特許ウォッチ

公開番号2024174594
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-17
出願番号2023092495
出願日2023-06-05
発明の名称水溶性フィルター
出願人個人
代理人弁理士法人三枝国際特許事務所
主分類B01D 39/16 20060101AFI20241210BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】耐久性及び粒子捕集効率が高い水溶性フィルターを提供する。
【解決手段】微粒子を捕集する水溶性フィルターであって、ポリビニルアルコールを含有する繊維を含む不織布を備え、前記不織布の繊維の平均繊維径が20～300nmである、水溶性フィルター。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
微粒子を捕集する水溶性フィルターであって、
ポリビニルアルコールを含有する繊維を含む不織布を備え、
前記不織布の繊維の平均繊維径が２０～３００ｎｍである、水溶性フィルター。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記不織布の目付が５～５０ｇ／ｍ
２
、厚みが１０～１５０μｍである、請求項１に記載の水溶性フィルター。
【請求項３】
前記ポリビニルアルコールの重量平均分子量が７０，０００～１２０，０００である、請求項１に記載の水溶性フィルター。
【請求項４】
前記水溶性フィルター１質量部を水１００質量部と混合し、８０～９０℃で撹拌した場合に、１時間以内に溶解する、請求項１に記載の水溶性フィルター。
【請求項５】
通気線速度０．６～０．９ｃｍ／ｓ時の圧力損失が３００Ｐａ以下であり、かつ粒子径０．３μｍ以上１０μｍ以下の微粒子の捕集効率が９５％以上である、請求項１に記載の水溶性フィルター。
【請求項６】
微粒子の捕集及び分析用である、請求項１に記載の水溶性フィルター。
【請求項７】
エレクトロスピニング法を用いる、請求項１に記載の水溶性フィルターの製造方法。
【請求項８】
５～２０ｗ／ｖ％のポリビニルアルコール溶液を調製する工程と、
前記溶液を用いてエレクトロスピニング法により不織布を形成する工程を含む、請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
請求項１に記載の水溶性フィルターを用いる微粒子の捕集方法。
【請求項１０】
請求項１に記載の水溶性フィルターを用いて微粒子を捕集する工程と、
前記フィルターに捕集された前記微粒子を、前記フィルター上に保持した状態で分析する工程と、
を含む、微粒子の分析方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、水溶性フィルターに関する。
続きを表示（約 2,700 文字）【背景技術】
【０００２】
大気粒子の有害性発現メカニズムを解明するためには、粒子を細胞や生物に直接曝露し、その有害性と粒子特性（サイズ、形状、化学組成、細菌叢等）との関連付けを調べる必要がある。
【０００３】
しかし、化学分析の分野においては、一般的に、大気粒子を石英繊維や四フッ化エチレン（PTFE）等を素材とするフィルター（例えば、特許文献１等）に採取して分析を進める。一方、生物分析の分野においては、一般的に、大気粒子をゼラチン等を素材とする水溶性のフィルター（例えば、特許文献２等）に採取して分析を進める。
【０００４】
このように、大気粒子の化学分析と生物分析とで、使用するフィルターが異なるために、化学分析と生物分析を横断的に行うことが困難であり、大気粒子の有害性発現メカニズムの解明が進んでいない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開平５－２０２２１７号公報
特表２００１－５２３５４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、化学分析と生物分析の両方を実施可能な、耐久性及び粒子捕集効率が高い水溶性フィルターを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、発明者らは鋭意研究を重ねた結果、ポリビニルアルコールを含有する繊維を含む不織布を備える水溶性フィルターにおいて、高い耐久性及び高い粒子捕集効率が得られることを見出した。本発明はこれらの知見に基づいて完成されたものであり、以下に示す広い態様の発明を含むものである。
［項１］
微粒子を捕集する水溶性フィルターであって、
ポリビニルアルコールを含有する繊維を含む不織布を備え、
前記不織布の繊維の平均繊維径が２０～３００ｎｍである、水溶性フィルター。
［項２］
前記不織布の目付が５～５０ｇ／ｍ
２
、厚みが１０～１５０μｍである、項１に記載の水溶性フィルター。
［項３］
前記ポリビニルアルコールの重量平均分子量が７０，０００～１２０，０００である、項１又は２に記載の水溶性フィルター。
［項４］
前記水溶性フィルター１質量部を水１００質量部と混合し、８０～９０℃で撹拌した場合に、１時間以内に溶解する、項１～３のいずれか１項に記載の水溶性フィルター。
［項５］
通気線速度０．６～０．９ｃｍ／ｓ時の圧力損失が３００Ｐａ以下であり、かつ粒子径０．３μｍ以上１０μｍ以下の微粒子の捕集効率が９５％以上である、項１～４のいずれか１項に記載の水溶性フィルター。
［項６］
微粒子の捕集及び分析用である、項１～５のいずれか１項に記載の水溶性フィルター。
［項７］
エレクトロスピニング法を用いる、項１～６のいずれか１項に記載の水溶性フィルターの製造方法。
［項８］
５～２０ｗ／ｖ％のポリビニルアルコール溶液を調製する工程と、
前記溶液を用いてエレクトロスピニング法により不織布を形成する工程を含む、項７に記載の製造方法。
［項９］
項１～６のいずれか１項に記載の水溶性フィルターを用いる微粒子の捕集方法。
［項１０］
項１～６のいずれか１項に記載の水溶性フィルターを用いて微粒子を捕集する工程と、
前記フィルターに捕集された前記微粒子を、前記フィルター上に保持した状態で分析する工程と、
を含む、微粒子の分析方法。
［項１１］
項１～６のいずれか１項に記載の水溶性フィルターを用いて微粒子を捕集する工程と、
前記微粒子を捕集した前記フィルターを溶媒に溶解させることにより、前記微粒子を含む溶解液又は分散液を取得する工程と、
前記溶解液又は分散液中の微粒子を分析する工程と、
を含む、微粒子の分析方法。
［項１２］
項１～６のいずれか１項に記載の水溶性フィルターを用いて微粒子を捕集する工程と、
前記微粒子を捕集した前記フィルターを溶媒に溶解させることにより、前記微粒子を溶媒に溶解又は分散させる工程、
を含む、微粒子の溶媒への回収方法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、耐久性及び粒子捕集効率が高い水溶性フィルターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
エレクトロスピニング法の概略図を示す。
実施例１の捕集効率及び圧力損失の測定の概略図を示す。
実施例１における、フィルターの粒子捕集効率および圧力損失測定の装置の配置を示す。
実施例１における、アルミ製フィルターホルダーにおけるフィルターの設置位置を示す。
実施例２における耐久性確認試験の結果を示すグラフ。
実施例２における耐久性確認試験後のフィルターの状態を示す写真。
実施例４における粒子捕集の概略図を示す。
実施例４における捕集粒子の成分分析結果を示すグラフ。
実施例４におけるPTFEフィルターに対する水溶性フィルターV1の捕集質量比を示すグラフ。
実施例５にて用いた粉塵捕集用装置の写真。
実施例５にて用いた粉塵捕集用装置の配置の概略図を示す。
実施例５におけるフィルターでの捕集部分の構成の概略図を示す。
実施例５における捕集粒子の成分分析結果を示すグラフ。
実施例６におけるWST-1アッセイの概要図を示す。
実施例５における、粒子を捕集していない状態のフィルターのWST-1アッセイにおける細胞生存率を示すグラフ。水溶性フィルターは、細胞生存率に影響を与えていないことを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書において、「水溶性」とは、水に溶解できるものを広く包含し、冷水（10℃以下）で溶解するものから、沸騰水（100℃程度）で溶解するものまで包含される。また、イオン化合物、タンパク質、他の添加剤等を含む水に溶解できるものも包含される。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許