JPS6359324A - 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り、特に製薬工業における
薬剤のろ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、純水のろ過、および半導体製造工業を初めと
する微細な加工を行な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、純水のろ過、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、純水のろ過その他
精密濾過に用いられ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ｉ
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
は、微孔性濾過膜をプリーツ状に加工して折り目をつけ
、このプリーツ折り目を平行にした方向に高さをもった
円筒形のろ過膜構造体を形成し、プラスチック部材でこ
の円筒形のｉ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４１８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、体積当りのろ過膜の組込み面積（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
りのろ過流ｍが大きく、前述の工業分野、実験室で人聞
濾過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で
あるいは少ｆｆｉ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
用のろ過手段として、有効濾過面積が０．０５〜０．４
ｍ２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
ジのろ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５６−１２９０１６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積層型フィル
ターカートリッジがある。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
は同一であり、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積石型フィルターカートリッジの構
造、及び製造法は特開昭５６−１２９０１６号公報に記
載されている様に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
な面を有する平板状支持体（場合によっては２枚の成形
部材を貼り合せて一体とした支持体もある）に外周縁部
、内周縁部あるいは必要に応じて所定の部位において貼
着した構成である。特に外周縁部と内周縁部は液密性の
あるように貼着によってシールされなければならない。

平板状支持体には、普通２枚のろ過膜を表裏に貼り合せ
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
の内周縁部に炉液流出用の中央間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
数の平板型濾過ユニット同士を接着させることにより該
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濾過ユニットのろ過膜と一定の
間隔を設けて結合される。また最下部も同様の目的、ミ
ニフィルターカートリッジ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Ｏ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構造であ
った。

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に希望されるところは、例えば、一
定体積あたりのろ過面積を大ぎくする。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、フィルターカ
ートリッジのろ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■の少ないこと
等を載げることが出来る。

［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５６−１２９０１６号公報に開示ざれた構
造は、平板状支持体が同心状の多数のリブ及びチャンネ
ル等を備え、こ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
の機能を果さない部分の面積が大きく、濾過膜全体の面
積からしてｉ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多数個所で濾過膜が
貼着された構造であると、濾過膜に歪が出来易く各濾過
膜と平板状支持体との間の外周縁部及び内周縁部におけ
る夫々密べい性を保証することが難しくなり、さらに、
本発明の対象の如く極めてコンパクトな構造の場合、そ
の加工が難しく工数を要するため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
、平板状支持体の構造、特に液流路の部分の構造が多数
のリブ、チャンネル等よりなる上記公報に開示されたも
のの如く複雑であると、濾過ｊｒｉ抗が大となり液流れ
が悪（なるばかりか、エアー抜き、残液抜き等において
も問題を抱えていた。又平板状支持体の製作コストもか
）り且つ組立コストもか１つだ。

［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り、
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、かつ構造が簡単であると共に加工性に優れた
濾過膜構造体を備えた安価なフィルターカートリッジを
提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ 本発明の上記目的は、１個又は複数個のろ過ユニットを
積層してなる平板型のフィルターカートリッジにおいて
、該濾過ユニットが上下２枚のン濾過膜を平行に配置す
ることによって構成され、該濾過膜の内周縁部及び外周
縁部が該濾過ユニットの内周リム及び外周リムに固着さ
れ、該上下２枚のろ過膜の間にろ過膜支持体として不織
布あるいは網状体物を介在させ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ＩＡ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図は本発明に係る
ｉ濾過ユニット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
ば円盤状のろ過膜２により構成される最小単位の平板型
濾過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
れ、そのコア４の外周に２枚のろ過１２が貼着された内
周リム３が複数個嵌合され又は接着されており、積層さ
れた内周リム３の上下には濾過１２を保護する上部保護
板７および下部保護板８が設けられている。さらに、濾
過膜２はその外周縁部１２の全域が例えばリング状の外
周リム６に貼着され液密性が保たれている。又この外周
リム６には、例えばユニット厚み方向に突出した連結部
分が設けられており、濾過ユニットが複数個積み重ねら
れたときに、該連結部分同士が例えば接着されることに
より、リム円周方向において適宜間隔で上下保護板７．
８間を架は渡すような補強構造とすることができる。

上記のろ過膜構造体１の最小単位の一部である濾過ユニ
ットの部分断面図を第２図に拡大して示すように、該濾
過ユニットは上下２枚のろ過膜２が平行に配置され、そ
の内周縁部１１が内周リム３を介在させ、該濾過膜の外
周縁部１２がその全周に亘って外周リム６に貼着されシ
ールされている。

この内周縁部１１及び外周縁部１２における貼着の幅（
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０．１〜５騎が適当であ濾過膜２とは全く接着さ
れておらず、該濾過膜２を内側から支持するように設け
られているので枦過有効面積を大きくすることが出来る
上、比較的高い濾過圧に対しても充分耐えることができ
、ざらに濾過ユニットの組立て工程の簡略化を図るこ３
．６とが接着された構成であってもよいことは云うまで
もない。

本発明における上記の内外周リム３．６、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、中でも不活性であり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キルビニルエーテル
共重合体等のフッ素樹脂、ポリクロロトリフルオロエチ
レン、ポリプロピレン、ポリエチレンなどを適宜選択し
て用いることができる。

濾過１！！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１４０μ■と薄いが腰の強さは比
較的あり、□械的強度にも優れて。

おり、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
材により細かく貼着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１２は内周
縁部１１及び外周縁部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！１２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
ことは云うまでもない。

本発明における、上下２枚のろ過膜の間にろ紙のような
紙、不織布あるいは網状体物を濾過膜支持体として介在
させる。不織布あるいは網状偉物の材料としては特に限
定する必要はないが、例えばポリエステル、ポリプロピ
レンが好ましく、又１１１ｆｆは長繊維のものが好まし
く、その観点よりスパンボンドの製造法で作ったものを
用いる。又不織布あるいは網状体物と濾過膜とは接着さ
せないことが好ましい。

又、濾過膜の外周縁部をシールして支持する手段として
は、前述したものだけに限らず濾過膜外周縁部の上下膜
を合わせて貼着する方法でも、又外周縁部を貼着ける外
周リムの形状、更に濾過ユニットとしての外周リムの支
持方法としても、濾過膜の有効濾過面積を大幅に減少さ
せなければ何如様な手段を用いてもよい。

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か液の経路は第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、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ＩＪ２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３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ろ過工程がなされ
る。

このように上記濾過１ｍ２のろ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１
２以外の全領域であるので、従来の平板型濾過ユニット
タイプの如く、濾過膜が内周側から外周側までほぼ全域
に亘って細かくリブ又はチャンネルを配麗し、濾過膜を
支持体に貼着支持された構造のものに比べて、本発明は
貼着支持するところが少く濾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、従来の如く枦ＶＡ！ｌＩ２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（、濾過工程の終段における炉
液残堡を少なくすることができ、例えばエアー扱きや残
液抜きを容易に行うことができる。

［発明の効果コ 本発明は１個又は複数個のン濾過ユニットを積層してな
る平板型フィルターカートリッジにおいて、該濾過ユニ
ットが上下２枚のろ過膜を平行に設置介在させたフィル
ターカートリッジであるので、濾過膜の有効面積を大き
くできることにより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。

又本発明に係わる濾過膜ユニットは構造が簡単であり、
液密性に優れ、小型軽量化のできた安価な平板積層型の
フィルターカート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ＩＭ１１１様の要部を一部破断し
た側面図、第２図は本発明に係わる濾過ユニットの一部
拡大断面図である。 図中符号； １・・・濾過膜構造体、　　　　　２・・・距過膜、３
・・・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
・・・中央間口部、　　　　　　１１・・・内周縁部、
第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １個又は複数個のろ過ユニットを積層してなる平板型の
   フィルターカートリッジにおいて、該ろ過ユニットが上
   下２枚のろ過膜を平行に配置することによって構成され
   、該ろ過膜の内周縁部及び外周縁部が該ろ過ユニットの
   内周リム及び外周リムに固着され、該上下２枚のろ過膜
   の間にろ過膜支持体として紙、不織布あるいは網状体物
   を介在させたことを特徴とするフィルターカートリッジ
   。