JP6412245B2 - マイコプラズマ濾過用のフルオロポリマー製物品 - Google Patents

Description

本開示は概して細菌濾過に関し、より具体的には同時に流量の大幅な改善をもたらしつつマイコプラズマ保持性がある多層濾過物品に関する。

細菌汚染は、バイオ医薬品、食品、飲料品の流れにおける安全性に対する脅威となる。そのために、このようなプロセスの流れから細菌を除去するための各種フィルタが開発されてきた。細菌を濾過する既知のフィルタは、典型的には、１つ以上の膜を用いる。そのようなフィルタのいくつかは、セーフティネットを構築し確実に滅菌するために２層の膜を採用する。つまり、細菌が第１の膜層を通って流れても、第２の膜層が存在するので、第１の層に保持されなかった細菌を保持すると考えられる。しかし、このような二重層の構成だとフィルタの流量が著しく低下することが多い。

流量を増加させるために、より薄い膜を使用する試みがされてきた。膜が薄い程、過剰サイズの細孔（すなわち、細菌のサイズよりも大きい細孔）を有する割合がかなり増加する。よって、薄い膜は、より高い保持効率が要求される生物医薬品用の濾過には不適当なものとなる。この問題を解決するための１つのアプローチは、これら過剰サイズの細孔の割合を低減すべく、ポアサイズが小さい（バブルポイントが高い）膜を使用することであった。バブルポイントが高い（つまり、ポアサイズが小さい）膜は、細菌保持が効果的であり得るが、容量（つまり、スループット）が低くなる傾向がある。また、過剰サイズの細孔の数が少ないため、単位面積当たりの流量がかなり低下し、細菌を保持するためのバブルポイントと厚さが相関しにくくなる。

細菌保持特性を損なうことなく、濾過の単位面積当たりの流量を向上させることが望まれるところ、単位面積当たりの流量が大きいが同時にマイコプラズマ保持性のある薄い（つまり、約１０ミクロン未満の）多孔質膜が必要である。

本発明の一実施形態は、（１）第１主面および第２主面を有する第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、並びに（２）前記第１フルオロポリマー膜から距離ｄを置いた第１または第２主面の上に位置する第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、を備える積層細菌フィルタ材料に関する。距離ｄは１００ミクロン未満であってもよい。第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ約３０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉのバブルポイントおよび約１０ミクロン未満の厚さを有する。第１および第２フルオロポリマー膜は約０．１ｇ／ｍ^２〜約２ｇ／ｍ^２の質量／面積を有してもよい。追加的に、第１および第２主面は遊離フィブリルを実質的に含まない。一つ以上の実施形態では、第１および第２フルオロポリマー膜の少なくともいずれかは、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜である。追加的に、積層細菌フィルタ材料はマイコプラズマ保持性フィルタであり、８を超えるＬＲＶを有する。

本発明の第２の実施形態は、（１）積層フィルタ材料、および（２）該積層フィルタ材料上に位置する第１繊維層、を備える細菌濾過材料に関する。細菌濾過材料はマイコプラズマ保持性である。細菌濾過材料は８を超えるＬＲＶを有する。積層フィルタ材料は、（１）第１主面および第２主面を有する第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、および（２）第１主面から距離ｄを置いた第１主面の上に位置する第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜を備える。距離ｄは１００ミクロン未満であってもよい。加えて、第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ約３０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉのバブルポイントおよび約１０ミクロン未満の厚さを有する。例示的な実施形態では、第１および第２フルオロポリマー膜の少なくともいずれかが、延伸ポリテトラフルオロエチレンである。第１および第２フルオロポリマー膜は、親フルオロポリマー膜の長手方向に対し垂直の方向に分割された親フルオロポリマー膜に由来してもよい。少なくとも一つの実施形態では、第２繊維層が、第１繊維層に対向する側の積層フィルタ材料上に位置する。

本発明の第３の実施形態は、（１）積層フィルタ材料、および（２）該積層フィルタ材料上に位置する第１繊維層、を備える細菌濾過材料に関する。積層フィルタ材料は、（１）第１主面および第２主面を有する第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、および（２）第１主面から距離ｄを置いた第１主面の上に位置する第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜を備える。距離ｄは１００ミクロン未満であってもよい。追加的に、第１および第２フルオロポリマー膜は、親フルオロポリマー膜の長手方向に対し垂直の方向に分割された親フルオロポリマー膜に由来してもよい。加えて、第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ約３０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉのバブルポイント、約１０ミクロン未満の厚さ、及び約０．１ｇ／ｍ^２〜約２ｇ／ｍ^２の質量／面積を有する。細菌濾過材料はマイコプラズマ保持性フィルタであり、８を超えるＬＲＶを有する。

添付の図面は、本開示をさらなる理解するために含まれ、本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成し、実施形態を例示し、本明細書の記載と共に本開示の原理を説明するものである。

図１は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係るフィルタ材料内の材料の層の概略図である。

図２は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る積層フィルタ材料内の材料の向きの概略図である。

図３は、本発明の１つの実施形態に係るひだ付き濾過媒体を備える濾過デバイスの分解図である。

図４は、本発明の１つの実施形態に係る５０００×の倍率で撮影された積層フィルタにおいて使用するためのｅＰＴＦＥ膜の上面の走査型電子顕微鏡写真である。

図５は、本発明の１つの実施形態に係る５０００×の倍率で撮影された図４のｅＰＴＦＥ膜の底面の走査型電子顕微鏡写真である。

図６は、本発明の別の実施形態に係る１０，０００×の倍率で撮影された図４のｅＰＴＦＥ膜の断面の走査型電子顕微鏡写真である。

図７は、本発明の１つの実施形態に係る５０００×の倍率で撮影された積層フィルタにおいて使用するためのｅＰＴＦＥ膜の上面の走査型電子顕微鏡写真である。

図８は、本発明の別の実施形態に係る５０００×の倍率で撮影された図７のｅＰＴＦＥ膜の底面の走査型電子顕微鏡写真である。

図９は、本発明の別の実施形態に係る１０，０００×の倍率で撮影された図７のｅＰＴＦＥ膜の断面の走査型電子顕微鏡写真である。

図１は、本発明の少なくとも１つの実施形態に係る３枚のフルオロポリマー膜を含む積層フィルタ材料の概略図である。

用語について
本明細書で使用する用語「マイコプラズマ保持性」は、本明細書に記載のマイコプラズマ保持試験法に記載の手順に従って試験した場合、８を超えるログ保持価（Ｌｏｇ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｖａｌｕｅ）（ＬＲＶ）を有するフィルタ材料を規定するという意味である。

本明細書で使用する用語「厚さ寸法」は、膜の長さに直交するか又は実質的に直交する膜の方向のことである。

本明細書で使用する用語「長さ寸法」は、膜の厚さに直交するか又は実質的に直交する膜の方向のことである。

本明細書で使用する用語「主面」は、膜の長さに沿い、かつ膜の厚さに対して垂直な上面および／または底面を意味する。

本明細書で使用する用語「繊維層」は、織布構造、非織布構造、又はニット構造であってもよい繊維の凝集（ｃｏｈｅｓｉｖｅ）構造を指す意味である。

本明細書で使用する用語「〜の上（ｏｎ）」は、例えば、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜等の要素が、別の要素の上に直接存在していてもよく、あるいは介在する要素が存在してその上に存在してもよいことを意味する。

本明細書で使用する用語「隣接する（ａｄｊａｃｅｎｔ）」は、ｅＰＴＦＥ膜等の要素が、別の要素に直接隣接していてもよく、あるいは介在する要素が存在して隣接していてもよいことを意味する。

用語「実質的にゼロミクロン」は、０．１ミクロン以下の距離を規定する意味である。

本明細書で使用する用語「遊離フィブリル」は、２つの端部を有するフィブリルの一方の端部が膜の表面に結合しており、他方の端部は膜の表面に結合されておらず、膜の表面から離れる方向に外方へ延びているフィブリルを意味する。

本明細書で使用する用語「ナノファイバー」は、数ナノメートルから約数千ナノメートルの直径を有する繊維を表す意味である。

本明細書で使用する用語「近接する（ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ）フルオロポリマー膜の間の距離」は、他の要素または膜を間に介在させずに積層構成で互いに隣りあって配置される２つのフルオロポリマー膜の間の距離を規定することを意味する。

当業者は、本開示の様々な態様が、意図する機能を実行するように構成された任意の数の方法及び装置で実現できることを容易に理解するであろう。また、本明細書の添付の図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれておらず、本開示の様々な態様を例示するために誇張され、その点で、図面は、限定的に解釈されるべきではないことに留意されたい。

本発明は、積層方向または層方向（ｓｔａｃｋｅｄ ｏｒ ｌａｙｅｒｅｄ ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ）に配置されたとき、流量を増加させつつ８を超えるログ保持価（Ｌｏｇ Ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ Ｖａｌｕｅ）（ＬＲＶ）をもってマイコプラズマを濾過できるマイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜に関する。しかし、個々のフルオロポリマー膜はマイコプラズマ非保持性（例えば、８未満のＬＲＶを有する）であり、いくつかのマイコプラズマを通過させてしまう。フルオロポリマー膜は、約３０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉのバブルポイント、約１０ミクロン未満の厚さ、及び約１０ｇ／ｍ²未満の質量／面積を有する延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜であってもよい。

マイコプラズマフィルタ材料は、積層フィルタ材料の少なくとも第１の層、並びに積層フィルタ材料を支持するよう構成されるおよび／または積層フィルタ材料から流出させて廃液を促すよう構成される少なくとも１つの繊維層を備える。図１は、細菌濾過材料１０を形成する材料の層の１つの例示的な向きを示す。図のように、濾過媒体１０は、積層フィルタ材料２０、上流廃液層を形成する第１繊維層３０、及び場合により下流廃液層を形成する第２繊維層４０を含んでもよい。矢印５は、フィルタ材料を通過する流体の流れの方向を示す。

積層フィルタ材料２０は、図２に概略的に示す積層構成又は層構成に配置された２つのフルオロポリマー膜５０および５５を備える。フルオロポリマー膜５０は、材料が膜５０および５５を通過して流れるように（方向を矢印５で示す）フルオロポリマー膜５５に隣接するか又はフルオロポリマー膜５５の上に配置される。追加的に、フルオロポリマー膜５０は、フルオロポリマー膜５５から距離ｄを置いて離間されている。距離ｄは、近接するフルオロポリマー膜（例えば、膜５０および５５）間の距離である。本明細書で使用する用語「近接する（ｃｏｎｔｉｇｕｏｕｓ）フルオロポリマー膜の間の距離」は、他の要素または膜を間に介在させずに積層構成で互いに隣りあって配置される２つのフルオロポリマー膜の間の距離を規定することを意味する。距離ｄは、約０ミクロン〜約１００ミクロン、約０ミクロン〜約７５ミクロン、約０ミクロン〜約５０ミクロン、または約０ミクロン〜約２５ミクロンの範囲であってよい。いくつかの実施形態では、距離ｄはゼロ又は実質的にゼロミクロンである。距離ｄは、約１００ミクロン未満、約７５ミクロン未満、約５０ミクロン未満、約２５ミクロン未満、約２０ミクロン未満、約１５ミクロン未満、約１０ミクロン未満、約５ミクロン未満、又は約１ミクロン未満であってもよい。

フルオロポリマー膜５０および５５は、単に一方の膜を他方の膜の上に載せることにより積層構成に配置されてもよい。代替的に、これらのフルオロポリマー膜を積層してから、熱および／または圧力を用いて一緒にラミネートしてもよい。複合積層濾過材を形成するように共に延伸された（ｃｏ−ｅｘｐａｎｄｅｄ）２つのフルオロポリマー膜を用いる実施形態も本発明の範囲内であると考えられる。複合積層フィルタ材料は、共に押出（ｃｏ−ｅｘｔｒｕｄｅｄ）または一体化（ｉｎｔｅｇ定格ｔｏｇｅｔｈｅｒ）されてもよい２つ以上の層のフルオロポリマー膜を含んでもよい。このような１つの実施形態では、第１フルオロポリマー膜と第２フルオロポリマー膜が積層構成にあるが、第１フルオロポリマー膜と第２フルオロポリマー膜との間の距離がゼロまたはほぼゼロである。複合積層濾過材料は第１主面および第２主面を有する。このような複合積層濾過材料は、約３０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、約３５ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、約５０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、約５０ｐｓｉ〜約６５ｐｓｉ、または約７０ｐｓｉ〜約８０ｐｓｉのバブルポイントを有してもよい。代替的に、複合積層濾過材料は、約９０ｐｓｉ未満、約７０ｐｓｉ未満、約５０ｐｓｉ未満、又は約４５ｐｓｉ未満のバブルポイントを有してもよい。追加的に、第１および第２主面は、フィブリルを含まないかまたは実質的に含まない。

２つ以上のフルオロポリマー膜が積層フィルタ材料２０を形成してもよいことが理解されるべきである。図１０に概略的に示すようなかかる一実施形態では、積層フィルタ材料２０は、３つのフルオロポリマー膜５０、５５、及び５７を含む。フルオロポリマー膜５０とフルオロポリマー膜５７との間の距離をｄ１、フルオロポリマー膜５７とフルオロポリマー膜５５との間の距離をｄ２とする。ｄ１とｄ２は同じであっても異なっていてもよいことを理解されたい。

いくつかの実施形態では、積層フィルタ材料２０は、フルオロポリマー膜の間に介在する層を含んでもよい。例えば、任意の支持層をフルオロポリマー膜の間に配置してもよい。適切な支持層の非限定的な例として、ポリマー織布材料、不織材料、ニット、ネット、ナノファイバー材料、及び／又は多孔性膜が挙げられ、他のフルオロポリマー膜（例えば、ポリテトラフルオロエチレン （ＰＴＦＥ）も含まれる。支持層（図示せず）は、凝集構造に形成された複数の繊維（例えば、繊維（ｆｉｂｅｒｓ）、フィラメント（ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）、糸（ｙａｒｎｓ）、等）を含んでもよい。支持層は積層フィルタ材料に隣接する又は積層フィルタ材料の下流に配置され、積層フィルタ材料およびフルオロポリマー膜５０及び５５を吸収するための材料を支持するようになっている。支持層は、熱可塑性ポリマー材料（例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはポリエステル）、熱硬化性ポリマー材料（例えば、エポキシ、ポリウレタンまたはポリイミド）、またはエラストマーを用いて作製された、織布構造、非織布構造、メッシュ又はニット構造であってもよい。支持層の厚さは、約１ミクロン〜約１００ミクロン、約１ミクロン〜約７５ミクロン、又は約１ミクロン〜約５０ミクロン、又は約１ミクロン〜約２５ミクロンの範囲であってもよい。

１つ以上の例示的な実施形態では、積層フィルタ材料２０のフルオロポリマー膜の代わりに、またはそれに加えて、ポリマー材料および／または転相膜で形成された多孔質ナノファイバー膜を使用してもよい。例えば、積層フィルタ材料２０は、ナノファイバーで形成された膜を含んでもよく、またはナノファイバーを含む膜を備えてもよい。本明細書で使用する用語「ナノファイバー」は、数ナノメートルから数千ナノメートルだが約１ミクロンを超えない直径を有する繊維を表す意味である。ナノファイバーの直径は、０より大きく約１０００ｎｍまでの直径の範囲、あるいは０より大きく約１００ｎｍまでの直径の範囲であってもよい。ナノファイバーは、熱可塑性または熱硬化性ポリマーから形成してもよい。さらに、ナノファイバーは、エレクトロスピニングされたナノファイバーであってもよい。多孔質ナノファイバー膜は、積層フィルタ材料２０内の任意の位置に配置してよいことが理解されるべきである。

流体の流れにフルオロポリマー膜５０および５５を配置すると、これらの膜５０および５５が流体の流れからマイコプラズマを濾過する。膜５０と膜５５は、個々では、ＬＲＶが８を超えるというマイコプラズマ除去の要件を満たさないことを理解されたい。しかし、図２に示すような積層または層構成に配置されると、積層フィルタ材料１０が、８を超えるＬＲＶを有しマイコプラズマを濾過することができる。

１つ以上の例示的な実施形態では、少なくとも１つのフルオロポリマー膜は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）膜、又は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜である。本明細書において、Ｂａｃｉｎｏらの米国特許第７，３０６，７２９号、Ｇｏｒｅの米国特許第３，９５３，５６６号、Ｂａｃｉｎｏの米国特許第５，４７６，５８９号、又はＢｒａｎｃａらの米国特許第５，１８３，５４５号に記載の方法で調製された延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜を使用してもよい。

フルオロポリマー膜は、フィブリルによって相互に結合されたノードを有するという特徴を有する微小構造の官能性テトラフルオロエチレン（ＴＦＥ）コポリマー材料を含む延伸ポリマー材料を備えてもよく、ここで、官能性ＴＦＥコポリマー材料としては、ＴＦＥとＰＳＶＥ（パーフルオロスルホニルビニルエーテル）との官能性コポリマー、又はＴＦＥと他の適切な官能性モノマー（例えば、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）だがこれに限定されない）との官能性コポリマーが挙げられる。官能性ＴＦＥコポリマー材料は、例えば、Ｘｕらの米国特許出願公開第２０１０／０２４８３２４号、又はＸｕらの米国特許出願公開第２０１２／０３５２８３号に記載の方法により調製してもよい。本出願全体を通して、用語「ＰＴＦＥ」は、ポリテトラフルオロエチレンのみならず、延伸ＰＴＦＥ、延伸改変ＰＴＦＥ、及びＰＴＦＥの延伸コポリマー、例えば、Ｂｒａｎｃａの米国特許第５，７０８，０４４号、Ｂａｉｌｌｉｅの米国特許第６，５４１，５８９号、Ｓａｂｏｌらの米国特許第７，５３１，６１１号、Ｆｏｒｄの米国特許出願公開第２００９／００９３６０２号、及びＸｕらの米国特許出願公開第２０１０／０２４８３２４号に記載のものも含むことを意味することが理解されるべきである。

１つまたは複数の例示的な実施形態では、フルオロポリマー層は、１つ又は複数の以下の材料で置き換えてもよい：Ｓｂｒｉｇｌｉａの米国特許出願公開第２０１４／０２１２６１２号で教示される超高分子ポリエチレン；Ｓｂｒｉｇｌｉａの米国仮特許出願第６２／０３０，４１９号で教示されるポリパラキシリレン；Ｓｂｒｉｇｌｉａらの米国仮特許出願第６２／０３０，４０８号で教示されるポリ乳酸；Ｓｂｒｉｇｌｉａの米国仮特許出願第６２／０３０，４４２号で教示されるＶＤＦ−コ−（ＴＦＥ又はＴｒＦＥ）ポリマー。

加えて、フルオロポリマー膜は、薄く、約１ミクロン〜約１５ミクロン、約１ミクロン〜約１０ミクロン、約１ミクロン〜約７ミクロン、又は約１ミクロン〜約５ミクロンの厚さを有する。代替的に、フルオロポリマー膜は、約１５ミクロン未満、約１０ミクロン未満、約７ミクロン未満、又は約５ミクロン未満の厚さを有する。

フルオロポリマー膜は、約０．１ｇ／ｍ²〜約０．５ｇ／ｍ²、約０．１ｇ／ｍ²〜約２ｇ／ｍ²，約０．５ｇ／ｍ²〜１ｇ／ｍ²、約１ｇ／ｍ²〜約１．５ｇ／ｍ²、約１．５ｇ／ｍ²〜約３ｇ／ｍ²、又は約３ｇ／ｍ²〜約５ｇ／ｍ²の質量／面積を有する。また、フルオロポリマー膜は、約０．５フレーザー〜約２フレーザー、または約２フレーザー〜約４フレーザー、または約４フレーザー〜約６フレーザー、または約６フレーザー〜約１０フレーザーの空気透過率を有してもよい。更に、フルオロポリマー膜は、当該分野で公知の方法、例えば、これに限定されないがＯｋｉｔａらの米国特許第４，１１３，９１２号に記載の方法、を用いて親水性（例えば、水濡れ性）を有するようにしてもよい。

フルオロポリマー膜のバブルポイントは、約３０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、約３５ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、約５０ｐｓｉ〜約９０ｐｓｉ、約５０ｐｓｉ〜約６５ｐｓｉ、または約７０ｐｓｉ〜約８０ｐｓｉの範囲でもよい。

上述したように、積層濾過部材の少なくとも１つのフルオロポリマー膜は延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）膜であってもよい。更なる実施形態では、フルオロポリマー膜の両方ともｅＰＴＦＥ膜である。ｅＰＴＦＥ膜は、同じｅＰＴＦＥ膜由来であってもよい。例えば、２つのｅＰＴＦＥ膜が大きな１つのｅＰＴＦＥ膜からカットされて積層フィルタ材料に用いられてもよい。ｅＰＴＦＥ膜の長さ寸法に直交又は実質的に直交するようにカットされる、すなわち厚さ寸法に実質的に平行にカットされる。このような実施形態では、第１フルオロポリマー膜５０と第２フルオロポリマー膜５５が、バブルポイント、厚さ、通気性、空気透過率、質量／面積等の測定可能な特性が同じ又はほぼ同じであってもよい。このような実施形態では、ｅＰＴＦＥ膜の表面の形態は、同一または実質的に同一ある。代替的に、２つのｅＰＴＦＥ膜が別個のｅＰＴＦＥ膜由来であってもよい。この実施形態では、ｅＰＴＦＥ膜５０とｅＰＴＦＥ膜５５は異なるであろう。これらのｅＰＴＦＥ膜間の違いが、ポアサイズ、厚さ、バブルポイント、マイクロ構造、またはこれらの組み合わせの違いであってよい。加えて、ｅＰＴＦＥ膜５０および５５の上面及び底面は、遊離フィブリルを含まない又は実質的に含まない。遊離フィブリルは、例えば、単一の親膜から２膜を形成するように（ｅＰＴＦＥのような）膜を分割する、破る、または他の方法で断片化する場合に発生する。フルオロポリマー膜５０および５５の表面は、図４、５、７、及び８に示すような外観を有していてもよい。

２層より多いフルオロポリマー膜により積層フィルタ材料２０を形成してもよいことを理解すべきである。加えて、フルオロポリマー膜は、同じフルオロポリマーの供給源、異なる供給源、またはそれらの組み合わせに由来するものであってもよい。また、フルオロポリマー膜の一部または全部は、組成、バブルポイント、厚さ、空気透過率、質量／面積が互いに異なってもよい。

濾過媒体内の繊維層は、凝集構造に形成された複数の繊維（例えば、繊維（ｆｉｂｅｒｓ）、フィラメント（ｆｉｌａｍｅｎｔｓ）、糸（ｙａｒｎｓ）、等）を含む。繊維層は積層フィルタ材料に隣接し、そして積層フィルタ材料の上流および／または下流に配置され、積層フィルタ材料を支持するようになっていてもよい。繊維層は、織布構造、非織布構造、又はニット構造であってもよく、ポリプロピレン、ポリエチレンまたはポリエステル等が挙げられるかこれらに限定されないポリマー材料を用いて形成されてもよい。

図３を参照し、濾過媒体１０は外側ケージ７０内に同心円状に配置されてもよい。外側ケージ７０は、外側ケージ７０の表面に複数の開口部７５を有するので、流体の流れが、例えば外側ケージ７０表面を通って、外側ケージ７０の横方向に通り抜けることができる。内側コア部材８０は、円筒状の濾過媒体１０内に配置される。内側コア部材８０は、実質的に円筒状であり、例えば内部コア部材８０表面を通って、内側コア部材８０の横方向に通り抜ける流体の流れを可能にする開口部８５を備える。よって、濾過媒体１０は、内部コア部材８０と外側ケージ７０との間に配置される。濾過物品１００を濾過カプセル内に配置するようなサイズにしてもよい（図示せず）。

濾過デバイス１００は、濾過カートリッジ１００の両端に配置されたエンドキャップ部品９０及び９５を更に備える。エンドキャップ部品９０及び９５は、内部コア部材８０との流体連通を可能にする開口部（図示せず）含んでもよい。したがって、流体は、この開口部を通って濾過カートリッジ１００と内部コア部材８０の内部へ流れることがある。十分な流体圧力の下で、流体は、開口部８５を通過し、濾過媒体１０を通過し、外側ケージ７０の開口部７５を通って濾過カートリッジ１００から出る。

濾過カートリッジ１００を組み立てる際に、エンドキャップ部品９０及び９５は、外側ケージ７０を有する濾過媒体１０と、エンドキャップ部品９０及び９５の間に配置された内部コア部材８０上にポッティングされる。エンドキャップ部品９０及び９５は、エンドキャップ部品が軟化し流動する程度の熱可塑性を与えるのに十分な温度に加熱することによってエンドキャップ部品９０及び９５を濾過媒体１０に密封（シール）してもよい。熱可塑材が流動可能な状態にあるとき、流動性のある熱可塑材が濾過媒体１０を吸収する（例えば、浸透させる）ように濾過媒体１０の端部がエンドキャップ部品９０及び９５のそれぞれに接触する。その後、エンドキャップ部品９０及び９５を固化（例えば、冷却することにより）し、濾過媒体１０に密封（シール）を形成する。組み立てた濾過カートリッジ１００（例えば、濾過媒体にポットされたエンドキャップ部品）は、濾過カプセルのような濾過デバイスに使用してもよい。濾過物品１００の積層濾過部材２０、繊維層３０及び６０の一端又は両端は、濾過媒体１０の端部と相互接続するように密封可能にポッティングしてもよい。

他の様々な構成の濾過デバイス、例えば、非円筒状（例えば、平面状）の濾過デバイスなど、を本開示に従って利用できることを理解されたい。さらに、流体の流れは、濾過カートリッジの外側から濾過カートリッジの内側へ流れるもの（例えば、外側からの流入）として説明されているが、いくつかの用途では、流体の流れが、ろ過カートリッジの内側からろ過カートリッジの外側に流れるもの（例えば、内側からの流出）であってもよい。

当業者であれば、本開示の様々な態様が、意図された機能を実行するように構成された任意の数の方法および装置によって実現され得ることを容易に理解するであろう。本明細書で言及する添付の図面は、必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、本開示の様々な態様を説明するために誇張されていてもよいことに留意すべきである。

試験方法
特定の方法および装置を以下に記載するが、当業者によって適切に決定された他の方法または装置を代わりに利用し得ることを理解されたい。

透水率試験方法

サンプル膜をフィルタホルダーにドレープした（Ｓｔｅｒｌｉｔｅｃｈ−５４０１００Ａ、ＰＰ ２５インラインフィルターホルダー、２５ｍｍ、ポリプロピレン）。次いで、サンプル膜を、７０％イソプロピルアルコールと３０％脱イオン水との混合物で完全に濡らした。次いで、フィルタホルダーを室温にて脱イオン水で満たした。５０ｍｌの脱イオン水を用いて１．５ｐｓｉの圧力で膜から残留イソプロピルアルコールを洗い流した。次いで、少なくとも５０ｍｌの容量を、１．５ｐｓｉの差圧で膜全体を通るように流した。流速（ｍｌ／秒）を測定し記録した。透水率を計算しリットル／ｍ^２／ｈｒ／ｐｓｉ（ＬＭＨ／ｐｓｉ）で記録した。

細菌保持試験方法
（Ａ） Ａｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉ ＡＴＣＣ ＃２３２０６チャレンジ溶液の調製

Ａｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉ ＡＴＣＣ＃２３２０６のチャレンジ溶液を、−７０℃の冷凍庫に保存されたストック培養バイアルから調製した。ストックバイアル中のＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉ ＡＴＣＣ＃２３２０６を解凍し、それぞれ１００ｍｌの滅菌トリプチカーゼ大豆ブロス（ＴＳＢ）を含有する試験瓶に移した。試験瓶を設定点が約３７℃のをインキュベーター内に４８時間置いた。４８時間後、瓶を取り出し、試験瓶の内容物を大きな瓶に移した。次いで、滅菌リン酸緩衝液を大きな瓶に加えて、チャレンジ溶液の最終濃度を少なくとも１０⁷ＣＦＵ／ｃｍ²にした。最終チャレンジ溶液濃度を確認するために、血球計数を行った。

（Ｂ）濾過試験手順
ポリプロピレン不織材料の４７ｍｍディスクを、フィルタホルダー（部品番号：ＤＨ１−０４７−１０−Ｓ、Ｍｅｉｓｓｎｅｒ Ｆｉｌｔｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、Ｃａｍａｒｉｌｌｏ、ＣＡ）の金属スクリーンの上に置いた。支持層としてバブルポイントが約３ｐｓｉ未満の第１のｅＰＴＦＥ膜を不織材料の上に置いた。試験膜又は積層膜、例えば、実施例１に従って作成したｅＰＴＦＥ膜のように作成した第２のｅＰＴＦＥ膜又は積層膜を、第１のｅＰＴＦＥ膜の上にシワが無いように置いた。次いで、フィルタホルダーをクランプで締め付けた。０．２２ミクロンの定格ポアサイズを有するＰＶＤＦ親水性膜（Ｐａｒｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＧＶＷＰ０４７００， Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ， Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ， ＭＡ）と、０．１ミクロンの定格ポアサイズを有するＰＶＤＦ親水性膜（Ｐａｒｔ Ｎｕｍｂｅｒ ＶＶＬＰ０４７００ Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ， Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ， ＭＡ）を、試験手順の一部としてサイズの対照膜に使用した。

３つの加圧容器に、Ａｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉ ＡＴＣＣ ＃２３２０６チャレンジ溶液、滅菌リン酸緩衝すすぎ液、およびＩＰＡ（７０％）をそれぞれ装填した。トランスファーライン、エアーチューブ、バルブ、及びキャリブレーションされたガスゲージを無菌的に管に接続した。試験システム全体にわたって圧力を３０ｐｓｉｇに設定し、３つの加圧容器のうちの３つの移送ラインすべてを制御バルブによって調製した。フィルタホルダーをＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉ ＡＴＣＣ ＃２３２０６チャレンジ溶液の容器に接続した。

約１６０ｍＬの濾液を５００ｍＬの滅菌サンプル瓶に集め、孔径０．４５μｍの親水性セルロースアセテート膜（部品番号：ＭＶＨＡＷＧＳ２４、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ、Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ、ＭＡ）からなるアッセイフィルタアセンブリを通して真空下に通した。次いで、アッセイ膜をアセンブリから取り出し、ＴＳＡプレート上に置いた。

約１６０ｍＬの濾液を５００ｍＬの滅菌サンプル瓶に集め、フィルタアセンブリに収容されたアッセイフィルタ（０．２２ μｍ 定格ポアサイズ， 部品番号：ＧＶＷＰ４７００ ｆｒｏｍ Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ， Ｂｉｌｌｅｒｉｃａ， ＭＡ）を通して真空下に通した。次いで、アッセイフィルタをアセンブリから取り出し、ＳＰ４プレート上に置いた。これらのプレートを３７℃、５％ ＣＯ₂で５日間インキュベートしＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉコロニーを増殖させた。インキュベーション後、アッセイフィルタをＤｉｅｎｅｓ染色液（Ｒｅｍｅｌ 部品番号：Ｒ４００１７）の１：１０希釈液で染色し、解剖範囲で観察した。Ａｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉのコロニーをコロニー形成単位（ＣＦＵ）として計数し、記録した。

濾過効率は対数減少値（Ｌｏｇ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ Ｖａｌｕｅ、ＬＲＶ）で示され、以下の式により決定された：ＬＲＶ＝ Ｌｏｇ（チャレンジ溶液中のＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉのカウント数）−Ｌｏｇ（ろ液中のＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉのカウント数）。

バブルポイント
バブルポイントは、ＡＳＴＭ Ｆ３１ ６−０３の一般的な教示に従って、毛細管流ポロメータ（Ｃａｐｉｌｌａｒｙ Ｆｌｏｗ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ）（Ｍｏｄｅｌ ＣＦＰ １５００ ＡＥＸＬ、Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．， Ｉｔｈａｃａ， ＮＹ）を用いて測定した。サンプル膜をサンプルチャンバ内に入れ、１９．１ｄｙｎｅｓ／ｃｍの表面張力を有するＳｉｌＷｉｃｋシリコーン流体（Ｐｏｒｏｕｓ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｉｎｃ．から入手可能）で濡らした。サンプルチャンバの底部固定具は、２．５４ｃｍの直径および３．１７５ｍｍの厚さの寸法を有する４０ミクロンの多孔質金属ディスクインサート（Ｍｏｔｔ Ｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌ， Ｆａｎｎｉｎｇｔｏｎ， Ｃｏｎｎ．）から構成されていた。サンプルチャンバの上部固定具は１２．７ｍｍの直径の開口部から構成されていた。Ｃａｐｗｉｎソフトウエアバージョン６．７４．７０を用いて、下記のパラメータを表１に記載のように設定した。バブルポイントについて示す値は２回の測定値の平均である。

単位面積質量（質量／面積）
膜の質量／面積は、スケールを使用して所定の領域の面積のサンプルの質量を測定することによって計算した。サンプルは、ダイまたは任意の精密切断器具を用いて所定の領域に切断した。

フレーザー空気透過率
空気流は、ＴｅｘＴｅｓｔ Ｍｏｄｅｌ ＦＸ３３１０装置を用いて測定した。サンプルを通る空気の流量を測定し、記録した。フレーザー空気透過率は、サンプルを通る差圧降下が１２．７ｍｍ（０．５インチ）の水柱である場合の１分あたりのサンプル面積の立方フィート／平方フィートでの空気の流量である。

走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）を用いた膜厚

冷片面カミソリ刃を用いて膜を切片化した。切片を、導電性両面カーボンテープを有するアルミニウムＳＥＭスタブ上に載せた。切片は約５ｍｍの長さであった。Ｈｉｔａｃｈｉ（登録商標）ＳＵ−８０００電界放出型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で５０００×および１０，０００×の倍率、作動距離３〜５ｍｍ、および動作電圧２ｋＶで画像を取得した。画像を２５６０×１９２０のデータサイズで記録した。画像上の対象箇所のポイントツーポイント厚さ測定値を、Ｑｕａｒｔｚ Ｉｍａｇｉｎｇ（登録商標）ＰＣＩソフトウェアを用いて測定し記録した。ＭＲＳ−４の較正標準（Ｇｅｌｌｅｒ ＭｉｃｒｏＡｎａｌｙｔｉｃａｌ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、ＦＥＳＥＭを較正することであった。

実施例１
ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）ポリマー（ＤｕＰｏｎｔ．， Ｐａｒｋｅｒｓｂｕｒｙ， ＷＶ）の微粉末を、Ｉｓｏｐａｒ（商標）Ｋ（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐ．、Ｆａｉｒｆａｘ、ＶＡ）と、Ｉｓｏｐａｒ（登録商標）Ｋ対微粉末の比率が０．２１８ｇ／ｇであるように混合した。潤滑された粉末をシリンダー内で圧縮してペレットを形成し、４９℃に設定したオーブンに入れた。圧縮したペレットをラム押出しして、幅約１６．０ｃｍ、厚さ０．６８ｍｍのテープを作成した。次いで、テープを圧縮ロールのセットに通して０．２５ｍｍの厚さにした。次いで、テープを約６２ｃｍ（すなわち、５．４：１の比）まで横方向に延伸し、拘束し、次いで２５０℃に設定したオーブン内で乾燥させた。乾燥テープを、３１５℃の温度に設定した加熱プレートにて１２：１の膨張比でロールのバンクの間で縦方向に延伸した。次いで、縦方向に伸ばしたテープを、約３５０℃の温度で１８．２：１の横方向膨張比で横方向に伸ばした。次いで、延伸したＰＴＦＥ膜を拘束し、３５０℃の温度に設定したオーブン内で約８秒間加熱した。

図４は、得られたｅＰＴＦＥ膜の上面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）であり、５０００×の倍率で撮影されたものである。図５は同じｅＰＴＦＥ膜の底面のＳＥＭであり、４５００×の倍率で撮影されたものである。図６は、ｅＰＴＦＥ膜の断面のＳＥＭであり、１０，０００×の倍率で撮影されたものである。このｅＰＴＦＥ膜の厚さは、ｅＰＴＦＥの断面ＳＥＭに基づいて３．５ミクロンであると決定された（図６）。表２に示すように、得られたｅＰＴＦＥ膜は、４３．４ｐｓｉのバブルポイント、３．２フレーザーの空気透過率、８１００ＬＭＨ／ｐｓｉの透水率、および１．０４ｇ／ｍ²の単位面積質量を有していた。

これらのｅＰＴＦＥ膜のうちの２枚を、層状または積層構成で互いに重ねて配置して、２層積層フィルタを形成した。積層フィルタのバブルポイントは５２．０ｐｓｉに増加した。積層フィルタの空気透過率は１．５フレーザー、透水率は４１００ＬＨＭ／ｐｓｉであるとそれぞれ測定された。２層積層フィルタを、本明細書に記載のマイコプラズマ保持試験方法に従って試験した。２層積層フィルタの平均対数減少値（ＬＲＶ）が８．５であると検出された。

実施例２

ＰＴＦＥポリマー（ＤｕＰｏｎｔ．， Ｐａｒｋｅｒｓｂｕｒｙ， ＷＶ）の微粉末を、Ｉｓｏｐａｒ（商標）Ｋ（Ｅｘｘｏｎ Ｍｏｂｉｌ Ｃｏｒｐ．、Ｆａｉｒｆａｘ、ＶＡ）と、この潤滑剤対微粉末の比率が０．１６８ｇ／ｇであるように混合した。潤滑された粉末をシリンダー内で圧縮してペレットを形成し、４９℃に設定したオーブンに入れた。圧縮したペレットをラム押出しして、幅約１６．０ｃｍ、厚さ０．７０ｍｍのテープを作成した。次いで、テープを圧縮ロールのセットに通して０．２５ｍｍの厚さにした。次いで、テープを約６２ｃｍ（すなわち、５．４：１の比）まで横方向に延伸し、拘束し、次いで２５０℃に設定したオーブン内で乾燥させた。乾燥テープを、３１５℃の温度に設定した加熱プレートにて１２：１の膨張比で縦方向に延伸した。次いで、縦方向に伸ばしたテープを、約３２０℃の温度で１２．４：１の横方向膨張比で横方向に伸ばした。次いで、延伸したＰＴＦＥ膜を拘束し、３２０℃の温度に設定したオーブン内で約８秒間加熱した。

図７は、得られたｅＰＴＦＥ膜の上面の走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ）であり、５０００×の倍率で撮影されたものである。図８は、同じｅＰＴＦＥ膜の底面のＳＥＭであり、５０００×の倍率で撮影されたものである。図９は、ｅＰＴＦＥ膜の断面のＳＥＭであり、１０，０００×の倍率で撮影されたものである。このｅＰＴＦＥ膜の厚さは、ｅＰＴＦＥ膜の断面ＳＥＭに基づいて４．７ミクロンであると決定された（図９）。

表２に示すように、得られた延伸ＰＴＦＥ（ｅＰＴＦＥ）膜は、５２．８ｐｓｉのバブルポイント、２．２フレーザーの空気透過率、５８００ＬＭＨ／ｐｓｉの透水率、および１．２１ｇ／ｍ²の単位面積質量を有していた。

これらのｅＰＴＦＥ膜のうちの２枚を、層状または積層構成で互いに重ねて配置して、２層積層フィルタを形成した。積層フィルタのバブルポイントは６４．８ｐｓｉに増加した。積層フィルタの空気透過率は１．１フレーザー、透水率は３３００ＬＨＭ／ｐｓｉであるとそれぞれ測定された。２層積層フィルタを、本明細書に記載のマイコプラズマ保持試験方法に従って試験した。２層積層フィルタの平均対数減少値（ＬＲＶ）が８．７であると検出された。

比較例１

実施例１から得た単層のｅＰＴＦＥ膜を、本明細書に記載のマイコプラズマ保持試験方法に従って試験した。単層ｅＰＴＦＥ膜の平均ＬＲＶは、６．３であると決定された。結果は表２に記載の通りである。

比較例２

実施例１から得た単層の延伸ＰＴＦＥ膜を、本明細書に記載のマイコプラズマ保持試験方法に従って試験した。単層ｅＰＴＦＥ膜の平均ＬＲＶは、７．１であると決定された。結果は表２に記載の通りである。

本出願の発明は、一般的なおよび特定の実施形態の両方について上記に記載される。当業者には、本開示の範囲から逸脱することなく、実施形態に様々な変更および変形を加えることができることが明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内に入る限り、これらの実施形態が本発明の変更および変形をカバーすることが意図される。

Claims (14)

1. 以下を備える積層細菌フィルタ材料：
   第１主面および第２主面を有し、８未満のログ保持価を有する第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜；および
   前記第１主面および第２主面のいずれかの上に位置し、８未満のログ保持価を有する第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜；
   ここで、前記第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜と前記第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜は互いに接している又は１００ミクロン未満の距離を置いて近接しており；
   前記第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ３０ｐｓｉ〜９０ｐｓｉのバブルポイントを有し；
   前記第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ１０ミクロン未満の厚さを有し；
   前記積層細菌フィルタ材料は、８を超えるログ保持価を有しマイコプラズマ保持性であり；かつ、
   ログ保持価とはＬｏｇ（少なくとも１０ ⁷ ＣＦＵ／ｃｍ ² のＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉ ＡＴＣＣ＃２３２０６のチャレンジ溶液のカウント数）−Ｌｏｇ（前記チャレンジ溶液を試験膜に通して濾過した後のろ液中のＡｃｈｏｌｅｐｌａｓｍａ ｌａｉｄｌａｗｉｉのカウント数）を意味する。
2. 前記第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ０．１ｇ／ｍ²〜２ｇ／ｍ²の質量／面積を有する、請求項１に記載の積層細菌フィルタ材料。
3. 前記第１および第２フルオロポリマー膜の少なくともいずれかは、延伸ポリテトラフルオロエチレン膜である、請求項１又は２に記載の積層細菌フィルタ材料。
4. 前記第１および第２フルオロポリマー膜は、単一の同じフルオロポリマー膜を、該フルオロポリマー膜の長手方向に対し垂直の方向に分割されることにより形成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
5. 前記第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜および前記第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜の少なくともいずれかは、親水性にされている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
6. 前記第１および第２フルオロポリマー膜は互いにラミネートされている、請求項１〜５のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
7. 前記積層細菌フィルタ材料は、第１主面および第２主面を有する第３マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、を更に備え、
   前記第１マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、前記第２マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜、及び前記第３マイコプラズマ非保持性フルオロポリマー膜は互いに距離を置いて位置されており、ここで、前記距離は１００ミクロン未満である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
8. 前記第１および第２フルオロポリマー膜はそれぞれ５０ｐｓｉ〜９０ｐｓｉのバブルポイントを有する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
9. 前記第１および第２フルオロポリマー膜の少なくともいずれかは、ナノファイバーを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
10. ナノファイバー膜を更に備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
11. 前記積層フィルタ材料の上に位置する第１繊維層を更に備える、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
12. 前記第１繊維層に対向する側の前記積層フィルタ材料上に位置する第２繊維層を更に備える、請求項１１に記載の積層細菌フィルタ材料。
13. 前記第１および第２主面は遊離フィブリルを含まない、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。
14. 前記距離はゼロミクロンである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の積層細菌フィルタ材料。

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