JP5193142B2

JP5193142B2 - フィルターカートリッジ及びその製造方法

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Publication number: JP5193142B2
Application number: JP2009174528A
Authority: JP
Inventors: 寛之西村; 陽代鈴木; 義男佐藤; 憲弘遠藤; 隆二鈴木
Original assignee: Organo Corp
Current assignee: Organo Corp
Priority date: 2009-07-27
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2029-07-27
Also published as: JP2011025174A

Description

本発明は、フィルターカートリッジ及びその製造方法に関する。

フィルターカートリッジは、半導体産業における洗浄用の純水、超純水を製造するための工業用濾過、各種薬液用濾過、食品工業における除菌目的のための濾過、医薬品業界における精製、分離のための濾過等、近年その需要は日増しに増大してきている。このフィルターカートリッジに使用する精密膜の生産技術は、需要の増大につれ、目を見張る成長をとげ、それに伴いコストも急速に安価になって来ている。

一般的なフィルターカートリッジは、帯状の濾過膜をプリーツ折りにして円筒状に形成したフィルターエレメント又は多数の中空糸膜から構成されるフィルターエレメントを多孔状の円筒ケースに収容した濾過体の両端面に円板状のエンドプレートを接合したものである。

エンドプレートと濾過体との接合方法として、エンドプレートを熱可塑性の樹脂材料で形成し、そのエンドプレートを加熱溶融させて、低粘度となった樹脂を濾過体内のフィルターエレメントに流れ込ませることで両者を接合する方法が一般的に知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

フィルターカートリッジは、装着するハウジングの種類によって、ハウジングとの接続に適した形状のエンドプレートが採用されており、現在では、端面形状について大きく分けて３種類のフィルターカートリッジが市場に出回っている。１つは、濾過体の両端面にガスケットが設けられたエンドプレートが接合されたガスケット型フィルターカートリッジである。２つ目は、濾過体の一方の端面にＯリングが設けられたエンドプレートが接合され、他方の端面に槍型状のエンドプレートが接合された槍型フィルターカートリッジである。３つ目は、濾過体の一方の端面にＯリングが設けられたエンドプレートが接合され、他方の端面に円盤状のエンドプレートが接合されたＯリング型フィルターカートリッジである。

特開平５−１１１６２２号公報特公平８−１７９２３号公報

従来、フィルターカートリッジは、上記４種類のエンドプレートが上記３種類のいずれかの組み合わせで濾過体の両端面に接合されることにより、製造される。そして、このような従来のフィルターカートリッジの製造方法では、製品の受注後に濾過体とエンドプレートとを接合させるため、受注から納期まである程度の時間が掛かることは避けられなかった。

そこで、本発明の目的は、上記問題に鑑みて、製品の短納期の対応を可能とするフィルターカートリッジ及びその製造方法を提供することである。

（１）本発明は、円筒状の濾過体の両端面に、熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートを接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る工程を含み、前記第１エンドプレートは中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体の製造方法によって製造されたガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットを取り付けるガスケット取り付け工程を含み、前記ガスケットは、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であるフィルターカートリッジの製造方法である。

（２）本発明は、円筒状の濾過体の両端面に、熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートを接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る工程を含み、前記第１エンドプレートは中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体の製造方法によって製造された複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面間に、中空円盤状の熱可塑性樹脂製の中継ぎプレートを配置し、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面と前記中継ぎプレートとを接合する工程を含む複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の製造方法によって製造された複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットを取り付けるガスケット取り付け工程を含み、前記ガスケットは、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であるフィルターカートリッジの製造方法である。

（３）本発明は、円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、前記ガスケットは、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付けられ、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であるガスケット型フィルターカートリッジである。

（４）本発明は、円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付け可能であり、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、前記ガスケットは、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であるガスケット型フィルターカートリッジである。

（５）本発明は、円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、中空円盤状の熱可塑性樹脂製の中継ぎプレートと、を備え、複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面間に前記中継ぎプレートが配置され、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面と前記中継ぎプレートとが接合されている複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体と、フィルターカートリッジを収容するハウジングの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、前記ガスケットは、前記複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付けられ、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状である複合ガスケット型フィルターカートリッジ。

（６）本発明は、円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、中空円盤状の熱可塑性樹脂製の中継ぎプレートと、を備え、複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面間に前記中継ぎプレートが配置され、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面と前記中継ぎプレートとが接合されている複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体と、前記複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付け可能であり、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、前記ガスケットは、前記第１プレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１プレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状である複合ガスケット型フィルターカートリッジ。

本発明によれば、製品の短納期の対応が可能となる。また、従来型のフィルターカートリッジはエンドプレートにガスケット保持用リブを備えているため、本発明のエンドプレートに比べて形状が複雑となる。そのため、従来型のエンドプレートの場合は、加熱溶着時の熱の影響でエンドプレートにヒケ（ゆがみ）が生じることがある。一方、本発明では、エンドプレートの形状が単純なため、加熱溶着時の熱の影響によるヒケがほとんど生じることはない。そのため、従来型フィルターカートリッジに比べてハウジング収容時の垂直性やエンドプレート端面の平面性を保ちやすく、ハウジングとのシールが安定する。

（Ａ）は、プリーツ式のフィルターエレメントを備える濾過体の構成の一例を示す模式図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＡ−Ａ線における濾過体の模式断面図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態に係るフィルターカートリッジの製造方法を説明するための図である。（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る第１エンドプレートの構成の一例を示す断面模式図及び上面模式図である。本実施形態に係る第１エンドプレートの構成の他の一例を示す断面模式図である。（Ａ），（Ｂ）は、従来のエンドプレート及びガスケットの構成を示す断面模式図及び上面模式図である。（Ａ），（Ｂ）は、従来のフィルターカートリッジの製造方法を説明するための図である。（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態に係るフィルターカートリッジの製造方法を説明するための図である。本実施形態に係るガスケットの構成の一例を示す断面模式図である。

本発明の実施の形態について以下説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

本実施形態のフィルターカートリッジは、フィルターエレメントを備える濾過体を有する。フィルターエレメントは、広く産業用として使用される液体用濾過膜（濾材）から構成されるものであれば特に制限されるものではなく、例えば、帯状の濾材をプリーツ折りにして円筒状に形成したフィルターエレメント又は多数の中空糸膜から構成されるフィルターエレメント等が挙げられる。以下に、プリーツ式のフィルターエレメントを備える濾過体の一般的な構成を説明する。

図１（Ａ）は、プリーツ式のフィルターエレメントを備える濾過体の構成の一例を示す模式図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）のＡ−Ａ線における濾過体の模式断面図である。図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、濾過体１０は、多孔状の外筒であるアウタチューブ１２と多孔状の内筒であるインナチューブ１４とを同心状に配置するとともに、それら内外筒の間の円環状の空間に同じく円環状をなすフィルターエレメント１６を装填した構造となっている。このような濾過体１０を備えるフィルターカートリッジは、アウタチューブ１２側から流入した流体をフィルターエレメント１６で濾過した上でインナチューブ１４側から流出させる方式のものである。

アウタチューブ１２及びインナチューブ１４は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂にて格子状又は多孔状のものとして形成し、濾過対象となる流体の透過性を有する筒形構造体である。なお、濾過体１０は、アウタチューブ１２及びインナチューブ１４を設けず、フィルターエレメント１６のみから構成されていてもよい。

プリーツ式のフィルターエレメント１６は、周知のように例えば高分子膜を主要素とする帯状の濾材をプリーツ折りしたものを円筒状に丸めた上で、その円周方向の両端を接合して円環状に整形したものである。フィルターエレメント１６としては複数の異種の濾材を複数枚重ね合わせた複合構造のものが好ましく、例えば、多孔質濾過膜を２枚のサポート膜で挟持した三層構造等が挙げられる。

フィルターエレメント１６を構成する多孔質濾過膜及びサポート膜の材料には、例えば、芳香族ポリアリールエーテルスルホン、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルローズエステル類、ポリふっ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やポリアミド等が知られている。中でも、耐熱性に優れ、広範囲の薬液に対して耐薬品性を有している点で、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、芳香族ポリアリールエーテルスルホン等が好ましい材料である。

フィルターエレメント１６を構成する多孔質濾過膜の孔径は、用途によって適宜選択されるものであるが、例えば、０．１μｍ〜４０μｍの範囲である。特に医薬品製造ラインでの濾過、超純水ライン、電子工業用水等のファイナルフィルタの用途では、０．１μｍ〜０．４５μｍのものが好ましく使用され、特にＲＯ、イオン交換、活性炭処理装置等の安全フィルターの用途では、０．４μｍ〜４０μｍのものが好ましく使用される。

図２（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態に係るフィルターカートリッジの製造方法を説明するための図である。図２（Ａ）に示すように、フィルターエレメントを備える円筒状の濾過体１０及び外径が濾過体１０と同径の円板状で熱可塑性樹脂製の第１エンドプレート１８を用意する。そして、図２（Ｂ）に示すように円筒状の濾過体１０の両端面に、第１エンドプレート１８を接合して、濾過体１０の内側空間と外側空間を仕切ることにより、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を作製する。第１エンドプレート１８の中央には、不図示であるが、インナチューブ１４の内径とほぼ同径の開口部が形成されている。

以下に、上記濾過体１０と第１エンドプレート１８との接合方法について説明する。先ず、所定の治具にセットした第１エンドプレート１８とヒータとを対向させて、少なくとも第１エンドプレート１８の表層部を溶融・流動化させる。そして、第１エンドプレート１８に濾過体１０の端面を押し付けて、溶融・流動化した表層部をフィルターエレメント１６の折り目に入り込ませ、濾過体１０と第１エンドプレート１８とを接合させる。加熱条件としては、例えばヒータの温度を４００〜８００℃程度とし、第１エンドプレート１８とヒータとの間の距離を０．１〜１０ｍｍ程度に保持して、１０〜１００秒間加熱する。当業者であれば、加熱条件は熱可塑性樹脂の種類によって適宜調整できる。

次に、濾過体１０の両端面に接合される第１エンドプレート１８の形状について説明する。本実施形態の第１エンドプレート１８は中空円盤状であり、濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状である。以下にその一例を説明する。

図３（Ａ），（Ｂ）は、本実施形態に係る第１エンドプレートの構成の一例を示す断面模式図及び上面模式図である。図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、第１エンドプレート１８は開口部１８ｃを有する中空円盤状である。そして、第１エンドプレート１８に接合する濾過体と反対側の表面１８ｂ全体が、平坦な面状となっている。図３に示す第１エンドプレート１８では、該表面１８ｂ全体が、濾過体と接合する面から厚み方向（図３（Ａ）に示す矢印Ａ）に最遠部である位置に相当する。なお、図３に示す第１エンドプレート１８において、外側面１８ａはテーパ状となっているが、必ずしもテーパ状である必要はない。

本実施形態における第１エンドプレート１８は、図３に示すように、濾過体と反対側の表面１８ｂ全体が平坦な面状となっている必要はなく、以下のような場合でもよい。図４は、本実施形態に係る第１エンドプレートの構成の他の一例を示す断面模式図である。図４に示す第１エンドプレート１８のように、第１エンドプレート１８に接合する濾過体と反対側の表面１８ｂに突出部１８ｄが形成されており、濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に相当する突出部１８ｄの頂面１８ｅが、平坦な面状となっているものでもよい。

そして、第１エンドプレート１８の濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置を平坦な面（図３に示す表面１８ｂ、図４に示す頂面１８ｅ）にすることにより、該面上に、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケット、またはハウジングとの接続に適した形状の第２エンドプレート等の別体部品の装着が可能となる。すなわち、第１エンドプレート１８の濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面は、該面上に別体部品の装着が可能な平坦な面である。また、第１エンドプレート１８の濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部又は全部が平坦な面であればよいため、別部品との装着に支障をきたさない限り、該面に凹部等の溝が形成されていてもよい。

図５（Ａ），（Ｂ）は、従来のエンドプレート及びガスケットの構成を示す断面模式図及び上面模式図である。図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、従来のエンドプレート２３ａには、濾過体と反対側の表面１８ｂに、円環状のガスケット保持用リブ２３ｂが設けられる。ガスケット２３は、円環状のガスケット保持用リブ２３ｂ間に嵌め込まれ、固定される。

従来のエンドプレート２３ａでは、濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置は、ガスケット保持用リブ２３ｂの頂点２３ｃとなる。しかし、本実施形態のエンドプレート１８では、濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置は、従来のエンドプレート２３ａの頂点２３ｃのような点ではなく、平坦な面（別部品の装着が可能な平坦な面）である。すなわち、本実施形態では、第１エンドプレート１８の濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置には、別部品の装着が可能な平坦な面が形成されるものであって、該面上に別部品の装着に支障をきたすような突起物が形成されるものではない。

このような従来のエンドプレート２３ａは、ガスケット保持用リブ２３ｂを形成した複雑な構造であるため、エンドプレート２３ａと濾過体との接合時のヒータ等の熱によって、ヒケが発生してしまう。その結果、ハウジング収容時の垂直性やハウジングとのシール性能が安定しない場合がある。一方、本実施形態の第１エンドプレート１８には、上記のようなガスケット保持用リブ２３ｂが形成されておらず、第１エンドプレート１８の濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置は平坦な面（該面上に別部品の装着が可能な平坦な面）であるため、第１エンドプレート１８と濾過体との接合時のヒータ等の熱によるヒケの発生は抑制される。その結果、ハウジング収容時の垂直性やハウジングとのシール性能は安定する。また、接合時の熱によるヒケの発生が抑制され、ハウジング収容時の垂直性やハウジングとのシール性能が安定する点で、図４に示す断面凸状の第１エンドプレート１８より、図３に示す断面台形状の第１エンドプレート１８の方が好ましい。

このように、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示す工程によって、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０が製造される。そして、このガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を以下に説明する３種のフィルターカートリッジの中間体とすることにより、発注後に、濾過体とエンドプレートとを接合する従来のフィルターカートリッジの製造方法に比べて、受注から納期までを短縮することが可能となる。以下、具体的に説明する。

図２（Ｃ）に示すように、フィルターカートリッジの発注に応じて、第１エンドプレート１８に装着されるガスケット２２、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６又は濾過体１０の軸方向に突出した槍型状の第２エンドプレート２８、（孔無し）円盤状第２エンドプレート２９を用意する。

そして、ガスケット型フィルターカートリッジの発注を受けた場合には、図２（Ｄ）に示すように、第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面（すなわち、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０の両端面）に、ガスケット２２を取り付ける。このようにガスケット２２を取り付けるだけで、ガスケット型フィルターカートリッジ３０として、受注から直ちに出荷できる。また、槍型フィルターカートリッジの受注を受けた場合には、図２（Ｄ）に示すように、一方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、槍型状の第２エンドプレート２８を接合し、他方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６を接合し、槍型フィルターカートリッジ本体を作製する。そして、第２エンドプレート２６にＯリング２４を取り付け、槍型フィルターカートリッジ３２を得る。また、Ｏリング型フィルターカートリッジの発注を受けた場合には、図２（Ｄ）に示すように、一方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６を接合し、他方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、円盤状第２エンドプレート２９を接合し、Ｏリング型フィルターカートリッジ本体を作製する。そして、第２エンドプレート２６にＯリング２４を取り付け、Ｏリング型フィルターカートリッジ３４を得る。このように、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を製造しておけば、槍型フィルターカートリッジ３２、またはＯリング型フィルターカートリッジ３４の受注を受けた場合でも、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を中間体として使用し、第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、所望の第２エンドプレートを接合するだけでよい。そして、第１エンドプレート１８と第２エンドプレートとの接合は、同素材の平坦な面同士の接合であるため、短時間で容易に接合することが可能である。したがって、上記各フィルターカートリッジの受注から直ちに出荷することが可能となる。

以下に、従来のフィルターカートリッジの製造方法について説明する。図６（Ａ），（Ｂ）は、従来のフィルターカートリッジの製造方法を説明するための図である。図６（Ａ）に示すように、フィルターエレメントを備える濾過体１０を用意すると共に、フィルターカートリッジの発注に応じて、ガスケットが取り付けられるエンドプレート２３ａ、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６、槍型状の第２エンドプレート２８、円盤状第２エンドプレート２９を用意する。

そして、ガスケット型フィルターカートリッジの発注を受けた場合には、図６（Ｂ）に示すように濾過体１０の両端面にエンドプレート２３ａを接合し、エンドプレート２３ａにガスケット２３を取り付け、ガスケット型フィルターカートリッジ４０ａを得る。また、槍型フィルターカートリッジの発注を受けた場合には、図６（Ｂ）に示すように、濾過体１０の一方の端面に、槍型状のエンドプレート２８を接合し、濾過体１０の他方の端面に、Ｏリング２４が取り付けられる第２エンドプレート２６を接合し、第２エンドプレート２６にＯリング２４を取り付け、槍型フィルターカートリッジ４０ｂを得る。さらに、Ｏリング型フィルターカートリッジの発注を受けた場合には、図６（Ｂ）に示すように、濾過体１０の一方の端面に、Ｏリング２４が取り付けられるエンドプレート２６を接合し、濾過体１０の他方の端面に、円盤状第２エンドプレート２９を接合し、エンドプレート２６にＯリング２４を取り付け、Ｏリング型フィルターカートリッジ４０ｃを得る。

このように、従来のフィルターカートリッジの製造方法では、受注後に濾過体１０とエンドプレートとを接合するため、受注から製品納期までにある程度の時間が掛かることは避けられなかった。これは、濾過体１０とエンドプレートとは異素材であって、接合面は複雑な形状をしているため、接合に時間が掛かるためである。本実施形態では、濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に平坦な面が形成された第１エンドプレート１８が、濾過体１０の両端面に接合されたガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を、上記３種のフィルターカートリッジの中間体として製造するため、該中間体の１種を在庫として確保しておけば、ガスケットの装着や平坦なプレート同士の接合だけで、各タイプのフィルターカートリッジを製造することができる。その結果、受注から短時間で各種フィルターカートリッジを製造することが可能となる。また、短納期に対応するために膨大な各種フィルターカートリッジの在庫を確保しておく必要もない。

具体的には、従来のフィルターカートリッジの製造方法では、フィルターカートリッジを製造するのに約１１日間掛かる。これに対して、本実施形態のフィルターカートリッジの製造方法では、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を作製する工程が含まれているため、従来の製法と比較して、フィルターカートリッジを製造する期間は若干長く、約１２日間掛かる。しかし、本実施形態の製法では、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を中間体として利用することができるため、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０の製造後からでも受注が受けられる。その結果、受注から出荷までの期間は、約７日間となる。一方、従来の製法では、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を製造していないので、受注から出荷までの期間はフィルターカートリッジの製造期間と同じで約１１日間掛かり、本実施形態の製法より長くなる。したがって、本実施形態の製法は、従来の製法より短納期に対応する製法であると云える。

図７（Ａ）〜（Ｄ）は、本実施形態に係るフィルターカートリッジの製造方法を説明するための図である。複合ガスケット型フィルターカートリッジの発注を受けた場合、図７（Ａ）に示すように、上記説明した第１エンドプレート１８を濾過体１０の両端面に接合したガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を２本（または３本）及び中継ぎプレート３６を用意し、図７（Ｂ）に示すように、２つのガスケット型フィルターカートリッジ本体２０の端面間に中継ぎプレート３６を配置し、接合することにより、複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体を作製する。なお、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０同士の接合は、中継ぎプレート３６を介さずに、直接本体の第１エンドプレート１８同士を接合させることによって行ってもよい。そして、図７（Ｃ）に示すように、第１エンドプレート１８に装着されるガスケット２２を用意し、図７（Ｄ）に示すように、第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、ガスケット２２を取り付け、複合ガスケット型フィルターカートリッジ３１（図７では、１０インチのフィルターカートリッジが２つ連接された２０インチのフィルターカートリッジ）を得る。

また、複合槍型フィルターカートリッジの受注を受けた場合も同様に、まず、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体を製造する。そして、図７（Ｃ）に示すように、槍型状の第２エンドプレート２８及びＯリングが取り付けられる第２エンドプレート２６を用意する。次に、図７（Ｄ）に示すように、一方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、槍型状の第２エンドプレート２８を接合し、他方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６を接合し、第２エンドプレート２６にＯリング２４を取り付け、複合槍型フィルターカートリッジ３３を得る。また、複合Ｏリング型フィルターカートリッジの発注を受けた場合も同様に、まず、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体を製造する。そして、図７（Ｃ）に示すように、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６及び（孔無し）円盤状第２エンドプレート２９を用意する。次に、図７（Ｄ）に示すように、一方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、Ｏリングが取り付けられる第２エンドプレート２６を接合し、他方の第１エンドプレート１８の濾過体１０と接合する面から厚み方向に最遠部である位置に形成される平坦な面に、円盤状第２エンドプレート２９を接合し、第２エンドプレート２６にＯリング２４を取り付け、複合Ｏリング型フィルターカートリッジ３５を得る。

このように、複合型の各種フィルターカートリッジを製造する場合でも、ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を製造しておけば、ガスケットの装着や平坦なプレート同士の接合だけで済むため、短時間で容易に各種フィルターカートリッジを製造することができ、受注から直ちに出荷することが可能となる。これに対し、従来の方法では、上記でも説明したように、受注後に注文に応じたエンドプレートと濾過体とを接合するため、受注から製品納期までにある程度の時間が掛かってしまう。

なお、中継ぎプレート３６には中央孔が形成されており、中継ぎプレート３６を介して、複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体２０を連結させると、各ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０のインナチューブは、中継ぎプレート３６の中央孔を介して連通することとなる。また、中継ぎプレート３６の中央孔の径は、インナチューブの径と同等か又は当該径より拡径であることが好ましい。

以下に、第１エンドプレート１８と第２エンドプレート（２６，２８，２９）または中継ぎプレート３６との接合方法について説明する。ガスケット型フィルターカートリッジ本体２０の第１エンドプレート１８とヒータの一方の面とを対向させ、また、第２エンドプレートまたは中継ぎプレート３６とヒータの他方の面とを対向させて、第１エンドプレート１８と、第２エンドプレート又は中継ぎプレート３６の表層部を溶融・流動化させる。そして、第２エンドプレート又は中継ぎプレート３６にガスケット型フィルターカートリッジ本体２０の端面を押し付けて、第２エンドプレート又は中継ぎプレート３６と第１エンドプレート１８とを接合させる。加熱条件としては、ヒータの温度を３００〜６００℃程度とし、第１エンドプレート１８とヒータとの間の距離、第２エンドプレート又は中継ぎプレート３６とヒータとの間の距離を０．１〜１０ｍｍ程度に保持して、１０〜１００秒間加熱する。当業者であれば、加熱条件は熱可塑性樹脂の種類によって適宜調整できる。

なお、各プレート表層部の溶融・流動化は、ヒータによる加熱に限定されるものではなく、例えば、超音波による振動摩擦による熱等であってもよい。

本実施形態のガスケット２２、Ｏリング２４の材料は、例えば、エチレンプロピレンジエンゴム（ＥＰＤＭ）、シリコンゴム等である。

本実施形態の第１エンドプレート１８、第２エンドプレート（２６，２８，２９）の材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂であれば特に制限されるものではないが、第１エンドプレート１８及び第２エンドプレート（２６，２８，２９）は、接合性の点で、同一素材であることが好ましく、アウタチューブ１２及びインナチューブ１４も同一素材であることがより好ましい。

本実施形態の中継ぎプレート３６の材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂であれば特に制限されるものではないが、接合性の点で、第１エンドプレート１８、第２エンドプレート（２６，２８，２９）、アウタチューブ１２及びインナチューブ１４と同一素材であることが好ましい。

図８は、本実施形態に係るガスケットの構成の一例を示す断面模式図である。図８に示すように、ガスケット２２は、第１エンドプレート１８の平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部２２ａと、接触部２２ａの開口部２２ｂの周囲に沿って形成され、第１エンドプレート１８の開口部１８ｃの周囲に接触する突出部２２ｃとを備えている。そして、突出部２２ｃの内側面２２ｄは、突出部２２ｃの先端に向かって拡径となるように、テーパ状となっている。すなわち、突出部２２ｃの先端側の肉厚は、接触部２２ａ側の肉厚より薄くなっている。ガスケット２２は、突出部２２ｃが第１エンドプレート１８の開口部１８ｃに嵌挿されることにより、第１エンドプレート１８に固定される。

フィルターカートリッジをハウジングに固定する際には、シャフトをフィルターカートリッジに挿通させる（具体的に、シャフトをインナチューブ内、第１エンドプレート１８の開口部１８ｃ及びガスケット２２の開口部２２ｂに挿通させる）場合がある。本実施形態において、ガスケット２２の突出部２２ｃの内側面２２ｄは、突出部２２ｃの先端に向かって拡径となるようなテーパ状であるため、シャフトの挿通時に、シャフトがガスケット２２に接触しても、ガスケット２２がフィルーカートリッジから外れることが抑制される。

１０濾過体、１２アウタチューブ、１４インナチューブ、１６フィルターエレメント、１８第１エンドプレート、１８ａ外側面、１８ｂ表面、１８ｃ開口部、１８ｄ突出部、１８ｅ頂面、２０ガスケット型フィルターカートリッジ本体、２２ガスケット、２２ａ接触部、２２ｂ開口部、２２ｃ突出部、２２ｄ内側面、２３ガスケット、２３ａエンドプレート、２３ｂガスケット保持用リブ、２３ｃ頂点、２４Ｏリング、２６，２８，２９第２エンドプレート、３０ガスケット型フィルターカートリッジ、３１複合ガスケット型フィルターカートリッジ、３２槍型フィルターカートリッジ、３３複合槍型フィルターカートリッジ、３４Ｏリング型フィルターカートリッジ、３５複合Ｏリング型フィルターカートリッジ、３６中継ぎプレート、４０ａガスケット型フィルターカートリッジ、４０ｂ槍型フィルターカートリッジ、４０ｃＯリング型フィルターカートリッジ。

Claims

円筒状の濾過体の両端面に、熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートを接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る工程を含み、前記第１エンドプレートは中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体の製造方法によって製造されたガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットを取り付けるガスケット取り付け工程を含み、
前記ガスケットは、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、
前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であることを特徴とするフィルターカートリッジの製造方法。
円筒状の濾過体の両端面に、熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートを接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る工程を含み、前記第１エンドプレートは中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体の製造方法によって製造された複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面間に、中空円盤状の熱可塑性樹脂製の中継ぎプレートを配置し、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面と前記中継ぎプレートとを接合する工程を含む複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の製造方法によって製造された複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットを取り付けるガスケット取り付け工程を含み、
前記ガスケットは、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、
前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であることを特徴とするフィルターカートリッジの製造方法。
円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、
フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、
前記ガスケットは、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付けられ、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、
前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であることを特徴とするガスケット型フィルターカートリッジ。
円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、
前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付け可能であり、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、
前記ガスケットは、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、
前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であることを特徴とするガスケット型フィルターカートリッジ。
円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、中空円盤状の熱可塑性樹脂製の中継ぎプレートと、を備え、複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面間に前記中継ぎプレートが配置され、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面と前記中継ぎプレートとが接合されている複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体と、
フィルターカートリッジを収容するハウジングの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、
前記ガスケットは、前記複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付けられ、前記第１エンドプレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１エンドプレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、
前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であることを特徴とする複合ガスケット型フィルターカートリッジ。
円筒状の濾過体と、前記濾過体の両端面に接合して、濾過体の内側空間と、外側空間を仕切る熱可塑性樹脂製の第１エンドプレートと、を備え、前記第１エンドレートは、中空円盤状であり、前記濾過体と接合する面から厚み方向に最遠部である位置の一部または全部が平坦な面状であるガスケット型フィルターカートリッジ本体と、中空円盤状の熱可塑性樹脂製の中継ぎプレートと、を備え、複数のガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面間に前記中継ぎプレートが配置され、前記ガスケット型フィルターカートリッジ本体の端面と前記中継ぎプレートとが接合されている複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体と、
前記複合ガスケット型フィルターカートリッジ本体の両端面に取り付け可能であり、フィルターカートリッジを収容するハウジングとの接続におけるシール性を保つためのガスケットと、を備え、
前記ガスケットは、前記第１プレートの平坦な面上に接触する中空円盤状の接触部と、前記接触部の開口部周囲に沿って形成され、前記第１プレートの開口部周囲に接触する突出部と、を有し、
前記突出部の内側面は、前記突出部の先端に向かって拡径となるようなテーパ状であることを特徴とする複合ガスケット型フィルターカートリッジ。