(57)【要約】【課題】生物・医療分野向けに、ガンマ線照射やスチーム滅菌などが可能なフィルターを提供することを課題とする。【解決手段】繊維からなる濾材の肉厚が５〜２５ｍｍのデプスフィルターであって、該濾材は０．５ＭＰａの荷重を掛けた場合の圧縮比が０．２以下であり、該繊維は熱可塑性樹脂から形成されており、該繊維の平均繊維径が０．１〜２０μｍであり、該濾材中の繊維同士の繊維交点が該繊維の熱融着で結合しており、該繊維交点の平均間隔は繊維の長さ方向に対して繊維径の２〜１００倍である、デプスフィルターによる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維からなる濾材の肉厚が５〜２５ｍｍのデプスフィルターであって、
該濾材は０．５ＭＰａの荷重を掛けた場合の圧縮比が０．２以下であり、
該繊維は熱可塑性樹脂から形成されており、
該繊維の平均繊維径が０．１〜２０μｍであり、
該濾材中の繊維同士の繊維交点が該繊維の熱融着で結合しており、
該繊維交点の平均間隔は繊維の長さ方向に対して繊維径の２〜１００倍である、
デプスフィルター。
【請求項２】
前記繊維が熱融着性繊維である請求項１に記載のデプスフィルター。
【請求項３】
前記熱融着性繊維が１０℃以上の融点差を有する２種類の熱可塑性樹脂からなる複合繊維である請求項２に記載のデプスフィルター。
【請求項４】
前記濾材の空隙率が５０〜８０％である請求項１に記載のデプスフィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バイオプロセス前処理用のデプスフィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
医療・生物関連分野において、精密濾過膜、限外濾過膜の利用が進んでいる。例えば、高濃度の目的タンパク質を含む細胞培養液から細胞の残骸などを除去することへの利用や、タンパク精製に使われるアフィニティークロマトグラフィーの前濾過、血液透析、血液濾過などへの利用である。このような用途への利用において、精密濾過膜、限外濾過膜を使う場合に重要なことは、濾過膜に極力負荷をかけないことである。
一般に、医療・生物関連分野に使われるフィルターとしては、濾材からの不純物の溶出を防ぐために高分子材料からなる濾過膜を使う方法が多く用いられている。高分子材料は一般に柔らかく、特に濾過膜のような薄い材料の場合は、過度の濾過圧力がかかると変形して孔径が広がってしまうことがある。また、医療・生物関連分野において濾過で取り除く濾別対象物は、一般に柔らかい状態、すなわちゲル状になっており、変形しやすいので、過度の濾過圧力がかかった場合、濾過膜をすり抜けてしまうことがある。そのため、濾過しようとする液（濾過対象液）を精密濾過膜、限外濾過膜で濾過する前に、より孔径が大きく捕集量も多い保護フィルターで濾過することがある。
【０００３】
また、セルロース繊維を積層して濾材としたフィルターを使う方法がある。セルロースは多くの滅菌処理に耐性があり、タンパク質などの吸着も比較的少ないが、セルロースは水中では柔らかくなるため、濾材に高い空隙を設けるのが難しく、仮に高い空隙を設けたとしても濾過圧力で潰れてしまうという欠点がある。そのため、一般にセルロースを濾材としたフィルターは圧損が高く、濾過寿命も短い。また、セルロースは発塵しやすいという欠点がある。そのような粉を抑えるために接着剤などで固めることもできるが、粉の発生を完全に止めることができないばかりか、接着剤を使うことによって、フィルターに高い通液性が得られず、あるいは接着剤の成分が濾液に流出する恐れがある。
【０００４】
さらに別の方法として、固めた珪藻土を濾材として使う方法がある。珪藻土は、樹脂粉と混合して焼結し、あるいはセルロース繊維と混合して抄紙することで固定化する場合が多い。珪藻土の吸着能力により、濾別対象物を除去するための能力を上げることが期待できるが、一般に珪藻土は非常に硬い粉体であるので、一般の濾材以上に濾液への脱落を抑える必要があり、限られた用途にしか利用できなかった。
【０００５】
また、別の方法として、熱可塑性樹脂等の高分子材料からなる紡績糸を綾振りして巻き付けた糸巻きフィルター、あるいは射出成形したプラスチック製のコアに高分子材料からなる不織布を巻きつけた不織布巻きフィルターなどを使う方法がある。しかしながら、医療・生物関連分野で使うフィルターは、ガンマ線照射滅菌、あるいは加熱滅菌などの方法で滅菌する必要があり、このような簡単な構造のフィルターでは、これらの滅菌操作で濾材が劣化して、孔径が変化したり、濾材が脱落したりすることがあった。また、医療・生物関連分野で濾過する液には、一般にタンパク質等のファウリング物質が多く含まれており、熱可塑性樹脂等の高分子材料からなる濾材の表面に吸着し、濾材を目詰まりさせやすい。糸巻きフィルターや不織布巻きフィルターの多くはポリプロピレン等の単一樹脂製であり、熱接着が十分でないため、仮に高い空隙を設けたとしても濾過圧力で潰れてしまうという欠点、孔径が変化してしまうという欠点、あるいはこれらのファウリング物質が吸着して早期に目詰まりしてしまうという欠点がある。
【０００６】
あるいは別の方法として、ポリエステルウェブをＰＴＦＥ膜、保護ウェブとをロール状に重ね合わせて約１７０〜２２０℃の温度において３０分〜７時間の加熱をする方法が知られている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この方法ではガンマ線照射後の通気能は元の７５％に留まっている。また、この方法でフィルターを作る場合、３０分以上の加熱が必要となり、コストが掛かり過ぎるため、産業上、実用性がない。
【０００７】
あるいは別の方法として、濾過膜に襞を付けることで表面積を増やし、それを円筒状に形成し、端部を接着し、さらに穴を開けたコアの周囲に配置し、その上下にキャップを接着することで円筒中空状にした、いわゆるプリーツフィルターを使う方法もある。プリーツフィルターは、表面積が多いため、濾過の際の圧損を下げるという点では効果的だが、濾材が薄いためにゲル状物を捕捉するには必ずしも適していない。また、ガンマ線照射滅菌などの方法で滅菌した場合、濾材が薄いため、濾材の劣化の影響が出やすい問題がある。また、製造工程が複雑なため、キャップ溶着部などにピンホールができやすく、製品コストが高くなるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平２−２６９０３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の課題は、バイオプロセス前処理において、濾過膜用の保護フィルターとして使用できる、滅菌可能なフィルターを提供することである。さらに、高い濾過圧力であっても、高い空隙を維持できるフィルターを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた。その結果、濾材を繊維で形成し、その繊維同士の交点を数多く結合することで目的に適合するフィルターが得られることを見出し、本発明を完成した。
【００１１】
すなわち本発明は次の構成を有する。
【００１２】
［１］繊維からなる濾材の肉厚が５〜２５ｍｍのデプスフィルターであって、該濾材は０．５ＭＰａの荷重を掛けた場合の圧縮比が０．２以下であり、該繊維は熱可塑性樹脂から形成されており、該繊維の平均繊維径が０．１〜２０μｍであり、該濾材中の繊維同士の繊維交点が該繊維の熱融着で結合しており、該繊維交点の平均間隔は繊維の長さ方向に対して繊維径の２〜１００倍である、デプスフィルター。
［２］前記繊維が熱融着性繊維である前記［１］項に記載のデプスフィルター。
［３］前記熱融着性繊維が１０℃以上の融点差を有する２種類の熱可塑性樹脂からなる複合繊維である前記［２］項に記載のデプスフィルター。
［４］前記濾材の空隙率が５０〜８０％である前記［１］項に記載のデプスフィルター。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タンパク質などのファウリング物質を多量に含む液に対しても濾過寿命が長く、耐圧に優れるだけでなく、ガンマ線照射滅菌、あるいはスチーム滅菌などが可能なフィルターを提供することができる。本発明のデプスフィルターは、特に細胞培養液からの細胞の残骸などの除去、血液透析、血液濾過などに使われる濾過膜の保護フィルターとして好適に使用できる。
また、本発明のデプスフィルターにおいて、濾材を構成する熱融着性繊維同士を熱融着させることによって繊維交点が結合されているものには、熱融着性繊維を構成する熱可塑性樹脂以外に接着剤などを含まないため、フィルターの使用における異物混入や汚染のリスクが低く、濾過対象物の品質管理面で有利である。
また、本発明のデプスフィルターは、接着剤による濾材の開口率の低下がない。さらに、本発明のデプスフィルターは、接着剤の不足やムラによる濾材の脱落の恐れもない。
また、本発明のデプスフィルターは、高い濾過圧力であっても、高い空隙を維持できる。
また本発明のデプスフィルターは、フィルターの製造工程における製造原料点数が少なくコスト面、製造管理面でも有利である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のデプスフィルターは、繊維からなる濾材の肉厚が５〜２５ｍｍのデプスフィルターであって、該濾材は０．５ＭＰａの荷重を掛けた場合の圧縮比が０．２以下であり、該繊維は熱可塑性樹脂から形成されており、該繊維の平均繊維径が０．１〜２０μｍであり、該濾材中の繊維同士の繊維交点が該繊維の熱融着で結合しており、該繊維交点の平均間隔は繊維の長さ方向に対して繊維径の２〜１００倍である。濾材の主要部分は繊維のみからなることが好ましい。
【００１５】
本発明において、デプスフィルターの好適な形状は、中空円筒状である。つまり、デプスフィルターは、円柱形状であり、円柱の横断面形状は、中心部分に円形の中空部分が設けられており、その外側は同心円状の濾材部分である。その横断面形状は、円柱のどの部分を切断しても概ね同じ形状であることが好ましいが、濾過面積を広げるために濾材の表面に凹凸を設けてもよい。その場合は切断する位置によって円筒の外径が多少変化する。横断面形状は、一般的には濾過圧力が均等にかかる円形であることが望ましいが、必ずしも円形である必要はなく、六角、四角、三角などであってもよいし、あるいは中空部分と濾材部分とで異なる形などであってもよい。また、本発明では、平板形状にすることも可能である。
【００１６】
本発明において、濾材の肉厚は５〜２５ｍｍである。ここでいう肉厚とは、濾過する際の上流側から下流側までの濾材の厚さの最短距離を意味する。フィルターの形状が中空円筒状の場合は、円筒の外側から中空部までの距離が肉厚となる。この肉厚が５ｍｍ以上であれば、ゲル状の濾別対象物が、すり抜けてしまうことがない。また、濾別対象物を捕捉する空間が十分に取れるため、濾過寿命が短くなることがない。また、この肉厚が２５ｍｍ以下であれば、濾過する際の差圧が大きくなり過ぎることがなく、あるいは最終的なフィルターの形状が大きくなり過ぎることがない。
【００１７】
本発明に用いる濾材は繊維からなる。濾材に繊維を使わず、凝集接着した高分子の粒子を使用したり、高分子の発泡体を使用したりすると、濾材はゲル状物によって早期に目詰まりしてしまう。そのため、本発明では濾材のほとんどを繊維から構成することが好ましい。
【００１８】
本発明に用いる濾材は、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、活性炭やゼオライトなどの吸着体などを混合して、さらなる機能を持たせてもよい。ただし、本発明の効果を損なわないためには、吸着体などの添加量は２０重量％以下とすることが好ましく、５重量％以下とすることがより好ましい。また、そのような吸着体を用いる場合には、その下流側に、添加量を１重量％以下、好ましくは吸着体を用いない層を別途設ける。
【００１９】
本発明に用いる濾材の空隙率は５０〜８０％であることが好ましく、６０〜８０％であることがより好ましく、７０〜８０％であることが特に好ましい。空隙率が５０％以上であると、異物を十分に捕集する空間を存在させることができ、また、濾過の際の圧力損失が高くなり過ぎることがなく、ゲル状の濾別対象物を濾液側に押し出されにくくすることができる。空隙率が８０％以下であると、繊維交点の数を十分に取れるため、濾過圧力で変形しにくくなる。
【００２０】
濾材の厚み方向の繊維の疎密は、一定であってもよいし、疎密の勾配があってもよい。疎密の勾配がある場合、例えば上流側を疎とし、下流側に近くなるにつれて密になるように構成することができる。また、下流側に近い方を疎として逆流を容易にしたり、密な部が過度に密接することを防いだりすることによって、より濾過寿命の延長を図ることができる。
【００２１】
本発明に用いる濾材は、少なくとも一部の層が０．５ＭＰａの荷重を掛けた場合の圧縮比が０．２以下であり、より好ましくは０．１以下である。本発明のデプスフィルターは、圧縮比が低い、すなわち硬いフィルターであることが特徴である。係る構成とすることによって、耐圧が高く、さらに、使用に伴う濾材の変形が少なくなり、また、濾材中での繊維同士の動きやズレが少なくなるため濾過精度が向上する。
【００２２】
本発明のデプスフィルターに用いる繊維の原料は、熱可塑性樹脂である。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドが例示できる。中でも、熱接着性が高い点ではポリオレフィン、ガンマ線照射に対する耐性が高い点ではポリエステルが好ましい。
【００２３】
ポリエステルとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリブチルテレフタレート、ポリエチレンオキシベンゾエート、ポリ（１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート）、エチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体等の各種ポリエステルを挙げることができる。
【００２４】
ポリオレフィンとしては、エチレン、プロピレン、ブテン−１、若しくは４−メチルペンテン−１等の単独重合体、及びこれらと他のα−オレフィン、即ち、エチレン、プロピレン、ブテン−１、ペンテン−１、ヘキセン−１あるいは４−メチルペンテン−１などのうちの１種以上とのランダム若しくはブロック共重合体あるいはこれらを組み合わせた共重合体、またはこれらの混合物などを挙げることができる。これらの中でも、耐薬品性の点で、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン体等の各種ポリエチレン、プロピレン単独重合体、プロピレンを主体とするプロピレンと他のα−オレフィンとの二元共重合体または三元共重合体等の各種ポリプロピレンを用いることが好ましい。さらに、ガンマ線照射に対する耐性が高い点からポリエチレンが特に好ましい。
【００２５】
ポリアミドとしては、ナイロン４、ナイロン６、ナイロン７、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン６６、ナイロン６１０、ポリメタキシリデンアジパミド、ポリパラキシリデンデカンアミド、ポリビスシクロヘキシルメタンデカンアミド若しくはこれらのコポリアミド等の各種ポリアミドを挙げることができる。
【００２６】
本発明に用いる濾材は、濾材を構成する熱可塑性樹脂から形成される繊維の繊維交点が結合している。好ましい結合方法は熱融着である。ここで、熱融着とは、濾材に含まれる単繊維の少なくとも一部が融解して他の単繊維に付着し、その後、固化することによって単繊維同士が固着し、結合することをいう。繊維交点は、繊維の長さ方向に対して、平均間隔で、繊維径の２〜１００倍、好ましくは２〜２０倍である。例えば繊維径が５μｍの場合、繊維交点は、繊維の長さ方向に、１０〜１００μｍの間隔で設けられているのが望ましい。この間隔は、等間隔である必要はないが、間隔のばらつきは小さい方が好ましい。この値が２倍以上であると、圧力損失が高くなり過ぎることがない。この値が１００倍以下であると、ガンマ線照射滅菌、あるいはスチーム滅菌した場合に、濾材の強度が充分となる。繊維交点の融着は、例えば、電子顕微鏡によって確認し、融着している繊維交点の平均間隔を算出することができる。この目的を達成するため、繊維は熱融着性繊維が好ましい。
【００２７】
前記の繊維交点は、濾材全体に設けてもよいが、濾材表面に特に多く設けることが望ましい。一般に、ガンマ線照射滅菌、あるいはスチーム加熱滅菌においては、濾材表面が劣化しやすいため、この部分に繊維交点を多く設けることにより、発明の効果をより発揮しやすくなる。
【００２８】
繊維が熱融着性繊維である場合には、少なくとも低融点樹脂と高融点樹脂の複合成分からなる繊維、すなわち、融点が異なる２種類以上の熱可塑性樹脂からなる複合繊維を用いることが好ましい。複合繊維が、２種類の熱可塑性樹脂からなる場合、融点差は１０℃以上の熱可塑性樹脂の組み合わせからなる複合繊維であれば、熱接着加工時の管理が容易であるため好ましい。繊維が複合繊維である場合、繊維表面の少なくとも一部を低融点樹脂が連続して占める複合繊維が、熱接着による成形が容易であり接着後に交点以外の繊維形状が大きく損なわれない、言いかえれば同じ断面形状の繊維形状が保たれるため好ましい。具体的な複合形態としては、鞘芯型、偏心鞘芯型、並列型を挙げることができる。
【００２９】
繊維として複合繊維を用いる場合、低融点樹脂と高融点樹脂との複合比（重量比）は、接着強度と接着性から７０：３０から３０：７０であることが好ましい。複合繊維を構成する熱可塑性樹脂は、融点差が１０℃以上となるように組み合わせればよく、例えば、各種ポリエチレン／各種ポリエチレン、各種ポリプロピレン／各種ポリプロピレン、各種ポリアミド／各種ポリアミド、各種ポリエチレン／各種ポリプロピレン、各種ポリエチレン／各種ポリエステル、各種ポリエチレン／各種ポリアミド、各種ポリプロピレン／各種ポリエステル、各種ポリプロピレン／各種ポリアミド、各種ポリエステル／各種ポリアミドが挙げられる。具体的な組み合わせとしては、高密度ポリエチレン／プロピレン単独重合体、直鎖状低密度ポリエチレン／プロピレン単独重合体、プロピレンと他のα−オレフィンとの二元共重合体または三元共重合体／プロピレン単独重合体、直鎖状低密度ポリエチレン／高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン／高密度ポリエチレン、プロピレンと他のα−オレフィンとの二元共重合体または三元共重合体／ポリエチレンテレフタレート、高密度ポリエチレン／ナイロン６、プロピレン単独重合体／ナイロン６、プロピレンと他のα−オレフィンとの二元共重合体、または三元共重合体／ナイロン６、ナイロン６／ナイロン６６、ナイロン６／ポリエステルなどを挙げることができる。熱可塑性樹脂の組み合わせとしては、熱融着性の点で、高密度ポリエチレン／プロピレン単独重合体、プロピレンと他のα−オレフィンとの二元共重合体または三元共重合体／プロピレン単独重合体、エチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートの共重合体／ポリエチレンテレフタレートの組み合わせが好ましい。また、ガンマ線照射に対する耐性の点で、エチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートの共重合体／ポリエチレンテレフタレート、各種ポリエチレン／各種ポリエステルの組み合わせが好ましい。さらに、耐熱性の点、タンパク質の吸着抑制性の点で、エチレンテレフタレートとエチレンイソフタレートの共重合体／ポリエチレンテレフタレートの組み合わせが好ましい。なお、熱可塑性樹脂の表面にタンパク質が吸着する原因は、熱可塑性樹脂の疎水性基とタンパク質の疎水性基とが結合する疎水性相互作用が原因と考えられる。そのため、親水性の高い各種ポリエステルが好適に利用できる。また、疎水性基である炭化水素基を有するポリオレフィンを用いる場合には、親水性を有する物質、例えばＭＰＣポリマー等でポリオレフィンの表面をコーティングすることで、タンパク質の吸着を抑制することが可能となる。
【００３０】
また、繊維として、融点が異なる２種類以上の繊維を混繊して用いてもよい。その場合、高融点樹脂からなる繊維と低融点樹脂からなる繊維との融点差や混合割合は前述の複合繊維の場合と同様であり、組み合わせとしても同様のものが挙げられる。
【００３１】
本発明に用いる濾材を構成する繊維には、本発明の効果を妨げない範囲であれば、機能性を付与する他の添加剤が配合されていてもよい。添加剤としては、抗菌剤、消臭剤、帯電防止剤、平滑剤、親水剤、撥水剤、酸化防止剤、耐候剤などを挙げることができる。これらの添加剤は、繊維表面に付着してもよいし、繊維内部に練り込みしてもよい。これによって親水性や撥水性、制電制、表面平滑性、耐摩耗性などの機能を付与することができる。いずれの場合でも、液中に脱離することがないよう、例えば化学結合などで強固に固定されていることが好ましい。
【００３２】
本発明に用いる濾材を構成する繊維は、繊維から直接濾材を成形してもかまわないが、一旦不織布としてもよい。そのような不織布の例としては、交絡された短繊維を熱処理したもの、メルトブロー不織布、及びスパンボンド不織布などを挙げることができる。一旦不織布とすることで、繊維交点を予備的に接着させることができるので、濾材の圧縮比を狙い通りに設定することができる。
【００３３】
本発明は、大略的に、（１）繊維をウェブまたは不織布とし、（２）そのウェブまたは不織布を加熱し、（３）適当な直径の巻き芯に所定の濾材直径になるまで巻きつけ、（４）巻きつけた濾材の表面から加熱を加え、（５）巻き芯を引き抜き、（６）適当な長さに切断して、（７）必要に応じて切断面にクッション材などを貼り付ける工程を含む製造方法よって製造される。
【００３４】
前記（１）繊維をウェブまたは不織布とする方法は、従来公知の方法によることができる。すなわち、例えば、２種類の熱可塑性樹脂を原料として鞘芯型複合短繊維を紡糸し、カード機によって交絡してウェブを製造する方法が挙げられる。あるいは、スパンボンド法やメルトブロー法を使い、２種類の熱可塑性樹脂からなる複合繊維の不織布、あるいは２種類の熱可塑性樹脂を混繊した不織布を製造する方法が挙げられる。
【００３５】
続いて、前記（２）のように不織布またはウェブを加熱する。加熱する方法は、遠赤外線ヒーター、あるいは熱風循環式加熱機などを使うことができる。加熱温度は、高温とし、短時間で加熱することで繊維表面のみを溶融させてもよいし、２種類の熱可塑性樹脂を原料とした複合繊維不織布、あるいは混繊繊維不織布を使う場合には、加熱温度は、低融点樹脂、高融点樹脂それぞれの融点の中間温度とし、低融点樹脂を十分に溶融させることが効果的である。
【００３６】
さらに続いて、前記（３）のように適当な直径の巻き芯に所定の濾材直径になるまで巻きつけ、（４）巻きつけた濾材の表面から加熱を加える。前記（２）および（４）の加熱により、濾材の圧縮比が０．２以下となり、また、繊維交点の熱融着による結合が生じる。特に、前記（４）の加熱により、濾材表面部分は、さらに圧縮比が小さくなり、繊維交点の結合が強くなる。これにより、本発明のデプスフィルターは、ガンマ線照射などによる滅菌処理に対する耐性が高く、さらに高い濾過圧力であっても、高い空隙を維持できるようになる。濾材表面の加熱方法は特に限定されるものではないが、例えば巻き取った濾材、および加熱したロールの双方を回転させることで、濾材表面に均一な加熱を加えることができる。このような高い空隙は、濾材を目詰まりさせにくくするだけではなく、ゲル状物がすり抜けることを防ぐうえでも効果的である。
【００３７】
さらに続いて、（５）巻き芯を引き抜き、（６）適当な長さに切断することで、中空円筒状のカートリッジにすることができる。あるいは、異なる径の金属パイプを、同心円状に配置した容器を作り、そこに原料繊維を詰め込んで、全体を加熱することで中空円筒状としてもよい。
【００３８】
本発明のデプスフィルターは、濾過装置からフィルター部分だけを交換できるようにした、いわゆるカートリッジフィルターとすることができる。このようにすることで、フィルター部分だけを滅菌処理することができるようになるため、滅菌処理を完全に行うことが容易となる。
【００３９】
続いて、前記（６）のように必要に応じて切断面にクッション材などを貼り付ける。このクッション材の材質としては、発泡樹脂、平ゴムなどを用いることができる。ただし、濾材の空隙率や圧縮比を適度に設定することで、特にクッション材を設けずに使用することも可能である。この場合の適当な空隙率は、７０〜８０％である。
【００４０】
本発明のデプスフィルターの濾過精度は、０．２〜３０μｍが好ましく、より好ましくは０．５〜１０μｍ、さらに好ましくは０．８〜５μｍである。本発明のデプスフィルターは、濾過膜用の保護フィルターとして有用である。濾過膜の孔径は様々であるが、保護フィルターの濾過精度を、保護したい濾過膜の孔径の１．５〜１０倍程度に設定すると効果が高いため、濾過精度は前記の値とするのが好ましい。また、本発明の特徴である、高い濾過圧力であっても高い空隙を維持できるという効果は、本発明のデプスフィルターの濾過精度を前記の値とすることで、より多く発揮できる。なお、ここでいう濾過精度とは、捕集効率が９９．９％となる粒径を意味する。
【００４１】
本発明のデプスフィルターは、ガンマ線照射しても濾材の劣化がしにくいため、ガンマ線照射を利用した濾材の改質も可能である。例えば濾材をポリプロピレンで作製し、親水機能を持たせた物質をグラフト重合することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、実施例によって本発明をより詳細に説明するが、本発明はそれらによって制限されるものではない。
実施例中に示した物性値の測定方法や定義は次のとおりである。
＜単一繊維の平均繊維径＞
電子顕微鏡で撮影した繊維の断面より、１本当たりの繊維の長さ方向と直角方向の長さ（直径）を１００本計測し、算術平均値を平均繊維径とした。この計算は、Ｓｃｉｏｎ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ社の画像処理ソフト「Ｓｃｉｏｎ  Ｉｍａｇｅ」（商品名）を使用して行った。
＜繊維交点の間隔＞
濾材表面を電子顕微鏡で撮影し、繊維交点と繊維交点の間の繊維長を測定した。その繊維長を、その繊維交点と繊維交点の間の繊維の繊維径で除算した値を繊維交点の間隔とした。その値を１００点について計測し、その算術平均値を繊維交点の平均間隔とした。
＜圧縮比＞
濾材を２０ｍｍ×２０ｍｍに切断し、元の厚さを測定し、続いて、この小片に０．５ＭＰａの荷重を掛けた時の、小片の厚さを測定した。
測定した厚さと下記式を用いて、圧縮比を算出した。
圧縮比＝（初期厚さ−荷重を掛けた時の厚さ）÷（初期厚さ）
＜濾過精度＞
循環式濾過性能試験機のハウジングに、フィルター１本を取り付け、５０リットル用水槽からポンプで通水循環する。流量を毎分３０リットルに調節後、水槽の試験粉体として基礎物性用標準粉体であるＪＩＳ粉体８種を毎分０．２ｇで連続添加し、添加開始から５分後に原液と濾液を採取し、原液に含まれる粒子の個数（Ａ）を、光遮断式粒子検出器を用いて計測し、各粒径の粒子ごとにフィルターが捕集した粒子の個数（Ｂ）と比較して、式＝（Ｂ／Ａ×１００％）により算出した値を捕集効率とした。その値を解析して、捕集効率が９９．９％となる粒径を濾過精度とした。
＜ガンマ線照射＞
コバルト６０による２５ｋＧｙのガンマ線照射を行った。照射後の濾材の劣化を確認し、比較例１よりも劣化が少ないものを○、比較例１と同等以上に劣化が認められるものを×とした。
【００４３】
（実施例１）
ノズル孔が２種類の樹脂を孔の交互の位置から押し出すように配置されたメルトブロー用混合繊維紡糸ノズルを用いて、２種類の熱可塑性樹脂としてポリプロピレン（プロピレン単独重合体、ＭＦＲ：７５、商品名ＳＡ０８、日本ポリプロ社製）とエチレン−プロピレン共重合体（ＭＦＲ：６１、商品名ＰＳ４９１６、日本ポリプロ社製）を用いて、メルトブロー用紡糸ノズル（ホール径０．３ｍｍ、１．０ｍｍピッチ、５０１ホール）より、紡糸温度２５０℃で押し出し、３６０℃の加熱空気を用いてメルトブロー紡糸した。加熱空気の圧力、吐出量、不織布搬出速度を調節することで、目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。この不織布の平均繊維径は０．８μｍだった。次に、この不織布を温度１４０℃の熱風循環式加熱機で加熱してエチレン−プロピレン共重合体のみを溶融させ、それを直径３０ｍｍのステンレス製の巻き芯に巻き取った。その後、温度１５０℃に加熱したロールの上に乗せ、巻き取った濾材、および加熱したロールの双方を回転させることで、巻き取った濾材に加熱を加えた。その後、巻き芯を抜き取った後に長さ２４６ｍｍに切断した。その切断面に発泡ポリエチレンのガスケットを貼り付けることで、外径６７ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの中空円筒状のカートリッジフィルターとした。
このフィルターに、コバルト６０による２５ｋＧｙのガンマ線照射を行ったところ、目だった劣化は見られなかった。また、圧縮比が０．１８を示していることから、高い濾過圧力であっても、高い空隙を維持できることがわかった。
【００４４】
（実施例２）
芯側の高融点樹脂が融点２５３℃のポリエチレンテレフタレート、鞘側の低融点樹脂が融点１９５℃のエチレンテレフタレート／エチレンイソフタレート共重合体で、平均繊維径が２０μｍ、繊維長が５１ｍｍのポリエステル鞘芯型複合繊維を用いた。この複合繊維を、カード機を通して短繊維集合層とし、遠赤外線ヒーターにより２３０〜２４０℃で加熱しながら、ステンレス製２８ｍｍφの巻き芯に径６２ｍｍまで巻き取り、その後、温度２４０℃に加熱したロールの上に乗せ、巻き取った濾材、および加熱したロールの双方を回転させることで、巻き取った濾材に加熱を加えた。巻き芯を抜き取った後に長さ２５０ｍｍに切断して、外径６２ｍｍ、内径２８ｍｍ、長さ２５０ｍｍの中空円筒上のカートリッジフィルターとした。
このフィルターに、コバルト６０による２５ｋＧｙのガンマ線照射を行ったところ、目だった劣化は見られなかった。また、圧縮比が０．０８を示していることから、高い濾過圧力であっても、高い空隙を維持できることがわかった。
【００４５】
（比較例１）
メルトブロー用紡糸ノズルを用いて、ポリプロピレン（プロピレン単独重合体、ＭＦＲ：７５、商品名ＳＡ０８、日本ポリプロ社製）を、メルトブロー用紡糸ノズル（ホール径０．３ｍｍ、１．０ｍｍピッチ、５０１ホール）より、紡糸温度２５０℃で押し出し、３６０℃の加熱空気を用いてメルトブロー紡糸した。加熱空気の圧力、吐出量、不織布搬出速度を調節することで、目付４０ｇ／ｍ２の不織布を作製した。この不織布の平均繊維径は０．８μｍだった。次に、外径４０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２４６ｍｍのポリプロピレン製パイプを作り、そのパイプの側面に直径５ｍｍの穴をほぼ等間隔で２００個設けた巻き芯を準備した。この不織布を、前記の巻き芯に、上から荷重を掛けることで加圧しながら直径６８ｍｍになるまで巻き取り、巻き終わり部分をヒートシールで接着した。その切断面に発泡ポリエチレンのガスケットを貼り付けることで、外径６７ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２５０ｍｍの中空円筒状のカートリッジフィルターとした。このカートリッジフィルターの中心部には、穴を空けたポリプロピレン製パイプがあるため、濾材の肉厚は１４ｍｍである。
このフィルターに、コバルト６０による２５ｋＧｙのガンマ線照射を行ったところ、濾材表面に発塵が見られた。また、圧縮比が０．５０を示していることから、高い濾過圧力であると、高い空隙を維持できないことがわかった。
【００４６】
【表１】
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【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明のデプスフィルターは、ガンマ線照射、スチーム滅菌に対する耐性が高いことから、滅菌が必要な分野、例えば細胞培養液からの細胞の残骸除去、タンパク精製に使われるアフィニティークロマトグラフィーの前濾過などに好適に使用できる。