JPS588250B2 - 中空繊維を埋込んだ固着材の切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は中空繊維を埋込んだ固着材の切断装置（以下、
単に「切断装置」という。

）に関するものであって、特に、人工腎臓用の血液透析
装置等の選択的物質透過装置を製造する際に好適な装置
を提供するものである。

液状又は気体状の混合物が薄膜を介して選択的に分離さ
れ得ることはよく知られている。

この場合、選択性や拡散速度は膜の材質、膜厚、有効表
面積、膜の両測の差圧、温度の関数であることもよく知
られている。

膜を通じての物質の透過速度の違いを利用した１つの有
効な方法として、高分子物質からなりかつ選択透過性能
を有する中空繊維膜を利用する方法がある。

この方法は、中空繊維を用いるために、小型でありなが
ら有効表面積の大きい装置が得られることから、将来多
方面に利用されるものと考えられている。

例えば、腎不全患者を死から救うことを目的とする血液
透析装置では、専らセルロ−ス膜又はアクリロニトリル
共重合体からなる中空繊維を多数密に束ね、この中空繊
維束を長い筒状すたは断面矩形状のケース内に装填する
ようにしている。

ケースの両端部においては、エボキシ樹脂、ポリウレタ
ン、シリコーン樹脂等のボリマー組成物からなる固化後
の性状が適度な弾性を有する固化性液体（ポッティング
材）によって中空繊維束の両端部を固着する。

これによって、中空繊維は実質的に互いに平行でかつケ
ースの長さ方向にも平行な状態にて固定され、固化した
固着材中を互いに同一方向に貫通したものとなる。

この装置の組立てには新しい方法を導入することが必要
である。

例えば、中空繊維束の両端部をケースの両端部に固定す
るのにポリウレタンを用いる場合を想定すると、このポ
リウレタン組成物は各中空繊維の周囲及びケースの内側
を密でかつ完全に封緘するように固着されなければなら
ない。

この固着操作はポツテイングと呼ばれ固着材はポツテイ
ング材と呼ばれている。

この操作の１方法としては、例えば、組立てられた装置
を遠心機で回転させながら、ケースの両端部に取付けた
鋳型内に固着材として固化性液体を導入することにより
達成される。

そしてこの装置は導入された上記固化性液体が充分に固
まるまで高速で回転されるようにし、これによって固化
性液体が毛細管現象により中空繊維束に沿ってケースの
中央部方向に這い上がる現象（Ｗｉｃｋｉｎｇ）を防止
することが出来る。

両端部の固化性液体を固化させ或いは熱処理した後に、
上記鋳型を取除き、更にその固着材に埋め込まれた状態
でこれを貫通している各中空繊維を中空繊維の長手方向
に直交する方向で切断して中空繊維の末端を切断面に開
口させる。

そしてこの開口を通じて中空繊維の内側（中空部分）に
患者の血液を通し、外側に透析液を通すことにより、中
空繊維の壁膜を通じて血液中の諸成分を透析する。

上述した装置の組立てに際して遭遇する最大の困難は中
空繊維の切断である。

殊に、固着材の性質に起因するのであるが、甲えば、・
ム切断機のような通常の切断機によシ通常の方法で切断
を行なうと、中空繊維末端に形成される開口は切断刃に
相当量こすられ、中空繊維の閉塞や、固着材と中空繊維
との接着面の剥離あるいけ切断面の凹凸を生じることが
判明した。

この原因としては、機械的に切断するときに発生する熱
によって前記固着材或（イ）は発生した前記固着材の切
りくずの一部に溶融や軟化が起こシ、これらによって切
断刃の回転中に中空繊維の開口の一部又は全部が覆われ
て閉塞されてしまうこと、及び、刃面と切断面が接触し
ていることにより生じるせん断応力により、固着剤と中
空繊維との接着面からの中空繊維の剥離や切断面の凹凸
を生ずることによると考えられる。

選択的透過装置を血液透析に用いるときには更に大きな
問題が生じる。

血液は異物と接触すると本質的に凝固する性質があるが
、この凝血性は血液の流れが乱されると加速される。

通常、腎不全患者が透析療法を受けるとき、たとえ抗凝
血剤としてヘパリンを使用しても、若し上記切断面が平
滑でなかったり、切断時に中空繊維が固着材から僅かで
も剥離したり、中空繊維の切断が不均一であったり、或
いはまた中空繊維の切断面の位置が前記固着剤の切断面
よりずれていたりすると、その部分から凝血が生じて次
々に成長してしまう。

この結果、その成長した血液の固まりが中空繊維の開口
を覆ったり、その小片の一部分が剥離して中空繊維の中
空部分に入ったりしてこの中空部分を通じて血液が流れ
なくなり、透析効率の減少を招くのみならず、ついには
透析不能となる恐れがある。

中空繊維をケースに固着（ポツテイング）するのに用い
られる固化性液体であるポリウレタン，シリコーンゴム
、エポキシ樹脂等の固着材（ポツテイング材）はゴムに
みられるような特有の粘着性と弾性とを有しているので
、切断する際に切断刃がからまって平滑な切断を行うこ
とが出来ない。

これは例えばポリウレタンのブロックのみを切断すると
きにも現われる現象であるが、血液透析装置のように、
ポリウレタン樹脂中に貫通した状態で埋め込まれたセル
ロース製の中空繊維束をポリウレタンと共に切断する場
合にも問題となる。

即ち、ポリウレタンは粘着性と弾性とを有しているが、
セルロースの中空繊維はかなりの剛性を有しているので
、切断刃に対する両者の挙動が非常に違ったものとなる
。

これを図面につき説明すると、第１図に示す如く、固着
材１中に埋め込まれた中空繊維２を切断刃３により中空
繊維２の長さ方向と直交する方向に切断するに際し、ま
ず弾性のある固着材１の一部分が切断され、次いで中空
繊維２が切断されようとする。

ところが、このとき、中空繊維２の剛性が固着材１に比
べて大きいために、第２図に示す如く、中空繊維２はそ
のまま切断されずに切断刃３との接当部分から屈曲して
しまう。

このために切断面において中空繊維２が固着材１から部
分的に剥離し、これらの間に裂け目４が生じてしまう。

逆に上記接当部分の反対側では中空繊維２が固着材１に
押し付けられるので裂け目は生じないが、上述のように
中空繊維切断面の状態は第３図に示す如くになる。

即ち、裂け目４が残り、然も中空繊維２の切断面が斜め
になってこの中空繊維２の付近において切断面５が平滑
にならずに中空繊維２の端面が突出してしまう。

このような切断面を有する血液透析装置を用いると、凝
血を防止出来ないことは明らかである。

本発明の目的は、特に、固着材に埋め込まれた中空繊維
を固着材と共に切断するに際し、簡単かつ敏速で、精度
が良く、経済的な切断装置を提供することである。

本発明の別の目的は、切断面を傷付けたり或いは切断に
より形成された中空繊維の開口を部分的又は完全に閉塞
したり、中空繊維の剥離や凹凸を生じることなく、切断
面に中空繊維を開口させ、これによって中空繊維の内側
をスムースに流体が流れるように切断する切断装置を提
供することである。

本発明の更に別の目的は、固着材に埋め込まれた中空繊
維を固着材とともに、中空繊維の長さ方向と直交する方
向に切断するに際し、特に人工腎臓用の血液透析装置に
おいて血液を凝固を防止するために、極めて平滑な切断
面を形成し得る切断装置を提供することである。

本発明は、前記した欠点を完全に克服し上述の目的を達
成したものである。

即ち本発明は、直線状の刃先線を有する直刃を具備し、
前記刃先線が（ａ）中空繊維を埋込んだデュロメーター
Ｄ形硬さ２０〜６０の固着材からなる被切断物の切断面
に対して角度θ２を有する第１の刃面Ａ。

（ｂ）前記切断面に対して前記第１の刃面Ａよりも大き
な角度θ。

を有する第２の刃面Ｂ。によって刃先角θ１を有するよ
うに構成され、前記第１の刃面Ａが前言切断面とのなす
角度θ２を保持した状態で、前記直刃及び／又は前記被
切断物を回転させることによって前記被切断物を切断し
得るように構成され、前記直刃が前記被切断物に当たる
際に回転中心と前記被切断面とを結ぶ直線と前記直刃の
刃先線とのなす角度が３０°〜１１０°となるように設
定されていることを特徴とする、中空繊維を埋込んだ固
着材の切断装置に係るものである。

なお、本明細書で「デュロメーターＤ形硬さ」とは、デ
ュロメーターＤ形のスプリング式硬さ試験機にて測定し
たデュロメーター硬さをいうものとする。

本発明の好ましい実施態様においては、固着材に埋め込
まれた中空繊維を前記固着材とともに予め所定の位置ま
で予備切断し、しかる後、回転体に固定された直刃の刃
先線に対する被切断物の高さ位置を規制するだめの案内
部材によって被切断物を案内しつつ、前記回転体の回転
に伴なって回転する前記直刃によシ前記中空繊維を前記
固着材とともに切断し、この切断面に前記中空繊維を開
開口させる。

さらに詳述すると、固着材に埋めこまれた中空繊維を以
下に述べる切断方法によシ第４図に示されるＹ−Ｙ’位
置まで最終切断する。

この場合、通常の切断機、例えば包丁、糸鋸、帯鋸、又
は丸鋸等の鋸刃を用いる切断機、あるいはハム切機等の
円刃を用いる切断機、あるいは帯刃切断機、或いは紙裁
断機、ギロチンカツター等の直刃を用いる切断機、ある
いけ砥石刃を用いる回転切断機、更には後述の切断装置
２０等を用いて、第４図に示される所定の位置ｘ−ｘ’
まであらかじめ切断しておくこともできる。

上記最終切断においては、ケース１０に固着材１によシ
固着された中空繊維２を第５図に示される切断装置２０
の固定台１３に固定する。

ついで第６図及び第７図に拡大して示すように、被切断
物の案内部材である刃口６０の平坦面Ｆが矢印１４方向
に回転可能な．回転板１１の上面より高さｌ３だけ高く
なるように刃口６０を例えば１２００間隔で３箇所にと
）つける。

そして３本の直刃３を回転板１１上に台座１２を介して
刃口６０と一対一に対応させて取付けるが、この際、第
１の刃面Ａが切断面Ｃと接触しないように直刃３が切断
面Ｃと角度θ２をなし、かつ直刃３の刃先線Ｐが第８図
に示すように回転板１１の回転半径方向と角度θ３をな
し、さらに刃先線Ｐが刃口６０の平坦面Ｆよ）高さム２
だけ高くなるようにしておく。

そして、固定台１３を被切断物５０が刃口６０に接触し
、この刃口６０の平坦面Ｆで支持されるように送り量ｄ
で回転板１１方向に送って、この後、回転板１１を回転
数Ｘで回転させることにより、前記中空繊維２を前記固
着材１と共に（必要に応じて適度の厚さ（送り量ｄでく
り返し）切断し、この切断面に前記中空繊維２を開口さ
せるものである。

なお、第５図は断面円形の被切断物５０を、第８図は断
面偏平の被切断物５０を切断する状態を示している。

本発明における切断の原理は、回転板１１に接触しない
程度に被切断物５０を回転板１１方向に送り量ｄで送り
、被切断物５０の先端部を刃口６０の平坦面Ｆより突出
した鋭利な刃先線Ｐを有する直刃３によって薄くそぐよ
うに厚さム２で切断して平滑な切断面と正確な切断精度
を得ることにある。

なお、切断される厚さｔは被切断物５０が圧縮変形する
関係上、その変形の程度によりｔ２＜ｔ＜ｄの範囲の値
で得られることになる。

換言すれば、高さム２に等しいか、あるいはそれより僅
かに大きな送り量ｄで被切断物５０が送られてその先端
面が刃口６０の平坦面Ｆで支持され、ム２くｄの場合に
は被切断物５０が圧縮変形された状態で切断される。

本発明において、例示した前述の直刃３による切断にお
いて、第７図に示される刃先角度θ１は実際には１５°
〜４５°であり、好ましくは１８°〜４２°である。

即ち、１５°未満では刃先の磨耗や損傷が生じやすく、
４５°を越える場合は切断面における中空繊維の開口状
態が不良となるのみならず、刃先角度θ１が極端に大き
い切断不能となる恐れがある。

また前紀直刃３の第１の刃面Ａが切断面Ｃとなす角度θ
２は１°〜５°であるのがよく、好ましくは２°〜４°
である。

即ち、１ｏ未満の場合は、第１の刃面Ａが切断面Ｃと接
触し易くなり、従って切断面が不良となり易く、また５
°をこえる場合は、見掛け上の刃先角（即ち、被切断物
５０の切断予定面が存在する平面と直刃３の第２の刃面
Ｂとのなす角度θ。

が鈍くなるので切断面を不良とし易くなって好ましくな
い。

さらにまた、直刃３の第１の刃面Ａと第２の刃面Ｂとに
よって形成される刃先角度θ１と直刃３の第１の刃面Ａ
が切断面Ｃとなす前記角度θ２との和である角度θ。

は、１６°〜５０°であるのがよく、好ましくは１８°
〜４６°、さらに好ましくは１８°〜４２°である。

即ち、角度θ。は実質上切断時の刃先の鋭利さを示すと
同時に、この角度Ｏｏに関連して切断状態の良否をも示
すものであるが、１６°未満では刃先の摩網が生じ易く
、５０°を越えると切断不良となる。

また第８図に示される直刃３の刃先線Ｐが、回転板１１
の中心Ｏと刃先点Ｍとを結ぶ直線に対してなす角度θ３
、換言すれば被切断物５０に直刃３が当たるときの刃先
線Ｐが中心Ｏと被切断物５０とを結ぶ直線に対してなす
角度は３０°〜１１００であることが不可欠であシ、６
０°〜１００°が好ましく、最も好ましくは９００であ
る。

即ち、刃先線Ｐが角度θ３をなして取付けられているの
で、刃先が被切断物５０を切断するに際し、刃先が被切
断物５０上を斜め方向へすべりつつ切断する機構を具備
することになシ、見掛け上の刃先角θ，をより鋭利なも
のとなす効果を有している。

従って角度θ３が１１０°よシ大きくなると、切断に使
用される刃先部分が少なくなシ、好ましくなく、さらに
は切断が不能となる。

また角度θ３が３０°未満の場合、被切断物５０に対す
る刃先の当シが大きすぎ、しかも刃先のかなりの領域に
亘って同時に接当することになるから、切断をスムーズ
に行ない得す、また刃の摩耗も大きくなる。

第８図に示すように、回転板１１の周縁側に位置する刃
先点Ｎから回転中心Ｏまでの距離ｒ２と、回転中心０に
近い側に位置する刃先点Ｍから回転中心Ｏまでの距離ｒ
１との差ｒ２−ｒｌは、被切断物５００回転中心から最
も遠い点Ｐ１と最も近ｉ点Ｑ１との差、即ち被切断物５
０の実質的切断長ｌ０よシ等しいか犬でなければならな
い。

好ましくは前記差ｒ２−ｒ１は，ｌｏ〜５ｌ０であり、
さらに好ましくは２／０〜５ｔｏである。

即ち、前記角度θ３により、被切断物上で切断するに必
要な刃先線の長さが異なり、前記角度θ３によって必然
的に前記差ｒ２−ｒｌは決まるのである。

回転板１１の上面からの刃口６０の平坦面Ｆの高さｌ３
は ｎｍ以上であるのが望ましい。

即ち、この高さｔ３を設けることは切断後の切断面Ｃを
回転板１１に接触させないために必要であり、この目的
からｔ３は ｍｍ以上であるのが好ましい。

また、刃口６０の平坦面Ｆに対する刃先線Ｐの高さｔ２
は 〜２ｍｍであるのがよく、好ましくは ｍｍであシ、さらに好ましくは ｍｍであジ、さらに好ましくは− ｍｍ である。

即ち、 ｍｍ未満、あるいは２ｍｍを越えると、 切断が困難となシ、切断面０を平滑面として得ることが
できないばかりでなく、切断面０において中空繊維が変
形された閉塞されてしまう等の恐れがある。

特に、２ｍｍを越える場合は、直刃３に対する衝撃が強
いので、刃の折損を生じ易くなる。

同様に前記送り量ｄは であるのがよ く、好ましくは であり、さらに 好ましくは である。

この場合、送り量ｄは前記高さｔ２よりも大きく、かつ
被切断物５０が回転板１１と接触せず、刃口６０の平坦
面Ｆとは接触するように設定することが重要である。

即ち、被切断物５０を刃口６０の平坦面Ｆによって支持
した状態で直刃３に案内して切断すれば、被切断物５０
けこの刃口６０の平坦面Ｆによってみかけ上、固定支持
されつつ切断高さ（即ち，ｔ２〜ｄ）を精度良く確実に
規制できるので、被切断物が動くことなく、平滑な切断
面を得ることができる。

この場合、刃口６０は、被切断物５０がスムースに刃口
６０と接触できるように、第６図及び第７図に示す如く
回転版１１と同じか或いは低い位置から右上り傾斜面を
有し、かつこの傾斜面の上端から刃先との対向端部まで
は平坦面Ｆを有していることが必要である。

この平坦面Ｆの長さｔ４は特に限定されず、１〜５ｍｍ
程度であれば充分である。

さらに、回転板１１の回転数Ｘは毎分１００回転以下（
０回転を除く。

）であることがよく、好ましくは毎分２〜６０回転であ
る。

また前述した切断は第４図において一点鎖線で示される
所定の位置Ｙ−Ｙ’までなされるのであるが、固定台１
３を２回以上段階的に送り、くり返し薄く切断すること
が好ましい。

また、第６図及び第７図に示されるように、直刃３の刃
先線Ｐと、刃口６０の刃先線Ｐに対向する刃口６０の平
坦面Ｆの稜線Ｋとの距離ｌ１は、被切断物５０の厚みｔ
（ｔ２≦ｔ≦ｄ）を有する切削片Ｇが逃げていくのに必
要な間隙を確保するだけの大きさであることが必要であ
り、０．５ｍｍ〜４ｍｍの範囲で適宜切削厚に従って変
化させることができるように構成されている。

なお、４ｍｍを越えるとみかけ上の固定支持がうまくい
かず切削後の好ましい平滑面が得難くなる。

本発明において用いられる前述の固着材１けポリウレタ
ン、シリコーンゴム又はエポキシ樹脂等の１種又は２種
以上からなってよい。

これらは多少の弾性と粘着性とを有していて応力に対し
て変形し易い性質を有している。

また上述の中空繊維２け合成高分子、天然高分子又は半
合成高分子等からなっていてよく、好ましくは外径１０
〜５００μ、膜厚１〜１００μで物質の選択透過性を有
していることが必要である。

中空繊維２は従って上述の固着材１と異なって粘着性及
び弾性がそれ程著しくなくむしろある程度の剛性を有し
ている場合が多く、応力に対して変形し難い性質がある
。

中空繊維の構成材料は、その目的によって異なシ、混合
物から選択的に分離される物質によって適当なものを選
択することが出来る。

以上説明したように、本発明の特徴は、直刃３の第１の
刃面Ａが切断面Ｃに対して角度θ２をなしているので、
第１の刃面Ａが切断面Ｃと接触することを防止できる。

また被切断物５０を刃口６０の平坦面Ｆによシ支持して
切断すれば、極めて平滑な切断面を得ることができる。

また、直刃３の刃先角度θ１、直刃３の第１の刃面Ａが
切断面Ｃとなす角度θ２、角度θ１ と前記角度θ２と
；のなす角度の和θ。

、及び直刃３の刃先線Ｐの角度θ３を上述のように限定
すれば、極めて平滑でかつ中空繊維２を切断面Ｃにおい
て変形させたシ傷つけたりすることなく、中空繊維２と
固着材１との間のさけ目４を生じない良好な切断面５を
得１ることかできる。

また、本発明の別の特徴によれば、直刃３の刃先線Ｐと
回転板１１０回転半径方向とのなす傾斜角度θ３を限定
し、さらに回転数Ｘを限定すれば、切断時の直刃３が固
着材１に食いこんで切断不能；となる事態や刃先の折損
を防止し、かつ短時間に繰り返しの切断が可能となり、
良好な切断面を得ることができる。

さらに本発明の別の特徴によれば、前記角度θ３を設け
れば、直刃３の刃先の寿命を永くして、工；業的に使用
可能とし、かつ直刃３の刃先角度θ、及び前記角度θ２
の和θ。

７５′｛比較的大きくても、平滑な切断面と該切断面上
において真円に開口した中空繊維２とを得ることが可能
になる。

さらに、本切断装置で良好な切断面を得るため；には、
固着材のデュロメーターＤ形硬さが２０〜６０の範囲が
不可欠であり、これより低ければ、平滑な切断面を得難
くなシ、この範囲よ）高ければ刃の損耗が大きく、また
切断所要時間も犬となる。

このように、本発明の特徴は、固着材と中空繊維の剛性
が違っていても、前述のような条件とすることによシ、
固着材１と中空繊維２とが同一平面をなすように平滑に
切断され、その境界部分において前述したような裂け目
４が生じたり或いは中空繊維２の開口が変形したりする
ことがなく、従って本発明による切断面５は極めて滑ら
かであシかクまた中空繊維２の端面が突出するようなこ
とはなく、切断面５上の中空繊維２の開口の断面も真円
に近いものとなる。

このような理想的な切断はエポキシ樹脂に埋め込まれた
シリコーン系中空繊維のように、中空繊維の方が剛性の
少いものでも同様であった。

また本発明による上述の回転直刃を用いた切断装置は、
例えばリング状の刃先を有する回転式円刃等を用いた従
来の切断装置では奏することができない作用効果を有し
ている。

即ち、回転式円刃を用いた切断装置によって固着材及び
中空繊維を切断した場合には、切断面に開口している中
空繊維の中空部に固着材のパリが認められ、かつ切断面
は５０〜１００μ程度の凹凸を有しているが、本発明に
よる回転式直刃を用いた切断装置によれば、前述のよう
なパリは殆んど認められず、かつ切断面の凹凸も５〜１
０μ程度である。

一般に、切断面の荒さは凝血を引越す原因となるので、
本発明による回転式直刃を用いた切断装置によれば、切
断面における凝血を回転式円刃に比べて著しく減少させ
ることが可能となる。

さらに直刃は円刃等に比べて交換及び研磨が容易であり
，精度も出し易く、かつ切断速度も大きくすることが出
来るので、直刃を使用した方が実扇上能率的であり、大
量生産に適している。

研磨によって円刃の場合は円が小さくなシ、切断時の位
置調整も面倒となるが、本発明による直刃の場合は研磨
によシ短かくなるが、軸を平行移動させるのみで調整可
能であシ、調整も容易である。

本発明による切断装置を用いて中空繊維を切断した血液
透析装置によれば、凝血現象が起こらず、凝血による中
空繊維の中空部の閉塞現象が生じなくなった。

これは非常に意義深いものであり、人工腎臓の改良に課
せられていた最犬の欠点を取除くものである。

なお本発明による切断装置は、血液透析装置以外の選択
透過装置、例えば中空繊維の壁膜を通じてガス相からガ
ス相、液相からガス相等へ物質を移動させる装置の製造
に際しても適用することが出来る。

なお上述の例では、直刃３を回転させるようにしたが、
被切断物の種類によっては被切断物のみを回転させるか
、或いは直刃及び被切断物を共に回転（例えば逆回転）
させることもできる，上記の切断装置２０は３つの直刃
３及び３つの刃口６０を有しているが、本発明の主旨は
回転する直刃を用いて切断することにあるから、上記直
刃及び刃口は夫々少なくとも１つ設けられていれば充分
効果がある。

例えば、第５図では３本の直刃を使用しているが、直刃
を１本だけ具備した切断装置により切断操作を行なって
も、同様に良好な結果が得られる。

次に本発明を以下の実施例に基づいて更に詳述するが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、その
技術的思想に基づいて更に変形が可能であることが理解
されよう。

実施例１ 約８０００本の外径３００μ、内径２００μのセルロー
ス製中空繊維を束ねて血液透析用の筒状ケース内の所定
の位置に収納し、遠心法によってこの中空繊維束の両端
部をスミジュールＰＦ（住友バイエル製）とヒマシ油と
の１：２混合物からなるポリウレタンでケースの両端部
に固着した。

第４図に示すように中空繊維２はケース１０の長さ方向
に並び、ケースの両端部に固着した固着材１（ポリウレ
タン）中に埋め込まれた状態でこれを貫通していた。

硬化４８時間後のポリウレタンのデュロメーターＤ形硬
さは測定瞬時で２８，１０秒後で２４であった。

この固着部分を第４図の固着部分の部分拡大図に示され
るｘ−ｘ’位置をあらかじめ糸のとで切断し、しかる後
全長３２ｃＬの直刃３を用い、直刃３の刃先角度θ１が
２２°、最犬刃厚ｄ１が１０ｍｍ、直刃３の第１の刃面
Ａと切断面Ｃとのなす角度θ２が３°、前記角度θ１と
前記角度θ２との和θ。

が２５°、直刃３の刃先線Ｐの角度θ３が１５°、前記
距離ｒ１が１５ｃｍ，刃口６０の平坦面Ｆの回転板１１
からの高さｔ３が 刃先 線Ｐの刃口６０の平坦面Ｆからの高さが 刃先線Ｐと刃口６０との距離ｔ１がＩｍｍとなるように
設定し、回転数Ｘを２Ｏｒｐｍで、送り量ｄを（即ち切
断厚さ ）で繰シ返し切断し、 所定のＹ−Ｙ’位置まで切断した。

この場合被切断物５０の切断長ム０は１０ｃＬであった
。

この方法によると、中空繊維はポリウレタンと共に極め
てスムースにかつ高速で切断され、この切断面は非常に
平滑であった。

拡犬鐘で観察すると、切断面の平滑さは従来例と比べて
比較にならない程良好であった。

また切断面における中空繊維の開口は真円に近く、従来
装置による場合のように変形が全く認められず、然も均
質であった。

この開口を拡大鏡で詳細に調べてみると、従来の装置で
は必ず発生していた微小な切断くずや開口の閉塞は全く
認められず、中空繊維とポリウレタンとの境界面の剥離
や裂け目、中空繊維とポリウレタンとの間の段差等は全
く観察されなかった。

本実施例による切断装置を用いて組立てた人工腎臓を用
いて腎不全患者の血液透析療法を行なった結果、これま
でしばしばみられた凝血によるトラブルは皆無であった
。

実施例 ２ 約ｓｏｏｏ本の外径３００μ、内径２００μのセルロー
ス製中空繊維を束ねて、血液透析用の断面矩形状のケー
スの所定の位置に収納し、遠心法によってこの中空繊維
束の両端部をボライＦＣＶｏ−ｒｉｔｅ）６８９（ＮＬ
社製イソ／７ネート）とポリシン（Ｐｏｌｉｃｉｎ）９
３６（ＮＬ社製ポリオール）の４８：５２の混合物から
なるポリウレタンでケースの両端部に固着した。

ついで、第４表に示されるように、硬化時間を変えて硬
化後のポリウレタン硬度をコントロールし、直刃３の第
１の刃面Ａと切断面Ｃとのなす角度θ２を１°として、
直刃３の刃先角θ１との和θ。

及び切断回転数Ｘを変えて第１の実施例と同様に切断し
た。

この結果を第１表に示す。この結果から明らかなように
、固着材の硬化後のデュロメーターＤ形硬さが２０〜６
ｏの範囲、前記角度の和θ０が１６°〜３ｏ０の範囲、
及び回転数１００回転以下の範囲で良好な切断状態が得
られる。

この場合、上記範囲よシ回転数が高い場合及びポリウレ
タンの硬度が高い場合には、刃とぼれが生じ、この結果
切断面の状態にやや不良部分が生じたものと考えられる
。

実施例３ 第２の実施例と同様にして、セルロース製中空繊維を血
液透析用断面矩形状ケースの両端部に固着した。

ついで第２表に示されるように、刃口６０の平坦面Ｆに
対する直刃３の刃先線Ｐの高さム２を変え、各々の場合
に前記高さ４２よりだけ多くなるように送シ量ｄで固定
台１３を送り、回転板１１に対する刃口６ｏの平坦面Ｆ
の高さｔ３が 前記距離ｔ１は送シ量の２倍となるよ うに設定し、回転数Ｘが２ｒｐｍで、前記距離ｒ１が１
５ＣＬの位置に前記角度θ３が９００となるように刃長
３２ｃＬの直刃３を設定し、所定の位置まで切断し、そ
の切断状態を観察した。

この結果から明らかなように、高さム２がで良好な切断
が行えることがわかる。

切断高さム２が小さい場合は、均一な切断片Ｇが得られ
ず、完全な平滑切断面を得ることが難しく、また切断高
さが大きい場合は、刃のくいこみにより上述と同様に平
滑な切断面を得ることが難しい。

実施例４ 血液透析用のケース断面が円筒形であり、かつ固着部の
半径が３ｃＬである以外は第２の実施例と同様にして中
空繊維をケースの両端部に固着した。

ついで回転板１１に対する刃口６０の平坦面Ｆ高さｔ３
が 前記平坦面Ｆに対する前 記刃先線Ｐの高さム２が 送シ量ｄが となるように設定し、さらに前記刃先角 度θ、を２２°，直刃３の第１の刃面Ａと切断面Ｃとの
なす角度θ２を３°とし、刃長３２ｃｍの直刃３の刃先
線Ｐの角度θ３を変えて、回転数Ｘ４０ｒｐｍで繰シ返
し切断し、切断面を観察した。

この場合、各角度θ３で被切断物５０が切断されるよう
固定台の位置を変えて切断を行った。

この結果を第３表に示す。

この結果から明らかなように、前記角度θ３がθ°〜１
２０°の範囲において良好な切断状態が得られることが
わかる。

角度θ３が大巾に大きい場合には、刃先の全長を切断に
使用することができない。

特に９０°より大巾に大きい場合は回転中心０に近い側
に位置する刃先の点Ｍが、被切断物５０の切断時（回転
板１１の回転に伴なう直刃３の回転時）において、直接
被切断物５０に当って切断を妨害してしまう可能性が犬
なので好ましくない。

９０°に近い角度では、刃先の全長を切断に使用するこ
とが可能であり、刃の寿命の観点からも好ましい。

実施例 ５ アクリロニトリル９７チとメタリルスルフオン酸３％と
の共重合体からなる約８０００本の半透性中空繊維（内
径２８０μ程度）を束ねて透析用の筒状ケースの所定位
置に収納し、この中空繊維束の両端部をダウコーニング
社製のシラスチック（商品名）からなるシリコーンゴム
で固着した。

そしてこの固着部分を前記実施例１と同様の装置により
中空繊維の長さ方向と直角に切断した。

切断面は非常に均質かつ平滑であり、開口した中空繊維
の断面は真円に保たれていた。

この方法で切断した中空繊維束を具備する血液透析装置
を用いて実際に血液透析を行なったところ、殆んど凝血
を起こさなかった。

実施例６ ポリメチルメタクリレートからなる約４８００本の中空
繊維（内径２８０μ程度、外径３５０μ程度）を束ねて
透析用の円筒状ケース内に収納し、その両端部を東芝シ
リコーンＴＳＥＲＴＶ３４０２（東芝シリコーン製）か
らなるシリコーンゴムで固着した。

そしてこの固着部分を前記実施例１と同様の装置によシ
中空繊維の長さ方向と直角に切断した。

本実施例でも極めて平滑な切断面が得られ、中空繊維の
開口面での歪や変形は殆んど認められず、かつまた中空
繊維とシリコーンゴムとの剥離も認められなかった。

本実施例により切断した中空繊維束を具備する血液透析
装置を用いて実際に血液透析を行なってみると、中空繊
維での凝血現象が殆んどみられず、切断面の優れた平滑
性及び均質性が証明された。

実施例 ７ セルロースアセテートからなる約２００００本の中空繊
維（内径４６０μ程度、外径５３０μ程度）を束ねて円
筒状のケース内に収納し、その両端部をセメダイン社製
のエポキシ樹脂で遠心法により固着した。

この固着部分を前記実施例１と同様の装置を用い切断し
た。

この切断はスムースに行なわれ、極めて均質で平滑な切
断面が得られ、中空繊維の開口はきれいでかつ均一とな
シ、変形、閉塞、剥離はなく、極めて良質であった。

実施例８ ガス透過性を有するシリコーンゴム薄膜からなる約３０
００本の中空繊維（内径０．３ｍｕ程度）を束ねて血液
透析用のケース内に収納し，その両端部をエポキシ樹脂
によりケースに固着した。

この固着部分を前記実施例１と同様に切断した。

本実施例でも極めて平滑な切断面が得られ、中空繊維の
開口は真円に近く、歪や変形は極められなかった。

本実施例により組立てられた透析装置を用いて、血液の
酸素一炭酸ガス交換（人工心肺）の実験を行なったが、
中空繊維の内側に凝血現象が認められなかった。

実施例９ セルロースの代勺にナイロンからなる中空繊維（内径３
２０μ程度）を用いた以外は前記実施例１と同様に実施
した。

この場合にも平滑な切断面が得られ，中空繊維の切断面
とポリウレタンの切断面との間に凹凸がなく、中空繊維
の開口は真円形であって良質の切断面が得られた。

実施例１０ ポリエビクロルヒドリンからなる約１０００本の中空繊
維（内径３６０μ程度）を用いた以外は前記実施例３と
同様に実施した。

この場合にも切断面は極めてきれいで平滑であ）、中空
繊維とシリコーンゴムとの境界で剥離やクラツクがなく
、良質の切断面を得ることが出来た。

実施例１１ ポリスルホンからなる中空繊維（内径２１０μ程度）を
用いた以外は前記実施例６と同様に実施した。

本実施例でも極めてきれいな切断面を得ることが出来た
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は従来例を示すものであって、第１図は
中空繊維と共に固着材を切断するときの断面斜視図、第
２図は第１図において刃が中空繊維に当ったときの同様
の斜視図、第３図は切断後の切断面を示す断面図である
。 第４図〜第８図は本発明の実施例を示すものであって、
第４図は切断すべき血液透析装置の端部の正面図、第５
図は切断装置の平面図、第６図は第５図のＶ−Ｖ線拡大
断面図、第７図は切断進行状態を示す第６図の拡大図、
第８図は円筒状ケースに収容された被切断物を切断する
装置の部分拡大平面図である。 なお図面に用いられている符号において、１・・・・・
・固着材、２・・・・・・中空繊維、３・・・・・・切
断刃又は直刃、１１・・・・・・回転板、６０・・・・
・・刃口、Ａ・・・・・・第４の刃面、Ｂ・・・・・・
第２の刃面、Ｐ・・・・・・刃先線、Ｆ・・・・・・刃
口の平坦面、Ｇ・・・・・・切削片である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 直線状の刃先線を有する直刃を具備し、前記刃先線
   が、 （ａ）中空繊維を埋込んだテユロメーターＤ形硬さ２０
   〜６０の固着材からなる被切断物の切断面に対して角度
   θ２を有する第１の刃面Ａ０（ｂ）前記切断面に対して
   前ａ第１の刃面Ａよシも大きな角度θ。 を有する第２の刃面Ｂ０によって刃先角θ１を有するよ
   うに構成され、前記第１の刃面Ａが前記切断面とのなす
   角度θ２を保持した状態で、前記直刃及び／又は前記被
   切断物を回転させることによって前記被切断物を切断し
   得るように構成され、前記直刃が前記被切断物に当たる
   際に回転中心と前記被切断面とを結ぶ直線と前記直刃の
   刃先線とのなす角度が３０°〜１１０°となるように設
   定されていることを特徴とする、中空繊維を埋込んだ固
   着材の切断装置。