JPH05503026A - フィルターおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 フィルターおよびその製造方法 本発明はフィルター、特に鼻フィルターおよびその製造方法に関する。

フィルター技術において、フィルターの調整可能な空隙系内で保持される大きい 表面または粒子に沿って気体または流体を吸収させる構造を有する、連続多孔度 （ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を有するフィルターが必要とされている。

特に、気体、例えば、紫外線顕微鏡を用いて作業する場合の高オゾン濃度が生じ る作業場では、これらの気体の毒性が粘膜を刺激することによって非常に不快と なり、ついには肺の刺激および炎症を引き起こす。

本発明の目的は、フィルター機能に優れ、適合性に関して生物学的に不活性でか つ使用上安全であり、その構成部品を取り替えることによって環境の毒性に対し て再生可能に適用できる、永久に効果的で単純なフィルター、特に鼻フィルター を開発することである。

特に、本発明の目的は、多孔度およびマトリックス構造（支持構造）厚さ並びに 生物学的適合性等の他の所望の特性に関する要求に適合することができるフィル ターおよびその製造方法を提供することである。

前記目的は請求の範囲に記載のフィルターにより達成される。本発明によれば、 各フィルター自体が特異な機能を効率的に果すことができる、単純で安価な一連 のフィルターを提供することができる。

本発明によれば、フィルターの製造、すなわち、調整可能な多孔度を有する連続 多孔性骨組の製造における長年の問題が解決される。

１つの具体例において、本発明は、容易に除去できる連結、例えば、粒子を互い に容易に溶解できるまたは容易に融解でき、好ましくは注型可能な材料からなる 三次元骨組の支持構造を該粒子の周囲に形成するという思想に基づいている。次 に、物理的または化学的に、好ましくは水溶性または融解性の原理を応用するこ とにより、あるいは加熱することにより粒子を除去できる。これは、粒子によっ て形成されたフィルターの陰原型から開始するのが好ましい。

本発明のフィルターは、多孔度とトラベキュラ（ｔｒａｂｅｃｕｌａ）状マトリ ックス構造厚さの両方が正確に調整できるという点で通常の方法で製造されたフ ィルターとは異なる。

原則として、例えば、水溶性または酸可溶性粒子を融解性材料と合する、あるい は水溶性または酸可溶性粒子を焼結性の注型可能な複合材料または射出成形によ り加工可能なプラスチックと組み合せることにより、いずれの材料も雌型または 雄型（ｎｅｇａｔｉｖｅ　ｏｒｐｏｓｉｔｉｖｅ　５ｈａｐｅ）に使用すること もできる。材料は、物理的または化学的に、あるいは他の方法で各タイプの粒子 を再び溶解し、かつ三次元骨組は支持骨組として残留できるように組み合せる。

次に、支持骨組は、物理的または化学的プロセスにより硬化され、表面処理また は機械仕上げされる。

粒子、好ましくは注型可能な材料からなる支持骨組は、例えば、互いに機械的に 加工され、物理的または化学的に分離できる。得られた三次元骨組は、一時的に 陰原型用の粒子として機能できるため、連続多孔度を有する三次元骨組並びに互 いに連結されかつ好ましくは球状である粒子の充填剤または団塊を原型として互 い違いに使用できる。このようにして、いずれの思いつく材料、該材料の組合せ および複合材料も、本発明のフィルターに加工できる。

また、本発明のフィルターは、有効成分、例えば表面上に塗布できる有効成分の 担持体としても使用できる。

本発明のフィルターは、いずれの所望の多孔度を選択することもでき、任意の多 孔度と組み合わせて、いずれの吸収材料も積極的に使用できる。巨視的な大孔フ ィルターシステムを微視的な微孔性フィルターシステムと組み合せることもでき る。

三次元骨組用の材料は、好ましくは注型できるまたは射出でき、例えば、射出成 形プロセスにおいて加工できる。フィルターの三次元骨組用の材料としては、シ リコーン、ゴム誘導体またはそれに関連するゴムベースのポリマーが好ましい。

フィルターの空隙系用の空間保持体として機能する粒子は、好ましくは、球、ま たは不均一な幾何学形状体、例えば、多角形の形態であるが、粒状材料を粒子と して用いることもできる。該粒子の材料は、好ましくは容易に溶解できるまたは 容易に融解できる。特に好ましいものは水溶性材料、好ましくは砂糖の粒子であ り、それは、まず蒸気中で互いに結合して粒子団塊を形成し、三次元骨組を形成 して硬化させた後、例えば、水床または洗浄機中で洗浄される。

フィルター材料の空隙系用の空間保持体として機能する粒子の粒径並びに嵩密度 および結合性は自由に選択できるため、完成フィルターの空隙系の多孔度も自由 に調整できる。例えば、実質的に球状でかつ連続した空隙を所望する場合には、 球状粒子を用いる。粒径の異なった空隙を有する空隙系を要求する場合は、寸法 および／または形状の異なった粒子を互いに混合できる。完成フィルターの全多 孔度は、粒子の形状および／または嵩密度の変化および組合せを制御するおよび ／またはそれによって粒子が団塊または密粒子充填剤に結合されるプロセスを選 択することにより調整できる。

粒子は、例えば、加熱および／または加圧することにより、焼結プロセスにより 、あるいは蒸気を用いることにより、互いに物理的または化学的に溶接され、互 いに結合され、あるいはそれらの表面で、好ましくは点接触で互いに連結できる 。好ましい方法は粒子の材料により異なる。同様に、本発明においては、三次元 骨組のロッドまたはトラベキュラの形状は意図する目的に応じて予め定められ、 調整できる。

粒子の好ましい粒径は、約０．５〜１．５ｍｍ、さらに好ましくは０．８〜ｌ、 ２ｍｍである。

意図する用途に応じて、種々の有効成分をフィルターに添加することができ、フ ィルターまたは三次元骨組は、例えば、５〜８０重量％濃度の、優れた気体およ び／または流体吸収性を有する活性炭または他の充填剤と混合できる。

本発明のフィルターを鼻前庭内に用いることにより、呼吸気に粒子が入らないよ うにすることができる。また、多孔性フィルターの骨組の物質を活性炭等の吸収 材料で積極的に強化することにより、環境からの大部分の気体が吸収できるため 、毒性気体による汚染から気道を保護できる。これは、例えば、非常に組織適合 性があって使用感が良く、粒子、特に砂糖粒子の周囲にシリコーンゴムの注型材 料を用いて形成された、本発明のトラベキュラ構造を有する連続多孔性フィルタ ーにより達成される。このようなフィルターは、蒸気中で砂糖の球体を互いに焼 結させた後、活性炭およびシリコーンゴムのシリコーンゴム注型混合物を焼結球 体の周囲に注型することにより製造される。材料を硬化させ、シリコーンゴムの トラベキュラ構造を洗浄機中で砂糖インレット（ｉｎｌｅｔ）から取り除いた後 、フィルターとして使用できる。

本発明のフィルターは単純であり、種々の形状で製造できる。鼻フィルターとし て用いる場合、その外形は鼻前庭の形状に直接適合する。鼻前庭のインプレッシ ョン（ｉｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）は、例えば、死体から得ることができる。その後 、フィルターを機械処理する必要がある。

本発明の１つの単純な具体例において、本発明のフィルターは適当な多孔性のフ ィルター紙からなり、その外形は、前述のように、鼻前庭の形状に適するため、 該フィルターは鼻フィルターとして用いることができる。

本発明のフィルターは、呼吸気に粒子が入らないようにするだけでなく、有毒気 体を入らないようにするため、作業場でのいずれの刺激も回避される。また、本 発明の鼻フィルターは、一般に、今日の大都市のような汚染された空気中で時間 を費やする場合着用することができる。

本発明のフィルターは、例えば、フィルターの内面に被覆する形態で塗布できる 医薬活性物質を含有する場合に特に効果的である。

このような物質としては、例えば、抗生物質または血管収縮薬として作用するエ ーテル性油または物質等の細気管支活性物質または分泌活性物質、呼吸活性物質 が挙げられる。

また、フィルターは、好ましくは、高吸収性を有するフィルター材料、例えば、 活性炭または高多孔性リン酸カルシウムを１〜６０％含有できる。本発明のフィ ルターは、活性炭、または高多孔度のリン酸カルシウムを含有するフィルターの 材料として使用できる複合材料で被覆できる。

さらに他の具体例において、本発明のフィルターは、外側の好ましくは多層コー トと、調整できる多孔度を有する活性炭インレットとを有する。

また、本発明のフィルターは、高い物理的および／または化学的吸収能を有する 多孔性材料で作成された球体、繊維または他の多形体からなる陰原型として製造 できる。例えば、圧縮炭素繊維、高多孔性焼結ＴＣＰおよび／またはセルロース 繊維を用いることもできる。

実施例 実施例１ 種々の寸法で用いることができる鼻前庭のインプレッションに従って金属または プラスチック内に溶接された型に、粒径的０．３〜１゜０ｍｍの砂糖球体を大量 に入れ、バイブレータ−で圧縮し、真空を用いて蒸気中で互いに合体させる。得 られた砂糖球体の団塊を含有する結合部分に、シリコーンおよび活性炭の混合物 を注型しく活性炭の含有量は５〜６０％）、硬化させる。得られた複合体を型か ら取り外し、蒸留水性で砂糖インレットから注意深く取り除く。洗浄する際、活 性炭がシリコーンの複合材料から除去されないように注意を払うべきである。そ のため、洗浄工程は、好ましくは静止した蒸留水中で行う。洗浄後、シリコーン と活性炭からなる構造を完成フィルターとして保存する。

実施例２ 実施例１と同様にして、砂糖球体の団塊を調製した。回転成形により、セルロー ス繊維の注型可能な混合物を該団塊の周囲に注型した。次に、蒸留水中で砂糖を 溶解する。マクロポロシティ−およびミクロポロシティ−を有するセルロースの トラベキュラフィルター骨組を得る。次に、炭素蒸着装置中で炭素をフィルター に被覆する。

該フィルターを多孔性のフィルム、好ましくはサフロンに結合し、使用の準備を 行う。

！村！ 本発明は所定の調整可能な多孔度を有するフィルターに関する。

フィルターは、多孔度の空間保持体として機能する粒子の周囲にフィルター材料 からなる三次元骨組を形成し、該粒子を除去することにより製造できる。本発明 のフィルターは粘膜を害することのない生物学的に不活性な材料から構成される 。鼻フィルターとして用いることにより、呼吸気に粒子や有害気体が入らない。

国際調査報告 国際調査報告

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. １．生物学的に不活性で粘膜を害することがない、鼻前庭を介して外気道に一時 的に挿入するための、高多孔度を有するフィルター。
2. ２．互いに連結された所定の調整可能な空隙を包囲する三次元骨組のトラベキュ ラ構造を有するフィルター。
3. ３．生物学的に不活性で粘膜を害することがなく、鼻前庭を介して外気道に一時 的に挿入するように設計された、高多孔度を有する請求項２記載のフィルター。
4. ４．空隙用の空間保持体として機能する粒子の周囲に構造が形成さた請求項２ま たは３記載のフィルター。
5. ５．まず粒子を互いに連結し、骨組形成構造を形成した後、該構造に悪影響を与 えずに該粒子を除去できる請求項４記載のフィルター。
6. ６．粒子を互いに化学的または物理的に連結し、構造を形成した後、該粒子を化 学的または物理的に除去できる請求項５記載のフィルター。
7. ７．フィルターの材料を注型できるまたは射出できる、例えば、射出技術によっ て加工できる請求項１〜６いずれか１項記載のフィルター。
8. ８．粒子が、砂糖または他の容易に溶解できる、好ましくは水溶性材料、あるい はワックスのような容易に融解できる材料からなる請求項４〜７いずれか１項記 載のフィルター。
9. ９．粒子が実質的に球状である請求項４〜８いずれか１項記載のフィルター。
10. １０．粒子が０．２ｍｍ〜数ｍｍ、好ましくは約５ｍｍまでの粒径を有する請求 項４〜９いずれか１項記載のフィルター。
11. １１．種々の粒径を有する粒子の混合物を空間保持体として用いる請求項４〜１ ０いずれか１項記載のフィルター。
12. １２．粒子の嵩密度を変えることができる請求項４〜１１いずれか１項記載のフ ィルター。
13. １３．フィルターの外形が、挿入される身体の目的物または一部分、例えば、鼻 前庭の形状に適した請求項１〜１２いずれか１項記載のフィルター。
14. １４．フィルターまたは三次元骨組がシリコーン、シリコーン状ポリマー、ゴム 誘導体または他のゴム状ポリマーからなる請求項１〜１３いずれか１項記載のフ ィルター。
15. １５．フィルターが身体と適合でき、かつ、弾性的である請求項１〜１４いずれ か１項記載のフィルター。
16. １６．フィルターまたは三次元骨組が高吸収性の充填材料、例えば、活性炭また は高多孔性リン酸カルシウムを１〜６０％含有する請求項１〜１５いずれか１項 記載のフィルター。
17. １７．さらにフィルターが少なくとも１つ以上の医薬活性剤を、好ましくは０． ０１〜１０重量％、特に好ましくは０．１〜５重量％含有する請求項１〜１６い ずれか１項記載のフィルター。
18. １８．フィルターが有効成分として細気管支活性物質または分泌活性物質を含有 する請求項１７記載のフィルター。
19. １９．フィルターが、有効成分として、抗生物質として作用する物質を含有する 請求項１７または１８記載のフィルター。
20. ２０．フィルターが薬剤として細気管支活性物質または分泌活性物質を含有する 請求項１７〜１９いずれか１項記載のフィルター。
21. ２１．フィルターが、医薬活性剤として、エーテル性油のような呼吸活性物質を 含有する請求項１７〜２０いずれか１項記載のフィルター。
22. ２２．医薬活性薬剤を、フィルターの内面に被覆する形態で塗布する請求項１７ 〜２０いずれか１項記載のフィルター。
23. ２３．約１〜５ｍｍの孔密度に圧縮され、かつ、そのトラベキュラが、好ましく は水溶性である粒子の周囲に骨組構造を形成する注型可能なセルロース塊から三 次元骨組を形成する請求項２〜２２いずれか１項記載のフィルター。
24. ２４．セルロース骨組を、好ましくは５〜６０％の濃度の活性炭と混合する請求 項２３記載のフィルター。
25. ２５．粒子が球状または粒状のセルロースからなり、粒径が好ましくは１〜５μ ｍである請求項４〜２４いずれか１項記載のフィルター。
26. ２６．粒子が、１〜６０％の活性炭および／または０．５〜０．８ｍｌ／ｇの高 多孔度を有するリン酸カルシウムからなる複合材料、並びに身体と適合するシリ コーンまたはゴム状材料からなる重合性複合材料から構成される請求項４〜２５ いずれか１項記載のフィルター。
27. ２７．粒子が球状であり、球体が好ましくは０．５〜１．５ｍｍ、最も好ましく は０．８〜１．２ｍｍの粒径を有する請求項４〜２６いずれか１項記載のフィル ター。
28. ２８．フィルターが、０．５〜２０μｍ、好ましくは２〜５μｍの孔径を有する 被覆フィルター紙からなり、好ましくは鼻フィルターとして用いる請求項１、７ および１３〜２２いずれか１項記載のフィルター。
29. ２９．フィルターが、好ましくは炭素で被覆されたセルロース繊維からなる請求 項１〜２８いずれか１項記載のフィルター。
30. ３０．フィルター膜を活性炭で被覆した請求項１〜２９いずれか１項記載のフィ ルター。
31. ３１．フィルターを多孔性コートで包囲する請求項１〜３０いずれか１項記載の フィルター。
32. ３２．外側コートと活性炭のインレットとを有し、該コートが好ましくは多層化 され、該インレットが好ましくは０．５〜０．９ｍｌ／ｇの多孔度を有する請求 項１〜３１いずれか１項記載のフィルター。
33. ３３．粒子を三次元粒子団塊に連結し、粒子の物質と異なる物質を粒子の周囲に 形成して、三次元骨組とし、三次元骨組のみが残留してフィルターを形成するよ うに粒子を除去する工程からなることを特徴とするフィルター、特に請求項１〜 ３２いずれか１項記載のフィルターの製造方法。
34. ３４．粒子団塊を調製し、注型可能な繊維混合物を該団塊の周囲に注型した後、 粒子を除去するフィルター、特に請求項１〜３２いずれか１項記載のフィルター の製造方法。
35. ３５．粒子が球状である請求項３３または３４記載の方法。