JPS6344909A - フイルタ−カ−トリツジ - 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） 本発明は微孔性濾過膜を組込んだ濾過用のフィルターカ
ートリッジに関するものであシ、特に製薬工業における
薬剤の濾過や薬剤製造に用いられる洗浄水の製造のため
の精製水、純水の濾過、および半導体製造工業を初めと
する微細な加工を打力う電子工業分野において使用され
る超純水製造のための精製水、純水の濾過、食品工業に
おけるアルコール飲料の製造工程における濾過、実験室
における超純水製造のための精製水、純水の濾過その他
精密涙過に用いられ、１０μｍ以下、特に１μｍ以下の
サブミクロンオーダーの微粒子や微生物を濾過する精密
濾過用のフィルターカートリッジの構造に関するもので
ある。

（従来の技術） 微孔性濾過膜を組込んだフィルターカートリッジとして
社微孔性濾過膜をプリーツ状に加工して折シ目をつけ、
このプリーツ折勺目を平行にした方向に高さをもった円
筒形の濾過膜構造体を形成し、プラスチック部材でこの
円筒形の濾過膜構造体の円筒内部と外部を保護し、円筒
形端部に他のプラスチック部材を接着してシールされた
構造体のプリーツタイプフィルターカートリッジが従来
多用されて来た。このプリーツタイプフィルターカート
リッジは体積当シの濾過膜の組込み面積（有効濾過面積
）を大きくすることができるため、単位時間当りの濾過
流量が大きく、前述の工業分野、実験室で犬量沖適用フ
ィルターとして重用されている。

このフィルターは専用のハウジングに取付けて使われる
が、近年この取付けの手間を省略することを目的として
、あるいは少量濾過を目的として、多種の液体を短時間
で濾過し、フィルターを頻繁に取換えるような濾過ライ
ン用のν過手段として、有効濾過面積が０．０５〜０．
４　ｍ”　程度で濾過膜構造体とハウジングを一体とし
た使い捨てフィルターカートリッジ（或はカプセル型フ
ィルターカートリッジと称される）が用いられるように
なって来た。また金属ハウジングに取付けて用いる同様
に有効濾過面積の小さい少量濾過用のミニフィルターカ
ートリッジと呼ばれるものも用いられている。ミニフィ
ルターカートリッジは前述の使い捨てフィルターカート
リッジの濾過膜構造体と濾過部分は同一または類似にし
て、ハウジングに取付けるべくシール部分を有する濾過
膜構造体を有した構造である。使い捨てフィルターカー
トリッジおよびミニフィルターカートリッジは普通プリ
ーツタイプと特開昭５６−１２９０１＋Ｓ号公報に開示
されるが如き平板型濾過ユニットを積層した平板型シ過
ユニット積層タイプ（或はスタックドディスクタイプと
称される）がある。使い捨てフィルターカートリッジお
よびミニフィルターカートリッジのプリーツタイプの構
造及び製造法は前述のハウジングに取付けて使用するプ
リーツタイプフィルターカートリッジと本質的には同一
であシ、使い捨てフィルターカートリッジのプリーツタ
イプの場合は濾過膜構造体を形成後これをプラスチック
製ハウジングに挿入する工程が付は加えられる。使い捨
てフィルターカートリッジおよびミニフィルターカート
リッジの平板型濾過ユニット積層タイプの構造製造法は
基本的には以下の通りである。

外周および中心部を円形ないしは多角形に打ち抜いた２
枚のろ過膜を（円形の場合はドーナツ状になる）平行な
面を有する半板状支持体（場合によっては２枚の成形部
材を貼シ合せて一体とした支持体もある）に外周部、内
周部あるいは必要に応じて所定の部位を接着した構成で
ある。特に外局部と内周部は液密性のあるように接着に
よってシールされなければならない。平板状支持体は、
普通、２枚の濾過膜を表裏に貼シ合せることにより構成
された内部空間が、濾過された液体の流路を形成するよ
うに設計されている。すなわち、平板状支持体は上記の
如く２枚のろ過膜を内側から保持すると共に、濾過され
た液体が平板型濾過ユニットの中央部へ所望の流出がで
きるように、該支持体の内周部にＦ液流出用の中央開口
部を備えた骨幹構造になっている。

そして平板型濾過ユニットの中央部に接着手段を施し複
数の平板型沢過ユニット同志を接着することにより該ユ
ニットの厚み方向に積層された濾過膜構造体が形成され
る。この積層体の上部に濾過膜を保護するための上部保
護板が最上段の平板型ν過ユニットの濾過膜と一定の間
隔を設けて結合される。また最下部も同様の目的、ミニ
カートリッジフィルターの場合はハウジングのセットを
確実にするための目的も加えて下部保護板が設けられる
。このように形成された積層型の濾過膜構造体は使い捨
てフィルターカートリッジの製造の場合にはハウジング
に接着され、ミニフィルターカートリッジの製造の場合
にはハウジングにセットすべくロリングなどのシール材
がはめ込まれる溝を有するシール部が接合される。

これら使い捨てフィルターカートリッジおよびミニフィ
ルターカートリッジの目的とするところは、例えば、一
定体積あたシの濾過面積を大きくする。すなわちコンパ
クトな濾過モジュールを提供すること、小さな濾過圧で
濾過すること、濾過精度をよくすること、カートリッジ
フィルター〇濾過ラインへの脱着を容易にすること、取
扱い時の擦過や衝撃による微孔性膜の損傷を防止するこ
と、濾過コストを安価にすること、残液量の少ないこと
等を載げることが出来る。

（本発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の平板型濾過ユニットにおいては、
例えば特開昭５６−１２９０’１６号公報に開示された
構造は、平板状支持体が同心状の多数のリブを備え、と
のリブに濾過膜が貼着された構造であるために、濾過膜
とリブとを接着した部分は濾過膜としての機能を果すこ
とができない。

すなわち、濾過膜としての機能を果さないロス部分の面
積が大きく、濾過膜全体の面積からして濾過有効面積が
少なくなってしまう問題があった。

又、平板状支持体の表裏に濾過膜が貼着された構造であ
ると、各濾過膜と平板状支持体との間の外周及び内周部
分における夫々密ぺい性を保証しなければならず、本発
明の対象の如く極めてコンパクトな構造の場合、その加
工が難しく価格的問題を生ずるだけでなく密ぺい性等の
信頼性にも問題があった。さらに、フィルターカートリ
ッジの構造、特に液流路の部分の構造が上記公報に開示
されたものの如く複雑であると、液流れが悪くなるばか
シか、エアー抜き、残液抜き等においても問題を抱えて
いた。

（発明の目的） 本発明は上記問題点を解消すべくなされたものであシ、
濾過膜の有効面積が大きくでき、濾過膜の液密性の信頼
性に優れ、かつ構造が簡便であると共に加工性に優れた
濾過膜構造体を備えたフィルターカートリッジを提供す
ることを目的どするものである。

（発明の構成） 本発明の上記目的は、平板積層型のフィルターカートリ
ッジにおいて、少なくとも上下２枚のろ過膜を備え、該
濾過膜の内周縁の夫々が内周リムに固着され、かつ両Ｐ
　：ｉＭ膜の外周縁部同士がシールされて、両ろ過膜に
より画成された間隙が涙液流路を形成するように構成さ
れたことを特徴とするフィルターカートリッジにより達
成される。

以下、図面に例示した本発明の実施態様について説明す
る。

第１図は本発明の一実施態様の要部を示す図であり、平
板積層型のフィルターカートリッジにおける濾過膜構造
体１の一部断面側面図である。第２図は第１図の一部拡
大断面図である。

第１図に示すように濾過膜構造体１は、上下２枚の例え
ば円盤状の濾過膜２により構成される最小単位の平板型
濾過膜ユニットが複数個積み重ねられた構成となってい
る。すなわち、中央には連通孔５を有するコア４が設け
らｔｌそのコア４の外周に２枚のろ過膜２が貼着された
内周リム３が設けられておシ、その上下端には濾過膜２
を保護する上部保護板７および下部保護板８が設けられ
、さらに、ユニット厚み方向に沿った外周リム６が適宜
間隔で上下保護板７．８間を架は渡すように構成されて
いる。

上記の濾過膜構造体１の最小単位の一部を、第２図に拡
大して示す↓うに、２枚のろ過膜２はその内周縁部１１
が内周リム３の上下に夫々固着されていると共に、外周
縁部１２同士がその全周に亘って貼着されシールされて
いる。この外周縁部１２同士の貼着の幅（半径方向の幅
）は特に限定するものではないが、液密性および貼着に
よる有効濾過面積の低減等を考慮しである程度の幅を有
するように構成することが好ましく、具体的には０１〜
５ＷＬｌが適当である。又、おる程の幅を有することに
より、濾過膜２全体の笑効的な腰の強さを高める作用を
持たせることができる。また、濾過膜２はその外周先端
部分が外周リム６に形成された、例えば矩形状の四部１
６内に入り込むような構成とすることによｐ１各平板型
濾過膜ユニットの厚み方向における位置規制をすること
ができ、例えば濾過膜２の腰の強さが比較的小さい場合
でも、平板型濾過膜ユニットの形状くずれ等を防止する
ことができる。

上記の内外周リム６．６、上下保護板７．８およびコア
４等の材質は、特に限定するものではないが、加工性な
どの点からプラスチック樹脂が好適であり、中でも不活
性でちゃかつ適宜剛性を有する樹脂として、例えば、ポ
リエステル、ポリカーボネート、ポリオキシメチレン樹
脂、ポリアミド、フェニル−ホルムアルデヒド樹脂、ポ
リテトラフルオロエチレン、あるいは四フッ化エチレン
パーフルオロアルギルビニルエーテル共重合体等のふっ
素樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエテレンなどを適宜選択して用いることがで
きる。

濾過膜２は、例えばトリアセチルセルローズを素材とし
た一般にメンブレンフィルターと称されている多孔質の
もので、厚みは約１４０μｍと薄いが腰の強さは比較的
あシ、機械的強度にも優れておシ、孔径分布がシャープ
なうえ、空孔率が高いので濾過抵抗が小さい。従って、
濾過膜２の内側全体を支持部材により細かく補強した構
造としなくても、例えば液圧等に充分耐えることができ
る。又、濾過膜２は外周縁部１２がシールされているが
、この接着方法としては、例えば、溶剤型の接着剤を用
いた方法、放射線架橋型の接着剤を用いた方法、熱架橋
型の接着剤を用いた方法あるいは、ヒートシール法等を
適用して容易に接着することができる。従って、上下２
枚のろ過膜２のシールは極めて簡便で複雑な工程を踏ま
ないので、確実な液密性を保証することができる。

なお、コア４の下方側の所は、従来と同様にハウジング
（図示しない）と液密性を保って連結する構造を有して
いることは言うまでもない。

上記の如く構成した濾過膜構造体１を備えたフィルター
カートリッジにおける炉液の経路は第２図の矢印で示す
如くなっている。すなわち、図示しないハウジング内に
流入した炉液は、袋状に封止された上下濾過膜２の外側
（１次側）適宜液圧によって濾過膜２に浸透して行き、
内周縁部１１及び外周縁部１２以外の全領域において微
粒子や微生物等の不純物が濾過されて濾過膜２の内側（
２次側）に進入し、ひきつづいて内周リム６に形成され
た複数の中央開口部１０を通り、この中央開口部１０に
繋がった連通孔５をからコア４の中空部分を経て、フィ
ルターカートリッジから排出され所望の濾過工程がなさ
れる。

このように上記濾過膜２の濾過作用に供する部分は、内
周リム３に固着された内周縁部１１および外周縁部１２
以外の全領域であるので、従来の平板型濾過膜ユニット
タイプの如く、濾過膜が内周側から外周側までほぼ全域
に亘って細かく支持体に貼着支持された構造のものに比
べて、治過面積を大きくすることができると共に、濾過
圧を小さく抑えることもできる。さらに、従来の如く濾
過膜２をその内側から保持して炉液の通過経路を複雑に
する支持体が設けられていないので、炉液の流れが良く
、濾過工程の終段における炉液残量を少なくすることが
でき、例えばエアー抜きや残液抜きを容易に行うことが
できる。

上記実施態様においては、外周リム６を設けて濾過膜２
の先端を保持するようにして濾過膜２の位置規制を行う
と共に、濾過膜構造体１の取シ扱い性を向上させている
が、必ずしも外周リム６を設けない構造であってもよい
。

本発明は上記実施態様に限るものではなく、例えば第３
図に示すように構成してもよい。第６図に示す構造は第
２図に示したものと同様の濾過膜２の内側に不織布１４
が濾過膜間に挾まれるように設けられている。なお、不
織布１４と濾過膜２とは接着されていない。従って、濾
過膜２の濾過作用に供する有効面積は上記実施態様と同
様に大きくでき、かつ濾過膜２の腰の強さは不織布１４
によって補強されている。又、不織布１４の材質は精密
濾過に適するものであれば特に限定するものではない。

（発明の効果） 以上述べたように、本発明は少なくとも２枚の平板型の
濾過膜同士が直接その外周縁部において接着シールされ
、かつ夫々の内周縁部が内周リムに固着されたことによ
って、炉液流路の１次側と２次側が構成されておシ、従
来のどとく濾過膜はその内側のほぼ全域にわたって支持
体に細かく接着された構造とされていないので、濾過膜
の濾過作用に供する有効面積を大きくでき、目詰まシ等
の点から濾過寿命を長くできると共に、濾過圧を小さく
することができる。又、本発明による濾過膜ユニットは
特に濾過膜内側の支持構造が簡略であシ、該ユニットの
加工工程が複雑化しないので濾過膜の接着などにおける
液密性の信頼性を向上させることができると共に、炉液
の流路の簡略化を図ることができ、エアー抜きあるいは
残液抜き等を極めて容易に行うことができる等の種々の
効果を奏する。

従って、本発明によれば、組立て性がよく、有効濾過面
積が大きく、濾過圧が小さく、又液密性等に優れ、小型
軽量化を容易に促進できると共に安価でかつ精密濾過に
適した平板積層型のフィルターカーリッジを提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施態様の要部を一部破断した側面
図、第２図は第１図の一部拡大断面図、第３図は他の実
施態様の要部拡大断面図である。 図中符号； １・・・濾過膜構造体、　　　　２・・・涙過膜、６・
・・内周リム、　　　　　　４・・・コア、５・・・連
通孔、　　　　　　６・・・外周リム、７・・・上部保
護板、　　　　　８・・・下部保護板、１０・・・中央
開口部、　　　１１・・・内周縁部、１２・・・外周縁
部、　　　１６・・・凹部、１４・・・不織布。 手続補正歯 昭和６１年特許願第１８７９１０号 ２、　発明の名称 フィルターカートリッジ 名称：　（５２０）富士写真フィルム株式会社６、　補
正により増加する発明の数：　０（１）　明細書第６頁
第４行目、「ロリング」を「○リング１と補正する。 （２）　同書第６頁第８〜９行目、「大きくする。」を
「大きくする、」と補正する。 （３）　同書第９頁第６行目、「外周リム６」を「外周
りプロ」と補正する。 （４）　同書第１０頁第８行目、「内外周リム３．６、
」を「内周リム３、外周りプロ」と補正する。 （５）　同書第１０頁第２０行目、［例えばトリアセデ
ルセルローズ」を「ポリスルホン」と補正する。 （λ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）平板積層型のフィルターカートリッジにおいて、少
   なくとも上下２枚のろ過膜を備え、該ろ過膜の内周縁部
   の夫々が内周リムに固着され、かつ両ろ過膜の外周縁部
   同士がシールされて、両ろ過膜により画成された間隙が
   ろ液流路を形成するように構成されたことを特徴とする
   フィルターカートリッジ。