JPH0618574Y2 - 円筒型フイルタ−エレメント - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、半導体工業、医療分野、微生物研究分野等に
おいて、比較的少量の流体中に混在する微粒子や微生物
を除去しようとするための微細多孔膜を用いた小型の円
筒型フィルターに関し、特に、流体が逆流した場合に発
生する逆圧により、微細多孔膜が破損又は延伸による性
能が変化するのを防ぐと共に、微細多孔膜がフィルター
ハウジングに密着し流れが閉塞することを防止し、更に
通常の流れ状態にあって、プレフィルターの機能を併せ
もつ保護外筒を備えた円筒型フィルターエレメントに係
わるものである。

（従来の技術） 一般に、流体中のミクロンオーダー乃至はサブミクロン
オーダーの微粒子や微生物を確実に除去するためには、
各種合成樹脂よりなる微細多孔性薄膜、いわゆる、メン
ブレンフィルターが盛んに用いられている。

これら微細多孔性薄膜は、厚みが１０〜２００ミクロン
と極めて薄く、かつ合成樹脂よりなる多孔質のため、強
度的には非常に脆弱であり、その取扱においては、十分
な注意が必要となる。このため、微細多孔性薄膜は通
常、微細パターンの多数のリブを有する支持体と共に使
用される。また、微細多孔性薄膜に加わる濾過圧力も微
少圧力、流量も少ない場合が多い。

濾過器の形態としては、通常、円盤型の微細多孔性薄膜
を２枚の支持体で挟む形が多く用いられるが、微細多孔
性薄膜の応用範囲が広がるにつれ、大流量、高圧で使用
できる濾過器の需要も高くなってきた。従来の円盤型濾
過器形態のまま、この要求に対応しようとすると、濾過
器自体が巨大化してしまい、とても実用に供するもので
はなくなる。このため、脆弱な微細多孔性薄膜を用いた
濾過器を如何に小型化するか、といった点に多くの工夫
がなされてきている。大流量用としては、微細多孔性薄
膜をひだ折りした、いわゆるプリーツカートリッジタイ
プや円盤膜を多層に重ねた積層タイプなどが知られてい
る。

一方、少流量用には、用いる微細多孔性薄膜の面積が少
なすぎるため、プリーツカートリッジタイプや積層構造
を適用するには、技術的、コスト的に困難があった。唯
一、円筒型の膜支持体に微細多孔性薄膜を巻き付けた円
筒タイプ濾過器が知られていた。

（考案が解決しようとする問題点） 従来、このような微細多孔性薄膜を用いた小型の濾過器
としては、円筒型の膜支持体に微細多孔性薄膜を巻き付
けたものが知られており、医療分野における点滴注射等
の低圧、低流量用として使用されている。しかし、最近
では、ポンプを用いた長時間にわたる点滴注射が行なわ
れたり、高圧ガスラインに使用される用途も開発されて
きている。しかし、この円筒型フイルターは、２枚の円
盤状支持体により挟み込んだ本来の濾過器に比べ、逆方
向の流れにより膜が破損しやすい構造となってしまう。
即ち、円筒状の支持体と接触する方向には強いが、支持
体から膜が剥がれる方向の流れに対しては、膜が破損し
やすく、流体の逆流が起きた場合には、都合の悪いこと
となる。

このような状況において、当然のこととして、誤操作に
よる流体の逆流、ポンプの脈動による逆圧の発生が懸念
される。万一、このような逆圧によって、脆弱な微細多
孔性薄膜が破損した場合には、瞬時にしてフィルターと
しての機能が失われるばかりでなく、フィルターに捕捉
されていた大量の微粒子、微生物が一挙に流出しフィル
ターの２次側に過度の汚染を生じさせてしまうこととな
る。

また、微細多孔性薄膜が破損しないまでも、流体に脈動
等の繰返しの逆流現象がみられた場合、微細多孔性薄膜
に微振動が起こり、微細多孔性薄膜上に一度捕捉された
微粒子が脱落し下流側に流出することが知られており、
この場合も都合の悪いこととなる。

しかしながら、このような危険性があるにも拘らず、そ
の対策がなかなかとられないのは、膜支持体が円筒形状
であり、逆圧対策用の保護外筒を設けることは、対象が
小さいこともあり、技術的、コスト的にも見あわないも
のであった。

本考案は、技術的に容易でかつ低価格で、逆圧が生じた
時に微細多孔性薄膜が破損すること及び捕捉微粒子の脱
落による見掛けの濾過性能低下を防止すると共に、微細
多孔性薄膜のプレフィルターとしても機能しうる保護外
筒を有する微細多孔性薄膜を用いた小型の円筒型フィル
ターを提供することを目的とする。

（問題を解決するための手段） 本考案は、上記の目的を達成するため鋭意検討を行なっ
た結果、平板状微細多孔性薄膜の周縁部を円筒型膜支持
体の曲面及び平面において、恒久的に溶着したフィルタ
ーエレメントにおいて、溶着部を含む微細多孔性薄膜の
外面露出部分全てを円筒型熱収縮性多孔体により、被覆
したことにより完成された。

具体的には、対象の流体が正常な流れをする時、脆弱な
微細多孔性薄膜が濾過圧に抗し破損しないように、また
微細多孔性薄膜が極力微振動しないように、微細な多数
の突起を周縁に形成した円筒型の膜支持体の周縁及び平
面部において、適切な大きさに裁断した角型の微細多孔
性膜の周縁部を熱プレス等の方法により、恒久的に溶着
し、次いでモノフィラメント繊維等による熱収縮性の円
筒網を被せ、加熱によりこれを収縮させ、溶着部を含む
円筒型膜支持体に溶着した微細多孔性膜の外面露出表面
を全面的に被覆する構成を採用した。

（作用） 従って、本考案は、上記のように平板型微細多孔膜の周
縁部を、円筒型膜支持体に溶着し、この微細多孔膜の外
面露出部分を円筒型熱収縮性多孔体により被覆したか
ら、流体が逆流した場合に発生する逆圧が作用しても、
円筒型熱収縮性多孔体により、微細多孔膜は確実に保護
され、微細多孔膜が破損又は延伸による性能の低下がな
く、しかも、微細多孔膜がフィルターハウジングに密着
して流れが閉塞されるおそれも全くないばかりでなく、
更には、通常の流れ状態にあって、プレフィルターとし
ての機能をも併せ持つことになる。

（実施例） 第１図及び第２図は、本考案における円筒型フィルター
エレメントの一実施例を示したものである。

図面において、一方にフィルター流入口１を、他方にフ
ィルター流出口２を有するフィルターハウジング３を弗
素樹脂又は弗素樹脂共重合体或は金属等で成型する。こ
のフィルターハウジング３内に後述する円筒型フィルタ
ーエレメントを収納する。

円筒型フィルターエレメントは、平板型微細多孔膜６の
周縁部を、円筒型膜支持体１０に溶着し、この微細多孔
膜６の外面露出部分を円筒型熱収縮性多孔体５により被
覆する構成より成立している。

これを具体的に説明すると、円筒型膜支持体１０の両側
と長さ方向中央部に突起部７ｂを形成し、この突起部７
ｂに平板型微細多孔膜６を巻き回して、その周縁部を溶
着部７ａを介して溶着する。また、円筒型膜支持体１０
の外周には、突条部８と開口部９を設け、更に、円筒型
膜支持体１０の一側にフィルターハウジング３の内周面
間をシールするためのＯ−リング等のシーリング部材４
を装着し、他側に突起部１０ａを形成している。

円筒型膜支持体１０に熱溶着された平板型微細多孔膜６
の全体を円筒型熱収縮性多孔体５により被覆しており、
この円筒型熱収縮性多孔体５の最大孔径が平板型微細多
孔膜６の最大孔径の１０倍以上であり、また、この円筒
型熱収縮性多孔体５は継ぎ目なし筒条網を用いている。

上記した平板型微細多孔膜６は、本例においては、厚さ
１０〜５００ミクロン、最大孔径０．０１〜５ミクロ
ン、空孔率３０％以上である。

更には、平板型微細多孔膜６、円筒型膜支持体１０及び
円筒型熱収縮性多孔体５は、弗素樹脂又は弗素樹脂共重
合体で成型するようにしている。この弗素樹脂又は弗素
樹脂共重合体は、ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＥＰＥ，ＥＴＦ
Ｅ，ＥＣＴＦＥ，ＰＣＴＦＥ又はＰＶＤＦを用いること
ができる。

次に上記実施例の作用を説明する。

原流体は、フィルターハウジング３に形成したフィルタ
ー流入口１より流入し、円筒型膜支持体１０に周縁を熱
溶着された平板型微細多孔膜６を通過し清浄化され、突
条部８間の開口部９より円筒型膜支持体１０の内部に流
れ込み、フィルターハウジング３に形成されたフィルタ
ー流出口２より清浄化流体として流出する。

平板型微細多孔膜６を通過したことにより、清浄化され
た清浄流体に原流体が混入することによる汚染を防止す
るため、フィルターハウジング３と円筒型膜支持体１０
とはＯ−リング等の適切なシーリング部材４にとって遮
断される。

更に、円筒型膜支持体１０に熱溶着された平板型微細多
孔膜６の全体を円筒型熱収縮性多孔体５により被覆し
て、事故或は、ポンプ等の送液手段の脈動による流体の
逆流による平板型微細多孔膜６の破損の防止、或は平板
型微細多孔膜６の振動による捕捉微粒子の脱落防止を図
っている。

（考案の効果） パイプ乃至はチューブ等の配管の途中に設けるいわゆる
インラインフィルターにおいては、運転者の誤操作或
は、装置の故障等により流体が本来の流れとは逆方向に
流れることが考えられる。このような逆流が生じた場
合、微細多孔性薄膜を用いたフィルターにおいては、素
材が極めて脆弱なため、微細多孔性薄膜が延伸され、濾
過性能の変化が生じる危険性がある。更に、多量の流体
が瞬時に逆流した場合には、微細多孔性薄膜の破損に至
ることも考えられる。

一方、ポンプ等の送液手段を用いた場合、本来の通常方
向の流れにおいても脈動による微量の逆流は絶えず観察
されるのが常であり、これら脈動が起こると微細多孔性
薄膜も微振動を起こし、微細多孔性薄膜に一度捕捉され
た微粒子が脱落し、下流に流出し清浄化流体を汚染する
こととなる。

本考案においては、平板型微細多孔膜の周縁部を、円筒
型膜支持体に溶着したフィルターエレメントにおいて、
上記した微細多孔膜の外面露出部分を円筒型熱収縮性多
孔体により被覆したので、上記の問題点を一挙に解決す
ることができ、具体的には、これら大量或は少量の逆流
に対しても、微細多孔性薄膜の破損、微細多孔性薄膜の
変形による性能変化域は、微細多孔性薄膜の微振動によ
る捕捉微粒子の脱落による見掛けの濾過効率低下等を確
実に防止することができる。

また、連続的に製造した円筒型熱収縮性多孔体を用いる
ことにより、装着も容易に行なえ製品のコストに与える
影響も少ない。

また、円筒型熱収縮性多孔体よりなる保護外筒の目開き
を適切に選定することにより、微細多孔性薄膜のプレフ
ィルターとして機能させることも可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案における円筒型フィルターエレメント
の一実施例を示した横断面図、第２図は、同上の縦断面
図である。 １……フィルター流入口、２……フィルター流出口、３
……フィルターハウジング、４……シーリング部材、５
……円筒型熱収縮性多孔体、６……平板型微細多孔薄
膜、７ａ……溶着部、７ｂ……突起部、１０……円筒型
膜支持体。

Claims (6)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】平板型微細多孔膜の周縁部を、円筒型膜支
   持体に溶着したフィルターエレメントにおいて、上記し
   た微細多孔膜の外面露出部分を円筒型熱収縮性多孔体に
   より被覆したことを特徴とする円筒型フィルターエレメ
   ント。
2. 【請求項２】平板型微細多孔膜が、厚さ１０〜５００ミ
   クロン、最大孔径０．０１〜５ミクロン、空孔率３０％
   以上である実用新案登録請求の範囲第１項記載の円筒型
   フィルターエレメント。
3. 【請求項３】平板型微細多孔膜、円筒型膜支持体及び円
   筒型熱収縮性多孔体が弗素樹脂又は弗素樹脂共重合体で
   ある実用新案登録請求の範囲第１項又は第２項記載の円
   筒型フィルターエレメント。
4. 【請求項４】弗素樹脂又は弗素樹脂共重合体がＰＴＦ
   Ｅ，ＰＦＡ，ＥＰＥ，ＥＴＦＥ，ＥＣＴＦＥ，ＰＣＴＦ
   Ｅ又はＰＶＤＦであることを特徴とする実用新案登録請
   求の範囲第１項乃至第３項記載の円筒型フィルターエレ
   メント。
5. 【請求項５】円筒型熱収縮性多孔体の最大孔径が平板型
   微細多孔膜の最大孔径の１０倍以上であること実用新案
   登録請求の範囲第１項乃至第４項記載の円筒型フィルタ
   ーエレメント。
6. 【請求項６】円筒型熱収縮性多孔体が継ぎ目なし筒状網
   である実用新案登録請求の範囲第１項乃至第５項記載の
   円筒型フィルターエレメント。