JP2003516849A - 渦巻形中空ファイバのポッティング - Google Patents
渦巻形中空ファイバのポッティングInfo
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Abstract
(57)【要約】
本発明は、ポッティング化合物、例えばエポキシ樹脂を、中央マンドレルの中空部分を介して多層ファイバ束の内部層へ注入し、またファイバ束の外側を介してファイバ束の外部層へ注入することを含むプロセスに関する。中央マンドレルを介してポッティングすることにより、ポッティング化合物はファイバ束の内部ファイバの全体へ均一に分散する。ステップは順次的又は同時的であってよい。好ましくは、それは２ステップのプロセスとして行われる。第１のステップは、ポッティング化合物を、中央マンドレルを介して先ず内部ファイバへ充当することである。第２のステップは、プロセスを完了するため、ファイバ束の外部層の周りをポッティングすることである。結果としての生産物も開示される。
Description
【０００１】
本発明は中空ファイバをポッティングする方法に関する。更に具体的には、本
発明は渦巻形中空ファイバをポッティングする方法に関する。
発明は渦巻形中空ファイバをポッティングする方法に関する。
【０００２】
（背景技術）
直線状中空ファイバ濾過装置は広く使用されている。しかし、コイル状中空フ
ァイバモジュールは最近開示されたばかりである。米国特許第５，６２６，７５
８号を参照されたい。実際には、多層コイル状中空ファイバ装置は、米国特許第
５，６２６，７５８号で簡単に説明されているだけで、ファイバ束をどのように
アセンブル又はポッティングするかについては言及されていない。コイル状中空
ファイバを含む装置は、もし適切に設計されるならば、装置の内部直径又は管腔
の中にディーン渦巻きを誘導することができる。これらの渦巻きは、内部管腔面
の掃引を生じる。この掃引は、ファイバの内部に保持されるべき粒子又は溶解種
と、ファイバを通ってファイバの外へ通過すべき物質及び流体との間に形成され
る境界層を分断し、それによってファイバ薄膜の隔絶及び詰まりを起こさせず、
より効率的な濾過プロセスを生じる。
ァイバモジュールは最近開示されたばかりである。米国特許第５，６２６，７５
８号を参照されたい。実際には、多層コイル状中空ファイバ装置は、米国特許第
５，６２６，７５８号で簡単に説明されているだけで、ファイバ束をどのように
アセンブル又はポッティングするかについては言及されていない。コイル状中空
ファイバを含む装置は、もし適切に設計されるならば、装置の内部直径又は管腔
の中にディーン渦巻きを誘導することができる。これらの渦巻きは、内部管腔面
の掃引を生じる。この掃引は、ファイバの内部に保持されるべき粒子又は溶解種
と、ファイバを通ってファイバの外へ通過すべき物質及び流体との間に形成され
る境界層を分断し、それによってファイバ薄膜の隔絶及び詰まりを起こさせず、
より効率的な濾過プロセスを生じる。
【０００３】
従来技術において、直線状中空ファイバの端部の１つ又は双方を一緒にポッテ
ィング又は接合するために、典型的には、エポキシ樹脂が使用される。そのよう
なファイバは、ファイバの外部層の周りにエポキシ樹脂を注入することによって
ポッティングされる。このようにして、ファイバの端部の外面は、全ての流体が
ポッティングされた領域の中でファイバの管腔を通過しなければならないように
、液体透過防止封止へと形成される。この方法は、直線状中空ファイバに対して
は適切であるが、コイル状中空ファイバ装置、特に本発明の発明者の同僚によっ
て作成された多層コイル状中空ファイバ装置に対して不十分であることが判明し
ている。前記同僚の教示は、その全体をここに組み込まれる。１９９９年１２月
１７日に出願されたＰＣＴ／Ｕ．Ｓ．９９／３０１４１を参照されたい。
ィング又は接合するために、典型的には、エポキシ樹脂が使用される。そのよう
なファイバは、ファイバの外部層の周りにエポキシ樹脂を注入することによって
ポッティングされる。このようにして、ファイバの端部の外面は、全ての流体が
ポッティングされた領域の中でファイバの管腔を通過しなければならないように
、液体透過防止封止へと形成される。この方法は、直線状中空ファイバに対して
は適切であるが、コイル状中空ファイバ装置、特に本発明の発明者の同僚によっ
て作成された多層コイル状中空ファイバ装置に対して不十分であることが判明し
ている。前記同僚の教示は、その全体をここに組み込まれる。１９９９年１２月
１７日に出願されたＰＣＴ／Ｕ．Ｓ．９９／３０１４１を参照されたい。
【０００４】
これらの多層コイル状中空ファイバ装置を製作するために、好ましくはマンド
レルが使用されるが、マンドレルはポッティングを邪魔する。エポキシ樹脂を外
部から内部へ注入する従来技術の方法では、エポキシ樹脂は、ファイバ、特にマ
ンドレルに配置されるかマンドレルの近くに配置されたファイバの全ての周りを
密封するわけではない。ファイバの堅く巻かれた多数の層は、エポキシ樹脂がフ
ァイバの内部層へ浸透することへの障壁を形成した。ファイバは適切にポッティ
ングされなかったので、モジュールの成果は、アルゴリズムによって予測された
出力の成果に及ばない。
レルが使用されるが、マンドレルはポッティングを邪魔する。エポキシ樹脂を外
部から内部へ注入する従来技術の方法では、エポキシ樹脂は、ファイバ、特にマ
ンドレルに配置されるかマンドレルの近くに配置されたファイバの全ての周りを
密封するわけではない。ファイバの堅く巻かれた多数の層は、エポキシ樹脂がフ
ァイバの内部層へ浸透することへの障壁を形成した。ファイバは適切にポッティ
ングされなかったので、モジュールの成果は、アルゴリズムによって予測された
出力の成果に及ばない。
【０００５】
（発明の課題）
本発明の目的は、中央マンドレルの周りに巻かれたファイバをポッティングす
ることである。
ることである。
【０００６】
本発明の目的は、中空中央マンドレルの周りに巻かれたファイバをポッティン
グすることである。
グすることである。
【０００７】
本発明の目的は、中空の管である中央マンドレルの周りに巻かれたファイバの
多数の層をポッティングすることである。
多数の層をポッティングすることである。
【０００８】
本発明の目的は、特に中空ファイバ束内のファイバの内部層に対して、ポッテ
ィング化合物の、より良好な分散を提供することである。
ィング化合物の、より良好な分散を提供することである。
【０００９】
本発明の目的は、従来技術で以前に使用されたポッティング化合物よりも高い
粘性のポッティング化合物、例えばエポキシ樹脂を使用する手段を提供すること
である。
粘性のポッティング化合物、例えばエポキシ樹脂を使用する手段を提供すること
である。
【００１０】
本発明の目的は、ポッティング化合物が、ファイバの中へ、又はマンドレルの
側面を上方へ、滲出しないようにすることである。
側面を上方へ、滲出しないようにすることである。
【００１１】
本発明の目的は、中空ファイバの２つ以上の層を有する中空ファイバ装置を提
供することである。この中空ファイバ装置において、少なくとも１つの層は他の
層の上部にコイル状に巻かれ、ファイバの少なくとも１つの端部は、ファイバ束
の全体をポッティング材料によって密封される。
供することである。この中空ファイバ装置において、少なくとも１つの層は他の
層の上部にコイル状に巻かれ、ファイバの少なくとも１つの端部は、ファイバ束
の全体をポッティング材料によって密封される。
【００１２】
（発明の詳細な説明）
本発明は、ポッティング化合物、例えばエポキシ樹脂を、中央マンドレルの中
空部分を介して多層ファイバ束の内部層へ注入し、また多層ファイバ束の外側を
介してファイバ束の外部層へ注入することを含むプロセス、及びそのプロセスに
よって作製された製品に関する。中央マンドレルを介してポッティングすること
によって、ポッティング化合物は、ファイバ束の内部ファイバの全体へ均一に分
散する。ステップは、順次的又は同時的であってよい。好ましくは、それは２ス
テップのプロセスとして行われる。第１のステップは、ポッティング化合物を、
中央マンドレルを介して先ず内部ファイバへ充当することである。第２のステッ
プは、プロセスを完了するため、ファイバ束の外部層の周りをポッティングする
ことである。
空部分を介して多層ファイバ束の内部層へ注入し、また多層ファイバ束の外側を
介してファイバ束の外部層へ注入することを含むプロセス、及びそのプロセスに
よって作製された製品に関する。中央マンドレルを介してポッティングすること
によって、ポッティング化合物は、ファイバ束の内部ファイバの全体へ均一に分
散する。ステップは、順次的又は同時的であってよい。好ましくは、それは２ス
テップのプロセスとして行われる。第１のステップは、ポッティング化合物を、
中央マンドレルを介して先ず内部ファイバへ充当することである。第２のステッ
プは、プロセスを完了するため、ファイバ束の外部層の周りをポッティングする
ことである。
【００１３】
本発明は、渦巻形中空ファイバ、特に多層で使用される渦巻形中空ファイバに
好ましいポッティング手法である。このポッティング手法は、ファイバ束内のフ
ァイバの長さに等しい１つの中空マンドレルを使用するか、ファイバ領域でポッ
ティングされる必要があるだけの長さを有する２つの中空マンドレルを使用する
ことによって、直線状中空ファイバの端部をポッティングする場合に、特に高密
度のファイバを有する装置、又は直線状ファイバの多数の層を使用する装置でも
使用されるであろう。
好ましいポッティング手法である。このポッティング手法は、ファイバ束内のフ
ァイバの長さに等しい１つの中空マンドレルを使用するか、ファイバ領域でポッ
ティングされる必要があるだけの長さを有する２つの中空マンドレルを使用する
ことによって、直線状中空ファイバの端部をポッティングする場合に、特に高密
度のファイバを有する装置、又は直線状ファイバの多数の層を使用する装置でも
使用されるであろう。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施形態を示す。シェル又はハウジング１は、中空フ
ァイバ３の１つ又は複数の層を有するマンドレル２を含む。中空ファイバ３はマ
ンドレルの外面２Ａの周りに巻かれている。この装置は、予備成形されたブロッ
ク４の上に置かれる。ブロック４は外部層ポッティング充填孔５及びセンターロ
ッドポッティング充填孔６を有する。図示されたマンドレル２は、中空センター
２Ｂを有し、プラスチックの挿入物又はプラグ７、及び中空ファイバ３の内部層
と流体で連絡する貫通孔８を含む。
ァイバ３の１つ又は複数の層を有するマンドレル２を含む。中空ファイバ３はマ
ンドレルの外面２Ａの周りに巻かれている。この装置は、予備成形されたブロッ
ク４の上に置かれる。ブロック４は外部層ポッティング充填孔５及びセンターロ
ッドポッティング充填孔６を有する。図示されたマンドレル２は、中空センター
２Ｂを有し、プラスチックの挿入物又はプラグ７、及び中空ファイバ３の内部層
と流体で連絡する貫通孔８を含む。
【００１５】
次に、この構造体は予備成形されたブロック４の中へ挿入される。次に、貫通
孔８を介してファイバ束の中へポッティング化合物を強制的に流し込んで所定の
高さのポットを形成するため、内部層充填孔６が十分なポッティング化合物、例
えばエポキシ樹脂で充填される。更に、外部層充填孔５が、好ましくは、同じ高
さまでポッティング化合物で充填される。好ましくは、内部孔６が先ず充填され
、続いて外部孔５が充填される。それは、全てのファイバの周りで十分な流れが
達成されることを確実にするためである。代替的に、もし所望されれば、双方の
孔が同時に充填されてよい。
孔８を介してファイバ束の中へポッティング化合物を強制的に流し込んで所定の
高さのポットを形成するため、内部層充填孔６が十分なポッティング化合物、例
えばエポキシ樹脂で充填される。更に、外部層充填孔５が、好ましくは、同じ高
さまでポッティング化合物で充填される。好ましくは、内部孔６が先ず充填され
、続いて外部孔５が充填される。それは、全てのファイバの周りで十分な流れが
達成されることを確実にするためである。代替的に、もし所望されれば、双方の
孔が同時に充填されてよい。
【００１６】
更に、１つだけのブロック４が図示される。もし所望であれば、２つのブロッ
クを使用することができ、端部が順次又は同時にポッティングされる。
クを使用することができ、端部が順次又は同時にポッティングされる。
【００１７】
図２は、本発明の第２の実施形態を示す。この実施形態において、本発明は直
線状中空ファイバへ充当される。シェル又はハウジング１０は、直線状中空ファ
イバ１２の１つ又は複数の層を有するマンドレル１１を含む。直線状中空ファイ
バ１２は、マンドレル１１の外面１３を取り巻いている。この装置は予備成形ブ
ロック１４の上に置かれる。予備成形ブロック１４は外部層ポッティング充填孔
１５及びセンターロッドポッティング充填孔１６を有する。図示されるマンドレ
ル１１は、中空センター１７を有し、プラスチックの挿入物又はプラグ１８、及
び中空ファイバ１２の内部層と流体により連絡する貫通孔１９を含む。
線状中空ファイバへ充当される。シェル又はハウジング１０は、直線状中空ファ
イバ１２の１つ又は複数の層を有するマンドレル１１を含む。直線状中空ファイ
バ１２は、マンドレル１１の外面１３を取り巻いている。この装置は予備成形ブ
ロック１４の上に置かれる。予備成形ブロック１４は外部層ポッティング充填孔
１５及びセンターロッドポッティング充填孔１６を有する。図示されるマンドレ
ル１１は、中空センター１７を有し、プラスチックの挿入物又はプラグ１８、及
び中空ファイバ１２の内部層と流体により連絡する貫通孔１９を含む。
【００１８】
次に、貫通孔１９を介してポッティング化合物をファイバ束の中へ強制的に流
し込み、所定の高さのポットを形成するため、十分なポッティング化合物、例え
ばエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が内部層充填孔１６の中へ流し込まれる。更に
、外部層充填孔１５が、好ましくは同じ高さまでポッティング化合物で充填され
る。好ましくは、内部孔１６が先ず充填され、続いて外部孔１５が充填される。
それは、全てのファイバの周りで十分なフローが達成されることを確実にするた
めである。代替的に、もし所望されるならば、双方の孔が同時に充填されてよい
。
し込み、所定の高さのポットを形成するため、十分なポッティング化合物、例え
ばエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が内部層充填孔１６の中へ流し込まれる。更に
、外部層充填孔１５が、好ましくは同じ高さまでポッティング化合物で充填され
る。好ましくは、内部孔１６が先ず充填され、続いて外部孔１５が充填される。
それは、全てのファイバの周りで十分なフローが達成されることを確実にするた
めである。代替的に、もし所望されるならば、双方の孔が同時に充填されてよい
。
【００１９】
図３は、本発明の第３の実施形態を示す。この実施形態において、本発明は直
線状中空ファイバへ充当される。シェル又はハウジング２０は２つの短いマンド
レル２１Ａ及び２１Ｂを含む。マンドレル２１Ａ及び２１Ｂは、ポッティングさ
れるファイバの領域又は長さと長さが等しいか、少し長い。各々のマンドレル２
１Ａ及び２１Ｂは、シェル２０の対向する端部に置かれ、直線状中空ファイバ２
２の１つ又は複数の層を有する。直線状中空ファイバ２２は、マンドレル２１Ａ
及び２１Ｂの各々の外面２３Ａ及び２３Ｂを取り巻いている。この装置は予備成
形ブロック２４の上に置かれる。予備成形ブロック２４は外部層ポッティング充
填孔２５及びセンターロッドポッティング充填孔２６を有する。図示されるマン
ドレル２１Ａ及び２１Ｂは、中空センター２７を有し、端部キャップ２８Ａ及び
２８Ｂ並びに中空ファイバ２２の内部層と流体により連絡する貫通孔２９Ａ及び
２９Ｂを含む。
線状中空ファイバへ充当される。シェル又はハウジング２０は２つの短いマンド
レル２１Ａ及び２１Ｂを含む。マンドレル２１Ａ及び２１Ｂは、ポッティングさ
れるファイバの領域又は長さと長さが等しいか、少し長い。各々のマンドレル２
１Ａ及び２１Ｂは、シェル２０の対向する端部に置かれ、直線状中空ファイバ２
２の１つ又は複数の層を有する。直線状中空ファイバ２２は、マンドレル２１Ａ
及び２１Ｂの各々の外面２３Ａ及び２３Ｂを取り巻いている。この装置は予備成
形ブロック２４の上に置かれる。予備成形ブロック２４は外部層ポッティング充
填孔２５及びセンターロッドポッティング充填孔２６を有する。図示されるマン
ドレル２１Ａ及び２１Ｂは、中空センター２７を有し、端部キャップ２８Ａ及び
２８Ｂ並びに中空ファイバ２２の内部層と流体により連絡する貫通孔２９Ａ及び
２９Ｂを含む。
【００２０】
次に、貫通孔２９Ａ及び２９Ｂを介してポッティング化合物をファイバ束の中
へ強制的に流し込み、所定の高さのポットを形成するため、十分なポッティング
化合物、例えばエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が内部層充填孔２６の中へ流し込
まれる。更に、外部層充填孔２５が、好ましくは同じ高さまでポッティング化合
物で充填される。好ましくは、内部孔２６が先ず充填され、続いて外部孔２５が
充填される。それは、全てのファイバの周りで十分な流れが達成されることを確
実にするためである。代替的に、もし所望されれば、双方の孔が同時に充填され
てよい。
へ強制的に流し込み、所定の高さのポットを形成するため、十分なポッティング
化合物、例えばエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が内部層充填孔２６の中へ流し込
まれる。更に、外部層充填孔２５が、好ましくは同じ高さまでポッティング化合
物で充填される。好ましくは、内部孔２６が先ず充填され、続いて外部孔２５が
充填される。それは、全てのファイバの周りで十分な流れが達成されることを確
実にするためである。代替的に、もし所望されれば、双方の孔が同時に充填され
てよい。
【００２１】
図４は、本発明の更なる実施形態を示す。この実施形態において、本発明は渦
巻形中空ファイバへ充当される。シェル又はハウジング３０はマンドレル３１を
含む。マンドレル３１は直線状中空ファイバ３２の１つ又は複数の層を有する。
直線状中空ファイバ３２はマンドレル３１の外面３３を取り巻いている。この装
置は予備成形ブロック３４の上に置かれる。予備成形ブロック３４は外部層ポッ
ティング充填孔３５及びセンターロッドポッティング充填孔３６を有する。図示
されるマンドレル３１は、マンドレルの各々の端部に中空センター３７を有し、
マンドレル３１の中央部分３８に中実センターを有する。貫通孔３９Ａ及び３９
Ｂは、中空ファイバ３２の内部層と流体により連絡している。
巻形中空ファイバへ充当される。シェル又はハウジング３０はマンドレル３１を
含む。マンドレル３１は直線状中空ファイバ３２の１つ又は複数の層を有する。
直線状中空ファイバ３２はマンドレル３１の外面３３を取り巻いている。この装
置は予備成形ブロック３４の上に置かれる。予備成形ブロック３４は外部層ポッ
ティング充填孔３５及びセンターロッドポッティング充填孔３６を有する。図示
されるマンドレル３１は、マンドレルの各々の端部に中空センター３７を有し、
マンドレル３１の中央部分３８に中実センターを有する。貫通孔３９Ａ及び３９
Ｂは、中空ファイバ３２の内部層と流体により連絡している。
【００２２】
次に、貫通孔３９Ａ及び３９Ｂを介してポッティング化合物をファイバ束の中
へ強制的に流し込み、所定の高さのポットを形成するため、十分なポッティング
化合物、例えばエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が内部層充填孔３６の中へ流し込
まれる。更に、外部層充填孔３５が、好ましくは同じ高さまでポッティング化合
物で充填される。好ましくは、内部孔３６が先ず充填され、続いて外部孔３５が
充填される。それは、全てのファイバの周りで十分な流れが達成されることを確
実にするためである。代替的に、もし所望されれば、双方の孔が同時に充填され
てよい。
へ強制的に流し込み、所定の高さのポットを形成するため、十分なポッティング
化合物、例えばエポキシ樹脂又はウレタン樹脂が内部層充填孔３６の中へ流し込
まれる。更に、外部層充填孔３５が、好ましくは同じ高さまでポッティング化合
物で充填される。好ましくは、内部孔３６が先ず充填され、続いて外部孔３５が
充填される。それは、全てのファイバの周りで十分な流れが達成されることを確
実にするためである。代替的に、もし所望されれば、双方の孔が同時に充填され
てよい。
【００２３】
図５は、図１の完成された中空ファイバ装置を示す。シェル４０はコイル状中
空ファイバ４３の１つ又は複数の層を有するマンドレル４１を含む。コイル状中
空ファイバ４３は、マンドレル４１の外面を取り巻いている。図示されるマンド
レル４１は中空センター４２を有する。貫通孔４４Ａ及び４４Ｂは、中空ファイ
バ４３の内部層と流体により連絡している。センター４２、装置の各々の端部に
おけるファイバ４３の外面は、ポッティング材料４５の中に包まれている。従っ
て、それらは液体透過防止封止を形成し、全ての液体はファイバの内部直径又は
管腔を介して端部へ入らなければならない。１つの端部はキャップ４６で密封さ
れる。キャップ４６は、流体が装置の管腔側へ入出するポート４７を有する。図
示される他の端部は、ポート４９を有する同様なキャップ４８を有する。他の構
成及び設計は産業界で良く知られており、この例は前記の設計に対する限定を意
味しない。シェルは、ファイバ束の外側とシェルの内壁との間に作り出された空
間５１へ流体を付け加えたり取り除いたりする透過ポート５０を有する。もし所
望されれば、ポート５０に類似した第２のポート（図示されない）が、同様にシ
ェル４０へ付け加えられてよい。
空ファイバ４３の１つ又は複数の層を有するマンドレル４１を含む。コイル状中
空ファイバ４３は、マンドレル４１の外面を取り巻いている。図示されるマンド
レル４１は中空センター４２を有する。貫通孔４４Ａ及び４４Ｂは、中空ファイ
バ４３の内部層と流体により連絡している。センター４２、装置の各々の端部に
おけるファイバ４３の外面は、ポッティング材料４５の中に包まれている。従っ
て、それらは液体透過防止封止を形成し、全ての液体はファイバの内部直径又は
管腔を介して端部へ入らなければならない。１つの端部はキャップ４６で密封さ
れる。キャップ４６は、流体が装置の管腔側へ入出するポート４７を有する。図
示される他の端部は、ポート４９を有する同様なキャップ４８を有する。他の構
成及び設計は産業界で良く知られており、この例は前記の設計に対する限定を意
味しない。シェルは、ファイバ束の外側とシェルの内壁との間に作り出された空
間５１へ流体を付け加えたり取り除いたりする透過ポート５０を有する。もし所
望されれば、ポート５０に類似した第２のポート（図示されない）が、同様にシ
ェル４０へ付け加えられてよい。
【００２４】
使用される場合、濾過されるべき流体は、ポート４７を通りファイバ４３の内
部へ流れ込む。透過液（濾過された液体）は、ファイバの細孔を通ってシェル空
間５１へ流れ、更なる処理又は使用のためにポート５０を通る。ファイバを通過
しなかった流体部分は、ポート４９を通ってモジュールを出るであろう。それは
ポート４７へ再循環されるか、更なるダウンストリームへ送られるか、廃棄物と
して捨てられてよい。
部へ流れ込む。透過液（濾過された液体）は、ファイバの細孔を通ってシェル空
間５１へ流れ、更なる処理又は使用のためにポート５０を通る。ファイバを通過
しなかった流体部分は、ポート４９を通ってモジュールを出るであろう。それは
ポート４７へ再循環されるか、更なるダウンストリームへ送られるか、廃棄物と
して捨てられてよい。
【００２５】
当技術分野で良く知られているように、ポート５０のような２つのシェル側面
ポートを使用し、装置内で膜圧（ＴＭＰ）の制御を助けるシェル側面フローを作
り出すことができる。
ポートを使用し、装置内で膜圧（ＴＭＰ）の制御を助けるシェル側面フローを作
り出すことができる。
【００２６】
好ましくは、中空ファイバ束をシェルの中へ挿入する前に、ポッティングされ
るべき端部が、除去可能な湿潤剤、例えばグリセリンへ浸漬されるか、それを使
用して処理される（特に、エポキシ樹脂ポッティング化合物を使用するとき）。
湿潤剤は、ポッティング化合物、例えばエポキシ樹脂がファイバの管腔の中へ、
又はファイバの側面を上方へ滲出しないように、ファイバを湿らせる。グリセリ
ンの使用は、ポットが、再生可能であり、液体透過防止封止を形成し、メニスカ
ス形成問題及び中空ファイバの活性細孔閉塞問題が起こらないことを確実にする
。使用できる湿潤剤の例としてグリセリンが引用されたが、それは決して限定を
意味しない。同じ機能を達成し、ファイバ及びポッティング化合物と共存する任
意の他の湿潤剤を使用することができる。これらは、当業者に明らかであろう。
るべき端部が、除去可能な湿潤剤、例えばグリセリンへ浸漬されるか、それを使
用して処理される（特に、エポキシ樹脂ポッティング化合物を使用するとき）。
湿潤剤は、ポッティング化合物、例えばエポキシ樹脂がファイバの管腔の中へ、
又はファイバの側面を上方へ滲出しないように、ファイバを湿らせる。グリセリ
ンの使用は、ポットが、再生可能であり、液体透過防止封止を形成し、メニスカ
ス形成問題及び中空ファイバの活性細孔閉塞問題が起こらないことを確実にする
。使用できる湿潤剤の例としてグリセリンが引用されたが、それは決して限定を
意味しない。同じ機能を達成し、ファイバ及びポッティング化合物と共存する任
意の他の湿潤剤を使用することができる。これらは、当業者に明らかであろう。
【００２７】
本発明のポッティング化合物は、流体状態でファイバ束の様々な部分へ注入さ
れるべきである。これらのポッティング化合物は、熱硬化性又は熱可塑性であっ
てよい。流体とは、ファイバ束の領域へ入ってファイバの必要な層を取り巻くよ
うに、十分な流動能力を有する物質を意味する。典型的には、それは特に熱硬化
性物質を含む液体の状態をしている。更に、それは特に熱可塑性物質の溶融状態
であってもよい。
れるべきである。これらのポッティング化合物は、熱硬化性又は熱可塑性であっ
てよい。流体とは、ファイバ束の領域へ入ってファイバの必要な層を取り巻くよ
うに、十分な流動能力を有する物質を意味する。典型的には、それは特に熱硬化
性物質を含む液体の状態をしている。更に、それは特に熱可塑性物質の溶融状態
であってもよい。
【００２８】
適切なポッティング化合物は、直線状中空ファイバ束をポッティングするとき
伝統的に使用されるもの、例えばエポキシ樹脂及びウレタン樹脂を含む。他の樹
脂、例えばアクリル樹脂、メタクリル樹脂、及びシアノアクリレートも使用され
てよい。それらは、空気中で硬化可能であるか、触媒（例えば、パラジウム又は
銀）で活性化されるか、熱で硬化可能であるか（樹脂及び周囲の構成要素を加熱
する温度が、装置の構成要素を歪ませるか破壊する温度よりも低いことを条件と
する）、光で硬化可能であるか、湿気で硬化可能であるか、又は他の良く知られ
た粘着性硬化メカニズムであってよい。融点がファイバ又はシェルよりも低い熱
可塑性物質、特にポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、又は
ＥＶＡコポリマーも使用されてよい。好ましくは、それらはブロックのポートを
介してファイバの周りに注入成形される。重要なことは、樹脂が十分に流動して
ファイバ束の所望の層へ達し、それからファイバ束内のファイバの外面を密封す
るように液体透過防止封止として凝固することである。
伝統的に使用されるもの、例えばエポキシ樹脂及びウレタン樹脂を含む。他の樹
脂、例えばアクリル樹脂、メタクリル樹脂、及びシアノアクリレートも使用され
てよい。それらは、空気中で硬化可能であるか、触媒（例えば、パラジウム又は
銀）で活性化されるか、熱で硬化可能であるか（樹脂及び周囲の構成要素を加熱
する温度が、装置の構成要素を歪ませるか破壊する温度よりも低いことを条件と
する）、光で硬化可能であるか、湿気で硬化可能であるか、又は他の良く知られ
た粘着性硬化メカニズムであってよい。融点がファイバ又はシェルよりも低い熱
可塑性物質、特にポリオレフィン、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、又は
ＥＶＡコポリマーも使用されてよい。好ましくは、それらはブロックのポートを
介してファイバの周りに注入成形される。重要なことは、樹脂が十分に流動して
ファイバ束の所望の層へ達し、それからファイバ束内のファイバの外面を密封す
るように液体透過防止封止として凝固することである。
【００２９】
本発明の１つの実施形態において、過去に使用された樹脂よりも高い粘性の樹
脂、特にエポキシ樹脂及びウレタン樹脂の使用が許される。これは、過去の場合
と比較して、樹脂がファイバ束の層の半分だけを移動すればよいためである。従
って、十分な時間があるので、ポッティング化合物がファイバ束の必要な層を通
過できることを確実にするため、ポッティング化合物の流れへ十分な圧力を加え
ることができる。
脂、特にエポキシ樹脂及びウレタン樹脂の使用が許される。これは、過去の場合
と比較して、樹脂がファイバ束の層の半分だけを移動すればよいためである。従
って、十分な時間があるので、ポッティング化合物がファイバ束の必要な層を通
過できることを確実にするため、ポッティング化合物の流れへ十分な圧力を加え
ることができる。
【００３０】
マンドレルは、選択された実施形態に依存して、プラスチック、ガラス、又は
金属から形成されてよいが、プラスチックが好ましい。選択される材料は、その
意図された技術分野での使用、例えば、生物薬剤又は遺伝子工学物質の分離、浄
水、血液分離、遺伝形質転換ミルク分離を含むミルク分離、光化学反応及びファ
イン・ケミカル濾過などに適したものでなければならない。それは、その意図さ
れた環境で不活性でなければならない。これにより、その構造体からの抽出物が
、もしあったとしても少量だけしか、処理されている流体の中へ浸出されないよ
うになる。更に、それは、選択されたポッティング材料と共存できるものでなけ
ればならない。
金属から形成されてよいが、プラスチックが好ましい。選択される材料は、その
意図された技術分野での使用、例えば、生物薬剤又は遺伝子工学物質の分離、浄
水、血液分離、遺伝形質転換ミルク分離を含むミルク分離、光化学反応及びファ
イン・ケミカル濾過などに適したものでなければならない。それは、その意図さ
れた環境で不活性でなければならない。これにより、その構造体からの抽出物が
、もしあったとしても少量だけしか、処理されている流体の中へ浸出されないよ
うになる。更に、それは、選択されたポッティング材料と共存できるものでなけ
ればならない。
【００３１】
使用に適したプラスチックは、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネ
ート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、及びこ
れらの混合物を含むが、それらに限定されない。適切な金属は、アルミニウム、
ステンレススチール、銅、真鍮、ホワイトメタル（鉛、スズ、又は亜鉛の合金又
はアマルガム）を含むが、それらに限定されない。
ート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、及びこ
れらの混合物を含むが、それらに限定されない。適切な金属は、アルミニウム、
ステンレススチール、銅、真鍮、ホワイトメタル（鉛、スズ、又は亜鉛の合金又
はアマルガム）を含むが、それらに限定されない。
【図１】
本発明を実施するために使用される装置の断面図である。
【図２】
本発明を実施するために使用される装置の断面図である。
【図３】
本発明を実施するために使用される装置の断面図である。
【図４】
本発明を実施するために使用される装置の断面図である。
【図５】
本発明の１つの実施形態に従って完成された装置の断面図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，
ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ
Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ
，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，
ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ
Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ
，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，
ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，
ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ
Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ
，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，
ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ
Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ
，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，
ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ
Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ
，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，
ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ
Claims (25)
- 【請求項１】 中空ファイバの束をポッティングする方法であって、流体の
ポッティング化合物を前記ファイバ束の内部領域へ注入し、前記第１の注入点の
外部にある領域へ流体のポッティング化合物を注入することを含む方法。 - 【請求項２】 前記流体のポッティング化合物が、エポキシ樹脂、ウレタン
樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、シアノアクリレート、及び溶融ポリオレ
フィンから成る群から選択される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】 前記流体のポッティング材料が、中空中央マンドレルを介し
て内部領域へ注入される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項４】 前記流体のポッティング材料が、２つの中空中央マンドレル
を介して内部領域へ注入され、各々のマンドレルは、ファイバ束のそれぞれの端
部に置かれ、ポッティング化合物の所望の高さよりも大きいか等しい長さを有す
る、請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 前記中空ファイバの束が直線状ファイバから構成される、請
求項１に記載の方法。 - 【請求項６】 前記中空ファイバの束が、コイル状中空ファイバの１つ又は
複数の層から構成される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項７】 前記中空ファイバの束が、コイル状中空ファイバの２つ以上
の層から構成され、各々の次の外側の層は前の層と重なっている、請求項１に記
載の方法。 - 【請求項８】 前記流体のポッティング材料が、中空中央マンドレルを介し
て内部領域へ注入され、マンドレルが、プラスチック、ガラス、及び金属から成
る群から選択された材料から形成される、請求項１に記載の方法。 - 【請求項９】 前記流体のポッティング材料が、中空中央マンドレルを介し
て内部領域へ注入され、マンドレルが、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカ
ーボネート、エポキシ樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリオレフィン、
及びこれらの混合物から成る群から選択されたプラスチック材料から形成される
、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１０】 流体のポッティング材料が中空中央マンドレルを介して内
部領域へ注入され、前記マンドレルが、アルミニウム、ステンレススチール、銅
、真鍮、及びホワイトメタルから成る群から選択された金属材料から形成される
、請求項１に記載の方法。 - 【請求項１１】 コイル状に巻かれた中空装置をポッティングする方法であ
って、マンドレルの周りに中空ファイバの１つ又は複数の層を巻き、巻かれたフ
ァイバ及びマンドレルをカートリッジシェルの内部へ挿入し、巻かれたファイバ
の第１の端部で、巻かれたファイバの内部部分へ第１のポッティング化合物を供
給し、巻かれたファイバの前記第１の端部で、巻かれたファイバの外部部分へ第
２のポッティング化合物を供給するステップを含む方法。 - 【請求項１２】 前記第１のポッティング化合物が、少なくともマンドレル
の第１の端部に形成された中空部分を介して、巻かれたファイバの内部部分へ供
給される、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１３】 マンドレルが、中空であって、マンドレルの中空部分と巻
かれたファイバとの間に流体による連絡を提供する１つ又は複数の貫通孔を有す
る、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１４】 マンドレルが第１及び第２の端部を有し、第１及び第２の
端部に隣接したマンドレルの少なくとも一部分が、中空であって、マンドレルの
中空部分と巻かれたファイバとの間に流体による連絡を提供する１つ又は複数の
貫通孔を有する、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記第１及び第２のポッティング化合物が同時に充当され
る、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記第１及び第２のポッティング化合物が順次に充当され
る、請求項１１に記載の方法。 - 【請求項１７】 外部シェルを含む中空ファイバ濾過装置であって、前記外
部シェルは、第１及び第２の端部と連絡する内部空間及び内部空間とシェルの外
部との間に流体による連絡を提供するようにシェルの中で前記第１及び第２の端
部の間に形成された少なくとも１つのポートを有し、中空ファイバ束は、中空フ
ァイバの１つ又は複数の層から成り、シェルの内部空間へ挿入され、また前記第
１及び第２の端部におけるシェルの少なくとも一部分でシェルの内面に対して液
体を透過させないように密封され、ここで中空ファイバ束は、その内部領域へ流
体のポッティング化合物を注入し、前記第１の注入点の外部にある領域へ流体の
ポッティング化合物を注入するプロセスによって、シェルに対して液体透過防止
封止配列で固定される中空ファイバ装置。 - 【請求項１８】 ファイバ束が直線状中空ファイバから形成された、請求項
１７に記載の中空ファイバ装置。 - 【請求項１９】 ファイバ束がコイル状中空ファイバの２つ以上の層から形
成され、ファイバは中央マンドレルの周りに巻かれ、マンドレルはシェルの第１
及び第２の端部に対応する第１及び第２の端部を有し、マンドレルは少なくとも
該マンドレルの前記第１及び第２の端部に形成された中空部分を有し、マンドレ
ルの第１及び第２の端部にある中空部分は１つ又は複数の貫通孔を有し、前記貫
通孔は、マンドレルの前記中空部分とファイバ束内の中空ファイバの外面及びシ
ェルの内面との間に流体による連絡を提供する、請求項１７に記載の前記中空フ
ァイバ装置。 - 【請求項２０】 ファイバ束が直線状中空ファイバの２つ以上の層から形成
され、少なくとも１つのマンドレルがファイバ束の中心に置かれ、マンドレルは
少なくともその第１の端部に形成された中空部分を有し、マンドレルの中空部分
は１つ又は複数の貫通孔を有し、前記貫通孔はマンドレルの前記中空部分とファ
イバ束内の中空ファイバの外面及びシェルの内面との間に流体による連絡を提供
する、請求項１７に記載の中空ファイバ装置。 - 【請求項２１】 ファイバ束が直線状中空ファイバの２つ以上の層及び２つ
のマンドレルから形成され、各々のマンドレルはファイバ束の第１及び第２の端
部でファイバ束の中心に置かれ、各々のマンドレルは少なくともマンドレルの第
１の端部に形成された中空部分を有し、マンドレルの中空部分は１つ又は複数の
貫通孔を有し、前記貫通孔はマンドレルの前記中空部分とファイバ束内の中空フ
ァイバの外面及びシェルの内面との間に流体による連絡を提供する、請求項１７
に記載の中空ファイバ装置。 - 【請求項２２】 ポッティング材料が注入される前に、ファイバが湿潤剤で
処理される、請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項２３】 ポッティング材料が注入される前に、ファイバが湿潤剤で
処理される、請求項１１に記載のプロセス。 - 【請求項２４】 ポッティング材料が注入される前に、ファイバがグリセリ
ンで処理される、請求項１に記載のプロセス。 - 【請求項２５】 ポッティング材料が注入される前に、ファイバがグリセリ
ンで処理される、請求項１に記載のプロセス。
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