JPH0194903A - フィルターカートリッジの製造方法 - 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〕 微孔性濾過膜を組込んだ濾過用のフィルターカートリッ
ジの製造方法に関するものであり、製薬工業における薬
剤や洗浄水の濾過、アルコール飲料など食品工業におけ
る液体濾過、半導体製造工業における超純水製造の精製
水、純水の濾過等に用いられる、１０μｍ以下、特に１
μｍ以下の微粒子や微生物を濾過する精密濾過用のフィ
ルターカートリッジの製造方法に関する。

〔従来の技術〕

微孔性濾過膜をプリーツ状に加工して折目をつけ円筒状
形状にして両端をシールした形のプリーツタイプフィル
ターカートリッジに対し、特開昭５６−１２９０１６号
公報に示される如き平板型濾過ユニットを積層して成る
平板型濾過ユニット積層タイプ（あるいはスタックドデ
ィスクタイプと称される）がある。

積層タイプの製造方法はドーナツ形に打抜かれた２枚の
濾過膜を樹脂成形品から成る平板状の支持体に溶剤を用
いて接着している。

すなわち、濾過膜と成形品支持体は異る樹脂、例えば濾
過膜はキャスト用ポリ弗化ビニリデン、支持体はポリカ
ーボネイトを用い、支持体は熔解し、濾過膜は溶解しな
い溶剤、例えばトリクロロエチレンを濾過膜の孔に含浸
させて、支持体表面に押付は含浸された溶剤が支持体表
面を溶解し、濾過膜の孔内の一部に溶解された支持体の
樹脂が含浸する結合、いわゆるアンカー効果と呼ばれる
結合によるもの、あるいは濾過膜と成形品支持体が同一
の樹脂の場合、該樹脂の溶剤に樹脂を溶解した接着セメ
ントを成形品支持体に塗設し、濾過膜を押しつけ貼りつ
けるものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながらこの方法は、 １　薬液濾過時フィルターから薬液へ溶出する物質があ
った。

２　溶剤を使用する為、溶剤の乾燥時間が必要であり且
つ溶剤の人体に関する配慮から溶剤を排除する設備が必
要であり、工程における作業性が悪かった。

３　接着のための作業時間が長くか−った。

本発明は上記問題点を解消し、濾過膜の有効濾過面積を
大きくし、溶剤を使用せず溶出も少なく、そのための乾
燥時間も不要で、且つ作業性、環境を良くするフィルタ
ーの製造方法を提供することにあるす 〔問題点を解決するための手段〕 本発明の上記目的は、流体通路を有する平板状の支持体
の上下両面に濾過膜を接着させた濾過ユニットを積層し
てなるフィルターカートリッジの製造方法において、該
濾過膜と該平板状の支持体との接着をリング状発熱体を
有するヒートシーラを用いて支持体の外周リム及び内周
リムの部分において該接着を行なうことを特徴とする平
板積層型フィルターカートリッジの製造方法によって達
成される。

本発明の場合ヒートシールがインパルスシーラーである
ことが好ましい。

本発明のインパルスシーラーとは並列又は直列に接続さ
れたコンデンサー群の放電流により高電圧又は大電流の
持続時間が卵常に短いサージを発生させヒートシールを
する器具である。

本発明において、リング状発熱体を有するヒートシーラ
とは、平板状支持体の内周リム、外周りムの部分におい
て濾過膜との接着を一度にヒートシールするための丁度
円形のヒートシール部分に相当するリング状の発熱体を
もったヒートシーラをいう。内周リム用と外周リム用と
は別々の器具としてもよいし、−緒に組込まれたもので
もよい。

ヒートシーラに関してはヒーターブロックをニクロム線
ヒーター等により常時２００〜４００℃に加熱しておき
、このヒーターブロックを被溶着物に一定時間押しあて
シールする方法、被溶着物に予めヒーター金属片を押当
てた後この熱容量の小さいヒーター金属片に短時間、大
電流を流して発熱させ被溶着物を加熱シールするインパ
ルスシール法、超音波等を用いる摩擦熱による方法等が
考えられるが、インパルスシール型の熱溶着が、最も好
ましい溶着結果を示した。

以下、本発明の方法を実施したフィルターカートリッジ
について説明する。

第２図は、本発明の方法を通用する平板積層型のフィル
ターカートリッジに装着される濾過膜構造体の側面部分
断面図である。第３図は第２図の拡大部分断面図である
。

第２図に示すように濾過膜構造体ｌは、上下２枚の例え
ば円盤状の濾過１１１１１を有して構成される最小単位
の平板型濾過ユニットが複数積み重ねられた構成になっ
ている。濾過膜構造体ｌは、その中央に、個々の平板型
濾過ユニットの中央開口部に連通ずる複数の連通孔１５
を備えた筒状のコア１０が設けられており、積み重ねら
れた平板型濾過ユニットの上部及び下部には、濾過ユニ
ットを保護する上部保護板７及び下部保護板８が設けら
れており、さらに、濾過ユニット厚み方向に沿った外周
りプロが上下保護板７．８間を架は渡し、かつ各濾過ユ
ニットを保持するように円周方向適宜間隔で設けられて
いることにより、濾過膜構造体ｌの剛性を適宜保つよう
に構成されている。

上記の濾過膜構造体１の最小単位である例えば円盤形状
の平板型濾過ユニットは、第３１！ｌにおいて拡大部分
断面図に示す如き構成である。すなわち、流体通路を有
する平板状の支持体上の上下両面に液流通性を有する濾
過膜保持部材である、例えば、網状体１４に保持された
濾過膜１１が、少なくとも濾過Ｍｌ！１１の内周縁部１
３及び外周縁部１２において、支持体主の内周リム３及
び外周リム２に接着されている。

なお、支持体主は内周リム３と外周リム２とが、例えば
スポーク状部材４により繋がっている。

濾過膜１１と支持体主との接着は、支持体主の上にドー
ナツ状の網状体１４をのせその上に濾過ＩＩ！１１を重
ねて、濾過膜の内周縁部１３、及び濾過膜の外周縁部１
２を夫々支持体重の内周リム３外周リム２に夫々のリン
グ状発熱体を有するヒートシールを用いて加熱し接着さ
せる。この結果、支持体主及び濾過膜１１の樹脂が共に
適宜溶け、接着が完了する。

なお、支持体主の材質は特に限定するものではないが、
加工性などの点からプラスチック樹脂が好適であり、中
でも不活性でありかつ適宜剛性を有する樹脂として、例
えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスルホン
、ポリフッ化ビニリデン、ポリオキシメチレン樹脂、ポ
リアミド、フェニル−ホルムアルデヒド樹脂、ポリテト
ラフルオロエチレン、あるいは四フッ化エチレン、パー
フルオロアルキルビニルエーテル共重合体等のふっ素樹
脂、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリプロピレン
、ポリエチレンなどを適宜選択して用いることができる
。又、濾過膜１１は例えば、ポリアミド、ポリスルホン
、ポリエーテルスルホン、ポリフッ化ビニリデン、トリ
アセチルセルローズ、ポリテトラフルオロエチレンなど
を素材としたものを用いることができる。

〔作　　用〕

上記のような接着方法を用いることにより、接着時にお
いて、強く且つ短時間の加熱を与えることにより、濾過
膜１１を比較的強い押圧を加えなくとも、極めて良好な
流体に対する機密性のある接着を簡単、迅速に行うこと
ができ、又、押圧による濾過ｍｍ！１１の損傷等を防止
することができるし、又従来の様な溶剤の乾燥は不要で
ある。又、濾過ｌ１Ｊ１１と網状体１４とが、例えば、
スポット的に部分接着され組体として、支持体主に接着
するようにすれば、一般に脆弱である濾過ｍ１ｌｌｉの
取り扱い性はよくなり、平板型濾過ユニットの生産性を
向上することができる。

このように濾過膜１１の内周縁部１３及び外周縁部１２
が支持体主の円周全域に亘って接着されていることによ
り、濾過前（−次側）の液と濾過後（二次側）の液との
液密性を確実に保つことができる。又、このように濾過
膜１１全体が網状体１４により保持されていることによ
り、従来の如（濾過膜がその内周側から外周側までほぼ
全域に亘って極めて細かく支持貼着した構造にしなくて
も、濾過圧に対して充分耐えることができ、かつ、濾過
有効面積を大きくすることができる。

又本発明のヒートシールは溶剤を用いないので、薬液濾
過時に薬液への溶出もない。

なお、コアｌＯの下方側の所は、従来と同様にハウジン
グ（図示しない）と液密性を保って連結する構造を有し
ていることは言うまでもない。

上記の如く構成した濾過膜構造体１を備えたフィルター
カートリッジにおける濾液の経路は第３図の矢印で示す
如くなっている。すなわち、図示しないハウジング内に
流入した濾液は、内外周が封止された上下濾過膜１１の
外側（１次側）の適宜液圧によって濾過膜１１に浸透し
て行き、内周縁部１３、外周縁部１２以外の全領域にお
いて微粒子や微生物等の不純物が濾過されて濾過膜１１
の内側（２次側）に進入し、ひきつづいて内周リム３に
形成された連通口１５からコア１０の中空部分を経て、
フィルターカートリッジから排出され所望の濾過工程が
なされる。

このように上記濾過膜１１の濾過作用に供する部分は、
内周リム３に固着された内周縁部１３および外周縁部１
２以外のほぼ全領域であるので、従来の平板型濾過ユニ
ットタイプの如く、濾過膜が内周側から外周側までほぼ
全域に亘って細かく支持体に貼着指示された構造のもの
に比べて、濾過面積を大きくすることができると共に、
濾過圧を小さく抑えるることもできる。又、濾過膜１１
はその全体が網状体１４によって保持されていると共に
ヒートシールにより接着が確実になされているので、該
濾過１１９＠１１自体が比較的腰の弱い材質によって構
成される場合であっても、濾過圧に対する耐圧性を持た
せることができ、さらに、上記の支持体の形状が、従来
に比べて極めて簡略化した液路を形成するようになされ
ていることにより、濾液の流れが良く、濾過工程の終段
における濾過残量を少なくすることができ、例えばエア
ー抜きや残液抜きを容易に行うことができる。

〔実　施　例〕

本発明の１実施例について説明する。

第４図はフィルターユニットを構成する支持部材の部分
斜視図である。内周リム３と外周リム２はその間に数〜
１０数本のスポーク状の部材４により連結され更に第３
図に矢印に示される水路を形成する為、及び濾過膜１１
の内周縁部１３を設ける為のキャップ５により構成され
るものである。

キャップ５は内周リム３に嵌合あるいは接着剤等の手段
により固定され、網状体１４を挟持した形で、濾過膜１
１の内周縁部１３を液密性のある様にヒートシーラで溶
着される。

本発明における支持体重のキャップ５の材質としては前
記支持体重の材質としてあげられたプラスチックから選
んで用いることができる。濾過膜１１の材料は多孔性が
得られる事はもちろんであるが、前述の耐熱性を要求さ
れる為、ポリスルフォン、ポリフッ化ビニリデン、トリ
アセチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポ
リアミドなどを素材としたものを用いる事が出来るが、
本発明においては熱溶着性より支持体重およびキャップ
５と濾過膜１１の材質は同系統もしくは同材質である事
が望ましい。

熱溶着は、短時間に高温の得られるインパルスシール熔
着方法が通用出来、短時間に液密性のあるシールをする
事が出来る。溶着の作業性を向上する為には、内周縁部
１３と外周縁部１２を同時に２ケのヒーターで溶着する
事、又は、上・下面の内周縁部１３のみおよび上下面の
外周縁部１２のみを同時に溶着する事、更には４ケ所も
同時に行う事が考えられるが、液密性の信頼性の面より
は、内周縁部のみ又は外周縁部のみを上下同時に行う事
が好ましい。

第１図は本発明に係わるインパルス発生器のヒーターの
概略断面図であり、熱容量の小さいリング状発熱体１６
は、厚さ０．１５〜０．２５ｍｍで加熱面積０．５〜１
０００　　のステンレス等の抵抗体である。リング状発
熱体１６は連結ボルト２１により一体化された熱絶縁体
１８．１９に保持され熱絶縁体１９は上下機構（図示せ
ず）に取着けられた上下軸２２にボルト２３により取付
けられている。リング状発熱体の直径は内周リム又は外
周リムの直径に合わせである。リング状発熱体１６が濾
過膜１１の溶着時に濾過膜１１と、リング状発熱体１６
とが接着するのを防止する為にテフロン等で作られた剥
離材２０でリング状発熱体１６を覆い、熱絶縁体１８．
１９にまたがって設けである。

リング状発熱体１６は模式図示された導線１７ａ、１７
ｂによりインパルス発生器（図示せず）より１〜５ｖの
低電圧を約０．５〜３秒間加電されるが発熱体１６の電
気抵抗が小さい為１０〜１００Ａの電流が流れる事にな
る。この為、導線１７ａ、１７ｂの電流容量を大にする
事はもちろんリング状発熱体１６との接続も充分に配慮
する必要がある。

前述の熱溶着においては熱容量の小さいリング状発熱体
を短時間で高温に達するインパルスシール方式を用いた
が、部材溶融時の圧着及び、リング状発熱体と溶融され
た部材の剥離を考慮すれば熱容量の大きい常時高温に保
たれるリング状発熱体を用いる事も可能である。

〔発明の効果〕

本発明の流体通路を有する平板状の支持体の上下両面に
濾過膜を接着させた濾過ユニットを積層してなるフィル
ターカートリッジの製造方法において、該濾過膜と該平
板状の支持体との接着をリング状発熱体を有するヒート
シーラを用いて支持体の外周リムと内周リムの部分にお
いて該接着を行なうことを特徴とする平板積層型フィル
ターカートリッジの製造方法により、 １　従来の濾過膜の接着方法に比べ有効濾過面積を太き
（する事が出来る。

２　完全なシールが出来て液密性に対する信頼性が高い
。

３　薬液濾過時フィルターから薬液への溶出する物質が
少くなった。

４　比較的簡単な設備を用いて、目的が達成出来ると共
に溶剤等を用いない為、作業性が良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造に用いるヒーター（リング状発熱
体の概略断面図、第２図は平板積層形フィルターカート
リッジに装着される濾過膜構造体の部分側面断面図、第
３図は第２図のフィルターユニットの部材の一部を拡大
した断面図、第４図は支持体の一部の拡大斜視図である
。 １・・・濾過膜構造体 ２・・・外周リム　　３・・・内周リム４・・・スポー
ク状部材 ５・・・キャップ　　６・・・外周りプ７・・・上部保
護板　８・・・下部保護板工・・・支持体　　　１０・
・・コア １１・・・濾過膜　　１２・・・外周縁部１３・・・内
周縁部　１４・・・網状体１５・・・連通孔 １６・・・リング状発熱体 １７ａ、１７ｂ−・・導線 １８．１９・・・熱絶縁体 ２０・・・剥離部材　２１・・・連結ボルト２２・・・
上下軸　　２３・・・連結ボルト２４・・・スプリング 、１・−−一 第　　１　　面 クラ 第２図 第　　３　　図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体通路を有する平板状の支持体の上下両面に濾
   過膜を接着させた濾過ユニットを積層してなるフィルタ
   ーカートリッジの製造方法において、該濾過膜と該平板
   状の支持体との接着をリング状発熱体を有するヒートシ
   ーラを用いて支持体の外周リムと内周リムの部分におい
   て該接着を行なうことを特徴とする平板積層型フィルタ
   ーカートリッジの製造方法。
2. （２）ヒートシーラがインパルスシーラーであることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィルターカー
   トリッジの製造方法。