JPH0671535B2

JPH0671535B2 - 平板薄膜積層型フイルタ−

Info

Publication number: JPH0671535B2
Application number: JP61072444A
Authority: JP
Inventors: 正春渡辺; 孝志門前
Original assignee: Kitz Corp
Current assignee: Kitz Corp
Priority date: 1986-04-01
Filing date: 1986-04-01
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPS62258708A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、多孔性薄膜を用いて、液体又は気体の原流体
中より微生物或は微粒子等を分離するための平板薄膜積
層型フィルターに関し、特に最大細孔径0.01〜10μｍの
無数の連続通孔を有する多孔性薄膜を利用し、この多孔
性薄膜を支持体及びスペーサ等と共に交互に積層した特
殊構造の平板薄膜積層型フィルターに関するものであ
る。

（従来の技術）平板状多孔性薄膜は、開孔率が60〜80％と高く、その機
械的強度は著しく脆弱であるため、通常、フィルターと
して用いる場合は、平板を折り曲げることなく支持体上
に配置し、またガスケットによって封止するなどの方法
を採用している。

しかし、半導体産業或は医薬品産業等において、大量の
流体を処理する必要性が生じた場合に、平板膜をそのま
ま使用すると、濾過器ハウジングが巨大化してしまうた
め、平板膜の折り曲げによる破損の危険性を承知の上
で、いわゆるプリーツ型のカートリッジフィルターが提
案されており、この商品化が行われている。

上記の状況下において、近時、いわゆる使い捨て型のフ
ィルターエレメントが開発されているが、これは多数の
小型平板膜を支持体やスペーサと共に積層し、平板膜の
折り曲げを避けた構造であるが、この種のフィルターに
も欠点を有している。

即ち、使い捨てタイプのフィルターは、構造が複雑で、
組立工程が難しく、しかも、膜を封止するための封止構
造を必要とするばかりでなく使い捨て製品であるため、
上記した平板膜をそのまま用いる場合或は通常のプリー
ツカートリッジフィルターの場合に比較してどうしても
コストアップとなることは否めない問題であった。

そこで、従来より使い捨てタイプの積層型フィルターと
して、次のような改良構造が提案されている。

例えば、特開昭56−129016号公報或は実開昭59−102111
号公報に開示されている。

前者は、第11図Ａ、Ｂ並びに第12図Ａ乃至Ｃに示すよう
に、射出成型により成型された多数のリブ1aを有する支
持体１又は支持体６の上下面に、全体を溶剤に浸漬した
多孔性薄膜２を接着し、これを積層して積層構造に構成
し、上部に流出部３を設けた保護板４と、下部に保護板
５を設けたものであり、第11図における多孔性薄膜は、
互いに形状の異なった多孔性薄膜2aと多孔性薄膜2bを支
持体１の上下面に接着している。また、第12図における
支持体６は、互いに形状の異なった上板6aと下板6bを組
合せたものである。

後者は、同公報に示されているように、複数の支持板を
適当な間隔で積層し、各支持板の両面を多孔性薄膜で被
覆し、原流体流通通路側の積層間にスペーサを設けると
共に、多孔性薄膜同志を外周部及び内周部でシールした
ベローズ状構造を採用している。

（発明が解決しようとする問題点）然し乍ら、上記した従来例によると、次のような問題点
がある。

即ち、前者は、膜間から清浄流体を取り出すための構造
上、多孔性薄膜2aとこれとは形状の異なった多孔性薄膜
2bを必要とし、又は別形態では、支持体６が、形状の異
なった上板6aと下板6bを組合せたものであるから、部品
コストないしは組立コストのアップになっている。更
に、多孔性薄膜２全体を溶剤に浸漬するので、多孔性薄
膜２或は支持体１、６に不必要な侵襲を与え、かつ残留
する溶剤の影響等があり、また多孔性薄膜２の全体を支
持体１、６上のリブ1aに固着するので、実質的膜面積の
損失がある等の問題点を有している。

後者は、各支持板の両面を多孔性薄膜で被覆し、原流体
流通路側の積層間にスペーサを設け、多孔性薄膜同志を
外周部及び内周部でシールしたベローズ状構造により構
成されているものであるから、外周又は内周何れかを先
にシールするにしても、膜同志をシールする限りにおい
ては後からシールする方は、物理的に非常に不自然で困
難なシール方法を取らざるを得ないため、極めてシール
性が不確実であると共に、組立方法も複雑であってコス
トの低減とは相反する手段であるといわざるをえない。

本発明は、上記した従来の問題点を解決するために開発
したもので、部品コスト、組立コストはもとより封止の
確実性といった全ての条件を具備した使い捨てタイプの
平板薄膜積層型フィルターを提供することを目的として
いる。

（問題点を解決するための手段）上記の目的を達成するため、本発明は、熱可塑性合成樹
脂製の平板状の多孔性薄膜内に支持体を内包し、この多
孔性薄膜をスペーサを介在させて複数枚積層した平板薄
膜積層型フィルターにおいて、上記支持体を内包させて
二枚の同一形状の多孔性薄膜を重ね合せ、この多孔性薄
膜の清浄流体取出用開口部の近傍位置を除く多孔性薄膜
の周縁部同志を封止してフィルターユニットを形成し、
各多孔性薄膜の開口部の近傍外表面に、多孔性薄膜を溶
解しない溶剤で合成樹脂製ガスケットの表面を浸漬溶解
させたガスケットを押圧させてガスケットの表面の溶剤
を前記した多孔性薄膜の無数の連続通孔に入り込ませて
前記フィルターユニットとガスケットを液密封止すると
共に、前記したガスケットの外周面にスペーサの開口部
を嵌着させてフィルターユニット間にスペーサを介在さ
せて積層体を構成するようにした。

（作用）依って、本発明によると、二枚の同一形状の多孔性薄膜
を重ね合せて支持体を内包させたので、多孔性薄膜は濾
過圧に抗して確実に保持され、かつ清浄流体流路が形成
される。しかも、この多孔性薄膜の清浄流体取出用開口
部の近傍を除く多孔性薄膜の周縁部同志を溶着してフィ
ルターユニットを形成したので、組立てが容易であるば
かりでなく恒久的な封止機能を発揮し、また、多数のフ
ィルターユニットをスペーサを介在させて積層したの
で、原流体の流路確保が有効に行われ、清浄流体側から
の逆圧に確実に抵抗できることになる。更に、各多孔性
薄膜の開口部の近傍外表面に、多孔性薄膜を溶解しない
溶剤で合成樹脂製ガスケットの表面を浸漬溶解させたガ
スケットを押圧させてガスケットの表面の溶剤を前記し
た多孔性薄膜の無数の連続通孔に入り込ませて前記フィ
ルターユニットとガスケットを液密封止したので、組立
工程が簡易化されると共に、封止機能が確実であるた
め、清浄流体（濾液、清浄気体）と原流体（原液、汚染
気体）との混合を回避でき、液体又は気体の流体中の微
生物や微粒子を分離して流出口より流出させることがで
きる。

（実施例）第１図乃至第４図は、本発明における平板薄膜積層型フ
ィルターの一実施例を示したもので、第１図は全濾過型
の断面図、第２図はクロスフロー型の断面図、第３図は
全濾過型の他例を示した断面図、第４図はクロスフロー
型の他例を示した断面図である。

図面において、11は最大孔径が０、01〜10μｍ程度の無
数の連続通孔を有する平板状の多孔性薄膜であり、本例
における多孔性薄膜11は円形状を呈し、更に、第１図
（全濾過型）において中央部に清浄流体（濾液）取出用
開口部11aをあけ、第２図（クロスフロー式）において
は左右平面に２個の清浄流体取出用開口部11b、11cと中
央開口部11dを形成する。二枚の同一形状の多孔性薄膜1
1、11を円形シート状の支持体12を内包させて重ね合
せ、この多孔性薄膜11の清浄流体取出用開口部11a乃至1
1cの近傍位置を除く多孔性薄膜11の周縁部同志11e,11f
を熱プレス等の手段によって溶着して封止し、フィルタ
ーユニット13を形成する。多数のフィルターユニット13
を、開口部14aを有し、かつ、リブ面を有するスペーサ1
4を介在させて積層すると共に、前記スペーサ14に一体
に又は別体に設けたリング状のガスケット15と前記した
多孔性薄膜11の清浄流体取出用開口部の近傍外表面に少
量の溶剤で接着して積層体16を構成する。

上記した支持体12或はスペーサ14は、射出成型に比べ生
産性の良い連続した加工法によって成型されるメッシ
ュ、不織布、織布等の多孔体又は押出成型等によって成
型された表面に均一な凹凸を有するシート板などを選択
し、比較的安価な素材を打ち抜くことによって容易に得
ることができる。

また、スペーサ14には一体に又は別体にガスケット15を
設けるが、本例においては、スペーサ14の開口に嵌合し
た別体のガスケット15を設けている。前記した多孔性薄
膜11の清浄流体取出用開口部の近傍外表面に溶剤で溶着
して封止の確実性を図っているが、通常合成樹脂材質を
溶剤により相互に接着する場合は、相互の素材に相溶性
が有るものを選び、かつ互いに溶解する溶剤を用いる
が、本実施例における多孔性薄膜11の溶剤接着において
はむしろこの原理は適用されない。

即ち、多孔性薄膜11は、溶解しないが、対象となる合成
樹脂製のガスケット15を溶解する溶剤を用い、ガスケッ
ト15の表面を溶解させ、次いで、多孔性薄膜11を押圧す
ると、ガスケット15の表面の溶解した樹脂が多孔性薄膜
11の無数の連続通孔に入り込み確実に接着封止される。
また、この溶剤に沸点の極力低いものを用いれば、溶剤
の残留による毒性の問題や部材の経時的な劣化もほとん
どなく、実質的に熱溶着と同様な効果が得られる。具体
的な組合せとして列挙すると、例えば、酢酸セルロース
の多孔性薄膜の場合は、ガスケットは、ポリサルフォン
又はポリカーボネート等とし、溶剤としてはトリクロロ
エチレンを用いるのが良い。ポリアミド、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、フッ素系樹脂等、比較的耐溶剤性の
高い多孔性薄膜を用いれば、かなりの広範な溶剤及びガ
スケット材質が選定できる。

また、積層体16の積層方向両端に内面にリブを有する保
護部材17、18を設け、この保護部材の一方又は双方に原
流体流入口19と清浄流体流出口20を設ける。第１図にお
いて、保護部材17に清浄流体流出口20を設けた例であ
り、第２図において、保護部材17に原流体流入口19と清
浄流体流出口20、20を設けた例である。

更に、第３図に示すように、積層体16に形成した清浄流
体取出用開口部16aに連通孔21aを有する支持筒21を設
け、この支持筒21を積層体16の積層方向両端に設けた保
護部材17、18に固着して、積層体16の補強機能を発揮し
ている。

第４図に示す支持筒22は、スペーサ23同志の突起筒部23
aと保護部材24の突起筒部24aとの組合せによって構成
し、この支持筒22に連通孔22aを形成している。

上記積層体16とこの積層体16の積層方向両端に設けた保
護部材とを上下部ハウジング25、26に収納して濾過器27
を構成している。具体的には、第９に図において上部ハ
ウジング25の流出部25aと、保護部材17の流出口20をＯ
リング30を介して組み込み、流入部26a、突部26bを有す
る下部ハウジング26と上部ハウジング25により濾過器27
を組立る。

次に、上記実施例の作用について説明する。

二枚の同一形状の多孔性薄膜11、11を重ね合せて支持体
12を内包させたので、多孔性薄膜11は濾過圧に抗して確
実に保持され、かつ濾過流路が形成され、しかも、この
多孔性薄膜の清浄流体取出用開口部11aの近傍位置を除
く多孔性薄膜11、11同志の周縁部11e、11fを溶着してフ
ィルターユニット13を形成したので、容易に組立られる
ばかりでなく恒久的な封止機能を発揮し、また、多数の
フィルターユニット13をスペーサ14を介在させて積層し
たので、原流体の流路確保が有効に行われ、清浄流体側
からの逆圧に確実に対抗できる。更に、スペーサ14に一
体に又は別体に設けたガスケット15を多孔性薄膜11の清
浄流体取出用開口部の近傍外表面に溶剤で溶着して積層
体16を構成したので、組立工程が簡易化されると共に、
清浄流体と原流体との混合を回避でき、液体又は気体の
原流体中の微生物や微粒子を確実に分離して流出口より
流出させることができる。

次いで、第５図乃至第８図は本発明の他の実施例の各態
様を示した断面図である。

本実施例と上記した実施例との同一部分は同一符号を使
用し説明を省略する。

図面において、熱可塑性合成樹脂製の平板状の多孔性薄
膜11内に支持体12を内包し、この多孔性薄膜11をスペー
サ14を介在させて積層して積層体16を構成し、この積層
体16の積層方向に両端に保護部材17、18を設けると共
に、積層体16の水平方向外周位置に、前記保護部材に設
けた多孔性薄膜11のプレフィルター機能を有する濾過筒
体28を設け、濾過筒体28は多数の開孔部28aを形成して
いる。濾過筒体28の外周に濾過部材29を設けることによ
って、多孔性薄膜11のプレフィルター機能を増大させて
いる。

上記した積層体16とこの積層体16の積層方向両端に設け
た保護部材17、18とを上下部ハウジングに収納すると、
第９図における濾過器と同様の製品を製作することがで
きる。

（発明の効果）以上のことから明らかなように、本発明によると次のよ
うな優れた効果がある。

即ち、部品コスト、組立コストはもとより封止の確実性
といった全ての条件を具備した使い捨てタイプの平板薄
膜積層型フィルターを提供することが可能となった。

具体的には、清浄流体と原流体の混合を回避するための
封止手段として、膜相互の熱溶着及びガスケットと多孔
性薄膜を少量の溶剤による接着を行うことにより、安全
かつ確実な封止性が容易に行うことができる。

また、従来の封止手段に比較して、多孔性薄膜全体を溶
剤に浸漬する必要がなく、必要最少量の溶剤を用いれば
良いため、残留溶剤による諸問題が大幅に軽減され、ま
た過剰な溶剤による支持体、多孔性薄膜の侵襲が極少と
なり、特に、多孔性薄膜中の親水化剤、種々の樹脂添加
剤流出の問題も一挙に解決することができる。

更に、支持体、スペーサを射出成型によらずに連続成型
しているので、薄肉化が可能であり、積層体の総合的な
厚みが減少し、全体としてコンパクトにすることができ
る等の有用な効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は、本発明における平板薄膜積層型フ
ィルターの一実施例を示したもので、第１図は全濾過型
の断面図、第２図はクロスフロー型の断面図、第３図は
全濾過型の他例を示した断面図、第４図はクロスフロー
型の他例を示した断面図、第５図乃至第８図は本発明の
他の実施例の各態様を示した断面図、第９図は本発明に
おける平板薄膜積層型フィルターをハウジングに収納し
た濾過器の一例を示した断面図、第10図はフィルターユ
ニットの分離斜視図、第10図Ｂは同ユニットの斜視図、
第10図Ｃは本発明におけるフィルターの分解斜視図であ
り、第11図Ａ及び第11図Ｂ並びに第12図Ａ乃至第12図Ｃ
は従来例の一部又は全体をそれぞれ示した断面図であ
る。 11……多孔性薄膜 11a、11b、11c……取出用開口部 11e、11f……周縁部 12……支持体、13……フィルターユニット 14、23……スペーサ 15……ガスケット、16……積層体 17、18、24……保護部材 19……原流体流入口、20……清浄流体流出口、21、22…
…支持筒 25……上部ハウジング 26……下部ハウジング、27……濾過器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】熱可塑性合成樹脂製の平板状の多孔性薄膜
内に支持体を内包し、この多孔性薄膜をスペーサを介在
させて複数枚積層した平板薄膜積層型フィルターにおい
て、上記支持体を内包させて二枚の同一形状の多孔性薄
膜を重ね合せ、この多孔性薄膜の清浄流体取出用開口部
の近傍位置を除く多孔性薄膜の周縁部同志を封止してフ
ィルターユニットを形成し、各多孔性薄膜の開口部の近
傍外表面に、多孔性薄膜を溶解しない溶剤で合成樹脂製
ガスケットの表面を浸漬溶解させたガスケットを押圧さ
せてガスケットの表面の溶剤を前記した多孔性薄膜の無
数の連続通孔に入り込ませて前記フィルターユニットと
ガスケットを液密封止すると共に、前記したガスケット
の外周面にスペーサの開口部を嵌着させてフィルターユ
ニット間にスペーサを介在させて積層体を構成したこと
を特徴とする平板薄膜積層型フィルター。
【請求項２】上記積層体の積層方向両端に保護部材を設
け、この保護部材のうちの一方に清浄流体流出口を設け
た特許請求の範囲第１項記載の全濾過式の平板薄膜積層
型フィルター。
【請求項３】上記積層体の積層方向両端に保護部材を設
け、この保護部材の一方に原流体流入口と清浄流体流出
口を設けた特許請求の範囲第１項記載のクロスフロー式
の平板薄膜積層型フィルター。
【請求項４】多孔性薄膜の最大孔径が0.01〜10μｍであ
る特許請求の範囲第１項乃至第３項記載の平板薄膜積層
型フィルター。
【請求項５】積層体に形成した原流体取出用開口部に連
通孔を有する支持筒を設け、この支持筒を積層体の積層
方向両端に設けた保護部材に固着した特許請求の範囲第
１項乃至第４項記載の全濾過式又はクロスフロー式の平
板薄膜積層型フィルター。
【請求項６】特許請求の範囲第５項記載の支持筒は、ス
ペーサ同志の突起筒部と保護部材の突起筒部との組合せ
によって構成し、この支持筒に連通孔を形成した全濾過
式又はクロスフロー式の平板薄膜積層型フィルター。
【請求項７】上記積層体とこの積層体の積層方向両端に
設けた保護部材を上下部ハウジングに収納して濾過器を
構成した特許請求の範囲第１項乃至第６項記載の全濾過
式又はクロスフロー式の平板薄膜積層型フィルター。