JPS5941765B2 - Filter and filter manufacturing method - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は▲過に関する。[Detailed description of the invention] Background of the invention The present invention relates to ▲.

本発明は、更に特定的には、高濃度の微粒子フイルタ一
補助材料を含むフイルタ一材シートを用いる、水系から
の極微粒ないしはミクロン以下の汚染物（Ｓｕｂｍｉｃ
ｒＯｎｃＯｎｔａｍｉｎａｎｔｓ）の除去に関する。流
体からの微細粒子寸法の汚染物の除去は、汚染流体を通
過させる種々の多孔性フイルタ一材料を用いて達成され
てきた。フイルタ一として機能するためには、該材料が
流体（一般に水）を通過させ、また微粒子汚染物を残留
させることが必要である。該汚染物の残留は、多孔性材
料内にて二つの明らかに異なる沢過機構の一方または両
者の作用によつて達成される。すなわち、該沢過機構は
（１）機械的沢過訃よび（２）電気動学的（Ｅｌｅｃｔ
ｒＯ−Ｋｉｎ８ｔｉ８）な粒子の捕獲である。機械的沢
過では、粒子がそれ自体より小さな孔を通過しようとす
る際に物理的な捕獲によつて、粒子が除去される。電気
動学的捕獲機構の場合、粒子が多孔性フイルタ一材内の
表の面と衝突しそして短い距離で働く引力によつて該表
面上に保留される。微孔性重合膜は例外であるが、微細
粒子寸法の汚染物の沢過に適当であると業界に知られて
いる多孔性フイルタ一材は、水性スラリーから真空フエ
ルト化しそして引続き最終シートに乾燥することによつ
てシートに動的に形成される繊維一繊維または繊維一微
粒子の混合物から構成される。More specifically, the present invention uses a filter material sheet containing a high concentration of particulate filter and auxiliary material to collect ultrafine or submicron contaminants from water systems.
rOncOntaminants). Removal of fine particle size contaminants from fluids has been accomplished using a variety of porous filter materials that allow the contaminated fluid to pass through. In order to function as a filter, the material must be able to pass a fluid (generally water) and leave particulate contaminants behind. Retention of the contaminants is achieved within the porous material by the action of one or both of two distinctly different filtration mechanisms. That is, the flow mechanism is (1) mechanical flow and (2) electrodynamic (elect).
This is the capture of rO-Kin8ti8) particles. Mechanical filtration removes particles by physical entrapment as they attempt to pass through pores smaller than themselves. In the case of an electrodynamic trapping mechanism, particles collide with a surface within a porous filter material and are retained on the surface by attractive forces acting over a short distance. With the exception of microporous polymeric membranes, porous filter materials known in the industry to be suitable for filtering fine particle size contaminants are vacuum felted from an aqueous slurry and subsequently dried into a final sheet. It consists of a mixture of fibers or fibers and microparticles that is dynamically formed into a sheet by.

微粒子汚染物を保留する機械的沢過に依存するこれらの
繊維フイルタ一材において、該フイルタ一材の孔の寸法
は流体から除去される汚染物の粒径より小さいことが必
要である。機械的沢過によつて微細な極微粒汚染粒子を
除去するためには、フイルタ一材が対応して微細な孔部
を有することが必要とされる。このようなシートの孔径
は該シートを形成するために使用される材料の寸法およ
び形態によつて主に定められるので、該成分材料の一ま
たは二以上が非常に小さな寸法、たとえば小径の繊維、
であることが必要である。例えば、米国特許３１５８５
３２号、３２３８０５６号、３２４６７６７号、３３５
３６８２号または、３５７３１５８号のいずれかの明細
書を参照のこと。沢過によつて除去しようとする汚染物
の粒径が（特にミクロン以下の範囲に）減少するに従つ
て、機械的沢過による最適な沢適用に適当な寸法の繊維
構造を提供する困難性卦よび費用が増大する。In these fibrous filter materials that rely on mechanical filtration to retain particulate contaminants, the pore size of the filter material must be smaller than the particle size of the contaminants to be removed from the fluid. In order to remove fine ultrafine contaminant particles by mechanical filtration, it is necessary that the filter material has correspondingly fine pores. The pore size of such sheets is determined primarily by the size and form of the materials used to form the sheet, so that one or more of the component materials may have very small dimensions, e.g. small diameter fibers,
It is necessary that For example, US Pat. No. 31,585
No. 32, No. 3238056, No. 3246767, 335
See the specification of either No. 3682 or No. 3573158. As the particle size of the contaminants to be removed by sifting decreases (particularly in the sub-micron range), the difficulty of providing fiber structures of suitable dimensions for optimal swamp application by mechanical sifting Figures and costs increase.

従つて、珪藻土等の微細粒子を使用することにかなりの
利益が存在する。しかし、このような材料の場合、商業
卦よび産業上、緊密な取扱い適性のある構造を与えるた
めにマトリツクスを提供することが必要である。Therefore, there are considerable benefits to using fine particles such as diatomaceous earth. However, in the case of such materials, it is necessary in commercial and industrial applications to provide a matrix to provide a structure with tight handling properties.

従つて、該シート中の成分材料の少くも一つは長い自己
結合性の構造の繊維である。これによつて、加工中の取
扱いおよび意図される用途に対する適性を与えるに充分
な構造的な結合性が、湿潤した「形成されたま＼の］状
態および最終的乾燥状態の両者に訃いて、該シートに附
与される。木材パルプ、木綿、酢酸セルロースまたはレ
ーヨン等の未精製セルロース繊維が、一般に使用？れる
。これらの繊維は、代表的には比較的太く、市販のもの
で６〜６０マイクロメーターの範囲の直径を有する。比
較的低価格のために使用されることの最も多い木材パル
プは、１５〜２５マイクロメーターの範囲の繊維径およ
び約０．８５〜約６．５ｍの繊維長を有する。フイルタ
一材シートは、成分材料の水性スラリーから真空フエル
ト化によつて形成するのが好都合である。Therefore, at least one of the component materials in the sheet is a long, self-bonded structure of fibers. This ensures that the product has sufficient structural integrity to provide suitability for handling during processing and intended use, both in the wet "as-formed" state and in the final dry state. Unrefined cellulose fibers such as wood pulp, cotton, cellulose acetate or rayon are commonly used to impart the sheet.These fibers are typically relatively thick, with commercially available 6 to 60 micron fibers. Wood pulp, most often used due to its relatively low cost, has a fiber diameter in the range of 15 to 25 micrometers and a fiber length of about 0.85 to about 6.5 m. Conveniently, the filter material sheet is formed from an aqueous slurry of the component materials by vacuum felting.

該真空フエルト化は、実用的に５０〜２００メツシユの
範囲でありそして２８０〜７０マイクロメータの範囲の
メツシユ孔をそれぞれ有する金網である。多孔性表面上
にて通常達成される。これよ幻も微細なメツシユは、閉
塞の問題および／または構造的不適性のために適当では
ない。多孔性真空フエルト化用表面の孔部の寸法訃よび
成形シートのセルロース繊維の孔寸法は、所望の極微粒
フイルタ一材シートの製造に必要とされる微細繊維また
は微粒子成分の若干もしくは全部の寸法と比較して、か
なり大きい。該フイルタ一材シートの真空成形中にこの
ような微細成分を保持することは困難である。このため
、該材料の選択、フイルタ一材シートの形成に採用され
る方法の具体的な詳細、訃よび最も重要なことには、達
成され得る沢過性能の程度に、きびしい制限が課せられ
る。直径と比べて長さの大きい微細繊維は、問題が少な
くそしてかなり良好に保持される傾向がある。これに対
し、微粒子はシートの形成中に非常に乏しい保持性を示
す傾向がある。重合体の保持用助剤を用いる凝集または
凝着が、粒子をまとめて有効な大寸法とすることにより
微粒子の保持性を改善する手段として、採用されてきた
。The vacuum felting is practically a wire mesh in the range of 50 to 200 meshes and each having mesh holes in the range of 280 to 70 micrometers. Usually achieved on porous surfaces. Even finer meshes are not suitable due to occlusion problems and/or structural inadequacies. The dimensions of the pores on the surface for porous vacuum felting and the pore dimensions of the cellulose fibers in the formed sheet are determined by the dimensions of some or all of the fine fibers or particulate components required to produce the desired ultrafine filter material sheet. It's quite large compared to. It is difficult to retain such fine components during vacuum forming of the filter material sheet. This places severe limitations on the selection of the materials, the specific details of the method employed to form the filter material sheet, the quality and most importantly the degree of sewage performance that can be achieved. Fine fibers that are large in length compared to diameter tend to be less problematic and hold fairly well. In contrast, fine particles tend to exhibit very poor retention during sheet formation. Coagulation or coagulation using polymeric retention aids has been employed as a means of improving the retention of microparticles by bringing the particles together into an effective large size.

しかし、よく凝集したスラリーから製造されたフイルタ
ーシートは、凝集物の内側に存在する小孔訃よび凝集物
間に存在する大きな孔部を有する広い粒径分布となるで
あろう。これらの大きな孔部の存在は、フイルタ一材シ
ートが微細汚染物を除去する能力を制限するであろう。
従つて、フイルタ一材中での高い保持性を達成するため
の凝集の採用は、ある程度望ましくない結果を生ずるこ
とがある。もちろん、水力学的剪断力を適用して凝集物
を破壊し、そして更に系が安定な分散形態をとるまで電
荷を改質することが可能である。However, a filter sheet made from a well-agglomerated slurry will have a broad particle size distribution with small pores present inside the agglomerates and large pores present between the agglomerates. The presence of these large pores will limit the ability of the filter material sheet to remove microscopic contaminants.
Therefore, the employment of agglomeration to achieve high retention within a filter material may have some undesirable consequences. Of course, it is possible to apply hydrodynamic shear forces to break up the aggregates and further modify the charge until the system assumes a stable dispersed form.

これによつて、せまい孔寸法の分布の比較的均一なシー
トが得られる。しかし、このような系中の微粒子の保持
性は非常に低く、沢過効率を同時に低下させる。分散特
性（すなわち、シートの多孔性）を調節しそして湿潤度
を附与するほかに、電荷改質剤を使用して該シート成分
のゼータ電位を調節しそして微小な荷電汚染物を電気動
学的に捕獲する性能を最大にすることが行われている。
実際に、大部分の天然の汚染物の表面は実用上重要な流
体のＰＨにて陰イオン性であるので、カチオン性電荷改
質剤が使用される。このようにして、メラミン−ホルム
アルデヒドカチオン性コロイドが、フイルターシート用
に米国特許４００７１１３号および４００７１１４号各
明細書に開示されている。このようなフイルタ一系を生
物学的流体に使用すると、特別の問題、特にフイルタ一
要素の損失または破壊から生ずる不純物を流体中に導入
する可能性が生ずる。或る程度の量の特定の不純物は若
干の糸では差支えないが、有機抽出物は食品および医薬
品の沢過に特に敏感な問題を提起する。有機カチオン性
樹脂にて改質された微粒子フイルタ一補助材用のマトリ
ツクスとしてセルロース繊維を含むフイルタ一系では、
有機抽出物は主に該樹脂から当然由来し得る。電荷改質
用樹脂を選ぶことによつて、消毒および殺菌工程を包含
する比較的きびしい条件下でもこの問題を緩和すること
ができる。しかし、有意量の抽出物が存在しない場合で
も、選ばれる樹脂の多くは使用中に変色を生じさせ、食
品卦よび薬剤の商品性を制限する傾向がある。更に、あ
る種の系では有機抽出物が低濃度でも容認されない場合
があり、従つて、フイルタ一の構成から有機電荷改質剤
樹脂を全く除去することがこの理由および美的な理由か
ら望ましい。This results in a sheet with a relatively uniform distribution of narrow pore sizes. However, the retention of fine particles in such systems is very low, which simultaneously reduces the effluent efficiency. In addition to adjusting the dispersion properties (i.e., sheet porosity) and imparting wettability, charge modifiers are used to adjust the zeta potential of the sheet components and electrodynamically transport small charged contaminants. Efforts are being made to maximize the performance of catching fish.
In fact, cationic charge modifiers are used because the surfaces of most natural contaminants are anionic at the pH of the fluid of practical interest. Thus, melamine-formaldehyde cationic colloids are disclosed in US Pat. Nos. 4,007,113 and 4,007,114 for filter sheets. The use of such filter systems in biological fluids presents particular problems, particularly the possibility of introducing impurities into the fluid resulting from loss or destruction of filter elements. Although certain amounts of certain impurities are acceptable in some threads, organic extracts pose a problem that is particularly sensitive to food and pharmaceutical overload. A particulate filter modified with an organic cationic resin - A filter system containing cellulose fibers as a matrix for auxiliary material:
Organic extracts may naturally derive primarily from the resin. By choosing a charge-modifying resin, this problem can be alleviated even under relatively harsh conditions involving disinfection and sterilization processes. However, even in the absence of significant amounts of extractables, many of the selected resins tend to develop discoloration during use, limiting the marketability of food products and drugs. Additionally, even low concentrations of organic extractables may be unacceptable in some systems, and it is therefore desirable for this and aesthetic reasons to completely eliminate organic charge modifier resins from the filter construction.

同時に、電荷改質樹脂によつて附与される正電位を保有
することが、負電荷の極微粒汚染物の除去に必要である
。従つて、本発明の一目的は、特に水系から極微粒汚染
物を高い効率にて除去するための、高沢過性能の電荷改
質フイルタ一材シートを提供することである。At the same time, retaining the positive potential imparted by the charge-modifying resin is necessary for the removal of negatively charged particulate contaminants. Accordingly, one object of the present invention is to provide a charge-modifying filter material sheet with high Takasawa performance, particularly for removing ultrafine contaminants from water systems with high efficiency.

本発明の他の一目的は、広範囲の沢過条件にわたつて有
機抽出可能物が小量であることを特徴とする、電荷改質
フイルタ一材を提供することである。Another object of the present invention is to provide a charge-modifying filter material characterized by low amounts of organic extractables over a wide range of filtration conditions.

本発明の別の目的は、広範囲の生物学的液体ならびに特
に食品｝よび薬剤等の摂取物にわたつて有効なフイルタ
一材を提供することである。Another object of the present invention is to provide a filter material that is effective across a wide range of biological fluids and ingestible materials, particularly foods and drugs.

これらの目的卦よび他の目的は、下記の本発明の実施に
よつて達成される。発明の概要 本発明に従つて、電荷改質フイルタ一材シートが、カチ
オン性コロイド状シリカからなる無機電荷改質剤を用い
て製造される。These and other objectives are achieved by the practice of the invention described below. SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the present invention, a sheet of charge modifying filter material is produced using an inorganic charge modifying agent comprising cationic colloidal silica.

好ましくは叩解セルロース繊維および微粒子を含む陽イ
オン性分散水性スラリーを真空フエルト化処理して形成
される該フイルタ一材シートは、優れた沢過特性および
流通特性と共に均一な高多孔度卦よび微細孔寸法構造を
示す。すなわち、該フイルタ一材シートは、マトリツク
スとしてのセルロース繊維訃よび微粒子補助材料を含み
、これらの少くも一つの表面はカチオン性コロイド状シ
リカにて改質されたものである。該シートは、有機樹脂
の電荷改質剤に由来するホルムアルデヒドまたはアミン
類等の抽出可能物を含まずそして変色しない。そのため
、該シートは、殺菌条件下にて使用でき、そして飲料訃
よび食品または薬剤等の摂取物に安全かつ効果的に採用
し得る。カチオン性コロイド状シリカは、典型的には対
イオンによつて安定化された正電荷多価金属一酸素化合
物にて被覆された重質シリカ芯材からなる、正電荷コロ
イド粒子の水性分散物である。The filter material sheet, which is preferably formed by vacuum felting a cationic dispersed aqueous slurry containing beaten cellulose fibers and fine particles, has excellent permeability and flow characteristics as well as uniform high porosity and fine pores. Shows the dimensional structure. That is, the filter material sheet contains cellulose fibers as a matrix and particulate auxiliary material, at least one surface of which is modified with cationic colloidal silica. The sheet is free of extractables such as formaldehyde or amines from organic resin charge modifiers and does not discolor. Therefore, the sheet can be used under sterile conditions and safely and effectively employed in ingestible materials such as beverages and foods or drugs. Cationic colloidal silica is an aqueous dispersion of positively charged colloidal particles, typically consisting of a heavy silica core coated with a positively charged polyvalent metal monooxygen compound stabilized by counterions. be.

このような材料の例が、参照としてこの記載に包含させ
る米国特許３００７８７８号明細書に開示されている。
他の表面改質カチオン性コロイド状シリカ材料が、例え
ば米国特許３７９６６３４号明細書に記載されているよ
うに、酵素の不溶性化用に知られている。しかし、該シ
リカ材料は、有機改質樹脂が存在することを特徴とし、
そのため本発明に関連する使用には不適である。該フイ
ルタ一系のこの成分の主要な要件は電荷改質剤訃よび分
散剤として機能することであるが、またマトリツクスに
相互作用して交差結合等によつて強力な結合を与えるこ
とも必要である。Examples of such materials are disclosed in US Pat. No. 3,007,878, which is incorporated herein by reference.
Other surface-modified cationic colloidal silica materials are known for insolubilizing enzymes, such as those described in US Pat. No. 3,796,634. However, the silica material is characterized by the presence of an organic modified resin,
Therefore, it is unsuitable for use in connection with the present invention. The primary requirement for this component of the filter system is to function as a charge modifier and dispersant, but it also needs to interact with the matrix to provide strong binding, such as by cross-linking. be.

米国特許３７７５１４１号および３７８５８３８号明細
書には、カチオン性コロイド状シリカと結合されて一体
構造となつた無機繊維を含む耐火性組成物が開示されて
おり、該一体構造物はまたパーライト等の無機フイラ一
をある割合にて含有し得る。無機材料への有機材料の結
合は一層達成困難であるので、カチオン性コロイドシリ
カを用いて硬化する際にセルロース繊維との強力な結合
が達成されることは驚くべきことである。しかも、該結
合は一度達成されると、その周囲環境に対して比較的不
活性であわ、そして他の系にて生起する不純物または抽
出可能物の原因のうちに含まれると考えられる水和作用
または溶媒和作用による材料の損失は解消される。本発
明の好ましい態様に卦いて、該シートの５０〜７０重量
％あるいはそれ以上に達する比較的高い添加量で珪藻土
等の微粒子が使用される。U.S. Pat. No. 3,775,141 and U.S. Pat. No. 3,785,838 disclose refractory compositions comprising inorganic fibers combined with cationic colloidal silica into a monolithic structure, which also includes inorganic fibers such as perlite. It may contain a certain proportion of filler. Since the bonding of organic materials to inorganic materials is more difficult to achieve, it is surprising that strong bonding with cellulose fibers is achieved when curing with cationic colloidal silica. Moreover, once achieved, the binding is relatively inert to its surrounding environment, and the hydration effects that may be included in the source of impurities or extractables occurring in other systems Or the loss of material due to solvation is eliminated. In a preferred embodiment of the invention, fine particles such as diatomaceous earth are used in relatively high loadings amounting to 50-70% or more by weight of the sheet.

基本的には仮説的な説明であるのでこれに限定されるこ
とは意図しないが、これら材料をカチオン性シリカコロ
イドにより、特に上記のような高添加量で、表面改質す
ることは、全体の構造の一体性に寄与しそしてこれは若
干の珪酸または無機性の相互結合の形成に帰し得ると信
じられ、これによ大 このような態様に訃いては該シー
トの合計重量に対して比較的小量（１０〜２０％）であ
るセルロース繊維は、コロイド状シリカによつて与えら
れる活性水酸基の部位の交差結合作用によつて該微粒子
と相互に結合されると考えられる。発明の詳しい記述本
発明のフイルタ一材シートは、通常はセルロース繊維お
よび最適量の珪藻土またはパーライト等の微粒子を含む
陽イオン性分散水性スラリーの形態であへ陽イオン改質
フイルタ一要素から製造される。Although this is basically a hypothetical explanation and is not intended to be limiting, surface modification of these materials with cationic silica colloids, especially at the high addition amount as mentioned above, is a It is believed that this contributes to the structural integrity and that this can be attributed to the formation of some silicic or inorganic interconnections, which contributes to a large A small amount (10-20%) of cellulose fibers is believed to be interconnected with the microparticles by the cross-linking action of active hydroxyl sites provided by colloidal silica. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The filter material sheet of the present invention is prepared from a cationic modified filter component, usually in the form of a cationically dispersed aqueous slurry containing cellulose fibers and an optimum amount of particulates such as diatomaceous earth or perlite. Ru.

該フイルタ一要素は該スラリー中にて陽イオンにより改
質される。該シートは真空フエルト化訃よび乾燥によつ
て動的に製造し得る。該フエルタ一要素を予備処理して
シート材に成形することもできる。本発明の特質は、保
有される微粒子の量が従来のシートと比較して増大され
たフイルタ一材シートを提供することである。木材パル
プ繊維の精製状態は、最も一般的には「カナダ標準沢水
度テスター」を用いて標準スクリーン土の繊維の形成パ
ツドを通る流速の測定がなされる、「沢水度（Ｆｒｅｅ
ｎｅｓｓ）」試験法によつて測定される。The filter element is modified with cations in the slurry. The sheet may be dynamically produced by vacuum felting and drying. The felter element can also be pretreated and formed into a sheet material. A feature of the present invention is to provide a sheet of filter material that has an increased amount of retained particulates compared to conventional sheets. The state of refinement of wood pulp fibers is most commonly determined by the "free flow rate", which is determined by measuring the flow rate through the fiber forming pad of a standard screened soil using a "Canadian Standard Freeness Tester".
ness)” test method.

この方法では、測定される量は、底部のオリフイスの出
口を有する受容器からあふれる水の体積（ｍｌにて表わ
す）である。本明細書では、カナダ標準Ｐ水度の測定が
採用されている。粗い非叩解木材パルプ繊維では、該ス
クリーンから該受器への高い排水速度が得られ、その結
果多量のオーバーフロー体積をもたらし、そのため高沢
水度が記録される。代表的な木材パルプは、＋４００ｍ
１〜＋３００ｍ１の範囲のカナダ標準▲水度値を示す。
紙もしくはフイルタ一材料の製造に｝いて、このような
パルプは叩解等の機械的精製工程に附され、これによつ
てセルロース繊維は切断｝よび／またはフィフリル化さ
れる傾向がある。このような叩解繊維は、遅い排水速度
すなわち低沢水度を示す。本発明によれば、このような
叩解パルプは、フィルタ一材用の自己結合性（Ｓｅｌｆ
−ＢＯｎｄｉｎｇ）マトリツクスに使用されるのが好ま
しい。In this method, the quantity measured is the volume of water (expressed in ml) that overflows from a receiver with an orifice outlet at the bottom. Canadian Standard P water measurements are employed herein. With coarse, unrefined wood pulp fibers, high drainage rates from the screen to the receiver are obtained, resulting in large overflow volumes and therefore high water levels being recorded. Typical wood pulp is +400m
Indicates Canadian standard ▲ water level values ranging from 1 to +300 m1.
In the manufacture of paper or filter materials, such pulps are subjected to mechanical refining steps such as beating, which tend to cut and/or fibrillate the cellulose fibers. Such refined fibers exhibit slow drainage rates or low water levels. According to the present invention, such refined pulp has self-bonding properties for filter material.
-BOnding) matrix.

該パルプ系のカナダ標準沢水度は、種々のパルプまたは
叩解度の異なるパルプを組合せてシートを形成する場合
、パルプの選定によつて変化するであろうし、そして種
々の細分化ないしは精製の状態を反映する。しかし、通
常１００〜５００ｍ１の範囲の平均値の複合物を得るに
は、叩解パルプが用いられるであろう。な卦、固形物の
保持性を高くするためには、例えば２００〜３００ｍ１
以下という低い沢水度が好ましい。該木材パルプは合計
重量にもとづき１０重量％から２０〜３０重量％までを
占めることができ、これはフイルタ一材に産業用の▲過
の用途に適当な構造特性を提供するために好ましい。The Canadian standard water content of the pulp system will vary depending on the selection of pulp when different pulps or pulps of different degrees of beating are combined to form a sheet, and when various states of subdivision or refining are used. reflect. However, to obtain a composite with an average value usually in the range 100-500 ml, refined pulp will be used. However, in order to increase the retention of solid matter, for example, 200 to 300 m1
A low water level below is preferred. The wood pulp can represent from 10% to 20-30% by weight based on the total weight, which is preferred to provide the filter material with suitable structural properties for industrial filtration applications.

該フイルタ一材シート中の微粒子の量を最大限にすると
、性能が向上される。Maximizing the amount of particulates in the filter material sheet improves performance.

１０％程度の微粒子でもこれらのフイルタ一材の沢過性
能に注目される改善をもたらすであろうが、最適の性能
は最大量の微粒子を用いて達成される。Although as little as 10% particulates will result in noticeable improvements in the flow performance of these filter materials, optimal performance is achieved using the maximum amount of particulates.

工業的な沢適用には、構造的特性から実用的な最大量と
して約７０重量％が示唆される。もちろん、要求される
ことは少ないであろうが、これより若干多い量も採用可
能であろう。一般に、３０〜７０重量％の量が採用され
る。本発明で意図される目的に適当であるアニオン性微
粒子には種々の種類があり、珪藻土、パーライト、タル
ク、シリカゲル、活性炭、モレキユラ一、シーブ、粘土
等が含まれる。For industrial stream applications, structural properties suggest a practical maximum amount of about 70% by weight. Of course, a slightly larger amount could be employed, although this would be less required. Generally, amounts of 30 to 70% by weight are employed. There are a variety of types of anionic particulates suitable for the purposes contemplated by this invention, including diatomaceous earth, perlite, talc, silica gel, activated carbon, molecules, sieves, clays, and the like.

機能的には、該微粒子は、１平方メートル／グラムを越
える比表面積卦よび／または１０ミクロン未満の粒径を
有すべきである。広義には、いかなる微粒子も適当であ
幻得る（例えば、Ｊ．Ｍ．ＦｉｌｔｅｒＣｅｌ．Ｓｔａ
ｎｄａｒｄＳｕｐｅｒＣｅｌ，．Ｃｅｌｌｔｅ５ｌ２、
ＨｙｄｒＯＳｕｐｅｒＣｅｌ．．ＳｐｅｅｄＰｌｕｓ訃
よびＳｐｅｅｄｆｌＯｗ，．Ｄｉｃｅｌｉｔｅ２ｌ５訃
よびＤｉｃａｌｌｔｅ４ｌ６およびＤｉｃａｌｉｔｅ４
３６）。該微粒子は、当業界によく知られた技術によつ
て評価し得る。珪酸材料が好ましい。寸法、形態、コス
ト、流体との相性、および一般的性能の特性の観点から
、５ミクロン未満の平均粒径を示す微細級の珪藻土訃よ
びパーライトフイルタ一補助材料が最も好ましい。多く
の場合、例えば約８０／２０〜２０／８０の重量比の珪
藻士／パーライト等の二種類以上の微粒子の混合物が、
単一の種類を使用して得られる場合と比較して、より良
好な沢過性能またはコスト／性能一特性が達成される。
同様に、例えば１０および５ミクロンの粒径の微粒子の
５０／５０重量部混合物のように、相対的に粗および微
細な粒子のすべての割合の混合物が使用し得る。適当な
カチオン性コロイド状シリカ材料には、参照として本明
細書に包含させる米国特許３００７８７８号、３２５２
９１７号、 ３６２０９７８号、３７１９６０７号卦よび３９５６１
７１号の各明細書に記述されている材料が含まれる。Functionally, the microparticles should have a specific surface area greater than 1 square meter/gram and/or a particle size less than 10 microns. In a broad sense, any particulate matter may be suitable (e.g., J.M. FilterCel.Sta.
ndardSuperCel,. Cellte5l2,
HydroOS SuperCel. ．． SpeedPlus Death and SpeedflOw,. Dicelite2l5 and Dicalite4l6 and Dicalite4
36). The microparticles can be evaluated by techniques well known in the art. Silicic acid materials are preferred. From the standpoint of size, morphology, cost, fluid compatibility, and general performance characteristics, fine grade diatomaceous earth and perlite filter auxiliary materials exhibiting an average particle size of less than 5 microns are most preferred. In many cases, a mixture of two or more types of particulates, such as diatom/perlite in a weight ratio of about 80/20 to 20/80, is often used.
Better overflow performance or cost/performance characteristics are achieved compared to what would be obtained using a single species.
Similarly, mixtures of relatively coarse and fine particles in all proportions may be used, such as a 50/50 parts by weight mixture of fine particles of 10 and 5 micron particle sizes. Suitable cationic colloidal silica materials include U.S. Pat.
917, 3620978, 3719607 and 39561
The materials described in each specification of No. 71 are included.

これらの材料は、正電荷の多価金属一酸素化合物にて被
覆された緻密なシリカ芯材からなる正電荷コロイド状粒
子の水性分散物である。該化合物は、例えば、３または
４価の金属、好ましくはアルミニウムおよびチタン、の
酸化物、水酸化物卦よび水和金属酸化物からなる種類の
ものである。最も好ましくは、該分散物は酸性であり、
そして該被覆は重合アルミナの種類のものである。代表
的には、該表面上のアルミニウム対シリカのモル比は約
１：１であり、そして該分散物（Ｅ．Ｉ．ｄｕｐＯｎｔ
ｄｅＮｅｍＯｕｒｓＯｆＣＯ．からＬｕｄＯｘＰＯｓｉ
ｔｉｖｅＳＯｌｌ３ＯＭとして市販されているもの）は
上記の米国特許３００７８７８号の記載のように対イオ
ンによつて安定化される。These materials are aqueous dispersions of positively charged colloidal particles consisting of a dense silica core coated with positively charged polyvalent metal monooxygen compounds. The compounds are, for example, of the type consisting of oxides, hydroxides and hydrated metal oxides of tri- or tetravalent metals, preferably aluminum and titanium. Most preferably the dispersion is acidic;
And the coating is of the polymerized alumina type. Typically, the molar ratio of aluminum to silica on the surface is about 1:1 and the dispersion (E.I. dupOnt
deNemOursOfCO. From LudOxPOsi
tiveSOll3OM) is stabilized by counterions as described in the above-mentioned US Pat. No. 3,007,878.

該分散物は、３．５〜５．５のＰＨ範囲にて使用するた
めに塩素イオン（１．４％、ＮａＣｌとして）により安
定化され、固形分３０％のものとして供給されたもので
ある。該コロイド状粒子は、チツ素吸着による約１５０
〜２２５ｍ２／ｙの表面積、約１５〜１６ｍμの粒径、
卦よび光散乱法により約５００００００〜１８００００
００の分子量を示す。The dispersion was stabilized with chloride ions (1.4% as NaCl) and supplied at 30% solids for use in the pH range of 3.5-5.5. . The colloidal particles have about 150% by nitrogen adsorption.
Surface area of ~225 m2/y, particle size of approximately 15-16 mμ,
Approximately 5,000,000 to 180,000 by hexagram and light scattering method
00 molecular weight is shown.

好まし形態では、該シリカ水性ゾノ｛ＡｑｕａｓＯｌ）
の特性は、更に、コロイド状固形物にもとづく安定な範
囲でアルミナとして計算１３〜１５％あるいはそれ以上
という高濃度の重合アルミナに改質される。In a preferred form, the silica aqueous zono {AquasOl)
This property is further modified to a high concentration of polymerized alumina, calculated as 13-15% or more as alumina, within a stable range based on colloidal solids.

被覆または上塗りは、例えば米国特許３００７８７８号
明細書記載の塩基性塩化アルミニウムまたは他の多塩基
性アルミニウム陽イオン源のような適当なアルミニウム
化合物を用いて単に処理することによつて達成し得る。
このような系中のアルミナは、表面被覆として存在し、
そして有効表面積を超過する範囲に卦いて溶液中の遊離
アルミナとして存在する。該遊離アルミナはもちろん、
新しいフイルタ一要素例えば、存在する微粒子の被覆物
としても役立ち、このようにして調製された系は、湿潤
強度の増加と共に、オートクレーブ条件および熱水フラ
ツシユ条件に対する改善された抵抗性を与える。Coating or overcoating may be accomplished simply by treatment with a suitable aluminum compound, such as basic aluminum chloride or other polybasic aluminum cation sources as described in US Pat. No. 3,007,878.
Alumina in such systems is present as a surface coating;
And it exists as free alumina in the solution in an area exceeding the effective surface area. Of course, the free alumina
A new filter element, for example, also serves as a coating for existing particulates, and the system thus prepared provides improved resistance to autoclave and hydrothermal flush conditions, as well as increased wet strength.

必要な場合、貯蔵安定性を得るために、得られたコロイ
ド状分散物を、従来そうであつたように、透析等によつ
て処理して過剰の電解質を除去することができる。好ま
しいカチオン性コロイド状シリカを用いて製造したフイ
ルターシートは、苛酷な条件下、例えば１５ｐｓｉ（約
１．０６Ｋ９／Ｃｍ２）、１２１℃、１時間のオートク
レーブ処理にて、均一に満足な殺菌安定性を示す。紙の
製造に｝いて、カチオン性電荷改質剤が使用される場合
、その目的は、電荷をほＳ等電点まで低下させて繊維の
内部フエルト化の効率を最大化することである。If necessary, to obtain storage stability, the resulting colloidal dispersion can be treated to remove excess electrolyte, such as by dialysis, as is conventional. Filter sheets made with the preferred cationic colloidal silica exhibit uniformly satisfactory sterilization stability under harsh conditions, such as autoclaving at 15 psi (approximately 1.06 K9/Cm2) and 121°C for 1 hour. show. When cationic charge modifiers are used in paper production, the purpose is to reduce the charge to the S isoelectric point to maximize the efficiency of internal felting of the fibers.

沢過のためには、電気動学的（ＥｌｅｃｔｒＯｋｉｎｅ
ｔｉｃ）機構による荷電粒子の除去を向上するために、
最大の荷電が望ましい。この場合、負電荷フイルタ一要
素、すなわち、セルロースおよび微粒子の少くも一つの
表面電荷は、表面を電気的陽性にするのに充分なカチオ
ン性電荷改質剤の附着によつて、表面の電気陰性が低下
されそして任意に（そして好ましくは）逆転される。こ
れによつて、該フイルターシート中に少くもある程度の
電気的陽性の領域または個所が得られる。電荷を逆転さ
せるには、もちろん等電点を通過し、そして次に最大の
実用量まで正電荷が蓄積される。このように、本発明に
使用される電荷改質剤の量は、少くも陽イオン的に分散
した系、すなわち、水力学的な剪断力が適用されない環
境条件にて視覚される凝集が生起しない系、を与えるの
に充分な量であるのが好ましい。For clearing, electrodynamic
tic) to improve the removal of charged particles by the mechanism,
Maximum charge is desirable. In this case, the surface charge of at least one of the negative charge filter elements, i.e., the cellulose and the microparticles, is increased by the deposition of a cationic charge modifier sufficient to make the surface electropositive. is lowered and optionally (and preferably) reversed. This results in at least some electropositive areas or locations in the filter sheet. To reverse the charge, of course, the isoelectric point is passed, and then the positive charge is accumulated to the maximum practical amount. Thus, the amount of charge modifier used in the present invention is such that at least a cationically dispersed system, i.e., no visible agglomeration occurs in environmental conditions where no hydraulic shear forces are applied. Preferably, the amount is sufficient to provide the system.

したがつて、該系は該水性媒体中に比較的均一もしくは
均質に分布しており、正電荷もしくはゼータ電位を示す
本質的に不連続な繊維／微粒子要素を含む。もちろん、
この特定量は該系訃よび選定される改質剤によつて変化
するであろうが、当業者に容易に決定されるであろう。
例えば、微粒子の保持性対電荷改質剤をプロツトしたグ
ラフの屈折点は、ほぼ、比較的良好な性能のための最少
量を表わす。従つて、該フイルター要素が予備被覆され
ている場合はよね少量（例えば３〜４％の量が充分であ
Ｄ得るが、シート形成中に適用されるカチオン性コロイ
ド状シリカについては５〜６％の量が適当である。必要
に応じて有利な追加量の改質剤を使用し得るが、コスト
／性能の基準でこの量が最善の釣合を表わす。予備改質
したフイルター要素、例えば電荷改質剤にて予備被覆し
たセルロース繊維訃よび微粒子ももちろんあらゆる態様
にてフイルターシート中に添加することができ、同様の
結果が得られる。陽イオン性分散スラリーを使用しない
場合、電荷の改質は改質剤の量を調節して同程度まで低
下されるであろう。実施された電荷の改質は、表面のゼ
ータ電位の測定｝よび液体系中で負に帯電された粒子の
改善された沢過効率にて実証される。Thus, the system comprises essentially discrete fibrous/particulate elements that are relatively uniformly or homogeneously distributed in the aqueous medium and exhibit a positive charge or zeta potential. of course,
This specific amount will vary depending on the system and the modifier selected, but will be readily determined by one skilled in the art.
For example, the inflection point in a graph plotting microparticle retention versus charge modifier approximately represents the minimum amount for relatively good performance. Thus, if the filter element is precoated, a small amount (e.g. 3-4%) may be sufficient, but for cationic colloidal silica applied during sheet formation, 5-6% Advantageous additional amounts of modifier may be used if desired, but this amount represents the best trade-off on cost/performance criteria.Pre-modified filter elements, e.g. Cellulose fiber particles and particles precoated with a modifier can, of course, be added to the filter sheet in any manner with similar results.If a cationic dispersion slurry is not used, charge modification is possible. may be reduced to the same extent by adjusting the amount of modifier.The charge modification carried out can be determined by measuring the zeta potential of the surface and by improving the performance of negatively charged particles in the liquid system. This is demonstrated by the tazawa overefficiency.

パルプ卦よび微粒子のスラリーは、あらゆる適当な態様
にて形成される。The slurry of pulp figures and particulates is formed in any suitable manner.

これらの成分を水に添加して初期のスラリーを形成する
順序は、比較的重要でないようである。該スラリーの稠
密度（コンシステンシー）は、該成分の実際的懸濁の可
能な最高値、通常約４％、を表わす。ブレードミキサー
等によつて該系を水力学的剪断力にて処理し、次いで電
荷改質剤を該スラリーへ添加する。土記の剪断力の程度
は厳密なものではない。すなわち、入手できる装置、好
ましい処理時間等を考慮して、他の適当な剪断速度また
は剪断応力を採用し得るが、単に凝集塊を破砕しそして
該系の処理を分散条件に維持するように選定して使用し
得る。もちろん、カチオン性分散スラリーの形成に際し
て、剪断力を適用しなくても、該系は凝集塊を形成しな
い。電荷の改質後に、当業者に既知の態様にてシートの
形成に使用される装置の種類に応じて、該スラリーを追
加量の水にて希釈して、真空フエルト化シートの形成に
必要とされる適当な稠密度、通常０．５〜２１／２％、
にする。The order in which these ingredients are added to the water to form the initial slurry appears to be relatively unimportant. The consistency of the slurry represents the highest possible practical suspension of the ingredients, usually about 4%. The system is subjected to hydraulic shear, such as with a blade mixer, and the charge modifier is then added to the slurry. The degree of shearing force in Doki is not strict. That is, other suitable shear rates or shear stresses may be employed, taking into account available equipment, preferred processing times, etc., but are selected to simply break up the agglomerates and maintain processing of the system in dispersive conditions. It can be used as Of course, even without the application of shear forces during the formation of the cationic dispersion slurry, the system does not form agglomerates. After charge modification, the slurry is diluted with an additional amount of water as required to form the vacuum felted sheet, depending on the type of equipment used to form the sheet, in a manner known to those skilled in the art. Appropriate consistency to be applied, usually 0.5 to 21/2%,
Make it.

該スラリーをシートに形成しそして標準の方法にてオー
ブン乾燥する。該シートの性能は乾燥の変数に関連する
。最適条件は、特に該系の分解点もしくは焦げ点に近づ
くに従い、高い温度に不必要に暴露されるのを最少限す
ることに通ずるエネルギーの考慮もしくは所望の熱履歴
を反映する。本発明の好ましい態様に従えば、フイルタ
ー材シートは、少くもそれらのーつは電荷の改質がなさ
れているフイルター要素すなわち微粒子訃よびセルロー
スパルプの自己結合性マトリツクスから形成され；該パ
ルプは、６００ｍｌまでのそして好ましくは３００ｍｌ
未満（例えば１００〜２００ｍｌ）のカナダ標準沢水度
を与えるように叩解パルプを含有する系であり：電荷改
質剤は少くも２０％の表面のアルミナを含むカチオン性
シリカからなＶ）：該改質剤は、表面の電気陰性度を低
下させ、好ましくは等電点を越えて電荷を逆転させる割
合で、例えば約６重量％の添加量まで適用される。The slurry is formed into sheets and oven dried in standard manner. The performance of the sheet is related to drying variables. Optimal conditions reflect energy considerations or the desired thermal history that lead to minimizing unnecessary exposure to elevated temperatures, particularly as the system approaches its decomposition or scorching point. According to a preferred embodiment of the invention, the sheet of filter material is formed from a self-bonding matrix of filter elements or particulate matter, at least one of which has been charge-modified; and a cellulose pulp; up to 600ml and preferably 300ml
(e.g. 100 to 200 ml) containing refined pulp to give a Canadian Standard Water Freeness of less than (e.g. 100 to 200 ml): the charge modifier is a cationic silica containing at least 20% surface alumina; The modifier is applied at a rate that reduces the electronegativity of the surface and preferably reverses the charge beyond the isoelectric point, eg up to a loading of about 6% by weight.

このようにして調製したフイルター材シートをオートク
レーブ処理、熱湯フラツシユ処理または他の高温処理し
て、消毒または殺菌する。該シートは生物学的液体の沢
過に特別の効用を有するほかに、該構造中に存在するイ
オンが消毒もしくは殺菌工程中に除去されているので、
流出の遅れがなく沢過に使用し得る。該カチオン性コロ
イド状シリカの性能上の利点は、例Ｖに記載されたテス
ト結果を示す図面に顕著に図示される。The sheet of filter material thus prepared is autoclaved, boiled water flushed or otherwise subjected to high temperature treatment to disinfect or sterilize it. Besides having special utility in the filtration of biological fluids, the sheet also has the advantage that the ions present in the structure are removed during the disinfection or sterilization process.
There is no delay in outflow and it can be used in large amounts. The performance advantages of the cationic colloidal silica are clearly illustrated in the drawing showing the test results described in Example V.

本発明に訃けるカチオン性コロイドシリカは、高い電荷
および汚染物除去容量を保有し、そして米国特許４００
７１１３号記載のメラミンーホルムアルデヒドカチオン
性コロイドよりも長い有効寿命を有する。該フイルター
材シートを、下記で代表され使用性能を示す標準化テス
トに附すことができる。The cationic colloidal silica of the present invention possesses high charge and contaminant removal capacity and is disclosed in U.S. Pat.
It has a longer useful life than the melamine-formaldehyde cationic colloid described in No. 7113. The filter material sheet can be subjected to standardized tests representative of the following to demonstrate performance in use.

沢過効率テストこのテストでは、特定の濁り度の汚染液
を、標準条件下の一定の真空度によつてテスト用フイル
ター材料を通して吸引する。Permeability Efficiency Test In this test, a contaminated liquid of a specified turbidity is drawn through a test filter material under a constant vacuum under standard conditions.

流入濁Ｄ度と比較した沢過効率百分率として測定（Ｈａ
ｃｋモデル２１００Ａ濁Ｄ度計を用いる）ならびに表現
される流出濁Ｄ度は、下記のように計算される。テスト
用汚染物は、Ｈｙｐｌａｒ（Ｇｒｕｍｂａｃｈｅｒ製）
すなわち乳化重合によつて製造されそして０．０５〜１
．０ミクロンの範囲のコロイド状重合体粒子を含む多分
散アクリル系ラテツクスである。汚染物の量は、蒸溜水
中ｐＨ６．５〜７．０にて２５〜２００ＮＴＵ（Ｎｅｐ
ｈａｌＯｍｅｔｒｉｃＴｕｒ−ＢｉｄｉｔｙＵｎｉｔｓ
；透光濁り度単位）である。フイルターシートを直径５
７Ｔｒｍの円板に切断し、そしてＭｉｌｌｉｐＯｒｅの
４７？ｍ真空フルタ一支持器に配置する。次に、１００
ｍ１の調製汚染物分散液を、２３インチＨｇ真空度を用
いて、該円板を通して沢過する。膜保護テスト このテストでは、汚染液を標準条件下にテスト用フイル
タ一材卦よび膜を直列に通じて一定の流速にてポンプで
送り、そして圧力差を時間と共に記録する。Measured as the percentage of effluent efficiency compared to the inflow turbidity D (Ha
ck model 2100A turbidimeter) and the expressed effluent turbidity D is calculated as follows. The test contaminant was Hyplar (manufactured by Grumbacher)
i.e. produced by emulsion polymerization and having a content of 0.05 to 1
．． A polydisperse acrylic latex containing colloidal polymer particles in the 0 micron range. The amount of contaminants is 25 to 200 NTU (Nep
halOmetricTur-BidityUnits
; Translucent turbidity unit). Filter sheet diameter 5
Cut into 7Trm disks and millipOre 47? m Place in a vacuum filter support. Next, 100
ml of prepared contaminant dispersion is filtered through the disk using a 23 inch Hg vacuum. Membrane Protection Test In this test, a contaminated liquid is pumped at a constant flow rate through a test filter material and membrane in series under standard conditions and the pressure difference is recorded over time.

規定の圧力増加にて通過させた流れの時間於よび合計の
容積は、前部に設置した該フイルタ一の寿命の目安であ
り、そして使用性能と満足な相互関係を有する。代表的
には、４７Ｔｍ、０．２２ミクロンの膜が、２２５ｍ１
／分の流速にて使用される。テスト用汚染物は、前記と
同じＨｙｐｌａｒ多分散アクリル系ラテツクスである。
汚染物の量は５〜５０ＮＴＵ（ＨａｃｈＴｕｒｂｉｄｉ
一Ｍｅｔｅｒ，．ＭＯｄｅｌ２ｌＯＯＡ）である。この
テストを、該膜もしくはテスト用フイルタ一のいずれか
を横切る圧力差が５〜１０ｐｓｉｄ（０．３５〜０．７
０Ｋ１４デｄ）を越えるまで、継続する。数分未満の膜
保護時間は、実用的有効でないことを示す。油の流れテ
スト 該フイルタ一材シートの多孔性の目安として、５ｐｓｉ
ｄ（０．３５Ｋｆ／Ｃｒｉ？ｄ）の圧力差の低下が得ら
れるまで、同一のシートを通して１００ＳＳＵ油をポン
プで送る。The time and total volume of the flow passed at a given pressure increment is a measure of the life of the front-mounted filter and correlates satisfactorily with performance in use. Typically, a 47Tm, 0.22 micron membrane is
used at a flow rate of /min. The test contaminant was the same Hyplar polydisperse acrylic latex as described above.
The amount of contaminants is 5-50 NTU (HachTurbidi
One Meter,. MOdel2lOOA). This test was performed at a pressure difference of 5 to 10 psi (0.35 to 0.7 psi) across either the membrane or the test filter.
Continue until it exceeds 0K14 ded). Membrane protection times of less than a few minutes indicate no practical effectiveness. Oil flow test As a guide to the porosity of the filter material sheet, 5psi
Pump 100 SSU oil through the same sheet until a pressure difference drop of d(0.35 Kf/Cri?d) is obtained.

この時点にて流速（ｍｌ／分）を記録する。標準化流動
電位 流動電位（ＳｔｒｅｍｉｎｇｐＯｔｅｎｔｉａｌ）の測
定は、ゼータ電位、すなわち流体の正昧の電位を上まわ
る表面の過剰電位および水力学的剪断面に対する周囲の
液の過剰電位を測定する慣用手段である。Record the flow rate (ml/min) at this point. Standardized Streaming Potential Measurement of streaming potential is a conventional means of measuring the zeta potential, the excess potential of a surface above the net potential of the fluid and the excess potential of the surrounding fluid relative to the hydraulic shear plane.

このテストに訃いて、流動電位値が測定されそしてテス
ト材料における種々の圧力低下に対して標準化され、そ
の結果を水１フツト（３０．４８ｃｍ）あたＤのミリボ
ルトの単位にて表わす。該フイルタ一材は、測定される
流動電位が比較的安定な最大値が得られるまで、フイル
タ一材を水で洗い流して評価される。この時点で、該フ
イルタ一材は水に有意のイオン種をもたらさなくなＤ１
すなわち流入の抵抗は流出の抵抗と等しくなる。該フイ
ルタ一材のテスト槽は、０ｕ１ｍａｎ他のＪＡＷＷＡ５
６：９１５（１９６４）の設計にもとづくものである。
該槽は、３．１４平方インチ（直径２インチ）の有効面
積を有するアクリル樹脂（Ｌｕｃｉｔｅ）にて作製され
、そして白金黒電極を備えている。水および水銀マノメ
ーターを用いて、評価される該材料を横切る圧力低下を
測定する。流動電位差値（慣例によつて、ゼータ電位お
よび表面電荷に対して反対の符号である）を、高インピ
ーダンスボルトメーターを用いて測定する。流入卦よび
流出の抵抗は、抵抗ブリツジを用いる導電流動セル（セ
ル定数−０．０２／Ｃｍ）によつて記録される。平衡流
動電位の達成時に（すなわち洗い流し後に）、汚染物処
理テストを、単一粒径の単分散ラテツクスの水性分散液
を用いて、同一の系中にて達成する。During this test, streaming potential values are measured and normalized to various pressure drops across the test material, and the results are expressed in units of D millivolts per foot (30.48 cm) of water. The filter material is evaluated by flushing the filter material with water until the measured streaming potential reaches a relatively stable maximum value. At this point, the filter material no longer contributes significant ionic species to the water D1
In other words, the inflow resistance is equal to the outflow resistance. The test tank for the filter material was JAWWA5 by Ou1man et al.
6:915 (1964).
The vessel is made of acrylic resin (Lucite) with an effective area of 3.14 square inches (2 inches in diameter) and is equipped with platinum black electrodes. A water and mercury manometer is used to measure the pressure drop across the material being evaluated. The streaming potential difference value (which by convention is of opposite sign to the zeta potential and surface charge) is measured using a high impedance voltmeter. The inflow and outflow resistances are recorded by a conductive flow cell (cell constant -0.02/Cm) using a resistive bridge. Upon achieving equilibrium streaming potential (ie, after flushing), a contaminant treatment test is accomplished in the same system using an aqueous dispersion of monodisperse latex of single particle size.

流入および流出の流れの９０系の光散乱強度（０．１〜
１．０マイクロメーターの範囲の粒径に対する高相対感
度のために選定された）を測定して、該フィルタ一材の
沢過効率を定量的に決定する。流出液の濁り度は、ＭＯ
ｎｉｔｅｃｋＴｕｒ一ＢｉｄｉｔｙＭｅｔｅｒを用いて
測定される。流入液の濁り度は、ＤＯｗＤｉａｇｎＯｓ
ｔｉｃｓＯ．ｌＯ９マイクロメーター乳化重合ポリスチ
レンラテツクス分散物を用いて、１５〜２０ＮＴＵの範
囲に選定される。流速は相対的に一定に維持される。上
記の諸テストは、第７１回ＡｎｎｕａｌＡＩＣＨＥＭｅ
ｅｔｉｎｇ（１９７８）に提出された論文であるＫｎｉ
ｇｈｔ他によるＭｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅＥｌｅ一Ｃｔ
ｒＯｋｉｎｅｔｉｃＰｒＯｐｅｒｔｉｅｓＯｆＣｈａｒ
ｇｅｄＦｉｌｔｅｒＭｅｄｉａに、詳細に記載されてい
る。本発明を更に説明する下記の例に卦いて、割合等は
電荷改質剤を除くパルプ於よび微粒子の合計にもとづく
重量による。例１ 下記の程度に叩解されたＷｅｙｅｒｈａｎｓｅｎＣＯｈ
Ｏクラフトパルプ卦よび３．９ミクロンの平均粒径を有
するＧｒｅｆｃＯＤｉｃａｌｌｔｅ４ｌ６バーライトを
用いて、一連のフイルターシートを製造した。90 series light scattering intensity (0.1~
(chosen for its high relative sensitivity to particle sizes in the 1.0 micrometer range) is measured to quantitatively determine the permeation efficiency of the filter material. The turbidity of the effluent is MO
Measured using NiteckTur-BidityMeter. The turbidity of the influent is DOwDiagnOs
ticsO. A 1O9 micrometer emulsion polymerized polystyrene latex dispersion is used to select a range of 15-20 NTU. The flow rate remains relatively constant. The above tests were conducted at the 71st Annual AICHEMe
Kni, a paper submitted to eting (1978).
Measuring the Elle Ct by ght et al.
rOkineticPrOpertiesOfChar
It is described in detail in gedFilterMedia. In the following examples which further illustrate the invention, proportions are by weight based on the sum of pulp and particulates excluding charge modifier. Example 1 Weyerhansen COh beaten to the following degree
A series of filter sheets were made using O kraft pulp and GrefcODicalte4l6 barlite having an average particle size of 3.9 microns.

これらの実験に用いた電荷改質剤は、コロイド状固形物
基準で約１５％のアルミナを含有するカチオン性コロイ
ド状シリカ（３０％固形分）であつた（中空カソードラ
ンプおよび亜酸化チツ素アセチレン炎を用いた３０９ナ
ノメートルにふ−Ｑる原子吸光によつて測定）。The charge modifier used in these experiments was cationic colloidal silica (30% solids) containing approximately 15% alumina on a colloidal solids basis (hollow cathode lamp and nitrous oxide acetylene). (measured by atomic absorption at 309 nanometers using a flame).

該シリカは、約２２０ｍ７ｆ（チツ素吸着）の表面積、
約１５−１６製の粒径訃よび約５００００００〜１８０
００００の分子量（光散乱法）を有する。該成分材料の
合計供給重量（完全乾燥基準）（電荷改質剤を除き８０
グラムであつた。The silica has a surface area of about 220 m7f (nitrogen adsorption),
Particle size of about 15-16 and about 5,000,000 to 180
It has a molecular weight of 0,000 (light scattering method). Total feed weight (on a completely dry basis) of the component materials (excluding charge modifier)
It was a gram.

一定割≦のパルプ（３０重量％すなわち２４グラム）卦
び微粒子（７０重量％すなわち５６グラム）をλ持した
。１リツトルのポリエチレン・バケツ中（水に激しく攪
拌しながら該成分を添加して、２“の稠密度の水性スラ
リーを形成し、そして電荷１質剤を添加した。A certain percentage of pulp (30% by weight or 24 grams) and fine particles (70% by weight or 56 grams) was kept at λ. The ingredients were added to the water in a 1 liter polyethylene bucket with vigorous stirring to form a 2" consistency aqueous slurry, and the charge 1 agent was added.

〔４個のプロペラ刃を有しそて目盛２にセツトして約７
００ｒｐｍにて回転するＨｅｉ−ＤＯｌｐｈ攪拌機（Ｐ
ＯｌｙｓｃｉｅｎｃｅＩｎｃ．）を使用して、該系を水
力学的剪断処理した。〕引続き、該スラリーを０．５％
の稠密度に希釈し、そして１００メツシユスクリーンを
用いる９インチＸｌ２インチの手すき装置にて約０．１
６０〜０．２００インチの範囲の厚さ（残留基準）のシ
ートに真空フエルト化した。次いで、該シートを取出Ｌ
静止オブン中にて一定の重量となるまで乾つ 燥し、そ
して最終の重量を記録した。該シートの最終重量を合計
供給材料の重量と比較して、該シート中の全固形物の残
留量を決定した。フイルターシートを、前記の沢過（膜
保護）テストおよび油の流れテストに附した。結果を第
１表に示す。上記のテストから明らかなように、電荷改
質しなかつた試料は、膜保護を本質的に示さなかた。最
小の沢水度の系における失敗は、膜圧低の僅かの増加に
てパツドが閉塞したことによるのであつた。例１ 微粒子として４．２ミクロンの平均粒径を有するＧｒｅ
ｆｃＯパーライト４２６および６．０ミクロンの平均粒
径を有する４３６を、そしてＷｅｓＯｌｌ一ＴｅＣＯｒ
ｐ．ＷｃｌｍｉｎｇｔＯｎＤｅｌａｗａｒｅから入手さ
れるカチオン性コロイド状シリカ電荷改質剤（４．０％
のアルミナ、２２．５％のシリカ、３０％の固形分）で
ある一定量（６％）のＷｅｓＯｌＰＡを使用して、実験
を例のようにして実施した。[It has 4 propeller blades and is approximately 7 when set to scale 2.]
A Hei-Dolph stirrer (P
Olyscience Inc. ) was used to hydrodynamically shear the system. ]Subsequently, the slurry was added to 0.5%
diluted to a consistency of about 0.1 on a 9"
Sheets were vacuum felted to thicknesses (residual basis) ranging from 60 to 0.200 inches. Next, take out the sheet L
It was dried in a static oven to a constant weight and the final weight was recorded. The final weight of the sheet was compared to the total feed weight to determine the total solids remaining in the sheet. The filter sheets were subjected to the swamp (membrane protection) test and oil flow test described above. The results are shown in Table 1. As evident from the above tests, the samples that were not charge modified showed essentially no membrane protection. Failure in the minimum water flow system was due to pad occlusion with a slight increase in membrane pressure. Example 1 Gre with an average particle size of 4.2 microns as fine particles
fcO pearlite 426 and 436 with an average particle size of 6.0 microns, and WesOll-TeCOr
p. Cationic colloidal silica charge modifier (4.0%
Experiments were carried out as in the example using a constant amount (6%) of WesOlPA, which was 30% alumina, 22.5% silica, 30% solids.

結果を第表に示す。例Ａ 下記の量のＷｅｓＯｌＰＡカチオン性コロイド状シリカ
電荷改質剤を用いた２．５％の稠密度の水性スラリー中
にて約１５分の接触時間にわたＤ、微粒子フイルタ一補
助材料を予備被覆Ｌ取出して、脱水し、そして２５『Ｆ
にて３０分間乾燥した。The results are shown in Table 1. Example A: Pre-coating a particulate filter-auxiliary material in a 2.5% dense aqueous slurry with the following amounts of WesOlPA cationic colloidal silica charge modifier for a contact time of approximately 15 minutes. Take out the L, dehydrate it, and 25'F
It was dried for 30 minutes.

処理済の該微粒子フイルタ一材料を、１００ｍ１の水に
スラリー化し、そしてＭｉｌｌｌｐＯｒｅ４７ＴＷＬ真
空フイルタ一保持器中の多孔性フリツトガラス支持器材
を通して、％インチの厚さのケーキが形成されるまで沢
過した。次いで、沢過効率テストを行つた。結果を第表
に示す。電荷改質をしたＰ過性能の改善は、特に大きな
微粒子を使用する場合に顕著である。The treated particulate filter material was slurried in 100 ml of water and filtered through a porous fritted glass support in a MillpOre 47TWL vacuum filter cage until a % inch thick cake was formed. Next, a flow efficiency test was conducted. The results are shown in Table 1. The improvement in P overperformance by charge modification is particularly noticeable when using large fine particles.

例Ｂ 上記にて調製した予備被覆微粒子の水性スラリーを、マ
トリツクスとして３０重量％の叩解パルプを含むフイル
ターシートに形成Ｌそして乾燥した。Example B The aqueous slurry of precoated particulates prepared above was formed into a filter sheet containing 30% by weight of refined pulp as a matrix and dried.

使用したパルプ系は１３０Ｃ．Ｓ．Ｆ．の沢水度を示し
た。膜保護テスト訃よび油の流れテストを実施した。結
果を第表に示す。例Ｃ ｌ３ＯＣ．Ｓ．Ｆ．のパルプ系（３０重量％）およびパ
ーライト４１６微粒子を含む予備成形シートに、５Ｗｅ
ｓ０１ＰＡカチオン性コロイド状シリカ電荷改質剤の６
重量％溶液を含浸させ、これを乾燥しそして硬化させた
。The pulp system used was 130C. S. F. It showed the level of water level. Membrane protection tests and oil flow tests were conducted. The results are shown in Table 1. Example C l3OC. S. F. 5We was applied to a preformed sheet containing a pulp system (30% by weight) and perlite 416 microparticles.
s01PA cationic colloidal silica charge modifier 6
% solution by weight, which was dried and cured.

Ｐ過テストにて、膜保護時間は５．０分であり１そして
５ＰＳＩＤにおいてパツドの閉塞によつて失敗した。例
Ａ 前記の例Ａの態様にて、機械的に解繊維 （Ｄｅｆｉｂｅｒ）したセルロース（ＳＯｌｋａｆｌＯ
ｃ）にＷｅｓＯｌＰＡカチオン性コロイド状シリカ電荷
改質剤を予備被覆し、これを乾燥しそして硬化させ、フ
イルターケーキを形成し、そして沢過効率をテストした
。In the P over test, the membrane protection time was 5.0 minutes and failed due to pad occlusion at 1 and 5 PSID. Example A In the embodiment of Example A above, mechanically defibrillated cellulose (SolkaflO
c) was precoated with WesOlPA cationic colloidal silica charge modifier, which was dried and cured to form a filter cake and tested for sifting efficiency.

結果を下記の第ｖ表に示す。例Ｂ３Ｏ％の未処理セルロ
ースパルプ卦よび７０％の例Ａの予備処理解繊維セルロ
ースからなるスラリーから、フイルターシートを形成し
、そしてこれを例Ｂの記載のようにしてテストした。The results are shown in Table V below. Example B A filter sheet was formed from a slurry consisting of 30% untreated cellulose pulp and 70% pretreated defibrillated cellulose of Example A and tested as described in Example B.

結果を下記の第表に示す。例Ｖ この例では、従来技術によるメラミン−ホルムアルデヒ
ドカチオン性コロイド（Ｐａｒｅｚ６Ｏ７）にて電荷改
質したフイルタ一材シート（米国特許４００７１１３号
明細書参照）を、本発明に従つてカチオン性コロイド状
シリカにて電荷改質したフイルタ一材シートと比較した
。The results are shown in the table below. Example V In this example, a sheet of filter material charge-modified with a melamine-formaldehyde cationic colloid (Parez6O7) according to the prior art (see U.S. Pat. No. 4,007,113) is converted to a cationic colloidal silica according to the present invention. A comparison was made with a sheet of filter material that had been charge-modified.

（Ａ） ７０重量％のセルロースパルプ系（Ｃ．Ｓ．Ｆ
．ｌ３Ｏ）卦よび３０重量％の珪藻土およびパーライト
の５０／５０混合物を含有するフイルタ一材シートを製
造した。(A) 70% by weight cellulose pulp system (C.S.F.
．． A sheet of filter material containing 30% by weight of a 50/50 mixture of diatomaceous earth and perlite was produced.

最適の電荷改質剤の量（Ｐａｒｅｚ６Ｏ７の場合７％、
そしてＷｅｓＯｌＰＡの場合６％）および乾燥条件を採
用したほかは、カチオン性分散水性スラリーを調製し、
真空フエルト化し、オブン乾燥して、同一の態様にて該
シートをそれぞれ形成した。前記のテスト条件を用いて
、標準化流動電位値を時間的に測定した。Optimal amount of charge modifier (7% for Parez6O7;
and 6% in the case of WesOlPA) and drying conditions were used to prepare a cationic dispersion aqueous slurry,
The sheets were each formed in the same manner by vacuum felting and oven drying. Standardized streaming potential values were measured over time using the test conditions described above.

各フイルタ一材料について平衡流出カーブをプロツトし
、第１図にて比較した。第１図に明らかなように、従来
技術による（メラミン−ホルムアルデヒド）材料は、非
常に迅速にピークに達しその後時間と共に徐徐に減衰す
る変則的な流出カーブを示す。本発明に従つて製造した
材料は、増加傾向の負の標準化流動電位を示し、これは
高い正の表面電荷を示す高い平衡値にて安定化された。
次に、同じフイルタ一材を、汚染液（０．１０９ミクロ
ンＤＯｗＤｉａｇｎＯｓｔｉｃｓラテツクス分散物、５
．５ｐＨ）を用いてテストした。Equilibrium outflow curves were plotted for each filter material and compared in FIG. As seen in FIG. 1, the prior art (melamine-formaldehyde) material exhibits an anomalous flux curve that peaks very quickly and then decays slowly over time. The materials produced according to the invention exhibited an increasing negative normalized streaming potential, which was stabilized at high equilibrium values indicating a high positive surface charge.
Next, the same filter material was mixed with a contamination solution (0.109 micron DOwDiagnOstics latex dispersion, 5
．． 5 pH).

第２図訃よび第３図に、沢過効率｝よび標準化流動電位
を時間に対してプロツトした。これは、従来技術（メラ
ミン−ホルムアルデヒドカチオン性コロイド）系（第２
図）と本発明のカチオン性コロイド状シリカ改質の材料
（第３図）とをそれぞれ比較するものである。負に荷電
したラテックス粒子は、はじめに電気動学的捕獲および
吸着によつて本質的に定量的に除去される。標準化流動
電位は、負の値からＯを通過して直線的に減衰し、そし
て次に漸近的に正の値に近づく。流動電位がＯに近づき
そして０を通過するに従つて、流出液の濁Ｄ度は劣化（
破過）しはじめる。流出液の濁リ度が流入の濁Ｄ度に漸
近的に近づくまで、この増加は継続する。このことは、
該ラテツクスがすべて該フイルタ一材を通過することを
示す。本発明のフイルタ一材シート（第３図）は、従来
技術のフイルタ一（第２図）の場合よりも、沢過性能を
かなｂ長く保持した。In Figures 2 and 3, flow efficiency and normalized streaming potential are plotted against time. This is a conventional technology (melamine-formaldehyde cationic colloid) system (secondary
Figure 3) and the cationic colloidal silica-modified material of the present invention (Figure 3) are compared respectively. The negatively charged latex particles are first essentially quantitatively removed by electrodynamic trapping and adsorption. The normalized streaming potential decays linearly from a negative value through O and then asymptotically approaches a positive value. As the streaming potential approaches O and passes through 0, the turbidity D of the effluent deteriorates (
breakthrough). This increase continues until the turbidity of the effluent approaches asymptotically the turbidity D of the influent. This means that
It is shown that all of the latex passes through the filter material. The filter material sheet of the present invention (FIG. 3) maintained its flow performance for a significantly longer time than the filter material sheet of the prior art (FIG. 2).

本明細書にて用いる「生物学的液体」という用頭は、生
体から誘導されまたは生体と共に使用されるべき液体系
であり、そして通常は消毒または殺菌条件下に取扱われ
そして処理される。As used herein, a "biological liquid" is a liquid system that is derived from or to be used with living organisms and is typically handled and processed under disinfecting or sterilizing conditions.

従つて、該液体は沢適用の消毒または殺菌された材料を
必要とする。該液体には、筋肉内（１．ｍ．）または静
脈内（１．ｖ．）投与用の等張性溶液、経口投与用溶液
、ならびに局所用の溶液、生物学的廃物もしくは他の体
液が含まれる。該廃物または体液は、フイルタ一材に静
止または固定またはフイルタ一材内に捕獲することによ
つて検査または処置用に分離することが望ましい不純物
（例えば、バクテリア、ビールスまたは発熱性物質）等
の▲過性物体を含むことがある。本発明によるフイルタ
一材シートは単独または他のフイルタ一材と組合せて使
用することができ、（イ）抗生物質、生理食塩溶液、デ
キストロース溶液、ワクチン、血漿、血清、殺菌水また
は目薬等の医薬品、（ロ）コーデイアル飲料、ジン、ウ
オツカ、ビール、スコツチウイスキイ、甘口またはから
口のぶどう酒、シアンベーンまたはブランデイ等の飲料
、（ハ）うがい剤、香料、ジャンプ一、ヘアートニツク
、洗顔用クリーム、ひげそｂローシヨン等の化粧品、（
ニ）酢、食物油、工キズ、シロツプ、フルーツジユース
、割Ｄ水（Ｍａｋｅ−Ｕｐｗａｔｅｒ）または調理油等
の食用品、（ホ）防腐剤、殺虫剤、写真液、電気メツキ
液、洗浄用化合物、溶剤精製剤および潤滑油等の化学品
、および（へ）極微粒子の保留、バクテリア汚染物の除
去およびコロイド状曇Ｄの消失等の処理をすることがで
きる。Therefore, the liquid requires disinfected or sterilized material to be applied. The fluids include isotonic solutions for intramuscular (1.m.) or intravenous (1.v.) administration, solutions for oral administration, as well as solutions for topical use, biological wastes or other body fluids. included. The waste or body fluid contains impurities such as bacteria, viruses or pyrogenic substances that it is desirable to separate for examination or treatment by resting or immobilizing or capturing within the filter material. May contain pernicious substances. The filter material sheet according to the present invention can be used alone or in combination with other filter materials, and (a) pharmaceuticals such as antibiotics, physiological saline solutions, dextrose solutions, vaccines, plasma, serum, sterile water, and eye drops (b) Beverages such as cordial drinks, gin, vodka, beer, Scotch whisky, sweet or dry wine, cyanobane or brandy, (c) Gargles, fragrances, Jump 1, hair tonics, facial cleansing creams, beards, etc. Cosmetics such as lotion, (
d) Edible products such as vinegar, food oil, industrial scratches, syrup, fruit juice, make-up water or cooking oil, (e) Preservatives, insecticides, photographic liquids, electroplating liquids, and cleaning compounds. , chemicals such as solvent purifiers and lubricating oils, and (to) treatments such as retention of microparticles, removal of bacterial contaminants, and disappearance of colloidal clouds D.

本発明のフイルタ一材は、生物学的溶液からの発熱性物
質の除去そして特に非経口用溶液から最も一般的な発熱
物質である内毒素の除去に特に適当である。The filter material of the present invention is particularly suitable for the removal of pyrogens from biological solutions and especially for the removal of endotoxins, the most common pyrogen, from parenteral solutions.

本発明のフイルタ一材を、これに関して二つのテスト法
を用いて評価した。A filter material of the present invention was evaluated in this regard using two test methods.

第一のテスト法では、小体積のテスト液（１０〜５０ｍ
１）を０．９ｄの円板型フイルタ一に通過させた。The first test method involves a small volume of test liquid (10-50 m
1) was passed through a 0.9 d disc type filter.

注入器を用いて該フイルタ一に、該テスト液を一定の流
速にて通過させた。多量の体積の実験では、通常１０リ
ツトルのテスト液を３．０５ガロン／平方フイート／分
（４ｍ１／Ｃｍ２／分）の流速にて３．９ｃｍのフイル
タ一に通過させた。テスト液の汚染には、ＳｉｇｍａＣ
ｈｅｍｉｃａｌＣＯｍｐａｎｙから入手したＥ．ｃＯｌ
ｌＬＰＳを使用した。内毒素の定量にはＬｉｍｕｌｕｓ
ＡｍｅｂＯｃｙｔｅＬｙｓａｔｅ（ＬＡＬ）を使用した
。各テスト液の感度は３０ｐｇ／ｍｌであることが判明
した。小体積法を用いて、多数の現在入手し得るフイル
タ一を、０．９％ＮａＣｌからの内毒素除去について評
価した。The test liquid was passed through the filter using a syringe at a constant flow rate. For large volume experiments, typically 10 liters of test fluid was passed through a 3.9 cm filter at a flow rate of 3.05 gallons/square foot/minute (4 m1/Cm2/min). Contamination of the test fluid requires SigmaC
E. obtained from chemical Company. cOl
lLPS was used. Limulus for endotoxin quantification
AmebOcyteLysate (LAL) was used. The sensitivity of each test solution was found to be 30 pg/ml. A number of currently available filters were evaluated for endotoxin removal from 0.9% NaCl using the small volume method.

これらの結果から本発明のフイルター材は、内毒素の濃
度が１０００〜１００００００ｐｇ／ｍｌの範囲である
場合小体積から検定の限界（３０ｐｇ／ｍｌ）以下に，
内毒素の量を低下させて、最良の総括的な発熱物質の除
去をもたらすようであつた。本発明のフイルタ一はまた
、注射用の種種のＰＨおよび塩濃度の多種類の溶液から
内毒素を除去した。すべての場合に、原溶液が１０００
００ｐｇ／ｍｌの内毒素にて汚染されていた際に１００
ｐｇ／ｍｌ未満に内毒素の量が低下された。テスト溶液
のＰＨが本発明のフイルタ一の効率に影響することが見
出された。０．９％のＮａＣｌ中にて７．５〜８．５の
間のＰＨで、内毒素の除去は１００ｐｇ／ｍｌを超過し
はじめる。From these results, the filter material of the present invention can reduce the concentration of endotoxin from a small volume to below the assay limit (30 pg/ml) when it is in the range of 1,000 to 1,000,000 pg/ml.
It appeared to lower endotoxin levels and provide the best overall pyrogen removal. The filters of the present invention also removed endotoxins from a wide variety of solutions of various pH and salt concentrations for injection. In all cases, the stock solution was 1000
100 pg/ml when contaminated with endotoxin.
The amount of endotoxin was reduced to less than pg/ml. It has been found that the PH of the test solution affects the efficiency of the filter of the present invention. At pH between 7.5 and 8.5 in 0.9% NaCl, endotoxin removal begins to exceed 100 pg/ml.

しかし、このような二つのフイルタ一を直列に使用する
ことにより、はじめに１００００００ｐｇ／ｍ１に汚染
された溶液中にて、内毒素の量は３０ｐｇ／Ｎｌｌ未満
に低下させることができる。オートクレーブ処理が内毒
素を除去する本発明のフイルタ一の能力に影響を｝よぼ
すことは、見出されなかつた。However, by using two such filters in series, the amount of endotoxin can be reduced to less than 30 pg/Nll in a solution initially contaminated with 1,000,000 pg/ml. Autoclaving was not found to affect the ability of the filters of the present invention to remove endotoxins.

フイルタ一中にはじめに存在する内毒素を除去する洗い
液の体積は、該液の性質に依存して２．６ｍ１２冷ｉ未
満から６．４ｍ１／ｄ以下であることが見出された。初
期の多量の体積の実験において流速を比較すると、溶液
が１０００００ｐｇ／ｍｌに汚染されている場合、３〜
１２ガロン／平方フイート／分の流速では内毒素の除去
性能が影響されないことが示された。It has been found that the volume of wash liquor which removes the endotoxin initially present in the filter is from less than 2.6 m12 to less than 6.4 m1/d, depending on the nature of the liquid. Comparing flow rates in early large volume experiments, when the solution is contaminated to 100,000 pg/ml,
A flow rate of 12 gallons per square foot per minute was shown to have no effect on endotoxin removal performance.

１００００００ｐｇ／ｍｌの内毒素濃度にて、本発明の
フウルタ一は内毒素の量を１００ｐｇ／ｍｌ未満に低下
させることができた。At an endotoxin concentration of 1,000,000 pg/ml, the protein of the present invention was able to reduce the amount of endotoxin to less than 100 pg/ml.

またこの実１験によつて、本発明のフイルタ一は０．９
％ＰＨ７．ＯのＮａＣｌから少くも２．５即／ｄの内毒
素を除去できることが示された。また、これらのフイル
タ一は、多量の水および２０％のデキストロースから内
毒素の量を１００ｐｇ／ｍｌ未満に低下できることが見
出された。高ＰＨにて、このような二つのフイルタ一を
直列に使用して、内毒素の量を１００ｐｇ／ｍｌ未満に
低下させた。溶液のＰＨまたは塩の濃度が変化しても、
前に吸着された内毒素が大規模に放出される結果は認め
られなかつた。要するに、本発明のフイルタ一によれば
、注射用の非常に汚染された溶液から内毒素を除去する
ことができる。Also, according to this experiment, the filter of the present invention was 0.9
%PH7. It has been shown that at least 2.5 i/d of endotoxin can be removed from NaCl at O. It has also been found that these filters can reduce the amount of endotoxin to less than 100 pg/ml from large amounts of water and 20% dextrose. At high pH, two such filters were used in series to reduce the amount of endotoxin to less than 100 pg/ml. Even if the pH of the solution or the concentration of salt changes,
No significant release of previously adsorbed endotoxin was observed. In summary, the filter of the present invention allows endotoxins to be removed from highly contaminated solutions for injection.

ＰＨ８．５未満のすべての溶液中で、１００ｎｇ（１０
００００ｐｇ／ｍｌ）の内毒素にてはじめに汚染されて
いた場合、これらのフイルタ一は内毒素を３０ｐｇ／ｍ
ｌ未満に低下させた。１０００ｎｇ／ｍｌ（１００００
００ｐｇ／ｍｌ）の内毒素を含有する溶液を、これらの
フイルタ一によつて１００ｐｇ／ｍｌ未満に低下させる
ことができる。100 ng (10
If initially contaminated with 30 pg/ml of endotoxin, these filters will contain 30 pg/ml
It was lowered to less than 1. 1000ng/ml (10000
A solution containing endotoxin (00 pg/ml) can be reduced to less than 100 pg/ml by these filters.

これらのフイルタ一を２個直列に使用して、大部分の溶
液中にてＰＨが８．５を越える場合でも、内毒素の量を
３０ｐｇ／ｍｌ未満に維持することができる。比較し得
るフイルタ一、例えば、他の比較し得る材料上にカチオ
ン性メラミン−ホルムアルデヒドおよびポリアミド−ポ
リアミンエピクロルヒドリンを含むフイルタ一よりも、
本発明のフイルタ一材は大きな内毒素除去能力を有する
。Two of these filters can be used in series to maintain endotoxin levels below 30 pg/ml even when the pH exceeds 8.5 in most solutions. than a comparable filter, such as a filter containing cationic melamine-formaldehyde and polyamide-polyamine epichlorohydrin on other comparable materials.
The filter material of the present invention has a large endotoxin removal ability.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は、従来技術のフイルターシートおよび本発明に
従つて製造されたフイルターシートの平衡流出曲線を比
較する、標準化流動電位対時間のグラフである。FIG. 1 is a graph of normalized streaming potential versus time comparing the equilibrium runoff curves of a prior art filter sheet and a filter sheet made in accordance with the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ セルロース繊維の自己結合性マトリックスおよび微
粒子からなり、そしてこれらの少くも一つの表面が緻密
なシリカ芯材を多価金属−酸素化合物で被覆したカチオ
ン性コロイド状シリカで改質されていることを特徴とす
る、フィルター材シート。 ２ 該マトリックスが叩解セルロース繊維からなり６０
０ｍｌ未満のカナダ標準濾水度を与える、特許請求の範
囲第１項のフィルター材シート。 ３ 該繊維および該微粒子の少くも一つに正のゼータ電
位を与えるに充分なカチオン性コロイド状シリカを含有
する、特許請求の範囲第１項または２項のフィルター材
シート。 ４ 約３〜約６重量％のカチオン性コロイド状シリカを
含有する、特許請求の範囲第１〜３項のいずれかのフィ
ルター材シート。 ５ 該カチオン性コロイド状シリカが、多価金属−酸素
化合物にて改質された緻密なシリカ芯材を有する正電荷
コロイド状粒子の分散物から得られたものである、特許
請求の範囲第１〜４項のいずれかのフィルター材シート
。 ６ 該多価金属がアルミニウムでありそしてコロイド状
固形分の少くも１３重量％の割合で該シリカを被覆する
に充分な該化合物が与えられる、特許請求の範囲第５項
のフィルター材シート。 ７ 該シリカ分散物がコロイド状固形分の重量の少くも
１５％のアルミナを含む、特許請求の範囲第５または６
項のフィルター材シート。 ８ 該微粒子が少くも５０重量％の珪藻土を含む、特許
請求の範囲第１〜７項のいずれかのフィルター材シート
。 ９ 該微粒子が珪藻土とパーライトとの混合物を含む、
特許請求の範囲第１〜７項のいずれかのフィルター材シ
ート。 １０ 該微粒子が約１０ミクロン未満の平均粒径を示す
、特許請求の範囲第１〜９項のいずれかのフィルター材
シート。 １１ 微粒子および自己結合性マトリックスとしてのセ
ルロースパルプ系からフィルターシートを形成し、ここ
に該微粒子および該パルプの少くも一つの表面は緻密な
シリカ芯材を多価金属酸素化合物で被覆してなるカチオ
ン性コロイド状シリカにて改質されていることを特徴と
する、汚染液から電気陰性の極微粒汚染物の除去用フィ
ルター材シートの製法。 １２ 該パルプ系が叩解パルプを含み、該系に対してカ
ナダ標準濾水度１００〜６００ｍｌを与える、特許請求
の範囲第１１項の製法。 １３ 該カチオン性コロイド状シリカが多価金属−酸素
化合物にて改質された緻密なシリカ芯材を有する正電荷
コロイド状粒子の分散物から得られたものである、特許
請求の範囲第１１項または１２項の製法。 １４ 該多価金属がアルミニウムでありそしてコロイド
状固形分の少くも１３重量％の割合で該シリカを被覆す
るに充分な該化合物が与えられる、特許請求の範囲第１
３項の製法。 １５ 該シリカ分散物がコロイド状固形分の重量の少く
も１５％のアルミナを含む、特許請求の範囲第１３また
は１４項の製法。 １６ 微粒子および自己結合性マトリックスとしてのセ
ルロースパルプ系からフィルターシートを形成し、ここ
に該微粒子および該パルプの少くも一つの表面は緻密な
シリカ芯材を多価金属酸素化合物で被覆してなるカチオ
ン性コロイド状シリカにて改質されており、更に該シー
トを殺菌または消毒する工程を含むことを特徴とする、
汚染液から電気陰性の極微粒汚染物の除去用フィルター
材シートの製法。 １７ 該シートがオートクレーブ処理される、特許請求
の範囲第１６項の製法。 １８ 該シートが熱水にて洗い流される、特許請求の範
囲第１６項の製法。 １９ セルロース繊維の自己結合性マトリックスおよび
微粒子からなり、そしてこれらの少くも一つの表面が緻
密なシリカ芯材を多価金属−酸素化合物で被覆してなる
カチオン性コロイド状シリカで改質されているフィルタ
ー材シートに汚染液を通過させることを特徴とする、生
物学的液体から極微粒汚染物を除去する方法。 ２０ アニオン性表面を有する微粒子を、該微粒子表面
を電気的に陽性にするに充分な量の無機カチオン性コロ
イド状シリカで被複してなり、該カチオン性コロイド状
シリカが緻密なシリカ芯材を多価金属酸素化合物で被覆
したものであることを特徴とする、粒状フィルター助材
。 ２１ 微粒子が珪藻土からなる特許請求の範囲第２０項
のフィルター助材。 ２２ 微粒子がパーライトからなる特許請求の範囲第２
０項のフィルター助材。 ２３ 微粒子が解繊したセルロースからなる特許請求の
範囲第２０項のフィルター助材。 ２４ 約１０ミクロン未満の平均粒子寸法を有する特許
請求の範囲第２０〜２３項のいずれかのフィルター助材
。 ２５ 約５ミクロン未満の平均粒子寸法を有する特許請
求の範囲第２０〜２３項のいずれかのフィルター助材。 ２６ １ｍ＾２／ｇを超える比表面積を有する特許請求
の範囲第２０〜２３項のいずれかのフィルター助材。 ２７ 粒状フィルター助材を含み、該粒状フィルター助
材がアニオン性表面を有する微粒子を該微粒子表面を電
気的に陽性にするに充分な量の無機カチオン性コロイド
状シリカで被覆してなり、該カチオン性コロイド状シリ
カが緻密なシリカ芯材を多価金属−酸素化合物で被覆し
たものであることを特徴とするフィルター床。 ２８ 微粒子が珪藻土、パーライトおよび解繊セルロー
スからなる群より選ばれる特許請求の範囲第２７項のフ
ィルター床。[Claims] 1. A self-bonding matrix of cellulose fibers and fine particles, at least one surface of which is modified with a cationic colloidal silica coated with a dense silica core material with a polyvalent metal-oxygen compound. A filter material sheet characterized by being made of high quality. 2 The matrix is composed of beaten cellulose fibers60
A sheet of filter material according to claim 1, which provides a Canadian standard freeness of less than 0 ml. 3. The filter material sheet of claim 1 or 2, containing sufficient cationic colloidal silica to impart a positive zeta potential to at least one of said fibers and said particulates. 4. A sheet of filter material according to any one of claims 1 to 3, containing from about 3 to about 6% by weight cationic colloidal silica. 5. Claim 1, wherein the cationic colloidal silica is obtained from a dispersion of positively charged colloidal particles having a dense silica core modified with a polyvalent metal-oxygen compound. The filter material sheet according to any one of items 1 to 4. 6. The filter material sheet of claim 5, wherein said polyvalent metal is aluminum and sufficient said compound is provided to coat said silica in a proportion of at least 13% by weight of colloidal solids. 7. Claim 5 or 6, wherein the silica dispersion comprises at least 15% alumina by weight of colloidal solids.
Section filter material sheet. 8. A filter material sheet according to any one of claims 1 to 7, wherein the particulates contain at least 50% by weight of diatomaceous earth. 9. The fine particles include a mixture of diatomaceous earth and perlite.
A filter material sheet according to any one of claims 1 to 7. 10. The filter material sheet of any of claims 1-9, wherein the particulates exhibit an average particle size of less than about 10 microns. 11 A filter sheet is formed from microparticles and a cellulose pulp system as a self-binding matrix, wherein at least one surface of the microparticles and the pulp is a cationic material formed by coating a dense silica core with a polyvalent metal oxygen compound. A method for producing a filter material sheet for removing electronegative ultrafine contaminants from a contaminated liquid, the sheet being modified with colloidal silica. 12. The method of claim 11, wherein said pulp system comprises refined pulp and provides said system with a Canadian standard freeness of 100 to 600 ml. 13. Claim 11, wherein the cationic colloidal silica is obtained from a dispersion of positively charged colloidal particles having a dense silica core modified with a polyvalent metal-oxygen compound. Or the manufacturing method in Section 12. 14. Claim 1, wherein said polyvalent metal is aluminum and sufficient said compound is provided to coat said silica in a proportion of at least 13% by weight of colloidal solids.
Manufacturing method in Section 3. 15. The method of claim 13 or 14, wherein the silica dispersion comprises at least 15% alumina by weight of colloidal solids. 16 A filter sheet is formed from fine particles and a cellulose pulp system as a self-binding matrix, wherein at least one surface of the fine particles and the pulp is a cationic material formed by coating a dense silica core material with a polyvalent metal oxygen compound. The sheet is modified with colloidal silica, and further includes a step of sterilizing or disinfecting the sheet.
A method for manufacturing a filter material sheet for removing electronegative ultrafine contaminants from contaminated liquids. 17. The method of claim 16, wherein the sheet is autoclaved. 18. The method of claim 16, wherein the sheet is washed with hot water. 19 Consisting of a self-bonding matrix of cellulose fibers and fine particles, at least one surface of which is modified with cationic colloidal silica formed by coating a dense silica core with a polyvalent metal-oxygen compound. A method for removing ultrafine contaminants from a biological fluid, the method comprising passing the contaminated fluid through a sheet of filter material. 20 Fine particles having an anionic surface are coated with a sufficient amount of inorganic cationic colloidal silica to make the surface of the fine particles electrically positive, and the cationic colloidal silica forms a dense silica core material. A granular filter aid characterized by being coated with a polyvalent metal oxygen compound. 21. The filter aid according to claim 20, wherein the fine particles are made of diatomaceous earth. 22 Claim 2 in which the fine particles are made of pearlite
Item 0 filter aid. 23. The filter aid according to claim 20, wherein the fine particles are made of defibrated cellulose. 24. The filter aid of any of claims 20-23 having an average particle size of less than about 10 microns. 25. The filter aid of any of claims 20-23 having an average particle size of less than about 5 microns. 26. A filter aid according to any one of claims 20 to 23, having a specific surface area of more than 1 m^2/g. 27 Contains a granular filter auxiliary material, the granular filter auxiliary material is formed by coating fine particles having an anionic surface with an amount of inorganic cationic colloidal silica sufficient to make the surface of the fine particles electrically positive, and the cationic A filter bed characterized in that colloidal silica is a dense silica core material coated with a polyvalent metal-oxygen compound. 28. The filter bed of claim 27, wherein the particulates are selected from the group consisting of diatomaceous earth, perlite, and defibrated cellulose.