KR20100102595A - 필터 유닛 및 필터 카트리지 - Google Patents

필터 유닛 및 필터 카트리지 Download PDF

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KR20100102595A
KR20100102595A KR1020107011717A KR20107011717A KR20100102595A KR 20100102595 A KR20100102595 A KR 20100102595A KR 1020107011717 A KR1020107011717 A KR 1020107011717A KR 20107011717 A KR20107011717 A KR 20107011717A KR 20100102595 A KR20100102595 A KR 20100102595A
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야스지 스즈키
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엔테그리스, 아이엔씨.
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Abstract

[과제] 피여과액을 중심부 유로→저부 유로→측부 유로로 흘리는 타입의 필터 유닛에 있어서, 에어 제거 성능을 높일 수 있음과 함께, 이른바 홀드업 볼륨을 축소해서 잔액량을 줄일 수 있는 필터 유닛을 제공하는 것. [해결 수단] 덮개체(30)의 입구(31)로부터 하우징(20) 내에 도입된 피여과액이, 코어 부재(13)의 중심부 유로(14)를 통해서 저부 유로(40)로, 이어서 저부 유로(40)로부터 측부 유로(41)로 보내지고, 측부 유로(41)로부터 필터 부재(11)를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과된 후, 코어 부재 외주를 따라서 덮개체(30)의 출구(32)로 향해지는 필터 유닛에 있어서, 코어 부재(13)의 외주에, 여과시에 필터 부재(11)의 내주부를 지지하는 볼록부(15)와, 필터 부재(11)를 반경 방향 내측으로 통과한 여과액을 출구(32)를 향해서 안내하는 오목부(16)를 마련한다. 오목부(16)는 나선 형상의 홈으로서 형성할 수 있다.

Description

필터 유닛 및 필터 카트리지{FILTER UNIT AND FILTER CARTRIDGE}
본 발명은 필터 유닛 및 필터 카트리지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 반도체 웨이퍼나 LCD용 유리 기판 등의 제조시에 이용하는 아민계 등의 유기 박리액이나 안료 분산 포토 레지스트, 혹은 화학적 기계적 연마 장치의 사용시에 이용하는 슬러리 등의 여과, 순수의 제조 등에 사용하는 필터 유닛, 및 상기 필터 유닛에 적용하는 필터 카트리지, 특히 그것들의 구조에 관한 것이다.
필터 유닛은, 필터 카트리지(필터 조립체)와, 필터 카트리지를 수용하는 하우징(보울)과, 피여과액의 입구, 여과액의 출구 및 배기용 벤트를 갖는 하우징 덮개체(헤드)로 구성되고, 필터 카트리지로서는, 예를 들면 주름을 접어(pleating and folding) 붙인 다공질막을 원통 형상으로 한 필터 부재를 반경 방향 내외의 다공통(多孔筒) 사이에 수납하고, 상하의 엔드 캡을 융착 등을 해서 이루어지는 것이 알려져 있다.
필터 유닛의 일 타입으로서, 피여과액을 덮개체 입구로부터 우선 하우징내에 있어서의 필터 카트리지의 반경 방향 외측의 측부 유로에 도입하고, 여기부터 반경 방향 내측 다공통 내의 중심부 유로를 향해서 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과시켜서 여과하고, 이 여과액을 중심부 유로부터 출구로 토출하는 것이 있다. 이 타입의 필터 유닛은, 측부 유로의 하우징 저부측에서 피여과액의 흐름이 정체되기 쉽고, 그 때문에 측부 유로 저부(底部) 부근에 미여과 이물이 잔류하거나, 필터 부재의 저부측이 상부측(하우징 덮개체측)에 비해서 사용 효율이 떨어지는 경우가 있다.
이 점을 개선하는 것으로서, 필터 부재의 중심부 공간을, 반경 방향 내측의 중심부 내측 유로와, 반경 방향 외측의 중심부 외측 유로로 나누고, 덮개체 입구로부터 도입한 피여과액을 우선 중심부 내측 유로로 통과시킨 후, 이 내측 유로의 하단부로부터 하우징내에 있어서의 필터 카트리지의 아래쪽의 저부 유로로, 이어서 저부 유로로부터 상기 측부 유로로 보냄으로써, 측부 유로 저부 부근에서의 체류를 방지하고, 추가로 측부 유로로부터 피여과액을 중심부 외측 유로로 필터 부재를 거의 균등하게 통과시켜서 여과하고, 이 여과액을, 중심부 외측 유로를 통해서 덮개체 출구로부터 토출시키도록 구성한 필터 유닛이 개발되어 있다(예를 들면 본 출원인에 의한 일본특허출원2007-107074호 등). 상기 중심부 외측 유로는, 반경 방향 외측의 다공통과, 반경 방향 내측의 무공통 사이에 형성되고, 이 무공통 내부에 중심부 내측 유로가 형성된다.
상술한 최초에 피여과액을 중심부 내측 유로에 도입하는 타입의 필터 유닛은, 측부 유로 아래쪽에서의 피여과액의 체류나 필터 부재의 불균형 사용이라는 점을 해소할 수 있는 한편, 피여과액을 중심부 내측 유로→저부 유로→측부 유로→중심부 외측 유로로 흘리기 때문에, 최초에 설명한 타입(측부 유로→ 중심부 유로)에 비해서 액체 유통 경로가 길어지고, 그 때문에 피여과액의 도입의 초기 단계에 있어서, 필터 유닛 내의 액체 유통 경로에 공기(기포)가 잔존하기 쉽다는 문제가 있으며, 특히 중심부 외측 유로를 형성하는 반경 방향 외측의 다공통에 있어서의 다수의 개구(성형시의 이형을 위해, 치수가 미미하게 반경 방향 내측으로 축소되고 있다)의 테두리에 기포가 부착되어 남기 쉽다. 또한 만일 잔존한 기포가 나중에 여과액에 조금이라도 혼입되면, 예를 들면 제조 중인 반도체 웨이퍼 등에 불량을 발생시킬 수 있다.
또한 상술한 바와 같이 액체 유로 경로가 길어지면, 필터 유닛 내에 있어서의 잔액이 많아지는 경향이 있고, 특히 여과 대상인 약액 등이 개발 초기 단계 등에 있어서 매우 고가이며 소량만 있는 경우, 이 잔액의 문제가 현저해진다.
본 발명은 이상의 점을 감안해서 이루어진 것으로, 그 목적은 피여과액을 중심부 유로→ 저부 유로→ 측부 유로로 흘리는 타입의 필터 유닛에 있어서, 에어 제거 성능을 높일 수 있음과 동시에, 이른바 홀드업 볼륨을 축소해서 잔액량을 줄일 수 있는 필터 유닛 및 상기 필터 유닛에 적용하는 필터 카트리지를 제공하는 데에 있다.
본 발명에 따르면 원통 형상의 필터 부재 및 필터 부재의 중심부에 배치하는 원통 형상의 코어 부재를 포함하는 필터 카트리지와, 필터 카트리지를 수용하는 하우징과, 피여과액의 입구 및 여과액의 출구를 갖는 하우징 덮개체를 구비하고, 코어 부재는 상기 입구에 연통하는 중심부 유로를 가지고, 하우징내에 있어서 필터 카트리지의 아래쪽에 저부 유로가, 필터 카트리지의 반경 방향 외측에 측부 유로가 각각 형성되고, 입구로부터 도입된 피여과액이, 상기 중심부 유로를 통해서 저부 유로로, 이어서 저부 유로로부터 측부 유로로 보내지고, 측부 유로로부터 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과된 후, 코어 부재 외주를 따라서 출구로 향해지는 필터 유닛에 있어서, 상기 코어 부재의 외주에, 여과시에 상기 필터 부재의 내주부를 지지하는 볼록부와, 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과한 여과액을 상기 출구를 따라서 안내하는 오목부를 마련한 것을 특징으로 하는 필터 유닛을 제공한다.
본 발명은 덮개체 입구로부터 중심부 유로 이어서 저부 유로를 통해서 측부 유로에 이른 피여과액이 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과되고, 이 경우, 코어 부재 외주의 볼록부가 유압에 의해 반경 방향 내측으로 눌리는 필터 부재의 내주부를 내측부터 지지하도록 기능하고, 또한 코어 부재 외주의 오목부는, 여과액을 덮개체 출구를 향해서 유도하도록 기능한다. 따라서 종전의 최초에 피여과액을 중심부 내측 유로로 도입하는 타입의 필터 유닛에 있어서의, 반경 방향 외측의 다공통과 반경 방향 내측의 무공통 사이에 형성되는 중심부 외측 유로를 폐쇄할 수 있고, 이것에 의해 기포가 잔존하기 쉬운 상기 다공통을 사용할 필요가 없어지고, 또한 중심부 외측 유로분, 홀드업 볼륨을 축소할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 오목부는 나선 형상의 홈을 형성한다. 이 나선홈은 오목부가 직선 형상으로 신장해서 홈을 형성하는 형태 외에, 개개의 단위 형상이 직사각형 등의 오목부를 비스듬히 연속되게 해서 나선 형상의 홈으로 하는 형태(도4 참조)를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 오목부의 바닥은 각이 없는 형상으로 된다. 이에 따라 오목부의 바닥에 기포가 부착되어 남는 경우가 없어진다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 코어 부재의 축선에 수직인 면에 대한 상기 나선 형상의 홈의 경사 각도는 40도~50도이다. 상기 나선 각도가 40도 미만인 경우는, 여과액의 배출 속도가 지연되고, 기포가 잔존할 우려가 있고, 또한 50도를 상회하면, 필터 부재 외주부의 주름 접음새가 홈으로 들어갈 우려가 발생한다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 코어 부재의 외주의 볼록부 및 오목부는, 복수의 형을 이용해서 성형된다. 코어 부재 외주에 요철을 형성하는 방법으로서는, 복수(예를 들면 2 내지 4장)의 형으로 성형하는 것이나 코어 부재의 외주면을 절삭하는 것이 있지만, 전자 쪽이 제조가 용이하다.
다른 발명에 따르면, 원통 형상의 필터 부재와, 필터 부재의 중심부에 배치하는, 중심부 유로를 갖는 코어 부재를 구비하고, 외부로부터 도입된 피여과액이 중심부 유로를 통과한 후, 필터 부재의 반경 방향 외측으로 보내지고, 이어서 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과되고, 이 여과액이 코어 부재 외주를 따라서 출구로 향하게 되는 필터 카트리지에 있어서, 상기 코어 부재의 외주에, 여과시에 상기 필터 부재의 내주부를 지지하는 오목부와, 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과한 여과액을 외부를 향해서 안내하는 오목부를 마련한 것을 특징으로 하는 필터 카트리지가 제공된다. 이러한 필터 카트리지는, 상술한 본 발명에 따른 필터 유닛에 대해 교환이 자유롭게 사용할 수 있다.
본 발명은 종전의 최초에 피여과액을 중심부 내측 유로에 도입하는 타입의 필터 유닛에 있어서의, 반경 방향 외측의 다공통과 반경 방향 내측의 무공통 사이에 형성되는 중심부 외측 유로를 폐쇄해서, 기포가 잔존하기 쉬운 상기 다공통이 불필요해지기 때문에, 에어 제거 성능을 높일 수 있고, 또한 중심부 외측 유로분, 홀드 업 볼륨을 축소해서 잔액량을 줄일 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 필터 유닛의 종단면 사시(斜視) 설명도이다.
도2는 코어 부재의 정면도이다.
도3은 도2의 A-A선에 따른 코어 부재의 횡단면도이다.
도4는 코어 부재의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
이하 본 발명의 일 실시형태에 따른 필터 유닛 및 필터 카트리지를 도면을 참조해서 설명한다. 도1은 필터 유닛(1)의 종단면 사시 설명도이다. 필터 유닛(1)은 필터 카트리지(10)와, 필터 카트리지(10)를 수용하는 하우징(보울)(20)과, 하우징 덮개체(헤드)(30)로 구성되고, 하우징 덮개체(30)에는, 피여과액의 입구(31) 및 이것에 이어지는 입구 유로(31')와, 여과액의 출구(32) 및 이것에 이어지는 출구 유로(32')와, 배기용 벤트(33)가 편입되어 있다. 필터 유닛(1)에 있어서, 하우징(20) 내에 있어서의 필터 카트리지(10)의 아래쪽이 저부 유로(40)가 되고, 필터 카트리지(10)의 반경 방향 외측이 측부 유로(41)가 된다. 또한 필터 카트리지(10)는 필터 유닛(1)에 대해서 교환이 자유롭게 적용된다.
필터 카트리지(10)는 주름을 접어 붙인 다공질막을 원통 형상으로 해서 이루어지는 필터 부재(11)와, 필터 부재(11)의 외주부를 둘러싸는 수지제 다공통인 슬리브(12)와, 필터 부재(11)의 반경 방향 내측의 중심부 공간에 배치되는 원통 형상이며 수지제인 코어 부재(13)와, 필터 부재(11) 및 코어 부재(13)의 상부에 융착되는 상부 앤드캡(17)과, 필터 부재(11) 및 코어 부재(13)의 저부에 융착되는 저부 앤드캡(18)으로 구성된다. 코어 부재(13)는, 코어 축선을 따르는 중심부 유로(14)를 가지고, 상부 및 저부 앤드캡(17, 18)에 있어서의 중심부 유로(14)에 대응하는 부분은, 이 유로의 연장 부분으로서 개구되어 있다.
도2 및 도3은 코어 부재(13)의 정면도 및 횡단면도이다. 코어 부재(13)의 외주면에는, 오목부로서의 다수의 나선 형상의 홈(16)이 외주 전역에 걸쳐 형성되고, 홈(16)에 대해서 상대적으로 돌출되는 오목부(15)가 홈-홈 사이에 나선 형상으로 남아 있다. 나선홈(16)의 코어 축선에 수직인 면에 대한 경사 각도는 45도로 설정되고, 각 홈(16)의 저부 단면은 각이 없는 거의 반구 형상으로 된다(도3 참조)(도2에서는 요철을 명확하게 하기 위해서 편의적으로 홈(16)의 바닥에 각이 있는 것처럼 도시된다). 또한 상부 앤드캡(17)에는, 홈(16)에 대응하는 부분이 부분적으로 개구된다(도1 참조). 코어 부재(13)의 외주의 홈(16)은, 좌우 한 쌍의 반형(半型, half mold)에 의한 성형으로는 이형이 곤란해지기 때문에, 코어 외주면으로부터의 절삭 가공에 의해 형성된다.
상기 필터 유닛(1)에 있어서, 덮개체 입구(31)로부터 필터 유닛(1) 내에 도입된 피여과액은, 입구 유로(31')를 거쳐 중심부 유로(14)에 들어가고, 중심부 유로(14)를 내려가 저부 유로(40)로, 이어서 저부 유로(40)로부터 측부 유로(41)에 이른다. 여기에서 피여과액은, 필터 부재(11)를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과된다. 이 여과시에 코어 부재(13)의 외주의 볼록부(15)는, 유압에 의해 반경 방향 내측으로 눌러지는 필터 부재(11)의 내주부를 지지한다. 또한 여과액은 코어 부재(13)의 외주의 홈(16) 내에 들어가고, 홈(16)을 따라서 상승하고, 출구 경로(32')를 거쳐서 덮개체 출구(32)로부터 토출된다.
이상의 필터 유닛(1)은, 종래의 필터 유닛에 있어서의, 반경 방향 외측의 다공통과 반경 방향 내측의 무공통 사이에 형성되는 중심부 외측 유로를 폐쇄했기 때문에, 기포가 잔존하기 쉬운 상기 다공통이 불필요해지고, 에어 제거 성능을 높일 수 있다. 또한 거의 중심부 외측 유로분의 홀드업 볼륨을 축소해서 잔액량을 줄일 수 있다. 추가로 다공통이 불필요해지는 만큼, 필터 카트리지(10)의 제조 코스트도 삭감된다.
도4는, 코어 부재의 다른 예로서 좌우 한 쌍의 반형으로 성형 가능한 것을 나타내고, 이 코어 부재(13')의 외주에는, 단위 형상이 가로로 긴 직사각형의 볼록부(15')와, 볼록부(15')와 세로 길이가 거의 같고 가로 길이가 절반보다 약간 짧은 직사각형 단위 형상의 오목부(16')가 다수 마련되어 있으며, 오목부(16')는 아래쪽에서 위쪽으로 대각선 방향으로 연속해서 나선 형상의 홈을 형성하고 있다. 코어 부재(13')는 외주의 요철(16', 15')을 형 성형에 의해 얻을 수 있기 때문에, 절삭을 필요로 하는 코어(13)보다 요철의 제조가 용이하다.
1: 필터 유닛
10: 필터 카트리지
11: 필터 부재
12: 슬리브
13, 13': 코어 부재
14: 중심부 유로
15, 15': 볼록부
16, 16': 홈(오목부)
20: 하우징
30: 하우징 덮개체
31: 입구
32: 출구
40: 저부 유로
41: 측부 유로

Claims (6)

  1. 원통 형상의 필터 부재 및 필터 부재의 중심부에 배치하는 원통 형상의 코어 부재를 포함하는 필터 카트리지와, 필터 카트리지를 수용하는 하우징과, 피여과액의 입구 및 여과액의 출구를 갖는 하우징 덮개체를 구비하고, 코어 부재는 상기 입구에 연통하는 중심부 유로를 가지고, 하우징내에 있어서 필터 카트리지의 아래쪽에 저부 유로가, 필터 카트리지의 반경 방향 외측에 측부 유로가 각각 형성되고, 입구로부터 도입된 피여과액이, 상기 중심부 유로를 통해서 저부 유로로, 이어서 저부 유로로부터 측부 유로로 보내지고, 측부 유로로부터 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과된 후, 코어 부재 외주를 따라서 출구로 향해지는 필터 유닛에 있어서,
    상기 코어 부재의 외주에, 여과시에 상기 필터 부재의 내주부를 지지하는 볼록부와, 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과한 여과액을 상기 출구를 따라서 안내하는 오목부를 마련한 것을 특징으로 하는 필터 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는 나선 형상의 홈을 형성하는 필터 유닛.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 홈의 바닥은 각이 없는 형상으로 되는 필터 유닛.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 코어 부재의 축선에 수직인 면에 대한 상기 나선 형상의 홈의 경사 각도는 40도~50도인 필터 유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 코어 부재의 외주의 볼록부 및 오목부는, 복수의 형을 이용해서 성형되는 필터 유닛.
  6. 원통 형상의 필터 부재와, 필터 부재의 중심부에 배치하는, 중심부 유로를 갖는 코어 부재를 구비하고, 외부로부터 도입된 피여과액이 중심부 유로를 통과한 후, 필터 부재의 반경 방향 외측으로 보내지고, 이어서 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과해서 여과되고, 이 여과액이 코어 부재 외주를 따라서 출구로 향해지는 필터 카트리지에 있어서,
    상기 코어 부재의 외주에, 여과시에 상기 필터 부재의 내주부를 지지하는 볼록부와, 필터 부재를 반경 방향 내측으로 통과한 여과액을 외부를 향해서 안내하는 오목부를 마련한 것을 특징으로 하는 필터 카트리지.
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