(57)【要約】  数平均直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率が重量換算で３％以下の、熱可塑性ポリマーからなるナノファイバー分散体を含むことを特徴とするメディカル用フィルター材、およびそれを用いた体外循環カラムと血液フィルター。繊維直径のバラツキが小さく、かつ強度が高く、しかも生産性の高いナノファイバーを用いることにより、血球吸着性能や蛋白吸着性能に優れたメディカル用フィルター材を提供できる。このメディカル用フィルター材を充填することで、高性能の体外循環カラムと血液フィルターを提供できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
数平均直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率が重量換算で３％以下の、熱可塑性ポリマーからなるナノファイバー分散体を含むことを特徴とするメディカル用フィルター材。
【請求項２】
前記ナノファイバー分散体の少なくとも一部が網目状構造を形成していることを特徴とする、請求項１に記載のメディカル用フィルター材。
【請求項３】
ナノファイバー分散体のみからなることを特徴とする、請求項１または２に記載のメディカル用フィルター材。
【請求項４】
前記ナノファイバー分散体と、数平均直径が１μｍより大きく１００μｍ以下の繊維基材とから構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載のメディカル用フィルター材。
【請求項５】
前記数平均直径が３０ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載のメディカル用フィルター材。
【請求項６】
目付が１〜５００ｇ／ｍ2であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のメディカル用フィルター材。
【請求項７】
見かけ密度が０．０１〜１．０ｇ／ｃｍ3であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のメディカル用フィルター材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載のメディカル用フィルター材が充填されていることを特徴とする体外循環用カラム。
【請求項９】
通液方向が直交流となるように前記メディカル用フィルター材が充填されていることを特徴とする、請求項８の体外循環カラム。
【請求項１０】
通液方向が平行流となるように前記メディカル用フィルター材が充填されていることを特徴とする、請求項８の体外循環カラム。
【請求項１１】
請求項１〜７のいずれかに記載のメディカル用フィルター材が充填されていることを特徴とする血液フィルター。
【請求項１２】
通液方向が直交流となるように前記メディカル用フィルター材が充填されていることを特徴とする、請求項１１の血液フィルター。
【請求項１３】
通液方向が平行流となるように前記メディカル用フィルター材が充填されていることを特徴とする、請求項１０の血液フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材およびそれを用いた体外循環カラムと血液フィルターに関する。尚、本発明でいうナノファイバーとは、単繊維の数平均直径が１ｎｍ以上１μｍ以下の範囲内にある単繊維のことを言う。また、このナノファイバーは、繊維状の形態であればよく、その長さや断面形状などにはこだわらないものである。更に詳しくは、本発明は、そのようなナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材に関するものであって、特に、従来にはないナノファイバーの細さとその細さの均一性に基づいてメディカル分野における用途を拡げ得る、新規なナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材およびそれを用いた体外循環カラムと血液フィルターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
臓器の疎血再環流障害、敗血症、潰瘍性大腸炎、クローン病、ＳＩＲＳ、感染症などの炎症性疾患では、血液中に顆粒球などの炎症性白血球が増えてくることが以前から知られており、体外循環によって炎症性白血球を除去することが重要である。また、近年、血液製剤中に含まれている混入白血球を除去してから血液製剤を輸血する、いわゆる白血球除去輸血が普及している。これは、輸血に伴う頭痛、吐き気、悪寒、非溶血性発熱反応などの比較的軽微な副作用や、受血者に深刻な影響を及ぼすアロ抗原感作、ウイルス感染、輸血後ＧＶＨＤなどの重篤な副作用が、主として輸血に用いられた血液製剤中に混入している白血球が原因で引き起こされることが明らかにされたためである。【０００３】
このような経緯から、白血球を除去するフィルター材として、例えば、直径数μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）メルトブロー繊維を用いたメディカル用フィルター材にセルロース系の極細繊維を保持させた白血球除去フィルターが提案されている（特許文献１）。確かに特許文献１の白血球除去フィルター材は白血球除去能力に優れるものの、極細繊維としてセルロールフィブリルを使用しており、フィブリル化ではセルロースの繊維径にバラツキが起こるために、フィルター材の局部で白血球除去が均一に行われないといった懸念があった。また、特許文献１では繊維径を均一にするために酢酸菌に数十ナノメートルオーダーのセルロース繊維を産生させる方法も提案されているが、繊維が細すぎるため繊維の絶対的な強力が低く、血液を大量に処理する際に耐圧性を上げる必要が生じたり、酢酸菌によるセルロースの産生に時間がかかることからフィルター材の生産性が上がらないといった問題があった。【０００４】
この観点から、セルロースではなく合成ポリマーを利用して、単繊維径のばらつきが小さく、しかも繊維の絶対的な強力が高く、さらには生産性が高い合成ポリマーからなるナノファイバーを利用したメディカル用フィルター材が求められていた。【０００５】
他方、近年脚光を浴びているナノメートルレベルの合成繊維の基材を得る技術として、エレクトロスピニングという技術が提案されている（非特許文献１、２）。これは、ポリマーを電解質溶液に溶解し、口金から押し出すものであるが、その際にポリマー溶液に数千〜３万ボルトという高電圧を印加し、ポリマー溶液の高速ジェットおよびそれに引き続くジェットの折れ曲がり、膨張によって極細化をしようとする技術である。この技術を用いると、ナノファイバー直径で数百ｎｍのナノファイバー不織布を得ることができ、ポリマーや紡糸条件を限定すれば数十ｎｍ相当のナノファイバーの基材を得ることができる場合もあった。しかし、エレクトロスピニングで得られるナノファイバーは、繊維化の過程で溶媒が蒸発することによって得られるものであるため、ナノファイバーは、配向結晶化していない場合が多く、低強度のものしか得られていなかった。このため、メディカル用フィルター材に適した絶対強力の高いナノファイバー基材を得ることは困難であった。さらに、エレクトロスピニングは製法としても大きな問題を抱えており、得られるメディカル用フィルター材の大きさはせいぜい１００ｃｍ2程度であること、また、生産性が最大でも数ｇ／時間と通常の溶融紡糸に比べ非常に低いという問題があった。さらに、高電圧を必要とすること、有害な有機溶媒や超極細糸が空気中に浮遊することから、感電、爆発、中毒といったおそれがあるという問題もあった。
【特許文献１】WO97/23266号公報
【非特許文献１】Polymer, vol.40, 4585〜4592(1999)
【非特許文献２】Polymer, vol.43, 4403〜4412(2002)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の説明から明らかなように、形状やポリマーに制約がなく、広く応用展開可能であり、単繊維径が均一で、強度が高く、さらには生産性の高いナノファイバーを利用したメディカル用フィルター材が求められていた。【０００７】
そこで本発明の課題は、従来にはなかった繊維直径のバラツキが小さく、強度が高く、さらには生産性の高いナノファイバーを用いることで、血球吸着性能や蛋白吸着性能に優れた新規なナノファィバーを用いたメディカル用フィルター材を提供することにある。【０００８】
また、このようなメディカル用フィルター材を用いた、高性能のメディカル用機器や材料、とくに体外循環カラムと血液フィルターを提供することも課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述課題を解決するために、本発明に係るメディカル用フィルター材は、数平均直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率が重量換算で３％以下の、熱可塑性ポリマーからなるナノファイバー分散体を含むことを特徴とするものからなる。【００１０】
また、本発明に係る体外循環カラムおよび血液フィルターは、このようなフィルター材が充填されていることを特徴とするものからなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係るメディカル用フィルター材によれば、繊維直径のバラツキが小さく、かつ強度が高く、しかも生産性の高いナノファイバーを用いるようにしたので、血球吸着性能や蛋白吸着性能に優れたメディカル用フィルター材とすることができる。このメディカル用フィルター材を充填することで、高性能のメディカル用機器や材料、とくに体外循環カラムと血液フィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明におけるナイロンナノファイバーの繊維横断面をＴＥＭにより観察した結果を示す図である。
【図２】本発明における網目状構造の具体例をＳＥＭにより観察した結果を示す図である。
【図３】本発明の一実施態様に係る体外循環カラムの概略構成図（Ａ）およびフィルター材を格子状に充填したカラムの概略横断面図（Ｂ）である。
【図４】本発明の一実施態様に係る血液フィルターの概略構成図（Ａ）およびフィルター材を充填した血液フィルターの概略縦横断面図（Ｂ）である。
【図５】実施例で用いた紡糸機の概略構成図である。
【図６】実施例で用いた口金の概略縦断面図である。
【図７】実施例で用いた延伸機の概略構成図である。
【図８】実施例１のポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭにより観察した結果を示す図である。
【図９】ナノファイバーの直径ばらつきの例を頻度に関して表したグラフである。
【図１０】ナノファイバーの直径ばらつきの例を繊維比率に関して表したグラフである。
【図１１】実施例１の血液吸着評価後のフィルター材表面をＳＥＭにより観察した結果を示す図である。
【図１２】比較例１の血液吸着評価後のフィルター材表面をＳＥＭにより観察した結果を示す図である。
【図１３】実施例２および比較例３におけるＳＤＳ−ＰＡＧＥゲルによる蛋白吸着評価結果を示す図である。
【図１４】実施例で用いた押し出し装置の概略縦断面図である。
【図１５】実施例１５の網目状構造を有するフィルター材表面をＳＥＭにより観察した結果を示す図である。
【図１６】本発明の一実施態様に係るフィルター材の斜視図（Ａ）、フィルター材のカラムへの充填形態を示す斜視図（Ｂ）、通液方向がフィルター材に対して直交流であるカラムの概略縦断面図（Ｃ）である。
【図１７】本発明の別の実施態様に係るフィルター材の部分斜視図（Ａ）、通液方向がフィルター材に対して平行流であるカラムの概略縦断面図（Ｂ）である。
【符号の説明】
【００１３】
１：体外循環カラム
２：血液導入口
３：血液導出口
４：フィルター材
５：血液フィルター
６：ホッパー
７：チップ供給部
７ａ：溶融部
８：スピンブロック
９：紡糸パック
１０：口金
１１：チムニー
１２：糸条
１３：集束給油ガイド
１４：第１引き取りローラー
１５：第２引き取りローラー
１６：巻き取り糸
１７：計量部
１８：吐出孔長
１９：吐出孔径
２０：未延伸糸
２１：フィードローラー
２２：第１ホットローラー
２３：第２ホットローラー
２４：第３ローラー（室温）
２５：延伸糸
２６：白血球
２７：赤血球
２８：押し出し装置
２９：ポリマーアロイ繊維からなる棒
３０：ピストン
３１：吐出孔
３２：通液孔
Ａ：ポリマーアロイ繊維
Ｆ：ナノファイバー
Ｎ：ナイロン
Ｐ：ポリエステル
Ｓ：基材繊維
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に、本発明に係るナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材について、望ましい実施の形態とともに詳細に説明する。
本発明に係るナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材は、数平均直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率が重量換算で３％以下の、熱可塑性ポリマーからなるナノファイバー分散体を含むものである。【００１５】
そして、本発明では、このナノファイバーの数平均直径が小さいことと、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にあるものが重量換算で３％以下、つまり、数平均直径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下のナノファイバー以外に粗大な直径の繊維がほとんどないという二つの要件が特に重要なものである。【００１６】
尚、本発明でいうナノファイバーとは、繊維直径で１ｎｍ以上１μｍ以下の範囲内にある単繊維のことを言い、ナノファイバー分散体とは、そのナノファイバーが分散した形態を有するもののことである。また、ナノファイバーは、繊維状の形態であればよく、その長さや断面形状などには限定が無いものである。【００１７】
本発明において、ナノファイバーの数平均直径については、メディカル用フィルター材の横断面あるいは表面を、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）あるいは走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、同一横断面内で無作為に抽出した５０本以上の繊維直径を測定するが、これを３カ所以上で行い、少なくとも合計１５０本以上の繊維直径を測定することで求めるものである。【００１８】
この場合、１μｍを超える繊維直径のものはナノファイバーの直径解析の際にはカウントしないこととする。また、ナノファイバーが異形断面（非円形断面）の場合、まず、ナノファイバーの断面積を測定し、その面積を仮に断面が円の場合の面積とする。その面積から直径を算出することによって当該異形断面のナノファイバーの数平均直径を求めることができる。ここで、ナノファイバーの数平均直径の平均値は、まず、ナノファイバーの直径をｎｍ単位で小数点の１桁目まで測定し、小数点以下を四捨五入し、それの単純な平均値で求める。【００１９】
ここで、本発明に係るナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材の構造例について説明するため、本発明におけるメディカル用フィルター材に用いられているナノファイバーの繊維横断面の顕微鏡による観察結果を図１に示した。図１の符号Ｆはナノファイバーを表している。図１に示したように、本発明に係るメディカル用フィルター材を構成するナノファイバーは、ほぼ全部が５００ｎｍ以下のナノファイバー直径を示しながら、ナノファイバーの直径が１０ｎｍ前後から１００ｎｍ付近のレベルまで分布しているものである。【００２０】
ナノファイバーの数平均直径が１ｎｍ以上であれば繊維としての絶対的な強力をある程度確保できるので、例えば血液を処理している時に衝突する血球成分や他の粗大成分などによって繊維が切れやすくなるのを抑制し、フィルターの信頼性を向上させることができる。また、数平均直径が５００ｎｍ以下であれば、血球や蛋白が吸着するための充分な表面積を確保できるとともに、ナノファイバー故の選択吸着性が発現し、フィルターの性能を向上させることができる。ナノファイバーの絶対的な強力を向上させる観点からは、ナノファイバーの数平均直径は大きい方が好ましく、３０ｎｍ以上であることが好ましい。一方、フィルターの性能を向上させる観点からは、ナノファイバーの数平均直径は小さい方が好ましく、好ましくは２００ｎｍ以下、より好ましくは８０ｎｍ以下である。【００２１】
また、本発明において、メディカル用フィルター材中の５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率は、ナノファイバー全体の重量に対する粗大単繊維（直径が５００ｎｍより大きく１μｍ以下の単繊維）の重量比率のことを意味し、次のようにして計算する。すなわち、メディカル用フィルター材中のナノファイバーそれぞれの単繊維直径をｄｉとし、その２乗の総和（ｄ12＋ｄ22＋・・・＋ｄn 2 ）＝Σｄi 2 （ｉ＝１〜ｎ）を算出する。また、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にあるナノファイバーそれぞれの繊維直径をＤｉとし、その２乗の総和（Ｄ12＋Ｄ22＋・・・＋Ｄm 2 ）＝ΣＤi 2 （ｉ＝１〜ｍ）を算出する。Σｄi 2 に対するΣＤi 2 の割合を算出することで、全ナノファイバーに対する５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある繊維の直径の面積比率、すなわち重量換算比率を求めることができる。【００２２】
本発明のナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材は５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率が重量換算で３％以下であることが重要であり、より好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．１％以下である。すなわち、これは直径が５００ｎｍを越える粗大なナノファイバーの存在がゼロに近いことを意味するものである。また、ナノファイバー数平均直径が２００ｎｍ以下の場合には、直径が２００ｎｍより大きい単繊維の繊維比率は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．１％以下であることが望ましい。また、ナノファイバーの数平均直径が１００ｎｍ以下の場合には、直径が１００ｎｍより大きい単繊維の繊維比率は、好ましくは３％以下、より好ましくは１％以下、さらに好ましくは０．１％以下であることが望ましい。これらにより、ナノファイバーを用いたメディカル用フィルター材の機能を十分に発揮できるとともに、製品の品質安定性も良好とすることができる。【００２３】
本発明ではナノファイバーが熱可塑性ポリマーであることが重要である。熱可塑性ポリマーから作られるナノファイバーでは、セルロースフィブリルの叩解とは比べものにならないほど繊維径を均一にコントロールすることができ、しかもセルロースなどの天然繊維やレーヨンなどの半合成繊維よりも強度をはるかに高くすることができ、さらには溶融紡糸法によって得ることができるために生産性が非常に高く、容易にナノファイバーを得ることが可能となる。【００２４】
本発明でいう熱可塑性ポリマーとしては、ポリエステルやポリアミド、ポリオレフィン、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）等が挙げられるが、ポリエステルやポリアミドに代表される重縮合系ポリマーは融点が高いものが多く、より好ましい。ポリマーの融点が１６５℃以上であるとナノファイバーの耐熱性が良好であり好ましい。例えば、該融点はポリ乳酸（ＰＬＡ）では１７０℃、ＰＥＴでは２５５℃、Ｎ６（ナイロン６）では２２０℃である。【００２５】
本発明に係るメディカル用フィルター材は、例えば、体液を処理する基材として用いられる。ここで言う体液とは、血液、血漿、血清、腹水、リンパ液、関節内液およびこれから得られた分画成分、ならびにその他の生体由来の液性成分などのことであり、本発明に係るメディカル用フィルター材は、体液中の成分を濾過あるいは吸着によって、不要な白血球や毒素、蛋白質などを除去するのに好適に用いられる。【００２６】
また、本発明に係るメディカル用フィルター材の形態は特に限定されず、ナノファイバーが少なくとも一部に含まれていればよい。好ましいメディカル用フィルター材の形態としては、濾過や吸着効率を上げるために表面積が広いものであり、織物、編物、不織布、紙、フィルムおよびそれらの複合体などが特に好ましい。【００２７】
さらに、本発明のメディカル用フィルター材中のナノファイバーの含有率としては、特に限定はされないが、フィルター材に対して０．０００１重量％以上が好ましく、より好ましくは０．０１重量％以上である。【００２８】
本発明におけるナノファイバーは、例えば、網目状構造を形成していることが好ましい。ここで網目状構造とは、ナノファイバーが束状にはなっておらず、それぞれのナノファイバーが開繊された状態にある、いわゆる単繊維が分散されポアを形成した状態であって、複数本の単繊維が物理的あるいは化学的に絡まり合って網目状構造を形成していることを指す。網目状構造の例として、ナノファイバーが分散した形態の電子顕微鏡による観察結果を図２に示す。図２において、符号Ｆはナノファイバーを表している。ナノファイバーが網目状構造を形成していることで、ナノファイバーが単繊維レベルで分散しており、ナノファイバー表面、すなわち吸着サイトを有効利用することができる。それにより、体液中の除去したい成分を効率的に捕捉することができる。【００２９】
本発明に係るフィルター材は、フィルター材の重量に対する血球や蛋白の吸着効率を向上させるためには、ナノファイバーのみからなることが好ましい。フィルター材がナノファイバーのみから構成されていることで、ナノファイバーの大きな表面積を最大限に活用し、濾過や吸着効率を極限まで追求することができる。さらには、フィルター材にナノファイバー以外のものが含有されていないことによって、フィルター材で体液中の除去したい成分の捕捉を均一に行うことができる。【００３０】
また、フィルター材に対し通液方向を直交流とする場合には、本発明に係るメディカル用フィルター材は、ナノファイバーと、数平均直径が１μｍより大きく１００μｍ以下の繊維基材とから構成されていることが好ましい。ここで言う繊維基材とは、ナノファイバーの支持体としての役割を持つもので、かつ繊維形状のものであればよく、該繊維基材として、織物、編物、不織布、紙などが挙げられる。メディカル用フィルター材中にナノファイバーよりも直径が大きい他の繊維が存在することにより、ナノファイバー単独ではなし得なかった効果の発現が期待できる。例えば、ナノファイバー単独では強度が弱いために実使用に耐え得ることができないが、ナノファイバーよりも直径が大きい繊維基材と混用することにより、ナノファイバーの高表面積による吸着効果などを生かしつつ構造体としての力学的強度を向上させることができ、補強効果が得られるのである。【００３１】
また、親水性の強いナノファイバーを単独で用いた場合には、体液を処理する際に、吸水膨潤などにより寸法変化を起こしてしまう場合があるが、上記のような繊維基材と混用することにより、寸法安定性を向上させることができる。【００３２】
また、ナノファイバー単独でメディカル用フィルター材を構成した場合には、複数のナノファイバー間で作り出される空隙（目開き）が極端に小さくなり、一般的に、それにより圧力損失が高くなって体液の通液度が低下してしまうが、繊維基材と混用することにより、ナノファイバーより直径が大きい繊維間で作り出される空隙が大きくなり、結果として見かけ密度が小さくなり、濾過方式で体液中の不要物質を除去するメディカルフィルター用途での要求特性である低圧力損失を達成することができる。繊維基材の数平均直径は好ましくは２〜５０μｍ、より好ましくは３〜２０μｍである。【００３３】
本発明に係るメディカル用フィルター材の目付は１〜５００ｇ／ｍ2であることが好ましい。目付が１〜５００ｇ／ｍ2であるとフィルター材に十分な強度を与えることができるだけでなく、曲げ易さや加工性が向上し、例えば体外循環カラムや血液フィルターへ該フィルター材を充填しやすくなるなどの利点がある。目付は１〜３５０ｇ／ｍ2であることがより好ましく、５〜２８０ｇ／ｍ2であることがさらに好ましい。【００３４】
本発明に係るメディカル用フィルター材の見かけ密度は０．０１〜１．０ｇ／ｃｍ3であることが好ましい。見かけ密度が０．０１〜１．０ｇ／ｃｍ3であると圧力損失を小さくできるとともに、フィルター材に十分な強度を与えることができる。見かけ密度は、より好ましくは０．０５〜０．４ｇ／ｃｍ3であり、さらに好ましくは０．０７〜０．３ｇ／ｃｍ3である。【００３５】
本発明に係るメディカル用フィルター材においては、濾過あるいは吸着させたい物質に応じて、フィルター材表面を改質することができる。フィルター材表面を改質する方法としては、表面グラフト重合、高分子材料のコーティングあるいは浴中処理、放電処理などが挙げられる。表面グラフト重合、高分子材料のコーティングあるいは浴中処理によってフィルター材表面を改質する場合に用いられる高分子材料としては、特に限定はないが、親水化する目的から、非イオン性親水基を有する高分子材料が好ましい。非イオン性親水基としては、ヒドロキシル基、アミド基、ポリエチレンオキサイド鎖などが挙げられる。非イオン性水酸基を有する高分子材料の合成に用いることができるモノマーとしては、例えば、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、ビニルアルコール（酢酸ビニルを重合して得られた高分子を加水分解することにより調製したもの）、メタクリルアミド、Ｎ−ビニルピロリドンなどが挙げられる。上記モノマーの中でも、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレートが好ましい。【００３６】
本発明に係るメディカル用フィルター材は、体液導入口を上部に、体液導出口を下部に有する容器中に充填することで、体外循環カラムあるいは血液フィルターとすることができる。図３に体外循環カラムの構造例を、図４に血液フィルターの構造例をそれぞれ示す。【００３７】
図３（Ａ）において、１は体外循環カラム、２は血液導入口、３は血液導出口を示しており、この体外循環カラム１内に、図３（Ｂ）に示すように本発明に係るフィルター材４が充填される。図４（Ａ）において、５は血液フィルター、２は血液導入口、３は血液導出口を示しており、この血液フィルター５内に、図４（Ｂ）に示すように本発明に係るフィルター材４が充填される。【００３８】
また、本発明に係る体外循環カラムあるいは血液フィルターにおいては、フィルター材に対して、通液方向が直交流もしくは平行流となるようにフィルター材が充填されていることが好ましい。通液方向がフィルター材に対して直交流の場合には、体液を濾過することによって、血球などの比較的大きな不要成分を効率的に除去することが可能となる。一方、通液方向がフィルター材に対して平行流の場合には、体液中の蛋白質や毒素などを吸着によって除去することが可能となる。【００３９】
直交流では、フィルター材の見かけ密度が高い場合には血球などの粗大成分が目詰まりする場合があるので、その場合には平行流を採用すればよい。また、平行流では除去したい成分が体液中に含まれていた場合にフィルター材表面の吸着サイトを被覆してしまうとそれ以上吸着できなくなるため、その場合には直交流を採用すればよい。上記フィルター材の充填については除去目的やフィルター材の形態によってどちらかを採用すればよく、また平行流と直交流を組み合わせた体外循環カラムや血液フィルターを作製することも可能である。【００４０】
図１６に、フィルター材に対して直交流の場合のカラムの構造例を、図１７に、フィルター材に対して平行流の場合のカラムの構造例を、それぞれ示す。【００４１】
図１６において１は体外循環カラム、２は血液導入口、３は血液導出口、４はフィルター材を示しており、この体外循環カラム１内に、図１６（Ａ）のフィルター材を図１６（Ｂ）に示すように巻いた状態に加工した後に充填する。直交流は、例えば充填されたフィルター材には血液が図１６（Ｃ）の矢印のように巻かれた状態のフィルター材４に対して外側から内側に向けて血液が直交流となるように流れる。ここで血液が流れる方向は目的に応じてフィルター材４に対して内側から外側に流れるように体外循環カラムを設計することもできる。また、図１７において、１は体外循環カラム、２は血液導入口、３は血液導出口、４はフィルター材、３２は、矢印で示す血液の流れ方向に延びる血液の通液孔を示している。体外循環カラム１内に、図１７（Ａ）に示すようにフィルター材４を血液通液孔３２を有する３次元濾過構造体に加工した後に充填する。平行流は、例えば充填されたフィルター材４に血液が通液孔３２から進入し、図１７（Ａ）や（Ｂ）に示した矢印の方向からフィルター材４中を流れる、すなわち、平行流となるように血液が流れる。ここで、フィルター材４の加工形状としては、血液がフィルター材４に対して平行流となるように流れるようなものであればよく、構造体としては図示したもの以外にも種々の形状を採用することができる。
【実施例】
【００４２】
以下、本発明について、実施例に基づきさらに詳細に説明する。なお、実施例中の測定方法には、以下の方法を用いた。【００４３】
Ａ．ポリマーの溶融粘度
東洋精機社製キャピログラフ１Ｂによりポリマーの溶融粘度を測定した。なお、サンプル投入から測定開始までのポリマーの貯留時間は１０分とした。【００４４】
Ｂ．融点
Ｐｅｒｋｉｎ  Ｅｌｍａｅｒ社製のＤＳＣ−７を用いて２ｎｄ  ｒｕｎでポリマーの融解を示すピークトップ温度をポリマーの融点とした。このときの昇温速度は１６℃／分、サンプル量は１０ｍｇとした。【００４５】
Ｃ．ポリマーアロイ繊維のウースター斑（Ｕ％）
ツェルベガーウスター社製ＵＳＴＥＲ  ＴＥＳＴＥＲ  ４を用いて給糸速度２００ｍ／分でノーマルモードで測定を行った。【００４６】
Ｄ．ＴＥＭによるメディカル用フィルター材横断面観察
メディカル用フィルター材をエポキシ樹脂で包埋し、横断面方向に超薄切片を切り出して透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）でメディカル用フィルター材横断面を観察した。また、必要に応じ金属染色を施した。
ＴＥＭ装置：日立製作所（株）製Ｈ−７１００ＦＡ型【００４７】
Ｅ．ナノファイバーの数平均直径
ナノファイバーの数平均直径は、以下のようにして求める。すなわち、ＴＥＭによるメディカル用フィルター材横断面写真を画像処理ソフト（ＷＩＮＲＯＯＦ）で解析してナノファイバー直径を計算し、それの単純な平均値を求めた。平均値は、ナノファイバー数として同一横断面内で無作為に抽出した５０本以上のナノファイバーの直径を測定し、この測定を３カ所以上で行い、合計１５０本以上のナノファイバーを用いて計算した。【００４８】
Ｆ．５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率の算出
メディカル用フィルター材中の５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率は、次のようにして求めた。すなわち、メディカル用フィルター材中のナノファイバーそれぞれの繊維直径をｄｉとし、その２乗の総和（ｄ12＋ｄ22＋・・＋ｄn 2 ）＝Σｄi 2 （ｉ＝１〜ｎ）を算出する。また、５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にあるナノファイバーそれぞれの繊維直径をＤｉとし、その２乗の総和（Ｄ12＋Ｄ22＋・・＋Ｄm 2 ）＝ΣＤi 2 （ｉ＝１〜ｍ）を算出する。Σｄi 2 に対するΣＤi 2 の割合を算出することで、全ナノファイバーに対する５００ｎｍより大きく１ｎｍ以下の直径範囲にある繊維の繊維比率を面積比率、すなわち重量換算として求めることができる。【００４９】
Ｇ．ＳＥＭ観察
フィルター基材に白金一を蒸着し、超高分解能電解放射型走査型電子顕微鏡で観察した。
超高分解能電解放射型ＳＥＭ装置：日立製作所（株）製  ＵＨＲ−ＦＥ−ＳＥＭ【００５０】
Ｈ．力学特性
ポリマーアロイ繊維１０ｍを採取し、その重量をｎ数＝５回として測定し、これの平均値から繊度（ｄｔｅｘ）を求めた。そして、室温（２５℃）で、初期試料長＝２００ｍｍ、引っ張り速度＝２００ｍｍ／分とし、ＪＩＳ  Ｌ１０１３に示される条件で荷重−伸長曲線を求めた。次に、破断時の荷重値を初期の繊度で割り、それを強度とし、破断時の伸びを初期試料長で割り、それを伸度として、強伸度曲線を求めた。【００５１】
Ｉ．２次叩解繊維中のナノファイバー繊維濃度
２次叩解繊維を１ｇ秤量し、蒸発乾固して、残分の重量から求めた。【００５２】
Ｊ．ナノファイバー水分散体中の繊維濃度
ナノファイバー水分散体１０ｇを秤量し、蒸発乾固して、残分の重量から求めた。【００５３】
Ｋ．目付
ＪＩＳ  Ｌ１０９６  ８．４．２（１９９９）によってメディカル用フィルター材の目付を測定した。【００５４】
Ｌ．見かけ密度
上記で得られたフィルター材の目付、次いで、その厚みを測定して、それから得られる見かけ密度の平均値をもって見かけ密度とした。なお、厚みの測定には、ダイヤルシックネスゲージ（（株）尾崎製作所製、商品名“ピーコックＨ”）を用い、サンプルを１０点測定して、その平均値を用いた。【００５５】
Ｍ．電気泳動／１次元展開法（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ法）の評価方法
フィルター基材１０ｍｇを１％ＳＤＳ（ドデシル硫酸ナトリウム）溶液２００μｌに浸漬して、１時間超音波処理を行った後、４℃で一晩静置してフィルター基材に付着した蛋白の抽出を行った。抽出液２０μｌを取って、遠心エバポレーターで乾固し、サンプルバッファー（５８ｍＭ  Ｔｒｉｓ／ＨＣｌ（ｐＨ６．８），１．８％ＳＤＳ，５％グリセロール，０．０５％ブロムフェノールブルー）２０μｌを加えて再溶解し、１００℃で５分間加熱処理を行った。これをＳＤＳ−ＰＡＧＥゲル（ポリアクリルアミドゲル：４−２０％グラジエントゲル，１ｍｍ厚，ＴＥＦＣＯ（株）製）にアプライし、１８ｍＡで９０分間泳動した（泳動バッファー：２５ｍＭ  Ｔｒｉｓ，０．１９Ｍ  ｇｌｙｃｉｎｅ，０．１％ＳＤＳ）。さらに、泳動後のゲルを銀染色（銀染色キット，和光純薬工業（株）製）して蛋白質を検出した。【００５６】
実施例１
溶融粘度５３Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ-1）、融点２２０℃のＮ６〔ナイロン６〕（２０重量％）と溶融粘度３１０Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ-1）、イソフタル酸を８ｍｏｌ％、ビスフェノールＡを４ｍｏｌ％共重合した融点２２５℃の共重合ＰＥＴ〔ポリエチレンテレフタレート〕（８０重量％）を、２軸押し出し混練機で２６０℃で混練してポリマーアロイチップを得た。なお、この共重合ＰＥＴの２６２℃、１２１６ｓｅｃ-1での溶融粘度は１８０Ｐａ・ｓであった。このときの混練条件は、次のとおりである。ポリマー供給は、Ｎ６と共重合ＰＥＴを別々に計量し、別々に混練機に供給した。スクリューは、その直径３７ｍｍ、有効長さ１６７０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（スクリュー部長さ／直径比）＝４５．１のものを用いた。溶融紡糸に用いた溶融紡糸装置のモデル図を図５に示した。図５において、６はホッパー、７はチップ供給部、７ａはその溶融部、８はスピンブロック、９は紡糸パック、１０は口金、１１はチムニー、１２は溶融吐出された糸条、１３は集束給油ガイド、１４は第１引き取りローラー、１５は第２引き取りローラー、１６は巻き取り糸を、それぞれ示している。【００５７】
上述のポリマーアロイチップを２７５℃の溶融部７ａで溶融し、紡糸温度２８０℃のスピンブロック８に導いた。そして、限界濾過径１５μｍの金属メディカル用フィルター材でポリマーアロイ溶融体を濾過した後、口金面温度２６２℃とした口金１０から溶融紡糸した。このとき、口金１０としては、図６に示したように吐出孔上部に直径０．３ｍｍの計量部１７を備えた、吐出孔径１９が０．７ｍｍ、吐出孔長１８が１．７５ｍｍのものを用いた。そして、このときの単孔あたりの吐出量は２．９ｇ／分とした。さらに、口金下面から冷却開始点（チムニー１１の上端部）までの距離は９ｃｍであった。吐出された糸条は、図５に示したように、チムニー部で２０℃の冷却風で１ｍにわたって冷却固化され、口金１０から１．８ｍ下方に設置した集束給油ガイド１３で給油された後、非加熱の第１引き取りローラー１４および第２引き取りローラー１５を介して９００ｍ／分で巻き取った。【００５８】
そして、これを図７に概略モデルを示した延伸装置を用いて、第１ホットローラー２２の温度を９０℃、第２ホットローラー２３の温度を１３０℃として延伸熱処理した。このとき、第１ホットローラー２２と第２ホットローラー２３間の延伸倍率を３．２倍とした。図７において、２０は未延伸糸、２１はフィードローラー、２４は室温の第３ローラー、２５は巻き取られた延伸糸を、それぞれ示している。得られたポリマーアロイ繊維は、１２０ｄｔｅｘ、１２フィラメント、強度４．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３５％、Ｕ％＝１．７％の優れた特性を示した。また、得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、図８に示したように、共重合ＰＥＴが海成分（色の薄い部分：符号Ｐ）、Ｎ６が島成分（色の濃い部分：符号Ｎ）の海島構造を有し、島Ｎ６の数平均による直径は５３ｎｍであり、Ｎ６が超微分散化したナノファイバーの前駆体であるポリマーアロイ繊維（符号Ａ）が得られた。【００５９】
このポリマーアロイ繊維を９５℃の５％水酸化ナトリウム水溶液に１時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のポリエステル成分の９９％以上を加水分解除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥し、ギロチンカッターで２ｍｍ長に切断して、Ｎ６ナノファイバーのカット繊維を得た。なお、別途このポリマーアロイ繊維を丸編みし、上記と同様の操作でナノファイバー化し、これを丸編みから引き出し、糸強度を測定したところ２ｃＮ／ｄｔｅｘと充分な強度を示した。また、Ｘ線回折測定から配向結晶化していることが分かった。【００６０】
タッピースタンダードナイヤガラ試験ビータ（東洋精機製作所（株）製）に水２３ｌと前述したカット繊維３０ｇを仕込み、５分間１次叩解し、その後余分な水を切って繊維を回収した。この１次叩解後の繊維濃度は１０重量％であった。この１次叩解繊維を自動式ＰＦＩミル（熊谷理機工業（株）製）に仕込み、回転数１５００ｒｐｍ、クリアランス０．２ｍｍで６分間２次叩解した。２次叩解後の繊維濃度は１０重量％であった。【００６１】
含水状態の繊維２５０ｇをそのまま自動式ＰＦＩミル（熊谷理機工業（株）製）に仕込み、回転数１５００ｒｐｍ、クリアランス０．２ｍｍで６分間叩解した。ファイバーミキサーＭＸ−Ｘ１０３（松下電器産業（株）製）に、叩解した繊維を４．２ｇ、分散剤としてシャロールＡＮ−１０３Ｐ（第一工業製薬（株）製）を０．５ｇ、水５００ｇを仕込み、５分間撹拌してＮ６ナノファイバーの水分散体を得た。水分散体中の繊維濃度は０．０８重量％であった。得られたＮ６ナノファイバーの水分散体５００ｇと水２０ｌを角形シートマシンに仕込んで、Ｎｏ．２定性用ろ紙（東洋濾紙（株）製）上に抄紙した後、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機工業（株）製）を用いて１１０℃で乾燥して、ろ紙から繊維シート部分を剥がしてＮ６ナノファイバーのみからなるメディカル用フィルター材を得た。【００６２】
このメディカル用フィルター材の表面をＳＥＭで観察したところ、図２のようにナノファイバーが網目状に分散した構造であった。ナノファイバー直径をＴＥＭ写真から解析した結果をヒストグラムとして図９、図１０に示すが、ナノファイバーの数平均直径は５６ｎｍと従来にない細さであり、また５００ｎｍより大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率は０％、直径２００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％であった。この結果を表１に示す。【００６３】
また、メディカル用フィルター材の目付は８ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．２７ｇ／ｃｍ3であった。【００６４】
このフィルター材をエッペンドルフチューブの壁面に両面テープで貼り付け、ヘパリンにより凝固抑制したヒト血液中に３８℃で１時間浸漬した後、生理食塩水中で十分洗浄した。洗浄後のフィルター材をグルタルアルデヒド０．１％溶液に一晩浸漬して血球表面を固定した後、フィルター材を凍結乾燥した。凍結乾燥後のフィルター材表面をＳＥＭで観察したところ、フィルター材表面に白血球が多数吸着していた。図１１に実施例１の血球吸着評価後のフィルター材表面ＳＥＭによる観察結果を示す。図１１における２６が白血球である。【００６５】
比較例１、２
フィルター材として、比較例１では繊維径４μｍ、目付２７０ｇ／ｍ2、見かけ密度０．５ｇ／ｃｍ3のＮ６極細繊維フェルトを、比較例２では繊維径５μｍ、目付２７０ｇ／ｍ2、見かけ密度０．４ｇ／ｃｍ3のＰＥＴ極細繊維フェルトを用いた。これらのフェルトを実施例１と同様の操作でヒト血液中に浸漬して血球吸着を評価した結果、比較例１および２では実施例１とは異なり、フィルター材表面への白血球吸着は皆無であり、ほとんどが赤血球であった。図１２に比較例１の血球吸着評価後のフィルター材表面ＳＥＭによる観察結果を示す。図１２における２７が赤血球である。【００６６】
実施例２および比較例３
実施例２では実施例１で作製したフィルター材を、比較例３では比較例１で用いたフェルトをそれぞれ用いた。それぞれの繊維基材をヒト血漿中に３８℃で１時間浸漬した後、生理食塩水中で十分洗浄した。洗浄後の繊維基材を凍結乾燥した後、吸着した成分を繊維基材からＳＤＳで抽出した。抽出後の溶液を電気泳動／１次元展開法（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ法）により吸着蛋白質の分子量を解析したところ、図１３に示すように、比較例３のＮ６フェルトでは吸着が認められなかったが、実施例２のＮ６ナノファイバーからなるフィルター材では分子量３．１〜４．５万の蛋白質を特異的に吸着していることがわかった。【００６７】
実施例３
実施例１で得られたフィルター材を直径４．７ｃｍで長さ１７ｃｍの円筒型ＰＰ（ポリプロピレン）製容器に格子型となるように充填し、フィルター基材に対して体液が平行流となるような体外循環カラムを作製した。格子型の概略図を図３の（Ｂ）に示した。このカラムに牛血を２ｍｌ／分の流速で９０分間通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する体外循環カラムを得ることができた。【００６８】
実施例４
単糸繊度が１．９ｄｔｅｘのＰＰ原綿にカーディングおよびラッピングを施し、さらにニードルパンチを５００本／ｃｍ2のパンチ密度で施して、目付２４０ｇ／ｍ2のＰＰ（ポリプロピレン）不織布を得た。実施例１で得られたＮ６ナノファイバーの水分散体５ｇと水２０ｌを角形シートマシンに仕込んで、ＰＰ不織布上に抄紙した後、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機工業（株）製）を用いて１１０℃で乾燥して、ＰＰ不織布上にＮ６ナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。このメディカルフィルター材の目付は２４０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．０２ｇ／ｍ3であった。【００６９】
得られたフィルター材からＮ６ナノファイバーのみを抜き取り、実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均によるナノファイバー直径は５６ｎｍと従来にない細さであり、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％であった。この結果を表１に示す。【００７０】
このフィルター材を直径４．７ｃｍの円形に切断したものを１０枚重ねて実施例３と同様の円筒型ＰＰ製容器に充填して、フィルター材に対して体液が直交流となるようなカラムを作製した。このカラムに実施例３と同様に牛血を通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する体外循環カラムを得ることができた。【００７１】
実施例５
溶融粘度１２０Ｐａ・ｓ（２６２℃、１２１．６ｓｅｃ-1）、融点２２５℃のＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）と２エチルヘキシルアクリレートを２２％共重合したポリスチレン（ｃｏ−ＰＳ）を用いて、ＰＢＴの含有率を２３重量％とし、混練温度を２４０℃として実施例１と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。これを溶融温度２６０℃、紡糸温度２６０℃（口金面温度２４５℃）、単孔吐出量１．０ｇ／分、紡糸速度１２００ｍ／分で実施例１と同様に溶融紡糸を行った。得られた未延伸糸を延伸温度１００℃、延伸倍率を２．４９倍とし、熱セット温度１１５℃として実施例１と同様に延伸熱処理した。得られた延伸糸は１６１ｄｔｅｘ、３６フィラメントであり、強度１．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３３％、Ｕ％＝２．０％であった。【００７２】
得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、ｃｏ−ＰＳが海、ＰＢＴが島の海島構造を示し、ＰＢＴの数平均による直径は６０ｎｍであり、ＰＢＴがナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。【００７３】
このポリマーアロイ繊維をトリクレンに浸漬することにより、海成分であるｃｏ−ＰＳの９９％以上を溶出した後、乾燥し、ギロチンカッターで２ｍｍ長に切断して、ＰＢＴナノファイバーのカット繊維を得た。なお、別途このポリマーアロイ繊維を丸編みし、上記と同様の操作でナノファイバー化し、これを丸編みから引き出し、糸強度を測定したところ１．５ｃＮ／ｄｔｅｘと充分な強度を示した。またＸ線回折測定から配向結晶化していることが分かった。【００７４】
このカット繊維から実施例１と同様の操作で２次叩解繊維を得た。２次叩解後の繊維濃度は２０重量％であった。２次叩解後の繊維２．１ｇ、分散剤としてノイゲンＥＡ−８７（第一工業製薬（株）製）を０．５ｇ、水５００ｇを仕込み、５分間撹拌してＰＢＴナノファイバーの水分散体を得た。水分散体中の繊維濃度は０．０８重量％であった。【００７５】
得られたＰＢＴナノファイバーの水分散体５ｇと水２０ｌを角形シートマシンに仕込んで、実施例４で得られたＰＰ不織布上に上に抄紙した後、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機工業（株）製）を用いて１１０℃で乾燥して、ＰＰ不織布上にＰＢＴナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。このフィルター材の目付は２４０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．０２ｇ／ｍ3であった。【００７６】
得られたフィルター材からＰＢＴナノファイバーのみを抜き取り、実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均によるナノファイバー直径は８０ｎｍと従来にない細さであり、直径２００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は１％以下であった。この結果を表１に示す。【００７７】
このフィルター材を実施例３と同様に円筒型ＰＰ製容器に充填して、フィルター材に対して体液が直交流となるようなカラムを作製した。このカラムに実施例３と同様に牛血を通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する体外循環カラムを得ることができた。【００７８】
実施例６
溶融粘度２５０Ｐａ・ｓ（２２０℃、１２１．６ｓｅｃ-1）、融点１６２℃のＰＰ（２１重量％）と重量平均分子量１２万、溶融粘度３０Ｐａ・ｓ（２４０℃、剪断速度２４３２ｓｅｃ-1）、融点１７０℃のポリＬ乳酸（光学純度９９．５％以上）を７９重量％として、混練温度を２２０℃で実施例１と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。これを溶融温度２２０℃、紡糸温度２２０℃（口金面温度２０５℃）、単孔吐出量２．０ｇ／分、紡糸速度１２００ｍ／分で実施例１と同様に溶融紡糸を行った。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率を２．０倍とし、熱セット温度１３０℃として実施例１と同様に延伸熱処理した。得られた延伸糸は１０１ｄｔｅｘ、１２フィラメントであり、強度２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度４７％であった。【００７９】
得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、ポリＬ乳酸が海、ＰＰが島の海島構造を示し、ＰＰの数平均による直径は１５０ｎｍであり、ＰＰがナノサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。【００８０】
得られたポリマーアロイ繊維を９８℃の５％水酸化ナトリウム水溶液にて１時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のポリＬ乳酸成分の９９％以上を加水分解除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥し、ギロチンカッターで２ｍｍ長に切断して、ＰＰナノファイバーのカット繊維を得た。このカット繊維から実施例１と同様に２次叩解繊維を得た。２次叩解後の繊維濃度は２５重量％であった。なお、別途このポリマーアロイ繊維を丸編みし、上記と同様の操作でナノファイバー化し、これを丸編みから引き出し、糸強度を測定したところ１．５ｃＮ／ｄｔｅｘと充分な強度を示した。またＸ線回折測定から配向結晶化していることが分かった。【００８１】
２次叩解後の繊維１．７ｇ、分散剤としてノイゲンＥＡ−８７（第一工業製薬（株）製）を０．５ｇ、水５００ｇを仕込み、５分間撹拌してＰＰナノファイバーの水分散体を得た。水分散体中の繊維濃度は０．０８重量％であった。【００８２】
得られたＰＰナノファイバーの水分散体５ｇと水２０ｌを角形シートマシンに仕込んで、実施例４で得られたＰＰ不織布上に上に抄紙した後、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機工業（株）製）を用いて１１０℃で乾燥して、ＰＰ不織布上にＰＰナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。得られたメディカル用フィルター材の目付は２４０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．０２ｇ／ｍ3であった。【００８３】
このフィルター材からＰＰナノファイバーのみを抜き取り実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均による単繊維直径は１６０ｎｍと従来にない細さであり、５００より大きく１μｍ以下の直径範囲にある単繊維の繊維比率は０％、直径２００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は１．８％であった。この結果を表１に示す。【００８４】
このフィルター材を実施例４と同様に円筒型ＰＰ製容器に充填して、フィルター基材に対して体液が直行流となるようなカラムを作製した。このカラムに実施例３と同様に牛血を通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する体外循環カラムを得ることができた。【００８５】
実施例７
溶融粘度５００Ｐａ・ｓ（２６２℃、剪断速度１２１．６ｓｅｃ-1）、融点２２０℃のＮ６（４０重量％）として実施例１と同様に溶融紡糸を行い、ポリマーアロイ繊維を得た。得られたポリマーアロイ繊維は１２６ｄｔｅｘ、３６フィラメント、強度４．２ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３８％、Ｕ％＝１．８％の優れた特性を示した。【００８６】
また、得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、実施例１と同様に共重合ＰＥＴが海、Ｎ６が島の海島構造を示し、島Ｎ６の数平均による直径は８０ｎｍであり、Ｎ６が超微分散化したポリマーアロイ繊維が得られた。【００８７】
得られたポリマーアロイ繊維を９８℃の５％水酸化ナトリウム水溶液にて１時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のポリＬ乳酸成分の９９％以上を加水分解除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥し、ギロチンカッターで２ｍｍ長に切断して、Ｎ６ナノファイバーのカット繊維を得た。このカット繊維から実施例１と同様に２次叩解繊維を得た。２次叩解後の繊維濃度は１２重量％であった。なお、別途このポリマーアロイ繊維を丸編みし、上記と同様の操作でナノファイバー化し、これを丸編みから引き出し、糸強度を測定したところ２ｃＮ／ｄｔｅｘと充分な強度を示した。またＸ線回折測定から配向結晶化していることが分かった。【００８８】
２次叩解後の繊維４．０ｇ、実施例１と同様の分散剤を０．５ｇ、水５００ｇを仕込み、５分間撹拌してＮ６ナノファイバーの水分散体を得た。水分散体中の繊維濃度は０．１重量％であった。【００８９】
得られたＮ６ナノファイバーの水分散体５ｇと水２０ｌを角形シートマシンに仕込んで、実施例４で得られたＰＰ不織布上に上に抄紙した後、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機工業（株）製）を用いて１１０℃で乾燥して、ＰＰ不織布上にＮ６ナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。得られたメディカル用フィルター材の目付は２４０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．０２ｇ／ｍ3であった。【００９０】
このフィルター材からナノファイバーのみを抜き取り実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均直径は８４ｎｍと従来にない細さであり、直径２００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は２．２％であった。この結果を表１に示す。【００９１】
このフィルター材を実施例３と同様に円筒型ＰＰ製容器に充填して、フィルター材に対して体液が直交流となるようなカラムを作製した。このカラムに実施例３と同様に牛血を通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する体外循環カラムを得ることができた。【００９２】
実施例８
実施例１で用いたＮ６と実施例６と同様のポリＬ乳酸を用い、Ｎ６の含有率を２０重量％とし、混練温度を２２０℃として実施例１と同様に溶融混練し、ポリマーアロイチップを得た。得られたポリマーアロイチップを用いて、溶融温度２３０℃、紡糸温度２３０℃（口金面温度２１５℃）、紡糸速度３２００ｍ／分として実施例１と同様に溶融紡糸して未延伸糸を得た。得られた未延伸糸を延伸温度９０℃、延伸倍率を１．５倍、熱セット温度１３０℃として実施例１と同様に延伸熱処理し、ポリマーアロイ繊維を得た。このポリマーアロイ繊維は７０ｄｔｅｘ、３６フィラメントであり、強度３．４ｃＮ／ｄｔｅｘ、伸度３８％、Ｕ％＝０．７％であった。【００９３】
得られたポリマーアロイ繊維の横断面をＴＥＭで観察したところ、ポリＬ乳酸が海、Ｎ６が島の海島構造を示し、島成分であるＮ６の数平均による直径は５５ｎｍであり、Ｎ６がナのサイズで均一分散化したポリマーアロイ繊維であった。【００９４】
得られたポリマーアロイ繊維を９８℃の５％水酸化ナトリウム水溶液にて１時間浸漬することでポリマーアロイ繊維中のポリＬ乳酸成分の９９％以上を加水分解除去し、酢酸で中和後、水洗、乾燥し、ギロチンカッターで２ｍｍ長に切断して、Ｎ６ナノファイバーのカット繊維を得た。このカット繊維から実施例１と同様に２次叩解繊維を得た。２次叩解後の繊維濃度は１０重量％であった。なお、別途このポリマーアロイ繊維を丸編みし、上記と同様の操作でナノファイバー化し、これを丸編みから引き出し、糸強度を測定したところ２ｃＮ／ｄｔｅｘと充分な強度を示した。またＸ線回折測定から配向結晶化していることが分かった。【００９５】
２次叩解後の繊維４．５ｇ、実施例１と同様の分散剤を０．５ｇ、水５００ｇを仕込み、５分間撹拌してＮ６ナノファイバーの水分散体を得た。水分散体中の繊維濃度は０．０９重量％であった。【００９６】
得られたＮ６ナノファイバーの水分散体５ｇと水２０ｌを角形シートマシンに仕込んで、実施例４で得られたＰＰ不織布上に上に抄紙した後、そのまま高温用回転型乾燥機（熊谷理機工業（株）製）を用いて１１０℃で乾燥して、ＰＰ不織布上にＮ６ナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。得られたメディカル用フィルター材の目付は２４０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．０２ｇ／ｍ3であった。【００９７】
このフィルター材からナノファイバーのみを抜き取り実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均直径は５６ｎｍであり、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％であった。この結果を表１に示す。【００９８】
このフィルター材を実施例４と同様に円筒型ＰＰ製容器に充填して、フィルター基材に対して体液が直交流となるようなカラムを作製した。このカラムに実施例３と同様に牛血を通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する体外循環カラムを得ることができた。【００９９】
実施例９〜１３
実施例９では実施例４のフィルター基材を、実施例１０では実施例５のフィルター基材を、実施例１１では実施例６のフィルター基材を、実施例１２では実施例７のフィルター基材を、実施例１３では実施例８のフィルター基材をそれぞれ用いた。それぞれのフィルター基材を図４に示した血液導入口を上部に、血液導出口を下部に有する薄型の容器に充填して、血液フィルターを作製した。それぞれの血液フィルターに牛血を２ｍｌ／分の流速で２０分間通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する血液フィルターを得ることができた。【０１００】
実施例１４
実施例１で作製したポリマーアロイ繊維をかせ取りし束にした後、シリコーン熱収縮チューブ（西日本電線（株）製「ニシチューブＮＳＴ」）に詰めた。その後、減圧下、１８０℃で２時間熱処理し、直径３ｃｍ、長さ２０ｃｍのポリマーアロイ繊維からなる棒を作製した。これを図１４に示す押し出し装置２８に投入し、ポリマーアロイ繊維からなる棒２９をピストン３０により、２３５℃で直径１ｃｍの吐出孔３１から押し出し、溶融延伸繊維を得た。これの横断面をＴＥＭで観察したところ、共重合ＰＥＴが海成分、Ｎ６が島成分の海島構造を有し、島Ｎ６の数平均による直径は２０ｎｍであり、Ｎ６が超微分散化したナノファイバーの前駆体であるポリマーアロイ繊維が得られた。【０１０１】
得られたポリマーアロイ繊維から実施例１と同様にして水分散体を得た。水分散体中の繊維濃度は０．０８重量％であった。この水分散体を実施例４と同様にしてＰＰ不織布上に抄紙して、ＰＰ不織布上にＮ６ナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。得られたフィルター材の目付は２４０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．０２ｇ／ｍ3であった。得られたフィルター材からＮ６ナノファイバーのみを抜き取り、実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均によるナノファイバー直径は２５ｎｍと従来にない細さであり、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％であった。【０１０２】
このフィルター材を実施例９と同様に血液導入口を上部に、血液導出口を下部に有する薄型の容器に充填して、血液フィルターを作製した。この血液フィルターに実施例９と同様に牛血を通液したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有していたが、フィルター材を通過した後の牛血に細い繊維屑が凝集した物と思われる浮遊物が極少量混入した場合があった。これは、ナノファイバーが細すぎるため、牛血を通液した際に、一部のナノファイバーが切れてしまったためだと考えられる。【０１０３】
実施例１５
繊維直径７μｍ、目付け１５０ｇ／ｍ2、見かけ密度０．１６ｇ／ｃｍ3のＰＥＴ不織布に実施例１で得られたＮ６ナノファイバー水分散体０．５ｇおよび水５００ｇを霧吹きに入れて、ＰＥＴ不織布表面に数回吹きかけ、Ｎ６ナノファイバーが網目状に分散したメディカル用フィルター材を得た。フィルター材表面のＳＥＭによる観察結果を図１５に示した。図１５において符号Ｆはナノファイバー、符号Ｓは基材繊維を表している。得られたメディカル用フィルター材の目付は１５０ｇ／ｍ2、見かけ密度は０．１６ｇ／ｃｍ3であった。得られたフィルター材からＮ６ナノファイバーのみを抜き取り、実施例１と同様にして解析した結果、ナノファイバーの数平均によるナノファイバー直径は５６ｎｍと従来にない細さであり、直径１００ｎｍを超える単繊維の繊維比率は０％であった。【０１０４】
得られたフィルター材を実施例９と同様に薄型の容器に充填して、血液フィルターを作製した。この血液フィルターに実施例９と同様にして牛血を流したところ、目詰まりすることはなく、十分な通液性を有する血液フィルターを得ることができた。【０１０５】
実施例１〜１５における条件と結果を表１および表２に示す。【０１０６】
【表１】
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【０１０７】
【表２】
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【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明に係るメディカル用フィルター材は血球吸着性能や蛋白吸着性能に優れるため、これを用いた高性能のメディカル用機器や材料、とくに体外循環カラムや血液フィルターなどの治療用メディカル製品に利用することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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