JPS60147206A - フイルターエレメント - 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】 この発明はｍ−ｆｆ１面の全てをフルオロカーメン樹脂
で形成したフィルターエレメント（喪累〕罠関する。

〔従来の技術〕

多くの製造工程で、硫酸、硝酸、クロム酸、塩酸、フッ
化水素酸、次亜塩素酸ナトリウムの如き反応の強い化学
薬品中で、時には比較的高温下でフィルタ要素を使用す
ることが必要となってきた。このような反応の強い化学
薬品は、従来のフィルタの多くのもの、特に、製造の際
に溶剤あるいは接着剤を使用しているフィルターエレメ
ントを侵してしまう。このため、従来のフィルターエレ
メントでは使用することができないか、又は寿命が比較
的短いためにかなシ頻繁に取り撲えるかじなけれになら
ず、したがって、製造工程におけるコストが嵩むことに
なる。

フッ累樹嵐フルオロカーボン樹脂）は化学反応０強“化
学薬苧を尚温度０下７もろ過するような悪条件下で特に
有用な物理的及び化学的特性を合せもつ。

上記のよう彦化学反応の強い化学薬品にも侵てれないフ
ッ素樹脂を用いて、フィルタ要素を構成するだめの様々
な試みがなされてき、最も知られている技術は、米国特
許第３，４５７，３３９号、第２，７３２，０３１号、
第４７７１，１５６号、第２９３４７９１号、第２９４
１．６２０号、第３，０１３，６０７号及び第４１８４
９６６号に示されている。

しかし、本発明の発明者が知る限りでは、フィルタ要素
のろ液（ｆｉｌｔｒａｎｔ）に露出する面の全てをフッ
素樹脂で構成することに成功したものは未だない。

〔発明が解決しようとする間融点〕

従って、この発明は、ろ液無出曲をフッ素樹脂で構成し
たフィルタ要素を提供することにある０ 所で、本明細書及び特許請求の項を通じて、「フッ素樹
脂」は、炭素原子がフッ素原子に結　７合して生じたポ
リマーを、意味する。このようなフッ素樹脂の典型的な
例として、 化学式が Ｃ，ＣＦｍ　ＣＦ！〕ｎ で表記される反復テトラフルオロエチレンモノマー単位
から成るポリマーで、一般に”ＴＦＥ”と言われるもの
： 化学式が （ＣＦｍ（ＣＦｍ）　ＣＦｚ（ＣＦｔ　ＣＦｔ）ｎ）ｍ
を持つテトラフルオロエチレンとへクサフルオログロビ
レンのコポリマーで、一般ニ”ＦＥＰ″と称されるもの
；及び 化学式 ％式％）） を有するテトラフルオロエチレンと過フッ素化ビニール
エーテルのコポリマーで、一般に”　ＰＦＡ”と称され
るもの がある。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は従来の問題点を解決するために゛なされたも
ので、フィルタ要素の蕗出向の全てをフッ素樹脂で構成
することを目的とする。

フッ素樹脂で構成したフィルタ要素社、フルオロカーメ
ン樹脂の穴のあいたコア部材を含み、その・回りにフル
オロカーがンｖＲ脂の膜を含むろ材金配設しである。フ
ルオロカーメンＷｌｌｔｒの、ろ材の両端縁は一対のエ
ンドキャップに結合され、各エンドキャップ内にはろ材
の端縁の近くに金属製部材が坤め込んであり、この金緘
製部材はフルオロカーがン樹脂で完全に囲まれている。

フルオロカーメン樹脂のろ材を製造する方法は、ろ材の
端ｋｋ熱でシールし、そののち、封入した金鵜製部材の
近くにあるフルオロカーぎン樹脂′ｔｌ−優先的に融解
することにより、エンドキャップに端りを結合する。

〔作用、効果〕

原液に対して露出する面の全てをフルオロカーメン樹脂
で構成したフィルターニレメントラ使用することにより
、従来のフィルターエレメントτは寿命が限られる非常
に作用の強い悪条件下でも、その寿命はほとんど制限嘔
れることがない。

〔実施例〕

第１図はこの発明の原理にしたがって構成したフィルタ
要素を示す。図１示の有孔支持コア１０はフッ累樹脂製
で、ろ過媒体（ろ材）１２を支持するのに用いる。ろ過
媒体１２は、支持スクリーンノロがｌね合わされたフィ
ルタ膜１４で形成されている。他の実施例として、別の
支持スクリーン１５’ｌｉフイルタ膜１４の反対側に配
設し、ろ過媒体１２にひた媒体全形成する工程中フィル
タ膜１４の取扱いが容易になるようにしてもよい。フィ
ルタ膜Ｊ４は、例えば、米国特許第３，９５３，５６６
号に開示芒れたタイプの非結晶質により固定した（　ａ
ｍｏｒｐｈｏｕｓ　−１ｏｃｋｅｄ　）延伸フルオロカ
ーピン樹脂で構成するのが特色である。この特異な樹脂
の詳細については米国特許第、（９５３，５６６号は参
照芒れたい。いづれにしろ、フルオロカーボン樹脂のフ
ィルター膜は均一な多孔質で、原液から非常に小芒な粒
子を分離し、例えは０．１〜１０ミクロンの定格を有す
る。一方、スクリーン１５（使用したときは）と同様に
、スクリーン１６はフィルター膜１４’ｆ単に機械的に
支持するだけで、比較的大きな穴を有し、原液の流れを
妨げるものではない。

ろ材ノ２は一対のエンドキャップ１８．２０間に固着畑
れ、このエンドキャップの一方または両方が２２で示す
ように開口を有し、原液を流通する。この流れは当業者
に知られているように外側から内側へ流れるのが一般的
である。

ろ材１２は、頑丈な液密構造で、ろ過される物質のいか
なる漏洩も防出するような方法で、エンドキャップ１８
．２０に強固に固着しなければならない。第１図に示す
ように、ろ材１２はエンドキャップ１８．２０に結合す
る前にひだをつけであるが、これは必須のものではない
。

外側の保護スリーブ２４は穴のあいたフルオロカーピン
樹脂で構成してあり、ろ材ノ２の回りに位置して取扱い
中および逆流、突発的な変動等により背圧が生じた賜金
の損傷を防Ｉｔする。

当業者に明らかなように、第１図に示すフィルターエレ
メントは、ろ過てれる物質に接触する全ての面をフルオ
ロカーボン樹脂で構成しである。このため、前述したよ
うな反応の強い化学物質の作用にも耐えることができる
。

フィルターニレメントラ全てフルオロカーボン樹脂で構
成する場合の主たる困難な点は、ろ材ノ２に長手方向の
シーム（継ぎ目）を形成する点、および、フルオロ力＝
４ぐン樹脂のる材ノ２をフルオロカーピン樹脂のエンド
キャップ１８．２０に結合する点である。本発明で創意
した点は、前述のように重ね合せた材料全使用し、スク
リーンノロの材質を膜１４の材質よシ僅かに低い融解点
を有するものに選定し、ろ材１２の端縁に適宜の熱およ
び圧力を加え、スクリーン１６の端縁を選択的に融解し
て膜ノ４の穴内に流入芒せる点である。これは第２図に
概略的に示してあＱ１第２図全径照されたい。

フィルター膜１４はポリテトラフルオロエチレン（ｐｏ
ｌｙｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ　）のフ
ルオロカーボン樹脂（ＰＴＦＥ）で構成するのが好まし
く、これをテトラフルオロエチレンおよびヘキサフルオ
ログロビレン（ＦＢＰ）のフルオロカーピン樹脂で構成
したスクリーンノロに重ね合せる。ろ材１２の端に２６
にアンビル部材２８の面間に位置ぢせ、矢印３ｏで示す
ような熱を加え、かつ、矢印３２で示すような適宜の圧
力を加え、ＦＥＰ’に融解して第３図に３４で示すよう
にＰＴＦＥの穴内に流入烙せる。圧力約１４〜（２００
ｐ・３・うで温度を２８５　’Ｃ，〜２９３．３’Ｃ，
（５４５°Ｉ”　〜５６０’Ｆ）Ｋ約５秒間保持すると
、適当に融解でれ、ＦＢＰ材がＰＴＦＥ材の穴内に流入
することが判明した。

当業者に明らかなように、また上述のように、ろ材は適
宜のひだをつけ、その縁部は継き合せてあり、これ金弟
９、第１０図に示す。図示のように、ひだをつけだろ材
の縁部３６は継ぎ合せてあり、ろ材を全長にわたってシ
ールしている。特に第２、第３図で端縁に関して示した
技術生膜を用いて、フィルター即ちろ材の全長にわたっ
てシールするシームを完成できることが判明した。これ
と異なジ、第１０図に承すようにろ材の側縁３Ｂ、４０
間にＦＥＰ材のｌ０ｋ４２ｋｉけてもよい。このように
サンドインチ構造として、その抜、上記設定した温度お
よび時間で熱と圧力を加えられ、これで、ひだをつけた
ろ材を第９図に示すように円筒状にしたときに形成場れ
るシームが液密にシールされる。

上記のように、端縁およびシームを熱で適宜にシールし
た後、両端縁を各エンドキャップ１８．２０に強固に結
合する。

図示のために、エンドキャッジ１８は第４図で断面で示
し、ろ材１２は、本発明にしたがってフィルターニレメ
ントラ構成するのに必要な結合工程中、エンドキャップ
内の取付は位置に置く。第４図に示すように、エンドキ
ャッジ１ＢはＦＥＰのフルオロカーがン樹脂で構成きれ
るのが好ましい。エンドキャッジは基本的には第４図に
示すようにカップ形状であるのが好ましく、また、第１
図に示すように、必要ならは２２で示す開口を中央に設
けてもよい。

カップ形状のエンドキャップ内に金属製部材４４を配設
してあり、この金属製部亭４４４は、本発明の好適実施
例ではＦ　Ｅ　Ｐ　’″Ｃ′おるのが好ましいフルオロ
カーボン樹脂４６で囲まれている。

なお、金属製部材４４はディスク状でかつ穴をあけであ
るのが好ましく、その中に複数の開口４８を設けて、４
６のＦＥＰを自由に流通きせる。金属製部材は穴を設け
る必要はなく、場合によってはソリッド部側であるのが
好ましいことがある。

好壕しくは誘導加熱装置ケ介し、矢印５０で示すように
エンドキャッジ１８にエネルギーを与えると、ディスク
等の金属製部材４４は回りのフルオロカーＪぐン樹脂よ
りも優先的に熱を吸収し、付近のＦＥＰを融カイする。

４６のＩｉ”　Ｅ　Ｐ材が融けると、適宜熱でシールも
れて第３図に示す形状を有するる材１２の端ｋがエンド
キャッジの融けたＦＥＰ内に圧入さ１．る。端縁が融　
ｒ解したＦＥＰ内に沈むと、第３図ＶＣ３４で示す端縁
のＦＥＰ材も再度融解し、エンドキャラ−１８の底部の
融解したＦＥＰとまさり合う。その後、加熱を【Ｆめ、
共に冷却する。必要ならば強制的に冷却してもよいこと
は明らかであるが、本発明では必要としない。この工程
により、ＦＥＰＦｉ、ＰＴＦＥの膜の穴内に入り込み、
この膜の端Ｍを囲みあるいは封入する。この封入によシ
強固に結合でれ、これで原液の強い作用に耐えて漏洩を
防＋卜する。

エンドキャッジを第４図に示す、ような構造とすること
によや、粉状、粒状、板状等どのような形態のＦＥＰ粒
子もエンドキャップノ８の底部内に挿入することができ
る。金属製部材４４が上記のような材料に密に接触し、
この金属製部材４４の近くのものが優先的に融解するこ
とだけが必要である。他に、第５、第６図に示すように
金属製部材は５２で示すワッシャー形状でもよく、エン
ドキャップ内８の底部に配置てれるがＩにＦＥＰで形成
でれたコーティング５４を有し、ている。

第７図に示すように、更に他の実施例では、金桐製の複
数の粒子５６を含み、各粒子はＦＥＰ等のフルオロカー
ボン樹脂により５８で示すように覆われている。金Ｎ製
の粒子５６をエントキャッｆ１８の底部内に配設し、こ
れに熱５０を加えるとＦｇＰ’ｅ優先的に融解し、ろ材
１２の端縁をエンドキャッジに結合する。

必要ならば、ろ材の端縁とエンドキャップの結合を補助
するために、第８図に示すようにして、ろ材の端縁にお
けるＦＥＰを増量することができる。ここに示すように
、第２図に関連して説明した熱と圧力を加える際、ＰＴ
ＦＥの腹よりも下方に延びるように、ＦＥＰのス久り一
ン１６に、５８で示す延長部ｆｒ：設けることができる
。熱と圧力を加えるとＦＥＰのスクリーンは融け、５８
で示すように穴がなくなる。第４図に示すように熱を加
えた後、エンドキャップ内の融解したＦＥＰ内にこの延
長部を挿入すると、上記のようにＦＥＰの延長部はろ材
の端縁の結合を強固にする。

更に、％に第１図から明らかなように、ろ材Ｉ２をエン
ドキャンプに結合すると同時に、コア１０および保護ス
リーブ２４も同様な方法でエンドキャンプに結合するこ
とができる。しかし、明らかなように、コアおよび保護
スリーブはろ材１２を単に機械的に支持しかつ保護する
だけのものであるため、上記のように結合することは必
要なψ、ではない。ただ、ろ材１２をエンドキャンプに
強固にかつ永久的に結合し、ろ過てれる物質が漏洩して
原液を混入することを防出することだけが必要なもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルターエレメントの一部全久
截した全体斜視図、第２図はフィルターエレメントを製
造する一工程を図式的に示す図、第３図は第２図の工程
が完了した後のる材の一部を図式的に示す図、第４図は
本発明によシ構成したフィルターエレメントを組立てる
追加工程の図式的な図、第５、Ｍ６必は第４図に示す構
造体の一部を示す図、第７図は第５、第６図と同様な他
の実施例の図、第８図は本発明によるフィルターエレメ
ントに使用する他の爽施例のろ材の一部を示す図、＠９
、第１０図は本発明により構刷芒れるる相の側ｋを継ぎ
合せる方法を示す図である。 図中、ｌＯはコア、ノ２はろ１、ノ４は膜、１８．２０
はエンドキャンプ、４４は金楓製部材を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　Ａ）　フルオロカーボン樹脂製多孔３７部材と
   、 Ｂ）該コア部材上に配設嘔れ、第１および第２端縁を有
   する多孔質族を含むフルオロカーボン樹脂製ろ材と、 Ｃ）前記第１、第２端縁にそれぞれが結合されたフルオ
   ロカーボン樹脂製の第１および第２エンドキヤツプと、 Ｄ）前記端縁に隣接する各エンドキャップ内に埋め込ま
   れ、フルオロカーボン樹脂で完全に四重れた金属製部材
   とを備えてなシ、露出向の全てがフルオロカーボン樹脂
   で構成されていることを％徴とするフィルターエレメン
   ト０ ｉ２１　Ｈ記ろ材がフルオロカーぎン樹脂の複数の昭−
   合去　門番人台ｊＡ師−礒Ｚ　ｋｎ自−丁〜ｌＶ七山−
   。 グに結合される削に、最初に熱でシールちれている特許
   請求の範囲第１項記載のフィルターエレメント。 （３）　前記金属製部材の各々が穴のあいた金執製ディ
   スクである特許請求の範囲第１Ｊｌｊｌ記載のフィルタ
   ーエレメント。 （４１前記ディスクの各々がエンドキャップに挿入され
   る前にフルオロカーボン樹脂で覆ワれている特許請求の
   範囲第３項記載のフィルターエレメント。 （５）　前記穴のあいた金島製ディスクがワッシャー形
   状である特許請求の範囲第３項記載のフィルターエレメ
   ント０ （６１前記ワッシャーの各々かエンドキャップに挿入さ
   れる削にフルオロカーボン樹脂で覆われている特許請求
   の範囲第５項記載のフィルターエレメント。 （７）　前記金属製部材の各々が各エンドキャップ内に
   分散した複数の金属粒を含む特許請求のｆｌｉｎｔ第１
   　ｌ０ｊ４記載のフィルターエレメント。 （８）　ｒｒＩＪ記金ＦＡ粒の各々がエンドキャップに
   挿入でれる前にフルオロカーボン樹脂で覆われている特
   許請求の範囲第７項記載のフィル、ターエレメント。 （９）　前記ろ材の回りに配設されたフルオロカーボン
   樹脂製外側保護スリーブ′ｆｃ更に含む特許請求の範囲
   第１項記載のフィルターエレメント０ （１０〕前記内側のコア部材および保護スリーブが各エ
   ンドキャップに結合芒れている特許請求ノ［［［６３１
   記載のフィルターエレメント。 （ロ）　前記ろ材が、フルオロカーボン樹脂膜に重ね合
   せたフルオロカーボン樹脂スクリーンを含む特許請求の
   範囲第２項記載のフィルターエレメント。 （６）　前記スクリーンが熱でシールされた端縁に沿っ
   て前記膜内の孔内に延びる特許請求の範囲第１１項記載
   のフィルターエレメント。 韓　前記ろ材にひた形成されている特許請求の範囲１項
   記載のフィルターエレメント。 眞）前記ろ材がフルオロカーがン樹脂スクＩＪ　−イに
   重ね合せたフルオロカーざン樹脂の膜を含ミ、該フルオ
   ロカーボン樹脂スクリーンは前記端縁および側縁の隣接
   部に沿って熱でシール妊れ、該フルオロカーがン樹脂ス
   クリーンの一部がこの熱でシール妊れた膜内の孔内に延
   びる特許請求の範囲第１３項記載のフィルターエレメン
   ト。 （Ｘｒ）＠記フルオロカーｅノ樹脂スクリーンの一部か
   前記始線に沿って前記膜内の孔内に延びる％許請求の範
   囲第１５項記載のフィルター　、エレメント。 Ｑ７）　ｌｉ？Ｊ記エンドキャップおよびフルオロカー
   ボン樹脂スクリーンが同じフルオロヵーデン樹脂−ｒｗ
   ｉ−ｇｉアい、特□ゎオ。範１．１６よ　？記載のフィ
   ルターエレメント。 （ト）形状が円筒状でおり、がっ、側縁を含み、該側縁
   が熱でシールされて、前記膜内の孔内にフルオロカーボ
   ン樹脂スクリーンが延びる特許請求の範囲第１６項記載
   のフィルターエレメント０ （１９）前記側縁に沿って拡がるフルオロカーボン樹脂
   膜を更に含み、該層の少なくとも一部が前記膜の前記孔
   内に延び、該層か前記フルオロカービン樹脂スクリーン
   と同じ材料である特許請求の範囲第１８項記載のフィル
   ターエレメント。 ■）フルオロカーボン樹脂で構成てれ、両端の端縁を一
   対のエンドキャップに結合したろ材を収容し、該ろ材は
   スクリーンと多孔性膜とを重ね合せてなるフィルターエ
   レメントの製造方法であって、 Ａ）前記スクリーンが−け、該スクリーンの融解した材
   料が前記膜の孔内に流れるのに充分な時間および温度で
   、前記重ね合せたろ材の端縁に熱と圧力を加え、 Ｂ）　前記エンドキャップの少なくとも一方内部材を配
   設し、 Ｃ）該金桐製部材を囲むフルオロカーボン樹脂が優先的
   に融けるのに充分な時間および温度で、前記エンドキャ
   ップおよび金属製部材に熱を加え、 Ｄ）前記ろ材の端に’ｘ削前記解したフルオロカーボン
   樹脂内に挿入し、 Ｅ）前記エンドキャップを冷却して、融解し　−たフル
   オロカーボン樹脂を凝固させ、前記重ね合ぜたろ材をエ
   ンドキャップに結合する、工程を備える製造方法。 （２１）前記ろ材をエンドキャップに結合する前に、ろ
   材にひだをつけて円筒状に形成し、円筒状のる材の接触
   する側縁に一定の時間および温度で熱と圧力を加え、前
   記スクリーンを融解して前記膜内の孔内に流入可能とす
   る工程を具備してなる特許請求の範囲第２０項記載の製
   造方法。