本發(fā)明一般涉及細(xì)菌過濾，更具體地，本發(fā)明涉及呈現(xiàn)支原體截留性同時在流速上提供顯著改善的多層過濾制品。

背景技術(shù)：

細(xì)菌污染造成了對于生物藥物以及食品和飲料流的安全性的威脅。為此，已開發(fā)了提供從這樣的工藝流中去除細(xì)菌的過濾器。已知的提供細(xì)菌過濾的過濾器通常使用一個或多個膜。一些這樣的過濾器建立在安全網(wǎng)中并使用兩層膜以提供滅菌保證。即，即使有一些細(xì)菌通過了第一膜層，存在的第二膜層會大概保留未保留在第一層中的任何細(xì)菌。不過，過濾器的流速通常由于這樣的雙層結(jié)構(gòu)而顯著降低。

為了改善流速，嘗試使用較薄的膜。當(dāng)膜變得更薄，具有過大的孔(即大于細(xì)菌尺寸的孔)的概率顯著增加。這使得薄膜不適于需要更高的截留效率的生物藥物過濾。解決這個問題的一種方法是使用具有小孔徑(高泡點)的膜以降低這些過大孔的概率。雖然具有高泡點(或小孔尺寸)的膜可具有有效的細(xì)菌截留性，但它們往往遭遇低容量(或產(chǎn)量)的問題。此外，它們每單位面積的流速受到很大程度的降低，并且由于少量過大孔，泡點和厚度與細(xì)菌保留相關(guān)聯(lián)的能力被降低。

由于期望改進過濾的每單位面積流速而不損害細(xì)菌保留特性，所以仍然需要提供每單位面積高流速的，同時是支原體截留性的薄多孔膜(即小于約10微米)。

發(fā)明概述

本發(fā)明的一個實施方式涉及堆疊的細(xì)菌過濾器材料，其包括(1)具有第一主表面和第二主表面的第一支原體非截留含氟聚合物膜，和(2)位于所述第一或第二主表面上，與所述第一含氟聚合物膜相距一定距離d的第二支原體非截留含氟聚合物膜。所述距離d可小于100微米。所述第一和第二含氟聚合物膜各自具有約30-90psi的泡點和小于約10微米的厚度。所述第一和第二含氟聚合物膜還可具有約0.1-2g/m²的質(zhì)量/面積。此外，所述第一和第二主表面基本不含游離原纖。在一個或多個實施方式中，第一和第二含氟聚合物膜中的至少一個是膨脹型聚四氟乙烯(eptfe)膜。此外，所述堆疊的細(xì)菌過濾材料是支原體截留過濾器，且lrv大于8。

本發(fā)明的第二個實施方式涉及細(xì)菌過濾材料，其包括(1)堆疊的過濾器材料和(2)位于堆疊的過濾器材料上的第一纖維層。所述細(xì)菌過濾材料是支原體截留性的。細(xì)菌過濾材料的lrv大于8。堆疊的過濾器材料包括(1)具有第一主表面和第二主表面的第一支原體非截留含氟聚合物膜，和(2)位于所述第一主表面上的，與所述第一主表面相距一定距離的第二支原體非截留含氟聚合物膜。所述距離d可小于100微米。此外，所述第一和第二含氟聚合物膜各自具有約30-90psi的泡點和小于約10微米的厚度。在一個示例性的實施方式中，第一和第二含氟聚合物膜中的至少一個是膨脹型聚四氟乙烯。所述第一和第二含氟聚合物膜可源自一個母含氟聚合物膜，所述母含氟聚合物膜在與其長度方向垂直的方向上被分開。在至少一個實施方式中，第二纖維層位于堆疊的過濾器材料上，在與所述第一纖維層相反的一側(cè)。

本發(fā)明的第三個實施方式涉及細(xì)菌過濾材料，其包括(1)堆疊的過濾器材料和(2)位于堆疊的過濾器材料上的第一纖維層。堆疊的過濾器材料包括(1)具有第一主表面和第二主表面的第一支原體非截留含氟聚合物膜，和(2)位于所述第一主表面上的，與所述第一主表面相距一定距離的第二支原體非截留含氟聚合物膜。所述距離d可小于100微米。此外，所述第一和第二含氟聚合物膜可源自一個母含氟聚合物膜，所述母含氟聚合物膜在與其長度方向垂直的方向上被分開。此外，所述第一和第二含氟聚合物膜各自具有約30-90psi的泡點，小于約10微米的厚度和約0.1-2g/m²的質(zhì)量/面積。所述細(xì)菌過濾材料是支原體截留過濾器，且lrv大于8。

附圖簡要說明

采用附圖以幫助進一步理解本公開內(nèi)容，其納入說明書中并構(gòu)成說明書的一部分，附圖顯示了本公開內(nèi)容的實施方式，與說明書一起用來解釋本公開內(nèi)容的原理。

圖1是說明根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式的，在過濾材料中的材料層的示意圖；

圖2是說明根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式的，在堆疊的過濾器材料中的材料取向的示意圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明實施方式所述的包含褶皺過濾介質(zhì)的過濾裝置的分解圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式在放大5000倍下拍攝的在堆疊的過濾器中使用的eptfe膜的頂表面的掃描電子顯微照片；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式在5000倍放大下拍攝的圖4的eptfe膜的底表面的掃描電子顯微照片；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式在放大10,000倍下拍攝的eptfe膜的橫截面的掃描電子顯微照片；

圖7是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式在放大5000倍下拍攝的在堆疊的過濾器中使用的eptfe膜的頂表面的掃描電子顯微照片；

圖8是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式在5000倍放大下拍攝的圖7的eptfe膜的底表面的掃描電子顯微照片；

圖9是根據(jù)本發(fā)明的另一個實施方式在放大10,000倍下拍攝的圖7的eptfe膜的橫截面的電子顯微照片；以及

圖10是說明根據(jù)本發(fā)明的至少一個實施方式的包括三個含氟聚合物膜的堆疊的過濾器材料的示意圖。

術(shù)語表

本文中使用的術(shù)語“支原體截留”是指定義一種過濾材料，當(dāng)根據(jù)在本文中所述的支原體截留測試方法中所述的過程進行測試時，所述過濾材料的對數(shù)截留值(logretentionvalue，lrv)大于8。

如本文所用，術(shù)語“厚度維度”是與膜的長度方向正交或基本正交的膜的方向。

如本文所用，術(shù)語“長度維度”是與膜的厚度方向正交或基本正交的膜的方向上。

如本文所用，術(shù)語“主表面”是用于描述沿膜的長度方向并與所述膜的厚度方向垂直的頂和/或底表面。

本文所用的術(shù)語“纖維層”用于描述纖維的內(nèi)聚(cohesive)結(jié)構(gòu)，其可以是機織結(jié)構(gòu)、非機織結(jié)構(gòu)或針織結(jié)構(gòu)。

如本文所用，術(shù)語“在……上”是指一個元件，例如膨脹型聚四氟乙烯(eptfe)膜，直接在另一個元件之上，或者也可存在介于中間的元件。

如本文所用，術(shù)語“相鄰”是指一個元件，例如eptfe膜，直接與另一個元件相鄰，或者也可存在介于中間的元件。

術(shù)語“基本為零微米”是指定義小于或等于0.1微米的距離。

如本文所用，術(shù)語“游離原纖”是用于描述具有兩個端部的原纖，一個端部與膜的表面連接，第二個端部不與膜的表面連接并從膜的表面延伸出或向外延伸。

本文中使用的術(shù)語“納米纖維”是指直徑為幾納米至大約幾千納米的纖維。

如本文所用，術(shù)語“鄰近的含氟聚合物膜之間的距離”是指在堆疊的結(jié)構(gòu)中相互緊鄰放置且沒有介于它們兩者之間的中間元件或膜的兩個含氟聚合物膜之間的距離。

發(fā)明詳述

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可通過用于發(fā)揮所需作用的任何數(shù)量的方法和設(shè)備來實現(xiàn)本公開內(nèi)容的各個方面。還應(yīng)注意，本文參考的附圖不一定是按比例繪制，而是有可能放大以說明本公開的各個方面，就此而言，附圖不應(yīng)視為限制性的。

本發(fā)明涉及支原體非截留含氟聚合物膜，當(dāng)將其以堆疊或?qū)盈B取向設(shè)置時，所述支原體非截留含氟聚合物膜能以大于8的對數(shù)截留值(lrv)過濾支原體，同時改善流速。不過在單獨情況下，所述含氟聚合物膜是支原體非截留性的(例如具有小于8的lrv)，并允許一些支原體通過。所述含氟聚合物膜可以是泡點為約30-90psi，厚度小于約10微米，質(zhì)量/面積小于約10g/m²的膨脹型聚四氟乙烯(eptfe)膜。

支原體過濾材料包括至少一個堆疊的過濾器材料的第一層和至少一層纖維層，所述纖維層被配置成支撐所述堆疊的過濾器材料和/或被配置成提供從堆疊的過濾器材料排走流體。圖1描繪了形成細(xì)菌過濾材料10的材料層的一個示例性取向。如圖所示，過濾介質(zhì)10可以包括堆疊的過濾器材料20，形成上游引流層的第一纖維層30和任選的形成下游引流層的第二纖維層40。箭頭5描繪了流體流動通過過濾材料的方向。

基本如圖2所示，堆疊的過濾器材料20含有兩個位于堆疊或?qū)盈B的結(jié)構(gòu)中的含氟聚合物膜50、55。含氟聚合物膜50相鄰于含氟聚合物膜55或在含氟聚合物55之上，從而材料流動通過所述膜50，55(由箭頭5所示)。此外，含氟聚合物膜50與含氟聚合物膜55分開一定距離d。所述距離d是鄰近的含氟聚合物膜(例如膜50，55)之間的距離。如本文所用，術(shù)語“鄰近的含氟聚合物膜之間的距離”是指在堆疊的結(jié)構(gòu)中相互緊鄰放置且沒有介于它們兩者之間的中間元件或膜的兩個含氟聚合物膜之間的距離。所述距離d可為約0-100微米，約0-75微米，或為約0-50微米，或為約0-25微米。在一些實施方式中，所述距離d為零或基本為零微米。所述距離也可小于約100微米，小于約75微米，小于約50微米，小于約25微米，小于約20微米，小于約15微米，小于約10微米，小于約5微米，或小于約1微米。

含氟聚合物膜50，55可通過在彼此的頂部簡單放置膜而被設(shè)置成堆疊結(jié)構(gòu)中?；蛘?，可堆疊所述含氟聚合物膜并隨后使用熱和/或壓力將它們層疊在一起。使用兩個共膨脹的含氟聚合物膜以生產(chǎn)復(fù)合堆疊過濾材料的實施方式也被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。所述復(fù)合堆疊過濾材料可含有可被共擠出或集成在一起的兩層或更多層的含氟聚合物膜。在這樣的實施方式中，第一含氟聚合物膜和第二含氟聚合物膜呈現(xiàn)堆疊的結(jié)構(gòu)，但第一和第二含氟聚合物膜之間的距離為零或接近零。所述復(fù)合堆疊過濾材料具有第一主表面和第二主表面。這樣的復(fù)合堆疊過濾材料的泡點為約30-90psi，約35-90psi，約50-90psi，約50-65psi，或約70-80psi?；蛘撸瑥?fù)合堆疊過濾材料的泡點可小于約90psi，小于約70psi，小于約50psi，或小于約45psi。此外，所述第一和第二主表面不含或基本不含原纖。

應(yīng)理解，多于兩個的含氟聚合物膜可形成堆疊的過濾器材料20。在一個圖10大體所示的這樣的實施方式中，堆疊的過濾器材料20包括三個含氟聚合物膜50，55和57。含氟聚合物膜50和含氟聚合物膜57之間的距離表示為d1，含氟聚合物膜57和含氟聚合物膜55之間的距離表示為d2。應(yīng)理解，d1和d2可相同或不同。

在一些實施方式中，堆疊的過濾器材料20可包括位于所述含氟聚合物膜之間的中間層。例如，任選的支撐層可位于含氟聚合物膜之間。合適的支撐層的非限制性的例子包括聚合物機織材料、非機織材料、針織物、網(wǎng)狀物、納米纖維材料和/或多孔膜，包括其他含氟聚合物膜(例如聚四氟乙烯(ptfe))。所述支撐層(未示出)可包括形成內(nèi)聚結(jié)構(gòu)的大量纖維(例如，纖維，纖絲，紗線等)。與所述堆疊的過濾器材料相鄰并在其下游設(shè)置支撐層以提供對于堆疊的過濾器材料的支撐，并提供用于吸入含氟聚合物膜50，55的材料。所述支撐層可以是使用熱塑性聚合物材料(例如聚丙烯、聚乙烯或聚酯)、熱固性聚合物材料(例如環(huán)氧樹脂、聚氨酯或聚酰亞胺)或彈性體制備的機織結(jié)構(gòu)、非機織結(jié)構(gòu)、篩網(wǎng)或針織結(jié)構(gòu)。所述支撐層的厚度可為約1-100微米，約1-75微米，或為約1-50微米，或為約1-25微米。

在一個或多個示例性的實施方式中，由聚合物材料和/或相轉(zhuǎn)變膜形成的多孔納米纖維膜可用于替代在堆疊的過濾器材料20中的含氟聚合物膜，或在所述含氟聚合物膜之外額外使用。例如，堆疊的過濾器材料20可包括由納米纖維形成的膜或包含納米纖維的膜。如本文中所用，術(shù)語“納米纖維”是指直徑為幾納米至最大至幾千納米，但不大于1微米的纖維。納米纖維的直徑可為大于零至最大至1000nm或大于零至最大至100納米。所述納米纖維可由熱塑性聚合物或熱固性聚合物形成。此外，所述納米纖維可以是靜電紡絲納米纖維。應(yīng)理解，多孔納米纖維膜可位于堆疊過濾器材料20中的任何位置。

當(dāng)膜50，55位于流體流中時，含氟聚合物膜50，55從流體流中過濾支原體。應(yīng)理解，膜50和膜55在獨立的情況下并不滿足lrv大于8的支原體去除的要求。不夠，當(dāng)將所述膜放置成堆疊或?qū)盈B的結(jié)構(gòu)時，如圖2中所示，所述堆疊的過濾器材料10的lrv大于8并且成功地過濾了支原體。

在一個或多個示例性的實施方式中，至少一個含氟聚合物膜是聚四氟乙烯(ptfe)膜或膨脹型聚四氟乙烯(eptfe)膜。根據(jù)bacino等人的美國專利7,306,729、gore的美國專利3,953,566、bacino的美國專利5,476,589或branca等人的美國專利5,183,545中描述的方法制備的膨脹型聚四氟乙烯(eptfe)膜可以在本文中使用。

含氟聚合物膜還可包括具有微結(jié)構(gòu)的官能化的四氟乙烯(tfe)的共聚物材料的膨脹型聚合物材料，所述微結(jié)構(gòu)的特征在于由原纖維互連的結(jié)點，其中官能化的tfe共聚物材料包括tfe和psve(全氟磺?；蚁┗?的官能共聚物，或tfe與另一種合適的官能單體(例如但不限于偏二氟乙烯(vdf))的官能共聚物。官能化的tfe共聚物材料可例如根據(jù)xu等人的美國專利公開第2010/0248324號或xu等人的美國專利公開第2012/035283號中所述的方法制備。應(yīng)理解，在本申請全文中，術(shù)語“ptfe”不僅包括聚四氟乙烯，還包括膨脹型ptfe、膨脹改性的ptfe和ptfe的膨脹型共聚物，例如在branca的美國專利第5,708,044號、baillie的美國專利第6,541,589號、sabol等的美國專利第7,531,611號、ford的美國專利公開第2009/0093602號和xu等人的美國專利公開第2010/0248324號中所述的那些。

在一個或多個示例性的實施方式中，含氟聚合物層可被一種或多種以下材料替代：如sbriglia的美國專利公開第2014/0212612號中教導(dǎo)的超高分子量聚乙烯；如sbriglia的美國臨時申請第62/030,419號中教導(dǎo)的聚對二甲苯；如sbriglia等的美國臨時專利申請第62/030,408號中教導(dǎo)的聚乳酸；或如sbriglia的美國臨時專利申請第62/030,442號中教導(dǎo)的vdf-共聚-(tfe或trfe)聚合物。

此外，含氟聚合物膜是薄的，厚度為約1-15微米，約1-10微米，約1-7微米或約1-5微米?；蛘撸龊酆衔锬さ暮穸刃∮诩s15微米，小于約10微米，小于約7微米或小于約5微米。

含氟聚合物膜的質(zhì)量/面積為約0.1-0.5g/m²，約0.1-2g/m²，約0.5-1g/m²，約1-1.5g/m²，約1.5-3g/m²，或約3-5g/m²。同樣，所述含氟聚合物膜的空氣滲透率可為約0.5-2弗雷澤(frazier)，或約4-6弗雷澤，或約6-10弗雷澤。此外，使用本領(lǐng)域已知的方法，所述含氟聚合物膜可呈現(xiàn)親水性(例如水可潤濕)，所述方法例如但不限于okita等的美國專利第4,113,912號公開的方法。

所述含氟聚合物膜的泡點為約30-90psi，約35-90psi，約50-90psi，約50-65psi，或約70-80psi。

如上文所討論的，堆疊的過濾構(gòu)件中的含氟聚合物膜的至少一個可以是膨脹型聚四氟乙烯(eptfe)膜。在另一個實施方式中，含氟聚合物膜都為eptfe膜。eptfe膜可源自同一eptfe膜，例如可從一個較大的eptfe膜中切割出兩個eptfe膜并用于堆疊的過濾材料。所述切割與所述eptfe膜的長度維度正交或基本正交，即切割基本平行于厚度維度。在這樣的實施方式中，第一含氟聚合物膜50和第二含氟聚合物膜55在可測量的性質(zhì)上，例如泡點、厚度、空氣滲透率、質(zhì)量/面積等，可以是相同或接近相同的。在這樣的實施方式中，eptfe膜的表面上的表面形貌是相同或基本相同的?；蛘撸瑑煞Neptfe膜可源自獨立的eptfe膜。在此實施方式中，eptfe膜50，55是不同的。兩個eptfe膜之間的差異可在于孔徑、厚度、泡點、微結(jié)構(gòu)或它們的組合。此外，eptfe膜50，55的頂表面和底表面不含或基本不含游離原纖。在將膜(例如eptfe)分裂、撕裂或者以其他方式分開從而由單個母膜形成兩個膜的情況中產(chǎn)生游離原纖。含氟聚合物膜50，55的表面可具有如圖4,5,7和8中所示的外觀。

應(yīng)理解，多于兩個的含氟聚合物膜可形成堆疊的過濾器材料20。此外，含氟聚合物膜可源自同一含氟聚合物源、源自不同的含氟聚合物源或兩者的組合。同樣，一些或全部的含氟聚合物膜可相互之間在組成、泡點、厚度、空氣滲透率、質(zhì)量/面積等因素上變化。

過濾介質(zhì)中的纖維層包括形成內(nèi)聚(cohesive)結(jié)構(gòu)的大量纖維(例如，纖維，纖絲，紗線等)。所述纖維層可與所述堆疊的過濾器材料相鄰并在其上游和/或下游放置以提供對所述堆疊的過濾器材料的支撐。纖維層可以是機織結(jié)構(gòu)、非機織結(jié)構(gòu)或針織結(jié)構(gòu)，并且其可使用聚合物材料，例如但不限于聚丙烯、聚乙烯或聚酯制備。

再來看圖3，過濾介質(zhì)10可同心地放置在外籠70之中。外籠70具有穿過其表面的多個狹縫75，以使流體流動通過外籠70，例如，橫向地通過外籠70的表面。內(nèi)芯構(gòu)件80設(shè)置在圓柱形過濾介質(zhì)10內(nèi)。內(nèi)芯構(gòu)件80也大致是圓柱形的，并且包括狹縫85以允許流體流流動通過內(nèi)芯構(gòu)件80，例如橫向地通過內(nèi)芯構(gòu)件80的表面。因此，過濾介質(zhì)10設(shè)置在內(nèi)芯構(gòu)件80和外籠70之間?？烧{(diào)整過濾制品100的尺寸以將其放置在過濾囊(未顯示)中。

過濾裝置100還包括設(shè)置在濾筒100相反的兩端的端蓋部件90，95。端蓋部件90、95包括狹縫(未示出)，以允許與內(nèi)芯部件80的流體連通。這樣，流體可以穿過狹縫流入濾筒100，并流入內(nèi)芯構(gòu)件80。在足夠的流體壓力下，流體將通過狹縫85，穿過過濾介質(zhì)10，并通過外籠70上的狹縫75離開過濾筒100。

當(dāng)過濾筒100被組裝后，將所述端蓋組件90、95封裝在過濾介質(zhì)10上，外籠70和內(nèi)芯部構(gòu)件80設(shè)置在端蓋部件90、95之間?？赏ㄟ^加熱端蓋組件90、95至足以產(chǎn)生熱塑性的溫度將端蓋組件90、95密封至過濾介質(zhì)10，在所述溫度下所述端蓋組件能軟化并流動。當(dāng)所述熱塑性材料是可流動狀態(tài)時，過濾介質(zhì)10的端部與相應(yīng)的端蓋組件90、95接觸以產(chǎn)生可流動的熱塑性材料吸入(例如滲透入)過濾介質(zhì)10。隨后，固化(例如通過冷卻)端蓋組件90，95以形成與過濾介質(zhì)10的密封。組裝好的過濾筒100(例如，將端蓋部件封裝在過濾介質(zhì)上)隨后將用于過濾裝置，例如過濾囊中。過濾制品100堆疊的過濾膜20和纖維層30，60的一端或兩端可以被封裝，以密封地互連過濾介質(zhì)10的端部。

應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)本公開可以使用過濾裝置的各種其它構(gòu)造，例如非圓柱形(例如，平面)過濾裝置。此外，雖然流體的流動被描述為從過濾筒的外部到過濾筒的內(nèi)部(例如由外向內(nèi)流動)，但是還可以設(shè)想，在一些應(yīng)用中，流體流動可以從過濾筒內(nèi)部到過濾筒的外部(即由內(nèi)向外流動)。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，可通過用于發(fā)揮所需作用的任何數(shù)量的方法和設(shè)備來實現(xiàn)本公開內(nèi)容的各個方面。還應(yīng)注意，本文參考的附圖不一定是按比例繪制，而是有可能放大以說明本公開的各個方面，就此而言，附圖不應(yīng)視為限制性的。

測試方法

應(yīng)理解，雖然下文描述了某些方法和設(shè)備，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員確定適用的其它方法或設(shè)備也可選擇性地采用。

水滲透性測試方法

將樣品膜覆蓋住過濾器固定器。(sterlitech-540100a；pp25在線過濾器固定器，25mm，聚丙烯)。隨后用70％異丙醇和30％去離子水的混合物完全潤濕所述樣品膜。隨后在室溫下用去離子水填充過濾器固定器。以1.5psi的壓力，用50ml去離子水從所述膜上沖洗掉殘留的異丙醇。隨后，在整個膜的壓差為1.5psi的條件下，允許至少50ml的體積流動通過所述膜。測量并記錄流速(毫升/秒)。計算水滲透率并以升/m²/小時/psi(lmh/psi)為單位報告。

支原體截留測試方法

a.萊氏無膽甾原體(acholeplasmalaidlawii)atcc#23206挑戰(zhàn)溶液的制備

由儲存在-70℃的冰箱中的儲存培養(yǎng)瓶制備萊氏無膽甾原體atcc#23206的挑戰(zhàn)溶液。將在所述儲存瓶中的萊氏無膽甾原體atcc#23206解凍并轉(zhuǎn)移至測試罐中，每個測試罐含有100ml無菌胰蛋白酶大豆肉湯(tsb)肉湯。將測試罐放置在具有設(shè)定的約37℃的點的孵育器中48小時。48小時后，取出所述罐并將所述測試罐中的內(nèi)容物轉(zhuǎn)移至一個更大的罐中。隨后在所述較大的罐中加入無菌磷酸鹽緩沖液以獲得所述挑戰(zhàn)溶液的最終濃度為至少10⁷cfu/cm²。使用血球計計數(shù)器以確認(rèn)最終挑戰(zhàn)溶液的濃度。

b.過濾測試過程

將47mm聚丙烯無紡材料盤放置在過濾器保持器(部件號dh1-047-10-s，加利福尼亞州卡馬里奧的邁斯納過濾器產(chǎn)品公司(meissnerfilterproducts,camarillo,ca))的金屬篩網(wǎng)的頂部上。將泡點小于3psi的第一eptfe膜放置在無紡材料的頂部作為支撐層。將測試膜或膜堆疊體，例如按照根據(jù)實施例1制備eptfe膜的方式制備的第二eptfe膜或膜堆疊體，沒有褶皺地放置在第一eptfe膜的頂部。隨后用夾具將過濾器保持器夾緊。將額定孔徑為0.22微米pvdf親水性膜(部件號gvwp04700，馬薩諸塞州比爾里卡的密理博公司(millipore,billerica,ma))和額定孔徑為0.1微米的pvdf親水性膜(部件號vvlp04700，馬薩諸塞州比爾里卡的密理博公司)用作尺寸控制膜，作為所述測試過程的一部分。

分別在三個壓力容器中裝入萊氏無膽甾原體atcc#23206挑戰(zhàn)溶液、無菌磷酸鹽緩沖液和ipa(70％)。將轉(zhuǎn)移管線、空氣管、閥和校準(zhǔn)氣體計量表無菌地連接至所述容器。在整個測試系統(tǒng)中將壓力設(shè)置為30psig。通過控制閥運行在三個壓力容器外的所有三個轉(zhuǎn)移管線。將過濾器固定器連接至萊氏無膽甾原體atcc#23206挑戰(zhàn)溶液容器。

當(dāng)測試疏水性eptfe膜時，用300ml的70％ipa預(yù)潤濕所述膜，隨后使用600ml無菌磷酸鹽緩沖液淋洗。在整個疏水性eptfe膜的30psid的壓差下，將萊氏無膽甾原體atcc#23206挑戰(zhàn)溶液過濾通過所述疏水性eptfe膜。

在500ml無菌樣品瓶中收集約160ml的過濾液并在真空下通過放置在過濾器組件中的試驗過濾器(0.22μm額定孔徑，部件號gvwp4700，馬薩諸塞州比爾里卡的密理博公司)。隨后將試驗過濾器從所述組件上取出并放置在sp4板上。隨后在37℃下用5％co2將這些板孵育5天以生長萊氏無膽甾原體菌落。孵育后，用迪納氏著色劑(產(chǎn)品編號r40017)的1:10稀釋液對所述試驗過濾器染色并在解剖范圍內(nèi)觀察。以菌落形成單位(cfu)計數(shù)萊氏無膽甾原體菌落并記錄。

由對數(shù)減少值(lrv)表示過濾效率并通過以下等式測定：lrv＝log(挑戰(zhàn)溶液中的萊氏無膽甾原體計數(shù))－log(過濾液中的萊氏無膽甾原體計數(shù))。

泡點

使用毛細(xì)管流動氣孔計(型號cfp1500ae，購自紐約伊薩卡的多孔材料公司(porousmaterialsinc.,ithaca,n.y.))，根據(jù)astmf316-03所述的一般方法測試泡點。將樣品膜放置于樣品室，用表面張力為19.1達因/厘米的silwick硅酮流體(silwicksiliconefluid)(購自多孔材料公司)潤濕。樣品室的底部夾具由具有以下尺寸(直徑2.54厘米，厚3.175毫米)的40微米的多孔金屬盤插入件(康涅狄格州法明頓的莫特冶金公司(mottmetallurgical,farmington,ct))構(gòu)成。樣品室的頂部夾具具有直徑為12.7mm的開口。使用capwin軟件6.74.70版本，按照表1所示設(shè)定以下參數(shù)。表示泡點的值取兩次測量的平均值。

表1

單位面積質(zhì)量(質(zhì)量/面積)

膜的質(zhì)量/面積是通過使用標(biāo)尺測量樣品明確限定面積的質(zhì)量來計算的。使用模具或任何精確切割儀器將樣品切割至限定面積。

弗雷澤空氣滲透率

使用textest型fx3310儀器測量空氣流。測量并記錄通過樣品的空氣流速。弗雷澤空氣滲透率是當(dāng)穿過樣品的壓降差為12.7mm(0.5英寸)水柱時空氣的流動速率，單位是立方英尺每平方英尺樣品面積每分鐘。

使用掃描電子顯微鏡(sem)的膜厚度

使用冷的單面剃刀刀片切割膜。將切割的部分放置在具有導(dǎo)電的雙側(cè)碳帶材的鋁sem突出部上。切割的部分為約5mm長。在日立公司(r)(hitachi(r))的su-8000場發(fā)射掃描電子顯微鏡(fe-sem)下，放大5000倍和10,000倍下，并以3-5mm的工作距離和2kv的工作電壓獲得圖像。以2560x1920的數(shù)據(jù)尺寸記錄圖像。使用廓特茲圖像(r)pci(quartzimaging(r)pci)軟件測量并記錄在圖像上目標(biāo)特征的點到點的厚度測量。用mrs-4校準(zhǔn)標(biāo)樣(蓋勒微量分析實驗室(gellermicroanalyticallaboratory))校準(zhǔn)fesem。

實施例

實施例1

將聚四氟乙烯(ptfe)聚合物(西弗吉尼亞州的帕克斯堡的杜邦公司(dupont，parkersbury，wv))的細(xì)粉末與isopar^tmk(弗吉尼亞州費爾法克斯市?？松梨诠?exxonmobilcorp.，fairfax，va))以isopar^tmk與細(xì)粉末為0.218g/g的比例摻混。將潤滑的粉末在圓筒中壓制以形成粒料，并置于設(shè)定在49℃的烘箱中。將壓縮的粒料用柱塞擠出以產(chǎn)生約16.0cm寬，0.68mm厚的帶材。隨后將所述帶材通過一組壓縮輥從而達到0.25mm的厚度。然后將膠帶橫向拉伸至約62cm(即，以5.4:1的比率)，固定，然后在設(shè)定為250℃的烘箱中干燥。干燥的帶材在輥組之間在溫度設(shè)定為315℃的加熱板上以12:1的膨脹比率縱向膨脹。隨后在約350℃的溫度下并以18.2:1的橫向膨脹率，使縱向膨脹的帶材橫向膨脹。隨后固定膨脹的ptfe膜并將其在設(shè)定為350℃的烘箱中加熱約8秒。

圖4是放大5000倍下拍攝的得到的eptfe膜的頂表面的掃描電子顯微圖(sem)。圖5是放大5000倍下拍攝的同一eptfe膜的底表面的sem。圖6是放大10,000倍下拍攝的所述eptfe膜的橫截面的sem。根據(jù)eptfe膜的橫截面sem(圖6)測得的eptfe膜的厚度為3.5微米。如在表2中所示，得到的eptfe膜的泡點為43.4psi，空氣滲透率為3.2弗雷澤，水滲透率為8100lmh/psi，質(zhì)量/面積為1.04g/m²。

在層疊或堆疊的結(jié)構(gòu)中將這些eptfe膜中的兩個放置在彼此的頂部上以形成雙層堆疊的過濾器。堆疊的過濾器具有增加的泡點，為52.0psi。測得的堆疊的過濾器的空氣滲透率和水滲透率分別為1.5弗雷澤和4100lhm/psi。根據(jù)本文所示的支原體截留測試方法測試所述雙層堆疊的過濾器。測得所述雙層堆疊的過濾器的平均對數(shù)減少值(lrv)為8.5。

實施例2

將聚四氟乙烯(ptfe)聚合物(西弗吉尼亞州的帕克斯堡的杜邦公司)的細(xì)粉末與isopar^tmk(弗吉尼亞州費爾法克斯市埃克森美孚公司)以isopar^tmk與細(xì)粉末為0.168g/g的比例摻混。將潤滑的粉末在圓筒中壓制以形成粒料，并置于設(shè)定在49℃的烘箱中。將壓縮的粒料用柱塞擠出以產(chǎn)生約16.0cm寬，0.70mm厚的帶材。隨后將所述帶材通過一組壓縮輥從而達到0.25mm的厚度。然后將帶材橫向拉伸至約62cm(即，以5.4:1的比率)，固定，然后在設(shè)定為250℃的烘箱中干燥。干燥的帶材在輥組之間在溫度設(shè)定為315℃的加熱板上以12:1的膨脹比率縱向膨脹。隨后在約320℃的溫度下并以12.4:1的橫向膨脹率，將縱向膨脹的膠帶橫向膨脹。隨后固定膨脹的ptfe并將其在設(shè)定為320℃的溫度的烘箱中加熱約8秒。

圖7是放大5000倍下拍攝的得到的eptfe膜的頂表面的掃描電子顯微圖(sem)。圖8是放大5000倍下拍攝的同一eptfe膜的底表面的sem。圖9是放大10,000倍下拍攝的所述eptfe膜的橫截面的sem。根據(jù)eptfe膜的橫截面sem(圖9)測得eptfe膜的厚度為4.7微米。

如表2中所示，得到的ptfe(eptfe)膜的泡點為52.8psi，空氣滲透率為2.2弗雷澤，水滲透率為5800lmh/psi，質(zhì)量/面積為1.21g/m²。

在層疊或堆疊的結(jié)構(gòu)中將這些eptfe膜中的兩個放置在彼此的頂部以形成雙層堆疊的過濾器。堆疊的過濾器具有增加的泡點，為64.8psi。測得的堆疊的過濾器的空氣滲透率和水滲透率分別為1.1弗雷澤和3300lhm/psi。根據(jù)本文所示的支原體截留測試方法測試所述雙層堆疊的過濾器。測得所述雙層堆疊的過濾器的對數(shù)減少值(lrv)為8.7。

比較例1

根據(jù)本文所述的支原體截留測試方法來測試單層實施例1中的eptfe膜。測得單層eptfe膜的平均lrv為6.3。結(jié)果示于表2中。

比較例2

根據(jù)本文所述的支原體截留測試方法來測試單層實施例1中的膨脹型ptfe膜。測得單層eptfe膜的平均lrv為7.1。結(jié)果示于表2中。

表2

*按照本文所述的支原體截留測試方法

**表示兩層堆疊的過濾器測量值

上文已經(jīng)中概括性地并且結(jié)合具體實施方式描述本申請的發(fā)明。對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對本文所述的實施方式進行各種修改和變動。因此，實施方式旨在覆蓋對本發(fā)明的這些修改和變動，只要這些修改和變動在所附權(quán)利要求及其等同方案的范圍之內(nèi)。