JP3137979B2 - 血液フィルタ及び濾過方法 - Google Patents

血液フィルタ及び濾過方法

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフィルタ材料及び血液分画または全血を濾過
する方法，特に血液分画または全血から白血球を除去す
ることが出来るフィルタ材料及び濾過方法に係わる。
発明の背景 関連分野において既に公知であるように血液分画また
は全血の利用に際しては場合によって血液から特定の固
有成分を除去しなければならず，このため多年に亘って
種々のタイプのフィルタが提案されてきた。これらのフ
ィルタは血液こし器と血液成分フィルタの２種類に大別
することができる。血液こし器はポアサイズが極めて粗
く，ポアサイズを最小サイズよりも小さくするとたちま
ち詰まりを生じ易い。血液こし器が主として大きい粒
子，例えば，破片や集塊などを血液，特に貯蔵血から除
去する目的に使用されるのに対して，血液成分フィルタ
は主として，特定の自然血成分，例えば，赤血球（６−
９μ），血小板（２−４μ），白血球（６−20μ）など
を除去する目的に使用される。本発明は後者のタイプ，
すなわち，血液成分フィルタ，特に全血または血液分画
から白血球をほとんど完全に除去することができる血液
フィルタに係わる。
初期の比較的すぐれた成果を示した血液成分フィルタ
の１つが1969年６月３日付スワンク米国特許第3,448,04
1号に記載されている。該特許のフィルタは通常はポリ
エステル繊維から成るポアサイズが数百μ以下の厚い不
織布マットである。
このフィルタは細い繊維から成り，輸血用の血液中の
貯蔵中に変質する成分，例えば，貯蔵中に粘性を増した
り固まったりする血小板や白血球を選択的に除去するよ
うに構成されている。しかし，これらのフィルタには比
較的大きい血塊などのような破片をトラップしてたちま
ち詰まり易いという重大な欠点がある。
1973年10月16日付ローゼンバーグ米国特許第3,765,53
6号はスワンクフィルタに対する改良として，比較的多
い粒子，例えば，破片は粗いプレフィルタによって除去
され，血小板や白血球のような比較的小さい粒子はプレ
フィルタに続くポアサイズの小さいフィルタによって除
去されるようにフィルタ素子をカスケード状に構成する
ことによって小さい粒子を除去する能力を高めることを
提案している。しかし，これらのフィルタは製造コスト
が高くつくだけでなく，プレフィルタを通過する大きい
粒子は主として血小板や白血球の除去に使用される後続
のフィルタを詰まらせる要因ともなるため許容誤差は極
めて小さい。破片や血液成分の大部分は「可塑性」であ
り，従って上記粒子の通常サイズよりも小さいサイズの
ポアに「押し入る」可能性があるから，上記問題はさら
に深刻になる。
1977年10月11日付マーク米国特許第4,053,420号は公
知フィルタに関して明らかになった別の問題，すなわ
ち，血液成分を除去するのに充分な細いステープル繊維
から成る公知フィルタでは比較的短く，極めて細いステ
ープル繊維がフィルタから離脱し，濾過済血液に混入す
る可能性があることに着目している。このような細い繊
維は濾過済血液中の所要な血液成分の一部とほぼ同じサ
イズであるから濾過済血液から分離することは不可能で
ある。濾過済血液に混入した細い繊維の一部が，例えば
肺の細い血管に侵入するとこれらの細い血管が詰まって
重大な結果を招く恐れがあるから，フィルタの細い繊維
の一部が濾過ずみ血液に混入するとの所見は重大な懸念
を抱かせた。そこでマークスは好ましくはクリンプ処理
を施した，断面が星形のモノフィラメント１本でフィル
タを形成することを提案した。１本のモノフィラメント
を適当なフィルタ支持体に詰め込めば，このモノフィラ
メントは位置ずれすることも濾過済血液に流入すること
もあり得ない。しかし，このアプローチでは個々のフィ
ルタによって濾過動向に少なからぬばらつきを生じ，特
にフィルタ支持体の側壁付近ではモノフィラメントを均
等に詰めることができないから同じフィルタ内でも濾過
効果にばらつきが現われ易い。
上記問題を軽減するための試みが1979年１月２日付キ
ーシュ他米国特許第4,132,650号に開示されており，こ
の特許は低融点繊維を使用し，フィルタ材料を加熱して
その繊維を実質的に粘着させることによって細い繊維が
フィルタを通過して濾過済血液に混入するのを回避する
ことを提案した。このアプローチは細い繊維がフィルタ
を通過するのを防止するという点では申し分ないが，こ
の特許が開示しているフィルタは血液分画または全血か
ら選択的に成分，特に白血球を除去する能力と，上述し
たように破片などで詰まることについては公知フィルタ
と本質的に同じである。
これに似たアプローチが1979年６月12日付マイスト他
米国特許第4,157,976号に開示されている。この特許で
は，積み重ねたフィルタパッドを熱シールによってその
周縁において接合して一体的なフィルタユニットを形成
する。詳しくは公知技術の明細書に記載されているよう
に，またその要点を上述したように，フィルタパッド積
層体のポアサイズを累進的に設定すればよく，フィルタ
の繊維は比較的長くてもよい。このアプローチは詰めら
れた長いフィラメントと特にフィルタ支持体の壁との間
に溝が形成されるのを回避するように長い繊維を支持体
に詰める対策を講じてはいるが，濾過効果ばらつきとい
う総合的な問題を解決するものではない。
最近，白血球除去に関して上記アプローチとは異なる
アプローチが提案されたが，このアプローチの基本が繊
維材への白血球吸着現象である。1989年11月14日付ポー
ル他米国特許第4,880,548号は白血球の吸着の達成に必
要な臨界湿潤表面張力，具体的には少なくとも90ダイン
/cmの繊維を開示している。同様のアプローチは1990年
６月26日付ニシムラ他米国特許第4,936,998号にも開示
されており，ここでは周面に非イオン性親水基及び窒素
含有塩基性作用基を有する繊維が血小板と対立するもの
として選択的に白血球を吸着することができる。
最近になって有効な白血球除去に寄与する繊維形態が
注目されるようになり,1987年10月20日付ワタナベ他米
国特許第4,701,276号は不織布から成る白血球フィルタ
を提案している。この不織布を形成する繊維の平均直径
は0.3μ乃至３μ未満，かさ密度は0.01乃至0.7g/cm3で
あり，特に重要な特徴として，不織布全体における隣接
するそれぞれ２本の繊維の平均間隔は該特許に開示され
ている数式で表されるように0.5μ乃至７μである。こ
のような形態ではすぐれた白血球濾過効果が得られると
主張している。
最後に,1990年６月26日付ノムラ米国特許第4,936,993
号も繊維の形態に関して同様のアプローチを試み，フィ
ルタの血液入口側では0.16g/cm3よりも小さくはなく0.2
1g/cm3よりも大きくないかさ密度を有し，フィルタの血
液出口側では0.21g/cm3よりも小さくはなく0.23g/cm3よ
りも大きくないかさ密度を有する複数の可紡性漂白エジ
プト綿層を提案している。複数の繊維層を被処理血液に
対して0.04乃至0.09g/mlの割合となるように詰めフィル
タの血液入口側の層はフィルタの血液出口側における層
に対して一定の比となるように詰める必要がある。
以上の説明から明らかなように，関連分野では比較的
大きい破片粒子についても、白血球濾過を含む血液成分
濾過についても，特に後者については長い間血液分画及
び全血の濾過効果を高める努力が重ねられてきた。同じ
く以上の説明から明らかなように，関連の分野ではこの
永遠の課題に対して多様なアプローチを試みてきた。既
に述べたように，これらのアプローチはモノフィラメン
トの採用を初めとして，特殊な表面特性を有する特殊な
繊維を使用したり，特殊な性質を与えるように繊維を処
理したり，繊維の形態を選択したり多様であり，これも
既に簡単に述べたように，これらのアプローチのいずれ
にも一長一短がある。しかし，総じて公知のフィルタに
は問題がある。すなわち，アプローチの１つは細い繊維
が濾過済血液に混入するという問題を解決できても，こ
のアプローチに基づくフィルタは理想としては約90％以
上でなければならない白血球除去率を達成することはで
きない。逆に，白血球除去率は達成できても製造が困難
で高いコストを必要とし，特に被覆を施したり処理を加
えた繊維を使用した場合，濾過済血液に異物を混入させ
易いフィルタもある。つまり，濾過効率，安全性及び低
製造コストのどの点においても満足な血液成分フィル
タ，特に白血球を有効に除去するフィルタは未だ実現さ
れていない。
従って，公知フィルタの欠点が未然に防止されるよう
なこの種のフィルタを提供できれば関連分野にとって極
めて有益であろう。また，フィルタが完全に使い捨てと
なるように簡単かつ低コストで製造でき，しかも特に白
血球を極めて有効に除去できるこの種のフィルタを提供
することも関連分野にとって有益であろう。
発明の簡単な説明 本発明はいくつかの基本的所見といくつかの副次的所
見に基づく。第一の基本的所見として，フィルタがこれ
を通過する血液分画または全血から有効に白血球を除去
するためにはフィルタを形成している繊維の形態と表面
積とが相まって白血球除去に寄与しなければならないこ
とが判明した。即ち，繊維の形態だけでは有効な白血球
除去な不可能であり，有効な白血球フィルタを提供する
ためには，フィルタ材料を構成する繊維の形態及び表面
積の双方が充分に条件を満たすものでなければならな
い。
このことと関連する第２の基本的所見として，フィル
タ材料の表面積は公知の市販フィルタの表面積よりもは
るかに大きくなければならないことが判明した。さもな
ければ，白血球除去フィルタとして表面積が不足であ
る。
第３の基本的所見として，白血球除去には繊維形態及
び繊維表面積の成果であるから，フィルタ材料を構成す
る繊維に必要な表面積を達成して白血球を有効に除去す
るためには，白血球フィルタの深さを極力小さく設定し
なければならないことが判明した。公知技術では重視さ
れなかったが，白血球フィルタの深さも重要な要因であ
る。
第４の基本的所見として，有効な白血球フィルタであ
るためには白血球除去に際して必要な役割を果たす繊維
形態を実現するのに充分な，繊維形態を反映する全体的
なかさ密度を有するフィルタでなければならないことも
判明した。
以上の所見と関連する副次的所見として，フィルタ材
料の表面積を広げると共に必要な繊維形態を達成するた
めには，フィルタ材料を構成する繊維の平均デニールを
比較的低く，狭い範囲に，すなわち約0.05乃至0.75デニ
ールに設定しなければならないことが判明した。また，
繊維を交絡させてウェブを形成する際に均等な処理を達
成するためには，繊維が比較的短くなければならない。
別の副次的な所見として，繊維の平均長さが約３乃至15
mmでなければならないことが判明した。また交絡してウ
ェブとなった状態で隣接する繊維間際の間に空所のある
繊維素地を形成するようにフィルタ材料の繊維をフィル
タ中にほぼ均等に配分しなければならない。
極めて重要な基本的所見として，普通の紡織繊維では
せいぜい1m2/g程度の表面積しか得られないから有効な
白血球除去に必要な繊維表面積を達成できず，有効な白
血球除去を可能にするには小さすぎることが判明した。
従って，重要な所見として，有効な白血球フィルタであ
るためには該フィルタが紡織繊維の素地中に天然または
合成ポリマー材から成る多量の小繊維片，例えば，紡織
繊維材料の小片を含まねばならず，その場合，この小繊
維片の表面積は少なくとも５乃至60m2/gであることが明
らかになった。紡織繊維素地中にこのような小繊維片を
配分すれば，得られるフィルタ材料の総面積が小繊維片
の分だけ広くなり，このように表面積が広ければ，繊維
の形態と相まって例えば除去率が99％以上の極めて有効
な白血球フィルタの提供を可能にする。
このことと関連する別の所見として，小繊維片が素地
繊維と交絡し，繊維の素地中にしっかりロックされ，血
液濾過の過程で素地から離脱しないようにこれら小繊維
から放射する多数の細い原繊維を含まねばならないこと
が明らかになった。
さらに別の所見として，繊維素地中に小繊維片と素地
繊維の比が約1:99乃至40:60となる量の小繊維片が存在
しなければならないことも明らかになった。
以上の所見に基づき，本発明は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を提供する。フ
ィルタは厚さが少なくとも約1mm,好ましくは2mm,かさ密
度が約0.05乃至0.4g/cm3の形状保持***絡ウェブから成
る。平均デニールが約0.05乃至0.75,平均長さが約3mm乃
至15mmの多数の紡織繊維が互いに交絡し，互いに交絡し
ている繊維の隣接間隙間に空所がある紡織繊維の素地を
形成するように前記紡織繊維がウェブ中にほぼ均等に配
分される。
表面積が５乃至60m2/gのポリマー材，例えば，紡織繊
維材料の多数の小繊維片がウェブ素材の空所内に配置さ
れている。この小繊維片はこれらの小繊維片を前記空所
に位置させ，かつロックし，血液または血液分画を濾過
する過程でこれらの小繊維片がウェブから離脱すること
がほとんど起こらないように前記空所の隣接する紡織繊
維と交絡する多数の細い原繊維を持っている。
図面の簡単な説明 図１は、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。
図２は、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。
図３は、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。
図４は、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。
図５は、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。
図６は、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。
発明の詳細な説明 小繊維片と紡織繊維の比は約1:99乃至40:60でなけれ
ばならない。
本発明は血液を上記フィルタ材料に通し，濾過済血液
を回収するステップから成る，ヒト血液分画またはヒト
全血から白血球を除去する方法をも提供する。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，小繊維片がフィルタ材料中に恒久的に結合され，血
液濾過の過程で離脱しないように紡織繊維と小繊維片と
を互いに結合させるのは交絡プロセスであるから，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紡織繊維とをこ
のように結合させることはできず，従って，ウェブは交
絡ウエブでなければならない。
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。このように比較的大きい厚さを採用する
こともできるが，厚くしたからといって本発明の効果が
特に増大することはなく，むしろ白血球除去効果が低下
することもあり得る。
この点について，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，
もって浅くてもある程度の除去は可能だが,70％の除去
が有効な白血球濾過に必要な採用除去量に近いと考えら
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％以上に上昇する。フィルタの深さが約6m
m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99％以上にな
るが，約8mmとした場合，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
ルタの深さを約10mmにするまで増大し続け，フィルタの
深さを約12mmにすると，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12mm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12mmに設定されるのは上記の理
由による。ただし，深さが約６乃至8mmを超えると白血
球除去率は目立つほど増大せず，ごくわずかだけ白血球
除去量が増えるに過ぎない。
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200mlでは94％まで低下する。
詳しくは後述するように，本発明のフィルタ材料ウェ
ブは好ましくは公知の湿式交絡装置で形成される。この
ような湿式交絡装置は種々の厚さのフィルタ材料を形成
できるが，詳しくは後述するようにウェブの厚さが約2m
mとなるように公知装置を制御することが便利でもあ
り，簡単でもある。即ち，フィルタをもっと深くしたけ
れば，（例えば各層の厚さが2mmの）フィルタ材料層を
重ねるだけで所用のフィルタ深さに設定すればよい。
フィルタ材料の全体的なかさ密度は約0.05乃至0.4g/c
m3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
タ材料中の確実にロックする上でも重要な役割を果た
す。なお，この密度は交絡させ，かつ乾燥させたウェブ
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4.0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
維ウェブの密度はこの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0.5乃至１ポンド／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。図１に示したフィ
ルタ１に極めて簡略化され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
からなり，これらの紡織繊維の平均デニールは約0.05乃
至0.75である。既に述べたように紡織繊維の間に繊維材
料中に小繊維片をロックするのに必要な多数の交絡間隙
を確保すると共に可能な限り広い表面積を確保するため
には平均デニールが低くなければならない。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。この場合の制御パラメータは特定の繊維材料，例
えば，ポリマー材ではデニールに反比例する単位重量当
りの素地繊維の長さである。例えば，ポリエチレンテレ
フタレート（PET）では1.5デニールなら全長は600,000c
m/g,0.1デニールなら全長は9,000,000cm/gとなる。本発
明のためには全長が約1,200,000乃至18,000,000cm/gで
なければならず，この値は便宜上デニールに置き換える
と，通常の密度のポリマーでは多くの場合約0.05乃至0.
75デニールと等価である。ただし，長さが著しく異なる
繊維の混合物を使用する際には，デニールが必ずしも単
位重量当りの長さと等価にはならない。この場合には，
デニール測定によるのではなく，それぞれの長さの繊維
について単位重量当りの長さを測定すべきであり，デニ
ール測定値に関係なく素地繊維が全て約1,200,000乃至1
8,000,000cm/gの長さでなければならない。しかし，こ
れは特殊な場合であるから，この明細書及び特許請求の
範囲では便宜上デニールを使用し，上記のような特殊な
場合もあることを書き添えておく。このような長さと重
量の比が大きければ小繊維片と素地繊維との交絡点とな
る多数の間隙が形成される。繊維の上記平均デニール及
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，長さが3mm
以下，デニールが0.05以下の繊維と長さが15mmも大きく
デニールが0.75よりも大きい繊維を混合することによっ
て所要の平均長さ及び平均デニールは得られるが，所要
の繊維形態を得るためには繊維の少なくとも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。この条件を満たすことによって，濾過中に
素地繊維及び小繊維片がフィルタから離脱するのを防止
することができる。このことと同様に，あるいはこのこ
とよりもさらに重要な成果として，小繊維片を互いに分
離した状態に維持し，素地繊維の表面積の縮小を防止
し，詰まりを回避するような素地繊維形態がえられる。
本発明によって高い白血球除去率が達成されるのはこの
ような理由による。
もし，デニールが0.75を大きく上回ると，フィルタ材
料に含まれる素地紡織繊維の全長が上記成果を達成する
には不足となる。デニールが約0.05を下回ると，繊維が
細すぎるため交絡の過程で繊維が互いに密集することに
なる。その結果，素地材料のポアサイズが極端に小さく
なって赤血球の通過を妨げ，濾過時の流量を低下させ
る。
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
の小繊維片の全て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２フィー
ト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小
繊維片を素地紡織繊維に交絡させねばならない。他方，
孔サイズは赤血球の通過を妨げないように，即ち，流量
を著しく低下させないように設定しなければならない。
これらの条件はいずれも紡織繊維のデニールを約0.05乃
至0.75に設定することによって満たすことが出来る。
また，デニールが約0.05を下回ると，繊維が細すぎる
ため，濾過圧が素地紡織繊維を圧縮する可能性がある。
このような圧縮が起こると隣接する間隙間のポアサイズ
が縮小して濾過時の詰まりまたは溝構成を早める。その
意味でも約0.05を下回るデニールは採用できない。
同様の理由で，紡織繊維の長さは約3mm乃至15mmでな
ければならない。長さが約15mmを上回ると，交絡工程に
おける繊維の交絡が弱まり，その結果，紡織繊維間に形
成される間隙の数も減少する。このことは繊維間隙にお
ける小繊維片交絡点の数を減少させることになる。逆に
もし繊維の長さが約3mm以下であっても，紡織繊維をフ
ィルタ材料全体に均等に配分することによって小繊維片
をロックするための間隙を均等に配分するように紡織繊
維を正確に交絡させることは困難である。
図２から明らかなように，ウェブ全体に紡織繊維がほ
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繊維の隣接する間隙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）。
これらの小繊維片10の前記空所７内だけでなく，素地紡
織繊維５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
面積とはフィルタ材料を構成する素地紡織繊維5,小繊維
片10及びその原繊維11の表面積の総和である。上述した
ようにフィルタが有効に白血球を除去できるためには，
小繊維片10の表面積が５乃至60m2/gでなければならない
が，これが極めて大きい表面積であることは容易に理解
できるであろう。
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0.5m
2/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。上記ワタナベ特許に使用される例えばメルトブ
ロー繊維のような非紡織繊維から成るフィルタでも約1m
2/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・5m
2/gである。
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,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に巻着し，素地紡織繊維５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としっかり交絡させる。
小繊維片については詳しく後述するが，図２及び３を
説明するため，ここでは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に巻着する。これによって小繊維片片が極め
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。
以上に述べたいずれの場合ににも，小繊維片が確実に
ロックされ，濾過の過程でフィルタから離脱することは
ほとんどない。
小繊維片と紡織繊維の重量比は約1:99乃至約40:60,特
に約3:97乃至約20:80でなければならない。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，必要最低眼の白血球除去率，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，小繊維片と互いに分
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。重量比が約40:60ならば，フィルタ材
料中の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。また，重量比を比較的高く，例えば，約6:
94または10:90以上に設定する場合には小繊維片をフィ
ルタ材料中に恒久的に固定するための補足的な手段を講
ずることが好ましい。この補足的手段としては素地繊維
及び小繊維片を互いに接着させる手段，例えば，ヒート
シールなどがある。
この接着を達成するため，図４に示すように，素地紡
織繊維５の一部を上記デニール及び長さと同じデニール
及び長さの外被13及びコア14で構成すればよい。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を互いに，かつ小繊維
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
織繊維の全部を外被／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，外被繊維のデニールは素地
繊維と同じ範囲，即ち,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。
素地紡織繊維は広範囲に亘る公知の紡織繊維材料から
選択すればよく，例えば，ポリエステル繊維，ナイロン
繊維，オレフィン繊維，セルロース繊維，天然繊維合成
繊維，無機繊維，ガラス繊維及びセラミック繊維の一つ
または二つ以上から選択すればよい。ただし，経験に照
らして，均等に配分された間隔を形成する均等な交絡に
はポリエステル繊維が特に好適であり，従って，好まし
いことが判明した。必要ならば，紡織繊維をクリンプ処
理することによって間隙数を補足するため回旋数を増や
すこともできるが，これは必須条件ではない。
なお，ここでは「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。
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。また，既に述べ
たように，小繊維片は外被繊維と同じポリマーから成る
ものでよいが，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。
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日付キース等米国特許第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
特に濾紙のバインダとして，また不織布中の活性炭粉の
ような吸収剤のバインダ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。
本願発明を開示するため全内容を参考にした上記特許
はシガレット・フィルタ及びフェースマスク・フィルタ
への小繊維片の応用をも開示しており，この場合には小
繊維片が種々の繊維，特にアセテート及びポリエステル
繊維と組み合わされて上記フィルタを形成する。シガレ
ット・フィルタについては具体的に説明されており，シ
ガレット・フィルタ用ウェブの形成における小繊維片の
利用法が詳細に述べられている。従って，小繊維片及び
本発明のフィルタの製法を本明細書で詳しく述べる必要
はないが，以下にその要約を述べる。
要約すれば，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0.01μ
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。
図５に示すように，上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と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から選択できる
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。
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，乾燥するまで充分に加熱され
る。外被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,120F乃至300F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５％以下
または２重量％以下になるまでウェブを乾燥させること
ができる。乾燥処理されたウェブは，例えば，ロールコ
レクティング機構のような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。
以上は従来の製法であり，本発明のフィルタ材料を製
造するのに利用することができる。しかし，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10％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。微少繊維の平均長さは僅かに約10μまたはそれ以
下，平均直径は約0.1乃至２μである。
重要な所見として，原料に添加してこれと混合すると
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明らかにな
った。
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,FDA（食品医薬品局）
が承認している少量の公知湿潤剤，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。
フィルタ材料は公知の態様でフィルタ装置としての形
態にすることができ，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
できる。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できればよ
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。
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30m2/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。
以上に述べたのと同じ理由で，濾過に使用するフィル
タの深さ（厚さ）によってフィルタ材料の特性をある程
度制御できる。やや例外的な場合にはフィルタ材料の深
さ（厚さ）が僅か1mmでもよいが，既に述べたように，
この深さでは所要の白血球除去率，例えば最小限70％の
除去率を達成することができない。しかし，比較的少量
の白血球を除去すればよい場合もあり，この場合にはフ
ィルタの厚さは約1mmでよい。このようにフィルタ材料
の厚さを調整することによって白血球除去率を制御でき
る。反対に，白血球除去に最重要課題であって単位時間
当り処理量を重視しない場合には，通過する血液の圧力
降下が妥当である限りフィルタ材料が20mmもの厚さであ
ってもよい。ただし，上述したように白血球除去を目的
とする用途では多くの場合，厚さは約２乃至10mmでなけ
ればならない。
フィルタに裁断する前のフィルタ材料（ウェブ）の全
体的なかさ密度によって濾過特性を調節することもでき
る。このかさ密度は既に述べたように0.05乃至0.4g/cm3
でなければならないが，最大白血球除去率とフィルタの
単位時間当り最大処理量を組み合わせたければ，かさ密
度は約0.08乃至0.2g/cm3でなければならない。これは極
めて好ましいフィルタ形状である。
紡織繊維のデニールによってもフィルタの特性を調節
することができる。既に述べたように，紡織繊維のデニ
ールは約0.05乃至0.75でなければならないが，デニール
が小さければ小さいほどフィルタ材料の表面積は大きく
なり，白血球除去率も大きくなるものの，圧力降下が大
きくなる。反対に，繊維のデニールが比較的大きく，例
えば,0.75デニールであれば，紡織繊維の表面積が小さ
くなるが，その分だけ圧力効果も小さくなる。デニール
を約0.1乃至0.6デニール，特に0.2乃至0.5に設定すれば
この２つの特性の好ましい組合わせが得られる。
さらにまた，素地紡織繊維の長さによってフィルタの
特性を調節することもできる。既に述べたように，この
長さは約３乃至15mmでなければならないが，この範囲内
で繊維の長さを選択することによって濾過特性にある程
度の影響を与えることができる。好ましい繊維長さは５
乃至10mmであり，この長さではすぐれた交絡結果，交絡
ウェブの高度の均質性，及び小繊維片を確実に結合させ
るのに充分な間隙が達成される。
上記方法のいずれか一つまたは二つ以上によってフィ
ルタ材料の特性を変えることは可能であるが，小繊維片
と紡織繊維の比を変えるだけで特性を調節することがで
きれば最も便利である。これは普通の紙漉き機において
容易に行うことができるだけにフィルタ材料の特性を調
節する最も簡便な手段であり，最も好ましい手段であ
る。例えば，小繊維片の表面積が約10乃至30m2/g,小繊
維片と紡織繊維，好ましくはポリエステル繊維の重量比
が5:95乃至15:85ならば，これらのパラメータ以内で広
範囲に亘るフィルタ特性が得られるから，本発明のフィ
ルタ材料の特性を調節するには好ましい方法である。
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
れら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,0.1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85重量％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）５重量％を混
合した。この混合原料約33gを約３リットルの水が入っ
ている市販のブレンダに注入した。この原料スラリーを
２分間に亘って高速でブレンドすることで充分に分散さ
せた。分散スラリーを水が張ってあるハンドシート成形
型に添加した。添加後，パドルによって原料スラリーを
さらに分散させた。重力及び真空の作用下に脱水した結
果，前記ハンドシート成形型の底部に設けた紙漉きワイ
ヤの上部にシートが形成された。真空を利用してさらに
脱水効果を高めた。エマーソン高速ドライヤにかけて25
0Fの温度でシートを乾燥させた。各シートの目標重量は
約300g/m2,厚さは約2mmであった。
試験 比較のため，ファイバーウェブ ノース アメリカ社
製のメルトブローン・ポリエステル材料をも試験した。
これは目標重量が100g/m2,平均繊維直径が2.3μのスタ
イル＃PPN−1023である。この材料は公知のフィルタの
フィルタ材料であり，関連部門ではすぐれた白血球除去
性能を有するものと認識されている。
上記材料を打ち抜き裁断することによって3.9インチ
の円形片を得た。１層のプレフィルタ材料を３層の本発
明フィルタ材料と併用することによって一組の試験を実
施した。比較のため１層のプレフィルタ材料を６層のメ
ルトブローン材料と併用した。本発明のフィルタ材料と
メルトブローン材料がほぼ同じ重量となるように下表に
示す番号の層においてこれらの材料が表記の特性値を持
つようにした。
試験用フィルタ組立体のフィルタ・リグにフィルタ媒
体を挿入し，フィルタ媒体の方向を，血液が先ず（６デ
ニール側から）プレフィルタを通過し，次いで本発明の
材料またはメルトブローンを通過するように設定した。
（採取後24時間以内の）新鮮なウシ血液を血液バッグか
らチューブを介してフィルタリグの入り口へ供給した。
血液を重力作用下にフィルタ組立体へ供給する一定の落
差を設けるため供給血液を約24インチの一定の高さに保
持した。フィルタ媒体水平姿勢に，即ち血液の流れと直
行するようにフィルタ・リグを保持した。200及び400ml
の血液がフィルタ組立体を通過した後，フィルタ組立体
の入口と出口で血液サンプルを採取した。標準的なコー
ルターカウンタを利用して濾過前後における白血球含有
量をカウントした。試験の結果は次の通りであった。
上記結果から明らかなように，白血球除去効果に関し
て比較すると，本発明の材料は公知のメルトブローン・
フィルタ材料の２倍以上の効果を発揮する。
実施例２ 1.5及び3.0デニールPET繊維の不連続層から成ること
を除いて実施例１のものと同様のプレフィルタを製造し
た。このプレフィルタは重量が約7.4oz/yd2,厚さが0.05
5インチであった。
100％の0.5デニールPET繊維から成るニードル加工し
た不織ウェブを中間フィルタとして使用した。この材料
は重量が55oz/yd2,厚さが0.050インチであった。
本発明の材料は実施例１と同じであった。
試験 比較のため５％のセルロースアセテートから成る紡織
繊維の小繊維片を使用せず,0.1デニールPETの含有量を8
5％から90％に増やしたことを除けば実施例１と同じ湿
式交絡処理した不織ウェブから成る本発明の材料を別に
製造した。
フィルタ媒体の構成を変えたことを除けば実施例１と
同じ態様で２通りの試験を実施した。試験１ではプレフ
ィルタ材料，中間フィルタ材料及び本発明の材料を５％
のセルロースアセテート小繊維片材料と併用した。試験
２では最終フィルタがセルロースアセテート小繊維片材
料を含まないことを除けば試験１と同じであった。プレ
フィルタの方向を，血液が先ずプレフィルタの3.0デニ
ール側に流入し，次いで1.5デニール側に流入するよう
に設定した。次に血液の流れが中間フィルタ及び最終フ
ィルタを通過した。
試験の結果は次の下記の通りであった。
試験1:新鮮なウシ血液200mlを処理する過程で白血球
が84％が減少した。
試験2:新鮮なウシ血液200mlを処理する過程で白血球
が34％が減少した。
上記の結果から明らかなように，小繊維片を含まない
フィルタ構造の濾過効果は公知フィルタ材料とほぼ同じ
であるが（実施例１の結果参照），本発明のフィルタ材
料の濾過効果な公知フィルタ材料の２倍以上である。
実施例３ 実施例１と同様に，ただし,3,1.5及び0.5デニールの
不連続３層からなり，総重量が9oz/yd2,厚さが130mmの
プレフィルタを製造した。この材料を市販の洗浄装置で
洗浄することによってあらゆる汚染物を除去した。プル
ロニック F68界面活性剤を500mlの水に添加し，この混
合物を洗浄工程の最終リンス・サイクルに添加した。
実施例１と同じ本発明材料を５滴のツイーンズ 80と
500mlの蒸留水から成る溶液中に浸漬し，次いで空気乾
燥させた。この材料が最終フィルタとして機能した。
プレフィルタ及び最終フィルタを打ち抜き裁断して2.
5インチの円形片を得た。
試験 比較のため，ポール RC50赤血球／白血球フィルタ
（特殊処理を施したフィルタ繊維）を分解し，フィルタ
媒体を回収した。
試験１では，プレフィルタ及び最終フィルタを実施例
１の，ただし2.5インチのフィルタ媒体に合わせて縮尺
したフィルタ・リグに挿入した。試験２もポール媒体を
使用することを除けば試験１と同じであった。いずれの
試験においても，血液がまずプレフィルタに（3.0デニ
ール側から）流入し，ついで最終フィルタに流入した。
試験の結果は下記の通りであった。
試験1:200mlのウシ血液を処理する過程では94％の白
血球除去率が達成され,400mlのウシ血液を処理する過程
では43％の白血球除去率が達成された。
試験2:200mlのウシ血液を処理する過程では89％の白
血球除去率が達成され,400mlのウシ血液を達成する過程
では30％の白血球除去率が達成された。
上記結果から明らかなように，本発明のフィルタ材料
は最新の血液フィルタに使用されている経費のかかる特
殊処理繊維から成るフィルタ材料と比較してもはるかに
すぐれている。
実施例４ この実施例では実施例３に述べたプレフィルタを使用
した。
原料が70％の0.5デニールPETと,10％のコア／外皮繊
維と,10％のセルロースアセテートの小繊維片材料と,10
％のマンヴィル社製コード106マイクログラス繊維から
成ることを除けば，実施例１と同様の本発明材料を製造
した。
フィルタ材料を切り抜き裁断して2.574インチの円形
片を得た。
試験 上述のように，これらを試験用フィルタ・リグに挿入
した。フィルタ媒体を垂直方向に配向し，血液がフィル
タ媒体の底から流入し，上部から流出するようにした。
媒体の配向を，血液がまずプレフィルタ材を（3.0デニ
ール側から）０流入するように設定した。
チューブを介してフィルタ・リグを，約10日間貯蔵さ
れた１単位の濃縮したヒト赤血球と接続した。80gの濃
縮赤血球をフィルタにかけた結果，濾過済み赤血球の白
血球レベルは99％以上減少した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−12208（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−9449（ＪＰ，Ａ) ***国実用新案公開90−2859（ＤＥ, Ｕ) 欧州特許出願公開121299（ＥＰ，Ａ １) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A61M 1/02,1/34 B01D 37/00 B01D 39/08 - 39/16

Claims (44)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【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の多数の紡織繊維と； ii）大部分が前記素地空所内に位置し，前記血液の濾過
    中に前記ウェブからほとんど離脱しないように隣接する
    前記空所の紡織繊維と交絡する多数の細い原繊維から成
    り，表面積が約５乃至60m2/gの多数のポリマー材小繊維
    片から成り， 小繊維片と紡織繊維の重量比が約1:99乃至40:60である ことを特徴とするフィルタ材料。
  2. 【請求項２】小繊維片がウェブからほとんど離脱するこ
    となく前記フィルタ材が少なくとも２フィートの速度頭
    に相当する濾過血液の圧力降下に耐え得るように紡織繊
    維を互いに交絡させ，かつ小繊維片を紡織繊維と交絡さ
    せたことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  3. 【請求項３】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２に記載のフィルタ材
    料。
  4. 【請求項４】紡織繊維の約１％乃至約30％が前記外被を
    有することを特徴とする請求の範囲第３項に記載のフィ
    ルタ材料。
  5. 【請求項５】紡織繊維の約５％乃至約30％が前記外被を
    有し，フィルタ材料がウェブからの小繊維片の離脱をほ
    とんど伴うことなく少なくとも５フィートの速度頭に相
    当する濾過血液圧力降下に耐え得ることを特徴とする請
    求項４に記載のフィルタ材料。
  6. 【請求項６】紡織繊維がポリエステル繊維，ナイロン繊
    維，オレフィン繊維，セルロース繊維，天然繊維，合成
    繊維，無機繊維，ガラス繊維及びセラミック繊維のいず
    れか一つまたは二つ以上から成ることを特徴とする請求
    項１に記載のフィルタ材料。
  7. 【請求項７】紡織繊維が主としてポリエステル繊維から
    成ることを特徴とする請求項６に記載のフィルタ材料。
  8. 【請求項８】小繊維片が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グループから選択し
    た紡織繊維材料の断片であることを特徴とする請求項１
    に記載のフィルタ材料。
  9. 【請求項９】断片が小繊維片を形成する紡織繊維材料が
    主としてセルロース繊維材料であること特徴とする請求
    項８に記載のフィルタ材料。
  10. 【請求項１０】セルロース繊維材料がセルロースアセテ
    ートであることを特徴とする請求項９に記載のフィルタ
    材料。
  11. 【請求項１１】小繊維片が約1000μ以下の長さ及び約0.
    1乃至50μの幅を有することを特徴とする請求項１に記
    載のフィルタ材料。
  12. 【請求項１２】小繊維片が約５乃至50μの長さ，約0.1
    乃至５μの幅及び約５乃至30m2/gの表面積を有すること
    を特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  13. 【請求項１３】小繊維片の前記表面積が少なくとも10m2
    /g乃至60m2/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12に記載のフィ
    ルタ材料。
  14. 【請求項１４】ウェブの厚さが約1mm乃至10mmであるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  15. 【請求項１５】ウェブのかさ密度が約0.08乃至0.2g/cm3
    であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材
    料。
  16. 【請求項１６】紡織繊維のデニールが約0.1乃至0.6であ
    ることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  17. 【請求項１７】紡織繊維の平均デニールが約0.2乃至0.
    5,平均長さが約５乃至10mmであり，紡織繊維がポリエス
    テル紡織繊維であることを特徴とする請求項１に記載の
    フィルタ材料。
  18. 【請求項１８】小繊維片が約10乃至30m2/gの表面積を有
    し，紡織繊維がポリエステル繊維であり，小繊維片とポ
    リエステル繊維の重量比が約3:95乃至15:85であること
    を特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  19. 【請求項１９】外被がポリオレフィン・ポリマーから成
    ることを特徴とする請求項３に記載のフィルタ材料。
  20. 【請求項２０】ウェブに10％の短い非ステープル繊維が
    含まれることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材
    料。
  21. 【請求項２１】界面活性剤を含むことを特徴とする請求
    項１に記載のフィルタ材料。
  22. 【請求項２２】ヒト血液分画またはヒト全血から白血球
    を濾過によって除去する方法において，請求項１に記載
    のフィルタ材料を通過させ，濾過された血液を回収する
    ステップから成ることを特徴とする方法。
  23. 【請求項２３】ウェブの厚さが約1mm乃至30mmであるこ
    とを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  24. 【請求項２４】ウェブの厚さが約2mm乃至3mmであること
    を特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  25. 【請求項２５】ウェブの厚さが最大限12mmであることを
    特徴とする請求項24に記載のフィルタ材料。
  26. 【請求項２６】ウェブの厚さが最大限8mmであることを
    特徴とする請求項24に記載のフィルタ材料。
  27. 【請求項２７】ウェブの厚さが最大限6mmであることを
    特徴とする請求項24に記載のフィルタ材料。
  28. 【請求項２８】紡織繊維の少なくとも60％が前記長さ及
    びデニールを有することを特徴とする請求項１に記載の
    フィルタ材料。
  29. 【請求項２９】紡織繊維の少なくとも70％が前記長さ及
    びデニールを有することを特徴とする請求項１に記載の
    フィルタ材料。
  30. 【請求項３０】紡織繊維の少なくとも80％が前記長さ及
    びデニールを有することを特徴とする請求項１に記載の
    フィルタ材料。
  31. 【請求項３１】小繊維片の長さが５乃至300μであるこ
    とを特徴とする請求項11に記載のフィルタ材料。
  32. 【請求項３２】小繊維片の長さが５乃至50μであること
    を特徴とする請求項11に記載のフィルタ材料。
  33. 【請求項３３】小繊維片の幅が約0.1乃至５μであるこ
    とを特徴とする請求項11に記載のフィルタ材料。
  34. 【請求項３４】小繊維片の幅が約0.2乃至0.7μであるこ
    とを特徴とする請求項11に記載のフィルタ材料。
  35. 【請求項３５】小繊維片と紡織繊維の前記重量比が約3:
    97乃至40:60であることを特徴とする請求項１に記載の
    フィルタ材料。
  36. 【請求項３６】小繊維片と紡織繊維の前記重量比が約3:
    97乃至20:80であることを特徴とする請求項１に記載の
    フィルタ材料。
  37. 【請求項３７】素地繊維及び小繊維片を互いに接着した
    ことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ材料。
  38. 【請求項３８】素地繊維及び小繊維片を接着剤で互いに
    接着したことを特徴とする請求項37に記載のフィルタ材
    料。
  39. 【請求項３９】紡織繊維の約５％乃至30％が外被を有す
    ることを特徴とする請求項４に記載のフィルタ材料。
  40. 【請求項４０】外被を有する紡織繊維のデニールが最大
    限約４デニールであることを特徴とする請求項39に記載
    のフィルタ材料。
  41. 【請求項４１】外被が低融点ポリマーから成り，コアが
    高融点ポリマーから成ることを特徴とする請求項３に記
    載のフィルタ材料。
  42. 【請求項４２】低融点ポリマーをメタクリレート，ビニ
    ル及びポリオレフィンからなるグループから選択したこ
    とを特徴とする請求項41に記載のフィルタ材料。
  43. 【請求項４３】短い非ステープル繊維がセラミックまた
    はガラス繊維であることを特徴とする請求項20に記載の
    フィルタ材料。
  44. 【請求項４４】短い非ステープル繊維の平均長さが約10
    μまたはそれ以下であり，平均直径が約0.1乃至２μで
    あることを特徴とする請求項43に記載のフィルタ材料。
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