(57)【要約】【解決手段】流体処理媒体用のチャンバを少なくとも１つ画定するハウジングを含む、流体処理用システム（１０１；４０１）用のカートリッジ（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４；７０４；８０４）の製造方法であって、フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）によって封鎖可能な少なくとも１つの開口（２１８；３１８；５１８；６１８；７１８；８１８）を画定する少なくとも１つの壁（２１７；３１３；５１７；６１３；７１３；８１３）を含むカートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）を設けるステップを備える方法。フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）が提供される。フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）は、フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）の少なくとも１つの第１の表面エリアと多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）とを通ってフィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）に流入し、フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）の少なくとも１つの第２の表面エリアを通って流出する流体を少なくとも機械的にろ過する多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）を含む。フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）は、多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）の少なくとも周面を被覆して該第１および第２の表面エリアを縁どるリム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１）を含む。フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）は、リム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１）をカートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）に結合することによって、少なくとも１つの開口（２１８；３１８；５１８；６１８；７１８；８１８）の少なくとも１つを封鎖するようにカートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）に結びつけられる。【選択図】図７
2015516287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）によって封鎖可能な少なくとも１つの開口（２１８；３１８；５１８；６１８；７１８；８１８）を画定する少なくとも１つの壁（２１７；３１３；５１７；６１３；７１３；８１３）を含むカートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）を設けるステップと、
前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）の少なくとも１つの第１の表面エリアと多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０：８２０）とを通って流入し、前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）の少なくとも１つの第２の表面エリアを通って流出する流体を少なくとも機械的にろ過する前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）と、前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）の少なくとも周面を被覆して前記第１および第２の表面エリアを縁どるリム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１）と、を含む前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）を設けるステップと、
前記リム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１）を前記カートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）に結合することによって、少なくとも１つの開口（２１８；３１８；５１８；６１８；７１８；８１８）の少なくとも１つを封鎖するように前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）を前記カートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）に結びつけるステップと、
を備える、流体処理媒体用の少なくとも１つのチャンバを画定するハウジングを含むことを特徴とする、流体処理システム（１０１；４０１）用カートリッジ（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４；７０４；８０４）の製造方法。
【請求項２】
前記リム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１）は、前記カートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）に溶着されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）は本質的に平面的であり、前記第１および第２の表面エリアは、前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）の平面に本質的に平行であり、対向する方向に面していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）は自立型であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記フィルタエレメントを設ける前記ステップは、
バインダーを含むある量の遊離した材料（９３７）を金型内に供給するステップと、
前記遊離した材料を前記金型内で結合させるステップと、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記リム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１）は、オーバーモールド成形されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の方法。
【請求項７】
前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）は、少なくとも熱可塑性バインダーを含む焼結体であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）は、収着によって前記流体を処理する材料を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
前記カートリッジハウジング部（３１２；７１２；８１２）は本質的にビーカー形状をしており、前記流体処理媒体は、前記少なくとも１つのフィルタエレメント（３１９；７１９；８１９）の前記カートリッジハウジング部（３１２；７１２；８１２）への結びつけ前に、前記カートリッジハウジング部（３１２；７１２；８１２）に挿入されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記流体処理媒体は粒状媒体であることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
前記カートリッジハウジング部（３１２；６１２；７１２；８１２）は、少なくとも１つのチャンバを横方向に包含する外部側壁（３１３；６１３；７１３；８１３）を含み、前記側壁（３１３；６１３；７１３；８１３）の内側表面は、前記開口（３１８；６１８；７１８；８１８）の少なくとも１つを画定し、前記側壁（３１３；６１３；７１３；８１３）の前記内側表面に対してある角度の平面内に本質的に存在する縁の一端部で終了することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
前記カートリッジハウジング部（３１２；６１２；７１２；８１２）は、前記少なくとも１つのチャンバを横方向に包含し、その周囲に沿った少なくとも１つの位置の少なくとも一つの端部で外側に広がる外部側壁（３１３；６１３；６１３；７１３；８１３）を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載の方法。
【請求項１３】
少なくとも１つの開口（２１８；３１８；５１８；６１８；７１８；８１８）を画定する少なくとも１つの壁（２１７；３１３；５１７；６１３；７１３；８１３）を含むカートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）を含み、流体処理媒体用の少なくとも１つのチャンバを画定するハウジングと、
前記開口（２１８；３１８；５１８；６１８；７１８；８１８）の少なくとも１つを封鎖する少なくとも１つのフィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）と、を含み、
前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）は、前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）の少なくとも１つの第１の表面エリアと多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０：８２０）とを通って流入し、前記フィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）の少なくとも１つの第２の表面エリアを通って流出する流体を少なくとも機械的にろ過する前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）と、
前記多孔体（２２０；３２０；５２０；６２０；７２０；８２０）の少なくとも周面を被覆して前記第１および第２の表面エリアを縁どるリム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１）と、を含み、
前記リム（２２１；３２１；５２１；６２１；７２１；８２１；９２１）は、前記カートリッジハウジング部（２１２；３１２；５１２；６１２；７１２；８１２）に結合されることを特徴とする、特に請求項１乃至請求項１２のいずれかに記載の方法で得られる流体処理システム（１０１，４０１）用カートリッジ。
【請求項１４】
カートリッジの第１および第２の対向する端部を画定する体軸（２１４；３１４；５１４；６１４；７１４；８１４）を有し、前記少なくとも１つのフィルタエレメント（２１９；３１９；５１９；６１９；７１９；８１９）は前記第１の端部に設けられ、前記カートリッジを未処理流体を収容するタンク（１０６；４０６）の出口に取り付ける少なくとも１つの機構は、前記第２の端部に設けられることを特徴とする請求項１３に記載のカートリッジ。
【請求項１５】
請求項１３または請求項１４に記載のカートリッジ（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４；７０４；８０４）と、
前記カートリッジ（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４；７０４；８０４）を未処理流体の供給（１０６；４０６）に接続して、前記カートリッジ（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４；７０４；８０４）の入口（１０７；２０７；３０７；４０７；５０７；６０７；７０７；８０７）との液密接続を確立するメカニカルインタフェース（２７；２１６；３１６；５２８；６２８；７２８；８２８）と、
処理流体を前記カートリッジ（１０４；２０４；３０４；４０４；５０４；６０４；７０４；８０４）内に収集する装置（１０２；４０２）と、
を備える流体処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタカートリッジの製造方法に関する。
【０００２】
また、本発明は、そうした方法で得られるフィルタカートリッジにも関する。
【背景技術】
【０００３】
国際特許出願第ＰＣＴ／ＥＰ２０１１／０７３１７１号は、本願以前に出願され本願以降に公開されているため、ＥＰＣ第５４条（３）に基づく先行技術を構成する。該国際特許出願では、流体処理用のコンテナが開示されている。該コンテナは、側壁と第１の端壁とを含む壁を備える。該側壁と端壁は一構成部品として設けられ、コンテナの内部空間を画定する。該第１の端壁は、流体透過性部分を備える。処理剤は、コンテナの内部空間に挿入される。該処理剤は、例えば、粒状のイオン交換体の形状で供給され得る。コンテナの内部空間は、その端部が接触領域に沿って該側壁に連結された第２の端壁で封鎖されている。該第２の端壁は、圧締、フランジ、ホットコーキングあるいは他の連結手段により側壁に連結され得る。該第２の端壁は、複数のキャピラリを有するフィルタ部を備える。実施例において、第２の端壁は、キャピラリを形成する平板状焼結フィルタ体の形態である。該フィルタ部は、第２の端壁全体に亘って延在する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、製造段階での取り扱いが容易なフィルタエレメントによってカートリッジ内に確実に保持される流体処理媒体が充填可能であり、ほとんど損傷することがないフィルタカートリッジと、その製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この目的は、流体処理媒体用のチャンバを画定するハウジングを含む流体処理システム用カートリッジの製造方法であって、
フィルタエレメントで封鎖可能な少なくとも一つの開口を画定する少なくとも一つの壁を含むカートリッジハウジング部を設けるステップと、
前記フィルタエレメントの少なくとも一つの第１の表面エリアと多孔体とを通って前記フィルタエレメントに流入し、前記フィルタエレメントの少なくとも一つの第２の表面エリアを通って流出する流体を少なくとも機械的にろ過する前記多孔体と、流体不透過性であって、前記多孔体の少なくとも周面を被覆して前記第１および第２の表面エリアを縁どるリムと、を含む前記フィルタエレメントを設けるステップと、
前記リムを前記カートリッジハウジング部に結合することによって、前記少なくとも一つの開口の少なくとも一つを封鎖するように前記フィルタエレメントを前記カートリッジハウジング部に結びつけるステップと、を備える方法によって実現される。
【０００６】
本文脈において、「結合」は、リムの材料とカートリッジハウジング部の材料とを連結させて、これらの材料と、任意に、接着剤または充填剤材料と、を合体させる、押し込み式材料連結とも呼ばれる連結の一種を意味するものと理解される。この用語には特に、溶着、はんだ付けおよび接着結合が含まれる。
【０００７】
該または各周面は、該第１の表面エリアと平行あるいはそれに対応する多孔体の第１の面から、該第２の表面エリアと平行あるいはそれに対応する多孔体の第２の面まで延在する。
【０００８】
一般的な流体処理媒体は最初の使用後に膨張する傾向があるため、カートリッジハウジングに圧力がかかり得る。リムをカートリッジハウジング部に結合することによって、フィルタエレメントが除去される可能性が低減される。カートリッジハウジング内部からの圧力に耐えられることによって、フィルタエレメントを、カートリッジハウジング部の内部からではなく、外部からカートリッジハウジング部に結びつけられる。これによって、カートリッジハウジング部が有し得る形状の範囲が拡大する。該フィルタエレメントは、多孔体の少なくとも周面を被覆し、一般に該周面の縁上にも延在するリムを備えているため、該多孔体は、製造時の取り扱いがより容易である。そうでなければ、孔体は典型的には多少脆性を有するため、取扱中に縁から砕片または粉末が生成するリスクが生じるであろう。最初にリムを設けることによって、フィルタエレメントをカートリッジの残りとは別の場所で製造し、カートリッジに流体処理媒体を充填して組み立てる場所に輸送できる。挿入物としての多孔体を有するカートリッジハウジング部をインサート成形するのではなく、別個のリムを供給してカートリッジハウジング部に連結することによって、成形プロセス中に、多孔体粒子が生成しカートリッジハウジング部表面に移動することが防止できる。これは、特に、多孔体とカートリッジハウジング部の色が対比色であるカートリッジハウジング部の壁の外観損傷防止に役立つ。
【０００９】
該リムは多孔体とは異なる構成要素であり、従って、異なる特性を有していてもよい。該リムは、カートリッジハウジング部と同じ色、実際には同じ材料組成または同様の材料組成であってもよい。この２つは、例えばポリプロピレンから成っていてもよく、あるいは、多孔体がセラミックであっても、または高密度ポリエチレンを含んでいてもよい。該リムの流体透過性は多孔体のそれより低い。特に、該リムは、本質的に流体不透過性であってもよい。従って、該リムは流体のバイパス防止の役割を果たし得るため、該流体処理媒体で処理された流体はまた、該フィルタエレメントの、特に該多孔体の通過を余儀なくされる。該流体処理媒体はこのように、流体がカートリッジから離れる時にろ過される比較的微粒の媒体であってもよい。他の実施形態では、該フィルタエレメントは、例えば、カートリッジに入る前の流体中に既に存在する物質およびまたは粒子を除去することによって、流体処理においてさらにより重要な役割を果たし得る。この場合、フィルタエレメントは、ハウジングを封鎖する機能と流体をろ過する機能の２つを果たすため、カートリッジは比較的小型化でき、あるいは、そのサイズの割には比較的大きな処理容積を有し得る。
【００１０】
米国特許第５，２２５，０７８号には、４つの部品、すなわち、ろ水受けおよび分配用のピッチャーと、ろ過される水を保持するタンク、該タンクの下端に配置されたフィルタエレメントと、該タンクの上端を封鎖する蓋またはカバーと、を含む注入ピッチャーフィルタ組立体が開示されていることが観察される。該タンクは、ポリプロピレンなどの適切なプラスチックから成っていることが好ましく、最も好都合にはブロー成形プロセスで製造され得る。該フィルタエレメントは、薄肉円板状の硬質の多孔質炭素ブロックを含む。該炭素ブロックは、粒状活性炭とポリエチレンなどの適切なバインダーとを圧縮・加熱して成形多孔質ブロックを形成する従来方法で製造され得る。環状の合成ゴムシールを炭素ブロックの外周に取り付ける。該ゴムシールはネオプレン様の材料を含んでいてもよく、１つの特に好適なシール材料は、ＫＲＡＴＯＮの商標名で販売されているものである。該シールは、射出成形によって、インサート成形ダイ内のコアエレメントとして配置される炭素ブロックの周囲に形成されることが好ましい。該シールは、上部および下部環状リップを有して形成される。該リップは、シールエレメントを炭素ブロックの縁周囲の位置に保持するのに役立つ。排水口の真上のタンクの外壁は環状の凹部を備える。該シールのシール面は、フィルタエレメントが排水口内に軸方向上方へ押し付けられた時に、かなりタイトな圧縮ばめで該環状の凹部にタイトに適合する形状とサイズを有する。代替の構造では、排水口を画定するタンクの下端は、炭素ブロックの縁とその周辺に直接成形され得る。一体的に成形されたこうした構造でのシールは、焼結炭素ブロックの特に外周面周りに、過剰のポリエチレンまたは他の樹脂バインダー材料を供給して軟化または溶融させて、タンクが成形されたポリプロピレン材料でシールすることによって強化され得る。該タンクは流体処理媒体を含まず、また、ゴムシールはタンクに結合されていない。
【００１１】
本発明による方法のある実施形態では、該リムは、カートリッジハウジング部に溶着される。
【００１２】
この実施形態によって、例えば水などの飲料に適した流体処理用のカートリッジの生産がより容易になる。リムのカートリッジハウジング部への結合に食品用接着剤を使用する必要がない。これによって次には、リムとカートリッジハウジング部用の潜在的に好適な材料の範囲も拡大する。
【００１３】
ある実施形態では、該多孔体は本質的に平面的であり、該第１および第２の表面エリアは本質的に、多孔体の平面に平行で対向する方向に面している。
【００１４】
従って、多孔体の厚みは本質的に均一である。従って、フィルタエレメントの流動抵抗も、その気孔率が変わらなければ平面中で本質的に均一である。フィルタエレメントはカートリッジの封鎖に使用されるため、このことは、カートリッジチャンバ内の圧力分布がより均一であり得ることを意味し、これは、特にフィルタエレメントの面積が比較的大きい実施形態では、流体処理媒体を通る流体のショートカットを確実に存在させないことに役立つ。本質的に平面の多孔体を使用するさらなる効果は、多孔体が大型の多孔質材シートまたは織物から切断または打ち抜きできることである。さらに、平面の多孔体からは一般に、本質的に平面のフィルタエレメントも示唆されるが（リムは一般に、多孔体の縁を被覆する場所からわずかに突出するものの）、これによって、フィルタエレメントをカートリッジハウジングの壁内に一体化することがより容易になる。
【００１５】
第１および第２の表面エリアは、必ずしも多孔体の表面である必要はないことが観察される。ある変形では、多孔体の平面に平行な多孔体の１つまたは複数の表面は、例えば、織布材または不織布材のシートなどの透過性材料の層で被覆されている。材料シートのメッシュサイズは、多孔体に含まれる粒子の中位径あるいは最小径よりも小さくできる。
【００１６】
ある実施形態では、該多孔体は自立型である。
【００１７】
その効果は、フィルタエレメントの表面を横断して延在する支持フレームは必要ないので、可能な限り大型のフィルタエリアが設けられることである。また、該リムは、単に多孔体の周囲周りに延在すればよく、多孔体の表面を横断する支柱は必要でないため、製造がより容易になる。その結果、この実施形態では、一つの第１の表面エリアと一つの第２の表面エリアのみが存在するだけであろう。
【００１８】
本方法の第１の実施形態では、該フィルタエレメントを設けるステップは、
バインダーを含むある量の遊離した材料を金型内に供給するステップと、
前記遊離した材料を金型内で結合させて前記多孔体を形成するステップと、を備える。
【００１９】
多孔体を多孔質材シートから切断する方法と比較して、この実施形態では廃棄物量が低減できる。このように、該多孔質材は、収着（吸着とイオン交換を含む）による流体処理用の材料を含む、より高価値の材料を含み得る。金型の内部寸法は一般に、少なくともリムによって縁どられた平面内の方向において、リムの寸法に対応するであろう。
【００２０】
第１の実施形態のある変形は、
前記リムを設けるステップと、
前記リムを金型の少なくとも一部として使用するステップと、を備え、
前記遊離した材料を金型内で結合させる前記ステップは、前記多孔体を前記リムに結合させるステップを備える。
【００２１】
その効果は、多孔体をリムに結びつける別のステップを備える必要がないことである。さらに、多孔体をリムに結びつける前の段階で多孔体を損傷するリスクは本質的になくなる。
【００２２】
遊離した材料を結合させて多孔体を形成するステップは、少なくとも遊離した材料を加熱するステップを備える。
【００２３】
このステップは、特に多孔体の気孔率が比較的高い場合、遊離した材料を例えば摩擦によって粘着性にするステップより容易である。
【００２４】
加熱するステップは、少なくとも一つの加熱したダイを通して加熱するステップを備えてもよい。
【００２５】
その効果は、少なくともわずか加圧することによって、遊離した材料の成分間および遊離した材料とリム間の十分な接着が保証されることである。同時に、気孔率を比較的正確に制御できる。さらに、接触を改善することによって、遊離した材料のより効果的で制御された加熱が可能になる。
【００２６】
第１の方法のある変形では、遊離した材料は粒子材料で構成される。
【００２７】
その効果は、例えば繊維材料の場合と比較して、遊離した材料の異なる成分がより良好に混合されることである。より一般的には、該多孔体の特性は比較的均一であろう。さらなる効果は、粒子間を本質的に点結合だけで結合できることであり、これによって、該粒子が流体処理用活性粒子を含む場合は、流体処理に利用できる有効表面積が増加する。リムを金型として使用する場合は、それによって即時の強度と保護が得られるので、多孔体の靭性はそれほど重要な要件ではなくなる。
【００２８】
第１の実施形態のある変形では、フィルタエレメントを設けるステップは、多孔体形成前に、少なくとも１枚の織物を金型内に供給するステップをさらに備える。
【００２９】
該または各織物は流体透過性である。該織物は、多孔体形成前に該遊離した材料に接して配置される。その結果、遊離した材料は、比較的微細な粒子を含み得る。該織物は、その間隙が比較的小さいことによって、流体による微細な粒子の流出防止に適している。従って、極めて微細なバインダー粒子の使用も必ずしも必要ではない。該織物は事前切断されるが、これは、該織物で被覆された多孔体で構成されるサンドイッチ構造を大きな平板から切断するより容易である。さらに、該織物は、一製造工程において、多孔体およびまたはリムに結合される。
【００３０】
該方法の第２の実施形態では、該リムはオーバーモールド成形される。
【００３１】
この実施形態は比較的簡単に実施される。さらに、リムと多孔体間に本質的に遊びがないので、バイパスのリスクが低減される。このために、多孔体の損傷の可能性も低減される。ある実施形態では、該多孔体は、少なくとも熱可塑性バインダーを含む焼結体である。
【００３２】
この実施形態では、多孔体に密封的に結合し、従って、流体のバイパス防止に比較的効果的なリムが比較的容易に提供される。該多孔体は、少なくとも熱可塑性バインダーを含むパウダーから得られる。該パウダーは、その融点未満あるいはその前後の温度に加熱される。任意に圧力を印加し得る。気孔率と孔径は、いくつかのプロセスパラメータに依存するであろう。
【００３３】
ある実施形態では、該多孔体は、収着による流体処理用の材料を含む。
【００３４】
この実施形態では、多孔体は、単にメカニカルフィルタとして働くのではなく、流体から積極的に物質をろ過する。収着は、吸収、吸着およびイオン交換を指し得る。一変形では、該多孔体は、例えば熱可塑性バインダーなどのバインダーで熱的に結合した、例えば粒子状およびまたはチョップド繊維状の活性炭を含む。該多孔体は、活性炭の代替あるいは活性炭に加えて、イオン交換体またはキレート樹脂の熱結合粒子を含んでいてもよい。
【００３５】
ある実施形態では、該カートリッジハウジング部は本質的にビーカー形状をしており、該流体処理媒体は、少なくとも１つのフィルタエレメントをカートリッジハウジング部に結びつける前に、カートリッジハウジング部に挿入される。
【００３６】
その効果は、これによって、カートリッジ製造に必要な部分点数を減らせることである。特に、側壁を形成する部品、蓋部品および底部品の供給は必要ではなくなる。ビーカー形状のカートリッジハウジング部は、それらの部品ではなく、蓋と底のいずれか一方と、せいぜい、これらの他方の一部と、を含む。該フィルタエレメントは、流体処理媒体用のチャンバを封鎖する。
【００３７】
ある実施形態では、該流体処理媒体は粒状媒体である。
【００３８】
これによって、カートリッジのチャンバの均一充填が比較的容易になる。その結果、流体処理媒体中のチャネリングのリスクが低減され、より均一な流体処理が可能となる。また、ほとんどの粒状媒体は注げるので、チャンバ充填の自動化が比較的容易である。フィルタエレメントがチャンバの流体処理媒体用の出口開口を封鎖する場合、フィルタエレメントは、流体が流体処理媒体を収納するチャンバから出て行く前に、該流体から少なくとも粒状媒体を機械的にろ過する。
【００３９】
カートリッジハウジング部が、横方向に少なくとも１つのチャンバを包含する外部側壁を含むある実施形態では、該側壁の内側表面は、少なくとも１つの開口を画定し、側壁の内側表面に対してある角度の平面内に本質的に存在する縁の一端部で終わる。
【００４０】
ある変形では、該角度は少なくとも７０°であり、特には少なくとも８０°であり、より特定的には少なくとも８５°である。該角度は最大でも１２０°であり、特には最大でも１１０°であり、より特定的には１００°以下であり、例えば約９５°以下である。フィルタエレメントに垂直なカートリッジの体軸に対して、該または各チャンバの一端部は、この実施形態におけるフィルタエレメントによって完全に形成され得る。その結果、フィルタチャンバを通る流体の流れは、該体軸に対しより平行にまたより均一になるであろう。この状況が良好に実現されればされるほど、流体処理はより均一になり、特に、チャンバにおける流体処理媒体との接触時間はより均一になるであろう。さらに、第１および第２の表面エリアが比較的大きいので、ある厚みおよび気孔率でのフィルタエレメントの流動抵抗はより小さくなるであろう。
【００４１】
ある実施形態では、該カートリッジハウジング部は、横方向に少なくとも１つのチャンバを包含し、その周囲に沿った少なくとも１つの位置の少なくとも一つの端部で外側に広がる外部側壁を含む。
【００４２】
この実施形態によって、該製造方法用のツールはより簡単になる。特に、該外部側壁で包含される空間には、いかなるツールも挿入する必要はない。これによって次には、ビーカー形状のカートリッジハウジング部を提供することが可能になる。該外部側壁は、外向きのつまみ（その周囲周りのいずれにおいても広がっていない）またはフランジを備える。該リムは、該フランジまたはつまみの一方に対して保持され得るが、ツールは、これらの他方に対して保持され得る。このツールは、該結合に接着剤を使用する場合のクランプ、熱溶着を使用する場合の加熱要素、あるいは超音波溶着を使用する場合のアンビルまたはソノトロードの一部であり得る。超音波溶着は、リム表面あるいはさらにカートリッジハウジング部の表面への多孔体中の粒子の移動防止に比較的有効であるため、特に適している。
【００４３】
本発明の別の態様によれば、特に、本発明による方法で得られる流体処理システム用カートリッジであって、
少なくとも１つの開口を画定する少なくとも一つの壁を含むカートリッジハウジング部を含み、流体処理媒体用のチャンバを少なくとも１つ画定するハウジングと、
前記少なくとも一つの開口を封鎖する少なくとも１つのフィルタエレメントと、を備え、
前記フィルタエレメントは、その少なくとも１つの第１の表面エリアと多孔体とを通って前記フィルタエレメントに流入し、前記フィルタエレメントの少なくとも１つの第２の表面エリアを通って流出する流体を少なくとも機械的にろ過する前記多孔体を含み、
前記フィルタエレメントは、流体不透過性であり、前記第１および第２の表面エリアを縁どるように前記多孔体の少なくとも周面を被覆するリムを含み、
前記リムは、前記カートリッジハウジング部に結合されるカートリッジが提供される。
【００４４】
該結合によって、使用した結合種類に応じて、溶着線または接着剤を含む界面が生成され得る。
【００４５】
ある実施形態では、該リムは、カートリッジハウジング部に溶着される。
【００４６】
該多孔体は本質的に平面的であってもよく、該第１および第２の表面エリアは本質的に、多孔体の平面に平行で対向する方向に面していてもよい。
【００４７】
該多孔体は自立型であってもよい。
【００４８】
該カートリッジのある実施形態では、リムはオーバーモールド成形される。
【００４９】
該カートリッジのある実施形態では、多孔体は、少なくとも熱可塑性バインダーを含む焼結体である。
【００５０】
該多孔体は、収着による流体処理用の材料を含んでいてもよい。
【００５１】
該少なくとも１つのチャンバ内の流体処理媒体は、粒状媒体であってもよい。
【００５２】
該カートリッジハウジング部は、該少なくとも１つのチャンバを横方向に包含し、その周囲に沿った少なくとも１つの位置の少なくとも一つの端部で外側に広がる外部側壁を含んでいてもよい。
【００５３】
該カートリッジがその第１および第２の対向する端部を画定する体軸を有するある実施形態では、該少なくとも１つのフィルタエレメントは第１の端部に設けられ、該カートリッジを未処理流体を収容するタンクの出口に取り付ける少なくとも一つの機構は、第２の端部に設けられる。
【００５４】
このカートリッジは注入カートリッジであり、特に、処理される液が未処理の液を収容するタンクからカートリッジを通って流れ、例えば、その上部には未処理液用のタンクが懸架されている水差しまたはピッチャーなどの処理液を収集するタンクに流出する重力式の液処理システムに適している。フィルタエレメントは、比較的大きなエリア上に延在し得るため、液処理媒体を収容するチャンバには、比較的大きな開口が設けられる。特に、フィルタエレメントが収着による液処理用の液処理媒体を含む場合、液処理の有効性を低下させることなく、カートリッジの流動抵抗が低減できる。さらに、該機構はカートリッジの他方の端部に位置しているので、タンクの出口にカートリッジを取り付ける機構のための空間を設ける目的で、多数のフィルタエレメントあるいは複雑な形状のフィルタエレメントを設ける必要はない。該体軸（慣性軸とも呼ぶ）は、カートリッジハウジングの２つの対向する端部が見分けられる方向を画定する。
【００５５】
この実施形態のある変形では、カートリッジを未処理流体を収容するタンクの出口へ取り付ける機構は、カートリッジをタンクの出口から懸架する機構を含む。
【００５６】
該カートリッジはこのように、タンクの液に対しタンクの壁と対向する側のタンクの出口にカートリッジが密封的に取り付けられる、未処理液を収容するタンクを含む重力式フィルタシステムで使用されるように構成されている。この構成は、カートリッジをタンクの内部からタンク底部のカートリッジシートに挿入するフィルタシステムと対照的である。この変形では、該フィルタエレメントは、液処理媒体を収容するチャンバの入口ではなく、出口に配置されることになる。特に、液処理媒体が粒状特性も有する場合には、多孔体をチャンバの出口に配置し、より大きなメッシュサイズの保持具を入口に配置するとより効果的である。これによって、異物を依然として処理液から適切に除去しながら、全体の流動抵抗は比較的小さくできることが保証される。
【００５７】
添付の図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】重力式液処理システムの概略側面図である（縮尺は一定ではない）。
【図２】図１のシステムで使用される第１のカートリッジの概略分解断面図である（縮尺は一定ではない）。
【図３】図１のシステムで使用される第２のカートリッジの概略分解断面図である（縮尺は一定ではない）。
【図４】第２の重力式液処理システムの概略側面図である（縮尺は一定ではない）。
【図５】図４のシステムで使用されるカートリッジの概略分解断面図である（縮尺は一定ではない）。
【図６】図４のシステムで使用される第２のカートリッジの概略分解断面図である（縮尺は一定ではない）。
【図７】図４のシステムで使用される第３のカートリッジの概略分解断面図である（縮尺は一定ではない）。
【図８】図７のカートリッジの修正版の概略分解断面図である（縮尺は一定ではない）。
【図９】図１〜８のいずれかのカートリッジ用のフィルタエレメントの製造装置の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下、重力式液処理システムの例を用いて、流体処理カートリッジの構造の原理を説明する。これらは、圧力式液処理システム、実際にはガス処理システムに適応可能である。
【００６０】
任意の液体を処理できるが、ここでの例は、水用のものである。該処理は主として、水中に懸濁あるいは溶解する物質を除去するものであるが、この水は、ある物質の添加によって付加的に栄養価が高められてもよい。
【００６１】
図１に示す液処理システム１０１は、下部がカートリッジ１０４で処理された水を収集するタンク１０３を形成する水差し１０２を含む。取り外し可能な漏斗１０５は、それ自体既知の方法で水差し１０２内に懸架されている。漏斗１０５は、被処理水用のタンク１０６を形成する。
【００６２】
漏斗１０５は、その出口領域にシート状のメカニカルインタフェースを備えており、カートリッジ１０４は、タンク１０６の方向から挿入され得る。該シートをカートリッジ１０４に適合させると、該カートリッジ１０４を適切に挿入時に、カートリッジ１０４とその周囲周りのシート間に本質的に液密のシールが得られる。その結果、漏斗１０５の出口は本質的に封鎖される。該シートは、カートリッジ１０４のフランジが、カートリッジ１０４とタンク１０６内の水との重量によって押圧される突起を含み得、あるいは、例えばねじ山や差し込み口金などの、カートリッジ１０４をシートに係止およびまたは固定する装置を含み得る。
【００６３】
未処理水タンク１０６内の水は、カートリッジ１０４の入口開口１０７とカートリッジ１０４とを通って流れ、下部タンク１０３内に流出することを余儀なくされる。入口開口１０７は、カートリッジ１０４とカートリッジシート間のシールの、未処理水タンク１０６に対応する側に配置される。出口（図１には図示せず）は、シール水平面の他方の側、すなわち、処理水タンク１０３側に配置される。
【００６４】
水差し１０２は、それ自体既知の方法（例えば国際特許出願第ＷＯ２００５／０９２１５５Ａ１号）で、枢動可能な封鎖体１０９によって封鎖される充填口を有する蓋１０８を備える。同様に、水差し１０２の注入スパウト１０１１の開口経由による下部タンク１０３内の水の汚染を防ぐために、別の枢動可能な封鎖体１０１０が設けられている。
【００６５】
図１のシステム１０１で使用されるカートリッジ２０４の第１の変形（図２）は、液処理媒体用のチャンバを画定するハウジングを含む。第１のハウジング部２１２は本質的にビーカー形状である。該第１のハウジング部２１２は、その体軸に対応する主軸２１４に対して、径方向にチャンバの境界を形成する側壁２１３を含む（すべての方向は、液処理媒体を収容するチャンバを通る流れの主方向に平行な該主軸に対するものである）。図示の実施形態では、第１のハウジング部２１２は、主軸２１４に関して回転対称であるが、他の実施形態では、第１のハウジング部２１２の横断面は卵形であってもよく、特に楕円形または多角形であってもよい。図示の実施形態では、側壁２１３は、一軸方向端部に向けて先細りしており、第１のハウジング部２１２の射出成形による製造、特に金型からの取り出しが容易である。別の実施形態では、側壁２１３は円筒形である。
【００６６】
第１のハウジング部２１２は、一軸方向端部において完全に開口し、このように第１の開口２１５を画定する。第１のハウジング部２１２のこの端部には、突出フランジ２１６が設けられており、その機能について、以下、より詳細に説明する。
【００６７】
側壁２１３は、対向する軸方向端部では、階段状のフランジが得られる距離だけ側壁２１３から径方向内側に延在するほぼ環状の端部壁２１７に推移している。端壁２１７は、フィルタエレメント２１９によって封鎖可能なチャンバの開口２１８を画定する。
【００６８】
フィルタエレメント２１９は多孔体２２０を含むが、該多孔体は本質的に平面的であり、フィルタエレメント２１９が開口２１８の位置にあれば、液処理媒体を収容するチャンバの方を向く面とカートリッジ２０４から離れる方を向く面とを有する。
【００６９】
フィルタエレメント２１９に製造に当たっては、自立型の多孔体２２０を最初に製造する。該多孔体の一製造方法は、比較的低圧で熱処理して互いに点結合させる粒状またはパウダー状のバインダーを供給することである。この場合のバインダーは、例えばポリエチレンなどの熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂であってもよい。該粒子の典型的な質量平均径ｄ５０は、１０〜３００μｍの範囲、より特定的には９０〜１５０μｍの範囲であろう。一実施形態では、多孔体２２０は、大型のシートから切断、例えば打ち抜きされる。こうしたシートは、押出、加熱ダブルベルトプレス装置のベルト上への粒子拡散、あるいは粒子を加熱ローラ対のニップを通すことによって形成できる。熱可塑性樹脂の場合には、この樹脂が十分に軟化し粘着性になるが、樹脂の融点温度以上の必要はない温度が選択される。
【００７０】
ある実施形態では、多孔体２２０は、収着による液処理用の材料をさらに含む。この実施形態は、バインダー粒子を処理材の粒子と混合することにより得られる。好適な処理材の例としては、活性炭、イオン交換樹脂、キレート樹脂などが挙げられる。ある実施形態では、多孔体２２０はさらに、それを通過する流体に１つまたは複数の物質を添加するように構成される。特に水は、あるミネラルの添加によって栄養価が高まる。さらなる実施形態では、該多孔体は、殺菌特性または細菌増殖遅延特性を有する１つまたは複数の材料を含んでいてもよい。簡単な一実施形態は、上記の種類の熱可塑性バインダー粒子と銀被覆粒子または活性炭繊維との混合によって入手可能である。
【００７１】
該多孔体が積層多孔体であり得ることが観察される。こうした実施形態では、平均孔径、気孔率および材料組成の少なくとも１つは、積層多孔体の異なる層で異なり得る。軸方向端面の１つまたは両方（多孔体２２０の平面に垂直な主軸２１４に関して）は、織布または不織布（フェルト製を含む）織物のシートで被覆され得る。これは、流動抵抗が許容できないほど高くなる程度まで多孔体の平均孔径を低減する必要がなく、小粒子を保持するのに役立つ。こうしたシートは、接着剤を用いて多孔体の面に取り付けできるが、多孔体２２０中のバインダーを加熱し圧力を少し印加して取り付ける方がより簡単である。
【００７２】
最終の製造工程で、フィルタエレメント２１９には、液不透過性材料のリム２２１が設けられる。リム２２１は、多孔体２２０の径方向端面、この端面の縁および軸方向端面の径方向外縁の小面積部を被覆する。こうして、フィルタエレメント２１９の対向面上の透過性表面エリアを囲むフレームが得られるが、この表面エリアは、これらが織布または不織布織物のシートで被覆されない実施形態では、多孔体の軸方向端面の領域に対応する。
【００７３】
リム２２１は、多孔体２２０が挿入物として供給される射出成形によって形成できる。リムを、多孔体２２０の縁上に挿入され、例えば溶着または接着剤を用いて互いに結合される二等分として供給することも可能である。リム２２１はフィルタエレメント２１９を保護するが、それによって、カートリッジ２０４の組立場所とは異なる場所でフィルタエレメント２１９を製造することが可能になる。
【００７４】
カートリッジ２０４の組立プロセスでは、フィルタエレメント２１９は、リム２２１を端壁２１７によって画定されたフランジに結合させることによって、第１のハウジング部２１２に結びつけられる。接着結合も使用できるが、飲用に適した液処理用のカートリッジの文脈では、あまり多くはないものの、食品用接着剤の使用が求められるであろう。あるいは、該フランジによって接触面積が増加し溶着ツール（図２には図示せず）を置く表面が提供されるので、リム２２１は端壁２１７に溶着できる。カートリッジ２０４の製造プロセスではこうして、フィルタエレメント２１９は第１のハウジング部２１２の内部から開口２１８に配置され、溶着ツールは第１のハウジング部２１２の対向する軸方向端部の開口２１５から挿入され、さらなるツールは端壁２１７で画定されたフランジに対して保持される。これらのツールは、例えば超音波溶着の場合には、ソノトロードおよびアンビルであり得る。
【００７５】
フィルタエレメント２１９をこのように第１のハウジング部２１２に結びつけた後、フィルタエレメント２１９で保持されるように液処理媒体（図示せず）をチャンバ内に挿入する。該液処理媒体は、例えばイオン交換樹脂、活性炭などの粒子を含む粒状媒体であってもよい。
【００７６】
その後、第１のハウジング部２１２をキャップ２２２に結びつけてチャンバを封鎖する。キャップ２２２は、例えば溶着によって、第１のハウジング部２１２の突出フランジ２１６に連結されるフランジ２２３を備える。
【００７７】
第１のハウジング部２１２に取り付けられる前に、例えば国際特許出願第ＷＯ０１／３２５６０Ａ２号に記載されているようなメッシュが、キャップ２２２に任意に連結される。
【００７８】
使用時には、水は、キャップ２２２の入口開口２０７を通ってカートリッジ２０４に流入する。図示の実施形態では、カートリッジ２０４からの空気逃がしとして、任意の通気開口２２４も設けられる。フィルタエレメント２１９、特に、リム２２１により縁どられた外側に面する透過性表面エリアは、カートリッジ２０４から処理水を排出する比較的大きな出口開口を形成する。
【００７９】
図３は、図２のカートリッジ２０４の変形であるが、カートリッジハウジングの部品数が少ないカートリッジ３０４を示す。その組立方法も異なる。
【００８０】
第１のハウジング部３１２は、図２のカートリッジ２０４の側壁２１３に対応する側壁３１３と一体型キャップ３２２とを含んでおり、側壁３１３とキャップ３２２は、金型成形、特に射出成形で得られる１つのモノリシック部品を形成する。このように、第１のハウジング部３０１２は本質的にビーカー形状である。
【００８１】
図示のキャップ３２２は、入口開口３０７と通気開口３２４を備える。メッシュ３２５は、液処理媒体を収容するチャンバを形成するように構成された側壁３１３で囲まれた軸部と入口開口３０７間の第１のハウジング部３１２の内側と通気開口３２４とに結合される。液透過性であるが、液処理媒体の通過は阻止するように配置された異なる種類の保持装置が使用できる。
【００８２】
第１のハウジング部３１２は、この場合、カートリッジシートとのシールを漏斗１０５の出口に形成するだけの働きのフランジ３１６も備えることが観察される。カートリッジ３０４は、図２のカートリッジ２０４と比較して、１つ少ない溶着工程で製造できる。
【００８３】
図示の実施形態では、側壁３１３は本質的に円筒形であるが、封鎖された軸方向端部に向かって、すなわち、フィルタエレメント３１９によって封鎖可能な開口３１８から離れるにしたがって先細りしていてもよい。側壁３１３は、開口３１８において、その周囲周りすべてにおいて径方向外側に広がっている。代替となる実施形態では、側壁３１３は、その周囲のみの部分に沿って外側に広がっていてもよい。こうして、フィルタエレメント３１９を第１のハウジング部３１２に連結するために使用されるツール用の表面３２６が画定される。
【００８４】
フィルタエレメント３１９は、図２のカートリッジ２０４のフィルタエレメント２１９と本質的に同じである。フィルタエレメント３１９は、特に溶着によって第１のハウジング部３１２に結合されるリム３２１を備える。フィルタエレメント３１９が第１のハウジング部３１２に超音波溶着される場合、こうして、ソノトロードとアンビルの一方が表面３２６に対して配置され得、他方はリム３２１に対して配置され得る。
【００８５】
フィルタエレメント３１９の第１のハウジング部３１２への連結は、第１のハウジング部３１２で形成されフィルタエレメント３１９によって封鎖可能なチャンバに液処理媒体が充填された後に行なわれる。第１のハウジング部３１２は、充満作業の間、上方に面する開口部３１８で保持されるが、すぐに、フィルタエレメント３１９が第１のハウジング部３１２に連結される。
【００８６】
側壁３１３が開口３１８を画定する縁で終了し、該開口が側壁３１３の縁だけで画定されることが観察される。径方向内側に延在する端壁はない。フィルタエレメント３１９の径方向外側に広がる側壁３１３と適切な大きさのリム３２１との結びつけでは、これによって、多孔体３２０によって形成される出口の面積が最大化される。該比較的大きな表面エリアによって、フィルタエレメント３１９の流動抵抗が低減する。多孔体３２０が、収着によって液からの物質除去に有効な活性物質およびまたは液への物質添加に有効な活性物質を含む場合、カートリッジ３０４の注入時間を許容できないレベルまで上昇させずに、フィルタエレメント３１９による液処理の有効性を上げるために、結果として、単位面積当たりの流動抵抗が上昇し得る。
【００８７】
図２のフィルタエレメント２１９に関する説明は、図３のフィルタエレメント３１９に同様に当てはまる。
【００８８】
図４は、代替の液処理システム４０１を示す。再掲になるが、該液処理システムは、注入スパウト４１１と、枢動可能な封鎖体４０９，４１０を有する蓋４０８と、を備えた水差し４０２を含む。再掲になるが、被処理液用のタンク４０６を形成する漏斗４０５は、それ自体既知の方法で水差し４０２内に懸架される。カートリッジ４０４は、漏斗４０５のメカニカルインタフェース４２７に違った方法で接続され、メカニカルインタフェース４２７は、漏斗４０５によって画定される未処理液タンク４０６に対して、漏斗４０５の出口開口の下流側に設けられる。使用時には、交換可能なカートリッジ４０４はこうして、水差し４０２内の処理水タンク４０３上に懸架される。
【００８９】
図５は、図４のシステム４０１に適切なカートリッジ５０４を示す。液処理媒体は、明確化のために図示していない。カートリッジ５０４は、主として円筒形の側壁５１３を含む第１のハウジング部５１２を含むカートリッジハウジングを備える。他の実施形態では、側壁５１３の横断面は卵形または多角形であってもよい。第１のハウジング部５１２は、一軸方向端部（カートリッジ５０４を通る流れ主方向に本質的にそろった体軸に対応する主軸５１４に関して）に、径方向外側に延在するフランジ５１６を備える。フランジ５１６は、結合、特に溶着による第１のハウジング部５１２のキャップ５２２への連結を容易にするために設けられる。
【００９０】
キャップ５２２は、第１のハウジング部５１２のフランジ５１６と連携するように配置されたキャップフランジ５２３を含む。キャップ５２２は、カートリッジ５０４を未処理液タンク５０６に取り付けるための機構を形成する突起５２８をさらに含む。突起５２８は差し込み口金の一部であり、それ自体既知の方法で、メカニカルインタフェース５２７の一部を形成するガイド（図示せず）に挿入されるように配置される。これらのガイドは一般に、非常に小型の変速装置を備えているため、カートリッジ５０４は、突起５２８がガイドに沿って移動するのに伴って、タンク５０６への移動を余儀なくされる。該プロセスでは、キャップ５２２の頂面上の１つまたは複数のシーリング要素５２９は、メカニカルインタフェース５２７に設けられているシール面に対して圧縮されており、タンク５０６の出口とキャップ５２２の入口開口５０７間の密封した流体接続が得られる。入口開口５０７は、キャップ５２２の頂部の格子のバー５３０によって画定される。通気開口（図示せず）は、漏斗５０５に対してシールされた部品の境界外で径方向に位置するキャップ５２２の部分に、任意に設けられ得る。液処理媒体の逆流を防ぐために、カートリッジ３０４のメッシュ５２５と同様なメッシュが任意に設けられ得るが、この役割を引き受けるために、入口開口５０７のサイズは一般に、液処理顆粒に対して十分に小さいであろう。
【００９１】
キャップ５２２に接続する端部と対向する軸方向端部で、第１のハウジング部５１２は、ほんのわずか径方向内側に延在する端壁５１７、フィルタエレメント５１９によって封鎖可能な開口５１８を画定する。フィルタエレメント５１９は、図２および図３のフィルタエレメント２１９，３１９と本質的に同一であり、図２のフィルタエレメント２１９に関する上記の説明を参照する。
【００９２】
カートリッジ５０４は、最初にフィルタエレメント５１９を第１のハウジング部５１２に連結することにより組み立てられる。フィルタエレメント５１９のリム５２１は、特に結合によって、端壁５１７により画定された階段状のフランジに連結される。フィルタエレメント５１９を第１のハウジング部５１２に結びつけるために、アンビルまたはソノトロードなどのツールを第１のハウジング部５１２により画定される空間に挿入できる。
【００９３】
この連結が形成された後、液処理媒体を得られたビーカー状の組立体に充填する。図２のカートリッジ２０４に関連して上記で提供した液処理媒体の説明は、図５のカートリッジ５０４用の液処理媒体にも当てはまる。
【００９４】
液処理媒体を収容するチャンバを封鎖するために、キャップ５２２をその後すぐに第１のハウジング部５１２に結びつける。
【００９５】
図６は、図５のカートリッジ５０４の変形であるカートリッジ６０４を示す。カートリッジ６０４は、図５のカートリッジ５０４のキャップ５２２と同一のキャップ６２２を有するため、キャップ５２２に関する上記の説明を参照する。
【００９６】
カートリッジ６０４は、上記のカートリッジ２０４，３０４，５０４のフィルタエレメントと同一のフィルタエレメント６１９を含むため、図２のフィルタエレメント２１９に対する上記の説明は、図６のフィルタエレメント６１９にも同様に当てはまる。
【００９７】
図６のカートリッジ６０４の第１のハウジング部６１２は、液処理媒体を収容するチャンバの境界を、第１のハウジング部６１２の体軸に対応する主軸６１４（再掲になるが、主軸６１４は、液処理媒体を収容するチャンバを通る流れの主方向にそろっている）に関して径方向に形成する側壁６１３を含む。図示の実施形態では、第１のハウジング部６１２は、主軸６１４に関して回転対称であるが、他の実施形態では、第１のハウジング部６１２の横断面は卵形であってもよく、特に楕円形または多角形であってもよい。第１のハウジング部６１２も、一方の軸方向端部に向かって先細りしていてもよい。
【００９８】
側壁６１３の一軸方向端部は、キャップ６２２に従属し、キャップ６２２の一体型部品を形成する環状壁６３１に連結するように構成される。該連結は、結合、特に溶着、より特定的には超音波溶着により形成され得る。図示の実施形態では、キャップ６２２もキャップ６２２に連結される第１のハウジング部６１２の端部も、径方向外側に突出するフランジを備えていない。代わりに、側壁６１３の径方向外側に面する表面は、キャップ６２２が第１のハウジング部６１２連結されると、キャップ６２２の側壁と本質的に同じ高さにある。これによって、カートリッジの外観は平滑になり、材料が節約できる。
【００９９】
対向する軸方向端部では、側壁６１３の内表面は、フィルタエレメント６１９によって封鎖可能な開口６１８を画定する縁で終了する。第１のハウジング部６１２の側壁６１３も、この端部で外側に広がっており、ツール用の表面６２６を画定する。
【０１００】
カートリッジ６０４を組み立てるために、キャップ６２２は最初に第１のハウジング部６１２に連結される。その後、該組立体は、第１のフィルタエレメント６１９によって封鎖可能な開口６１８が上方に面するように保持され、その後、液処理媒体が該組立体に挿入される。その後すぐに、フィルタエレメント６１９が第１のハウジング部６１２に結びつけられる。再掲になるが、これは、結合、特に溶着によって、フィルタエレメント６１９のリム６２１を第１のハウジング部６１２に連結するステップを含む。結合作業を達成させるために、ツールを表面６２６に適用できる。
【０１０１】
図７は、図６のカートリッジ６０４の変形であるカートリッジ７０４を示しており、第１のハウジング部７１２は、側壁７１３とモノリシックな統一体を形成する一体型部品としてのキャップ７２２を含む。第１のハウジング部７１２は、金型成形、特に射出成形によって得られる。図７のカートリッジ７０４は、図６のカートリッジ６０４と比較して、１つ少ない連結作業で組み立てできる。しかしながら、キャップ７２２の特長の可能な構成範囲は、射出成形ツールによってもたらされる制限により限定され得る。
【０１０２】
図８は、カバー部８３２をさらに含む点を除いて、図７のカートリッジ７０４と同一のカートリッジ８０４を示す。図８に示すカバー部８３２は、フィルタエレメント８１９のリム８２１に連結されるように構成される。代替となる実施形態（図示せず）では、カバー部８３２は、第１のハウジング部８１２に連結される。
【０１０３】
フィルタエレメント８１９は、他の図示されたフィルタエレメント２１９，３１９，５１９，６１９，７１９のように、液が通過して多孔体８２０に流入する表面エリアであって、リム８２１により縁どられ、液処理媒体を収容するチャンバに面している第１の表面エリアを有する。液は、リム８２１により縁どられた対向する第２の表面エリアを通って流出する。カバー部８３２は、少なくとも１つの、図示の実施形態ではちょうど１つの、液透過性開口８３３を備える。第１のハウジング部８０１２とフィルタエレメント８１９との組立体に結びつけられると、カバー部８３２は、壁がフィルタエレメント８１９の第２の表面エリアに面するように位置する。カバー部８３２はこうして、リム８２１で被覆されていないフィルタエレメント８１９の露出部を保護する。この露出部は一般に、多孔体か、あるいは多孔体を被覆する織布または不織布織物のシートであろう。カバー部８３２は、フィルタエレメント８１９のこの比較的損傷し易い部分を保護する。
【０１０４】
フィルタエレメントの第２の表面エリアに面する壁はわずかにくぼんでいるため、フィルタエレメント８１９とカバー部８３２間に空隙が画定される。その結果、リム８２１によって縁どられた表面エリアは、カバー部８３２で制限されない。液透過性開口８３３の流動抵抗は、フィルタエレメント８１９より小さいため、カバー部８３２は、カートリッジ８０４の注入時間全体に対して悪影響を及ぼさない。
【０１０５】
図２のフィルタエレメント２１９に関する上記の製造方法に対する、フィルタエレメント２１９，３１９，５１９，６１９，７１９および８１９の代替となる製造方法は、金型内で遊離した材料を熱結合させるステップを備える。この方法では、リム９２１は最初に、加熱可能な空隙供給ツール９３４内に配置される。ツール９３４は、リム９２１の外側に面する表面を取り囲む。
【０１０６】
第１の加熱可能なダイ９３５は、リム９２１を下方から支持する。
【０１０７】
任意のステップでは、第１の織物９３６は、第１の加熱可能なダイ９３５の頂部上の、リム９２１に取り囲まれて横方向に境界を定められた空間に配置される。織物９３６は、例えば不織布織物であってもよい。
【０１０８】
この例では微粒子材料である、ある量の遊離した材料９３７は、リム９２１に取り囲まれて横方向に境界を定められた空間内の第１の織物９３６の頂部上に配置される。該材料は、例えば熱可塑性樹脂または熱硬化性樹脂などの粒状かパウダー状のバインダーを含む。ある実施形態では、該バインダーは、超高密度ポリエチレンを含む。該遊離した材料は、収着による液処理用の材料をさらに含む。一般に、この液処理用の材料も粒状で供給され、リム９２１によって横方向に境界を定められた空間に配置される前にバインダーと混合される。再掲になるが、好適な処理材としては、活性炭、イオン交換樹脂、キレート樹脂などが挙げられる。粒径は、図２を参照して説明した実施形態で示した通りである。
【０１０９】
該ある量の遊離した材料９３７は、ツール９３４と第１の加熱可能なダイ９３５とを含む該組立体に混ぜ物を加えることにより、あるいは組立体を振動させることにより圧縮される。
【０１１０】
任意のステップでは、第２の織物９３８は、該ある量の遊離した材料９３７の頂部上に配置される。第２の織物９３８は、第１の織物９３６と本質的に同じ特性を有する。
【０１１１】
該バインダーが熱可塑性樹脂を含む場合、第１の加熱可能なダイ９３５、ツール９３４および第２の加熱可能なダイ９３９を、バインダーを十分に粘着性にする温度（ビカット軟化点を超え分解温度未満）まで加熱する。第１および第２の加熱可能なダイ９３５および９３９を、フィルタエレメントの対向する端面の所望の位置に対応する位置に配置して十分な材料を供給し、過剰の圧力をかけることなくこれらの位置を取りこませることで十分である。粒子間の点結合を実現するために必要な圧力は、バインダーの熱による膨張によって生じる。
【０１１２】
該プロセスでは、該ある量の遊離した材料９３７は多孔体に形成される。該多孔体は、第１および第２の織物９３６，９３８とリム９２１にも結合される。その後すぐに、第１および第２の加熱可能なダイ９３５および９３９の一方をこの場所から移動し、他方を使用してツール９３４からフィルタエレメントを取り出してすぐに冷却する。その後、フィルタエレメントは、上記のカートリッジ１０４，２０４，３０４，４０４，５０４，６０４，７０４，８０４のいずれかの製造に使用できる。
【０１１３】
本発明は上記の実施形態に限定されず、添付の請求項の範囲内で変わり得る。カートリッジハウジングに適切な材料としては、熱可塑性プラスチック、特にポリプロピレンが挙げられる。これによって、熱溶着および超音波溶着が可能となる。フィルタエレメントのリムの材料は、第１のハウジング部の材料と同じであってもよく、材料組成と物性の少なくとも一方の点で違っていてもよい。カートリッジ２０４，３０４，５０４，６０４および７０４のいずれかの変形は、図８に示したものなどのカバー部を備えていてもよい。
【図１】
2015516287.tif 000003
【図２】
2015516287.tif 000004
【図３】
2015516287.tif 000005
【図４】
2015516287.tif 000006
【図５】
2015516287.tif 000007
【図６】
2015516287.tif 000008
【図７】
2015516287.tif 000009
【図８】
2015516287.tif 000010
【図９】
2015516287.tif 000011
【国際調査報告】
2015516287.tif 000012
2015516287.tif 000013
2015516287.tif 000014