JPH0731677A - 血液フィルタ材料 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 従来のフィルタ材の全体的な性能を維持しつ
つ、フィルタ材の厚さに対する白血球の除去率を向上す
ること 【構成】 厚さTが少なくとも約1mm以上で、好ましく
は約2mm乃至約12mm、かさ密度約0.05乃至0.4
g/cm3 の紡織ウェブから成るヒト血液分画または全血か
ら白血球を除去するためのフィルタ材料1である。ウェ
ブは平均デニールが約0.05内乃至0.75、平均長
さが約3mm乃至15mmの多数の互いに交絡する紡織繊維
5を含む。小繊維片10と紡織繊維の重量比は約1: 9
9乃至40:60である。平均直径が0.1乃至5μで
ウェブの2乃至85%を占める多数のガラス繊維8もま
た、素地の一部を形成する。結合剤の重量はウェブの
0.1乃至20%である。
つ、フィルタ材の厚さに対する白血球の除去率を向上す
ること 【構成】 厚さTが少なくとも約1mm以上で、好ましく
は約2mm乃至約12mm、かさ密度約0.05乃至0.4
g/cm3 の紡織ウェブから成るヒト血液分画または全血か
ら白血球を除去するためのフィルタ材料1である。ウェ
ブは平均デニールが約0.05内乃至0.75、平均長
さが約3mm乃至15mmの多数の互いに交絡する紡織繊維
5を含む。小繊維片10と紡織繊維の重量比は約1: 9
9乃至40:60である。平均直径が0.1乃至5μで
ウェブの2乃至85%を占める多数のガラス繊維8もま
た、素地の一部を形成する。結合剤の重量はウェブの
0.1乃至20%である。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は全血または血液分画より
白血球を除去することの出来る血液フィルタ材料に関す
るものである。
白血球を除去することの出来る血液フィルタ材料に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】PCT/US92/05913の先願で
は、血液フィルタ及び全血または血液分画より白血球を
除去することの出来る濾過方法を開示している。その具
体的な内容は以下の通りである。フィルタ材は、少なく
とも1mm以上の厚さと約0.05乃至0.4g/cm3 の
密度を持つ形状保持性の交絡(laid)繊維ウェブで
ある。該ウェブは、平均で約0.05乃至0.75デニ
ール又、平均で約3乃至15mmの長さを持つ多数の結合
した紡織繊維を持つ。紡織繊維は結合した繊維の間隙の
空間に素地繊維を形成するようウェブ中に均一に配分さ
れている。この様な空間に、表面積が約5乃至60m2/g
のポリマー材からなる多数の小繊維片が存在する。小繊
維片は、多数の細かい原繊維を有し原繊維は隣接する紡
織繊維と結合しており、小繊維片は血液濾過中にウェブ
により実質的に離脱出来ないようになっている。小繊維
片の紡織繊維に対する重量比は約1:99乃至40:6
0の間である。先願で開示されているように、フィルタ
材を通る血液の白血球を確実に効果的に除去するには、
繊維の形状と表面積が重要であり、表面積は先行技術で
用いられている血液フィルタよりも大きくなければ白血
球の除去が充分に行われないため、表面積が大きいこと
は特に重要である。さらに、繊維の形状と表面積が白血
球の除去に重要なため、フィルタ材の深さ(厚さ)もま
た重要である。それと同様に、フィルタ材の密度と繊維
のデニールは繊維の形状と表面積に影響をあたえるた
め、これらも重要である。いずれにせよ、効果的に血液
から白血球を除去するのに必要なフィルタ材の広い表面
積を得るには、フィルタ材の小繊維片の表面積を特に広
くすることである。通常の紡織繊維では精度の高い白血
球の除去に必要とされる広い表面積を持つフィルタ材を
供給することが出来ない。小繊維片は、多数の原繊維が
放射する細長い中心部を持つ細長い片である。一般に典
型的な小繊維片の全長は1000μ以下であり、例えば
5乃至300μで幅及び深さは0.1乃至50μで例え
ば0.1乃至5μである。
は、血液フィルタ及び全血または血液分画より白血球を
除去することの出来る濾過方法を開示している。その具
体的な内容は以下の通りである。フィルタ材は、少なく
とも1mm以上の厚さと約0.05乃至0.4g/cm3 の
密度を持つ形状保持性の交絡(laid)繊維ウェブで
ある。該ウェブは、平均で約0.05乃至0.75デニ
ール又、平均で約3乃至15mmの長さを持つ多数の結合
した紡織繊維を持つ。紡織繊維は結合した繊維の間隙の
空間に素地繊維を形成するようウェブ中に均一に配分さ
れている。この様な空間に、表面積が約5乃至60m2/g
のポリマー材からなる多数の小繊維片が存在する。小繊
維片は、多数の細かい原繊維を有し原繊維は隣接する紡
織繊維と結合しており、小繊維片は血液濾過中にウェブ
により実質的に離脱出来ないようになっている。小繊維
片の紡織繊維に対する重量比は約1:99乃至40:6
0の間である。先願で開示されているように、フィルタ
材を通る血液の白血球を確実に効果的に除去するには、
繊維の形状と表面積が重要であり、表面積は先行技術で
用いられている血液フィルタよりも大きくなければ白血
球の除去が充分に行われないため、表面積が大きいこと
は特に重要である。さらに、繊維の形状と表面積が白血
球の除去に重要なため、フィルタ材の深さ(厚さ)もま
た重要である。それと同様に、フィルタ材の密度と繊維
のデニールは繊維の形状と表面積に影響をあたえるた
め、これらも重要である。いずれにせよ、効果的に血液
から白血球を除去するのに必要なフィルタ材の広い表面
積を得るには、フィルタ材の小繊維片の表面積を特に広
くすることである。通常の紡織繊維では精度の高い白血
球の除去に必要とされる広い表面積を持つフィルタ材を
供給することが出来ない。小繊維片は、多数の原繊維が
放射する細長い中心部を持つ細長い片である。一般に典
型的な小繊維片の全長は1000μ以下であり、例えば
5乃至300μで幅及び深さは0.1乃至50μで例え
ば0.1乃至5μである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記で簡単に説明され
ている通り、先行技術におけるフィルタ材は全血や血液
分画より白血球を除去するのに非常に効果的である。し
かしながら、目標とする白血球の除去率を達成するの
に、フィルタ材の厚さが比較的厚くなり、濾過が終了し
た後フィルタ材に保持される血液または血液分画の量が
その分多くなる。この保持される血液の量は絶対的に大
きなものではないが、この違いは、特にある種の血液濾
過にとっては極めて重要といえる。
ている通り、先行技術におけるフィルタ材は全血や血液
分画より白血球を除去するのに非常に効果的である。し
かしながら、目標とする白血球の除去率を達成するの
に、フィルタ材の厚さが比較的厚くなり、濾過が終了し
た後フィルタ材に保持される血液または血液分画の量が
その分多くなる。この保持される血液の量は絶対的に大
きなものではないが、この違いは、特にある種の血液濾
過にとっては極めて重要といえる。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明の目的
は、従来のフィルタ材の全体的な性能を維持しつつ、し
かもフィルタ材そのものの効果(フィルタ材の厚さに対
する白血球の除去率)を向上することにある。これは目
標とする白血球の除去率を達成するのに、本発明の向上
したフィルタ材では先行技術で用いられたフィルタ材に
比べてより厚さの薄いものでよい、ということを意味す
る。本発明の具体的手段としては、少なくとも1mm以上
の厚さと約0.05乃至0.4g/cm2 の密度を持つ形
状保持性の交絡繊維ウェブからなり、全血あるいは血液
分画から白血球を濾過する改良されたフィルタ材を提供
する。ここで前記ウェブは、平均で約0.05乃至0.
75デニールで3乃至15mmの長さの多数の紡織繊維を
有する。該紡織繊維は結合した繊維の間隙の空間に紡織
繊維の素地を形成するようウェブ中に均一に配分されて
いる。そして少なくとも5m2/gの表面積を持つ多数のポ
リマー材の小繊維片は、素地の空間の中に配置され、小
繊維片の紡織繊維に対する重量比は約1:99乃至4
0:60である。前記ウェブはまた、内部に平均直径が
約0.1乃至5μの多数のガラス繊維を有し、該ガラス
繊維は少なくとも素地繊維の一部を成している。該ガラ
ス繊維の量はウェブの重量の約2乃至85%とする。前
記ウェブは、少なくとも紡織繊維とガラス繊維との交絡
部分に配置された熱可塑性結合剤を有し、該結合剤の量
はウェブの重量の0.1乃至10%である。
は、従来のフィルタ材の全体的な性能を維持しつつ、し
かもフィルタ材そのものの効果(フィルタ材の厚さに対
する白血球の除去率)を向上することにある。これは目
標とする白血球の除去率を達成するのに、本発明の向上
したフィルタ材では先行技術で用いられたフィルタ材に
比べてより厚さの薄いものでよい、ということを意味す
る。本発明の具体的手段としては、少なくとも1mm以上
の厚さと約0.05乃至0.4g/cm2 の密度を持つ形
状保持性の交絡繊維ウェブからなり、全血あるいは血液
分画から白血球を濾過する改良されたフィルタ材を提供
する。ここで前記ウェブは、平均で約0.05乃至0.
75デニールで3乃至15mmの長さの多数の紡織繊維を
有する。該紡織繊維は結合した繊維の間隙の空間に紡織
繊維の素地を形成するようウェブ中に均一に配分されて
いる。そして少なくとも5m2/gの表面積を持つ多数のポ
リマー材の小繊維片は、素地の空間の中に配置され、小
繊維片の紡織繊維に対する重量比は約1:99乃至4
0:60である。前記ウェブはまた、内部に平均直径が
約0.1乃至5μの多数のガラス繊維を有し、該ガラス
繊維は少なくとも素地繊維の一部を成している。該ガラ
ス繊維の量はウェブの重量の約2乃至85%とする。前
記ウェブは、少なくとも紡織繊維とガラス繊維との交絡
部分に配置された熱可塑性結合剤を有し、該結合剤の量
はウェブの重量の0.1乃至10%である。
【0005】本発明には、いくつかの主要な発見と補足
的な発見があった。第一の主要な発見として、素地繊維
の平均の大きさ(直径及び長さ)が一般的に前記先願の
素地繊維の平均的な大きさよりも小さいときにフィルタ
材の効果が上がることが挙げられる。この補足的な発見
としては、素地繊維の少なくとも一部がある一定の材
料、特にガラスからなるときに顕著であることが分かっ
た。
的な発見があった。第一の主要な発見として、素地繊維
の平均の大きさ(直径及び長さ)が一般的に前記先願の
素地繊維の平均的な大きさよりも小さいときにフィルタ
材の効果が上がることが挙げられる。この補足的な発見
としては、素地繊維の少なくとも一部がある一定の材
料、特にガラスからなるときに顕著であることが分かっ
た。
【0006】第二の主要な発見として、このようなより
小さい平均的な素地繊維ではあっても、フィルタ材に対
して加えられた熱軟化結合剤により、血液濾過中にフィ
ルタ材から小繊維片あるいは素地繊維が離脱するのを防
ぐために小繊維片を確実に結合させることが出来ること
が分かった。上記の補足的な発見として、ある一定の前
記結合剤は、素地繊維と小繊維片のウェブに加えて、ウ
ェブを熱して、これらの結合剤を均一に配分し、全血や
血液分画の濾過中にフィルタ材から素地繊維や小繊維片
が放出しないよう、より小さな平均的な素地繊維及び小
繊維片を結合するよう前記結合剤を使用することが出来
る。
小さい平均的な素地繊維ではあっても、フィルタ材に対
して加えられた熱軟化結合剤により、血液濾過中にフィ
ルタ材から小繊維片あるいは素地繊維が離脱するのを防
ぐために小繊維片を確実に結合させることが出来ること
が分かった。上記の補足的な発見として、ある一定の前
記結合剤は、素地繊維と小繊維片のウェブに加えて、ウ
ェブを熱して、これらの結合剤を均一に配分し、全血や
血液分画の濾過中にフィルタ材から素地繊維や小繊維片
が放出しないよう、より小さな平均的な素地繊維及び小
繊維片を結合するよう前記結合剤を使用することが出来
る。
【0007】さらに主要な発見として、この様な結合剤
により、より大きな表面積を持つ小繊維片が使用でき、
目標とする白血球の除去に対するフィルタ材の厚さは減
少することが出来る。補足的な発見としては、そのよう
な結合剤が使用されるとき、より小さな平均的な紡織繊
維は、より広い表面積の小繊維片とともに使用され、非
常に効率の良いフィルタ材料を供給する。
により、より大きな表面積を持つ小繊維片が使用でき、
目標とする白血球の除去に対するフィルタ材の厚さは減
少することが出来る。補足的な発見としては、そのよう
な結合剤が使用されるとき、より小さな平均的な紡織繊
維は、より広い表面積の小繊維片とともに使用され、非
常に効率の良いフィルタ材料を供給する。
【0008】さらに、本発明によれば、非常に厳格なテ
ストであるAAMI(後記実施例3にあるもの)を実施
中にフィルタからより少数の繊維が放出された。このテ
ストは実際の使用に比べより厳格であるが、公知のテス
トにより実際のフィルタ使用の実質的な安全性が保証さ
れる。
ストであるAAMI(後記実施例3にあるもの)を実施
中にフィルタからより少数の繊維が放出された。このテ
ストは実際の使用に比べより厳格であるが、公知のテス
トにより実際のフィルタ使用の実質的な安全性が保証さ
れる。
【0009】
【実施例】本発明はヒト血液の分画またはヒト全血から
白血球を除去するためのフィルタ材料を提供する。図1
はこのような材料からなるフィルタを示す。このフィル
タ1は形状保持性の交絡(Laid)繊維ウェブであるフィル
タ材料から構成されている。図1に示すようにウェブは
フィルタを形成するため円形に裁断されており、円筒形
フィルタ支持体への装填に適している。なお、ここでは
「交絡(Laid)」という表現を通常の技術的な意味で使用
している。即ち、ガラス繊維と小繊維片がフィルタ材料
中に恒久的に結合するように、血液濾過の過程で離脱し
ないように紡織繊維とガラス繊維及び小繊維片とを互い
に結合させるのは交絡プロセスにより実行されるから、
ウェブはニードル処理によって形成するのではなく乾式
交絡または湿式交絡処理で形成しなければならない。例
えば、ニードル処理ウェブでは小繊維片とガラス繊維と
をこのように結合させることは出来ず、従ってウェブは
交絡ウェブでなければならない。
白血球を除去するためのフィルタ材料を提供する。図1
はこのような材料からなるフィルタを示す。このフィル
タ1は形状保持性の交絡(Laid)繊維ウェブであるフィル
タ材料から構成されている。図1に示すようにウェブは
フィルタを形成するため円形に裁断されており、円筒形
フィルタ支持体への装填に適している。なお、ここでは
「交絡(Laid)」という表現を通常の技術的な意味で使用
している。即ち、ガラス繊維と小繊維片がフィルタ材料
中に恒久的に結合するように、血液濾過の過程で離脱し
ないように紡織繊維とガラス繊維及び小繊維片とを互い
に結合させるのは交絡プロセスにより実行されるから、
ウェブはニードル処理によって形成するのではなく乾式
交絡または湿式交絡処理で形成しなければならない。例
えば、ニードル処理ウェブでは小繊維片とガラス繊維と
をこのように結合させることは出来ず、従ってウェブは
交絡ウェブでなければならない。
【0010】このウェブの厚さTは少なくとも1mm、好
ましくは少なくとも2mmでなければならず、約30mmま
たはそれ以上であってもよい。ウェブの深さに対し、フ
ィルタの深さはフィルタのウェブの層を交互に重なりあ
って好適なフィルタの深さになることにより決まってく
る。よって、フィルタの深さが例えば12mmが望ましい
とき、それぞれのウェブは2mmで、6つのウェブの層が
必要となる。よって、製造がより困難である厚みのある
ウェブを製造するより、製造が簡易であるより薄いウェ
ブで適当な数の層を形成することによりフィルタの厚み
をだす方が望ましい。しかしながら、フィルタを通過す
る血液分画または全血から白血球が効果的に除去される
ためには素地繊維の形態と、素地繊維及び小繊維片の表
面積とがあいまって白血球をフィルタ内に保持し、顕著
な白血球除去を達成するのに充分なフィルタの深さが必
要であるとの所見が得られた。なお、1mmの深さ(厚さ
1mmのフィルタ材料)が最小有効深さに近いと考えられ
る。即ち、この深さならば通過する血液から白血球の約
70%が除去され、もっと浅くてもある程度の除去は可
能だが、70%乃至75%の除去が有効な白血球濾過に
必要な最小限の除去量に近いと考えられるからである。
ただし、フィルタの深さが約2mm以上ならば、白血球除
去率は約80乃至85%以上に上昇する。フィルタの深
さが約6mmならば、白血球除去率は約99%まで上昇す
る。フィルタの深さが約8mmならば、白血球除去率は9
9%以上になる。しかしながら、フィルタの深さが約1
5mmのとき、血液濾過時にフィルタに現れる圧力降下が
著しく増大し始める。この圧力降下はフィルタの深さが
増加するにつれ増大し続け、20mmを超えると圧力降下
は通常の血液濾過に必要な限界を超える。圧力降下が問
題とならない特殊な場合には20mmよりも大きく、最大
限約30mmまでの厚さを採用することができ、白血球濾
過が主要関心事でない場合には、約1mmの厚さを採用す
ることができるが、フィルタの厚さが通常約2乃至12
mmに設定されるのは上記の理由による。単位時間当たり
の血液処理量に応じた白血球除去率に関しても深さは重
要である。例えば、もし厚さが小さすぎると、例えば最
初の200mlでは99%の除去率が達成されるが次の2
00mlでは94%まで低下する。
ましくは少なくとも2mmでなければならず、約30mmま
たはそれ以上であってもよい。ウェブの深さに対し、フ
ィルタの深さはフィルタのウェブの層を交互に重なりあ
って好適なフィルタの深さになることにより決まってく
る。よって、フィルタの深さが例えば12mmが望ましい
とき、それぞれのウェブは2mmで、6つのウェブの層が
必要となる。よって、製造がより困難である厚みのある
ウェブを製造するより、製造が簡易であるより薄いウェ
ブで適当な数の層を形成することによりフィルタの厚み
をだす方が望ましい。しかしながら、フィルタを通過す
る血液分画または全血から白血球が効果的に除去される
ためには素地繊維の形態と、素地繊維及び小繊維片の表
面積とがあいまって白血球をフィルタ内に保持し、顕著
な白血球除去を達成するのに充分なフィルタの深さが必
要であるとの所見が得られた。なお、1mmの深さ(厚さ
1mmのフィルタ材料)が最小有効深さに近いと考えられ
る。即ち、この深さならば通過する血液から白血球の約
70%が除去され、もっと浅くてもある程度の除去は可
能だが、70%乃至75%の除去が有効な白血球濾過に
必要な最小限の除去量に近いと考えられるからである。
ただし、フィルタの深さが約2mm以上ならば、白血球除
去率は約80乃至85%以上に上昇する。フィルタの深
さが約6mmならば、白血球除去率は約99%まで上昇す
る。フィルタの深さが約8mmならば、白血球除去率は9
9%以上になる。しかしながら、フィルタの深さが約1
5mmのとき、血液濾過時にフィルタに現れる圧力降下が
著しく増大し始める。この圧力降下はフィルタの深さが
増加するにつれ増大し続け、20mmを超えると圧力降下
は通常の血液濾過に必要な限界を超える。圧力降下が問
題とならない特殊な場合には20mmよりも大きく、最大
限約30mmまでの厚さを採用することができ、白血球濾
過が主要関心事でない場合には、約1mmの厚さを採用す
ることができるが、フィルタの厚さが通常約2乃至12
mmに設定されるのは上記の理由による。単位時間当たり
の血液処理量に応じた白血球除去率に関しても深さは重
要である。例えば、もし厚さが小さすぎると、例えば最
初の200mlでは99%の除去率が達成されるが次の2
00mlでは94%まで低下する。
【0011】フィルタ材料の全体的なかさ密度は約0.
05乃至0.4g/cm3 でなければならない。フィルタ材
料の密度が繊維の形態と関連することはいうまでもなく
既に述べたように、繊維の形態は白血球除去だけでな
く、小繊維片をフィルタ材料中に確実にロックする上で
も重要な役割を果たす。なお、この密度は結合剤が加え
られる前の交絡させた(乾燥させた)ウェブの密度であ
って、充填材などとは無関係であり、後述するような場
合を除いて意図的にウェブに加えた圧縮とも無関係であ
る。0.05を大きく下回る密度では、フィルタ材料中
の素地紡織繊維の量が足りないというだけでもフィルタ
材料中に小繊維片をロックするのに必要な多数の間隙を
素地紡織繊維間に確保することができない。密度が約
0.4を超えると、小繊維片をロックするのに必要な紡
織繊維量が過剰となり、このような密度の増大は結果と
して圧力降下を顕著にするだけであり、フィルタ材料に
とって取り立ててプラスの効果はない。従って、交絡ウ
ェブの密度は約0.05乃至0.4g/cm3 でなければな
らない。当然のことながら、密度を算出するには厚さの
測定が必要であり、厚さはいろいろに解釈できるから、
交絡繊維ウェブの密度は以下の厚さにより密度を測定す
る方法によって決定される。通常、繊維ウェブの場合、
はっきりした上縁を得るためウェブの上に重量をかけて
から厚さを測定する。この重量は充填材の種類に応じて
異なり、はっきりした上縁を形成するのに充分な重量で
ありさえすればよいが、一般に約230g乃至450g/
平方インチの重量で所要のはっきりした上縁が得られ
る。
05乃至0.4g/cm3 でなければならない。フィルタ材
料の密度が繊維の形態と関連することはいうまでもなく
既に述べたように、繊維の形態は白血球除去だけでな
く、小繊維片をフィルタ材料中に確実にロックする上で
も重要な役割を果たす。なお、この密度は結合剤が加え
られる前の交絡させた(乾燥させた)ウェブの密度であ
って、充填材などとは無関係であり、後述するような場
合を除いて意図的にウェブに加えた圧縮とも無関係であ
る。0.05を大きく下回る密度では、フィルタ材料中
の素地紡織繊維の量が足りないというだけでもフィルタ
材料中に小繊維片をロックするのに必要な多数の間隙を
素地紡織繊維間に確保することができない。密度が約
0.4を超えると、小繊維片をロックするのに必要な紡
織繊維量が過剰となり、このような密度の増大は結果と
して圧力降下を顕著にするだけであり、フィルタ材料に
とって取り立ててプラスの効果はない。従って、交絡ウ
ェブの密度は約0.05乃至0.4g/cm3 でなければな
らない。当然のことながら、密度を算出するには厚さの
測定が必要であり、厚さはいろいろに解釈できるから、
交絡繊維ウェブの密度は以下の厚さにより密度を測定す
る方法によって決定される。通常、繊維ウェブの場合、
はっきりした上縁を得るためウェブの上に重量をかけて
から厚さを測定する。この重量は充填材の種類に応じて
異なり、はっきりした上縁を形成するのに充分な重量で
ありさえすればよいが、一般に約230g乃至450g/
平方インチの重量で所要のはっきりした上縁が得られ
る。
【0012】図1に示したフィルタ1を極めて簡略化し
た部分断面図である図2から明らかなように、フィルタ
材料は多数の素地紡織繊維5からなる。この点に関し
て、本発明のフィルタ材料は素地繊維が小繊維片を互い
に分離した状態に維持することにより広い表面積が合着
や圧縮のためにつぶれたり狭まったりするのを防ぐか
ら、本発明のフィルタ材料は高い白血球除去率を可能に
するのである。素地紡織繊維の平均デニール及び平均長
さはデニールが極めて小さい、または極めて短い繊維と
デニールが極めて大きいまたは極めて長い繊維を混合し
た結果得られる平均値であるが、上述したような繊維形
態が達成されるわけではないから、前記平均値は意図し
て得られたものではない。従って、所要の平均長さ及び
平均デニールを得るのに、長さが3mm以上15mm以下の
範囲でデニールが0.05乃至0.75の範囲であり、
繊維の少なくとも60%、好ましくは少なくとも70%
以上、さらに好ましくは少なくとも80乃至85%が上
記範囲内の長さ及びデニールでなければならない。従っ
て、紡織繊維がウェブ中にほぼ均等に配分され、これに
対応して間隙も均等に配分されてフィルタ材料中の素地
ガラス繊維及び小繊維片を均等のロックするように構成
する必要がある。そのためには、ウェブからの素地ガラ
ス繊維あるいは小繊維片の脱落をほとんど伴わずにフィ
ルタ材料が少なくとも60cmの速度頭に相当する濾過血
液圧力降下に耐えることが出来るように素地紡織繊維を
互いに交絡させると共に素地ガラス繊維及び小繊維片を
素地紡織繊維に交絡させねばならない。
た部分断面図である図2から明らかなように、フィルタ
材料は多数の素地紡織繊維5からなる。この点に関し
て、本発明のフィルタ材料は素地繊維が小繊維片を互い
に分離した状態に維持することにより広い表面積が合着
や圧縮のためにつぶれたり狭まったりするのを防ぐか
ら、本発明のフィルタ材料は高い白血球除去率を可能に
するのである。素地紡織繊維の平均デニール及び平均長
さはデニールが極めて小さい、または極めて短い繊維と
デニールが極めて大きいまたは極めて長い繊維を混合し
た結果得られる平均値であるが、上述したような繊維形
態が達成されるわけではないから、前記平均値は意図し
て得られたものではない。従って、所要の平均長さ及び
平均デニールを得るのに、長さが3mm以上15mm以下の
範囲でデニールが0.05乃至0.75の範囲であり、
繊維の少なくとも60%、好ましくは少なくとも70%
以上、さらに好ましくは少なくとも80乃至85%が上
記範囲内の長さ及びデニールでなければならない。従っ
て、紡織繊維がウェブ中にほぼ均等に配分され、これに
対応して間隙も均等に配分されてフィルタ材料中の素地
ガラス繊維及び小繊維片を均等のロックするように構成
する必要がある。そのためには、ウェブからの素地ガラ
ス繊維あるいは小繊維片の脱落をほとんど伴わずにフィ
ルタ材料が少なくとも60cmの速度頭に相当する濾過血
液圧力降下に耐えることが出来るように素地紡織繊維を
互いに交絡させると共に素地ガラス繊維及び小繊維片を
素地紡織繊維に交絡させねばならない。
【0013】図2から明らかなように、ウェブ全体に素
地紡織繊維5がほぼ均一に配分されて紡織繊維素地を形
成している。この素地は互いに交絡する素地紡織繊維5
及び素地ガラス繊維8の隣接する間隙6の間に空所7を
有する。これらの空所内には表面積が極めて広い多数の
小繊維片10が存在し、この表面積には小繊維片10か
ら放射している原繊維11の表面積が含まれる(図3参
照)。これらの小繊維片10は前記空所7内だけでな
く、素地紡織繊維5及び素地ガラス繊維8に沿って、さ
らにはその内部にも存在してフィルタ材料の総繊維表面
積を広くしている。なお、繊維表面積とは原繊維11を
含むフィルタ材料を構成する素地紡織繊維5、素地ガラ
ス繊維8及び小繊維片10の表面積の総和である。ちな
みに、極めて細い紡織繊維を使用するとしても公知のフ
ィルタが達成できる総繊維表面積はせいぜい0.5m2/g
乃至1m2/gであろうと考えられ、実際にはこれよりも小
さい。メルトブロウン繊維のような非紡織繊維を使用し
た先行技術のフィルタでも約1m2/gの表面積しか得られ
ない。これに対して本発明における繊維及び小繊維片の
総表面積は公知フィルタにおける値の少なくとも1.5
倍、多くの場合少なくとも2乃至3または4または5
倍、例えば、少なくとも約1.5m2/gである。
地紡織繊維5がほぼ均一に配分されて紡織繊維素地を形
成している。この素地は互いに交絡する素地紡織繊維5
及び素地ガラス繊維8の隣接する間隙6の間に空所7を
有する。これらの空所内には表面積が極めて広い多数の
小繊維片10が存在し、この表面積には小繊維片10か
ら放射している原繊維11の表面積が含まれる(図3参
照)。これらの小繊維片10は前記空所7内だけでな
く、素地紡織繊維5及び素地ガラス繊維8に沿って、さ
らにはその内部にも存在してフィルタ材料の総繊維表面
積を広くしている。なお、繊維表面積とは原繊維11を
含むフィルタ材料を構成する素地紡織繊維5、素地ガラ
ス繊維8及び小繊維片10の表面積の総和である。ちな
みに、極めて細い紡織繊維を使用するとしても公知のフ
ィルタが達成できる総繊維表面積はせいぜい0.5m2/g
乃至1m2/gであろうと考えられ、実際にはこれよりも小
さい。メルトブロウン繊維のような非紡織繊維を使用し
た先行技術のフィルタでも約1m2/gの表面積しか得られ
ない。これに対して本発明における繊維及び小繊維片の
総表面積は公知フィルタにおける値の少なくとも1.5
倍、多くの場合少なくとも2乃至3または4または5
倍、例えば、少なくとも約1.5m2/gである。
【0014】図3に略示したように、小繊維片10はそ
の軸心部12付近から放射方向に突出する多数の細かい
原繊維11を有する。図2に略示したように、この原繊
維は素地紡織繊維5及び素地ガラス繊維8と、特にその
間隙6中に交絡している。即ち、原繊維11を素地紡織
繊維5及び素地ガラス繊維8に巻着し、素地紡織繊維5
と素地ガラス繊維8の間隙6間に交絡させることによっ
て、血液濾過の過程で小繊維片10がフィルタ材料から
離脱することがほとんどないように原繊維11を素地繊
維5及び素地ガラス繊維8としっかり交絡させる。典型
的な小繊維片として細長い小繊維片を取り上げ、その軸
心部12と放射する原繊維11を図3に示した。この小
繊維片の長さ、幅及び深さは当然のことながら正確に測
定したり規定することは困難であるが、あえて参考のた
めに述べると、小繊維片の総長は1000μ以下、例え
ば、5乃至300μ、多くの場合約5乃至50μであ
る。幅及び深さは軸心部12の長手方向に著しくばらつ
きがあり、0.1μまたはそれ以下から50μまでの範
囲内で変動するが、一般に幅及び深さは0.1μから5
μの間で、通常は0.2μから0.7μの間である。上
記寸法関係から明かなように、図2に示す特定の小繊維
片10は多数の空所7、例えば、100個もの空所7に
入ったり出たり蛇行できるほど長い。従って、この小繊
維片、特にその原繊維11は多数の間隙6と交絡し、多
数の素地繊維5及び素地ガラス繊維8に巻着する。これ
によって小繊維片が極めて強固にロックされるから、血
液または血液成分の濾過中に小繊維片が離脱することは
ない。同じく上記寸法関係から明らかなように、個々の
小繊維片は原則として隣接する間隙によって画定される
単一の空所7に位置し、原繊維11は隣接する素地繊維
に巻着し、隣接間隙を形成する隣接素地繊維間にロック
される。小繊維片のサイズは上記2通りのサイズの間の
中間サイズでもよく、上記のような小繊維片の交絡が組
み合わせた形で達成される。
の軸心部12付近から放射方向に突出する多数の細かい
原繊維11を有する。図2に略示したように、この原繊
維は素地紡織繊維5及び素地ガラス繊維8と、特にその
間隙6中に交絡している。即ち、原繊維11を素地紡織
繊維5及び素地ガラス繊維8に巻着し、素地紡織繊維5
と素地ガラス繊維8の間隙6間に交絡させることによっ
て、血液濾過の過程で小繊維片10がフィルタ材料から
離脱することがほとんどないように原繊維11を素地繊
維5及び素地ガラス繊維8としっかり交絡させる。典型
的な小繊維片として細長い小繊維片を取り上げ、その軸
心部12と放射する原繊維11を図3に示した。この小
繊維片の長さ、幅及び深さは当然のことながら正確に測
定したり規定することは困難であるが、あえて参考のた
めに述べると、小繊維片の総長は1000μ以下、例え
ば、5乃至300μ、多くの場合約5乃至50μであ
る。幅及び深さは軸心部12の長手方向に著しくばらつ
きがあり、0.1μまたはそれ以下から50μまでの範
囲内で変動するが、一般に幅及び深さは0.1μから5
μの間で、通常は0.2μから0.7μの間である。上
記寸法関係から明かなように、図2に示す特定の小繊維
片10は多数の空所7、例えば、100個もの空所7に
入ったり出たり蛇行できるほど長い。従って、この小繊
維片、特にその原繊維11は多数の間隙6と交絡し、多
数の素地繊維5及び素地ガラス繊維8に巻着する。これ
によって小繊維片が極めて強固にロックされるから、血
液または血液成分の濾過中に小繊維片が離脱することは
ない。同じく上記寸法関係から明らかなように、個々の
小繊維片は原則として隣接する間隙によって画定される
単一の空所7に位置し、原繊維11は隣接する素地繊維
に巻着し、隣接間隙を形成する隣接素地繊維間にロック
される。小繊維片のサイズは上記2通りのサイズの間の
中間サイズでもよく、上記のような小繊維片の交絡が組
み合わせた形で達成される。
【0015】小繊維片と素地紡織繊維の重量比は約1:
99乃至約40:60、特に約5:95乃至約40:6
0で、20:80が望ましい。もしこの重量比が約3:
97以下なら、小繊維片によって与えられる追加の表面
積は所期の白血球除去率を達成するのに必要なぎりぎり
の追加表面積であり、約1:99よりも小さければ、必
要最低限の白血球除去率、即ち、少なくとも70%除去
を達成するには表面積が不足である。紡織繊維に対する
小繊維片の重量比が増加すれば血液からの白血球除去率
も増大し、例えば約5:95では除去率が約90%に近
づき、約10:90では除去率が約99%となる。しか
し、重量比が増大するのに伴なって素地紡織繊維の数、
及びこれによって形成される間隙が減少し、小繊維片が
互いに分離した状態に維持するには素地繊維が不足とな
る。従って、小繊維片の含有率が大きくなれば平均ポア
サイズが小さくなり、液体抵抗が増大して白血球除去率
の上昇にはつながらない。さらに重量比が約40:60
ならば、フィルタ材料中の素地紡織繊維の数は小繊維片
の大部分を互いに分離した状態に維持することが困難に
なるレベルまで減少するから、小繊維片と紡織繊維の比
は約40:60、好ましくは約30:70、さらに好ま
しくは20:80またはそれ以下に設定すべきである。
上記のことは、薄い素地ガラス繊維の大きさと同様フィ
ルタ材中の素地ガラス繊維の量によるものである。上記
の通りガラス繊維の量はフィルタ材ウェブの重量の2%
まで下げることが出来、この低い比率でも上記の性質が
保たれることは明白である。しかしながら、上記にある
ように、フィルタ材ウェブ中の素地ガラス繊維8の量は
85%まで高めることもでき、この時の比率でもガラス
繊維の中身を替えることなく上記の性質を保てる。よっ
て、特にこの様な高い比率の素地ガラス繊維8の量では
小繊維片の素地紡織繊維に対する比は3:97まで下げ
ることが出来、1:99まで下げても充分な表面積を得
ることができる。ただし、それ以上に許容範囲を広げる
ことは可能ではあるが、比率は改善され上記の比率の範
囲内となることになろう。
99乃至約40:60、特に約5:95乃至約40:6
0で、20:80が望ましい。もしこの重量比が約3:
97以下なら、小繊維片によって与えられる追加の表面
積は所期の白血球除去率を達成するのに必要なぎりぎり
の追加表面積であり、約1:99よりも小さければ、必
要最低限の白血球除去率、即ち、少なくとも70%除去
を達成するには表面積が不足である。紡織繊維に対する
小繊維片の重量比が増加すれば血液からの白血球除去率
も増大し、例えば約5:95では除去率が約90%に近
づき、約10:90では除去率が約99%となる。しか
し、重量比が増大するのに伴なって素地紡織繊維の数、
及びこれによって形成される間隙が減少し、小繊維片が
互いに分離した状態に維持するには素地繊維が不足とな
る。従って、小繊維片の含有率が大きくなれば平均ポア
サイズが小さくなり、液体抵抗が増大して白血球除去率
の上昇にはつながらない。さらに重量比が約40:60
ならば、フィルタ材料中の素地紡織繊維の数は小繊維片
の大部分を互いに分離した状態に維持することが困難に
なるレベルまで減少するから、小繊維片と紡織繊維の比
は約40:60、好ましくは約30:70、さらに好ま
しくは20:80またはそれ以下に設定すべきである。
上記のことは、薄い素地ガラス繊維の大きさと同様フィ
ルタ材中の素地ガラス繊維の量によるものである。上記
の通りガラス繊維の量はフィルタ材ウェブの重量の2%
まで下げることが出来、この低い比率でも上記の性質が
保たれることは明白である。しかしながら、上記にある
ように、フィルタ材ウェブ中の素地ガラス繊維8の量は
85%まで高めることもでき、この時の比率でもガラス
繊維の中身を替えることなく上記の性質を保てる。よっ
て、特にこの様な高い比率の素地ガラス繊維8の量では
小繊維片の素地紡織繊維に対する比は3:97まで下げ
ることが出来、1:99まで下げても充分な表面積を得
ることができる。ただし、それ以上に許容範囲を広げる
ことは可能ではあるが、比率は改善され上記の比率の範
囲内となることになろう。
【0016】ガラス繊維8は上記に示す通り、平均で
0.1乃至5μの直径を有する。これらはもちろん、非
紡織繊維である。平均直径は0.3乃至2.0μで、特
に0.5乃至1μにするのが望ましい。ガラス繊維のガ
ラスはEガラス、Sガラス及びホウケイ酸ガラス等の既
存のガラスでよい。更に、既存のセラミック繊維の多く
は、セラミックの属性に対し本質的にガラスのような物
性を持っている。よって、セラミック繊維(シリカを含
まないもの)がガラス繊維のような物性を持ち、ガラス
繊維の定義に当てはまるようであれば、これらを使用す
ることも可能である。ガラスのタイプにかかわらずガラ
ス繊維はよく知られている通り、例えばポリマー繊維と
比べると比較的固い。この固さにより、より高次の構造
を持つより深い濾過になる傾向がある一方で、固いガラ
ス繊維を、素地ガラス繊維が交絡するよう素地紡織繊維
に充分巻き付けるのは難しく、特に、ガラス繊維が例え
ば4乃至5μの長い直径をとる時や、細かいガラス繊維
の現在の製造では非常にばらつきがあるため、例えばこ
れらの繊維の平均の長さが0.3乃至3mmあるいはこの
範囲外であるときに困難である。例えば直径が約0.5
乃至1μ、つまり平均の長さが0.5乃至1mmになる
時、特に直径が約0.65μになるようガラス繊維を選
択することにより素地紡織繊維に交絡させる難しさは軽
減されるが、完全には難しさは取り除けない。
0.1乃至5μの直径を有する。これらはもちろん、非
紡織繊維である。平均直径は0.3乃至2.0μで、特
に0.5乃至1μにするのが望ましい。ガラス繊維のガ
ラスはEガラス、Sガラス及びホウケイ酸ガラス等の既
存のガラスでよい。更に、既存のセラミック繊維の多く
は、セラミックの属性に対し本質的にガラスのような物
性を持っている。よって、セラミック繊維(シリカを含
まないもの)がガラス繊維のような物性を持ち、ガラス
繊維の定義に当てはまるようであれば、これらを使用す
ることも可能である。ガラスのタイプにかかわらずガラ
ス繊維はよく知られている通り、例えばポリマー繊維と
比べると比較的固い。この固さにより、より高次の構造
を持つより深い濾過になる傾向がある一方で、固いガラ
ス繊維を、素地ガラス繊維が交絡するよう素地紡織繊維
に充分巻き付けるのは難しく、特に、ガラス繊維が例え
ば4乃至5μの長い直径をとる時や、細かいガラス繊維
の現在の製造では非常にばらつきがあるため、例えばこ
れらの繊維の平均の長さが0.3乃至3mmあるいはこの
範囲外であるときに困難である。例えば直径が約0.5
乃至1μ、つまり平均の長さが0.5乃至1mmになる
時、特に直径が約0.65μになるようガラス繊維を選
択することにより素地紡織繊維に交絡させる難しさは軽
減されるが、完全には難しさは取り除けない。
【0017】後に詳細に述べられているように、素地繊
維の外被及びコアを利用しても上記の問題は軽減される
が完全には解決しない。またこの点に関して、比較的大
型(ガラス繊維と比べて)の素地紡織繊維上に配置され
た熱可塑性つまり熱軟化外被は、より小型で可動性のあ
る素地ガラス繊維に完全に接着できなくても良い。さら
に、ウェブの重量に対し、例えば5%程度の比較的低い
ガラス繊維の比率であっても、この様な小型のガラス繊
維の数はかなり多量にあり、このような比較的固くて短
いガラス繊維が多数あれば素地繊維の外被及びコアによ
る完全な固定は不可能である。
維の外被及びコアを利用しても上記の問題は軽減される
が完全には解決しない。またこの点に関して、比較的大
型(ガラス繊維と比べて)の素地紡織繊維上に配置され
た熱可塑性つまり熱軟化外被は、より小型で可動性のあ
る素地ガラス繊維に完全に接着できなくても良い。さら
に、ウェブの重量に対し、例えば5%程度の比較的低い
ガラス繊維の比率であっても、この様な小型のガラス繊
維の数はかなり多量にあり、このような比較的固くて短
いガラス繊維が多数あれば素地繊維の外被及びコアによ
る完全な固定は不可能である。
【0018】上記の点から、ウェブにガラス繊維を固定
するためにはウェブ内での別の結合剤の使用が必要とな
る。理論上この結合剤は熱硬化性あるいは熱可塑性結合
剤を用いることが出来るが、血液濾過にはそぐわない触
媒の必要が必要であり、問題になる交絡部分で集中する
ことなくウェブ全体を通して均一に配分されるため、交
絡結合の反応時間が長くかかること、つまり生産時間が
長くかかること、ガラス繊維の結合に大量に結合剤を必
要とすること、やや固く平らなフィルタ材であること等
の多くの理由から、熱硬化性結合剤は適当ではないこと
がわかった。よって、この結合剤は熱可塑性のものでな
くてはならない。後者について、結合剤は、素地紡織繊
維に影響を与える温度以下、例えば華氏400度以下
で、華氏350度以下が望ましく、特に華氏300度あ
るいは華氏250度また華氏220度以下の軟化温度を
有する熱可塑性結合剤ならどのようなものでもよい。こ
の点に関し、軟化温度とは熱可塑性結合剤が素地紡織繊
維と素地ガラス繊維の両方に装着するよう充分に軟化す
る温度とする。しかしながら、下記で説明する通り、熱
可塑性結合剤の中には、結合剤が特によくこれらの繊維
に接着し、また繊維の交絡する部分へ移動する傾向があ
るという特殊な長所を持つものがあることが分かった。
これらの熱可塑性結合剤は、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化
ビニル、ポリアクリル及びポリアクリラート、ポリアク
リロニトリル、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリイ
ソプレン、ポリ酢酸ビニルエチレン、ポリ酢酸ビニルア
クリラート、ポリスチレンブタジエンである。また、ポ
リビニルアルコールやセルロースガムのような脱着ゴム
も使用可能である。しかし、これらの水溶性ゴムの脱着
形のものは充分な接着を確保するのが難しいためあまり
よくない。この様な結合剤は粉末状や液状にしてウェブ
が形成されるのに先立ちあるいは形成中に加えることも
できるが、乳状液にしてウェブが既に形成された後に加
えると、特別に効果を現すことが分かった。この点に関
して、図2に見られるように、素地ガラス繊維8が素地
紡織繊維5に固定されるには交絡部分9のみに結合剤を
用いれば良いことが分かる。ガラス繊維を紡織繊維に交
絡させるのに、他の部分への結合剤の使用は意味をなさ
ないし、濾過処理に支障をきたすのみである。よって、
この結合剤が実質上これらの交絡部分にのみ配分されれ
ば、ガラス繊維の固定が確実に行われ、使用される硬化
した結合剤は最小限に留まる。
するためにはウェブ内での別の結合剤の使用が必要とな
る。理論上この結合剤は熱硬化性あるいは熱可塑性結合
剤を用いることが出来るが、血液濾過にはそぐわない触
媒の必要が必要であり、問題になる交絡部分で集中する
ことなくウェブ全体を通して均一に配分されるため、交
絡結合の反応時間が長くかかること、つまり生産時間が
長くかかること、ガラス繊維の結合に大量に結合剤を必
要とすること、やや固く平らなフィルタ材であること等
の多くの理由から、熱硬化性結合剤は適当ではないこと
がわかった。よって、この結合剤は熱可塑性のものでな
くてはならない。後者について、結合剤は、素地紡織繊
維に影響を与える温度以下、例えば華氏400度以下
で、華氏350度以下が望ましく、特に華氏300度あ
るいは華氏250度また華氏220度以下の軟化温度を
有する熱可塑性結合剤ならどのようなものでもよい。こ
の点に関し、軟化温度とは熱可塑性結合剤が素地紡織繊
維と素地ガラス繊維の両方に装着するよう充分に軟化す
る温度とする。しかしながら、下記で説明する通り、熱
可塑性結合剤の中には、結合剤が特によくこれらの繊維
に接着し、また繊維の交絡する部分へ移動する傾向があ
るという特殊な長所を持つものがあることが分かった。
これらの熱可塑性結合剤は、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化
ビニル、ポリアクリル及びポリアクリラート、ポリアク
リロニトリル、ポリブタジエン、ポリエチレン、ポリイ
ソプレン、ポリ酢酸ビニルエチレン、ポリ酢酸ビニルア
クリラート、ポリスチレンブタジエンである。また、ポ
リビニルアルコールやセルロースガムのような脱着ゴム
も使用可能である。しかし、これらの水溶性ゴムの脱着
形のものは充分な接着を確保するのが難しいためあまり
よくない。この様な結合剤は粉末状や液状にしてウェブ
が形成されるのに先立ちあるいは形成中に加えることも
できるが、乳状液にしてウェブが既に形成された後に加
えると、特別に効果を現すことが分かった。この点に関
して、図2に見られるように、素地ガラス繊維8が素地
紡織繊維5に固定されるには交絡部分9のみに結合剤を
用いれば良いことが分かる。ガラス繊維を紡織繊維に交
絡させるのに、他の部分への結合剤の使用は意味をなさ
ないし、濾過処理に支障をきたすのみである。よって、
この結合剤が実質上これらの交絡部分にのみ配分されれ
ば、ガラス繊維の固定が確実に行われ、使用される硬化
した結合剤は最小限に留まる。
【0019】乳状液の形態をした結合剤を既に形成され
たウェブに加えるとき、乳状液の大きさをした乳状液中
の結合可塑性物質は、ウェブ全体で見るとこの様な交絡
部分において乳状液から離脱する傾向が一番強いことが
分かった。よって、乳状液の形態が他より優れているこ
とが証明できる。理論上限定されないが、図2で見られ
るとおり、交絡部分は、乳状液から結合剤を離脱させる
について、最も閉鎖的な物理的拘束を受ける。よって、
乳状液がウェブを通して効果的に濾過されると、結合剤
片4はこの様な交絡部分でまず乳状液より離脱し、この
ようにして保持された結合剤片は、結合剤を最小限の量
でガラス繊維及び紡織繊維を最大限に結合するよう、ウ
ェブの中で適切な位置へ配分される。このような結合剤
片のさらに優れた濾過作用は、結合剤の溶解によってで
はなく、結合剤の分散によってのみ達成される。さら
に、結合剤がウェブが形成される以前あるいは形成中に
加えられた時には達成できず、ウェブが形成された後に
加えられることによりはじめて達成できる。また、結合
剤が分散されて使用されるときは乳状液の形態でなくと
もその機能を果たすことが出来るが、乳状液の形態の方
が交絡部分においてより均一な分散と配分を実現できる
ことは明らかである。よって、結合剤が乳状液で既に形
成されたウェブに加えられるのが最善である。この後述
の点において、乳状液は、乳状液をウェブにパディング
あるいはプリントする従来の方法や、ウェブを乳状液に
浸すことにより加えることが出来るが結合剤片の所要の
濾過作用は、一方の面、例えば上面に乳状液を噴射し他
面を減圧にすると、より確実となる。この乳状液の加え
方は、下記で詳細に説明される通り、ウェブを形成する
過程やその装置を使用する上で最も便利な方法である。
上記の見地より前述のポリマー結合剤が望ましいこと
は、これらが簡単に安定した乳状液になることから明か
である。これらの中でも特に、ポリ酢酸ビニルとポリビ
ニルアクリラート、ポリアクリルとポリアクリラート、
ポリブタジレンとポリイソプレン、ポリアクリルとアク
リラート等が望ましい。乳状液は0.1%乃至50%が
よく、結合片の必要な濾過作用を供えるには特に0.2
%乃至20%間、あるいは約1または0.5%乃至10
%の時が望ましい。また、ウェブに形成された結合剤片
をウェブ重量の約0.1%乃至10%にする。加えられ
た小片が約10%の時ガラス繊維の接着がよく、これ以
上の量であればフィルタ材のポアサイズを減少させ、処
理能力は減退し、圧力降下が増大する。更に、10%以
下の時、結合剤ポリマーが室温で軟化しガラス転移温度
が華氏100度以上であれば、使い終わったフィルタ材
の柔軟性は減退しない。加えられた量が0.1%以下の
時、結合剤の量は充分ではないが、0.25%あるいは
1%の時は充分である。
たウェブに加えるとき、乳状液の大きさをした乳状液中
の結合可塑性物質は、ウェブ全体で見るとこの様な交絡
部分において乳状液から離脱する傾向が一番強いことが
分かった。よって、乳状液の形態が他より優れているこ
とが証明できる。理論上限定されないが、図2で見られ
るとおり、交絡部分は、乳状液から結合剤を離脱させる
について、最も閉鎖的な物理的拘束を受ける。よって、
乳状液がウェブを通して効果的に濾過されると、結合剤
片4はこの様な交絡部分でまず乳状液より離脱し、この
ようにして保持された結合剤片は、結合剤を最小限の量
でガラス繊維及び紡織繊維を最大限に結合するよう、ウ
ェブの中で適切な位置へ配分される。このような結合剤
片のさらに優れた濾過作用は、結合剤の溶解によってで
はなく、結合剤の分散によってのみ達成される。さら
に、結合剤がウェブが形成される以前あるいは形成中に
加えられた時には達成できず、ウェブが形成された後に
加えられることによりはじめて達成できる。また、結合
剤が分散されて使用されるときは乳状液の形態でなくと
もその機能を果たすことが出来るが、乳状液の形態の方
が交絡部分においてより均一な分散と配分を実現できる
ことは明らかである。よって、結合剤が乳状液で既に形
成されたウェブに加えられるのが最善である。この後述
の点において、乳状液は、乳状液をウェブにパディング
あるいはプリントする従来の方法や、ウェブを乳状液に
浸すことにより加えることが出来るが結合剤片の所要の
濾過作用は、一方の面、例えば上面に乳状液を噴射し他
面を減圧にすると、より確実となる。この乳状液の加え
方は、下記で詳細に説明される通り、ウェブを形成する
過程やその装置を使用する上で最も便利な方法である。
上記の見地より前述のポリマー結合剤が望ましいこと
は、これらが簡単に安定した乳状液になることから明か
である。これらの中でも特に、ポリ酢酸ビニルとポリビ
ニルアクリラート、ポリアクリルとポリアクリラート、
ポリブタジレンとポリイソプレン、ポリアクリルとアク
リラート等が望ましい。乳状液は0.1%乃至50%が
よく、結合片の必要な濾過作用を供えるには特に0.2
%乃至20%間、あるいは約1または0.5%乃至10
%の時が望ましい。また、ウェブに形成された結合剤片
をウェブ重量の約0.1%乃至10%にする。加えられ
た小片が約10%の時ガラス繊維の接着がよく、これ以
上の量であればフィルタ材のポアサイズを減少させ、処
理能力は減退し、圧力降下が増大する。更に、10%以
下の時、結合剤ポリマーが室温で軟化しガラス転移温度
が華氏100度以上であれば、使い終わったフィルタ材
の柔軟性は減退しない。加えられた量が0.1%以下の
時、結合剤の量は充分ではないが、0.25%あるいは
1%の時は充分である。
【0020】上記に示すように、素地紡織繊維5の一部
を外被13及びコア14で構成しても良い(図4参
照)。外被13は低融点ポリマーで形成し、コア14は
高融点ポリマーで形成する。例えば、コア14をポリエ
ステル・ポリマーで、外被13を低融点オレフィン、例
えば、ポリエチレンでそれぞれ形成すればよい。フィル
タ材料を構成する素地紡織繊維の少なくとも一部が外被
/コア繊維ならば、処理に際して少なくともポリマー外
被を軟化させ、フィルタ材料のウェブに少なくともある
程度紡織繊維5の前記軟化した外被13を他のそのよう
な繊維に、かつ少なくともガラス繊維、小繊維片の原繊
維の一部に接着させるのに充分な温度を作用させる。こ
れによって素地紡織繊維が互いに接合されて間隙の強度
を高め、小繊維片の原繊維が紡織繊維の外被に接合され
る。これはフィルタ材料中の小繊維片の固定をより確保
できる。素地紡織繊維の約1%が外被を有するように構
成しても繊維材料への小繊維片の固定効果は少なくとも
ある程度高められるが、一般的には素地紡織繊維は少な
くとも約5%が外被/コア繊維であることが好ましい。
逆に紡織繊維の大部分を外被/コア繊維で構成すること
もできるが、その結果得られるフィルタ材料が比較的固
くなり、このことは扱い易さの点だけでも望ましくない
から、外被/コア紡織繊維は約30%を越えないことが
好ましい。約30%またはそれ以下なら、フィルタ材料
の扱い易さが著しく低下することはない。従って、外被
/コア紡織繊維の好ましい比率は約5%乃至30%であ
る。この範囲内なら、ウェブからの小繊維片の離脱をほ
とんど伴わずにフィルタ材料が少なくとも5フィートの
速度頭に相当する通過血液の圧力効果に耐え得るよう小
繊維片がフィルタ材料中にロックされる。もし、採用す
るとすれば、外被/コア繊維のデニールは、0.05乃
至0.75デニールでよいが、外被繊維の比率が30%
またはそれ以下ならば、デニールをもっと高いレベル
に、例えば約3または4デニールにしてもよい。例え
ば、外被/コア繊維の比率が約10%なら、従来と同様
の2デニール外被/コア繊維を使用すればよい。もし採
用するなら、外被繊維に上記紡織繊維材料から成るコア
を組み合わせ、外被として低融点ポリマーを使用すれば
よい。メタクリレート、ビニルなど広範囲に亘る低融点
ポリマー外被が公知であるが、融点が極めて低く、必要
な接着を達成するために軟化させ易いという点でポリエ
チレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン・ポリ
マーが好ましい。外被に必要な条件は隣接する繊維及び
小繊維片と接着するのに充分な外被層が存在することだ
けであるから、外被の厚さはほとんど重要ではない。即
ち、外被はコア直径の1%乃至50%、例えば、5%乃
至30%または10%乃至20%で充分である。
を外被13及びコア14で構成しても良い(図4参
照)。外被13は低融点ポリマーで形成し、コア14は
高融点ポリマーで形成する。例えば、コア14をポリエ
ステル・ポリマーで、外被13を低融点オレフィン、例
えば、ポリエチレンでそれぞれ形成すればよい。フィル
タ材料を構成する素地紡織繊維の少なくとも一部が外被
/コア繊維ならば、処理に際して少なくともポリマー外
被を軟化させ、フィルタ材料のウェブに少なくともある
程度紡織繊維5の前記軟化した外被13を他のそのよう
な繊維に、かつ少なくともガラス繊維、小繊維片の原繊
維の一部に接着させるのに充分な温度を作用させる。こ
れによって素地紡織繊維が互いに接合されて間隙の強度
を高め、小繊維片の原繊維が紡織繊維の外被に接合され
る。これはフィルタ材料中の小繊維片の固定をより確保
できる。素地紡織繊維の約1%が外被を有するように構
成しても繊維材料への小繊維片の固定効果は少なくとも
ある程度高められるが、一般的には素地紡織繊維は少な
くとも約5%が外被/コア繊維であることが好ましい。
逆に紡織繊維の大部分を外被/コア繊維で構成すること
もできるが、その結果得られるフィルタ材料が比較的固
くなり、このことは扱い易さの点だけでも望ましくない
から、外被/コア紡織繊維は約30%を越えないことが
好ましい。約30%またはそれ以下なら、フィルタ材料
の扱い易さが著しく低下することはない。従って、外被
/コア紡織繊維の好ましい比率は約5%乃至30%であ
る。この範囲内なら、ウェブからの小繊維片の離脱をほ
とんど伴わずにフィルタ材料が少なくとも5フィートの
速度頭に相当する通過血液の圧力効果に耐え得るよう小
繊維片がフィルタ材料中にロックされる。もし、採用す
るとすれば、外被/コア繊維のデニールは、0.05乃
至0.75デニールでよいが、外被繊維の比率が30%
またはそれ以下ならば、デニールをもっと高いレベル
に、例えば約3または4デニールにしてもよい。例え
ば、外被/コア繊維の比率が約10%なら、従来と同様
の2デニール外被/コア繊維を使用すればよい。もし採
用するなら、外被繊維に上記紡織繊維材料から成るコア
を組み合わせ、外被として低融点ポリマーを使用すれば
よい。メタクリレート、ビニルなど広範囲に亘る低融点
ポリマー外被が公知であるが、融点が極めて低く、必要
な接着を達成するために軟化させ易いという点でポリエ
チレンやポリプロピレンのようなポリオレフィン・ポリ
マーが好ましい。外被に必要な条件は隣接する繊維及び
小繊維片と接着するのに充分な外被層が存在することだ
けであるから、外被の厚さはほとんど重要ではない。即
ち、外被はコア直径の1%乃至50%、例えば、5%乃
至30%または10%乃至20%で充分である。
【0021】小繊維片は合成または天然ポリマーの断片
であり、重要なのはポリマーの種類ではなくその表面積
であるから、広範囲のポリマーを使用できる。ただし、
ポリマーは上記理由から実質的に解繊可能でなければな
らない。したがって一般に、ポリマーといえば紡織繊維
材料(ポリマー)ということになる。なぜなら、紡織繊
維材料は高度に解繊できるからである。上記紡織繊維材
料はいずれも小繊維片の材料として利用できる。高度の
解繊によって多数の上記原繊維を含む小繊維片を形成で
きるという点ではポリエステル繊維材料、アクリル繊維
材料、ナイロン繊維材料、ポリオレフィン繊維材料及び
セルロース繊維材料から成る紡織繊維材料の断片である
ことが好ましい。これらの繊維材料から突出する原繊維
は外被/コア繊維構成であってもなくても素地紡織繊維
あるいはガラス繊維と結合、交絡し易い。セルロース繊
維材料から成る小繊維片は多数の原繊維を形成するか
ら、セルロース繊維材料を主要成分とする紡織繊維材料
で小繊維片と構成することがさらに好ましく、特にこの
セルロース繊維材料がセルロースアセテートであること
が好ましい。なぜなら、この材料は多数の原繊維を形成
し、親水性であり、従って白血球に対して親和性を有す
るからである。
であり、重要なのはポリマーの種類ではなくその表面積
であるから、広範囲のポリマーを使用できる。ただし、
ポリマーは上記理由から実質的に解繊可能でなければな
らない。したがって一般に、ポリマーといえば紡織繊維
材料(ポリマー)ということになる。なぜなら、紡織繊
維材料は高度に解繊できるからである。上記紡織繊維材
料はいずれも小繊維片の材料として利用できる。高度の
解繊によって多数の上記原繊維を含む小繊維片を形成で
きるという点ではポリエステル繊維材料、アクリル繊維
材料、ナイロン繊維材料、ポリオレフィン繊維材料及び
セルロース繊維材料から成る紡織繊維材料の断片である
ことが好ましい。これらの繊維材料から突出する原繊維
は外被/コア繊維構成であってもなくても素地紡織繊維
あるいはガラス繊維と結合、交絡し易い。セルロース繊
維材料から成る小繊維片は多数の原繊維を形成するか
ら、セルロース繊維材料を主要成分とする紡織繊維材料
で小繊維片と構成することがさらに好ましく、特にこの
セルロース繊維材料がセルロースアセテートであること
が好ましい。なぜなら、この材料は多数の原繊維を形成
し、親水性であり、従って白血球に対して親和性を有す
るからである。
【0022】小繊維片は公知であり、市販されているか
ら、詳細な説明は不要である。なお、このような小繊維
片の詳細な説明は1981年6月23日付キース他米国
特許第4,274,914号に記載されている。この特
許は小繊維片の製法及び小繊維片そのものを詳細に記述
している。この小繊維片は特に濾紙の結合剤として、ま
た不織布中の活性炭粉のような吸収剤の結合剤として使
用されている。その他の用途として、可燃シェル・ケー
シング、特殊紙、スピーカー・コーン、及び摩擦剤にお
けるアスベストやアラミド繊維の代用物が挙げられる。
この小繊維片はその全長が約1000μ以下であり、原
繊維を含めてその全幅は約1.0乃至50μである。小
繊維片は三次元小片であり、その深さは幅にほぼ等し
い。この小片は繊維ではなく、紡糸することは不可能で
ある。即ち、可紡繊維束としての長さを具えてはいな
い。もし判り易く略示するとすれば、顕微鏡で見た物理
的外観は極めて小さいアヒルの「綿毛」に似ている。小
繊維片の原繊維は極めて小さく、一般に直径は0.01
μ以下、長さは1乃至50μ程度である。原繊維は軸深
部分から放射状に突出するが、整然とではない。
ら、詳細な説明は不要である。なお、このような小繊維
片の詳細な説明は1981年6月23日付キース他米国
特許第4,274,914号に記載されている。この特
許は小繊維片の製法及び小繊維片そのものを詳細に記述
している。この小繊維片は特に濾紙の結合剤として、ま
た不織布中の活性炭粉のような吸収剤の結合剤として使
用されている。その他の用途として、可燃シェル・ケー
シング、特殊紙、スピーカー・コーン、及び摩擦剤にお
けるアスベストやアラミド繊維の代用物が挙げられる。
この小繊維片はその全長が約1000μ以下であり、原
繊維を含めてその全幅は約1.0乃至50μである。小
繊維片は三次元小片であり、その深さは幅にほぼ等し
い。この小片は繊維ではなく、紡糸することは不可能で
ある。即ち、可紡繊維束としての長さを具えてはいな
い。もし判り易く略示するとすれば、顕微鏡で見た物理
的外観は極めて小さいアヒルの「綿毛」に似ている。小
繊維片の原繊維は極めて小さく、一般に直径は0.01
μ以下、長さは1乃至50μ程度である。原繊維は軸深
部分から放射状に突出するが、整然とではない。
【0023】上記において繊維用語は通常の意味で用い
られいる。つまり「紡織繊維材料」という表現を普通の
意味で、即ち、例えばポリマーのような材料を公知の繊
維加工装置によって織布または不織布に加工できる繊維
に形成できるという意味で使用している。いうまでもな
く、このことは「紡織繊維材料」が互いにまたは他の繊
維と交絡可能でなければならないこと、即ち、繊維を互
いに交絡させて糸を形成するのに充分な長さを有する
か、マット形成処理することによって不織布を形成でき
るか、ニードルのかかりと咬合してニードル加工布を形
成できるものでなければならないことを意味する。多く
の場合、この条件を満たすには「可紡性」の長さを有す
る繊維、即ち、より糸を形成できる長さの繊維でなけれ
ばならない。もちろんここでのガラス繊維とは、ガラス
繊維は例えばより糸を形成するのにあまりに小さすぎ、
織布を形成できないと言う意味で、「紡織繊維材」では
ない。「紡織繊維」は同様に、紡織繊維材料からなる繊
維であり、織布または不織布に加工することが出来る。
これは、素地ガラス繊維のような「非紡織繊維」とは異
なる。これらのガラス繊維は非常になめらかな表面を持
ち、直径が短く比較的短い。すなわちこれらは通常の繊
維加工の過程においてより糸とならず、織布にはならな
い。また、ニードルで不織布にする事もできない。とい
うのも、なめらかな表面と固い性質のため、ガラス繊維
を適度な強度を持つニードルバットを形成するのに必要
なだけのガラス繊維の交絡が実現できないからである。
られいる。つまり「紡織繊維材料」という表現を普通の
意味で、即ち、例えばポリマーのような材料を公知の繊
維加工装置によって織布または不織布に加工できる繊維
に形成できるという意味で使用している。いうまでもな
く、このことは「紡織繊維材料」が互いにまたは他の繊
維と交絡可能でなければならないこと、即ち、繊維を互
いに交絡させて糸を形成するのに充分な長さを有する
か、マット形成処理することによって不織布を形成でき
るか、ニードルのかかりと咬合してニードル加工布を形
成できるものでなければならないことを意味する。多く
の場合、この条件を満たすには「可紡性」の長さを有す
る繊維、即ち、より糸を形成できる長さの繊維でなけれ
ばならない。もちろんここでのガラス繊維とは、ガラス
繊維は例えばより糸を形成するのにあまりに小さすぎ、
織布を形成できないと言う意味で、「紡織繊維材」では
ない。「紡織繊維」は同様に、紡織繊維材料からなる繊
維であり、織布または不織布に加工することが出来る。
これは、素地ガラス繊維のような「非紡織繊維」とは異
なる。これらのガラス繊維は非常になめらかな表面を持
ち、直径が短く比較的短い。すなわちこれらは通常の繊
維加工の過程においてより糸とならず、織布にはならな
い。また、ニードルで不織布にする事もできない。とい
うのも、なめらかな表面と固い性質のため、ガラス繊維
を適度な強度を持つニードルバットを形成するのに必要
なだけのガラス繊維の交絡が実現できないからである。
【0024】図5に示すように、前記特許に開示されて
いるような公知の製法では小繊維片、ガラス繊維及び紡
織繊維をビータボックスで混合することにより供給材料
を形成する。ビータボックスにおける水に対する小繊維
片及び繊維の重量%は極めて広い範囲から選択できる
が、紡織繊維に小繊維片を組み込む場合、ほとんどいか
なる用途であっても総固形分(小繊維片及び紡織繊維)
は約1乃至5%でなければならない。繊維と小繊維片が
均等に混合されてスラリーが得られるまでビータボック
ス内で充分な混合が行われる。次いで普通の紙漉き機の
ヘッドボックスへ原料スラリーが供給される。紙漉き機
のタイプと製造スケジュールに応じて、いずれも公知の
中間貯蔵タンク及び中間ミキサーを利用できることはい
うまでもない。使用する紙漉き機は公知のもの、例え
ば、回転スクリーン形、多孔ドラム形などの紙漉き機か
ら任意のものを選択できるが、紙漉き機の運転及びこの
紙漉き機によって達成されるウェブの厚さの制御が簡単
であるという点でファードリニア紙漉き機が好ましい。
いずれの場合にも、小繊維片と繊維の混合スラリーがヘ
ッドボックスから回転多孔ドラム、回転スクリーンまた
はファードリニア紙漉き機の型へ供給され、通常は真空
の作用下で脱水されて浸潤ウェブを形成する。
いるような公知の製法では小繊維片、ガラス繊維及び紡
織繊維をビータボックスで混合することにより供給材料
を形成する。ビータボックスにおける水に対する小繊維
片及び繊維の重量%は極めて広い範囲から選択できる
が、紡織繊維に小繊維片を組み込む場合、ほとんどいか
なる用途であっても総固形分(小繊維片及び紡織繊維)
は約1乃至5%でなければならない。繊維と小繊維片が
均等に混合されてスラリーが得られるまでビータボック
ス内で充分な混合が行われる。次いで普通の紙漉き機の
ヘッドボックスへ原料スラリーが供給される。紙漉き機
のタイプと製造スケジュールに応じて、いずれも公知の
中間貯蔵タンク及び中間ミキサーを利用できることはい
うまでもない。使用する紙漉き機は公知のもの、例え
ば、回転スクリーン形、多孔ドラム形などの紙漉き機か
ら任意のものを選択できるが、紙漉き機の運転及びこの
紙漉き機によって達成されるウェブの厚さの制御が簡単
であるという点でファードリニア紙漉き機が好ましい。
いずれの場合にも、小繊維片と繊維の混合スラリーがヘ
ッドボックスから回転多孔ドラム、回転スクリーンまた
はファードリニア紙漉き機の型へ供給され、通常は真空
の作用下で脱水されて浸潤ウェブを形成する。
【0025】真空処理がウェブの下面に対して行われた
後、真空処理を停止し、結合乳状液を上面に加え、その
後再び真空処理を開始するのが望ましい。この結合剤を
加えるのは、パディングロール、スクイージーバーやド
クターブレードなどで行ってもよいが、ウェブが上面全
体に比較的均一に乳状液がスプレーされるよう設置され
た従来のスプレージェットでスプレーすれば良い。ウェ
ブ下面への真空処理を後で行う従来の方法ではウェブを
通して乳状液を吸引し、結合剤片をウェブを通して離脱
させて濾過させるため、上記の説明にある通り、交絡部
において結合剤はより多く配分される。真空の程度は問
わないが、結合剤片の濾過は真空が全くないところや真
空作用が余りに高い、例えば0.2気圧などでは充分に
行うことが出来ない。この浸潤ウェブは通常一連の蒸気
加熱された容器から成るドライヤを通過し、乾燥し、結
合剤を固定するまで充分に加熱される。外被/コアのあ
る繊維を使用する場合、加熱温度は外被/コア繊維の外
被を上記接合が達成されるように充分軟化させる温度で
なければならない。この温度はいうまでもなく外被のタ
イプに応じて異なるが、一般的には1乃至2気圧の過熱
蒸気で加熱した容器なら普通の外被/コア繊維を接着さ
せ、結合剤を固定するのに充分である。外被/コア繊維
を使用しない場合には、蒸気加熱容器の温度を適当に、
例えば、華氏120度乃至300度の範囲に設定すれば
比較的低い含水量、例えば、10重量%以下、多くの場
合5重量%以下または2重量%以下になるまでウェブを
乾燥させ、結合剤を固定させることができる。乾燥処理
されたウェブは、公知のコレクタ機構に集められ、あと
は所要のフィルタ形状に裁断されるだけである。
後、真空処理を停止し、結合乳状液を上面に加え、その
後再び真空処理を開始するのが望ましい。この結合剤を
加えるのは、パディングロール、スクイージーバーやド
クターブレードなどで行ってもよいが、ウェブが上面全
体に比較的均一に乳状液がスプレーされるよう設置され
た従来のスプレージェットでスプレーすれば良い。ウェ
ブ下面への真空処理を後で行う従来の方法ではウェブを
通して乳状液を吸引し、結合剤片をウェブを通して離脱
させて濾過させるため、上記の説明にある通り、交絡部
において結合剤はより多く配分される。真空の程度は問
わないが、結合剤片の濾過は真空が全くないところや真
空作用が余りに高い、例えば0.2気圧などでは充分に
行うことが出来ない。この浸潤ウェブは通常一連の蒸気
加熱された容器から成るドライヤを通過し、乾燥し、結
合剤を固定するまで充分に加熱される。外被/コアのあ
る繊維を使用する場合、加熱温度は外被/コア繊維の外
被を上記接合が達成されるように充分軟化させる温度で
なければならない。この温度はいうまでもなく外被のタ
イプに応じて異なるが、一般的には1乃至2気圧の過熱
蒸気で加熱した容器なら普通の外被/コア繊維を接着さ
せ、結合剤を固定するのに充分である。外被/コア繊維
を使用しない場合には、蒸気加熱容器の温度を適当に、
例えば、華氏120度乃至300度の範囲に設定すれば
比較的低い含水量、例えば、10重量%以下、多くの場
合5重量%以下または2重量%以下になるまでウェブを
乾燥させ、結合剤を固定させることができる。乾燥処理
されたウェブは、公知のコレクタ機構に集められ、あと
は所要のフィルタ形状に裁断されるだけである。
【0026】結合剤のために設定された温度はある特定
の結合剤により異なる。結合剤が粘り気をだしガラス繊
維に接着する程度の高温に温度を設定しなければならな
い。熱軟化結合剤は図2で示されるとおり、少なくとも
その一部が結合剤のプールを形成するよう、移動し流入
する位高熱である方が望ましい。結合剤の多くは、特に
使用するのが望ましいものは、特に華氏200度乃至2
50、275度の温度を必要とする。
の結合剤により異なる。結合剤が粘り気をだしガラス繊
維に接着する程度の高温に温度を設定しなければならな
い。熱軟化結合剤は図2で示されるとおり、少なくとも
その一部が結合剤のプールを形成するよう、移動し流入
する位高熱である方が望ましい。結合剤の多くは、特に
使用するのが望ましいものは、特に華氏200度乃至2
50、275度の温度を必要とする。
【0027】前記先願でも述べたように、この公知製法
及び製品に改良を加え得ることが判明した。また、製造
の過程で原料スラリーが型に沈着までに小繊維片が集塊
し易いことも判明した。このような集塊現象が起こる
と、完成した段階でフィルタ材料の表面積が不足し、そ
の分白血球除去率も低下する結果となる恐れがある。少
量の微少繊維を原料に添加することで上記集塊減少を回
避できることが判明した。微少繊維は可紡サイズよりも
小さい、いわゆる非可紡繊維であり、添加量は全体の1
0%以下である。しかし、通常は僅か1%で充分であ
る。この微少繊維は既に述べたような天然または合成繊
維を選べばよいが、セラミック及びガラス繊維が好まし
い。先願で指摘しているように、微少繊維の平均直径は
約0.1乃至2μである。先願でも述べたように、この
微少繊維が小繊維片と強固に交絡することにより全血ま
たは血液分画を濾過する過程で微少繊維がフィルタ材料
から離脱することがほとんどないことも指摘した。しか
し、小繊維片は従来に考えられていたよりも離脱するこ
とが分かった。更に、上記に示す通り、細かい繊維が充
分存在し、フィルタ材が上記の結合剤を含むときに、さ
らに優れた血液濾過が実現する。よって、ガラス繊維は
先願にある目的の他、本出願で述べられる目的の為に機
能する。
及び製品に改良を加え得ることが判明した。また、製造
の過程で原料スラリーが型に沈着までに小繊維片が集塊
し易いことも判明した。このような集塊現象が起こる
と、完成した段階でフィルタ材料の表面積が不足し、そ
の分白血球除去率も低下する結果となる恐れがある。少
量の微少繊維を原料に添加することで上記集塊減少を回
避できることが判明した。微少繊維は可紡サイズよりも
小さい、いわゆる非可紡繊維であり、添加量は全体の1
0%以下である。しかし、通常は僅か1%で充分であ
る。この微少繊維は既に述べたような天然または合成繊
維を選べばよいが、セラミック及びガラス繊維が好まし
い。先願で指摘しているように、微少繊維の平均直径は
約0.1乃至2μである。先願でも述べたように、この
微少繊維が小繊維片と強固に交絡することにより全血ま
たは血液分画を濾過する過程で微少繊維がフィルタ材料
から離脱することがほとんどないことも指摘した。しか
し、小繊維片は従来に考えられていたよりも離脱するこ
とが分かった。更に、上記に示す通り、細かい繊維が充
分存在し、フィルタ材が上記の結合剤を含むときに、さ
らに優れた血液濾過が実現する。よって、ガラス繊維は
先願にある目的の他、本出願で述べられる目的の為に機
能する。
【0028】フィルタ材料中に湿潤しない部分があって
濾過効果を損なうのを防止する手段としては、少量の公
知湿潤剤、例えば、ツイーンズ界面活性剤でフィルタ材
料を処理すればよい。
濾過効果を損なうのを防止する手段としては、少量の公
知湿潤剤、例えば、ツイーンズ界面活性剤でフィルタ材
料を処理すればよい。
【0029】フィルタ材料は公知の態様でフィルタ装置
としての形態にすることが出来、図6は本発明に利用で
きる態様の一例を示す。図6に示すように、フィルタ材
料1をプレフィルタ15と後続フィルタ16の間に挟め
ばよい。プレフィルタ15は貯蔵血液においてしばしば
現れる大きい塊を除去するのに利用され、このプレフィ
ルタとしては同様の目的に使用される公知プレフィルタ
を使用することが出来る。このプレフィルタは織布また
は不織布材料またはメタルメッシュなどで形成されたも
のでもよく、任意に選択すればよい。後続フィルタ16
は本発明のフィルタ材料とプレフィルタを機械的に支持
するだけの支持用の後続フィルタであればよい。後続フ
ィルタとしては、例えば、織りメッシュやワイヤメッシ
ュを使用することができ、フィルタ素子全体(プレフィ
ルタ、本発明のフィルタ材料及び後続フィルタ)におけ
る圧力降下に耐えることが出来ればよい。この後続フィ
ルタもまた公知のものでよいから、ここでは詳細な説明
を省く。フィルタ組立体は公知のような入口18及び出
口19を有する公知のハウジング17内に保持される。
フィルタ組立体を前記ハウジング内に保持する態様は、
フィルタ素子をハウジング内に機械的に、例えば、機械
的クランプによって保持できるなら、どのような態様で
もよい。ハウジングはこれに装填されるフィルタ素子と
共に使い捨てであることが望ましく、本発明のフィルタ
材料は低コストであるから、ハウジングにフィルタ組立
体を装填したまま低価格で使い捨てにすることができ
る。図6には便利で公知のハウジングとフィルタ素子構
成を示したが、本発明のフィルタ材料はほとんどいかな
る形状にも適応できるから、公知のいかなるハウジング
及びフィルタ素子構成とも併用できる。
としての形態にすることが出来、図6は本発明に利用で
きる態様の一例を示す。図6に示すように、フィルタ材
料1をプレフィルタ15と後続フィルタ16の間に挟め
ばよい。プレフィルタ15は貯蔵血液においてしばしば
現れる大きい塊を除去するのに利用され、このプレフィ
ルタとしては同様の目的に使用される公知プレフィルタ
を使用することが出来る。このプレフィルタは織布また
は不織布材料またはメタルメッシュなどで形成されたも
のでもよく、任意に選択すればよい。後続フィルタ16
は本発明のフィルタ材料とプレフィルタを機械的に支持
するだけの支持用の後続フィルタであればよい。後続フ
ィルタとしては、例えば、織りメッシュやワイヤメッシ
ュを使用することができ、フィルタ素子全体(プレフィ
ルタ、本発明のフィルタ材料及び後続フィルタ)におけ
る圧力降下に耐えることが出来ればよい。この後続フィ
ルタもまた公知のものでよいから、ここでは詳細な説明
を省く。フィルタ組立体は公知のような入口18及び出
口19を有する公知のハウジング17内に保持される。
フィルタ組立体を前記ハウジング内に保持する態様は、
フィルタ素子をハウジング内に機械的に、例えば、機械
的クランプによって保持できるなら、どのような態様で
もよい。ハウジングはこれに装填されるフィルタ素子と
共に使い捨てであることが望ましく、本発明のフィルタ
材料は低コストであるから、ハウジングにフィルタ組立
体を装填したまま低価格で使い捨てにすることができ
る。図6には便利で公知のハウジングとフィルタ素子構
成を示したが、本発明のフィルタ材料はほとんどいかな
る形状にも適応できるから、公知のいかなるハウジング
及びフィルタ素子構成とも併用できる。
【0030】濾過の目的によっては、所期の最終結果が
達成されるようにフィルタ材料の種々の特性のうちから
適切な特性を選ばねばならない。本発明のフィルタ材料
では特定の濾過特性を選択するのは容易である。例え
ば、濾過の主要目的が血液中の大きい粒子を除去するこ
とであって白血球除去率は最低でもよい場合、フィルタ
材料における小繊維片と紡織繊維の比は比較的低くても
よい。反対に、要求される白血球除去率は高いが、フィ
ルタによる血液の単位時間処理量は特に重要でない場合
には、小繊維片と紡織繊維の比を比較的高く設定すれば
よい。これに代わる方法として、小繊維片の表面積を選
択することによってフィルタ材料の表面積を変えること
ができる。即ち、比較的狭い表面積、例えば10m2/gの
小繊維片を選択することによって上記のようなフィルタ
材料を得ることができ、小繊維片と紡織繊維の比が同じ
なら、比較的大きい表面積、例えば、30m2/g、50あ
るいは70m2/gの小繊維片を選択することによって表面
積の大きいフィルタ材料が得られる。種々の特性を示す
フィルタ材料を得る好ましい方法としては、比較的大き
い表面積、例えば、約10乃至60m2/gまたはそれ以上
の小繊維片を使用し、小繊維片と紡織繊維の比を調整す
ればよい。しかしながら、ガラス繊維では表面積100
m2/gの小繊維でも使用可能であり、フィルタ材中のこの
様な小片を保持することが出来る。
達成されるようにフィルタ材料の種々の特性のうちから
適切な特性を選ばねばならない。本発明のフィルタ材料
では特定の濾過特性を選択するのは容易である。例え
ば、濾過の主要目的が血液中の大きい粒子を除去するこ
とであって白血球除去率は最低でもよい場合、フィルタ
材料における小繊維片と紡織繊維の比は比較的低くても
よい。反対に、要求される白血球除去率は高いが、フィ
ルタによる血液の単位時間処理量は特に重要でない場合
には、小繊維片と紡織繊維の比を比較的高く設定すれば
よい。これに代わる方法として、小繊維片の表面積を選
択することによってフィルタ材料の表面積を変えること
ができる。即ち、比較的狭い表面積、例えば10m2/gの
小繊維片を選択することによって上記のようなフィルタ
材料を得ることができ、小繊維片と紡織繊維の比が同じ
なら、比較的大きい表面積、例えば、30m2/g、50あ
るいは70m2/gの小繊維片を選択することによって表面
積の大きいフィルタ材料が得られる。種々の特性を示す
フィルタ材料を得る好ましい方法としては、比較的大き
い表面積、例えば、約10乃至60m2/gまたはそれ以上
の小繊維片を使用し、小繊維片と紡織繊維の比を調整す
ればよい。しかしながら、ガラス繊維では表面積100
m2/gの小繊維でも使用可能であり、フィルタ材中のこの
様な小片を保持することが出来る。
【0031】本発明を実施例によって以下に説明する
が、本願明細書の本文及び特許請求の範囲中の%及び部
はいずれも特にことわらない限り重量%及び重量部であ
る。 <実施例1> (プレフィルタの製造)3デニール及び6デニールのポ
リエステル繊維(ダクロン タイプ 54)を別々のカ
ードでカーディングした。カーディングされたウェブを
移動するコンベア上へ別々に放出して互いに重ね合わせ
ることにより互いに不連続の3及び6デニール繊維層か
ら成るマットを形成した。このマットを公知のニードル
パンチ装置でニードリング処理した。ニードリング処理
されたマットを高温カレンダ加工した(350F)。マ
ットの3デニール側をホット(500−550F)ナイ
フでつや出しした。こうして得られた材料が心臓計測タ
ンク用として市販されているフィルタ材料リーダル ス
タイル #CW140である。 (フィルタ材料の製造)以下に述べる態様で湿式交絡不
織ウェブを製造した。即ち、それぞれの材料の含水量を
調節しながら、平均長さ約6乃至7mm、0.5デニール
のテイジン製ポリエチレンテレフタレート(PET)繊
維70重量%と、平均直径約0.65μ、平均長さ約3
mm、平均表面積2.4m2/gを持つ繊維10%重量の10
6番ミクロガラス繊維(シュラー、以前はマンヴィル)
と、平均長さ約5乃至9mm、2デニールのチッソEKC
コア(ポリプロピレン)/外被(ポリオレフィン・コポ
リマー)繊維10重量%と、ヘキスト・セラネーゼ製セ
ルロースアセテート「フィブレッツ」(紡織繊維材料の
小繊維片)10重量%を混合した。すなわち、この実施
例では、素地繊維のほとんどはガラス繊維ではなく紡織
繊維である。この原料を市販のウェブ形成器により水中
5%の量になるよう注入した。この原料スラリーを2分
間にわたり高速で分散させた。このスラリーはダンプボ
ックスから移動スクリーンへと廃棄される。真空処理
(ー5ゲージポンド/平方インチ)によって脱水され、
ウェブはスクリーンワイヤの上面に形成される。固形物
量約48%のアクリルポリマー乳状液(ロームアンドハ
ースHA8)を固形量約0.25%になるまで薄め、脱
水状態のウェブ上面に飽和状態になるまでスプレーす
る。さらに同様の真空装置で脱水する。ウェブを華氏2
50度の蒸気で暖められた容器で乾燥させフィルタ材に
する。フィルタ材の厚さは約2mmで、加えられた結合剤
は約5%とする。 (試験)乾燥したウェブとプレフィルタは打ち抜き裁断
により2.574インチの円形片を得た。これらのうち
5つの小片を図6のような試験用リグに挿入し、プレフ
ィルタ及びフィルタ材は締め付けられフィルタ媒体とな
る。フィルタ媒体は垂直に流入し、血液はフィルタ媒体
の底から入り上面に出る(図6の場合と反対)。この媒
体は、血液が一番最初にプレフィルタ材(3.0デニー
ル側)に流入することとする。リグは約10日間おいた
ヒト赤血球のユニットと管でつながれている。赤血球の
うち80gがフィルタを通過する。濾過済み血液の白血
球は99%まで減少する。
が、本願明細書の本文及び特許請求の範囲中の%及び部
はいずれも特にことわらない限り重量%及び重量部であ
る。 <実施例1> (プレフィルタの製造)3デニール及び6デニールのポ
リエステル繊維(ダクロン タイプ 54)を別々のカ
ードでカーディングした。カーディングされたウェブを
移動するコンベア上へ別々に放出して互いに重ね合わせ
ることにより互いに不連続の3及び6デニール繊維層か
ら成るマットを形成した。このマットを公知のニードル
パンチ装置でニードリング処理した。ニードリング処理
されたマットを高温カレンダ加工した(350F)。マ
ットの3デニール側をホット(500−550F)ナイ
フでつや出しした。こうして得られた材料が心臓計測タ
ンク用として市販されているフィルタ材料リーダル ス
タイル #CW140である。 (フィルタ材料の製造)以下に述べる態様で湿式交絡不
織ウェブを製造した。即ち、それぞれの材料の含水量を
調節しながら、平均長さ約6乃至7mm、0.5デニール
のテイジン製ポリエチレンテレフタレート(PET)繊
維70重量%と、平均直径約0.65μ、平均長さ約3
mm、平均表面積2.4m2/gを持つ繊維10%重量の10
6番ミクロガラス繊維(シュラー、以前はマンヴィル)
と、平均長さ約5乃至9mm、2デニールのチッソEKC
コア(ポリプロピレン)/外被(ポリオレフィン・コポ
リマー)繊維10重量%と、ヘキスト・セラネーゼ製セ
ルロースアセテート「フィブレッツ」(紡織繊維材料の
小繊維片)10重量%を混合した。すなわち、この実施
例では、素地繊維のほとんどはガラス繊維ではなく紡織
繊維である。この原料を市販のウェブ形成器により水中
5%の量になるよう注入した。この原料スラリーを2分
間にわたり高速で分散させた。このスラリーはダンプボ
ックスから移動スクリーンへと廃棄される。真空処理
(ー5ゲージポンド/平方インチ)によって脱水され、
ウェブはスクリーンワイヤの上面に形成される。固形物
量約48%のアクリルポリマー乳状液(ロームアンドハ
ースHA8)を固形量約0.25%になるまで薄め、脱
水状態のウェブ上面に飽和状態になるまでスプレーす
る。さらに同様の真空装置で脱水する。ウェブを華氏2
50度の蒸気で暖められた容器で乾燥させフィルタ材に
する。フィルタ材の厚さは約2mmで、加えられた結合剤
は約5%とする。 (試験)乾燥したウェブとプレフィルタは打ち抜き裁断
により2.574インチの円形片を得た。これらのうち
5つの小片を図6のような試験用リグに挿入し、プレフ
ィルタ及びフィルタ材は締め付けられフィルタ媒体とな
る。フィルタ媒体は垂直に流入し、血液はフィルタ媒体
の底から入り上面に出る(図6の場合と反対)。この媒
体は、血液が一番最初にプレフィルタ材(3.0デニー
ル側)に流入することとする。リグは約10日間おいた
ヒト赤血球のユニットと管でつながれている。赤血球の
うち80gがフィルタを通過する。濾過済み血液の白血
球は99%まで減少する。
【0032】<実施例2>実施例1のプレフィルタを使
用し、フィルタ材は、実施例1のガラス繊維85重量
%、外被/コア繊維10重量%および小繊維片繊維5重
量%からなる。この他フィルタ材は結合剤を含み、加え
られる量は実施例1と同様である。このフィルタ材で
は、素地紡織繊維の大部分は、素地ガラス繊維に取って
代わられている。フィルタ材の2層とプレフィルタの2
層(全体が約4.5mm厚さ)は実施例1の試験用リグに
配置され試験される。白血球は99.9%まで減少し、
フィルタ材の2層は実施例1の時のわずか5分の2の血
液を保持したのみである。
用し、フィルタ材は、実施例1のガラス繊維85重量
%、外被/コア繊維10重量%および小繊維片繊維5重
量%からなる。この他フィルタ材は結合剤を含み、加え
られる量は実施例1と同様である。このフィルタ材で
は、素地紡織繊維の大部分は、素地ガラス繊維に取って
代わられている。フィルタ材の2層とプレフィルタの2
層(全体が約4.5mm厚さ)は実施例1の試験用リグに
配置され試験される。白血球は99.9%まで減少し、
フィルタ材の2層は実施例1の時のわずか5分の2の血
液を保持したのみである。
【0033】<実施例3>実施例1のプレフィルタと同
じものを使用し、フィルタ材がPET繊維75重量%、
フィブレッツ5重量%、ミクロガラス繊維10重量%、
およびコア/外被繊維10重量%からなる実施例1と同
様のプレフィルタを使用する。そうでなければ、実施例
1と全く同じことの繰り返しとなる。フィルタは米国医
療器具協会(AAMI)標準のANSI/AAMI B
Fー7ー1989、第4.3.2.1.項に、基づき行
われた。この実施例に従って、比較フィルタ材も又、製
作した。しかしアクリルポリマー乳液の結合剤は適用し
なかった。このフィルタ材は、前述の基準に基づき試験
された。どちらの試験においても、実施例1で複数の層
を使用したのに比べフィルタ材は1層のみ使用され、フ
ィルタ材を含まない試験用リグがフィルタを取り囲む汚
れを見るため、上記の標準に基づき試験された。空の試
験用リグのフィルタの回りの汚れは繊維番手8で、この
実施例(結合剤を含む)のフィルタ材は繊維番手10で
あり、フィルタ材比較例(本発明の結合剤を含まない)
は繊維番手1200以上であった。繊維番手8と10の
間の差異は重要でないが繊維番手1200はかなり高い
数値である。
じものを使用し、フィルタ材がPET繊維75重量%、
フィブレッツ5重量%、ミクロガラス繊維10重量%、
およびコア/外被繊維10重量%からなる実施例1と同
様のプレフィルタを使用する。そうでなければ、実施例
1と全く同じことの繰り返しとなる。フィルタは米国医
療器具協会(AAMI)標準のANSI/AAMI B
Fー7ー1989、第4.3.2.1.項に、基づき行
われた。この実施例に従って、比較フィルタ材も又、製
作した。しかしアクリルポリマー乳液の結合剤は適用し
なかった。このフィルタ材は、前述の基準に基づき試験
された。どちらの試験においても、実施例1で複数の層
を使用したのに比べフィルタ材は1層のみ使用され、フ
ィルタ材を含まない試験用リグがフィルタを取り囲む汚
れを見るため、上記の標準に基づき試験された。空の試
験用リグのフィルタの回りの汚れは繊維番手8で、この
実施例(結合剤を含む)のフィルタ材は繊維番手10で
あり、フィルタ材比較例(本発明の結合剤を含まない)
は繊維番手1200以上であった。繊維番手8と10の
間の差異は重要でないが繊維番手1200はかなり高い
数値である。
【0034】
【発明の効果】本件発明は、ガラス繊維はフィルタ材の
紡織繊維に使用可能であり、大量の使用により厚さが薄
くても優れた効果をもたらす。また、本発明のフィルタ
ーは、ほぼ零まで離脱する繊維の量を減少させると同時
にフィルタ材の効果を高めた。
紡織繊維に使用可能であり、大量の使用により厚さが薄
くても優れた効果をもたらす。また、本発明のフィルタ
ーは、ほぼ零まで離脱する繊維の量を減少させると同時
にフィルタ材の効果を高めた。
【図1】フィルタ支持体に装填できるように成形された
本発明のフィルタ材料を示す斜視図である。
本発明のフィルタ材料を示す斜視図である。
【図2】図1に示したフィルタ材料の一部を略示するI
−I線における部分断面図である。
−I線における部分断面図である。
【図3】本発明に使用されている紡織繊維の小繊維片の
一部を示す概略図である。
一部を示す概略図である。
【図4】本発明に使用できる紡織繊維の他の実施態様を
示す斜視図である。
示す斜視図である。
【図5】本発明のフィルタ材料の製法を示すブロックダ
イヤグラムである。
イヤグラムである。
【図6】フィルタケースをも含めた有用且つ典型的なフ
ィルタ装置を一部切欠き断面で示す概略図である。
ィルタ装置を一部切欠き断面で示す概略図である。
1 フィルタ 4 結合剤片 5 素地紡織繊維 6 間隙 7 空所 8 素地ガラス繊維 9 交絡部分 10 小繊維片 11 原繊維 12 軸心部 13 外被 14 コア 15 プレフィルタ 16 後続フィルタ 17 ハウジング 18 入口 19 出口
Claims (5)
- 【請求項1】 血液分画または全血から白血球を除去す
るためのフィルタ材料において、 A)少なくとも約1mmの厚さと約0.05乃至0.4g/
cm3 のかさ密度を有する形状保持性の交絡紡織繊維ウェ
ブを含み、前記ウェブが i)互いに交絡し、隣接する繊維間隙の間に空所がある
素地を形成するように前記ウェブ中にほぼ均等に配分さ
れた平均デニールが約0.05乃至0.75、平均長さ
が約3mm乃至15mmの多数の交絡した紡織繊維と; ii)大部分が前記素地空所内に位置し、表面積が約5
m2/g以上の多数のポリマー材小繊維片から成り、小繊維
片の紡織繊維に対する重量比は1:99乃至40:60
の間であり、 iii)平均直径が約0.1乃至5μでウェブに対する
重量が約2乃至85%の多数のガラス繊維で、ガラス繊
維の量はウェブ重量の2%から85%までにあり、前記
ガラス繊維が素地の一部を形成し、 iv)熱可塑性結合剤が少なくとも前記紡織繊維とガラ
ス繊維の交絡部分に配分され、ウェブに対する重量が約
0.1乃至10%の結合剤を含むことを特徴とする血液
フィルタ材料。 - 【請求項2】 該ガラス繊維の直径が約0.3乃至2.
0μで平均長さが約0.3乃至3.0mmであることを特
徴とする請求項1記載の血液フィルタ材料。 - 【請求項3】 該結合剤は乳化し、乳状液の形態でウェ
ブに加えられることを特徴とする請求項1記載の血液フ
ィルタ材料。 - 【請求項4】 紡織繊維の少なくとも一部が低融点ポリ
マーから成る外被を有し、ウェブを、前記ポリマーを少
なくとも軟化させて少なくともある程度紡織繊維を互い
にかつ小繊維片の原繊維と接着させるのに充分な温度で
処理したことを特徴とする請求項1記載の血液フィルタ
材料。 - 【請求項5】 小繊維片の前記表面積が約10m2/g乃至
100m2/gでありフィルタ材料の表面積が少なくとも
1.5m2/gであることを特徴とする請求項1記載の血液
フィルタ材料。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/022642 | 1993-02-25 | ||
US08/022,642 US5290449A (en) | 1991-07-22 | 1993-02-25 | Blood filter material |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0731677A true JPH0731677A (ja) | 1995-02-03 |
Family
ID=21810651
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6020913A Pending JPH0731677A (ja) | 1993-02-25 | 1994-02-18 | 血液フィルタ材料 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5290449A (ja) |
EP (1) | EP0612550B1 (ja) |
JP (1) | JPH0731677A (ja) |
CA (1) | CA2115531C (ja) |
DE (1) | DE69400490T2 (ja) |
ES (1) | ES2094027T3 (ja) |
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WO1997023266A1 (fr) * | 1995-12-26 | 1997-07-03 | Asahi Medical Co., Ltd. | Milieu filtrant d'extraction des leucocytes |
JP2008509296A (ja) * | 2004-08-05 | 2008-03-27 | エイカーズ バイオサイエンスィズ インコーポレイテッド | 血液分離装置、及び全血からの液体成分画分の分離方法 |
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WO2013027611A1 (ja) * | 2011-08-24 | 2013-02-28 | 栄研化学株式会社 | 白血球測定デバイス及び試薬キット |
US10610813B2 (en) | 2004-11-05 | 2020-04-07 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and breather filter structure |
USRE49097E1 (en) | 2004-11-05 | 2022-06-07 | Donaldson Company, Inc. | Filter medium and structure |
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