KR101919036B1 - 알레르겐의 비활성화를 위한 필터 매체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 산 작용화된 층(acid functionalized layer)을 포함하는 필터 매체와 관계가 있고, 상기 산 작용화된 층은 0 내지 7의 pKa1-값을 갖는 제 1 산(acid) 및 제 2 산으로서 C8-지방산 내지 C18-지방산을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

알레르겐의 비활성화를 위한 필터 매체 {FILTER MEDIUM FOR DEACTIVATING ALLERGENS}
본 발명은, 특히 기체 입자계를 여과하기 위한 필터 매체 및 상기 필터 매체를 포함하는 필터 어레인지먼트와 관계된다. 또한, 본 발명은 건물 유입 공기 필터, 차내 유입 공기 필터 및/또는 실내 공기 필터를 제조하기 위한 필터 매체의 용도와도 관련이 있다. 필터 매체 및 필터 어레인지먼트는 알레르겐의 비활성화를 위해 뛰어나게 적합하다.
알레르겐은 면역 체계의 매개하에 과민 반응을 야기하는 물질들이다. 여러 통계 자료는 알레르겐에 의해 발생한 이와 같은 과민 반응을 일으키는 인구 수가 매해 증가한다는 것을 보여준다. 예를 들어 꽃가루(pollen)와 같은 다수의 알레르겐은 공기를 통해 전달되는데, 이는 특히 이와 같은 알레르겐에 특히 민감하게 반응하는 천식 환자에게 문제가 된다. 천식 환자의 수도 매해 증가하며, 이는 상기 상황을 추가적으로 악화시킨다.
그에 따라, 알레르겐을 공기로부터 제거하고, 바람직하게는 중화시킬 수 있는 필터 재료들의 필요성이 점차 증가한다.
실제로, 필터 매체상에 증착된 물질들, 특히 나무 꽃가루 또는 집 먼지 진드기 배설물의 알레르기 발생 가능성을 감소시키기 위해 다가 페놀(polyphenols)이 빈번히 고려된다. 이와 같은 방식으로, EP2879776(A1)에는 특히 무두질제(tanning agent)의 그룹으로부터 선택된 다가 페놀, 특히 필터 매체 내 유기 타닌산을 포함하는 알레르겐 비활성제의 용도가 공지되어 있다. 그러나 다가 페놀은 예를 들어 필터 상에서, 더 긴 시간 범위에 걸쳐서 비교적 낮은 항알레르기 가능성(antiallergenic potential)을 갖는다는 단점이 있다: 말하자면 2차 식물성 물질로서 다가 페놀은 대부분 친수성을 갖고, 따라서 노화 공정(큰 온도 변동 및 습기 변동)에 의해 필터 사용 시간에 걸쳐서 감소하거나 씻겨 없어질 수 있다.
US2013/0183879 A1에는 필터 매체 내에 방향족 술폰산 유도체를 함유하는 알레르겐 비활성제의 용도가 기술되어 있다. 보조제로는 유기산이 언급된다. 방향족 술폰산 유도체는 일반적으로 항균 작용한다. 그러나 이와 같은 물질들의 단점은 내성이 형성될 수 있다는 것이다.
본 발명의 과제는, 위에 언급된 문제들을 적어도 부분적으로 해결하고, 추가로 긴 시간 범위에 걸쳐서, 예를 들어 필터 사용 시간에 걸쳐서 알레르겐을 공기로부터 효과적으로 제거하고 중화시킬 수 있는 필터 매체를 제공하는 것이다. 그 밖에, 상기 필터 매체는 살균 효과를 가져야 하고, 그럼으로써 긴 시간 범위에 대해 위생적이고 악취 없이 유지되어야 한다.
이와 같은 과제는 적어도 하나의 산 작용화된 층(acid functionalized layer)을 포함하는 필터 매체, 특히 기체 입자계를 여과하기 위한 매체에 의해 해결되며, 상기 산 작용화된 층은 0 내지 7, 바람직하게는 1 내지 5, 더 바람직하게는 2 내지 4 및 특히 2.5 내지 3.5의 pKa1-값을 갖는 제 1 산(acid) 및 제 2 산으로서 C8-지방산 내지 C18-지방산을 포함한다.
본 발명에 따라, 0 내지 7의 pKa1-값을 갖는 산과 C8-지방산 내지 C18-지방산을 갖는 산의 조합물이 필터 매체에 알레르겐의 비활성화를 위한 높은 효율을 제공할 수 있다는 사실이 확인되었다. 이와 같은 사실은 놀라운데, 그 이유는 지방산이 자체 오일 특성으로 인해 항알레르기 산들의 활성화를 차단할 수 있다고 여겨졌기 때문이다. 실제 실험에서는 실제로, 필터 매체상에 제공된 이와 같은 산들의 비활성화 작용의 감소가 확인되었지만, 추측한 것보다 현저히 낮은 정도로만 확인되었다. 본 발명에 따라 한 가지 매커니즘에 고정될 필요 없이, 오일 물질로서 지방산이 필터 매체상에 알레르겐의 증착 및 고정을 개선함으로써 항알레르기 산들의 차단이 적어도 부분적으로 보상되는 방식으로, 2가지 산 종류(acid class)가 상승작용한다고 여겨진다.
그 밖에, 알레르겐의 비활성화가 놀랍도록 긴 시간 범위에 대해 유지될 수 있다는 사실이 확인되었다. 이와 같은 방식으로 실제 (가상) 실험에서, C8-지방산 내지 C18-지방산을 첨가함으로써, 가상의 노화 공정(예컨대 큰 온도 변동 및 습기 변동)으로 인해 항알레르기 작용하는 제 1 산이 씻겨 없어짐으로써 야기되는 알레르겐-비활성화 작용의 감소가 방지될 수 있다는 사실이 확인되었다.
그 밖에 놀랍게도, 본 발명에 따라 사용된 제 1 산이 건조 공정 이후에도 필터 매체 내에서 높은 이용 가능성을 갖는다는 사실이 확인되었다. 이와 같은 사실은, 필터 매체 제조의 건고 공정시 그 알레르겐-비활성화 작용이 부분적으로 상실될 수 있는 다가 페놀과 비교하여 큰 장점으로 작용한다.
제 1 산으로는 0 내지 7, 바람직하게는 1 내지 5, 더 바람직하게는 2 내지 4 및 특히 2.5 내지 3.5의 pKa1-값을 갖는 다양한 산들이 선택될 수 있다. 이 경우, pKa-값은 산 기반 적정 공정(acid based titration)에 의해 결정될 수 있다.
본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 따르면, 제 1 산은 물에 용해되는 산 내지 물에 매우 쉽게 용해되는 산이다. 그럼으로써 활성 성분의 높은 이용 가능성이 보장될 수 있다.
바람직하게 수성 용액 또는 알코올 용액 내의 제 1 산이 작용화될 층상에 제공된다. 이와 같은 공정은 특히 간단하게 수행된다.
과일산(fruit acid), 바람직하게는 말산, 푸마르산, 글루콘산, 글리콜산, 만델산, 젖산, 옥살산, 살리실산, α-하이드록시카프릴산, 타타르산, 시트르산 및 상기 산들의 혼합물이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 본 발명에 따라, 시트르산의 용도가 특히 바람직하다.
기본적으로, 제 1 산 및 제 2 산을 동일한 화합물로 간주할 수 있다. 그러나 본 발명에 따라 바람직하게 상기 제 1 산 및 제 2 산은 상이한 화합물이다.
제 2 산으로는 바람직하게 다양한 지방산들 또는 다양한 지방산들의 혼합물이 사용될 수 있다. 지방산은 대부분 분기되지 않은 탄소 사슬을 갖는 지방족 모노카르복실산이다. 본 발명에 따라, C8-지방산 내지 C18-지방산, C8-지방산 내지 C16-지방산, C12-지방산 내지 C14-지방산, C8-지방산, C10-지방산, C12-지방산 및 상기 지방산들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 지방산들이 특히 적합한 것으로 입증되었다. 바람직하게 지방산은 분기되지 않은 탄소 사슬을 갖는다. 지방산은 포화 지방산 또는 불포화 지방산일 수 있거나, 또는 포화 지방산과 불포화 지방산의 혼합물을 포함할 수 있다. 본 발명에 따라, 1개 내지 5개의 이중 결합을 갖는 포화 지방산 및/또는 불포화 지방산이 바람직하다.
카프릴산, 펠라곤산, 카프르산, 운데실산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산 및/또는 상기 산들의 혼합물이 제 2 산으로서 특히 효과적인 것으로 입증되었다.
마찬가지로, 지방산 유도체, 특히 기능성 잔기로서 하이드록시기를 함유하는 지방산, 그리고 지방산 에스테르, 지방산 아미드, 특히 올레산 아미드 및 스테아르산 아미드 및/또는 상기 지방산들의 혼합물이 적합하다.
보통의 지방산의 분자들은 16개 또는 18개의 탄소 원자를 포함한다. 따라서 이와 같은 지방산은 특히 비용 저렴하다. 추가로 이와 같은 지방산의 소디움 염 및 포타슘 염은 계면활성제로서 기능하기에 바람직하다.
본 발명에 따라, 물에 적게 용해되는 C8-지방산 내지 C18-지방산 내지 실질적으로 용해되지 않는 C8-지방산 내지 C18-지방산이 제 2 산으로서 특히 적합하다.
본 발명에 따라, 라우르산이 바람직하다. 라우르산은 매우 순한 항균성 물질이기 때문에, 적용시 강한 통제를 받지 않는다. 그럼에도 불구하고 라우르산은 본 발명에 따른 필터 매체에서 매우 충분한 살균 작용을 나타낸다.
본 발명에 따라, 라우르산과 시트르산으로 이루어진 조합물이 특히 바람직하다. 실제의 실험에서, 이와 같은 조합물이 긴 시간 범위에 대해, 바람직하게는 필터의 총 사용 시간에 걸쳐서 필터 매체에 뛰어난 항알레르기 작용 및 항균 작용을 제공할 수 있다는 사실이 확인될 수 있었다. 또한, 2가지 화합물은 우수한 환경 적합성(environmental compatibility)을 나타내고, 자체 가공시 작업 보호에 대한 특수한 요구 조건을 요구하지 않는다.
산 작용화된 층 내에서 제 1 산 대 제 2 산의 비율은 필터 매체의 기대하는 효율에 따라서 설정될 수 있다. 특히 10,000:1 내지 1:1, 바람직하게는 1000:1 내지 2:1, 더 바람직하게는 100:1 내지 5:1의 범위 내의 비율이 적합한 것으로 입증되었다.
또한, 산 작용화된 층 내에서 제 1 산의 비율 및 제 2 산의 비율도 필터 매체의 기대하는 효율에 따라서 설정될 수 있다. 각각 산 작용화된 층의 중량을 기준으로, 특히 산 작용화된 층 내에서 제 1 산의 비율을 0.1중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 2중량% 내지 24중량%, 더 바람직하게는 6중량% 내지 18중량%, 더 바람직하게는 7중량% 내지 15중량% 그리고 특히 8중량% 내지 12중량%로 결정하고, 그리고/또는 산 작용화된 층 내에서 제 2 산의 비율을 10중량% 미만, 바람직하게는 0.01중량% 내지 5중량%, 더 바람직하게는 0.02중량% 내지 1중량%, 더 바람직하게는 0.04중량% 내지 0.6중량% 그리고 특히 0.08중량% 내지 0.12중량%로 결정하는 것이 적합한 것으로 입증되었다. 지방산 농도가 더 높은 경우, 제 1 산의 항알레르기 작용이 강하게 감소한다는 사실이 확인되었다.
또한, 실제의 실험에서는 비교적 낮은 비율의 지방산을 갖는 본 발명에 따른 필터 매체가 이미 살균 작용과 함께 알레르기 물질의 뛰어난 비활성화를 나타낸다는 사실이 확인되었다.
작용화될 층에 제 1 산 및 제 2 산을 제공하는 것은, 함침 공정(impregnating) 및/또는 코팅 공정, 예컨대 패딩 공정(padding), 분사 공정(spraying) 및/또는 침지 공정(dipping)과 같이, 당업자에게 공지된 다양한 방식으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 방식으로 작용화될 층에는 간단한 방식으로 제 1 산 및 제 2 산을 함유하는 용액 및/또는 현탁액이 함침 및/또는 코팅될 수 있다. 마찬가지로, 제 1 산 및 제 2 산을 함유하는 결합제, 예컨대 열가소성 결합제로 이루어진 혼합물에 의한 층의 함침 공정 및/또는 코팅 공정도 고려할 수 있다.
산 작용화된 층을 위한 캐리어 재료로는 바람직하게 부직포, 직물, 편성포 및/또는 종이가 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 특히 바람직한 일 실시 형태는 함침된 그리고/또는 코팅된 부직포로서, 함침된 그리고/또는 코팅된 직물, 편성포 및/또는 종이로서 산 작용화된 층의 형성 예를 포함한다. 이 경우, 부직포의 용도가 본 발명에 따라 특히 바람직하다.
본 발명의 특히 바람직한 일 실시 형태에서 필터 매체의 제조시 작용화될 층은 제 2 산의 제공 이전에 그리고/또는 제 2 산의 제공과 동시에, 표면 활성제로서 경계면 활성 물질, 바람직하게 표면 활성제로서 하나 또는 다수의 비이온 계면 활성제, 더 바람직하게는 에톡시화 소르비탄 지방산 에스테르(폴리소르베이트)에 의해 가공된다. 예를 들어 E432, E434, E435 및 E436과 같이, 2008년 12월 16일자 유럽 입회 및 의회의 규정(EC) No. 1333/2008에 기초하여 유럽 연합 내에서 식품 첨가물로서 허용된 폴리소르베이트가 특히 바람직하다. 마찬가지로, 폴리소르베이트 80(E433)과 같이, 제약 산업에서 바이러스 불활화(virus inactivation)를 위해 사용되는 폴리소르베이트가 바람직하다. 그럼으로써 필터 매체에 추가 기능이 제공될 수 있다. 표면 활성제 사용에서 장점은 제 1 산 및/또는 제 2 산이 작용화될 층상에 특히 우수하게 고정될 수 있다는 것이다. 이는 알레르겐의 우수한 부동화 및 비활성화를 구현한다. 심한 악취의 활성 물질 사용과 관련하여 경계면 활성 물질은, 이와 같은 활성 물질의 부동화에 의해 악취의 발생도 감소할 수 있다는 추가 장점을 제공한다.
그 밖에, 필터 매체는 폴리페놀, 특히 플라보노이드, 페놀산, 폴리하이드록시페놀, 안토시아닌, 프로안토시아니딘, 벤조산 유도체 및 스틸벤 유도체와 같은 알레르겐을 제거하는 추가 화합물들, 바람직하게는 예를 들어 석류나무, 은행나무 또는 포도씨 가루 내에 존재하는 식물성 2차 물질과 같은 천연 물질 및/또는 상기 물질들의 혼합물을 함유할 수 있다. 이 경우, 이와 같은 화합물들은 각각 필터 매체의 전체 중량을 기준으로 바람직하게 2% 내지 20%의 양으로 존재한다.
필터 매체는 살균성 활성 물질을 함유할 수도 있다. 이를 위해 산 작용화된 층은 지방산의 제공 이전에 그리고/또는 지방산의 제공과 동시에 살균 물질, 바람직하게는 특히 2-옥틸 2H 이소티아졸-3-온과 같은 트리아졸 및/또는 금속 그리고 금속 화합물, 예컨대 아연-피레티온에 의해 가공될 수 있다.
필터 매체는 단층으로 또는 다층으로 존재할 수 있다.
본 발명에 따른 필터 매체는 필터, 특히 건물 유입 공기 필터, 차내 유입 공기 필터 및/또는 실내 공기 필터를 제조하기 위해 뛰어나게 적합하다.
본 발명의 추가의 대상은 위에 기술된 필터 매체를 포함하는 필터 어레인지먼트이다. 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 필터 어레인지먼트는 입자 필터 작용 영역 및/또는 흡수 작용 영역을 포함하고, 이때 필터 매체는 이와 같은 영역들 중 하나의 영역에 포함되어 있거나, 또는 2개의 영역 모두에 포함될 수 있다.
본 발명의 특히 바람직한 일 형성 예에서 필터 어레인지먼트는 다음의 구성 부품들:
A) 입자 필터 캐리어층 및 상기 입자 필터 캐리어층 상에 배치된 마이크로파이버 층(microfiber layer) 및/또는 막 필터층(membrane filter layer), 경우에 따라 상기 입자 필터 캐리어층을 등지는 상기 마이크로파이버 층의 측면 및/또는 상기 막 필터층의 측면상에 배치된 커버층을 포함하는 입자 필터 작용 영역 및/또는
B) 흡착층 및 상기 흡착층 상에 배치된 흡착 캐리어층을 포함하는 흡수 작용 영역
을 포함하며, 이때 입자 필터 캐리어층, 마이크로파이버 층, 막 필터층, 커버층, 흡착층 및 흡착 캐리어층 중에서 선택된 적어도 하나의 층은 위에 기술된 필터 매체에 의해 형성되어 있다.
본 발명에 따라 "입자 필터 캐리어층"은, 마이크로파이버 층 및/또는 막 필터층을 위한 캐리어층으로서 이용될 수 있는 층으로 이해된다.
본 발명에 따라 "막 필터층"은, 투과성 막을 나타내는 층으로 이해된다.
본 발명에 따라 "커버층"은, 마이크로파이버 층 및/또는 막 필터층의 커버 및 보호를 위해 이용될 수 있는 층으로 이해된다.
본 발명에 따라 흡착층은, 흡착제를 포함하는 층으로 이해된다. 이와 같은 흡착제는 바람직하게 활성탄 입자, 제올라이트, 이온 교환체 및 상기 물질들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된다. 바람직하게 흡착층 내에 상기 흡착제의 배치 공정은 흡착 캐리어층 상에서 관류 가능한 고정상(fixed bed)으로서 통계적으로 불규칙적으로 이루어진다.
본 발명에 따라, 흡착 캐리어층은 흡착층을 위한 캐리어층으로서 이용될 수 있는 층으로 이해된다.
필터 어레인지먼트의 흡착 작용 영역은 구조적으로 결정된 흡착제의 배치로 이루어질 수 있는데, 예를 들어 관류 가능한 하니콤 몸체(honeycomb)로 규정된 셀 구조로 이루어질 수 있고, 그리고/또는 흡착층의 기계적 안정화를 위해 구조적으로 규정된 캐리어 구조의 사용에 의해 이루어질 수 있다.
필터 어레인지먼트가 오로지 입자 필터 작용 영역만을 포함하거나, 또는 오로지 흡수 작용 영역만을 포함하는 경우를 고려할 수 있다. 그러나 바람직하게 필터 어레인지먼트는 입자 필터 작용 영역뿐만 아니라 흡수 작용 영역도 포함하는데, 그 이유는 그럼으로써 특히 효과적인 필터 어레인지먼트를 얻을 수 있기 때문이다. 이와 같은 경우, 바람직하게 흡착층이 입자 필터 캐리어층을 등지는 마이크로파이버 층, 막 필터층 또는 커버층의 측면상에 배치되도록 상기 2개의 영역이 배치된다. 그 밖에, 필터 어레인지먼트는 사용중에 바람직하게, 흐름 방향을 기준으로 입자 필터 작용 영역이 흡수 작용 영역 앞에 연결되도록 배치된다. 그럼으로써 흡수 작용 영역 내에 존재하는 활성 물질들, 예컨대 제 1 산 및 제 2 산이 유입 공기의 불순 입자의 제공으로부터 보호될 수 있다.
본 발명에 따라, 입자 필터 캐리어층, 마이크로파이버 층, 막 필터층, 커버층, 흡착층 및 흡착 캐리어층으로부터 선택된 적어도 하나의 층은 위에 기술된 필터 매체에 의해 형성되어 있고, 그에 따라 제 1 산과 제 2 산으로 이루어진 본 발명에 따른 조합물을 포함한다. 이 경우, 앞서 기술된 필터 매체의 특수한 형성 예들은 필터 어레인지먼트의 각각 상응하는 층들에 적용될 수 있다. 기본적으로 필터 어레인지먼트의 단 하나의 층 또는 다양한 층들이 제 1 산과 제 2 산으로 이루어진 본 발명에 따른 조합물을 포함할 수 있다.
제 1 산 및 제 2 산을 입자 필터 캐리어층 내에 주입하는 것의 장점은, 이와 같은 입자 필터 캐리어층이 통상적으로 필터 어레인지먼트의 제 1 층으로서 공기 흐름을 향해 있고, 그에 따라 공기 흐름의 알레르겐 함유 입자 및 먼지가 필터 어레인지먼트의 더 깊이 놓인 층들 내에 침투하기 이전에 비활성화될 수 있다는 것이다.
본 발명의 바람직한 일 실시 형태에서 제 1 산 및 제 2 산은 커버층 내에 함유되어 있다. 이와 같은 실시 형태에서의 장점은, 필터 어레인지먼트 내에서 앞쪽에 지지된 층들이 자체 필터 기술적인 특성들과 관련하여 영향을 받지 않는다는 것이다. 그 밖에, 본 실시 형태에서도 제 1 산 및 제 2 산이 유입 공기의 불순 입자의 제공으로부터 보호될 수 있다. 그러나 이와 같은 어레인지먼트는, 제 1 산 및 제 2 산이 입자 필터 캐리어층 내에도 존재하지 않고, 마이크로파이버 층 또는 막 필터층 내에도 존재하지 않는 경우에 더 바람직할 수 있다.
제 1 산 및 제 2 산을 흡착층 내에 주입하는 것의 장점은, (대략 1000㎟/g의 활성탄 사용시) 흡착층들이 일반적으로 높은 비표면(specific surface)을 제공하고, 따라서 알레르겐 비활성화를 위해 큰 반응성 표면적이 이용 가능하다는 것이다. 그 밖에, 본 실시 형태에서도 제 1 산 및 제 2 산이 입자 필터 작용 영역 또는 흡착 캐리어층에 의해 유입 공기의 불순 입자의 제공으로부터 보호될 수 있다.
제 1 산 및 제 2 산을 흡착 캐리어층 내에 주입하는 것의 장점은, 필터 어레인지먼트 내에서 앞쪽에 지지된 층들이 자체 필터 기술적인 특성들과 관련하여, 상기 제 1 산 및 제 2 산이 흡착 캐리어층 내에 주입되는 것에 의해 영향을 받지 않는다는 것이다. 그 밖에, 제 1 산 및 제 2 산은 입자 필터 작용 영역에 의해 유입 공기의 불순 입자의 제공으로부터 보호될 수 있다.
본 발명에 따라 특히 바람직한 일 실시 형태에서 필터 어레인지먼트는 흐름 방향을 기준으로 다음의 구조를 갖는다: 입자 필터 캐리어층, 마이크로파이버 층, 흡착층 및 흡착 캐리어층. 이 경우, 상기 입자 필터 캐리어층은 사용중에 바람직하게 공기 흐름을 향하도록 배치되어 있다.
이미 위에 설명된 바와 같이, 입자 필터 캐리어층, 마이크로파이버 층, 막 필터층, 커버층 및 흡착 캐리어층의 캐리어 재료는 바람직하게 부직포, 직물, 편성포 및/또는 종이일 수 있다.
또한, 각각 필터 어레인지먼트의 전체 중량을 기준으로, 필터 어레인저먼트 내에서 제 1 산의 비율을 0.003중량% 내지 30중량%, 바람직하게는 0.1중량% 내지 24중량%, 더 바람직하게는 0.2중량% 내지 18중량%, 더 바람직하게는 0.25중량% 내지 15중량% 및 특히 0.3중량% 내지 12중량%로 결정하고, 그리고/또는 필터 어레인지먼트 내에서 제 2 산의 비율을 0.0001중량% 내지 10중량%, 더 바람직하게는 0.0003중량% 내지 5중량%, 더 바람직하게는 0.0006중량% 내지 1중량%, 더 바람직하게는 0.001중량% 내지 0.6중량% 및 특히 0.003중량% 내지 0.12중량%로 결정하는 것이 적합한 것으로 입증되었다.
본 발명의 바람직한 형성 예에서 흡착 캐리어층 및/또는 입자 필터 캐리어층은, 바람직하게 20 내지 70㎛, 바람직하게는 20 내지 50㎛, 특히 20 내지 50㎛의 범위 내에 평균 섬유 지름을 갖는 스펀본드 부직포(spun-bonded fabric) 및/또는 5 내지 60㎛, 바람직하게는 10 내지 50㎛, 특히 10 내지 35㎛의 평균 섬유 지름을 갖고/갖거나 10 내지 100㎜, 바람직하게는 30 내지 80㎜의 평균 섬유 길이를 갖는 스테이플 파이버 부직포(staple fiber fabric)로부터 선택된 부직포를 포함한다. 추가로 바람직하게 마이크로파이버 층 및/또는 막 필터층은, 바람직하게 1㎛ 내지 10㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 멜트블로운 부직포(melt blown fabric)로부터 선택된 부직포를 포함한다. 추가로 바람직하게 커버층은, 바람직하게 20 내지 60㎛의 범위 내에 평균 섬유 지름을 갖는 스펀본드 부직포 및/또는 10 내지 50㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 스테이플 파이버 부직포로부터 선택된 부직포를 포함한다.
본 발명에 따른 특히 바람직한 일 실시 형태는 위에 기술된 바와 같이, 제 1 산 및 제 2 산이 함침된 그리고/또는 코팅된 부직포로서 흡착 캐리어층, 입자 필터 캐리어층, 마이크로파이버 층, 막 필터층 및/또는 커버층의 형성 예를 포함한다.
본 발명에 따른 필터 매체 및 필터 어레인지먼트는 건물 유입 공기, 차내 유입 공기 및/또는 실내 공기를 필터링하기 위해, 그리고 이 중에서 특히 차내 유입 공기를 필터링하기 위해 뛰어나게 적합하다.
도 1은 흡수 작용 영역(1) 및 입자 필터 작용 영역(2)을 구비한 본 발명에 따른 필터 어레인지먼트이다. 본 도면에서 상기 입자 필터 작용 영역(2)은 라우르산 및 시트르산이 함침된 입자 필터 캐리어층(1a)을 포함한다.
도 2는 흡수 작용 영역(1) 및 입자 필터 작용 영역(2)을 구비한 본 발명에 따른 추가 일 필터 어레인지먼트이다. 본 도면에서 상기 입자 필터 작용 영역(2)은 라우르산 및 시트르산이 함침된 커버층(1c)을 포함한다.
도면 설명
도 1은,
A) 입자 필터 캐리어층(1a) 및 상기 입자 필터 캐리어층(1a) 상에 배치된 마이크로파이버 층(1b), 그리고
B) 상기 입자 필터 캐리어층(1a)을 등지는 상기 마이크로파이버 층(1b)의 측면 상에 배치된 흡착층(2a) 및 상기 마이크로파이버 층(1b)을 등지는 상기 흡착층(2a)의 측면 상에 배치된 흡착 캐리어층(2b)을 포함하는 흡수 작용 영역(2)을 포함하는 입자 필터 작용 영역(1)을 구비한 본 발명에 따른 필터 어레인지먼트를 도시한다.
이와 같은 형성 예에서 상기 입자 필터 캐리어층(1a)은 라우르산 및 시트르산이 함침된 부직포로서 형성되어 있다.
도 2는,
A) 입자 필터 캐리어층(1a), 상기 입자 필터 캐리어층(1a) 상에 배치된 마이크로파이버 층(1b) 및 상기 입자 필터 캐리어층(1a)을 등지는 상기 마이크로파이버 층(1b)의 측면 상에 배치된 커버층(1c), 그리고
B) 상기 마이크로파이버 층(1b)을 등지는 상기 커버층(1c)의 측면 상에 배치된 흡착층(2a) 및 상기 커버층(1c)을 등지는 상기 흡착층(2a)의 측면 상에 배치된 흡착 캐리어층(2b)을 포함하는 흡수 작용 영역(2)을 포함하는 입자 필터 작용 영역(1)을 구비한 본 발명에 따른 필터 어레인지먼트를 도시한다.
이와 같은 형성 예에서 흡착 캐리어층(2b)은 라우르산 및 시트르산이 함침된 부직포로서 형성되어 있다.
측정 방법:
pKa -값 측정
본 발명에서 pKa-값은 산 기반 적정 공정에 의해 얻은 적정 곡선을 평가함으로써 결정될 수 있다(정량 분석 교본, Daniel C. Harris저, 2014년 Springer 출판).
산의 수용도 분류
본 발명에서 수용도의 언어적 분류는 유럽 약전(European Pharmacopoeia)(공식 독일어판, 개정판 8, 부록 3)에 기초하여 이루어진다.
Figure 112016106334008-pat00001
이 경우, 신화학물질관리정책(REACH)의 유럽 입회 및 의회의 규정(EC) No. 1907/2006에 따른 검사 방법을 결정하기 위해 용해성 측정은 2008년 5월 30일자 의회의 규정(EC) No. 440/2008에 따라 이루어진다.
파트 A: 물리 화학적 특성들을 결정하기 위한 방법
A.6. 수용도
예비 실험
표본(고체 물질들은 미분되어야 함)의 대략 0.1g이 유리 마개에 의해 폐쇄 가능한 10ml-측정 실린더 내에 주어졌다. 표에 따르면, 비율에 따라 증류된 상온의 물이 첨가되었다.
Figure 112016106334008-pat00002
표 내에 제시된 물의 양이 추가된 다음에 혼합물이 10분 동안 강하게 교반되었고, 육안으로 용해되지 않은 입자가 확인되었다. 10ml의 물이 첨가된 이후에 표본 또는 표본의 입자들이 용해되지 않고 남아 있으면, 상기 실험은 100ml-측정 실린더에서 더 많은 양의 물에 의해 반복된다. 물질의 분해를 위해 필요한 시간은 낮은 수용도에서 현저히 더 길 수 있다(24시간까지). 대략적인 수용도는 표 내에 제시되어 있는데, 말하자면 표본의 완전한 분해를 위해 필요한 물 용량으로 제시되어 있다. 물질이 아직도 완전히 용해되지 않았으면, 실험은 24시간보다 더 오래(최장 96시간까지) 실시되거나, 칼럼 용리 방법(column elution method)이 이용되어야 하는지, 또는 플라스크 용해 방법(flask solubility method)이 이용되어야 하는지 결정하기 위해 물질이 추가로 희석되어야 한다.
(후속하여 기술되는 2개의) 검사 방법은 전체 수용도 분야를 포함하지만, 휘발성 물질들에는 적합하지 않다:
물 내에서 안정적인, 실질적으로 낮은 수용도(＜10-2g/l)의 순물질을 위한 검사 방법; 이와 같은 방법은 "칼럼 용리 방법"으로 언급된다.
물 내에서 안정적인, 실질적으로 더 높은 수용도(＞10-2g/l)의 순물질을 위해 적합한 다른 검사 방법; 이와 같은 방법은 "플라스크 용해 방법"으로 언급된다.
방법에 대한 설명:
검사 조건
검사는 바람직하게 20℃±0.5℃에서 실시된다. ＞3%/℃의 온도에 따른 수용도가 제공되는 경우, 본래 선택된 온도보다 적어도 10℃ 아래 또는 위에 놓인 2개의 추가 온도에서 마찬가지로 측정이 이루어진다. 이와 같은 경우, 온도 안정성은 ±0.1℃에 놓여야 한다. 선택된 온도는 장치의 주요 부품들에서 일정하게 유지되어야 한다.
예시
다음에서 본 발명은 (발명을) 제한하지 않는 다수의 예시를 참조하여 더 상세하게 설명된다:
예시들에서 ELISA(Enzyme-Linked Immuno-Sorbent Assay: 효소결합면역흡착검사)가 특정 알레르겐과 관련하여, 다양한 활성 물질 조성물들의 비활성화 가능성을 측정하기 위한 방법으로서 사용된다.
상기 ELISA-방법은 항원-항체 반응으로 인한 색상 변화를 측정함으로써 알레르겐 농도를 측정할 수 있다.
각각의 예시는 특정한 알레르겐을 위해 본 발명에 따라 언급된 활성 물질이 상이한 중량비로 사용되는 실험들을 기초로 한다.
1. 표본 준비
폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡ 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스(carrier fleece)에 알레르겐 비활성화 작용하도록 라우르산 및 시트르산으로 이루어진 혼합물이 제공된다. 이 경우, 캐리어 플리스의 알레르겐 비활성화 도핑은 수성 용액 내의 활성 물질 혼합물을 상기 캐리어 플리스에 제공함으로써, 그리고 후속하여 분석용 표본을 얻기 위해 이와 같이 (산이) 제공된 부직포를 건조함으로써 이루어진다.
테스트에 사용된 표본의 크기는 10㎜×10㎜이다.
1.1 항원 함유 초기 용액(initial solution)의 제조
사용된 알레르겐 소스(allergen source) 및 검사할 항원:
a) 집먼지 진드기 알레르겐: 배설물의 Der p1 항원
b) 자작나무 꽃가루 알레르겐: 꽃가루의 Bet v1 항원
알레르곤 AB(社), 스웨덴, 앵엘홀름의 알레르겐 소스가 사용된다. 규정된 초기 농도의 테스트용 알레르겐 용액을 준비하기 위해, 각각의 알레르겐 소스를 ELISA-키트(kit) 제조사인 Indoor Biotechnoligies Inc., 미국, 샬롯트빌의 규정에 따라 PBS-완충액 내에 분해함으로써, 규정된 초기 항원 함량의 테스트용 알레르겐 용액을 제조한다. 다른 시약들은 ELISA-키트 제조사 매뉴얼의 지시 사항에 따라 사용된다.
1.2 필터 매체의 알레르겐 비활성화 효과 검사
10㎜×10㎜ 크기의 부분들로 절단된 각각의 표본이 25℃에서 공지된 초기 항원 농도의 300μl의 알레르겐 용액 내에 1시간 동안 침지 처리(soaking)되었다.
ELISA-테스트 키트는 모든 항원에 사용된다.
1시간의 침지 처리 이후에 100μl의 용액(상청액)이 항체에 의해 코팅된 96웰-마이크로플레이트(microplate) 내로 피펫팅(pipetting)되었다.
상기 마이크로플레이트의 흡수율은 ELISA-키트 제조자의 규정에 상응하게 405㎚의 파장에서 마이크로플레이트 판독기의 사용하에 검출되고, 그에 따라 각각의 표본의 알레르겐 농도(항원 함량)가 결정된다.
1.3 테스트 결과의 측정
알레르겐 비활성화 효과를 결정하기 위해, 표본 반응성 용액의 항원 농도는 ELISA-키트 제조사의 규정에 상응하게 405㎚의 파장에서 마이크로플레이트 판독기의 사용하에 검출된다.
Figure 112016106334008-pat00003
이 경우, 초기 농도 및 표본의 측정된 알레르겐 농도는 ng/ml 단위의 항원-특정 농도에 상응한다.
2. 종류 및 농도에 따른 과일산의 면역 효과 검사
다양한 과일산의 알레르겐 제거 효율(자작나무 알레르겐; Bet v1 항원)이 검사되었다. 이 경우, 초기 농도는 303ng/ml의 Bet v1 항원 첨가물에 상응한다.
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 상이한 농도의 시트르산 또는 말산이 제공되었다. 그 결과, 재료 1로서 10중량%의 시트르산이 제공된 필터 매체, 재료 3으로서 1중량%의 시트르산이 제공된 필터 매체, 재료 4로서 10중량%의 말산이 제공된 필터 매체 및 재료 5로서 1중량%의 말산이 제공된 필터 매체를 얻는다.
그 결과는 다음 표에 나타나 있다:
재료
 항원 첨가물 효율
재료 1
 303ng/ml의 Bet v1 81%
재료 3
 303ng/ml의 Bet v1 10%
재료 4
 303ng/ml의 Bet v1 83%
재료 5
 303ng/ml의 Bet v1 15%
시트르산 및 말산이 높은 알레르겐 제거 효과를 갖는다는 것을 확인할 수 있는데, 상기 알레르겐 제거 효과는 농도가 증가함에 따라 높아진다. 놀랍게도, 산들은 건조 상태에서도 활성화 상태로 존재하며, 이는 산들의 높은 안정성을 입증한다.
3. ELISA-검사: 지방산 및 추가의 알레르겐 제거 물질들과 조합된 과일산
자방산과 조합된 다양한 과일산의 알레르겐 제거 효율(진드기 배설물 알레르겐; Der p1 항원)이 검사되었다. 이 경우, 초기 농도는 232ng/ml의 Der p1 항원 첨가물에 상응한다.
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 상이한 농도의 시트르산, 라우르산, 세제 트윈80(tween80) 및 포도씨 가루가 제공되었다. 그 결과, 재료 6으로서 5중량%의 시트르산이 제공된 필터 매체, 재료 7로서 5중량%의 시트르산 및 5중량%의 라우르산이 제공된 필터 매체, 재료 8로서 5중량%의 시트르산, 5중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체, 재료 9로서 5중량%의 시트르산, 5중량%의 라우르산, 0.5중량%의 트윈80 및 10중량%의 포도씨 가루가 제공된 필터 매체를 얻는다.
그 결과는 표 2에 나타나 있다.
재료
 항원 첨가물 효율
재료 6
 232ng/ml의 Der p1 68%
재료 7
 232ng/ml의 Der p1 42%
재료 8
 232ng/ml의 Der p1 11%
재료 9
 232ng/ml의 Der p1 21%
상기 결과들은 지방산을 첨가함으로써 과일산의 이용 가능성이 감소하지만 충분한 효율이 유지된다는 것을 보여준다. 비교적 높은 농도의 세제 트윈80을 첨가함으로써, 기대하는 바와 같이 과일산의 이용 가능성이 감소하지만, 이는 완전한 비활성화를 야기하지는 않는다.
폴리페놀을 첨가함으로써, 예를 들어 플라보노이드, 페놀산, 폴리하이드록시페놀, 안토시아닌, 프로안토시아니딘으로 이루어진 혼합물 및 벤조산 유도체 및 스틸벤 유도체, 예를 들어 포도씨 가루와 같은 천연 물질을 첨가함으로써, 알레르겐 제거 효과가 강화될 수 있다.
4. ELISA-검사: 활성 물질 조합물의 최적화
최적화된 활성 물질 조합물들의 알레르겐 제거 효율(진드기 배설물 알레르겐; Der p1 항원)이 검사되었다. 이 경우, 초기 농도는 148ng/ml의 Der p1 항원 첨가물에 상응한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 시트르산의 농도가 5중량% 이상, 본 도면에서는 10중량%일 경우에 시트르산의 특히 우수한 면역 효과를 얻을 수 있다. 마찬가지로, 라우르산이 각각 산 작용화된 층의 중량을 기준으로, 10중량% 미만, 바람직하게는 0.01중량% 내지 1중량%의 양으로 존재하는 경우가 바람직하다.
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 최적화된 농도비로 시트르산, 라우르산 및 세제 트윈80이 제공되었다. 그 결과, 재료 10으로서 10중량%의 시트르산 및 1중량%의 라우르산이 제공된 필터 매체, 재료 11로서 10중량%의 시트르산, 1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체 및 재료 12로서 10중량%의 시트르산, 0.1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체를 얻는다.
재료
 항원 첨가물 효율
재료 10
 148ng/ml의 Der p1 91%
재료 11
 148ng/ml의 Der p1 90%
재료 12
 148ng/ml의 Der p1 91%
5. ELISA-검사(비교 활성 물질 탄산칼륨과의 비교)
염기성 안티 알레르겐을 대표하는 탄산칼륨의 알레르겐 제거 효율(진드기 배설물 알레르겐; Der p1 항원)이 검사되었다. 이 경우, 초기 농도는 140ng/ml의 Der p1 항원 첨가물에 상응한다.
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 규정된 농도비로 탄산칼륨, 라우르산 및 세제 트윈80이 제공되었다.
그 결과, 재료 13으로서 5중량%의 탄산칼륨이 제공된 필터 매체, 재료 14로서 5중량%의 탄산칼륨, 0.1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체, 재료 15로서 10중량%의 탄산칼륨이 제공된 필터 매체 및 재료 16으로서 10중량%의 탄산칼륨, 0.1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체를 얻는다.
재료
 항원 첨가물 효율
재료 13
 140ng/ml의 Der p1 15%
재료 14
 140ng/ml의 Der p1 20%
재료 15
 140ng/ml의 Der p1 24%
재료 16
 140ng/ml의 Der p1 36%
표 4에 설명된 바와 같이, 탄산칼륨의 면역 효과는 본 발명에 따라 사용된 산들의 면역 효과에 비해 현저히 낮다.
6. 세균 검사
본 발명에 따른 필터 매체의 세균 검사는 국제 표준 기구(ISO) 20743:2013(섬유 - 섬유 제품의 항균력 결정) 규격에 따른 전달 방법에 상응하게 다음과 같이 실시된다: 공지된 세포 농도의 규정된 박테리아성 변종들(bacterial strains)로 이루어진 현탁액이 페트리 접시(petri dish)의 한천 평판(agar plate) 상으로 퍼진다. 본 발명에 따른 필터 매체가 상기 페트리 접시 상으로 놓인다. 박테리아를 필터 매체상으로 전달하기 위해, 상기 필터 매체는 1분의 시간 범위에 대해 200g의 중량으로 무거워진다. 후속하여, 필터 매체상에서 초기 박테리아 농도를 박테리아 군체 형성 단위(colony-forming unit)로 검출하기 위해, 이와 같이 박테리아가 공급된 필터 매체는 37℃에서 5분동안 배양된다. 이와 같은 추정값은 영점값으로 이용되었다. 필터 매체의 세균 효과를 결정하기 위해, 필터 매체의 나머지 표본은 후속하여 37℃에서 규정된 시간 범위(18 내지 24시간)에 걸쳐서 배양되었다:
필터 매체상에서 박테리아 농도가 배양 시간 종료시 활성 물질이 없는 비교 샘플의 박테라아 농도보다 낮은 경우(각각 박테리아 군체 형성 단위 CFU/ml로 측정됨), 필터 매체의 항균 효과가 존재한다.
효과의 계산은 감소 인자(reduction factor)를 통해 이루어지고 국제 표준 기구(ISO) 22196:2011(플라스틱 및 기타 비다공성 표면에서 항균력 측정) 규격에 따라 실시되었는데, 그 이유는 몇분의 배양 시간 이후에 벌써 거의 완전한 감쇄가 달성되도록 가공된 표본들이 강하게 항균 작용했기 때문이다. 따라서 이와 같은 표본들은 바람직하게 ISO 20743에 따른 초기 표본으로 이용될 수 없었다. 실제로는 적합한 미가공 섬유 비교 샘플이 이용되지 못하는 경우가 빈번하기 때문에, 이와 같은 경우에는 ISO 20743 섬유 규격에 따른 계산이 바람직하지 않다. 따라서, 계산은 ISO 22196에서와 같이, 동일한 배양 시간에서 미가공 샘플과의 비교에 의해 이루어졌고, 이때 감소 인자는 다음 식에 따라 계산된다:
Figure 112016106334008-pat00004
R: 항균력 값
A: 접종 직후 시험편(test piece)의 세균수
B: 활성 물질이 없는 초기 샘플의 세균수
C: 활성 물질을 함유하는 시험편의 세균수
검사 샘플 상에서 박테리아의 완전한 감쇄시 감소 인자는 위에 기술된 식에 따라 계산될 수 없다(0에 의한 나눗셈으로 인해 결정되지 못함). 그러나 22196 규격에 따르면 이와 같은 문제가 발생하지 않는데, 그 이유는 이와 같은 경우 방법을 수행할 때 40개의 박테리아의 검출 한계가 주어지고(그 이유는 전체 용량이 아닌, 20ml의 세제의 0.5ml의 앨리쿼트(aliquot)가 배양되기 때문임), 그리고 이와 같은 경우 0 대신에 40의 검출 한계가 위에 언급된 식에 대입되기 때문이다.
감소 인자는 초기 샘플과 비교하여, 검사의 제 1 단계에서 (산이) 제공된 재료 샘플 상에 직접 제공되는, 본래의 박테리아 현탁액 내에 함유된 미생물 중 얼마나 많은 미생물이 살균성 재료와의 접촉에 의해 감쇄하는지에 대한 척도이다. 박테리아 농도가 10의 제곱(power of ten)의 형태로 제시되기 때문에, 계산시 해당하는 상용로그를 사용한다.
따라서, 2의 감소 인자는 초기 표본과 비교하여 코팅된 표본과의 접촉 이후에 박테리아 현탁액의 농도가 10의 2승만큼 더 낮다는 것을 의미한다. 감소 인자가 크면 클수록, 더 많은 박테리아가 (산이) 제공된 표면과의 접촉 동안에 감쇄하고, 따라서 코팅/표본/등의 효과가 더 높다.
이 경우, 필터 매체상에 전달된 박테리아 수는 코흐 주입 평판법(Koch's pour plate method)에 의해 수량화된다.
측정은 ISO 20743 규격에 따라 이루어졌다. 이와 같은 규격은, 사용된 항균성 활성 물질의 종류와 관계없이, 모든 섬유 제품과 의류, 침구류, 가정용 직물 및 다양한 제품들을 위한 재료들에 적용될 수 있다. 이와 같은 규격과 다르게, 검사들은 그램 음성 기준균(gram-negative reference germ)인 폐렴간균이 아니라, 오히려 마찬가지로 그램 음성균인 대장균에 의해 실시되었다:
대장균류는 일반적으로 질병을 유발하지 않지만, 인간의 감염성 질병의 가장 흔한 원인에 속하는 다수의 상이한 병원성 변종(pathogenic strain)이 존재한다. 또한, ISO 20743 규격의 도입 토대가 되는 일본 규격 JIS L1902-섬유 제품에서 항균력 및 항균 효율 검사-에서 대장균은 이용되는 기준균으로서 언급된다. 항균력을 위한 모든 섬유-검사 규격에서 대장균이 기준균으로 이용되지 않는 원인으로는 건조 공정에 대해 높아진 대장균의 민감도를 들 수 있는데, 이는 검사들에서 방해 요소로 작용할 수 있다. 본 경우에 90%의 상대적 습도에서 배양되었고, (산이) 제공되지 않은 재료 표본의 세균수가 배양 시간에 걸쳐서 높아졌기 때문에(소위 공시험값), 이러한 문제는 배제될 수 있다.
6.1 황색포도상구균 DSM 799(그램 양성)에 의한 세균 검사
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 최적화된 농도비로 시트르산, 라우르산 및 세제 트윈80이 제공되었다. 그 결과, 재료 11로서 10중량%의 시트르산, 1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체 및 재료 12로서 10중량%의 시트르산, 0.1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체를 얻는다. 비교를 위해, 마찬가지로 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 (산이) 제공되지 않은 필터 매체의 박테리아 수가 검출되었다(재료 17).
다음 표에는 18시간의 배양 시간 이후에 황색포도상구균 DSM 799(그램 양성)에 대한 다양한 필터 매체의 살균 효과가 비교하여 나타나 있다.
재료
 미가공 재료와 비교하여 감소 인자(5분의 반응시간 후)
 미가공 재료와 비교하여 감소 인자(18시간의 배양 후)
11
 3.7 6.7
12
 3.3 6.7
17
 -
(미가공 재료)		 -
(미가공 재료)
상기 표 5에서 0.1%의 낮은 비율의 라우르산에서도 벌써 살균 효과가 달성될 수 있다는 것을 확인할 수 있다. 이와 같은 효과는 기대하는 바와 같이 라우르산의 양이 증가함에 따라, 그리고/또는 트윈80의 사용시 증가한다. ISO 20743:2013규격에 상응하게, 재료 11 및 재료 12에 대해 필터 매체의 항균 효과가 존재하는데, 그 이유는 상용로그에 따른 감소 인자가 ＞2이기 때문이다.
6.2 대장균 DSM 787(그램 음성)에 의한 세균 검사
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 최적화된 농도비로 시트르산, 라우르산 및 세제 트윈80이 제공되었다. 그 결과, 재료 11로서 10중량%의 시트르산, 1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체 및 재료 12로서 10중량%의 시트르산, 0.1중량%의 라우르산 및 0.5중량%의 트윈80이 제공된 필터 매체를 얻는다. 비교를 위해, 마찬가지로 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 (산이) 제공되지 않은 필터 매체의 박테리아 수가 검출되었다(재료 17).
다음 표에는 22시간의 배양 시간 이후에 대장균 DSM 787(그램 음성)에 대한 다양한 필터 매체의 살균 효과가 비교하여 나타나 있다.
재료
 미가공 재료와 비교하여 감소 인자(5분의 반응시간 후)
 미가공 재료와 비교하여 감소 인자(22시간의 배양 후)
11
 3.7 4.3
12
 3.7 4.3
17
 -
(미가공 재료)		 -
(미가공 재료)
표 6에서 0.1%의 낮은 비율의 라우르산에서도 벌써 살균 효과가 달성될 수 있다는 것을 확인할 수 있다. ISO 20743:2013 규격에 상응하게, 재료 11 및 재료 12에 대해 필터 매체의 항균 효과가 존재하는데, 그 이유는 상용로그에 따른 감소 인자가 ＞2이기 때문이다.
6.3 필터 사용 시간에 걸쳐서 필터 매체들 내에서 제 1 산의 이용 가능성 재조정
필터 사용 시간에 걸쳐서 필터 매체들 내에서 제 1 산의 이용 가능성의 측정 변수로는 제 1 산이 제공된 필터 매체의 표본 내로 삽입된 수성 용액의 pH-값 결정이 적합하다. 이 경우, 수성 용액의 pH-값은 다수의 용리 단계에 걸쳐서 결정되었다:
우선, 폴리에스테르-스펀본드 부직포(125g/㎡의 면적 중량)로 이루어진 캐리어 플리스에 알레르겐 비활성화 작용하도록 오로지 시트르산 및 추가적으로는 시트르산과 라우르산의 혼합물이 제공되었다. 이 경우, 알레르겐 비활성화 도핑은 시트르산 용액 또는 수성 용액 내 시트르산 및 라우르산 활성 물질의 혼합물을 필터 매체상에 제공함으로써, 그리고 후속하여 이와 같이 (산이) 제공된 부직포를 건조함으로써 이루어졌다. 그 결과, 재료 1로서 10중량%의 시트르산이 제공된 필터 매체 및 재료 2로서 10중량%의 시트르산 및 5중량%의 라우르산이 제공된 필터 매체를 얻는다.
라우르산이 시트르산의 해제를 늦출 수 있는지, 그리고 그에 따라 이와 같은 시트르산이 더 오래 작용할 수 있는지를 확인하고자 하였다. 이를 위해, (산이) 상이하게 제공된 2개의 필터 매체의 30㎠ 크기의 표본이 10초의 시간 동안 자석 교반기(magnetic stirrer)에 의한 교반하에 15ml의 초순수(ultrapure water)를 갖는 유리병 내로 주어졌고, 그런 다음 상기 유리병으로부터 취해져서 재차 동일한 10초의 시간 동안 15ml의 동일한 용량의 초산수를 갖는 추가의 새 유리병 내로 주어졌다. 이와 같은 방식은 여러번 반복되었다. 후속하여, 시트르산의 시간에 따른 해제시 재료 1과 재료 2의 차이를 결정하기 위해, pH-미터에 의해 각각의 용액의 pH-값이 결정되었다. 이를 위해, 각각 3번 결정(3-fold determination)으로 위에 언급된 필터 매체의 30㎠가 Sl Analytics GmbH(社)(독일, 55122 마인츠)의 Lab 860 모델의 pH-미터에 의해 검사되었다. 측정 이전에 상기 pH-미터(측정 범위: pH: 2,000 - 19,999(정확성 +/-0.005))는 포인트 보정(point calibration)을 이용하여 2개의 규정된 완충액(pH=4 및 pH=7.2)에 의해 보정되었다. pH-값은 Sl Analytics GmbH(社)(독일, 55122 마인츠)의 전극인 Sl Analytics 285129147 BluLine 14pH 모델의 pH-전극을 이용하여 검출된다. pH-값 결정의 온도 의존성으로 인해, 위에 언급된 pH-전극 내에 온도 센서가 통합되어 있다. 측정은 25℃에서 이루어졌다. 전극을 통한 pH-값 결정이 기초로하는 측정 원리는 전위차법(potentiometry)이다: 완충액으로 충전된 유리구가 측정될 액체 내로 침지된다. 수소이온의 경향에 의해 유리 표면의 규산염 그룹의 얇은 층 내에 수소이온이 축적되기 위해, pH-차에 따라 상기 유리구의 내부면과 외부면 사이에 갈바니 전압이 형성된다. 이와 같은 기전력(electromotive force)은 2개의 기준 전극에 의해 측정되는데, 상기 기준 전극들 중 하나의 기준 전극은 유리구 내부에 위치하고, 다른 기준 전극은 기준 전해질(reference electrolyte) 내에 위치한다. 위에 기술된 pH-전극의 경우, 은/염화은(Ag/AgCl)-기준계가 사용된다:
pH-값
 재료 1 재료 2
검사
 제 1 검사 제 2 검사 제 3 검사 제 1 검사 제 2 검사 제 3 검사
제 1 유리병
 3.9 3.9 3.9 4.1 4.0 4.0
제 2 유리병
 6.4 6.7 6.8 4.6 4.5 4.9
제 3 유리병
 7.0 7.0 7.0 5.8 5.9 6.0
제 4 유리병
 6.5 6.7 7.0
제 5 유리병
 7.0 7.0 7.0
검사 결과, 본 발명에 따른 필터 매체가 -기체 필터 매체들을 위해- 극단적인 조건들에서도, 다시 말해 10초의 시간 동안 물 내에 여러번 침지되는 경우에도 이용 가능성이 단지 약간만 감소한다는 것을 확인할 수 있다.

Claims (13)

  1. 적어도 하나의 산 작용화된 층(acid functionalized layer)을 포함하는 필터 매체로서,
    상기 산 작용화된 층은 0 내지 7의 pKa1-값을 갖는 제 1 산(acid) 및 제 2 산으로서 C8-지방산 내지 C18-지방산을 포함하고,
    상기 산 작용화된 층은, 산 작용화된 층의 전체 중량을 기준으로 하여, 상기 제 1 산을 6중량% 내지 18중량%의 양으로 함유하고, 상기 제 2 산을 0.02중량% 내지 1중량%의 양으로 함유하는 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 산은 과일산(fruit acid)인 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 산은 C8-지방산 내지 C16-지방산, C12-지방산 내지 C14-지방산, C8-지방산, C10-지방산, C12-지방산 및 상기 지방산들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 산은 카프릴산, 펠라곤산, 카프르산, 운데실산, 라우르산, 트리데칸산, 미리스트산, 펜타데칸산, 팔미트산, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 산 작용화된 층은 함침된 그리고/또는 코팅된 부직포로서 설계되는 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    산 작용화된 층의 제조시 상기 산에 의해 작용화될 층은 제 2 산의 제공 이전에 그리고/또는 제 2 산의 제공과 동시에, 표면 활성제로서 경계면 활성 물질에 의해 가공되는 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    필터 매체의 제조시 상기 산에 의해 작용화될 층은 지방산의 제공 이전에 그리고/또는 지방산의 제공과 동시에, 살균 물질에 의해 가공되는 것을 특징으로 하는, 필터 매체.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    건물 유입 공기 필터, 차내 유입 공기 필터 및/또는 실내 공기 필터를 제조하기 위한 필터 매체.
  11. 기체 입자계를 여과하기 위한 필터 어레인지먼트로서,
    A) 입자 필터 캐리어층(1a) 및 상기 입자 필터 캐리어층(1a) 상에 배치된 마이크로파이버 층(microfiber layer)(1b) 및/또는 막 필터층(membrane filter layer)(1b'), 및 경우에 따라 상기 입자 필터 캐리어층(1a)을 등지는 상기 마이크로파이버 층(1b)의 측면 및/또는 상기 막 필터층(1b')의 측면상에 배치된 커버층(1c)을 포함하는 입자 필터 작용 영역(1) 및/또는
    B) 흡착층(2a) 및 상기 흡착층(2a) 상에 배치된 흡착 캐리어층(2b)을 포함하는 흡수 작용 영역(2)
    을 포함하며, 입자 필터 캐리어층(1a), 마이크로파이버 층(1b), 막 필터층(1b'), 커버층(1c), 흡착층(2a) 및 흡착 캐리어층(2b) 중에서 선택된 적어도 하나의 층은 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 필터 매체에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 필터 어레인지먼트.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡착층(2a)은 활성탄 입자, 이온 교환체 및 제올라이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 흡착제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 어레인지먼트.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 흡착 캐리어층(2b) 및/또는 상기 입자 필터 캐리어층(1a)은 20 내지 60㎛의 범위 내에 평균 섬유 지름을 갖는 스펀본드(spun-bonded) 부직포 및/또는 10 내지 50㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 스테이플 파이버(staple fiber) 부직포로부터 선택된 부직포를 포함하고, 그리고/또는 상기 마이크로파이버 층(1b) 및/또는 막 필터층(1b')은 1㎛ 내지 10㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 마이크파이버 부직포로부터 선택된 부직포를 포함하며, 그리고/또는 상기 커버층(1c)은 20 내지 60㎛의 범위 내에 평균 섬유 지름을 갖는 스펀본드 부직포 및/또는 10 내지 50㎛의 평균 섬유 지름을 갖는 스테이플 파이버 부직포로부터 선택된 부직포를 포함하는 것을 특징으로 하는, 필터 어레인지먼트.
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