Brevet FR2314753A1 — publié le 19770114

La présente invention concerne de façon générale les filtres, et on la décrit plus précisément en référence à un filtre liquide-gaz peu encombrant et particulièrement utile pour la filtration finale en thérapie intraveineuse. Cependant, l'invention n'est pas limitée à de tels filtres liquide-gaz et elle concerne aussi d'autres types de filtre. On a déjà utilisé des filtres de séparation de liquide et de gaz dans certaines applications, industrielles et médicales. En général, les filtres retirent le gaz entraîné par un liquide et assurent de plus la filtration du liquide, afin que les matières particulaires ou les micro-organismes de dimension supérieure à une taille minimale, soient-retirés. On sait en technologie médicale qu'il est important que le gaz ou l'air qui peut entre piégé ou entraîné soit retiré d'un liquide utilisé en thérapie intraveineuse avant entrée du liquide dans le corps du patient, afin qutil ne puisse pas apparattre une embolie par l'air qui peut entre fatale. En outre, le fluide intraveineux doit entre filtré afin que les germes et les matières particulaires soient retirés, car, lorsqu'ils sont présents dans le liquide introduit dans le patient, ceux-ci peuvent provoquer une phlébite, de la septicémie ou d'autres maladies. Jusqu'à présent, on a réalisé des filtres liquidegaz d'un type convenant aux applications de thérapie intraveineuse et dans d'autres applications médicales et- indus- trielles analogues à l'aide de matières de filtration à membrane microporeuse constituant les éléments de filtration. Ces filtres sont bien connus et sont par exemple en esters cellulosiques. Des filtres de ce type sont disponibles sous le nom Millipore auprès de Millipore Corporation, Bedford, Massachusetts, U.S.A. On réalise ces filtres avec des pores de petite dimension extrêmement uniformes qui assurent un filtrag~ absolu car aucune particule de dimension supérieure à la plus grande dimension de pore du filtre ne peut passer à travers celui-ci. Dans un ensemble de filtration liquide-gaz ayant les filtres à membrane microporeuse, le filtre utilisé pour la séparation du gaz est formé d'une matière ne mouillant pas les liquides, permettant le passage du gaz mais non celui des liquides, et le filtre utilisé pour la filtration du liquide est formé d'une matière mouillant le liquide et qui permet le passage de celui-ci sans permettre le passage de la matière particulaire ou des micro-organismes ayant une dimension supérieure à une valeur minimale déterminée.Le terme hydrophile utilisé dans le présent mémoire s'applique à un filtre qui peut être mouillé par un liquide et le terme "hydrophobe" à un filtre qui ne peut pas être mouillé par un liquide. L'utilisation de ces termes qui est classique dans la technique de la filtration, n'indique pas que le liquide est obligatoirement à base aqueuse ou est formé par de l'eau. L'invention concerne aussi l'utilisation de matières de filtration qui peuvent être mouillées et non mouillées respectivement par des solutions dont le solvant n'est pas l'eau. Le montage de ces deux types de filtre dans un seul dispositif permet la séparation du gaz entraîné par un fluide et la séparation de la matière particulaire, entre l'entrée et la sortie de l'ensemble de filtration. De tels ensembles utiles pour la séparation des courants liquides et gazeux et ayant une combinaison de filtres hydrophobe et hydrophile sont décrits par exemple dans les brevets des Etats-Unis d'Amérique n0 3 149 758, 3 523 408, 3 631 654 et 3 854 901. Dans de nombreuses applications connues, notamment en thérapie intraveineuse, il est important que l'ensemble de filtration soit peu encombrant et de fabrication économique car l'article est avantageusement à jeter après usage si bien que l'économie de fabrication et la facilité du stockage en grandes quantités sont des caractéristiques importantes pour la réalisation d'un type particulier ayant un marché important. L'économie de fabrication nécessite la réalisation d'un filtre qui puisse être fabriqué de façon simple et fiable. Les types décrits dans de nombreux brevets, bien qu'ils puissent être utilisés, sont de fabrication coûteuse et ne peuvent pas être fabriqués de façon fiable avec un prix suffisamment faible pour qu'ils soient utilisés de façon très importante. En générai, ces types connus comprennent des éléments en matière plastique moulée, ayant des réceptacles de tubes soit moulés dans la matière plastique soit formés de façon solidaire avec le moule. L'invention concerne un ensemble de filtration, à jeter après utilisation, qui peut être produit de façon fiable à prix relativement faible par des procédés de production en grandes séries. L'invention concerne aussi un filtre liquidegaz du type décrit. L'invention concerne de façon générale un filtre ayant une enveloppe, par exemple rectangulaire, divisée en deux compartiments à peu près égaux par un filtre formé par une membrane microporeuse qui coopère de façon étanche avec un organe de support ; celui-ci est fixé à son tour de façon étanche sur l'enveloppe. L'enveloppe est elle-même en deux organes, qui peuvent être en matière plastique formée sous vide, chaque organe ayant une partie déformée, constituant une cavite et entourée par une bride. Une échancrure semi-circulaire est formée dans chaque bride et, lorsque les brides sont disposées l'une en face de l'autre, les deux échancrures semicirculaires forment une cavité circulaire de logement d'un organe tubulaire débouchant à l'intérieur de l'enveloppe.Le support de la membrane microporeuse est disposé entre les deux brides, et, comme indiqué précédemment, divise lten- veloppe en deux compartiments, l'un d'entrée et l'autre de sortie. La marge de 11 organe de support est souple, au moins au voisinage du réceptacle du tube. Le tube d'entrée qui est avantageusement en matière plastique souple, est introduit entre l'organe de support de filtre et organe formant llen- veloppe et délimitant le compa#rtiment d'entré-e. L'organe tubulaire de sortie est introduit entre l'organe de support et l'organe formant ltenveloppe et délimitant le compartiment de sortie. Les trois organes, les deux qui délimitent l'envelop- pe et l'organe de support, ainsi que les deux organes tubulaires sont associés de façon étanche et forment un ensemble unique. Cette construction permet la formation d'un filtre qui peut être fabriqué économiquement en grandes séries, si bien qu'il peut être utilisé puis jeté, le filtre remplissant cependant les fonctions de filtresbien plus complexe, de type connu. D'autres caractéristiques et avantages de l'ìnven- tion ressortiront mieux de la description qui va suivre, faite en référence au dessin annexé sur lequel - la figure 1 est une perspective éclatée d'un filtre liquide-gaz selon l'invention, particulièrement utile en thérapie intraveineuse - les figures 2 et 3 sont des vues de bout illustrant la fixation des tubes d'entrée et de sortie ; et - la figure 4 est une coupe de la partie inférieure de organe inférieur 17 de la figure 1. Le dessin représente un filtre qui comprend un élément Il de filtration à membrane microporeuse hydrophile, formée par une feuille sensiblement plane et qui peut être avantageusement thermosoudée sur une feuille 13 de matière plastique vinylique souple qui a aussi une forme générale rectangulaire. La feuille 13 comprenant le filtre hydrophile Il est fixée de manière étanche à sa périphérie entre un organe supérieur 15 et un organe inférieur 17 d'un couvercle. Ces organes délimitent l'enveloppe du filtre. Dans un mode de réalisation avantageux, les deux organes 15 et 17 sont formés sous vide à partir de matière vinylique rigide et transparente. Comme représenté clairement sur la figure 1, l'organe supérieur 15 a deux cavités ou évidements 30 qui accroissent la rigidité de l'organe 15 et qui constituent aussi un volume pour le rassemblement des gaz. Lorsque lten- semble doit être utilisé sous forme d'un filtre liquidegaz, l'organe supérieur 15 a aussi un filtre hydrophile 23 à membrane qui permet le passage des gaz mais ne permet pas le passage des liquides à travers organe supérieur du couvercle. Sur la figure 1, un tel filtre perméable aux gaz est indiqué par la référence 23, et il est placé dans l'une des cavités 30.Dans un exemple, le filtre hydrophobe 23 peut être en membrane microporeuse de polytétrafluoréthylène, par exemple en Fluoropore de Millipore Corporation, Bedford, Massachusetts, U.S.A. Ce filtre 23 peut former une mince membrane circulaire collée à sa périphérie sur le couvercle 15, une ou plusieurs perforations 27 du couvercle permettant ain si l'évacuation de cet organe par le gaz qui a été introduit par le tube 19 d'entrée. L'organe 15 a aussi une bride périphérique 15a ayant une échancrure semi-circulaire 38 à une extrémité, pour le logement du tube 19 d'entrée, et une échancrure semi-circulaire analogue 38' à l'autre extrémité, pour le logement du tube 21 de sortie comme décrit dans la suite. L'organe inférieur 17 est aussi avantageusement en matière vinylique rigide et mince, et a de façon générale la configuration d'un plateau rectangulaire peu profond, ayant une évidement 34 comprenant un certain nombre de saillies représentées sous forme de nervures 36 disposées parallèlement à la longueur du plateau rectangulaire et formant, dans le fond de la cavité 34, des gorges sensiblement parallèles à une droite reliant le tube 19 d'entrée au tube 21 de sortie.Bien qu'on ait représenté les s#aillies de la figure 1 sous forme de nervures interrompues36, il faut noter qu'elles peuvent avoir d'autres configurations, par exemple celle de saillies circulaires ou même irrégulières, les saillies devant cependant dépasser suffisamment vers la membrane formant le filtre Il pour qu'elles supportent ceile-ci lorsqu'elle fléchit vers le fond de la cavité 34 si bien que, lorsqu'elle est ainsi fléchie, la membrane Il n'empêche pas le passage du# liquide dans l'ensemble, vers le tube 21 de sortie. La figure 4 représente en détail un mode de réali sation avantageux de nervure. L'organe inférieur comprend ausune uns bride périphérique 34a qui entoure la cavité 34 et qui comprend des échancrures semi-circulaires 39 et 39'.Lorsque la bride 34a de 11organe inférieur 17 est placée en face de la bride 15a de l'organe supérieur 15, les échancrures 38 et 39 forment ensemble une cavité de logement d'un tube 19 d'entrée et les échancrures 38' et 391 forment ensemble une cavité de logement du tube 21 de sortie. La formation de ces cavités de logement des tubes d'entrée et de sortie par simple mise en place des deux organes l'un en face de l'autre permet une fabrication facile et peu coûteuse. Le montage des éléments précités pour la formation d'un filtre terminé peut être réalisé de façon simple. La matière Il de filtration est fixée comme indiqué précédemment sur la feuille souple vinylique 13, avantageuse ment par thermosoudage à la périphérie de la matière 11. La feuille 13 est alors placée entre les deux brides opposées 15a et 34a des organes supérieur et inférieur 15 et 17. Les tubes d'entrée et de sortie 19 et 21 sont introduits, le tube 19 d'entrée étant maintenu en position entte l'organe 15 et la feuille 13 de support comme représenté sur la figure 2. Le tube 21 de sortie est placé entre l'organe 17 et la feuille 13 de support comme représenté sur la figure 3. De cette manière, la feuille 13 qui évidemment doit être souple au voisinage des logements des tubes afin qu'elle fléchisse autour des tubes, sépare l'enveloppe formée par les organes 15 et 17 en deux compartiments pratiquement égaux. Les parties peuvent être assemblées par thermosoudage, par collage avec un solvant ou de toute autre manière classique. Un procédé de fixation étanche qui est particulièrement avantageux met en oeuvre une source à haute fréquence comme décrit dans la suite. Une feuille souple 13 de chlorure de polyvinyle est utilisée pour le support de la matière 11 du filtre ; les tubes 19 et 21 sont aussi en chlorure de polyvinyle souple. Les organes 15 et 17 sont par exemple en chlorure de polyvinyle rigide. Lorsque le montage est réalisé comme décrit précédemment et lorsque les divers éléments sont maintenus en position, ltensemble est soumis à un champ d'un dispositif de soudage à haute fréquence de type du commerce, le chlorure de polyvinyle souple commençant à s'échauffer alors que les matières rigides ne s'échauffent pas. Ainsi, la feuille 13 constitue-une "colle" qui soude les organes 15 et 17 et, au voisinage des cavités, les tubes 19 et 21 et la feuille de support du filtre fondent partiellement et forment un joint entre les tubes et les compartiments interne et externe. Cette opération simplifie beaucoup la fabrication et permet la réalisation économique et fiable de filtres. Par exemple, la construction selon l'invention peut être réalisée à l'aide de feuilles continues de matière, chacune des feuilles parvenant à une machine de fabrication du filtre, à partir d'un rouleau de matière. Les matières des rouleaux sont habituellement très "propres", c'est-à-dire sans contamination par des- particules si bien que les produits formés sont aussi propres. S'il faut cependant un nettoyage supplémentaire de la matière avant fabrication, l'opération peut être réalisée avanta geilsement par mise en oeuvre des techniques ciassiques, au cours de la fabrication, juste avant le début des étapes de formage. Il s'agit d'un avantage important pour les filtres selon l'invention. Bien qu'on ait décrit précédemment une technique de soudage à haute fréquence qui est avantageuse pour le soudage des matières en chlorure de polyvinyle, il est évident cependant qu'on peut utiliser toute matière qui s'échauffe préférentiellement par rapport à d'autres dans un champ à haute fréquence. Le filtre dans son ensemble comprend donc une enveloppe pratiquement étanche qui est divisée en deux compartiments pratiquement égaux par un filtre à membrane hydrophile, fixée de façon étanche à sa périphérie sur une feuille de matière vinylique souple. La feuille constitue alors une "colle" qui raccorde les deux organes qui forment l'enveloppe. Le premier compartiment a un canal d'entrée du liquide à filtrer dans l'ensemble et le- second compartiment comprend un canal de sortie du fluide qui a été filtré. Les compartiments sont séparés par la matière de filtration et sa feuille de support. La fixation des tubes d'entrée et de sortie aux deux compartiments est particulièrement simple. Bien qu'on ait décrit une configuration particulière, il faut noter que d'autres formes conviennent et que l'ensemble peut être en matière autre que la matière transparente avantageuse indiqué#e. En outre, bien qu'on ait indiqué que les organes 15 et 17 étaient rigides, ils peuvent aussi être en matière souple, par exemple en feuille souple de chlorure de polyvinyle, le filtre formé étant cependant utilisable. Ainsi, l'invention concerne un filtre qui peut être fabriqué des façon économique et fiable, ces deux caractéristiques étant importantes pour les filtres à jeter après utilisation en thérapie intraveineuse. REVENDICATIONS 1. Filtre, caractérisé en ce qu'il comprend deux organes ayant chacun une cavité et une bride formée autour de la cavité, la bride comportant au moins deux échancrures semi-circulaires, les organes ayant une forme telle que, lorsque les brides sont placées l'une vers l'autre, ils forment une enveloppe, les échancrures semi-circulaires placées en regard délimitant deux réceptacles circulaires convenant au logement d'un tube, un troisième organe placé entre les deux premiers et auquel est fixée une matière de filtration de façon étanche, cet organe étant destiné à diviser la chambre en deux parties et ayant au moins une partie marginale souple au voisinage des échancrures opposées des deux organes, un premier tube placé dans l'un des réceptacles entre le troisième organe et le premier, et un second tube placé dans un second des réceptacles entre le troisième organe et le second, l'un des tubes constituant une entrée de fluide non filtré et l'autre une sortie de fluide transmis par le filtre, les trois organes étant associés de façon étanche au niveau de leursbords,les tubes étant fixés de façon étanche dans les réceptacles. 2. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier organe comprend un dispositif d'évacuation de gaz recouvert par un filtre hydr#ophobe. 3. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la matière de filtration est une membrane hydrophile microporeuse. 4. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier et le second organe sont formés par une feuille rigide de chlorure de polyvinyle et le troisième organe et les tubes sont formés par une feuille souple de chlorure de polyvinyle. 5. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie inférieure-de la cavité formée dans le second organe comprend plusieurs nervures qui en dépassent vers l'intérieur. 6. Filtre, caractérisé en ce qu'il comprend deux organes en matière plastique rigide, chacun des organes ayant une cavité et une bride plate autour de la cavité, la bride comportant au moins deux échancrures semi-circulaires, les deux organes ayant une configuration telle que, lorsque les brides sont disposées l'une vers l'autre, les cavités forment une chambre et les échancrures semi-circulaires opposées des brides forment un réceptacle circulaire destiné au logement d'un tube, un troisième organe placé entre les deux premiers et auquel est fixée de manière étanche une matière de filtration constituée par une membrane microporeuse, cet organe divisant la chambre en deux compartiments pratiquement égaux et ayant une partie marginale souple, un premier tube de matière souple, placé entre le troisième organe et le premier, et un second tube de matière souple placé entre le troisième organe et le second, l'un des tubes formant une entrée de fluide non filtré et l'autre-une sortie de fluide, les trois organes étant fixés de manière étanche dans les réceptacles. 7. Procédé de réalisation d'un filtre en matière plastique, caractérisé en ce qu'il comprend la formation d'une enveloppe de filtre avec deux organes en une première matière plastique, la fixation par collage d'une matière de filtration sur un support de filtre qui est en une seconde matière plastique capable d'absorber l'énergie à haute fréquence de façon plus importante que la première matière plastique, l'introduction du support entre les deux organes, et le traitement de l'ensemble monté par un champ à haute fréquence afin que le support fonde et associe les deux premiers organes avec formation d'un filtre.