KR102469833B1 - 감염병 진단키트용 발포필터 - Google Patents

Abstract

감염병 진단 키트에 사용되는 발포 필터가 개시된다. 일실시예에 따른 발포필터는 낮은 기공 크기와 함께 충분한 공기 흐름성을 나타내므로, 본 발명의 필터는 균일한 기공 구조를 가지며 정확한 진단 결과를 담보할 수 있다.

Description

감염병 진단키트용 발포필터 {Foam filter for infectious disease diagnostic kit}

아래 실시예들은 감염병 진단키트에 이용될 수 있는 발포 필터를 제조하는 기술에 관한 것이다.

종래에 사용되는 진단분석을 위한 신속 진단 키트(Rapid Diagnostic Kit)를 이용하여 진단분석을 실시하는 경우, 완충용액이 들어 있는 검체용기에 검체를 담고 교반시켜 검체용액을 만든 후 검체용액을 분석용 스트립이 내장되어 있는 분석용 하우징(housing)의 투입구에 적하(滴下)하고, 분석용 하우징의 투입구에 적하된 검체용액이 투입구를 통하여 분석용 스트립(strip)에 흡수되는 방법을 이용한다.

이때, 검체용액을 분석용 하우징에 적하하기 위해서는 스포이드와 같은 별도의 도구가 필요하게 된다. 스포이드를 이용하여 분석용 스트립에 검체용액을 적하하는 경우, 실험자의 손의 압력이나 스포이드의 팁의 크기에 따라 분석용 스트립에 적용되는 검체용액의 방울의 양에 오차가 발생할 수 있고 과도한 양의 검체용액이 분석용 스트립에 적하되어 진단에 오차가 발생될 수 있다.

정확한 분석을 위해서는 일정양의 검체용액이 분석용 스트립에 적용되는 것이 필요하지만, 종래에 사용되는 진단 키트에 의하면 상기와 같은 문제점으로 인하여 정확한 양의 검체용액을 분석용 스트립에 적용하는 것이 어려웠다. 또한, 검체용액을 수용하고 있는 검체용기와 스포이드와 같은 별도의 도구가 필요하게 되므로 검사 절차가 번거롭다는 문제점이 있었다.

본 발명은 실험자가 스포이드와 같은 별도의 도구를 마련하지 않더라도 용기본체에 수용된 검체용액을 분석스트립에 전달할 수 있는 진단분석용 검체용기 어셈블리를 제공하는 것에 목적이 있다 .

한편, 폴리에틸렌 등을 이용하여 필터를 제조할 수 있다는 것이 알려져 있으나(등록특허공보 10-1319606호), 실제 시판되는 제품들이 균일한 기공의 크기를 나타내지 못하고 있으며, 이에 따라 기공이 과도하게 공기의 흐름을 막아 필터로서의 역할이 부족한 경우가 많다.

본 발명자들은 감염병 진단 키트에 사용되는 필터의 최적 평균기공과 공기 흐름에 대한 파라미터를 도출하여 본 발명을 완성하였다.

실시예들은 감염병 진단 키트에 사용되는 필터의 최적의 평균 기공과 공기가 주입될 때 필터에 걸리는 최적의 압력을 파라미터로 도출하는 것에 과제가 있다. 또한, 실시예들은 상기 진단키트용 필터의 제조방법을 제공하는 것에 과제가 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 하나의 양태로서 본 발명은,

폴리에틸렌 및 가교제를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계;

상기 혼합물을 금형에 충전하고 가열한 후 발포제를 첨가하여 발포 성형하는 단계;

상기 발포 성형된 성형물을 건조 및 절단하는 단계를 포함하는, 제조방법에 따라 제조된 감염병 진단키트용 발포필터로서,

상기 발포 필터의 평균 기공이 9.0 내지 11.0㎛ 이며, 상기 발포 필터에 200sccm(standard cubic centimeter per minute)의 공기가 주입될 때 필터에 걸리는 압력이 40 내지 80 mmH2O인 감염병 진단키트용 발포필터를 제공한다.

일 실시예에 따르면, 상기 발포 필터의 최대 기공이 12.0 내지 14.0㎛ 일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 가교제는 디큐밀 퍼옥시드(dicumyl peroxide, DCP)일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 혼합물은 폴리비닐알코올 및 수산화 마그네슘을 추가로 혼합할 수 있다. 이 때 상기 폴리에틸렌, 가교제, 폴리비닐알코올, 및 수산화 마그네슘은 96 내지 99 중량부, 1.4 내지 1.6 중량부, 0.2 내지 0.4 중량부, 및 0.1 내지 0.3 중량부인 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 발포제는 아조디카본아마이드로서, 상기 혼합물 중량 대비 10 내지 14 중량% 첨가되는 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 폴리에틸렌은 분자량 45,000 내지 55,000을 가지며, 밀도가 0.90 내지 0.92 g/cm³인 것일 수 있다.

일 실시예에 따르면, 상기 발포 성형하는 단계는 상기 발포 혼합물이 220 내지 240℃까지 가열된 상태에서 발포제를 첨가한 후, 110 내지 130분간 90 내지 100℃까지 서서히 냉각되는 것일 수 있다.

일실시예에 따른 장치는 하드웨어와 결합되어 상술한 방법들 중 어느 하나의 항의 방법을 실행시키기 위하여 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램에 의해 제어될 수 있다.

실시예에 따른 진단키트용 필터는 용기본체에 수용된 수용액을 분석 스트립에 전달할 수 있도록 최적의 평균 기공과 높은 투과도를 나타내는 효과가 있다. 이에 따라, 용기 본체에 수용된 슬러지들을 균일하게 거르며 이에 따라 정확한 진단결과가 담보될 수 있다.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 실시될 수 있다. 따라서, 실시예들은 특정한 개시형태로 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 당업자가 충분히 이해할 수 있듯이 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.

본원에서 필터는 일반적으로 진단분석용 키트의 검체용기에서 배출구 내부에 설치되어 존재한다. 이를 통해 검체 용액에 포함된 슬러지를 걸러낼 수 있으며 걸러진 검체용액이 스트립으로 전달될 수 있다.

본원에서 검체는 콧물, 비강채취액, 인두채취액 또는 담이 사용될 수 있으나, 액체로서 스트립에 전달될 수 있는 것이라면 제한되지 않는다.

상기 발포 필터의 평균 기공이 9.0 내지 11.0㎛ 일 때 충분히 슬러지들을 걸러낼 수 있다. 낮은 기공을 가짐에도 충분한 수준의 흐름성이 필요하며, 본 발명에서는 발포 필터에 200sccm(standard cubic centimeter per minute)의 공기가 주입될 때 필터에 걸리는 압력이 40 내지 80 mmH2O인 것을 최적의 파라미터로 설정하였다. 보다 바람직하게는 40 내지 50mmH2O인 것일 수 있다. 해당 파라미터 수준에서 균질한 기공을 가지며 우수한 흐름성이 담보될 수 있다.

이하, 구체적인 실시예와 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 그에 따른 효과를 보다 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1. 발포성형 폴리에틸렌 필터의 제조

분자량 50,000의 폴리에틸렌(밀도: 0.91 g/cm³) 98 중량부에 가교제로서 디큐밀 퍼옥시드(dicumyl peroxide, DCP) 1.5 중량부, 폴리비닐알코올 0.3 중량부, 및 수산화마그네슘 0.2 중량부를 혼합하였다. 상기 발포 혼합물을 밀폐된 금형에 충전하고 이를 230℃까지 올려 완전한 액체로 만들면서 이동시키고, 발포제로서 아조디카본아마이드(azodicarbonamide: ADCA)를 상기 발포 혼합물 전체 중량 대비 12 중량% 주입하였다. 고온의 혼합물을 100℃까지 120분간 일정한 속도로 냉각시켰다. 이후 성형물을 금형에서 분리하여 12시간 상온의 숙성실에서 건조하였으며, 2.5mm의 두께의 판으로 절단하고 12시간 상온의 숙성실에서 추가로 건조하였다. 이후 특수 칼날을 이용하여 직경 오차가 없도록 하여 6.9mm의 직경을 갖는 원형의 필터로 절단하였다.

제조된 발포 혼합물의 물성을 측정하였을 때, 균일한 셀 구조를 지지고 있었고 밀도는 0.028g/㎤이고 인장강도는 3.4kg/㎤이었다.

비교예 1 내지 3.

비교예 1은 분자량 5,000의 폴리에틸렌(밀도: 0.88g/cm³)을 사용한 것만 차이가 있고 실시예 1과 동일하게 필터를 제조하였다. 밀도는 0.025g/㎤이고 인장강도는 2.7kg/㎤이었다.

비교예 2는 발포 혼합물이 폴리에틸렌 98 중량부와 가교제를 2 중량부가 혼합된 것에만 차이가 있고, 실시예 1과 동일하게 필터를 제조하였다. 밀도는 0.027g/㎤이고 인장강도는 2.9kg/㎤이었다.

비교예 3은 10㎛의 기공을 갖는 것으로 표시되어 판매되고 있는 A사의 필터를 구매하여 사용하였다. 밀도는 0.021g/㎤이고 인장강도는 1.9kg/㎤이었다.

실험예 1. 필터의 기공 크기 분석

실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 필터여재 소재에 대해, PMI사(Porous Materials, Inc.)의 Capillary porosimeter를 이용하여, ASTM E1294 규격으로 기공 크기 분포도(Pore size distribution)를 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

	평균기공	최대 기공
실시예 1	10㎛	13 ㎛
비교예 1	12㎛	24㎛
비교예 2	17㎛	21㎛
비교예 3	13㎛	23㎛

이와 같이, 실시예 1은 기공의 크기가 원하는 수준의 10㎛ 평균 기공을 나타내며, 최대 기공의 크기가 작아 상당히 균일한 것임을 확인할 수 있었다.

실험예 2. 공기 저항 테스트

실시예 1 및 비교예 1 내지 3의 필터여재에 대해 공기 저항 테스트를 실시하였다. V10FD의 Mass flow meter를 이용하여 200sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)의 공기가 주입될 때의 필터에 걸리는 압력을 측정하였고, 그 결과를 아래 표 2에 나타내었다.

	압력(mmH2O)
실시예 1	45mmH2O
비교예 1	92mmH2O
비교예 2	81 mmH2O
비교예 3	91 mmH2O

이와 같이, 실시예 1의 필터 압력이 우수한 공기 투과도를 갖는 것으로 확인되었다. 종합적으로, 실시예 1은 낮은 필터의 기공 크기를 가지면서도 높은 공기 투과도를 나타내므로 10㎛이상 크기의 슬러지를 거르며 액체를 통과시키기에 매우 우수한 필터임을 확인할 수 있었다. 상기 실험 결과에 따라, 제조 양산시의 품질 검사에서 40 내지 80mmH2O의 압력을 갖는 것을 양품인 것으로 책정하였다.

Claims (3)

1. 폴리에틸렌 및 가교제를 포함하는 혼합물을 제조하는 단계;
   상기 혼합물을 금형에 충전하고 가열한 후 발포제를 첨가하여 발포 성형하는 단계;
   상기 발포 성형된 성형물을 건조 및 절단하는 단계를 포함하는, 제조방법에 따라 제조된 감염병 진단키트용 발포필터로서,
   상기 가교제는 디큐밀 퍼옥시드(dicumyl peroxide, DCP)이며,
   상기 혼합물은 폴리비닐알코올 및 수산화 마그네슘을 추가로 혼합하며, 상기 폴리에틸렌, 가교제, 폴리비닐알코올, 및 수산화 마그네슘은 96 내지 99 중량부, 1.4 내지 1.6 중량부, 0.2 내지 0.4 중량부, 및 0.1 내지 0.3 중량부인 것이고,
   상기 발포 필터의 평균 기공이 9.0 내지 11.0㎛ 이며, 상기 발포 필터에 200sccm(standard cubic centimeter per minute)의 공기가 주입될 때 필터에 걸리는 압력이 40 내지 80 mmH₂O인 감염병 진단키트용 발포필터.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 발포제는 아조디카본아마이드로서, 상기 혼합물 중량 대비 10 내지 14 중량% 첨가되는 것인, 감염병 진단키트용 발포필터.
   
   
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