(57)【要約】【課題】接着剤で中空糸膜モジュールが汚れないように、蓋体と筒状体を接着剤で強固に安定的に固定する。【解決手段】中空糸膜モジュール１は、中空糸膜が収容される筒状体１０と、筒状体１０の開口部の外周に嵌め込まれ前記開口を閉鎖する蓋体１１と、を有している。蓋体１１において筒状体１０と嵌合されている蓋体側嵌合部３０には、接着剤Ｃの注入孔７０が形成されている。筒状体１０において蓋体１１と嵌合されている筒状体側嵌合部６０、又は蓋体側嵌合部３０の少なくともいずれかの嵌合面６１、３１には、注入孔７０から注入された接着剤Ｃを嵌合面の外端部側から内側に誘導する突条状の接着剤ガイド８０が形成されている。接着剤ガイド８０は、嵌合面６１、３１の周方向に沿って形成され、次第に内側にずれるように螺旋状に形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜が収容される一方もしくは両端が開口した筒状体と、前記筒状体の開口部の外周に嵌め込まれ前記開口を閉鎖する蓋体と、を有する、膜モジュールであって、
前記蓋体において前記筒状体と嵌合されている蓋体側嵌合部には、接着剤の注入孔が形成され、
前記筒状体において前記蓋体と嵌合されている筒状体側嵌合部、又は前記蓋体側嵌合部の少なくともいずれかの嵌合面には、前記注入孔から注入された接着剤を前記嵌合面の外端部側から内側に誘導する突条状或いは凹条状の接着剤ガイドが形成されている、膜モジュール。
【請求項２】
前記接着剤ガイドは、前記嵌合面の周方向に沿って形成され、次第に前記内側にずれるように螺旋状に形成されている、請求項１に記載の膜モジュール。
【請求項３】
前記接着剤ガイドは、連続的な線状に形成されている、請求項２に記載の膜モジュール。
【請求項４】
前記接着剤ガイドは、前記嵌合面に沿って複数周している、請求項２又は３に記載の膜モジュール。
【請求項５】
前記注入孔は、前記嵌合面の外端部側から内側に向かってみたときに前記接着剤ガイドの突条状或いは凹条状が複数重なっている位置に形成されている、請求項２〜４のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項６】
前記接着剤ガイドは、前記嵌合面に沿って複数本形成されている、請求項２〜５のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項７】
前記注入孔は、前記蓋体側嵌合部の外端部に形成されている、請求項１〜６のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項８】
前記注入孔は、前記接着剤ガイドの外端部に対応する位置に形成されている、請求項１〜７のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項９】
前記筒状体には、膜モジュールのポートが形成されており
前記注入孔は、前記ポートに対し３０〜３３０度回転した角度に形成されている、請求項１〜８のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項１０】
前記接着剤には、注入前に予め脱泡されたものが用いられる、請求項１〜９のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項１１】
前記接着剤には、粘度が５００〜３０００ｍＰａ・ｓのものが用いられる、請求項１〜１０のいずれかに記載の膜モジュール。
【請求項１２】
膜モジュールの製造方法であって、
膜が収容された一方もしくは両端が開口した筒状体の開口部の外周に蓋体を嵌め込んで、前記開口を閉鎖する工程と、
前記蓋体の蓋体側嵌合部に形成された注入孔に接着剤を注入し、当該接着剤を前記蓋体と前記筒状体の嵌合部の外端部側から内側に流して充填する工程と、を有する、膜モジュールの製造方法。
【請求項１３】
前記接着剤を充填する工程において、突条状或いは凹条状の接着剤ガイドにより前記接着剤を前記嵌合部の外側端部側から内側に誘導する、請求項１２に記載の膜モジュールの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３のいずれかに記載の膜モジュールの製造方法によって製造された膜モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば血液透析療法や血漿交換療法などの血液浄化や、血液製剤のウィルス除去などで行われる血液処理、水浄化処理分野などにおいて膜モジュールが利用されている。
【０００３】
膜モジュールは、例えば、束状の中空糸膜が収容される一方もしくは両端が開口した筒状体と、筒状体の開口部の外周に嵌め込まれ前記開口を閉鎖する蓋体とを有している。例えば、蓋体には、一次側のポートが形成されており、筒状体の端部付近には、二次側のポートが形成されている。
【０００４】
ところで、上記膜モジュールの製造、組み立てにおいては、筒状体内の中空糸膜の一方もしくは両端部をポッティング剤で固定し、中空糸膜を所定の長さに切断した後、筒状体の開口部の外周に蓋体を嵌め込んで筒状体の開口を閉鎖している。この際、筒状体に対する蓋体の回り防止のため、筒状体と蓋体を接着剤により固定することがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２６２８６９号公報
【特許文献２】特開平１０−２０２０７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らは、搬送時或いは使用時に膜モジュールの蓋体が外れたり、膜モジュールの密閉性が低下するのを防止するため、筒状体と蓋体を強固に固定することを考えている。この際、筒状体と蓋体の嵌合面に従来より多い接着剤を塗布してから蓋体を筒状体に嵌め込むことが考えられる。しかしながら、この場合、蓋体を筒状体の外周に外側から嵌め込むため、接着剤が蓋体と筒状体との隙間で擦れて移動し、嵌合面の面内において接着剤の量に斑ができる。斑ができると、筒状体と蓋体の接着強度が低下し不安定になる。斑ができないように接着剤を増やすと、嵌め込み時に蓋体によって接着剤が押し出され、膜モジュールが汚れる。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、接着剤で膜モジュールが汚れないように、蓋体と筒状体を接着剤で強固に安定的に固定することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための本発明は、膜が収容される一方もしくは両端が開口した筒状体と、前記筒状体の開口部の外周に嵌め込まれ前記開口を閉鎖する蓋体と、を有する、膜モジュールであって、前記蓋体において前記筒状体と嵌合されている蓋体側嵌合部には、接着剤の注入孔が形成され、前記筒状体において前記蓋体と嵌合されている筒状体側嵌合部、又は前記蓋体側嵌合部の少なくともいずれかの嵌合面には、前記注入孔から注入された接着剤を前記嵌合面の外端部側から内側に誘導する突条状或いは凹条状の接着剤ガイドが形成されている膜モジュールである。
【０００９】
本発明によれば、蓋体側嵌合部に接着剤の注入孔が形成され、嵌合面に接着剤ガイドが形成されるので、蓋体を筒状体の開口部に嵌め込んだ後、蓋体側嵌合部の注入孔から接着剤を注入し、当該接着剤を嵌合面の内側に向けて誘導することができる。これにより、蓋体と筒状体の嵌合面に均等かつ確実に接着剤を行き渡らせることができ、蓋体と筒状体を接着剤で強固に安定的に固定することができる。また、接着剤が蓋体により押し出されることがないので、膜モジュールの汚染も防止できる。
【００１０】
前記接着剤ガイドは、前記嵌合面の周方向に沿って形成され、次第に前記内側にずれるように螺旋状に形成されていてもよい。
【００１１】
前記接着剤ガイドは、連続的な線状に形成されていてもよい。
【００１２】
前記接着剤ガイドは、前記嵌合面に沿って複数周していてもよい。
【００１３】
前記注入孔は、前記嵌合面の外端部側から内側に向かってみたときに前記接着剤ガイドの突条状或いは凹条状が複数重なっている位置に形成されていてもよい。
【００１４】
前記接着剤ガイドは、前記嵌合面に沿って複数本形成されていてもよい。
【００１５】
前記注入孔は、前記蓋体側嵌合部の外端部に形成されていてもよい。
【００１６】
前記注入孔は、前記接着剤ガイドの外端部に対応する位置に形成されていてもよい。
【００１７】
前記筒状体には、膜モジュールのポートが形成されており、前記注入孔は、前記ポートに対し３０〜３３０度回転した角度に形成されていてもよい。
【００１８】
前記接着剤には、注入前に予め脱泡されたものが用いられてもよい。
【００１９】
前記接着剤には、粘度が５００〜３０００ｍＰａ・ｓのものが用いられもよい。
【００２０】
別の観点による本発明は、膜モジュールの製造方法であって、膜が収容された一方もしくは両端が開口した筒状体の開口部の外周に蓋体を嵌め込んで、前記開口を閉鎖する工程と、前記蓋体の蓋体側嵌合部に形成された注入孔に接着剤を注入し、当該接着剤を前記蓋体と前記筒状体の嵌合部の外端部側から内側に流して充填する工程と、を有する、膜モジュールの製造方法である。
【００２１】
前記接着剤を充填する工程において、突条状或いは凹条状の接着剤ガイドにより前記接着剤を前記嵌合部の外側端部側から内側に誘導するようにしてもよい。
【００２２】
別の観点による本発明は、上記いずれかに記載の膜モジュールの製造方法によって製造された膜モジュールである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、接着剤で膜モジュールが汚れないように、蓋体と筒状体を接着剤で強固に安定的に固定することができるので、膜モジュールの運搬性、信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】中空糸膜モジュールの構成の概略を示す断面図である。
【図２】注入孔の位置を示す中空糸膜モジュールの蓋体の外観図である。
【図３】蓋体の縦断面図である。
【図４】筒状体の端部の外観図である。
【図５】接着剤ガイドの構成を示す蓋体と筒状体の嵌合部の拡大断面図である。
【図６】突条体を２本設けた場合の筒状体の端部の外観図である。
【図７】途切れ部のある突条体のある筒状体の端部の外観図である。
【図８】蓋体側の突条体と筒状体側の突条体の突条部同士、凹条部同士が対向する場合を示す説明図である。
【図９】接着剤ガイドを蓋体側或いは筒状体側のいずれかの嵌合面にのみ設けた場合を示す説明図である。
【図１０】接着剤ガイドの他の構成を示す蓋体と筒状体の嵌合部の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。図１は、本実施の形態にかかる膜モジュールとしての中空糸膜モジュール１の構成の概略を示す縦断面の説明図である。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２６】
中空糸膜モジュール１は、例えば図１に示すように多数本の中空糸膜Ａが長手方向（軸方向）に収容される筒状体１０と、筒状体１０の両端部に嵌め込まれ当該両端部の開口を閉鎖する蓋体１１を有している。
【００２７】
蓋体１１は、一方の端面が閉鎖された略円筒形状を有し、閉鎖面の中央には、モジュール１の内部空間と外部を連通する第１のポート２０が設けられている。蓋体１１の円筒状の側壁は、筒状体１０の外周面に嵌め込む蓋体側嵌合部３０になっており、蓋体側嵌合部３０の内周面がその嵌合面３１になっている。蓋体１１の側壁の内面は、例えば第１のポート２０側の小径面４０と、筒状体１０側の内径が大きい大径面４１が形成され段部が形成されており、大径面４１が嵌合面３１になっている。
【００２８】
筒状体１０は、略円筒状に形成され、両端部の径が中央部側の径より大きくなっている。筒状体１０の両端部の壁面には、第２のポート５０がそれぞれ設けられている。筒状体１０の第２のポート５０より外側の壁面は、蓋体１１と嵌合する筒状体側嵌合部６０になっており、筒状体側嵌合部６０の外周面が嵌合面６１になっている。
【００２９】
図２に示すように蓋体１１の蓋体側嵌合部３０には、蓋体１１の側壁を貫通する、接着剤の注入孔７０が形成されている。注入孔７０は、蓋体側嵌合部３０の外端部に形成されている。注入孔７０は、第２のポート５０に対しモジュールの周方向に３０〜３３０度回転した位置、より好ましくは６０度〜１２０度、或いは２４０度〜３００度回転した角度に形成されている。
【００３０】
図３、図４及び図５に示すように蓋体１１の嵌合面３１と筒状体１０の嵌合面６１には、注入孔７０から注入された接着剤を嵌合面３１、６１の外端部側から内側（モジュールの中心側）に誘導する接着剤ガイド８０が形成されている。例えば図３に示すように蓋体１１の嵌合面３１には、当該嵌合面３１の周方向に沿って延び、次第にモジュールの中心側にずれる螺旋状の突条体８１が形成されている。図４に示すように筒状体１０の嵌合面６１には、当該嵌合面６１の周方向に沿って延び、次第にモジュールの中心側にずれる螺旋状の突条体８２が形成されている。図５に示すように突条体８１と突条体８２は、交互に位置し噛み合っている。突条体８１と突条体８２は、途中で途切れないような連続的な線状に形成され、嵌合面３１、６１に沿って複数周している。なお、突条体８１は、突条体８２よりも長く形成されていてもよい。
【００３１】
注入孔７０は、図３に示すように突条体８１の外端部（始点）８１ａに対応する位置、例えば突条体８１の延長線上の外端部８１ａ近くに形成されている。また、注入孔７０は、嵌合面３１の外端部側から内側に向かってみたときに突条体８１が複数重なっている位置に形成されている。
【００３２】
図１に示すように筒状体１０内の中空糸膜Ａは、その両端部がポッティング剤Ｂにより封止されている。ポッティング剤Ｂは、円柱状に硬化しており、中空糸膜Ａ同士の間と、中空糸膜Ａと筒状体１０の内周面と間に充填され、中空糸膜Ａの両端部を封止している。なお、中空糸膜Ａの両端は、ポッティング剤Ｂの外側端面に開口している。
【００３３】
次に、以上のように構成された中空糸膜モジュール１の製造方法について説明する。先ず、中空糸膜Ａが筒状体１０内に収容され、当該中空糸膜Ａの両端部がポッティング剤Ｂにより筒状体１０に固定された状態で、蓋体１１が筒状体１０の両端部の外周に嵌め込まれ、筒状体１０の両端部の開口が閉鎖される。このとき、例えば蓋体１１が回されながら、筒状体１０に嵌め込まれ、蓋体１１の嵌合面３１の突条体８１と筒状体１０の嵌合面６１の凹条体８２がネジ機構として機能し、互いに噛み合って嵌合する。蓋体１１が筒状体１０に最後まで嵌め込まれたとき、蓋体１１の注入孔７０は、第２のポート５０に対し例えば９０度程度回転した位置に配置される。
【００３４】
次に、図５に示すように蓋体１１の注入孔７０から接着剤Ｃが注入される。このとき、接着剤Ｃには、予め脱泡されたものが用いられ、例えば粘度が５００〜３０００ｍＰａ・ｓのもの、好ましくは１０００〜２０００ｍＰａ・ｓのものが用いられる。なお、接着剤Ｃの注入は、例えばシリンジ等を用いて手動で行ってもよいし、ディスペンサ等の装置を使って行ってもよい。
【００３５】
注入された接着剤Ｃは、嵌合面３１、６１の間で突条体８１、突条体８２によって誘導され、突条体８１、突条体８２に沿って流れて、嵌合面３１、６１の外側端部側からモジュールの中心側に向かって流れる。特に嵌合面３１、６１のモジュール中心側は、圧力が開放されているため、接着剤Ｃが流れやすい。こうして、嵌合面３１と嵌合面６１の間に接着剤Ｃが充填される。その後、接着剤Ｃが乾燥すると、蓋体１１と筒状体１０が互いに固定される。
【００３６】
上記実施の形態によれば、蓋体側嵌合部３０に接着剤Ｃの注入孔７０が形成され、嵌合面３１、６１に接着剤ガイド８０が形成されるので、蓋体１１を筒状体１０の両端部に嵌め込んだ後、蓋体側嵌合部３０の注入孔７０から接着剤Ｃを注入し、当該接着剤Ｃを嵌合面３１、６１の内側（モジュール中心側）に向けて誘導することができる。これにより、蓋体１１と筒状体１０の嵌合面３１、６１に均等かつ確実に接着剤を行き渡らせることができ、蓋体１１と筒状体１０を接着剤Ｃで強固に安定的に固定することができる。また、接着剤Ｃが蓋体１１により押し出されることがないので、接着剤Ｃによる中空糸膜ジュール１の汚染を防止できる。
【００３７】
接着剤ガイド８０の突条体８１、８２は、嵌合面３１、６１の周方向に沿って形成され、次第にモジュールの中心側にずれるように螺旋状に形成されているので、当該螺旋に沿って接着剤Ｃを適正に誘導及び拡散することができる。
【００３８】
接着剤ガイド８０の突条体８１、８２が途切れることなく連続的に形成されているので、接着剤Ｃをより安定して嵌合面３１、６１の全体に誘導できる。
【００３９】
また、接着剤ガイド８０の突条体８１、８２は、嵌合面３１、６１に沿って複数周しているので、突条体８１、８２が堰の役割を果たし、接着剤Ｃが突条体８１、８２を乗り越えて嵌合面３１の内側端から流出することを防止できる。
【００４０】
また、注入孔７０は、嵌合面の外端部側から内側に向かってみたときに接着剤ガイド８０の突条体８１が複数重なっている位置に形成されている。これによっても、突条体８１、８２の堰としての機能が高くなり、接着剤Ｃが嵌合面３１の内側端から流出することを防止できる。
【００４１】
注入孔７０は、嵌合面３１、６１の外端部に形成されているので、接着剤Ｃを、嵌合面３１、６１の外端部側から、圧力開放されている内側に向かって一方向に移動させ、嵌合面３１、６１全体に接着剤Ｃを容易に行き渡らせることができる。
【００４２】
注入孔７０は、接着剤ガイド８０の突条体８１の外端部８１ａに対応する位置に形成されているので、注入孔７０から注入された接着剤Ｃを突条体８１によって好適に誘導することができる。
【００４３】
注入孔７０は、第２のポート５０に対し３０〜３３０度回転した角度に形成されているので、第２のポート５０が邪魔になることなく、例えばシリンジやディスペンサ等により接着剤Ｃを注入孔７０から注入することができる。
【００４４】
接着剤Ｃには、注入前に予め脱泡されたものが用いられるので、嵌合面３１、６１内に気泡が混入することを防止できる。これによって、嵌合面３１、６１の接着剤Ｃによる接着強度が向上し、また外観も良くなる。
【００４５】
接着剤Ｃには、粘度が５００〜３０００ｍＰａ・ｓのものが用いられている。粘度が３０００ｍＰａ・ｓ以下であることにより、小さな隙間にも接着剤Ｃが供給される。また、粘度が５００ｍＰａ・ｓ以上であることにより、嵌合面３１、６１の隙間から洩れることを防止できる。なお、粘度は、Ｂ型粘度計を用い、ローターにＮｏ.４ローターを用い、ローター回転速度は３０ｒｐｍで測定した値である。
【００４６】
以上の実施の形態では、接着剤ガイド８０の突条体８１、８２がそれぞれ一本ずつ形成されていたが、それぞれが複数本形成されていてもよい。図６には、一続きの突条体８２が２本形成されている例を示す。
【００４７】
また、突条体８１、８２は、一続きの連続的なものだったが、途中に途切れ部があるような断続的なものであってもよい。図７は、突条体８２に途切れ部８２ａのある例を示す。
【００４８】
さらに、以上の実施の形態では、接着剤ガイド８０の突条体８１、８２は、突条体８１の突条部と突条体８２の凹条部、突条体８１の凹条部と突条体８２の突条部が互いに噛み合っているものであったが、これに限られず、例えば図８に示すように突条体８１の突条部９０と突条体８２の突条部９１、突条体８１の凹条部９２と突条体８２の凹条部９３が互いに対向していてもよい。また、図９に示すように接着剤ガイド８０の突条体が嵌合面３１と嵌合面６１のいずれか一方にのみ設けられ（図では嵌合面６１）、もう片方が平坦であってもよい。
【００４９】
また、例えば図１０に示すように突条体８１の突条部と突条体８２の凹条部、突条体８１の凹条部と突条体８２の突条部が互いに噛み合っている場合に、凹条部の幅が突条部の幅よりも十分に大きく形成されていてもよい。この場合、例えば凹条部底面の幅と突条部の頂点の幅の比は、１．５倍から５倍であることが好ましい。より好ましくは、２倍から４倍である。こうすることにより、接着剤Ｃがより流れやすくなり、蓋体１１と筒状体１０の嵌合面３１、６１に、より均等かつ確実に接着剤Ｃを行き渡らせることができる。
【００５０】
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。
【００５１】
例えば以上の実施の形態では、中空糸膜モジュール１の長手方向の両側の蓋体１１と筒状体１０との嵌合部に接着剤ガイド８０が形成されていたが、長手方向の片側のみに接着剤ガイド８０が形成されていてもよい。また、接着剤ガイド８０は、突条体８１、８２という形で実現されていたが、凹条体という形で実現されていてもよい。また、上記実施の形態は、本発明を中空糸膜モジュール１に適用した例であったが、中空糸膜以外の他の膜、例えば、平膜型、スパイラル型、プリーツ型、管状型の膜などを収容した膜モジュールにも本発明は適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、接着剤で膜モジュールが汚れないように、膜モジュールの蓋体と筒状体を接着剤で強固に安定的に固定する際に有用である。
【符号の説明】
【００５３】
１  中空糸膜モジュール
１０  筒状体
１１  蓋体
２０  第１のポート
３０  蓋体側嵌合部
３１  嵌合面
５０  第２のポート
６０  筒状体側嵌合部
６１  嵌合面
７０  注入孔
８０  接着剤ガイド
８１  突条体
８２  突条体
Ａ  中空糸膜
Ｂ  ポッティング剤
Ｃ  接着剤
【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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