JPH02107310A - フィルター - 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〕 本発明はフィルターに関し、さらに詳細にはガス流中に
不純物として含有される固体粉を極めて微細なものまで
除去しうるフィルターに関する。

〔従来の技術〕

半導体製造工程などで使用される各種のガスは固体粉な
どの不純物を含有しないことが重要な要件とされる。

これらのガス用のフィルターとしては各種の装置や配管
に組込む場合に大きいスペースをとらないよう、最近で
は筒状のフィルターエレメントを使用した外径の小さい
フィルターが多用されつつある。

一方、最近の半導体の高度集積化に伴い、例えば０．０
５ミクロン以下のような極微細な粒子まで除去しうると
ともにガスの種類の切り替え時においては僅かな残留ガ
スも速やかに置換されるようガスの停滞する空間をなく
すると同時にフィルターの内表面を研磨して滑らかに仕
上げることも要求されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来のフィルターはいずれもフィルター
エレメントの一次側と二次側とを仕切るための境界部に
ゴム製のＯリングなどのシールリングが用いられている
ため、使用中に劣化、腐食などでシール部からガスや粒
子が漏洩したり、シールリングから不純ガスが発生して
濾過後のガスが汚染するなどの虞れがあった。

また、シールリングの締め付は部など構造が一般的に複
雑となるなめガスの停滞する間隙も多くなるばかりでな
く加工および内表面の研磨に手数を要するなどの不都合
もあった。

〔課題を解決するための手段、作用〕

本発明者らは、固体粒子の漏洩や異種ガスの混入がなく
、小型で長期使用に耐えうるフィルターを得るべく鋭意
検討を重ねた結果、開口端に鍔部を有するフィルターエ
レメントを用いることにより目的を達成しうろことを見
出し本発明を完成した。

すなわち本発明は、ガスの流路に介在させてガス中に含
有される固体粒を濾過膜によって除去するフィルターで
あって、一端が封鎖され他端の開口にフランジ形の鍔部
および側面周囲に多数の貫通孔を有する円筒状の硬質プ
ラスチック製の支持体と該支持体の外側に装着した濾過
膜とからなるフィルターエレメントと、該フィルターエ
レメントを収納するための収納ケースであって一端にガ
スの入口を有し、他端が開口した円筒状の収納ケースと
、該収納ケースの開口側をフィルターエレメントが収納
された状態で挿入しつるケースホルダーであってガスの
出口および内面に該鍔部の当り面を有する円筒状のケー
スホルダーとを備えてなり、該収納ケースにフィルター
エレメントが鍔部の面まで挿入され、かつ、収納ケース
の開口側がケースホルダーに挿入されるとともに、該フ
ィルターエレメントの鍔部の面が収納ケースの開口端お
よびホルダーの当り面によって両側から締め付けられた
状態で収納ケースとケースホルダーとが互いに固定され
てなることを特徴とするフィルターである。

本発明を図面により例示して具体的に示す。

第１図は本発明の実施態様を示す縦断面図である。

第１図において、一端が封鎖され他端の開口にフランジ
形の鍔部１および側面周囲に貫通孔２、・・・、２を有
する円筒状の支持体３に多孔性有機高分子類で円筒形の
濾過膜４が装着され封鎖端側および鍔部１側の周縁４°
、４′で熱融着によって支持体３に固着されて１次側と
２次側に仕切られ、フィルターエレメント５とされてい
る。フィルターエレメント５は一端にガスの入口６を有
し、他端が開口した円筒状の収納ケース７に封鎖端をガ
スの入口６側に向けて収納されている。収納ケースの開
口は先端部８の周縁に沿って内側から外側へとガスの入
口６方向に傾斜して削られテーパー状とされ先端部８の
周縁の肉厚は薄くなっている。収納ケース７の開口側は
一端にガスの出口９および内面に鍔部１の当り面１０を
有する円筒状のケースホルダー１１に挿入されている。

収納ケース７は挿入部を除きケースホルダー１１と外径
が同じとされている。

収納ケース７およびケースホルダー１１を互いに押し付
は合うことによってフィルターエレメント５の鍔部１は
ケースホルダー１１の当り面１０と収納ゲース７の開口
の先端部８とによって両面から締め付けられ、開口の先
端部８の一部が鍔部１に食い込み、この状態でケースホ
ルダー１１の開口周縁と収納ケース７との接合部１２で
溶接によって接合されフィルターとされている。

このフィルターはガスの入口６および出口９を配管に接
続して使用される。入口６から内部に導かれた固体粉含
有ガスは濾過膜４の表面空間に沿って局部的に滞留する
ことなくスムーズに流れながら濾過膜４によって濾過さ
れる。固体粉が除去されたガスは支持体３の貫通孔２゜
・・、２を経てフィルターエレメント５の二次側空間に
至り、さらにケースホルダー１１のガスの出口９から排
出される。この間、フィルターの一次側と二次側との境
界は鍔部１で完全に隔離されているので固体粉の漏洩は
全くなく、また、ガスが停滞するような空間や間隙がな
くガスの種類が切り換えられた場合には内部のガスは短
時間で完全に置換されるので、残留ガスが混入すること
がない。

本発明において、濾過膜を支持するための支持体は硬質
プラスチック製であり、一端が封鎖され、他端の開口に
フランジ状の鍔部および側面周囲に多数の貫通孔を有す
る円筒状である。

硬質プラスチックとしては濾過膜を熱融着または接着な
どによって固着でき、鍔部がシール部を形成するに必要
な硬さと弾性を有するものが使用される。例えばポリテ
トラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンーバー
フ・ルオロアルキルビニルエーテル共重合体、テトラフ
ルオロエチレン−エチレン共重合体、テトラフルオロエ
チレン−へキサフルオロプロピレン共重合体、ポリエチ
レンおよびポリプロピレンなどであり、これらのうちで
も耐食性などの点でふっ素糸の重合体および共重合体が
好ましい。

シール部となるフランジ状の鍔部の厚さはフィルターの
大きさなどによって異なるが、例えば半導体装置などで
多く使用される１インチ以下程度の配管ライン用であれ
ば通常は０．２〜１０ｍｍ、好ましくは０．５〜５．Ｏ
ｎ＋ｍ程度とされる。支持体は■鍔部、封鎖部および貫
通孔を含めて一体化成型されたもの、■鍔部、封鎖部を
含めて一体化成型した後貫通孔を穿設したもの、０貫通
孔を設けた筒に鍔部および封鎖部を後がち取り付けたも
のなどが使用できるが、少なくとも鍔部と筒部とは最初
から一体化成型されたちのを用いることが好ましい。ま
た、筒部は円筒状であるが円筒形の他、円錐台形なども
これに包含される。

支持体に装着される濾過膜としては通常は多数の微細孔
を有する多孔性有機高分子膜が使用され、例えばポリテ
トラフルオロエチレン、酢酸セルロースおよびポリ塩化
ビニリデンなどである。濾過膜の微細孔の大きさは除去
の対象となる固体粉の粒径などによって異なるが、通常
は４０ミクロン以下、好ましくは０．０１〜１０ミクロ
ン程度のものである。

濾過膜を支持体に装着する方法としては、■円筒状とさ
れた濾過膜を支持体の外側に装着し、支持体の封鎖端側
および鍔部側それぞれの周縁で支持体に固着する方法、
■シート状の膜を支持体に巻き付け、支持体の封鎖端側
および鍔部側それぞれの周縁ならびに濾過膜同士の接合
部位で支持体に固着する方法、■一端が閉じられて円筒
袋状とされた濾過膜を支持体に冠装し、鍔部側の周縁で
支持体に固着する方法などがある。固着方法としては熱
融着または接着剤による接着などが用いられる。なお、
上記■のような袋状の濾過膜を冠装する場合には、支持
体の封鎖端にも貫通孔を設けることができる。

本発明において、収納ケースはステンレス製などの金属
製であり、一端にガスの入口を有し、他端が開口した円
筒状であるが、シール強度をより高めるためには開口の
先端部周縁の肉厚を薄くすることが好ましく、第１図で
例示したような先端部周縁が内側から外側へとガスの入
口方向に傾斜して削られてテーパー状とされたものの他
、例えば第２図に示したように種々な形態のものが使用
できる。

第２図は第１図と異なる形態の収納ケースの縦断面図で
ある。

第２図ａは先端部の周縁が外側がち内側へとガスの入口
方向に傾斜したテーパー状であり、ｂは先端部の外側お
よび内側の両側がけずられて肉厚が絞られたものであり
、Ｃはｂと同じであるが膨らみをを残して先端が絞られ
たものである。

また、ケースホルダーは収納ケースと同様の金属製であ
り、一端にガスの出口を有し、他端が開口した円筒状で
あり、ガスの出口側端の内表面が鍔部の当り面とされた
ものである。当り面としては第１図で示したような全体
が平らなものの他、収納ケースの開口先端部の形状など
に応じて円形の凸部または凹部などを設けたものであっ
てもよい。

第３図はこれらの態様を例示した縦断面図であり、ａは
円形の溝状の凹部が設けられたものであり、ｂは円形の
凸条が設けられたものであり、Ｃは円形郡全体が凹部と
されたものである。

収納ケースにフィルターエレメントを挿入し、その開口
側をケースホルダーに挿入して両側から締め付けた状態
で両者を固定することによって本発明のフィルターとさ
れる。固定方法としては溶接接合でもよく、ホルダーの
内面および収納ケースの挿入部外面にねじ溝を設けてね
じ込み方式としてもよく、また、袋ナツトなどで絞め付
けるような形態であってもよいが、加工が比較的簡単で
強固に固定できるなどの観点からは溶接による接合が好
ましい。

〔発明の効果〕

本発明のフィルターは下記のような優れた特徴を有する
ものである。

■硬質プラスチック製の支持体の鰐部が収納ケースの開
口とケースホルダーの当り面とで締め付けられ、開口の
先端部周縁が鍔部に食い込むような状態となるため、シ
ールは極めて強力であり漏洩が完全に防止される。

■０リングなどによる複雑なシール機構を必要とせず構
造が単純でガスの停滞する空隙などがないためガスの種
類の切り換え時には置換が速やかにおこなわれるととも
にシールリングの劣化による漏洩やシールリングからの
不純ガスの発生などがなく優れた耐久性を有している。

■収納ケースおよびケースホルダーの内部は円筒形であ
り複雑な凹凸などがないため、内表面の研磨加工が容易
で仕上りも均一となる。

■構造が簡単で部品なども少ないため、小型軽量化が容
易であると同時に全体の加工にも手数を必要とせず安価
に量産が可能である。

〔実施例〕

第１図で示したと同様の形態のフィルターを下記のよう
にして製作した。

テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニル
エーテル共重合体製で円筒部の外径１４ｍｍ、長さ４０
ｍｍ、鍔部の外径２０ｍｍ、厚さ２　、２ｍｍで側面の
貫通孔を併せて全体が一体化成型された支持体を用いた
。

この支持体に内径１４．１ｍｍ、厚さ０．６ｍｍ、長さ
４０＋ａｍで１ミクロン以下の多数の微細孔を有するテ
トラフルオロエチレン製で円筒状とされた濾過膜を装着
し、熱融着によって両端周縁を支持体に固着してフィル
ターエレメントとした。

また、ステンレス製で挿入部の外径２０．１ｍｍ、長さ
５０ｍｍでガスの入口および先端部の周縁を第１図で示
したようなテーパー状とした開口のあるケースを製作し
、この内表面を電解研磨により均一に仕上げて収納ケー
スとした。

一方、内径が収納ケースの挿入部の外径と同じで長さ２
０ｍｍでガスの出口を設けたステンレス製円筒状のホル
ダーを製作し、収納ケースと同様に内表面を研磨してケ
ースホルダーとした。

内面構造がシンプルなため研磨はスムーズにおこなうこ
とができ仕上がりは極めて良好であった。

フィルターエレメントを収納ケースに収納し、さらにこ
れをケースホルダーに収納し、両側から締め付けながら
ケースホルダーの開口周縁と収納ケースとを溶接接合す
ることによりフィルターを得た。

（使用例） このフィルターに静電分級器および凝縮核測定器を用い
て０．０５ミクロンの食塩粒子が１．１×１０５個／ｃ
ｃの濃度で含有されていることを確認した空気を２０ρ
／　ｍｍの流量で１時間流し、出口ガス中の食塩粒子濃
度を測定し、粒子の除去率を次式で求めた。

その結果、除去率は９９　、９９９９９９９％以上であ
った。さらに、同様にして製作したフィルター３０本に
ついてもテストをおこなった結果、除去率はいずれも９
９．９９９９９９９％以上であった。

【図面の簡単な説明】

第１図はフィルターの縦断面図、第２図は収納ケースの
開口部の縦断面図、第３図はケースホルダーの縦断面図
である。 図面の各番号は以下の通りである。 １、鍔部　　　２１貫通孔　　３．支持体４、濾過膜　
　５．フィルターエレメント７、収納ケース　８．先端
部　１０．当り面１１、ケースホルダー ＄３０ 特許出願人　日本バイオニクス株式会社代理人　弁理士
　小　堀　貞　文

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ガスの流路に介在させてガス中に含有される固体粉を濾
   過膜によって除去するフィルターであって、一端が封鎖
   され他端の開口にフランジ形の鍔部および側面周囲に多
   数の貫通孔を有する円筒状の硬質プラスチック製の支持
   体と該支持体の外側に装着した濾過膜とからなるフィル
   ターエレメントと、該フィルターエレメントを収納する
   ための収納ケースであつて一端にガスの入口を有し、他
   端が開口した円筒状の収納ケースと、該収納ケースの開
   口側をフィルターエレメントが収納された状態で挿入し
   うるケースホルダーであってガスの出口および内面に該
   鍔部の当り面を有する円筒状のケースホルダーとを備え
   てなり、該収納ケースにフィルターエレメントが鍔部の
   面まで挿入され、かつ、収納ケースの開口側がケースホ
   ルダーに挿入されるとともに、該フィルターエレメント
   の鍔部の面が収納ケースの開口端およびホルダーの当り
   面によって両側から締め付けられた状態で収納ケースと
   ケースホルダーとが互いに固定されてなることを特徴と
   するフィルター。