WO1990015660A1

WO1990015660A1 - Bag-like filter

Info

Publication number: WO1990015660A1
Application number: PCT/JP1990/000446
Authority: WO
Inventors: Atsunobu Sakamoto; Kazuko Sakamoto
Original assignee: Atsunobu Sakamoto; Kazuko Sakamoto
Priority date: 1989-06-13
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1990-12-27
Also published as: EP0516846A4; AU5347390A; EP0516846A1

Description

明細

袋状フィルター

技術分野

本発明は、液体、気体等、流体め中から異物をするフィルタ一に鬨するものである。通常のフィルターとしても機能するが、特に医療用のファイナルフィルタ一や輸血に用いる精密な、比較的低圧の、使い捨てなければならない用途に最適のものである。背景技術

特に医療用の精密なフィルターの場合、フィルター膜周囲の密閉を完全にするのが肝要であるが接着剤の使用はできないので、従来は、テフロンの oリングゃパッキン等をフィルタ一膜の両側に入れフィルター膜を出来るだけしっかり挟み、アラスチック成形物のハウジング自体の縁に設けてあるネジを雜めるか、又は別のネジでハウジングの周囲を餘めて圧着していた。しかし、量産品の場合はパツキン等はコストが高くつくので使わず、フィルター膜を出来るだけしつかり挟み、フィルタ一膜周囲のハウジング同志を溶着していた。その為ばかりではないが、ハウジングとフィルター膜の接合部の隙囿を完全に無くす事は困難で、例えば小型の 2 5 のフィルタ一でも製造後、全品検査をする必要がある程である。

更に、精密になればフィルター膜の目が細かくなるので、流量を確保するためには面積を大きくする必要があるが、面積が大きくなるほど、フィルター膜の全周を完全に密閉するのが困難になり手園を食う。又アラスチック等の成形物も、大きくなればより高技術を要するので、コストも飛躍的に高くなる，

その為、経費の点でフィルターの精度を落とす事が多々起こる。例えば医療上、点滴液から静膽炎を起こす製薬中の異物を取り除く為にファイナルフィルターが必要である事はかなり前から言われてきたが、現在でも最上の 0 . 2 mを使う病院は大病院クラスでも少なく、使いやすい比較的安 Λな 2 5 ^のフィルターでは、 0 . 2 mでは流量が低 gぎるので、孔径の大きい 5 X mで済ますとか、大多数の病院では医療上のミスとして指摘される迄には至らないので、未だに使わずに済ませてしまっている * 徒って、精密でフィルター膜の面積が大きく、しかもコストの安い、使い捨てにできるフィルターは切に望まれてはいたが、従来の技術では製造することは容易ではなかった。発明の開示

本発明のフィルタ一は、成形物のハウジングの代わりに、目的の流体の漏れないアラスチックフィルムの袋を用いるもので、例えば一般的に使用されるポリスルフォン等のフィルター膜に、ボリェチレン等の熱溶着フイルムをヒートシール等で溶着し、フィルター膜の両倒に、或いは片 «に、閉じた袋状の空囿を作り、各空固に回路への出入口を設けたものである。しょうとする流体を、入口からフィルターの一次倒、即ち S する前の袋状空間に注入すると、その空間に流体がたまってふくらむが、同時に圧力も増して来るので、浣体がフィルター膜を通して見過されながら、二次翻、即ち « 通した後の袋状空囿に移り、出口に流れていく。浣体は ar過されずに一次翻から二次鹿に流れたり外部に漏れたりする事は無く、ァラスチックフイルムの袋はハウジングとしての摟能を充分に果たす。プラスチックフイルムのフィルター膜との貼り合わせはショッピングバッグ等の製袋工程と全く同様で、箇単にしかも完壁に行うことができる，更に補強箱等に入れて、袋状フィルタ一を必要以上に歸張させないことにより使用圧力を高めることができる . 図面の筒単な説明

第 1図、第 2図は本発明の一例の斜視図、第 3図はその A A ' 断面図、第 4図から第 7図はそのバリエーションを示す断面図、第 8 図は他の出入口を示す平面図、第 9図はその B B ' 断面図、第 1 0 図は別な出入口を示す平面図、第 1 1図は別なフィルター膜を示す平面図、第 1 2図はその C C ' 断面図、第 1 3図は別な例を示す平面図、第 1 4図はその D D ' 断面図である，発明を実施するための最良の形態

第 1図乃至第 3図は本発明の原理を示す一例であるが、第 1図に示されるように、平らなポリスルフォン多孔質膜のフィルター膜 1 を間にはさんで上下に同じ大きさの、単体、又はナイロンフィルム

_{1 0} 等を外側に貼り合わせたボリエチレンフィルム 2、 2 ' を重ねる。

このボリエチレンフィルムにはあらかじめ同質の素材の軟質ポリェチレンで、例えば糊しろの部分は 0 . 5〜 0 . 8 m m位に薄く成形した淀体の出入口 3、 3 ' を浮き袋の空気吹き込み口のように流体の漏れないように溶着しておく。そして第 2図のように縁 4 を全周 i s 囲漏れのないようにヒー卜シール等で加熱溶着させる。ハウジングが成型物などの場合、このフィルター膜を貼る工程が最も漏れ強度などの点で難しいが、本考案ではショッピングバッグの製袋工程と同じで、箇単に、しかも完壁に行える。この例は、又もし溶着が不完全だった場合、漏れは外に出てしまって、 ¾ が失敗するという 0 危険が防げる良さがある * 尚フィルター膜をヒートカツトすれば、浣体が万一にも膜の断面から漏れるのを防ぐことが出来る。

この A A ' 断面が第 3図で、入口 3から流体を淀し込むと、ボリエチレンフィルム 2とフィルター膜 1で出来た袋状空閤、いうなればフィルターの一次側室 5が空気袋のようにふくらむ。それと同時 5 にこのフィルター膜 1から S過された流体がフィルター膜 1 とボリエチレンフィルム 2 ' とでできた袋状空間、いうなればフィルタ一の二次倒室 6に出て、出口 3 ' に集まって来る。フィルタ一膜に表裏の機能上の違いがなければ、逆に流しても全く同じになる。

これで点滴注射のフアイナルフィルターなど低流量の場合では何ら問題はないが、効率よく流したい場合、二次倒室が一次側室のふくらみで多少押し潰されている状態を改善したほうが良い，これには第 3図と同じ A A ' 断面図で示すと、第 4図のように二次側室に不镞布又は成形物等のスぺ—サー 7を入れて、フィルター膜 1 と二次側フイルム 2 ' を箱すとか、第 5図のように一次側室に逋当にボリエチレンフィルム 2とフィルター膜 1 とを溶着した部分 8を例えば緣状に作って、浣体はフィルター腠のすみずみまで行くが、フィルター膜 1 とボリエチレンフィルム 2はあまり雜れない、つまり、あまりふくらまないようにするのである，これにより二次 «室のフィルター膜 1 とボリエチレンフィルム 2は充分雜れ、 ¾量が多くなる。この他、第 6図のように二次側室ボリエチレンフィルム 2 ' にひだ 9を作ってフィルター膜 1 より大きな面積にする等もよい。. この時フィルタ—膜に目のかなり荒く編んであるボリエチレン織布などによるサボ一トスクリーンを裏打ちして重ねても良い，又第 7図のようにフィルター膜 1よりボリエチレンフィルム 2 、 2 ' を共に大きくしてもよいが、この例はさらに浣体の出入口 3 、 3 ' がフィルター膜 1 に接しないようになっているので、比較的傷つきやすいフィルター膜を、硬い成形物の出入口や出し入れする接続具などで損傷しないように出来る，更に、このように例えば一次側室をボリエチレンフィルム 2 、 2 ' の各々一部ずつで楊成しても良い。

出入口に鬨しては、上記のような成形物ではなく第 8図、その B B ' 断面の第 9図に示すように、ポリエチレンフィルムのチューブ 1 0 、 1 0 ' をフィルタ一展 1 と上下のボリエチレンフィルム 2 、 2 ' を溶着する際、緣に挟んで溶着してもよい. この場合流路を確保するため、チューブの中にこの材質に溶着しない薄いポリエステルフイルム片を入れたり、流体に支降がなければ印刷等を旅してもよい。この薄いチューブの先 1 1が一次側室にとび出している場合逆止弁となりフィルターに方向性を持たせたり、役立つこともあるが、二次倒室では流れなくなるので、とび出ないようにする必要がある。又第 1 0図のように上下のボリエチレンフィルムを利用して熱溶着すると同時にフィルム製出入口 1 2を作ってもよい。この場合、入口倒又は出口倒のフィルター膜とボリエチレンフィルムは少なくとも出入口の部分をもう一枚のボリエチレンフイルムと重ねる ₅ 前に先に溶着しておくか、あるいは 3枚重ねて溶着する時は溶着しない材料、例えば薄いボリエステルフィルム片等をはさんで ¾路を確保する必要がある。又、この出入口 1 2 、 1 2 ' のようにテーパ一をつけておき、緣部も固定しやすくすれば流体の他の回路に接続するとき、他のテーパー状の接続具に密着しやすく便利である。

I D このような出入口を用いてフィルターの見かけの大きさを小さくする方法として第 1 1図、その C C ' 断面の第 1 2図に示すように上下のボリエチレンフィルム 2 、 2 ' の間にフィルター膜を平面ではなく袋 1 3として作成したものを用いてもよい，フィルタ一膜を 2つ折りにすれば 2分の 1 、ガゼット折りにすれば 4分の 1 といつ 5 た幅になるので、機能は同じで大きさはかなり小さくする事が出来る。尚淀体を淀す方向がチューブ製出入口 1 0 ' 饉からの時はフィルター膜袋 1 3の内部にスぺ一サーを入れると良い。又フィルター膜袋をフィルタ—膜のみで作っても、苷通あまり強度が出ないので別のボリエチレンフィルムを一旦、フィルタ—膜の縁に溶着して拡 0 大した後、それらを溶着するのが良い，この方法は、フィルター膜袋のみではなく、フィルタ—膜と上下のボリエチレンとの場合にも袋状フィルターが圧力で蟛張した時に、溶着面に掛かる力を剥がす方向からずらす方向に変え、強度を高めるのに非常に有効である。又この場合、外側がはっきりボリエチレンフィルムで出来た袋、₅ いわば外袋であるが、今までの第 3図乃至第 7図、第 9図の例もおなじくボリエチレンフイルムの外袋とも言え、接合部にフィルター膜を挟んでいるものもあるが、全て外袋の外部には淀体を漏らさずフィルター膜でこの外袋の内部を区分する、これらの例では 2分割するものであると表現することも出来る。又、流体が水溶液などの場合、図にはないが、フィルタ—腠 1 の周囲をポリエチレンフィルムで貼り合わせて広げて窓を開けて、あるいは一次翻ポリエチレンフィルム 2の一部に窓を簡けて、多孔質ポリ四弗化工チレンのような疎水性フィルタ—腠を溶着することに

5 よりエアー抜きとしての機能を持たせることもできる，

さらに、第 1 3図、その D D ' 断面の第 1 4図に示すように、孔径の違うフィルター腠 1 4を加えることもできる。これは例えば流体中の固形の成分を例えば大 ■ 中 ·小に分けようという場合等で、第 1 3図の入口 1 0から流体を流し、ヒートシール線 8で作られた t o 一次側室 5の回路を通って細くなつた出口 1 5に至るまでに、フィルター膜 1で g ¾された浣体中の中 · 小の成分が、第 2のフィルタ一膜 1 4との間の二次側室 6に流れ、その出口 1 0 ' に出ていくと共に、その口を狭めるなりして二次健室 6の圧力を高めると、第 2 のフィルター膜 1 4によって流休中の小の成分がいうなれば第 2の i s 二次健室 1 6にされその出口 1 7を経て分雜される，このようにボリエチレンの外袋の中に、複数のフィルター震を設けることも出来る。

医療用では、必要とされる圧力が低いので今まで述べた袋状フィルターで何ら支障が無いが、袋状フィルターを、澎張した時の体積

_{2 0} よりも小さい容積の、そして影張圧力で変形したり伸びたりしないプラスチック等による箱又は袋を設け、その中に収容することにより耐圧を高める事も良い。袋状フィルターはこの中では、箱又は袋の内壁に押し付けられ、それ以上フィルターの壁材、シール部分が引っ張られなくなるので玻袋したり、シール部分が剥がれたりする

_{2 5} 事がない。フィルタ—膜もぴったり押し付けられるので、二次側には効果的なスぺ—サーを入れる必要があるが、袋状フィルターの耐圧はこの補強箱又はカバーの強度の限度まで上がる。箱に応用した形状としては、図には無いが、袋状フィルタ一を入れて、一次側の外袋のフイルムが、フィルター膜の隅々まで流体が流れて行くのに必要な最小限の隙間にすれば、シール部分も広角度で開くような力も爨かないが、念のためさらに縁のシール部分を強く挟むようにすれば 5 K gノ c m ² 程度では充分な耐圧性を持つ。これら補強箱又はカバーは、倔々の袋状フィルターに付けても良いが簡単に脱着出

5 来るようにして緣返し使用すればコストも下がる。

今までの例はフィルター膜の両僂が袋状空間であつたが、その構成要素である片側袋状空間も、ヒートシールで筒単に製作出来るのでそれなりの利用法がある。例えば包装材のトレ—のように、出口スぺーサ—、サポートスクリーンを組み入れた二次僂室を 0 . 8 m t o m程度の厚みのポリエチレンシートで真空成形する。フィルター腠を成形物に密着させるのはむずかしいが、フイルムはフイルム側からのヒートシールにより、楽にできるので、先に一次 ffl袋状フィルターを製作し、そのフィルター膜とフィルムの溶着個所を、後で行う成形物とフィルムとの溶着俚所の内側になるようにしておけば良 5 い。二次側室はこの場合、フィルムとトレーのような成形物ということになる。この例も閉じた回路のフィルターであつたが、回路が一部解放されている場合は、フィルター膜の反対 «は、空調機や培地は大気中であったり、液体クロマトグラフィーの試薬吸引用フィルターは容器であったりするので、本発明の一次倒袋状フィルタ— 。又は二次側袋状フィルターをそのまま、入口又は出口を目的物に ¾ した形状にすることで利用出来る。

以上の説明は、流休の漏れない外袋の材質として単休又はナイ口ンフイルム等を裏貼りしたポリエチレンフイルムを、又フィルター膜の材質としてポリスルフォン多孔質膜としたもので、加工上も、₅ 性能上も非常に優れたものであるが、本発明の材質はこれらに限定されるものではなく、浣体の性質等により、フィルター膜は P P 、 P V C、ビニールノアクリル共重合体等の不織布も含めたプラスチック多孔質膜を使い分ければよく、又外袋もそれに合わせて P P 、 P V C、エチレン齚ビ共重合体等、フィルタ—膜と同じ材質か、異なる材質の場合はフィルター膜の材質よりも低い溶融温度の熱溶着性プラスチックフィルムを用いれば良い，出入口、成形物はそれと同材質である。そして包装用袋と同様ポリエステル、アルミ箔等を貼り合わせた複合フィルムが加工上、強度上も優れているので、請求の範囲においても単体だけでなく、それらを含むものである。更に、以上の例は溶着で行って来たが、流休に影饔のない場合にはホットメル卜ゃ接着剤等を用いて接着しても、袋状フィルターの効果は同じように期待し得る。

1 0 産業上の利用可能性

ハウジングが成型物、板金加工等で作られたものでなく、アラスチックフィルムによるので、大面積のフィルターでも、アラスチック製袋工程の要領で、非常に箇単に、安値に作ることが出来る。又フィルターの機能としては、医療用のファイナルフィルタ—等には i s そのまま使用出来、補強箱又はカバーを使用すれば 5 K g Z c m ² 程度の圧力には充分耐えられる、複数のフィルター腠を併設する事が出来る、エアーベンチレーシヨン、逆止弁を箇単に設けられる、培地等以外にフィルター膜を利用することも出来るなど、何ら通常のフィルターと変わる事がない，

さらに外袋のフイルムは透明になるので透明な成型物のフィルタ一と同様、フィルター膜の様子が見れるが、さらに、一次翻室のふくらみ具合で流体の圧力、目のつまり具合等を目視することが出来るので一層保守が楽である、外袋の上から押し出すなどしてフィルタ一内の残量を非常に少なく出来る、外袋にじかに印 ¾してそのフィルターに必要な事柄を明示しやすい、使用するまでカサばらず軽いので保管が楽である、製造方法にもよるが、袋状フィルターを連緣した形にして供耠する、帯のように長尺にして卷いた面積の大きいフィルタ一を作れる等、本発明のフィルターには、一般のフィルターにない数多くの利点をさらに付け加えることが出来る，

Claims

請求の範囲

( 1 ) ボリエチレン等の、フィルター膜と同材質の、又は異種の材質の場合はより低い溶融温度の熱溶着性プラスチックフィルム（以下フィルムと言う）と、ボリスルフォン等のプラスチックフィルタ —膜（以下フィルター膜と言う）とで構成され、上記フィルム同志

5 を重ねて目的の流体が漏れないようにヒートシール等で全周囲を溶着して作られた閉じた袋（以下外袋と言う）の内側の壁面に重ねて又はその貼り合わせ部分に挟んで、上記フィルタ—膜を平面状にして、又は上記フィルムを溶着して拡大して、又は袋状にして、ヒートシール等で溶着し、外袋の内部空囿を 2又はそれ以上の空閤に区

! 0 分し、各々の袋状空閤に出入口を設けてなる袋状フィルター，

( 2 ) ボリエチレン等の、フィルタ一展と同材質の、又は異種の材質の場合はより低い溶融; a度の熱溶着性プラスチックフィルムと、ポリスルフォン等のプラスチックフィルター膜とで檳成され、上記フィルムを、上記フィルタ—腠単独又は上記フィルムを溶着して拡

I S 大したものの両側に重ね、ヒートシール等で縁の全周囲を溶着して二層の閉じた袋状空間を作り、それと前後して各々の袋状空問に出入口を設けてなる袋状フィルター。

( 3 ) ボリエチレン等の、フィルター膜と同材質の、又は異種の材質の場合はより低い溶融温度の煞溶着性プラスチックフィルムと、 0 ポリスルフォン等のアラスチックフィルター膜とで構成され、上記フィルムを、上記フィルタ一膜単独又は上記フィルムを溶着して拡大したものに重ね、縁の全周囲をヒートシール等で溶着して閉じた袋状空間を作り、それと前後して入口を設けてなる一次 a袋状フィルター、又は出口を設けてなる二次側袋状フィルタ一。

5

( 4 ) ポリエチレン等の、フィルター膜と同材質の、又は異種の材質の場合はより低い溶融温度の熱溶着性アラスチックフィルムと、ポリスルフォン等のアラスチックフィルター膜とで榱成され、上記フィルムを、上記フィルター膜単独又は上記フィルムを溶着して拡大したものに重ね、緣の全周囲をヒートシール等で溶着して閉じた袋状空間を作り、それと前後して上記フイルムによるフイルム製の又はチューブによる入口を設けてなる一次髓袋状フィルター、あるいはフィルム製の、又はチューブによる出口を設けてなる二次側袋状フィルター。

( 5 ) ボリエチレン等の、フィルター膜と同材質の、又は異種の材質の場合はより低い溶融温度の熟溶着性プラスチックフィルムと、フィルムと同材質の成形物と、ボリスルフォン等のプラスチックフィルター膜とで構成され、上記フィルムを上記フィルター膜単独又は上記フィルムを溶着して拡大したものに重ね、縁の全周囲をヒートシール等で溶着して、設けた入口を除き閉じた袋（一次 «室）を作り、更にそれを、そのフィルター膜を内 «にして出口、スベーサ一、サポーター等二次側室として必要になる機能を形成した上記成形物に重ねてその緣に、フィルター膜との接合部より外側に出ているフィルム部分をヒートシール等で溶着してなる一次側袋状フィルタ一》

( 6 ) 目的の浣体が漏れないアラスチックフィルムと、ポリスルフオン等のアラスチックフィルタ—膜とで構成され、上記フィルム同士を重ね、目的の流体が漏れないように接着荊等で全周囲を接着して作られた、閉じた袋（外袋）の内側の壁面に重ねて、又はその貼り合わせ部分に挟んで、上記フィルタ一膜を平面状にして、又は周囲に上記フィルムを貼り合わせて広げて、又は袋状にして、接着 ¾ 等で接着し、外袋の内都空閎を 2又はそれ以上の空間に区分し、各々の袋状空間に出入口を設けてなる袋状フィルタ—。

( 7 ) 浣体が水溶液等の場合、フィルター膜にフィルムを溶着して拡大したものに続けて、又はそのフィルムに窓を開けて、ポリ四弗化工チレン等の疎水性フィルター膜を溶着して、合成したフィルタ一膜とすることにより、水溶液中のェヤーを浣路方向に逃がす回路を設けた、上記（ 1 ) 乃至（ 6 ) の袋状フィルター

( 8 ) 流体が水溶液等の場合、フィルター一次側室の外袋の壁面に窓を開けて、ポリ四弗化工チレン等の疎水性フィルター膜を溶着することにより、水溶液中のェヤーを流路の外に透がす回路を設けた上記（ 1 ) 乃至（ 6 ) の袋状フィルター

( 9 ) 外袋が必要以上には張出来ない内部空閤を持つことを特徴とする箱又は袋からなる、上記（ 1 ) 乃至（ 6 ) の袋状フィルターの補強箱又はカバー。