JPS62160117A - 直交流マイクロフイルタ - Google Patents

直交流マイクロフイルタ

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JPS62160117A
JPS62160117A JP61306711A JP30671186A JPS62160117A JP S62160117 A JPS62160117 A JP S62160117A JP 61306711 A JP61306711 A JP 61306711A JP 30671186 A JP30671186 A JP 30671186A JP S62160117 A JPS62160117 A JP S62160117A
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JP
Japan
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microfilter
cross
web
flow
flow chamber
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JP61306711A
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English (en)
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ヴオルフガング・エールフエルト
デイートリヒ・ミユンヒマイヤー
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Forschungszentrum Karlsruhe GmbH
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Kernforschungszentrum Karlsruhe GmbH
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    • B01J2219/00905—Separation
    • B01J2219/00909—Separation using filters

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： 、　本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念による直
交流マイクロフィルタに関する。
従来の技術： 直交流マイクロフィルタはたとえば化学プロセスにおけ
る微細に分布した沈殿生成物まだは微生物もしくは細胞
成分の溶液から懸濁または乳濁粒子を分離し、または溶
液中に濃縮するために使用される。この場合ろ液も懸濁
または乳濁粒子が濃縮した溶液も所望の生成物でありう
る。分離要素としてとくにプラスチック、焼結ガラスま
たは焼結金属からなる多孔性メンブランが使用され、そ
の際個々の材料は孔サイズの独特の分布を有する。典型
的孔サイズ分布はポリプロピレンに対しては約０．５〜
１μｍ、焼結ガラスに対しては６〜１０μｍである。全
体的多孔度は同様材料特異であり、代表的には焼結金属
では約２０〜５０％、焼結ガラスは約６０％、低圧ポリ
エチレン、ポリプロぎレン、ポリテトラフルオルエチレ
ンのようなプラスチックで６０〜８５％である（たとえ
ばＡ、　Ｅ。
○ｓｔｅｒｍａｎｎ、”　　Ｑｕｅｒｓｔｒｏｍ　−Ｍ
ｉｋｒｏｆｉｌｔｒａｔｉｏｎｉｎ　ｄｅｒ　　１ｎｄ
ｕｓｔｎｉｅＬ１ｅｎ　Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ、　ｔｊｂ
ｅｒｈｌｉｃｋｉｉｂｅｒ　ｄｅｒｚｅｉｔｉｇｅ　Ｗ
ｅｒｋｓｔｏｆｆｅ　ｕｎｄ　Ａｎｗｅｎｄｕｎｇ−ｓ
！６ｅｉｓｐｉｅｌｅ　ａｕｓ　Ａｂｗａｓｓｅｖｒｅ
ｃｙｃｌｉｎｇ　ｕｎｄ　ｃｈｅ−ｘｍ＋１ｓｃｈｅｒ
　Ｐｒｏｚｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ″Ｖｏｒｔｒａｇｓｕ
ｎｔｅｒｌａ−ｇｅｎ　Ｓｅｍ１ｎａｒ　Ｎｒ、１　１
　６　１　２５　　、ＴｅｃｈｎｉｓｃｈｅＡｋａｄｅ
ｆｒ１＋１ｂ・−Ｗｕｐｐｅｒｔａｌ、　１９８５年５
月参照）。
この高い全体的多孔性にも抱らず、このようなメンブラ
ンは比較的高い流れ抵抗を有する。
この流れ抵抗をメンブラン厚さの減少により低下するこ
とは種々の理由から限定的にしか可能でない。最低厚さ
は、製造法に基く統計的孔サイズ分布によって必然的に
局部的に発生するような過大な孔を有する個々の通路が
メンブランを全厚にわたって貫通しないことが確実に保
証されるように、あらかじめ定めなければならない。強
度の理由からもメンブランの厚さは十分でなければなら
ない。
Ｎｕｃｌｅｐｏｒｅ社によって製造され均一なサイズの
孔開口を有するいわゆる核トレースメンブラン（Ｋｅｒ
ｎｓｐｕｒｍｅｍｂｒａｎ　）もその低い透過度（孔断
面積の和とメンブランの全表面の比）＜Ｄため比較的高
い流れ抵抗を有する。
発明が解決しようとする問題点： 本発明の目的は上位概念による直交流マイクロフィルタ
において、それぞれの使用目的に応じてあらかじめ決定
しうる均一な開きの孔および大きい透過度、したがって
低い流れ抵抗を達成するようにメンブランを形成するこ
とである。
問題点を解決するための手段： この目的は特許請求の範囲第１項の特徴部に記載の特徴
によって解決される。特許請求の範囲第２〜７項にはこ
の解決手段の有利な形成が記載される。
作用： 本発明により直交流マイクロフィルタのこれまで常用の
メンブランは閉鎖板によって固定したウェブを有するメ
ンブランと置替えられ、ウェブの断面形およびとくにそ
の相互距離は最小寸法の際大きい精度をもってあらかじ
め決定することかできる。この距離は孔の開きを決定し
、約０．１μｍまで縮小することができる。材料として
はプラスチックのほかに電気メツキ可能の金属および合
金またはセラミック材料およびガラスを使用することも
できる。
Ｘ＠リトグラフィー−電鋳法（Ｌｉｇａ法）またはこれ
から誘導される特許請求の範囲第１項の特徴Ｃ）による
型取法による微細構造の製造はとぐにＫｅｒｎｆｏｒｓ
ｃｈｕｎｇｓｚｅｎｔｒｕｍｓ　Ｋａｒｌｓｒｕｈｅの
Ｋｆｋ−Ｂｅｒｉｃｈｔ　３９９５に記載される。これ
によればたとえばＸ＠悪感光性ポジ形ジストを金属基板
へ被覆し、部分的にマスクを介してＸ線を照射し、現像
し、それによって製造するウェブのネガ型が発生し、そ
の高さはポジ形レジストの層厚に相当し、この厚さはＸ
線の浸透深さに応じて２朋までである。次にネガ型を、
電極として基板を使用しながら、電気メッキにょシ金属
で充てんし、次に残シのレジスト材料を溶剤により除去
する。型取法の場合、製造すべきウェブ構造のＬｉ　ｇ
ａ法によシ製造したポゾテプを繰返し使用しうる工具と
してプラスチックにより型取し、次にこのように発生し
たネガ型を電気メッキにより金属で充てんし、残りのプ
ラスチックを除去する。両方の場合ともμｍ範囲の横方
向寸法および約２１１Ｉ１１！までの任意に選択しうる
高さをもってきわめて正確な微細構造を製造することが
できる。高さが少し低い場合サブミクロン範囲の最小横
方向寸法を実現することもできる。この目的の光源とし
てとくに電子シンクロトロンのＸ線（シンクロトロン線
＞カ適する。しかしもつとも簡単な場合部分的に照射お
よび現像したレジスト層または型取したプラスチック層
を直接メンブランの製造にまたはメンブランとして使用
することもできる。
実施例： 次に本発明の実施例を図面によシ説明する。
第１図は本発明による直交流マイクロフィルタのとくに
簡単な例を示す。ニッケルの基板１にＸ線リトグラフィ
ー−電鋳法で同様ニッケルからなる側壁２および多数の
微細ウェブ３を同時に製造する。この微細ウェブ３は高
さが０．５朋、幅が３μｍ１相互の距離が同様６μｍで
ある。
ウェブは下端面１３で閉鎖板として役立つ基板１に固く
付着する。ウェブ３の間のスリット４はメンブラン５の
孔を形成する。メンブラン５はろ過すべき流体７がメン
ブラン５を流入側Ｂ・から濃縮液１５を取出す反対側１
１へ流れる流れ室６をろ液１６を導出する捕集室９と分
離する。側壁２は流れ室６および捕集室９を外部に対し
て仕切る。直交流マイクロフィルタはウェブ３の上端面
１４を蔽うニッケルの上側閉鎖板１０によって完成する
。結合は拡散ろう接によって行われる。
第２〜４図はメンブラン５のウェブのだめの種々の有利
な断面形を示す。第２図には簡単な形が示される。ウェ
ブ３は矩形断面を有し、流れ室６内の流体７の流れ方向
に対し９０°の角度で設置される。第３図のウェブ３は
流れに向く短辺１７が円くされ、流体７の流れ方向に対
し１６５°の角度で設置される。それによってまず孔と
して役立つスリン）４ａの閉塞の危険が減少し、第２に
流れの影響が小さくなる。もう１つの有利なウェブ断面
が第４図に示され、このウェブ３ｂは彎曲した断面形を
有し、スリン）４ｂの断面は捕集室９へ向って拡大する
。
第５図は特許請求の範囲第５項記載の直交流マイクロフ
ィルタを示す。２つの共通の閉鎖板２０と２１の間に多
数のウェブ列２２が存在する。それぞれ２つの隣接する
ウェブ列２２は互いに鏡像対称に整列する。ウェブ列は
それぞれその間に流動室２３および捕集室２４を含む。
各流動室２３に１面からろ過する流体３２が供給され、
反対側から濃縮液３３が取出される。
同様この側でろ液３４が捕集室２４から取出される。
個々の流れ室２３を共通の供給導管２５または共通の濃
縮液導管へ接続するため、特許請求の範囲第６項記載の
供給流分配器または濃縮液捕集器が使用される。供給流
分配器の有利な実施例が第６図に断面で示される。主流
２９から最後の分枝３１まで繰返し分岐３０が行われ、
この分枝３１はそれぞれ個々に第５図の流れ室２３に接
続される。分岐部３０は大きいシャ応力または死水領域
が発生しないように好ましい流れに形成される。個々の
流れ３５は隔壁３６によって導かれる。この実施例はと
くに生物学的／医学的適用に適し、たとえばろ過する流
体の細胞成分を破壊してはならない場合に必要である。
とくに興味ある特殊な使用例はヒトの血液からの血漿分
離である。濃縮液捕集器はこのために鏡像対称に形成す
ることができる。
特許請求の範囲第１項の特徴Ｃ）に挙げた製法は直交流
マイクロフィルタおよび流れ分配器を生物融和性材料（
たとえば貴金属または・ぐイドロケ９ル）から製造する
ためにとくに適当である。
第７図は隔壁５３からなる供給流分配器４０、対応する
濃縮液捕集室４１ならびに流れ室４３および捕集室４４
を間に含む多数のメンブランとしてのウェブ列配置４２
を有する集積配置を示す。全装置は特許請求の範囲第７
項記載の２つの共通の閉鎖板４８．４９によって蔽われ
る。
ろ過すべき流体５０および濃縮液５１の接続は相対する
側４５．４６で行われる。ろ液５２は１つの閉鎖板４８
の孔４７を介して捕集室４４から導出される。このコン
パクトに集積した直交流マイクロフィルタは今後の血液
ろ過ユニットの発展のために非常に重要である。
本発明は前記配置に制限されない。たとえばろ過すべき
流体を第１段でスリット幅の大きいメンブランで前ろ過
し、１つまたは多数の後段でスリット幅の微細なメンブ
ランにより後浄化することによって多段直交流マイクロ
ろ過を実施することもできる。さらにウェブの断面形お
よびその相互距離をメンブラン内部で変化し、流れに沿
って変化する流体の性質たとえば粘度に適合させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は直交流マイクロフィルタの簡単な実施例の斜視
図、第２図、第３図および第４図はウェブの形状および
配置の平面図、第５図は直交流マイクロフィルタの他の
実施例の斜視図、第６図は分配装置の水平断面図、第７
図は直交流マイクロフィルタのもう１つの実施例の斜視
図である。 １・・・基板、２・・・側壁、３，２２．４２・・・ウ
ェブ、４・・・スリット、５・・・メンブラン、６．２
３・・・流れ室、７・・・流体、９．２４・・・捕集室
、１ｏ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ろ過すべき流体を１つの側から供給し、供給側と反
    対の側から濃縮液を取出す流れ室、ろ液を導出する捕集
    室 １つの表面と平行にろ過すべき流体がこの 表面に沿つて流れ、他の表面が捕集室に面し、孔が０．
    １〜３０μｍの開きを有する少なくとも１つのマイクロ
    多孔性メンブランを有するフィルタケーシングからなる
    直交流マイクロフィルタにおいて、 ａ）メンブラン（５）の孔がスリット状断面（４）を有
    し、 ｂ）この孔があらかじめ与えうる断面形の所定の間隔で
    列状に配置した多数のウェブ （３）およびウェブの端縁（１３、１４） を蔽う２つの共通の閉鎖板（１、１０）に よつて形成され、 ｃ）ウェブ（３）をＸ線リトグラフィー法、Ｘ線リトグ
    ラフィー−電鋳法またはこれか ら誘導された型取法もしくは型取−電鋳法 で２つの閉鎖板（１、１０）の１つに設置 したことを特徴とする直交流マイクロフィ ルタ。 ２、ウェブ（３）が流れ室（６）内の流体（７）の流れ
    方向に対し９０〜１３５°の角度で設置されている特許
    請求の範囲第１項記載のマイクロフィルタ。 ３、ウェブ（３ａ）の流れ室（６）へ接する面（１７）
    が円くなつている特許請求の範囲第１項または第２項記
    載のマイクロフィルタ。 ４、ウェブ（３）が０．１〜２ｍｍの高さを有する特許
    請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載の
    マイクロフィルタ。 ５、２つの共通の閉鎖板（２０、２１）の間に多数の列
    状のウェブ（２２）が配置され、それぞれ２つのウェブ
    配置（２２）がその間にそれぞれ共通の流れ室（２３）
    または捕集室（２４）を含むように互いに鏡像対称的に
    配置されている特許請求の範囲第１項から第４項までの
    いずれか１項に記載のマイクロフィルタ。 ６、供給流れ分配器および（または）濃縮液捕集器が主
    流（２９）から繰返し分岐する分岐部（３０）を有し、
    その最後の分枝（３１）がそれぞれ別個に流れ室（２３
    ）に接続され、供給流れ分配器または濃縮液捕集器が所
    定の断面形および位置を有する分割壁（３６）を間に配
    置した２つの板からなる特許請求の範囲第５項記載のマ
    イクロフィルタ。 ７、分割壁（５３）が列状ウェブ配置（４２）といつし
    よに特許請求の範囲第１項の特徴ｃ）により閉鎖板（４
    ８）上に製造され、他の閉鎖板（４９）によつて蔽われ
    ている特許請求の範囲第５項または第６項記載のマイク
    ロフィルタ。
JP61306711A 1985-12-24 1986-12-24 直交流マイクロフイルタ Pending JPS62160117A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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DE19853546091 DE3546091A1 (de) 1985-12-24 1985-12-24 Querstrom-mikrofilter
DE3546091.1 1985-12-24

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ID=6289555

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JP61306711A Pending JPS62160117A (ja) 1985-12-24 1986-12-24 直交流マイクロフイルタ

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US (1) US4797211A (ja)
EP (1) EP0231432B1 (ja)
JP (1) JPS62160117A (ja)
KR (1) KR930012031B1 (ja)
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