JPS59501251A - 微孔性フイルタ膜を有するフイルタ要素 - 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】 発明の名称　微孔性フィルタ膜を有するフィルタ要素 発明の分野 本発明は、濾過媒体として親水性の微孔性膜を利用するフィルタ要素に関し、特 に円筒状のひだ付き膜を利用するフィルタ要素で、水様流体、特に非酵Ｏ的だ液 または体液の涛過に適したフィルタ要素に関する。

背景技術 多くの用途において、サブマイクロメータ範囲の大きさを有する校子をすっかり 除去することか必要である。この目的のために、はぼ一様な細孔寸法で高度に多 孔性にした薄い重合体層を用いることがこの技術で周知である。このような層は 普通微孔性フィルタ膜と呼ばれる。

このような微孔性フィルタ膜の一つの特質は、荒つばいハンドリング、曲げ、ま たは流体圧力による変形にさらされると、きわめてもろくて容易に破裂する。

最も微小な裂は目または破れでさえ有効度を消失させるので、製造と使用には十 分注意を払うことが必要である。

微孔性フィルタ膜は、産業、科学および教育に多数の用途を見出だしている。普 通の産業用途は、医薬製品の１冷間１消毒およびアルコール性飲料の消毒である 。冷間消毒では、膜が、上流側に供給される未濾過流体に存在するすべてのバク テリアの通過を妨げるのに十分小さい細孔寸法を有する。アルコール性飲料の製 造では、バクテリア、イースト菌およびかびの除去により飲料を消毒して浄化す る。医薬↓品の製造では１バクテリアの除去は明白な健康の理由のために必須の 段階である。これらのすべての用途において、そのような水様流体を濾チするた めにフィルタ膜が親水性であることが必須である。

入手可能なフィルタ膜の種類およびそのような膜を製造する方法は多数ある。

ナイロン微孔性フィルタ膜はこの技術で周知であり、例えばマリナシオ（Ｍａｒ ｉｎａｃｃｉｏ）その他の米国特許第３，８７６．７３８号明細書（１９７５年 ）には、フィルムを形成する重合体の溶液を、重合体のための非溶剤系で急冷す ることによりナイロン像孔性膜を珈偏する方法が記載されている。ボール（Ｐａ ｉｌ）のヨーロッパ特許第０００５５３６号（１９７９年）もナイロン膜を製造 するだめの同様な種類の方法を述べている。

ナイロンを含む他の種類の惠会体微孔性膜およびこのような膜を作る方法は、例 えば次の米国特許明細書にも記載されている。

第３，６４２，６６８号−バイレー（Ｂａｉｌｅｙ）その他（１９７２）。

第４，２０３，８４７号−グランデン、　１１　（ｏｒａｎｄｉｎｓ）　（１９ ８０入第４，２０３，８４８号−グランデン、　１１　（１９８０）、および第 ４，２４７，４９８号−カストｏ　（ｃａｓｔｒｏ）　（１９８０）、市場で入 手可能なナイロン微孔性フィルタ膜は、ＯＬＴ工ＰＯＲＮ６６およびＮ６６　Ｐ Ｏ８ＩＤＹＮＩ　（７）商標で、ニューヨーク、グリーンコー・ブのポール・コ ーポレーションから入手可能である。ポリビニリデン−フルオライドで作られた 、商業的に重要な他の帽は、ＤＯＲＡＰＯＲＥ　の商標でマサチューセッツ州、 ベッド７オードのミリボア（Ｊｉｌｉユ１ｉｐｏｒｅ）−＝＋−ボレーションか ら入手可能である。この膜は、たぶん前述のグランデン、１１の特許により作ら れるだろう。

さらに、この出ノ趙の譲り受け人が、陽イオンで荷電された修正したナイロン匈 孔性フィルタ、■を、ＺＥ、ＴＡＰＯＲの商標で販売している。これらのｌＧは 、１９８１年５月２９日にハーネス（Ｂａｒｎｅｓ）その他で出願された米国特 許出頭第２６８，５４３号で、今の米国特許第　号に、および１９８１年１０月 ２３日にオストライヒル（Ｏｓｔｒθ１ｃｈｅｒ）その弛で出願された米国特許 出願：ｎ４，３＋＋７号で、今の米国特許第号に記載されかつ請求されている。

パーネスその他は、電子工業に使用される高純度の水（］８メグオームセンチメ ータ抵抗率）を濾過するための荷置された修正した膜の使用を述べている。また 、オストライヒルその他は、非経口的な液または体液をｄ嶺するだめの荷電をさ れた修正した膜の使用を述べている。さらに、これらの瀘過膜を種々の手段によ り補強するのが典型的であることを留置しなければならない。

補強の独特の方法は、１９８１年１２月１８日にハーネスその他で出願された譲 り受け人の釆国特許出願第３３２．０６８号で、今の米…特許算　号に記載され ている。

上記のすべての膜は、シート状に使用されるものを除いて、種々の型式のフィル タ要素に用いられている。一般に、フィルタ要素は、フィルタ膜と、臆の密封面 と密封関係にある密封面を有するフィルタハウジングとからなる。周知の型式の フィルタ要素は、ひだのついたカートリッジ型フィルタ要素で、例えばボールそ の他の米国特許第３，４５７，３３９号明細書（１９６９）に記載されている。

他の周知の型式のフィルタ要素は、リースン（Ｌｅａｓｏｎ）の米国特許第４， １１３．６２７号明細？（１９７８）に記載された密閉された静脈注射ユニット である。

このようなフィルタ要素の臨界的な応用において、フィルタ膜を製造中＠傷しな いことと、濾過液がフィルタ膜をバイパスしないことが肝要である。どちらの状 況も、例えば汚染物が患者の血液の流れに入ることができるので破滅的である。

従って、フィルタ膜の周りの漏洩を防止するために膜の密封領域とフィルタハウ ジングの密封面の間に損傷されないシールが存在することか必要である。そのよ うな一体性を保証するために、フィルタ要素の１一体性試゛倹１をしてフィルタ 要素の一体性を保証する、一般に、これは、この技術で周知の方法によるフィル タ要素の１あわ立ち点１試験により達成される。フィルタカートリッジのための 特別な型式の一体性試験装置が、コネカソト州、メリデ／、ＡＭＦ　ＣｏＮ□部 門からＺＢＮＴＡＷＡＴＣＨの名で市場で入手可能であり、かつコワルス’Ｑ、 −（Ｋｏｗａユ５ｋｉ）に認可された譲り受け人の米国特許第４，３８４．４７ １号明細書に記載されかつ請求されている。この一体性試験装置は１曹されてい て、多部分カートリッジハウジング内の個々のカートリッジ要素の一体性を電気 的に監視する。このような一体性の他の試験方法は、ザ・ジャーナル・オプ・バ アレンテラル・ドラグ・アソシエーションの１９７９年９月／り０月号に発表さ れた、ペン・トラセン（Ｂθｎ　Ｔｒａｓｅｎ）による「バクテリア保持フィル タの非破壊試検１に記載されている。周知のすべての一体性試験は、一体性を正 確に決めるために膜およびこれと開鎖した密封面の徹底的なぬれを必要とする。

もしフィルタ膜がたとえ極めて微細であっても破裂すれば、膜が不適正に仰り付 けられれば、または膜の密封面が完全にぬれなげれば、あわがすぐに破裂すなわ ち漏洩個所に現われる。

さらに、どんなフィルタ要素も、特に非経口的な液または体液を濾過するために 用いるときには、濾過液に導かれる最少の抽出可能な汚染物をもたなければなら な℃・。これらの汚染物は、信者に導入されると、有害な毒素になるかもしれな い。特に、どのフィルタ要素も、産業の試時基ｊ焦、１列えばＡＳＴＭ　Ｄ−３ ８６１−７９を満たさなければならない。

さらになお、非経口的な液または生物液を濾過するために使用されるフィルタ要 素は、ハウジングまたは物を劣化または変色させずに、または膜とハウジングの 間のシールを劣化させずに、執消毒可能でかつオートクレーピング可能でなけれ はならない。好ずしいハウジング材料は、疎水性であるポリプロピレンである従 来、フィルタ要素を密封するいくつかの方法が用いられた。これらの方法には、 加圧クランプ、ヒートシール、超音波溶接、接着および溶剤結合、および射出成 形かある。これらの従来技術の方法は、時折、漏洩を防止するために必要な１　 （１０％確実なシールを設けることができない。特に、微孔性フィルタ膜をフィ ルタ要素に使用する場合に、これらの方法を用いると、密封過程中微妙なフィル タ媒体が損傷するという若千の危険かある。

加圧クランプと佃の機械的連結システムの周知の方法は、フィルタ膜を歪ませた り、または実際にクランプ縁部で膜を損傷させたりする傾向があり、それにより 膜の一体性か破壊されて汚染物か通過できるようになる。また、時間および熱応 力緩和のような条件が、加圧シールを弛緩させることがある。さらに、この方法 は、ひだ付きフィルタカートリッジを組立てるときに特に複雑である。ヒートシ ール、音波溶接および関連した熱機構的結合方法も密封縁でフィルタ膜を損傷し 得る。接着剤または溶剤結合を使用すると、他の材料がフィルタ要千に導かれて 抽出可能な汚染物になりうるという不利益かある。しばしば、接着剤または溶剤 系の成分もフィルタ膜をｍ傷させることかある。

フィルタハウジングをフィルタ１屯に密封するイ■述の方法は、疎水性の密封面 が親水性の密封領域と接触しているときに厄介である。これは、しはしは、生物 液または非経口的な・数体を済伽するためにフィルタ要素を用いる場合に当り、 その場合には、（オートクレーピングおよび熱消毒に抵抗性かある）ポリプロピ レンのハウジングを使うことが非常に望ましく、かつ（はなはだ大きい抽出物を 避けるために）密封に接着剤または浴剤を用いることは望ましくない。そのよう な要素の場合、ハウジングが通常膜に熱可塑的に密封され、膜の密封領域に対す る損傷の機会が増加する。さらに、膜の多孔性の親水性密封領域と接触している ハウジングの疎水性密封面により、フィルタ要素が産業の一体性試験を通らない 機会が増大すると思われる。これは、たぶん、あわ立ち点を減少させる膜／ノー ウジングの界面の不完全なぬれによりもたらされるものだろう。例えば、ポリプ ロピレン端部キャップを円筒状のひだ付きナイロン膜フィルタカートリッジに熱 可塑的に密封した場合に、許容できない低いパーセンテージのカー）　ＩＪツジ が産婁の一体性Ｍｅを通った。

特に、次の従来技術の参考文献は、ここに記載されかつ請求された本発明に関連 している。

キャｏル（Ｏａｒｒｎｌユ）（１９２３年）の米国特許第１，４７６．３９２号 明細書には、プラスチックまたは流動可能なセルソイツク材料、例えばセルロー ズアセテートを複数の区画室から動いている輪の上へ流し込み、それによって複 数の隣接するフィルムストリップを生じさせることにより合成フィルムを作る方 法が記載されている。この参考文献は、微孔性フィルタ膜の製造を教示していな いし、または示唆もしていない、レーデ（Ｌａｙｔｅ）の米国特許第２，６６３ ，６６０号’明細書（１９５３）には、フィルタペーパーの細長いストリップを 作って、接着剤の細長いテープを細長い縁部に折りたたむことによりフィルタ要 素、例えばフィルタカートリッジを組立てる方法が記載されている。

それから、フィルタペーパーを寸法に切断してストリップの長さの横方向にひだ を付け、そして環の形に巻く。それから、接着テープ材料の外側部分を、テープ を形成している接着材料のための適当な溶剤材料でぬらし、そしてその後環の端 部を端部キャップによりふたをかぶせる。端部キャップは強力厚紙が望ましい。

レーデは、微孔性膜と組合わせた前記方法を用いることを教示も、または示唆も していないし、また抽出物をできるだけ少なくしなければならない、非経口的液 または生物液を濾過するためのフィルタカートリッジを作るのに適した前記方法 でもない。

ジャックノン（Ｊａｃｋｓｏｎ）その他の米１ｉ％許第３．０１３，６０７号明 細書（１９６１在）は、ペーパー、厚紙、フェルト、織られたティッシュ−なと の管状フィルタ要素に端部キャップをする方法に関する。熱可塑性端部キャップ を、キャップと接触している霊気誘導コイルの場に誘起された熱に、キャップが 軟化する点までさらすことにより、フィルタの縁を、部品を一緒に結合するため に必要な深さまでキャップに埋めることができる。金属ストリップをフィルタと 外１月ｎ支持ジャケットの縁を導電性または半導電性材料で７ＴｉＰＡしてフィ ルタ縁を補強し、かつ縁と端部キャップを通る熱伝導度を高める。ジャックノン その他は、有機的重合体微孔性フィルタ膜を利用していないし、かつ疎水性端部 キャップと組合わせた前記親、水性膜を含むフィルタ要素の一体性試験と関連し た問題を昭識していな（１゜ さらに、ジャックノンその他のフィルタの縁部に金属ストリップを用いると、端 部キャップをしたフィルタ要素を適用できる用途が大幅に制限される。例えば、 成る状態では、金属ス）　ＩＪツブが、？１ｇ過されている材料または濾過され ている媒体を腐食および／または汚染することがある。そのようなフィルタ要素 は、生物液や非経口的な液を７−過するために完全に受け入れることができない 。さらになお、そんな金弥ストリップをフィルタ要素の縁に用いると、フィルタ 要素を作る費用が増大し、かつそのようなフィルタ要素に波形をつける際に使用 される手順が複雑になる。

ポールその他の米国特許シ３，４０７，２５２号明細書（１９６８年）には、ヒ ートシール可能なかつ硬化可能なエポキシ樹脂のような結合剤の、リボンまたは テープを利用して、ひだの付いたフィルタの媒体の長手方向会合部に沿って漏洩 防止シールを形成する、波形またはひだの付いた環状形のフィルタ媒体の製造が 記゛載されている。

ポールその他の米国特許第３，４５７，３３９号明細書（１９６９年）には、フ ィルタシート材料、特に繊維でかつほぼ管状形に形成されたシート材料に、予め 成形された端部キャップを付加する方法が記載されている。その方法は、熱可塑 性端部キャップの内側面を加熱してキャップの部分を融解させて液体にすること を含む。その液体は、フィルタシートの細孔を通って侵入できる粘性を有する。

それから、円筒状シートの縁を、液化した端部キャップに埋めこむことにより、 液化した熱可塑性材料がフィルタシート材料の埋込部分の細孔を通って一面から 他面へ浸透する。それから、液状プラスチックが硬化し、そして端部キャップ材 料がフィルタ材料の細孔を通って浸透してフィルタシートを端部キャップに漏洩 防止シール状態に結合してなる実質的に連続する漏洩防止母体を形成すると言わ れている。

端部キャップをフィルタシートに付加するこの方法には、接着剤の使用を必要と しないという利点がある。しかしながら、このポールその他を、疎水性材料の端 部キャップと親水性の膜を用いて利用すれば、過剰なパーセンテージのカートリ ッジが産業の一部性試憧を通らない。これは、カートリッジが親水性の膜と疎水 性端部キャップの間の界面で完全にぬれていないためであると信する。カートリ ッジを非水性溶剤で一部性試諌なすれば、疎水性型端部キャップを利用できる・ しかしながら、これによりフィルタ要素の応用が細限される。親水性型端部キャ ップ、例えはポリエステルを使用すれば、カー）　ＩＪッジはおおむね、劣った 耐溶剤性および耐化学性と劣った耐オートクレーピング性Ｚよび耐熱性を有する 。

このポールその他では、フィルタシート材料の密封頓域は、液にした熱可塑性材 料がフィルタシート材料の埋め込み部分の細孔を通って一面から他面へ浸透でき るような多孔性であることを必要とする。さらに、遂行中ボールその他は次のよ うに述べている。

端部キャップの事実上の材料以外の構成要素や結合剤を用いる必要もなくフィル タ要素を迅速に製造できるほど十分簡単であり・−・１ 要するに、ポールその他には、実質的に非多孔性の１１負域を利用していてかつ 好ましい実施例ではフィルタと端部キャップの事実上の材料以外の構成要素を利 用する出願人の発明と離れた教示がある。

トラセノその他の米国特許第３，４７１，０１９号明細！（１９６９年）には、 互いに整合されるようになっている密封部分と、フィルタの中央部分を完全に色 間するフィルタの周囲部分とを備えた三部品ハウジングで構成されたフィルタユ ニットが記載されている。ユニットを組立てるには、ハウジングの密封部分をフ ィルタの対向する側に押圧し、そしてハウジングの部品のうちの少な（とも一部 品の密封部分を加熱してその材料を溶融させ、かつフィルタの周囲部分の整合さ れた孔を通って流動させ、そしてハウジングの他方の部品の密封部分に融着させ る。同様な徨類のフィルタおよび密封方法がローゼンバーグ（Ｒ０８θｎｂｅｒ ｇ）　の米国特許第３，７８２，０８３号明細書（１９７４年）に記載されてお り、グラスチック材料がフィルタ要素の細孔を通って走り、流体の流れに対し要 素の全側面を閉じる、流体のもらない一部シールを形成する。

バックマンの米国特許第３，４８７，９４３号明細書（１９６７年）には、ひだ 付きフィルタベーパーで作られたフィルタ要素が記載されている。フィルタ要素 の一部を修正して、フィルタの作用中、修正部分を通る液体流速が要素の残部を 辿る液体流速より小さくなるようにしている。修正部分を形成するには、一連の ひだを一緒に圧縮するか、または要素の一方の側の一部のひだに、顎似のまたは 非類似のフィルタ材料のシートを密封すれば良い。類似のまたは非碩イ＋）＞の フィルタ材料が環状カートリッジにカートリッジの内晋または外周にわたって密 封され、かつＸ　ｕ？マツプ近くのフィルタの頂部に沿って連子的な縁を形成し ない。

ポールその他の米国特許ν３　、５９１　、１１１　（１号明＠俳（１９７１年 ）には、波形の基部折目の碩オに多Ｔｌ性減少部分を備えた基体シートに散孔性 □□□がＴ、ソかれた波形要素が１載されている。

ローゼンバーグの米国特許年３，８１５，７５４号明計１害（１９７４庄）には 、ハウジング部材が−ｐ″？してフィルタ要素の開口した細孔を的って一部ｆヒ することによりフィルタハウジングの要素をフィルタシートＶＣ芦合し、フィル タシートの側面に沿って全部、流体のもらないシールが形成される。このような 結合は、例えば超音波溶接、溶剤軟化または熱融νにより得られるポールその他 の米国特許第３，８６５，９１９号明細１および第３，８６７．２９４号明細書 （１９７５年）は、端部キャップにリーク型方法で結合できる改良された側方継 目シールを有する円筒状要素を述べている。

ミヒアルスキー（Ｍｉｃｈａ１日ｋｉ）の米国特許第３゜９５４．６２５号明細 １（ｘ９７６年）は、プラスチックハウジングと中間フィルタスクリーンを有す るフィルタを述べている。ハウジング半部のうちの少なくとも一つの半部の部分 を、スクリーンを通して流して、その部分を仲のハウジング半部に結合すること によりスクリーンの周囲部分を二つのハウジング半部の間に密封している。

メリル（Ｍｅｒｒｉユ）その仙の米国特許第４，１０１゜４２３号明細書（１９ ７８年）は、端部が適当な？：封接着剤で含浸された管状場過要素を述べている 。接着物刊が硬化すると、端部が管のための機械的支持体となり、かつ流体また は微粒子やバクテリヤ汚染物の通行を妨害する。メリルその他は、端部を形成す るために用いられる密封材料か硬化したときに親水性でなければならないことを 必９とすると次のように述べている １シーラントが、シーラントに隣接したフィルタを疎水性にすれば、フィルタが ぬれないだろうし、またそのときあわ立ち点試、験ガスに対し毛細管抵抗を与え ないだろう。それ故、あわ立ち点を、フィルタ一体性の徴候として使用できない ・−・１（９欄、５９−６４行）。

１（フィルタの）外りをラッカー含浸紙で形成すれば、弾性部材が、端部から流 体を閉塞するのに十分な密封力を安全に加えることができるので、疎水性密封材 料を使用できる。”（ＩＯＭ、６−１０行）。

濾過要素がハウジング内に半径方向゛の密封力により支持されて密封される、す なわち寝過要素とハウジングが互馳に熱可塑的密封関係にない。

ポールの米国特許第４，１５４，６８８号明細書（１９７９年）は、ボールその 他の前述の米国特許第３，４５７．３３９号明細書に従ってフィルタ付管の開放 端に付加された熱可塑性端部キャップの使用を述べている。

リーク（Ｌｅｅｋｅ）その他の米国特許第４，１９３，８７６号明細’Ｉ　（１ ９ｓ　ｏ年）には、フィルタ譚体、特にフィルタプレスの縁の漏洩を止めるため に非圧縮性微粒子を含むフィルタ媒体の円板の外周部分を変形することが記載さ れている。

サウスオール（８ｏｕｔｈａｌｌ）で出願された譲り受け人の米国特許第４，３ ４７，２０８号明８ｉｌｌｌ書には、密封された外周を有するフィルタ媒体を含 む二つのセルローズ繊維で構成されたフィルタセルを作る方法が艶敲され、てい る。その方法は、各フィルタ媒体の外周を圧縮してフランジを形成することを含 む。それから、フランジと、各媒体を他の媒体から外方へ鉢形にへこませるよう に、媒体の間に設けられたスペーサ手段と、の間に緊密な面対面接触をするよう に媒体を整合する。

それから、媒体とスペーサ手段を、フランジを包囲するモールドに入れる。モー ルドは、フランジの内側部分に再圧縮力を与えるための手段を有する。それから 、熱可塑性ポリマーをモールドに射出してフランクの周りにシールを形成させる 。

さらに、ステンレス鋼端部キャップに溶接されたステンレス鋼のひだ付き円筒状 スクリーンからなるＭ工ＯＲＯ−５ＣＲＥＥＮフイルタカートリツジが、コネテ カット州、メリデノ、ＡＭＦ　Ｃｕｎｏ部門から市場で入手可能である。ジムス トックを両端でスクリーンに溶接して端部を有効に密封することにより、その下 のフィルタを破壊せずに端部キャップをその上に溶接することができる。

さらになお、ＤＯＲＡＰＯＲＨＩ　ＴＰ　フィルタカートリッジカ最近、マサチ ューセッツ州、ベッドフォード、ミリボア・コーポレーションから市場で入手可 能になった。このカートリッジは、ポリプロピレンの端部キャップに融着された ポリビニリデンフルオライドのひだ付き円筒状膜を含む。非多孔性のポリプロピ レンテープな、ひだを付ける前に腓円憧の端部に積層する。

テープおよび／または膜の溶剤で部分的に＠解することと、テープに十分な圧力 を加えてそれらを機械的に一緒に結合することにより、テープが膜に接着される のは明白である。それから、溶剤を蒸発により除去する。

要約すると、フィルタを密封することに関する出願人により榔り出された大部分 の従来技術では、フィルタ媒体を密封する領域が多孔性であるので、熱可塑性面 または密き面をこれに当てると、それが多孔性車体を通って流れてシールを果た す。他の従来技術は、密封のために溶剤および溶剤接着剤を利用しているが、こ のため、抽出可能な汚染物が塊加しく非仔口的な液体または生物液を濾過すると きに望ましくない条件）、かつ損傷が増加しうる、例えばナイロン膜縄孔構造。

さらに、四り出された印刷参考文献のいずれも、親水性の微孔性フィルタ膜と、 膜の密封面と熱可塑的密封関係にある疎水性の熱可塑性密封面を有するフィルタ ハウジングとを有するフィルタ要素の一部性試俸をすることと関連した問題を教 示または示唆していないし、また、これらの問題の解決も教示または示唆してい ない。

発明の目的と概要 本発明の目的は、親水性の膜とフィルタハウジングの密封面の間に有効なシール を有するフィルタ要素を提供することである。

本発明の目的は、親水性のナイロン膜とフィルタフ１ウジングの疎水性表面の間 に有効な熱可塑性シールを有するフィルタ要素を提供することである。

本発明の別の目的は、接着剤を用いずに有効なシールを提供することである。

本発明のなお別の目的は、水様流体、特に生物液や非→口的な液の濾過に特に有 用なフィルタ要素を提供することである。

本発明のさらに他の目的は、端部におよび／またはフィルタ要素の密封一体性に 損傷を与えずに端部を端部キャップに浬め込むことができる強化した端部を有す る、円筒形の弱い微孔性フィルタ膜からなるフィルタ要素を提供することである 。

本発明のなお仙の目的は、本発明のフィルタ要素に使用するためのフィルタ膜を 提供することである。

本発明の別の目的は、本発明のフィルタ要素とフィルタ膜を作るための新規な方 法を提供することである本発明により、次のものからなるフィルタ要素を設ける ： ａ）予め形成された実質的に非多孔性の密封領域を有する、親水性の有機的重合 体微孔性フィルタ、ｂ）好ましくは、その密封領域と熱可塑的密封関係にある疎 水性の熱可塑性密封面を有するフィルタハウジング。

さらに、次のものからなるフィルタ要素を設ける：ａ）膜にヒートシールされた 非多孔性テープの予め形成された実質的に非多孔性の密封領域を有する、親水性 のナイロン微孔性フィルタ膜、およびｂ）その密封領域と熱可塑的密封関係にあ る疎水性の熱可塑性密封面を有するフィルタハウジング。

フィルタ膜は、ひだの付いた円筒形をしていて、円筒の各端部に非多孔性の密封 領域を有し、かつ円筒の各端部に端部キャップを有するハウシングを有するのが 望ましい。

前述の好ましいフィルタ要素に用いられるフィルタ膜は、実質的に非多孔性の密 封領域により長手方向に境界された細長い多孔性濾過舶載を含む。このフィルタ 膜は、ａ鍋領域と非多孔性密封領域を同時に生じさせる新規な同時の流し込みお よび急冷方法により作られる。使用されるフィルタ膜は、また、フィルタ膜を周 知の方法により準備し、それから濾過４１の長手方向境界に沿って細孔を押しつ ぶすが、またはヒートシール可能な非多孔性テープを浄７燭領域の長手方向境界 に沿って付加することにより作ることもできる。

本発明のフィルタ要素は、水様液、特に非脅口的な液または体液を泗過するのに 有用である。

図面の簡単な説明 第１Ａ図および第１Ｂ図は、本発明の好ましいフィルタ要素を部分的に破断した 斜視図である。

第２Ａ図および第２Ｂ図は、それぞれ第１Ａ図および第１Ｂ図のフィルタ要素を 部分的に断面した平面図である。

第３Ａ図および第３Ｂ図は、それぞれ第１Ａ図および第１Ｂ図の線３−３に沿っ て切断した拡大断面図で、膜とフィルタ要素の間の密封面を示す。

第４図は、細孔を濾過領域の長手方向境界に沿って押しつぶすことによりフィル タ膜を準備するために使用できる装置の概略斜轡図である。

ｇ　Ｊ　Ａ図およびＴｈ　４　Ｂ図は、第４図の装置に使用さｎる圧搾ローラの 二つの実施例である。

￥５南は、膜の曲過領域と非多孔性密封領域を同時に流し込むことによりフィル タ膜を準備できる装置の概略斜視（９）である。

第６図は、非多孔性テープを濾過領域の長手方向境界に沿って付加することによ りフィルタ膜を単備するために使用できる装置の概略斜視圀である。

発明の詳細な記載′ １１４図および第１Ｂ図〜第３Ａ図および第３Ｂ図は、本発明のフィルタ要素の 好ましい実施例を示す。

総括的に１０で示したフィルタ要素は、フィルタ膜１２と、全体的に］４で示し たフィルタハウジングとで構成されている。フィルタ膜は、円筒１８の各端部に 実質的に非多孔性の領域１６を有する円筒形をしている。フィルタ膜か、円筒１ ８の各端部に実質的に非多孔性の領域１６（第１Ａ図〜第３Ａ図）または非多孔 性チーブ１６（第１Ｂ図〜第３Ｂ図）を有する円筒形をしている。

第３Ａ図およびＸ３Ｂ図を参照すると、フィルタ膜１２が、例えばポリプロピレ ン熾成網の内側および外側層２０と２２の間にはさまれている。

フィルタ膜１２と内側および外側層２０および２２の合成物をその長さに対し横 方向にひだを付けて円筒１８に形成する。それから、円筒１８を、６部２４の開 放内部へ流入する孔２６を備えた有孔円箇状心部２４の上を摺潰させる。それか ら、フィルタＭ１２と６部２４を、孔３０を備えた外側円筒状部材２８の中へ滑 り込ませる。円筒体の端部を端部キャップ３２および３４により蓋をする。

端部キャップ３２および３４を、フィルタ膜１２の非多孔性領域１６に熱可塑的 な両雄により密封する。

端部キャップが内部をフィルタ要素の外部から塞いでしまう。このようにして、 内部と外部がフィルタ要素により完全に分離されて端部キャップ３２および３４ により密封されてしまうので、流体がフィルタ要素の外１１１１１から内部へ流 れることができる。端部キャップ３２および３４には各々中央孔３６および３８ かある。

熱可塑性端部キャップの内側面を、軟化するのに十分であるが好ましくは液化し ない温度に、しかも端部キャンプが円筒の各端部の非多孔性領域と熱可苓的シー ルを形成するのに十分な帯だけ加熱することにより、予め形成された端部キャッ プ３２および３４を円筒状膜１８に付加するのが望ましい。それらに、円筒体の 一端のすべての縁を、軟化した端部キャップに埋め込む。それから、軟化した端 部キャップ材料を、典型的には周囲Ｂｑにより硬化して、端部キャップの密封面 と非多孔性領域の間に熱可唄的密封状態を形成し、それにより漏洩防止シールが 形成さｎる。

端部キャップをフィルタ４ｇに付加する方法は、前述したポールその他の米国特 許Ｅ３，４５７，３３９号明ａ　有に記載されている。そこに記載されたそのよ うな方法と装置を修正して、本発明の端部キャップに適用することができる、本 発明で用いられる方法と、ボー“ルその他の方法の間の主な差異は、ポールその 他が、端部キャップの部分を液化し、それがフィルタ膜の多孔性密封面を辿って 浸透するのに対し、出願人は、膜の密封面が非多孔性であるので、端ジキャップ の密封部分の液化を必要としないことである。

熱可塑性材料の端部キャップが結合しやすいため好ましいが、熱硬化性樹脂を、 結合が行なわれるまで、熱可塑性の、融解可能なまたは熱で軟化可能な重合段階 で用い、その後、樹脂の硬化を完了してもはや分離できないφ造を作ることもで きる。このような構造は、ハウジング部分とフィルタ膜と端部キャップの間の気 密なシールを破壊する恐れもなく、オートクレーピングすることができる。消毒 するオートクレーピング状態で軟化されないほど軟化点が十分高い熱可塑性樹脂 が医学的用途に好ましい。使用できるグラスチック材料の代表的なものは、ポリ オレフィン類（ポリエテレ／、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリイソブチレ ン）、ポリアミド票、ポリビニルクロライド、ポリビニリデン−クロライド、ポ リアクリロニトリル、ポリエステル類、ポリカーボネートな、ポリメタクリレー ト、ポリアリルおよびポリオキシメチレン樹脂である。ポリテトラフルオロエチ レンおよびポリトリフルオロクロロエチレンも使用できる。ポリプロピレンは、 変色またはひずみを起こさずに、オートクレービｙグや消毒に耐えることができ るので、生物液の濾過に好ましい。親水性であるような他の種類の材料は、変色 、ひずみなどのためそのような場合には概して不適当であるが、他の用途には本 発明の嘆と組合わせて使用できる。

本発明のフィルタ要素に使用される親水性の有→ポリマー散孔性フィルタ膜は、 この技術で周知である。

ここで用いられる用語１微孔性膜１の使用により、少なくとも、１ミクロンまた はそれ以上の有効な細孔寸法、または９０ｐｅｉ　より少ない水中の−ここで用 いられるその用語としての一初期あわ立ち点（ＩＢＦ）を有する、多孔性単独層 、多層または補強された単独または多層の膜を意味する。そのような膜に使用さ れる最大細孔寸法は約１．２　ミクロンであるが、またはよりＦまたは８ｐ８１ 　より大きいのが望ましい。単独層の膜は実質的に対称的であるかまたは等方性 であるのが望ましいが、必らずしも必要ではない。１対称的１により、細孔構造 が膜の両側で実質的に同じであることを意釆する。用語１等方性１の使用により 、膜がその到る所で一様な細孔構造を有することを意味する本発明で用いられる 微孔性膜は親水性である。模を述べる際に、用語＠覗、水性の１を用いること罠 より、水を吸収するかまたは吸着する喚を意味する。一般に、そのような戸水性 は、膜の表面に十分な量の水酸化物（ＯＨ−）、カルボキシル（−１：！０ＯＨ ）、アミノ（ＮＨ２）および／または同様な作用のグループが存在することによ り生じる。そのようなグループは、膜の上に水を吸着およば／−ｉ！たは吸収す るのを助ける、すなわち膜が１ぬれる１のを助ける。このような親水性に、水様 流体の濾過に好ましい。

好ましい微孔性膜は、ナイロンで作られたものである。用語１ナイロン１は、共 重合体と三重合体を含む、フィルムを形成するポリアミド樹脂を含むように意図 されており、そのポリアミド樹脂は再硬化するアミドグループを含む。

一般に、種々のナイロンまたはポリアミド樹脂は、ジアミンとジカルボキシル酸 の共重合体、またはラクタムとアミノ酸の単独重合体であるが、これらは結晶化 度または固体構造、溶融点および他の物理的性質においてはなはだしく変化する 。本発明で使用するのに好ましいナイロン類は、ヘキサメチレン−ジアミンとア ジピン酸の共重合体（ナイロン６６）、ヘキサメチレン−ジアミンとセバシン酸 の共重合体（ナイロン６１Ｏ）、およびポリー〇−カグロラクタム（ナイロン６ ）である。あるいは、これらの好ましいポリアミド樹脂は、約５＝１〜約８＝１ の範囲、最も好ましくは約５＝１〜約７＝１の範囲内のメチレン（Ｃ！Ｈ２）対 アミド（ＮＨＣＯ）グループの比を有する。ナイロン６とナイロン６６が各々６ ：１の比を有するのに対し、ナイロン６１Ｏが８：１の比を有する。ナイロン重 合体は、分子量に関して、約１５，０００から約４２，０００　（数字は平均分 子量）の範囲内でかなり変化する種々の等級で、および他の特性で入手できる。

重合体チェノを構成するユニットの非常に好ましい種は、ポリへキサメチレン− アジポアミド、すなわちナイロン６６であり、また約３０　、０　＋１０以上の 分子量が望ましい。添加剤のない重合体が概して好ましいが、酸化防止剤または 同様な添加剤の添加は、成る条件では利益があるだろう。

さらに、多数の会社により製造される、市場で入手可能なフィルタ要素に使用さ れるどの親水性型の微孔性膜も、本発明のフィルタ要素に使用するのに、もしか すると適しているかもしれない。それらは、例えば、ポールコーポレーションの Ｎ６６０ＬＴ工ＰＯＲとＰＯ２よりＹＮＨＪ　Ｎ６６　（ナイロン）、ミリボア （Ｍｉｌｌｉｐａｒθ）のＤＯＲＡＰＯＲＦｉ　（ポリビニリデンーフルオリド ）、ケルマン・サイエンス・インコーポレーテド（Ｇｅｌｍａｎ　５ｃｉｅｎｃ ｅｓ　工ｎｃ、）のＭＩＴＲ工０ＦｉＬ（セルローズのエステル、Ｐ　Ｖ　Ｏ共 ７７１　合体）　、ＶＢＲ８ＡＰＯＲ（アクリル共重合体）、ゲーア・コーポレ ーション（Ｇｈｉａ　Ｃａｒｐ）　のナイロン模である。

好ましい微孔性膜は、マリナシオその伸の米国特許第３，８７６．７３８号明細 書に開示された方法によりナイロンで作られる。そのような嘩を製造するための 他の方法は、ポールのヨーロッパ特許出願＄１）００５５３６号に記載されてい る。これらの両方の参考文献の全部の開示を照合によりここに加入する。

ナイロン像孔性膜を作るこれらの両方法は、′急冷技術１として、すなわちフィ ルムを形成する重合体の溶液を基体の上へ流し込みまたは押し出して、流し込ん だフィルムを急冷することとして述べることができる。

広義には、マリナシオその他は、基体の上へ溶剤系中のフィルム形成１合体から なる流し込み溶液を流し込みまたは押し出して、ポリマーのための無溶剤系で構 成された浴で急冷することにより微孔性膜を製造する。

マリナシオその他によるフィルムに微孔を発現するのに責任のある最も重要なパ ラメータ（例えば、細孔寸法）は、重合体と共に用いられる溶剤系と、フィルム を急冷する際に用いられる無溶剤系である。重合体のための溶剤の遺沢は、使用 される重合体材料の性質により決められ、かつマリナシオその他に詳細に記載さ れた溶解度パラメータに基いて経験的に決めることができる。

好ましいナイロン嗜孔性嘩を形成するための流し込み溶液は、重合体のための溶 剤系のナイロン重合体である。アルコール可溶性ナイロンと共に使用できる溶剤 は、比較的低いブルカノール桶のような溶剤、倒えはメタノール、エタノールお よびブタノール、およびこれらの混合物を含む。非アルコール可溶性ナイロンは 、酸の溶剤、例えば蟻酸、くえん酸、酢酸、マレイン酸および同様な酸に溶ける ことが知られている。組成後のナイロン溶液は、ナイロン溶液と混和できるナイ ロンのための非溶剤で希釈する。非溶剤での希釈は）マリナシオその他によれば 、ナイロンの初期析出点まで行なうことができる。非溶剤は、利用されるナイロ ン溶剤に基いて選択される。例えば、水混和性ナイロン溶剤を用いるときには、 水が非溶剤であることができる。一般に、非溶剤は水、メチルフォルマート、メ タノールおよびエタノールのような水性低級アルコ−／Ｌ−ＺＭ　、グリセロル 、グリコール、ポリグリコールのようなポリオール類とエーテルおよびこれらの エステル、および前述のものの混合物であることができる。

前述のボールの特許出願は、ナイロン重合体をナイロン微孔性［Ｋ変換するため に使用できる他の同様な方法を述べている。広義には、ボールは、ポリアミド流 し込み溶液から無皮の親水性のアルコール不溶性ポリアミド樹脂を准備するため の方法を提供する。ポリアミド樹脂のための非溶剤の添加を制御して、溶液の核 形成を誘起して、ポリアミド樹脂粒子の目に見える析出を得ることにより、流し 込み溶液を形成する。

それから、流し込み溶液を、例えばそれがマリナシオその他またはボールのもの であろうとなかろうと、基体、すなわち補強ウェブまたは非多孔性基体の上へ広 げて、その上に薄いフィルムを形成する。それから、流し込んだフィルムを、フ ィルムに微孔を形成するのに十分な時間、ポリマーのための非溶剤系を含む急冷 浴と接触させる。ナイロン做孔性膜を形成するための好ましい急冷浴は、メタノ ールと水、または蟻酸と水の非溶剤系を含む。

これらの好ましいナイロン膜、すなわちマリナシオその他とボールに記載された ナイロン膜は、高い有効表面積と、狭い細孔寸法分布および適肖な細孔容積を有 する、制御御された細孔範囲の高い有効表面積と細かな内部微小構造とを有する 等方性構造を特徴とする。

例えば、代表的な０．２２ミクロン定格のナイロン６６膜（ポリへキサメチレン −アジボアミド）は、約４５〜５０　ｐｓｉｄの初期あわ立ち点（よりＰ）、約 ５０〜５５　ｐｓｉｄのあゎ一全面一点（ＦＡＯＰ）を示し、５ｐｓｉｄで７０ 〜８０ｍ１／分の水の流！（４７ｍｍ１直径円板）か得られ、そして約１３ｍ２ ／ｇの表面積（ＢＩＴ、窒素吸着）と約４．５〜４．７５ミルの厚さををする。

一般に、微孔性フィルタ弾は、約１ミルから約２０ミルまでの範囲、好ましくは 約１〜約１０ミルの範囲の厚さで流し込まれる（ぬれ厚さ）。重合体溶液を流し 込んで急冷した後、膜を、急冷浴および膜が流し込まれた基体から像り出してそ れから洗浄する。

それから、洗浄した弾を、仙、の洗浄した膜に積層するか、または任意にウェブ にこの技術で周知の方法により積層して、補強された積層濾過膜を形成するのが 望ましい。独特の補強膜が、１９８１年１２月８日にハーネスその他で出願され た譲り受け人の米国特許出願第３３２　、　Ｉ）　６８号明細害で、今の米国特 許第号に記載されかつ請求されており、その全部の開示を照合によりここに加入 する。積層をなしとげるには、互いの上に並置された複数の層を、加熱されたロ ーラを通過させて積層物を加熱し、かつ弾を一緒に乾燥させるのが望ましい。こ のような乾燥は、収縮を防止するために拘束下でするのが望ましい。膜の乾燥を 拘束下ですることは、１９８０年１０月２７日にレピッティの名で出願された譲 り受け人の共に係属中の米国特許出願第２０１，０８６号明細書で、今の米国特 許第　号に記載されている。この出願の全０ 部の開示をここに照合により加入する。一般に、乾燥しながら、嘆を乾燥面、例 えはドラムの周りに緊密に巻くようなどんな適当な拘束技術を用いても良い。二 軸制剤が好ましく、また積層された腹を緊張させるのが最も好ましいと考えられ る。

濾過膜のための最終乾燥および硬化Ｔ晶寒は、脚を乾燥して硬化させるのに十分 でなければならない。この温度は、膜ＶＣ脆化または仲の有実な影響を与えずに 乾燥時間をできるだけ少なくするために、約１２０’Ｃから１４０℃までである のが望ましい。濾過膜の全部さは、約３ミルから約３０ミルであるのが望ましい が、最も望ましいのは約５〜１５ミルの厚さく乾燥厚さ）温度の下で貯了する。

膜の形成後は、１９８１年１　（１月２３日にオストライヒルその他で出願され た米国特許出ρｎ第３１４，３０７号、今の米国特許第号に従って膜を処理して 、特に非経口的液または生物液の濾過に適する、陽イオンで荷電した修正された 微孔性膜を作るか、または１．９８１年５月２９日にハーネス（Ｂａｒｎｅｓ） その他で出願された米国特許出願第２６８，５４３号に従って膜を処理して、特 に高純度の水の濾過に適した、すなわち電子構成部品の製造で要求される少なく とも１８メグオーム−ａｍの抵抗をもつ、陽イオンで荷電した修正された他の種 類の微孔性膜を作ることができる。これらの両方の全部の開示をここに照合によ り加入する。

フィルタ膜の一体に予め形成された非多孔性密封領域を作る方法は、膜の細孔を つぶして密封領域を作ることによる。実質的に非多孔性の密尉領域により長手方 向に境界された細長い多孔性＠過領域を含む、好ましい形状のフィルタ膜をこの 方法により作るために、第４図、第４Ａ図および第４Ｂ図の装置を利用できるそ の装置は、大まかに言って、支持ローラ４４を含み、この支持ローラの上を微孔 性膜４６が通る。膜を、この技術で周知の方法のどれによっても、好ましくは前 述のマリナシオその佃の方法により作ることができる。

圧搾ロー２４８は、各々力Ｆを加えられているが、それから濾過領域の長手方向 境界に沿って回転され、そのとき膜の細孔を支持ドラムに押しつぶして非多孔性 領域５０を作る。膜を作るこのような方法によると、支持ローラ４４と圧搾ロー ラ４８の間の領域の細孔構造が部分的におよび／または全体的につぶされる。

このようなつぶされた細孔構造は、強くて可撓性がある。ナイロン膜を高い圧搾 力Ｆでつぶしてなめらかで透明なフィルムにすることができるが、このような程 度に押しつぶすのは本発明の目的を達成するのに必要でない。あわ立ち点試険に よれば、圧搾領域かあまり高いあわ立ち点を有していて慣用の手段では測定でき ない、すなわちその領域は、実質的に非多孔性であることが分る。さら（、最初 のあわは界面に歩われないが、濾過領域内に十分に現われ、界面に細孔の損傷が ないことを示す。

第４Ａ図を参照すると、圧搾ローラ４８に、多孔性４６と非多孔性領域５０の間 の界面近くにある表面にテーパーを設けて、これらの＠域の間にや、勾配の欠陥 線を防止することは望ましいことである。任意に、圧搾すべき領域を一層厚く流 し込んで、圧搾後一定厚さのフィルタ膜を設けることができる。ｇ４Ｂ図を参照 すると、ローラ４８の端部に切断面５２を設けて膜を同時に切り取って圧搾する ことも望ましいことである一体に実質的に非多孔性の密封領域により、長手方向 に境界された細長い多孔性濾過領域を有する、好ましい細長い微孔性フィルタを 作る他の方法は、同時に流し込みと急冷をする方法による。概して、これは。

前述したマリナシオその他およびボールの参考文献により、膜を製造する周知の 方法を含む。本発明の嗅を準備するために利用できる装置を概略示す第５図を参 照すると、第一５４および第二５６の流し込み溶液が準備されている。各流し込 み溶液は、溶剤系中に成る量のフィルム形成重合体を有する。これらの流し込み 溶液の両方を同時に、流し込み箱５８，６０．６２を介して流し込み面６４の上 へ流し込んで、二つの縁部流し込み＠域６８，７０により境界された細長い流し 込み領域６６をそれぞれ形成し、その際、各階部流し込み領域が、細長い流し込 み領域の長手方向縁に隣接し、かつこれと＝ｎしている。それから、これらの流 し込み領域を同時に、適当な櫂孔を流し込み悼域に形成するのに十分な時間の１ 、急冷浴７２と接触させる。＠部領域に、濾過領域より小さい細孔寸法を設ける ために、重合体の骨、溶剤系および非溶剤％Ｗを各々個々に選択する。これらの 囃部句域は実質的蔽北多孔性であるのが望ましい。以前に指摘したように、好ま しいフィルムを形成する重合体はナイロンである。

溶剤系は、重合体のための少なくとも一つの溶剤と、一つの非溶剤の混合物を含 む。使用される非ｙ４　Ｓｌの場は、溶液の桜彬成を誘起して明らかな、凝績を （ヰるのに必要な量より大きくないのが望ましく、そのとき、溶剤はｌｌｔであ り、かつ非溶剤は、メタノール、メチルフオルマート、水およびグリセロル鎮か らなるグループから選択する。非浴剤系は、メタノールと水、または麹酸と水の 混合物であるのが望ましい。

重合体、溶剤物質および非溶剤物質の量を変えて、膜、特にナイロン膜に異なる 細孔寸法を達成する仕方は、この技術で例えば前述したマリナシオその仙とポー ルから周知である。一般に、流し込み溶液中の非溶剤対貫合体の比を増加するこ とにより、製造される膜の細孔寸法が減少する。例えば、重量で１６係のナイロ ン１．４４５のメタノール／ナイロン比および釣り合った癩酸を含む流し込み溶 液が、重量で３０％のメタノール、２．０％の・掃酸および６８％の水を含む急 冷浴に流し込まれると、約、２ミクロンの細孔を有する膜を生じる。すべての他 のパラメータを同じにしたまま、メタノール／ナイロン比を、４８　に増加する と、減少した細孔寸法を有する膜を生ずる（例■参照）。

さらに、重合体、溶剤および非溶剤物質の量の選択は、膜の間の界面の時性が二 つの流し込み溶液の間の交差拡散により有害にもたらされないように選択しなけ ればならない。

ナイロンフィルタ摸の好ましい形態は、嘆（ヒートシールされた非多孔性テープ の実質的に非多孔性領域により境界された細長い多孔性挿過領域である。そのと き、この膜はその長さに対し横方向にひだがついていて、円筒に形成されている 。テープを膜の両面に付加することができるけれども、テープを膜の一面のみに 付加することにより本発明の目的を達成できることが見出だされた。

この好ましい形態のフィルタ瞑を作るために、第６図の装置を利用できる。この 装置は、大ざっばに言って、一対の積層ローラ４４を含み、ローラ４７から供給 されるナイロン微孔性膜４６が、これらの積層ローラ４４を通って進む。膜は、 この技術で周知の方法のどれによっても、好ましくは前述のマリナシオその他の 方法により作ることができる。１ｊ＠　４６がローラ４４に入るちょうど前に、 チーズ供給ローラ４８が非多孔性テープ５０なヒートシュー５１を横切って、か つ長手方向号に沿って給送する。テープ５０の下＜Ｂ１１ｊに付けられた鼻者剤 接着剤を欧化し、かつ冷却すると、テープを膜４６に些合できるのに十分な湛守 にヒートシュー５１を加；担オ乙。そのよっな温度は、使用される蒔定のナイロ ン、テープ、テープ厚さ、接着剤１．ｚとに依存する。その方法を一層正確に制 御して−の損傷を防止するために、シュ・−５１を各々個々に種々の温度に加熱 することができる。ローラ４４が、膿の長手方向セくに沿って力を加えて、テー プ５０を嗅４６の縁にヒートシール″′＃−る。それから、嗅４６を引張りロー ラ５２を経て巻取りローラ４８へ運ぶ。このような手１．ｉ＠に特ンこ適し−Ｃ いることか分った装置は、ノースカロライナ州、マシューのラミネックス・イン コーポレーションの修止されたモデルＮｏ、２５である。装置は、装置の全部に 単独のロー・うよりも、むしろ、２つのテープ給送口・−ラ４８を受けるように 改変されている。

１ヒー！・シール可能ブエ・・・テープ１という用語を用いることにより、−面 でナイロン膜基体にヒートシールできるテープを意味する。テープは、テープ材 料またはナイロ、′膜の溶慶温度」：り低い温度で、しかも冷却する２アー・２ ′をナイロン膜に結合できる温度で溶融する無溶剤溶＠接着剤で神覆するのが望 ましい。無溶剤熱溶融接着剤は、典型的な熱消毒兼オートクレーブ温度で、例え ば約１　ｔ）　＋１　’Ｃ以上で接着作用しないような低い溶改温咋をもつべき ではない。そのような溶神接嘴剤は、例えば、ポリアミド類およびポリオレフィ ン型の髪六剤である。好ましい接−惰剤はポリエチし／ンである。

利用するテープに、ポリエステル型のテープがＴ１りいが、非′Ｊ−橿性であり 、使用温度、オートクレーピング名よぴ糸封作皐に耐えることかで≧、有雲な抽 出物を生じないどんな車合伏テープでも月１甲で永る。そＪゝよ５な中途に適す る他のテープはポリアミド類、ボリオレフイ：／　二’ｊ）などである。熱ｆべ 融接着各１をその上に矛ｊ４る、１１）゛易グ・人１手す丁＾止なｌ子ましいテ ープは、ラミネノクス・インコーポレーションにより商標ハーマラム（ＰＥＲＭ Ａｌ、ＡＭ）を付けて販売さｒ５、かつポリエチレンの無溶剤熱溶１神■着剤を 有するポリエステルチーブである、との！侍別なテープを用いるときには、膜と 接（ｂ化くいるヒートシューを約２　（１１１’Ｆ　（９３℃）に加兎し、かつ テープと接触しているヒートシューを約３１）　Ｕ　Ｆ　（１４９℃）に加熱す る。

ポリエステルチーブを、膜の縁にヒートシールすることにより作られた膜の、密 封領域の走査電子マイクログツ７・によると、テープが膜の表面細孔を完全に塞 いでい−し、γ・孔性膜への有意な浸入がない。かくして、子−７忙よれば、引 続き付加されて嗅を補強する端部キャップの軟化材料が、細孔に入らないように 防止され、このため凄造中嗅が熱や轡械的応カにより劣化する機会が減少する。

本発明のフィルタ要素のこの好ましい実施例には、ナイロン膜を好ましいフィル タハウジング、すなわちポリプロピレンと共に利用でき、製造が簡単であり、そ してテープを喚にまたはフィルタハウジングを喚に接着するのに用いられる浴剤 がないという利益がある。また、テープが膜の構造上の剛性を増して、例えば端 部キャップを軟化する温度を一層低くすることができるので、エネルギーの節約 となり、かつ膜に対する損傷が減少する。

生物液に関係するいわゆる無菌の薊過作用のために、フィルタ要素を使用前にオ ートクレーピングまたは熱水洗浄により衛生的にする、すなわち殺菌する。不発 明の瀞過要素と膜はこの種の処理に抵抗性かあり、かつそのような状態の下でも それらの一体性を保つ。

さらに、本発明のフィルタ要紫は、多数の湿潤および乾燥サイクルや、高い前進 流（第１図）および逆流（図示せず）圧力に失敗なく耐えることかできる。

さて本発明をおおむね述べて来たが、特定の例を参照することにより本発明が一 層良く分るようになるだろう。これらの例は、例証の目的のためにのみここに含 まれており、細かに言わなければ本発明を限定することシン。：図１．てない。

Ｌイ・め化５成する１という用語を使用することにより、実質的に非多孔性領域 が平らなｐｇＨ上ｆ、ずたはその中に形成されることを意味イる。

“一体に予め形成する１という用語の使用により、果４的に非多孔性の領域が多 孔性ｒＪ過仙域と単一体であり、かつ木質的に多孔性１堝領域と同じ有卆的重合 体材料からなることを意味する。

例 次は、イベての例で利用される測定および試貰手ｊｊ＠Ｅ　菜Ｐ　厚さは、１７ ２インチ（１，２７ｃｍ）ｔｑ径のプラテンダイアルインジケータ厚みゲージで 泪１９した。

ゲージオ漬囲は土０　、　ｔ＋　００　（１５インチ（±、０５ミル）であった 。

初期３あわ立ち点（ＩＢＰ）とあわ−全面一点（ＦＡＯＰ）試験 直径４７　ｍｍの円板の膜サンプルを、円板の蹄を密封する特別な試験ホルダに 入れる。膜の上に、かつその上面と直接接触して、有孔ステンレス鋼支持スクリ ーンがある。このスクリーンは、ｇ−気圧が嘆の底面に加えられたときに膜が変 形ｔまたｈまたは破壊したりしないよう防止する。膜と支持スクリーンの上に、 ホルダには、蒸留水が導入される１インチ深さの空洞が設けられている。最初の 気泡の流れが、水でぬらした膜により水の静止プールの中へ放出されるまで調整 空気圧を増加する。この最初の気泡の流れが放出される空気圧が初期あわ立ち点 （ＩＢＰ）と呼ばれる一ＡＳＴＭＦ　３１６−７　参照。

一度初期あわ立ち点の圧力を測定して記優すると、調整器とサンプルホルダの間 のラインの＃置針により測定される、ぬらした膜サンプルを連る空気流量が１ｏ ｏｃｃ／分に達するまで空気圧をさらに増加させる。この流量における空気圧が あわ一全面一点（ＦＡＯＰ）と呼ばれる。

流量試験 直径４７　ｍｍの円板の嘆サンプルを、塀圧水が膜を通って流れること°ができ る試験ハウジングに入れる。

予め戻過された水を、５　ｐａｉｄ　の差圧で役サンプルを通過させる。目盛付 シリンダを用いて、−分間に膜サンプルを通過した水の容重をｌｌｊ定する。

公称表面積約ｔ３ｍ２／ｇおよび公称細孔寸法定格０．２　ミクロンを有する代 表的なナイロン６６の膜を１マリナシオその他の米国特許第３，８７６．７３８ 号の方法により、次のものを用いて準備した。

ｌ）重量で約１６パーセントのナイロン６６（Ｍｏｎｓａｎｔｏ　Ｖｙｄｙｎｅ 　６６Ｂ　）と、（マリナシオその他の方法により要求される）必要なドープ混 合温度、時間、圧力などで所望の最小初期あわ立ち点４２ｐθ１　を生じさせる ための溶剤の蟻酸と非溶剤のメタノール（表１参照）の適正な混合物とからなる 流し込み溶液。

２）重帯で３（）％のメタノール、２．０％の蟻噛および６８％の水の急冷浴組 成物（ナイ）　（Ｋｎｉｇｈｔ）その他の米国特許第３，９２８，５１７号の方 法により要求されるよ５に再生された）、 ３）３０インチ直径の流し込みドラムの上の流し込み速度９６インチ／分、およ び ４）急冷浴温度２３℃。

膜は、約２．５　ミルの厚さの乾燥した単独層を得るために、流し込み液を、ぬ れた状態で流し込まれた際の厚さを約４．５ミルにして急冷浴の表面の真下のド ラムの上へ流し込むことにより作った。膜をドラムから付加の点から約１８０’ の弧で分離させ、そして急冷浴から一連の高純度水洗浄域へ導いた。それから、 ぬれた膜を細長く切って、流し込まれた４０インチ幅から１５インチ幅２つにし 、そして別々の中空心部に２００フイートの長さに巻き取った。これらの外側層 は、次の処理前の数日間、このようにぬれた状態で貯蔵することができる。これ らの層の膜特性は、１９８１年１０月２７日に出願されたレベツテイの米国特許 出願第２０１．０８６号の方法により必要とされる拘束条件の下で、この膜の二 重層サンプルを乾燥後に得られる。

ナイロン　１６．０６　重量係 ＠　酸　７７．０１　重４に係 メタノール　６．９３重量係 流し込み溶液混合条件 温　度　３０　℃ 時　間　５　時間 圧　力　ｐｓｉｇ　１　、Ｑｐａｉｇ 膜特性 エ　ＢＰ　ＦＡＯＰ　厚　さ　Ｑ ４２．３　５１．５　５．３８　８１．３公称表面細孔寸法定格０．４５ミクロ ンを有する代表的なナイロン６６の膜を、例Ｉで述べた同じ方法により準備した 。流し込み溶液組成と混合条件の変更は表■に示しである。

ナイロン　１６．１５　重景係 蟻　酸　７７．４５　重量係 メタノール　６．４０　重責係 流し込み溶液混合条件 温　度　３０　℃ 時　間　５．０時間 圧　力　ｐｓｉｇ　１　、Ｑｐｓｉｇ 膜特性 工　ＢＰ　ＦＡＯＰ　厚　さ　Ｑ ２１７　３４　５．８３　１７０ 公称細孔寸法定格（）、６５ミクロンを有する代表的なナイロン６６の膜を、例 ■に述べた同じ方法で作った。ただし、１２．５インチ直径の流し込みドラムで ３０インチ／分の流し込み表面速度で作った。シートの湿潤厚さは５．５　ミル であった。流し込み溶液組成と混合条件の変更は辰ＩＩＩに示しである。

ナイロン　１６．００　型骨チ 蟻　酸　７８　、　ｔ）　４　重量係 メタノール　５．９６重量係 流し込み＠液混合条件 温　度　３０　℃ 時　間　３時間 圧　力　ｐｓｉｇ　０．０１）Ｂｉｇ 膜％件 工　ＢＰ　ＦＡＯＰ　厚　さ　Ｑ １６．０　１９．５　３．９０　６２０本発明の好適な膜のサンプルを、第５図 に示した装置と同様な装置で進備した。使用した流し込み溶液は次の通りであっ た。

慣用のＬ）、２ミクロン　１非多孔性１縁ナイロン−１６重量係　ナイロン−１ ６重号係メタノール／ナイロンー（Ｌ４４５　メタノール／ナイロン＝０．４８ 犠酸＝釣合った量　感懐−釣合った量 急冷浴−例■参照 シート幅の半分を慣用の流し込み溶液から流し込むとともに、他の光分を、修正 した１非多孔性１流し込み溶液から流し込むことにより喚を流し込んだ。二つの 溶液が流し込みナイフの下を移動して急冷浴の中へ入るちょうどその時に接触で きるように、流し込み箱のセパレータを緩和した。

その結果としてできた膜シートは、半部の間に、はっきりした目に見える境界を 示した。慣用の流し込み溶液から流し込まれた半部は、白色でかつ不透明であっ た。非多孔性流し込み溶液で流し込まれた半部は、半透明であった。半透明な半 部がわずかに（０，２〜０．３　ミル）薄かった点を除いて、２つの隣接する半 部の間に明白な機械的不連続がなかった。あわ立ち点試験を、フープ乾燥したサ ンプルで実施したが、その結果は次の通りである。

白色、不透明な１慣用の流し込み溶液半部：よりＰ−４９ｐｓｉ ＦＡＯＰ　−５４１１８１ 半透明の１修正した非多孔性１半部： ９０ｐｓｉ（試験装置の限界）まで少しのあわの徴候これらの結果によると、所 望の膜シート構造が得られたことが分る。すなわち、非多孔性１（ＩＢＰ９０ｐ ８１）を有する慣用の多孔性０．２ｕｍ膜（よりＰｄ２）には、同時の流し込み と急冷技術を用いても、界面に構造的欠陥またはあわ立ち点の沈下がなかった。

このような非多孔性縁のついた膜を、ひだ付きフィルタカートリッジの製造の際 に使用すれば、膜と通常疎水性の端部キャップおよび／−１：たは疎水性の接着 剤との間の界面に起こるあわ立ち点の沈下のすべての問題が除かれるだろう。

乾燥した二重層のナイロン膜を例Ｉに従って準備した。滑らかな表面のローラを 、ガラス板に置かれた静止膜を横切って動かすことにより、サンプルの膜をガラ ス板とステンレス鋼ローラの間で圧搾した。膜の上に載るローラの圧力を変える ことにより、種々の程度の圧搾が得られた。圧力が高いと、白色の不透明な膜が 全く透明な状態に変る。

圧搾領域は、９　Ｑ　ｐｓｉ　以上のよりＰを有して（・た。圧搾と非圧搾領域 の間の界面についてあわ立ち点の試験をした（　ＩＢＰ　、ＦＡＯＰ）。非圧饗 喚碩域は、４２　ｐｅｉのＩＢＰを有していた。最初のあわが圧搾と非圧搾像域 の間に生じなかったが、非圧搾領域内に十分に生じた。圧搾前の元の膜は、より 　Ｆ　４３．８１３Ｂ１、平均厚さ５．０７ミル、ＦＡ　ＯＰ４７，７　ｐｓｉ 、平均流量８７．７ｍｌ／分、０４７　ｍｍサンプルホルダで５ｐｓｉｄを有し ていた。

ＦＩＧ、ＩＢ ＦＩＧ、　４ ＦＩＧ、５ ＦＩＧ、　６ 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １事件の表示　、−ｍ− ÷＋−−←−−−二−二→　ｌ： ＰＣＴ／ＵＳ　８３１００８２２ ２、発明の名称 微孔性フィルタ膜を有するフィルタ要素３補正をする者 事件との関係　特許出願人 エイエムエフ　インコーホレーテッド 昭和５９年　３　月２９日 （発送日　昭和９年　４月　３　日） ６、補正の対象 特許法第１８４条の５第１項の規定による１面の特許出願人の欄、委任状、図面 の翻訳文 国際調量報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）一体に予め形成された実質的に非多孔性の密封領域を有する、親水性の 有機的重合体微孔性フィルタ膜と、ｂ）密封領域と熱可塑的密封関係にある熱可 塑性密封面を有するフィルタハウジングとからなるフィルタ要素。 ２、ａ）膜にヒートシールされた非多孔性テープの予め形成された実質的に非多 孔性密封領域を有する親水性の有機的重合体微孔性フィルタ膜と、ｂ）密封領域 と熱可塑的密封関係にある疎水性の熱可塑性密封面を有するフィルタハウジング とからなるフィルタ要素。 ３、ａ）円筒状の親水性の有機的重合体書孔性フィルタ膜を備え、このフィルタ 膜が、円筒の各端部に一体に予め形成された実質的に非多孔性密ｐ　軸域乞有し 、またｂ）予め形成された密＠領域と熱可塑的密封関係にある疎水性の熱可塑性 密封面を有する各端部の端部キャップを備えたフィルタ要素。 ４、ａ）円筒形の親水性の有接的重合体微孔性フィルタ膜を備え、このフィルタ 膜か、膜にヒートシールされた非多孔性テープの円筒の各端部に、予め形成され た実質的に非多孔性の密封領域を有し、ｂ）予め形成された密封領域と熱可塑的 密封関係にある疎水性の熱可塑性密封面を有する各端部の端部キャップを備えた フィルタ要素。 ５、円筒の各端部が、予め形成された熱可塑性の端部キャップに埋め込まれてい る、請求の範囲８３項または第４項記載のフィルタ要素。 ６、膜にひだを付けである、請求の範囲第３須または第４項記載のフィルタ要素 。 ７、テープが、無溶剤の熱溶融接着剤で被覆された重合体フィルムで構成されて いる、請求の範囲第２項または第４項記載のフィルタ要素。 ８、テープが、ヒートシール可能なポリエチレンで被橢されたポリエステルフィ ルムで構成されている、請求のａ問第７項紀載のフィルタ要素。 ９、一体に予め形成された密到＠切が、膜のつぶれた細孔の領域である、請求の 範囲第１項または第３項記載のフィルタ要素。 １０、有機的重合体がナイロンである、請求の範囲第１項、第２項、第３項また は第４項記載のフィルタ要素。 １１、有機的重合体がポリへキサメチレン−アジボアミドである、請求の範囲第 １Ｏ項記載のフィルタ要素１２、膜が、約、０５から約１．２ミクロンまでの細 孔寸法を有する、請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載のフィル タ要素。 １３、膜が、約、２から約、８５ミクロンまでの細孔寸法を有する、請求の範囲 第１２項記載のフィルタ要素１４．さらに、親水性膜の実質的にすべてのぬれた 面に結合された、電荷修正量の陽イオン電荷修正剤を含む、請求の箪囲第１項、 第２項、第３項または第４項記載のフィルタ要素。 １５、円筒が、予め形成された密封領域により長手方向に境界された細長い多孔 性濾過膜を含むフィルタ膜で形成されている、請求の範囲第３項または第４項記 載のフィルタ要素。 １６、液体を請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載のフィルタ要 素を通過させることからなる、水様液の濾過方法。 １７、液体を請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載のフィルタ要 素を通過させることからなる、非経口的な液または体液の濾過方法。 １８、一体に形成された実質的に非多孔性の密封領域により長手方向に境界され た細長い多孔性濾過領域を含む、親水性の有機的重合体微孔性フィルタ膜。 １９、膜にヒートシールされた非多孔性テープの実質的に非多孔性密封領域によ り長手方向に境界された細長い多孔性濾過領域を含む、親水性の有機的重合体微 孔性フィルタ膜。 ２０、非多孔性密封領域が、濾過領域の長手方向境界に沿って膜の押しつぶされ た細孔の領域である、請求の範囲第１８項記載のフィルタ膜。 ２１、テープが、無溶剤の熱溶融接着剤でダ覆された重合体フィルムで構成され ている、請求の範囲第１９項記載のフィルタ膜。 ２２、テープが、ヒートシール可能なポリエチレンで被覆されたポリエステルフ ィルムで構成されている、請求の範囲第２１項記載のフィルタ膜。 ２３、有機的重合体がナイロンである、請求の範囲第１８項または第１９項記載 のフィルタ膜。 ２４、有機的重合体がポリへキサメチレ７−アジポアミトテアル、請求の範囲第 ２３項記載のフィルタ膜。 ２５、フィルタ膜が、円筒の各端部に密封領域を有する円筒の形をしている、請 求の範囲第１８項または第１９項記載のフィルタ膜。 ２６、膜にひだケ付けである、請求の範囲第２５項記載のフィルタ膜。 ２７、第一の多孔性フィルム領域と第二の隣接するフィルム領域とを有し、かつ 第二のフィルム領域の細孔寸法が第一のフィルム領域の細孔寸法より小さい有機 的重合体微孔性フィルタ膜を準備する方法において、　ａ）第一の溶剤系中の成 る量のフィルム形成重合体からなる第一の流し込み溶液を準備し、　ｂ）第二の 溶剤系中の成る量のフィルム形成重合体からなる第二の流し込み溶液を準備し、 　Ｃ）第一および第二の流し込み溶液を流し込み面の上へ同時に流し込んで、そ れぞれ第一の流し込み領域およびこれと接触している第二の隣接した流し込み液 覆領埴を設け、ｄ）同時に、流し込み＄〜領領域適当な微孔を形成するのに十分 な時間の間、流し込み領域馨、重合体のための非溶剤系を含む急冷浴と接触させ て、それによりそれぞれ第一およびシニフイルム領層を形成させることからなり 、その際重合体の号と溶剤および非溶剤系は、撃二のフィルム＠域に氾−のフィ ルム領域より小さい細孔寸法を設けるように各々何個に選択する方法。 ２８、第二の多孔性領域が実質的に非多孔性である、請求の範囲第２７項記載の 方法。 ２９、二つの縁側域により長手方向に境界される細長い多孔性濾過領域を有し、 かつ縁側域の多孔度が濾過領域の細孔寸法より小さい親水性の有機的１今の溶剤 系中の成る情のフィルム形成重合体力・らなる第一の流し込み溶液を準備し、　 ｂ）第二の溶剤系中の成る号のフィルム形成重合体からなる第二の流し込み溶液 を準備し、　Ｃ）罪−および第二の流し込み溶液を流し込み面の上へ同時に流し 込んで、それぞれ、二つの縁部流し込み領域により境界された細長い流し込み領 域を設け、その際、各９９流し込み領域が細長い流し込み領域の長手方向縁に隣 接し、かつこれと接触するようにし、　ｄ）同時に、流し込み領域に適当な借孔 を形成するのに十分な時間の間、流し込み領域を、重合体のための非溶剤系から なる急冷浴と接触させて、それにより、そわぞれ濾過および縁領域を形成させる ことからなり、その際重合体の量と溶剤および非溶剤系は、縁＠域に濾過領域よ り小さい細孔寸法を設けるように各々個々に選択する方法。 ３０、縁領域が実質的に非多孔性である、請求の範囲第２９項記載の方法。 ３１、フィルムを形成する重合体がナイロンである、請求の範囲第２７項または 第２９項記載の方法。 ３２、溶剤系が、少なくとも一つの溶剤と重合体のための一つの非溶剤の混合物 からなり、非溶剤の量が、溶液の核形成を誘起して目に見える沈澱物を得るのに 必要な量より大きくなく、前記溶剤が蟻酸であり、かつ前記非浴剤を、メタノー ル、メテルフォルマート、水およびグリセロールからなるグループから選択し、 そしてｂ）非溶剤系が、メタノールと水または麹酸と水の混合物である、請求の 範囲第３１項記載の方法。 ３３、実質的に非多孔性の領域により長手方向て境界された細長い多孔性濾過領 域を有する親水性の有機的重合体微孔性フィルタ膜を準備する方法において、ａ ）細長い多孔性濾過領域を有するフィルタ膜を準備し、そして　ｂ）細孔を濾過 領域の長手方向境界に沿って押しつぶすことからなる方法。 ３４．有機的重合体がナイロンである、請求の範囲第３３項記載の方法。 ３５、有機的重合体がポリへキサメチレン−アジポアミドである、請求の範囲第 ３４項記載の方法。 ３６、さらに、膜を、円筒の各端部に実質的に非多孔性の領域を有する円筒に形 成することを含む、請求の範囲第３０項または第３３項記載の方法。 ３７、さらに、嘆にその長さに対し横方向にひだを付け、そしてひだの付いた膜 を、円筒の各端部に実質的に非多孔性の領域を有する円筒に形成することを含む 、請求の範囲第３０項または第３３項記載の方法３８、実質的に非多孔性の″ｆ ｆ封領域により長手方向に境界された、細長い多孔性＃ｆ過俤域を有する親水性 の有機的重合体微孔性フィルタ膜を準備する方法において、　ａ）細長い多孔性 濾過領域を有するフィルタ膜を準備し、そして　ｂ）ヒートシール可ｔＦＡｒｇ 非多孔性テープを濾過領域の長手方向境界に付加することからなる方法。 ３９、有機的重合体がナイロンである、請求の範囲第２０項記載の方法。 ４０、テープが、無溶剤の熱溶融接着剤で被覆された重合体フィルムで構成され ている、請求の範囲第３８項記載の方法。 ４１、テープが、ヒートシール可能なポリエチレンで被覆されたポリエステルフ ィルムで構成されている、請求の矩囲第４０項記載の方法。 ４２、さらに、膜を、円筒の各端部に実質的に非多孔性の領域を有する円筒に形 成することを含む、請求の範囲第３８項記載の方法。 ４３、さらに、嗅にその長さに対し横方向にひだを付け、そしてひだの付いた幅 を、円筒の各端部に実質的に非多孔性の領域を有する円筒に形成することを含む 、請求の範囲第３８項記載の方法。 ４４、　ａ）　円筒状のひだ付き膜を請求の範囲第３０項または第４３項記載の 方法により進備し、そして　ｂ）予め形成された端部キャップを膜に次のように して付加し、すなわち（１）円筒の各端部の非多孔性領域と熱可・型性シールを 形反するのに十分な量の端部キャップを少なくとも軟化するのに十分な温度に疎 水性の熱可塑性端部キャップの内側面を加熱し、（１１）円筒の一端のすべての 縁を、少なくとも軟化した端部キャップに埋め込み、（１鶴）端部キャップ材料 を硬化し、それにより端部キャップの密封面と非多孔性領域の間の熱可塑的密封 関係を形成して、それにより漏洩防止シールを形成することからなる、フィルタ 要素を製造する方法。