JPS63296807A - 高温液体用フィルタカ−トリッジ - 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〕 本発明は耐熱性および耐有機溶媒性に優れたフィルタカ
ートリッジに関する。

〔従来の技術〕

近年エレクトロニクスやバイオケミカル等に関連する産
業の進展に伴い、水又は有機溶剤等の液体を清浄化して
用いることが多くなっている。又従来より廃液に対する
規制の強化によって廃液処理の需要が増大している。

液体の浄化のためには従来から種々の方法が用いられて
いるが、その際の最も基本的な事は、液体中の粒子を如
何に効率良く取り除くかであり、そのための最も汎用的
な手段としてフィルタカートリッジ、すなわち流体通過
孔を有する管状コアー部材の外側に管状フィルタ部材を
配置して管状体を形成し、その管状体の両端面に、中心
に流体通過孔を有するキャンプが取付けられているフィ
ルタカートリッジが知られている。かかるフィルタカー
トリッジにおいて処理される液体は、通常管状部材の外
側から供給され管状フィルタ部材を通過することによっ
て液体中の粒子が捕捉され、清浄化された液体は管状コ
アー部材を通ってギャップの中心孔から排出されること
になる。

従来公知のフィルタカートリッジでは管状フィルタ部材
の素材として通常ポリプロピレン樹脂が、時にはポリエ
ステル樹脂が用いられ、管状フィルタ部材以外の管状コ
アー部材等の部材にはポリプロピレン樹脂が用いられて
いる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来公知のフィルタカートリッジは処理液体が低温の水
等の場合には特に支障なく使用することができる。しか
しポリプロピレン樹脂は酸・塩基に対し強い耐久性を有
する反面、有機溶剤、特にハロゲン化有機溶剤に対して
膨潤してしまうという欠点を有する。したがってたとえ
管状フィルタ部材を他の樹脂、例えばポリエステル樹脂
から製造したとしても、管状コアー部材等が膨潤によっ
て変形してしまう事になり、かかる条件下では従来公知
のフィルタカートリッジを使用することが困難である。

又ポリプロピレン樹脂はその融点の低さから耐熱性が問
題である。したがって水等の液体の清浄を常温で行う場
合には支障がないが、繰返しの高圧滅菌（オートクレー
ブ使用）、常時１００℃を越す高温液体の濾過、あるい
は、洗滌工程で通常行われる高温のハロゲン化炭素の使
用等の場合には、少くとも管状コアー部材にポリプロピ
レン樹脂を用いた従来公知のフィルタカートリッジを使
用することには種々の困難が伴う。

すなわち従来これらの条件に耐えるフィルタカートリッ
ジが出現していなかったのであえて前述の分野にもポリ
プロピレン樹脂を主体としたフィルタカートリッジが用
いられる場合がある。この場合には前述のようにポリプ
ロピレン樹脂が膨潤し、時には溶解するので、使用可能
時間が極度に短くなり、その都度新品と交換せざるを得
ない。

この事はフィルタカートリッジの交換手数と併せてラン
ニングコストが増大することを意味する。

又洗浄液中の粒子除去効率が時間と共に変化するという
問題点も有する。

又フィルタカートリッジは処理される液体と処理された
液体が混合することが皆無であるように構成されている
こと、すなわち管状フィルタ部材の外側と管状コアー部
材の内側が液密状態に保たれていることが必要である。

従来フィルタカートリッジを組立てる際に管状フィルタ
部材を形成するための濾材同志の接合、および管状フィ
ルタ部材とキャップの接合に接着剤が使用される場合が
多い。しかし接着剤を使用すると高温の処理に際して劣
化したり、有機溶剤によって溶出する場合があり、それ
によって液密状態が破壊される場合があり好ましくない
。

本発明は前述の従来公知のフィルタカートリッジの有す
る問題点を解決して、高温時におけるおよび／又は有機
溶剤を含む゛濾過を長時間安定して行うことができるフ
ィルタカートリッジを提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の前述の目的は、フィルタカートリッジを構成す
る各部材が少くとも１００℃の高温液体中での耐変形性
に優れ且つほぼ同一の熱的特性を有する熱可塑性高分子
物質から作られており、且つ前記管状体の両端面におけ
る少くとも前記管状フィルタ部材と前記キャンプ間に熱
融着による接着層が設けられていることを特徴とする高
温液体用フィルタカートリッジによって達成される。

前記熱可塑性高分子物質がポリエステル系樹脂であると
好ましい。これは従来公知のフィルタカートリッジで広
く用いられているポリプロピレン樹脂が融点１７０℃、
熱変形温度（４，８０ｋｇ　／　ｃＪ）　１００℃〜１
１０°Ｃであるに対してポリエステル系樹脂のポリエチ
レンテレフタレートの場合は融点２６５℃、熱変形温度
（４，，８０に＋ｒ／　ｃＪ）１２０°ｃ−１４０℃で
あり、且つアルカリに対して弱い他は非常に優れた耐薬
品性、耐溶剤性を有しさらに液体との濡れ性、および成
型性において優れているからである。ポリエステル系樹
脂としてはポリエチレンテレフタレート、ポリブチレン
テレフタレートが特に好ましい。

又前記管状フィルタ部材として、少くとも一枚の不織布
の片面又は両面にネット状のサポートシートを重ねた後
、アコーディオン形状に折畳み、次いで管状形状に曲げ
た上で少くとも不織布の両端を接合して成るアコーディ
オンタイプ管状フィルタ部材を用い、前記不織布として
平均単繊維径が０．３〜５０μｍのメルトブロー法によ
り作られたノーバインダ不織布を用いるとより好ましい
。

以下本発明によるフィルタカートリッジの好ましい一実
施例を示す添付図面を参照して本発明を詳述する。

第１図に本発明によるフィルタカートリッジの一実施例
の一部切開斜視図を示す。第１図に示すフィルタカート
リッジ１はその芯部としてポリエステル系樹脂から成り
、且つその円筒外側面に多数の液体通過孔７を有する管
状コアー部材６が配置され、その外側にポリエステル系
樹脂から作られた管状フィルタ部材２が配置され、管状
フィルタ部材２の外側にポリエステル系樹脂から作られ
た保護ネット５が配置されている。前記管状コアー部材
６．管状フィルタ部材２および保護ネット５から成る管
状体の両端面には中心に流体通過孔９を有するキャップ
が液密状態で取付けられている。このように本発明によ
るフィルタカートリッジは構成する各部材が少くとも１
００℃の高温液体中での耐変形性に優れ且つほぼ同一の
熱的特性を有する熱可塑性高分子物質、実施例の場合は
ポリエステル系樹脂から作られていることを特徴とする
。したがって第３図に示すように、キャップ８と少くと
も管状フィルタ部材２との間に熱融着による強固な接着
層１０を形成することができ、高温での長期間の使用に
際して液密状態を確実に保つことができる。もし管状フ
ィルタ部材とその他の部材が熱的特性の異る熱可塑性樹
脂で作られているとすると、たとえ熱溶着を行わせたと
しても、溶融温度の低い側の樹脂に合せた温度での熱溶
着が行われるので熱溶着力が弱いと共に、高温での使用
時に収縮率等の熱による挙動の相違による剥離が生じゃ
すく液密性を保つことができない。

第１図に示した実施例における管状フィルタ部材２はア
コーディオン形状に折畳まれた濾材３の両面にサポート
ネット４ａ、４ｂが同様にアコーディオン形状に折畳ま
れて配置されている。図示の例では濾材３は一枚である
が、必要に応じて２枚以上重ねて用いてもよい。濾材３
をサポートネットに積層したものを管状コアー部材６に
巻付けて用いてもよいが、１本のフィルタカートリッジ
で多量の液の濾過ができるようにするためには、第２（
Ａ）図に示すようにアコーディオン状に折畳んだものを
用いると好ましい。

前記濾材３としては不織布を用いるとよい。これは不織
布を用いれば、濾過によって粒子を捕集する際その捕集
空間を編織物より大きく取ることができ、その結果長時
間の使用が可能になるためである。不織布としては接着
剤を用いないものが好ましい。例えば湿式不織布の如く
短く切断した短繊維を接着剤と共に抄紙して得た不織布
は使用中に接着剤が溶出する危険性があり好ましくない
。

したがって例えばスパンポンド不織布、メルトブロー法
による不織布の如く乾式不織布であって且つ接着剤を用
いないものが好ましい。

特に近年精密産業の発展に伴い、精密濾過が要求される
。水中の粒子を除去するのに最も寄与するのは濾材を構
成する繊維の直径であるので、精密濾過に適するフィル
タカートリレジを得るには非常に細い繊維から成る不織
布を用いるとよい。

かかる条件を満たずには通富の繊維の約１７１０以下の
直径の繊維を作ることができる、例えば特開昭５０−４
６９７２号に開示されたようなメルトブロー法による不
織布が特に好ましい。繊維の平均直径が０．３μ〜５．
０μのメルトプロー法による不織布を用いれば、粒径的
３０μより小さな粒子を９９．９％の効率で捕集するこ
とができ、プレフィルタとしては勿論のこと、耐熱性お
よび耐溶剤性の優れたメインフィルタとして用いること
ができる。

不織布３と共に用いられるサポートネット４ａ　。

４ｂは濾材が液に流れる際に加わる外力昏より濾材を保
護する役割と、濾材３とサポートネット４ａ、４ｂをア
コーディオン状に折畳んで管状コアー部材６に巻き付け
る場合には、液が濾材全体に均一に流れるようにするた
めのス・ペーサの役割を果す。この場合のサポートネッ
ト４ａ、４ｂはポリエステル系樹脂から成ることを必要
とし、ただしその形態は不織布であっても編物、織物の
何れであってもよい。又第１図に示した例では不織布３
の両面にサポートネット４ａ、４ｂが用いられているが
、何れか一方の片面であってもよい。

不織布３とサポートネット４ａ、４ｂの積層物をアコー
ディオン状に折畳んで管状コアー部材６に巻きつけた後
に、第２（Ｂ）図に示すように、少くとも不織布３の端
部同志を加圧下で加熱して熱溶着部３ａ・を作ると好ま
しい。このような熱溶着部３ａの形成によりフィルタカ
ートリッジの液密性が保たれる。、この時に用いられる
温度は濾材を構成する素材の融点以上、例えば濾材がポ
リエステル系樹脂の場合には２７０℃以上を用いるとよ
い。

前記不織布３とサポートネット４ａ、４ｂを管状コアー
部６に巻き付けて管状にした後にさらにその外層に保護
ネット５を巻付けるとよい。この着された管状物を用い
るとよい。たソ′シこの保護ネット５を省略してもよい
。

かくして作られた管状体の両端面に前述のようにポリエ
ステル系樹脂から成るキャップ８が熱融着によって少く
とも不織布３とサポートネット４ａ、４ｂの積層物の端
部とキャップ８との間に強固な接着層１０が形成される
ように、接合される。より具体的にはキャップの内側面
を加熱熔融し、前記管状体に押付けて熱溶着させる。そ
の際キャップの内側面の対応部分に多数の小突起を設け
、この小突起が熔融・するようにすればより確実な接着
層１０の形成を行う・ことができる。前記接着層がキャ
ンプ８と管状シア一部６および保護ネット５との量比も
形成されればさら番と好ましい。

Ｃ実施例〕　　　　　　゛ 次に本発明によるフィルタカートリッジの具体例を示し
゛、併せて比較例との性能上の比較を行った。　　　　
　・ 木血皿益 メルトブロー法によりポリエチレンテレフタレートを紡
糸し、目付５０ｇ／　Ｉのノーバインダ不織布を用意し
た。走査型電子顕微鏡による写真撮影により測定した平
均繊維直径は２、Ｏμであった。この不織布の両面に平
均繊維直径２０μのポリエチレンテレフタレート繊維か
ら成る目付け３０ｇ／　ｒｄの不織布をサポートネット
として配置して３層とし、１０山／インチのピッチのア
コーディオン状に折畳んだ後に１７０℃の温度でセ・ノ
ドした。

−万骨状部材、保護ネットおよびキャップをポリブチレ
ンテレフタレートを用いて用意した。

組立に際しては、先ず管状コアー部材に前記アコーディ
オン状の積層物を巻付け、不織布の端部を第２（Ｂ）図
のように２７０℃以上の熱で熱融着させて管状にして管
状コアー部材に固定した。この上に保護ネットをかぶせ
た後に内側を加熱溶融されたキャップを圧力１．５ｋｇ
／ｃＩｉｌで管状体の端面に押圧埋没させ、長さｉｏイ
ンチ゛（２５，４ＣＩ１１）、直径７０ｗｍのフィルタ
カートリッジを得た。

かく・して得たフィルタカートリッジを構成する部材が
全てポリエステル系樹脂で作られていると共に不織布同
志の接３合および管状体とキャップ間の接合が熱融着で
行われているので高′温時におけるおよび／又は有機溶
剤を含む液体の濾過を長時間安定して行うことができる
。なおこ−に示したフィルタカートリッジは直径８μφ
のビーズ球を９９．９％除去する濾過精度を有していた
。

丑漣乞蚤 下記４種類の比較品を用意した。

Ａ、　メルトブロー法によりポリプロピレンを紡糸し、
平均繊維直径２．０μ、目付５０ｇ／　ｒｄのノーバイ
ンダ不織布を用意し、前述の本発明品と同様な仕様でフ
ィルタカートリッジを作成した。

Ｂ３本発明品と同じ仕様の不織布とサポートネットを用
いるが、管状コアー部材、保護ネットおよびキャップを
ポリプロピレンで作成し、前述の本発明品と同様な仕様
でフィルタカートリッジを作成した。

Ｃ９メルトブロー法によりポリアミドを紡糸し、平均繊
維直径２．０μ、目付５０ｇ／　ｍのノーバインダ不織
布を用意し、前述の本発明品と同様な仕様でフィルタカ
ートリッジを作成した。

Ｄ、前記比較品Ｃと同様にポリアミドから成る不織布を
用いると共に、管状コアー部材、保護ネットおよびキャ
ップをポリアミドで作成し、前述の本発明品と同様な仕
様でフィルタカートリッジを作成した。

此Ｊ’ｆｆい創１果 ０１３０℃の加圧熱水中に、１０時間浸漬しフィルタカ
ー１−リッジの寸法変化および変形状態を調べた。得ら
れた結果を第１表に示す。

第　　１　　表 第１表に示すように、本発明品では前記試験条件下で寸
法変化および変形が見られない。

■　１．１．１〜トリクロルエタンの７０°Ｃ加熱溶液
を３　Ｑ　ｆ／ｍｉｎの流量で各フィルタカートリッジ
に流した。１時間用いた後に液中に８μφのビーズ球を
混ぜ、その濾過率を調べ、得られた結果を第２表に示す
。

第２表に示すように、比較品は何れも加熱された溶剤の
影響を受けているが本発明品ではその影響を受けていな
いことが確認された。

〔発明の効果〕

本発明によるフィルタカートリッジは前述のように構成
されているので、高温時におけるおよび／又は有機溶剤
を含む液体の濾過を長時間安定して行うことができる。

こればフィルタカートリッジ構成する各部材を耐熱性に
優れ且つほぼ同一の熱的特性を有する熱可塑性高分子物
質から形成し、且つ接合部を熱融着により形成したこと
によって達成されるものであり、かくしてメディカル分
野における高温の滅菌、殺菌を始めとする高温処理時あ
るいはハロゲン化炭化水素による洗浄等の分（」７） 野等において有用に用いられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルタカートリッジの一＝潰−
実施例を示す一部切開斜視図であり、第２（Ａ）図は濾
材とサポートネットの形状を示す部分正面図であり、第
２（Ｂ）図は濾材の接合状態を示す部分正面図であり、
第３図は第１図に示したフィルタカートリッジの上部半
縦断面図である。 ■・・・フィルタカートリッジ、 ２・・・管状フィルタ部材、　３・・・不織布製濾材、
３ａ・・・濾材の接合部、　４ａ、　４ｂ・・・サポー
トネット、５・・・保護ネット、　　　　６・・・管状
コアー部材、７．９・・・流体通過孔、　　　　８・・
・キャップ、１０・・・接着層。 俸３図 （Ａ）　　　　　　　　（Ｂ） 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液体通過孔を有する管状コアー部材の外側に管状フ
   ィルタ部材を配置して管状体を形成し、該管状体の両端
   面に、中心に流体通過孔を有するキャップが取付けられ
   ているフィルタカートリッジにおいて、該フィルタカー
   トリッジを構成する各部材が少くとも１００℃の高温液
   体中での耐変形性に優れ且つほぼ同一の熱的特性を有す
   る熱可塑性高分子物質から作られており、且つ前記管状
   体の両端面における少くとも前記管状フィルタ部材と前
   記キャップ間に熱融着による接着層が設けられているこ
   とを特徴とする高温液体用フィルタカートリッジ。 ２、前記熱可塑性高分子物質がポリエステル系樹脂であ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフィル
   タカートリッジ。 ３、前記管状フィルタ部材として、少くとも一枚の不織
   布の片面又は両面にネット状のサポートシートを重ねた
   後、アコーディオン形状に折畳み、次いで管状形状に曲
   げた上で少くとも不織布の両端を接合して成るアコーデ
   ィオンタイプ管状フィルタ部材を用い、前記不織布とし
   て平均単繊維径が０．３〜５０μｍのメルトブロー法に
   より作られたノーバインダ不織布を用いることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載のフィルタカ
   ートリッジ。