JPH03131325A - フイルターカートリツジの製造方法 - 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〕 微孔性ろ過膜を組み込んだろ適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
薬剤や同製造装置や容器を洗浄する純水のろ過、アルコ
ール飲料など食品工業における液体ろ過、半導体工業に
おける超純水のニスポイントにおけるろ過等に用いられ
、１０μｍ以下通常は７μｍ以下の微生物や微粒子を薬
剤や純水から除去するのに用いる平板積層型フィルター
カートリッジの製造方法に関するものである。

〔従来の技術〕

微孔構造を有している精密ろ過膜を組み込んだフィルタ
ーカートリッジとしては、精密ろ過膜をプリーツ状に加
工して折り目をつけ、このプリツ折り目を平行にした方
向に高さをもつ円筒形のろ過膜構造体を形成し、液体の
通過を可能にする複数の開口部分を有する径の異なる２
種の円筒状部品でこの円筒形のろ過膜構造体の円筒内部
と外部を保護し、円筒形端部に他のプラスチック部品を
接着してシールした構造体のプリーツタイプフィルター
カートリッジが従来多用されてきた。

このプリーツタイプフィルターカートリッジは、単位体
積当たりのろ過膜の組み込み面積（有効ろ過面積）を大
きくすることができるため、単位時間あたりのろ過流量
が大きく、前述の工業分野、実験室での大量ろ過フィル
ターとしてＭ要視されている。

このフィルターは専用のハウジングに取りつけて使うが
、近年この取付けの手間を省略することを目的として、
あるいは多種の液体を短時間でろ過しフィルターを頻繁
に取り替えるようなろ過工程用のろ過手段として、有効
ろ過面積がＯ１θｊ〜Ｏ１≠ｍ２程度でろ過構造体とハ
ウジングを一体とした使い捨てフィルターカートリッジ
（あるいはカプセル型カートリッジと称する）が用いら
れるようになってきた。また同様に金属ハウジングに取
りつけて用いる有効ろ過面積の小さい少量ろ適用のミニ
フィルターカートリッジと呼ばれるものも用いられてい
る。ミニフィルターカートリッジは、前述の使い捨てフ
ィルターカートリッジのろ過膜構造体とろ過部分は同一
または類似しており、ハウジングに取りつけるべくシー
ル機能を有した構造のろ過構造体である。

使い捨てフィルターカートリッジおよびミニフィルター
カートリッジは普通プリーツタイプと、特開昭ｔ＆−／
、２りｏｉｔ号に開示されているような平板型ろ過ユニ
ットを積層した平板積層型（スタックドディスクタイプ
）とに分けられる。

使−捨てフィルターカートリッジおよびミニフィルター
カートリッジのプリーツタイプの構造および製造方法は
前述のハウジングに取りつけて使用するプリーツタイプ
フィルターカートリッジと本質的には同一であり、使い
捨てフィルターカートリッジのプリーツタイプの場合は
ろ過膜構造体を形成後これをプラスチック製ノ・ウジノ
ブに挿入する工程が付は加わる。

使−捨てフィルターカートリッジおよびミニフィルター
カートリッジの平板積層型フィルターカートリッジの構
造および製造方法は特開昭ｊｚ−／２０／を号に記載さ
れている様に基本的には以下の通りである。

外周および中心部を円形ないしは多角形に打ち抜いた環
状の１枚のろ過膜を平行な接着面を有する平板状支持体
（Ｓ合によっては２枚の成形部品をはりあわせて一体と
した支持体もある）に外周縁部、内周縁部あるいは必要
に応じて所定の部位において貼着した平板型ろ過ユニッ
トを構成する。

特に外周縁部と内周縁部は液密性のあるように貼着によ
ってシールされなければならない。

平板状支持体は、普通２枚のろ過膜を表裏して貼着する
ことにより内部空間が形成され、ろ過された液体の流路
を形成するように設計されている。

すなわち、平板状支持体は、上記の如く２枚のろ過膜を
内側から保持するとともに、ろ過された液体が平板型ろ
過ユニットの中央部へ所望の流出ができるように、該支
持体の内側リムにろ過液流出用の中央開口部を備えた骨
幹構造になっている。

また、複数の平板型ろ過ユニット同士を接着して積層す
ることによりろ過膜構造体が形成される。

この積層体の上部にろ過膜を保護するだめの上部保検板
が最上段の平板型ろ過ユニットのろ過膜と一定の間隔を
設けて結合される。また最下段も同様の目的でミニフィ
ルターカートリッジの場合はハウジングのセットを確実
にするだめの目的も加えて下部保護板が設けられている
。このように形成された積層ろ過膜構造体は使い捨てフ
ィルターよ り−トリッジの場合にはハウジングに接着され、ミニフ
ィルターカートリッジ製造の場合にはハウジンクにセッ
トするためのＯリングなどのシール材の溝を有するシー
ル部が接合される構造となっている。また、平板型ろ過
ユニットの積層は平板型支持体の円形中空部を、側面に
液体の流出を可能にする複数の開口部を有する円筒型の
コアに挿入し平板型ろ過ユニット同士を接着することも
ある。

これら平板積層型フィルターカートリッジの製造におい
て平板型支持体にろ過膜を貼着する工程は重要な工程で
ある。それはとの貼着が完全でないと平板型支持体と円
環状膜の間に間隙が生じてろ過作業においてろ液中の除
去すべき微粒子な−しは微生物が透過液側に漏洩してし
まうからである。この貼着により平板型支持体の表裏２
面が円環状ろ過膜で覆われた構造のろ過ユニットを形成
する。この円環状ろ過膜を平板型支持体に貼着するのは
円環状ろ過膜の内周と外周の部分を接着剤で接着するか
ヒートシールで接着するという方法で行われる。接着剤
を用いて接着する場合は平板型支持体の内周接着部と外
周接着部に接着剤を塗布し、その上に円環状のろ過膜を
乗せてろ過膜が液密的に平板型支持体に接着するように
圧着する。

ヒーＩ・シール法で平板型支持体と円環状ろ過膜を接着
する場合は平板型支持体のろ過膜接着部分に円環状ろ過
膜を乗せて内周および外周を円環状ヒターで加熱圧着す
る。接着剤を用いる場合にしろヒートシールによる方法
にしろ接着する時には内周および外周部を液密性が実現
できるように圧力をかける。この圧力が円周方向に均一
に行われない場合は液密性は実現しない。

〔本発明が解決しようとする課題〕

前述のように平板型支持体に円環状ろ過膜を接着する作
業は平板積層型フィルターカートリッジの性能を左右す
る重要なものである。接着作業は平板型支持体の内周部
と外周部の接着を行うがこの作業時間は平板積層型フィ
ルターカートリッジの組立時間の中で他の工程時間と比
較して大きな比率をしめている。それは接着作業が内周
部と外周部を別個に接着しなければならないことに起因
している。もし内周部と外周部を同時に接着することが
できればこの作業時間が半分になり、大きな作業合理化
をはかることになる。しかし内周部と外周部を同時に接
着しようとすると歩留りが極めて低いという問題があっ
た。このため平板積層型フィルターカートリッジの製作
費が大きくなるという欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

平板型支持体に円環状ろ過膜の接着を行い平板型ろ過ユ
ニットを形成する際に内周部と外周部の接着を同時に行
うと製作の歩留りが低くなるがこの原因解析を行ったと
ころ、内周部と外周部の接着が均一に行われないで、接
着部に液密性が完全に実現されていないことが分かった
。接着の不拘は内周部ないしは外周部の円周方向に存在
するし、内周部と外周部の圧力の違いによる不均一も存
在した。この接着の不均一を解消するために従来は一体
の構造物であった圧着装置を内周部の圧力を受ける小さ
な径の部品と、その径に嵌め込むことができる寸法の内
径を有する円環状の外周部の圧力を受ける部品に分割す
ることにより解決した。下部圧着装置の材質は接着の圧
力に耐えて変形しない強度のものが選ばれる。普通は金
属ないしは強度の大きい樹脂成形品が選ばれる。この内
周部圧着部品と外周部圧着部品の下には必要に応じてゴ
ムの如き弾性体を設けてもよい。また必要に応じて内周
部圧着部品と外周部圧着部品の下に設ける弾性体の弾性
率を異なるものにすると効果的である。以下に実施例に
て本発明の効果を示す。

〔実施例〕

精密ろ過性能を有する／ざ０μｍの厚さのポリスルホン
多孔質膜を外径Ａ２ｍｍ、　　内径、２．２　ｍｍの円
環状に打抜きパンチで打抜き、これを中心部に集液孔を
有する平板型支持体構造物の表裏２面に圧着装置を用い
てヒートシールし平板型ろ過ユニットを形成した。この
とき、従来の一体の構造物である一体型圧着装置（第１
図）と外周部圧着部品と内周部圧着部品の一つの構造物
から構成されている本発明の分割型圧着装＃（第一図）
の２り 種類の圧着装置を用いてヒートシールした。

体型圧着装Ｗは、第１図に示すように、下部に弾性体６
と圧着装置圧着部品ｊを備えている。

その上に平板型支持体≠を置き、更に円環状ろ過膜を置
く。ヒートシールは円環状ヒーター内周部ｌと円環状ヒ
ーター外周部コによって同時に行う。

これに対し、分割型圧着装置は第２図に示すように弾性
体が外周部Ａａと内周部ｘｂに分割され、圧着部品が外
周部ａと円周部すに分割されている。

一体型圧着装置の弾性体乙にはゴム硬度ｊＯのウレタン
ゴムを敷いた。また分割型圧着装置の下に弾性体外周部
乙すにはゴム硬度ｔｏのウレタンゴム、弾性体外周部ｔ
ａにはゴム硬度ｔｏのウレタンゴムを敷いた。、２９類
の圧着装置を用いて７００個ずつ平板型ろ過ユニットを
製作した。このようにして製作した平板型ろ過ユニット
の中心部から０．７ｋｇｆ／ｃｍ２の圧力を有する空気
を水中で導き漏洩空気の存在によりヒートシール部の液
密性を調べた。この結果一体型圧着装置を用いてヒート
シールした平板型ろ過ユニットの場合には１０ ／ｊ係、分離型圧着装置を用いてヒートシールした平板
型ろ過ユニットの場合には２チの不良率であった。

〔本発明の効果〕

本発明の方法を実施することにより平板積層型フィルタ
ーカー）　ＩＪツジの製造において平板型支持体へのろ
過膜の接着が確実にかつ効率良く行え、製品歩留りが顕
著に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の一体型圧着装置を、第２図は本発明の分
割型圧着装置を示す。図中の番号は下記を意味する。 １　　円環状ヒーター内周部 ２　　円環状ヒーター外周部 ３　　円環状ろ過膜 ≠　　平板型支持体 ｊ　　圧着装置圧着部品 ｔａ　　圧着装置内周部圧着部品 ｓｂ　　圧着装置外周部圧着部品 ｔ　　弾性体 ／／− を 弾性体内周部 ｂ 弾性体外周部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体流路を有する平板状の支持体の上下いずれかの面あ
   るいは両面にろ過膜を接着させた平板型ろ過ユニットを
   積層してなる平板積層型フィルターカートリッジの製造
   方法において、該ろ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ーを用いて支持体
   の外周リムと内周リムの部分を同時にヒートシールする
   際に、ヒートシールの圧力を内周部と外周部で独立して
   支えることを特徴とする製造方法。