(57)【要約】  本開示は、たとえば、浄水のための限外濾過器、プラズマフィルタ、または血液浄化法のためのキャピラリ透析器などの中空ファイバ膜と、装置のためのハウジングおよびエンドキャップとを備えた拡散および／または濾過装置、ならびに、本装置を製造するための方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状中央セクション（１１）と、筒状中央セクション（１１）の直径より大である直径を有する、筒状中央セクション（１１）の両端のヘッダセクション（１２）と、を備えた、拡散および／または濾過装置のためのハウジング（１０）であって、ヘッダセクション（１２）の壁の強度が、筒状中央セクション（１１）の壁の強度より大であることと、複数の細長いノーズ（１３）が各ヘッダセクション（１２）の内側表面に配置され、ノーズ（１３）が、ハウジング（１０）の長手軸に平行かつ、互いに平行に通っていることと、を特徴とする、ハウジング（１０）。
【請求項２】
ヘッダセクション（１２）の各々が、ヘッダセクション（１２）の直径より大である直径を有するカラー（１４）を備え、カラー（１４）の上方リムが、ヘッダセクション（１２）の外側表面に対するギャップを規定するとともに、ヘッダセクション（１２）の上方リムの下に位置している、請求項１に記載のハウジング。
【請求項３】
拡散および／または濾過装置のためのエンドキャップ（２０）であって、エンドキャップの長手軸に関して軸対称である内側表面を有し、かつ、直径が増大する方向に、円筒または円錐台の形態を取る第１のセクション（Ｉ）と、円環面の部分の形態を取る中間セクション（ＩＩ）と、円錐台の形態を取る第３のセクション（ＩＩＩ）とを備えた漏斗状の形態を有している内側表面を有し、エンドキャップが、５度から１０度のレンジの角度で傾斜した、周囲の平坦なシーリング面（２１）を備えていることを特徴とする、エンドキャップ（２０）。
【請求項４】
シーリング面（２１）の外径より大である内径を有する、エンドキャップ（２０）の内側表面の環状部分にわたって均等に配置された複数のノーズ（２２）を備えた、請求項３に記載のエンドキャップ（２０）。
【請求項５】
第３のセクション（ＩＩＩ）のゾーンのエンドキャップ（２０）の壁の強度が、エンドキャップ（２０）の外縁に向かって増大している、請求項３または請求項４に記載のエンドキャップ（２０）。
【請求項６】
エンドキャップ（２０）の外周に沿ってその上側で延びる環状平面（２４）を備え、環状平面（２４）が、エンドキャップ（１０）の長手軸に対して垂直である、請求項３から請求項５のいずれか一項に記載のエンドキャップ（２０）。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のハウジング（１０）と、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のエンドキャップ（２０）とを備えた、拡散および／または濾過装置（３０）。
【請求項８】
請求項７に記載の拡散および／または濾過装置（３０）であって、
ａ）第１の端部および第２の端部を含む長手方向に延びる内部チャンバ（３１）を規定する、請求項１または請求項２に記載のハウジング（１０）と、
ｂ）内部チャンバ（３１）内に配置され、内部チャンバ（３１）の第１の端部から内部チャンバ（３１）の第２の端部に長手方向に延びる、半透性の中空ファイバ膜の束（３２）であって、中空ファイバ膜の各々が外側表面を有し、第１の端部および第２の端部が、内部チャンバ（３１）の第１の端部および第２の端部に対応している、束（３２）と、
ｃ）内部チャンバ（３１）内の中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を支持し、それにより、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を、その第１の端部と第２の端部との間で中空ファイバ膜の外側表面からシールするように分離する、端壁手段（３３）と、
ｄ）ハウジング（１０）の口をシールする、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のエンドキャップ（２０）と、を備えた、拡散および／または濾過装置（３０）。
【請求項９】
ハウジング（１０）のヘッダセクション（１２）の上方リムが、エンドキャップ（２０）の周囲の平坦なシーリング面（２１）と同じ角度で傾斜しており、ハウジング（１０）のヘッダセクション（１２）の上方リムと、エンドキャップ（２０）の周囲の平坦なシーリング面（２１）とが、互いに接触し、第１の密封部を形成しており、エンドキャップ（２０）の外側リム（２３）が、ハウジング（１０）に融合し、第２の密封部を提供している、請求項８に記載の拡散および／または濾過装置（３０）。
【請求項１０】
エンドキャップ（２０）の外側リム（２３）が、ハウジング（１０）のカラー（１４）の上方リムに融合して、第２の密封部を提供している、請求項９に記載の拡散および／または濾過装置（３０）。
【請求項１１】
拡散および／または濾過装置（３０）を製造するプロセスであって、
ハウジング（１０）が第１の端部および第２の端部を含む長手方向に延びる内部チャンバ（３１）を規定する、請求項１または請求項２に記載のハウジング（１０）を提供するステップａ）と、
束（３２）が、内部チャンバ（３１）の第１の端部から内部チャンバ（３１）の第２の端部に長手方向に延びるとともに、中空ファイバ膜の第１の端部と第２の端部とが、内部チャンバ（３１）の第１の端部と第２の端部とにそれぞれ対応するように、外側表面、第１の端部、および第２の端部を各々が有する半透性中空ファイバ膜の束（３２）を、ハウジング（１０）の内部チャンバ（３１）に導入する、ステップｂ）と、
ポッティング材料をハウジング（１０）のヘッダセクション（１２）内に導入し、ポッティング材料を硬化させることにより、内部チャンバ（３１）内の中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を支持し、それにより、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を、その第１の端部と第２の端部との間で中空ファイバ膜の外側表面からシールするように分離する、端壁手段（３３）を提供するステップｃ）と、
端壁手段（３３）をハウジング（１０）の長手軸に対して垂直に切り取ることにより、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を開くステップｄ）と、
各ヘッダセクション（１２）に、請求項３から請求項６のいずれか一項に記載のエンドキャップ（２０）を提供するステップｅ）と、
各ヘッダセクション（１２）のリムの壁を周方向に角度を付けて、エンドキャップ（２０）の周囲の平坦なシーリング面（２１）の傾斜にマッチする角度で傾斜したヘッダセクション（１２）のリムを作成するステップｆ）と、
エンドキャップ（２０）で各ヘッダセクション（１２）を閉じ、それにより、ハウジング（１０）のヘッダセクション（１２）の上方リムと、エンドキャップ（２０）の周囲の平坦なシーリング面（２１）とを、互いに接触させて、第１の密封部を形成するステップｇ１）と、
各エンドキャップ（２０）をハウジング（１０）に融合させ、それにより、第２の密封部を提供するステップｇ２）と、を含むプロセス。
【請求項１２】
第２の密封部が、エンドキャップ（２０）の外側リム（２３）を、ハウジング（１０）のカラー（１４）の上方リムに融合させることによって提供される、請求項１１に記載のプロセス。
【請求項１３】
接触力が、ヘッダセクション（１２）がエンドキャップ（２０）で閉じられた後に、エンドキャップ（２０）の上側に、ハウジング（１０）の長手軸の方向に印加され、それにより、エンドキャップ（２０）の周囲の平坦なシーリング面（２１）を、ハウジング（１０）のヘッダセクション（１２）の上方リム上に押圧し、接触力が、エンドキャップ（２０）がハウジング（１０）に融合されるまで維持される、請求項１１または請求項１２に記載のプロセス。
【請求項１４】
接触力が、エンドキャップ（２０）の外周に沿ってその上側で延びる環状平面（２４）に印加され、環状平面（２４）が、エンドキャップ（２０）の長手軸に対して垂直である、請求項１３に記載のプロセス。
【請求項１５】
接触力が、３，０００Ｎから５，０００Ｎのレンジである、請求項１３または請求項１４のプロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、たとえば、浄水のための限外濾過器、プラズマフィルタ、または血液浄化法のためのキャピラリ透析器などの中空ファイバ膜と、装置のためのハウジングおよびエンドキャップとを備えた拡散および／または濾過装置、ならびに、本装置を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
中空ファイバ膜を備えた拡散および／または濾過装置は、液体の分離または浄化のために広く使用されている。浄水のために使用される限外濾過器、血液から血漿を分離するためのプラズマフィルタ、腎機能不全を患っている患者の血液浄化、すなわち、血液透析（ｈｅｍｏｄｉａｌｙｓｉｓ）、血液透析濾過（ｈｅｍｏｄｉａｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ）、または血液濾過などによる患者の治療のためのキャピラリ透析器が、例である。中空ファイバ膜を備えた拡散および／または濾過装置の複数の様々なモデルが、市販されている。
【０００３】
この装置は、概して、筒状セクションを備えたハウジングで構成されており、筒状セクションの口は、エンドキャップでキャップがされている。中空ファイバ膜の束が、ファイバキャビティによって形成された第１のフロースペースと、外側で膜を囲む第２のフロースペースとの間にシールが提供されるような方法でハウジング内に配置されている。概して、中空ファイバ膜の端部が内部に埋め込まれたポリマのかたまりによって形成されたハウジング内の端壁手段によって、該シールが設けられている。そのような装置の例は、欧州特許出願公開第０８４４０１５号明細書、欧州特許出願公開第０３０５６８７号明細書、国際公開第０１／６０４７７号パンフレット、および国際公開第２０１３／１９００２２号パンフレットに開示されている。
【０００４】
エンドキャップとハウジングとの間のシール、および、ファイバキャビティによって形成されたフロースペースと、外側で膜を囲むフロースペースとの間のシールが、常に、特に、装置の動作の間において損なわれないままであることが重要である。しばしば、シーリングリング、ガスケット、および支持リングなどの追加の部品が、漏洩に対するさらなる保護手段として装置に提供されている。追加の要素の製造、取扱い、および後のアセンブリにより、製造プロセスの複雑さ、および製造コストが増大する。したがって、装置内にこれら追加のパーツを不要にすることが望ましい。
【０００５】
このため、端壁と、透析器のハウジングの内側表面との間の密な接続が確立され、いずれの層間剥離も防止されていることが重要である。端壁と、装置のハウジングとは、概して、通常は異なる熱膨張係数を有する異なる材料で構成されている。結果として、装置の製造もしくは処理、たとえば熱殺菌の間の温度変化、または、動作の間の装置内の圧力変化により、ハウジングの内壁と端壁手段との間の界面に歪みを生じる。このことは、ハウジングからの端壁手段の層間剥離を発生させ、漏洩を生じる場合がある。このことは特に、たとえば、ポリプロピレンハウジングがポリウレタン端壁手段と組み合わせられている場合など、それぞれの材料間の接着力が低い材料の組合せに関するケースである。同様に、ハウジングとエンドキャップとの間のシールは、流体の漏洩を防止するために、すべての時点で損なわれないままでなければならない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第０８４４０１５号明細書
【特許文献２】欧州特許出願公開第０３０５６８７号明細書
【特許文献３】国際公開第２００１／６０４７７号
【特許文献４】国際公開第２０１３／１９００２２号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本出願は、シーリングリング、ガスケット、または支持リングを備えていない、拡散および／または濾過装置に関する。
【０００８】
本装置は、構造が最適化されたハウジングおよびエンドキャップを備えている。本装置の製造のためのプロセスも提供されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本開示の透析器のハウジングの実施形態の、長手方向部分断面図および頂面図である。
【図２】本開示の透析器のエンドキャップの実施形態の長手方向概略断面図である。
【図３】本開示の拡散および／または濾過装置の実施形態の長手方向概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
拡散および／または濾過装置３０のためのハウジング１０が提供されている。ハウジング１０は、筒状中央セクション１１と、この筒状中央セクション１１の両端におけるヘッダセクション１２とを備えている。ヘッダセクション１２は、筒状中央セクション１１の直径より大である直径を有している。一実施形態では、筒状中央セクション１１の内径は、２０ｍｍから５５ｍｍ、たとえば、２５ｍｍから５０ｍｍのレンジである。筒状中央セクション１１の直径とヘッダセクション１２の直径との差異は、概して、５ｍｍから１５ｍｍ、たとえば、５ｍｍから１０ｍｍのレンジである。
【００１１】
ヘッダセクション１２の壁の強度は、筒状中央セクション１１の壁の強度よりも大である。ハウジング１０の一実施形態では、ヘッダセクション１２の壁の強度は、２ｍｍから３ｍｍのレンジである。
【００１２】
複数の細長いノーズ１３が、各ヘッダセクション１２の内側表面に配置されている。ノーズ１３は、ハウジング１０の長手軸に対して平行かつ、互いに対して平行に通っている。ハウジング１０の一実施形態では、ノーズ１３は、各ヘッダセクション１２の内側表面の周囲にわたって均等に間隔が開けられている。ハウジング１０の一実施形態では、各ヘッダセクション１２のノーズ１３の数は、１５から２５のレンジである。図１に示す実施形態では、各ヘッダセクション１２は、２０のノーズを備えている。ハウジング１０の一実施形態では、各ノーズ１３は、３ｍｍから４ｍｍ、たとえば、３．３ｍｍから３．７ｍｍのレンジの幅を有している。ハウジング１０の一実施形態では、各ノーズ１３は、１０ｍｍから１５ｍｍ、たとえば、１２ｍｍから１４ｍｍのレンジの長さを有している。ハウジング１０の一実施形態では、各ノーズ１３は、０．５ｍｍから１．０ｍｍ、たとえば、０．６ｍｍから０．８ｍｍのレンジの高さを有している。
【００１３】
ハウジング１０の一実施形態では、各ヘッダセクション１２は、カラー１４を備えている。カラー１４は、ヘッダセクション１２の直径よりも大である直径を有している。図１に示すように、カラー１４の上方リムは、ヘッダセクション１２の外側表面に対するギャップを規定しており、このカラー１４の上方リムは、ヘッダセクション１２の上方リムの下に位置している。ハウジング１０の一実施形態では、ヘッダセクション１２の外側表面とカラー１４の上方リムとの間のギャップは、０．５ｍｍから１．０ｍｍのレンジ、たとえば、０．６ｍｍから０．８ｍｍのレンジの幅を有している。ハウジング１０の一実施形態では、カラー１４の上方リムは平坦である。ハウジングの一実施形態では、カラー１４の上方リムは、１．５ｍｍから２．０ｍｍのレンジ、たとえば、１．６ｍｍから１．８ｍｍのレンジの壁の強度を有している。
【００１４】
ハウジング１０は、１つまたは２つの流体ポート１５を備えている。流体ポート（複数の場合もある）１５は、液体のための、それぞれ流入部または流出部の役割を果たす。
【００１５】
ハウジング１０は、透明であるか不透明な重合材料で構成されている。適切な重合材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ＰＥＴまたはＰＢＴなどのポリエステル、およびポリカーボネートが含まれる。一実施形態では、ハウジング１０は、ポリオレフィンで構成されている。適切なポリオレフィンの例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、およびシクロオレフィンコポリマ（ＣＯＣ）である。一実施形態では、ハウジング１０は、ポリプロピレンで構成されている。
【００１６】
拡散および／または濾過装置３０のためのエンドキャップ２０も提供されている。エンドキャップ２０は、エンドキャップ２０の長手軸に関して軸対称である内側表面を有し、かつ、漏斗状の形態を有している内側表面を有し、また、直径が増大する方向に、円筒または円錐台の形態を取る第１のセクションＩと、円環面の部分の形態を取る中間セクションＩＩと、円錐台の形態を取る第３のセクションＩＩＩとを備えている。
【００１７】
エンドキャップ２０は、エンドキャップ２０の中心に軸方向に配置された、液体のための、それぞれ流入部または流出部である流体ポート２５を備えている。エンドキャップ２０の一実施形態では、標準的な血液ラインコネクタにフィットする２条ネジ部が、流体ポート２５の周りに設けられている。エンドキャップ２０の口を始点に、流体ポート２５の内径は、エンドキャップの第１のセクションＩでは、一定であるか、線形的に増大する。次いで、第２のセクションＩＩでは、内側表面が水平方向に対して所定の角度αを含むまで、一定の曲率Ｒで徐々に幅広になる。直径は次いで、所定の直径Ｄに達するまで、第３のセクションＩＩＩで線形的に増大する。
【００１８】
一実施形態では、中間セクションＩＩの半径Ｒ、すなわち、曲率Ｒは、４ｍｍから１０ｍｍ、たとえば５ｍｍから９ｍｍ、特に６ｍｍから８ｍｍのレンジである。一実施形態では、流入部から中間セクションまでの第１のセクションＩのアパーチャは、０度から４度、たとえば１度から３度、特に１．５度から２．５度のレンジである。一実施形態では、角度αは、７度から１２度、すなわち、第３のセクションＩＩＩのアパーチャは、１５６度から１６６度のレンジである。直径Ｄは概して、２０ｍｍから６０ｍｍ、たとえば３０ｍｍから５０ｍｍのレンジである。
【００１９】
エンドキャップ２０は、５度から１０度のレンジの角度で傾斜している、周方向の平坦なシーリング面２１を備えている。エンドキャップ２０の一実施形態では、シーリング面２１は、１．５ｍｍから２．５ｍｍのレンジの幅を有している。
【００２０】
一実施形態では、エンドキャップ２０は、エンドキャップ２０の内側表面の環状部分にわたって均等に分布された複数のノーズ２２を備えている。環状部分は、シーリング面２１の外径よりも大である内径を有している。一実施形態では、ノーズ２２の数は、３０から５０、たとえば、３５から４５のレンジである。エンドキャップ２０の一実施形態では、各ノーズ２２の幅は、１．０ｍｍから２．０ｍｍ、たとえば、１．３ｍｍから１．７ｍｍのレンジである。エンドキャップ２０の一実施形態では、各ノーズ２２の高さは、０．２５ｍｍから０．７５ｍｍ、たとえば、０．４ｍｍから０．６ｍｍのレンジである。エンドキャップ２０の一実施形態では、隣接したノーズ２２間の距離は、１．５ｍｍから２．５ｍｍ、たとえば、１．８ｍｍから２．２ｍｍのレンジである。
【００２１】
エンドキャップ２０の一実施形態では、第３のセクションＩＩＩのゾーンのエンドキャップ２０の壁の強度は、エンドキャップ２０の外縁に向かって増大している。一実施形態では、セクションＩＩＩの内径における壁の強度に対する、セクションＩＩＩの外径における壁の強度の割合は、２：１から５：１、たとえば、２：１から３：１のレンジである。
【００２２】
エンドキャップ２０の一実施形態では、エンドキャップ２０の外側リム２３の幅は、１．５ｍｍから２．０ｍｍ、たとえば、１．６ｍｍから１．８ｍｍのレンジである。一実施形態では、エンドキャップ２０の外側リム２３は平坦であり、その平面は、エンドキャップ２０の長手軸に対して垂直である。
【００２３】
一実施形態では、エンドキャップ２０は、その上側でエンドキャップ２０の外周に沿って延びる環状平面２４を備えている。環状平面２４は、エンドキャップ２０の長手軸に対して垂直である。エンドキャップ２０の一実施形態では、環状平面２４の幅は、エンドキャップ２０の外側リム２３の幅に等しい。
【００２４】
エンドキャップ２０は、透明であるか不透明な重合材料で構成されている。適切な重合材料の例には、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ＰＥＴまたはＰＢＴなどのポリエステル、およびポリカーボネートが含まれる。一実施形態では、エンドキャップ２０は、ポリオレフィンで構成されている。適切なポリオレフィンの例は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、およびシクロオレフィンコポリマ（ＣＯＣ）である。一実施形態では、エンドキャップ２０は、ポリプロピレンで構成されている。
【００２５】
上述のハウジング１０およびエンドキャップ２０を備えた拡散および／または濾過装置３０も提供される。一実施形態では、拡散および／または濾過装置３０は、第１の端部および第２の端部を含む長手方向に延びる内部チャンバ３１を規定する、上述のようなハウジング１０を備えている。装置３０は、内部チャンバ３１内に配置され、内部チャンバ３１の第１の端部から内部チャンバ３１の第２の端部に長手方向に延びる、半透性の中空ファイバ膜の束３２をさらに備えている。中空ファイバ膜の各々は外側表面を有し、第１の端部および第２の端部は、内部チャンバ３１の第１の端部および第２の端部に対応している。内部チャンバ３１内の中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を支持し、それにより、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を、その第１の端部と第２の端部との間で中空ファイバ膜の外側表面からシールするように分離する、端壁手段３３を、本装置は特徴としている。上述のエンドキャップ２０は、ハウジング１０の口をシールしている。本装置は、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を支持する、端壁手段３３間の位置においてハウジング１０上に配置された１つまたは２つの流体ポート１５を備えている。流体ポート（複数の場合もある）１５は、液体のための、それぞれ流入部または流出部の役割を果たす。
【００２６】
拡散および／または濾過装置３０の一実施形態では、ハウジング１０の各ヘッダセクション１２の上方リムは、エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１と同じ角度で傾斜している。ハウジング１０のヘッダセクション１２の上方リムと、エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１とは、互いに接触し、第１の密封部を形成している。エンドキャップ２０の外側リム２３は、ハウジング１０に融合し、第２の密封部を提供している。図３に示す拡散および／または濾過装置３０の一実施形態では、エンドキャップ２０の外側リム２３は、ハウジング１０のカラー１４の上方リムに融合して、第２の密封部を提供している。
【００２７】
本開示は、拡散および／または濾過装置３０を製造するためのプロセスをも提供している。本プロセスは、
第１の端部および第２の端部を含む長手方向に延びる内部チャンバ３１を規定する、上述のハウジング１０を提供するステップａ）と、
束３２が、内部チャンバ３１の第１の端部から内部チャンバ３１の第２の端部に長手方向に延びるとともに、中空ファイバ膜の第１の端部と第２の端部とが、内部チャンバ３１の第１の端部と第２の端部とにそれぞれ対応するように、外側表面、第１の端部、および第２の端部を各々が有する半透性中空ファイバ膜の束３２を、ハウジング１０の内部チャンバ３１に導入する、ステップｂ）と、
ポッティング材料をハウジング１０のヘッダセクション１２内に導入し、このポッティング材料を硬化させることにより、内部チャンバ３１内の中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を支持し、それにより、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を、その第１の端部と第２の端部との間で中空ファイバ膜の外側表面からシールするように分離する、端壁手段３３を提供するステップｃ）と、
端壁手段３３をハウジング１０の長手軸に対して垂直に切り取ることにより、中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を開くステップｄ）と、
各ヘッダセクション１２に上述のエンドキャップ２０を提供するステップｅ）と、
各ヘッダセクション１２のリムの壁を周方向に角度を付けて、エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１の傾斜にマッチする角度で傾斜したヘッダセクション１２のリムを形成するステップｆ）と、
エンドキャップ２０で各ヘッダセクション１２を閉じ、それにより、ハウジング１０のヘッダセクション１２のリムと、エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１とを、互いに接触させて、第１の密封部を形成するステップｇ１）と、
各エンドキャップ２０をハウジング１０に融合させ、それにより、第２の密封部を提供するステップｇ２）と、
を含んでいる。
【００２８】
半透性中空ファイバ膜の束３２は、ハウジング１０の内部チャンバ３１内に導入される。各中空ファイバ膜は、外側表面、第１の端部、および第２の端部を有している。束３２がハウジング１０内に挿入された後に、束３２は、内部チャンバ３１の第１の端部から内部チャンバ３１の第２の端部に長手方向に延びる。中空ファイバ膜の第１の端部と第２の端部とは、内部チャンバ３１の第１の端部と第２の端部とにそれぞれ対応する。
【００２９】
ポッティング材料がファイバ内に浸透することを防止するために、後のポッティングステップの前に中空ファイバ膜の端部を閉じることは有利である。ファイバ端部は、たとえば溶融させるか、接着剤の手段により、当該技術で既知であるプロセスによって閉じることができる。本プロセスの一実施形態では、中空ファイバ膜の端部は、中空ファイバ膜の束３２がハウジング１０内に導入される前に閉じられる。
【００３０】
内部チャンバ３１内の中空ファイバ膜の第１の端部および第２の端部を支持する端壁手段３３は、中空ファイバ膜の端部をポリマでポッティングすることによって生成される。中空ファイバ膜のための適切なポッティング材料は、ポリウレタンである。例示的プロセスでは、ハウジング１０の端部が閉じられ、ポッティング材料、たとえばポリウレタンが、少なくとも１つの流体ポート１５を介してハウジング１０内に導入される。ポッティング材料は、遠心法、すなわち、拡散および／または濾過装置３０をその長手軸に対して垂直に、高速で回転させることにより、拡散および／または濾過装置３０のハウジング１０内に分布される。ポッティング材料は、硬化され、それにより、中空ファイバ膜の束３２の両方の端部で、端壁手段３３を形成する。
【００３１】
ポッティング材料は、硬化プロセスの間に収縮する。端壁手段３３の断面の収縮により、ハウジング１０のヘッダセクション１２に、中心に向いた引張力が生じる。ノーズ１３は、端壁手段３３とハウジング１０との間にさらなるロックを提供する。このロックにより、ハウジング１０の内壁から端壁手段３３が外れること、そしてひいては、漏洩が生じることが防止される。
【００３２】
中空ファイバ膜の端部は、次いで、端壁手段３３をハウジング１０の長手軸に対して垂直に切り取ることによって開かれる。ハウジング１０の端壁手段３３およびヘッダセクション１２の一部は、こうして除去され、ハウジング１０の長手軸に対して垂直な、平坦な切断面を形成する。
【００３３】
各ヘッダセクション１２のリムの壁は、次いで、周方向に角度が付けられ、エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１の傾斜にマッチする角度で傾斜したヘッダセクション１２のリムを形成する。角度が付けられたリムは、平滑であり、一様であり、また、周囲の平坦なシーリング面を示しもする。一実施形態では、回転ブレードが、各ヘッダセクション１２のリムに角度を付けるために使用される。ブレードは、ハウジング１０の長手軸周りで回転し、また、リムの所望の傾斜にマッチする、ハウジング１０の長手軸に対する角度を含んでいる。すなわち、ブレードは長手軸に対して８０度から８５度の角度を含んでいる。回転ブレードは、ヘッダセクション１２のリムに角度が付くまで、ハウジング１０の長手軸に沿って、ハウジング１０に向かって移動する。ハウジング１０は次いで、回転し、ハウジング１０の他方の端部のヘッダセクション１２のリムが同様に角度付けされる。ヘッダセクション１２の角度が付けられたリムを含む、本開示の拡散および／または濾過装置３０の設計の利点は、前のプロセスステップで生成された端壁手段３３の平坦な切断面を損なうことなく、かつ、端壁手段３３とハウジング１０との間に不連続性、すなわちステップを生成することなく、ヘッダセクション１２のリム上に、平滑かつ一様なシーリング面を形成することができることである。
【００３４】
角度を付けるステップの後に、エンドキャップ２０で各ヘッダセクション１２を閉じ、それにより、ハウジング１０のそれぞれのヘッダセクション１２のリムと、対応するエンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１とを、互いに接触させて、第１の密封部を形成する。エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１と、やはり周囲の平坦なシーリング面を示すハウジング１０のヘッダセクション１２のマッチするリムとを含み、両方のシーリング面が同じ角度で傾斜している、本開示の拡散および／または濾過装置３０の特定の設計により、シーリングリング、ガスケット、または支持リングなどの追加の要素に頼る必要なく、エンドキャップ２０とハウジング１０との間に液密なシールを提供することが可能になる。少ない構成要素を有することの利点に加え、追加の要素によって別様に必要とされる空間をここで利用することができる。すなわち、端壁手段３３の面のより大部分が流体にアクセス可能である。これにより、ヘッダセクション１２の中空ファイバ膜の束３２の直径を増大させることも可能になる。
【００３５】
各エンドキャップ２０は、次いでハウジング１０に融合され、それにより、第２の密封部を提供する。プロセスの一実施形態では、第２の密封部が、エンドキャップ２０の外側リム２３を、ハウジング１０の対応するカラー１４の上方リムに融合させることによって提供される。
【００３６】
プロセスの一実施形態では、最初にハウジング１０のヘッダセクション１２の一方がエンドキャップ２０でシールされ、次いで他方がシールされる。プロセスの別の実施形態では、両方のヘッダセクションがエンドキャップ２０で同時にシールされる。
【００３７】
プロセスの一実施形態では、接触力が、ヘッダセクション１２がエンドキャップ２０で閉じられた後に、エンドキャップ２０の上側に、ハウジング１０の長手軸の方向に印加され、それにより、エンドキャップ２０の周囲の平坦なシーリング面２１を、ハウジング１０の対応するヘッダセクション１２の上方リム上に押圧する。この接触力は、エンドキャップ２０がハウジング１０に融合されるまで維持される。一実施形態では、接触力は、その上側でエンドキャップ２０の外周に沿って延びる環状平面２４に印加される。環状平面２４は、エンドキャップ２０の長手軸に対して垂直である。一実施形態では、環状平面２４の幅は、エンドキャップ２０の外側リム２３の幅に等しく、エンドキャップ２０の外側リム２３と環状平面２４とは一致している。一実施形態では、接触力は、３，０００Ｎから５，０００Ｎ、たとえば、３，５００Ｎから４，５００Ｎのレンジである。
【００３８】
ノーズ１３と、ヘッダセクション１２の増大した壁の強度とにより、ヘッダセクション１２の剛性が増大し、これらを変形しにくくする。同様に、エンドキャップ２０の外径に向かう径方向にその壁の強度が増大するエンドキャップ２０のセクションＩＩＩのプロファイルと、シーリング面２１の外径に隣接して配置されたエンドキャップ２０のノーズ２２により、エンドキャップ２０の剛性が増大し、このエンドキャップ２０を変形しにくくする。結果として、エンドキャップ２０がハウジング１０のヘッダセクション１２上に配置される場合、エンドキャップ２０のシーリング面２１とヘッダセクション１２のリムとの間に、正確なフィットが達成され、こうして、液密なシールが提供される。さらに、接触力がエンドキャップ２０、特に環状平面２４に印加される場合、接触力は、エンドキャップ２０またはヘッダセクション１２の変形を生じず、これにより、エンドキャップ２０のシーリング面２１と、ヘッダセクション１２のリムとによって形成されたシールが弱められる。代わりに、印加された接触力は、エンドキャップ２０のシーリング面２１と、ハウジング１０のヘッダセクション１２のリムをともに押圧し、シールの接着強度を向上させる。
【００３９】
当該技術で既知である様々な技術は、エンドキャップ２０をハウジング１０に融合させるために使用することができる。適切な例には、レーザ溶接、超音波溶接、摩擦溶接、電子ビーム溶接、および溶剤溶接が含まれる。エンドキャップは、接着剤、たとえば、ポリウレタン接着剤でハウジングに接着することもできる。本プロセスの一実施形態では、エンドキャップ２０は、ホットプレート溶接を使用してハウジング１０に融合される。ホットプレートは、ともに融合される部分のすぐ近くにもってこられる。融合されるエンドキャップ２０とハウジング１０とのそれぞれの対応する部分を溶融するのに十分な時間の後に、ホットプレートは除去され、エンドキャップ２０とハウジング１０とが、溶融部分が硬化するまでともに押圧され、それにより、エンドキャップ２０とハウジング１０との間に密封部を形成する。ホットプレートの温度は、通常、２００から４００℃のレンジである。例示的プロセスは、それぞれ、２２０から２４０℃、または３３０から３８０℃のレンジの温度を使用する。結合される構成要素を部分的に溶融させるのに必要な時間は、使用される温度と、融合ラインからホットプレートまでの距離に応じる。ホットプレートの温度がより高く、また、ホットプレートが融合ラインにより近ければ、溶融させるために必要な時間は短くなる。プロセスの一実施形態では、ホットプレートの表面が溶融される部分に接触する。この実施形態では、ホットプレートのより低い温度が、溶融させるのに十分である。しかし、溶融した材料がホットプレートにくっつき、ホットプレートの表面に残留物が残るリスクが存在する。したがって、プロセスの別の実施形態では、ホットプレートの表面は、溶融される部分には接触しないが、その表面からのある距離を維持する。この距離は、通常、少なくとも０．１ｍｍであり、１０ｍｍの大きさとするか、さらに大きくさえすることができる。溶融プロセスに必要な時間を短く維持するために、この距離は概して、０．１ｍｍから１．０ｍｍのレンジである。ホットプレートの温度と融合ラインからのホットプレートの距離に応じて、ホットプレートの滞留時間は、概して、１秒から６０秒、たとえば、１秒から３０秒、または１秒から１５秒のレンジである。各部分が結合された後に、溶融部分の硬化に必要な時間は、概して、１０秒から６０秒、たとえば、１５秒から４５秒のレンジである。
【００４０】
プロセスの一実施形態では、エンドキャップ２０の外側リム２３と、ハウジング１０のカラー１４の上方リムは、ホットプレートを使用して結合される。一実施形態では、エンドキャップ２０の外側リム２３と、ハウジング１０のカラー１４の上方リムが、同じ幅および同じ外径を有している。すなわち、これらは一致している。また、ハウジング１０のカラー１４の上方リムは平坦であり、その平面は、ハウジング１０の長手軸に対して垂直である。このことは、両方の部分の表面が一様かつ均等に溶融し、２つの部分が互いに対して押圧される場合、欠陥のないジョイントが形成されることから、結合プロセスを大きく促進する。さらなる利点は、カラー１４が、ヘッダセクション１２の直径より大である直径を有し、カラー１４の上方リムとヘッダセクション１２の外側表面との間にギャップが存在することである。これにより、やはり、ヘッダセクション１２の外側表面を部分的に溶融することなく、カラー１４の上方リムを加熱および溶融することが可能になる。プロセスの特定の実施形態では、エンドキャップ２０の外側リム２３と、ハウジング１０のカラー１４の上方リムとは３４０から３６５℃のレンジの温度を有し、エンドキャップ２０の外側リム２３、およびカラー１４の上方リムからの、軸方向における、０．１ｍｍから０．３ｍｍのレンジの距離を有するホットプレートにより、５秒から１０秒のレンジの時間だけ加熱される。ホットプレートが除去され、エンドキャップ２０の外側リム２３と、ハウジング１０のカラー１４の上方リムとが、次いで、２０秒から３０秒のレンジの時間だけ、互いに対して押圧される。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ハウジング
１１  筒状中間セクション
１２  ヘッダセクション
１３  ノーズ
１４  カラー
１５  流体ポート
２０  エンドキャップ
２１  シーリング面
２２  ノーズ
２３  外側リム
２４  環状平面
２５  流体ポート
２６  ２条ネジ部
３０  拡散および／または濾過装置
３１  内部チャンバ
３２  中空ファイバ膜の束
３３  端壁手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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