JP3147343B2 - 親水性フイルター材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は親水性フイルター材料の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】疎水性繊維からなる繊維集合体は水系溶
液あるいは水系懸濁液の濾過に広く利用されており、工
業分野では工業用排水の浄化や水中微生物・細菌の除去
等に、また医療分野では血液成分の分離除去・体液中の
悪性有形成分の除去・各種輸液中の異物の除去・各種微
粒子除去フイルター等に用いられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、疎水性繊維か
らなるフイルターは、水系液体が疎水性の繊維表面を濡
らさないため、水系液体が繊維集合体の空間内へ通過し
にくいことがあり、単に疎水性繊維からなるフイルター
のままでは水系液体の濾過はできないという欠点があ
る。

【０００４】そのため疎水性繊維材料を予め親水性処理
することが提案されている。親水化の方法としては、水
と混合可能な表面張力の低い有機溶剤をプライミングし
た後、水と置換する方法、界面活性剤で疎水性繊維材料
を処理する方法等がある。

【０００５】前者の方法では一度繊維材料を乾燥させて
しまうとその親水化の効力は失われてしまい再びプライ
ミング操作が必要となる。また、後者の方法では界面活
性剤が濾過時に処理液中に溶出し処理液を汚染したり、
親水化の効力が経時的に減少していくという欠点があ
る。

【０００６】本発明は以上の問題を解決するためになさ
れたもので、水系液体や血液の濾過に使用する親水性フ
イルター材料の製造方法を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、疎水性繊維の
集合体において、該繊維にグルコシルオキシエチルメタ
クリレートを４０〜８０重量％含有する非イオン性共重
合体膜を形成し、次いで加湿処理を行うことを特徴とす
る親水性フイルター材料の製造方法を要旨とする。

【０００８】本発明において、疎水性繊維の集合体とあ
るが、繊維集合体は多孔質体・不織布・織布・メツシユ
等をいい、疎水性繊維としてはポリエチレン・ポリプロ
ピレン・ポリエステル・ポリテトラフルオロエチレンが
挙げられる。

【０００９】本発明に用いられるグルコシルオキシエチ
ルメタクリレートは糖ユニツトを側鎖にもつビニル化合
物をいう。糖ユニツトは単糖又はオリゴ糖の残基が挙げ
られ、糖のグルコシド炭素原子に結合した水酸基の水素
原子がはずれた還元性を示す基である。

【００１０】グルコシルオキシエチルメタクリレートを
含有する非イオン性共重合体はグルコシルオキシエチル
メタクリレート・ヒドロキシエチルメタクリレート・メ
タクリル酸メチル・スチレン等から合成されている。

【００１１】本発明においてグルコシルオキシエチルメ
タクリレートを含有する非イオン性共重合体膜を疎水性
繊維のフイラメント表面に形成する方法はコーテイング
・加熱処理・放射線グラフト重合・紫外線グラフト重合
等で行う。

【００１２】本発明においてグルコシルオキシエチルメ
タクリレートの含量が４０重量％未満ではフイルターと
しての親水性が低くなることから好ましくない。この含
量が８０重量％を超える場合は共重合体を合成しにくく
なることから好ましくない。

【００１３】本発明において、グルコシルオキシエチル
メタクリレートを含有する非イオン性共重合体膜とは疎
水性繊維のフイラメント表面を実質的に被覆し、被覆層
を構成させたものである。その被覆する厚さは１０Å以
上であればよく、厚みの上限を限定する必要はないが、
被覆膜の量を繊維集合体の単位体積当たりの重量で表す
と０．００１〜２０グラム／立方センチの範囲が好まし
い。

【００１４】本発明において加湿処理とは水の存在下で
熱をかけるもので、水蒸気処理・熱水処理・高圧蒸気処
理・放射線照射・プラズマ重合等の手段を用いる。加湿
処理の温度は６０〜１３０℃の範囲が好ましく、また、
処理時間は１０〜１２０分の範囲が好ましい。

【００１５】

【作用】グルコシルオキシエチルメタクリレートを含有
する非イオン性共重合体膜は親水性繊維、疎水性繊維を
問わず繊維のフイラメント表面に容易に形成できる。し
かしながら、親水性の繊維状物質は化学構造的に糖ユニ
ツトと結合しやすい性質をもつが、水に対して膨潤しや
すく膜形成後に機械的強度が低下するという欠点があり
好ましくない。そのため本発明では疎水性繊維を用い
る。

【００１６】疎水性繊維も熱処理により糖ユニツトと結
合するが、膜形成後に雰囲気を乾燥させると十分な親水
性を示さなくなる。例えば、疎水性繊維の繊維集合体に
水を接触した際、水の自重で繊維空間内を水か透過する
ことができない。その場合、外部から圧力を加えて繊維
空間内のエアーを追い出して水を置換させる。水に置換
された状況下でも疎水性繊維は水に対して膨潤すること
はなく、繊維集合体の空間内に水の層を連続的に形成す
る。すなわち繊維集合体の空間内に水が充満した状態で
接触するだけで水分子と結合することはない。グルコシ
ルオキシエチルメタクリレートを含有する非イオン性共
重合体は糖ユニツトを介して水分子と親和性のある膜を
形成するが、乾燥させると基材の繊維集合体側に糖ユニ
ツトが移動するために初期透水性の低下が生じる。

【００１７】この問題を解決するため本発明は、グルコ
シルオキシエチルメタクリレートを含有する非イオン性
共重合体膜を有する疎水性繊維に加湿処理を行い、繊維
に糖ユニツトの顕在する被覆膜を形成し初期透水性の改
善を行ったものである。本発明のような糖ユニツトの顕
在する被覆膜は雰囲気を乾燥させても良好な親水性を示
す。

【００１８】なお、初期透水性の改善の判定は繊維表面
に数滴の水滴を接触させ、５秒以内に全水滴が自重で消
失することの確認をもって行う。

【００１９】本発明のグルコシルオキシエチルメタクリ
レートを含有する非イオン性共重合体膜を形成した疎水
性繊維の繊維集合体をフイルター材料として使用するに
あたり、繊維は乾燥させた状態でも湿潤した状態でも使
用できる。

【００２０】かくて本発明の親水性フイルター材料は水
系液体一般の濾過、微生物や微粒子の除去、血液の分離
除去、体液中の悪性成分の除去、医療用輸液中の異物除
去等に用いられる。

【００２１】

【発明の効果】本発明のようなグルコシルオキシエチル
メタクリレートを含有する非イオン性共重合体膜を形成
した疎水性繊維の繊維集合体は、乾燥した雰囲気中にお
いても良好な親水性を示し、湿潤状態でも膨潤しないた
め取扱いが好ましく、親水性フイルター用として好適な
材料となる。

【００２２】

【実施例】以下、本発明を実施例で示すに当たり血小板
製剤の製造工程中に用いられる白血球除去フイルターに
ついて説明する。

【００２３】大量輸血後や化学療法後に血小板減少症と
なる患者も発生頻度は高く、血小板輸血を行い治療す
る。血小板輸血を頻回に行うとＨＬＡ抗原に対する同種
免疫抗体が産生され血小板輸血不応状態となる。このよ
うな患者にはＨＬＡ適合血小板輸血を行い治療するが、
血小板数の増加が認められないことがある。血小板減少
症は免疫機序に関係することから白血球除去血小板輸血
が要望されている。

【００２４】輸血後の副作用を予防するために白血球除
去フイルターの使用は推進され、これは簡便な操作で高
い白血球除去率を得られるとして広く使用されている。

【００２５】血小板輸血用白血球除去フイルターは、グ
ルコシルオキシエチルメタクリレートを含有する共重合
体で表面処理した疎水性の極細繊維からなる不織布をハ
ウジングに充填したもので、血小板製剤を瀘過させるこ
とにより血小板製剤中の白血球を高率に除去して血小板
を回収することを可能にしている。疎水性材料にはポリ
アミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン
が好ましく用いられ、繊維のフイラメント径が１〜１０
μｍの範囲で製造された不織布が好ましく用いられる。

【００２６】上記の白血球除去フイルターの疎水性繊維
を親水化する方法は、例えば、グルコシルオキシエチル
メタクリレートを含有する非イオン性共重合体膜を形成
したフイルターを高圧蒸気処理することによって達成で
きる。また、フイルターと水を共存した状態で放射線照
射することもできるし、また、水の存在下でプラズマ重
合を行ってもよい。

【００２７】上記フイルターを使用する方法は、例え
ば、血小板製剤を血液回路を用いてフイルターに導入
し、フイルター処理後の血小板を分離バツグに採取し、
これを患者に輸血する方法をとることができる。また、
十数単位の血小板製剤をプールして別のバツグに収容し
て、ベツドサイドでフイルターに通過させて患者に輸血
することもできる。必要があれば、フイルターを使用前
に洗浄したり、使用後の回収操作を行ってもよい。

【００２８】上記の親水性フイルター材料を用いること
により、例えば、生理食塩液によるプライミング操作は
不要となり、疎水性フイルター材料の欠点であるエアー
抜け不良が改善される。また、フイルター材料を通過す
る際に捕捉される血小板量が少なくなる。

【００２９】以下の実験で評価項目となる白血球除去率
・血小板回収率は次式により算定した。 白血球除去率＝｛１−（瀘過後白血球数）／（瀘過前白
血球数）｝×１００ 血小板回収率＝（瀘過後血小板数）／（瀘過前血小板
数）×１００ また、全血２００ｃｃ由来の濃厚血小板２０ｃｃ／袋相
当を１単位と表した。

【００３０】（実施例１）グルコシルオキシエチルメタ
クリレート３２０ｇ、メタクリル酸メチル８０ｇ、イソ
プロピルアルコール５００ｇ、水５００ｇを混合し、ア
ゾイソブチルニトリル（ＡＩＢＮ）３０ｇを添加して窒
素ガス気流中で攪拌しながら、７０℃で４時間重合反応
を行い共重合体を得た。

【００３１】共重合体の組成は側鎖の糖を加水分解後フ
エノール硫酸法で糖を定量した結果グルコシルオキシエ
チルメタクリレートの含量は８０重量％であった。

【００３２】これを溶媒（イソプロピルアルコールと水
が重量比で５０：５０の液）で希釈し０．２％の架橋剤
を添加した。ここで架橋剤とは、メタクリル酸を０．５
％の濃度で含むイソプロピルアルコール溶液であって、
繊維と共重合体の結合を補強するものである。繊維径
３．１μｍのポリエステル不織布を１時間浸した後、１
００℃で２０分加熱処理した。次いで、不織布に１１５
℃、３０分の高圧蒸気処理を行い、ホルダーにセツトし
４０℃で１分間の送風乾燥をした。不織布に５滴の水滴
を接触させ全水滴の消失するまでの時間を測定した結
果、１秒であった。

【００３３】こうして得た不織布３．３ｇを容量１０ｃ
ｃのハウジングに充填し、濃厚血小板１０単位を１０ｍ
ｌ／分の速度で瀘過した。瀘過前後の白血球数及び血小
板数を測定した結果、白血球除去率９９．９％、血小板
回収率９５％であった。

【００３４】また、上記の不織布７．８ｇを容量１５ｃ
ｃのハウジングに充填し、濃厚血小板２０単位を４０ｍ
ｌ／分の速度で瀘過した。濾過前後の白血球数及び血小
板数を測定した結果、白血球除去率９９．５％、血小板
回収率９２％であった。瀘過量が増えても問題のないこ
とが分かる。

【００３５】（比較例１）実施例１と同じ条件で共重合
体を合成し繊維径３．１μｍのポリエステル不織布を処
理した。次いで、不織布に５０℃で６０分の熱水処理を
行い、ホルダーにセツトして４０℃で３分送風乾燥し
た。不織布に５滴の水滴を接触させ全水滴の消失するま
での時間を測定した結果、７秒であった。

【００３６】こうして得た不織布２．５ｇを容量１０ｃ
ｃのハウジングに充填し、濃厚血小板１０単位を１０ｍ
ｌ／分の速度で瀘過した。瀘過前後の白血球数及び血小
板を測定した結果、白血球除去率９９．１％、血小板回
収率７０％であった。上記結果から加湿処理の条件の不
十分な場合、効果が乏しいことが分かった。

【００３７】（実施例２）グルコシルオキシエチルメタ
クリレート２４０ｇ、メタクリル酸メチル１６０ｇ、イ
ソプロピルアルコール６５０ｇ、水３５０ｇを混合し、
ＡＩＢＮの３０ｇを添加して窒素ガス気流中で攪拌しな
がら、７０℃で４時間重合反応を行い共重合体を得た。

【００３８】共重合体の組成は側鎖の糖を加水分解後フ
エノール硫酸法で糖を定量した結果グルコシルオキシエ
チルメタクリレートの含量は６０重量％であった。これ
を溶媒（イソプロピルアルコールと水が重量比で６５：
３５の液）で希釈し、繊維径３．５μｍのポリエステル
不織布を１時間浸した後、１００℃で２０分加熱処理し
た。次いで、不織布に１０５℃、３０分の高圧蒸気処理
を行い、ホルダーにセツトし２０℃で１分送風乾燥し
た。不織布に５滴の水滴を接触させ全水滴が消失するま
での時間を測定した結果、１秒であった。

【００３９】こうして得た湿潤状態の不織布９．３ｇを
容量１０ｃｃのハウジングに充填し、濃厚血小板１０単
位を１０ｍｌ／分の速度で瀘過した。瀘過前後の白血球
数及び血小板数を測定した結果、白血球除去率９９．８
％、血小板回収率９０％であった。

【００４０】（比較例２）実施例２と同じ条件で共重合
体を合成し繊維径３．５μｍのポリエステル繊維不織布
を処理した。次いで、不織布に５０℃で６０分の熱水処
理を行い、ホルダーにセツトして６０℃で１分送風乾燥
した。不織布に５滴の水滴を接触させ全水滴の消失する
までの時間を測定した結果、７秒であった。

【００４１】こうして得た不織布８．５ｇを容量１０ｃ
ｃのハウジングに充填し、濃厚血小板２０単位を１０ｍ
ｌ／分の速度で瀘過した。瀘過前後の白血球数及び血小
板数を測定した結果、白血球除去率９９．１％、血小板
回収率６２％であった。上記結果から加湿処理の条件の
不十分な場合、効果が乏しいことが分かった。

【００４２】（比較例３）グルコシルオキシエチルメタ
クリレート１３０ｇ、ヒドロキシエチルメタクリレート
７０ｇ、メタクリル酸メチル２００ｇ、イソプロピルア
ルコール６５０ｇ、水３５０ｇを混合し、ＡＩＢＮの３
０ｇを添加して窒素ガス気流中で攪拌しながら、７０℃
で４時間重合反応を行い共重合体を得た。

【００４３】共重合体の組成は側鎖の糖を加水分解後フ
エノール硫酸法で糖を定量した結果グルコシルオキシエ
チルメタクリレートの含量は３５重量％であった。

【００４４】これを溶媒（イソプロピルアルコールとジ
オキサンと水が重量比で４０：４０：２０の液）で希釈
し、繊維径３．５μｍのポリエステル不織布を１時間浸
した後、１００℃で２０分加熱処理した。次いで、不織
布に１０５℃、３０分の高圧蒸気処理を行い、ホルダー
にセツトし２０℃で１分送風乾燥した。不織布に５滴の
水滴を接触させ全水滴が消失するまでの時間を測定した
結果、１秒であった。

【００４５】こうして得た湿潤状態の不織布８．１ｇを
容量１０ｃｃのハウジングに充填し、濃厚血小板１０単
位を１０ｍｌ／分の速度で瀘過した。

【００４６】瀘過前後の白血球数及び血小板数を測定し
た結果、白血球除去率７２％、血小板回収率４３％であ
った。グルコシルオキシエチルメタクリレートの含量が
少ないと効果が見られなかった。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B01D 39/00 - 39/20

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 疎水性繊維の集合体において、該繊維に
   グルコシルオキシエチルメタクリレートを４０〜８０重
   量％含有する非イオン性共重合体膜を形成し、次いで加
   湿処理を行うことを特徴とする親水性フイルター材料の
   製造方法。