JP4147990B2

JP4147990B2 - Filtration filter and manufacturing method thereof

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Publication number: JP4147990B2
Application number: JP2003075962A
Authority: JP
Inventors: 智和向井; 誠一朗田中
Original assignee: Kawasumi Laboratories Inc; Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp; SB Kawasumi Laboratories Inc
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2008-09-10
Anticipated expiration: 2023-03-19
Also published as: JP2004283656A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は濾過フィルター及びその製造方法に関し、詳しくは、親水性及び耐熱性に優れ、特に滅菌処理等の加熱処理後でもその濾過特性や親水性が損なわれることがなく、このため、血液濾過用等の医療用途、食品工業用途、空気などの気体等の濾過に適した濾過フィルター及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
濾過フィルター、とりわけ血液や体液などの流体を濾過する濾過フィルターとしては、従来、ウール類、不織布、織布類、多孔質フィルム・シート、中空糸等の様な濾過フィルターが用いられてきた。これら血液や体液などの流体を濾過する濾過フィルターは、赤血球、白血球、血小板等の血液・細胞が浮遊した粘調性の流体を濾過対象とするので、▲１▼血球や細胞が粘着して目詰まりを起こさないこと、▲２▼血球が壊れて細胞内物質が露出（特に赤血球細胞が壊れる場合を溶血という）しないこと、▲３▼異物に接触した細胞・血球が異常反応して変形しないこと、▲４▼異物に接触した細胞・血球が細胞放出因子（サイトカイン、ケモカイン）を放出しないこと、▲５▼血液や体液を濾過するに先立ち、濾過フィルターに予め生理食塩水を充填しておく操作（プライミング操作）は煩雑であり、また、生理食塩水による血液・体液の希釈の問題もあることから、この操作が不要であること等の理由から、濾過フィルターの表面は親水性である必要があった。
【０００３】
このため、例えばフィルター基材として、コットン（木綿）ウール、セルロース誘導体、親水性高分子（例えばポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコール共重合体）等よりなるものを用いた場合には、フィルター基材自体の表面が親水性であるため、そのまま使用に供することができるが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン類や、ポリエステル類、６−ナイロン、６，６−ナイロン等のポリアミド類などからなるフィルター基材を用いる場合には、その表面が疎水性であるため、濾過フィルターとしての使用に際し、事前にフィルター基材表面の親水化処理を行うことが必要となる。
【０００４】
従来、濾過フィルター基材の表面の親水化方法としては、例えば以下の▲１▼〜▲４▼で示す方法が知られている。
【０００５】
▲１▼ フィルター基材を、エタノール等の低級アルコールやその水溶液などの、表面張力が弱く染み込みやすい液体と接触させて処理する方法（例えば特許文献１参照）
▲２▼ フィルター基材を、水溶性界面活性剤のようなフィルター界面の性状を変化させ且つ親水性である薬品で処理する方法（例えば特許文献２参照）
▲３▼ 有機高分子樹脂製のフィルター基材に、グラフト重合などにより親水基を導入し、フィルター基材表面を親水化する方法（例えば特許文献３参照）
▲４▼ フィルター基材表面を親水性高分子で被覆する方法（例えば特許文献４参照）
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−５３７６３号公報（段落番号[０００３]）
【特許文献２】
特許第３３１１０９１号公報（請求項３）
【特許文献３】
特公平８−２９９４号公報（特許請求の範囲）
【特許文献４】
特開平６−２９６８５９号公報（請求項１，２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記▲１▼〜▲４▼の方法のうち、▲１▼、▲２▼では、エタノール等の液体、或いは界面活性剤などの薬品が濾過後の流体（濾液）に混入してしまうという問題があった。特に、血液等を濾過・精製する際には、この様な不純物の混入は極力避ける必要があり、重大な問題であった。
【０００８】
また、前記▲２▼においては、工業的規模でのグラフト重合設備等が必要になる上、グラフト重合処理工程に時間を要するだけでなく、フィルター基材に導入した親水性基が脱離し易いという課題が指摘されている。
【０００９】
また、前記▲４▼において、フィルター基材に用いる親水性高分子、例えばポリビニルアルコール類、エチレンビニルアルコール類、及びポリヒドロキシエチルメタクリレート類等は、一般的に耐熱性が低く、高温での保存、処理、及び使用に制限があった。また、濾過フィルターとして生体物質の濾過材、特に血液濾過フィルター等の医療用器具として用いる場合、医療用器具として必要不可欠な滅菌処理において、簡便で周辺環境への負荷が低いオートクレーブ滅菌が行えないという欠点があり、滅菌処理がエチレンオキサイドガス（ＥＯＧ）滅菌や、γ線滅菌等に制限される。更にフィルター基材表面に親水性高分子を被覆した後、オートクレーブ滅菌等の加熱処理を施すと、親水性高分子の剥がれが生じ、フィルター基材表面全体を被覆した状態とすることができず、フィルター基材表面の一部が疎水性に戻り、濾過特性が低下したり、剥離した親水性高分子が濾液に混入するなどの問題もあった。
【００１０】
本発明は上記従来の問題点を解決し、親水性及び耐熱性に優れ、特に滅菌処理等の加熱処理後でもその濾過特性や親水性が損なわれることのない濾過フィルター及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の濾過フィルターは、繊維より構成される多孔質体、又は孔を形成した多孔質体からなるフィルター基材表面に、親水性高分子及び親水性を有する耐熱性高分子を含む被覆層を有する濾過フィルターであって、該耐熱性高分子が、ポリシロキサン化合物であることを特徴とする。
【００１２】
本発明の濾過フィルターの製造方法は、このような本発明の濾過フィルターを製造する方法であって、以下の工程（１）及び（２）を繰り返して行うことを特徴とする。
工程（１）：フィルター基材を親水性高分子及び耐熱性高分子を含む溶液に浸漬する工程。
工程（２）：工程（１）にて処理されたフィルターを乾燥させる工程。
【００１３】
即ち、本発明者らは、加熱による滅菌処理等を行っても、親水性を失うことがなく、また、その濾過特性や物性が損なわれることのない、耐熱性と親水性を兼ね備えた濾過フィルターを提供すべく鋭意検討した結果、フィルター基材に親水性高分子及び耐熱性高分子を含む溶液であって、耐熱性高分子としてそれ自身も親水性を有するものを使用した溶液を適用し、これを乾燥させて、フィルター基材表面に親水性高分子と耐熱性高分子とを含む被覆層を形成することにより、滅菌処理等の加熱処理を行っても、親水性を失わず、また、その濾過特性や物性が損なわれることのない、耐熱性と親水性を兼ね備えた濾過フィルターを得ることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の濾過フィルター及びその製造方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１５】
本発明の濾過フィルターは、フィルター基材表面に、親水性高分子及び耐熱性高分子を含む被覆層を有する濾過フィルターであって、具体的には、親水性高分子と耐熱性高分子とを含むコーティング溶液をフィルター基材にコーティングすることにより、フィルター基材に耐熱性を有する親水性被膜を形成した濾過フィルターである。
【００１６】
本発明で使用される耐熱性高分子は、親水性高分子に添加して耐熱性を有する親水性被膜を形成することができる高分子であれば何でも良く、その性状、構造などに限定されるものではない。なお、本発明で用いる耐熱性高分子は、親水性高分子と混合することから、親水性高分子と相溶性のあるものが好ましい。
【００１８】
耐熱性高分子は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の割合で組み合わせて用いてもよいが、以下の一般式（示性式）（Ｉ）で表される、シロキサン化合物を縮重合してなるシロキサン結合を有するポリシロキサン化合物が好ましい。
ＳｉＯ_ａ（ＯＲ^１）_ｂＲ^２ _ｃ …（Ｉ）
（ここで、ａ、ｂ及びｃは、０．５≦ａ≦１．６、０．８≦ｂ≦３．０、及び０．≦ｃ≦２．０であり、２ａ＋ｂ＋ｃ＝４を満たす数である。Ｒ^１は炭素数１〜４の炭化水素基を示し、Ｒ^２は水素原子、或いはＲ^１と同じか又は異なる有機基を示す。）
【００１９】
上記一般式（Ｉ）において、酸素原子を介してケイ素に結合している有機基であるＲ^１は、炭素数１〜４の炭化水素基であれば任意のものでよく、例えば、直鎖状、分岐状或いは環状のアルキル基が挙げられる。より具体的にはメチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｉ−プロピル基、シクロペンチル基、ｎ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基などが挙げられる。Ｒ^１としては特に、炭素数１〜４のアルキル基が好適であり、加水分解性と水溶性の面から、メチル基及び／又はエチル基が好ましく、最も好ましいのはメチル基である。なお、上記一般式（Ｉ）で表される化合物１分子中において、Ｒ^１を複数有する場合には、１分子中に於けるＲ^１は、同一でも異なっていてもよい。
【００２０】
上記一般式（Ｉ）で示される化合物においては、ケイ素原子に直接結合する有機基Ｒ^２があってもよく、特にその種類も限定されないが、水溶性樹脂と混合して使用する場合などは、相溶性の面からＲ^２の無い（即ち、ｃ＝０である）化合物を用いることが好ましい。この際、Ｒ^２を有する（即ち、ｃ＞０である）化合物と併用してもよく、その場合の混合割合は任意である。
【００２１】
上記の本発明で用いるポリシロキサン化合物として好ましい具体例としては、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラｎ−プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラｎ−ブトキシシラン、テトライソブトキシシラン、テトラｓｅｃ−ブトキシシラン、テトラｔ−ブトキシシラン等シロキサン化合物の重縮合物が挙げられ、これらの部分加水分解縮合物であってもよい。
【００２２】
ポリシロキサン化合物としては、例えば、テトラメトキシシランの部分加水分解縮合物であるポリメトキシシロキサンとして、三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」、「ＭＫＣシリケートＭＳ５６」或いはこれらの加水分解液が挙げられる。
【００２３】
なお、本発明で用いるポリシロキサン化合物は、一般式（Ｉ）で示したように、有機基として（Ｒ^１の様に）酸素を介してケイ素に結合するもののほかに、（Ｒ^２の様に）ケイ素に直接結合した有機基を有するケイ素化合物を用いて重縮合物としても良い。
【００２４】
このような化合物としては、例えば各種のシランカップリング剤等が挙げられる。具体的には、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリｎ−プロポキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリｎ−プロポキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ペンチルトリメトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリｎ−プロポキシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、ベンジルトリメトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、２（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のトリアルコキシシラン化合物、及びこれらの部分加水分解縮合物が挙げられる。
【００２５】
また、同様のシランカップリング剤として、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等のジアルコキシシラン化合物、及びこれらの部分加水分解縮合物が挙げられる。
【００２６】
更に、メチルトリクロロシラン、ビニルトリクロロシラン、フェニルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、メチルビニルジクロロシラン、３−クロロプロピルメチルジクロロシラン、ジフェニルジクロロシラン、メチルフェニルジクロロシラン等のクロロシラン化合物、及びこれらの部分加水分解縮合物や、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−３−トリメトキシシリルプロピル−ｍ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス〔３−（メチルジメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、Ｎ，Ｎ−ビス〔３−（トリメトキシシリル）プロピル〕エチレンジアミン、ｐ−〔Ｎ−（２−アミノエチル）アミノメチル〕フェネチルトリメトキシシラン等も挙げられる。
【００２７】
ポリシロキサン化合物の重量平均分子量は親水性高分子との相溶性を高めるために１０００以下、より好ましくは２５６〜８００であることが望ましい。更にこの様な分子量のポリシロキサン化合物は、親水性高分子に耐熱性を付与するだけでなく、加水分解によってシラノール基を生成し、これが親水性を示すため、本発明において最も好適に用いることができる。
【００２８】
このような分子量を満たすものとして、また、前記の条件と照らし合わせて、特に本発明において好適なポリシロキサン化合物としては例えば、三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」（重量平均分子量＝５１０）が挙げられる。更にこの様な分子量のポリシロキサン化合物は、親水性高分子に耐熱性を付与するだけでなく、加水分解によってシラノール基を生成し、これが親水性を示すため、本発明において最も好適に用いることができる。
【００２９】
また、本発明で用いるポリシロキサン化合物においては、鉄、クロム等の金属や、塩素原子等の不純物は少ない方が、本発明の濾過フィルターの用途、例えば血液濾過フィルター等のように溶出成分等の制限が厳しい医療用途にも用いることができるので好ましい。このようなことから、本発明で用いるポリシロキサン化合物中の塩素等のハロゲン不純物含有量は、具体的には１００ｐｐｍ以下、更には１０ｐｐｍ以下、特に５ｐｐｍ以下、鉄、クロム等の金属不純物含有量は、具体的には１ｐｐｍ以下、更には０．１ｐｐｍ以下、特に０．０５ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【００３０】
更に、先述したようなシロキサン化合物の重合によって製造されたポリシロキサン化合物は、モノマー成分の含有量も少ない方が好ましい。即ち、シロキサン化合物モノマーは毒性が高いものがあり、これが実質的に含有されていないことは、安全であるばかりでなく、ポリシロキサン化合物の品質安定性にも優れる。従って、本発明で用いるポリシロキサン化合物中のモノマーであるテトラアルコキシシラン等のシロキサン化合物含有量は、具体的には２．０重量％以下、中でも１．０重量％以下、特に０．２重量％以下であることが好ましい。
【００３１】
前記のポリシロキサン化合物（例えば三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」）に、理論加水分解量以上の水及び／又はアルコールを加えて加水分解縮合反応を進め、ガラスなどの基板に無機質の薄膜を得ることが可能である。この薄膜は十分に加熱硬化した際、ガラス質の塗膜となり、その膜厚は通常サブミクロン程度（０．０１〜０．５μｍ）である。この塗膜は、当然ガラス質であるので耐熱性に優れており、１００℃の沸騰水にこの塗膜をガラス基板ごと１時間浸漬する『耐沸騰水試験』でも塗膜に変化はなく、試験前の膜厚を維持している。
【００３２】
また、本発明で用いる耐熱性高分子は、これを加熱した際に、３００℃以下の温度範囲においては吸発熱ピークを伴わないものであることが好ましい。これは、酸化や分解などが生じない、安定した被覆層を形成するためである。また、本発明で用いる耐熱性高分子は、このような示差熱分析を行っても、その重量減が室温から３００℃まで加熱した際に、加熱前の１５％以下、中でも１０％以下、更には６％以下であることが好ましい。更には、室温から５００℃まで加熱した際に、重量減が加熱前の１０％以下であることが好ましい。
【００３３】
更に本発明においては、この耐熱性高分子を成膜した際に、その膜表面における水の接触角が２０度以下であることが好ましい。例えば、前記のポリシロキサン化合物（例えば三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」）を、理論加水分解量以上の水を加えて加水分解して形成した塗膜表面の水接触角を２０度以下にする場合は、加水量を２００％以上、好ましくは２００〜２００００％にすればよい。加水量１００〜２００％の塗膜の水接触角は２０度を超えることがあるが、これも経時と共に親水化する。加水量が１００％を下回った場合は塗膜を形成しにくく、膜が得られてもシロキサン縮合が十分に進まず、硬度不足、耐熱性不足といった弊害が出ることがある。また、２００００％を超す量の水を加えると塗膜がはじきやすく、薄膜形成に不適である。なお、ここで、加水量とは、前述の一般式（Ｉ）において、シリケートのアルコキシ基（ＯＲ^１基）に対して０．５倍モルの理論加水分解率１００％に相当する量（理論加水分解量）を１００％としている。
【００３４】
一方、本発明に使用する親水性高分子としては、下記（ａ）〜（ｆ）が挙げられる。
【００３５】
（ａ）ゼラチン、ゼラチン誘導体、ゼラチンもしくは他の高分子とのグラフトポリマーからなる群より選択される少なくとも１種又は２種以上の組み合わせ
（ｂ）アルブミン、カゼイン等の蛋白質もしくはその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種又は２種以上の組み合わせ
（ｃ）人工親水性蛋白質、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、セルロース硫酸エステル等のエステル類もしくはその誘導体からなる群より選択される少なくとも１種又は２種以上の組み合わせ
（ｄ）キトサン、セルロース、アルギン酸ソーダ、デキストラン、澱粉誘導体等の糖もしくは糖誘導体からなる群より選択される少なくとも１種又は２種以上の組み合わせ
（ｅ）ポリビニルアルコール、ポリビニルアルコール部分アセタール、エチレンビニルアルコール、ポリ−Ｎ−ビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド、ポリビニルイミダゾール、ポリビニルピラゾール等の単一もしくは共重合体である合成親水性高分子からなる群より選択される少なくとも１種又は２種以上の組み合わせ
（ｆ）前記（ａ）〜（ｅ）の２種以上の組み合わせ
【００３６】
即ち、本発明において、親水性高分子としては、親水性を付与できるものであれば何でも使用できるが、後述の如く、浸漬法により、濾過フィルター基材に親水性高分子と耐熱性高分子を含むコーティング溶液をコーティングする場合、特にコーティング時の作業性（比較的安全な溶媒に可溶であること）、臨床使用時の安全性（抗血栓性、生体適合性に優れていること）、親水性被膜素材として好適であること（親水性の強さ、安定性、使用時に剥がれにくいこと、耐水性に優れること）等の諸性能を考慮すると、親水性高分子としてはエチレン−ビニルアルコール共重合体が好ましい。
【００３７】
本発明においては、上述のような親水性高分子及び耐熱性高分子を適当な溶媒に溶解して調製したコーティング溶液にフィルター基材を浸漬し、その後乾燥する工程を繰り返して、フィルター基材表面に耐熱性の親水性被覆層を形成する。
【００３８】
このようなコーティング処理において、親水性高分子と耐熱性高分子を溶解する溶媒としては、親水性高分子（エチレン−ビニルアルコール共重合体等）と耐熱性高分子の双方を溶解することができるものであれば公知の全ての有機溶媒、フロン等をいずれも使用することができるが、有機溶媒としては特にイソプロピルアルコール等のアルコールが好ましい。
【００３９】
溶媒としてアルコール等の水との相溶性に優れた有機溶媒を使用する場合、水と混合して使用することが望ましい。本発明において、親水性高分子及び耐熱性高分子を溶解するアルコール等の、水との相溶性に優れた有機溶媒を水と混合して使用する場合、水と有機溶媒との合計に対する有機溶媒の割合は任意であるが、２０〜１００重量％とすることが望ましい。この割合で水と混合することにより、アルコール等の有機溶媒の蒸発防止と、溶液濃度を安定させてコーティング作業を容易ならしめ、形成される被覆層の厚みをコントロールしやすくなる。
【００４０】
また、コーティング溶液中の親水性高分子（エチレン−ビニルアルコール共重合体等）の濃度は、溶液の付着ムラ、作業のし易さを考慮すると、アルコール等の有機溶媒、又は該有機溶媒と水との混合溶媒１００重量部に対して０．０１〜５重量部、中でも０．１〜１重量部であることが好ましい。
【００４１】
また、コーティング溶液中の耐熱性高分子の濃度については、用いる耐熱性高分子の種類によっても異なるが、例えば、前述のポリシロキサン化合物を耐熱性高分子として使用する場合、親水性高分子と同様に溶液の塗布ムラ、作業のし易さの点、更には、親水性高分子の親水化を妨げない等の諸条件を考慮すると、アルコール等の有機溶媒、又は該有機溶媒と水との混合溶媒１００重量部に対して、ポリシロキサン化合物を、ＳｉＯ_２濃度換算で０．０１〜２５重量部、中でも０．１〜５重量部とすることが好ましい。
【００４２】
被覆層の形成には、このような濃度で親水性高分子及び耐熱性高分子を含むコーティング溶液中に、フィルター基材を１０〜１００秒程度浸漬してコーティング溶液をフィルター基材に付着させた後引き上げた後、室温〜１００℃で１〜１０時間程度乾燥させる。そして、この浸漬と乾燥工程を好ましくは１〜２０回程度繰り返して被覆層を形成する。この被覆層の形成において、浸漬、乾燥後に、乾燥時の温度よりも高い温度で熱処理を行い、浸漬、乾燥及び熱処理の一連の工程を繰り返しても良い。この熱処理条件としては特に制限はないが、４０〜２００℃で０．１〜１０時間程度とするのが好ましい。
【００４３】
次に、本発明の濾過フィルターのフィルター基材について説明する。
【００４４】
本発明の濾過フィルターで用いられるフィルター基材の好ましい形態は、異なる平均繊維直径を有する不織布を用い、繊維径の大きい不織布から小さいものを順に濾過方向に、即ち、濾過させる流体が流れる順に配置した積層体である。例えば、濾過フィルターのハウジング内に血液が流れ込む流路の方向に(血液入口方向から血液出口方向に向けて）、最も平均繊維直径の太い不織布よりなるプレフィルター（Ａ）、平均繊維直径が２番目に太い不織布よりなる第１の本フィルター（Ｂ）、平均繊維直径が最も細い不織布よりなる第２の本フィルター（Ｃ）として三層に積層したものが挙げられる。
【００４５】
更に詳述すれば、前記複数のフィルターは少なくとも、平均繊維直径Ｄ_Ａが５μｍ以上、１０μｍ以下のプレフィルター（Ａ）と、平均繊維直径Ｄ_Ｂが１μｍを超えかつ５μｍ以下の第１の本フィルター（Ｂ）と、平均繊維直径Ｄ_Ｃが１．５μｍ以下の第２の本フィルター（Ｃ）で、この第２の本フィルター（Ｃ）の平均繊維直径Ｄ_Ｃの大きさが、前記第１の本フィルター（Ｂ）の平均繊維直径Ｄ_Ｂの５０〜９０％の大きさに形成されている、三種類のフィルターを積層したものが好ましい。
【００４６】
各フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、例えば、血液導入口から導出口に向けて（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順に積層して、血液入口と血液出口を有するハウジング内に配置される。
【００４７】
前記フィルター（Ａ）は重ね枚数が１５〜２５枚、且つ厚さが２．１〜４．２ｍｍ、前記フィルター（Ｂ）は、重ね枚数が２０〜３５枚、且つ厚さが２〜５．１ｍｍ、前記フィルター（Ｃ）は、重ね枚数が５〜１５枚、且つ厚さが０．５〜１．５ｍｍのものを使用するのが良い。また、前記フィルター（Ｃ）の厚さは、前記フィルター（Ｂ）の厚さに対して、１０〜７５％の間に形成されることが好ましい。この厚みがフィルター（Ｂ）の厚みの１０％未満では白血球の除去効率が低下し好ましくない。また７５％を超えると、フィルターの目詰まりが生じて、血液の濾過速度が遅くなるので好ましくない。
【００４８】
本発明において、前記プレフィルター（Ａ）として、例えばスパンボンド法又はメルトブローンン法で製造したポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリアミド（ＰＡ）等の不織布が使用される。また、前記第１の本フィルター（Ｂ）及び前記第２の本フィルター（Ｃ）として、例えばメルトブローン法で製造したポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）等の不織布が使用される。
【００４９】
上記の不織布は、製法を限定するものではなく、前記プレフィルター（Ａ）、前記第１の本フィルター（Ｂ）及び前記第２の本フィルター（Ｃ）に相当する平均繊維直径Ｄ_Ａ〜Ｄ_Ｃを有すれば、いかなる製法による不織布でもかまわない。
【００５０】
以上のように本発明の濾過フィルターは、それぞれ固有の平均繊維直径、重ね枚数、厚さを有する前記各フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を組み合わせることにより、（i）血液の濾過時間を短くすること（例えば、血液を濾過する場合の濾過時間を１５分以下、より好ましくは１０分以下に設定すること。)かつ（ii）濾過後の血液中の残存白血球数を大幅に減少させ、２（個／μＬ)以下、より好ましくは１（個／μＬ)以下にし、白血球を９９．９９％除去する等の性能を達成することもできる。
【００５１】
なお、白血球の除去の程度は、単に除去率「％」で表示しても濾過性能を十分に表示し得ない。即ち、白血球数は個人差によって、成人で３０００〜１００００個／μＬといわれている。残存白血球数が同じ２個／μＬであったとしても除去前の白血球数が３０００個／μＬであるならば除去率は９９．９３３％にとどまり、除去前の白血球数が１００００個／μＬであれば９９．９９８％パーセントとなる。同様に残存白血球数が１個／μＬであるならば、除去前の白血球数が３０００個／μＬのとき、除去率は９９．９６７％であり、除去前の白血球数が１００００個／μＬのときは９９．９９０％パーセントとなるため、白血球除去フィルターの性能を白血球除去率で的確に規定するのは困難である。
【００５２】
従って、本発明の濾過フィルターは、白血球除去フィルターとしての用途において、血液を濾過する場合の濾過時間が１５分以下、より好ましくは１０分以下であること、かつ（ii）濾過後の血液中の残存白血球数が２（個／μＬ)以下、より好ましくは１（個／μＬ)以下であること、という要求性能を満たすことが好ましい。
【００５３】
なお、白血球除去率は９９．９９％以上が好ましいが、前記のように白血球数は個人差がある。従って、濾過後の血液中の残存白血球数が２（個／μＬ)以下、より好ましくは１（個／μＬ)以下であれば、白血球除去率は９９．９３ないし９９．９６％以上であっても、白血球除去フィルターとして必要な性能を有しているとみなすことができる。
【００５４】
以下に、白血球除去フィルターに適用される本発明の濾過フィルターを構成する前記フィルター（Ａ）〜（Ｃ）の平均繊維直径の好適範囲の設定理由について説明する。
【００５５】
前記プレフィルター（Ａ）の平均繊維直径Ｄ_Ａを、５μｍ以上、１０μｍ以下に設定するのは、プレフィルターの役割として赤血球や白血球等の血球の直径よりも大きな凝集塊等を除き、以降の本フィルターで効率良く白血球を除去できることを目的としたものであり、平均繊維直径Ｄ_Ａが５μｍ未満では、凝集塊と同時に血球が補足されて目詰まりが生じやすく、１０μｍを超えるとプレフィルター以降の本フィルターに凝集塊等が漏れ出て本フィルターの目詰まりが生じ、白血球除去率が低下するか、もしくは濾過時間が延長してしまうからである。
【００５６】
前記の本フィルターを２種の平均繊維直径の異なるフィルター（Ｂ）、（Ｃ）を積層するのは、それぞれ単独では前記（i）、（ii）の条件を同時に達成することができないからである。即ち、第１の本フィルター（Ｂ）は、繊維径が充分に細くないため、前記（i）を達成しても前記（ii）は達成できない。第２の本フィルター（Ｃ）は、繊維径が充分に細いため、目詰まりが生じやすく前記（i）は達成出来ないが、前記（ii）を達成できる。そのため、互いの欠点を補う目的で前記の本フィルターを２種の平均繊維直径の異なるフィルター（Ｂ）、（Ｃ）を積層して構成する。
【００５７】
前記第１の本フィルター（Ｂ）の平均繊維直径Ｄ_Ｂを１μｍを超えかつ５μｍ以下に設定したのは、１μｍ以下では血液の目詰まりが生じやすく、５μｍを超えると白血球除去率が低下するからである。また平均繊維直径Ｄ_Ｂが１μｍを超えかつ５μｍ以下の前記第１の本フィルター（Ｂ）を単独で使用しても、前記（ii）濾過後の血液中の残存白血球数を大幅に減少させ、２（個／μＬ)以下、より好ましくは１（個／μＬ)以下にし、白血球を９９．９９パーセント除去する等の性能を達成することはできない。
【００５８】
前記第２の本フィルター（Ｃ）の平均繊維直径Ｄ_Ｃを１．５μｍ以下に設定したのは、１．５μｍを超えると白血球除去率が低下するからである。また平均繊維直径Ｄ_Ｃを１．５μｍ以下の前記第２の本フィルター（Ｃ）を単独で使用しても、前記（i）の性能を達成することはできない。
【００５９】
本発明において、前記第２の本フィルター（Ｃ）の平均繊稚直径Ｄ_Ｃの大きさを、前記第１の本フィルター（Ｂ）の平均繊維直径Ｄ_Ｂに対して５０〜９０％に設定するのは、この割合が５０％未満では前記フィルター（Ｃ）の繊維径が小さくなるか又は前記フィルター（Ｂ）の繊維径が大きくなりすぎて前記（i）、（ii）の性能を達成することはできないからである。また、９０％を超えると前記フィルター（Ｂ）、（Ｃ）が同一繊維径に接近するため前記（i）、（ii）の性能を両立することはできなくなる。
【００６０】
フィルター（Ａ）を構成する不織布（「不織布（ａ）」と称す。）、フィルター（Ｂ）を構成する不織布（「不織布（ｂ）」と称す。）及びフィルター（Ｃ）を構成する不織布（「不織布（ｃ）」と称す。）としては、例えば次のような物性並びに親水性高分子及び耐熱性高分子付着量のものが好適である。
【００６１】
【表１】

【００６２】
本発明の特に好ましい例として前記フィルター（Ａ）には、平均繊維直径Ｄ_Ａが７μｍの不織布が、前記フィルター（Ｂ）には平均繊維直径Ｄ_Ｂが１．５μｍの不織布が、前記フィルター（Ｃ）には平均繊維直径Ｄ_Ｃが１μｍの不織布が使用される。
【００６３】
更に本発明では、前記フィルター（Ｂ）と前記フィルター（Ｃ）との間に、少なくとも一つ以上の前記フィルター（Ｂ）及び／又は前記フィルター（Ｃ）を配置してハウジング内に配置しも良い。前記フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の配置例として、例えば血液導入口から導出口に向けて次の（１）〜（４）のように配置することができる。
【００６４】
（１）：（Ａ）→［（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｂ）]×ｎ→（Ｃ）（ｎ≧１）
この例では、フィルター（Ａ）とフィルター（Ｃ）の間のフィルター[（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｂ）]は二回以上繰り返して配置しても良い。各フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の重ね枚数も、前記フィルター（Ａ）は、全体の重ね枚数が１０〜２５枚、前記フィルター（Ｂ）は、全体の重ね枚数が２０〜３５枚、前記フィルター（Ｃ）は、全体の重ね枚数が５〜２０枚の範囲に設定することができる。フィルター［（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｂ）]中のフィルター（Ｂ）の重ね枚数は１〜２０枚、フィルター（Ｃ）の重ね枚数は１〜１０枚の範囲に設定することができる。
【００６５】
（２）：（Ａ）→（Ｂ）→［（Ｃ）、（Ｂ）]×ｎ→（Ｃ）（ｎ≧１）
この例では、途中のフィルター［（Ｃ）、（Ｂ）]は二回以上繰り返して配置しても良い。フィルター［（Ｃ）、（Ｂ）]の繰り返し単位は、好ましくは２〜５が好ましい。各フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の重ね枚数も、フィルター（Ａ）は、全体の重ね枚数が１０〜２５枚、前記フィルター（Ｂ）は、全体の重ね枚数が２０〜３５枚、前記フィルター（Ｃ）は、全体の重ね枚数が５〜２０枚の範囲に設定することができる。フィルター［（Ｃ）、（Ｂ）]中のフィルター（Ｂ）の重ね枚数は１〜２０枚、フィルター（Ｃ）の重ね枚数は１〜１０枚の範囲に設定することができる。
【００６６】
（３）：（Ａ）→（Ｂ）→［（Ｂ）、（Ｃ）]×ｎ→（Ｃ）（ｎ≧１）
この例では、途中のフィルター［（Ｂ）、（Ｃ）]は二回以上繰り返して配置しても良い。フィルター［（Ｂ）、（Ｃ）]の繰り返し単車は、好ましくは３〜６が好ましい。各フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の重ね枚数も、前記フィルター（Ａ）は、全体の重ね枚数が１０〜２５枚、前記フィルター（Ｂ）は、全体の重ね枚数が２０〜３５枚、前記フィルター（Ｃ）は、全体の重ね枚数が５〜２５枚の範囲に設定することができる。フィルター［（Ｂ）、（Ｃ）]中のフィルター（Ｂ）の重ね枚数は１〜２０枚、フィルター（Ｃ）の重ね枚数は１〜１０枚の範囲に設定することができる。
【００６７】
（４）：（Ａ）→［（Ｂ）、（Ｃ）]×ｎ（ｎ≧２）
この例では、後流のフィルター［（Ｂ）、（Ｃ）]は二回以上繰り返して配置する。フィルター［（Ｂ）、（Ｃ）]の繰り返し単位は、３から１．５（即ち、［（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｂ）］）が好ましい。各フィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の重ね枚数も、前記フィルター（Ａ）は、全体の重ね枚数が１０〜２５枚、前記フィルター（Ｂ）は、全体の重ね枚数が２０〜３５枚、前記フィルター（Ｃ）は、全体の重ね枚数が５〜１５枚の範囲に設定することができる。フィルター［（Ｂ）、（Ｃ）]中のフィルター（Ｂ）の重ね枚数は１〜２０枚、フィルター（Ｃ）の重ね枚数は１〜２０枚の範囲に設定することができる。
【００６８】
前述した（１）〜（４）の例では、フィルター（Ｂ）の後に配置されるフィルター（Ｃ）は、少なくとも一つ以上の構成単位（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｂ）で、二枚以上配置するのが好ましい。更にこの際、前記フィルター（Ａ）は重ね枚数が１０〜２５枚、且つ厚さが１．４〜３．５ｍｍ、前記フィルター（Ｂ）は、重ね枚数が２０〜３５枚、且つ厚さが２〜５．１ｍｍ、前記フィルター（Ｃ）は、重ね枚数が５〜２５枚、且つ厚さが０．５〜２．５ｍｍのものを使用するのが良い。
【００６９】
本発明の濾過フィルターにて濾過する流体は、液体、気体等、任意のものに適用することが可能である。例えば濾過する流体が液体の際には、液体中の不溶物濃度やその大きさ、含有量等によって、濾過フィルターの開口部面積を適宜調整すればよい。本発明の濾過フィルターは、目視では確認困難な微少な不溶物を微量含む、溶液様液体から懸濁液まで、任意の液体の濾過に使用できる。具体的には例えば、超純水や飲料水・工業用水等の製造工程、血液成分等生体液体物質の濾過、医薬品・食品等の製造工程等の分野に使用することができる。
【００７０】
【実施例】
以下に実験例、実施例及び比較例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００７１】
まず、本発明で用いる耐熱性高分子として好適な三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」（示性式＝ＳｉＯ_０．８（ＯＣＨ_３）_２．４）の示差熱分析、親水性評価及び耐熱性評価の実験例を挙げる。
【００７２】
実験例１
〈示差熱分析〉
三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」３．８重量部、メタノール８６．２重量部、０．１規定塩酸３．３重量部及び脱塩水６．７重量部を、順番に混合し室温で２４時間熟成（密閉下で放置）した。これを直径５ｃｍのアルミ箔の皿に５ｇ採り、１５０℃の熱風乾燥機に１時間入れて硬化させた後、取り出して下記測定条件で示差熱分析を行った。なお、このときの加水量は１４００％に相当する。
【００７３】
[測定条件]
試料：上記硬化物の粉末
測定装置：セイコー電子製「ＴＧ−ＤＴＡ６３００」
条件：雰囲気空気２００ｍｌ／ｍｉｎ
温度５０〜５００℃（昇温速度１．０℃／ｍｉｎ）
【００７４】
その結果、次のよう結果が得られた。
[重量減]
３００℃まで：−５．１％
５００℃まで：−８．１％
[吸発熱ピーク]
５０〜１８０℃までの範囲で吸着水蒸発に伴うと考えられる吸熱があるが、それ以降５００℃までの範囲では吸発熱ピークは確認されなかった。
【００７５】
〈親水性評価〉
三菱化学（株）製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」３．８重量部、メタノール８６．２重量部、０．１規定塩酸３．３重量部及び脱塩水６．７重量部を、順番に混合し室温で２４時間熟成（密閉下で放置）した後、顕微鏡観察用のスライドガラスを基板として、引き上げ速度３ｍｍ／ｓｅｃでディッピング処理した。なお、この加水量は１４００％に相当する。これを室温で乾燥した後、再び３ｍｍ／ｓｅｃでディッピング処理したものを１５０℃の熱風乾燥機に１時間入れて硬化させた。このようにして塗膜を形成したガラス基板を取り出して冷却し、塗膜表面の水の接触角を測定した。
【００７６】
その結果、水接触角は５度であり、表面が親水性であることを確認した。
【００７７】
〈耐熱性評価〉
上記親水性の評価と同様にして塗膜を形成したガラス基板を、イオン交換水を沸騰させた浴中に１時間浸漬した後、取り出して観察したところ、塗膜に異状は認められず、耐熱性に優れることを確認した。
【００７８】
次に、このような三菱化学(株)製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」を耐熱性高分子として用い、濾過フィルターを作製してその評価を行った実施例及び比較例を挙げる。
【００７９】
なお、以下において用いた各フィルター（Ａ）〜（Ｃ）を構成する不織布の素材及び平均繊維直径、厚さ、目付、嵩密度、空隙率の各物性値は表１に記載の通りである。
【００８０】
【表２】

【００８１】
実施例１
〈コーティング溶液の調製〉
親水性高分子としてエチレン−ビニルアルコール共重合体を用い、耐熱性高分子としてポリシロキサン化合物（三菱化学(株)製「ＭＫＣシリケートＭＳ５１」）を用い、下記配合で混合し、下記終濃度のコーティング溶液を調製した。
【００８２】
（配合）
親水性高分子０．５重量％−５０重量％イソプロピルアルコール溶液：２０重量部
耐熱性高分子：１．９重量部
メタノール：５８．１重量部
水：２０重量部
【００８３】
（終濃度）
エチレン−ビニルアルコール共重合体：水とアルコールの混合溶媒に対して１重量％
ポリメトキシシロキサン：水とアルコールの混合溶媒に対して１重量％
水：水とアルコールの混合溶媒中の３０重量％
アルコール：水とアルコールの混合溶媒中の７０重量％
【００８４】
〈コーティング処理〉
得られたコーティング溶液に、直径２９ｍｍに裁断した下記構成のフィルター基材を３０秒間含浸させた後引き上げ、常温で３時間以上乾燥させた。この含浸、乾燥の工程を２回繰り返し、フィルター基材の表面に耐熱性を有する親水性被膜を形成した。
【００８５】
（フィルター基材：合計枚数）
プレフィルター（Ａ）：不織布（ａ）を２２枚
第１の本フィルター（Ｂ）：不織布（ｂ）を３０枚
第２の本フィルター（Ｃ）：不織布（ｃ）を１０枚
【００８６】
〈濾過性能の評価〉
上記コーティング処理を行った、不織布（ａ）２２枚よりなるプレフィルター（Ａ）、不織布（ｂ）３０枚よりなる第１の本フィルター（Ｂ）、不織布（ｃ）１０枚よりなる第２の本フィルター（Ｃ）を、硬質合成樹脂製で上下に血液入口と血液出口有する円盤状のハウジング内に血液入口から血液出口に向けてフィルター（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の順で重ねて装填することにより、各々濾過ユニットＮｏ．１〜３を作製した。この濾過ユニットＮｏ．１〜３について、各々ハウジングの血液入口と血液出口にそれぞれチューブを接続し、血液入口側チューブの上端から血液出口側チューブの下端までの落差を６０ｃｍに設定した。
【００８７】
抗凝固剤としてＡＣＤ液（６０ｍｌ）の入った血液バッグに全血（４００ｍｌ）を採血し、この４５ｍｌを容量５０ｍｌのシリンジに採取した。シリンジを上記ハウジングの血液入口側チューブに接続し、血液をシリンジから自然落下させて濾過する濾過処理を行った。
【００８８】
ただし、濾過ユニットＮｏ．１，２については、１２１℃で２０分間オートクレーブ滅菌処理する前後で上記濾過処理を行った。また、濾過ユニットＮｏ．３についてはこのオートクレーブ滅菌処理後のみに濾過処理を行った。
【００８９】
各々の濾過処理に要した時間を調べ、結果を表２に示した（この濾過時間が短い程、親水性に優れることを示す。）。また、濾過後の血液中の残存白血球数をフローサイトメータで測定し、この結果から白血球除去率を求め、結果を表２に示した。
【００９０】
比較例１
実施例１において、コーティング溶液の調製に当たり、耐熱性高分子を用いなかったこと以外は同様にして濾過ユニットＮｏ．４，５を作製し、同様にオートクレーブ滅菌処理前後の濾過時間、濾過血液中の残存白血球数、白血球除去率を調べ、結果を表２に示した。
【００９１】
【表３】

【００９２】
実施例２
実施例１においてフィルター基材として、不織布（ｃ）のみを７０枚重ねたもののみを用いたこと以外は、同様にしてコーティング処理を行って、フィルター基材の表面に耐熱性を有する親水性被膜を形成した。
【００９３】
このコーティング処理を行った不織布（ｃ）７０枚のフィルターを、硬質合成樹脂製で上下に流体入口と流体出口有する円盤状のハウジング内に重ねて装填することにより、各々濾過ユニットＮｏ．６〜８を作製した。この濾過ユニットＮｏ．６〜８について、各々ハウジングの流体入口と流体出口にそれぞれチューブを接続し、流体入口側チューブの上端から流体出口側チューブの下端までの落差を６０ｃｍに設定した。
【００９４】
流体入口側チューブ上流に容量５０ｍｌのシリンジを接続し、蒸留水をシリンジから自然落下させて、７０枚のフィルターで濾過する濾過処理を行った。
【００９５】
ただし、濾過ユニットＮｏ．６，７については、１２１℃で２０分間オートクレーブ滅菌処理する前後で上記濾過処理を行った。また、濾過ユニットＮｏ．８についてはこのオートクレーブ滅菌処理後のみに濾過処理を行った。
【００９６】
各々の濾過処理に要した時間を調べ、結果を表３に示した。
【００９７】
比較例２
実施例２において、コーティング溶液の調製に当たり、耐熱性高分子を用いなかったこと以外は同様にして濾過ユニットＮｏ．９，１０を作製し、同様にオートクレーブ滅菌処理前後の濾過時間を調べ、結果を表３に示した。
【００９８】
【表４】

【００９９】
表２及び表３の結果により明らかなように、オートクレーブ滅菌処理前は、親水性高分子のみでコーティング処理したものと、親水性高分子と耐熱性高分子とを混合してコーティング処理したものとの間で、白血球除去率、濾過時間に大きな違いはなかった。しかし、オートクレーブ滅菌処理後の濾過では、親水性高分子のみをコーティングしたものは殆ど濾過できなかったのに対して、親水性高分子と耐熱性高分子とを混合してコーティングしたものでは濾過可能であった。これは耐熱性高分子を併用することにより親水性高分子の被膜の耐熱性が向上した結果であることが分かる。そして、オートクレーブ滅菌処理を施しても、濾過時間にその前後において殆ど差がなくそのフィルターの親水性には殆ど影響ないことが確認でき、更に白血球除去率も耐熱性高分子を添加しても全く影響がないことが分かった。
【０１００】
以上の結果より、耐熱性高分子を併用することで、フィルターの耐熱性を向上させることができ、また、耐熱性高分子を用いてもフィルターの性能に影響は与えないことが分かる。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳述した通り、本発明の濾過フィルター及びその製造方法によれば、親水性及び耐熱性に優れ、特に滅菌処理等の加熱処理後でもその濾過特性や親水性が損なわれることがなく、このため、血液濾過用等の医療用途、食品工業用途、空気などの気体等の濾過に適した濾過フィルターが提供される。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a filtration filter and a method for producing the same, and in particular, is excellent in hydrophilicity and heat resistance, and in particular, its filtration characteristics and hydrophilicity are not impaired even after heat treatment such as sterilization treatment. The present invention relates to a filtration filter suitable for medical use such as food use, food industry use, filtration of gas such as air, and a method for producing the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, filtration filters such as wools, non-woven fabrics, woven fabrics, porous films / sheets, and hollow fibers have been used as filtration filters, particularly filtration filters for filtering fluids such as blood and body fluids. These filtration filters for filtering fluids such as blood and body fluids are intended to filter viscous fluids in which blood and cells such as red blood cells, white blood cells, and platelets are suspended. No clogging; (2) Blood cells are broken and intracellular substances are not exposed (especially when red blood cells are broken). (3) Cells and blood cells that come into contact with foreign substances react abnormally and do not deform. (4) Cells and blood cells that have come into contact with foreign substances do not release cell-releasing factors (cytokines, chemokines), (5) Prior to filtering blood and body fluids, prefilling the filter with physiological saline The (priming operation) is complicated, and there is also a problem of dilution of blood and body fluids with physiological saline. There needs to be.
[0003]
For this reason, for example, when a filter substrate made of cotton (cotton) wool, a cellulose derivative, a hydrophilic polymer (for example, polyvinyl alcohol, ethylene vinyl alcohol copolymer) or the like is used, the filter substrate itself Since the surface is hydrophilic, it can be used as it is, but a filter base made of polyolefins such as polyethylene and polypropylene, and polyamides such as polyesters, 6-nylon, and 6-nylon is used. In some cases, since the surface is hydrophobic, it is necessary to perform a hydrophilic treatment on the surface of the filter substrate in advance for use as a filtration filter.
[0004]
Conventionally, for example, the following methods (1) to (4) are known as methods for hydrophilizing the surface of the filter substrate.
[0005]
(1) A method in which a filter substrate is treated by bringing it into contact with a liquid that has a low surface tension and easily penetrates, such as a lower alcohol such as ethanol or an aqueous solution thereof (for example, see Patent Document 1).
(2) A method of treating a filter substrate with a chemical that changes the properties of the filter interface, such as a water-soluble surfactant, and is hydrophilic (see, for example, Patent Document 2)
(3) A method of introducing a hydrophilic group into a filter base made of an organic polymer resin by graft polymerization or the like to make the surface of the filter base hydrophilic (for example, see Patent Document 3).
(4) A method of coating the surface of a filter substrate with a hydrophilic polymer (for example, see Patent Document 4)
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-7-53763 (paragraph number [0003])
[Patent Document 2]
Japanese Patent No. 3311091 (Claim 3)
[Patent Document 3]
Japanese Patent Publication No. 8-2994 (Claims)
[Patent Document 4]
JP-A-6-296859 (Claims 1, 2)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, among the methods (1) to (4), in (1) and (2), a liquid such as ethanol or a chemical such as a surfactant is mixed into the filtered fluid (filtrate). There was a problem. In particular, when blood or the like is filtered and purified, it is necessary to avoid such contamination as much as possible, which is a serious problem.
[0008]
Further, in the above item (2), not only the graft polymerization equipment on an industrial scale is required, but also the graft polymerization treatment process takes time, and the hydrophilic group introduced into the filter base material is easily detached. Issues have been pointed out.
[0009]
In the above (4), hydrophilic polymers used for the filter substrate, such as polyvinyl alcohols, ethylene vinyl alcohols, and polyhydroxyethyl methacrylates are generally low in heat resistance and stored at high temperature. There were limitations in processing and use. In addition, when used as a filtering material for a biological material as a filtration filter, particularly as a medical instrument such as a blood filtration filter, autoclave sterilization that is simple and has a low impact on the surrounding environment cannot be performed in a sterilization process indispensable as a medical instrument. There are drawbacks, and sterilization is limited to ethylene oxide gas (EOG) sterilization, γ-ray sterilization, and the like. Furthermore, after coating the surface of the filter base material with a hydrophilic polymer, when heat treatment such as autoclave sterilization is performed, peeling of the hydrophilic polymer occurs, and the entire filter base material surface cannot be covered, There was also a problem that a part of the surface of the filter base material returned to hydrophobic, and the filtration characteristics deteriorated or the separated hydrophilic polymer was mixed into the filtrate.
[0010]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and provides a filtration filter that is excellent in hydrophilicity and heat resistance, and that does not impair its filtration characteristics and hydrophilicity even after heat treatment such as sterilization, and a method for producing the same. For the purpose.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
  The filtration filter of the present invention isIt consists of a porous body composed of fibers or a porous body with pores formedOn the filter substrate surface, hydrophilic polymer andHydrophilicHas a coating layer containing a heat-resistant polymerA filtration filter, wherein the heat-resistant polymer is a polysiloxane compoundIt is characterized by that.
[0012]
The method for producing a filtration filter of the present invention is a method for producing such a filtration filter of the present invention, and is characterized by repeating the following steps (1) and (2).
Step (1): A step of immersing the filter substrate in a solution containing a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer.
Step (2): A step of drying the filter treated in step (1).
[0013]
  That is, the present inventors do not lose hydrophilicity even when sterilization treatment by heating, etc., and the filtration filter has both heat resistance and hydrophilicity without losing its filtration characteristics and physical properties. As a result of intensive studies to provide a solution, a filter substrate containing a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymerAnd resistantBy applying a solution using a hydrophilic polymer itself as a thermal polymer and drying it to form a coating layer containing a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer on the surface of the filter substrate The present inventors have found that a filtration filter having both heat resistance and hydrophilicity can be obtained without losing hydrophilicity even when heat treatment such as sterilization treatment is performed, and without impairing its filtration characteristics and physical properties. The present invention has been completed.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a filtration filter and a method for producing the same according to the present invention will be described in detail below.
[0015]
The filtration filter of the present invention is a filtration filter having a coating layer containing a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer on the surface of the filter substrate. Specifically, the filter comprises a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer. It is a filtration filter which formed the hydrophilic film which has heat resistance in the filter base material by coating the filter base material containing the coating solution.
[0016]
The heat-resistant polymer used in the present invention may be any polymer that can be added to the hydrophilic polymer to form a heat-resistant hydrophilic film, and is limited to its properties, structure, and the like. It is not a thing. The heat-resistant polymer used in the present invention is preferably mixed with the hydrophilic polymer because it is mixed with the hydrophilic polymer.
[0018]
  ResistanceAs the thermal polymer, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination at any ratio.,A polysiloxane compound having a siloxane bond formed by condensation polymerization of a siloxane compound represented by the following general formula (scheme) (I) is preferred.
      SiO_a(OR¹)_bR² _c            ... (I)
(Where a, b, and c are 0.5 ≦ a ≦ 1.6, 0.8 ≦ b ≦ 3.0, and 0 ≦≦ c ≦ 2.0, and are numbers satisfying 2a + b + c = 4. Yes, R¹Represents a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, R²Is a hydrogen atom or R¹Represents the same or different organic group. )
[0019]
In the general formula (I), R which is an organic group bonded to silicon via an oxygen atom¹As long as it is a C1-C4 hydrocarbon group, arbitrary things may be sufficient, for example, a linear, branched or cyclic alkyl group is mentioned. More specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, cyclopentyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group and the like can be mentioned. R¹Particularly, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methyl group and / or an ethyl group are preferable from the viewpoint of hydrolyzability and water solubility, and a methyl group is most preferable. In one molecule of the compound represented by the general formula (I), R¹When there are a plurality of Rs in one molecule¹May be the same or different.
[0020]
In the compound represented by the general formula (I), the organic group R directly bonded to the silicon atom²There is no particular limitation on the type, but in the case of mixing with a water-soluble resin, R is used from the viewpoint of compatibility.²It is preferable to use a compound having no (that is, c = 0). At this time, R²(That is, c> 0) may be used in combination, and the mixing ratio in that case is arbitrary.
[0021]
Specific examples of preferred polysiloxane compounds used in the present invention include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra n-butoxysilane, tetraisobutoxysilane, tetra sec- Examples thereof include polycondensates of siloxane compounds such as butoxysilane and tetra-t-butoxysilane, and these may be partially hydrolyzed condensates.
[0022]
Examples of the polysiloxane compound include “MKC silicate MS51”, “MKC silicate MS56” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, and hydrolyzed solutions thereof as polymethoxysiloxane which is a partial hydrolysis condensate of tetramethoxysilane. .
[0023]
The polysiloxane compound used in the present invention has an organic group (R as shown in the general formula (I)).¹In addition to those bonded to silicon via oxygen (as in²It is also possible to use a silicon compound having an organic group directly bonded to silicon as a polycondensate.
[0024]
Examples of such compounds include various silane coupling agents. Specifically, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrin-propoxysilane, methyltriisopropoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltrin-propoxysilane, ethyltriisopropoxysilane, propyl Trimethoxysilane, propyltriethoxysilane, butyltrimethoxysilane, butyltriethoxysilane, pentyltrimethoxysilane, pentyltriethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, hexyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, phenyl Tri-n-propoxysilane, phenyltriisopropoxysilane, benzyltrimethoxysilane, benzyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropi Trimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 2 (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 2 (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane , 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, N- (2-amino Ethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, trialkoxysilane compounds such as 3-ureidopropyltriethoxysilane, and partial hydrolysis condensates thereof.
[0025]
Similar silane coupling agents include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacrylate. Dialkoxysilane compounds such as loxypropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, and their partial hydrolysis A decomposition condensate is mentioned.
[0026]
Furthermore, chlorosilane compounds such as methyltrichlorosilane, vinyltrichlorosilane, phenyltrichlorosilane, methyldichlorosilane, dimethyldichlorosilane, dimethylchlorosilane, methylvinyldichlorosilane, 3-chloropropylmethyldichlorosilane, diphenyldichlorosilane, and methylphenyldichlorosilane And these partially hydrolyzed condensates, 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-3-trimethoxysilylpropyl-m-phenylenediamine, N, N-bis [3- (methyldimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, N, N-bis [3- (trimethoxysilyl) propyl] ethylenediamine, p- [N- (2-aminoethyl) aminomethyl] phenethyltrimethoxysilane and the like are also included.
[0027]
The weight average molecular weight of the polysiloxane compound is desirably 1000 or less, more preferably 256 to 800, in order to enhance the compatibility with the hydrophilic polymer. Furthermore, such a polysiloxane compound having such a molecular weight not only imparts heat resistance to a hydrophilic polymer, but also generates a silanol group by hydrolysis, which exhibits hydrophilicity. Therefore, it is most preferably used in the present invention. it can.
[0028]
As a polysiloxane compound particularly suitable in the present invention as satisfying such a molecular weight and in light of the above conditions, for example, “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation (weight average molecular weight = 510). Is mentioned. Furthermore, such a polysiloxane compound having such a molecular weight not only imparts heat resistance to a hydrophilic polymer, but also generates a silanol group by hydrolysis, which exhibits hydrophilicity. Therefore, it is most preferably used in the present invention. it can.
[0029]
In addition, in the polysiloxane compound used in the present invention, the metal such as iron and chromium, and the impurities such as chlorine atoms are less, the use of the filtration filter of the present invention, for example, the elution component etc. This is preferable because it can be used for medical applications with severe restrictions. Therefore, the content of halogen impurities such as chlorine in the polysiloxane compound used in the present invention is specifically 100 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, particularly 5 ppm or less, and the content of metal impurities such as iron and chromium is Specifically, it is preferably 1 ppm or less, more preferably 0.1 ppm or less, and particularly preferably 0.05 ppm or less.
[0030]
Furthermore, it is preferable that the polysiloxane compound produced by the polymerization of the siloxane compound as described above has a small content of the monomer component. That is, some siloxane compound monomers are highly toxic, and the fact that they are not substantially contained is not only safe but also excellent in the quality stability of the polysiloxane compound. Therefore, the content of the siloxane compound such as tetraalkoxysilane which is a monomer in the polysiloxane compound used in the present invention is specifically 2.0% by weight or less, particularly 1.0% by weight or less, particularly 0.2% by weight. The following is preferable.
[0031]
The polysiloxane compound (for example, “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is added with water and / or alcohol of a theoretical hydrolysis amount or more to advance the hydrolysis condensation reaction, and an inorganic thin film is formed on a substrate such as glass. It is possible to obtain When this thin film is sufficiently heat-cured, it becomes a vitreous coating film, and its film thickness is usually about submicron (0.01 to 0.5 μm). Since this coating is naturally glassy, it has excellent heat resistance, and there is no change in the coating even in the “Boiling Water Test” where the coating is immersed in boiling water at 100 ° C. for 1 hour together with the glass substrate. The previous film thickness is maintained.
[0032]
The heat-resistant polymer used in the present invention preferably has no endothermic peak in a temperature range of 300 ° C. or lower when heated. This is to form a stable coating layer that does not oxidize or decompose. Further, the heat-resistant polymer used in the present invention has a weight loss of not more than 15% before heating, especially not more than 10%, even when performing such differential thermal analysis, when the weight loss is heated from room temperature to 300 ° C. Is preferably 6% or less. Furthermore, when heated from room temperature to 500 ° C., the weight loss is preferably 10% or less before heating.
[0033]
Furthermore, in the present invention, when the heat-resistant polymer is formed, the contact angle of water on the film surface is preferably 20 degrees or less. For example, the water contact angle of the coating film surface formed by hydrolyzing the above-mentioned polysiloxane compound (for example, “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) by adding water of a theoretical hydrolysis amount or more is 20 degrees or less. In the case of making it, the amount of water added is 200% or more, preferably 200 to 20000%. The water contact angle of a coating film having a water content of 100 to 200% may exceed 20 degrees, but this also becomes hydrophilic with time. When the amount of water is less than 100%, it is difficult to form a coating film, and even if a film is obtained, the siloxane condensation does not proceed sufficiently, which may cause problems such as insufficient hardness and insufficient heat resistance. Further, when an amount of water exceeding 20000% is added, the coating film is easily repelled and is not suitable for forming a thin film. Here, the amount of water added refers to the alkoxy group (OR in silicate) in the aforementioned general formula (I).¹The amount (theoretical hydrolysis amount) corresponding to 0.5 times the theoretical hydrolysis rate of 100% is 100%.
[0034]
On the other hand, examples of the hydrophilic polymer used in the present invention include the following (a) to (f).
[0035]
(A) At least one or a combination of two or more selected from the group consisting of gelatin, gelatin derivatives, gelatin or graft polymers with other polymers
(B) At least one or a combination of two or more selected from the group consisting of proteins such as albumin and casein or derivatives thereof
(C) At least one or a combination of two or more selected from the group consisting of esters such as artificial hydrophilic proteins, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, cellulose sulfate, or derivatives thereof
(D) At least one or a combination of two or more selected from the group consisting of sugars or sugar derivatives such as chitosan, cellulose, sodium alginate, dextran, starch derivatives, etc.
(E) Synthetic hydrophilicity which is a single or copolymer such as polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol partial acetal, ethylene vinyl alcohol, poly-N-vinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl imidazole and polyvinyl pyrazole. A combination of at least one or more selected from the group consisting of functional polymers
(F) A combination of two or more of (a) to (e) above
[0036]
That is, in the present invention, any hydrophilic polymer can be used as long as it can impart hydrophilicity. However, as will be described later, a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer are applied to the filter substrate by an immersion method. When coating a coating solution containing, especially workability during coating (being soluble in a relatively safe solvent), safety during clinical use (excellent antithrombogenicity and biocompatibility), hydrophilic Considering various properties such as hydrophilic coating materials (hydrophilic strength, stability, resistance to peeling during use, excellent water resistance), the hydrophilic polymer is ethylene-vinyl alcohol copolymer. Coalescence is preferred.
[0037]
In the present invention, the surface of the filter substrate is repeatedly obtained by immersing the filter substrate in a coating solution prepared by dissolving the hydrophilic polymer and the heat-resistant polymer as described above in an appropriate solvent, and then drying. A heat-resistant hydrophilic coating layer is formed on the substrate.
[0038]
In such a coating treatment, both the hydrophilic polymer (such as ethylene-vinyl alcohol copolymer) and the heat resistant polymer can be dissolved as a solvent for dissolving the hydrophilic polymer and the heat resistant polymer. Any known organic solvents, chlorofluorocarbons, and the like can be used as long as they are used, but alcohols such as isopropyl alcohol are particularly preferable as the organic solvent.
[0039]
When an organic solvent excellent in compatibility with water such as alcohol is used as the solvent, it is desirable to use it by mixing with water. In the present invention, when an organic solvent having excellent compatibility with water, such as an alcohol that dissolves a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer, is used by mixing with water, the organic solvent with respect to the total of water and the organic solvent Although the ratio of is arbitrary, it is desirable to set it as 20 to 100 weight%. By mixing with water at this ratio, it is possible to prevent evaporation of an organic solvent such as alcohol, stabilize the solution concentration, facilitate the coating operation, and control the thickness of the coating layer to be formed.
[0040]
The concentration of the hydrophilic polymer (ethylene-vinyl alcohol copolymer, etc.) in the coating solution is determined based on the organic solvent such as alcohol, or the organic solvent and water in consideration of uneven adhesion of the solution and ease of work. It is preferable that it is 0.01-5 weight part with respect to 100 weight part of mixed solvents with 0.1-1 weight part especially.
[0041]
In addition, the concentration of the heat-resistant polymer in the coating solution varies depending on the type of the heat-resistant polymer used. For example, when the above-described polysiloxane compound is used as the heat-resistant polymer, the same as the hydrophilic polymer. In consideration of uneven application of the solution, ease of work, and conditions such as not obstructing hydrophilicity of the hydrophilic polymer, an organic solvent such as alcohol, or a mixture of the organic solvent and water For 100 parts by weight of the solvent, the polysiloxane compound is SiO 2₂The concentration is preferably 0.01 to 25 parts by weight, more preferably 0.1 to 5 parts by weight.
[0042]
For the formation of the coating layer, the filter substrate was immersed in the coating solution containing the hydrophilic polymer and the heat-resistant polymer at such a concentration for about 10 to 100 seconds, and the coating solution was adhered to the filter substrate. After pulling up, it is dried at room temperature to 100 ° C. for about 1 to 10 hours. The dipping and drying steps are preferably repeated about 1 to 20 times to form a coating layer. In the formation of this coating layer, after immersion and drying, heat treatment may be performed at a temperature higher than the temperature at the time of drying, and a series of steps of immersion, drying and heat treatment may be repeated. Although there is no restriction | limiting in particular as this heat processing condition, It is preferable to set it as about 0.1 to 10 hours at 40-200 degreeC.
[0043]
Next, the filter base material of the filtration filter of the present invention will be described.
[0044]
The preferred form of the filter substrate used in the filtration filter of the present invention is a non-woven fabric having a different average fiber diameter, and the non-woven fabric having a large fiber diameter is arranged in the order of filtration, that is, the fluid to be filtered flows in order. It is a laminate. For example, in the direction of the flow path of blood flowing into the filter filter housing (from the blood inlet direction to the blood outlet direction), the prefilter (A) made of a nonwoven fabric with the largest average fiber diameter, the average fiber diameter being the second The first main filter (B) made of a thick non-woven fabric and the second main filter (C) made of a non-woven fabric having the thinnest average fiber diameter are laminated in three layers.
[0045]
More specifically, the plurality of filters include at least an average fiber diameter D._AIs 5 μm or more and 10 μm or less of prefilter (A) and average fiber diameter D_BA first main filter (B) having a diameter of more than 1 μm and not more than 5 μm, and an average fiber diameter D_CIs the second main filter (C) of 1.5 μm or less, and the average fiber diameter D of the second main filter (C)_CIs the average fiber diameter D of the first main filter (B)._BA laminate of three types of filters formed in a size of 50 to 90% is preferable.
[0046]
Each filter (A), (B), (C) has a blood inlet and a blood outlet, for example, laminated in the order of (A), (B), (C) from the blood inlet to the outlet. Located in the housing.
[0047]
The filter (A) has a stack number of 15 to 25 and a thickness of 2.1 to 4.2 mm, and the filter (B) has a stack number of 20 to 35 and a thickness of 2 to 5.1 mm. The filter (C) is preferably one having a stack number of 5 to 15 and a thickness of 0.5 to 1.5 mm. The thickness of the filter (C) is preferably between 10% and 75% with respect to the thickness of the filter (B). If this thickness is less than 10% of the thickness of the filter (B), the leukocyte removal efficiency decreases, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 75%, the filter is clogged and the blood filtration rate becomes slow, which is not preferable.
[0048]
In the present invention, as the prefilter (A), for example, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polyurethane (PU) produced by a spunbond method or a melt-brown method Nonwoven fabrics such as polyamide (PA) are used. In addition, as the first main filter (B) and the second main filter (C), for example, polybutylene terephthalate (PBT), polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyethylene (PE) manufactured by a melt blown method. ) Etc. are used.
[0049]
Said nonwoven fabric does not limit a manufacturing method, The average fiber diameter D corresponded to the said pre filter (A), the said 1st this filter (B), and the said 2nd this filter (C)._A~ D_CIf it has, non-woven fabric by any manufacturing method may be used.
[0050]
As described above, the filtration filter of the present invention combines (i) blood filtration by combining the filters (A), (B), and (C) each having a unique average fiber diameter, number of stacked sheets, and thickness. Shorten the time (for example, set the filtration time to 15 minutes or less, more preferably 10 minutes or less when filtering blood), and (ii) significantly reduce the number of white blood cells in the filtered blood It is also possible to achieve a performance of removing 99.99% of leukocytes by setting the number to 2 (pieces / μL) or less, more preferably 1 (pieces / μL) or less.
[0051]
It should be noted that the filtration performance cannot be sufficiently displayed even if the degree of leukocyte removal is simply indicated by the removal rate “%”. That is, the white blood cell count is said to be 3000 to 10,000 / μL for adults depending on individual differences. Even if the remaining white blood cell count is the same 2 / μL, if the white blood cell count before removal is 3000 / μL, the removal rate will be 99.933%, and the white blood cell count before removal should be 10,000 / μL. 99.998% percent. Similarly, if the remaining white blood cell count is 1 / μL, when the white blood cell count before removal is 3000 / μL, the removal rate is 99.967%, and the white blood cell count before removal is 10,000 / μL. Is 99.990% percent, and it is difficult to accurately define the performance of the leukocyte removal filter by the leukocyte removal rate.
[0052]
Therefore, the filtration filter of the present invention has a filtration time of 15 minutes or less, more preferably 10 minutes or less when filtering blood in use as a leukocyte removal filter, and (ii) in blood after filtration. It is preferable to satisfy the required performance that the remaining white blood cell count is 2 (cells / μL) or less, more preferably 1 (cells / μL) or less.
[0053]
The leukocyte removal rate is preferably 99.99% or more, but as described above, the leukocyte count varies among individuals. Therefore, if the number of remaining leukocytes in the blood after filtration is 2 (cells / μL) or less, more preferably 1 (cells / μL) or less, the leukocyte removal rate is 99.93 to 99.96% or more. Can also be regarded as having the necessary performance as a leukocyte removal filter.
[0054]
Below, the reason for setting the suitable range of the average fiber diameter of said filter (A)-(C) which comprises the filtration filter of this invention applied to a leukocyte removal filter is demonstrated.
[0055]
Average fiber diameter D of the prefilter (A)_AIs set to 5 μm or more and 10 μm or less, with the aim of being able to efficiently remove leukocytes with the subsequent filter, except for aggregates larger than the diameter of blood cells such as red blood cells and white blood cells as the role of the prefilter. Average fiber diameter D_AIf the particle size is less than 5 μm, clogging is likely to occur due to blood cells being captured simultaneously with the aggregate, and if it exceeds 10 μm, aggregates etc. leak to the filter after the pre-filter to cause clogging of the filter, resulting in a leukocyte removal rate. This is because it decreases or the filtration time is prolonged.
[0056]
The reason why the filters (B) and (C) having two different average fiber diameters are laminated on the present filter is that the conditions (i) and (ii) cannot be achieved at the same time. . That is, since the fiber diameter of the first main filter (B) is not sufficiently thin, the above (ii) cannot be achieved even if the above (i) is achieved. Since the second main filter (C) has a sufficiently small fiber diameter, clogging is likely to occur and the above (i) cannot be achieved, but the above (ii) can be achieved. Therefore, in order to make up for each other's drawbacks, the above-described filter is configured by laminating two types of filters (B) and (C) having different average fiber diameters.
[0057]
Average fiber diameter D of the first main filter (B)_BIs set to be more than 1 μm and not more than 5 μm because clogging of blood is liable to occur at 1 μm or less, and the leukocyte removal rate is reduced when it exceeds 5 μm. Average fiber diameter D_BEven if the first main filter (B) having a particle size of more than 1 μm and not more than 5 μm is used alone, (ii) the number of remaining leukocytes in the blood after filtration is greatly reduced, and 2 (cells / μL) In the following, it is more preferable to set the number to 1 (pieces / μL) or less, and the performance of removing 99.99 percent of leukocytes cannot be achieved.
[0058]
Average fiber diameter D of the second main filter (C)_CIs set to 1.5 μm or less because the leukocyte removal rate decreases when the thickness exceeds 1.5 μm. Average fiber diameter D_CEven if the second main filter (C) of 1.5 μm or less is used alone, the performance of (i) cannot be achieved.
[0059]
In the present invention, the average delicate diameter D of the second main filter (C)_CThe average fiber diameter D of the first main filter (B)_BWhen the ratio is less than 50%, the fiber diameter of the filter (C) becomes small or the fiber diameter of the filter (B) becomes too large. This is because the performance of (ii) cannot be achieved. On the other hand, if it exceeds 90%, the filters (B) and (C) come close to the same fiber diameter, so that the performances (i) and (ii) cannot be achieved.
[0060]
Non-woven fabric constituting the filter (A) (referred to as “nonwoven fabric (a)”), non-woven fabric constituting the filter (B) (referred to as “nonwoven fabric (b)”), and non-woven fabric constituting the filter (C) (“ As the non-woven fabric (c) ”, for example, those having the following physical properties as well as hydrophilic polymer and heat-resistant polymer adhesion amounts are preferable.
[0061]
[Table 1]

[0062]
As a particularly preferred example of the present invention, the filter (A) has an average fiber diameter D._AIs 7 μm, but the filter (B) has an average fiber diameter D_BHas a mean fiber diameter D in the filter (C)._CIs a 1 μm non-woven fabric.
[0063]
Further, in the present invention, at least one filter (B) and / or the filter (C) may be disposed between the filter (B) and the filter (C) and disposed in the housing. . As examples of the arrangement of the filters (A), (B), and (C), for example, the filters (A), (B), and (C) can be arranged from the blood inlet to the outlet as shown in the following (1) to (4).
[0064]
(1): (A) → [(B), (C), (B)] × n → (C) (n ≧ 1)
In this example, the filter [(B), (C), (B)] between the filter (A) and the filter (C) may be repeatedly arranged twice or more. As for the number of stacked filters (A), (B), and (C), the filter (A) has a total stack number of 10 to 25, and the filter (B) has a total stack number of 20 to 35. The total number of sheets and the filter (C) can be set in a range of 5 to 20 sheets. The filter (B) in the filter [(B), (C), (B)] can be set in the range of 1 to 20 and the filter (C) in the range of 1 to 10.
[0065]
(2): (A) → (B) → [(C), (B)] × n → (C) (n ≧ 1)
In this example, intermediate filters [(C), (B)] may be repeatedly arranged twice or more. The repeating unit of the filter [(C), (B)] is preferably 2-5. Each filter (A), (B), (C) can also be overlaid, the filter (A) has an overall overlap of 10-25, and the filter (B) has an overall overlap of 20-35. The filter (C) can be set in a range of 5 to 20 as a whole. The number of filters (B) in the filter [(C), (B)] can be set in the range of 1 to 20, and the number of filters (C) in the range of 1 to 10 can be set.
[0066]
(3): (A) → (B) → [(B), (C)] × n → (C) (n ≧ 1)
In this example, intermediate filters [(B), (C)] may be repeatedly arranged twice or more. The number of repetitive single wheels of the filter [(B), (C)] is preferably 3-6. As for the number of stacked filters (A), (B), and (C), the filter (A) has a total stack number of 10 to 25, and the filter (B) has a total stack number of 20 to 35. The total number of sheets and the filter (C) can be set in a range of 5 to 25 sheets. The number of filters (B) in the filter [(B), (C)] can be set in the range of 1 to 20, and the number of filters (C) in the range of 1 to 10 can be set.
[0067]
(4): (A) → [(B), (C)] × n (n ≧ 2)
In this example, the downstream filters [(B), (C)] are repeatedly arranged twice or more. The repeating unit of the filter [(B), (C)] is preferably 3 to 1.5 (that is, [(B), (C), (B)]). As for the number of stacked filters (A), (B), and (C), the filter (A) has a total stack number of 10 to 25, and the filter (B) has a total stack number of 20 to 35. The number of sheets and the filter (C) can be set in the range of 5 to 15 as a whole. The number of filters (B) in the filter [(B), (C)] can be set in the range of 1 to 20, and the number of filters (C) in the range of 1 to 20 can be set.
[0068]
In the example of (1) to (4) described above, the filter (C) disposed after the filter (B) is at least one or more structural units (B), (C), (B), and two The above arrangement is preferable. Further, at this time, the filter (A) has a stack number of 10 to 25 and a thickness of 1.4 to 3.5 mm, and the filter (B) has a stack number of 20 to 35 and a thickness of 2. It is preferable to use a filter (C) having a thickness of 5 to 25 and a thickness of 0.5 to 2.5 mm.
[0069]
The fluid to be filtered by the filtration filter of the present invention can be applied to any liquid or gas. For example, when the fluid to be filtered is a liquid, the area of the opening of the filtration filter may be appropriately adjusted according to the concentration of insoluble matter in the liquid, its size, content, and the like. The filtration filter of the present invention can be used for filtration of any liquid from a solution-like liquid to a suspension containing a minute amount of minute insoluble matter that is difficult to visually confirm. Specifically, for example, it can be used in the fields of manufacturing processes such as ultrapure water, drinking water and industrial water, filtration of biological liquid substances such as blood components, and manufacturing processes of pharmaceuticals and foods.
[0070]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples, examples and comparative examples.
[0071]
First, “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, suitable as a heat-resistant polymer used in the present invention (indication formula = SiO 2)_0.8(OCH₃)_2.4Experimental examples of differential thermal analysis, hydrophilicity evaluation, and heat resistance evaluation are given.
[0072]
Experimental example 1
<Differential thermal analysis>
3.8 parts by weight of “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 86.2 parts by weight of methanol, 3.3 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid, and 6.7 parts by weight of demineralized water were mixed in order, and at room temperature. The mixture was aged for 24 hours (left under sealing). 5 g of this was placed in a 5 cm diameter aluminum foil dish, placed in a hot air dryer at 150 ° C. for 1 hour to cure, then taken out and subjected to differential thermal analysis under the following measurement conditions. The amount of water added at this time corresponds to 1400%.
[0073]
[Measurement condition]
Sample: powder of the above cured product
Measuring device: “TG-DTA6300” manufactured by Seiko Electronics
Condition: Atmosphere Air 200ml / min
Temperature 50-500 ° C (Temperature increase rate 1.0 ° C / min)
[0074]
As a result, the following results were obtained.
[Weight loss]
Up to 300 ° C: -5.1%
Up to 500 ° C: -8.1%
[Endothermic peak]
There is an endotherm considered to accompany adsorbed water evaporation in the range from 50 to 180 ° C., but no endothermic peak was observed in the range up to 500 ° C. thereafter.
[0075]
<Hydrophilicity evaluation>
3.8 parts by weight of “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation, 86.2 parts by weight of methanol, 3.3 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid, and 6.7 parts by weight of demineralized water were mixed in order, and at room temperature. After aging for 24 hours (leaving in a sealed state), dipping was performed at a lifting speed of 3 mm / sec using a slide glass for microscopic observation as a substrate. This amount of water corresponds to 1400%. This was dried at room temperature, and then dipped at 3 mm / sec again and placed in a hot air dryer at 150 ° C. for 1 hour to be cured. Thus, the glass substrate in which the coating film was formed was taken out and cooled, and the contact angle of water on the coating film surface was measured.
[0076]
As a result, the water contact angle was 5 degrees, and it was confirmed that the surface was hydrophilic.
[0077]
<Heat resistance evaluation>
The glass substrate on which the coating film was formed in the same manner as the hydrophilicity evaluation was immersed for 1 hour in a bath in which ion-exchanged water was boiled, and then taken out and observed. It was confirmed to be excellent in properties.
[0078]
Next, Examples and Comparative Examples in which filtration filters were prepared and evaluated using “MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation as a heat-resistant polymer will be given.
[0079]
In addition, each physical property value of the raw material of the nonwoven fabric which comprises each filter (A)-(C) used below and average fiber diameter, thickness, basis weight, bulk density, and porosity is as described in Table 1.
[0080]
[Table 2]

[0081]
Example 1
<Preparation of coating solution>
An ethylene-vinyl alcohol copolymer is used as the hydrophilic polymer, a polysiloxane compound (“MKC silicate MS51” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) is used as the heat-resistant polymer, and the mixture is mixed in the following composition, and the coating with the following final concentration is applied. A solution was prepared.
[0082]
(Combination)
Hydrophilic polymer 0.5 wt% -50 wt% isopropyl alcohol solution: 20 parts by weight
Heat resistant polymer: 1.9 parts by weight
Methanol: 58.1 parts by weight
Water: 20 parts by weight
[0083]
(Final concentration)
Ethylene-vinyl alcohol copolymer: 1% by weight based on a mixed solvent of water and alcohol
Polymethoxysiloxane: 1% by weight based on a mixed solvent of water and alcohol
Water: 30% by weight in a mixed solvent of water and alcohol
Alcohol: 70% by weight in a mixed solvent of water and alcohol
[0084]
<Coating treatment>
The obtained coating solution was impregnated with a filter substrate having the following constitution cut to a diameter of 29 mm for 30 seconds, then lifted and dried at room temperature for 3 hours or more. This impregnation and drying process was repeated twice to form a hydrophilic film having heat resistance on the surface of the filter substrate.
[0085]
(Filter substrate: total number)
Prefilter (A): 22 non-woven fabrics (a)
First main filter (B): 30 non-woven fabrics (b)
Second main filter (C): 10 non-woven fabrics (c)
[0086]
<Evaluation of filtration performance>
The pre-filter (A) comprising 22 nonwoven fabrics (a), the first main filter (B) comprising 30 nonwoven fabrics (b), and the second book comprising 10 nonwoven fabrics (c) subjected to the coating treatment. The filter (C) is made of a hard synthetic resin, and the filters (A), (B), and (C) are stacked in this order from the blood inlet to the blood outlet in a disc-shaped housing having a blood inlet and a blood outlet vertically By loading, each filtration unit No. 1-3 were produced. This filtration unit No. 1-3, tubes were respectively connected to the blood inlet and the blood outlet of the housing, and the drop from the upper end of the blood inlet side tube to the lower end of the blood outlet side tube was set to 60 cm.
[0087]
Whole blood (400 ml) was collected in a blood bag containing ACD solution (60 ml) as an anticoagulant, and 45 ml of this was collected in a syringe with a capacity of 50 ml. A syringe was connected to the blood inlet side tube of the housing, and a filtration process was performed in which blood was naturally dropped from the syringe and filtered.
[0088]
However, the filtration unit No. About 1 and 2, the said filtration process was performed before and after carrying out the autoclave sterilization process at 121 degreeC for 20 minutes. In addition, the filtration unit No. No. 3 was filtered only after this autoclave sterilization treatment.
[0089]
The time required for each filtration treatment was examined, and the results are shown in Table 2 (the shorter the filtration time, the better the hydrophilicity). Further, the number of leukocytes remaining in the blood after filtration was measured with a flow cytometer, the leukocyte removal rate was determined from the results, and the results are shown in Table 2.
[0090]
Comparative Example 1
In Example 1, the filtration unit No. was similarly prepared except that no heat-resistant polymer was used in the preparation of the coating solution. 4 and 5 were prepared. Similarly, the filtration time before and after the autoclave sterilization treatment, the number of remaining leukocytes in the filtered blood, and the leukocyte removal rate were examined, and the results are shown in Table 2.
[0091]
[Table 3]

[0092]
Example 2
A hydrophilic coating having heat resistance on the surface of the filter base material in the same manner as in Example 1 except that only 70 sheets of nonwoven fabric (c) are used as the filter base material. Formed.
[0093]
The 70 non-woven fabrics (c) subjected to the coating treatment were loaded in a disk-shaped housing made of a hard synthetic resin and having a fluid inlet and a fluid outlet in the upper and lower directions. 6-8 were produced. This filtration unit No. About 6-8, the tube was each connected to the fluid inlet and the fluid outlet of the housing, and the drop from the upper end of the fluid inlet side tube to the lower end of the fluid outlet side tube was set to 60 cm.
[0094]
A syringe having a capacity of 50 ml was connected to the upstream side of the fluid inlet side tube, and distilled water was naturally dropped from the syringe and filtered through 70 filters.
[0095]
However, the filtration unit No. 6 and 7 were subjected to the filtration treatment before and after autoclaving at 121 ° C. for 20 minutes. In addition, the filtration unit No. No. 8 was filtered only after this autoclave sterilization treatment.
[0096]
The time required for each filtration treatment was examined, and the results are shown in Table 3.
[0097]
Comparative Example 2
In Example 2, the filtration unit No. was similarly prepared except that the heat-resistant polymer was not used in the preparation of the coating solution. 9, 10 were prepared, and the filtration time before and after the autoclave sterilization treatment was similarly examined. The results are shown in Table 3.
[0098]
[Table 4]

[0099]
As is clear from the results of Tables 2 and 3, before autoclaving treatment, the coating treatment was performed only with the hydrophilic polymer, and the coating treatment was performed by mixing the hydrophilic polymer and the heat-resistant polymer. There was no significant difference in leukocyte removal rate and filtration time. However, filtration after sterilization by autoclave hardly filtered the coating with only hydrophilic polymer, whereas filtering with a mixture of hydrophilic polymer and heat-resistant polymer allowed filtration. Met. This shows that the heat resistance of the hydrophilic polymer coating is improved by the combined use of the heat resistant polymer. And even if autoclave sterilization is performed, it can be confirmed that there is almost no difference in the filtration time before and after, and that the hydrophilicity of the filter is hardly affected. It turns out that there is no influence.
[0100]
From the above results, it can be seen that the heat resistance of the filter can be improved by using the heat resistant polymer together, and the performance of the filter is not affected even if the heat resistant polymer is used.
[0101]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the filtration filter of the present invention and the method for producing the same, the hydrophilicity and heat resistance are excellent, and the filtration characteristics and hydrophilicity are not impaired even after heat treatment such as sterilization treatment. Therefore, a filtration filter suitable for medical applications such as blood filtration, food industry applications, and filtration of gases such as air is provided.

Claims

A filter having a coating layer containing a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer having hydrophilicity on the surface of a filter substrate made of a porous body composed of fibers or a porous body having pores , A filtration filter, wherein the heat-resistant polymer is a polysiloxane compound .

The filter according to claim 1, wherein the filter substrate is a nonwoven fabric .

The filtration filter according to claim 1, wherein the filter base material is a laminate in which nonwoven fabrics having different average fiber diameters are used, and a nonwoven fabric having a larger fiber diameter and a smaller one are sequentially arranged in the filtration direction .

The hydrophilic polymer, polyvinyl alcohol, polyvinyl alcohol partial acetal, ethylene vinyl alcohol, poly -N- vinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide, polyvinyl imidazole, a single or copolymer of polyvinyl pyrazole The filtration filter according to any one of claims 1 to 3 , wherein the filter is at least one selected from the group consisting of a certain synthetic hydrophilic polymer or a combination of two or more .

Heat resistant polymers, filtration filter according to any one of claims 1 to 4, wherein the contact angle of water on the membrane surface which is formed when deposited it is less than 20 degrees.

The method for producing a filtration filter according to any one of claims 1 to 5 , wherein the following steps (1) and (2) are repeated.
Step (1): A step of immersing the filter base material in a solution containing a hydrophilic polymer and a heat-resistant polymer.
Step (2): A step of drying the filter treated in step (1).

The method for producing a filtration filter according to claim 6 , further comprising a step (3) of heat-treating the filter at a temperature exceeding the step (2) after the step (2).