JPH0126722B2

JPH0126722B2 -

Info

Publication number: JPH0126722B2
Application number: JP60147339A
Authority: JP
Inventors: Masakado Izumo; Naoaki Izumitani; Yasushi Ueda; Kenichiro Oomoto
Original assignee: Daikin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1985-07-03
Filing date: 1985-07-03
Publication date: 1989-05-25
Also published as: JPS6211508A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、気体分離、透析、限外濾過、ミクロ
分離、逆浸透等の流体分離に使用される中空糸の
綾巻き集束体の製法に関する。

より詳しくは、本発明は、等間隔で放射状に複
数のピンが並列するピン車型の糸掛機を間隔をお
いて配置し、該糸掛機を回転させつつ、これら糸
掛機の間で中空糸を往復動させる仕様でこれを綾
巻きの集束体とする流体分離用中空糸の綾巻き集
束体の製法に関する。

従来の技術及びその問題点従来、このような仕様で液体分離用中空糸の綾
巻き集束体を製造する方法として、特開昭56−
7604号公報の発明が提案されている。この従来法
によれば、流体分離用中空糸の綾巻き集束体を簡
潔に得ることができるが、糸掛機が中空糸の綾振
り端について１つのみが配置されるため、中空糸
集束体の径が拡大するにつれ中空糸の綾巻きが疎
となる。従つて、上記従来法によつては、均質な
密度の中空糸集束体を得られないという問題があ
つた。この問題を回避するために、上記糸掛機の
回動速度又は回動距離を、中空糸集束体の巻き径
増大に応じて制御するようにしたとすれば、装置
が複雑になるという問題が更に加わる。

本発明の目的は、上記問題点を解決し、ほぼ均
一な密度の中空糸綾巻き集束体を容易に得ること
ができる流体分離用中空糸の綾巻き集束体の製法
を提供することにある。

問題点を解決するたの手段本発明の前記目的は、等間隔で放射状に複数の
ピンが並列するピン車型の糸掛機を、多孔管の両
端に、該管及び糸掛機が一線上に並ぶよう配置
し、該糸掛機及び多孔管を回転させつつ、これら
糸掛機の間で中空糸を往復動させる仕様で該中空
糸を綾巻きの集束体とする流体分離用中空糸の綾
巻き集束体の製法であつて、前記糸掛機は、前記
管の端について複数の配置であり、且つ外側配置
のもの程、順次外径及びピン数が大なるものであ
ることを特徴とする流体分離用中空糸の綾巻き集
束体の製法により達成される。

斯かる中空糸の綾巻き集束体は、糸掛機より内
側において、中空糸を刃物で切断し、綾巻きされ
た中空糸を該糸掛機から分離し、中空糸綾巻き集
束体両端部を、多孔管に固着して所望の流体分離
用中空糸綾巻き集束体とされる。

上記中空糸の切断に先立つて、前記綾巻きした
中空糸上に解け止め糸を巻付け（例えば、木綿糸
を用いて綾角60゜〜89゜で巻く）、該綾巻きされた
中空糸の前記多孔管両端上の部分を該管に固着し
（固着するとともに、又は固着したあと）、該解け
止め糸を取り外してもよい。

前記綾巻き集束体の製作にあたり、中空糸の綾
巻きは、初めに多孔管に一番近い内側配置の糸掛
機を用いて開始され、綾巻きされた中空糸層の外
径が、該糸掛機の外径を超える少し前から、又は
超え始めると、１つ外側の糸掛機が使用される。

外周上に流体分離用中空糸が綾巻きされるべき
多孔管は、流体導入又は排出用の孔を有する通常
形態の管のほか、金網等で製作した管でもよく、
中空糸の綾巻き集束体の用途により、その材料、
径、長さ、開孔率等を適宜定めることができる。
材質面で言うと、中空糸綾巻き集束体が、例えば
空気中の酸素を濃縮するために使用されるなら
ば、管材は機械的強度があれば特に制限はない
が、血液浄化等に使用されるならば、被処理流体
に悪影響を及ぼさない管材質、（例えばポリプロ
ピレンやポリエチレン）であることが必要であ
る。流体は、斯かる管から排出しても導入しても
よいが、通常、排出する方が分離効率はよい。

例えば、空気中の酸素を濃縮して１分間に40容
量％程度の酸素富化空気50を得るための気体分
離用中空糸集束体（気体分離モジユール）の場
合、多孔管の直径は60mm〜70mm、長さは800mm〜
1000mm、開孔率は約20％〜40％程度である。

中空糸の材質は、気体分離の場合、例えばポリ
エチレンオキサイド、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、セロハン
等、透析や限外濾過のの場合、セルロース、セル
ロースアセテート、ポリアクリロニトリル、ポリ
メチルメタクリレート、エチレン／ビニルアルコ
ール共重合体、ポリスルホン等、ミクロ分離の場
合、セルロースアセテート、ポリビニルアルコー
ル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリプロ
ピレン等、逆浸透の場合、ポリエチレンイミン、
ポリアミド、セルロースアセテート等である。

通常、中空糸は、その外径が数十μm〜数百
μm、肉厚数十μmであり、微多孔性（直径数μm
以下の小孔が30％〜60％）、或いは非多孔性のも
のである。

空気中の酸素を濃縮するための中空糸の好まし
い例を、以下に示す。

(1) 材質が、ポリプロピレン又はポリエチレンで
ある。

(2) サイズが、外径240μm〜280μm、内径190μm
〜220μm、厚み20μm〜30μmである。

(3) 0.1μm×１〜2μmの小孔が、40％〜50％ある
微多孔性のものである。

(4) バブルポイント（ASTM F316−76）が、10
〜20Kg／cm² Ｇである。

(5) 市販品としては、例えば三菱レイヨン
KPF 190Mや、KPF 270Bの中空糸が好まし
い。

(6) 中空糸の表面に、通常酸素透過性のある厚み
が0.1μm〜5.0μmの合成樹脂膜、例えばフツ素
及び酸素を含有するアルキルアクリレートポリ
マー層が設けられている。

(7) 空気中の酸素を濃縮して１分間に40容量％程
度の酸素富化空気50を得るための中空糸の長
さが、該中空糸の種類にもよるが、通常、全長
約70kmのものである。

斯かる中空糸は、１本ずつ、或いは複数本（例
えば２本〜40本）を束にして綾巻きされる。

綾巻きに際し、中空糸同士の接点部での中空糸
相互間角度（綾角の２倍である）をβとするとβ
≒60゜〜120゜では中空糸接点部に潰れが生じ易い。
そこで綾角としては、約30゜以下、又は約60゜以上
にするのが好ましい。綾角約60゜以上の場合は、
綾巻きした中空糸端部を多孔管へ固着する工程に
おいて、中空糸の使えなくなる部分が多くなり不
経済になる。そこで綾角は、約30゜以下というこ
とになるが、0゜では中空糸の容器（中空糸集束体
を納める容器）に対する充填の度合が低く、また
不均一になり易い。従つて、中空糸同士の接点部
での潰れを防止し且つ中空糸の充填度合を良く
し、更に中空糸綾巻き集束体端部の中空糸のう
ち、使えなくなる部分を少なくするためには、綾
角は約1゜〜30゜が好ましく、より好ましくは約1゜〜
15゜である。

綾巻きした中空糸層数は、必要に応じ任意に決
定し得るが、例えば多孔管の両端に２〜５の糸掛
機を配置した場合には、500層〜1000層の中空糸
層を形成することができる。

前記各糸掛機の外径、ピン間隔等は、製作しよ
うとする中空糸綾巻き集束体に応じて任意に決定
され得るが、例えばリングを基体とし、これにピ
ンを突設する場合は、通常、上記リングが直径50
mm〜300mmであり、ピンは長さ10mm〜100mm、ピツ
チ1.0mm〜3.0mmとすることができる。この糸掛機
の材料は、綾振りに必要な機械的強度があれば特
に制限されない。

中空糸の綾巻きは、前述の多孔管及び糸掛機を
共通の支持軸に支持させて、これらを一緒に支持
軸中心線まわりに回しながら行なう。

この場合、中空糸の糸掛機ピンへの引つ掛け及
び往復動操作は、織物用糸の綾巻き機におけるよ
うな糸道を備えた綾振り機構を用いて行うのが有
利である。

中空糸の多孔管両端部相当部を、該管に固着す
る操作は、例えば特公昭44−5526公報に記載され
ているように、合成樹脂を用いて行うことがで
き、その場合、該樹脂は、室温で硬化するものが
好ましく、エポキシ樹脂を例に挙げることができ
る。

なお、本明細書にいう「綾角」とは、多孔管の
中心軸線方向と、その上に綾巻きされた中空糸と
のなす角度である。

実施例以下に、本発明の１実施例を、添付図面を参照
しつつ説明する。

第１図から第３図は、富酸素空気を得るための
中空糸綾巻き集束体を製作する方法を実施するた
めの装置の１例を示す。該装置は、第１図に示す
ように、ステンレス製多孔管１の両端に、支持軸
２が差込まれ、各支持軸２に２つの糸掛機３１，
４１が、前者３１を内側、後者４１を外側にして
嵌着されている。糸掛機３１，４１は、等間隔で
放射状に複数のピン３１１，４１１が並列するピ
ン車型のものであり、多孔管１を間にして該多孔
管１と一直線上に並ぶように配置されている。本
実施例装置においては、２つの糸掛機３１，４１
を多孔管１の両端に各々配置したが、本発明方法
を実施するための装置は、この配置にのみ限定さ
れず、多孔管１の端について３つ以上の配置であ
つてもよい。これら各糸掛機３１，４１の外径及
びピン数は、外側配置のもの程、大となつてい
る。例えば、上記の多孔管１を、内径50×外径60
×長さ800（単位mm）のサイズのものとすれば、糸
掛機３１を、直径（外径）70mmのリングに長さ40
mmのピン３１１が等間隔に64本放射状に突設した
ものとすることができ、この場合、外側配置の糸
掛機４１を、直径110mmのリングに長さ50mmのピ
ン411が128本等間隔に放射状に突設したものとす
ることができる。

上記した支持軸２の一方は、パルスモータ１０
１により駆動されるスピンドル１０２に駆動結合
されており、他方の支持軸２は、ローリングセン
タ１０３に回転可能に支承されている。スピンド
ル１０２及びローリングセンタ１０３は、いずれ
も適当な架台１０４に設けられている。また、こ
の架台１０４には、第１図に示すような織糸の綾
巻き機構におけると同様な綾振りカム１０５とガ
イドロツド１０６とが、多孔管１と平行になるよ
うに支承されている。ガイドロツド１０６には糸
道を有する綾振り台１０７が架装され、該綾振り
台１０７はカム１０５に係合している。カム１０
５は、パルスモータ１０８により駆動される。

表面を樹脂コートしたポリプロピレン多孔体製
中空糸５を巻いたボビン１０９から引出した中空
糸５の端を綾振り台１０７の糸道を経て、片方の
支持軸２に固定する。その固定位置は糸掛機３１
より外側である。

斯かる準備の後、パルスモータ１０１により、
支持軸２、多孔管１、糸掛機３１及び４１を定方
向に連続的に回転させつつ、他方パルスモータ１
０８により綾振りカム１０５を駆動し、綾振り台
１０７を多孔管１に沿つて往復動させ、中空糸を
多孔管上に綾巻きする。上記の多孔管１は、後述
する事項の外に、中空糸５の初期綾巻きを適切な
ものにするのにも寄与する。

この綾巻きを、第２図及び第３図を参照して、
更に詳述する。

第１図に示す当初準備状態から、第２図に示す
ように、綾振り台１０７を右方へ移動させ、図に
向かつて右側配置の糸掛機３１の若干外方に配置
したリミツトスイツチLS１まで至らしめる。綾
振り台１０７は、リミツトスイツチLS１の起動
により一旦停止した後、左方へ動き始める。綾振
り台１０７の一旦停止の間も多孔管１を連続的に
回転させておく。これにより、第３図に示すよう
に、中空糸５が糸掛機３１のピン３１１に掛か
る。同様に、綾振り台１０７の左方への動きは、
左側配置の糸掛機３１の若干外方に設置したリミ
ツトスイツチLS２で一旦止められ、反対方向へ
の動きに切換えられる。このように、流体分離用
中空糸５を糸掛機３１，３１間に掛け、該中空糸
５を往復動させ、多孔管１周囲に中空糸５を綾角
1゜〜30゜で綾巻きを続ける。綾角αは、多孔管１
の回転速度Urと綾振り台１０７の速度Utの比
Ut／Ur＝１／sin αから任意に決定されるが、
本実施例の場合α≒8゜である。中空糸層が厚くな
り、その外径が、糸掛機３１の外径を超える少し
前から、又はこの外径を超え始めてから、外側配
置の糸掛機４１を用いて中空糸５の綾巻きを続行
する。この場合、リミツトスイツチLS１，LS２
は、糸掛機４１の若干外側に設置される。

上記したように、糸掛機４１の外径は、内側配
置の糸掛機３１の外径より大きく、また糸掛機４
１のピン数も、糸掛機３１より多くなるように構
成されている（本実施例においては、糸掛機４１
のピン４１１数は、糸掛機３１の２倍である）。
即ち、綾巻きされる中空糸５は、中空糸層の径が
拡大するにつれ、ピンが密に配設された糸掛機４
１に掛合されることとなる。従つて、内側糸掛機
３１のピン数に対する外側糸掛機４１のピン数を
予めしかるべく定めておくという設計的手段によ
り、巻き径の増大につれる綾巻き密度の疎化を補
正することができる。これにより、得られる中空
糸綾巻き集束体を、容易にほぼ均一な密度のもの
とすることができ、品質の高い綾巻き集束体とす
ることができる。また、このように、複数の糸掛
機の適用により、上記密度補正を行い得るので、
装置としては、構造が簡単ですむ。

このようにして所望の中空糸綾巻き集束体を得
た後、該集束体周面に木綿糸を綾角約85゜で巻き
付け、しかるのち、糸掛機３１の内側で中空糸５
を切断する。この切断は、スリツタ、カミソリ等
の刃物で行えばよい。

該切断の後、多孔管１を支持軸２から外し、管
端部上の中空糸をエポキシ樹脂により該管端部に
固着し、木綿糸を取外す。この場合、第４図に示
すように、一方の管端部においては、エポキシ樹
脂が、中空糸５の綾巻き糸層の間隙に入り込んで
これを気密に埋めると共に、該糸を管１端部へ気
密に固着し、全体として第４図に示す如き隔壁６
に形成される。中空糸の切断開口端はこの隔壁６
の外面において開放されている。また、他方の管
端部においては、エポキシ樹脂が中空糸の切断開
口を閉じて該中空糸を管端部に固着する。

かくして富酸素空気を得るための中空糸綾巻き
集束体８を得る。

この集束体８は、第４図に示すように、ケーシ
ング９に収容され、隔壁６外周は、ケーシング内
壁面に気密に連結される。また、多孔管１端に
は、パイプ９１が気密に接続される。従つて、容
器９の空気入口９２へ空気を供給すると共に、空
気出口９３を真空ポンプで引くと、ケーシングに
入つた空気は中空糸５の綾巻き集束体の糸層間隙
を通つて管１内へ入り酸素貧化空気としてパイプ
９１から放出され、空気出口９３から富酸素空気
が吸い出される。

第５図は、本発明方法により得た血液透析用中
空糸綾巻き集束体の１例を符号８′で示す。この
場合、多孔管１′の両端部においてエポキシ脂が
中空糸５′の綾巻き集束体の糸層間隙を液密に埋
めると共に、該中空糸集束体を管１′端部に液密
に固着しており、全体として隔壁６′，７′に形成
されている。中空糸集束体８′の切断開口端は該
隔壁６′，７′の外面において開放されている。こ
の集束体８′はケーシング９′に収容され、隔壁
６′，７′の外周は、ケーシング内壁面に液密に連
結される。管１′の一方の端部にはパイプ９１′が
液密に接続されるとともに、他方の端部はエポキ
シ樹脂で閉塞される。従つて、ケーシング９′の
血液入口９２′から入つた血液は、集束体８′にお
ける中空糸５′の中空部を通り血液出口９３′から
流出し、他方、隔壁間の透析液入口９４′から入
つた液は中空糸集束体の糸層間隙を通り管１′内
へ流入し、パイプ９１′から出る。

発明の効果以上から明らかなように、本発明によれば、中
空糸の綾巻き集束体を簡潔に得られるのみなら
ず、該集束体の綾巻き密度を容易にほぼ均一にす
ることができる流体分離用中空糸の綾巻き集束体
の製法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図から第３図は本発明方法の実施例を説明
するためのもので、第１図は本発明方法を実施す
るための綾巻き装置の１例に多孔管及び複数の糸
掛機を取り付け、中空糸綾巻きを開始するところ
の概略斜面図、第２図及び第３図は綾巻き手順の
説明図であり、第４図は富酸素空気を得るための
中空糸集束体をケーシングに納めた状態の概略断
面図、第５図は血液透析用の中空集束体をケーシ
ングに納めた状態の概略断面図である。２……支持軸、１，１′……多孔管、３１，４
１……糸掛機、５，５′……中空糸、６，６′，
７′……隔壁（エポキシ樹脂）、７……エポキシ樹
脂、８，８′……中空糸の綾巻き集束体、９，
９′……ケーシング。

Claims

【特許請求の範囲】

１等間隔で放射状に複数のピンが並列するピン
車型の糸掛機を、多孔管の両端に、該管及び糸掛
機が一線上に並ぶよう配置し、該糸掛機及び多孔
管を回転させつつ、これら糸掛機の間で中空糸を
往復動させる仕様で該中空糸を綾巻きの集束体と
する流体分離用中空糸の綾巻き集束体の製法であ
つて、前記糸掛機は、前記管の端について複数の
配置であり、且つ外側配置のもの程、順次外径及
びピン数が大なるものであることを特徴とする流
体分離用中空糸の綾巻き集束体の製法。