JP5879631B2 - 粗面を有する高スループットの膜 - Google Patents
粗面を有する高スループットの膜 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5879631B2 JP5879631B2 JP2014100587A JP2014100587A JP5879631B2 JP 5879631 B2 JP5879631 B2 JP 5879631B2 JP 2014100587 A JP2014100587 A JP 2014100587A JP 2014100587 A JP2014100587 A JP 2014100587A JP 5879631 B2 JP5879631 B2 JP 5879631B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- membrane
- solution
- polymer
- particles
- controlled pore
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims description 117
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 109
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 55
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 42
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 27
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 26
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 22
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 10
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 8
- 238000002386 leaching Methods 0.000 claims description 7
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 claims description 7
- 239000002356 single layer Substances 0.000 claims description 6
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 claims description 5
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 claims description 4
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 239000010408 film Substances 0.000 description 18
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 229920002565 Polyethylene Glycol 400 Polymers 0.000 description 10
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 10
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 10
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 10
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 9
- 230000006870 function Effects 0.000 description 8
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 7
- LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N [2-[(1-azaniumyl-1-imino-2-methylpropan-2-yl)diazenyl]-2-methylpropanimidoyl]azanium;dichloride Chemical compound Cl.Cl.NC(=N)C(C)(C)N=NC(C)(C)C(N)=N LXEKPEMOWBOYRF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- -1 table salt) Chemical class 0.000 description 7
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 6
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 6
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 5
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N Hydroxyethyl methacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCO WOBHKFSMXKNTIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 4
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane trimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCC(CC)(COC(=O)C(C)=C)COC(=O)C(C)=C OKKRPWIIYQTPQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 4
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N pentaethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCOCCOCCO JLFNLZLINWHATN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 4
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 4
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 3
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 3
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 1,1,2,2-tetrachloroethane Chemical compound ClC(Cl)C(Cl)Cl QPFMBZIOSGYJDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 1-heptanol Chemical compound CCCCCCCO BBMCTIGTTCKYKF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L Magnesium chloride Chemical compound [Mg+2].[Cl-].[Cl-] TWRXJAOTZQYOKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 2
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 2
- 239000004696 Poly ether ether ketone Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 2
- FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N [(2s,3r,4s,5r,6r)-2-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5-dinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)-6-[(2r,3r,4s,5r,6s)-4,5,6-trinitrooxy-2-(nitrooxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-3,5-dinitrooxy-6-(nitrooxymethyl)oxan-4-yl] nitrate Chemical compound O([C@@H]1O[C@@H]([C@H]([C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O)O[C@H]1[C@@H]([C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O1)O[N+]([O-])=O)CO[N+](=O)[O-])[C@@H]1[C@@H](CO[N+]([O-])=O)O[C@@H](O[N+]([O-])=O)[C@H](O[N+]([O-])=O)[C@H]1O[N+]([O-])=O FJWGYAHXMCUOOM-QHOUIDNNSA-N 0.000 description 2
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 2
- 235000013361 beverage Nutrition 0.000 description 2
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 229960001760 dimethyl sulfoxide Drugs 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N hexan-1-ol Chemical compound CCCCCCO ZSIAUFGUXNUGDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 2
- 229920000962 poly(amidoamine) Polymers 0.000 description 2
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 2
- 229920002530 polyetherether ketone Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N silver(1+) nitrate Chemical compound [Ag+].[O-]N(=O)=O SQGYOTSLMSWVJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000011146 sterile filtration Methods 0.000 description 2
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 2
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 2
- 238000002145 thermally induced phase separation Methods 0.000 description 2
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 2
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 1-butoxybutane Chemical compound CCCCOCCCC DURPTKYDGMDSBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JSZOAYXJRCEYSX-UHFFFAOYSA-N 1-nitropropane Chemical compound CCC[N+]([O-])=O JSZOAYXJRCEYSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 1
- HAOKNOFZVJQSJL-UHFFFAOYSA-N C(Cl)(Cl)Cl.C(CCC(=O)OCC)(=O)OCC Chemical compound C(Cl)(Cl)Cl.C(CCC(=O)OCC)(=O)OCC HAOKNOFZVJQSJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical class [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 1
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 1
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000008394 Immunoglobulin Fragments Human genes 0.000 description 1
- 108010021625 Immunoglobulin Fragments Proteins 0.000 description 1
- 241001435619 Lile Species 0.000 description 1
- 239000005041 Mylar™ Substances 0.000 description 1
- AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N N-Pentanol Chemical compound CCCCCO AMQJEAYHLZJPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920000604 Polyethylene Glycol 200 Polymers 0.000 description 1
- 229920002556 Polyethylene Glycol 300 Polymers 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 229920000491 Polyphenylsulfone Polymers 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M Sodium acetate Chemical compound [Na+].CC([O-])=O VMHLLURERBWHNL-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 description 1
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003849 aromatic solvent Substances 0.000 description 1
- 238000004630 atomic force microscopy Methods 0.000 description 1
- 230000003385 bacteriostatic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000007385 chemical modification Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 238000005352 clarification Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000012531 culture fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000412 dendrimer Substances 0.000 description 1
- 229920000736 dendritic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000007933 dermal patch Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002359 drug metabolite Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000002158 endotoxin Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000005357 flat glass Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 1
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 1
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001477 hydrophilic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001600 hydrophobic polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000001990 intravenous administration Methods 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 210000000265 leukocyte Anatomy 0.000 description 1
- 239000002502 liposome Substances 0.000 description 1
- 229910001629 magnesium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 210000004962 mammalian cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011140 membrane chromatography Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000002923 metal particle Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000006082 mold release agent Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000614 phase inversion technique Methods 0.000 description 1
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 1
- 229920013655 poly(bisphenol-A sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920001467 poly(styrenesulfonates) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920005668 polycarbonate resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004431 polycarbonate resin Substances 0.000 description 1
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920005649 polyetherethersulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002523 polyethylene Glycol 1000 Polymers 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 229920000306 polymethylpentene Polymers 0.000 description 1
- 239000011116 polymethylpentene Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920005990 polystyrene resin Polymers 0.000 description 1
- 229920006214 polyvinylidene halide Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000002000 scavenging effect Effects 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001961 silver nitrate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 239000001632 sodium acetate Substances 0.000 description 1
- 235000017281 sodium acetate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 description 1
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/00091—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching by evaporation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0009—Organic membrane manufacture by phase separation, sol-gel transition, evaporation or solvent quenching
- B01D67/0013—Casting processes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0023—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
- B01D67/003—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by selective elimination of components, e.g. by leaching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/06—Flat membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/10—Supported membranes; Membrane supports
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/66—Polymers having sulfur in the main chain, with or without nitrogen, oxygen or carbon only
- B01D71/68—Polysulfones; Polyethersulfones
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/91—Bacteria; Microorganisms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2323/00—Details relating to membrane preparation
- B01D2323/15—Use of additives
- B01D2323/18—Pore-control agents or pore formers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/02—Details relating to pores or porosity of the membranes
- B01D2325/0283—Pore size
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/04—Characteristic thickness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
- B01D2325/06—Surface irregularities
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
- Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Description
[0001]ポリマー膜は、さまざまな流体を濾過するために使用される。しかし、高いスループット能力を実現する膜が必要である。
[0002]本発明は、従来技術の不都合な点の少なくともいくつかに改善をもたらす。本発明のこれら及びその他の利点は、下記に述べられた説明から明らかになる。
[0003]本発明の実施形態は、第１及び第２の多孔質部分を有する膜であって、第１の部分が、第２の部分より開孔した細孔構造を有し、第１の多孔質部分が、導入された粒子を除去することによって（例えば、浸出させることによって）調製される第１の表面を含む、膜を提供する。１つの実施形態において、膜は、滅菌濾過を行う。
[0004]別の実施形態において、（ａ）少なくとも約１．７マイクロメートルのＲａを有する粗面を含む第１の微多孔質表面、（ｂ）第２の微多孔質表面、及び（ｃ）第１の表面と第２の表面との間のバルクを含む単一層を含むポリマー微多孔膜であって、バルクが、第１の微多孔質表面を含む第１の多孔質部分、及び第２の微多孔質表面を含む第２の多孔質部分を含み、（ｉ）第１の部分が、コントロールされた細孔構造の少なくとも第１のセットを含み、（ｉｉ）第２の部分が、コントロールされた細孔構造の第２のセットを含み、細孔構造の第２のセットが、第１のセットより小さい平均孔径を有する、ポリマー微多孔膜が提供される。好ましい実施形態において、粗面は、粒子を導入し、該粒子を浸出させることによって、調製される。
[0005]膜の第１の部分は、膜の全厚さの約１０％〜約４０％の範囲の厚さを含み、膜の第２の部分は、膜の全厚さの約９０％〜約６０％の範囲の厚さを含むことが好ましく、膜の第１の部分は、膜の全厚さの約２０％〜約３０％の範囲の厚さを含み、膜の第２の部分は、膜の全厚さの約８０％〜約７０％の範囲の厚さを含むことがより好ましい。
[0006]その他の実施形態において、膜を作製する方法、膜を使用する方法、及び膜を含むデバイスが、本発明によって提供される。
[0010]本発明の実施形態にしたがって、第１及び第２の多孔質部分を有する膜であって、第１の部分が、第２の部分より開孔した細孔構造を有し、第１の多孔質部分が、導入された粒子を除去することによって調製される粗面を含む、膜が提供される。
[0011]別の実施形態において、（ａ）少なくとも約１．７マイクロメートルのＲａを有する粗面を含む第１の微多孔質表面、（ｂ）第２の微多孔質表面、及び（ｃ）第１の表面と第２の表面との間のバルクを含む単一層を含むポリマー微多孔膜であって、バルクが、第１の微多孔質表面を含む第１の多孔質部分、及び第２の微多孔質表面を含む第２の多孔質部分を含み、（ｉ）第１の部分が、コントロールされた細孔構造の少なくとも第１のセットを含み、（ｉｉ）第２の部分が、コントロールされた細孔構造の第２のセットを含み、細孔構造の第２のセットが、第１のセットより小さい平均孔径を有する、ポリマー微多孔膜が提供される。好ましい実施形態において、粗面は、粒子を導入し、該粒子を除去する（例えば、浸出させる）ことによって、調製される。
[0012]有利なことには、単一層を有することによって、膜が層剥離しない。
[0013]好ましくは、単一層膜の第１の部分は、層の全厚さの約１０％〜約４０％の範囲の厚さを占め、膜の第２の部分は、層の全厚さの約９０％〜約６０％の範囲の厚さを占め、より好ましくは、膜の第１の部分は、膜の全厚さの約２０％〜約３０％の範囲の厚さを占め、膜の第２の部分は、膜の全厚さの約８０％〜約７０％の範囲の厚さを占める。
[0014]より好ましい実施形態において、第１の部分は、粗面を含む第１の多孔質表面及びコントロールされた細孔構造の第１のセットを含み、第２の部分は、コントロールされた細孔構造の第２のセット及び第２の表面を含む。第１の多孔質表面は、層の全厚さの約５％〜約１５％の範囲の厚さを占めることが、より好ましい。
[0015]微多孔質表面を好ましくは含む、粗い第１の表面に関して、いくつかの実施形態において、表面は、少なくとも約１．７マイクロメートル（μｍ）、いくつかの実施形態において、少なくとも約２μｍ又は少なくとも約４μｍのＲａ（粗さの算術平均値）を有する。例えば、膜の実施形態は、約１．７μｍ〜３０μｍの範囲、約２μｍ〜約２０μｍの範囲、４μｍ〜約３０μｍの範囲、又は約４μｍ〜約２０μｍの範囲のＲａを有する可能性がある。
[0016]本発明にしたがって、特定の適用のために最適化できる（粗面を含む）構造を有する膜が、提供される。例えば、膜が生成されている間に所望のサイズ（複数可）の固体粒子が導入され、粒子は、その後、除去され（例えば、溶解される）、コントロールされた粗さを実現し、膜は、所望のコントロールされた細孔構造を有して生成され、例えば、コントロールされた細孔構造の第１のセット、例えば、膜のより上流部分の（相反転及びおそらく細孔形成剤によって生成される）所定のサイズ（複数可）の大きいほうの細孔を形成する一方で、コントロールされた細孔構造の第２のセット、例えば、膜のより下流部分の所定のサイズの小さいほうの細孔もまた形成し、膜を崩壊させることなく、膜の部分を通る流れを遮断することなく、側方流動を可能にし、高いスループットをもたらす。したがって、膜の細孔構造は、「調整」できる。
[0017]さらに、膜のより下流部分、第２の多孔質部分（例えば、「下流部分」）は、相反転によって生成される、コントロールされた細孔構造の第２のセットを有し、下流部分が、膜のより高い捕捉性の部分を形成するように、上流部分において生成されるより、もっと小さい細孔構造を実現する。例えば、膜のより下流部分は、細菌を捕捉する孔径を有することが可能で、滅菌濾過を行うが、より上流部分は、高いスループットをもたらす。代替方法として、その他の適用において、例えば、飲食料品産業における濾過用で、膜のより下流部分は、約０．５〜約４マイクロメートルの範囲（好ましくは、約０．８マイクロメートル〜約２．５マイクロメートルの範囲）の平均孔径を有することが可能で、効率的な濾過を実現するが、より上流部分は、高いスループットをもたらす。
[0018]いくつかの実施形態において、１種又は複数の細孔形成剤（例えば、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を使用して、コントロールされた細孔構造の形成を補助できる。例えば、異なる分子量のＰＥＧ、又は異なる分子量のＰＥＧの組合せ、及び／又は異なる濃度のＰＥＧを使用して、コントロールされた細孔構造の第１のセット及び／又は第２のセットをさらにコントロールできる。代替方法として又は追加的に、（粒子含有流延用溶液中の）ＰＥＧと粒子を含有しない流延用溶液との相互作用によって、コントロールされた細孔構造の第１のセットをさらにコントロールできる。
[0019]他の実施形態において、膜を作製する方法、膜を使用する方法、及び膜を含むデバイスが、本発明によって提供される。
[0020]１つの実施形態において、ポリマー膜を調製する方法は、（ａ）支持体に、第１の溶液を流延するステップであって、第１の溶液が、可溶性粒子及び粒子にとっての非溶媒を含むステップ、（ｂ）第１の溶液に、第２の溶液を流延するステップであって、第２の溶液が、ポリマー及びポリマーのための溶媒を含むステップ、（ｃ）第２の溶液の相分離を引き起こすステップ、並びに（ｄ）粒子を除去して、ポリマー膜を生成するステップを含む。第１の溶液には、ポリマーのための溶媒が本質的になく、第２の溶液には、可溶性粒子が本質的にないことが、好ましい。
[0021]本発明の実施形態による膜は、例えば、診断適用（例えば、試料調製及び／若しくは診断用側方流動デバイスを含む）、インクジェット適用、医薬品産業のための流体の濾過、医療適用のための流体の濾過（家庭及び／若しくは患者使用のため、例えば、静脈内適用を含む、例えば、血液などの生物流体の濾過（例えば、白血球を除去するため）もまた含む）、エレクトロニクス産業のための流体の濾過、飲食料品産業のための流体の濾過、清澄化、抗体及び／若しくはタンパク質を含有する流体の濾過、細胞検出（「現場（ｉｎ ｓｉｔｕ）」を含む）、細胞採取、並びに／又は細胞培養流体の濾過を含む、さまざまな適用において使用できる。代替方法として又は追加的に、本発明の実施形態による膜は、空気及び／若しくはガスを濾過するために使用でき、並びに／又は換気用途（例えば、液体ではなく、空気及び／若しくはガスを通過させること）のために使用できる。本発明の実施形態による膜は、例えば、眼科手術製品などの手術用デバイス及び製品を含む、さまざまなデバイスにおいて使用できる。
[0022]本発明の構成成分のそれぞれは、下記でより詳細に説明され、同様の構成成分は同様の参照番号を有する。
[0023]膜は、任意の適切な細孔構造、例えば、孔径（例えば、例えば米国特許第４，３４０，４７９号に記載されているように、バブルポイントによって若しくはＫＬによって明らかになる、又は毛管凝縮流動ポロメトリーによって明らかになる）、平均孔径（例えば、膜の断面図を拡大する走査型電子顕微鏡を使用し、ソフトウエアを使用して細孔の１セットを測定することによって決定される）、平均流量孔（ＭＦＰ）径（例えば、ポロメーター、例えば、ポールベアポロメーター（Ｐｏｒｖａｉｒ Ｐｏｒｏｍｅｔｅｒ）（Ｐｏｒｖａｉｒ ｐｌｃ、Ｎｏｒｆｏｌｋ、ＵＫ）又は商標ポロラックス（ＰＯＲＯＬＵＸ）（Ｐｒｏｍｅｔｅｒ．ｃｏｍ、Ｂｅｌｇｉｕｍ）で入手可能なポロメーターの使用を特徴とする場合）、細孔等級、細孔直径（例えば、例えば米国特許第４，９２５，５７２号に記載されている改良ＯＳＵ Ｆ２試験を使用して特性評価される場合）、又は流体が多孔質媒体を通過するとき、１つ又は複数の対象材料の通過を減少させる若しくは通過を可能にする、除去評定を有することが可能である。提供される細孔構造は、使用される粒子のサイズ（複数可）、扱われる流体の組成、及び扱われる流体の所望の流出レベルによって決まる。
[0024]上記に述べた通り、膜は、少なくとも第１及び第２の多孔質部分を有することになり、それぞれの部分は、異なるコントロールされた細孔構造を有し、第１の多孔質部分は、第２の多孔質部分より大きい細孔構造を有し、より大きい細孔構造（コントロールされた細孔構造の第１及び第２のサブセットを含んでもよいコントロールされた細孔構造の第１のセット）は、相反転（及びいくつかの実施形態では細孔形成剤の使用を含める）によって生成される。いくつかの実施形態において、コントロールされた細孔構造の第１のセットは、コントロールされた細孔構造の少なくとも第１及び第２のサブセットを含み、コントロールされた細孔構造の第１のサブセットは、コントロールされた細孔構造の第２のサブセットより大きく、第１の多孔質部分中のコントロールされた細孔構造の第２のサブセットは、第２の多孔質部分中のコントロールされた細孔構造の第２のセットより大きい細孔構造を有することが、好ましい。
[0025]上記に述べた通り、第１の多孔質部分の粗面は、膜が形成されている間に粒子を導入し、その後、粒子を除去することによって、好ましくは生成される。第２の多孔質部分中のコントロールされた細孔構造の第２のセットは、相反転（及びいくつかの実施形態では細孔形成剤の使用を含める）によって形成されることが好ましい。
[0026]さまざまな粒子（例えば、溶解可能な粒子）、粒子直径、及び粒子濃度が、本発明による膜の調製に使用するのに適切であり、粒子は、粗面を調製するために使用される。適切な粒子としては、例えば、炭酸水素ナトリウム（ＮａＨＣＯ３）、酢酸ナトリウム（ＣＨ３ＣＯＯＮａ）、炭酸ナトリウム（Ｎａ２ＣＯ３）、銀（例えば、元素の銀、銀ゼオライト、又は銀／亜鉛ゼオライト）、塩（食卓塩を含む）、糖（砂糖（ショ糖）を含む）、及び酸性溶液溶解性金属粒子が挙げられる。
[0027]粒子は、膜が除去工程によって悪影響を及ぼされない、さまざまな方法によって除去できる。例えば、粒子は、溶媒によって処理でき、粒子は溶解する。適切な溶媒としては、例えば、水、１種又は複数のアルコール、芳香族溶媒（そのうちのいくつかは、アルコールであってもよい）、比較的弱い酸（例えば、酢酸、クエン酸、シュウ酸、マレイン酸、及びそれらの組合せ）が挙げられる。
[0028]典型的には、コントロールされた細孔構造の第１のセットは、約０．１マイクロメートル（μｍ）〜約２００μｍの範囲、より典型的には、約１０μｍ〜約６０μｍの範囲の平均孔径を有する。コントロールされた細孔構造の第１のセットの第１及び第２のサブセットを含む実施形態において、第１のサブセットは、典型的には、約１５μｍ〜約３０μｍの範囲であり、第２のサブセットは、典型的には、３μｍ〜約１０μｍの範囲である。
[0029]典型的には、コントロールされた細孔構造の第２のセットは、約０．１μｍ〜約２μｍの範囲、好ましくは約０．１μｍ〜約１μｍの範囲の平均孔径を有する。いくつかの実施形態において、コントロールされた細孔構造の第２のセットは、細菌を遮断する／細菌を捕捉する孔径、例えば、約０．２μｍを有する。
[0030]膜の第１の微多孔質表面は、少なくとも約１．７μｍ、いくつかの実施形態において、少なくとも約２μｍ又は少なくとも約４μｍのＲａ（粗さの算術平均値、例えば、ＡＳＭＥ Ｂ４６．１−２００２、「Ｓｕｒｆａｃｅ Ｔｅｘｔｕｒｅ，Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ，Ｗａｖｉｎｅｓｓ ａｎｄ Ｌａｙ」にしたがって、測定される）を含む、粗面を有することが、好ましい。例えば、膜の実施形態は、約１．７μｍ〜約３０μｍの範囲、約２μｍ〜約２０μｍの範囲、４μｍ〜約３０μｍの範囲、又は約４μｍ〜約２０μｍの範囲のＲａを有する可能性がある。
[0031]典型的には、本発明の実施形態による膜は、約５０μｍ〜約４００μｍの範囲の厚さを有する。
[0032]膜は、熱誘起相反転法によって調製されることが好ましい。典型的には、相反転法は、ポリマー溶液（複数可）を流延して又は押し出して薄いフィルムにすること、及び以下の１つ又は複数によってポリマーを沈殿させることを含む：（ａ）溶媒及び非溶媒の蒸発、（ｂ）暴露された表面に吸収する、水蒸気などの非溶媒蒸気への暴露、（ｃ）非溶媒液体におけるクエンチ（例えば、水及び／又は別の非溶媒を含有する相浸漬浴）、及び（ｄ）ポリマーの溶解度が突然大きく低下するように、熱いフィルムを熱的にクエンチすること。相反転は、湿式法（浸漬析出）、蒸気誘起相分離（ＶＩＰＳ）、熱誘起相分離（ＴＩＰＳ）、クエンチ、乾式−湿式流延、及び溶媒蒸発（乾式流延）によって誘起できる。乾式相反転は、浸漬凝固の不在によって、湿式又は乾式−湿式手順と異なる。これらの技術において、最初に均質なポリマー溶液は、異なる外部効果に起因して、熱力学的に不安定になり、相分離を誘起してポリマーの少ない相とポリマーの豊富な相とになる。ポリマーの豊富な相は、膜のマトリックスを形成し、高いレベルの溶媒及び非溶媒を有する、ポリマーの少ない相は、細孔を形成する。
[0033]粗面は、さまざまな手順によって、典型的には、以下の任意の１つ又は複数によって、コントロールできる：粒径、粒径分布、粒子濃度、粒子の形、及び粒子を含む流延溶液の流延の厚さ。
[0034]多様な細孔構造は、さまざまな手順によって、典型的には、以下の工程条件及び／又は溶液組成のいずれかの１つ又は複数によってコントロールできる：露点の変更、気流速度の変更、空気の体積の変更、膜が形成される環境の相対湿度の変更、溶液中のポリマーの濃度の変更、溶液中の溶媒の濃度の変更、及び／又は一方若しくは両方の溶液中の細孔形成剤の分子量の変更。
[0035]膜は、手動で（例えば、流延表面に手作業で、注ぐ、流延する、若しくは広げる）又は自動で（例えば、移動床に、注ぐ又はさもなければ流延する）流延できる。適切な支持体の例としては、例えば、ポリエチレンコート紙又はポリエステル（マイラー（ＭＹＬＡＲ）など）又はステンレス鋼ベルトなどのベルトが、挙げられる。
[0036]二重流延技術を含むさまざまな流延技術は、当技術分野において既知であり、適切である。当技術分野において既知のさまざまなデバイスは、流延のために使用できる。適切なデバイスとしては、塗布ナイフ、ドクターブレード、又は噴霧／加圧系を含む、例えば機械スプレッダーが挙げられる。スプレッダーの一例は、流延配合物（例えばポリマーを含む溶液）を導入し、狭いスロットを通って、加圧下、押し出すことができる流延チャンバーを備えた、押出ダイ又はスロットコーターである。例示として、溶液は、約１２０マイクロメートル〜約５００マイクロメートルの範囲、より典型的には約１８０マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの範囲のナイフギャップを有するドクターブレードを用いて、流延できる。
[0037]さまざまな流延速度が、当技術分野において既知である通り、適切である。典型的には、流延速度は、少なくとも毎分約３フィート（ｆｐｍ）、より典型的には約３〜約１５ｆｐｍの範囲、いくつかの実施形態においては、少なくとも約７ｆｐｍである。
[0038]本発明の実施形態にしたがって、本発明の膜は、２種の溶液を使用して調製され、一方の溶液は、粒子（好ましくは可溶性粒子、より好ましくは水溶性の粒子）を含み、他方の溶液には、可溶性粒子が本質的にない（好ましくは、欠けている）。
[0039]さまざまなポリマー溶液が、本発明における使用に適切であり、当技術分野において既知である。適切なポリマー溶液は、例えば多環芳香族；スルホン（例えば、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルスルホン、ビスフェノールＡポリスルホン、ポリアリールスルホン、及びポリフェニルスルホンなどの芳香族ポリスルホンを含む、例えばポリスルホン）、ポリアミド、ポリイミド、ポリハロゲン化ビニリデン（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含む）、ポリプロピレン及びポリメチルペンテンなどのポリオレフィン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリカルボナート、ポリアクリロニトリル（ポリアルキルアクリロニトリルを含む）、セルロース系ポリマー（酢酸セルロース及び硝酸セルロースなど）、フルオロポリマー、並びにポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などのポリマーを含むことができる。ポリマー溶液は、ポリマーの混合物、例えば、疎水性ポリマー（例えば、スルホンポリマー）と親水性ポリマー（例えば、ポリビニルピロリドン）との混合物を含むことができる。
[0040]１つ又は複数のポリマーに加えて、典型的なポリマー溶液は、少なくとも１種の溶媒を含み、少なくとも１種の非溶媒をさらに含んでもよい。適切な溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）；Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）；ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、メチルスルホキシド、テトラメチル尿素；ジオキサン；コハク酸ジエチル；クロロホルム；及びテトラクロロエタン；並びにそれらの混合物が挙げられる。適切な非溶媒としては、例えば、水；さまざまなポリエチレングリコール（ＰＥＧ；例えば、ＰＥＧ−２００、ＰＥＧ−３００、ＰＥＧ−４００、ＰＥＧ−１０００）；さまざまなポリプロピレングリコール；多様なアルコール、例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、アミルアルコール、ヘキサノール、ヘプタノール、及びオクタノール；ヘキサン、プロパン、ニトロプロパン、ヘプタン、及びオクタンなどのアルカン；並びにアセトン、ブチルエーテル、酢酸エチル、及び酢酸アミルなどのケトン、エーテル、及びエステル；並びに、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、及び塩化リチウムなどの多様な塩；並びにそれらの混合物が挙げられる。
[0041]所望であれば、ポリマーを含む溶液は、例えば、１種又は複数の重合開始剤（例えば、任意の１種又は複数の過酸化物、過硫酸アンモニウム、脂肪族アゾ化合物（例えば、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド（Ｖ５０））、及びそれらの組合せ）、並びに／又は界面活性剤及び／若しくは離型剤などの微量含有物を、さらに含むことができる。
[0042]粒子を含有するためのさまざまな溶液が、本発明における使用に適切である。粒子が可溶性粒子である実施形態において、溶液には、粒子のための溶媒が本質的にない（好ましくは、ない）はずである。いくつかの実施形態において、粒子を含有する溶液は、第２の溶液中のポリマー（複数可）にとっての非溶媒を含む。例えば、粒子を含有する溶液は、水溶性の粒子にとって非溶媒であり、第２の溶液（ポリマー含有溶液）中のポリマー（複数可）にとって非溶媒であり得るＰＥＧを含むことができる。
[0043]溶液の適切な構成成分は、当技術分野において既知である。ポリマーを含む例示の溶液、並びに例示の溶媒及び非溶媒としては、例えば、米国特許第４，３４０，５７９号、第４，６２９，５６３号、第４，９００，４４９号、第４，９６４，９９０号、第５，４４４，０９７号、第５，８４６，４２２号、第５，９０６，７４２号、第５，９２８，７７４号、第６，０４５，８９９号、第６，１４６，７４７号、及び第７，２０８，２００号に開示されているものが挙げられる。
[0044]膜は、任意の所望の臨界湿潤表面張力（ＣＷＳＴ、例えば、米国特許第４，９２５，５７２号に定義されている）を有することが可能である。ＣＷＳＴは、当技術分野において知られている通り、例えば米国特許第５，１５２，９０５号、第５，４４３，７４３号、第５，４７２，６２１号、及び第６，０７４，８６９号に、例えばさらに開示されている通り、選択できる。典型的には、膜は親水性であり、ＣＷＳＴ、７２ダイン／ｃｍ（７２×１０−５Ｎ／ｃｍ）以上を有する。いくつかの実施形態において、膜は、ＣＷＳＴ、７５ダイン／ｃｍ（約７５×１０−５Ｎ／ｃｍ）以上を有する。
[0045]膜の表面の特徴は、湿式又は乾式酸化によって、表面にポリマーをコーティング若しくは沈着させることによって、又はグラフト反応によって、（例えば、ＣＷＳＴに影響を及ぼすために、表面電荷、例えば正若しくは負の電荷を含むために、及び／又は表面の極性若しくは親水性を変えるために）改変できる。改変法としては、例えば、照射、極性又は帯電したモノマー、表面を帯電したポリマーでコーティング及び／又は硬化すること、並びに化学修飾を実行して、表面に官能基を付着させることが挙げられる。グラフト反応は、ガスプラズマ、蒸気プラズマ、コロナ放電、熱、ファンデグラーフ起電機、紫外線、電子ビームなどのエネルギー源に、若しくは放射線の多様な他の形態に暴露することによって、又はプラズマ処理を使用する表面エッチング若しくは沈着によって、活性化させてもよい。
[0046]追加的に又は代替方法として、膜は、結果として得られる膜に１つ又は複数の所望の機能及び／又は特徴を付与するために、例えば、膜全体又は膜の一部分（例えば、膜の第１の部分）に、少なくとも１つの構成成分、例えば、以下の１つ又は複数を含むことができる：例えば、炭酸水素ナトリウム又は塩化ナトリウムなどの固体（例えば、浸出させて放出し、細孔をもたらし得る）；静菌若しくは殺菌機能などの抗菌機能を付与するための構成成分（例えば、銀ベースの試薬、例えば硝酸銀を含むことによって）；負電荷（例えば、細菌、哺乳類細胞、遊離核酸、タンパク質（特定のｐＨ環境下）、及びヘパリンなどの薬物などの負に荷電した標的実体を吸着するために）；正電荷（例えば、タンパク質（特定のｐＨ環境下）及びドーパミンなどの薬物などの正に帯電した標的実体を吸着するために）；双性イオン；及び混合電荷などの電荷を付与するための構成成分；キレート化機能を付与するための構成成分（例えば、例えば重金属を吸着するために、ポリアクリル酸、ポリビニルスルホン酸、及びスルホン化ポリスチレンなどのキレート化ポリマーを含むことによって）；デンドリマーを含むもの（例えば、血液試料からの薬物代謝物を含む、薬学的に有効な化合物を結合するためのポリアミドアミン（ＰＡＭＡＭ））；リポソームを含むもの（例えば、例えば膜ベースの薬用皮膚パッチ剤を形成する、薬物などの所望の材料を保有する／送達するため）；並びに機能性ビーズ及び／又はクロマトグラフィー吸着剤、親和性吸着剤（抗体、抗体断片、酵素など、例えば、タンパク質及び／若しくは内毒素などの標的を吸着するため）、活性化吸着剤（活性炭、活性シリカ、及び活性アルミナなど）などの吸着剤を含むもの。１つの部分（例えば、層）の部分としての構成成分（複数可）を含むことによって、所望の機能（複数可）及び／又は特徴（複数可）を、所望であれば、膜全体というよりむしろ膜の所望の部分及び／又は側面に付与することができるのは、有利である。例えば、所望の機能（複数可）及び／又は特徴（複数可）は、処理される流体が最初に接触する膜の部分に局在化し得るか、又は、例えば、処理される流体が最初に接触する膜の部分には、処理される流体に面する膜表面の他の部分より、所望の機能（複数可）又は特徴（複数可）が高度に集積することが可能である。さらに、例えば、流延溶液は、膜に、１つ若しくは複数の所望の機能又は特徴を付与するために使用できる。
[0047]本発明による少なくとも１つの膜を含む、少なくとも１つのフィルター要素を含む、フィルターを含む、本発明の実施形態において、フィルターは、異なる構造及び／又は機能、例えば、前濾過、支持、ドレイン、スペーシング、及び緩衝の少なくとも１つを有することが可能である、さらなる要素、層、又は構成成分を含むことができる。例示として、フィルターは、メッシュ及び／又はスクリーンなどの少なくとも１つのさらなる要素もまた含むことができる。
[0048]本発明は、デバイス、例えば、筐体に配置される本発明の１つ又は複数の膜を含む、フィルターデバイス、クロマトグラフィーデバイス、及び／又は膜モジュールをさらに提供する。デバイスは、任意の適切な形態であり得る。例えば、デバイスは、実質的に平面、プリーツ状、又はスパイラル状の形態の膜を含む、フィルターエレメントを含むことができる。実施形態において、エレメントは、中空の、略円柱状の形態を有することが可能である。所望であれば、デバイスは、上流及び／若しくは下流の支持又はドレイン層と組み合わせたフィルターエレメントを含むことができる。デバイスは、例えば、多層フィルター要素を形成するため又は膜クロマトグラフィーにおける使用のための膜モジュールなどの、膜モジュールを形成するために積み重ねられた複数の膜を含むことができる。
[0049]フィルターは、複数のフィルターエレメントを含むいくつかの実施形態において、少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を含み、入口と出口との間に少なくとも１つの流体流路を画定する筐体に典型的に配置され、フィルターは、流体流路を横切って存在し、フィルターデバイスを形成する。別の実施形態において、フィルターデバイスは、少なくとも１つの入口並びに少なくとも第１の出口及び第２の出口を含み、入口と第１の出口との間に第１の流体流路及び入口と第２の出口との間に第２の流体流路を画定する筐体を含み、フィルターは、第１の流体流路を横切って存在し、例えば、第１の液体が、入口からフィルター及び第１の出口を通る、第１の流体流路に沿って通過し、第２の流体が、入口から、フィルターを通り抜けずに第２の出口を通る、第２の流体流路に沿って通過するような接線流を可能にする。フィルターカートリッジは、筐体及びエンドキャップを含むことによって構築され、流体シール並びに少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を設けることができる。
[0050]いくつかの実施形態において、フィルターデバイスは、滅菌可能である。少なくとも１つの入口及び少なくとも１つの出口を設けた、適切な形の任意の筐体が用いられてもよい。筐体は、生体液の処理に適合する、任意の不浸透性熱可塑性材料を含む、任意の適切で固く不浸透性の材料から製作できる。例えば、筐体は、ステンレス鋼などの金属又はポリマーから製作できる。好ましい実施形態において、筐体は、ポリマーであり、いくつかの実施形態において、アクリル、ポリプロピレン、ポリスチレン、又はポリカルボナート化樹脂などの透明又は半透明のポリマーである。かかる筐体は、容易に及び経済的に製作され、筐体を通る流体の通過の観察を可能にする。
[0051]以下の実施例は、本発明をさらに例示するが、もちろん、その範囲を限定するものでは決してないと、理解されるべきである。
実施例１
実施例１
[0052]この実施例は、本発明の実施形態による膜の調製を例示する。
[0053]４０％ＰＥＧ４００、及び６０％ＮａＨＣＯ３粒子（体積平均粒径４２．３μｍを有する）からなる第１の溶液を、ナイフギャップ５ミルを有する第１の流延ナイフを使用して、流延速度１．１インチ／秒で、平面ガラス板に流延する。
[0054]ＰＥＧ４００ ６７．５５％、ＰＥＧ４００ジメタクリラート（ＰＥＧ ＤＭ）０．６％、ＨＥＭＡ（ヒドロキシルエチルメタクリラート）０．１％、トリメチロールプロパントリメタクリラート（ＴＭＰＴＭＡ；Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）０．１％、２，２’−アゾビス（２−アミジノプロパン）ジヒドロクロリド（Ｖ５０）（Ｗａｋｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、ＶＡ）０．０５％、脱イオン水２．０％、ＰＥＳ １２．０％、ＤＭＦ １１．０％、及びＮＭＰ ６．６％からなる第２の溶液を、ナイフギャップ１７ミルを有する第２のナイフを使用して、流延速度約１．１インチ／秒で、第１の溶液に連続的に流延する。２つの流延の間の時間は、約１秒である。温度は、２９．４℃である。
[0055]ガラス板を、気温２１℃、気流速度５フィート／分、相対湿度７０％で、１０分間、環境チャンバーに移動する。ガラス板の温度を、１．３分間、２３．３℃で維持し、次に、３．７分間、４３．３℃に変化させ、次に、１分間、２３．３℃に変化させ、最終的に、４分間３５℃に変化させる。
[0056]湿った膜を、１〜２時間、脱イオン水槽に浸し、粒子を浸出させる。
[0057]膜を、脱イオン水で各回１〜３分で３〜５回すすぎ、次に、３０分間、４０％のエタノール中ですすぎ、次に３０分間、８０℃の脱イオン水中ですすぎ、３０分間６５℃のオーブンで乾燥させる。
[0058]粗面及びコントロールされた細孔構造の第１のセットを有する第１の部分、並びにコントロールされた細孔構造の第２のセットを有する第２の部分を示す、膜のＳＥＭ断面図が図１Ａに示され、第２の細孔構造は、第１の細孔構造より小さい平均細孔直径を有する（図１Ａ）。図１Ｂは、膜の第２の表面及び第２の細孔構造を示す。膜は、厚さ４８．６０μｍであり、ＣＷＳＴ８８ダイン／ｃｍ、バブルポイント４９．５３ｐｓｉ、及び水流量（ＷＦＲ）２５．３ｍｌ．ｍｉｎ−１．ｃｍ−２．を有する。
実施例２
実施例２
[0059]この実施例は、市販の膜（スーポア（ＳＵＰＯＲ）（登録商標）マックＶ（ＭａｃｈＶ） Ｃ２００；Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅａｓｔ Ｈｉｌｌｓ、ＮＹ）と比較して、本発明の実施形態による（実施例１に記載された通り調製された）膜のスループットを例示する。
[0060]１％の糖蜜溶液を調製する（糖蜜（ライル黒糖蜜（Ｌｙｌｅ’ｓ ｂｌａｃｋ Ｔｒｅａｃｌｅ）、Ｎｏｔｔｓ、ＵＫ）５グラム、脱イオン水（ＤＩ）４９５グラムに溶解）。膜を試験セル内（孔径０．２μｍと評定された等方性親水性膜上）に置き、試験系をパージし、スループットを、５分間、１０ｐｓｉで測定する。
[0061]市販の膜は、１％の糖蜜のスループット５４ｍＬを有し、本発明の実施形態にしたがって生成された膜は、１％の糖蜜のスループット１０１ｍＬを有し、市販の膜の約半分の厚さであるが、このスループットは、市販の膜のほぼ２倍である。
実施例３
実施例３
[0062]この実施例は、本発明の実施形態による別の膜の調製を例示する。
[0063]ＰＥＧ４００ ４０％及びＮａＨＣＯ３粒子（体積平均粒径４２．３μｍを有する）６０％からなる第１の溶液を、ナイフギャップ８ミルを有するドクターブレードを使用して、ベルト速度毎分９０インチ（ｉｐｍ）（２２８．６ｃｍ）で、移動ステンレス鋼ベルトに流延する。
[0064]ＰＥＧ４００ ６２．８５％、ＰＥＧ４００ ＤＭ ０．６％、ＨＥＭＡ ０．１％、ＴＭＰＴＭＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）０．１％、Ｖ−５０（Ｗａｋｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、ＶＡ）０．０５％、脱イオン水１．１７％、ＰＥＳ ９．５％、グリセリン７．０％、ＤＭＦ １１．６３％、及びＮＭＰ ７．０％からなる第２の溶液を、ナイフギャップ１０ミルを有するドクターブレードを使用して、移動ステンレス鋼ベルト上の第１の溶液に連続的に流延する。２つの流延の間の時間は、約１秒である。温度は、２９．４℃である。
[0065]溶液は、膜が形成するまで、以下の条件下で環境チャンバーの第１及び第２の部分を通過する。チャンバーの第１の部分において、ベルト噴霧温度は、４２．７℃（１０９°Ｆ）であり、気流速度は、毎分３６５フィートであり、乾球温度は、２６．７℃（８０°Ｆ）であり、露点は、２５．３℃（７７．５°Ｆ）である。チャンバーの第２の部分において、ベルト噴霧温度は、３６．１℃（９７°Ｆ）であり、気流速度は、毎分３００フィートであり、乾球温度は、２６．７℃（８０°Ｆ）であり、露点は、２５．６℃（７８°Ｆ）である。
[0066]湿った膜は、３つの浸出タンクを通過させ、第１のタンクは、逆浸透（ＲＯ）水を含有し（３分）、第２のタンクは、４０％のエタノール／６０％のＲＯ水を含有し（４．５分）、第３のタンクは、８２℃のＲＯ水を含有する（４．５分）。
[0067]膜は、５分間、６５℃のオーブンを通過させる。
[0068]膜のＳＥＭ断面図が、図２に示される。膜は、全厚さ１９８．９μｍを有する。図２Ａは、粗面（厚さ約３０μｍ）、コントロールされた細孔構造の第１のセットを有する第１の部分（厚さ約４０μｍ）、及び第２のコントロールされた細孔構造を有する第２の部分（厚さ１２６．０μｍ）を示す。
[0069]図２Ｂは、（膜からの粒子の浸出によって生じる）粗面の凹部の直径、並びにコントロールされた細孔構造の第１のセットを有する第１の部分（コントロールされた細孔構造の第１のセットは、コントロールされた細孔構造の第１及び第２のサブセットを有する）、及びコントロールされた細孔構造の第２のセットを有する第２の部分を示し、コントロールされた細孔構造の第１のセットは、第２のセットより大きい平均孔径を有する。
[0070]第１のコントロールされた細孔構造は、約３μｍ〜約３０μｍの範囲の孔径を有する（約３μｍ〜約１０μｍの範囲の第１のコントロールされた細孔構造の第１のサブセット、約１５μｍ〜約３０μｍの範囲の第１のコントロールされた細孔構造の第２のサブセット、細孔の約８０％は、３μｍ〜１０μｍの範囲の孔径を有する。第２のコントロールされた細孔構造は、０．１μｍ〜２．０μｍの範囲の孔径を有し、細孔の約８０％は、０．５μｍ〜１．０μｍの範囲の孔径を有する。
[0071]図２Ｃは、粗面の凹凸を示す。凸部は、高さ約１０μｍ〜約３０μｍの範囲内であり、凹部は、深さ約１０μｍ〜約３０μｍの範囲内であり、凹部の直径は、約２５μｍ〜約５０μｍの範囲内である。
[0072]フェーズＩＩ ＳＲＧ−４５００表面粗さテスター（Ｐｈａｓｅ ＩＩ ＳＲＧ−４５００Ｓｕｒｆａｃｅ Ｒｏｕｇｈｎｅｓｓ ｔｅｓｔｅｒ）によって測定された通り、粗面のＲａは、１０．７±４．７μｍ（Ｎ＝６）であり、対照膜（滑らかな表面を有する）の表面のＲａは、０．４８μｍである。
[0073]原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって測定された通り、粗面は、ＲＭＳＲ（二乗平均粗さ）０．４６μｍを有する。原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）によって測定された通り、粗面は、ウェンゼル（Ｗｅｎｚｅｌ）値（実表面積と見かけ表面積との比であって、比１は、平坦な表面を表す）２．１を有する。
[0074]粗面は、ＳＥＭによって測定された通り、凸部から凹部の粗さ（最高の凸部Ｚｍａｘから最低の凹部Ｚｍｉｎの間の距離であって、Ｚは、表面の鉛直高さを表す）２０〜６０μｍを有する。
実施例４
実施例４
[0075]この実施例は、市販の膜（スーポア（登録商標）マックＶ（ＭａｃｈＶ） Ｃ２００；Ｐａｌｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｅａｓｔ Ｈｉｌｌｓ、ＮＹ）と比較して、本発明の実施形態による（実施例３に記載の通り調製された）膜のスループット及び他の特性を例示する。
[0076]１％の糖蜜溶液を調製する（糖蜜（ライル黒糖蜜、Ｎｏｔｔｓ、ＵＫ）５グラム、脱イオン水（ＤＩ）４９５グラムに溶解）。膜を、試験セル内（孔径０．２μｍと評定された等方性親水性膜上）に置き、試験系をパージし、スループットを、５分間、１０ｐｓｉで測定する。
[0077]市販の膜は、１％の糖蜜のスループット４７．３Ｌ／ｍ２を有し、本発明の実施形態にしたがって生成された膜は、１％の糖蜜のスループット６３．１Ｌ／ｍ２及び７５．９Ｌ／ｍ２を有する。
[0078]調製された膜の他の特性は、以下の表に要約される。
[0079]膜は、ブレブンディモナスディミヌタ（Ｂｒｅｖｕｎｄｉｍｏｎａｓ ｄｉｍｉｎｕｔａ）細菌チャレンジ試験（ＡＳＴＭ Ｆ８３８；総チャレンジ９×１０９ＣＦＵ）及びバブルポイント分析から見て、細菌捕捉性であると判定される。
[0080]細菌は膜の下流で回収されず、バブルポイントは全て６５ｐｓｉを超え、したがって、膜は細菌捕捉性である。
実施例５
実施例５
[0081]この実施例は、本発明の実施形態による別の膜の調製を例示する。
[0082]ＰＥＧ４００ ４０％及びＮａＨＣＯ３粒子（体積平均粒径４２．３μｍを有する）６０％からなる第１の溶液を、ナイフギャップ８ミルを有するドクターブレードを使用して、ベルト速度毎分９０インチ（ｉｐｍ）（２２８．６ｃｍ）で、移動ステンレス鋼ベルトに流延する。
[0083]ＰＥＧ４００ ６２．８５％、ＰＥＧ４００ ＤＭ ０．６％、ＨＥＭＡ ０．１％、ＴＭＰＴＭＡ（Ａｌｄｒｉｃｈ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｍｉｌｗａｕｋｅｅ、ＷＩ）０．１％、Ｖ−５０（Ｗａｋｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、Ｒｉｃｈｍｏｎｄ、ＶＡ）０．０５％、脱イオン水１．１７％、ＰＥＳ ９．５％、グリセリン７．０％、ＤＭＦ １１．６３％、及びＮＭＰ ７．０％からなる第２の溶液を、５ミルのギャップを有する押出機を使用して、移動ステンレス鋼ベルト上の第１の溶液に連続的に流延する。２つの流延の間の時間は、約１秒である。温度は、２９．４℃である。
[0084]溶液は、膜が形成するまで、以下の条件下で環境チャンバーの第１及び第２の部分を通過する。チャンバーの第１の部分において、ベルト噴霧温度は、４２．７℃（１０９°Ｆ）であり、気流速度は、毎分３６５フィートであり、乾球温度は、２６．７℃（８０°Ｆ）であり、露点は、２５．３℃（７７．５°Ｆ）である。チャンバーの第２の部分において、ベルト噴霧温度は、３６．１℃（９７°Ｆ）であり、気流速度は、毎分３００フィートであり、乾球温度は、２６．７℃（８０°Ｆ）であり、露点は、２５．６℃（７８°Ｆ）である。
[0085]湿った膜は、３つの浸出タンクを通過させ、第１のタンクは、逆浸透（ＲＯ）水を含有し（３分）、第２のタンクは、４０％のエタノール／６０％のＲＯ水を含有し（４．５分）、第３のタンクは、８２℃のＲＯ水を含有する（４．５分）。
[0086]膜は、５分間、６５℃のオーブンを通過させる。
[0087]膜のＳＥＭ断面図が、図３に示される。膜は、平均の厚さ４．５２μｍ、ＫＬ７０．１３ｐｓｉ、ＷＦＲ４２．６８ｍＬ．ｍｉｎ−１．ｃｍ−２を有する。フェーズＩＩ ＳＲＧ−４５００表面粗さテスターによって測定された通り、粗面のＲａは、１．９μｍであり、対照膜（滑らかな表面を有する）の表面のＲａは、０．７５μｍである。
[0088]本明細書に引用される出版物、特許出願、及び特許を含む、全ての参考文献は、それぞれの参考文献が参照によって組み込まれることを個別及び詳細に指示され、本明細書に全体として記述される場合と同程度に、参照により本明細書に組み込まれる。
[0089]本発明を説明する文脈における（特に、以下の特許請求の範囲の文脈における）用語「ａ」及び「ａｎ」及び「ｔｈｅ」及び「少なくとも１つ」及び同様の指示語の使用は、本明細書に別段の指示がない又は文脈により明確に矛盾しない限り、単数と複数の両方を網羅すると理解されるべきである。１つ又は複数の項目のリストの前に来る用語「少なくとも１つの」の使用（例えば、「少なくとも１つのＡ及びＢ」）は、本明細書に別段の指示がない又は文脈により明確に矛盾しない限り、リスト項目から選択される１項目（Ａ若しくはＢ）又はリスト項目の２つ以上の任意の組合せ（Ａ及びＢ）を意味すると理解されるべきである。用語「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「有する」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、及び「含有する」は、別段の記述がない限り、制約がない用語（すなわち、「含むが、限定されない」を意味する）として理解されるべきである。本明細書の値の範囲の記述は、本明細書に別段の指示がない限り、範囲内にあるそれぞれの別々の値に個別に言及する簡便な方法として役立つことを単に意図され、それぞれの別々の値は、その値が、あたかも本明細書に個別に記述されているかのごとく、本明細書に組み込まれる。本明細書に記載される全ての方法は、本明細書に別段の指示がない又は文脈により明確に矛盾しない限り、任意の適切な順序で実施できる。本明細書に提供された任意の及び全ての例、又は例示の言葉（例えば「など」）の使用は、本発明をより明らかにすることを単に意図し、別段の請求がない限り、本発明の範囲に限界を設けるものではない。本明細書のいかなる言語も、本発明の実践に必須であるようないずれかの非請求要素を示すと、理解されるべきでない。
[0090]本発明の好ましい実施形態は、本発明を実行するための、本発明者らにとって既知の最良の方法を含み、本明細書に記載される。それらの好ましい実施形態の変形形態は、先行の記載を読むことで、当業者にとって明白になり得る。本発明者らは、当業者が適切に変形形態を使用することを予期し、本発明者らは、本明細書に詳細に記載されているのとは別法で、本発明が実践されることを意図する。したがって、本発明は、適用法の許す、本明細書に添付の特許請求の範囲に記述される主題の全ての修正例及び均等物を含む。さらに、全てのあり得る変形形態における上に記載された要素の任意の組み合わせは、本明細書に別段の指示がない又は文脈により明確に矛盾しない限り、本発明によって包含される。
Claims (12)
- （ａ）少なくとも１．７マイクロメートルのＲａを有する粗面を含む第１の微多孔質表面、
（ｂ）第２の微多孔質表面、及び
（ｃ）前記第１の表面と前記第２の表面との間のバルク
を含む単一層を含むポリマー微多孔膜であって、
前記バルクが、前記第１の微多孔質表面を含む第１の多孔質部分、及び前記第２の微多孔質表面を含む第２の多孔質部分を含み、
（ｉ）前記第１の多孔質部分が、コントロールされた細孔構造の第１のセットを含み、
（ｉｉ）前記第２の多孔質部分が、コントロールされた細孔構造の第２のセットを含み、前記細孔構造の第２のセットが、前記第１のセットより小さい平均孔径を有し、
前記コントロールされた細孔構造の第１のセットが、異なるコントロールされた細孔構造の少なくとも第１及び第２のサブセットを含み、前記第１のサブセットが、前記第２のサブセットより大きい平均孔径を有し、前記第２のサブセットが、コントロールされた細孔構造の前記第２のセットより大きい平均孔径を有する、
ポリマー微多孔膜。 - 前記粗面が、少なくとも２マイクロメートルのＲａを有する、請求項１に記載の膜。
- 前記粗面が、少なくとも４マイクロメートルのＲａを有する、請求項１に記載の膜。
- 前記単一層の膜が、全厚さを有し、前記第１の多孔質部分が、前記層の全厚さの１０％〜４０％の範囲の厚さを占め、前記第２の多孔質部分が、前記層の全厚さの９０％〜６０％の範囲の厚さを占める、請求項１〜３のいずれか一項に記載の膜。
- 前記粗面が、粒子を導入し、前記粒子を浸出させることによって調製される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の膜。
- 前記コントロールされた細孔構造の第１のセットが、１０μｍ〜６０μｍの範囲の平均孔径を有する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の膜。
- 前記コントロールされた細孔構造の第２のセットが、０．５μｍ〜４μｍの範囲の平均孔径を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の膜。
- 前記コントロールされた細孔構造の第２のセットが、０．１μｍ〜２μｍの範囲の平均孔径を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の膜。
- 前記コントロールされた細孔構造の第２のセットが、細菌を遮断する孔径を有する、請求項８に記載の膜。
- 流体を濾過する方法であって、請求項１〜９のいずれか一項に記載の膜を通して前記流体を通過させるステップを含む方法。
- （ａ）支持体に、第１の溶液を流延するステップであって、前記第１の溶液が、可溶性粒子及び前記粒子にとっての非溶媒を含むステップ、
（ｂ）前記第１の溶液に、第２の溶液を流延するステップであって、前記第２の溶液が、ポリマー及び前記ポリマーのための溶媒を含むステップ、
（ｃ）前記第２の溶液の相分離を引き起こすステップ、並びに
（ｄ）前記粒子を除去して、ポリマー膜を生成するステップ
を含む、請求項１に記載のポリマー微多孔膜を調製する方法。 - 前記第１の溶液には、前記ポリマーのための溶媒が本質的になく、前記第２の溶液には、可溶性粒子が本質的にない、請求項１１に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US13/894,122 | 2013-05-14 | ||
| US13/894,122 US20140339165A1 (en) | 2013-05-14 | 2013-05-14 | High throughput membrane with rough surface |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2014223621A JP2014223621A (ja) | 2014-12-04 |
| JP5879631B2 true JP5879631B2 (ja) | 2016-03-08 |
Family
ID=50479145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014100587A Expired - Fee Related JP5879631B2 (ja) | 2013-05-14 | 2014-05-14 | 粗面を有する高スループットの膜 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20140339165A1 (ja) |
| EP (1) | EP2803403A1 (ja) |
| JP (1) | JP5879631B2 (ja) |
| KR (1) | KR101656328B1 (ja) |
| CN (1) | CN104147940A (ja) |
| IN (1) | IN2014DE01018A (ja) |
| SG (1) | SG10201401352YA (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104474788B (zh) * | 2014-11-28 | 2016-05-18 | 宁波大学 | 一种有效过滤pm2.5的滤材及其制备方法 |
| KR102157364B1 (ko) * | 2015-09-04 | 2020-09-18 | 도쿄 오카 고교 가부시키가이샤 | 다공질막 및 그 제조 방법 |
| CN105833741B (zh) * | 2016-04-25 | 2018-06-29 | 中国科学院兰州化学物理研究所 | 一种聚偏二氟乙烯多孔薄膜的制备方法 |
| US20190209974A1 (en) * | 2016-08-18 | 2019-07-11 | Advanced Mem-Tech Ltd. | Improved filtration membrane |
| JP2019013886A (ja) * | 2017-07-07 | 2019-01-31 | 旭化成株式会社 | 複合分離膜 |
| CN111919111A (zh) * | 2018-03-30 | 2020-11-10 | 住友化学株式会社 | 传感器和其制造方法 |
| JP7045924B2 (ja) * | 2018-05-11 | 2022-04-01 | 東京応化工業株式会社 | 細胞捕捉用フィルター膜及びその使用 |
| WO2021030143A1 (en) * | 2019-08-12 | 2021-02-18 | Aqua Membranes Inc. | Light curing for membrane performance |
| CN110527135A (zh) * | 2019-08-28 | 2019-12-03 | 广东中良环保工程有限公司 | 一种载体加工工艺 |
| KR20220100651A (ko) | 2019-11-21 | 2022-07-15 | 이엠디 밀리포어 코포레이션 | 미세여과 멤브레인 |
| CN112316753B (zh) * | 2020-09-22 | 2022-04-19 | 宁波方太厨具有限公司 | 高通量疏松型中空纤维纳滤膜的制备方法 |
| CN112588127B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-03-22 | 杭州高通膜技术有限公司 | 一种扩散反应改性聚合物多孔膜的方法 |
Family Cites Families (47)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6029282B2 (ja) * | 1976-09-03 | 1985-07-10 | 旭化成株式会社 | 半透膜及びその製造方法 |
| DK170416B1 (da) | 1978-05-15 | 1995-08-28 | Pall Corp | Mikroporøs, hydrofil, hindefri, alkoholuopløselig polyamidharpiksmembran, fremgangsmåde til dens fremstilling, anvendelse af membranen i filterelementer samt harpiksstøbeopløsning til brug ved fremgangsmåden |
| JPS54153779A (en) * | 1978-05-25 | 1979-12-04 | Kuraray Co Ltd | Preparation of polyvinyl alcohol base selective transmission membrane |
| DE2852273C3 (de) | 1978-12-02 | 1986-07-31 | Vereinigte Aluminium-Werke AG, 1000 Berlin und 5300 Bonn | Schwerentflammbare, Aluminiumtrihydroxid enthaltende Harzmasse auf der Basis polymerer Stoffe |
| US4629563B1 (en) | 1980-03-14 | 1997-06-03 | Memtec North America | Asymmetric membranes |
| JPS6211617A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-20 | Fuji Photo Film Co Ltd | 微孔性膜の製造方法 |
| US4900449A (en) | 1987-05-20 | 1990-02-13 | Gelman Sciences | Filtration membranes and method of making the same |
| US4964990A (en) | 1987-05-20 | 1990-10-23 | Gelman Sciences, Inc. | Filtration membranes and method of making the same |
| US4925572A (en) | 1987-10-20 | 1990-05-15 | Pall Corporation | Device and method for depletion of the leukocyte content of blood and blood components |
| US5152905A (en) | 1989-09-12 | 1992-10-06 | Pall Corporation | Method for processing blood for human transfusion |
| JP2961629B2 (ja) * | 1991-05-27 | 1999-10-12 | 富士写真フイルム株式会社 | 精密濾過膜の製法 |
| US5443743A (en) | 1991-09-11 | 1995-08-22 | Pall Corporation | Gas plasma treated porous medium and method of separation using same |
| CA2083075A1 (en) | 1992-06-10 | 1993-12-11 | Vlado I. Matkovich | System for treating transition zone material |
| US5444097A (en) | 1992-07-07 | 1995-08-22 | Millipore Corporation | Porous polymeric structures and a method of making such structures by means of heat-induced phase separation |
| EP1118377B1 (en) | 1994-03-04 | 2005-05-11 | Pall Corporation | Large pore synthetic polymer membranes |
| WO1996003194A1 (en) | 1994-07-28 | 1996-02-08 | Pall Corporation | Fibrous web and process of preparing same |
| US5614099A (en) * | 1994-12-22 | 1997-03-25 | Nitto Denko Corporation | Highly permeable composite reverse osmosis membrane, method of producing the same, and method of using the same |
| US5906742A (en) | 1995-07-05 | 1999-05-25 | Usf Filtration And Separations Group Inc. | Microfiltration membranes having high pore density and mixed isotropic and anisotropic structure |
| US6045899A (en) | 1996-12-12 | 2000-04-04 | Usf Filtration & Separations Group, Inc. | Highly assymetric, hydrophilic, microfiltration membranes having large pore diameters |
| US6146747A (en) * | 1997-01-22 | 2000-11-14 | Usf Filtration And Separations Group Inc. | Highly porous polyvinylidene difluoride membranes |
| US6174443B1 (en) * | 1997-04-14 | 2001-01-16 | The Research Foundation Of State University Of New York | Purification of wheat germ agglutinin using macroporous or microporous filtration membrane |
| JPH10305216A (ja) * | 1997-05-06 | 1998-11-17 | Nitto Denko Corp | 逆浸透膜分離装置および高濃度溶液の分離方法 |
| US5958989A (en) | 1997-07-08 | 1999-09-28 | Usf Filtration And Separations Group, Inc. | Highly asymmetric ultrafiltration membranes |
| US5886059A (en) * | 1997-07-08 | 1999-03-23 | Memtec America Corporation | Highly asymmetric polyethersulfone filtration membranes |
| US6162358A (en) * | 1998-06-05 | 2000-12-19 | Nl Chemicals Technologies, Inc. | High flux reverse osmosis membrane |
| US6409024B1 (en) * | 1998-08-27 | 2002-06-25 | Toray Industries, Inc. | Blood processing device |
| US7942274B2 (en) * | 2000-05-24 | 2011-05-17 | Millipore Corporation | High-throughput asymmetric membrane |
| US7229665B2 (en) | 2001-05-22 | 2007-06-12 | Millipore Corporation | Process of forming multilayered structures |
| DE60132197T2 (de) * | 2000-05-24 | 2009-01-02 | Millipore Corp., Billerica | Verfahren zum herstellen von mehrschichtigen membranen |
| KR100575113B1 (ko) * | 2000-06-21 | 2006-05-03 | 가부시키가이샤 구라레 | 다공질 중공 섬유막 및 이의 제조방법 |
| US6994789B2 (en) * | 2000-08-07 | 2006-02-07 | Cuno Incorporated | Pre-metered, unsupported multilayer microporous membrane |
| JP4531395B2 (ja) * | 2001-08-01 | 2010-08-25 | 旭化成メディカル株式会社 | 多層微多孔膜 |
| DE10145968B4 (de) * | 2001-09-18 | 2004-04-15 | Sartorius Ag | Filtrationsmembran |
| JP2003135939A (ja) * | 2001-10-31 | 2003-05-13 | Toray Ind Inc | 分離膜およびその製造方法 |
| US7560024B2 (en) * | 2002-05-14 | 2009-07-14 | Millipore Corporation | Method and system for controlling pore size of microporous phase inversion membranes |
| JP4748655B2 (ja) * | 2004-06-25 | 2011-08-17 | ミリポア・コーポレイション | 限外濾過膜および製造方法 |
| US20080004205A1 (en) * | 2006-06-30 | 2008-01-03 | Millipore Corporation | Ultrafiltration membranes and methods of making |
| US8758887B2 (en) * | 2004-12-22 | 2014-06-24 | Entegris, Inc. | Multilayer porous membrane and process |
| JP2008012468A (ja) * | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Toray Ind Inc | 固液分離用分離膜、膜エレメント、膜ろ過装置、及び固形分含有液の固液分離方法 |
| JP4992019B2 (ja) * | 2007-08-10 | 2012-08-08 | 公益財団法人地球環境産業技術研究機構 | 酸とアルカリの製造方法 |
| JP2009226338A (ja) * | 2008-03-24 | 2009-10-08 | Kureha Corp | フッ化ビニリデン系樹脂中空糸多孔膜およびその製造方法 |
| US9790343B2 (en) * | 2008-06-12 | 2017-10-17 | Avery Dennison Corporation | Porous material and method for producing the same |
| WO2011149744A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Corning Incorporated | Cordierite membrane on a cordierite monolith |
| JP5768599B2 (ja) * | 2010-08-30 | 2015-08-26 | 東レ株式会社 | 多孔性ポリプロピレンフィルムおよび蓄電デバイス |
| US8808848B2 (en) * | 2010-09-10 | 2014-08-19 | W. L. Gore & Associates, Inc. | Porous article |
| JP5983981B2 (ja) * | 2010-09-13 | 2016-09-06 | 三菱レイヨン株式会社 | 多孔質膜の製造方法 |
| US8840791B2 (en) * | 2011-09-01 | 2014-09-23 | Pall Corporation | Multilayer microfiltration membrane |
-
2013
- 2013-05-14 US US13/894,122 patent/US20140339165A1/en not_active Abandoned
-
2014
- 2014-04-09 SG SG10201401352YA patent/SG10201401352YA/en unknown
- 2014-04-11 IN IN1018DE2014 patent/IN2014DE01018A/en unknown
- 2014-04-16 EP EP14165013.5A patent/EP2803403A1/en not_active Withdrawn
- 2014-05-13 KR KR1020140057156A patent/KR101656328B1/ko active IP Right Grant
- 2014-05-14 JP JP2014100587A patent/JP5879631B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-14 CN CN201410200871.8A patent/CN104147940A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IN2014DE01018A (ja) | 2015-06-05 |
| US20140339165A1 (en) | 2014-11-20 |
| KR101656328B1 (ko) | 2016-09-09 |
| JP2014223621A (ja) | 2014-12-04 |
| CN104147940A (zh) | 2014-11-19 |
| SG10201401352YA (en) | 2014-12-30 |
| EP2803403A1 (en) | 2014-11-19 |
| KR20140134621A (ko) | 2014-11-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5879631B2 (ja) | 粗面を有する高スループットの膜 | |
| JP5909765B2 (ja) | 高スループットの膜 | |
| JP5982667B2 (ja) | 複数の電荷を有する膜 | |
| US9266066B2 (en) | Membrane with localized asymmetries | |
| JP5577535B2 (ja) | 抗微生物フィルター | |
| KR101470571B1 (ko) | 큰 기공 폴리머 막 | |
| JP5909766B2 (ja) | チャネルを有する高スループットの膜 | |
| US9469737B2 (en) | Robust polymeric membrane |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20150224 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150310 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150610 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20160105 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160107 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5879631 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |