封止剤ならびに中空糸束３０の端部を切断することにより形成され、これにより、中空糸の内側の流路と、中空糸の外側の流路に分離される。
【００３０】
第２の封止部４０を形成する第２の封止剤は、第１の封止剤と同一材料または同種材料である。これにより、第２の封止部４０も、堅固にケーシング本体用筒体２２に付着するとともに、蓋部材１０の内面にも付着する。
【００３１】
次に、本実施の形態における中空糸型フィルタの製造方法の一例を図３から図５を用いて説明する。
【００３２】
本実施の形態における中空糸型フィルタの製造方法は、図３に示すように、中空糸束３０の切断開口端面を有するように中空糸束３０を第１の封止剤からなる第１の封止部２４によってケーシング本体用筒体２２の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体２０の両端部に、一対の蓋部材１０の端部をそれぞれ接続する工程と、ケーシング本体２０の中心軸を中心として回転させながら、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２から蓋部材１０の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、を有する。ここで、本明細書における「ケーシング本体２０の中心軸」とは、図３に示すケーシング本体２０の長手方向に沿って伸びる中心線を意味する。
【００３３】
更に、本実施の形態の他の中空糸型フィルタの製造方法は、図３，図４Ａに示すように、上述した第２の封止剤を導入する工程において、ケーシング本体２０の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２から第２の封止剤を蓋部材１０の内面に沿わせて導入する。
【００３４】
これにより、流体の導出入口１２から導入された第２の封止剤は、重力により、蓋部材１０の内面に沿って移動し、更にケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させることにより、遠心力で、均一に、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域（図２Ａ参照）と、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤が充填された第２の封止部４０が形成される。ここで、第２の封止部４０は、図２Ｂに示すように、前記空間内に第２の充填剤が充填された充填部４２と、この充填部４２から蓋部材の内面の少なくとも一部に延び蓋部材の内面に付着する連続皮膜４４とからなる。従って、図４Ｂに示すように、第２の封止部４０によって、蓋部材１０に加わる受圧面積は、中空糸束３０の切断開口端面の面積のみであるため、蓋部材１０に対する受圧面積が低減される。更に、上記製造方法により、充填部４２から蓋部材１０の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４が形成されているので、濾過時（例えば、透析時）における内圧変動に伴い、蓋部材１０の形状が変化しても、連続皮膜４４が柔軟に追従し、その結果、連続皮膜４４が、充填部４２の剥離を防止する接着補強の役割を果たし、これにより、蓋部材１０の耐圧強度が高められ、中空糸型フィルタの使用強度が長期間維持される。
【００３５】
図３及び図４Ａに示す製造方法における、ケーシング本体の中心軸を中心にする回転数は、ケーシング本体の外径や第２の封止剤の材料に応じて異なるが、例えば、５００ｒｐｍ以上、２０００ｒｐｍ以下であり、例えば、第２の封止剤が２液硬化型ポリウレタンである場合、８００ｒｐｍ以上、１５００ｒｐｍ以下が好ましい。
【００３６】
また、本実施の形態の他の中空糸型フィルタの製造方法は、図５に示すように、上述の第２の封止剤を導入する工程において、ケーシング本体２０の中心軸を垂直方向に保ち、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２に、先端面が閉塞し且つ先端部の外側面に開口部が形成された注入ノズル６０を装着し、ケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させながら、遠心力によって、注入ノズル６０に導入した第２の封止剤を、注入ノズル６０の開口部６２ａ，６２ｂを介して蓋部材１０の内面に沿わせ、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域と中空糸束３０の切断開口端面の外周領域との間に導入している。
【００３７】
ケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させることにより、注入ノズル６０から導入された第２の封止剤は、遠心力によって、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域（図２Ａ参照）と、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域と間に形成される空間に充填されていく。これにより、上述同様、図４Ｂに示すように蓋部材１０に対する受圧面積が低減され、また、蓋部材１０の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４（図２Ｂ）も形成される。従って、蓋部材１０の耐圧強度が高められ、中空糸型フィルタの使用強度が長期間維持される。
【００３８】
図５に示す製造方法では、中空糸束３０の切断開口端面に第２の封止剤が拡散しないように、第２の封止剤の注入速度と回転数を適宜選択することが好ましい。なお、回転数は、製造の便宜から、上述同様の範囲が好ましい。
【００３９】
また、本実施の形態における中空糸型フィルタの製造方法において、図３から図５のいずれの方法においても、更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程として、超音波溶着法を用いて、上述した樹脂からなるケーシング本体の端部と樹脂からなる蓋部材の端部とに微細な超音波振動と加圧力によって、接合したい両端部に強力な摩擦熱を発生させて溶融させ、両端部を接合する工程を採用する。
【００４０】
更に、上記超音波溶着法として、シェアジョイント法またはエネルギーダイレクトジョイント法またはこれらの組み合わせから選択される。ここで、シェアジョイント法は、一般的に知られている超音波溶着法における接合部のジョイント方法の一例であり、ジョイントが斜面の部分的な面接触であり、その傾斜角度が超音波振動方向に対して擦れるような運動を行わせる角度になっているジョイント方法である。また、エネルギーダイレクトジョイント法も、一般的に知られている超音波溶着法における接合部のジョイント方法の一例であり、ダイレクタと呼ばれる三角形の突起にエネルギーを集中させ、衝突現象の繰返しによって発熱させるジョイント法である。
【００４１】
また、本実施の形態における他の中空糸型フィルタの製造方法において、上述のケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程として、ケーシング本体２０の外周面に形成した雄ネジと、蓋部材１０の内周面に形成した雌ネジとを螺合さることにより、ケーシング本体の端部と蓋部材とを接続させても良い。さらに、ケーシング本体と蓋部材との接続について、螺合による接続と超音波溶着による溶融接合を組み合わせても良い。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、シェアジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、シェアジョイント法は、傾斜角度を４５度とし、ケーシング本体の外径は５２ｍｍであり、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１００％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３８％低減した。
【００４４】
［実施例２］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、エネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、エネルギーダイレクトジョイント法は、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とし、２液硬化型ポリウレタンは、実施例１で用いたものと同様であり、ケーシング本体の外径も実施例１と同様で、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１００％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３０％低減した。
【００４５】
［実施例３］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、実施例１及び実施例２に準じ、シェアジョイント法およびエネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、シェアジョイント法は、傾斜角度を４５度とし、エネルギーダイレクトジョイント法は、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とし、２液硬化型ポリウレタンは、実施例１で用いたものと同様であり、ケーシング本体の外径も実施例１と同様で、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１００％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３０％低減した。
【００４６】
［実施例４］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、実施例１及び実施例２に準じ、シェアジョイント法およびエネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、シェアジョイント法は、傾斜角度を４５度とし、エネルギーダイレクトジョイント法は、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とし、２液硬化型ポリウレタンは、実施例１で用いたものと同様であり、ケーシング本体の外径も実施例１と同様で、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１０％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３０％低減した。
【００４７】
［比較例１］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、シェアジョイント法で超音波溶着させた。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、２０ｃｍ２であった。ここで、シェアジョイント法は、実施例１と同様、傾斜角度を４５度であった。
【００４８】
［比較例２］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、実施例１及び実施例２に準じ、シェアジョイント法およびエネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、１８ｃｍ２であった。ここで、シェアジョイント法は、実施例１と同様、傾斜角度を４５度であり、エネルギーダイレクトジョイント法は、実施例２と同様、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とした。
【００４９】
［強度試験の条件］
濃度２％クエン酸の９０℃熱水を６０分間と、水を３００分間とを繰り返し、中空糸型フィルタに流し入れるサイクル試験を行った。サイクル試験における中空糸型フィルタへの圧力は、４０ｋＰａから２３０ｋＰａの脈動を有し、リーク発生までのサイクル数をカウントして評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【符号の説明】
【００５１】
１０ 蓋部材、１２ 流体の導出入口、１４ ノズル、２０ ケーシング本体、２２ ケーシング本体用筒体、２４ 第１の封止部、３０ 中空糸束、４０ 第２の封止部、４２ 充填部、４４ 連続皮膜、５０ 枠、５２ ネジ、６０ 注入ノズル、６２ａ，６２ｂ 開口部、１００ 中空糸型フィルタ。
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、中空糸型フィルタの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、中空糸束を備えた中空糸型フィルタは、ケーシング本体と、ケーシング本体内に装填される中空糸束と、ケーシング本体の両端部にそれぞれ装着され流体の導出入口を備えた蓋部材とを有し、ケーシング本体のそれぞれの端部に蓋部材を装着する場合、ケーシング本体と蓋部材との間にシールリングを介在させて装着されていた。
【０００３】
例えば、特許文献１には、ケーシング本体としての包囲体に中空糸束が装着された中空糸装置が開示され、前記包囲体に設けられ中空糸束の各端部を固定する横断方向の隔壁には、少なくとも１つの環状の溝が設けられ、一方、包囲体の各端部を閉鎖するカバーの内面には、前記少なくとも１つの環状の溝に係合する少なくとも１つの環状のリブが設けられ、さらに、該溝とリブとの間に形成された間隙には、樹脂系材料を含むシールが配置されていることが記載されている。
【０００４】
このようなシールリングを使用しない方法として、ケーシング本体と蓋部材とを超音波溶着させる方法が実用化されている。例えば、超音波溶着方法を用い、樹脂製のケーシング本体の端部と樹脂製の蓋部材とを加圧接触させ、この接触面に超音波を印加することによって、溶融した樹脂同士を結合させ、これにより、ケーシング本体と蓋部材とを接合させている。
【０００５】
しかしながら、超音波溶着法を用いたシール方法の場合、ケーシング本体の端部に形成されるシーリング領域は、ケーシング本体に封止剤によって固定される中空糸束の切断開口端面のかなり外周側に存在する。その結果、中空糸束の切断開口端面の外周領域に、空間が形成され、その空間に残血が生じるおそれがある。
【０００６】
そこで、ケーシング本体と蓋部材とを液密シールするため、特許文献２には、中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束が封止剤によりケーシング本体の一端開口部に固定されているケーシング本体の一端開口部に、内側面に設けた環状の溝内に接着剤を充填してなる蓋部材を装着し、これにより、ケーシング本体の端部の端面および／または封止剤により形成された封止部の端面であって中空糸束の切断開口端面の外周領域と蓋部材とを接着剤で環状に封止することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３２５４２２２号明細書
【特許文献２】特許第２９３６４５６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
中空糸型フィルタを、例えば、人工腎臓透析装置に取り付けられる透析液フィルタとして用いた場合、大量の透析液が中空糸型フィルタ内を通過するため、中空糸型フィルタの内圧が上昇し、その結果、導出入口が設けられた蓋部材ならびにケーシング本体と蓋部材との間のシーリング領域に圧力負荷がかかる。さらに、中空糸型フィルタの内圧が上昇し過ぎた場合には、蓋部材やシーリング領域が破損し易くなる。
【０００９】
本発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、ケーシング本体の端部に形成されるシーリング領域と、ケーシング本体に封止剤にて固定される中空糸束の切断開口端面領域との隙間を減少させて、蓋部材にかかる受圧面積を減じるとともに、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とのシーリングの耐圧強度を高めた、中空糸型フィルタの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、以下に示す本発明を完成するに至った。本願発明は、以下の特徴を有する。
【００１１】
（１）中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体の両端部に、一対の蓋部材の端部をそれぞれ接続する工程と、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、を有する中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１２】
（２）第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて導入する工程である上記（１）に記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１３】
（３）第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を垂直方向に保ち、蓋部材に備えられた流体の導出入口に、先端面が閉塞し且つ先端部の外側面に開口部が形成された注入ノズルを装着し、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、遠心力によって、注入ノズルに導入した第２の封止剤を、注入ノズルの開口部を介して蓋部材の内面に沿わせ、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域と中空糸束の切断開口端面の外周領域との間に導入する工程である上記（１）に記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１４】
（４）更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、超音波溶着法を用いて溶融接合する上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１５】
（５）超音波溶着法は、シェアジョイント法またはエネルギーダイレクトジョイント法またはこれらの組み合わせから選択される上記（４）に記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【００１６】
（６）更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、ケーシング本体の外周面に形成した雄ネジと、蓋部材の内周面に形成した雌ネジとを螺合さることにより、ケーシング本体の端部と蓋部材とを接続させる上記（１）から（３）のいずれか１つに記載の中空糸型フィルタの製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明における中空糸型フィルタの製造方法によれば、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材の内面に沿わせて、流体の導出入口から第２の封止剤を導入することで、中空糸束の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤が充填されて、濾過時におけるケーシング本体内圧の上昇に伴う蓋部材への受圧面積が低減されて、過度の受圧による蓋部材の変形や破損が抑制されるとともに、第２の封止剤が充填された領域から連続して延びる連続皮膜が、蓋部材の内面に接着するように形成されるので、濾過時における内圧変動に伴い、蓋部材の形状が変化しても、連続皮膜が追従し、その結果、連続皮膜が充填部の接着補強の役割を果たし、蓋部材の耐圧強度を高めている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る中空糸型フィルタの構成の一例を例示する一部切り欠き断面図である。
【図２Ａ】第２の封止剤の充填前の、中空糸束の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域との間に形成される空間を説明する部分断面図である。
【図２Ｂ】第２の封止剤を充填後の、中空糸束の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域との間に形成される空間に形成された第２の封止部を説明する部分断面図である。
【図３】本実施の形態に係る中空糸型フィルタの製造方法の一例を説明する図である。
【図４Ａ】本実施の形態に係る中空糸型フィルタの製造方法における、第２の封止剤の導入方法の一例を説明する図である。
【図４Ｂ】第２の封止剤の充填前と充填後の受圧面積領域を説明する図である。
【図５】本実施の形態に係る中空糸型フィルタの製造方法における、第２の封止剤の導入方法の他の一例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１に、本実施の形態に係る中空糸型フィルタ１００の構成の一例を例示する。中空糸型フィルタ１００は、中空糸束３０と、中空糸束３０の切断開口端面を有するように中空糸束３０を第１の封止剤からなる第１の封止部２４によってケーシング本体用筒体２２の少なくとも一方端開口部に固定させたケーシング本体２０と、ケーシング本体２０の両端部にそれぞれ装着され流体の導出入口１２を備えた蓋部材１０と、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体２０の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤が充填された充填部と充填部から蓋部材の内面の少なくとも一部に延び蓋部材の内面に付着する連続皮膜とからなる第２の封止部４０と、を有する。
【００２０】
更に、図１の点線で囲ったＸ部分を拡大して、上述の第２の封止剤を充填する前と後における、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体２０の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間の構成の相違について、図２Ａ及び図２Ｂを用いて、以下に説明する。
【００２１】
図２Ａに示すように、第２の封止剤を充填する前は、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域と、ケーシング本体用筒体２２端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に、空間が形成されている。このため、図４Ａに示すように、第２の封止剤の充填前の蓋部材に加わる受圧面積は、中空糸束３０の切断開口端面の面積と、その外周領域の面積とからなる。
【００２２】
これに対し、本実施の形態では、図２Ｂに示すように、前記空間内に第２の充填剤が充填された充填部４２と、この充填部４２から蓋部材の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４とからなる第２の封止部４０が形成されているので、蓋部材に加わる受圧面積は、中空糸束３０の切断開口端面の面積のみとなる。従って、蓋部材１０に対する受圧面積が低減されるため、例えば、本実施の形態の中空糸型フィルタ１００を透析液フィルタに用いる場合、透析液が高流量の際にも、蓋部材が受ける力が減り、例えば、透析装置では、透析装置の消毒時に約９０℃のクエン酸熱水が流れ、透析時に約３７℃の透析液が流れるため、透析装置に設置された透析液フィルタには熱の繰り返し負荷がかかったり、複式ポンプによる脈動などの、いわゆる圧力の繰り返し変動に対しても、十分な強度を有する中空糸型フィルタが提供される。また、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域（図２Ａ参照）と、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤を充填してなる充填部４２が設けられることで、濾過時におけるケーシング本体の内圧上昇に伴う蓋部材１０への受圧面積が低減される。従って、過度の受圧による蓋部材の変形や破損が抑制される。また、充填部４２から蓋部材１０の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４が形成されているので、濾過時における内圧変動に伴い、蓋部材１０の形状が変化しても、連続皮膜４４が柔軟に追従し、その結果、連続皮膜４４が、充填部４２の剥離を防止する接着補強の役割を果たし、これにより、蓋部材１０の耐圧強度が高められ、中空糸型フィルタの使用強度が長期間維持される。
【００２３】
本実施の形態における中空糸型フィルタの受圧面積の低減率は、中空糸型フィルタの内径に応じて異なるが、例えば、１０％以上、５０％以下である。この範囲の下限未満の場合には、蓋部材に対する受圧低減が不十分であり、長期間に亘って蓋部材への圧力負荷がかかる。一方、上記範囲の上限を超える場合、中空糸束の切断開口端面を塞ぐ可能性があり、フィルタとしての機能が十分に発揮出来ないおそれがある。
【００２４】
また、本実施の形態における連続皮膜４４は、蓋部材１０の内面積の１０％以上、１００％以下で形成されている。上記範囲内とすることで、充填部４２の剥離を防止する接着補強の役割を果たす。
【００２５】
また、上記連続皮膜４４の厚みは、例えば、３０μｍ以上、７０μｍ以下である。これにより、ケーシング本体の内部圧力の繰り返し変動に対しても、十分に追従して蓋部材１０の内面に長期間付着し続けることが出来る。なお、連続皮膜４４の厚みは、３０〜７０μｍの範囲に限定されるものではなく、充填材の材質・種類によって適宜設計変更可能である。
【００２６】
また、図１に示す本実施の形態のケーシング本体用筒体２２は、内部に中空糸束３０を収納することができ、且つ、蓋部材１０を装着可能な開口部をその両端に有する限り特に限定されない。また、ケーシング本体用筒体２２を構成する材質は特に限定されないが、例えば、ポリカーボネート、ポリスチレン、アクリロニトリルとスチレンとの共重合体、ポリメタクリラート、ＡＢＳ樹脂及びＡＢ樹脂などが好適である。
【００２７】
中空糸束３０を形成する中空糸膜は、その材質及び形状など特に限定されないが、例えば、材質として、セルロース、セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロースエーテル類などのセルロース誘導体、ポリアミド系誘導体、ポリエステル系誘導体、ポリメタクリラートなどのメタクリル系重合体またはアクリル系重合体、ポリ塩化ビニルなどのポリ塩化ビニル系重合体、ポリウレタン、および、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン類などが挙げられる。また、中空糸膜の外径は、例えば、１０μｍ以上、６００μｍ以下程度である。
【００２８】
第１の封止部２４を形成する第１の封止剤としては、中空糸束３０がケーシング本体用筒体２２に固定可能であれば特に限定されないが、例えば、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の硬化性樹脂組成物が挙げられる。本実施の形態では、第１の封止剤として、シール性及び接着性の観点から、２液硬化型ポリウレタンや常温硬化型シリコーン液が好適に用いられる。
【００２９】
本実施の形態において、中空糸束の切断開口端面は、中空糸束３０をケーシング本体用筒体２２に装填し、ケーシング本体用筒体２２に第１の封止剤（以下、「第１のシーラント」ともいう）を注入して、第１の封止剤を固化させた後、固化後の第１の封止剤ならびに中空糸束３０の端部を切断することにより形成され、これにより、中空糸の内側の流路と、中空糸の外側の流路に分離される。
【００３０】
第２の封止部４０を形成する第２の封止剤は、第１の封止剤と同一材料または同種材料である。これにより、第２の封止部４０も、堅固にケーシング本体用筒体２２に付着するとともに、蓋部材１０の内面にも付着する。
【００３１】
次に、本実施の形態における中空糸型フィルタの製造方法の一例を図３から図５を用いて説明する。
【００３２】
本実施の形態における中空糸型フィルタの製造方法は、図３に示すように、中空糸束３０の切断開口端面を有するように中空糸束３０を第１の封止剤からなる第１の封止部２４によってケーシング本体用筒体２２の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体２０の両端部に、一対の蓋部材１０の端部をそれぞれ接続する工程と、ケーシング本体２０の中心軸を中心として回転させながら、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２から蓋部材１０の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、を有する。ここで、本明細書における「ケーシング本体２０の中心軸」とは、図３に示すケーシング本体２０の長手方向に沿って伸びる中心線を意味する。
【００３３】
更に、本実施の形態の他の中空糸型フィルタの製造方法は、図３，図４Ａに示すように、上述した第２の封止剤を導入する工程において、ケーシング本体２０の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２から第２の封止剤を蓋部材１０の内面に沿わせて導入する。
【００３４】
これにより、流体の導出入口１２から導入された第２の封止剤は、重力により、蓋部材１０の内面に沿って移動し、更にケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させることにより、遠心力で、均一に、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域（図２Ａ参照）と、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域との間に形成される空間に第２の封止剤が充填された第２の封止部４０が形成される。ここで、第２の封止部４０は、図２Ｂに示すように、前記空間内に第２の充填剤が充填された充填部４２と、この充填部４２から蓋部材の内面の少なくとも一部に延び蓋部材の内面に付着する連続皮膜４４とからなる。従って、図４Ｂに示すように、第２の封止部４０によって、蓋部材１０に加わる受圧面積は、中空糸束３０の切断開口端面の面積のみであるため、蓋部材１０に対する受圧面積が低減される。更に、上記製造方法により、充填部４２から蓋部材１０の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４が形成されているので、濾過時（例えば、透析時）における内圧変動に伴い、蓋部材１０の形状が変化しても、連続皮膜４４が柔軟に追従し、その結果、連続皮膜４４が、充填部４２の剥離を防止する接着補強の役割を果たし、これにより、蓋部材１０の耐圧強度が高められ、中空糸型フィルタの使用強度が長期間維持される。
【００３５】
図３及び図４Ａに示す製造方法における、ケーシング本体の中心軸を中心にする回転数は、ケーシング本体の外径や第２の封止剤の材料に応じて異なるが、例えば、５００ｒｐｍ以上、２０００ｒｐｍ以下であり、例えば、第２の封止剤が２液硬化型ポリウレタンである場合、８００ｒｐｍ以上、１５００ｒｐｍ以下が好ましい。
【００３６】
また、本実施の形態の他の中空糸型フィルタの製造方法は、図５に示すように、上述の第２の封止剤を導入する工程において、ケーシング本体２０の中心軸を垂直方向に保ち、蓋部材１０に備えられた流体の導出入口１２に、先端面が閉塞し且つ先端部の外側面に開口部が形成された注入ノズル６０を装着し、ケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させながら、遠心力によって、注入ノズル６０に導入した第２の封止剤を、注入ノズル６０の開口部６２ａ，６２ｂを介して蓋部材１０の内面に沿わせ、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域と中空糸束３０の切断開口端面の外周領域との間に導入している。
【００３７】
ケーシング本体２０の中心軸を中心に回転させることにより、注入ノズル６０から導入された第２の封止剤は、遠心力によって、中空糸束３０の切断開口端面の外周領域（図２Ａ参照）と、ケーシング本体用筒体２２の端部と蓋部材１０の端部との接続領域と間に形成される空間に充填されていく。これにより、上述同様、図４Ｂに示すように蓋部材１０に対する受圧面積が低減され、また、蓋部材１０の内面の少なくとも一部に延び蓋部材１０の内面に付着する連続皮膜４４（図２Ｂ）も形成される。従って、蓋部材１０の耐圧強度が高められ、中空糸型フィルタの使用強度が長期間維持される。
【００３８】
図５に示す製造方法では、中空糸束３０の切断開口端面に第２の封止剤が拡散しないように、第２の封止剤の注入速度と回転数を適宜選択することが好ましい。なお、回転数は、製造の便宜から、上述同様の範囲が好ましい。
【００３９】
また、本実施の形態における中空糸型フィルタの製造方法において、図３から図５のいずれの方法においても、更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程として、超音波溶着法を用いて、上述した樹脂からなるケーシング本体の端部と樹脂からなる蓋部材の端部とに微細な超音波振動と加圧力によって、接合したい両端部に強力な摩擦熱を発生させて溶融させ、両端部を接合する工程を採用する。
【００４０】
更に、上記超音波溶着法として、シェアジョイント法またはエネルギーダイレクトジョイント法またはこれらの組み合わせから選択される。ここで、シェアジョイント法は、一般的に知られている超音波溶着法における接合部のジョイント方法の一例であり、ジョイントが斜面の部分的な面接触であり、その傾斜角度が超音波振動方向に対して擦れるような運動を行わせる角度になっているジョイント方法である。また、エネルギーダイレクトジョイント法も、一般的に知られている超音波溶着法における接合部のジョイント方法の一例であり、ダイレクタと呼ばれる三角形の突起にエネルギーを集中させ、衝突現象の繰返しによって発熱させるジョイント法である。
【００４１】
また、本実施の形態における他の中空糸型フィルタの製造方法において、上述のケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程として、ケーシング本体２０の外周面に形成した雄ネジと、蓋部材１０の内周面に形成した雌ネジとを螺合さることにより、ケーシング本体の端部と蓋部材とを接続させても良い。さらに、ケーシング本体と蓋部材との接続について、螺合による接続と超音波溶着による溶融接合を組み合わせても良い。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４３】
［実施例１］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、シェアジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、シェアジョイント法は、傾斜角度を４５度とし、ケーシング本体の外径は５２ｍｍであり、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１００％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３８％低減した。
【００４４】
［実施例２］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、エネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、エネルギーダイレクトジョイント法は、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とし、２液硬化型ポリウレタンは、実施例１で用いたものと同様であり、ケーシング本体の外径も実施例１と同様で、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１００％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３０％低減した。
【００４５】
［実施例３］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、実施例１及び実施例２に準じ、シェアジョイント法およびエネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、シェアジョイント法は、傾斜角度を４５度とし、エネルギーダイレクトジョイント法は、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とし、２液硬化型ポリウレタンは、実施例１で用いたものと同様であり、ケーシング本体の外径も実施例１と同様で、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１００％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３０％低減した。
【００４６】
［実施例４］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、実施例１及び実施例２に準じ、シェアジョイント法およびエネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた後、図３に示すように、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から、２液硬化型ポリウレタンからなる第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入した。ここで、シェアジョイント法は、傾斜角度を４５度とし、エネルギーダイレクトジョイント法は、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とし、２液硬化型ポリウレタンは、実施例１で用いたものと同様であり、ケーシング本体の外径も実施例１と同様で、ケーシング本体の回転数は、１３００ｒｐｍとした。第２の封止剤を蓋部材の傾斜内面に対して１０％被覆した。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、第２の封止剤の充填前に比べ、３０％低減した。
【００４７】
［比較例１］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、シェアジョイント法で超音波溶着させた。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、２０ｃｍ２であった。ここで、シェアジョイント法は、実施例１と同様、傾斜角度を４５度であった。
【００４８】
［比較例２］
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一方端開口部に固定させた、樹脂製のケーシング本体と、樹脂製の蓋部材とを、実施例１及び実施例２に準じ、シェアジョイント法およびエネルギーダイレクトジョイント法で超音波溶着させた。得られた中空糸型フィルタの蓋部材にかかる受圧面積は、１８ｃｍ２であった。ここで、シェアジョイント法は、実施例１と同様、傾斜角度を４５度であり、エネルギーダイレクトジョイント法は、実施例２と同様、ジョイント部の三角形の先端部の角度を６０度とした。
【００４９】
［強度試験の条件］
濃度２％クエン酸の９０℃熱水を６０分間と、水を３００分間とを繰り返し、中空糸型フィルタに流し入れるサイクル試験を行った。サイクル試験における中空糸型フィルタへの圧力は、４０ｋＰａから２３０ｋＰａの脈動を有し、リーク発生までのサイクル数をカウントして評価した。結果を表１に示す。
【００５０】
【表１】
【符号の説明】
【００５１】
１０ 蓋部材、１２ 流体の導出入口、１４ ノズル、２０ ケーシング本体、２２ ケーシング本体用筒体、２４ 第１の封止部、３０ 中空糸束、４０ 第２の封止部、４２ 充填部、４４ 連続皮膜、５０ 枠、５２ ネジ、６０ 注入ノズル、６２ａ，６２ｂ 開口部、１００ 中空糸型フィルタ。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体の両端部に、一対の蓋部材の端部をそれぞれ接続する工程と、
ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、
を有することを特徴とする中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項２】
第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて導入する工程であることを特徴とする請求項１に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項３】
第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を垂直方向に保ち、蓋部材に備えられた流体の導出入口に、先端面が閉塞し且つ先端部の外側面に開口部が形成された注入ノズルを装着し、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、遠心力によって、注入ノズルに導入した第２の封止剤を、注入ノズルの開口部を介して蓋部材の内面に沿わせ、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域と中空糸束の切断開口端面の外周領域との間に導入する工程であることを特徴とする請求項１に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項４】
更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、超音波溶着法を用いて溶融接合すること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項５】
超音波溶着法は、シェアジョイント法またはエネルギーダイレクトジョイント法またはこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項４に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項６】
更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、ケーシング本体の外周面に形成した雄ネジと、蓋部材の内周面に形成した雌ネジとを螺合さることにより、ケーシング本体の端部と蓋部材とを接続させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項１】
中空糸束の切断開口端面を有するように中空糸束を第１の封止剤でケーシング本体用筒体の少なくとも一端開口部に固定させたケーシング本体の両端部に、一対の蓋部材の端部をそれぞれ接続する工程と、
ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から蓋部材の内面に沿わせて第２の封止剤を導入する工程と、
を有することを特徴とする中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項２】
第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を水平方向に保ち、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、蓋部材に備えられた流体の導出入口から第２の封止剤を蓋部材の内面に沿わせて導入する工程であることを特徴とする請求項１に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項３】
第２の封止剤を導入する工程は、ケーシング本体の中心軸を垂直方向に保ち、蓋部材に備えられた流体の導出入口に、先端面が閉塞し且つ先端部の外側面に開口部が形成された注入ノズルを装着し、ケーシング本体の中心軸を中心に回転させながら、遠心力によって、注入ノズルに導入した第２の封止剤を、注入ノズルの開口部を介して蓋部材の内面に沿わせ、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部との接続領域と中空糸束の切断開口端面の外周領域との間に導入する工程であることを特徴とする請求項１に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項４】
更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、超音波溶着法を用いて溶融接合すること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項５】
超音波溶着法は、シェアジョイント法またはエネルギーダイレクトジョイント法またはこれらの組み合わせから選択されることを特徴とする請求項４に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【請求項６】
更に、ケーシング本体の端部と蓋部材の端部とを接続する工程は、ケーシング本体の外周面に形成した雄ネジと、蓋部材の内周面に形成した雌ネジとを螺合さることにより、ケーシング本体の端部と蓋部材とを接続させることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の中空糸型フィルタの製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−１０００８（Ｐ２０１３−１０００８Ａ）
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２２１１９４（Ｐ２０１２−２２１１９４）
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【分割の表示】特願２０１２−９６８７７（Ｐ２０１２−９６８７７）の分割
【原出願日】平成２４年４月２０日（２０１２．４．２０）
【出願人】（０００２２６２４２）日機装株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１７日（２０１３．１．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１０月３日（２０１２．１０．３）
【分割の表示】特願２０１２−９６８７７（Ｐ２０１２−９６８７７）の分割
【原出願日】平成２４年４月２０日（２０１２．４．２０）
【出願人】（０００２２６２４２）日機装株式会社 (383)
【Ｆターム（参考）】
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