JPS598162B2 - フイルタ−素子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、一端が閉塞された細いチューブ状のミクロ
フィルター素子に関するものである。

従来、少量の液体または気体の精密Ｐ過には、平板状の
ミクロフィルターメンブレン（メンブレンフィルターと
も云われている）が、特別に設計されたメンブレン・ホ
ールダーに装着されて用いられている。

用いられろミクロフィルターメンブレンは、直径１３ｍ
．ｍから２９３朋の円板状のものである。

ホールダーは、平板状のミクロフイルターメンブレンの
直径に合わせて、それぞれ専用のものが各種用意されて
いろ。

ホルダーは被瀝過流体の導入管部、流体溜、ミクロフィ
ルターメンブレンの上部の環状おさえ板、ミクロフイル
ターメンブレンの下部の環状おさえ板、パッキング、ミ
クロフィルターメンプレンをささえる多孔体円板（金網
など）、および被沢過流体の導出管部を有しており、ホ
ールダーの止めネジヶ外すことにより、それぞれに分解
して清浄にできる。

沢過操作ケ行なう場合、分解清浄し、乾燥した後、１枚
のミクロフィルターメンブレンゲ、おさえ板の間にはき
み、ホールダー全体を組み立てる。

沢過操作が終予したならばホールダーを分解し、ミクロ
フィルター、メンブレンｋ！棄し、ホールダーは各部品
を洗滌して、全工程を終了する。

この全操作は、準備および後かたすけに手間がかかる。

多量の液体の精密沢過の場合は、その繁雑きも我慢でき
るが、少量のしかも多種類の液体を続けて精密沢過を行
なう、たとえば、毎日定常的に行う分析のような用途で
は、このホールダーの洗滌乾燥再組立などメンブレンの
張りかえ操作は、沢過全工数のうちの５０係以上を占め
ろ。

このように、従来のミクロフィルターメンブレンは、そ
れ自体は使い棄てであっても、その使用時に、流体溜や
支持用の多孔体（金網など）を持った、容量の大きい特
別に設計されたホールダーを必要としており、そのため
ホールダーは高価なものとなり、使い棄て難く、前途の
ような面倒な張りかえ作業をして使用しなければならな
い。

さらに、このようなミクロフィルターメンブレンによる
沢過は、滅菌あるいは殺菌操作を行う必要のあるものの
沢過操作には極めて手間がかかる。

すなわち、滅菌あるいは殺菌が必要な場合には、ミクロ
フイルターメンプレンを装着後、フィルターホールダー
全体をオートクレープに入れ、熱滅菌または殺菌しなけ
ればならない。

本発明者らは、この平板状のメンプレンフィルター（ミ
クロフィルター）に換わるような滅菌あるいは殺菌が容
易な、しかも、従来の容量の太きく、高価で複雑なホー
ルダ−２必要としない使い易い、少量の液体のｆ過に用
いるフィルター素子を得るべく、鋭意検討を重ねた結果
，平板状ミクロフィルターを立体化し、細いチューブ状
の円筒型とすることにより、加圧寸たは減圧デ過時に、
裏から膜を支え容量が犬となるホールダーがなくても、
フィルター素子だけで、自己形態保持能？もたせるとの
アイディアに到達し、さらに、そのチューブ状のフィル
ター素子の成型方法ケ研究した結果、この発明のフィル
ター素子を得るに至った。

この発明のフィルター素子は、一方の端部が閉塞され、
他方の端部が開放されたチューブ状の構造を有しており
、被沢過流体は開放端より入り、フィルター壁をとおっ
て外部へＰ過されるように、または、被沢過流体がフィ
ルター壁ケとおして内部へ沢過されてきて、沢過された
流体が開放端より取り出されるようになっている。

このように流体の入口または出口が狭い面積となってお
り、他方、流体の出口または入口が広く膜面全体となっ
ているので、平膜型フィルターのように容量の大きな従
来のホールダーを使用しなくても流体をｒ過できる。

また、このフィルター素子の篩目の大きさ、すなわち、
フィルター素子の膜壁の孔の太きσは、０．０５μ以上
１０μ以下でなければならない。

被処理流体が液体であり、この流体をフィルター素子外
部から内部へ吸い込んで沢過する場合、篩目が１０μ以
下の範囲では、フィルター素子全体が被Ｐ過液体でぬれ
ておれば、フィルター素子の一部が空間にあっても、そ
こから空気を吸い込むことなく被処理液体ケＰ過できる
が、１０μをこえると、空気を吸い込んで沢過が困難に
なることを見出した。

また０．０５μより小さくなると、ｐ過流量が落ちるの
で好ましくない。

このフィルター素子の長さＬは、外径Ｄとの比（Ｌ／Ｄ
）が２００以下、好ましくは５０以下である。

これ以上長くしても沢過の作業性を低下させろことを見
出した。

しかし、あまり短かいと有効膜面積が小さくなるので、
少なくともＬ／Ｄは１０以上なければならない。

また、このフィルター素子の太さは、外径が３ｍｍ以下
でなければならない。

外径が３ ｍｍ ’ｚ超えると、チューブがつぶれ易く
なり、自己形態保持能がなくなってし壕う。

捷た内径ぱ被Ｐ過流体が流れろ大きさであればよく、０
．１ｍｍでもよいが、好ましくは０．５ｍｍ以上である
。

０．５ｍｍ以上のものは、流体の流路が大きく取扱い易
い。

このフィルター素子は、上記したように細いチューブ状
であり強いものであるが、繊維を鴫成して作ったチュー
ブ状の補強体、たとえば、チューブ状の組紐と篩目を形
成する膜素材とケ、フィルター素子の成型時に一体に作
成したチューブ状ミクロフィルターとすると、弱い膜材
質を使用しても強いフィルター素子となるので最も好ま
しい。

このように膜素材としては、この発明の篩目ｔ形成しう
るものとして知られている殆んどの高分子が使用できる
。

以下この発明のフィルター素子を図面にしだがって説明
する。

第１図は、この発明のフィルター素子の部分切欠図面で
、２はフィルター素子１の開放端、３は閉塞端であり、
４はｆ過材で構成された壁である。

このフィルター素子１を用いて、沢過操作を行なう場合
のいくつかの例を説明する。

第２図は注射器ケ用いてＰ過操作を行なう例である。

この発明のフィルター素子１と注射器を接続ゴム管５で
連結させる。

接続ゴム管５はフィルター素子１にすき間なく密着して
、かぶせられる適当な太さ（内径）のものを選ぶ必要が
ある。

フィルター素子を装着する前に、あらかじめ被Ｐ過液を
注射器の外筒６に満たし、フィルター素子１を装着した
後、内筒７全押し込むことによりＰ過全行なう方法（内
圧方式）と、からの注射器にフィルター素子１を装着し
、フィルター素子１を被沢過液に浸漬して、内筒７を引
き出すことによって外筒６の内部を滅圧状態にし、沢過
液を外筒内に貯溜する方法（外圧方式）がある．，との
さい滅菌済みのデイスポーザブル注討筒を使用すれば、
滅菌Ｐ過ができる。

第３図は落差を利用してＰ過操作を行なう例である。

液溜８にためられた被沢過液は、導管９全通ってジョイ
ント１０に装着されたフィルター素子１に導かれ、水の
柱頭圧力によって沢過され、沢液溜１１に集められる。

１２は沢液溜保持台、１３はスタンド台である。

また、第４図に示すように、フィルター素子１にゴム管
１４をつなぎ、被ｒ過液１５の中ヘフイルター素子ケ浸
漬し、ゴム管１４の他端を吸引ピン１６に接続して、技
管１７よりアスピレータで減圧にすることによって、Ｐ
過操作を行なうこともできる。

第５図は送液ポンプを使用する例である。

被１過液１８ケローラーポンプ１９でフィルター素子１
に圧入すると、沢液は受器２０にたまる。

これら第２図から第５図の使用例全ての場合において、
フィルター素子１が目詰まりを起し、沢過速度が低下し
てきたならば、フィルター素子１を外して、水道水でＰ
過方向と逆の圧力をかけて逆洗すれば、何回でも使用す
ることができろ。

次に、この発明のチューブ状フィルター素子を製造する
一例について説明する。

第６図は、この発明のフィルター素子の原料である多孔
質チューブの製造装置の模式図である。

原液溶解タンク２１の中へ、セルロースジアセテート３
部、セルローストリアセテート６部、メチレンクロライ
ド６２部、メタノール２５部、水４部を入れて溶解し脱
泡する。

この原液ケギャーポンプ２２により、ストレーナー２３
を通して口金２４に送り込む。

一方、口金の上方に設置された組紐人口２５より、直径
１．４ｍｍのポリエステルの組紐２６を送り込み、原液
の塗布された組紐が口金出口２７より引き出され、乾燥
筒２８へ送り込まれろ。

乾燥筒には通気孔２９より空気が送り込まれろ。

多孔質チューブを乾燥させ、溶媒ガスを含んだ空気は排
気孔３０より外に取り出されろ。

一方、乾燥された多孔質チューブは、巻取機３１に巻き
取られろ。

得られた多孔質チューブを８０℃に保たれた熱風乾燥器
で充分乾燥する。

得られた多孔質チューブの外径および内径は、それぞれ
１．８ ｍｍ，０．７ ｍｍであった。

その断面および表面構造を走査型電子顕微鏡で観察しだ
ところ、その壁は約０．２μの網目状の多孔質構造を持
っていｆ４。

この多孔質チューブを適当な長さに切断し、一端’ｋ７
Ｊｎ熱溶融するか、またはシリコン系接着剤で封じると
、この発明のフィルター素子が得られる。

紡糸原液組成、原液濃度、原液組成比などを変えろと、
篩目の異なる多孔質チューブが得られ、同様にフィルタ
ー素子とすることができろ。

このフィルター素子は、一般に使いすて医療用器具で常
套手段として行なわれているエチレンオキサイドガス滅
菌を行なうことが可能であるから、１本づつ滅菌包装さ
れた荷姿でユーザーの手元に届けることができろ。

その上、このフィルター素子は、篩目の大きさの種々異
なったものを作ることができるので、それら全使い分け
れば、現在ミクロフィルターが使われている滅菌フィル
ターを必要とする分析などの全てに適用できる。

また、このフィルター素子は、第４図および第５図に示
したように、容易に入手できるゴム管などに接続［２て
使用することができ、平膜のように容量の大きなフィル
ターホールダーを必要としない。

それ故、使いすてのきわめて簡単な分析が可能となる。

なお、このフィルター素子は、液体のみでなく気体のＰ
過にも使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のフィルター素子の部分切欠斜視図
、第２〜５図は、この発明のフィルター素子の使用例ケ
示す説明図、第６図は、この発明のフィルター素子の製
造方法の一例を示すフローシートである。 １・・・・・・フィルター素子、２・・・・・・開放端
、３・・・・・・閉塞端、４・・・・・・Ｐ過材で構成
された壁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方の端部が閉塞され他方の端部が開放されていて
   、長さと外径の比（Ｌ／Ｄ）が１０以上２００以断て、
   外径が３ｍｍ以下、篩目の大きさが０．０５μ以上１０
   μ以下のチューブ状のフィルター素子。