JP3113713B2 - シリカガラスフイルターユニットの製造方法 - Google Patents
シリカガラスフイルターユニットの製造方法Info
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Description
ーユニットの製造方法に関し、特にフイルターとハウジ
ングとの接合方法の改良に関するものである。
高純度の気体、その他薬液などの濾過に、最近セラミッ
クフイルタ−ユニットが使用されている。
面に微細孔の濾過層を有するセラミックフイルタ−をハ
ウジングに接合したものである。これを用いて気体、液
体などの流体を濾過するには、ハウジングの一端に設け
られた流体注入口から流体を圧入し、これをセラミック
フイルタ−に通すことによって流体を濾過し、濾過した
流体をハウジングの他方に設けた注出口から取出すもの
である。
これまでアルミナ焼結体でつくられていたが、このフイ
ルタ−ユニットでは、セラミックフイルタ−をハウジン
グに強固に、しかも気密に固着することが是非とも必要
であった。
の接合は、テフロンパッキンを用い、このパッキンをハ
ウジングの内部両端に装填して、その中間にセラミック
フイルタ−を挿入する方法などが採用されていたが、そ
の作業は非常に面倒な上に、こうした接合では気密性を
確実にすることは難しく各種の問題を残していた。
ては、液圧の上昇によってパッキンが押圧され、ハウジ
ングとフイルタ−との間に濾過すべき液体の流れを生じ
させ、せっかく捕集した微細粒子を流体の中に混入した
り、或いはパッキンの材質が樹脂であるため、水分の除
去などのために行うベ−キング温度を十分に上げること
が出来ないとった問題があった。
ーとして用いたシリカガラスフイルターと石英ガラスの
ハウジングとを、パッキンを使用することなくシリカ質
接合部で強固に接合し、使用時に流体の圧力変動が生じ
ても気密性が保たれ、既に捕集した捕集粒子の漏れをな
くし、さらに接合部の耐熱性を上げ、十分な温度でベー
キングが出来るようなシリカガラスフイルターユニット
の製造方法を得ようとするものである。
9%以上の非晶質シリカ粉末の焼結体からなる支持体の
表面に、これと実質的に同じ純度の非晶質シリカ粉末の
焼結体で形成した微細な多孔質の濾過層を一体に固着さ
せたシリカガラスフイルターを形成し、このシリカガラ
スフイルターの端部を加熱することで透明化した透明化
部分を形成し、この透明化部分の該フイルター側に気孔
および気孔面積が次第に増大する長さ1000μm以上
の接合部を形成し、前記シリカガラスフイルターの透明
化部分を上記支持体と同じ純度の石英ガラスのハウジン
グと溶着することを特徴とするシリカガラスフイルター
ユニットの製造方法である。
ターユニットは、シリカガラスフイルターユニットの一
端に設けた石英ガラスのハウジングの流体導入口から濾
過すべき流体を導入し、これをハウジング内のシリカガ
ラスフイルターで濾過し、清浄な流体をシリカガラスフ
イルターユニットの他端に設けられた流出口から流出せ
るようにしたものである。
トAの長手方向断面を示すものである。図1のシリカガ
ラスユニットAは、シリカガラスフイルタ−1と石英ガ
ラスのハウジング2,21 、22 とからなる。
れは純度99.9%以上の非晶質シリカの焼結体からな
る支持体3と、この支持体3の外表面にこれと一体形成
され、支持体3と実質的に同じ純度の非晶質シリカ粉末
の焼結体で形成されたと濾過層4とから構成されてい
る。
成したが、支持体3の内表面に形成したものでもよい。
シリカガラスフイルタ−1は、不純物としてアルカリ金
属、アルカリ土類金属、重金属を特に嫌い、これらは1
50ppm 以下とすることが好ましい。
2mmで気孔率を30〜40%とし、一方、支持体3の外
表面に形成される濾過層は、厚さが例えば50〜100
μmで、気孔径は0.2〜0.4μmと微細なものとす
る。
ウジング2,2 1 、22が被覆されている。これらのハ
ウジングは、中央の主部2と端部21、22からなり、
これらは一体にされたものとする。このハウジングも純
度99.9%以上とする。ハウジングの端管21の端
は、このハウジング主部2内に装填されているシリカガ
ラスフイルター1と接合される。
−1の外径は15mm、内径11mm、長さ50mmである。
このシリカガラスフイルタ−1の外表面に形成されてい
る濾過層の気孔径は0.2μmとした。このシリカガラ
スフイルタ−1の端面を接合部5として、ここをリング
状カ−ボンヒ−タ−で1900℃に加熱し、端面から奥
を約2mm透明化した。次に、この接合部5に外径15m
m、内径11mm、長さ50mmの、ハウジングの一部であ
る石英ガラスの端管21 を溶着した。次に、シリカガラ
スフイルタ−1の外周に、ハウジングの主部2と端管2
2 からなるハウジングを被覆してシリカガラスフイルタ
−ユニットAとする。
合部5を中心に、その断面を走査型電子顕微鏡(SE
M)で観察した。その結果、ハウジング部の石英ガラス
管の部分21 には気孔が見られなかったが、接合部5で
はハウジングの端管21 からシリカガラスフイルタ−1
の方向に進むにしたがって気孔が現れ始め、しかも気孔
径、気孔面積は次第に増し、やがてそれはフイルタ−1
の気孔と同じになることが認められ、緻密層から多孔質
層に連続的に変化している様子が確認された。
ず、SEMで観察して100μmの正方形の中の気孔面
積が10μm2(0.1%)以下の部分を緻密層とし、
これを接合部の基端とした。他方、気孔率がフイルター
と実質的に同一(約32%)となっている部分で、基端
に最も接近した位置を接合部の他端とした。この間の長
さを測定したところ、上記実施例では3900μmであ
った。
熱温度、時間など)を変化させて上記の接合部の長さの
異なる数種のシリカガラスフイルタ−ユニットを得た。
このものの破断時の強度と破断位置を求め表1に示し
た。同表に示すように、接合部の長さを1000μm以
上とすることで、接合部からの破断の生じない強い接合
強度が得られることが認められた。
接合部があまり長いと濾過領域が減少し好ましくなく、
15000μm未満とするとすることが好ましい。ま
た、接合部における気孔の変化率は、約30%/mm以下
が好ましい。
を示すと以下の通りである。
−ユニットを用いて、圧力変動、耐熱温度の測定実験を
行った。
加えた後のパ−ティクル数を求めたところ、15/個cm
- 3 であった。これに対し、従来のテフロンパッキンに
よる接合の場合のパ−ティクル数は370/個cm- 3 で
あった。また、耐熱温度は、実施例のものは600℃で
も接合部の細孔分布に変化はなかったが、従来のテフロ
ンパッキンによるものは200℃以上の加熱は出来なか
った。
例のシリカガラスフイルタ−ユニットBを示すものであ
る。
mmの円板状の支持器体6の片面に、0.2μmの微細
孔の濾過層7を一体に固着したシリカガラスフイルター
8の外周の接合部9をリング状カーボンヒーターで加熱
し、その外周部から約2mmを透明化した。この外周部
に外径40mm、内径35mm、長さ25mmの石英ガ
ラスの内側ハウジング10を加熱接合した。その後、こ
の石英ガラスの内側ハウジング10に石英ガラスの外側
ハウジング11を溶接してシリカガラスフイルターユニ
ットBとしたものである。
し、特に接合部9を中心に、その断面をSEMで観察し
たところ、接合部9では内側ハウジングの外周から、シ
リカガラスフイルタ−8の中心に向けて微細孔が認めら
れ、その気孔径、気孔面積は連続的に増加している様子
が確認された。
ガラスを原料とし、さらにフイルタ−とハウジングの接
合も従来のごとくパッキングを必要とせず、しかもこれ
らの接合部を所定の長さとしかつフイルタ−の端からハ
ウジングの管端にかけて、多孔質層から緻密層に連続的
に変化しているようにしたので、高い気密性と接合強度
を有し、かつ接合部に応力集中が生じない、ハウジング
とフイルタ−と一体的となったフイルタ−ユニットを得
ることが出来る。
が生じても、せっかく捕捉した粒子が濾過流体に逆流す
るようなことが回避されるとともに、ベーキング温度も
必要な高温まであげることが出来るようになった。
ガラスフイルターユニットの側断面図。
カガラスフイルターユニットの側断面図。
0,11…ハウジング、3,6…支持体、4,7…濾過
膜、5,9…接合部
Claims (1)
- 【請求項1】 純度99.9%以上の非晶質シリカ粉末
の焼結体からなる支持体の表面に、これと実質的に同じ
純度の非晶質シリカ粉末の焼結体で形成した微細な多孔
質の濾過層を一体に固着させたシリカガラスフイルター
を形成し、このシリカガラスフイルターの端部を加熱す
ることで透明化した透明化部分を形成し、この透明化部
分の該フイルター側に気孔および気孔面積が次第に増大
する長さ1000μm以上の接合部を形成し、前記シリ
カガラスフイルターの透明化部分を上記支持体と同じ純
度の石英ガラスのハウジングと溶着することを特徴とす
るシリカガラスフイルターユニットの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03317192A JP3113713B2 (ja) | 1991-11-30 | 1991-11-30 | シリカガラスフイルターユニットの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP03317192A JP3113713B2 (ja) | 1991-11-30 | 1991-11-30 | シリカガラスフイルターユニットの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05146649A JPH05146649A (ja) | 1993-06-15 |
JP3113713B2 true JP3113713B2 (ja) | 2000-12-04 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03317192A Expired - Fee Related JP3113713B2 (ja) | 1991-11-30 | 1991-11-30 | シリカガラスフイルターユニットの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP3113713B2 (ja) |
-
1991
- 1991-11-30 JP JP03317192A patent/JP3113713B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JPH05146649A (ja) | 1993-06-15 |
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