JPH02214527A - ファイバー固定具とそれを使用した流体処理器の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野１ 本発明は、ハウジング内にファイバー束を収容してなる
流体処理器の製造に用いられるファイバー固定具とそれ
を使用した流体処理器の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

この種の流体処理器は、人工臓器、浄水器等として広く
用いられている６例えば１人工臓器として、次のような
構造を有する中空糸型の人工肺が知られている。

すなわち、ハウジング内に、内部を血液が流れる中空糸
状のファイバーを複数本、束ねたファイバー束が収容さ
れるとともに、ファイバーの周囲にガス室が形成され、
ファイバーを介して、血液中の炭酸ガスとガス室の酸素
との交換がなされるものである。

従って、上記ファイバー束のハウジング内への収容は、
その端部を、各ファイバー間を含んでハウジングの端部
に液密に固定してなされる。固定するには、ポッティン
グ剤をファイバーの端部に塗布する手作業による方法も
あるが、従来、自動化の要求にも合致するため、次に示
す方法が行なわれていた。

まず、ハウジングに、ファイバーを複数本、束ねて所定
の位置に配列する０次に、ハウジングの端部をキャップ
で閉成する。その後、ハウジングの側方に設けである前
記ガス室と流路を形成するガス用開口から、ポツティン
グ剤を注入する。

この際、ハウジングを１例えば、ハウジングの軸方向に
対して直交方向を回転軸として回転させる等、いわゆる
遠心法により、ポツティング剤をファイバー束の端部に
侵入させるとともに硬化させる。

このような方法によりハウジングにファイバー束を固定
収容し、流体処理器を製造していた。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のファイバー束を固定する方法では
、ポッティング剤の注入がファイバー束の側方からなさ
れ、さらにはファイバーの充填密度が高いことからも、
ポッティング剤がファイバー間に十分侵入できず、従っ
て、ファイバーの固定が確実でなく、液密も十分得られ
ないという問題があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって
、ポツティング剤をファイバー間に十分侵入させてハウ
ジングにファイバー束を確実に固定することができ、さ
らには、その固定を迅速、容易なものとし、製造コスト
も低減させ得るファイバー固定具とそれを使用した流体
処理器の製造方法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］ 上記従来の課題を解決するために、本発明においては、
ファイバー束の端部領域をポッティング剤によってハウ
ジングに接着固定するためのファイバー固定具であって
、前記ファイバー束の端部に配置されるべき板状部材と
、該板状部材の、前記ファイバー束の端部に対向する一
方の面に一体に突設した突起と、該突起を貫通して設け
られ、前記板状部材の他方の面より注入した前記ポッテ
ィング剤を前記一方の面側へ流出可能とする注入孔とを
備えてなる構成を特徴とするファイバー固定具を提案す
るものである。

上記突起は、前記板状部材の前記一方の面に向かう方向
に末広がりをなす外径形状を有してなるもの、また板状
部材は、該部材上における前記突起の突設状態を補強す
る補強体を一体に備えてなるものがそれぞれ好ましい。

また、本発明は、ファイバー束がハウジング内に収納さ
れ、かつファイバー束の端部領域がポッティング剤によ
って接着固定されてなる流体処理器を製造する方法であ
って、前記ファイバー固定具をポッティング剤導入孔を
備えたキャップ体とともに前記ファイバー束の端部に係
合させ、かつ前記固定具の突起を前記ファイバー束の端
部に刺し込んで仮止めする工程と、前記ポツティング剤
を前記キャップ体の導入孔を介して注入するとともに前
記突起の注入孔を通して前記ファイバー束の端部領域へ
注入する工程と、前記ポッティング剤によってハウジン
グに接着固定された前記ファイバー束の端部をスライス
する工程とを含む流体処理器の製造方法を提案するもの
である。

上記方法は、ファイバー束を仮止めするに際し、前記フ
ァイバー固定具の前記一方の面に仮止剤を塗布する工程
を含んでなるもの、また、前記ファイバー固定具を前記
キャップ体とともにファイバー束の端部に係合させるに
際し、前記ファイバー固定具の外周縁部を支持する環状
の治具を前記ハウジングと前記キャップ体との間に介在
させる工程を含んでなるものが良好である。

［作　用］ 上記構成の本発明に係るファイバー固定具によれば、フ
ァイバー固定具は、板状部材に突起を一体に設けて構成
されているのでこれを使用して流体処理器を製造する場
合、ファイバ一端部に該固定具を係合することにより、
突起がファイバー間に迅速かつ容易に入り込んで、その
突起先端側に空間部を形成する。従って、この空間部に
向け、突起の注入孔を介してポッティング剤を注入すれ
ば、ポツティング剤は各ファイバー間に十分侵入し、そ
の結果ハウジングにファイバー束の端部を確実に固定で
きる。

［実施例］ 以下１本発明の一実施例に係る人工肺のファイバー固定
具を第１図、第２図及び第４図に基づいて説明する。

図中１は、本実施例のファイバー固定具を構成する円形
の板状部材である。この板状部材ｌは、第４図に示すよ
うに、円筒状のハウジング２内において多数のファイバ
ー３を束ねてなるファイバー束４の端面全体を載せて受
は得る大きさを有している。５は、第２図に示すように
ファイバー束４の端部に刺し込まれる突起であり、板状
部材ｌの表面に、一体的に複数本、例えば同心円上に配
設されている。突起５には、これを貫通し、板状部材ｌ
の裏面から後述するポッティング剤１６を流出し得るよ
うに注入孔５ａが形成されている。なお、突起５は、板
状部材１の表面に向かって末広がりをなす外径形状をな
しており、これによりファイバー３間に極めて容易に入
り込み。

さらに、後述する空間部１５が十分に得られるようにな
っている。また、板状部材ｌには、十文字状の補強リブ
ｌａが、突起５の裏面に膨出して一体的に形成されてい
る。

さらに、板状部材ｌには、表面周縁に沿って縁部６が突
設されるとともに、裏面側周縁に沿ってツバ部７が設け
られている。

次に５上述のファイバー固定具１２を使用してファイバ
ー束４をハウジング２に固定する方法を、第３図乃至第
５図に基づいて説明する。

まず、第３図に示すように、ハウジング２内に、その長
さより長いファイバー束４を挿入する。なお、ハウジン
グ２の端部には、拡径部２ａが設けられており、ハウジ
ング２とファイバー束４との間に、後述するポッティン
グ剤１６を十分に介在させるようになっている。

一方、第３図に示すように、治具８及びキャップ体９を
用意する。治具８は１両端を開口して環状に形成され、
その一端に、フランジ部８Ｃが一体に設けられている。

その一端にはまた、大内径の嵌合部８ａが段付き状に形
成され、前記ハウジング２の拡径部２ａの端部に着脱自
在に嵌合されるとともに拡径部２ａの端面に当接拘束さ
れるようになっている。嵌合部８ａの周面には拡径部２
ａの外周面に対し液密を保持するようにパツキンｌＯが
設けられている。一方、治具８の他端には、小内径の支
持部８ｂが嵌合部８ａに対し所定の間隔を有して形成さ
れている。その支持部８ｂには前記ファイバー固定具１
２がその突起５側を内部に臨ませて位置決めされるよう
に、当該ファイバー固定具１２のツバ部７が当接可能に
なっている。治具８の内周面は、嵌合部８ａと支持部８
ｂとの間において傾斜面８ｄで形成され、外周面は、前
記フランジ部８Ｃから支持部８ｂに向って先細り状に傾
斜面８ｅで形成されている。

キャップ体９は、一端を開口し内部に前記ファイバー固
定具１２で閉成されることになるポツティング剤分配室
１３を有してカップ状に形成され、その側部には、分配
室１３と連通ずるポッティング剤導入孔９ａが設けられ
ている。このキャップ体９の開口端において、その周縁
部９ｂは前記治具８のフランジ部８Ｃと当接するように
形成され、その内周面は、周縁部９ｂから前記分配室１
３にわたって実質的に前記治具８の傾斜面８ｄに沿った
傾斜面９ｃとなっており、該周縁部９ｂがフランジ部８
Ｃに当接したときに、傾斜面８ｄとの間に間隔１１を形
成するようになっている。

また傾斜面９Ｃの内周縁部が、前記ファイバー固定具１
２のツバ部７を裏面側から支持するようになっている。

次に、治具８とキャップ体９とを第３図に鎖線で示す対
応関係の下で合致させることにより、前記ファイバー固
定具１２の突起５が治具８側にくるように、前記間隙１
１の入口部に固定具１２のツバ部７を保持する。

次に、板状部材ｌの突起５側の面上に、粘度の高い樹脂
、例えばウレタン等の仮止剤１４を５ｍｍ程度の肉厚に
塗布する。なお、前述したように、板状部材ｌには縁部
６が突設されているので、板状部材１は、その全面にわ
たって均一かつ十分な量の仮止剤１４を得ることができ
る。

その後、第４図に示すようにハウジング２に治具８を装
着させ、ファイバー束４の端部に固定具１２を係合させ
る。

この際、ファイバー束４の端部は、治具８の傾斜面８ｄ
に沿って案内されるようにして、ハウジング２の端面か
ら外側に突出した位置で板状部材ｌに載せられる。こう
して、突起５がファイバー３間、すなわちファイバー束
４の端部に刺し込まれ、該突起５の先端側に空間部１５
が形成される。この時、前述のリブｌａにより板状部材
ｌのソリが防止され、突起５は均一かつ確実に該端部に
入り込むことができる。同時に、仮止剤１４の一部が、
ファイバー３を、その端部において閉塞、いわゆる目止
するとともに、板状部材ｌに付着させるのに用いられる
。残余の仮止剤１４は、ファイバー束４を板状部材ｌに
押付けたときに、第４図に矢印で示すように前記間隙１
１に流れ込み、治具８とキャップ体９とを接着するのに
使用される。これにより、ファイバー束４は、ハウジン
グに仮固定されることになる。

仮止剤１４が硬化した後、ハウジング２を、その軸方向
に対し直交方向を回転軸として遠心させながら、第４図
に矢印で示すように、ウレタン等のいわゆる高分子ポッ
ティング剤１６を、キャップ体９の導入孔９ａから分配
室１３に入れ、この分配室１３で均一に調圧した後、突
起５の注入孔５ａがら空間部１５に流出させる。いわゆ
る遠心注型な行なう、°この遠心は、ポッティング剤１
６の注入後も続けられ、所定の硬化がなされる。

このような方法によれば、突起５の注入孔５ａを介して
ファイバー束４の端面側から、ポッティング剤１６を十
分注入でき、注入されたポッティング剤１６は、遠心力
を受けながら、ファイバー３間に十分侵入し、ハウジン
グｌの端部にファイバー３の端部を確実にかつ液密に接
着固定することができる。また、ファイバー３の目止め
により、ポッティング剤１６は、ファイバー３内に入り
込めないので、目止めがない場合に生ずる。ファイバー
３内の奥深くに入り込んでしまうような恐れがなく、最
終的に得られる人工肺において、ファイバー３の閉塞不
良を防止することができる。

またファイバー固定具１２は、板状部材１に突起５を一
体に突設した態様の簡単な構造であるので、容易かつ低
廉に製造することができ、従ってそれを使用して製造さ
れる人工肺の製造コストも低減させることが可能である
。

翻ってみれば、ポッティング剤１６の侵入度、ひいては
ファイバー３の固定状態は、空間部１５の形成態様によ
り影響される。すなわち、空間部１５を形成する突起５
の形状、本数等を適当に選択すれば、ポッティング剤１
６の注入、侵入が一層十分になされ、良好なファイバー
束４の接着固定がなされるのである。

具体的に、例えば、キャビオツクス■型（商品名、テル
モ（株）製）の人工肺のファイバーでは、その有効面積
に対し、突起の長さ、径、間隔及び本数を次の表に示す
数値内で選択することができ、特に（）内数値のものが
良い、また突起５の本数は、３２本が最適であり、４０
本を越えないものが好ましい、これ以上になると、突起
５が 表 ファイバー３間に入りずらく、ファイバー３を押し返し
たり、その孔、すなわち目をつぶし、あるいは、ファイ
バー３の配列を乱す等の恐れがある。なお、突起５が１
本の場合でも突起５の径を大きくとり、ファイバー束の
径が小さくまたファイバー本数が少ないときには十分に
ファイバー３を液密に固定できるものである。

ファイバー固定具１２の素材としては、堅固で、８０℃
以上の耐熱性を有し、溶出物が出す安定しており、水分
も出す、さらに、仮止剤１４及び固着剤１６の素材であ
る例えばウレタンと反応しないものが良い、具体的にポ
リプロピレン（ｐｐ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポ
リエチレン（Ｐ　Ｅ）等が可能であり、特にポリプロピ
レンが好ましい、なお、これらの素材のものを用いた場
合は、前述のリブ１ａが補強上特に有効である。

なお、ポッティング剤１６が硬化した後は第５図に示す
ようにハウジング２の端部から治具８及びキャップ体９
を取外す、このとき、ファイバー固定具１２のツバ部７
は小片であるので、前記間隙１１ととツバ部７とが容易
に離れる。

その結果、固定具１２のみがファイバー束４の端部に残
り、治具８及びキャップ体９は、再使用可能である。従
って１人工肺の製造に際し、その製造コストを一層、低
減させることができる。

その後、ハウジング２の端面に沿ってポッティング剤１
６をスライスする。こうして、ファイバー固定具１２が
除かれるとともに、ファイバー３のうち、仮止剤１４に
より目止めされた部分が切除され、ファイバー３の端部
がポッティング剤１６の端面上に開口される。上記切断
面は、ハウジング２の端面と同一面、あるいは、その端
面から外側に２ｍｍ以内の突出した面であるものが好ま
しい。

このようにして、最終的に良好なる人工肺が製造される
のである。

以上に実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、
上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を
変更しない範囲で変更可能である０例えば、上記実施例
では、本発明に係るファイバー固定具とそれを使用した
流体処理器の製造方法を１人工肺を例にして説明したが
、その他の人工臓器、あるいは浄水器等にも適用可能で
ある。また、実施例では、ファイバー固定具に仮止剤を
塗布し、仮止を行なっているが、これに限定されるもの
ではなく、ファイバー束の端部側に仮止剤を塗布する等
、他の方法によることができる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るファイバー固定具と
それを使用した流体処理器の製造方法によれば、ファイ
バー固定具は、突起を板状部材に一体的に設けて構成さ
れているので、該固定具をファイバー束の端部に係合す
る際、突起の刺し込みを迅速、容易に行なうことができ
、その刺し込みにより生じたファイバー間の空間部に向
け。

突起の注入孔を介してポッティング剤を注入すれば、ポ
ッティング剤は各ファイバー間に十分侵入し、ハウジン
グにファイバーの端部を確実に接着固定でき、また固定
具は、その構造が簡単であるので、容易かつ安価に製造
し得るとともに、その固定具を使用して流体処理器を製
造するに際し、その製造コストも低減させる等、良好な
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る人工肺のファイバー固
定具の外観斜視図、第２図はその要部拡大縦断面図、第
３図はその固定具の、ファイバー東端部への係合の工程
を示す分解縦断面図、第４図はその固定具をファイバー
東端部に係合し、ポッティング剤を充填した状態を示す
縦断面図、第５図はポッティング剤の充填、硬化後、治
具及びキャップ体を取外し、ファイバー束の端部を固定
具とともにスライスした状態を示す縦断面図である。 １−・・板状部材、　　　　　　２・・・ハウジング４
・・・ファイバー束、　　　　　５・・・突起５ａ・・
・注入孔、　　　　　　　８・・・治具９・・・キャッ
プ体 ９ａ・・・ポッティング剤導入孔 １２・・・ファイバー固定具、　　１４・・・仮止剤第
２図 ６・・・ポッティング剤

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）ファイバー束の端部領域をポッティング剤によっ
   てハウジングに接着固定するためのファイバー固定具で
   あって、前記ファイバー束の端部に配置されるべき板状
   部材と、該板状部材の、前記ファイバー束の端部に対向
   する一方の面に一体に突設した突起と、該突起を貫通し
   て設けられ、前記板状部材の他方の面より注入した前記
   ポッティング剤を前記一方の面側へ流出可能とする注入
   孔とを備えてなることを特徴とするファイバー固定具。
2. （２）前記突起は、前記板状部材の前記一方の面に向か
   う方向に末広がりをなす外径形状を有してなる請求項１
   記載のファイバー固定具。
3. （３）前記板状部材は、該部材上における前記突起の突
   設状態を補強する補強体を一体に備えてなる請求項１記
   載のファイバー固定具。
4. （４）ファイバー束がハウジング内に収納され、かつフ
   ァイバー束の端部領域がポッティング剤によって接着固
   定されてなる流体処理器を製造する方法であって、請求
   項１ないし３のいずれか１つに記載のファイバー固定具
   をポッティング剤導入孔を備えたキャップ体とともに前
   記ファイバー束の端部に係合させ、かつ前記固定具の突
   起を前記ファイバー束の端部に刺し込んで仮止めする工
   程と、前記ポッティング剤を前記キャップ体の導入孔を
   介して注入するとともに前記突起の注入孔を通して前記
   ファイバー束の端部領域へ注入する工程と、前記ポッテ
   ィング剤によってハウジングに接着固定された前記ファ
   イバー束の端部をスライスする工程とを含む流体処理器
   の製造方法。
5. （５）ファイバー束を仮止めするに際し、前記ファイバ
   ー固定具の前記一方の面に仮止剤を塗布する工程を含ん
   でなる請求項４記載の流体処理器の製造方法。
6. （６）前記ファイバー固定具を前記キャップ体とともに
   ファイバー束の端部に係合させるに際し、前記ファイバ
   ー固定具の外周縁部を支持する環状の治具を前記ハウジ
   ングと前記キャップ体との間に介在させる工程を含んで
   なる請求項４記載の流体処理器の製造方法。