KR101833336B1

KR101833336B1 - 나노섬유 함유 복합 구조

Info

Publication number: KR101833336B1
Application number: KR1020137031748A
Authority: KR
Inventors: 오누르 와이. 카스; 미카일 코즈로프; 가브리엘 트카시크; 데이비드 엔힘; 필립 고다드; 쉐리 애쉬 레온
Original assignee: 이엠디 밀리포어 코포레이션
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2018-03-02
Also published as: WO2013013241A2; JP6441446B2; KR20180021238A; JP2017000785A; JP2014526963A; CN103717297A; JP6042431B2; CN105709505A; WO2013013241A3; CN105709505B; EP2734290A4; KR20140004239A; CN103717297B; SG10201707211WA; EP2734290A2; JP2018079465A; SG194764A1; US20140116945A1; KR101938156B1

Abstract

매끈한 부직물 기판 상에서 제조된 전기방사 중합체성 나노섬유 층을 특징으로 하는 나노섬유 액체 여과 매질.

Description

나노섬유 함유 복합 구조{NANOFIBER CONTAINING COMPOSITE STRUCTURES}

관련 출원의 교차 참조

본 출원은 2011년 7월 21일 출원된 미국 가특허출원 번호 61/510,290호를 우선권 주장하며, 그 전체 내용은 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

발명의 설명

발명의 분야

본 발명은 일반적으로 액체 여과 매질에 관한 것이다. 특정 실시양태에서, 본 발명은 액체 여과 매질, 및 여과된 액체로부터 미생물을 보유하기 위하여 그를 사용하는 방법 및 그를 제조하는 방법을 제공한다.

발명의 배경

합성 중합체는 멜트 블로잉(melt blowing), 정전방사(electrostatic spinning) 및 전기블로잉(electroblowing)과 같은 다양한 방법을 이용하여 아주 소형 직경 섬유(수 마이크론(㎛) 이하 수준의 직경)의 웹(web)으로 형성되고 있다. 이러한 웹은 액체 장벽 물질(barrier materials) 및 필터로 유용한 것으로 밝혀져 있다. 흔히 이들은 더 강한 기판(substrate)과 조합되어 복합재를 형성한다.

바이오약제 제조는 끊임없이 작업을 간소화하고, 단계를 조합하고 제거하며, 또 약제 약물 물질의 각 뱃치(batch)를 처리하는데 소요되는 시간을 단축하는 방법을 찾고 있다. 그와 동시에, 시장과 감독기관 압력은 바이오약제 제조자로 하여금 비용을 절감하도록 하고 있다. 세균, 마이코플라스마(mycoplasma) 및 바이러스 제거는 약제 약물 물질 정제의 전체 비용의 상당 퍼센트를 차지하고 있어, 다공성 막의 여과 처리량을 증가시키고 또 정제 처리 시간을 단축하는 시도가 절실히 요구되고 있다.

신규 예비여과(prefiltration) 매질의 도입과 그에 따른 세균, 마이코플라스마 및 바이러스 보유성 필터의 처리량에서 증가에 따라, 공급물 스트림의 여과는 플럭스 한정적으로 되고 있다. 따라서, 세균, 마이코플라스마 및 바이러스 보유성 필터의 투과성에서 인상적인 개선은 세균, 마이코플라스마 및 바이러스 여과 단계의 비용에 직접적이고 효과적인 영향을 가질 것이다.

액체 여과에 사용된 필터는 일반적으로 섬유성 부직(non-woven) 매질 필터 또는 다공성 필름 막 필터로 분류될 수 있다.

다공성 필름 막 액체 필터 또는 다른 유형의 여과 매질은 지지되지 않거나 또는 다공성 기판 또는 지지체와 조합될 수 있다. 전형적으로 다공성 섬유성 부직 매질보다 작은 기공 크기를 갖는 다공성 필름 액체 여과 막은 다음에서 사용될 수 있다:

(a) 정밀여과(MF: microfiltration), 이때 액체로부터 여과된 미립자는 전형적으로 약 0.1 마이크론(㎛) 내지 약 10 ㎛ 범위임;

(b) 한외여과(UF: ultrafiltration), 이때 액체로부터 여과된 미립자는 전형적으로 약 2 나노미터(nm) 내지 약 0.1 ㎛ 범위임; 및

(c) 역삼투(RO: reverse osmosis), 이때 액체로부터 여과된 미립자 물질은 전형적으로 약 1Å 내지 약 1 nm 범위임.

레트로바이러스(retrovirus)-보유성 막은 보통 한외여과 막의 개방 단부(open end) 상에 있는 것으로 고려된다.

고 투과성 및 고 신뢰성 보유는 액체 여과 막에서 요구되는 2개의 변수이다. 그러나, 이들 2개 변수 사이에는 균형이 존재하며, 동일 유형의 액체 여과 막의 경우, 투과성을 희생하여 더 큰 보유력을 달성할 수 있다. 액체 여과 막을 제조하는 통상적 방법의 고유한 한계점은 막들이 특정 다공성 임계치를 초과하지 않도록 함으로써, 소정 기공 크기에서 달성될 수 있는 투과성의 크기를 제한한다.

섬유성 부직 액체 여과 매질은, 비제한적으로, 스펀본디드(spunbonded), 멜트 블로운(melt blown) 또는 스펀레이스트(spunlaced) 연속 섬유로부터 형성된 부직 매질; 카디드 스테이플(carded staple) 섬유 등으로부터 형성된 하이드로인탱글드(hydroentangled) 부직 매질; 및/또는 그의 조합을 포함한다. 전형적으로, 액체 여과에 사용된 섬유성 부직 매질 필터는 일반적으로 약 1 ㎛ 보다 큰 기공 크기를 갖는다.

부직 물질은 여과 제품 제조에 널리 사용된다. 주름진(pleated) 막 카트리지는 통상 배수층(drainage layer)으로서 사용되는 부직 물질을 포함한다(예를 들어, 미국 특허번호 6,074,869호 및 5,846,438호 및 5,652,050호 참조, 각각 Pall Corporation 에게 양도됨; 및 미국 특허 번호 6,598,249호, 쿠노 인코포레이티드에 양도됨, 지금은 3M 퓨리피케이션 인코포레이티드).

부직 미세다공성 물질은, 미국 매사추세츠 빌레리카에 소재하는 EMD 밀리포어 코포레이션에 의한 Biomax® 한외여과 막과 같은, 그 위에 배치된 인접한 다공성 막 층에 대한 지지 스크린으로서도 사용될 수 있다

부직 미세다공성 물질은, EMD 밀리포어 코포레이션으로부터 입수할 수 있는 Milligard™ 필터와 같은, 부직 미세다공성 구조 상에 위치한 다공성 막의 강도를 증가시키기 위한 지지 골격으로서도 사용될 수 있다.

부직 미세다공성 물질은, 일반적으로 약 1 ㎛ 보다 큰 직경을 갖는 현탁된 입자를 제거함으로써, 부직 미세다공성 물질의 하류에 위치한 다공성 막의 성능을 증가시키기 위해 "거친 예비여과"를 위해서 또한 사용될 수 있다. 상기 다공성 막은 보통 잘 정의된 기공 크기 또는 분자량 컷오프(cut-off)를 갖는 임계적 생물안전 장벽(critical biosafety barrier) 또는 구조를 제공한다. 임계적 여과는 미생물 및 바이러스성 입자의 고도 제거((특정 시험에 의해 확인된 바와 같이 전형적으로 >99.99%)의 예상 및 타당한 확인을 특징으로 한다. 임계적 여과는 복수의 제조 단계에서뿐만 아니라 사용 지점에서 액체 약물 및 액체 바이오약제 배합물의 멸균성을 확인하기 위해 통상 필요하다.

멜트 블로운 및 스펀본디드 섬유성 매질은 흔히 "전통적" 또는 "통상적" 부직물이라 칭한다. 이들 전통적 부직물 중의 섬유는 보통 적어도 약 1,000 nm 직경을 가지므로, 전통적 부직물 중의 효과적인 기공 크기는 약 1 마이크론 보다 더 크다. 전통적 부직물의 제조 방법은 전형적으로 고도의 불균일 섬유 매트를 초래한다.

역사적으로, 멜트 블로우잉 및 스펀 본딩에 의한 것과 같은 통상적 부직 매트 형성의 임의 특징은 부직 매트가 액체 스트림의 임계적 여과에 대해 부적합하고, 또 그와 같이 통상적 부직물 매트를 포함하는 여과 장치는 통상적 부직 매트의 하류에 위치한 다공성 임계적 여과 막의 성능을 증가시키기 위하여 예비여과 목적으로만 이들 매트를 사용한다는 일반적 가정으로 이끌었다.

다른 유형의 부직물은 "전통적" 또는 "통상적" 부직물처럼 액체 스트림의 임계적 여과에 부적합한 것으로 추정되었던 전기방사 나노섬유 부직 매트를 포함한다.(예를 들어, Bjorge et al., Performance assessment of electrospun nanofibers for filter applications, Desalination, 249,(2009), 942-948 참조).

전기방사 중합체성 나노섬유 매트는 고 다공성이며, 이때 "기공" 크기는 섬유 직경에 거의 선형적으로 비례하며, 또 기공률(porosity)은 섬유 직경에 비교적 독립적이다. 전기방사 나노섬유 매트의 기공률은 보통 약 85% 내지 90% 범위에 들며, 유사한 두께와 기공 크기 비율을 갖는 침지 캐스트 막과 비교할 때, 비약적으로 개선된 투과성을 나타내는 나노섬유 매트를 초래한다. 다공성 막 위의 전기방사 중합체성 나노섬유 매트의 기공률 이점은 상기 논의한 UF 막의 감소된 기공률로 인하여 바이러스 여과에 전형적으로 필요한 더 작은 기공 크기 범위에서 증폭된다.

전기방사 나노섬유 부직 매트는 통상적 또는 전통적 부직물 제조에 사용된 멜트블로운, 웨트웨이드(wetlaid) 또는 압출 제조 공정보다는 전위를 이용하여 중합체 용액 또는 용융물을 방사함으로써 제조된다. 전기방사에 의해 얻어진 전형적인 섬유 직경은 10 nm 내지 1,000 nm 범위이고, 또 통상적 또는 전통적 부직물에 비하여 1 내지 3배 더 작다.

전기방사 나노섬유 매트는 용해된 또는 용융된 중합체 물질을 제1 전극 주변에 놓고 상기 용해되거나 또는 용융된 중합체 물질이 제1 전극으로부터 제2 전극을 향하여 섬유로 뽑아내도록(drawn away) 전위를 인가하는 것에 의해 형성된다. 전기방사 나노섬유 매트를 제조하는 공정에서, 섬유들은 아주 넓은 기공 크기 분포를 초래할 수 있는 블로운 열풍(blown hot air) 또는 기타 기계적 수단에 의해 억지로 매트로 형성되는 것은 아니다. 오히려, 전기방사 나노섬유는 전기방사 나노섬유 사이의 상호 전기적 반발로 인하여 고도로 균일한 매트를 형성한다.

EMD 밀리포어 코포레이션에게 양도된 WO 2010/107503호는 특정 두께 및 섬유 직경을 갖는 나노섬유 매트가 액체 투과성 및 미생물 보유의 개선된 조합을 제공함을 개시한다. 개시된 가장 얇은 샘플은 4,960 lmh/psi의 투과성을 갖는 55㎛ 두께이지만, 보유 확인을 측정하는 방법이나 달성된 확인 정도에 대해 전혀 기판하지 않고 있다. 일반적으로, 나노섬유 매트는 필적하는 보유능의 다공성 막 상당물에 비하여 2-10배 더 우수한 투과성을 제공하며, 이는 더 높은 기공률(전형적 웨트 캐스팅 다공성 막의 경우 ~90% 대 70-80%)을 갖는 나노섬유 매트의 결과로 생각된다.

전기방사 나노섬유 매트는 통상적 스펀본디드 부직포(non-woven fabric) 상에 섬유를 퇴적하는 것에 의해 제조될 수 있다(부직 및 나노섬유 층의 면 대 면 계면의 일례는, 각각 본 명세서에 참조에 의해 참고문헌으로 포함된, 엘마르코 에스.알.오.에게 양도된 WO 2009/010020호; 클라코르 인포레이션에게 양도된 미국 공개 특허 출원 번호 2009/0199717호에 개시되어 있다). 이들 방법 각각에서, 부직포를 지지하는 표면의 조도는 나노섬유층으로 증식하여, 나노섬유 구조의 가능성있는 불균일성을 초래하여, 보유 특징을 잠재적으로 절충한다.

Jirsak 등에게 허여된 미국 특허번호 7,585,437호는 정전방사 및 이 방법을 실시하기 위한 장치를 이용하여 중합체 용액으로부터 나노섬유를 제조하는 무-노즐 방법을 개시한다.

참조에 의해 본 명세서에 참고문헌으로 포함되는, Nano Technics Co. LTD.에 양도된 WO 2003/080905호는 전기블로잉 공정을 개시하며, 이때 중합체 및 용매를 포함하는 중합체성 용액의 스트림은 저장 탱크로부터 방적돌기(spinneret) 내의 일련의 방사 노즐로 공급되고, 여기에 고압이 인가되고 그동안 중합체 용액이 방출된다. 경우에 따라 가열될 수 있는 압축 공기는 방사 노즐의 측면에 또는 주변에 배치된 공기 노즐로부터 방출된다. 압축 공기는 일반적으로 블로잉 가스 스트림 엔빌로프(stream envelope)로서 하방으로 향하고 또 새로이 생긴 중합체 용액 쪽으로 진행하여, 나노섬유성 웹의 형성에 보조하며, 이는 진공 챔버 위에 위치한 그라운디드(grounded) 다공성 수집 벨트 상에서 수집된다.

Schaefer 등에게 허여된 미국 특허 공개번호 2004/0038014호는 오염물을 여과하기 위하여 정전방사에 의해 형성된 미세한 중합체성 마이크로섬유 및 나노섬유의 두꺼운 하나 이상의 층을 포함하는 부직 여과 매트를 개시한다.

Green에게 허여된 미국 특허 공개번호 2009/0199717호는 기판 층 위에 전기방사 섬유 층을 형성하는 방법을 개시하며, 상기 전기방사 섬유의 상당량은 직경이 100 나노미터(nm) 미만인 섬유를 갖는다.

Bjorge 등은 Desalination 249(2009) 942-948에서, 약 50 nm 내지 100 nm의 나노섬유 직경과 약 120 ㎛의 두께를 갖는 전기방사 나일론 나노섬유 매트를 개시한다. 비-표면 처리된 섬유에 대한 측정된 세균 LRV는 1.6-2.2이다. Bjorge 등은 나노섬유 전기방사 매트의 세균 제거 효율이 불충분한 것으로 결론지었다.

Gopal 등은 Journal of Membrane Science 289(2007) 210-219 에서 전기방사 폴리에테르술폰 나노섬유 매트를 개시하며, 상기 나노섬유는 약 470 nm의 직경을 갖는다. 액체 여과하는 동안, 상기 나노섬유 매트는 1 마이크론(㎛) 이상의 입자를 여과하는 스크린으로 작용하며 또 1 마이크론 아래의 입자에 대한 심층 필터(depth filter)(예컨대, 예비필터)로서 작용한다.

Aussawasathien 등은 Journal of Membrane Science, 315(2008) 11-19에서 약 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 직경을 갖는 폴리스티렌 입자 제거에 사용된 약 30 nm 내지 110 nm 직경을 갖는 전기방사 나노섬유를 개시한다.

연구자들이 수집 전극 특성을 연구하는 한가지 이유는 수집 전극 위에 수집된 나노섬유의 배향을 제어하기 위해서이다. Li 등은 Nano Letters, vol. 5, no.5(2005) 913-916에서 상기 수집 전극에 절연 갭(insulating gap)을 도입하여 상기 도입된 절연 갭의 면적 및 기하학적 형상의 영향을 기판하였다. 이들은 나노섬유의 어셈블리 및 정렬은 수집 전극 패턴을 다변시키는 것에 의해 제어될 수 있다고 나타내었다.

그러나, 상기 논의된 나노섬유 매트 어떤 것도 나노섬유 성능과 기판 표면 특성 사이의 관계를 설명하지 않고 있다.

조도와 같이 기하학적 표면 특성에 집중한 다수의 방법이 공개되어 있다. 예를 들어, 미국 특허 출원 공개 번호 2011/0305872호, 발명의 명칭 "NON-FOULING, ANTI-MICROBIAL, ANTI-THROMBOGENIC GRAFT-FROM COMPOSITONS"은 기판 상에서 생물학적 물질의 결합 특성을 변경하기 위하여 중합체 층을 그라프팅하는 것에 의해 기판의 표면 조도를 변경하는 것을 개시한다. 광학적 형상측정(프로필로메트리(profilometry)) 방법은 Olympus LEXT OLS4000 레이저 공초점 현미경을 이용하여 기판의 표면 조도를 측정하기 위하여 기판되었다.

EMD 밀리포어 코포레이션에게 양도된 미국 가특허 출원 번호 61/470,705호는 매끈한 정밀여과 막 기판에 의해 지지된 미생물-보유성 전기방사 나노섬유 매트의 제조를 개시한다. 나노섬유의 매트를 수집하기 위하여, 거친 부직물 기판와는 반대로, 매끈한 막 기판을 사용함으로써, 동일 수준의 미생물 제거는 달성할 수 있으나, 더 얇은 나노섬유 매트는 나노섬유 매트에 비교하여 전통적으로 사용되는 거친 부직물 기판 상에 수집되었다. 수집 지지체의 표면 조도가 그 위에 퇴적되는 전기방사 매트의 품질에 직접적으로 영향을 주는 것으로 생각된다.

거친 부직 수집 지지체를 매끈한 정밀여과 막 수집 지지체로 교체하는 것은 일부 성능 이점을 제공할 수 있지만, 정밀여과 막 지지체는 훨씬 덜 비싼 부직물 지지체에 비하여 상당히 많이 비용이 소요되기 때문에 상업적 이득 또는 성공에서 매우 제한적이었다.

임계적 여과의 적용의 경우 그 자체가 고 미생물 보유능인 것은 충분하지 않지만 높은 확실성으로 신뢰성 있는 방식으로 그렇게 하는 것이 필요하다. 보유능을 예상하기 위하여 흔히 수명(lifetime) 데이터를 분석하기 위한 검열된 데이터 회귀법(censored data regression)과 같은 신뢰성에 대한 통계적 방법이 흔히 사용되며, 이때 수명은 단절적(truncated)이다.(Blanchard,(2007), Quantifying Sterilizing Memgbrane Retention Assurance, BioProcess International, v.5, No.5, pp. 44-51)

용이하게 치수를 잴 수 있고, 제조하는데 경제적이며, 밀리리터에서 수천 리터에 이르는 샘플 유체의 처리 부피에 적응될 수 있고, 또 다양한 여과 공정 및 장치를 이용할 수 있어 전기방사 나노섬유 층이 보유능과 임계적 여과 특성을 제공하며, 또 나노섬유 층이 형성된 다공성 지지체는 결함이 없고, 매끈하며 또 균일한 표면을 갖는 다공성 전기방사 나노섬유 여과 매질이 필요하다. 본 발명은 상술한 것과 그외의 목적 및 실시양태에도 관한 것이다.

발명의 요약

본 발명은 다른 것 중에서도 액체 여과 구조를 제조하기 위한 기판로 사용되는 거친 부직물과 관련된 불균일성을 해결한다. 본 발명에 개시된 신규 액체 여과 매질은 매끈한 부직물 지지체 상에 수집된 중합체성 나노섬유 층을 갖는 다공성 나노섬유 여과 구조를 포함한다. 액체 또는 액체 스트림을 여과하기 위하여 나노섬유 여과 매질이 사용되면, 상기 매끈한 부직물 지지체는 상기 중합체성 나노섬유 층의 상류 또는 하류 모두에 위치할 수 있거나, 또는 사용하기 전에 나노섬유로부터 떼어낼 수 있다. 복합 여과 구조의 매끈한 부직 면을 지지체로 갖고 또 얇고, 균일하며 소형 기공 크기 나노섬유 층을 보유성 생물안전 확인층(retentive biosafety assurance layer)으로 갖기 때문에, 본 발명에 개시된 액체 여과 플랫폼(platform)은 거친 부직물 상에 방사된 통상적 다공성 막 또는 나노섬유 매트에 비하여 투과성 이점을 나타낸다. 거친 부직물 기판 상에 제조에 대하여 매끈한 부직물 기판 상에서 나노섬유 매트를 제조하는 다른 이점은 상기 매끈한 기판가 더욱 신뢰성 있는 공정을 제공하며, 이때 통계적 분석을 이용하여 필요한 보유 확인에 대해 예상된 나노섬유 층 두께는 더 높은 투과성 이점으로 이끌 수 있을 것으로 예상하였다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 매끈한 부직물 지지체를 갖는 나노섬유 액체 여과 매질 및 상기 매끈한 부직물 지지체 상에 수집된 임계적 여과 다공성 나노섬유 보유층을 제공한다. 다공성 나노섬유 층의 두께는 약 1 ㎛ 내지 약 500 ㎛ 범위이다. 다공성 나노섬유 층의 효과적인 기공 크기는 일반적으로 섬유 직경에 의해 규정되며, 이는 보유될 소망하는 미생물 또는 입자를 기초로 선택된다. 다공성 나노섬유 층의 효과적인 기공 크기는, 이하에 제공된 기포점(bubble point) 시험에 의해 측정되는 바와 같이, 레트로바이러스 제거의 경우에 대한 약 0.05 ㎛ 내지 세균 제거의 경우에 대한 약 0.5 ㎛이다. 나노섬유 매트가 제조되는 기판의 표면 조도는 일반적으로 기판의 표면의 RMS(root mean square: 제공평균 평방근) 높이로 정의된다. 표면 조도는 보유시키고자하는 소망하는 미생물 또는 입자를 기본으로 선택한다. 예를 들어, 높은 수준의 신뢰성있는 세균 보유능을 달성하기 위하여, 약 70 ㎛의 기판 RMS 표면 조도가 필요하다. 유사하게 더 작은 입자 또는 미생물, 즉 마이코플라스마 및 바이러스를 보유하기 위해서는, 약 70 ㎛의 기판 RMS 표면 조도가 또한 작용할 것으로 기대될 것이다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 약 1O ㎛ 내지 약 500 ㎛ 범위의 두께를 갖는 전기방사 다공성 나노섬유 층을 포함하는 복합 액체 여과 플랫폼을 제공한다.

또 다른 실시양태에서, 본 발명은 약 20 ㎛ 내지 약 300 ㎛ 범위의 두께를 갖는 다공성 전기방사 나노섬유 층을 포함하는 복합 액체 여과 플랫폼을 제공한다.

더 다른 실시양태에서, 본 발명은 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛ 범위의 두께를 갖는 다공성 전기방사 나노섬유 층을 포함하는 복합 액체 여과 플랫폼을 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 실질적으로 균일한 두께를 갖는 매끈한 부직물 지지체를 갖는 복합 액체 여과 매질 구조를 제공한다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 전기방사 장치를 이용하여 중합체 용액으로부터 형성된 하나 이상의 다공성 전기방사 중합체성 나노섬유로부터 다공성 복합 액체 여과 플랫폼을 형성하는 단계, 상기 용액을 약 10 kV 보다 큰 전위에 처리시키는 단계, 및 매끈한 표면을 갖는 다공성 지지 기판 상에서 전기방사 중합체 섬유를 수집하는 단계를 포함하는 방법에 관한 것이다. 지지하는 부직물의 매끈한 표면 구조는 매끈하고 균일한 다공성 나노섬유 매트를 초래한다(통상적 부직물 수집 지지체 상에 형성된 나노섬유 매트가 거친 지지체 표면을 갖는 것과 달리). 상기 매끈하고 균일한 다공성 나노섬유 매트는 전형적으로 더 큰 보유력을 지니고 있어, 즉 동일한 두께와 투과성을 갖는 다공성 나노섬유 매트는, 더 거친 부직물 상에서 보다 더 매끈한 부직 표면 상에서 제조될 때, 더 큰 입자 제거 특성을 가질 것이다. 다르게는, 유사한 보유력의 다공성 나노섬유 매트는 매끈한 부직물 지지체 상에서 제조된다면 더 얇을 것이고 또 투과성일 것이다.

다른 실시양태에서, 본 발명은 전기방사 장치를 이용하여 중합체 용액으로부터 형성된 하나 이상의 다공성 전기방사 중합체성 나노섬유로부터 다공성 복합 복합 액체 여과 플랫폼을 형성하는 단계, 상기 용액을 약 10 kV 보다 큰 전위에 처리시키는 단계, 및 매끈한 표면을 갖는 다공성 지지 막 상에 전기방사 중합체 섬유를 수집하는 것을 포함하는 방법에 관한 것이다. 나노섬유를 정밀 여과막보다는 매끈한 부직물 상에서 수집하는 것은 더 높은 생산성의 전기방사 공정을 초래하며, 즉 동일 두께의 나노섬유 매트는, 막 위에서보다는 매끈한 부직물 상에서, 더 짧은 시간 동안 수집될 수 있다. 더 큰 생산성은 최종 제품의 비용 감소로 직결된다.

특정의 다른 실시양태에서, 본 발명은 매끈한 부직물 지지체 상에 배치된 전기방사 중합체성 다공성 나노섬유 보유성 생물안전 확인 층을 특징으로 하는 액체 여과 복합 매질을 갖는 다공성 복합 액체 여과 플랫폼을 포함하는 다공성 복합 액체 여과 장치를 제공한다.

본 발명의 부가적 특징과 이점은 이하의 상세한 설명과 특허청구범위에 개시될 것이다. 본 발명의 정신과 범위에서 벗어나지 않는 한 많은 변형과 변이가 가능함은 당업자가 익히 알고 있을 것이다. 상술한 설명과 이하의 상세한 설명, 특허청구의 범위뿐만 아니라 첨부된 도면은 예시적으로 제시된 것일 뿐이고 또 본 발명의 가르침의 다양한 실시양태의 설명을 제공하는 것을 목적으로 하는 것임을 이해해야 한다. 본 발명에 기판된 특정 실시양태는 예시적으로 제공된 것일뿐 제한을 의미하지 않는다.

본 발명에 포함되고 명세서의 일부를 구성하는 첨부한 도면은 본 발명의 실시양태를 설명하며, 또 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하려는 것이다.
도 1은 거친 기판(PBN-II) 상에 방적된 나노섬유에 대한 매트 두께 대 세균 보유력 데이터와 회귀 예측 그래프이다.
도 2는 매끈한 기판(Cerex) 상에 방적된 나노섬유에 대한 매트 두께 대 세균 보유력 데이터와 회귀 예측 그래프이다.
도 3은 매끈한 기판(Hirose) 상에 방적된 나노섬유에 대한 매트 두께 대 세균 보유력 데이터와 회귀 예측 그래프이다.
도 4는 99.9% 보유 확인에 상응하는 매트 두께에서 기준선이 있는, 거친 및 매끈한 기판 상에 방적된 나노섬유에 대한 매트 두께 대 세균 보유력 데이터와 회귀 예측 그래프이다.
도 5A, 5B 및 5C는 나노섬유를 수집하기 위해 사용된 3개의 기판의 LEXT OLS4000 레이저 주사 공초점 현미경으로 찍은 3-D(3차원) 화상이다. 화상들은 표면 조도 변수를 산출하기 위해 사용되었고 그 계산치는 도 5D에 제공되어 있다.
도 6은 기판에 관하여 그루핑된 매트 두께 대 투과성 데이터와 에세이 한도의 그래프이다. 10,000 lmh/psi에 걸쳐 충분한 보유력 데이터 점수가 표시된다. y-값에서 기준선은 99.9% 보유 확인에 대한 예상된 나노섬유 매트 두께로부터 예측된 외삽된 투과성에 상응한다.
도 7은 99.9% 확인(이 선은 눈에 대한 안내임)을 갖는 충분한 보유에 대해 필요한 기판 RMS 표면 조도 대 최소 두께의 그래프이다.
도 8은 정밀여과 막 및 매끈한 부직물 상에 방적된 120nm 나노섬유 매트의 생산성 차이의 그래프이다(다양한 선 속도에서 수집된 나노섬유 매트의 두께).

실시양태의 설명

이전 또는 이후에 본 발명에 인용된 특허 및 특허 출원을 비롯한 모든 문헌은 각 개별 문헌, 특허 또는 특허 출원이 참조에 의해 특별히 또 개별적으로 본 명세서에 포함된 것과 동일 정도로 전체적으로 참조에 의해 본 명세서에 포함된다.

본 발명을 더욱 자세하게 설명하기 전에, 다수의 용어를 정의한다. 이들 용어의 사용은 본 발명의 범위를 한정하지 않고 본 발명의 설명을 용이하게 할 뿐이다.

본 발명에 사용된 바와 같은, 단수 형태 "하나", "하나의", "상기"는 다르게 분명히 나타내지 않는 한 복수도 포함하는 것이다.

본 명세서 및 첨부된 특허청구범위의 목적을 위하여, 성분의 양, 물질의 % 또는 비율, 반응 조건을 나타내는 모든 숫자, 및 본 명세서 및 특허청구범위에서 사용된 다른 숫자값은 용어 "약"을 분명히 나타내든 나타내지 않든 모든 경우에서 용어 "약"에 의해 변형되는 것으로 이해된다.

따라서, 특별히 다르게 나타내지 않는 한, 이하의 명세서 및 첨부한 특허청구범위에서 나타낸 숫자 변수는 본 발명에 의해 얻고자 하는 소망하는 특성에 따라 다양할 수 있는 근사값이다. 본 발명의 광범위한 범위를 나타내는 숫자 범위 및 변수는 근사치이긴 하지만, 특정 실시예에 나타낸 숫자값은 가능한한 정밀한 것으로 보고된다. 또한, 본 명세서에 개시된 모든 범위는 그 범위의 모든 하부범위를 포함하는 것으로 이해된다. 예를 들어 "1 내지 10" 범위는 최소 값 1 및 최대값 10 사이(및 포함한)의 임의의 모든 하부범위를 포함하며, 즉, 1과 동일하거나 1보다 큰 최소 값과 10과 동일하거나 10보다 작은 최대 값, 예컨대 5.5 내지 10을 갖는 임의의 모든 하부범위를 의미한다.

용어 "칼렌더링"은 2개의 롤 사이의 닙(nip)을 통하여 웹이 통과하는 공정을 지칭한다. 롤은 서로 접촉할 수 있거나, 또는 롤 표면 사이에는 고정되거나 가변적인 갭이 있을 수 있다.

용어 "필터 매질", "필터 매질", "여과 매질", 또는 "여과 매질"은 미생물 오염물을 갖는 유체가 통과하는 물질 또는 물질의 집합체를 지칭하며, 이때 상기 미생물은 상기 물질 또는 물질의 집합체 내에 또는 위에 퇴적(deposited)된다.

용어 "플럭스(flux)" 및 "유량(flow rate)"은 소정 면적의 여과 매질을 통하여 유체 부피가 통과하는 비율(rate)을 지칭하며 상호 교환적으로 사용된다.

용어 "나노섬유"는 일반적으로 약 1 ㎛ 미만, 전형적으로 약 20 nm 내지 약 800 nm로 다양한 직경 또는 단면적을 갖는 섬유를 지칭한다.

용어 "경우의" 또는 "경우에 따라"는 이후에 기판되는 이벤트 또는 환경이 일어날 수 있거나 또는 일어나지 않을 수 있음을 의미하며, 또 상기 설명은 이벤트가 발생하는 경우 및 발생하지 않는 경우를 포함하는 것을 의미한다.

특정의 협소하게 정의된 표면 특성을 갖는 부직포를 선택하여 나노섬유 매트에 대한 수집 기판으로서 사용하면, 상기 최종 특성 및 그러한 특성을 달성하는 신뢰도는 통상적으로 사용되는 전통적 부직물 기판을 사용하는 것에 비하여 현저하게 개선될 수 있다. 이것은 매끈한 나노섬유 수집 기판으로서 값비싼 막을 사용할 필요성을 제거한다.

본 발명의 복합 액체 여과 플랫폼은 예를 들어 매끈한 부직물 기판 상에 퇴적된 다공성 전기방사(electrospun) 나노섬유 액체 여과 층을 특징으로 하는 복합 액체 여과 매질을 포함한다. 상기 전기방사 나노섬유는 바람직하게는 약 10 nm 내지 약 150 nm의 평균 섬유 직경, 약 0.05 ㎛ 내지 약 1 ㎛범위의 평균 기공 크기, 약 80% 내지 약 95% 범위의 기공률, 약 1 ㎛ 내지 약 100 ㎛ 범위, 바람직하게는 약 1 ㎛ 내지 약 50 ㎛, 더욱 바람직하게는 1 ㎛ 내지 20 ㎛ 범위의 두께를 갖는다. 본 발명에 개시된 상기 복합 액체 여과 플랫폼은 약 100 LMH/psi 보다 큰 물 투과성을 갖는다.

또한, 본 발명에 개시된 복합 액체 여과 플랫폼은 높은 미생물 보유력을 가져서, 적어도 6 LRV의 세균, 및 바람직하게는 적어도 8 LRV의 세균을 제공한다.

상기 전기방사 나노섬유는 열가소성 및 열경화성 중합체를 비롯한 넓은 범위의 중합체 및 중합체 화합물로부터 제조된다. 적합한 중합체는 비제한적으로 나일론, 폴리이미드, 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 폴리술폰, 셀룰로오스, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에테르 술폰, 폴리우레탄, 폴리(우레아 우레탄), 폴리벤즈이미다졸(PBI), 폴리에테르이미드, 폴리아크릴로니트릴(PAN), 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리프로필렌, 폴리아닐린, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 스티렌 부타디엔 고무, 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐 부틸렌), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 공중합체, 유도체 화합물 및 혼합물 및/또는 그의 조합을 포함한다.

본 발명에 개시된 일 실시양태에서, 상기 전기방사 섬유성 매트는 나일론 용액으로부터 전기방사 나노섬유를 퇴적하는 것에 의해 형성된다. 생성한 나노섬유 매트는 건조 기준(즉 잔류 용매가 증발되거나 또는 제거된 후)으로 측정될 때 바람직하게는 약 1 g/m² 내지 약 20 g/m²의 기본 중량(basis weight)을 갖는다.

본 발명에 개시된 다른 실시양태에서, 상기 복합 액체 여과 플랫폼은 전기방사 나노섬유를 수집하고 조합하여 그 위에 전기방사 나노섬유 매트를 형성하는 이동 수집 벨트 상에 배열될 수 있는 다양한 다공성 매끈한 부직물 기판 또는 지지체를 포함한다.

단일층 또는 다층 다공성 기판 또는 지지체의 비제한적인 예는 매끈한 부직물을 포함한다. 다른 비제한적인 예로서, 매끈한 부직물 지지체는 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 매끈한 부직물은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드 등을 비롯한 다수의 열가소성 중합체로부터 제조된다.

전기방사 나노섬유를 포획하거나 또는 수집하는 복합 여과 매질의 부직물 기판의 균일성은 최종 복합 여과 구조의 생성한 나노섬유 층에서 특성을 적어도 부분적으로 결정하는 것으로 관찰되었다. 예를 들어, 전기방사 나노섬유를 수집하기 위해 사용된 기판의 표면이 더 매끈할수록 생성한 나노섬유층 구조가 더 균일한 것으로 관찰되었다.

지지 부직물의 매끈함은 기하학적 매끈함 또는 부직물의 섬유 직경보다 더 큰 치수를 갖는 거친 표면 특징의 결여뿐만 아니라 털이 적은, 즉 표면 위로 돌출하는 섬유 및/또는 루프가 소수인 것에 관한 것이다.

기하학적 매끈함은 다수의 일반적 수법, 예를 들어 기계적 및 광학적 프로필로메트리, 가시적 광 반사성(광택 측정) 및 기타 당업자에게 공지된 수법에 의해 용이하게 측정될 수 있다.

본 발명에 개시된 복합 액체 여과 플랫폼의 특정 실시양태에서, 전기방사 나노섬유 층은 매끈한 부직물 지지체에 결합된다. 결합은 비제한적으로 가열된 닙 롤 사이에서 열적 칼렌더링, 초음파 결합, 및 가스 결합을 비롯한 당업자에게 공지된 방법에 의해 달성될 수 있다. 전기방사 나노섬유 층을 부직물 지지체에 결합시키는 것은 복합체의 강도 및 복합체의 내압축성을 증가시켜서, 생성한 복합 여과 매질은 복합 여과 플랫폼을 유용한 필터 형상 및 크기로 형성하는 것과 관련된 힘 또는 복합 여과 플랫폼을 여과 장치에 설치할 때의 힘을 견딜 수 있게 한다.

본 발명에 개시된 복합 액체 여과 플랫폼의 다른 실시양태에서, 두께, 밀도, 및 기공의 크기와 형상과 같은 다공성 전기방사 나노섬유 층의 물리적 특성은 나노섬유 층과 매끈한 부직물 지지체 사이에 사용된 결합 방법에 따라서 영향을 받을 수 있다. 예를 들어, 열적 칼렌더링은 두께를 감소시키고 또 밀도를 증가시키며 또 전기방사 나노섬유 층의 기공률을 감소시키고 또 기공의 크기를 감소시키기 위하여 사용될 수 있다. 이는 다시 소정 인가된 차압(differential pressure)에서 복합 여과 매질을 통한 유량을 감소시킨다.

일반적으로, 초음파 결합은 열적 칼렌더링에 비하여 전기방사 나노섬유 층의 더 작은 면적에 결합될 것이므로 두께, 밀도 및 기공 크기 전기방사 나노섬유 층에 대한 효과가 적다.

뜨거운 가스 또는 뜨거운 공기 결합은 일반적으로 전기방사 나노섬유 층의 두께, 밀도 및 기공 크기에 대하여 최소의 효과를 가지므로, 이러한 결합 방법은 더 높은 유체 유량 유지가 바람직한 경우에서 바람직하게 적용될 수 있다.

열적 칼렌더링이 이용되면, 전기방사 나노섬유 층을 과도하게 결합(over-bond)하지 않도록 주의하여서, 나노섬유가 용융되어서 더 이상 이들의 구조를 개별 섬유로 유지하지 않게 한다. 극단적으로, 과도한 결합은 완전한 나노섬유 용융을 초래하여서 필름이 형성된다. 사용된 닙 롤의 1개 또는 양쪽은 약 주변 온도, 예컨대 약 25℃ 내지 약 300℃의 온도로 가열된다. 다공성 나노섬유 매질 및/또는 다공성 지지체 또는 기판은 약 0 lb/in 내지 약 1000 lb/in(178 kg/cm) 범위의 압력에서 닙 롤 사이에서 압축될 수 있다.

칼렌더링 조건, 예컨대 롤 온도, 닙 압력 및 선속도는 소망하는 고형성을 달성하기 위하여 조정될 수 있다. 일반적으로, 상승된 온도 및/또는 압력 하에서 더 높은 온도, 압력, 및/또는 체류 시간의 적용은 증가된 고형성을 초래한다.

연신, 냉각, 가열, 소결, 어닐링, 릴링(reeling), 언릴링(unreeling), 등과 같은 다른 기계적 단계가 복합 여과 매질을 형성하고, 성형하고 제조하는 전체 공정에 필요에 따라 포함될 수 있다.

본 발명에 개시된 복합 여과 매질의 기공률은 칼렌더링의 결과로서 변형될 수 있고, 이때 기공률은 약 5% 내지 약 90% 범위이다.

부가적으로, 본 발명에 개시된 나노섬유 액체 여과 매질의 이점은 더 낮은 나노섬유 매트 두께 및 따라서 더 짧은 방사 시간에서 더 현저한 것으로 관찰되었다. 이들 이점은 더 신속한 제조 선 속도로 직접적으로 연관되는 이동 웹 상에 이용될 수 있다. 더욱 매끈한 기판 표면 상에 나노섬유층을 방적하는 것에 의해, 더 낮은 나노섬유 층 두께에서 동일한 보유력이 달성되는 것으로 관찰되었다. 이들 이점은 더욱 신속한 제조 속도로 경제적 이점과 더욱 얇은 나노섬유층의 더 큰 투과성을 초래한다. 감소된 두께의 부가적 이점은 더 많은 여과 물질을 장치에 팩킹하는 능력을 가져, 동일 푸트프린트(footprint)에서 더 큰 여과 면적을 초래하여, 최종 사용자에게 편리성과 경제적 이점을 주는 것이다.

전기방사 나노섬유를 제조하기 위한 예시적 방법

전기방사 나노섬유 층을 제조하는 방법은 예를 들어 WO 2005/024101호, WO 2006/131081호 및 WO 2008/106903호에 개시되어 있고, 이들의 내용은 참조에 의해 본 발명에 참고문헌으로 포함되며, 또 각각 체코 공화국의 리베레크에 소재하는 엘마르코 에스.알.오.에게 양도되어 있다.

WO 2005/024101호, 발명의 명칭 "A Method Of Nanofibres Production From Polymer Solution Using a Electrostatic Spinning And A Device For Carrying Out The Method"은 예를 들어 상이한 전위를 갖는 회전하는 하전된 전극과 대전극 사이에 생성된 전계에서 정전방사를 이용하여 진공챔버 내부에서 중합체 용액으로부터 나노섬유를 제조하는 것을 개시한다.

상기 중합체 용액은 적어도 하나의 중합체 용액 입구와 출구를 갖는 용기 내에 유지된다. 입구와 출구는 중합체 용액을 순환시키고 또 상기 중합체 용액이 용기 내에서 일정한 높이 수준으로 유지되게 하는 작용을 한다.

필요에 따라 가열될 수 있는 보조적 건조 공기 공급장치(supply)는 하전된 전극과 대전극 사이에 위치한다. 회전하는 하전 전극의 일측은 중합체 용액에 침지되어서 회전하는 하전 전극의 외부 표면에 의해 용액의 일부가 흡수되어, 전계가 형성되는 하전된 전극과 대전극(counter electrode)을 회전시키는 사이에 진공챔버의 영역으로 방적하게 한다. 중합체 용액은 나노섬유의 일차적 형성을 위한 위치를 제공하는 회전하는 하전된 전극의 표면 상에서 높은 안정성을 갖는 테일러 콘(Taylor cone)을 형성한다.

상기 대전극은 진공 공급원에 연결된 진공챔버의 일단부를 형성하는 천공된 도전성 물질로 제조된 원통형 표면을 갖는다. 회전하는 하전 전극 근처에 위치한 대전극의 표면의 일부는 퇴적될 때 전기방사 나노섬유를 지지하는 지지 패브릭 물질에 대한 콘베이어 표면으로서 작용한다. 지지 패브릭 지지체 물질은 진공 챔버의 일단 및 상기 진공챔버의 다른 측 상에 배열된 릴링(reeling) 장치 상에 배열된 언릴링(unreeling) 장치 상에 위치한다.

시험 방법

기본 중량은 참조에 의해 본 명세서에 참고문헌으로 포함되는 ASTM 과정 D-3776, "Standard Test Methods for Mass Per Unit Area(Weight) of Fabric"에 따라 결정되며 g/m²로 보고된다.

기공률은 샘플의 기본 중량 (g/m²)을 중합체 밀도(g/cm³), 샘플 두께(마이크로미터)로 나누고, 100을 곱한 다음 얻어진 수를 100에서 빼는 것에 의해, 즉 기공률 = 100 - [기본 중량/(밀도 x 두께) x 100]으로 산출되었다.

섬유 직경은 다음과 같이 결정하였다: 나노섬유 매트 샘플의 각 측면의 20,000 또는 40,000배 배율에서 주사전자 현미경(SEM) 화상을 찍었다. 각 SEM 화상으로부터 분명히 눈에 구별되는 나노섬유 적어도 10개의 직경을 측정하여 기록하였다. 불규칙한 것은 포함시키지 않았다(즉, 나노섬유의 럼프(lump), 중합체 드롭, 나노섬유의 인터섹션 등). 각 샘플의 양쪽 면에 대한 평균 섬유 직경을 산출하고 평균내어 각 샘플에 대한 단일 평균 섬유 직경값을 얻었다.

두께는 참조에 의해 본 명세서에 참고문헌으로 포함된 ASTM 과정 D1777-96, "Standard Test Method for Thickness of Textile Materials"에 따라서 결정하였고, 또 마이크로미터(㎛)로 보고하였다.

평균 유동 기포점은 포러스 머티리얼스 인코포레이드(PMI)(미국 뉴욕 이타카 소재)로부터 시중에서 입수가능한 장치와 원리상 유사하게, 주문제작된 모세관 유동 기공률분석기를 이용하여 ASTM 표시 F 316으로부터의 자동화된 기포점 방법을 이용하여 ASTM 과정 표시 E 1294-89, "Standard Test Method for Pore Size Characteristics of Membrane Filters Using Automated Liquid Porosimeter"에 따라 측정하였다. 직경 25 mm의 개별 샘플을 이소프로필 알코올에 의해 습윤시켰다. 각 샘플을 홀더에 넣고, 공기의 차압을 가하며 또 샘플로부터 유체를 제거하였다. 습윤 유동이 건조 유동(습윤 용매가 없는 유동)의 절반과 동일한 차압을 이용하여 PMI에 의해 공급되는 소프트웨어를 이용하여 평균 유동 기공 크기를 산출하였다.

플럭스는 소정 면적의 샘플을 통하여 유체가 통과하는 비율이며 또 47(9.6 cm² 여과 면적) mm의 직경을 갖는 필터 매질 샘플을 통하여 탈이온수를 통과시키는 것에 의해 측정하였다. 물은 사이드암 플라스크를 통하여 여액 단부에서 약 25 (Hg) 진공을 이용하여 샘플을 통하여 강제로 통과시켰다.

전기방사 매트의 효과적인 기공 크기는 기포점, 액체-액체 기공률측정기와 같은 통상적인 막 수법을 이용하여 측정하였고, 또 특정 크기의 입자를 사용하여 유발시험(challenge test)을 실시하였다. 섬유성 매트의 효과적인 기공크기는 일반적으로 섬유 직경에 따라 증가하고 또 기공률에 따라 감소하는 것이 알려져 있다.

기포점 시험은 효과적인 기공 크기를 측정하기 위한 편리한 방법을 제공한다. 기포점은 다음 방정식으로부터 산출된다:

식 중에서, P는 기포점 압력이고, γ은 프로브 유체의 표면 장력이며, r은 기공 반경이며, 또 θ는 액체-고체 접촉각이다.

브레분디모나스 디미뉴타(B. diminuta) 보유는 ASTM 과정 F838-83, "Standard Test Method for Determining Bacterial Retention of Membrane Filters Utilized for Liquid Filtration"에 따라서 측정하였다. 시험될 다공성 나노섬유 매질은 이들이 방적되는 상응하는 기판을 포함하는 25 mm 디스크로 절단하고, 또 EMD 밀리포어 코포레이션으로부터 입수가능한 OptiScale 25 일회용 캡슐 필터 장치와 동일 유형의 오버몰딩된(overmolded) 폴리프로필렌 장치에서 밀봉하였다. 상기 장치는 공기 잠금을 방지하도록 통기구(air vent)를 포함하며 3.5 cm²의 유효 여과 면적을 갖는다.

샘플은 50 cm 길이 전극을 새로 장착한 NS 3W1000U,(엘마르코 에스.알.오., 체코 레베레크 소재) 상에서 제조하였다. 이 기구 상에서, 샘플은 롤 대 롤 기준으로 연속적으로 제조하였고, 이때 기판은 일정한 속도로 일개의 방사 전극 위로 이동한다.

보유 확인 분석: 임계적 여과 적용을 위해서는 고수준의 미생물 보유가 필요하다. ASTM 과정 F838-83, "Standard Test Method for Determining Bacteriala Retention of Membrane Filters Utilized for Liquid Filtration"을 따라서, 각 샘플의 세균 보유를 결정하며, 이때 에세이 한도보다 더 큰 값은 충분한 세균 보유로 간주된다. 필터의 성능은 보유력 데이터에 대한 회귀 분석을 함으로써 필터의 물리적 특성의 함수로서 예측할 수 있다. [Blanchard,(2007), Quantifying Sterilizing Membrane Retention Assurance, BioProcess International, v.5, No.5, pp. 44-51]. 불확실하고/절단된 데이터 점수가 존재하는 경우, 시험의 에세이 한도 위에 있는 사실로 인하여, 이들 데이터 점수를 취하기 위해 이용되는 일반적인 수법은 수명 데이터 분석에 따른 검열 회귀(censored regression)를 실시하는 것이다. 나노섬유 필터의 세균 보유 확인을 결정하기 위하여 상이한 기판 상에서 제조된 나노섬유로부터 모아진 세균 보유력 데이터에 대하여 수명 데이터 분석에 의한 회귀법을 실시하였다. 세균 보유 확인을 결정하기 위하여 Minitab16의 수명 데이터 함수에 의한 회귀법이 이용되며 또 생성한 회귀 표가 제공된다. 표는 예측변수(predictor) 및 계수 컬럼(coefficient column)을 나타낸다. 제1 예측변수는 인터셉트(intercept)이며, 이때 회귀선의 y-축 인터셉트는 상응한 계수 컬럼에서 발견될 수 있다. 제2 예측변수는 예측된 기울기로서 x-축 모델링 변수 타이틀이며(우리의 실시예에서; 매트 두께), 그 값은 상응하는 계수 컬럼으로 표로 만들어진다. 회귀 분석은 정상 분포로 간주되는 각 기판로부터 얻은 데이터에 대해 실시하며, 보유력[-log(cfu)]을 가변적으로 설정하고 또 매트 두께를 모델링 변수로 설정한다. 모든 데이터는 에세이 한도인지 아닌지에 대해 검열되었다. (검열된 것 플러스 검열되지 않은) 적어도 15개의 데이터 점수의 합을 회귀 분석에 사용하였다. 선형 회귀선은 예측된 인터셉트 및 회귀 분석에 의해 결정된 기울기를 이용하여 플로팅(plotted)하였다.

기판의 표면 조도는 광학적 프로필로미터, 바람직하게는 올림푸스가 제작한 LEXT OLS4000 3D 레이저 측정 현미경에 의해 측정하였다. LEXT OLS4000 현미경은 공초점 모드로 3D 화상을 얻기 위하여 405nm 파장 레이저를 이용한다. 생성한 3D 화상은 조도 측정과 분석을 위해 더 이용될 수 있다. 레이저 현미경의 레이저 스폿의 마이크로 크기로 인하여 통상적인 스타일러스(stylus) 시스템이 할 수 있는 것에 비하여 훨씬 높은 해상도로 마이크로 스케일로 표면 조도를 측정할 수 있다. 고 해상도 이외에, 이 수법의 다른 이점은 측정이 표면에 접촉함없이 실시되는 것이다. 이 특징은 다른 특성 중에서도 부직물과 같이 압축성 기판을 처리할 때 현저하다. 바람직하게는 3D 화상은 MPlanFL N 5x 대물 렌즈를 이용하여 얻었고, 미소 설정(Fine setting)에서 10㎛ z-방향 단차(step height)를 초래한다. 기판 샘플은 화상화하기 전에, 대물 렌즈와 면하는 관심 표면과 더불어 모터화된 현미경 단계에 테이핑(taped)되었다. 컬러 및 레이저 화상은 각 표면에서 마지막 섬유를 초점에 등록을 통하여 샘플의 결정성-상부 및 하부에 의해 습득된다. >4.5 mm² 대표적 면적을 얻기 위하여 스티칭 함수를 이용하였다. 상기 면적은 임의 형상일 수 있고, 기판의 임의 위치에서, 기계 방향에 대하여 임의 각도일 수 있다. 3D 화상 획득을 완료하면 250um의 λ_c 컷오프와 함께 플랫 노이즈 필터(가우시안 필터)를 적용하였다. ISO 25178을 따라서, 여과된 데이터 세트에 대해 Sq(RMS 높이; 높이 분포의 표준 편차, 또는 RMS 표면 조도) 및 Sz(최대 높이; 최대 피크와 가장 깊은 밸리 사이의 높이) 및 Sp(최대 피크 높이) 및 Sv(최대 피트 깊이 또는 최대 밸리 높이) 및 Sa(산술 평균 높이) 값을 산출하였다. 다르게는, 적어도 3개의 상이한 대표적 >4.5mm² 면적 영역이 측정될 수 있고 또 Sq는 이들 면적에 대해 평균될 수 있다.

이후, 상기 복합 액체 여과 플랫폼은 이하의 실시예에 더욱 자세하게 기판될 것이다. 본 발명의 실시예는 복합 전자방사 나노섬유 매트가 낮은 두께, 따라서 높은 투과성과 높은 세균 보유력을 동시에 보유할 수 있음을 나타낼 것이다.

실시예

실시예 1.

전자방사 나노섬유 매트를 전통적 거친 부직물 상에서 제조하였다. 거친 부직물 기판은 제조자 코드 PBN-II으로 세렉스 어드밴스트 패브릭 인코포레이티드사 (미국 플로리다 칸톤먼트 소재)로부터 구입하였다. 방사 용액은 13% 나일론 6(Uitramid® 등급 B27, 바스프 코포레이션(미국 뉴저지 플로르햄 파크 소재)으로부터 입수)을 80℃에서 아세트산과 포름산의 혼합물(2:1 중량비)과 5시간 동안 혼합하여 제조하였다. 상기 용액을 명목상 80 kV 전계하에서 6-와이어 방사 전극을 이용하여 즉시 방사하였다. 가변 나노섬유 매트 두께의 일련의 샘플은 PBI-H 부직물 상에서 제조하였다. 기판의 표면 조도 변수는 LEXT OLS4000 3D 레이저 측정 현미경에 의하여 획득된 3D 화상을 이용하는 것을 특징으로 한다. 25mm 디스크 샘플을 장치에 오버몰딩(overmolded)하고 세균 보유 시험을 실시하였다. 보유 확인 분석은 수명 데이터에 의한 검열된 회귀법을 이용하여 실시하였다. 매트 두께, 세균 보유력 데이터 및 회귀 예측은 도 1에 플로팅한다. 레플리케이트(replicate)를 구별하기 위하여 플로팅하는 동안 x 및 y 데이터에 지터(Jitter)를 부가하였다.

회귀 표를 하기 표 1에 제공한다.

표 1

실시예 2,

전기방사 나노섬유 매트는 특수하게 선택된 매끈한 부직물 상에서 제조되었다. 매끈한 부직물 기판은 미국 플로리다 칸톤멘트에 소재하는 세렉스 어드밴스트 패브릭스 인포코레이티드로부터 제조자 코드명 Cerex로 구입하였다. 방사 용액은 13% 나일론 6(Uitramid® 등급 B27, 바스프 코포레이션(미국 뉴저지 플로르햄 파크 소재)으로부터 입수)을 80℃에서 아세트산과 포름산의 혼합물(2:1 중량비)과 5시간 동안 혼합하여 제조하였다. 상기 용액을 명목상 80 kV 전계하에서 6-와이어 방사 전극을 이용하여 즉시 방사하였다. 가변 나노섬유 매트 두께의 일련의 샘플은 Cerex 부직물 상에서 제조하였다. 기판의 표면 조도 변수는 LEXT OLS4000 3D 레이저 측정 현미경에 의하여 획득된 3D 화상을 이용하는 것을 특징으로 한다. 25mm 디스크 샘플을 장치에 오버몰딩(overmolded)하고 세균 보유 시험을 실시하였다. 보유 확인 분석은 수명 데이터에 의한 검열된 회귀법을 이용하여 실시하였다. 매트 두께, 세균 보유력 데이터 및 회귀 예측은 도 2에 플로팅한다. 레플리케이트(replicate)를 구별하기 위하여 플로팅하는 동안 x 및 y 데이터에 지터(Jitter)를 부가하였다.

회귀 표를 하기 표 2에 제공한다.

표 2

실시예 3.

특이적으로 선택된 매끈한 부직물 상에서 전기방사 나노섬유 매트를 제조하였다. 매끈한 부직물 기판은 히로세 페이퍼 매뉴팩쳐링 컴패니 리미티드(일본 오트 토사 시티 소재)로부터 부품 번호 #HOP-80HCF로 입수하였다. 방사 용액은 13% 나일론 6(Uitramid® 등급 B27, 바스프 코포레이션(미국 뉴저지 플로르햄 파크 소재)으로부터 입수)을 80℃에서 아세트산과 포름산의 혼합물(2:1 중량비)과 5시간 동안 혼합하여 제조하였다. 상기 용액을 명목상 80 kV 전계하에서 6-와이어 방사 전극을 이용하여 즉시 방사하였다. 가변 나노섬유 매트 두께의 일련의 샘플은 Hirose 부직물 상에서 제조하였다. 기판의 표면 조도 변수는 LEXT OLS4000 3D 레이저 측정 현미경에 의하여 획득된 3D 화상을 이용하는 것을 특징으로 한다. 25mm 디스크 샘플을 장치에 오버몰딩(overmolded)하고 세균 보유 시험을 실시하였다. 보유 확인 분석은 수명 데이터에 의한 검열된 회귀법을 이용하여 실시하였다. 매트 두께, 세균 보유력 데이터 및 회귀 예측은 도 3에 플로팅한다. 레플리케이트(replicate)를 구별하기 위하여 플로팅하는 동안 x 및 y 데이터에 지터(Jitter)를 부가하였다.

회귀 표를 하기 표 3에 제공한다.

표 3

수명 데이터 분석을 이용한 회귀(regression)는 전체 데이터세트를 정상 분포이고, 설정 보유력이 가변적이고 또 매트 두께가 모델 변수인 것으로 가정하고 또 점수가 에세이 한도인지 아닌지 검열하여 실시하였다.

회귀 표는 하기 표 4에 제공한다.

표 4

이 분석에서, 기판의 유형은 사용된 데이터 세트가 상이한 집단을 나타내는지 여부를 결정하기 위하여 분석에서 인자로서 사용되었다. Cerex 참조 기판과 비교하여, 히로세 데이터세트는 2개의 데이터 세트가 유사하게 거동하는 것을 나타내는 회귀선의 인터셉트 및 기울기 예측에 대해 높은 p 값을 초래하였다. 그러나 Cerex 참조 기판과 비교하여, PBN-II 데이터세트는 2개의 데이터 세트가 상이하게 거동함을 나타내는 회귀선에 대해 인터셉트 및 기울기 예측에 대해 낮은 p 값을 초래하였다. 이들 결과는 PBN-II 데이터 세트가 Cerex 및 Hirose 데이터 세트와 비교하여 통계적으로 상이하게 거동함을 나타낸다. 계산된 회귀선에 의한 모든 데이터는 도 4에 플로팅되며, 기판에 대해 그루핑되고 또 데이터 점수가 에세이 한계인지 아닌지를 결정하였다. 레플리케이트를 구별하기 위하여 플로팅하는 동안 x 및 y 데이터에 대해 지터(Jitter)를 부가하였다. 회귀선에 의해 99.9% 확인(y 축상에서 +3 로그)에 대해 예측된 두께는 PBN-II에 대해 70㎛ 및 Hirose에 대해 15 ㎛에서 참조선에 의해 마킹되었다.

도 5A, 5B 및 5C에 도시된 3D 화상은 도 5D에 도시된 계산치와 함께 표면 조도 변수를 산출하기 위해 사용되었다. 매트 두께 대 투과성은 도 6에 플로팅되며, 이때 데이터는 사용된 기판에 대해 그루핑되며 또 데이터 점수가 에세이 한도인지 아닌지를 결정하였다. 즉: 에세이 = Y(Yes) 또는 N(No). 10,000 lmh/psi에 대해 충분한 보유 데이터 점수를 나타낸다. y축에서 참조선은 99.9% 보유 확인(y 축 상에서 +3 로그)에 대한 회귀선에 의해 예측된 나노섬유 매트 두께로부터 예상된 외삽된 투과성에 상응한다. 투과성은 상기 데이터 점수 및 하기 예측된 두께 사이의 선형 관계를 가정하여 외삽되었다.

도 7은 99.9% 확인(선은 눈에 대한 가이드임)으로 충분한 보유에 필요한 기판 표면 조도 및 최소 두께 사이의 관계를 도시한다. 기판의 낮은 RMS 표면 조도, 예컨대 70 ㎛ 미만은 더 얇은 나노섬유 매트, 예컨대 적어도 EMD 밀리포어 코포레이션(미국 매사추세츠 빌레리카 소재)로부터 입수한 밀리포어 Express® SHF 필터와 같이 예컨대 1200 lmh/psi 이상의 시판되는 멸균 등급 막만큼 높은 투과성에 의해 높은 보유 확인을 갖는 100㎛의 나노섬유 매트를 달성하는데 필요하다.

실시예 4.

방사 용액은 13% 나일론 6(Uitramid® 등급 B24 NO2, 바스프 코포레이션(미국 뉴저지 플로르햄 파크 소재)으로부터 입수)을 80℃에서 아세트산과 포름산의 혼합물(2:1 중량비)과 5시간 동안 혼합하여 제조하였다. 상기 용액을 명목상 80 kV 전계하에서 6-와이어 방사 전극을 이용하여 매끈한 부직물(Hirose에 의해 공급) 또는 EMD 밀리포어 코포레이션(미국 매사추세츠 빌레리카 소재)로부터 입수한 밀리포어 Express^® SHC 필터의 프리필터 층으로 입수가능한 0.5 마이크론 등급 미세여과 막 상에 즉시 방사하였다. 선속도(방사시간)은 달리하여 나노섬유 수집 비율(도 8 참조)에서 차이를 관찰하였다.

사용 방법

본 발명에 따른 중합체성 나노섬유 여과 매질은 식품, 음료, 약제, 바이오기술, 마이크로전자, 화학처리, 수처리 및 기타 액체 처리 공업에 유용하다.

본 발명에 개시된 중합체성 나노섬유 여과 매질은 액체 샘플 또는 액체 스트림으로부터 미생물을 여과, 분리, 확인 및/또는 검출하는데 매우 효과적일 뿐만 아니라 바이러스 또는 미립자를 제거하는데 효과적이다.

본 발명에 개시된 중합체성 나노섬유 여과 매질은 인간 또는 동물 투여용의 약제 및 바이오약제 화합물과 접촉하거나 또는 그를 함유할 수 있는 용액 및 가스의 임계적 여과에 아주 효과적이다.

본 발명에 개시된 중합체성 나노섬유 여과 매질은 비제한적으로 크로마토그래피, 고압 액체 크로마토그래피(HPLC), 전기영동, 겔 여과, 샘플 원심분리, 온-라인 샘플 제조, 진단 키트 시험, 진단 시험, 고처리량 스크리닝, 친화성 결합 에세이, 액체 샘플의 정제, 유체 샘플의 성분의 크기 기본 분리, 유체 샘플의 성분의 물리적 특성 기본 분리, 유체 샘플의 성분의 화학적 특정 기본 분리, 유체 샘플의 성분의 생물학적 특성 기본 분리, 유체 샘플의 성분의 정전 특성 기본 분리, 및 그의 조합을 비롯한 액체 샘플 제조 방법과 함께 사용될 수 있다.

본 발명에 개시된 중합체성 나노섬유 여과 매질은 대형 여과 장치 또는 시스템의 성분 또는 부품일 수 있다.

키트

본 발명에 개시된 중합체성 나노섬유 여과 매질은 키트로 제공될 수 있고, 액체 샘플 또는 스트림으로부터 미생물 및 미립자를 제거하기 위해 사용될 수 있다. 상기 키트는 예를 들어 복합 여과 매질을 혼입하고 사용하기 위한 하나 이상의 액체 여과 장치 또는 지지체와 함께 본 발명에 개시된 매끈한 부직물 지지체 상에 전기방사 나노섬유 액체 여과 층을 포함하는 하나 이상의 복합 여과 매질을 포함할 수 있다.

상기 키트는 하나 이상의 대조 용액을 함유할 수 있고, 또 예컨대 시약을 제거하기 위한 또는 비특이적으로 함유되거나 또는 결합된 물질을 제거하기 위한 세척 완충액과 같은 본 발명의 실시방법에 유용한 다양한 완충액을 경우에 따라 키트에 포함할 수 있다.

다른 경우의 키트 시약은 용출 완충액을 포함한다. 완충액 각각은 용액으로서 별개 용액에 제공될 수 있다. 다르게는, 상기 완충액은 건조 형태 또는 분말 형태로 제공될 수 있고 또 사용자의 소망하는 용도에 따라서 용액으로 제조될 수 있다. 이 경우 상기 완충액은 팩킷(packet)으로 제공될 수 있다.

상기 키트는 경우에 따라 전원 공급원을 제공할 수 있고, 이 장치는 자동화될 뿐만 아니라 진공 펌프와 같은 외부 힘을 제공하는 수단이다. 상기 키트는 액체 여과 매질, 장치, 지지체 또는 기판을 함유하는 전기방사 나노섬유를 사용하기 위한 및/또는 본 발명에 따른 용도에 적합한 시약을 제조하기 위한 지시 및 본 발명을 실시하기 위한 방법을 포함할 수 있다. 본 발명의 방법을 실시하면서 또는 본 발명의 장치를 사용하면서 얻어진 데이터를 기록하고 분석하기 위한 임의의 소프트웨어도 또한 포함될 수 있다.

용어 "키트"는 예를 들어, 단일 팩케이지에서 조합된 성분 각각, 팩케이징되어 함께 시판되는 개별 성분, 또는 카탈로그(예컨대 동일 페이지 또는 카탈로그에서 이면으로 펼쳐진 면)에서 함께 제공되는 성분을 포함한다.

상기 설명은 본 발명의 바람직한 실시양태를 비롯한 본 발명을 상세하게 설명한다. 더 이상 정교하게 설명하지 않더라도, 당업자들은 상술한 설명을 이용하여 본 발명을 최대한도로 이용할 수 있을 것으로 믿는다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예는 단순히 예시적인 것이며 본 발명의 범위를 한정하지 않는다.

상기 기재는 독립적인 유용성을 갖는 복수의 개별 발명을 포함할 수 있다. 이들 본 발명 각각은 바람직한 형태로 기재되어 있지만, 본 발명에 개시되고 설명된 그의 특수한 실시양태는 제한을 의미하지 않으며, 다수의 변형이 가능하다. 본 발명의 주제는 모든 신규하고 자명하지 않은 조합을 포함하고 본 명세서에 개시된 다양한 원소, 특징, 작용 및/또는 특성의 서브조합도 포함한다. 이하의 특허청구범위는 신규하고 자명하지 않은 것으로 간주된 특정의 조합 빛 서브 조합을 특별히 지적한 것이다. 특징, 기능, 원소 및/또는 특성의 다른 조합 및 서브조합에 예시된 발명은 본 출원 또는 관련 출원에서 우선권 주장하는 출원에서 청구되어 있다. 상이한 발명 또는 동일한 발명에 관련된 이러한 특허청구범위는 원래의 특허청구범위와 비교하여 더 넓거나, 더 좁거나, 동일하거나, 또는 상이하든 여기에 개시된 본 발명의 주제에 포함된다. 배타적 특성 또는 우선권이 주장된 본 발명의 실시양태는 다음과 같이 정의된다.

Claims

a) 미생물을 함유하는 액체 샘플을 제공하는 단계,
b) 표면을 갖는 다공성 부직물 지지체 상에서 제조된 다공성 중합체성 나노섬유 층을 포함하는 전기방사 다공성 나노섬유 함유 매질을 제공하는 단계,
이때 다공성 중합체성 나노섬유 층과 면하는 다공성 부직물 지지체의 표면 상에서 다공성 부직물 지지체의 표면의 RMS(root mean square) 높이가 47㎛ 미만이고, 또 상기 다공성 나노섬유 함유 매질은 99.9% 확인으로 8보다 큰 미생물 로그 감소치(LRV: Log Reduction Value)를 가짐,
c) 미생물 보유를 결정하기 위한 표준 시험 방법을 이용하여 미생물을 함유하는 액체 샘플을 다공성 나노섬유 함유 매질을 통하여 통과시키는 단계, 및
d) 미생물을 갖지 않는 여액을 수집하는 단계를 포함하는,
액체 샘플로부터 미생물을 제거하는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 다공성 중합체성 나노섬유 층의 두께가 100 ㎛ 미만인 방법.
제1항에 있어서, 다공성 중합체성 나노섬유 층의 두께가 70 ㎛ 미만인 방법.
제1항에 있어서, 다공성 중합체성 나노섬유 층의 두께가 55 ㎛ 미만인 방법.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 다공성 중합체성 나노섬유 층이 전기방사 매트인 방법.
제1항에 있어서, 다공성 중합체성 나노섬유 층이 폴리이미드, 지방족 폴리아미드, 방향족 폴리아미드, 폴리술폰, 셀룰로오스 아세테이트, 폴리에테르 술폰, 폴리우레탄, 폴리(우레아 우레탄), 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리(에틸렌 테레프탈레이트), 폴리프로필렌, 폴리아닐린, 폴리(에틸렌 옥사이드), 폴리(에틸렌 나프탈레이트), 폴리(부틸렌 테레프탈레이트), 스티렌 부타디엔 고무, 폴리스티렌, 폴리(비닐 클로라이드), 폴리(비닐 알코올), 폴리(비닐리덴 플루오라이드), 폴리(비닐 부틸렌), 공중합체, 유도체 화합물, 또는 그의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다공성 중합체성 나노섬유 층이 지방족 폴리아미드를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 다공성 나노섬유 함유 매질이 1 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 방법.
제1항에 있어서, 다공성 나노섬유 함유 매질이 5 ㎛ 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 방법.
삭제
제1항에 있어서, 상기 다공성 부직물 지지체가 10 ㎛ 내지 1000 ㎛의 두께를 갖는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부직물 지지체가 멜트 블로우잉, 웨트-레잉(wet-laying), 스펀 본딩, 칼렌더링 또는 그의 조합에 의해 제조된 하나 이상의 층을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다공성 부직물 지지체가 열가소성 중합체, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 공중합체, 중합체 혼합물, 또는 그의 조합을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다공성 나노섬유 함유 매질이 상기 다공성 중합체성 나노섬유 층에 인접하는 다공성 물질을 더 포함하고, 또 상기 다공성 중합체성 나노섬유 층의 가장 조밀한 기공 크기가 상기 나노섬유 층에 인접하는 다공성 물질의 가장 조밀한 기공 크기보다 더 작은 방법.
제17항에 있어서, 상기 나노섬유 층에 인접하는 다공성 물질이 스펀본디드 부직물, 멜트블로운 부직물, 니들 펀칭된 부직물, 스펀레이스트 부직물, 웨트 레이드 부직물, 수지 결합된 부직물, 직물, 편직물, 종이, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 다공성 나노섬유 함유 매질이 1200 LMH/psi보다 큰 액체 투과성을 갖는 방법.
제19항에 있어서, 상기 액체 투과성이 5,000 LMH/psi 보다 큰 방법.
a) 미생물을 함유하는 액체 샘플을 제공하는 단계,
b) 표면을 갖는 다공성 부직물 지지체 상에서 제조된 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 매트를 포함하는 다공성 나노섬유 함유 매질을 제공하는 단계,
이때 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 매트와 면하는 다공성 부직물 지지체의 표면상에서 다공성 부직물 지지체의 표면의 RMS 높이가 47㎛ 미만이고, 상기 매질은 99.9% 확인으로 8 보다 큰 미생물 로그 감소치(LRV) 및 1200 LMH/psi보다 큰 액체 투과성을 가짐,
c) 다공성 나노섬유 함유 매질을 통하여 미생물을 함유하는 액체 샘플을 통과시키는 단계, 및
d) 여액을 수집하는 단계를 포함하는,
액체 샘플로부터 미생물을 제거하는 방법.
삭제
제21항에 있어서, 상기 액체 투과성이 5,000 LMH/psi 보다 큰 방법.
제21항에 있어서, 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 층의 두께가 100 ㎛ 미만인 방법.
제21항에 있어서, 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 매트가 지방족 폴리아미드를 포함하는 방법.
제21항에 있어서, 다공성 나노섬유 함유 매질이 1 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 방법.
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삭제
제21항에 있어서, 상기 다공성 부직물 지지체가 열가소성 중합체, 폴리올레핀, 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리아미드, 공중합체, 중합체 혼합물, 또는 그의 조합물을 포함하는 방법.
제21항에 있어서, 상기 다공성 부직물 지지체가 10 ㎛ 내지 1000 ㎛의 두께를 갖는 방법.
제21항에 있어서, 상기 다공성 나노섬유 함유 매질이 상기 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 매트에 인접하는 다공성 물질을 더 포함하고, 또 상기 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 매트의 가장 조밀한 기공 크기가 상기 나노섬유 매트에 인접하는 다공성 물질의 가장 조밀한 기공 크기보다 더 작은 방법.
제31항에 있어서, 상기 다공성 중합체성 전기방사 나노섬유 매트에 인접하는 다공성 물질이 스펀본디드 부직물, 멜트블로운 부직물, 니들 펀칭된 부직물, 스펀레이스트 부직물, 웨트 레이드 부직물, 수지 결합된 부직물, 직물, 편직물, 종이, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는 방법.
a. 전기방사 및 전기 블로잉으로 이루어진 군으로부터 선택된 방법에 의해 기판 상에 다공성 나노섬유 중합체성 층을 형성하는 단계,
이때 다공성 나노섬유 중합체성 층과 면하는 기판의 표면 상에서 다공성 부직물 기판의 표면의 RMS 높이가 47㎛ 미만임,
b. 상기 다공성 나노섬유 중합체성 층을 다공성 지지체 상에 퇴적시키는 단계, 및
c. 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는,
액체 샘플로부터 미생물을 제거하기 위한 다공성 나노섬유 함유 매질의 제조 방법.
제33항에 있어서, 상기 미생물이 마이코플라스마 또는 바이러스인 방법.
삭제
제33항에 있어서, 상기 다공성 나노섬유 함유 매질이 99.9% 확인으로 8보다 큰 미생물 로그 감소치(LRV) 및 1200 LMH/psi 보다 큰 액체 투과성을 갖는 방법.
제36항에 있어서, 상기 액체 투과성이 5,000 LMH/psi 보다 큰 방법.
제33항에 있어서, 상기 다공성 나노섬유 중합체성 층이 전기방사 매트인 방법.
제38항에 있어서, 상기 매트의 두께가 100㎛ 미만인 방법.
제39항에 있어서, 상기 매트가 지방족 폴리아미드를 포함하는 방법.
제33항에 있어서, 다공성 나노섬유 중합체성 층의 가장 조밀한 기공 크기가 다공성 지지체의 가장 조밀한 기공 크기보다 작은 방법.
제33항에 있어서, 다공성 지지체가 스펀본디드 부직물, 멜트블로운 부직물, 니들 펀칭된 부직물, 스펀레이스트 부직물, 웨트 레이드 부직물, 수지 결합된 부직물, 직물, 편직물, 종이, 및 그의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 층을 포함하는 방법.
제33항에 있어서, 상기 다공성 나노섬유 함유 매질이 1 ㎛ 내지 500 ㎛의 두께를 갖는 방법.
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