JPH04150929A - 円筒波形状フィルター装置 - 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］ 本発明はろ過媒体として親水性の微多孔質膜を用いる円
筒波形状フィルターに関するものである。

特に製薬工業における無菌ろ過、半導体製造工業におけ
る超純水製造プロセスの保安フィルターアルコール飲料
製造工業における細菌、カビ、酵母の除去などに用いら
れる円筒波形状フィルター装置に関するものである。

［従来技術〕 円筒波形状フィルター装置は５ミクロン乃至０゜１ミク
ロンまたはそれ以下の微多孔性膜シートを波形状にプリ
ーツ加工したもので、懸濁粒子、細菌などの除去を目的
として使用される。微多孔質膜は流体の流れに対する抵
抗をできるだけ少くするため、膜厚みをできるだけ蒲（
することが好ましい。しかしながら、これは微多孔質膜
の強度を弱くすることとなり、流体の入口および出口の
両方向すなわち微多孔質膜の一次側および二次側から加
えられる圧力によっであるいは組立中や組立終了後の操
作によって微多孔質膜が破損する原因となる。このため
微多孔質膜の保護を目的として、不織布やメツシュなど
比較的ろ過抵抗の少ないシート状支持体によって微多孔
質膜の両側を補強することが行われている。また、円筒
波形状フィルター装置は円筒の両端にある開口を非多孔
性のシール材で封止して、流体を微多孔質膜へ強制的に
通過させる構造になっている。このため、ろ過操作、滅
菌操作等で微多孔質膜に外力が加わった時、円筒波形状
フィルター装置両端封止部には応力集中が生じることと
なり、膜の破損がこの両端封止部で起こり易くなる。し
かしながら、この円筒波形状フィルター装置の用途であ
る製薬工業における無菌ろ過、半導体製造工業における
超純水製造プロセスの微粒子、無菌の補足、アルコール
飲料製造工業における細菌、カビ、酵母の除去などでは
微多孔質膜が製造プロセスで破損してろ液が微多孔質膜
をバイパスすることが決してあってはならないことであ
る。ろ液が微多孔質膜の破損によって微多孔質膜をバイ
パスすると汚染物質が患者の血液中に混入して患者に重
篤な結果をもたらしたり、半導体製品歩留を低下させた
り、アルコール飲料の酸敗をもたらす原因となる。

円筒波形状フィルターの両端封止部の補強方法としては
特公表昭５９−５０１２５１号記載の熱可塑性樹脂をラ
ミネートする方法、米国特許第３４０７．２５２号記載
のヒートシール可能な結合剤のリボンまたはテープを利
用する方法、米国特許第２．６６３．６６０号記載の微
多孔質膜の細長いストリップを利用する方法がある６　
しかしながら、ヒートシール可能な結合剤のリボンまた
はテープを利用する補強法、熱可塑性樹脂のラミネート
補強法では滅菌などの高温熱処理によって膜と補強リボ
ン・テープとが剥離して膜強度が十分でなくなるために
膜が破損してしまうという欠点もあった。また、補強に
用いたリボン・テープ、微多孔質の厚みのために、非補
強部で膜と補強用支持体との間に間隙が生し、補強用支
持体の効果が低下して膜が破損してしまうという欠点が
あった。

［発明が解決しようとする課題〕 本発明は膜と補強用支持体との間隙が無く、熱、圧力に
よる微多孔質膜の破損が起らない、特に応力集中がおこ
る両端封止部での微多孔質膜の破損が起こらない耐熱性
のある円筒波形状フィルターの両端封止部の補強方法を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段） すなわち、本発明の微多孔質膜の両端封止部の補強方法
は、 （１）微多孔質膜を２枚の補強用支持体の間に挟み、円
筒波形状に成形した微多孔性フィルター素子を、円筒の
外面および内面を多孔性保護部材で包み、円筒の両端を
非多孔性の素材で密封して一体に成形した円筒状フィル
ター装置において、非多孔性の密封部に隣接する微多孔
質フィルターの両端封止部で微多孔質膜と補強用支持体
とを相互に接着剤で接合すること。

（２）接着剤が反応性ホ７）メルト接着剤であること。

（３）反応性ホントメルト接着剤がウレタン系プレポリ
マーであること。

によって達成された。

発明を実施するための好適な態様を第１図から第３図の
本発明による円筒波形状フィルター装置の代表的具体例
で模式的に示した。以下乙ここの図面を参照しつつ本発
明の方法について詳細に説明する。ただし、素材などは
これに限定されるものではない。

第１図は円筒波形状に加工されたフィルター装置の構成
要素を示すものである。フィルター構成要素はパンキン
１、非多孔性端部封止部２、外面多孔性保護部材３、内
面多孔性保護部材４、補強用支持体５、微多孔質膜６か
らなっている。微多孔質膜、補強用支持体、外面多孔性
保護部材、内面多孔性保護部材は非多孔性端部封止部に
溶着されて一体に形成されている。微多孔質膜は保護用
支持体の間に保持され微多孔質膜の長さ方向に対して直
角方向にヒダ折りされて円筒状に形成されて、内外面の
多孔性保護部材により円筒の内側と外側をそれぞれ保持
されている。円筒状にヒダ折りされた微多孔質膜は両端
封止部によって内側と外側を分離される。このため流体
は微多孔質膜の外側から内側へと流れることになる。

第２図は本発明の円筒波形状フィルター装置の頂部方間
からながめた端部封止部を、第３図は本発明の円筒波形
状フィルター装置の側方からながめた端部封止部をそれ
ぞれ詳細に示したものである。微多孔質膜は保護用支持
体と接着材７によって相互に接合されて端部封止部に溶
着されている。

第４図は公知の方法で膜端部を補強した時の端部封止部
を第３図と同し方向から示したものである。補強用部材
８の厚みのために微多孔質膜と補強用支持体との間に隙
間９が生している。

本発明に用いる微多孔質膜は少なくとも０．１ミクロン
以上、好ましくは５ミクロンから０．１ミクロンの範囲
の有効細孔径を有する親水性の単層あるいは多層多孔質
膜、もしくは補強された単層あるいは多層多孔質膜であ
る。単独層の膜構造は実質的に対称性・等方性構造、非
対称性・異方性構造のいずれでも良い。膜素材は製膜可
能なポリマー材料であればいずれでも良く、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン等のオレフィン系ポリマー材料、６
ナイロン、６６ナイロン等のアミド系ポリマー材料、ポ
リアクリルニトリル等のアクリル系ポリマー材料、ポリ
スルホン、ポリエーテルスルホン等のスルホン系ホリマ
ー材料などが上げられる。本発明に用いる微多孔質膜補
強用支持体はシート状の不織布あるいはメツシュであっ
て、素材はシート状の不織布あるいはメソシュに形成加
工可能な素材であればいずれでも良く特に制限されるも
のではない。本発明に用いる接着剤としては、接着剤の
微多孔質膜への塗布の容易さと、微多孔質膜と保護用支
持体との接着強度を両立させるためには、反応性ホ・ン
トメルト接着剤が好ましい。

また接着部の耐衝撃性を良好に保つためにもゴム的性質
を持つウレタン系の素材が好ましい。ウレタン系反応性
ホットメルト接着剤としはて、加熱による架橋反応を利
用した加熱硬化型ホントメルト接着剤、たとえばブロッ
ク化イソシアネート系接着剤、湿気による架橋反応を利
用した湿気硬化型イソシアネート系接着側、たとえばウ
レタンプレポリマー型接着剤がある。使用に関して特に
限定するものではないが、前者の加熱硬化型は硬化のた
めに相当温度の加熱が必要であり膜素材の耐熱性が限定
される欠点があるため、後者の湿気硬化型反応性ホント
メルト接着剤が好ましい。

（実施例） 以下に実施例をあげて本発明を更に詳しく説明するが、
本発明はその主旨を越えない限り実施例に限定されるも
のではない。

実施例１ ポリスルホン系微多孔質膜の両端部に１２０°Ｃに加熱
した反応性ホットメルト系接着剤ニスダイン９６０７　
Ｃ積水化学工業製］をアプリケータより吐出塗布し、ポ
リエステル系不織布を重ねた後、ロールに巻き取り微多
孔膜ロールを作成した。このロールをプリーツマシーン
にて波形状にプリーツし一定寸法を円筒状に加工し、カ
ートリッジフィルターに組み立てた。これを、１３０°
Ｃ水蒸気中で４０分間加熱処理と２．　５ｋｇ／ｃｎ、
５分の加圧操作とを繰り返し２０回行った結果、膜端部
封止部での膜の破損を確認できなかった。

実施例２ 反応性ホットメルト接着剤としてニスダイン９６０６を
使用した以外実施例１と同様の加工を施したカートリッ
ジフィルターを１３０℃水蒸気中で４０分間加熱処理と
２．　５ｋｇ／ｃｉｌ、５分の加圧操作とを繰り返し２
０回行った結果、膜端部封止部での膜の破損を確認でき
なかった。

比較例１ ポリスルホン系微多孔質膜の両端部に高密度ポリエチレ
ンと低密度ポリエチレンを共押し出したラミネート用フ
ィルムを１４０　’Ｃでヒートシール補強した。この膜
をポリエステル系不織布と共にプリーツ加工してカート
リッジフィルターを組み立てた。これを、１３０°Ｃ水
蒸気中で４０分間加熱処理と２．　５ｋｇ／ＣＩ！、５
分の加圧操作とを繰り返し２０回行った結果、膜端部封
止部でラミ７−トフイルムの剥離が起こり膜の破損がｆ
！認できた。

また、微多孔質膜と補強用支持体との間隙が大きな箇所
で微多孔質膜プリーツ部にクランクが生した。

比較例２ ポリスルホン系微多孔質膜の両端にラミネート用ポリプ
ロピレンフィルムを１５０°Ｃでヒートシール補強した
。この膜をポリエステル系不織布と共にプリーツ加工し
てカートリッジフィルターを組み立てた。これを、１３
０°Ｃ水蒸気中で４０分間加熱処理と２．　５ｋｇ／ｃ
−ｄ、５分の加圧操作とを繰り返し２０回行った結果、
膜端部封止部でラミネートフィルムの剥離が起こり膜の
破損が確認できた。

比較例３ ポリスルホン系微多孔質膜の両端を同一素材の微多孔質
膜からなるストリップを重ねて補強した。

この膜をポリエステル系不織布と共にプリーツ加工して
カートリッジフィルターを組み立て、１３０″Ｃ水蒸気
中で４０分間加熱処理と２．　５ｋｇ／ｃＪ、５分の加
圧操作とを繰り返し２０回行った結果、膜端部封止部で
補強微多孔質膜と膜とに破損が確認できた。

〔発明の効果〕

円筒波形状フィルターの両端シール部で、保護用支持体
シートと微多孔質膜とを反応性ホントメルト接着剤で相
互に接着させることにより、熱および圧力を繰り返した
時に端部封止部に生しる応力集中による微多孔ｔｉｌｌ
の破損を防止する効果ができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の円筒波形状フィルター装置の部材構成
図、第２図は本発明の円筒波形状フィルター装置の頂部
方向から見た端部封止部、第３図は本発明の円筒波形状
フィルター装置の側部方向から見た端部封止部、第４図
は公知の方法で膜端部を補強した時の端部封止部を第３
図と同し方向から示したものである。 ［符号の説明］ １、　パツキン　　　　　２．　非多孔性端部封止部３
、　外面多孔性保護部材 ４、　内面多孔性保護部材 ５、　補強用支持体　　　６、　微多孔質膜７、接着剤
　　　　　　８．　補強用部材９゜ 間隙

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）微多孔質膜を２枚の補強用支持体の間に挟み、円
   筒波形状に成形した微多孔性フィルター素子を、円筒の
   外面および内面を多孔性保護部材で包み、円筒の両端を
   非多孔性の素材で密封して一体に成形した円筒状フィル
   ター装置において、非多孔性の密封部に隣接する微多孔
   質フィルターの両端封止部で微多孔質膜と補強用支持体
   とを相互に接着剤で接合することを特徴とする円筒状微
   多孔性フィルター装置。
2. （２）接着剤が反応性ホットメルト接着剤であることを
   特徴とする特許請求範囲（１）記載の円筒状多孔質フィ
   ルター装置。
3. （３）反応性ホットメルト接着剤がウレタン系プレポリ
   マーである特許請求範囲（２）記載の円筒状多孔質フィ
   ルター装置。