JPS598163B2 - 小型フイルタ−・カ−トリツジ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、細いチューブ状（中空糸状）フィルター素
子が組み込まれたフィルター・カートリッジに関するも
のである。

一般に、少量の流体の精密沢過には、市販でれていろ直
径１３ｍｍから２９３ｍｍの円板状のメンブレンフィル
ター（平膜型ミクロフィルター）が使用されている。

この方法はメンブレンフィルターケ１枚消費するだけで
あるから安価であるが、メンブレンフィルターが平膜で
あるために、それを支持するための多孔体円板などの部
品を有する専用のホールダーの使用が必要となり、かつ
メンプレンフィルターの直径に合わせた専用のホールダ
ーの使用が必要である。

その上、このホールダーは、メンブレンフィルターの性
質上から複雑な構造となることをまぬがれえないので、
使い捨てにすることができるものではなかった。

また、上記のメンブレンフィルターを専用ホールダー孕
用いて沢過操作を行う場合、次の操作工程ケ必要としだ
。

まず、ホールダーの止めネジケ外し、液溜、ミクロフィ
ルター・メンブレンの上下のおざえ板、パッキング、ミ
クロフイルターメンブレンを後方よりささえる多孔体円
板にばらし、それぞれを清浄にする。

それらの部品ケ乾燥後、ミクロフィルター・メンプレン
の１枚をおさえ板の間にはさみ、ホールダー全体を組み
立てる。

沢過操作が終了したならば、ホールダー全分解し、ミク
ロフィルター・メンブレン［棄し、ホールダーは多部品
を洗浄して、全工程を終了する。

この全操作は準備および後かたづけに手間かかかる。

多量の液体の精密沢過の場合は、その繁雑さも我慢でき
るが、少量のしかも多種類の液体を続けて精密ｐ過全行
なう、たとえば、ルーチン分析のような用途では、この
ホールダーの洗浄、乾燥、再組立などのメンブレンの張
り替え操作が、沢過操作全工程のうちの５０係以上を占
めるので、使い捨てのミクロフィルターへのニーズは極
めて強い。

特に滅菌ｆ過を行なう場合は、メンプレンフィルター全
装着後、ホールグー全体を滅菌しなければならず、きわ
めて繁雑であり、ｆ過操作に際して改めて滅菌する必要
のない使い捨てのミクロフィルターの出現が特に望まれ
ている。

本発明者らは、ディスポーザブルとして採用できるよう
な安価なミクロフィルターを提供ゾろよう、その素材、
構造，刀ロエ工程全鋭意検討した結果、きわめてユニー
クな、しかも、組立工程が簡単で安価な小型精密フィル
ター・カートリッジを発明するに至った。

外す、本発明者らは、安価なカートリッジを設計するに
当り、部品点数をできるだけ減らすことを最重点とした
。

その結果、膜を立体化して細いチューブ状とすることに
より、きわめて単純化σれた部品点数が非常に少ない小
型カートリッジを組立てられタ，， 以下、この発明を図面にしたがって説明する。

第１図は、この発明の１実施例を示すものであり、第２
図は、その断面構造を示すものである。

これらの図において、外径１．８ｍｍ、長さ４０ｍｍの
細いチューブ状フィルター素子１が、注射器に装着でき
ろようにテーパー状の孔をもち、一端にチューブ状フィ
ルターの外径とほぼ等しい］．．８ｍｍの径を有するさ
し込み孔をもったプラスチックス製のホールダー２にさ
し込まれ、接着剤３で固定されている。

細いチューブ状フィルター素子１は，中空部が一端４の
みで閉塞され、他端では開口しており、その開口部を有
する側でホールダーにζし込まれている。

またホールダーのさし込み孔とテーパー状の孔とがつら
なって、ｐ過流体の流路となる構造のホールダー２は、
プラスチックスの一体成形品である。

この第１図および第２図に示したフィルター・ ，カー
トリッジは、全長５５ミリと小型のものである。

このカートリッジを注射針の代りに、空の注射筒に装着
し、カートリッジの先ケ被ｒ過液に浸漬し、注射器の内
筒分引き出すと、ｆ液は注射筒内にたまる。

この方法を外圧沢過と名付ける。こ ・の方法では、透
過液はフィルター素子の外から中空部へ移動していろ。

また、あらかじめ注射筒内に被沢過液を保溜して、この
フィルター・カートリッジケ装着して注射器の内筒ケ押
し込むと、透過液はフィルター素子の中空部から外部へ
向って流れ、沢過された液は、フィルター・カートリッ
ジの先端から流れ落ちてくる。

この方法ケ内圧沢過と名付けろ。

第３図は、ケースのついたパイプラインに入れられろフ
ィルター・カートリッジである。

５はフィルター素子１のホールグー、６ぱケース、７ぱ
ゴム止めである。

このホールダ−５は、軟質の樹脂で一体に成型ざれるこ
とが望ましい。

ホールダー５には、フィルター素子１とほぼ同じ径の孔
があいており、フィルター素子１の開放端側に少量の接
着剤をつけてさし込み、組み立てられるので、組立Ｔ程
費はきわめて安価である。

ホールダ−５の孔の寸法とフィルター素子１の外径をう
寸く合わせれば、接着剤全使用しないで済む場合もある
。

ケース６は、硬質ま泰は軟質の樹脂パイプを使用する。

８は異径ジョイントである。この実施例のフィルター素
子１の外径は１．８ｍｒ／ｌ、長さは４０ｒｒｔ．ｍ，
カートリッジの外径は４。

５ｍｍ、長さは５８ｍｍである。

第４図は、３本のフィルター素子１をとりつけたフィル
ター・カートリッジである。

フィルター素子１ぱ、フィルター素子１の外径とほぼ同
じ径の孔を３個もつｊ−ホールダ−５にさし込寸れてぃ
る。

３ぱ接着箇所、６はケース、７はゴム止めである。

第５図は、第４図の３本のフィルター素子をもったカー
トリッジの組立てに用いるホールダーを示すもので、フ
ィルター素子１と同じ径の孔９が３ケ所にあけられてい
ろ。

この例では孔９の径１．８馴、ホールダーの最大径１２
ｍｍ．長さ２６ｍｍであり、フィルター素子１は外径１
．８ｍｍ、長さ８７ｍｍ、ケース６を含めた全長ぱ１２
０ＷＬｒ／ｌである。

この発明のフィルター・カートリッジに使用されろチュ
ーブ状フィルター素子は、一方の端部が開放きれており
、他方の端部は閉塞されたチューブ状であることが好捷
しい。

開放端部は被処理液の送入口またはｐ液の取り出し口と
して使用される。

また、該フィルター素子は、長さと外径の比（Ｌ／Ｄ）
が１０以上２００以下でなければならない。

１０未満になると、有効膜面積が小芒くなり、短時間で
のＥ過はできない。

また２００以上になると、組み立てのさい取りあつかい
にくく、また、カートリッジとしても使いにくい。

フィルター素子を複数本使用するときは、該比？５０以
下とするのが特に好ましい。

また、該フィルター素子は外径が３ｍｒ／ｌ以下である
ことが必要である。

３ｍｒ／ｌより犬になると、チューブの自己形態保持能
がなくなり、吸引するとつぶれてし捷う。

また内径は、好ましくは０．１ｍｍ以上、特に好ましく
は０．５ＴＬｒＩ１以上である。

このフィルター素子は、細いチューブ状であり強いもの
であるが、繊維荷編成してつく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構成する膜材質
とを、フィルター素子の成型時に一体に成型したチュー
ブ状フィルター素子とすると、弱い膜材質全使用しても
強いフィルター素子となるので特に好ましい。

なお、いずれの場合においても、フィルター素子の篩目
の大きさは、０．０５μ以上１０μ以下であることが必
要である。

１０μより大きい場合は、Ｐ過のさい、フィルター素子
が被処理液の液面上に露出すると、露出部分より空気を
吸い込んでしまい、被処理液容器内の液体を全て吸い取
ることができない。

また０．０５μより小さくなると、透水率が低くなり、
加圧ポンプを使用するか、あるいはフィルター素子ケき
わめて長くしないと、実用性のある沢過はできない。

この発明は、フィルター素子の外径とほぼ同じ直径の孔
全そなえ、かつ、他端に一つの開口部をもつ一体成形品
である特殊なホールダーを用いることによって、組立工
程が簡略化され、安価に製造することができるようにな
ったものである。

このホールダーを使用することによる効果は、中空糸の
本数が少ない場合にのみ意味があり、その限界は高々１
０本以下であり、特に好ましくは４本以下で、１本とす
るのが最も好ましい。

次に、この発明に使用されるチューブ状フィルター素子
の製造方法の一例について説明する。

第６図は、このフィルター素子の製造装置の模式図であ
る。

原液溶解タンク１０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、メチレンクロリド
６２部，メタノール２５部水４部を入れて溶解し脱泡す
る。

この原液をギャーポンプ１１により、ストレーナー１２
ケ通して口金１３に送り込む。

一方、口金の上方に設置された組紐人口１４より外径１
−４ ｍｍ、内径帆９ｍｍのポリエステルの組紐１５
を送り込み、原液の塗布された組紐が口金出口１６より
引き出され、乾燥筒１７へ送り込まれる。

乾燥筒には通気孔１８より空気が送り込まれ、多孔質チ
ューブケ乾燥させ、溶媒ガスを含んだ空気は排気孔１９
より外にとり出きれる。

一方、乾燥された多孔質チューブは巻取機２０に巻き取
られる。

得られた多孔質チューブは、さらに８０゜Ｃ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．．８ｍｍ、０．７ｍｍ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た
ところ、その壁は約０．２ミクロンの網目状の多孔質構
造の篩目を持っていた。

紡糸原液のセルロースジアセテートおよびセルロースト
リアセテートの組成比や濃度ケ変えると、篩目の大きさ
の異なる多孔質チューブが得られる。

この多孔質チューブを切断し、一端ｋ７ＪＤ熱溶融する
か、またはシリコーン系接着剤で封じると、この発明で
好捷しく使用されろフィルター素子となる。

このフィルター素子を前記のように、該フィルター素子
の外径とほぼ同じ径のさし込み孔を有するホールダーの
さし込み孔にさし込んで固定することにより、この発明
の小型フィルター・カートリッジとした。

この発明のフィルター・カートリッジは、構造が簡単で
あり、ガス滅菌され、包装され、使用者の手もとへ提供
することもできる。

このように構造が簡単であり、使用に際して特別の準備
工程を必要としないこの発明のフィルター・カートリッ
ジの使用法は、１回かぎりで使い捨てにするのが、この
カートリッジの特徴を活かした最も好ましい使い方であ
る。

以上のように、この発明は、細いチューブ状構造ケ有す
るフィルター素子を使用し、さらに簡単な構造の特殊な
ホールダーとを組合せることにより、さらには透液性の
犬なる篩目を有するフィルター素子とすれば、ますます
使い捨て精密沢過器具として有用な小型のカートリッジ
とすることができるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のカートリッジの斜視図，第２図は
同縦断側面図、第３図は、この発明の他の例？示す縦断
側面図、第４図は３本のフィルター素子を用いたカート
リッジの１例を示す縦断側面図、第５図ａは３本のフィ
ルター素子分用いるホールダーの縦断側面図、第５図ｂ
は同正面図、第６図はフィルター素子の製造装置の１例
を示す模式図である。 １・・・・・・フィルター素子、２・・・・・・ホール
ダー、３・・・・・・接着剤、４・・・・・・閉塞端、
５・・・・・・ホールダー、６・・・・・・ケース、７
・・・・・・ゴム止め、８・・・・・・異径ジョイント
、９・・・・・・フィルター素子でし込み孔。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空部の一端が閉塞され、他端は開口し、外径が３
   ｍｍ以下、長さが外径の１０倍以上２００倍以下であっ
   て、かつ篩目の大きさが０．０５μ以上１０μ以下の細
   いチューブ状フィルター素子の開口端が、該フィルター
   素子の外径とほぼ同じ径のさし込み孔を有するホールダ
   ーの該さし込み孔にでし込まれて固定されてなるフィル
   ター・カートリッジ。 ２ 中空部の一端が閉塞せれ、他端は開口し、外径が３
   ｍｍ以下、長さが外径の１０倍以上２００倍以下であっ
   て，かつ篩目の大きさが０．０５μ以上１０μ以下の細
   いチューブ状フィルター素子と、一端に一つの開口部を
   有し、他端にチューブ状フィルター素子の外径とほぼ同
   じ径のフィルター素子さし込み孔全有し、該でし込み孔
   と開口部とはつながっている一体成形体のホールダーと
   からなり、フィルター素子の開口端がホールダーのさし
   込み孔にさし込壕れて固定されてなるフィルター・カー
   トリッジ。