(57)【要約】【課題】中空糸膜モジュールのヘッダーと筒状容器とをシェアジョイントで超音波溶着する際の摩擦を低減する。【解決手段】中空糸膜モジュール１は、中空糸膜束が収容される筒状容器２と、筒状容器２の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダー５と、中空糸膜束を筒状容器２の両端部で固定しているポッティング部４と、を有する。中空糸膜モジュール１の製造方法において、ヘッダー５又は筒状容器２の少なくとも一方のシェアジョイントの超音波溶着予定部をローレット形状に形成する工程と、ヘッダー５と筒状容器２をシェアジョイントで超音波溶着する工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空糸膜束が収容される筒状容器と、
前記筒状容器の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、
前記中空糸膜束を前記筒状容器の両端部で固定しているポッティング部と、を有する中空糸膜モジュールの製造方法であって、
前記ヘッダー又は前記筒状容器の少なくとも一方のシェアジョイントの超音波溶着予定部をローレット形状に形成する工程と、
前記ヘッダーと前記筒状容器をシェアジョイントで超音波溶着する工程と、を有する、中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項２】
前記ローレット形状の超音波溶着予定部の溶着開始端面は傾斜している、請求項１に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項３】
前記ローレット形状の超音波溶着予定部は、互いに平行な複数の溝を有し、
前記複数の溝は、超音波溶着時の前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に向けて形成され、モジュールの中心軸周りの周方向に並べて形成されている、請求項１又は２に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項４】
前記ヘッダーは、前記筒状容器側に突出するヘッダー突出部を有し、
前記筒状容器は、前記ヘッダー側に突出する容器突出部を有し、
少なくとも前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面が超音波溶着され、その超音波溶着予定部のローレット形状は、前記ヘッダー突出部の内周面又は前記容器突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されている、請求項１〜３のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項５】
前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面は、前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に沿った二箇所の領域で超音波溶着され、
前記二箇所の超音波溶着のうちの第１の超音波溶着予定部のローレット形状は、前記ヘッダー突出部の内周面に形成され、第２の超音波溶着予定部のローレット形状は、前記容器突出部の外周面に形成されている、請求項４に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記筒状容器は、前記容器突出部の外周側において、前記ヘッダー側に突出する他の容器突出部を有し、
前記ヘッダー突出部が前記容器突出部と前記他の容器突出部の間に挿入され、前記ヘッダー突出部の外周面と前記他の容器突出部の内周面が超音波溶着され、その超音波溶着予定部のローレット形状は、前記他の容器突出部の内周面又は前記ヘッダー突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されている、請求項４又は５に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
【請求項７】
中空糸膜モジュールであって、
中空糸膜束が収容される筒状容器と、
前記筒状容器の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、
前記中空糸膜束を前記筒状容器の両端部で固定しているポッティング部と、を有し、
前記ヘッダーと前記筒状容器は、シェアジョイントによる超音波溶着部を有し、
前記超音波溶着部は、前記ヘッダー又は前記筒状容器の少なくとも一方に形成されたローレット形状を溶着した構造を有する、中空糸膜モジュール。
【請求項８】
前記ヘッダーは、前記筒状容器側に突出するヘッダー突出部を有し、
前記筒状容器は、前記ヘッダー側に突出する容器突出部を有し、
少なくとも前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面が超音波溶着され、その超音波溶着部は、前記ヘッダー突出部の内周面又は前記容器突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されたローレット形状を溶着した構造を有する、請求項７に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項９】
前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面は、前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に沿った二箇所の領域で超音波溶着され、
前記二箇所の超音波溶着のうちの第１の超音波溶着部では前記ヘッダー突出部の内周面にローレット形状が形成され、第２の超音波溶着部では前記容器突出部の外周面にローレット形状が形成されている、請求項８に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項１０】
前記筒状容器は、前記容器突出部の外周側において、前記ヘッダー側に突出する他の容器突出部を有し、
前記ヘッダー突出部が前記容器突出部と前記他の容器突出部の間に挿入され、前記ヘッダー突出部の外周面と前記他の容器突出部の内周面が超音波溶着され、その超音波溶着部は、前記他の容器突出部の内周面又は前記ヘッダー突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されたローレット形状を溶着した構造を有する、請求項８又は９に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項１１】
中空糸膜モジュールであって、
中空糸膜束が収容される筒状容器と、
前記筒状容器の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、
前記中空糸膜束を前記筒状容器の両端部で固定しているポッティング部と、を有し、
前記ヘッダーと前記筒状容器は、シェアジョイントによる超音波溶着部を有し、
前記超音波溶着部は、モジュールの中心軸周りに形成され、
前記超音波溶着部の少なくともいずれかの横断面には、前記中心軸周りの周方向に沿って複数の孔が形成されている、中空糸膜モジュール。
【請求項１２】
前記ヘッダーは、前記筒状容器側に突出するヘッダー突出部を有し、
前記筒状容器は、前記ヘッダー側に突出する容器突出部を有し、
前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面が超音波溶着されており、その超音波溶着部の横断面に前記孔が形成されている、請求項１１に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項１３】
前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面は、前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に沿った二箇所の領域で超音波溶着され、その二箇所の超音波溶着部の横断面に前記孔が形成されている、請求項１２に記載の中空糸膜モジュール。
【請求項１４】
前記筒状容器は、前記容器突出部の外周側において、前記ヘッダー側に突出する他の容器突出部を有し、
前記ヘッダー突出部が前記容器突出部と前記他の容器突出部の間に挿入され、前記ヘッダー突出部の外周面と前記他の容器突出部の内周面が超音波溶着され、その超音波溶着部の横断面に前記孔が形成されている、請求項１２又は１３に記載の中空糸膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空糸膜モジュール及び中空糸膜モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液透析、血液透析濾過、血液濾過、血漿分離等の体外循環式の血液浄化処理や、腹水などの体腔液処理、製剤のウィルス除去処理等において、血液浄化器や成分分離器としての中空糸膜モジュールが用いられている。
【０００３】
上述の中空糸膜モジュールは、一般に、内部に中空糸膜束を収容し、側面に流体の出入口となる２つのポート（入口ポートと出口ポート）を有する筒状の筒状容器と、その筒状容器の両端に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、中空糸膜束を筒状容器の両端部で固定しているポッティング部を有している。ヘッダーの流体の出入口は、各中空糸膜の内側領域に連通し、筒状容器の側面のポートは、各中空糸膜の外側領域に連通している。例えば中空糸膜モジュールを用いた血液透析では、血液を一方のヘッダーから流入させ、中空糸膜の内側領域を通過させ、他方のヘッダーから流出させるとともに、透析液を筒状容器の側面の一方のポートから流入させ、他方のポートから流出させて、血液中の不要物質を中空糸膜を通じて透析液側に分離している。
【０００４】
ところで、上述中空糸膜モジュールの製造工程において、上述のヘッダーが筒状容器の端部に対しその筒状容器の端部の外側を覆うように嵌め込まれ、筒状容器の端部に対し超音波溶着により溶着されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】国際公開第２００３/１４６６６３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ヘッダーと筒状容器の超音波溶着部の気密性を向上し、中空糸膜モジュールの耐圧強度を向上するため、ヘッダーを筒状容器に対し押し込みながら、シェアジョイントでヘッダーと筒状容器を超音波溶着することを考えている。シェアジョイントの超音波溶着では、ヘッダーと筒状容器を互いにせん断力が作用するように接触させて溶着する。
【０００７】
そして、さらに、ポッティング部の外周部の端面をヘッダーの内周面に当接させて、ヘッダー内部の液体がヘッダーと筒状容器の超音波溶着部（嵌合部）を通じて漏れることを抑制することを考えている。
【０００８】
しかし、この場合、ヘッダーを筒状容器に対し所望の距離分押し込んで超音波溶着を終えるタイミングと、ポッティング部の外周部の端面がヘッダーの内周面に当接するタイミングをおよそ揃える必要がある。しかしながら、ヘッダーや筒状容器には寸法誤差があるため、例えばヘッダーの内径が大きすぎたり、筒所容器の径が小さすぎたりした場合は、ヘッダーを押し込んでいく際の抵抗が小さくなり、ヘッダーを押し込み過ぎてポッティング部が強い力でヘッダーの内周面に当接し、ポッティングが破損する恐れがある。
【０００９】
本願はかかる点に鑑みてなされたものであり、中空糸膜モジュールのヘッダーと筒状容器とをシェアジョイントで超音波溶着し、さらにポッティング部の外周部の端面をヘッダーの内周面に当接させる際のポッティング部の破損を防止することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、鋭意検討した結果、ヘッダー又は筒状容器の少なくとも一方のシェアジョイントの超音波溶着予定部をローレット形状に形成すること等により、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は以下の態様を含む。
（１）中空糸膜束が収容される筒状容器と、前記筒状容器の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、前記中空糸膜束を前記筒状容器の両端部で固定しているポッティング部と、を有する中空糸膜モジュールの製造方法であって、前記ヘッダー又は前記筒状容器の少なくとも一方のシェアジョイントの超音波溶着予定部をローレット形状に形成する工程と、前記ヘッダーと前記筒状容器をシェアジョイントで超音波溶着する工程と、を有する、中空糸膜モジュールの製造方法。
（２）前記ローレット形状の超音波溶着予定部の溶着開始端面は傾斜している、（１）に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（３）前記ローレット形状の超音波溶着予定部は、互いに平行な複数の溝を有し、前記複数の溝は、超音波溶着時の前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に向けて形成され、モジュールの中心軸周りの周方向に並べて形成されている、（１）又は（２）に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（４）前記ヘッダーは、前記筒状容器側に突出するヘッダー突出部を有し、前記筒状容器は、前記ヘッダー側に突出する容器突出部を有し、少なくとも前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面が超音波溶着され、その超音波溶着予定部のローレット形状は、前記ヘッダー突出部の内周面又は前記容器突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されている、（１）〜（３）のいずれかに記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（５）前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面は、前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に沿った二箇所の領域で超音波溶着され、前記二箇所の超音波溶着のうちの第１の超音波溶着予定部のローレット形状は、前記ヘッダー突出部の内周面に形成され、第２の超音波溶着予定部のローレット形状は、前記容器突出部の外周面に形成されている、（４）に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（６）前記筒状容器は、前記容器突出部の外周側において、前記ヘッダー側に突出する他の容器突出部を有し、前記ヘッダー突出部が前記容器突出部と前記他の容器突出部の間に挿入され、前記ヘッダー突出部の外周面と前記他の容器突出部の内周面が超音波溶着され、その超音波溶着予定部のローレット形状は、前記他の容器突出部の内周面又は前記ヘッダー突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されている、（４）又は（５）に記載の中空糸膜モジュールの製造方法。
（７）中空糸膜モジュールであって、中空糸膜束が収容される筒状容器と、前記筒状容器の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、前記中空糸膜束を前記筒状容器の両端部で固定しているポッティング部と、を有し、前記ヘッダーと前記筒状容器は、シェアジョイントによる超音波溶着部を有し、前記超音波溶着部は、前記ヘッダー又は前記筒状容器の少なくとも一方に形成されたローレット形状を溶着した構造を有する、中空糸膜モジュール。
（８）前記ヘッダーは、前記筒状容器側に突出するヘッダー突出部を有し、前記筒状容器は、前記ヘッダー側に突出する容器突出部を有し、少なくとも前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面が超音波溶着され、その超音波溶着部は、前記ヘッダー突出部の内周面又は前記容器突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されたローレット形状を溶着した構造を有する、（７）に記載の中空糸膜モジュール。
（９）前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面は、前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に沿った二箇所の領域で超音波溶着され、前記二箇所の超音波溶着のうちの第１の超音波溶着部では前記ヘッダー突出部の内周面にローレット形状が形成され、第２の超音波溶着部では前記容器突出部の外周面にローレット形状が形成されている、（８）に記載の中空糸膜モジュール。
（１０）前記筒状容器は、前記容器突出部の外周側において、前記ヘッダー側に突出する他の容器突出部を有し、前記ヘッダー突出部が前記容器突出部と前記他の容器突出部の間に挿入され、前記ヘッダー突出部の外周面と前記他の容器突出部の内周面が超音波溶着され、その超音波溶着部は、前記他の容器突出部の内周面又は前記ヘッダー突出部の外周面の少なくともいずれかに形成されたローレット形状を溶着した構造を有する、（８）又は（９）に記載の中空糸膜モジュール。
（１１）中空糸膜モジュールであって、中空糸膜束が収容される筒状容器と、前記筒状容器の両端部に設けられ、流体の出入口を有するヘッダーと、前記中空糸膜束を前記筒状容器の両端部で固定しているポッティング部と、を有し、前記ヘッダーと前記筒状容器は、シェアジョイントによる超音波溶着部を有し、前記超音波溶着部は、モジュールの中心軸周りに形成され、前記超音波溶着部の少なくともいずれかの横断面には、前記中心軸周りの周方向に沿って複数の孔が形成されている、中空糸膜モジュール。
（１２）前記ヘッダーは、前記筒状容器側に突出するヘッダー突出部を有し、前記筒状容器は、前記ヘッダー側に突出する容器突出部を有し、前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面が超音波溶着されており、その超音波溶着部の横断面に前記孔が形成されている、（１１）に記載の中空糸膜モジュール。
（１３）前記ヘッダー突出部の内周面と前記容器突出部の外周面は、前記ヘッダーと前記筒状容器の押し込み方向に沿った二箇所の領域で超音波溶着され、その二箇所の超音波溶着部の横断面に前記孔が形成されている、（１２）に記載の中空糸膜モジュール。
（１４）前記筒状容器は、前記容器突出部の外周側において、前記ヘッダー側に突出する他の容器突出部を有し、前記ヘッダー突出部が前記容器突出部と前記他の容器突出部の間に挿入され、前記ヘッダー突出部の外周面と前記他の容器突出部の内周面が超音波溶着され、その超音波溶着部の横断面に前記孔が形成されている、（１２）又は（１３）に記載の中空糸膜モジュール。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、中空糸膜モジュールのヘッダーと筒状容器とをシェアジョイントで超音波溶着する際の摩擦を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】中空糸膜モジュールの構成の一例を示す縦断面の模式図である。
【図２】ヘッダーと筒状容器の溶着部分の一例を示す拡大断面図である。
【図３】ヘッダーと筒状容器の第１の溶着部のＡ−Ａ断面図である。
【図４】ヘッダーと筒状容器の第２の溶着部と第３の溶着部のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】ヘッダーと筒状容器の構成の概略を示す拡大断面図である。
【図６】ヘッダーの下面図である。
【図７】ローレット形状を説明するための説明図である。
【図８】ローレット形状の溶着予定部と被溶着部分との関係を示す模式図である。
【図９】筒状容器の上面図である。
【図１０】超音波溶着時のヘッダーと筒状容器の様子を示す拡大断面図である。
【図１１】ヘッダーと筒状容器の溶着部分を説明するための説明図である。
【図１２】溶着開始面が傾斜したローレット形状を説明するための説明図である。
【図１３】ヘッダーと筒状容器の溶着部分の他の例を示す拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施の形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はこの実施の形態に限定されるものではない。
【００１５】
＜中空糸膜モジュールの構成＞
先ず、本実施の形態にかかる中空糸膜モジュールの構成について説明する。図１は、中空糸膜モジュール１の構成の一例を示す断面模式図である。
【００１６】
中空糸膜モジュール１は、筒状容器２と、中空糸膜束３と、ポッティング部４と、ヘッダー５などを備えている。
【００１７】
筒状容器２は、円筒状に形成され、長手方向（円筒の中心軸Ｐ方向）の両端部２ａが開口している。筒状容器２の内部には、中空糸膜束３が収容されている。筒状容器２の側面には、流体の出入口となる例えば２つのポート１０が形成されている。
【００１８】
中空糸膜束３は、多数本の中空糸膜をまとめた束であり、筒状容器２内に長手方向に沿って収容されている。中空糸膜束３は、分離膜として機能し、各中空糸膜の内側領域と外側領域との間で分離対象である流体の成分を分離できる。
【００１９】
ポッティング部４は、ポッティング樹脂により構成され、筒状容器２の両端部２ａの内側において中空糸膜束３の両端部３ａを包埋すると共に、中空糸膜束３を筒状容器２の両端部２ａに固定している。ポッティング部４は、外周部がポッティング樹脂のみによって構成された部分４ａとなり、その内側が、中空糸膜束３の中空糸膜同士の隙間にポッティング樹脂が入り込んだ部分４ｂとなる。ポッティング樹脂としては、例えばポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などが挙げられるが、特にこれらに限定するものではない。
【００２０】
ヘッダー５は、筒状容器２の両端部２ａに設けられ、その両端部２ａの開口に蓋材として設けられている。ヘッダー５は、中心軸Ｐ上に設けられた流体の出入口となる管状のノズル部２０と、ノズル部２０から径方向に広がる板状の天面部２１と、天面部２１の外周縁から筒状容器２側に向けて突出する側壁部としてのヘッダー突出部２２を有している。
【００２１】
ノズル部２０は、外部チューブを接続するためのネジ構造を有している。図１及び図２に示すように天面部２１は、中空糸膜束３の端部３ａに対面し、ノズル部２０から筒状容器２の端部２ａに向かって次第に径が大きくなる内面２１ａを有している。ヘッダー５の内面２１ａと中空糸膜束３の端部３ａとの間には、ノズル部２０から流入する流体、或いはノズル部２０から流出する流体が通る空間２３が形成されている。
【００２２】
＜ヘッダー突出部＞
ヘッダー突出部２２は、中心軸Ｐを軸心とする円筒形状を有している。ヘッダー突出部２２は、例えば図２に示すように基部３０と先端部３１を天面部２１から筒状容器２側に向けてこの順で備えている。基部３０及び先端部３１は、互いに径方向の厚みが異なり、先端部３１の方が基部３０よりも厚みが薄い。
【００２３】
基部３０は、天面部２１から連続する部分である。基部３０の内周面３０ａと天面部２１の内面２１ａとの間には、中心軸Ｐに対し垂直の環状の平坦面（段部）４０が形成されている。
【００２４】
先端部３１は、基部３０から連続する部分である。先端部３１の外周面３１ｂと基部３０の外周面３０ｂとの間には、中心軸Ｐに対し垂直の環状の平坦面４１が形成されている。
【００２５】
＜筒状容器（内側突出部／外側突出部）＞
筒状容器２の端部２ａは、いわゆる二股構造を有している。端部２ａは、ヘッダー５側に２重に円筒状に突出する容器突出部としての内側突出部５０と他の容器突出部としての外側突出部５１とを有している。内側突出部５０と外側突出部５１は、それぞれが中心軸Ｐを軸心とする円筒形状を有し、同心円状に配置されている。内側突出部５０は、外側突出部５１よりも長く、ヘッダー５側（中心軸Ｐ方向外側）に突出している。内側突出部５０の内周面５０ａは、筒状容器２の内周面の一部を構成している。
【００２６】
＜ヘッダーと筒状容器の接合構造＞
図２に示すようにヘッダー５と筒状容器２は、ヘッダー突出部２２が筒状容器２の内側突出部５０と外側突出部５１の間に挿入された状態で、例えば三箇所で超音波溶着されている。ヘッダー５と筒状容器２は、シェアジョイントによる３つの超音波溶着部６０、６１、６２を有している。
【００２７】
第１の溶着部６０は、筒状容器２の内側突出部５０の先端部付近の外周面５０ｂとヘッダー突出部２２の基部３０の内周面３０aとの間に中心軸Ｐ周りに環状に形成されている。第２の溶着部６１は、筒状容器２の内側突出部５０の外周面５０ｂとヘッダー突出部２２の先端部３１の内周面３１aとの間に中心軸Ｐ周りに環状に形成されている。第３の溶着部６２は、筒状容器２の外側突出部５１の内周面５１aとヘッダー突出部２２の先端部３１の外周面３１ｂとの間に中心軸Ｐ周りに環状に形成されている。
【００２８】
各溶着部６０〜６２は、ヘッダー５側又は筒状容器２側の少なくとも一方に形成されたローレット形状を溶着した構造を有している。この溶着方法は後述する。この結果、各溶着部６０〜６２の中心軸Ｐ方向の少なくとも一部の横断面には、中心軸Ｐ周りの周方向に沿って複数の孔が形成されている。
【００２９】
例えば図３に示すように第１の溶着部６０の少なくとも下部の横断面（Ａ−Ａ断面）には、中心軸Ｐ周りに沿って複数の孔７０が断続的に形成されている。なお、この孔７０は、溶着前のローレット形状の溝の一部が残存したものであり、形状や大きさ、位置は不規則であってもよい。また、横断面だけでなく、第１の溶着部６０を下から見た（第１の溶着部６０と第２の溶着部６１の間の隙間から見た）露出面に、孔７０が中心軸Ｐ周りに断続的に表れていてもよい。
【００３０】
同様に、図４に示すように第２の溶着部６１及び第３の溶着部６２の少なくとも上部の横断面（Ｂ−Ｂ断面）には、中心軸Ｐ周りに断続的に孔８０、９０が形成されている。なお、孔８０、９０は、溶着前のローレット形状の溝の一部が残存したものであり、形状や大きさ、位置は不規則であってもよい。また、横断面だけでなく、第２の溶着部６１及び第３の溶着部６２を上から見た露出面に、孔８０、９０が中心軸Ｐ周りに断続的に表れていてもよい。
【００３１】
＜ポッティング部の配置＞
図２に示すようにポッティング部４の端面には、ポッティング部の両端部を径方向に切断して形成されたポッティング部切断面４Ｓが形成されている。ポッティング部４は、筒状容器２の内側突出部５０よりも中心軸Ｐ方向の外側（ヘッダー５側）に突出している。ポッティング部切断面４Ｓは、ヘッダー５の内面の平坦面４０に対して、所定の圧力が付与された状態で当接している。
【００３２】
筒状容器２及びヘッダー５の原材料としては、特に限定されるものではなく各種の熱可塑性樹脂から選択される。例えば、結晶性樹脂ではエチレンとα―オレフィンとの共重合体や、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレンといったポリエチレン系樹脂や、プロピレン単体の重合体、プロピレンとエチレンとの共重合体あるいはプロピレンとエチレンと他のα―オレフィンとの共重合体といった、ポリプロピレン系樹脂が挙げられる。一方で非晶性樹脂では、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスチレン、スチレン‐ブタジエン共重合体（ＳＢＳ）、アクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン共重合体（ＡＢＳ）等の樹脂が挙げられ、これらは単体で用いられても良くあるいは混合物として利用しても良い。本実施形態における好適な樹脂は、上記の中でもポリプロピレン系樹脂であり、中でもプロピレンとエチレンのランダム共重合体が剛性と耐熱性の観点で好ましく、エチレン含量が１〜８質量％に調整されたプロピレンとエチレンのランダム共重合体がより好ましい。
【００３３】
＜中空糸膜モジュールの製造方法＞
先ず、ヘッダー５と筒状容器２のシェアジョイントの超音波溶着予定部がローレット形状に形成される。例えば図５及び図６に示すように、第１の溶着部６０となるヘッダー突出部２２の基部３０の内周面３０ａに、円環状の第１のローレット形状１００が形成される。ローレット形状１００は、例えば基部３０の内周面３０aの最上部に形成される。第１のローレット形状１００は、図７に示すように例えば上下方向に延びる溝（山）が周方向に並んだ平目を有する。例えば図８に示すように第１のローレット形状１００の厚みＤは、例えば第１のローレット形状１００の三角部分の半分以上が、シェアジョイントの超音波溶着時に筒状容器２の内側突出部５０（被溶着部）に当たるように設定されている。これにより、第１のローレット形状１００の溶融部分が自身のローレットの溝Ｅを埋めることができる。
【００３４】
図５及び図９に示すように第２の溶着部６１となる筒状容器２の内側突出部５０の外周面５０ｂに、円環状の第２のローレット形状１０１が形成される。第２のローレット形状１０１は、例えば内側突出部５０の外周面５０ｂの最下部に形成される。第２のローレット形状１０１は、上下方向に延びる溝（山）が周方向に並んだ平目を有する。図８に示すように第２のローレット形状１０１の厚みＤは、ローレット形状１０１の三角部分の半分以上が、シェアジョイントの超音波溶着時にヘッダー突出部２２の先端部３１に当たるように設定されている。これにより、第２のローレット形状１０１の溶融部分が自身のローレットの溝Ｅを埋めることができる。
【００３５】
図５及び図９に示すように第３の溶着部６２となる筒状容器２の外側突出部５１の内周面５１aに、円環状の第３のローレット形状１０２が形成される。第３のローレット形状１０２は、上下方向に延びる溝（山）が周方向に並んだ平目を有する。第３のローレット形状１０２は、第２のローレット形状１０１よりもわずかに上（ヘッダー５側）の位置に形成されている。図８に示すように第３のローレット形状１０２の厚みＤは、ローレット形状１０２の三角部分の半分以上が、シェアジョイントによりヘッダー突出部２２の先端部３１に当たるように設定されている。これにより、第３のローレット形状１０２の溶融部分が自身のローレットの溝Ｅを埋めることができる。
【００３６】
次に、最終的に必要な長さよりも長い中空糸膜束３が用意され、筒状容器２内に収容される。次に筒状容器２内にポッティング部４が形成される。このポッティング部４は、中空糸膜束３の両端部３ａを包埋しつつ中空糸膜束３を筒状容器２の内周面５０ａに固定する。次に、ポッティング部４（中空糸膜束３の両端部３ａ）の不要部分が、中心軸Ｐに対し垂直の断面で切断されて、ポッティング部切断面４Ｓが形成される。
【００３７】
次に、ヘッダー５が筒状容器２に超音波溶着される。例えば図１０に示すようにヘッダー５のヘッダー突出部２２が筒状容器２の内側突出部５０と外側突出部５１の間に挿入され、超音波ホーン１１０がヘッダー５の天面部２１に上から押し当てられ、超音波ホーン１１０から超音波振動が付与された状態で、ヘッダー５が筒状容器２側に押し込まれる。
【００３８】
先ずヘッダー突出部２２の先端部３１の外周面３１ｂ側が、外側突出部５１の内周面５１aの第３のローレット形状１０２に当たり、溶着しながら、シェアジョイントによる第３の溶着部６２を形成する。このとき、第３のローレット形状１０２の少なくとも上部（溶着開始部）には、ローレットの溝跡が残り、図４に示したように中心軸Ｐ周りに孔９０が形成される。
【００３９】
次に図１０に示すヘッダー突出部２２の先端部３１の内周面３１a側が、内側突出部５０の外周面５０ｂの第２のローレット形状１０１に当たり、溶着しながら、シェアジョイントによる第２の溶着部６１を形成する。このとき、第２のローレット形状１０１の少なくとも上部（溶着開始部）には、ローレットの溝跡が残り、図４に示したように中心軸Ｐ周りに孔８０が形成される。
【００４０】
次に図１０に示した筒状容器２の内側突出部５０の外周面５０ｂが、ヘッダー突出部２２の基部３０の内周面３０aの第１のローレット形状１００に当たり、溶着しながら、シェアジョイントによる第１の溶着部６０を形成する。このとき、第１のローレット形状１００の少なくとも下部（溶着開始部）では、ローレットの溝跡が残り、図３に示したように中心軸Ｐ周りに孔７０が形成される。
【００４１】
こうして、図１１に示したヘッダー５側と筒状容器２側の重なる部分Ａ、Ｂ、Ｃとその周囲に図２に示す溶着部６０〜６２が形成される。そして、溶着終了時には、ポッティング部切断面４Ｓとヘッダー５の内面の平坦面４０とが当接する。こうしてヘッダー５と筒状容器２が三箇所で溶着され、図１に示す中空糸膜モジュール１が完成する。
【００４２】
本実施の形態によれば、ヘッダー５又は筒状容器２の少なくとも一方のシェアジョイントの超音波溶着予定部をローレット形状に形成しているので、シェアジョイントで超音波溶着する際の接触体積（面積）が減り、摩擦を低減することができる。この結果、ヘッダー５が筒状容器２に対し所望の位置まで押し込まれるので、超音波溶着が所望の範囲に適切に行われ、中空糸膜モジュール１の耐圧性が確保される。
【００４３】
ローレット形状の超音波予定部が、互いに平行な複数の溝Ｅを有し、複数の溝Ｅは、超音波溶着時のヘッダー５と筒状容器２の押し込み方向に向けて形成され、モジュールの中心軸Ｐ周りの周方向に並べて形成されているので、超音波溶着時の押し込みを低摩擦でスムーズに行うことができる。
【００４４】
超音波溶着予定部のローレット形状は、ヘッダー突出部２２の基部３０の内周面３０aに形成されているので、ヘッダー５と筒状容器２のはめ合い部分の最上流部の超音波溶着が適正に行われ、中空糸膜モジュール１の耐圧性が向上する。
【００４５】
ヘッダー突出部２２の内周面３０aと内側突出部５０の外周面５０ｂが２か所で超音波溶着され、第１の溶着部６０のローレット形状が、ヘッダー突出部２２の内周面３０aに形成され、第２の溶着部６１のローレット形状が、内側突出部５０の外周面５０ｂに形成されているので、ヘッダー突出部２２の内周面３０aと内側突出部５０の外周面５０ｂの間の気密性を向上できる。
【００４６】
筒状容器２は、ヘッダー５側に突出する外側突出部５１を有し、ヘッダー突出部２２の外周面３０ｂと外側突出部５１の内周面５１ａが超音波溶着され、その超音波溶着予定部のローレット形状は、外側突出部５１の内周面５１ａに形成されている。このため、ヘッダー突出部２２の外側においても適正にヘッダー５と筒状容器２が超音波溶着され、ヘッダー５と筒状容器２との間の気密性を向上できる。
【００４７】
上記実施の形態において、図１２に示すようにローレット形状の溶着開始端面が傾斜していてもよい。例えば第１の溶着部６０のローレット形状１００の溶着開始端面となる下端面１００ａが、中心軸Ｐ側が上がった傾斜面になっていてもよい。また第２の溶着部６１のローレット形状１０１の溶着開始端面となった上端面は、中心軸Ｐと反対の外側が下がった傾斜面となっていてもよい。さらに第３の溶着部６２のローレット形状１０２の溶着開始端面となる上端面は、中心軸Ｐ側が下がった傾斜面になっていてもよい。かかる例によれば、溶着開始時の溶着部の衝撃や抵抗が低減され、円滑な溶着が行われる。
【００４８】
以上の実施の形態において、第１の溶着部６０のローレット形状１００がヘッダー突出部２２に形成され、第２の溶着部６１のローレット形状１０１が筒状容器２の内側突出部５０に形成され、第３の溶着部６２のローレット形状１０２が筒状容器２の外側突出部５１に形成されていたが、図１３に示すようにそれぞれ反対側に形成されていてもよい。例えば第１のローレット形状１００は、筒状容器２の内側突出部５０の外周面５０ｂに形成されていてもよいし、第２のローレット形状１０１は、ヘッダー突出部２２の内周面３１aに形成されていてもよい。また第３のローレット形状１０２は、ヘッダー突出部２２の外周面３１ｂに形成されていてもよい。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５０】
例えば以上の実施の形態において、三箇所の総ての溶着部６０〜６２にローレット形状を採用していたが、１箇所だけであっても二箇所だけであってもよい。また、その際どの溶着部６０〜６２にローレット形状を採用してもよい。さらに、超音波溶着部は上述のような所定の位置に三箇所形成されているが、溶着部の数や位置は任意に選択できる。また、上記溶着部やローレット形状が環状に形成されていたが、中心軸Ｐ周りの一部にのみ形成されていてもよい。さらに、ローレット形状は、溶着部のヘッダー５又は筒状容器２のいずれかに形成されていたが、ヘッダー５及び筒状容器２の両方に形成されていてもよい。
【００５１】
また以上の実施の形態においてローレット形状が平目であったが、他の模様のローレット形状、例えばアヤ目であってもよい。中空糸膜モジュール１のヘッダー又は筒状容器の少なくとも一方に形成されたローレット形状を溶着した構造は、孔７０、８０、９０だけでなく、ローレット形状を溶着した形跡であれば特に限定されるものではない。
【００５２】
ヘッダー５のヘッダー突出部２２の構造や、筒状容器２の内側突出部５０と外側突出部５１の構造はこれに限られない。例えばヘッダー５のヘッダー突出部２２や、筒状容器２の内側突出部５０と外側突出部５１は、中空糸膜モジュール１の全周に亘り環状に形成されていたが、中空糸膜モジュール１の周方向の複数個所に断続的に形成されていてもよし、一部にのみ形成されていてもよい。また、筒状容器２、ヘッダー５の全体構造もこれに限られない。中空糸膜モジュール１の用途は、血液などの液体処理に限られず、気体の処理であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、中空糸膜モジュールのヘッダーと筒状容器とをシェアジョイントで超音波溶着する際の摩擦を低減する際に有用である。
【符号の説明】
【００５４】
１  中空糸膜モジュール
２  筒状容器
３  中空糸膜束
４  ポッティング部
５  ヘッダー
２２  ヘッダー突出部
５０  内側突出部
５１  外側突出部
６０  第１の溶着部
６１  第２の溶着部
６２  第３の溶着部
１００  第１のローレット形状
１０１  第２のローレット形状
１０２  第３のローレット形状
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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