(57)【要約】【課題】  緩衝板と中空糸束との固着を防止して中空糸膜の損傷を回避することにより、製品として必要な気密性を保持することができ、製品の歩留まりを向上させることができる中空糸型モジュールを提供する。【解決手段】  ケーシング２内に装填された中空糸束５の両端部を樹脂組成物１０で封止してケーシング２内を被処理液が通る被処理液空間と処理液が通る処理液空間とに区画し、ケーシング２の両端近傍に処理液の流入口１３または流出口１４となる接続ポート１５を設けた中空糸型モジュールであって、接続ポート１５の延出端側ポート口３１は円形であり、基端側ポート口３２はケーシング２の長手方向に潰れた非真円とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケース内に装填された中空糸束の両端部を樹脂組成物で封止してケース内を被処理液が通る被処理液空間と処理液が通る処理液空間とに区画し、上記ケースの両端に被処理液の供給口または排出口となる接続口を設けて前記被処理液空間と連通し、ケースの両端近傍に処理液の流入口または流出口となる接続ポートを設けて前記処理液空間と連通し、接続ポートと中空糸束との間に緩衝板を設けた中空糸型モジュールにおいて、
上記接続ポートの延出端側ポート口は円形であり、基端側ポート口はケースの長手方向に潰れた非真円であることを特徴とする中空糸型モジュール。
【請求項２】
前記接続ポートの基端側ポート口の流路と延出端側ポート口の流路の面積比が１：１．２〜５．０であることを特徴とする請求項１に記載の中空糸型モジュール。
【請求項３】
前記接続ポートの延出端側ポート口の流路中心と基端側ポート口の流路中心とが同一線上にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空糸型モジュール。
【請求項４】
前記基端側ポート口の先方を緩衝板が覆っており、該ポート側から前記樹脂組成物側に向けて延設した緩衝板は、その先端部が樹脂液の這い上がりレベルと干渉しない長さに設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の中空糸型モジュール。
【請求項５】
前記筒型ケーシング内の中空糸の充填率が４０〜８０％であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の中空糸型モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液浄化等に使用する中空糸型モジュールに係り、特に処理液の流入口または流出口となる接続ポートの構造を改良した中空糸型モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
中空糸型モジュールは、筒型ケーシング内に中空糸束を充填すると共に、この中空糸束の両端を樹脂組成物でケーシング内面に固定し、ケーシングの両端に被処理液の供給口または排出口を備えるキャップ部材をそれぞれ装着し、ケーシングの外周部両端近傍に処理液の流入口及び流出口となる接続ポートを設け、上記供給口から被処理液を供給して各中空糸膜の内部を通過する際にその外側の処理液により浄化処理を行う装置である。
【０００３】
この中空糸束の両端部を樹脂組成物で固定する工程はポッティング工程といい、例えば、中空糸束を装填したケーシングの両端開口にキャップを被せて閉塞し、この状態でケーシング内に、当該ケーシングの外周部両端近傍に突設した処理液の流入口及び流出口からポリウレタンなどの樹脂液を注入し、この樹脂液を遠心力によりケーシングの端部に流動させて硬化させ、その後、キャップを外して不要部分を切除することにより中空糸束の端部をケーシング内の端部に固定するとともに中空糸膜の両端を開口している。
【０００４】
また、図４に示すように、ケーシング５２内の上記処理液の流入口または流出口となる接続ポート５３に対応する位置（出口の先方）には、これら流入口及び流出口の開口と糸束との間に緩衝板（バッフル板）５４を設け、中空糸型モジュール５１の使用時に流入する処理液をバッフル板５４に当てて分散することにより中空糸膜の破損を防止し、また、中空糸型モジュール５１の製造時には注入される樹脂液をバッフル板５４により案内する。このバッフル板５４は、基端部がケーシング５２の内周面に固定されるとともに、先端部がケーシング５２の開口端部に向けて延出された舌片状の部材として形成されている。なお、図４において、５５は樹脂組成物（ポッティング部）、５６は中空糸束である。
【０００５】
特許文献１には、ハウジングの内側でかつ該ハウジング内面から離れた位置で該側部開口に面して該ハウジングの長手方向の中心側から該ハウジング端部方向へ向かって立設されたリブを有し、該リブのリブ頂部近傍の中空糸膜側面と該中空糸膜とが接触しないように、該リブ頂部近傍の中空糸膜側面とその周辺の中空糸膜との間に空間を設けることができる形状とすることを要旨とする発明が提案されている。この発明は、ハウジング端部側面に設けられた開口部よりポッティング剤を注入し、隔壁を形成する際、隔壁形成部以外の中空糸膜に、ポッティング剤が接触、付着し、ハウジングに隔壁形成部以外の中空糸膜が接着してしまうことを防止し、中空糸膜の折損等によるリークを防止するものである。
【０００６】
また、特許文献２には、側面に垂直方向に透析液入口ノズル及び透析液出口ノズルが設けられた円筒状容器に中空糸膜束が挿入されてなる中空糸膜型の血液透析器において、少なくとも透析液入口ノズルが、透析液入口ノズルの奥に堰を設けず、ノズル内側端における流路断面積がノズル外側端のそれより小さく絞られており、且つノズル内側端における流路中心がノズル外側端における流路中心よりも透析液流上流側に偏心していることを要旨とする発明が提案されている。この発明は、透析液の流入の仕方を最大限に効率の良い状態とし、以って透析効率の向上を図るものである。
なお、特許文献１及び特許文献２において、リブや堰が上記バッフル板に相当する。
【特許文献１】特開２０００−４２１００号公報
【特許文献２】特許第３１８６１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の中空糸型モジュールでは、図４に示したように、中空糸型モジュール５１の製造時には、上記バッフル板５４を経てポッティング剤としての樹脂液が流入するが、樹脂液の粘度が高い場合には、樹脂液が中空糸間に浸透する速度が遅いために、樹脂液流入直後において一時的ではあるが、設計通りのレベルよりも軸方向中心側に樹脂液レベルＬが形成されてしまう。このとき、バッフル板５４の先端が樹脂液層に干渉しているとバッフル板５４に中空糸束５６の一部が固着され、その後の振動や衝撃により中空糸の損傷を誘発することがある。中空糸が損傷して気密性が損なわれると、被処理液に処理液が混入するので製品検査において不適合品として除去され、製品の歩留まりが低下することになり、特に中空糸の充填率が高い場合には顕著となる。また、製品検査後、中空糸型モジュールは、ケーシング中に液体を充填した状態で輸送されるが、バッフル板に中空糸束の一部が固着された状態で輸送中に振動や衝撃が加わると、液体の慣性力が中空糸の固着部分に掛かって中空糸が損傷してしまう。したがって、使用中に処理液の漏れが発生する虞がある。
【０００８】
このようなバッフル板と中空糸束の一部との固着現象は、筒型ケーシング内面とバッフル板との隙間が小さいため、その隙間に樹脂液が回り込んで保持され易く、樹脂液のレベルを管理していても回避することが容易ではなかった。
そして、バッフル板を短くして樹脂液との一時的な接触を避けることも考えられるが、単にバッフル板を短くしただけでは、中空糸型モジュール使用時に接続ポートから流入する処理液を分散できず、中空糸膜の破損を防止することができない。また、バッフル板と共に接続ポートをも樹脂液レベルＬの位置から遠ざけることも考えられるが、接続ポートをケーシングの長手方向中央側へ移動しまうと、処理液をケーシング内に十分に行き渡らせることができず、中空糸型モジュールの処理能力を低下させてしまう。さらには、接続ポートのうちケーシング内部側の開口（バッフル板に対向する開口）をケーシングの長手方向中央側へつぶしたような形状に開設して、バッフル板が短くても処理液を十分に分散できるようにすることも考えられるが、接続ポート内での流路抵抗が増加して処理液の流量低下が生じてしまい、中空糸型モジュールの処理能力を維持し難い。
【０００９】
そして、特許文献１では、バッフル板（リブ）の頂部近傍において中空糸側面とその周辺の中空糸との間に空間を設けるような形状にすることで、中空糸損傷の誘発を防ごうとしているが、中空糸の充填率を上げた場合にはその効果は減少する。また、形状が複雑となり、成形時のコスト高など経済性に劣り、根本的な解決策とはならない。
【００１０】
また、特許文献２では、透析液入口ノズルの奥にバッフル板（堰）を設けず、透析液入口ノズルの形状を工夫しているが、中空糸型モジュールの使用時に該ノズルから流入した透析液が中空糸束に直接当たるので、依然として中空糸が損傷する虞れがある。
【００１１】
本発明は、上記に鑑みて提案されたものであり、処理液の流れを大きく変化させることなく緩衝板と中空糸束の一部との固着を防止して中空糸膜の損傷を回避することにより、処理能力の低下を防ぎつつ製品として必要な気密性を保持することができ、製品の歩留まりを向上させることができる中空糸型モジュール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】
【００１２】
本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、請求項１に記載のものは、ケース内に装填された中空糸束の両端部を樹脂組成物で封止してケース内を被処理液が通る被処理液空間と処理液が通る処理液空間とに区画し、上記ケースの両端に被処理液の供給口または排出口となる接続口を設けて前記被処理液空間と連通し、ケースの両端近傍に処理液の流入口または流出口となる接続ポートを設けて前記処理液空間と連通し、接続ポートと中空糸束との間に緩衝板を設けた中空糸型モジュールにおいて、
上記接続ポートの延出端側ポート口は円形であり、基端側ポート口はケースの長手方向に潰れた非真円であることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載のものは、前記接続ポートの基端側ポート口の流路と延出端側ポート口の流路の面積比が１：１．２〜５．０であることを特徴とする請求項１に記載の中空糸型モジュールである。
【００１４】
請求項３に記載のものは、前記接続ポートの延出端側ポート口の流路中心と基端側ポート口の流路中心とが同一線上にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の中空糸型モジュールである。
【００１５】
請求項４に記載のものは、前記基端側ポート口の先方を緩衝板が覆っており、該ポート側から前記樹脂組成物側に向けて延設した緩衝板は、その先端部が樹脂液の這い上がりレベルと干渉しない長さに設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の中空糸型モジュールである。
【００１６】
請求項５に記載のものは、前記筒型ケーシング内の中空糸の充填率が４０〜８０％であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の中空糸型モジュールである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の中空糸型モジュールによれば、以下のような優れた効果を奏する。
即ち、請求項１に記載の発明によれば、基端側ポート口の先方を緩衝板が覆っても、基端側ポート口の形状が円形である従来に比較して緩衝板の長さを短くすることができる。したがって、緩衝板と中空糸束の一部との固着を防止して中空糸膜の損傷を回避し易くなり、これにより、製品として必要な気密性を保持することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００１８】
請求項２に記載の発明によれば、接続ポートの基端側流路と延出端側流路の面積比を１：１．２〜５．０に設定することにより、ケーシング内への流入速度が過大となるのを抑制することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、接続ポートの延出端側と基端側との流路中心を同一線上に設定することにより、ケーシング内に流入する処理液の流れが変化せず、中空糸モジュールの性能には影響を及ぼさない。
【００２０】
請求項４に記載の発明によれば、基端側ポート口の先方を覆っている緩衝板の先端部が樹脂液の這い上がりレベルと干渉しない位置に存在するので、樹脂液の這い上がった場合にも、緩衝板と中空糸束の一部との固着を防止して中空糸膜の損傷を回避することができる。
【００２１】
請求項５に記載の発明によれば、筒型ケーシング内の中空糸の充填率を４０〜８０％に設定することにより、中空糸束内の糸間に適宜の隙間を確保することができ、処理液の液流れを良好にして処理能力の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る中空糸型モジュールの片半を断面図にした正面図である。
中空糸型モジュール１は、図１に示すように、筒型ケーシング２（本発明におけるケースに相当）の内部に中空糸束５を充填し、筒型ケーシング２の一方の端部に、被処理液（例えば、血液）を導入する供給口６を突設したキャップ部材７を螺合装着するとともに、他方の端部に、処理された血液が流出する排出口８を突設したキャップ部材９を螺合装着し、筒型ケーシング２内の両端部に、中空糸束５の端部をポリウレタン樹脂等の樹脂組成物によりケーシング２内面に接着固定するポッティング部１０をそれぞれ設けて封止し、ケーシング２内の空間を被処理液が通る被処理液空間（各中空糸の内側）と処理液が通る処理液空間（各中空糸の外側）とに区画してある。また、筒型ケーシング２の外周両端部近傍に浄化処理する処理液（例えば、透析液）の流入口１３または流出口１４となる接続ポート１５を設け、上記供給口６から供給する血液等の被処理液を中空糸１１を介して上記流入口１３から注入される透析液等の処理液により浄化処理する。
【００２３】
筒型ケーシング２は、キャップ部材７，９と共に本発明のケースを構成する部材であり、本実施形態では両端部分に拡径部２´をそれぞれ形成した略円筒体を呈しており、例えば、ポリカーボネート、オレフィン系樹脂（例えば、ポリプロピレン）等の合成樹脂材料により上記流入口１３及び流出口１４とともに一体成型してあり、中空糸束５の状況等が把握し易いように透明の容器として形成している。なお、流入口１３または流出口１４となる接続ポート１５の構造については後述する。
【００２４】
筒型ケーシング２内に装填される中空糸束５は多数の中空糸（中空糸膜）１１の束であり、中空糸１１としては、セルロースアセテート、銅アンモニアセルロース、ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、ポリスルホン、ポリアミド、ポリエステル系ポリマーアロイ等、セルロース系中空繊維や合成高分子中空繊維等、適宜な材質の中空繊維を用いることができる。
【００２５】
本実施形態では、筒型ケーシング２内の中空糸の充填率は、例えば４０〜８０％に設定され、充填率を４０〜８０％とすることにより、中空糸束内の糸間に適宜の隙間を確保することができ、処理液の液流れを略均一にすることができる。
【００２６】
キャップ部材７，９は、筒型ケーシング２の両端開口部を閉塞するように螺合装着される蓋状の部材であり、例えば、ポリカーボネート、オレフィン系樹脂（例えば、ポリプロピレン）等の合成樹脂材料により成型され、被処理液の供給口６または排出口８が突設してある。一方のキャップ部材７に突設された供給口６と、他方のキャップ部材９に突設された排出口８とは、血液等の被処理液の移送チューブの接続口として機能するものである。そして、これらのキャップ部材７，９の内周面には雌ネジ部２１が形成されている。キャップ部材７，９の雌ネジ部２１は、筒型ケーシング２の両端のキャップ装着部２０に形成した雄ネジ部２２に螺合して装着するためのものであり、例えば、超音波溶着等により固定される。また、キャップ部材７，９の液密性はその内部に装着したＯリング２３のシール性で確保している。
【００２７】
供給口６及び排出口８は、ノズル状の短管口としてキャップ部材７，９と共に一体成型され、本実施形態では、上記供給口６は、被処理液供給側のキャップ部材７の中心部、即ち、上記中空糸束５の軸心に相当する部位に軸方向外方へ突設しており、上記排出口８も、キャップ部材９の前記軸心に相当する部位に上記供給口８と相反する方向へ突設している。
前述したように、筒型ケーシング２の両端近傍には、処理液の流入口１３または流出口１４となる接続ポート１５が一体成型してあり、本実施例では流入口１３と流出口１４とは同一の構造を有しているので、以下、これらの総称である接続ポート１５として説明する。
【００２８】
図２は接続ポートおよび緩衝板の側面から見た断面構造の模式図であり、図３は接続ポートおよび緩衝板の正面から見た断面構造の模式図である。
これらの図面に示すように、接続ポート１５は、上記キャップ部材７，９に一体成型した供給口６及び排出口８よりも口径の大きい短管口として、筒型ケーシング２の両端近傍に一体成型されており、その外周面には移送チューブ等の抜けを防止するための凹凸部３０が形成されている。この接続ポート１５の延出端側ポート口（先端側ポート口）３１の内部（流路）断面形状は円形に形成され、基端側ポート口３２の内部（流路）断面形状はケーシング２の長手方向に潰れた非真円、例えばケーシング２の長手方向が短径で長手方向に直交する方向が長径である楕円、長孔状、長方形等の矩形状等に形成されており、延出端側ポート口３１から基端側ポート口３２へ向けて順次内部の流路の断面形状が変化するように形成されている。したがって、基端側ポート口３２は、図２に示す側面から見た口幅Ｄが延出端側ポート口３１から一定で同じであるが、図３に示すように、正面から見た口幅を延出端側ポート口３１から基端側ポート口３２へ向けて順次縮小（テーパーを形成）して、口幅Ｄよりも正面から見た口幅Ｓの方が大きくなるように形成されている。このように、接続ポート１５の基端側ポート口３２をケーシング２の長手方向に潰れた非真円に形成しても、基端側ポート口３２は従来のポート出口と同じ面積に形成されているので、樹脂組成物１０までの距離を従来よりも長くしても流入速度を一定にすることができる。
【００２９】
また、接続ポート１５の延出端側ポート口（先端側ポート口）３１の断面形状を円形に形成し、基端側ポート口３２の断面形状をケーシング２の長手方向に潰れた非真円に形成するが、基端側ポート口３２の内部に形成される基端側流路と、延出端側ポート口３１の内部に形成される延出端側流路との面積比は、１：１．２〜５．０となるように形成してある。このような面積比に設定することにより、筒型ケーシング２内への流入速度が過大となるのを抑制することができる。さらに、接続ポート１５の延出端側ポート口３１によって区画される流路（延出側流路）と、基端側ポート口３２によって区画される流路（基端側流路）との流路中心は、同一線上に存在するように形成してある。このように、接続ポート１５の延出端側と基端側との流路中心を同軸上に設定することにより、筒型ケーシング２内に流れ込む処理液の流れが変化せず、中空糸束５の処理能力に影響を及ぼさない。
【００３０】
そして、筒型ケーシング２内の拡径部２´の少なくとも処理液流入部４０には、拡径部２´の基端からケーシング２の開口部に向けて舌片状のバッフル板（緩衝板）４１を設けている。このバッフル板４１は、基端側ポート口３２と中空糸束５との間に基端側ポート３２の先方に所定間隔を空けて設けられている。このバッフル板４１は、使用時に注入される処理液を分散して処理液が中空糸束５に直接当たるのを防止するための遮蔽手段であり、また、上記ポッティング部１０を形成するために製造時に注入される液状の樹脂組成物を案内する機能も有する。したがって、本実施形態では、筒型ケーシング２内の処理液流入部４０のみならず、処理液流出部４２にも筒型ケーシング２の内周面と所定の間隙を隔ててバッフル板４１を設けている。このバッフル板４１は、図１及び図３に示すように、その軸方向の基端部が筒型ケーシング２の内周面に沿って固定されると共に、その軸方向の先端部が上記ポッティング部（樹脂組成物層）１０の手前まで延出された彎曲舌片状の部材である。
【００３１】
本実施形態では、接続ポート１５の基端側ポート口３２をケーシング２の長手方向に潰れた非真円に形成することにより、基端側ポート口３２の全体をバッフル板４１が所定間隔を空けて覆っても、上記ポッティング部（樹脂組成物層）１０からバッフル板４１の先端部を離隔させることができ、バッフル板４１と中空糸束５の一部との固着を防止して中空糸１１の損傷を回避することができる。
【００３２】
また、接続ポート１５の基端側ポート口３２をケーシング２の長手方向に潰れた非真円に形成しているので、上記基端側ポート口３２の全体を覆うバッフル板４１の先端部を樹脂液（ポッティング剤）の這い上がりレベルＬと干渉しない位置に存在させることができ、これにより、ポッティング剤が這い上がった場合にも、バッフル板４１と中空糸束５の一部との固着を防止して中空糸１１の損傷を回避することができる。
【００３３】
即ち、本実施形態の中空糸型モジュール１によれば、基端側ポート口３２を筒型ケーシング２の長手方向に潰れた非真円とすることにより、基端側ポート口３２の全体をバッフル板４１が覆っても、上記ポッティング部（樹脂組成物層）１０からバッフル板４１の先端部を従来よりも大きく離隔させることができるので、バッフル板４１と中空糸束５の一部との固着を防止して中空糸１１の損傷を回避することができ、製品として必要な気密性を保持することができ、製品の歩留まりを向上させることができる。また、成型金型のポート部およびバッフル板（緩衝板）４１に対応した部分の部品を交換するだけで、上記のような接続ポート構造を有する筒型ケーシング２を容易に得ることができるものである。
【００３４】
なお、上記実施形態では、説明の便宜上から、筒型ケーシング２の接続ポート１５の一方を流入口１３、他方を流出口１４と称し、またキャップ部材７，９の接続口の一方を供給口６、他方を排出口８と称しているが、それぞれ一方は他方の、他方は一方の機能を有し、使用目的に応じて適宜、被処理液及び処理液の流れ方向を変更し得るものである。また、上記実施形態では、ケーシング２に流入口１３と流出口１４を設けたが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、キャップ部材に流入口と流出口を設けてもよい。要するに、中糸束を装填するケースの両端に被処理液の供給口または排出口となる接続口を設けて被処理液空間と連通し、ケースの両端近傍に処理液の流入口または流出口となる接続口を設けて前記処理液空間と連通すればよい。
【００３５】
また、上記の実施形態では血液浄化処理（透析）用の中空糸型モジュールについて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、血液成分抽出器や飲料の浄化器などでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る中空糸型モジュールの片半を断面図にした正面図である。
【図２】接続ポートおよび緩衝板の側面から見た断面構造を模式図である。
【図３】接続ポートおよび緩衝板の正面から見た断面構造を模式図である。
【図４】従来の中空糸型モジュールにおける不具合を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  中空糸型モジュール
２  筒型ケーシング
５  中空糸束
６  供給口
７，９  キャップ部材
８  排出口
１０  ポッティング部
１１  中空糸膜
１３  流入口
１４  流出口
１５  接続ポート
２０  キャップ装着部
２１  雌ネジ部
２２  雄ネジ部
２３  Ｏリング
３０  凹凸部
３１  延出端側ポート口
３２  基端側ポート口
４０  処理液流入部
４１  バッフル板（緩衝板）
４２  処理液流出部
【図１】
2005342394.tif 000003
【図２】
2005342394.tif 000004
【図３】
2005342394.tif 000005
【図４】
2005342394.tif 000006