JPS6287215A - フイルタ−カ−トリツジエンドキヤツプ及びその一体形成方法 - 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】 ｒ発明の分野」 本発明はフィルターカートリッジにおける改良、および
ごのカートリッジに一体的なエンドキャップを与える改
良方法に関する。

ｒ従来技術」 所定の期間使用された後廃棄されるチューブ状のフィル
ターカートリッジは公知である。通常、これらカートリ
ッジは円筒形のフィルター媒体からなり、この媒体を介
してろ液が有孔中心チューブに取り出され、ろ過されな
かった粒子はフィルター媒体の表面に残る。これらチュ
ーブ状フィルター素子又は媒体は巻いたロービングか各
種の多孔性シート材料を中心チューブの周囲にプリーツ
形成処理などを適用して構成すればよい。

カートリッジの両端は、金属又はプラスチック材料から
予め形成し、各種の手段によってフィルター素“Ｅの端
部に取り付けたエンドキャップによって封入する。通常
、エンドキャップには外壁部分即ちリムを設ける。　そ
してエンドキャップの少なくとも一つに中心チューブか
らろ液を排出する適当な開口を設ける。

これらフィルターカートリッジを’Ａｉｆｆｔするため
には、通常、一連の製造工程によってエンドキャップを
形成し、これをフィルター素子に適用しなければならな
い。エンドキャップの構成及びその形成方法は散多くの
特許公報に記載されている。例えば、米国特許第２．９
４１．６リ　　ｎ　　９Ｌ　　　　　笛　　リ　　　　
　　八　　Ｉ　　　リ　　　　　　Ｉ＋ｒ＋　　　り　
　ロ　　　　　鯖　　１　　　　　　八　　＾２．９５
８号及び第４．５１２．８９２号にこの種の装置及び方
法が記載されている。

上記特許公報には、例えば有孔の熱可塑性又は金属製の
装置からなるフィルターカートリッツのエンドキャップ
が記載されている。　該装置は溶着か他の手段によって
フィルターカートリッジの他端に固着される。あるいは
フィルター素子を確実にシールする為に、エンドキャッ
プを取り付ける前に、フィルター素子の端部に非多孔性
のフィルム又はガスケットを取り付ける。

「発明の要約」 本発明の目的は新規なエンドキャップ構造をもつ新規な
フィルターカートリッジ、及びこのような構造を形成す
る方法を提供することにある。

本発明の別な目的は熱可塑性ポリマーからなるフィルタ
ーカートリッジのエンドキャップを提供することにあり
、このキャップは加熱されす−ＰＡ　　ｆｌｙ　　ｆ　
　埒−−１１ｊ　　ｖ　　ｒｊｓ　　＋−、ｂ　　　＋
ｔ　　ブ　−ｙ　　　ｌ　　ｓ、　　ｈ　　　　　　−
＊、　　−ｒ　　ｌ＋一体化される。

本発明のさらに別な目的は射出成型ポリマーエンドキャ
ップ又は金属、又はポリマーエンドキャップ及び接着剤
ではなく、比較的コストの低い熱可塑性粉末を使用して
フィルター素子の端部をシールする新規な方法を提供す
ることにある。

１７「１ち、本発明は新規なフィルターカートリッジ、
及びエンドキャップを形成し、かつこれをフィルター素
子の離間端出に適用する方法に関する。一つの実施態様
では、フィルター素子は多孔性フィルター材料の折り畳
んだ、またはプリーツを付けたフィルターパックからな
る。熱可塑性ポリマー粉末を加熱された開放式モールド
に入れ、融解後、生成した液状ポリマーを使用して、プ
リーツ付きフィルターパックの端部をシールする。冷却
固化後、モールドからフィルターパックの端部をシール
する。このようにして、エンドキャップをフィルターカ
ートリッジに一体化し、この手順を繰り返して、フィル
ターパックα波対端部にエンドキャップをシールする。

以下、本発明の好適な実施態様を添付図面について説明
していく。

第１図において、フィルターカートリッジは参照数字１
０で示す。ｌｆ：ｆ−ＩＯは、適当な熱可塑性材料から
なる有孔中心チューブ１１からなる。このチューブは十
分なμｍ性を存しているため、以下詳しく説明する方法
で、両端がエンドキャップ１６及び１８に設けられるフ
ィルター素子１４を支持することができる。

フィルター素子１４は適当な多孔性フィルター媒体から
構成でき、（第２図に示すように）プリーツ付き多孔性
紙で構成できる。所望ならば、フィルター素子Ｉ４はダ
イヤモンド状のフィルター流路を形成するように、よく
知られている方法で中心チューブＩＩの巻き付けたａ−
ビング材料、又はメルト温度あるいは崩壊温度がエンド
キャップ１６−１８に等しいか高い他の材料からなるフ
ィルター媒体で構成することができる。よく知られてい
るように、この種のフィルターは液体・固体溶液から粒
子又は固体を取り出すのに優れている。

フィルター素子１４のプリーツ２０は長手方向に走り、
プリーツ２０の内側折り曲げ部は中心チューブＩＩに設
けられた開口２２において該チューブ＋１に接触する（
第１図）。また、素子１４を保護するために、公知方法
で素子１４の外面に発泡プラスチックネット２４材料を
巻く。所望ならば、ネット１４は、第４図に示すように
、素子１４の周囲に設けた半剛性プラスチックチューブ
４４で形成してもよい。チューブ４４はその表面に複数
の開口４５を有しているため、流体を素子１　ｌＩに流
入させることができ、また剛性をカートリッジ１０に与
える。

前記したように、本発明の特徴はフィルター素子１４な
どのフィルター素子に対して新規なエンドキャップ構造
を与えることにある。従って、この目的のために、　チ
ューブＩＩの流体開口２６−２８に隣接する素子１４の
各端部にエンドキャップ１６及び１８を一体的に形成す
る。開口２６及び２８は、　適当なフィルターハウジン
グ（図示せず）内にカートリ１ジ１０を取り付けるため
の延長チューブ素子（図示せず）又は同様な手段を受は
入れるようになっている。使用する場合には、カートリ
ッジ１０をフィルターハウジング（図示せず）に設ける
。

よく知られているように、ろ過すべき流体は素子１４を
通って半径方向内側に流れ、ろ液は孔２２を通って中心
チューブＩＩに入り、出口２６及び２８を通って流れ出
る。

第３図のフィルター素子１４の−：方のエンドキャップ
に関して言えば、所望の円筒形状の加熱された開放式モ
ールド３ｏに熱可塑性ポリマー粉末を装入することによ
ってエツトキャップ１６を形成する。ポリマーの融点よ
りも高い温度にモールド３ｏを保持して、融解したポリ
マーの粘度により素子１４のプリーツ付きフィルター材
料の構造体を濡らすが、あるいは相溶性ポリマーフィル
ター媒体を制御しながら融解さ仕る。

プリーツ付き円筒形フィルター素子及びネット２４の端
部、あるいは第４図の実施態様の場合には、フィルター
素子１４及びチューブ４４の端部をまず融解ポリマー３
２に入れ、次に冷却装置に送って、ポリマーを固化して
、エンドキャップ１６を完成すると同時に、出口２６の
詰まりを防ぐために、モールド３０内のボスト３４に挿
入した中心チューブ１１の下端の周囲にプリーツ付き円
筒形フィルター素子１４をシールする。同化体のキャッ
プ１６の外面は、素子Ｉ４を取り出した開放式モールド
３ｏの鏡像である。この手順を繰り返して、エンドキャ
ップ１８及び開口２８を形成する。　成型時に、ネット
２４の下端、あるいはチューブ４４の底部がエンドキャ
ップＩ６又は１８に一体的に合入する。

エンドキャップ１６−１８を製造する前記製造工程の例
を以下に示す。

Ａ、開放式モールド３０に、易流動性を示すように小さ
な粒径をもつ任意の熱可塑性材料からなる熱可塑性粉末
を装入する。一つの例では、ｔ＋２子の７０％以上が標
準１００−ｍｅｓｈスクリーンを通過するような粒径を
選択する。粒径はまた所望の完成エンドキャップ】６又
は１８の容量上の設計パラメータによって決定する。

８１次に、熱可塑性粉末装入モールド３０を振動圧密あ
るいは加圧圧密、あるいはバッキングによって均す。

Ｃ１次に、このモールド３０をコンベヤトンネル式オー
ブンに入れる。

Ｄ、オーブンの予熱域において、ポリマーから湿分を追
い出す。

オーブンの第２領域において、モールドの温度をポリマ
ーの融点よりも高くする。

ポリマーの粘度／メルト温度を調節するために使用され
るオーブンの第３領域に融解ポリマー及びモールドを送
る。粘度／メルト温度は臨界的であり、フィルター媒体
壱破壊せずに、あるいはポリマーがフィルター媒体に圧
入して、エンドキー仁１ツブ用ポリマーに空隙を形成す
ることを防ぎながら、所定の多孔間及び孔径の目的のフ
ィルター媒体を濡らすように調節する。

９４次に、モールドを融解樹脂と共に適当な冷却装置に
送る。

Ｆ１次に、モールド３０内の融解ポリマー３２のプール
に円筒形フィルター素子１４の端部を装入する。

Ｇ、フィルター素子１４の反対側の端部に圧力を加え、
そして融解ポリマーを冷却及び固化すテ・ ８９次に、固化した樹脂からモールド３ｏを取り出し、
再使用に回す。

■、上記工程をフィルター素子１４の反対側端部につい
て繰り返す。

Ｊ、第２エンドキヤツプを完成すると、フィルターカー
トリッジＩＯの製造が終わる。

「実施例」 以下に、上記工程Ａ−Ｊに従って製造したフィルターカ
ートリッジの例及び関連するパラメータを示す。

フィルター素子＋４：孔径が３５μｍより小さくない、
フェノール系樹脂含浸セルロース系フィルター媒体 プリーツの高さ：０．６２５インチ フィルター素子Ｉ４の長さ：９．７５インチポリプロピ
レン中心チューブ１１、ポリプロピレン外側スリーブ 媒体表面積：　６　、　１　ｓｑ、ｆＬ。

ポリ？　−：　Ｅａｓｔｎａｎ　Ｔｅｎ１ｔｅ　８０８
Ａ　　ポリエチレン メルトインデックス：　７　、　Ｑ　ｇｍ／１ｏｎｉｎ
密度：０　、９１７　ｇｍ／ｃｌ’ 成型収縮：　０．０１−０．０５インヂ／インチディス
ク状エンドキャップ１６又は１８のモールド： 外径−２，７０インチ 内径−１，１０インチ 成型面にガスケット凹部がある。

モールド装入！ａ：２６ｇｍ 予熱コ周四温度 メルト領域＝３３０°Ｆ、７山 安定化：３３０″Ｆ、７ｉｉｎ 冷却：５５°Ｆ、５ｍ１ｎ。

以上の説明から理解できるように、本発明による新規な
フィルターカートリッジ及びエンドキャップの形成方法
はは多くの利点をもつ。なかでも、熱可塑性ポリマーの
使用により、空隙がないため、プリーツ付きフィルター
素子の開放端ＸＩこ一体的に結合できるエンドキャップ
を得るために、コストの低い、各種の形状及び大きさの
型押あるいは機械加工開放式モールドを利用できる。シ
ールされた円筒形フィルターエンドキャップは、フィル
ター素子を任意のフィルターハウジングに直接取り付け
ることかできるような形で製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は新規なエンドキャップ構造体を具体化したフィ
ルターカートリッジの一部横断面を含む、立面図であり
、 第２図は第１図の２−２線にそってみｌ二１１７ｒ面図
であり、 第３図はエンドキャップ形成モールドに挿入する前の、
フィルター素子の一端を示す図であり、そして 第４図は半剛性外側チューブ内に入れた、第１図のフィ
ルター素ｒと同様なフィルター素子を示す図である。 図中、ｌＩは中心チューブ、１４はフィルター素子、１
６−Ｊ８はエンドキャップ、２０はプリーツ、２４はネ
ット、３０は開放式モールド、そして３２は融解ポリマ
ーである。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）（ａ）有孔外壁を有する円筒形支持チューブ、（
   ｂ）該支持チューブの周囲に設けた、流体をろ過し、か
   つ該支持チューブから取り出すためのフィルター媒体、
   及び（ｃ）フィルター媒体支持チューブの両端に一体的
   に形成した、該フィルター媒体の端部をシールすると共
   に、エンドキャップを該フィルター媒体及び該支持チュ
   ーブの外壁に一体的に合入するエンドキャップからなる
   ことを特徴とするフィルターカートリッジ装置。
2. （２）該フィルター媒体が該支持チューブの長手方向に
   延長する、複数のＶ形プリーツを有する細長い多孔性シ
   ート材料からなり、そして該エンドキャップを該プリー
   ツの両端に設け、これにより該チューブ周囲の所定位置
   に該プリーツを固定・シールしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の装置。
3. （３）該エンドキャップを熱可塑性材料から構成したこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の装置。
4. （４）該フィルター素子の端部をエンドキャップ材料に
   一体的に埋め込んだことを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項に記載の装置。
5. （５）該エンドキャップ及び該フィルター媒体が選択さ
   れた相溶性材料からなり、そして該フイリター媒体及び
   該支持チューブの融点が該エンドキャップの熱可塑性材
   料のそれと同じか、それよりも高いことを特徴とする特
   許請求の範囲第４項に記載の装置。
6. （６）保護ネットを該フィルター媒体の外周に巻き、そ
   の両端部分を該エンドキャップに合入したことを特徴と
   する特許請求の範囲第４項に記載の装置。
7. （７）流体を該フィルター媒体に流入させる、複数の開
   口をもつチューブ部材で該フィルター媒体を囲み、そし
   て該チューブの両端部分を該エンドキャップに合入した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項に記載の装置。
8. （８）中心支持チューブの外周に設けたフィルター素子
   の端部に一体的にエンドキャップを形成する方法におい
   て、 モールドに熱可塑性ポリマー材料を供給して融解ポリマ
   ーのプールを形成し、 このモールドをコンベヤーオーブンに送り、ここでポリ
   マーから湿分を追い出すと共に、モールドをポリマーの
   温度より高いメルト温度に加熱し、 該モールドを冷却装置に送り、そして円筒形フィルター
   素子の一端を該モールド内の融解ポリマーのプールに入
   れ、 フィルター素子の反対端部に圧力を加えて、該フィルタ
   ー素子の両端をシールし、そして固化したポリマーから
   該モールドを取り出す工程からなることを特徴とする上
   記方法。
9. （９）該フィルター素子が、融点が該モールド内の熱可
   塑性ポリマーのそれに等しいか、またはそれよりも高い
   プリーツ付き多孔性シート材料からなることを特徴とす
   る特許請求の範囲第８項に記載の方法。
10. （１０）該フィルター素子を支持チューブの周囲に設け
    ると共に、保護材料内に封入し、そしてさらに該チュー
    ブ及び保護材料の端部を該フィルター素子と共に該モー
    ルドに入れて、固化させる工程を含むことを特徴とする
    特許請求の範囲第９項に記載の方法。