JPS6372306A - フイルタ−カ−トリツジ - 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〕 本発明は微孔性濾過膜に組込んだ濾過用のフィルターカ
ートリッジに関するものであり、特に製薬工業における
薬剤の濾過や薬剤製造に用いられる洗浄水の製造のため
の精製水、純水の濾過、或いは半導体製造工業を初めと
する微細な加工を行う電子工業分野において使用される
超純水製造のための精製水、純水の濾過、または食品工
業におけるアルコール飲料の製造工゛程における濾過、
実験室における超純水製造のための情製氷、純水の濾過
その他精密濾過に用いられ、１０μｍ以下、特に１μｍ
以下のサブミクロンオーダーの微粒子や微生物を濾過す
る精密濾過用のフィルターカートリッジの構造に関する
ものである。

〔従来の技術〕

微孔性濾過膜を組込んだフィルターカートリッジとして
は、微孔性濾過膜をプリーツ状に加工して折り目をつけ
、このプリーツ折り目を平行にした方向に高さをもった
円筒形の濾過膜構造体を形成し、プラスチックの部材で
この円筒形の濾過膜構造体の円筒内部と外部を保護し、
円筒形端部に他のプラスチック部材を接着してシールさ
れた構造体のプリーツタイプフィルターカートリッジが
従来多用されて来た。

このプリーツタイプフィルターカートリッジは、体積当
りの濾過膜の組込み面積（を効濾過面積）を大きくする
ことができるため、単位時間当りの濾過流量が大きく、
前述の工業分野、実験室での大量濾過用フィルターとし
て重用されている。

このフィルターは専用のハウジングに取付けて使われる
が、近年この取付けの手間を省略することを目的として
、あるいは多種の液体を短時間で濾過しフィルターを頻
繁に取扱えるような濾過ライン用のｉＩ！過手段として
、有効濾過面積が０．０５〜０．４ｄ程度で濾過膜構造
体とハウジングを一体とした使い捨てフィルターカート
リッジ（或いはカプセル型フィルターカートリッジと称
される）が用いられるようになって来た。また同様に金
属ハウジングに取付けて用いる有効濾過面積の小さい少
量濾過用のミニフィルターカートリッジと呼ばれるもの
も用いられている。ミニフィルターカートリッジは、前
述の使い捨てフィルターカートリッジの濾過膜構造体と
濾過部分は同一または類催しており、ハウジングに取付
けるべくシール部分を有する濾過膜構造体を有した構造
である。

使い捨てフィルターカートリッジおよびミニフィルター
カートリッジは、普通プリーツタイプと、特開昭５６−
１２９０１６号公報に開示されるような平板型濾過ユニ
ットを積層した平板積層型フィルターカートリッジとに
分けられる。

イ吏い（舎でフィルターカートリッジおよびミニフィル
ターカートリッジのプリーツタイプの構造および製造法
は前述のハウジングに取付けて使用するプリーツタイプ
フィルターカートリッジと本質的には同一であり、使い
捨てフィルターカートリッジのプリーツタイプの場合は
濾過膜構造体を形成後これをプラスチック製ハウジング
に挿入する工程が付は加えられる。

イ吏いＩ舎てフィルターカートリッジおよびミニフィル
ターカートリッジの平板積層型フィルターカートリッジ
の構造および製造法は、特開昭５６−１２９０１６号公
報に記載されている様に基本的には以下の通りである。

外周および中心部を円形ないしは多角形に打ち抜いた２
枚の濾過膜を（円形の場合はドーナツ状になる）、平行
な面を有する平板状支持体（場合によっては２枚の成形
部材を貼り合わせて一体とした支持体もある）に外周縁
部、内周縁部あるいは必要に応じて所定の部位において
貼着した構成である。特に外周縁部と内周縁部は液密性
のあるように貼着によってシールされなければならない
。

平板状支持体は、昔ｉｊ！１２枚の濾過膜を表裏して貼
り合せることにより内部空間が構成され、濾過された液
体の流路を形成するように設計されている。すなわち、
平板状支持体は、上記の如く２枚の濾過膜を内側から保
持すると共に、濾過された液体が平板型濾過ユニットの
中央部へ所望の流出ができるように、該支持体の内周リ
ムに濾過流出用の中央開口部を備えた骨幹構造になって
いる。

又、複数の平板型濾過ユニット同士を接着させて積層す
ることにより濾過膜構造体が形成される。

この積層体の上部に濾過膜を保護するための上部保護板
が最上段の平板型ユニットの濾過膜と一定の間隔を設け
て結合される。また最下部も同様の目的でミニフィルタ
ーカートリッジの場合はハウジングのセットを確実にす
るための目的も加えて下部保護板が設けられる。このよ
うに形成されたＭｉＮ濾過膜構造体は使い捨てフィルタ
ーカートリッジの製造の場合にはハウジングに接着され
、ミニフィルターカートリッジの場合にはハウジングに
セットするため０リングなどのシール材の溝を有するシ
ール部が接合される構造であった。

これら使い捨てフィルターカートリッジおよびミニフィ
ルターカートリッジに希望されるところは、例えば一定
体積あたりの濾過面積を大きくする。すなわちコンパク
トな濾過モジュールを提供すること、小さな濾過圧で濾
過すること、！過積度をよくすること、カートリッジフ
ィルターの濾過ラインへの脱着を容易にすること、取扱
い時の擦過や衝撃による微孔性膜の損傷を防止すること
。

残液量の少ないこと等を挙げることが出来る。

〔本発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、従来の平板型濾過ユニットにおいては、
例えば特開昭５６−１２９０１６号公報に開示された構
造は、平板状支持体が同心状の多数のりブおよびチャン
ネル等を備え、このリブに濾過膜が貼着された構造であ
るために、逆洗その他の目的によって濾過２次側から圧
力をかけた場合に濾過膜が１次側に膨張し伸び易い濾過
膜では伸びてしまう、あるいは極端な場合には濾過膜が
支持体から剥離することがある。また、これを防止する
ために濾過膜と支持体の接着面積を大きくする手段がと
られるが、濾過膜とリブとを接着した部分は、濾ｉ！Ａ
膜としての機能を果すことができない、すなわち濾過膜
としての機能を果さない部分の面積が大きく、濾過膜全
体の面積からして濾過有効面積が少な（なってしまう問
題があった。

また平板状濾過ユニットを積層すべ（中心部で接着する
場合、相互の濾過ユニットに傾きがあると相対する濾過
膜同士が接触することがあり、これを避けるべく平板状
濾過ユニットの積層間隔を大きくすると、フィルターカ
ートリッジの体積が大きくなるという欠点があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記問題点を解消すべくなされたちのであり、
濾過膜の有効面積が大きくでき、濾過膜の液密性の信転
性に優れ、かつ構造が簡単であると共に加工性に優れた
濾過構造体を備えた安価なフィルターカートリッジを提
供することを目的とするものである。

〔発明の構成〕

本発明の上記目的は、１個または複数個の濾過ユニット
を積層してなる平板型のフィルターカートリッジにおい
て、該濾過ユニットが上下２枚の濾過膜を内周リム及び
外周リムにおいてのみ接着して配置することによって構
成され、該上下２枚の濾過膜の１次側空間に膜支持用の
紙、不織布あるいは綱状体物を有したことを特徴とする
フィルターカートリッジにより達成される。

以下、図面に例示した本発明の実施態様について説明す
る。

第１図は本発明の実施Ｂ様を説明する要部断面図であり
、平板積層型のフィルターカートリッジにおける濾過膜
構造体１の１部断面図である。第２図は第１図のフィル
ターカートリッジの１部拡大断面図である。

第１図に示すように、濾過膜構造体１は、上下２枚の例
えば円盤状の濾過膜２が内周リム３及び外周りムロにお
いてのみ接着され構成される最少単位の平板型濾過ユニ
ットが複数個積み重ねられ、該上下２枚の濾過膜の一次
側空間に祇、不織布あるいは綿状物を有した構成となっ
ている。又、中央には連通孔５を有するコア４が設けら
れ、そのコア４の外周に２枚の濾過膜２が貼着された内
周リム３が複数個嵌合され、又は接着されており、積層
された内周リム３の上下には濾過膜２を保護する上部保
ｇｉ仮７および下部保護板８が設けられている。

また、第２図に示すように、濾過膜２はその外周縁部１
２の全域がリング状の外周リム６に貼着され液密性が保
たれる。

濾過膜２はその内周縁部１１が内周リム３の上下に夫々
固着され、その外周縁部１２がその全周に亘って外周リ
ム６に貼着されシールされている。この内周縁部ｔｉお
よび外周縁部１２における貼着の輻（半径方向の幅）は
特に限定するものではないが、液密性のおよび貼着によ
る有効面積の低減等を考慮して、ある程度の幅を有する
ように構成することが好ましく、具体的には０．１〜５
１ｎが適当である。

本発明の特徴は上下２枚の濾過膜２の１次側空間１４に
膜支持用の紙、不利織布あるいは網状体物１５を挿入し
たことにある。

本発明における１次側空間とは濾過液が濾過膜を通過す
る前のフィルターカートリッジ内の空間をいう。

本発明における平板型のフィルターカートリッジとして
は、濾過ユニットの上下２枚の濾過膜が平行なものだけ
にかぎられることはない、また濾過ユニットの１次側空
間が上下２枚の濾過膜で囲んだ内側空間である場合でも
、また外側空間である場合にも適用される。

また濾過膜ユニットの２次側空間に上下２枚の濾過膜の
間に内外周リム３．６を連結したスポーク部があるもの
、さらには紙、不織布あるいは網状体物を挿入したもの
を用いたフィルターカートリッジにも適用できる。

本発明における上記内外周リム３．６、上記保護板７．
８、およびコア４等の材質は特に限定するものではない
が、加工性などの点からプラスチック樹脂が適当であり
、中でも不活性でありかつ適宜剛性を有する樹脂として
、例えば、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリスル
ホン、ポリフン化ビニリデン、ポリオキシメチレン樹脂
、ポリアミド、フェニルホルムアルデヒド樹脂５ポリテ
トラフルオロエチレン、あるいは四フッ化エチレンと、
パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体等の弗素
樹脂、ポリクロストリフルオロエチレン等を適宜選択し
て用いることができる。

濾過膜２は例えばトリアセチルセルロース、ポリフッ化
ビニリデン、ポリスルホン、ナイロン。

ポリテトラフルオロエチレン等を素材とした多孔質のも
のである。濾過膜２は厚みが１０〜２００μｍと薄く、
空孔率が高いため、機械的強度が弱いため、特に本発明
の効果は大きい、場合によっては上記濾過膜の補強上合
成樹脂からなる網状体を点状に接着させたものを用いて
もよい、この際、濾過膜２を支持する合成樹脂からなる
綱状体の材料としてはポリエステル、ポリプロピレンが
好ましく、網目構造としては４角網目、６角網目、８角
網目の何れを用いても良い。

本発明における不織布あるいは網状体物としては、材料
としてはポリエステル、ポリプロピレンを用いることが
好ましく、製造法としてはスパンポンドによる長繊維の
もので、腰の強いものを用いる。

本発明における濾過膜と濾過ユニットとの接着方法は、
溶剤型の接着材を用いる方法、熱架橋型の接着剤を用い
る方法、あるいは、ヒートシールの方法等を適用して容
易に接着させることができる。従って上下２枚の濾過Ｈ
２のシールは極めて簡便で、複雑な工程を踏まないので
、確実な液密性を保証することができる。

なお、コア４の下方側は従来同様にハウジング（図示し
ない）と液密性を保って連結する構造を有していること
は言うまでもない。

上記の如く構成した濾過膜構造体１を備えたフィルター
カートリッジにおける濾液の経路は、第２図の矢印で示
すようになっている。すなわち、ハウジング（図示しな
い）に流入した濾液は濾過ユニットの濾液取入口１６よ
り封止された上下濾過膜２の外側、１次側空間１４の不
織布あるいは網状体物１５を通り抜は適宜液圧によって
濾過膜２に浸透して行き、内周縁部１１および外周縁部
１２の接着部分以外の全領域において微粒子や微生物等
の不純物が濾過されて濾過膜２の内側２次側空間１７に
侵入し、ひきつづいて内周リム３に形成された複数の中
央開口部１０を通り、この中央開口部ｌＯにつながった
コア４の連通孔５から、コア４の中空部分を経て、フィ
ルターカートリッジから排出され、所望の濾過が達成さ
れる。

このように上記濾過膜２の濾過作用に供する部分は、内
周リム３および外周リム６に固着された部分以外の全領
域であるので、従来の平板型濾過ユニットタイプの如く
濾過膜が内周側から外周側までほぼ全域に亘って細かく
リブまたはチャンネルを配置し、濾過膜をそれらの支持
体に貼着支持した構造のものに比べて、本発明は貼着支
持するところが少く、濾過面積を大きくすることができ
ると共に、濾過圧を小さく抑えることもできる。

本発明は１次側空間に紙、不織布あるいは綱状体物を挿
入することにより、フィルターカートリッジを洗浄する
時、あるいは、送液用ポンプが停止したときの逆圧に耐
えることが出来る。従来は濾過ユニットの支持体リブに
濾過膜を多数接着させ逆圧に耐えるようにしたため濾過
面積の大巾な減少を来し、従来の問題点となっていたの
が本発明の１次側空間に紙、不織布あるいは綱状体物を
有し、逆洗時は濾過膜の支持の役目を果すことによりそ
の欠点を解消することが出来た。

〔発明の効果〕

本発明は１個または複数個の濾過ユニットを積層してな
る平板型フィルターカートリッジにおいて、該濾過ユニ
ットが上下２枚の濾過膜を内周リム及び外周リムにおい
てのみ接着して配置することによって構成され、該上下
２枚の濾過膜の１次側空間に紙、不織布あるいは網状体
物を有することを特徴とするフィルターカートリッジに
より、濾過膜を内周リムと外周リム部分においてのみ接
着させることにより濾過膜の有効面積を大きくしたフィ
ルターカートリッジにおいて、例えば洗浄時の逆洗に対
する耐圧性が向上し、これによって濾過寿命を一層長く
、濾過経費を一層低減させることが出来た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態襟を説明するフィルターカート
リッジの１部所面図、第２図は第１図の濾過ユニットの
右側半分を拡大した断面図である。 １・・・濾過膜構造体　　　２・・・濾過膜３・・・内
周リム　　　　　４・・・コア５・・・連通孔　　　　
　　６・・・外周リム７・・・上部保護板　　　　８・
・・下部保護板１０・・・中央開口部　　　　１１・・
・内周縁部１２・・・外周縁部　　　　　１４・・・１
次側空間１５・・・紙、不織布あるいは網状体物１６・
・・濾液取入口　　　　１７・・・２次側空間第　　１
　　図 手もＩｒ−ネ市■三ＦＴ 昭和６１年特許願第２１７３０４号 ２、　発明の名称 フィルターカートリッジ ６、　補正により増加する発明の数：　０７、　補正の
対客：（１）　　図　面 （２）　　明ｍ円の「発明の訂ｍな説明」の欄（１）　
明細書簡１頁第１より４行目、「濾過膜に」をｒｉｌａ
過模を」と補正する。 （２）　同書第３頁第１行目、「体積」の前に「単位」
を挿入する。 （５）　同書第項第１３及び１６行目、「平板状」を「
平板型」と補正する。 （６）　同書第１０頁第７行目、「膜支持用」の前に「
濾過」と挿入する。 （７）　同ｍ第１０頁第７行目、「不利織布」を「不織
布」と補正する。 （８）　同書第１０頁第１８行目、「濾過膜」を［平板
型濾過ユニットと補正する。 （１０）　　同ｍ第１１頁第１６行目、「ナイロン」を
「ポリアミド」と補正する。 （１２）　　同書第１３頁第７行目、「不織布」の前に
「紙、」と挿入する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １個または複数個の濾過ユニットを積層してなる平板型
   のフィルターカートリッジにおいて、該濾過ユニットが
   上下２枚の濾過膜を内周リム及び外周リムにおいてのみ
   接着して配置することによって構成され、該上下２枚の
   濾過膜の１次側空間に膜支持用の紙、不織布あるいは網
   状物を有したことを特徴とするフィルターカートリッジ
   。