JP2000279713A - 合成樹脂製のろ過エレメント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各種の薬液や純水を処理するろ過エレメント
として、殺菌のため高温の蒸気に晒してもろ材を無理に
引張ることなく、歪みを生じないようにする。 【解決手段】 ポリアミド又はポリスルフォンからなる
多孔質の薄膜の両面にポリエステルの網材などの保形材
を重ね合せて、筒状に形成したろ材１１の内外に嵌挿す
るポリプロピレン製の多孔の内筒１２及び外筒１３を上
下の部分に二分し、上下の筒体の間に隙間をおくように
なし、そして上下の内筒１２は、接続子１５の上下両側
に設けた扁平な係合片１５ｃを各内筒の通孔１２ａに縦
方向に隙間があるように係止させて連結し、上下端に端
板１４Ａ，１４Ｂを固着した上で容器１７中に収容し、
殺菌のため容器１７中に高温の蒸気を通した際、膨張係
数の大きな内外筒１２，１３をろ材１１に関係なく自由
に伸びれるようにして、ろ材１１を無理に引張らないよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は製薬工業や食品工
業等において、各種の薬液や純水などを処理するための
フィルタに使用される合成樹脂製のろ過エレメントに関
する。

【０００２】

【従来の技術】各種の医薬品の生産や電子機器部品（半
導体基板）の生産に用いられる薬液、又は食品工業に用
いられる純水などは純度が高く、微粒子などの不純物の
少ないものが望まれており、これらの液体を処理するた
めのフィルタは不純物の溶出のない（少い）合成樹脂製
のものが使用される。

【０００３】図５はこの種のフィルタに用いられるろ過
エレメントＥの一例を分離して示すものであり、菊花形
筒状をなしたろ材１と、多孔の内筒２及び外筒３，環状
の上端板４Ｂ，盲円板状の下端板４Ａとで構成され、ろ
材１は図６のように例えば耐薬品性と耐溶出性を有する
ポリアミドあるいはポリスルフォンからなる厚さが１４
０μ程度の一連の多孔質膜１ａの両面に、同じく耐薬品
性と耐溶出性を存するポリエステル製で厚さが０．２ｍ
ｍないし０．４ｍｍ程度の一連の網材又は不織布からな
る保形材１ｂが重ね合され、波状にプリーツ加工されて
所要の長さに切断され、所定の大きさの円筒状に丸めら
れ、その両端縁部がインパルスシーラにより液密に熱融
着され、菊花形筒状に形成される。（その筒状体は外側
にゴム紐Ｓ等が施されて一時的に保たれる。）

【０００４】上記菊花形筒状のろ材１の内側及び外側に
は、図７において、軽量で強度を備え、構造材用の合成
樹脂として一般的なポリプロピレンからなる多数の長方
形孔が設けられた内筒２と外筒３が嵌挿され（外筒を嵌
挿する際には紐Ｓは外される）、その下側には、同じく
ポリプロピレンからなる盲円板状の下端板４Ａが、皿状
の治具内において上面部分が赤外線ランプや熱板などの
加熱手段によって溶融され、その溶融上面が圧接されて
溶着され、又上側には、浄化液を通すように環状をなし
たポリプロピレン製の上端板４Ｂの取付面（図で下面）
が上記のように溶融され、圧接溶着されて図７のように
ろ過エレメントＥに形成される。

【０００５】そして、使用時には、図８のように上端板
４Ｂ上に同じくポリプロピレンからなり、下方部につば
６ａを有し、その上側の周面にゴム材などの弾性リング
６ｂを装着した中央孔を備えたアダプタ６が同じような
やり方で溶着され、そのアダプタ６を介し、処理液の入
口８ａと浄化液の出口８ｂを有するステンレス鋼製の蓋
体８の下側中央部に設けられた吊持枠８ｃ内に挿入さ
れ、かつつば６Ａが吊持枠８ｃのつば部にバヨネット式
にはめ込んで組付けられ、その状態でステンレス鋼製コ
ップ状の容器７中に収容され、フィルタとして使用され
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、薬液や純水
などを扱うフィルタでは、使用前に製品を蒸し缶に入れ
るか、又は容器７中に蒸気を通すかして、製品を３０分
ぐらいの間、１２０℃ないし１３０℃程度の高温の蒸気
に晒して、殺菌処理するのが普通であるが、その場合、
ろ過エレメントの主要部品であるろ材の薄膜をなしてい
るポリアミドやポリスルフォンの熱膨張係数は、前者が
単位温度当たり８〜９×１０^−５、後者が５〜６×１０
^−５であり、保形材のポリエステルは同じく２〜３×１
０^−５であるのに対し、内，外筒や端板を形成している
ポリプロピレンの熱膨張係数はほぼ１１×１０^−５であ
るため、上記蒸煮過程において内，外筒が大きく伸び、
これに薄膜や保形材がその時の温度における伸び以上に
引張られる状態になり、大きな歪みをもたらし、これら
が冷却したときには内，外筒は元の寸法に戻るが、保形
材や薄膜は元の寸法に戻らず、伸びを残したままとな
り、その状態でろ過工程に入り液圧をかけると、ろ材に
曲がり（座屈）を生じ、そこに応力が集中して破損をも
たらしその部分からリークするという問題がある。

【０００７】そこで、この発明は殺菌処理などのため、
ろ過エレメントを高温の環境下においても、ろ材にその
温度における伸び以上の引張り力がかからず、ろ材に変
形をもたらすことがないようにして、長期に使用できる
ようにすることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題のもとにこの発
明は、合成樹脂からなる多孔質の薄膜の両面に合成樹脂
製の網材又は不織布からなる保形材を重ね合せて、菊花
形筒状に形成したろ材の内側及び外側に多数の通孔を有
し、前記多孔質膜より、熱膨張率の大きい合成樹脂から
なる内筒又は外筒を嵌挿し、その上下の端部に合成樹脂
製の環状の上端板又は盲円板状の下端板を溶着する精密
フィルタ用のろ過エレメントとして、上記内筒及び外筒
を筒状ろ材の半分高さより若干小さな高さの上下の部分
に区分し、上記上下の内筒を、その内筒に直径的に対を
なして設けた角形状の通孔に、外方に突出することなく
縦方向に隙間をおいて係止する係合片を上下両側に備え
た接続子によって連結して、上記筒状ろ材の内側に嵌挿
配置するようにしたことを特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１はこの発明に係るろ過エレメ
ントＥを分離して示すものであり、所定の高さと内外径
の菊花形筒状のろ材１１と、そのろ材１１の１／２高さ
よりもそれぞれ若干小さい高さに二分された内筒１２
と、これらの内筒１２をつなぐ接続子１５と、内筒１２
と同じように上下に二分された外筒１３と、外筒と同径
もしくは若干大きな盲円板状の下端板１４Ａと、下端板
１４Ａと同径で環状をなす上端板１４Ｂとで構成されて
おり、ろ材１１は前記のように耐薬品性と耐溶出性のポ
リアミド，ポリスルフォンからなり厚さが１４０μ程度
の一連の多孔質膜の両面に、同じく耐薬品性と耐溶出性
を有するポリエステルで厚さが０．２ｍｍないし０．４
ｍｍ程度の一連の網材又は不織布からなる保形材が重ね
合され、波状にプリーツ加工されて所要の長さに切断さ
れ、所定の大きさの円筒状に丸められ、両端縁部が液密
に熱融着され、菊花形筒状に形成される。（その筒状体
は一時的に外側にゴム紐Ｓなどが施されて保たれる。）

【００１０】内筒１２及び外筒１３はそれぞれ軽量で強
度を備え耐薬品性を有するポリポロピンで、上記のよう
な高さの上下の部分に二分されており、内筒１２の外径
はろ材１１の内径にほぼ等しくなされると共に外筒１３
の内径はろ材の１１の外径にほぼ等しくなされ、それぞ
れの周面には横長な角形状の通孔１２ａ，１３ａが複数
段、複数列に設けられ、それらの内外筒は後述のように
してろ材の内外に嵌挿配置される。

【００１１】接続子１５は内，外筒と同じくポリプロピ
レンからなり、起立杆部１５ａと、その上下端において
向き合うように設けられた傘状部１５ｂと、各傘状部１
５ｂの両側先端から左右方向に水平に張り出した扁平な
係合片１５ｃとで、正面が変形エ字形をなしており、各
係合片１５ｃの幅は内筒１２の通孔１２ａの内側幅にほ
ぼ等しく、その肉厚は通孔１２ａの内側高さより若干小
さく形成され、又左右の係合片１５ｃの先端間の距離ｔ
は内筒１２の内径より大きが、外径より小さく形成され
ており、更に上下の係合片１５ｃ間の間隔ｈは、上の係
合片１５ｃを上側の内筒１２の最下段の通孔１５ａに係
止させると共に下の係合片１５ｃを下側の内筒１２の最
上段の通孔１５ａに係止させたとき、上下の内筒１２間
に若干の隙間ができ、上下の内筒１２の上端面又は下端
面がろ材１１の上下の端面に整列するようになされてい
る。そして盲円板状の下端板１４Ａ及び環状の上端板１
４Ｂは同じくポリプロピレンで形成されている。

【００１２】上記ろ材１１、上下に二分された内筒１２
と外筒１３及び上下の端板１４Ａ，１４Ｂは次のように
して組付けられる。先ず接続子１５の上下の傘状片１５
ｂをすぼめながら上の傘状片１５ｂを上側の内筒１２に
下から挿入し、両側の係合片１５ｃを上内筒の最下段の
直径的に一対の通孔１２ａに係止させる一方、下の傘状
片１５ｂを下側の内筒１２に上から挿入し、両側の係合
片１５ｃを下内筒の最上段の直径的に一対の通孔１２ａ
に係止させて、図２のように上下の内筒１２を連結し、
その結合した内筒１２を筒状ろ材１１の内側に嵌挿す
る。

【００１３】その後に、下の外筒１３を筒状ろ材１１の
外側に下から嵌め合せると共に上の外筒１３をろ材１１
の上から嵌め合せ、それら内，外筒１２，１３の外端面
をろ材１１の上下の端面に一致させる。そのときには、
上下の内，外筒１２，１３はそれぞれ筒状ろ材１１の半
分高さより小さいので、上下の内，外筒１２，１３の間
には所定の隙間ができ、又接続子１５の係合片１５ｃは
内筒１２の通孔１２ａに縦方向に隙間をおいて嵌め込ま
れており、そして、このような状態を維持するため、上
下の外筒１３の外周に、両者間の隙間を保つようにした
バンドＢを施して（上下端板を片側づつ溶着するなど上
下外筒が所定の位置に固定するための手段を構じればバ
ンドＢは用いなくてもよい）仮り止めする。

【００１４】次に図３のように皿状の治具Ｊの中に予め
射出成形により作っておいた下端板１４Ａをセットし
て、その上表面を赤外線ランプ，熱板などの加熱手段に
より溶融し、その溶融した部分に上記のように仮止めし
た筒状体の下端面を圧接させて、下端板１４Ａをろ材１
１及び内，外筒１２，１３の下端に液密に溶着させ、次
に、予め成形しておいた環状の上端板１４Ｂを治具Ｊ
（この治具は図３の点線のように中央にほぞを備えてい
る）にセットして、その表面（実際には下面）を溶融
し、その溶融部分に仮止め筒状体の他端面を圧接させ
て、上端板１４Ｂを一点鎖線のようにろ材１１及び内，
外筒１２，１３の上端に液密に溶着させて、ろ過エレメ
ントＥを形成する。

【００１５】そして、図４のように上記ろ過エレメント
Ｅは仮り止めしたバンドＢを外して、上端板１４Ｂの中
央部上に、ポリプロピレンからなり下方部につば１６ａ
を有し、その上側の周面にゴム材などの弾性リング１６
ｂを装着した中央孔を有するアダプタ１６を同じように
溶着され、そのアダプタ１６を介し、処理液の入口１８
ａと浄化液の出口１８ｂを有するステンレス鋼製の蓋体
１８の下側中央部に設けられた吊持体１８ｃ内に挿入さ
れ、かつつば１８ａが吊持部１８ｃのつば部にバヨネッ
ト式にはめ込んで組み付けられ、その状態でステンレス
鋼製コップ状の容器１７中に収容して使用される。

【００１６】その使用に先立って殺菌処理のため、容器
１７ともどもろ過エレメントＥを蒸気缶に入れるか、又
は入口１８ａを介し容器１７中に蒸気を通すかして、ろ
過エレメントＥを１２０℃ないし１４０℃の高温下に置
いたとき、前記のようにポリプロピレン製の内筒１２，
外筒１３はろ材を形成する薄膜及びその保形材より大き
く伸びるが、内，外筒１２，１３は上下に二分され、上
下の部分の間には所定の隙間が存在し、かつ上下の内筒
１２をつなぐ接続子１５の係合片１５ｃは内筒１２の通
孔１２ａに上下方向に隙間をおいて係止しているので、
内筒１２，外筒１３はろ材１１を引張ることなく、ろ材
１１とは無関係に自由に伸びることになり、したがっ
て、冷却した際にはろ材１１には引張り歪みは残らな
い。

【００１７】なお、上述の例では接続子１５の上の係合
片１５ｃは、上の内筒の最下段の通孔１２ａに係止さ
せ、かつ下の係合片１５ｃは下の内筒の最上段の通孔１
２ａに係止させるものについて示したが、このようにす
れば接続子１５を小型にできて好ましいが、筒体の伸び
を許容できる関係にあれば、他の通孔１２ａに係止させ
るようにしてもよい。又通孔１２ａ，１３ａはすべて横
長な角形状のものを示したが、接続子１５の扁平な係合
片１５ｃを係止させる孔以外のものは円形，楕円形など
としてもよい。また、接続子１５は傘状部１５ｂが杵部
１５ａから左右方向に張り出したものを示したが、より
安定する三方向，四方向に張り出したものでもよく、要
は上下の内筒に設けられた通孔に縦方向に隙間をおいて
それぞれ係止する係止片を上下両側に備えていればよ
い。さらにまた、上述の例では、ろ過エレメントＥとア
ダプタ１６とは、ろ過エレメントＥの上端板１４Ｂの上
面との間で接合されているが、上端板１６Ｂとアダプタ
１６とが一体のものとしてもよい。この場合、アダプタ
は上端板の一部として形成され、アダプタを含めたもの
でろ過エレメントを構成する。

【００１８】

【発明の効果】この発明は精密フィルタ用のろ過エレメ
ントとして、請求項１のように構成されているので、使
用に先立っての殺菌処理のようにろ過エレメントを高温
の環境下においても、内筒及び外筒はろ材を引張ること
なく、ろ材に関係なく自由に伸びることができ、そし
て、冷えたときにはろ材に引張り歪みが残らず、ろ材は
当初の状態を維持し、使用時にろ材に処理液の液圧がか
かっても、これまでのようにろ材の曲がり（座屈）現像
を生ぜず、耐久性を維持して長期に使用することがで
き、ろ過エレメントの取付け、取外し時等エレメント下
端がねじられたとしても、係合片を介して上下の内筒が
回転方向に固定されているのでろ材が破損することがな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るろ過エレメントの分離斜視図。

【図２】ろ材に内、外筒を嵌挿して仮り止めした状態の
断面図。

【図３】仮り止めしたものに上，下の端板を固着する説
明図。

【図４】この発明のろ過エレメントを容器に収容した断
面図。

【図５】従来のろ過エレメントの分離斜視図。

【図６】ろ材の一部のひだ付け前の斜視図。

【図７】従来のろ過エレメントの断面図

【図８】従来のろ過エレメントを容器に収容した断面
図。

【符号の説明】

１１ ろ材 １２ 内筒 １２ａ 通孔 １３ 外筒 １３ａ 通孔材 １４Ａ 下端板 １４Ｂ 上端板 １５ 接続子 １５ａ 起立杆部 １５ｂ 傘状部 １５ｃ 係合片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 合成樹脂からなる多孔質の薄膜の両面
   に、合成樹脂製の網材又は不織布からなる保形材を重ね
   合せて菊花形筒状に形成したろ材の内側及び外側に、多
   数の通孔を有し、前記多孔質膜より熱膨張率の大きい合
   成樹脂からなる内筒又は外筒を嵌挿し、その上下の端部
   に合成樹脂製の環状の上端板又は盲円板状の下端板を溶
   着するろ過エレメントにおいて、上記内筒及び外筒を筒
   状ろ材の半分高さより若干小さな高さの上下の部分に区
   分し、上記上下の内筒を、その内筒に直径的に対をなし
   て設けた角形状の通孔に外方に突出することなく縦方向
   に隙間をおいて係止する係合片を上下両側に備えた接続
   子によって連結して、上記筒状ろ材の内側に嵌挿配置す
   るようにしたことを特徴とする合成樹脂製のろ過エレメ
   ント。