JPS6397203A - 濾過用カ−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、多孔質中空糸を用いた濾過用カートリッジ、
特に多孔質中空糸を保護するために、該中空糸を包囲す
るようにメツシュ状保護体を取り付けた濾過用カートリ
ッジに関するものである。

この濾過用カートリッジは、水、ジュース、その他の液
体からの除塵、除菌等を行う濾過装置内に組込んで用い
られる。

［従来の技術］ 濾過を工業規模て大量に行う場合、従来、平面状の多孔
膜にひだをつけて（プリーツ加工と称されている）、枠
にはめこんだ状態のもの、即ち、カートリッジ式ミクロ
フィルタが広く使用されている。

また、カートリッジ式ミクロフィルタは、水。

ジュース、酒類等、除菌医薬品の除塵、空気の浄化等、
０．０５ミクロンから１０ミクロン程度の微粒子、細菌
を濾過１分離するため、目的に応じて、多孔膜であるミ
クロフィルタの孔径の異なるものか用いられている。

［発明が解決しようとする問題点］ ところて、従来、広く使用されているカートリッジ式ミ
クロフィルタは、その長さ及び径において統一的な寸法
のものか一般に使用されており、カートリッジに使用す
る平面状の多孔膜はひだをつけて膜面積を多くしても自
ずと限界かあり、その濾過量も限界があった。

従って、近年、より小さい微粒子、細菌を阻止する多孔
膜フィルタか望まれてきている。しかし、多孔膜の孔径
か小さくなればなる程、その濾過量は少ないものとなる
。

そこて、本発明は、単位容積内における多孔膜の膜面積
を飛躍的に増大させ、濾過量を増大させるとともに、従
来から使用されている規格サイズのカートリッジ式マイ
クロフィルタと互換性を持たせることか出来、且つ、使
用時等において多孔質中空糸の損傷が起こらないように
した濾過剤カートリッジを提供することを目的とする。

Ｕ問題点を解決するための手段コ そして、その目的は、本発明によれば、円筒周壁部に液
体流路孔を多数有する外筒と、無孔の内筒の間の空間部
に、内、外筒とはボッチインク材を介して固定され、か
つ、両開目端を開口状態を保ったままポッティング材て
支持固定された多孔質中空糸を配するとともに、該多孔
質中空糸と前記外筒との間に、該多孔質中空糸を包囲す
る如くメツシュ状保護体を配設し、前記両ポッティング
端の濾過液出口部に、外部への濾過液流出部に通ずる濾
過液の集合室を設けたことを特徴とする中空糸を用いた
濾過剤カートリッジ、により達成される。

多孔質中空糸と外筒との間に配設するメツシュ状保護体
は、外筒と多孔質中空糸とか空気逆洗の際に衝突し、外
筒に形成された液体流路孔の端縁部（この部分は通常角
張っている）により多孔質中空糸が損傷を受けるのを防
止するために設けたものである。

濾過剤カートリッジは多孔質中空糸の一箇所にても、破
損、損傷かあると、全体としてその機能を果たすことが
できないものてあり、従ってその保護には万全を期すこ
とが必要である。

メツシュ状保護体は、多孔質中空糸か外筒に衝突するこ
とを防止するものであり、そのため多孔質中空糸か外筒
方向へ動くのを保護体自身により阻止するものであるた
め、多孔質中空糸か保護体に衝突しても中空糸が損傷し
ないことが必要である。従って、保護体の細線あるいは
繊維状構成要素の形状は、断面か角形でなく、円形のよ
うな丸みを有する形状のものであることが好ましい。

メツシュ状保護体としては、ポリプロピレン、ポリエチ
レン等のポリオレフィンや、ナイロン等のポリアミド等
、熱融着か可能なものてあればどのような材質てもよく
、伸縮性を必ずしも必要としない。

このメツシュ状保護体は、多孔質中空糸をその外周から
包囲するものてあれば、その形態は問わないか、多孔質
中空糸の保護に十分てあり、且つポッティング材部から
突き出ず漏水がないように、その軸方向長さは外筒の長
さより若干程度、例えば５〜１０ｍｍ程度短いことか好
ましい。

また、この保護体のメツシュ（篩の目）は、中空糸の保
護の観点から、通常５０目（目とは、１インチの間にあ
る目の数）から７０目が用いられる。

メツシュ状保護体が多孔質中空糸を包囲するに当り、中
空糸の破損防止の観点から、密着して包囲するのでなく
、中空糸外周とメツシュ状保護体との間には、実質的な
空間を必要とする。

濾過剤カートリッジに用いられる中空糸としては、親水
性を有するものが好ましく用いられるが、他方、元来は
疎水性てあっても、界面活性剤又はコーチインタ剤によ
り親水化処理したものも好ましく使用できる。

また、中空糸の材質としては特に制限されるものではな
い。高分子材料を素材とするものの例としては、ポリオ
レフィン（高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
（４−メチル−ペンテン−１）など）、フッ素含有高分
子化合物、ポリスルホン、ポリカーボネート、ポリ塩化
ビニル、セルロースアセテート、ポリアクリロニトリル
、ポリビニルアルコール、ポリメチルメタアクリレート
、ポリアミド等の多孔質中空糸を挙げることができる。

また無機材料を素材とするものの例としては、ガラス、
セラミックス、炭素等の多孔質中空糸を挙げることがて
きる。多孔質中空糸の外径、周壁部厚さ、孔径も特に制
限されるものてはなく、対象液体の種類等により種々用
いられるか、一般には外径が約１０〜約１０００ｇｍ　
、周壁部厚さが約１０〜約５００　ｇａ　、孔径が約０
．旧〜約フルｍのものを多数束ねて用いることか好まし
い。

［作用］ この中空糸を用いた濾過用カートリッジは、筒状のハウ
ジングの中に入れ、濾過装置として用いるか、外筒の外
側に流れて来た液体は、外筒に多数設けた液体流路孔な
通って、多数の多孔質中空糸の外部まて進み、次に、多
孔質中空糸の周壁の多孔内及びメツシュ状保護体の網目
内を通って多孔質中空糸の内部空洞部に進む。この時、
正常な液体のみ、多孔質中空糸の周壁な通り、小さな塵
などの微粒子や菌は多孔部を通ることがてきず、多孔質
中空糸の壁外に捕獲される。多孔質中空糸を通って濾過
液の集合室まて進んて来た清浄な液体は、外部へ流れ出
し、そこて使用される。

そして」二記の濾過操作時及び多孔質中空糸の壁外に捕
獲された微粒子等の空気逆洗時に、多孔質中空糸か伸縮
するか、外筒と多孔質中空糸の間にはメツシュ状保護体
が配設されており、従って、多孔質中空糸の伸縮は保護
体により阻止、制限され、その先の尖った液体流路孔の
端縁部と衝突あるいは接触することがなく、多孔質中空
糸の損傷が発生することかない。

［実施例］ 以下、本発明を実施例に基いて説明するが、本発明はこ
れらに限定されるものてはない。

第１図は、本発明の濾過用カートリッジを用いた濾過装
置の一実施例を示したものである。第１図において、１
は円筒状カートリッジ用のハウジング、２，３はキャッ
プてあり、キャップ２．３はハウジングｌの両端部に、
例えば、ねじ部とパツキン４を用いて、着脱自在に取付
けである。キャップ２には、液体の入口管５と出口管６
を取付け、一方、キャップ３には液体の出口管７のみを
設けている。ただし、この出口管７を設けずに、キャッ
プ３は盲にすることもできる。なお、キャップ２，３の
裏側には、後記するカートリッジ８の内筒部まて伸びた
円筒部９を取付け、円筒部９の途中の壁面には、数個の
貫通穴１０を設けている。

８は本発明の一実施例を示すカートリッジである。カー
トリッジ８において、１１は円筒周壁部に液体流路孔１
２を多数有する外筒、１３は無孔の円筒状の内筒、１４
は並列に並べた多数の多孔質中空糸、１９は多孔質中空
糸１４と外筒１１との間に配設されたメツシュ状保護体
、１５は多孔質中空糸１４の両端部を保持し、外筒１１
と内筒１３間に取付けているポッティング材である。外
筒１１の両端部には、内筒１３の内壁面と同一径の位置
まて伸びたフランジ部１３ａを設け、フランジ部１３ａ
の内側と、多孔質中空糸１４の開口端面である濾過液出
口部１４ａおよびボッチインク材１５の端面との間には
、濾過液の集合室１６を設けている。この濾過液の集合
室１６は、貫通穴１０を通して、キャップ２，３の内筒
部９内に通しており、従って、出口６等の濾過液流出部
に通じている。

また、内筒部９と外筒１１のフランジ部１３ａの接触面
には、漏洩防止のため、０リング１７と平板状のパツキ
ン１８を配している。

外筒１１は液体流路孔１２のある側部（円筒周壁部）を
有しているが、その流路孔１２は流入液体を十分に流し
うる数及び大きさがあればよい。

内筒１３は無孔のものである。

以上において、ポッティング材１５は、二液反応型の接
着剤であればよく、使用時に処理液体を変質させたり、
処理液体に接着剤成分か溶出したり、処理液体により変
質させられたりしなければ、種類は問わないか、ポリウ
レタン系又はエポキシ系のポッティング材がより好まし
い。

次に、本発明に係る濾過用カートリッジにおいて、メツ
シュ状保護体の固定方法の一例を第２図に基いて説明す
る。

円筒形に形成すると、その軸方向長さが外筒１１より若
干短くなるメツシュ状保護体１９を外筒１１の内部に挿
入し、次いで、円筒形のメツシュ状保護体１９の両端部
２０を外筒１１の内壁部に熱融着する。次に、多孔質中
空糸１４を束ねたものを前記円筒形メツシュ状保護体１
９の内部に挿入後、前記メツシュ状保護体１９の両端部
２０を外筒１１に接着剤にて固定する。

以下、本発明を更に具体的に説明する。

（実施例） 円筒の周壁部の外周方向に高さ１５ｍｍ、幅５■ｍの液
体流路孔１２を、約５■間隔て外周方向及び高さ方向に
多数有する外径７０Ｉ、肉厚５■の外筒１１と、外径３
４■、肉厚３■の無孔の内筒１３を同心状にした後、外
筒１１と内筒１３の空間部に、軸方向長さ＋９５＋＊＋
ｍ、径６５ｍ＋＊　、メツシュ５０［ｆｌの円筒形メツ
シュ状保護体１９を挿入し、両端部２０を外筒１１の内
壁部に熱融着する。次いて、該保護体１９の内側に、０
．１ルｍの微粒子、細菌を阻止する外径４００　ｇｒｓ
　、内径３００　ｐ、ｒｓのポリプロピレン製の多孔質
中空糸１４をリンク状に束ねた中空糸膜な配し、ポリウ
レタン系のポッティング材１５により、前記したように
、中空糸１４の開目端部を、開口状態を保ったまま支持
固定し、且つ内、外筒１３，１１及びメツシュ状保護体
１９とも固定し、内、外筒１３，１１、メツシュ状保護
体１９及び中空糸１４が一体になった成形体を作った。

得られたカートリッジ８は、軸方向長さ２５０ｍｍ。

径か７０■である。多孔質ポリプロピレン中空糸膜の有
効全膜面積は１．５ｍ２であった。

このカートリッジ８に外部流出口周囲にバッキング１８
を付け、南限の規格カートリッジ用ハウジング１に納め
、透水量を測定したところ、初期流量は２７００文／ｈ
ｒ−ｋｇ／ｃ＋ｗ２の値を示した。また、このカートリ
ッジを０．１　ｐ−ｖｍの示標菌であるマイコプラズマ
を用いて菌の除去効率を測定したところ、菌の漏洩は認
められなかった。

また、濾過操作時及び空気逆洗時においても、多孔質中
空糸の損傷は起こらず、連続的に運転できた。

（比較例） 円筒の周壁部に液体流路孔１２を有する外筒１１、内筒
１３を同心状にした後、その空間部に、多孔質中空糸１
４の代わりに、従来公知の多孔質平膜をひだを付けて配
し、外筒１１．内筒１３及び平膜をポッティング材１５
により固定支持された従来型の長さ２５０ｍ５．径が７
０１．有効膜面積０．４２ｍ２のカートリッジを市販の
規格カートリッジ用ハウジングｌに納め、透水量を測定
したところ、初期流量は１ｆｉ３０Ｍ　／ｈｒ−ｋｇ／
ｃｍ２の値を示した。

このカートリッジを０．２　ｐ−ｒｓの示標菌であるシ
ュードモナス・ディミュータを用いてチャレンジ菌数３
．５　ＸＩＯ”個て菌の除去効果を測定したところ、Ｌ
　ＲＶ　（ｌｏｇ□。（濾過した全菌数／漏洩菌数）〕
は１１以上の値を示し、０．２１Ｌｒｓの大きさの菌の
漏洩は認められなかったが、０．１　ル謙の示標菌であ
るマイコプラズマは、菌の漏洩が認められた。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の濾過用カートリッジは、
比較的小型で且つ簡単な装置て、より小さい細菌や微粒
子を阻止する能力を有し、その透水量も大きいという利
点があり、また、操作時等において、多孔質中空糸の損
傷か防止される効果かある。さらに、市版品との交換も
容易であり。

手軽に使用することがてきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の濾過用カートリッジを用いた濾過装置
の一実施例を示す縦断面図、第２図（イ）（ロ）（ハ）
（ニ）（ホ）（へ）はメツシュ状保護体の固定方法の一
例を示す説明図である。 ■・・・カートリッジ用ハウジング、８・・・カートリ
ッジ、１１・・・外筒、１２・・・液体流路孔、１３・
・・内筒、１４・・・多孔質中空糸、１５・・・ポッテ
ィング材、１６・・・濾過液集合室、１９・・・メツシ
ュ状保護体。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 円筒周壁部に液体流路孔を多数有する外筒と、無孔の内
   筒の間の空間部に、内、外筒とはポッティング材を介し
   て固定され、かつ、両開口端を開口状態を保ったままポ
   ッティング材で支持固定された多孔質中空糸を配すると
   ともに、該多孔質中空糸と前記外筒との間に、該多孔質
   中空糸を包囲する如くメッシュ状保護体を配設し、前記
   両ポッティング端の濾過液出口部に、外部への濾過液流
   出部に通ずる濾過液の集合室を設けたことを特徴とする
   中空糸を用いた濾過用カートリッジ。