KR20070062988A - 층을 이루는 친수성 코팅을 포함하는 조성 물질 - Google Patents

층을 이루는 친수성 코팅을 포함하는 조성 물질 Download PDF

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KR20070062988A
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로널드 에프 차일즈
테이펀 케이 데이
엘레나 엔 콤코바
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맥마스터 유니버시티
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Abstract

본 발명은 관통하여 연장된 여러개의 공동을 가진 지지부재, 상기 지지부재의 공동을 지속적으로 코팅하며 소수성과 친수성을 모두 가지는 제1층, 및 제1층보다 더 친수성이고 제1층 표면 위에 증착된 제2층을 포함하는 조성물질을 제공한다. 본 발명은 또한 조성물질을 제조하는 방법 및 분리매체로서의 그 용도를 제공한다.
조성물질, 막, 유량, 소수성, 친수성.

Description

층을 이루는 친수성 코팅을 포함하는 조성 물질{COMPOSITE MATERIAL COMPRISING LAYERED HYDROPHILIC COATINGS}
본 출원은 2004년 9월 30일에 출원되고 본 명세서에 참증으로서 인용된 미국 임시출원 제60/614,054에 의한 우선권을 주장한다.
본 발명은 층을 이루는 친수성 코팅을 포함하는 조성 물질, 이들의 제조방법 및 이들의 분리매체로서의 용도에 관한 것이다.
막의 소수성을 감소시키는 것이 유리하다는 것이 잘 알려져 있는데, 이는 막의 오염경향을 감소시키기 때문이다. 이는 자연적으로 문제에 봉착하는데, 가장 저렴하고 가장 안정적인 막 형성물질들은 매우 소수성인 폴리머들이기 때문이다. 친수성이고 따라서 물에 쉽게 젖는 막을 만드는 것도 유리한데, 막이 단순해지고 습윤용매의 필요성이 없어지기 때문이다.
대부분의 폴리머성 막 물질의 천연의 소수성을 감소시키기 위해, 지지부재의 표면 및 공동벽을 화학적으로 변화시키거나, 선택적으로는 지지물 내의 공동 벽을 일반적으로 폴리머 특성의 친수성 층으로 도포하는 것이 공지되어 있다. 도포된 친수성 층은 조성물질의 물에 대한 친화도를 향상시켜 습윤성을 향상시키고 어떤 경우에는 막이 물에 완전하게 젖을 수 있게 만든다.
친수성 층을 지지물에 부착시키기 위한 당 분야에서의 앞선 노력에는 코팅이 공동 벽에 화학적으로 부착되도록 지지물 내의 공동의 벽을 활성화시키는 것(예를 들면, 플라즈마 처리로써)을 포함한다[니스트롬 M 등, Journal of Composite material Science. 60(1991)275-296]. 이러한 코팅은 지지부재 내에서 모노머들의 혼합물을 중합함으로써 이렇게 형성된 폴리머가 기판의 벽에 접합되는 조건 하에서 코팅되도록 만들어질 수도 있다. 때때로 친수성이며 구체적으로는 충전된 접합 폴리머들의 교차결합이 없거나 낮은 수치인 경우 접합된 층은 수화되고 두께가 팽창되어 기본적으로 기판의 공동을 채우게 될 수도 있다. 이러한 조성 물질은 매우 친수성이고 물에 용이하게 젖는다고 알려져있다.
교차결합된 폴리머의 형성이 열에 안정한 생체분자 흡착 특성, 강염기 용매에 대한 내성, 및 낮은 수치의 추출성 물질과 같은 우수한 특성의 조합을 가지는 표면 코팅으로서 사용될 수 있다는 것이 발견되고 나서 해당분야는 더욱 발전하였다[Charkoudian J. 및 Soice N.P. WO 02/087734 A1].
매우 친수성인 조성 물질을 얻기 위해 다공성 지지물에 둘 이상의 연속된 공동-코팅층을 도포하는 것이 가능하다는 것이 발견되었다. 본 발명의 조성 물질은 지지부재의 공동에 제1층을 도포함으로써 얻어질 수 있는데, 제1층은 공동표면과의 바람직한 상호작용을 위한 소수성 및 제2층과의 바람직한 상호작용을 위한 친수성을 모두 보이는 폴리머물질을 포함한다. 제2층은 제1층의 친수성 모이어티들을 결합하거나 그들과 상호작용할 수 있어야하며, 제1층보다 훨씬 더 친수성일 수 있다.
일 태양으로, 본 발명은
a) 여러개의 관통하는 공동들을 가지는 지지부재,
b) 소수성 및 친수성을 모두 가지며 지지부재의 공동들을 지속적으로 덮는 제1 폴리머층, 및
c) 제1 폴리머층보다 친수성이며 제1 폴리머층의 표면을 지속적으로 덮는 제2 폴리머층을 포함하는 조성물질을 제공한다.
또다른 태양으로, 본 발명은
(a) 제1 폴리머층을 형성하기 위해 소수성 및 친수성을 모두 가지는 제1 폴리머로 다공성 지지부재의 공동벽을 코팅하는 단계,
(b) 제2 폴리머층을 형성하기 위해 제1 폴리머보다 더 친수성인 제2 폴리머로 제1 폴리머층을 코팅하는 단계를 포함하는 조성물질 제조방법을 제공한다.
추가적인 태양으로, 본 발명은 물질을 함유하고 있는 수성 용액을 본 명세서에 기재된 조성물질을 통과시키는 단계를 포함하는 바람직하게는 수성인 용액으로부터 물질을 제거하는 방법을 제공한다.
또 다른 태양으로, 본 발명은 본 명세서에 기재된 조성물질을 포함하는 여과장치를 제공한다.
"공동을 코팅" 또는 "표면을 코팅"하는 것은 지지부재의 공동 내의 공간이 폴리머층에 의해 모두 채워지는 것이 아니라 조성물질을 통과하는 액체가 폴리머층의 부근을 흐르며, 약간의 액체가 폴리머층을 통과할지라도 이 층을 통과할 필요는 없는 것을 의미한다.
"지속적으로 코팅"하는 것은 물 또는 수성 용액이 상기 조성물질을 지날때 폴리머층이 실질적으로 지지부재의 공동 내에 유지되는 것을 의미한다.
일반적인 특성
본 발명은 다공성 지지부재 및 친수성 폴리머층(본 명세서에서 제2 폴리머층)과 그 사이에 친수성 폴리머가 지지부재에 부착되는 것을 향상시키는 균형잡힌 소수성 및 친수성 특성을 가진 폴리머층(본 명세서에서 제1 폴리머층)을 가지는 조성 물질에 관한 것이다. 제1 폴리머층의 존재는 지지부재가 소수성이고 제2 폴리머층이 매우 친수성인 경우 부착성을 향상시켜주는데, 지지부재 및 제2 폴리머층 사이에 제1 폴리머층이 없다면 매우 약한 상호작용, 또는 오히려 반발력이 생길 수 있기 때문이다.
제1 폴리머층의 조성
전술한 바와 같이, 제1 폴리머층은 조화된 소수성 및 친수성 특성을 가지는 폴리머를 포함한다. 제1층은 소수성인 지지부재에 친화도를 가지는 충분한 소수성을 가지면서 동시에 친수성인 제2층과의 결합을 도와주는 친수성을 가지도록 선택된다. 제1층은 지지부재에 대해 친화도를 가지는 반면 바람직하게는 제1층과 지지부재 사이에 공유결합은 없다.
"조화된 소수성 및 친수성 특성"은 폴리머가 친수성 및 소수성 그룹을 모두 소유하는 것을 의미한다. 폴리머의 탄화수소 주쇄는 폴리머의 소수성과 알코올, 황산 및 4급 암모늄 그룹과 같은 관능기에 기여하고, 친수성에 기여한다. 이러한 폴리머 주쇄에 존재하는 그룹들의 수는 치환도와 관련이 있는데, 이는 폴리머 주쇄의 치환가능 자리의 수에 대한 관능기의 수의 비율로 정의된다. 일 실시예에서 "조화된 소수성 및 친수성 특성"은 약 40 내지 약 90% 범위, 바람직하게는 약 50 내지 약 80% 범위, 더욱 바람직하게는 약 50 내지 약 70% 범위의 치환도를 통해 얻어진다. 일부 실시예에서, 조화된 소수성 및 친수성 특성을 얻는데 필요한 친화도 수치는 친수성 치환체의 특성에도 영향을 받는데, 일부 치환체들이 폴리머에 더 현저한 친수성을 기여하기 때문이다.
바람직하게는, 제1 폴리머층은 겔 폴리머를 포함한다. 겔은 액상 매체에서 부피가 팽창된 폴리머 망상조직이다. 팽창 액체는 망상조직이 붕괴되는 것을 방지하고, 망상조직은 액체에 보유된다. 겔 폴리머로 고려되기 위해서는 폴리머는 특정 액체에 대해 실질적으로 불용성이지만 팽창이 가능해야만 한다. "실질적으로 불용성이지만 팽창이 가능"하다는 것은 겔 폴리머를 형성하는 폴리머는 특정 액체에 잘 용해되지 않는 반면, 이 액체와 접했을 때 부피증가를 보이기에 충분한 용해성을 보유하는 것을 의미한다. 본 발명에서, 제1 폴리머층을 포함하는 겔 폴리머는 물 또는 수성 용액에 잘 용해되지 않지만 팽창이 가능해야 한다. 바람직하게는 제1 폴리머층을 제조하는데 사용되는 모노머 또는 폴리머 용액은 더욱 균일한 폴리머의 분배 및 막 두께를 야기시키는 우수한 막형성 특성을 지닌다.
제1 폴리머층의 두께는 통합되는 폴리머의 양 및 특성을 조절함으로써 제어될 수 있다. 바람직하게는 제1 폴리머층의 두께는 0.001㎛ 내지 0.1㎛이다. 더욱 바람직하게는 두께는 0.005㎛ 내지 0.01㎛ 이다. 코팅이 지지부재의 표면에 걸쳐 균일하게 분배되는 것 역시 바람직하다.
제1 폴리머층을 형성하는 겔 폴리머는 바람직하게는 5,000 내지 500,000g/mol, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 100,000g/mol의 분자량을 가진다. 하지만, 겔 폴리머의 특성 및 조성 물질을 통과할 용액의 특성에 의해 좌우될 것이기 때문에 겔 폴리머의 상기 분자량 범위는 제한적이지 않다. 겔 폴리머가 조성물질을 통과할 용액 내에서 실질적으로 불용성이나 팽창 가능한 요구치를 만족하기만 하면, 본 발명의 일부로 고려될 것이다. 바람직하게는 겔 폴리머는 균질이거나 미세불균질이다.
교차결합된 제1 폴리머층
일 실시예에서, 제1 폴리머층은 교차결합된 겔 폴리머를 포함한다. 교차결합된 겔은 형성된 폴리머의 망상조직에 유리하고 폴리머 망상조직을 팽창시키는 용액 내에서 전형적으로 모노머와 다관능 화합물(크로스링커)의 중합, 또는 교차결합성 폴리머의 교차결합에 의해 얻어진다. 이러한 망상조직 내의 폴리머 사슬은 망상조직의 부피 전체에 걸쳐 균일하게 분배되는 것으로 추정될 수 있고, 메쉬 사이즈로 알려진 사슬 사이의 거리는 교차결합 밀도에 의해 결정된다.
제1 폴리머층을 형성하는 폴리머의 교차결합은 가열 또는 조사에 의해 개시될 수 있거나, 예를 들면 산 촉매의 첨가에 의해 화학적으로 수행될 수 있다. 겔을 형성하는 모노머 또는 폴리머의 교차결합은 제2 폴리머층의 도포 전에 수행될 수 있거나, 또는 제1 폴리머층의 교차결합은 제2 폴리머층을 형성하는 모노머 또는 폴리머의 교차결합과 동시에 수행될 수 있다.
교차결합된 제1층을 형성할 수 있는 폴리머의 예는 열적으로 교차결합될 수 있는 폴리머인 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(S-PEEK)과 폴리비닐 알코올(PVA)을 포함한다.
비-교차결합된 제1 폴리머층
다른 실시예에서는 제1 폴리머층이 비-교차결합된 겔 폴리머를 포함한다. "비-교차결합된 겔 폴리머"는 폴리머의 서로 다른 가닥들이 공유결합에 의해 상호연결되지 않음을 의미한다. 이러한 경우, 폴리머 가닥들의 교차결합은 요구되는 폴리머-폴리머의 상호결합이 수소결합과 같은 더 약한 상호작용력에 의해 형성되는 겔 폴리머를 사용하여 우회달성된다. 이러한 시스템에서 액체가 흐를 때 조차 겔의 안정성은 유지된다.
비-교차결합된 겔층은 예를 들면 증발법 또는 석출법을 통해 제조될 수 있다:
증발법에서는, 요구되는 소수성 및 친수성 특성의 조화를 지닌 폴리머가 용매에 용해되고, 제조된 용액이 지지부재의 공동내로 삽입된 후 폴리머에 코팅을 남기고 용매는 증발된다. 증발법은 폴리머가 우수한 막형성 특성을 가지게 되는 적절한 용매를 찾을 수만 있다면 요구되는 소수성 및 친수성 특성을 가지는 어떠한 폴리머로부터 폴리머 코팅을 형성하는데에 활용될 수 있다. 용매는 폴리머를 용해시킬 수 있어야하고, 지지부재나 증착될 폴리머에 역효과를 미치지 않는 온도나 압력에서 증발될 수 있어야 한다.
석출법에서는, 요구되는 소수성 및 친수성 특성의 조화를 지닌 폴리머가 용매에 용해되고, 이렇게 제조된 용액은 지지부재의 공동내로 도입되며, 폴리머가 코팅의 형태로 침전되도록 물을 지지부재의 공동내로 도입한다. "폴리머를 석출한다"는 표현은 폴리머 용액 내에서 분산상(불균일)을 구성하고 있는 폴리머를 팽창된 고분자 망상조직 또는 겔의 균일상으로 변환시키는 것을 말한다.
실질적으로 불용성이지만 팽창가능한 비-교차결합성 겔이라는 요구치는 물-불용성과 물-팽창성 사이의 상대적인 균형을 가진 모노머 또는 폴리머를 선택함으로써 충족될 수 있다. 이러한 상대적인 균형은 용매와 폴리머 특성 사이의 관계인 3차원 결합 파라미터δt, A를 통해 측정될 수 있다(Rabelo,D.; Coutinho, F.M.B.Polym. Bull.(1994), 33, 479.; Rabelo,D.; Coutinho, F.M.B.Polym. Bull.(1994), 33, 487.; Rabelo,D.; Coutinho, F.M.B.Polym. Bull.(1994), 33, 493). 상기 3차원 결합 파라미터는 분산력 δd, 쌍극성 δp, 및 수소결합 δh상호간의 기여도를 다음 식에 따라 고려한다:
δt 2 = δd 2+ δp 2+ δh 2
3차원 그래프에서, 용매와 폴리머는 두 점으로 표시될 수 있고, 용매-폴리머 친화력은 상기 두 점간의 거리 d0에 의해 묘사될 수 있다(Rabelo,D.; Coutinho, F.M.B.Polym. Bull.(1994), 33, 479):
d0 2 = 4(δd1 - δd2)2 + (δp1 - δp2)2 + (δh1 - δh2)2
숫자 1과 2는 각각 용매와 폴리머를 나타낸다.
수많은 결합 파라미터들이 문자로 정리되어있다(Barton A.F.M. In CRC Handbook of Solubility Parameters and Pther Cohesion Parameters, 2nd ed.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1991). 사용할 수 없는 파라미터들은 Hoftyzer-Ban Krevelen 및 Hoy(Grulke, E.A. IN Polymer Handbook, 4th ed.; Brandrup, J., Immergut E.H., Grulke, E.A., Eds.; Wiley-Interscience: 뉴욕, 1999; 챕터 VII, p 675.; Van Krevelen D.W. IN Properties of Polymers, 3rd ed.; Elsevier: 뉴욕, 1990; 챕터 7, p 189)에 따른 그룹 기여도법을 사용해 추정할 수 있다. 다관능 폴리머의 경우 그룹으로 기여하는 n의 평균 결합 파라미터들이 다음 공식에 따라 계산될 수 있다(Rabelo,D.; Coutinho, F.M.B.Polym. Bull.(1994), 33, 487):
Figure 112007025145514-PCT00001
여기서 φ는 부피비이고, 지표 i는 분산력의 형태(d, p 및 h)이다.
상기 문헌(Rabelo,D.; Coutinho, F.M.B.Polym. Bull.(1994), 33, 479)은 d0 < 10.0을 우수한 용매, 10.0 < d0 < 12.7을 중간용매, d0 > 12.7을 열등한 용매로 정의하고 있다.
물에 불용성이나 물에 팽창가능한 비-교차결합성 겔 폴리머에 대해, 겔 폴리머와 물 사이의 친화도는 기호 d0(H2O)로 표현되는데, 이는 전술한 바와 같이 용매가 물인 경우의 친화도 파라미터를 나타낸다. 바람직하게는 제1층을 형성하는 비-교차결합성 겔은 12 내지 40, 더욱 바람직하게는 12 내지 25의 d0(H2O)값을 가진다. 물에 불용성이나 물에 팽창가능한 겔 폴리머에 있어서, 겔 폴리머의 물-불용성과 물 팽창성 사이의 균형은 다양한 폴리머들에서 적절한 모노머나 코-모노머를 선택함으로써 얻어질 수 있다. 어떤 경우에는, 상기 균형은 강한 쌍극자 모멘트를 가지거나 수소결합을 형성하는 능력을 가진 중성 모노머와 같이 물과 약한 상호작용력을 가지는 하나 이상의 모노머(코-모노머)를 사용함으로써 획득될 수 있다. 아미드 그룹을 가지는 중성 모노머들이 이 부류에 해당된다. 다른 경우에, 물에 불용성 및 물에 팽창성의 요구치를 만족하는 폴리머를 얻기 위해 소수성을 가지는 코-모노머는 하전된 모노머와 같은 친수성 모노머와 결합될 수 있다.
겔 폴리머들의 예에는 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 2-하이드록시에틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스와 같은 셀룰로오스 유도체들이 포함된다. 겔 폴리머의 추가적인 예로는 폴리(에틸렌 아디프산염), 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트, 폴리(L-락타이드), 폴리(DL-락타이드) 및 폴리(DL-락타이드-코-글리콜라이드)와 같은 폴리에스테르류, 폴리(헥사메틸렌아디프아마이드)(나일론 6/6) 및 폴리(헥사메틸렌세바카마이드)(나일론 6/10)와 같은 폴리아마이드류, 폴리(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트) 및 폴리(2-하이드록시프로필 메타크릴레이트)와 같은 폴리아크릴레이트류, 폴리(에틸렌-코-비닐-알코올)(EVAL)(예를 들면, 약 27 내지 44몰%의 에틸렌 함량을 가질 수 있는 것), 폴리(에틸렌-코-알릴-알코올), 폴리하이드록시스티렌(폴리(4-비닐페놀)), 및 40% 수화된 폴리(비닐알코올)(Mowiol 40-88)이 포함된다. 겔 폴리머의 더 추가적인 예로는 물에 가용성이고 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(S-PEEK, <86% 설폰화), 설폰화된 폴리(페닐렌 옥사이드)(S-PPO, <70% 설폰화)(예를 들면 설폰화된 폴리(2,6-페닐렌-p-옥사이드), 설폰화된 폴리설폰(S-PS, <70% 설폰화), 설폰화된 폴리(에테르 설폰)(SPES, <70% 설폰화), 설폰화된 폴리스티렌(SPSt, <70% 설폰화), 아민화된 폴리설폰(<70% 아민화), 아민화된 폴리(페닐렌 옥사이드)(Q-PPO; <70% 아민화), 아민화된 폴리(비닐벤질 클로라이드)(APVB, <70% 아민화), 부분적으로 양자화 또는 알킬화된 폴리(4-비닐피리딘)(Q-P4VP; <30% 양자화 또는 알킬화), 중성 또는 하전된 모노머들의 공중합체, 및 친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체들이 포함된다.
셀룰로오스 아세테이트와 같은 어떤 셀룰로오스 유도체들의 물에 불용성/물에 팽창성 균형은 폴리머의 아세틸화도를 통해 조절될 수 있다. 일부 경우에 약 29 내지 약 61중량%의 아세틸화도가 바람직하다. 이와 유사하게, 기타 폴리머들의 물에 불용성/물에 팽창성 균형은 폴리머 내의 설폰화 또는 아민화의 양을 조절함으로써 조절될 수 있다. 폴리머의 아민화 양은 폴리머 내의 4급 아민 그룹의 수에 의존한다.
친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체는 예를 들면 하나 이상의 소수성 모노머와 하나 이상의 친수성 모노머의 라디칼 중합반응에 의해 제조될 수 있다.
소수성 모노머의 예로는 n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트, 1-헥사데실 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 2, 3 또는 4-메틸스티렌, n-미리스틸 아크릴레이트, N-tert-부틸아크릴아마이드, N-(n-옥타데실)아크릴아마이드, N-tert-옥틸아크릴아마이드, n-옥틸 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 운데실 아크릴레이트, 운데실 메타크릴레이트, 비닐 부티레이트, 비닐 라우레이트, 비닐 옥타데실에테르, 비닐 이소옥틸 에테르, 비닐 스테아레이트, tert-아밀 메타크릴레이트, N-벤질메타크릴아마이드, 이소, sec, tert 또는 n-부틸(메타)아크릴레이트, N-사이클로헥실아크릴아마이드, 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, n- 또는 이소-데실 (메타)아크릴레이트, 디(n-부틸) 이타코네이트, N-디페닐메틸아크릴아마이드, N-도데실메타크릴아마이드, n-도데실 메타크릴레이트, 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, N-에틸메타크릴아마이드, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소트리데실 아크릴레이트, 및 이소보르닐 아크릴레이트가 포함된다.
친수성 모노머들의 예로는:
a) 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 설폰산 나트륨, 비닐설폰산, 아크릴아미도글리콜산, 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 2-프로펜-s-설폰산, 아크릴산 나트륨, 2-설폰에틸 메타크릴레이트, 3-설포프로필 아크릴레이트, 3-설포프로필 메타크릴레이트, 비닐벤조산, 비닐설폰산, 및 2-카복시에틸 아크릴레이트와 같은 음으로 하전된 모노머들;
b) 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(MAPTAC), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(APTAC), 2-메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴로일콜린 메틸 설페이트, 2-N-몰폴리노에틸 아크릴레이트, 2-N-몰폴리노에틸 메타크릴레이트, 1-비닐이미다졸, 2 또는 4-비닐피리딘, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, N-(3-아미노프로필)메타크릴아마이드 하이드로클로라이드, 2-(tert-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 디알릴아민, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 2-(N,N-디에틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸스티렌, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트, N-[2-(N,N-디메틸아미노)에틸]메타크릴아마이드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 및 N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필](메타)아크릴아마이드와 같은, 양으로 하전된 모노머들; 및
c) 4-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아마이드, 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아마이드, N-메타크릴로일몰폴린, N-메틸메타크릴아마이드, N-메트롤아크릴아마이드(N-methlolacrylamide), 모노아크리콕시에틸 포스페이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 디알릴 에테르, 1,1,1-트리메틸올프로판 모노알릴 에테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, N-이소프로필아크릴아마이드, N-비닐카프롤락탐, N-비닐포름아마이드, 비닐-4-하이드록시부틸에테르, N-비닐-N-메타세트아마이드, 비닐 메틸설폰, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐우레아, 아크릴아마이드, N-아크릴로일몰폴린, N-아크릴로일트리(하이드록시메틸)메틸아민, 디에틸아크릴아마이드, N,N-디에틸메타크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, N,N-디메틸메타크릴아마이드, 글리세롤 모노아크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 및 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트와 같은 중성으로 하전된 모노머들이 포함된다.
친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체는 메타크릴릭 안하이드라이드, 비닐 아즈락톤(azlactone), 아크릴릭 안하이드라이드, 알릴 글리시딜 에테르, 알릴석시닉 안하이드라이드, 2-시나모일옥시에틸 아크릴레이트, 시나밀 메타크릴레이트, 시트라코닉 안하이드라이드, 및 글리시딜 아크릴레이트와 같은 하나이상의 활성 모노머들을 선택적으로 포함할 수 있다. 활성 모노머가 존재하면 화학적으로 활성인 조성물질을 얻을 수 있다.
친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체의 예로는 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산-코-N-부틸아크릴아마이드), 폴리(N-비닐포름아마이드-코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(2-아크릴아미도프로판-트리메틸 암모늄 클로라이드-코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(메타크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드 코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산-코-메틸메타크릴레이트)폴리(N-비닐포름아마이드-코-코-메틸메타크릴레이트), 폴리(2-아크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드-코-메틸메타크릴레이트) 및 폴리(메타크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드-코-메틸메타크릴레이트)가 포함된다.
제2 폴리머층의 조성
본 발명에 따른 조성물질을 얻기 위해 제2 폴리머층은 제1 폴리머층보다 더 친수성이고, 지속적으로 코팅된 조성물질을 얻기 위해 제1 폴리머층과 상호작용한다.
제1 폴리머층을 형성하는 폴리머와 유사하게, 제2 폴리머층을 포함하는 폴리머는 바람직하게는 겔을 형성한다. 제2층을 형성하기 위해 겔-형성 폴리머는 지지부재의 공동이 지속적으로 코팅되는 것을 보장하도록 바람직하게는 교차결합된다. 일부 실시예에서, 제2 폴리머층을 교차결합하는 공정은 제1 및 제2층 사이에 공유결합을 형성하게 되고 나아가 조성물 내에 층들을 수립한다.
적절한 제2 폴리머층을 얻기위해 교차결합될 수 있는 모노머들의 예로는 에틸렌이민, 4-스티렌설폰산, 비닐 알코올, 아크릴산, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 아크릴아마이드 및 비닐피롤리돈, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, N-아크릴로일트리스(하이드록시메틸)메틸아민, 2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, N-(3-아미노프로필)메타크릴아마이드 하이드로클로라이드, N,N-디에틸아크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아마이드, 하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 메타크릴아마이드, 메타크릴릭 안하이드라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아마이드, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피로딘온이 포함된다. 특히 바람직한 모노머들에는 디메틸디알릴암모늄 클로라이드, 아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산(AMPS), (3-아크릴아미도프로필)트리메틸암모늄 클로라이드(APTAC), 아크릴아마이드, 메타크릴산(MAA), 아크릴산(AA), 4-스티렌설폰산 및 그 염, 아크릴아마이드, 글리시딜 메타크릴레이트, 디알릴아민, 및 디알릴암모늄 클로라이드가 포함된다.
적절한 제2 폴리머층을 얻기위해 교차결합될 수 있는 폴리머들의 예로는 폴리(에틸렌이민)(PEI), 폴리(4-스티렌설폰산), 폴리(비닐 알코올)(PVA), 폴리(아크릴산)(PAA), 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)(PDADMAC), 폴리아크릴아마이드(PAcAm) 및 폴리비닐피롤리돈(PVPR)이 포함된다.
폴리머층 내부의 교차결합도를 향상시키기 위해 교차결합제가 사용될 수 있다. 교차결합제의 예로는 예를 들면 비스아크릴아미도아세트산, 2,2-비스[4-(2-아크릴옥시에톡시)페닐]프로판, 2,2-비스(4-메타크릴옥시페닐)프로판, 부탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디비닐 에테르, 1,4-사이클로헥산디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,10-도데칸디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,4-디아크릴로일피페라진, 디알릴프탈레이트, 2,2-디메틸프로판디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 펜타아크릴레이트, 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, N,N-도데카메틸렌비스아크릴아마이드, 글리세롤 트리메타크릴레이트, 글리세롤 트리스(아크릴옥시프로필)에테르, N,N'-헥사메틸렌비스아크릴아마이드, N,N'-옥타메틸렌비스아크릴아마이드, 1,5-펜탄디올 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 1,3-페닐렌디아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 폴리(프로필렌) 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜디비닐 에테르, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트이 포함된다. 특히 바람직한 교차결합제는 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드, 디에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트, 테트라(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 디비닐벤젠, 폴리(에틸렌 글리콜)디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TRIM), 및 글루타릭 디알데하이드가 포함된다.
제2 폴리머층의 첨가와 함께 조성물질에 영구적인 전하를 도입하는 것이 가능하다. 도입된 전하는 양전하 또는 음전하일 수 있고, 도입된 전하밀도 역시 조절이 가능하다. 도입되는 전하는 통상 강한 또는 약한 산 또는 염기의 관능기 형태를 취한다. 제2 폴리머층을 형성하는데 사용되는 폴리머가 자체로 전하를 품을 수 있는 반면, 제2 폴리머층의 교차결합에 앞서 첨가되는 모노머 형태로 추가적인 전하가 가해질 수도 있다. 적절한 하전된 모노머의 예로는 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, [3-(메타크릴로일아미노)프로필]트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 4-스티렌 설폰산 및 나트륨염 수화물, 아크릴산, 메타크릴산, 비닐 설폰산, 디알릴아민, 디알릴암모늄 클로라이드를 포함한다. 제2 폴리머층의 두께는 통합되는 폴리머의 양 및 특성을 조정함으로써 조절될 수 있다.
제2층을 구성하는 겔 폴리머는 바람직하게는 5000 내지 500,000g/mol, 더욱 바람직하게는 10,000 내지 100,000g/mol의 분자량을 가진다. 그러나, 분자량은 지지부재의 특성, 겔 폴리머의 특성 및 조성물질을 통과하는 용매의 특성에 의해 표현되기 때문에 겔 폴리머의 이러한 분자량 범위는 제한적인 것이 아니다. 겔 폴리머가 조성물질을 통과하는 용매에 실질적으로 불용성이나 팽창가능하기만 하면 본 발명의 일부로 고려될 것이다. 바람직하게는 겔 폴리머는 균질이거나 미세불균질이다.
바람직하게는, 제2 폴리머층의 두께는 0.001㎛ 내지 0.1㎛, 바람직하게는 0.005㎛ 내지 0.01㎛이다.
추가적인 폴리머층들
본 발명의 상세한 설명이 두개의 폴리머층을 포함하는 조성물질을 일반적으로 기재하고 있으나, 추가적인 폴리머층들(즉, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10의 추가적인 층들)이 이전 폴리머의 지속적인 코팅을 위해 이전 폴리머층과 적절한 상호작용을 가지도록 제공되어 도입될 수 있다. 바람직하게는, 각 추가의 폴리머층은 이전 폴리머 코팅과 공유결합한다. 각 연속된 폴리머 층들이 이전 폴리머층보다 더 친수성인 것 또한 바람직하다.
다공성 지지부재
일부 실시예에서, 다공성 지지부재는 약 0.1 내지 약 30㎛ 사이의 평균 직경을 가지는 공동들과 약 40 내지 약 90% 사이의 부피 공극률을 가질 수 있다. 다른 실시예에서는, 다공성 지지물은 약 0.5 내지 약 20㎛ 사이의 평균직경, 및 약 70 내지 약 90% 사이의 부피 공극률을 가질 수 있다. 지지물의 부피 공극률 ε은 공지된 지지물 폴리머의 특정 밀도로 제공되는 정사각형, 직사각형 또는 원반 등의 기하학적으로 일반적인 샘플의 질량 및 부피로부터 계산될 수 있다. 다음 공식이 사용될 수 있다:
Figure 112007025145514-PCT00002
여기서 Vs는 기하학적으로 일반적인 지지물 샘플의 부피이고, ms는 샘플의 질량, d폴리머는 지지물 폴리머의 밀도이다. 예를 들면, 폴리프로필렌에 있어서 d폴리머 = 0.91g/㎝3이다.
많은 다공성 물질들이 지지부재로 사용될 수 있으나, 지지물은 바람직하게는 폴리머성 물질이고, 더욱 바람직하게는 폴리올레핀이다. 폴리올레핀 지지부재의 예로는 열적으로 유발된 상분리(TIPS), 또는 비-용매 유발 상분리에 의해 제조되는 것들이 포함된다. 적절한 폴리올레핀 지지부재의 구체적인 예로는 Pall 코포레이션에 의해 제조된 SUPOR® 폴리에테르설폰 박막, 젤만 사이언스에 의해 제조된 Cole-Parmer® Teflon® 박막, Cole-Parmer® 나일론 박막, 셀룰로오스 에스테르 박막, 및 Watman® 필터 및 페이퍼가 포함된다. 세라믹 기반 지지물와 같은 비-폴리머성 지지부재도 사용될 수 있다.
지지부재 물질의 추가적인 타입에는 예를 들면 비-직조된 섬유성 폴리에스테르류 또는 비-직조된 섬유성 폴리프로필렌류(예를 들면 홀링스워스 앤 보세 컴퍼니의 TR2611A로 알려진)와 같은 섬유성 폴리올레핀류가 포함되는 섬유성 물질들이 포함된다. 섬유성 물질들의 다른 타입에는 멜트 블로운(melt blown)되거나 또는 직조된 물질들이 포함되는데, 이들은 예를 들면 폴리올레핀류, 폴리에스테르류, 폴리아마이드류 또는 셀룰로오스성 물질들을 포함한다. 비-직조된 물질들은 바람직한 공동의 크기가 0.5 내지 10㎛ 이고, 바람직한 공극률은 70 내지 85% 이다. 직조된 물질들은 바람직한 공동 크기가 0.1 내지 1㎛ 이고, 공동륙의 바람직한 범위는 70 내지 85% 이다. 다공성 지지부재는 예를 들면 평평한 시트, 가는 튜브형 섬유, 및 관형 박막과 같은 다양한 모양 및 크기를 취할 수 있다. 일 실시예에서, 지지부재는 약 10 내지 약 1000㎛의 두께를 가지며, 다른 실시예에서는 약 10 내지 약 500, 또 다른 실시예에서는 약 10 내지 약 300㎛의 두께를 가진다.
제조방법
본 발명의 조성물질은 복수의 폴리머층을 지지부재 상에 도포함으로써 제조된다. 폴리머층의 도포에 사용되는 공정은 폴리머가 교차결합되는지 또는 비-교차결합되는지, 및 제1 폴리머 또는 연이은 층이 도포되는지에 따라 기재된다.
비-교차결합성 폴리머층들에 있어서, 석출법 또는 증발법이 사용될 수 있다.
석출법은 폴리머를 적절한 용매에 용해시키는 단계, 지지부재의 공동을 상기 얻어진 용액으로 채우는 단계, 및 폴리머를 공동내에 남겨두면서 제1 용매로로부터 폴리머를 공동에 석출시키기 위해 제2용매를 도입하는 단계를 포함한다.
본 발명의 조성물질을 제조하기 위해 석출법을 사용할 때, 지지부재의 공동을 덮는 겔 폴리머의 특성들은 사용되는 폴리머의 선택을 통해(폴리머의 천연적 특성), 제1용매 내의 폴리머의 농도 및 사용될 제1용매의 선택에 의해 조절될 수 있다. 바람직하게는 겔 폴리머의 더 낮은 농도가 사용된다(즉, 20중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 5중량%).
석출단계는 예를 들면 10초 이상의 시간동안 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 석출단계는 약 10분의 기간동안 수행된다. 석출단계 이후에 형성된 폴리머층은 선택적으로는 조성물질로부터 걸러낼 수 있는 어떠한 것들을 제거하기 위해 폴리머가 불용성이나 팽창가능한 용매로 세척될 수 있다.
일반적으로, 석출법은 다음의 장점들이 있다:
a) 겔의 분배 및 형태가 제2용매의 통과를 조절함으로써 조절될 수 있다. 그리하여 비대칭적으로 코팅되거나 충전된 조성물질이 제조될 수 있다;
b) 모노머, 개시제 및 결합제와 같은 저분자량의 분자들이 필요치않아 이들을 제거할 필요가 없다;
c) 사용되는 유기용매의 양이 종래의 방법보다 적다;
d) 공정이 단순하고 신속하여 용이한 연속생산이 가능해진다.
증발법은 폴리머를 적절한 용매에 용해시키는 단계, 지지부재의 공동을 상기 얻어진 용액으로 충전하는 단계, 및 폴리머를 남겨두고 용매를 공동으로부터 증발시키는 단계를 포함한다. 도포되는 폴리머는 지지물에 대해 우수한 막 형성 특성을 가지는 것이 바람직하다.
교차결합성 폴리머층에 대해, 단순한 단일 단계의 방법들이 사용될 수 있다. 이러한 방법들은 일부 실시예에서 반응용매로서 물 또는 메탄올과 같은 기타 온화한 용매가 사용될 수 있다. 상기 방법들은 또한 더 용이하고 연속적인 제조 가능성을 가져오는 신속한 공정을 사용하는 장점도 있다.
교차결합성 폴리머층은 예를 들면 하나 이상의 모노머들, 하나 이상의 폴리머들, 또는 이들의 혼합물, 선택적으로는 하나 이상의 교차결합제들 및 선택적으로는 하나 이상의 개시제들을 하나 이상의 적절한 용매 내에서 혼합함으로써 제조될 수 있다. 생산된 용액은 바람직하게는 균질하나, 약간 비균질인 용액도 사용될 수 있다. 상기 혼합물은 이후 폴리머 형성반응이 일어날 적절한 다공성 지지부재로 도입된다. 교차결합성 폴리머층들의 형성을 용이하게 그리고 향상시키기 위해 교차결합제가 반응개시에 앞서 반응 혼합물에 첨가될 수 있다. 이러한 교차결합제는 예를 들면 1 내지 50%, 더욱 바람직하게는 5 내지 20%의 몰농도로 첨가될 수 있다. 적절한 교차결합제의 예들은 전술되었다.
일부 실시예에서, 모노머 또는 폴리머가 관능기를 가질 때, 모노머 또는 폴리머들은 불포화 결합을 포함하고 있는 기타 모노머들과 추가적인 반응을 수행할 가능성을 제공하기 위해 교차결합에 앞서 관능화될 수 있다. 이러한 관능화는 예를 들면 모노머 또는 폴리머들을 글리시딜 메타크릴레이트와 반응시킴으로써 달성될 수 있다.
겔 형성 반응을 위한 적절한 용매에는 예를 들면 물, 디옥산(dioxane), 디메틸설폭사이드(DMSO), 디메틸포름아마이드(DMF), 아세톤, 에탄올, N-메틸피롤리돈(NMP), 테트라하이드로퓨란(THF), 에틸 아세테이트, 아세토니트릴, 톨루엔, 크실렌, 헥산, N,N'-디메틸아세트아마이드, 프로판올, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(DPM) 및 메탄올이 포함된다. 끓는 점이 높은 용매를 사용하는 것이 바람직한데, 이러한 용매들은 인화성이 감소되고 다루기가 용이하다. 낮은 독성을 가진 용매들이 바람직한데, 이들은 사용 후 용이하게 방출할 수 있다. 이러한 용매의 예로는 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르(DPM)이 있다.
일부 실시예에서, 용매로서 이염기성 에스테르류(이염기성 산의 혼합물의 에스테르류)를 사용하는 것이 가능하다. 이염기성 에스테르류(DBEs)는 특히 아크릴아마이드 모노머들에 기초한 겔의 제조에 적합하다. 이러한 용매계는 물에 잘 용해되지 않는 기대하지 못한 특성을 가지는데, 이는 실질적으로 물과 완벽하게 혼합될 수 있는 사용되는 기타 용매와는 다르다. 물과 혼합되는 용매들은 제작 후 용매의 제거 견지에서 장점을 제공하는데, 어떤 경우에는 디옥산과 같이 휘발성, 인화성 및 독성인 용매에 대해 DBE와 같은 물과 혼합되지 않는 용매들은 우수한 대용물이다.
일부 실시예에서, 겔 형성반응의 구성요소들은 겔을 형성하기 위해 실온에서 동시에 반응한다. 일부 실시예에서는, 겔 형성반응이 개시되어야 한다. 겔 형성반응은 어떠한 공지된 방법에 의해서도 개시될 수 있는데, 예를 들면 열촉진 또는 U.V. 조사이다. 상기 반응은 바람직하게는 광개시제의 존재하에 U.V. 조사에 의해 개시되는데, 이 방법이 열촉진법보다 겔 형성반응을 더욱 가속시키기 때문이다. 많은 적절한 광개시제가 사용될 수 있는데, 2-하이드록시-1[4-2(하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판(Irgacure 2959*), 및 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(DMPA)이 바람직하다. 기타 적절한 광개시제에는 벤조페논, 벤조인 및 벤조인 에틸 에테르 및 벤조인 메틸 에테르와 같은 벤조인 에테르류, 디알콕시아세토페논류, 하이드록시알킬페논류, 및 α-하이드록시메틸 벤조인 설포닉 에스테르류가 포함된다. 열촉진은 열개시제의 첨가를 필요로한다. 적절한 열개시제는 예를 들면 1,1'-아조비스(사이클로헥산카보니트릴)(VAZO® 촉매 88), 아조비스(이소부티로니트릴(AIBN), 과황산칼륨, 및 과산화벤조일을 포함한다.
반응이 U.V. 조사로 개시되면 광개시제가 겔 형성반응의 반응물질에 첨가되고 모노머, 교차결합제 및 광개시제의 혼합물을 함유하는 지지부재에 파장이 약 250nm 내지 약 400nm인 U.V.가 수초 내지 수시간 동안 조사된다. 특정 광개시제와 함께 가시파장광이 중합반응을 개시하는데 사용될 수 있다. 반응개시를 위해 지지물질은 UV광선이 지지물을 통해 전달될 수 있도록 사용되는 파장에서 낮은 흡수를 가져야 한다. 바람직하게는 지지물 및 겔 시약들은 약 350nm의 파장에서 수초 내지 2시간 동안 조사된다.
바람직하게는 열에 의해 개시되는 중합은 약 60 내지 80℃에서 수분 내지 약 16시간 동안 수행된다.
일단 조성물질이 제조되면, 이들은 어떠한 미반응 성분들 및 지지물에 결속되지 않은 어떠한 폴리머 또는 올리고머들을 제거하기 위해 다양한 용매들로 세척 가능하다. 조성물질을 세척하기에 적절한 용매들에는 물, 아세톤, 메탄올, 에탄올 및 DMF가 포함된다.
하전된 조성물질을 얻기 위해 또는 이미 하전된 폴리머의 하전밀도를 증가시키기 위해 전하를 띤 교차결합가능한 모노머들이 교차결합에 앞서 층형성 폴리머에 첨가될 수 있다. 일 실시예에서, 전하를 띤 교차결합가능한 모노머들은 반응 혼합물에 첨가될 때 하전되고, 다른 실시예에서는, 전하를 띤 교차결합가능한 모노머들은 특정 pH와 같은 특정 환경에 노출될 때 하전될 수 있는 그룹들을 가진다. 전하를 띤 교차결합가능한 모노머들의 적절한 예로는 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, [3-(메타크릴로일아미노)프로필]-트리메틸암모늄 클로라이드, 2-아크릴아미도-2-메틸-1-프로판설폰산, 4-스티렌 설폰산 및 나트륨염 수화물, 아크릴산, 메타크릴산이 포함된다. 전하를 띤 교차결합가능한 모노머들은 예를 들면, 약 10 내지 약 70%, 바람직하게는 약 20 내지 약 50%의 몰농도로 첨가될 수 있다.
전하를 띤 모노머들에 더하여, 중성 모노머들도 조성물질에 도입될 수 있다. 이러한 모노머들의 예로는 1-비닐피롤리딘온, 아크릴아마이드, 하이드록시 에틸 메타크릴레이트(HEMA), 및 글리시딜 메타크릴레이트가 포함된다.
바람직하게는, 조성물질의 제1 폴리머층은 비-교차결합성인 반면 제2 및 어떠한 연이은 폴리머 층들은 바람직하게는 교차결합된다. 일 실시예에서, 제1 폴리머층은 비-교차결합성 폴리머층으로서 도포될 수 있고, 제1층은 연속적으로 동시에 제2 폴리머층과 교차결합된다. 다른 실시예에서는, 제1 폴리머층이 제2층의 도포에 앞서 교차결합되고 다음에 제2층이 교차결합된다. 일부 실시예에서는 제1 및 제2 폴리머층 사이에 공유결합이 형성된다.
일단 조성물질이 제조되면, 공정수단을 통해 그 특성을 변화시키는 것이 가능하다. 예를 들면, 조성물질 샘플을 공기건조한 후 다시 적심으로써 조성물질은 유동적 수치의 증가를 보이게 된다. 샘플을 열적으로 처리함으로써 역시 유동성이 약간 증가할 수 있다.
조성물질의 용도
지방 또는 산업 폐수에 대한 혐기성 생물학적 처리는 종래의 호기성 방법에 비해 몇가지 잠재적인 작업성 및 경제성의 장점이 있다. 그러나, 지방 폐수와 같이 강도가 낮은 폐수에 대한 혐기성 처리에 필요한 토양의 높은 보존시간은 예를 들면 호기성 박막 생체반응기(AMBR)에 의한 토양의 재활용을 필요로 한다. AMBR의 혐기성 환경은 막 오염의 견지에서 생체반응기가 사용되는 종래의 호기성 환경보다 더 문제가 있다. 막 오염은 작업효율의 저하와 관련된 유동성의 감소를 야기시키며, 나아가 막의 세척 또는 교체에 대한 종국적인 필요를 불러일으킨다. 본 발명의 조성물질은 특히 AMBR을 사용하는 데 매우 적합하다.
막 생체반응기(MBR) 내에서 박테리아 세포에 의한 막 표면의 군집화가 발생될 수 있기 때문에 하전된 표면을 가지는 조성물질은 또한 오염을 감소시키는데 중요하다. 음성 막표면전하는 막 표면과 일반적으로 총 음성표면전하를 가지는 박테리아 세포들 사이의 전하-전하 반발 때문에 막의 박테리아 군집화에 대한 내성을 더욱 향상시킬 수 있다고 여겨진다. 또한, 표면전하는 콜로이드성 입자 및 결석(struvite)에 의한 막 오염에도 영향을 끼칠 수 있는데, 이들은 모두 MBR에 사용되는 폐수 처리막의 중요한 오염물질들이다. 결석 오염의 경우, 막 공동 내의 산성환경이 오염을 줄인다는 것이 알려져왔다.
본 발명의 조성물질의 층들이 그 내부의 공동 표면을 포함하여 지지부재의 표면에 걸쳐 균일하게 분포되기 때문에 MBR 내의 오염이 감소되는데, 이는 오염이 종종 내부 공동 홈 내에서 발생되는 것으로 알려져있기 때문이다.
소수성 UF 막의 효과적인 코팅 방법에 대한 많은 관심은 이 기술이 단지 MBR 보다 적용범위가 더 넓음을 의미한다.
본 발명의 조성물질은 이전에 알려진 조성물질들에 비해 많은 장점이 있다. 넓은 범위의 폴리머들이 지지부재의 공동을 덮거나 충전하는데 사용될 수 있기 때문에, 상기 조성물질은 우수한 분리능을 갖도록, 조절된 수의 하전 그룹을 갖도록 및/또는 우수한 화학적 내성을 보이도록 제조될 수 있다.
본 발명의 조성물질의 놀랍고 예상치 못한 특징 중 하나는 이들이 오랜 기간 및 사용에 매우 안정적이라는 것이다. 물에 기초하여 공급되는 물에 불용성이나 팽창성인 겔 폴리머를 포함하는 조성물질의 경우에 있어서 이러한 안정성은 접촉 용액이 강산성이거나 강염기성인 모두에서조차 사실이다.
본 조성물질은 한외여과(ultrafiltration) 조성물질로도 작용할 수 있다. 한외여과 조성물질에 있어서, 석출된 폴리머는 전하를 띠거나 중성일 수 있다. 한외여과장치들은 특히 생약 및 식/음료 산업에서 특히 관심대상이다.
본 발명의 조성물질은 바람직하게는 수성매체 내의 분리공정을 수행하는 데 사용되며, 또한 조성물질이 안정하게 유지되는 비-수용성 액체와도 사용될 수 있다.
본 발명은 다음 도면들을 참조하여 설명되어질 것이다.
도 1은 침전(도 1a) 및 증발(도 1b)에 의해 형성된 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVAL) 겔의 ESEM(environmental scanning electron microscopy) 사진이다.
도 2는 침전(도 2a) 및 증발(도 2b)에 의해 형성된 EVAL 조성 물질의 ESEM 사진이다.
본 발명은 다음 비제한적인 실시예들로써 추가적으로 설명된다.
실험
사용된 물질
사용된 모노머들은 글리시딜 메타크릴레이트(Polysciences Inc.), 1-비닐-2-피롤리돈(Aldrich), (3-아크릴아미도프로판)트리메틸암모늄 클로라이드(APTAC) (Aldrich), 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DADMAC)(Aldrich), 3(메타크릴로일아미노)프로필-트리메틸암모늄 클로라이드(MAPTAC)(Aldrich) 및 N,N-메틸렌비스아크릴아마이드(Aldrich)였다. 사용된 폴리머들은 폴리(에틸렌이민)(PEI)(MW:~25,000), 폴리(비닐 알코올-코-에틸렌)(EVAL)(에틸렌 함량 27, 32, 38 및 44몰%)(Aldrich), 폴리(4-스티렌설폰산)(18중량% 수 중 용액)(Aldrich), 폴리(아크릴산)(MW:~50,000)(Polysciences Inc.), 폴리(비닐알코올)(PVA)(88몰% 가수분해, MW:~78,000)(Polysciences Inc.), 및 폴리(에테르-에테르-케톤)(PEEK)(VICTREX PEEK 450 PF, VICTREX USA, Inc.)였다. 글루타릭 디알데하이드(GAL), 50중량% 수 중 용액(Aldrich)이 교차결합제로 사용되었다. 사용된 용매들은 N,N-디메틸 아세트아마이드(DMAc)(Fisher 케미컬), N,N'-디메틸포름아마이드(Caledon), 디메틸설폭사이드(Caledon), 메틸 알코올(Caledon), 에틸 알코올(Caledon), 아세톤(Caledon) 및 탈이온화된 물이었다. 기타 사용된 화학물질들은 농축된 황산(Aldrich), 1N의 염산, 1N의 수산화나트륨, 염화나트륨, 소듐 아자이드, 트리스(하이드록시메틸)아미노메탄(TRIS), 및 4-몰폴린에탄설폰산(MES)(시그마)였다.
사용된 단백질은 소의 혈청 알부민(BSA) 및 리소자임(시그마)이었다.
사용된 다공성 지지물은 평균 공동 직경 0.45㎛ 및 85부피%의 공극률을 가지는 3M사의 폴리(프로필렌) 열유발 상분리(TIPS)박막 PP5였다.
물질의 제조
폴리(에테르-에테르-케톤)의 설폰화
폴리(에테르-에테르-케톤)(PEEK) 분말이 120℃에서 두시간 동안 건조된 후 사용되기에 앞서 실온으로 냉각되었다. 20g의 PEEK를 농축된 황산(95~97%) 300ml에 힘차게 저어 용해시켰다. 반응은 실온에서 150시간(중간정도의 설폰화) 및 200시간(고도의 설폰화) 동안 허용되었다. 그 이후, 균질의 폴리머 용액을 수중에서 석출하여 중성이 될 때까지 물로 세척하였다. 이렇게 얻어진 설폰화된 고체 폴리머는 실온에서 48시간 동안 건조되고, 60℃ 오븐에서 추가로 8시간 건조되었다.
공동이 코팅된 조성물질의제조
적어도 하나의 층을 함유하는 본 발명의 공동이 코팅된 조성물질은 다음 일반적은 방법에 따라 제조될 수 있다.
제1 코팅층
계량된 평평한 지지부재를 폴리(에틸렌)(PE)시트 상에 두고 폴리머 용액을 샘플에 도포하였다. 샘플은 이어서 다른 PE시트로 덮였고 잉여용액을 제거하기 위해 상기 샌드위치를 고무 롤러로 밀었다. 그 결과 충전된 물질은 용매 교환 및 공동내 폴리머의 석출을 위해 물에 담가졌다. 상기 조성물질은 이후 물로 완전히 세척되어 증류수 또는 염액(salt solution) 내에 보관되었다.
일부 실시예에서는 상기 결과의 충전된 물질이 틀에 걸려 공기건조되었다.
제2 코팅층
샘플을 물로 세척한 후, 표면의 물을 티슈로 제거하고 물을 폴리머 용액으로 교체하기 위해 샘플을 폴리머 용액을 함유하는 욕조에 10분간 담갔다. 이후, 상기 샘플 표면을 티슈로 약간 건조시키고 교차결합공정이 수행되도록 틀에 걸어 60℃ 오븐에 20분간 두었다. 샘플은 이후 30분간 물로 세척하였고 다시 오븐에서 건조시켰으며 증가된 질량을 측정하기 위해 무게를 계량하였고 물 유량(water flux) 실험을 위해 다시 적셨다.
다른 실시예에서는, 상기 제1층으로 코팅된 건조 샘플을 두장의 폴리에틸렌 시트 사이에 두고 모노머, 교차결합제 및 개시제를 함유하는 폴리머 용액으로 도포하였다. 상기 샘플은 이후 샘플의 공동 내로 용액을 주입하고 잉여 용액을 제거하기 위해 두개의 고무 롤러로 밀었다. 샘플은 용매가 증발하지 않도록 봉인하고 이후 365nm 파장의 UV광으로 조사하였다. 15분간 조사(각 면 균일)한 후 상기 샘플을 꺼내어 미반응 화학물질들이 조성물질로부터 배출되도록 2시간 동안 탈이온화된 물 에 담갔다.
코팅된 조성물의 특징짓기
공동이 코팅된 조성물질은 증가된 질량, 이온교환능(하전 밀도), 물 유량(water flux), 습윤성 및 추출성을 통해 특징지어졌다. 추가로 ESEM(environmental scanning electron microscopy)가 실험되었다.
ESEM ( environmental scanning electron microscopy ) 실험
환경주사 전자현미경(environmental scanning electron microscopy: ESEM) 실험을 위해 조성물질 샘플은 알루미늄 토막에 접착되었다. 상기 토막위의 샘플은 환경주사 전자현미경(ElectroScan 모델 2020ESEM, Electro Scan Corp. Wilmington, MA)을 이용하여 샘플의 건조를 막기 위해 샘플 챔버 내에 존재하는 수증기와 함께 관찰되었다.
이온교환능
이온교환능(IEC)은 이온 크로마토그래피에 의한 다음 실험과 함께 염 교환에 의해 측정되었다.
음으로 하전된 조성물질(-SO3 - 그룹 함유)에 대하여:
음으로 하전된 부분이 Na+ 형태로 변환되도록 조성물질 샘플을 1N NaCl에 24시간 두었다. 이후, 잉여 염액을 제거하기 위해 상기 샘플을 물로 세척하였다. 그 다음 상기 샘플을 작은 조각들로 절단하여 500ml 플라스크에 넣고 0.05M Ca(Cl)2를 가했다. 이 샘플은 상기 용액에 24시간 동안 두었다. 그 다음, 상기 용액을 물로 500ml까지 희석시키고 나트륨 함량에 대한 이온 크로마토그래피로 적어도 3회 실험하였다. IEC는 다음 공식에 따라 측정되었다:
Figure 112007025145514-PCT00003
여기서 CNa는 나트륨 함량이고(ppm); V는 총 부피; MNa는 나트륨의 분자량; m건조는 건조 샘플의 질량이다.
양으로 하전된 조성물질(4급 암모늄 그룹 함유)에 대하여:
양으로 하전된 부분이 Cl- 형태로 변환되도록 조성물질 샘플을 1N NaCl에 24시간 두었다. 이후, 잉여 염액을 제거하기 위해 상기 샘플을 물로 세척하였다. 그 다음 상기 샘플을 작은 조각들로 절단하여 500ml 플라스크에 넣고 0.05M Na2SO4를 가했다. 그 다음, 상기 용액을 물로 500ml까지 희석시켰고 염소 함량에 대한 이온 크로마토그래피로 적어도 3회 실험하였다. IEC는 다음 공식에 따라 측정되었다:
Figure 112007025145514-PCT00004
여기서 CCl은 염소 함량이고(ppm); V는 총 부피; MCl은 염소 분자량; m건조는 건조 샘플의 질량이다.
추출성의 측정
추출성 실험은 국제출원공개공보 제WO 03/008011 A1에 개시된 대로 Millipore 코포레이션의 John Charkoudian에 의해 기재된 방법을 이용하여 수행되었다.
25㎠의 각 샘플 조각을 절단하여 부피가 측정된 DI수(水)를 함유하는 폐쇄용기에 1개씩 16시간 동안 두었다. 상기 샘플수(水)는 이후 내포한 총 유기 탄소(TOC)를측정하기 위해 실험되었다. TOC 분석기(IO 코포레이션, 모델 1010 Wet Oxidation TOC 분석기)가 상기 실험에 사용되었다. 물의 TOC 함량은 바탕값으로서 상기 실험에서 얻어진 측정수치로부터 차감되었다.
물 유량 측정
본 조성물질에 대한 물 유량 측정은 샘플을 물로 세척하고 적어도 30분간 건조시킨 후 다시 적신다음 수행되었다. 표준 실험방법으로서, 7.8cm 직경의 원반형태인 샘플을 3 - 5mm 두께의 소결(sinter)된 그리드에 장착하고 압력이 조절된 압축질소가 공급되는 셀(cell) 내에 부착하였다. 상기 셀은 탈이온화된 물로 채우고 소정의 압력을 가했다. 조성물질을 특정시간 동안 통과한 상기 물을 사전 계량된 용기에 채집하여 무게를 측정하였다. 모든 실험은 투과출구에서 실온 및 대기압 하에서 수행되었다. 각 측정은 ±1.5%의 신뢰도를 얻기 위해 3회 이상 반복되었다. 물 유량 QH20(kg/㎡h)는 다음 관계식으로부터 계산되었다:
Figure 112007025145514-PCT00005
여기서 m1은 샘플수(水)가 들어있는 용기의 질량이고, m2는 용기의 질량, A는 샘플의 활성표면적(38.5㎠)이고 t는 시간이다.
화학적 안정성 실험
코팅된 조성물질은 1N HCl, 1N NaOH에 7, 14, 28 및 40시간 동안, 225ppm의 NaOCl에 실온에서 20시간 동안 두었다. 그 다음, 샘플들을 중성이 될 때까지 물로 세척하여 60℃의 오븐에서 30분간 건조하고 무게를 측정한 다음 다시 적시고 샘플을 통과한 물 유량을 측정하였다. 추가로 양으로 하전된 조성물질은 끓는 물로 실험되었다. 따라서, 샘플을 끓는 물에 2시간 동안 두고 투과수치를 측정하여 원래의 투과성과 비교하고 변화값을 기록하였다.
질량 증가
지지부재 내에 형성된 겔의 양을 측정하기 위해 상기 샘플을 실온의 진공에서 일정한 질량까지 건조시켰다. 겔 통합에 따른 질량증가는 다공성 지지부재의 초기 질량에 대한 건조 겔의 증가질량의 비율로 계산되었다.
단백질 흡수/배출 실험
단백질 흡수실험은 CSA 및 리소자임과 함께 정적인 조건에서 수행되었다.
양으로 하전된 막 형태의 조성물질에 대한 실험의 경우, 막 샘플은 우선 증류수로 세척되고 이어서 TRIS-버퍼 용액(pH=7.8)으로 세척되었다. 흡수단계에서 표 면적이 25㎠인 조성물질 샘플을 25mM의 TRIS 버퍼 내의 1g/L BSA 용액 50ml에 24시간 동안 두었다. 그 다음, 상기 용액은 280nm의 UV로 분석되었다. 흡수된 BSA의 양은 저장소 및 처리용액 내의 BSA 함량을 합산하여 계산되었다. 흡수단계 다음에 조성물질은 약 200ml의 TRIS 버퍼 용액으로 세척하여 1M의 NaCl을 함유한 TRIS 버퍼 용액과 함께 배출을 수행하였다. 상기 용액은 BSA 함량에 대해 280nm의 UV 분석기로 실험되었다.
음으로 하전된 조성물질에 대한 실험의 경우, 막 샘플은 우선 증류수로 세척되고 이어서 10mM MES-버퍼 용액(pH=5.5)으로 세척되었다. 흡수단계에서 표면적이 25㎠인 조성물질 샘플을 25mM의 10mM MES 버퍼 내의 1g/L 리소자임 용액 50ml에 24시간 동안 두었다. 그 다음, 상기 용액은 280nm의 UV로 분석되었다. 흡수된 리소자임 양은 저장소 및 처리용액 내의 BSA 함량을 합산하여 계산되었다. 흡수단계 다음에 조성물질은 약 200ml의 10mM MES 버퍼 용액으로 세척하여 1M의 NaCl을 함유한 10mM MES 버퍼 용액과 함께 배출을 수행하였다. 상기 용액은 BSA 함량에 대해 280nm의 UV 분석기로 실험되었다.
비교예 A
본 비교예는 본 발명의 조성물질을 제조하는데 사용될 수 있는 지지되지 않은 겔의 형성을 설명하는 것이다.
N,N'-디메틸아세트아마이드 내의 2.5중량%의 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVAL)(27몰%의 에틸렌 함유)을 물에 가하였다. 즉시 부드럽고 흰색의 겔이 형성되었는데, 물은 EVAL에 대해 좋지않은 용매이다. 형성된 겔은 용매를 교체하기 위해 탈이온화된 물로 완전히 세척하였다.
형성된 겔은 기계적으로 매우 약했다. 겔 샘플은 겔의 건조를 방지하기 위해 샘플 챔버 내에 존재하는 수증기와 함께 환경주사 전자현미경(ESEM)으로 실험되었다. 현미경 사진을 도 1a에 나타내었다. 석출법 및 증발법에 의해 형성된 EVAL-겔 구조와의 현격한 차이를 나타내기 위해 조밀한 EVAL 막의 ESEM 사진도 나타내었다. 이를 위해 N,N'-디메틸아세트아마이드 내의 2.5중량%의 EVEL을 페트리접시에 붓고 60℃의 오븐에 24시간 동안 두었다(도 1b)
비교예 B
본 비교예는 단일 코팅의 중성 조성물질의 제조를 묘사한 것이다.
폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVAL)(27몰%의 에틸렌 함유)을 70℃의 N,N'-디메틸아세트아마이드에 밤새 용해시켜 2.5중량%의 용액을 제조하였다. 미세다공성 폴리(프로필렌) 지지부재를 폴리에틸렌 시트 위에 두었다. 그 다음 상기 EVAL 용액을 그 위에 골고루 뿌렸다. 상기 기판은 이어서 다른 폴리에틸렌 시트로 덮고, 이 샌드위치를 폴리머 용액이 공동내로 주입되고 잉여 용액이 제거되도록 두개의 고무롤러 사이에서 밀었다. 상기 충전된 기판은 폴리머가 석출되도록 물이담긴 욕조에 10분간 담갔다. 그 다음 상기 조성물질은 틀에 걸려 실온에서 건조되었고, 이후 50℃의 오븐에서 30분간 건조되었다.
이렇게 얻어진 상기 조성물질은 실온에서 5분내에 젖었고, 15.5±0.1%의 질량증가 및 100kPa에서 16,500±100kg/㎡의 물 투과성을 보였다. 본 조성물질의 ESEM 사진을 도 2a에 나타내었다. 추가로 증발법에 의해 단일코팅된 조성물질이 제 조되었다. 따라서, 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVAL)(27몰%의 에틸렌 함유)을 70℃의 N,N'-디메틸아세트아마이드에 밤새 용해시켜 2.5중량%의 용액을 제조하였다. 미세다공성 폴리(프로필렌) 지지부재를 폴리에틸렌 시트 위에 두었다. 그 다음 상기 EVAL 용액을 그 위에 골고루 뿌렸다. 상기 기판은 이어서 다른 폴리에틸렌 시트로 덮고, 이 샌드위치를 폴리머 용액이 공동내로 주입되고 잉여 용액이 제거되도록 두개의 고무롤러 사이에서 밀었다. 상기 충전된 기판은 틀에 걸려 60℃의 오븐에서 2시간 동안 건조되었다.
이렇게 얻어진 조성물질은 실온에서 물에 젖지 않았고, 샘플을 아세톤으로 다시 적신 후엔 16.5±0.1%의 질량증가 및 100kPa에서 16,700±100kg/㎡의 물 투과성을 보였다. 본 조성물의 ESEM 사진을 도 2b에 나타내었다.
비교예 C
처리되지 않은 기판에 대해 상기 모든 비교실험을 이용하여 물 유량을 측정하였다. 기판은 아세톤으로 적시고 물로 세척하여 실험 섹션에서 설명한 대로 물 유량을 실험하였다. 기판은 제공압력 100kPa에서 26,000kg/㎡의 물 투과성을 보였다.
분해능의 제한 때문에 석출법 및 증발법에 의해 형성된 샘플의 이미지와 현저한 차이를 구별할 수 없었다.
비교예 D
본 비교실험은 EVAL의 에틸렌 함량이 석출법에 의해 형성된 조성물질의 성능에 미치는 영향을 설명하는 것이다.
조성물질은 비교실험 B에 기재된대로 제조되었다. 27몰%, 32몰%, 38몰% 및 44의 에틸렌을 함유한 EVAL 샘플이 사용되었다. EVAL을 70℃의 N,N'-디메틸아세트아마이드에 밤새 용해시켜 2.5중량%의 용액을 제조하였다.
얻어진 조성물질에 대해 습윤성, 질량증가 및 100kPa에서의 물 유량이 실험되었다. 실험 자료는 표 1에 나타내었다.
표 1: EVAL의 에틸렌 함량이 조성물질의 특성에 미치는 영향
EVAL의 에틸렌 함량(%) 질량증가(%) 물 유량(kg/㎡hr) 실온에서의 습윤성(분)
27 15.5±0.1 16,500±100 5
32 15.5±0.1 16,800±100 7
38 44 16.3±0.1 15.0±0.1 18,300±110 20,700±130 10 20
비교예 E
본 실험은 조성물질의 특성에 대한 EVAL 농도의 영향을 설명하는 것이다.
조성물질은 비교예 B에 기재된 석출법에 의해 제조되었다. 2.7몰%의 에틸렌을 함유한 EVAL이 사용되었다. EVAL을 70℃의 N,N'-디메틸아세트아마이드에 밤새 용해시켜 1.5중량% 내지 5.0중량%의 다양한 농도의 EVAL 용액을 제조하였다.
얻어진 조성물질에 대해 습윤성, 질량증가 및 100kPa에서의 물 유량이 실험되었다. 실험 자료는 표 1에 나타내었다.
표 2: EVAL의 농도가 조성물질의 특성에 미치는 영향
EVAL의 농도(%) 질량증가(%) 물 유량(kg/㎡hr) 실온에서의 습윤성(분)
1.5 8.5±0.1 19,000±150 >30(나쁨)
2.0 11.1±0.1 18,700±130 >20(불균형)
2.5 5.0 15.5±0.1 28.8±0.1 16,500±100 13,300±100 5 1
비교예 F
본 실험은 다른 용매를 이용해 제조된 EVAL의 성능을 나타낸 것이다.
조성물질은 비교예 B에 기재된 석출법에 의해 제조되었다. 서로 다른 용매를 이용하여 EVAL의 2.5중량% 용액(2.7몰%의 에틸렌 함유)을 제조하였다. N,N'-디메틸포름아마이드(DMF), N,N'-디메틸아세트아마이드(DMAc), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤, 에틸 알코올 및 메틸 알코올이 용매로서 단독으로 또는 다양한 혼합물로서 사용되었다. 샘플은 실험파트에 기재된 대로 투과성 및 질량증가를 실험하였다. 습윤성은 물 표면에 띄워 측정하였다.(표 3)
표 3: EVAL 용액의 용매가 조성물질의 특성에 미치는 영향
No 사용된 용매 질량증가(%) 물 유량(kg/㎡/hr) 습윤시간(분)
1 DMAc 15.3±0.1 16,500±100 5.0
2 DMF 14.9±0.1 15,500±100 7.5
3 DMSO:에탄올 70:30 14.8±0.1 15,500±100 즉시
4 DMSO:메탄올 60:40 14.7±0.1 16,000±100 즉시
5 DMSO:아세톤 60:40 15.4±0.1 15,500±100 즉시
비교예 G
본 실험은 단일코팅의 중성 조성물질의 추출성 측정을 설명하는 것이다.
조성물질은 비교예 B에 기재된 석출법에 의해 제조되었다. N,N'-디메틸아세트아마이드(DMAc), 디메틸설폭사이드-에탄올(70:30 v/v), 디메틸설폭사이드-아세톤(60:40 v/v)의 다양한 용매들 및 혼합용매가 EVAL 용액의 제조에 사용되었다. 석출단계에 다양한 조건이 사용되었다. 욕조의 물은 샘플로부터 잉여 화학물질들을 걸러내는 것을 보장하기 위해 자주 교체되었다. 샘플은 이후 75℃의 오븐에서 30분간 건조되었다.
거름성(leachables) 실험은 국제출원공개공보 제WO 03/008011 A1에 개시된 대로 Millipore 코포레이션의 John Charkoudian에 의해 기재된 방법을 이용하여 수행되었다.
각 샘플의 25㎠ 조각들이 절단되고 부피가 측정된 DI수(水)가 들어있는 폐쇄용기에 16시간 동안 넣어졌다. 샘플수는 이후 내포한 총 유기 탄소(TOC)를측정하기 위해 실험되었다. TOC 분석기가 상기 실험에 사용되었다. (DI수는 0.67ppm의 TOC를 함유하였다. 이 수치는 실험에서 얻어진 측정값으로부터 바탕값으로서 차감되었다.)
표 4: 다른 조건 하에서 EVAL 코팅된 조성물질의 추출성
No 사용된 용매 석출단계의 조건 TOC(㎍/㎠)
1 DMAc 냉수에 10분간 6.93
2 냉수에 30분간; 물 2회 교체 1.89
3 60℃ 온수에 10분간 2.37
4 60℃ 온수에 30분간; 물 2회 교체# 0.38
5 DMSO:에탄올 70:30 v/v 냉수에 30분간; 물 2회 교체 3.21
6 냉수에 10분, 60℃온수에 20분(온수는 중간에 1회 교체) 2.9
7 DMSO:아세톤 60:40 v/v 냉수에 30분간; 물 2회 교체 5.9
8 냉수에 10분, 60℃온수에 20분(온수는 중간에 1회 교체) 3.87
#: 석출은 60℃ 온수에서 행해졌음. 다른 모든 경우에는 냉수에서 석출이 행해졌음.
비교예 H
본 실험은 중성 조성물질의 화학적 안정성을 설명하는 것이다.
조성물질은 비교예 B에 기재된 석출법에 의해 제조되었다. 그 다음, 이들의 물 유량이 실험되었다. 이후 샘플들은 70℃의 오븐에서 건조되고 건조 무게가 기록되었다. 샘플들은 이후 실온에서 탈이온화된 물, 1N HCl 및 1N NaOH에 7, 14 및 28일간 담가졌다. 샘플들은 처리용액에서 건져져 중성이 될 때까지 물로 세척하고 이들의 물 유량 및 질량증가를 실험파트에서 설명한 대로 기록하였다.
표 5: 화학처리가 EVAL 코팅된 조성물질의 안정성에 미치는 영향
일 수 처리 후 물 유량(kg/㎡hr)
물 1N HCl 1N NaOH
0 16,300±200 16,300±200 16,300±200
7 16,300±200 16,200±200 16,300±200
14 16,300±200 16,200±200 16,300±200
28 16,300±200 16,300±200 16,200±200
상기 어떠한 처리에서도 질량손실이 없었다. 모든 샘플들은 처리 후 습윤성이었다.
비교예 I
본 실험은 EVAL 코팅된 조성물질의 특성에 대한 가압멸균(autoclaving)의 효과를 설명하는 것이다.
조성물질은 비교예 B에 기재된 석출법에 의해 제조되었다. N,N'-디메틸아세트아마이드 및 이소-프로판올-물 60:40 비율(v/v)의 혼합물이 EVAL의 용매로서 사용되었다.
습식 가압멸균을 위해 샘플은 물로 적셔 비이커 내의 수조에 서스펜션으로 보관되었다. 상기 비이커는 알루미늄 호일로 느슨하게 덮어두었다. 가압멸균이 120℃에서 20분간 행해졌다. 샘플들은 이후 65℃ 오븐에서 30분간 건조되고나서 물 표면에 띄워 습윤성을 측정하였다.
건식 가압멸균을 위해 오븐건조된 샘플을 비이커에 넣고 알루미늄 호일로 느슨하게 덮어두었다. 가압멸균이 120℃에서 20분간 행해졌다. 건식 가압멸균 결과 젖지않는 조성물질이 얻어졌다.
표 6: 조성물질의 습윤성에 대한 습식 가압멸균의 효과
코팅 타입 습윤시간(분)
원 샘플 습식 가압멸균된 샘플
DMAc 내의 2.5% EVAL 5 1
이소프로판올:물(60:40 v/v)내의 2.5% EVAL 3 즉시
발명의 실시예들
실시예 1
본 실시예는 본 발명에 따라 음으로 하전된 조성물질의 제조를 설명하는 것이다.
제1 코팅층
70℃의 N,N'-디메틸아세트아마이드에 EVAL(32몰%의 에틸렌 함유)을 밤새 용해시켜 2.5중량%의 용액을 제조하였다. 미세다공성 폴리(프로필렌) 지지부재가 폴리에틸렌 시트위에 놓여졌다. 그 다음 상기 EVAL 용액을 그 위에 골고루 뿌렸다. 기판은 이어서 다른 폴리에틸렌 시트로 덮고 폴리머 용액의 공동 내 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 상기 샌드위치를 두 개의 고무 롤러 사이에서 밀었다. 충전된 기판은 폴리머의 석출을 위해 수조에 10분간 담갔다.
제2 코팅층
샘플을 물로 세척한 후, 표면의 물을 티슈로 제거하고 물을 폴리머 용액으로 교체하기 위해 샘플을 2.2중량%의 폴리(4-스티렌설폰산)을 함유하는 욕조에 10분간 담갔다. 이후, 상기 샘플 표면을 티슈로 약간 건조시키고 교차결합공정이 수행되도록 틀에 걸어 60℃ 오븐에 20분간 두었다. 샘플은 이후 30분간 물로 세척하였고 다시 오븐에서 건조시켰으며 증가된 질량을 측정하기 위해 무게를 계량하였고 물 유량(water flux) 실험을 위해 다시 적셨다.
지지부재는 본 처리에서 원래무게의 19.5±0.2%의 질량증가가 있었다. 조성물질은 바로(30초 이내) 습윤성을 보였고, 100kPa에서 12,500±100kg/㎡hr의 물 유량을 보였다.
-SO3H 코팅을 정량분석하기 위해 전술된 샘플의 이온교환능 측정방법을 사용하였다. 이온 크로마토그래피가 분석법으로써 적용되었다. 실험결과는 0.13mmol/g건조샘플 의 이온교환능을 보였다.
실시예 2
본 실시예는 본 발명에 따라 음으로 하전된 조성물질의 제조를 설명하는 것이다.
제1 코팅층
제1 코팅층은 실시예 1에 기재된 것과 같이 지지부재에 도입되었다.
제2 코팅층
샘플을 물로 세척한 후, 표면의 물을 티슈로 제거하고 물을 폴리머 용액으로 교체하기 위해 샘플을 1.5중량%의 폴리(아크릴산)을 함유하는 욕조에 10분간 담갔다. 이후, 상기 샘플 표면을 티슈로 약간 건조시키고 교차결합공정이 수행되도록 틀에 걸어 60℃ 오븐에 20분간 두었다. 샘플은 이후 30분간 물로 세척하였고 다시 오븐에서 건조시켰으며 증가된 질량을 측정하기 위해 무게를 계량하였고 물 유량 실험을 위해 다시 적셨다.
지지부재는 본 처리에서 원래무게의 19.3±0.1%의 질량증가가 있었다. 조성물질은 바로(30초 이내) 습윤성을 보였고, 100kPa에서 11,500±100kg/㎡hr의 물 유량을 보였다.
-COOH 코팅을 정량분석하기 위해 전술된 샘플의 이온교환능 측정방법을 사용하였다. 이온 크로마토그래피가 분석법으로써 적용되었다. 실험결과는 0.14mmol/g건조샘플 의 이온교환능을 보였다.
실시예 3
본 실시예는 본 발명에 따라 중성인 조성물질의 제조를 설명하는 것이다.
제1 코팅층
제1 코팅층은 실시예 1에 기재된 것과 같이 지지부재에 도입되었다.
제2 코팅층
샘플을 물로 세척한 후, 표면의 물을 티슈로 제거하고 물을 폴리머 용액으로 교체하기 위해 샘플을 2.5중량%의 폴리(비닐 알코올)을 함유하는 욕조에 10분간 담갔다. 이후, 상기 샘플 표면을 티슈로 약간 건조시키고 교차결합공정이 수행되도록 틀에 걸어 60℃ 오븐에 20분간 두었다. 샘플은 이후 20분간 물로 세척하였고 다시 티슈로 약간 건조시키고 60℃ 오븐에 두었다. 본 샘플은 증가된 질량을 측정하기 위해 무게를 계량하였고 물 유량 실험을 위해 다시 적셨다.
지지부재는 본 처리에서 원래무게의 20.1±0.2%의 질량증가가 있었다. 조성물질은 바로(30초 이내) 습윤성을 보였고, 100kPa에서 12,100±100kg/㎡hr의 물 유량을 보였다.
실시예 4
본 실시예는 본 발명에 따라 중성인 조성물질의 제조를 설명하는 것이다.
제1 코팅층
제1 코팅층은 실시예 1에 기재된 것과 같이 지지부재에 도입되었다.
제2 코팅층
샘플을 물로 세척한 후, 표면의 물을 티슈로 제거하고 물을 폴리머 용액으로 교체하기 위해 샘플을 2.5중량%의 폴리(비닐 알코올)을 함유하는 욕조에 10분간 담갔다. 이후, 상기 샘플 표면을 티슈로 약간 건조시키고 교차결합공정이 수행되도록 틀에 걸어 60℃ 오븐에 10분간 두었고 이후 0.1M의 수성 글루타르알데하이드 용액에 20분간 두었다. 샘플은 이후 20분간 물로 세척하였고 다시 티슈로 약간 건조시키고 60℃ 오븐에 20분간 두었다. 본 샘플은 증가된 질량을 측정하기 위해 무게를 계량하였고 물 유량 실험을 위해 다시 적셨다.
지지부재는 본 처리에서 원래무게의 20.5±0.2%의 질량증가가 있었다. 조성물질은 바로(30초 이내) 습윤성을 보였고, 100kPa에서 10,700±150kg/㎡hr의 물 유량을 보였다.
실시예 5
본 실시예는 본 발명에 따른 중성 조성물질의 화학적 안정성을 설명하기 위한 것이다.
조성물질은 실시예 3에서 설명한 것과 같이 제조되었다. 그 다음 이들의 물 유량이 실험되었고 60℃ 오븐에서 건조시킨 후 건조된 무게를 기록하였다. 샘플들은 이후 실온에서 물, 1N HCl 및 1N NaOH에 7, 14 및 28일간 담갔다. 상기 샘플들은 용액에서 건져서 중성이 될 때까지 물로 세척하였고 증가된 질량을 실험파트에서 설명한 바대로 기록하였다.
표 7: EVAL-PVA 코팅된 조성물질의 안정성에 대한 화학처리의 효과
일 수 처리 후 물 유량(kg/㎡hr, 100kPa에서)
물 1N HCl 1N NaOH
0 12,000±100 12,000±100 12,000±100
7 11,900±100 12,200±100 12,300±100
14 12,000±100 12,100±100 13,000±100
28 12,000±100 11,500±100 13,500±100
상기 어떠한 처리에서도 샘플의 질량손실이 없었다. 모든 막들은 처리 후 즉시 습윤성이었다.
실시예 6
본 실시예는 S-PEEK를 제1층으로서 기초한 두개의 층이 코팅된 조성물질을 설명하는 것이다.
제1 코팅층
전술된 대로 제조된 중간정도의 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(SPEEK)를 물 함량 및 이온교환능의 견지에서 특화하였는데, 후자의수치는 겔 폴리머의 설폰화도와 상관관계가 있다. 따라서, 2g의 SPEEK를 8g의 N,N'-디메틸포름아마이드에 용해시켰다. 용액은 0.47mm 나이프를 통해 유리판 상에 펼쳤다. 폴리머 막은 60℃ 오븐에서 4시간 동안 건조되었다. 이렇게 얻어진 조밀한 조성물질은 25±0.2%의 물 함량과 1.5±0.05mmol/g건조의 이온교환능을 가졌는데, 이는 0.8의 설폰화도에 상응한다. 그 다음, SPEEK는 사전 코팅된 조성물질을 제조하는데 사용되었다. 따라서 SPEEK는 N,N-디메틸아세트아마이드에 용해되어 5중량%의 용액이 얻어졌다. 미세다공성 기판은 폴리에틸렌 시트 위에 놓여졌다. 그 다음, SPEEK 용액이 그 위에 골고루 뿌려졌다. 상기 기판은 이어서 다른 폴리에틸렌 시트로 덮이고 폴리머 용액의 공동내 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 두개의 고무 롤러 사이에서 상기 샌드위치를 밀었다. 충전된 기판은 건조로 인한 샘플의 수축이 없이 제1 코팅층을 형성하도록 틀에 고정된 채로 공기중 건조되었다.
제2 코팅층
메탄올-물(70:30 v/v)을 용매로 사용하여 10중량%의 폴리(에틸렌이민)(PEI)용액이 제조되었다. 10%(몰/몰)의 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)를 가하고 실온에서 1시간 동안 반응시켰다. 14g의 관능화된 폴리(에틸렌이민)에 비닐그룹들을 함유한 모노머들이 가해졌다. 실시예 1A에서, 0.4g의 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드와 함께 4g의 1-비닐-2-피롤리딘온(VP)이 가해졌고, 실시예 1B에서는 1.8g의 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드가 가해졌으며, 실시예 1C에서는 0.5g의 3(메타크릴로일아미노)프로필-트리메틸 암모늄 클로라이드(MAPTAC) 및 0.8g의 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드(MBAA)가 가해졌다. 제1층(SPEEK)으로 코팅된 건조 샘플이 두장의 폴리에틸렌 시트 사이에 놓여지고 전술한 폴리(에틸렌이민) 용액이 도포되었다. 샘플의 공동내 용액 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 두개의 고무 롤러 사이에서 샘플을 압축하였다. 용매가 증발되지 않도록 샘플을 적절히 밀봉하고 365nm의 UV광을 조사하였다. 15분간의 조사(양면 균일) 후 샘플을 꺼내어 조성물질로부터 미반응 화학물질들이 배출되도록 탈이온화된 물에 2시간 동안 담갔다. 조사 후, 조성물질은 색깔이 노랗게 되었다. 이렇게 형성된 조성물질의 물 유량이 100kPa에서 측정되었다. 이후 샘플을 건조시키고 무게를 기록하였다. 건조 샘플들은 물에서 다시 적셔졌고 이들의 유량이 100kPa의 제공된 압력에서 상기 실험섹션에서 설명한 대로 다시 측정되었다.
각 실시예 1A, 1B 및 1C에의해 제조된 양성 조성물질의 질량증가 및 유량을 표 8에 나타내었다. 조성물질의 유량은 공기건조에 비해 현저히 증가하였다.
표 8: 양으로 하전되어 코팅된 조성물질의 성능
제2층의 조성물질 번호 제1층의 질량 증가(%) 제2층의 질량증가(%) 초기 유량(형성시) (kg/㎡/hr) 건조 및 다시 적신 후 유량(kg/㎡/hr)
1A 31.5±0.2 7.1±0.1 16,000±150 24,500±200
1B 13.4±0.1 17,000±150 24,000±220
1C 18.3±0.1 12,000±150 23,000±210
표에 주어진 제2층의 질량증가는 제1층까지 총 중량의 함수로서 제2층에서 증가된 %이다.
모든 조성물질들의 유량은 2중 코팅된 최종 조성물질의 공기 건조에 비해 현저히 증가하였다. 두번째 공기건조 단계는 양쪽타입의 조성물질 모두의 경우에 틀을 사용하지 않고 수행되었다. 2중 코팅된 조성물질의 공기건조 후 유량의 증가는 UV 중합반응중 조성물질의 공동 및 공동 벽에 형성된 젤라틴성 코팅이 붕괴된 때문인듯하다.
실시예 7
본 실시예는 조성물질에 대한 뜨거운물 처리의 영향을 설명하는 것이다.
공동이 코팅된 조성물질이 실시예 6에 기재된 방법을 따라 제조되었다. 이 조성물질은 70℃의 물에서 24시간 동안 처리되었다. 이 조성물질에 대해 유량을 실험하였고, 건조 후에 무게변화를 측정하였다.
표 9: 조성물질에 대한 뜨거운물 처리의 영향
제2층의 조성물질 번호 처리 전의 유량* kg/㎡/hr 처리 후의 유량 kg/㎡/hr 처리 중의 무게변화(%)
1A 24,500±210 25,500±240 1.6
1B 24,000±220 25,000±250 1.6
1C 23,000±200 24,000±220 1.7
*: 이 수치들은 원래 샘플들을 건조 후 다시 적신 다음 측정되었다.
뜨거운 온수처리가 끝난 직후 측정되었을 때 샘플의 유량에 약간의 증가가 있었다. 조성물질의 질량변화는 실험오차의 범위 내였다. 처리 후에 젖은 샘플들의 체적에 감지할 만한 변화는 없었다.
실시예 8
본 실시예는 수성 산 및 알칼리 내에서 조성물의 안정성을 설명하는 것이다.
공동이 코팅된 조성물질이 실시예 6에 기재된 방법을 따라 제조되었다. 이 샘플들은 건조된 후 무게를 기록하였다. 이들은 실온에서 물, 1N HCl 및 1N NaOH에 40일간 보존되었다. 처리 후 샘플들은 탈이온화된 물로 세척하였고 유량을 측정하였다. 본 측정의 재현성은 ±1.5%였다. 이후 이들을 건조하여 무게를 측정하였다.
표 10: 수성 산 또는 알칼리 처리에 대한 조성물질의 안정성
제2층의 조성물질 번호 DI 수 처리 1N HCl 처리 1N NaOH 처리
이전 유량* 이후 유량 무게 변화% 이전 유량* 이후 유량 무게 변화% 이전 유량* 이후 유량 무게 변화%
1A 22,500 19,500 무 24,500 22,500 2.3 24,500 23,000 6.6
1B 23,000 19,500 무 23,000 19,500 1.5 21,500 19,500 6.9
1C 23,000 20,000 1 23,000 19,000 1.9 22,500 20,500 4.4
*: 이 수치들은 원래 조성물질들을 건조 및 다시 적신 후에 측정한 유량이다.
40일간 물에 보존하였을 때 샘플의 물 유량은 원래 수치로부터 약간 감소됨을 보였다. 샘플의 질량변화는 실험 오차 내이며, 이는 물에 보관할 경우 코팅된 물질에 무게 변화가 없다는 것을 가리킨다. 산 또는 알칼리 용액으로 처리한 경우에도 유량이 약간 감소하는 유사한 경향이 있다. 1N HCl의 경우 어떤 경우에는 2.3%에 달하는 더 높은 질량변화가 있었는데, 이는 실험오차를 넘어서는 것으로 보이며 따라서 실존한다. 알칼리용액내에서 처리한 조성물질의 경우 더 높은 질량손실을 보였는데, 이는 강염기 환경에서 오랜 시간이 흐르면 코팅된 조성물에 현저한 손실이 있음을 의미한다.
상기 실험자료에서 두가지 반대되는 효과가 관찰된다. 물에서의 처리 외에는 거의 모든 경우에 실제 명백한 질량손실이 있었고, 모든 경우의 처리에서 유량에 동일한 감소가 있었다. 이러한 경향은 어떤 질량손실을 유발하는 처리의 경우 코팅된조성물 겔이 손상됨을 가리킨다. 동시에, 조성물의 유량의 손실을 유발하는 처리 동안에 코팅된 조성물이 팽창된다. 이러한 두가지 상반되는 요인들 때문에 일부 경우에 유량의 감소의 경향에 규칙성이 관찰되지 않는다. 물 및 HCl에서의 처리의 경우 조성물질은 즉시 습윤성을 보유하였으나, 1N NaOH 처리의 경우 습윤성은 원래의 조성물질에 비해 나빠졌다. HCl 처리중의 질량손실은 조성물질의 습윤성에 현저한 영향을 끼치지 않았다.
실시예 9
본 실시예는 조성물질에 대한 자유염소의 영향을 설명하는 것이다.
공동이 코팅된 조성물질이 실시예 6에 기재된 방법을 따라 제조되었다. 이 샘플들을 실온에서 225ppm의 NaOCl 용액에 20시간 담갔다. 조성물질의 특성의 변화를 실험파트에 기재된 대로 측정하였다. 처리 후 샘플에서 일정량의 탈색이 관찰되었다. 그러나 처리 욕조에 어떠한 부유물질도 관찰되지 않았다.
처리 전에 즉각 습윤성을 보이던 조성물질은 상기 처리 후 완전히 젖는데 15 내지 30초 걸렸다.
실온에서 225ppm의 NaOCl 용액에 20시간 처리한 코팅된 조성물질의 자료들을 표 11에 나타내었다.
표 11: 조성물질의 특성에 대한 자유염소의 영향
조성물질 (조성 타입) 처리 전의 유량* kg/㎡/hr 처리 후의 유량 kg/㎡/hr 처리 중의 무게변화(%)
1A 22,500±200 23,500±210 2.9
1B 24,5002±20 25,000±220 2.2
1C 20,000±180 21,500±200 2.5
*: 이 수치들은 본래의 샘플들을 건조 후 다시 적신 다음 측정되었다.
처리 후에 모든 조성물질에 측정할 만한 질량손실이 있었다. 이 질량손실은 조성물질의 유량에 상응하는 증가도 수반하였다. 이는 코팅된 조성물질이 주변 환경에 존재하는 염소에 민감하다는 것을 가리킨다. 일부 샘플들의 특정량의 탈색 또한 처리의 끝부분에 관찰되었다. 그러나 처리 욕조에 어떠한 부유물질도 관찰되지 않았다. 처리 전에 즉각 습윤성을 보이던 조성물질은 상기 염소처리 후 완전히 젖는데 15 내지 30초 걸렸다.
실시예 10
본 실시예는 조성물질에 대한 본 발명에 따라 양으로 하전된 4급 암모늄 그룹의 영향을 설명하는 것이다.
제1 코팅층은 실시예 6에 기재된 대로 얻어졌다.
제2 코팅층
폴리(에틸렌이민)(PEI)의 10질량% 용액이 메탄올-물(70:30v/v)을 용매로 이용해 제조되었다. 10%(몰/몰)의 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)가 가해지고 실온에서 1시간 동안 반응시켰다. 이렇게 관능화된 폴리(에틸렌이민)용액에 비닐그룹을 함유한 모노머들이 첨가되었다. 디알릴디메틸암모늄 클로라이드(DADMAC), (3-아크릴아미도프로판)트리메틸암모늄 클로라이드(APTAC) 또는 3(메타크릴로일아미노)프로필-트리메틸암모늄 클로라이드(MAPTAC)가 각 분리된 조성물질당 하나의 모노머들 로 가해졌다. 추가의 교차결합제는 가하지 않았다. 광개시제로서 1질량%의 일가큐어(IRGACURE)가 용액에 도입되었다. 제1층(SPEEK)으로 코팅된 건조샘플을 두장의 폴리에틸렌 시트 사이에 두고 폴리(에틸렌이민)용액을 전술한 바와 같이 도포하였다. 상기 샘플은 이후 샘플 공동내 용액의 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 두개의 고무롤러 사이에서 밀었다. 용매의 증발을 막기 위해 상기 샘플은 적절하게 밀봉되었고 365nm의 UV광을 조사하였다. 15분간의 조사(각면 균일) 후 상기 샘플을 취하여 미반응의 화학물질들이 조성물질로부터 배출되도록 탈이온화된 물에 2시간 동안 담갔다. 조사 후에 상기 조성물질은 노란색을 띠었다. 이렇게 형성된 조성물질의 물 유량이 100kPa에서 측정되었다. 이후 상기 샘플들은 건조되어 무게를 기록하고 상기 실험파트에 기재된 바와 같이 조성물질의 이온교환능이 측정되었다. 이온교환능 실험의 재현성은 ±3%였다.
얻어진 실험결과들을 표 12에 나타내었다.
표 12: 조성물질에 대한 폴리머/모노머 조성물의 영향
No. 사용된 모노머 모노머에 대한 GMA의 몰비 총 질량증가(%) 물 유량 (kg/㎡hr) IEC (mmol/g건조샘플)
1 DADMAC 1:2 48.3±0.3 11,500±100 0.08
2 APTAC 1:1 64.7±0.5 9,400±90 0.15
3 MAPTAC 1:1 54.9±0.4 11,500±100 0.16
4 MAPTAC 1:2 63.9±0.5 5,200±50 0.26
본 조성물질들은 즉시 습윤성이었다.
실시예 11
본 실시예는 조성물질의 고정 단백질 흡착을 보여준다.
비교예 2 및 실시예 1, 2, 3, 6 및 10에 기재된 방법에 따라 공동이 코팅된 조성물질을 제조하였다. 각 타입의 조성물질 샘플 하나가 실온에서 BSA(1g/L) 및 리소자임(1g/L)에 24시간 동안 보관되었다. 단백질의 흡착은 UV분광광도계를 이용하여 실험 전후의 용액의 단백질 농도를 측정함으로써 계산되었다.
표 13: 조성물질의 고정단백질 흡착
실시예 번호 조성물질 (조성타입) 조성물질의 용량(mg/ml) 리소자임 채취율(%) BSA 채취율(%)
BSA 리소자임
비교예 B EVAL 2.7 1.1 - -
1 EVAL-SO3H 3.6 31.8 85.0 -
2 EVAL-COOH 2.5 35.9 86.0 -
3 EVAL-PVA 0.5 0.3 - -
6 1A 8.3 0.80 - -
1B 11.0 0.17 - -
1C 24.0 4.8 - 67.0
10 1 19.0 5.9 - 71.1
2 19.7 4.2 - 53.0
실시예 12
본 실시예는 제1층이 폴리머 석출로 형성되는 것을 제외하고는 실시예 6과 유사한 양성으로 하전된 조성물질의 제조를 설명하는 것이다.
제1 코팅층
N,N-디메틸아세트아마이드(DMAc) 내의 20질량%의 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(SPEEK)(IEC=1.5mmol/g건조) 1g 및 DMAc 내의 2.5% EVAL(27몰%의 에틸렌 함유) 5g 을 혼합하여 용액을 제조하였다. 미세다공성 기판을 폴리에틸렌시트위에 놓았다. 그 다음 상기 용액을 그 위에 골고루 뿌렸다. 이어서 상기 기판을 또다른 폴리에틸렌 시트로 덮고 폴리머 용액의 공동내 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 상기 샌드위치를 두개의 고무롤러 사이에서 밀었다. 충전된 기판은 샘플 내에 폴리머용액이 석출되도록 60℃를 유지하는 수조에 20분간 보관되었다. 그 다음 상기 샘플은 유리판에 고정되어 75℃로 30분간 건조되었다.
제2 코팅층
메탄올-물(70:30v/v)을 용매로 사용하여 10중량%의 폴리(에틸렌이민)(PEI)용액을 제조하였다. 10%(몰/몰)의 글리시딜 메타크릴레이트가 여기에 더해지고 실온에서 1시간 동안 반응시켰다. 실시예 2A의 관능화된 폴리(에틸렌이민)용액 14g에 1-비닐-2-피롤리딘온(VP)을 가하였고, 실시예 2B에는 1.8g의 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드를 가하였으며, 실시예 2C에는 5g의 3(메타크릴로일아미노)프로필-트리메틸암모늄 클로라이드(MAPTAC) 및 0.8g의 N,N'-메틸렌비스아크릴아마이드(MBAA)를 가하였다. 광개시제인 일가큐어(총 모노머의 1중량%)를 각 조성물에 첨가하였다. 제1층(EVAL-SPEEK)이 코팅된 건조샘플을 두장의 폴리에틸렌 시트 사이에 두고 전술한 PEI용액을 그 위에 도포하였다. 이후 샘플은 지지부재의 공동내 용액 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 두개의 고무롤러 사이에서 밀었다. 이 샘플은 용매의 증발을 막기 위해 봉인되었고, 이후 365nm의 UV광을 조사하였다. 3 내지 15분간의 조사(각면 균일) 후 상기 샘플을 취하여 미반응화학물질이 조성물질로부터 배출되도록 탈이온화된 물에 2시간 동안 담갔다. 조사 후 일부 조성물질은 밝은 노란색을 띠었다. 샘플의 유량이 측정되고 이후 건조시켜 무게를 측정하였다.
그 다음, 이렇게 형성된 조성물질의 유량이 측정되었고 이후 샘플들을 건조시켜 질량증가를 측정하였다. 그 다음 건조샘플들을 수면위에 평행하게 놓음으로써 샘플들의 습윤시간을 기록하였다.
표 14: 양으로 하전된 코팅된 조성물의 특성들
조성물질(조성타입) 총질량증가(%) 물 유량 (kg/㎡/hr) 습윤시간(분)
2A 13.7±0.1 12,000±110 6
2B 12.9±0.1 11,000±100 6
2C 12.1±0.1 12,500±120 0.33
실시예 13
본 실시예는 제1층이 EVAL과 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(SPEEK) 대신에 폴리(비닐알코올-코-에틸렌)(EVAL)인 것을 제외하고는 실시예 12와 유사하게 양으로 하전된 조성물질의제조를 설명하는 것이다.
제1 코팅층
폴리(비닐알코올-코-에틸렌)(EVAL)을 70℃의 N,N-디메틸아세트아마이드에 밤새 용해시켜 2.5중량%의 용액을 제조하였다. 미세다공성 폴리(프로필렌) 지지부재를 두장의 폴리에틸렌 시트 사이에 두고 EVAL용액을 그 위에 균일하게 뿌렸다. 이후 기판 또다른 폴리에틸렌 시트로 덮였고 공동내 용액 주입 및 잉여 용액의 제거를 위해 상기 샌드위치를 두개의 고무롤러 사이에서 밀었다. 충전된 기판은 폴리머의 석출을 위해 수조에 담가졌다. 이후 상기 샘플은 75℃의 오븐에서 30분간 건조되었다.
제2 코팅층
코팅의 제2층은 실시예 12에 주어진 방법에 따라 제조되었다. 코팅된 조성물질 또한 실시예 12에 설명된 방법에 따라 제조되었다.
상기 샘플의 100kPa에서의 물 유량이 측정되었고, 이후 건조되어 그 무게를 실험파트에 설명한 대로 기록하였다.
표 15: 양으로 하전된 코팅된 조성물질의 특성들
조성물질(조성타입) 총질량증가(%) 물 유량(kg/㎡/hr)
2A 18.9±0.2 12,500±120
2B 22.1±0.2 9,000±90
2C 17.5±0.15 10,500±100
모든 샘플들은 즉시 습윤성이었다.
본 명세서에 각 공개출원 특허 또는 특허출원으로 참증으로서 통합되어 인용된 모든 공개출원, 특허 및 특허출원은 참증으로서 통합되도록 특별히 그리고 개별적으로 지정된다. 출원일 이전의 어떠한 공개공보의 이전도 설명을 위한 것일 뿐, 선행발명의 공개공보와 같은 선행문헌에 본 발명이 포함되는 것으로 고려되어서는 안된다.
전술한 발명이 명확한 이해의 목적으로 도면 또는 실시예의 방식으로 일부 묘사되었을 지라도, 첨부된 청구항들의 개념 및 범위로부터 벗어남 없이 본 발명의 어떠한 변조 및 변화가 만들어질 수 있다는 점은 해당 분야의 보통의 기술자에게 명백하다.
본 명세서 및 첨부된 청구항들에서 단수형태로 쓰인 용어들은 문맥에서 명확하게 지적하지 않은 이상 복수의 예를 포함한다는 것이 주지되어야한다. 별도로 한정하고 있지 않다면, 본 명세서에 사용된 모든 기술 및 과학 용어들은 본 발명이 속하는 분야의 일반적인 기술자에게 통상 이해되는 의미와 동일하다.
본 명세서 내에 포함되어 있음.

Claims (82)

  1. a)관통하여 연장된 여러개의 공동을 가진 지지부재,
    b)지지부재의 공동들을 지속적으로 코팅하며 친수성과 소수성을 모두 가진 제1 폴리머층, 및
    c)제1 폴리머층을 지속적으로 코팅하며 제1층보다 더 친수성인 제2 폴리머층을 포함하는 조성물질.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 폴리머층이 겔 폴리머를 포함하는 조성물질.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 실질적으로 물에 불용성이지만 팽창가능한 조성물질.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 겔 폴리머는 약 12 내지 약 40 사이의 친화도 d0(H2O)를 가지는 조성물질.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 겔 폴리머는 약 12 내지 약 25 사이의 친화도 d0(H2O)를 가지는 조성물질.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리머층이 비-교차결합성 폴리머를 포함하는 조성물질.
  7. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리머층이 교차결합성 폴리머를 포함하는 조성물질.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 폴리머 겔이 셀룰로오스 유도체, 폴리에스테르, 폴리아마이드, 폴리아크릴레이트, 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVAL), 폴리(에틸렌-코-알릴알코올), 폴리하이드록시스티렌(폴리(4-비닐페놀)), 40% 가수분해된 폴리(비닐알코올)(Mowiol 40-88), 부분하전된 폴리머, 중성 및 하전된 모노머들의 공중합체 또는 친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체인 조성물질.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 2-하이드록시에틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 셀룰로오스 유도체인 조성물질.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 약 29 내지 약 61%의 아세틸화도를 가지는 셀룰로오스 아세테이트인 조성물질.
  11. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 폴리(에틸렌 아디프산염), 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트, 폴리(L-락타이드), 폴리(DL-락타이드) 및 폴리(DL-락타이드-코-글리콜라이드)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리에스테르인 조성물질.
  12. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 폴리(헥사메틸렌아디프아마이드)(나일론 6/6) 및 폴리(헥사메틸렌세바카마이드)(나일론 6/10)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리아마이드인 조성물질.
  13. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 폴리(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트) 및 폴리(2-하이드록시프로필 메타크릴레이트)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 폴리아크릴레이트인 조성물질.
  14. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 약 27 내지 약 44몰%의 에틸렌 함량을 가지는 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)인 조성물질.
  15. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(S-PEEK; <86% 설폰화), 설폰화된 폴리(페닐렌 옥사이드)(S-PPO; <70% 설폰화), 설폰화된 폴리설폰(S-PS; <70% 설폰화), 설폰화된 폴리(에테르 설폰)(SPES; <70% 설폰화), 설폰화된 폴리스티렌(SPSt; <70% 설폰화), 아민화된 폴리설폰(<70% 아민화), 아민화된 폴리(페닐렌옥사이드)(Q-PPO; <70% 아민화), 아민화된 폴리(비닐벤질클로라이드)(APVB; <70% 아민화), 부분 양자화 또는 알킬화된 폴리(4-비닐피리딘)(Q-P4VP; <30% 아민화)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 부분 하전된 폴리머인 조성물질.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 설폰화된 폴리(에틸렌 옥사이드)인 조성물질.
  17. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 중성 또는 하전된 모노머들의 공중합체인 폴리(에틸렌-코-아크릴산) 공중합체인 조성물질.
  18. 제 8항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 하나 이상의 친수성 모노머들 및 하나 이상의 소수성 모노머들의 임의의 공중합체인 조성물질.
  19. 제 18항에 있어서,
    상기 하나 이상의 소수성 모노머들이 n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 메타크릴레이트, 1-헥사데실 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 2, 3 또는 4-메틸스티렌, n-미리스틸(myristyl) 아크릴레이트, N-tert-부틸아크릴아마이드, N-(n-옥타데실)아크릴아마이드, N-tert-옥틸아크릴아마이드, n-옥틸 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 운데실 아크릴레이트, 운데실 메타크릴레이트, 비닐 부티레이트, 비닐 라우레이트, 비닐 옥타데실에테르, 비닐 이소옥틸 에테르, 비닐 스테아레이트, tert-아밀 메타크릴레이트, N-벤질메타크릴아마이드, 이소, sec, tert 또는 n-부틸(메타)아크릴레이트, N-사이클로헥실아크릴아마이드, 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, n- 또는 이소-데실 (메타)아크릴레이트, 디(n-부틸) 이타코네이트, N-디페닐메틸아크릴아마이드, N-도데실메타크릴아마이드, n-도데실 메타크릴레이트, 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, N-에틸메타크릴아마이드, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소트리데실 아크릴레이트, 및 이소보르닐 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택 되는 조성물질.
  20. 제 18항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 음으로 하전된 모노머들을 포함하는 조성물질.
  21. 제 20항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 설폰산 나트륨, 비닐설폰산, 아크릴아미도글리콜산, 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 2-프로펜-s-설폰산, 아크릴산 나트륨, 2-설폰에틸 메타크릴레이트, 3-설포프로필 아크릴레이트, 3-설포프로필 메타크릴레이트, 비닐벤조산, 비닐설폰산, 및 2-카복시에틸 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 음으로 하전된 모노머를 포함하는 조성물질.
  22. 제 18항에 있어서,
    하나 이상의 친수성 모노머들이 양으로 하전된 모노머들을 포함하는 조성물질.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(MAPTAC), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(APTAC), 2-메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴로일콜린 메틸 설페이트, 2-N-몰폴리노에틸 아크릴레이트, 2-N-몰폴리노에틸 메타크릴레이트, 1-비닐이미다졸, 2 또는 4-비닐피리딘, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, N-(3-아미노프로필)메타크릴아마이드 하이드로클로라이드, 2-(tert-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 디알릴아민, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 2-(N,N-디에틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸스티렌, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트, N-[2-(N,N-디메틸아미노)에틸]메타크릴아마이드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 및 N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필](메타)아크릴아마이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 양으로 하전된 모노머들을 포함하는 조성물질.
  24. 제 18항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 중성 모노머들을 포함하는 조성물질.
  25. 제 24항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 4-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아마이드, 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아마이드, N-메타크릴로일몰폴린, N-메틸메타크릴아마이드, N-메트롤아크릴아마이드(N-methlolacrylamide), 모노 아크리콕시에틸(monoacrykoxyethyl) 포스페이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 디알릴 에테르, 1,1,1-트리메틸올프로판 모노알릴 에테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, N-이소프로필아크릴아마이드, N-비닐카프롤락탐, N-비닐포름아마이드, 비닐-4-하이드록시부틸에테르, N-비닐-N-메타세트아마이드, 비닐 메틸설폰, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐우레아, 아크릴아마이드, N-아크릴로일몰폴린, N-아크릴로일트리(하이드록시메틸)메틸아민, 디에틸아크릴아마이드, N,N-디에틸메타크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, N,N-디메틸메타크릴아마이드, 글리세롤 모노아크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 및 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 중성 모노머들을 포함하는 조성물질.
  26. 제 18항에 있어서,
    상기 임의의 공중합체가 하나 이상의 활성 모노머들을 더욱 포함하는 조성물질.
  27. 제 26항에 있어서,
    상기 하나 이상의 활성 모노머들이 메타크릴릭 안하이드라이드, 비닐 아즈락톤(azlactone), 아크릴릭 안하이드라이드, 알릴 글리시딜 에테르, 알릴석시닉 안하이드라이드, 2-시나모일옥시에틸 아크릴레이트, 시나밀 메타크릴레이트, 시트라코닉 안하이드라이드, 및 글리시딜 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물질.
  28. 제 18항에 있어서,
    상기 친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체가 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산-코-N-부틸아크릴아마이드), 폴리(N-비닐포름아마이드-코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(2-아크릴아미도프로판-트리메틸 암모늄 클로라이드-코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(메타크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드 코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산-코-메틸메타크릴레이트)폴리(N-비닐포름아마이드-코-코-메틸메타크릴레이트), 폴리(2-아크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드-코-메틸메타크릴레이트) 및 폴리(메타크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드-코-메틸메타크릴레이트)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 조성물질.
  29. 제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층이 교차결합된 겔 폴리머를 포함하는 조성물질.
  30. 제 1항 내지 제 28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층이 에틸렌이민, 4-스티렌설폰산, 비닐 알코올, 아크릴산, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 아크릴아마이드 및 비닐피롤리돈, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, N-아크릴로일트리스(하이드록시메틸)메틸아민, 2-아 미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, N-(3-아미노프로필)메타크릴아마이드 하이드로클로라이드, N,N-디에틸아크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아마이드, 하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 메타크릴아마이드, 메타크릴릭 안하이드라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아마이드, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피로딘온, 폴리(에틸렌이민)(PEI), 폴리(4-스티렌설폰산), 폴리(비닐 알코올)(PVA), 폴리(아크릴산)(PAA), 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)(PDADMAC), 폴리아크릴아마이드(PAcAm) 및 폴리비닐피롤리돈(PVPR)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 모노머 또는 폴리머를 포함하는 조성물질.
  31. 제 1항 내지 제 30항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층이 제1 폴리머층에 공유결합된 조성물질.
  32. 제 1항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층을 형성하는 폴리머가 약 5,000 내지 약 500,000g/몰의 분자량을 가지는 조성물질.
  33. 제 1항 내지 제 31항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층을 형성하는 폴리머가 약 5,000 내지 약 500,000g/몰의 분자량을 가지는 조성물질.
  34. 제 1항 내지 제 33항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재가 평균 크기가 0.1 내지 30㎛인 공동, 및 60 내지 90%의 부피 공극률을 가지는 조성물질.
  35. 제 1항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재가 평평한 시트, 가는 튜브형 섬유, 또는 관형 박막의 형태인 조성물질.
  36. 제 1항 내지 제 34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재가 10 내지 1000㎛의 두께를 가지는 평평한 시트 형태인 조성물질.
  37. 제 1항 내지 제 36항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 추가적인 폴리머층을 가지며, 각 추가적인 층이 이전에 도포된 폴리머층을 지속적으로 코팅하는 조성물질.
  38. (a) 제1 폴리머층을 형성하기 위하여 소수성 및 친수성을 모두 가지는 제1 폴리머로 다공성 지지부재의 공동 벽을 코팅하는 단계,
    (b) 제2 폴리머층을 형성하기 위하여 상기 제1 폴리머보다 더욱 친수성인 제2 폴리머로 상기 제1 폴리머층을 코팅하는 단계를 포함하는 조성물질을 제조하기 위한 방법.
  39. 제 38항에 있어서,
    제1 폴리머층과 제2 폴리머층 사이에 결합을 형성하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  40. 제 38항 또는 제 39항에 있어서,
    다공성 지지물에 제1 폴리머를 위한 용액 및 제1 폴리머를 도포하고 이어서 용액으로부터 상기 제1 폴리머가 석출되도록 상기 용액을 물 또는 수성 용액과 접촉시킴으로써 상기 제1 폴리머층이 형성되는 방법.
  41. 제 38항 또는 제 39항에 있어서,
    다공성 지지물에 제1 폴리머를 위한 용액 및 제1 폴리머를 도포하고 이어서 상기 용액을 증발시키는 방법.
  42. 제 38항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리머층이 제2 폴리머층의 도포 이전, 도중 또는 이후에 교차결합되는 방법.
  43. 제 38항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 폴리머가 겔 폴리머인 방법.
  44. 제 43항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 실질적으로 물에 불용성이지만 물에 팽창가능한 방법.
  45. 제 43항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 약 12 내지 약 40의 친화도 파라미터 d0(H2O)를 가지는 방법.
  46. 제 43항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 약 12 내지 약 25의 친화도 파라미터 d0(H2O)를 가지는 방 법.
  47. 제 38항에 있어서,
    상기 제1 폴리머가 비-교차결합되는 방법.
  48. 제 38항에 있어서,
    상기 제1 폴리머가 교차결합되는 방법.
  49. 제 43항에 있어서,
    상기 폴리머 겔이 셀룰로오스 유도체, 폴리에스테르, 폴리아마이드, 폴리아크릴레이트, 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)(EVAL), 폴리(에틸렌-코-알릴알코올), 폴리하이드록시스티렌(폴리(4-비닐페놀)), 40% 가수분해된 폴리(비닐알코올)(Mowiol 40-88), 부분하전된 폴리머, 중성 및 하전된 모노머들의 공중합체 또는 친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체인 방법.
  50. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 셀룰로오스 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 2-하이드록시에틸 셀룰로오스 및 에틸 셀룰로오스로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 셀룰로오스 유도체인 방법.
  51. 제 50항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 약 29 내지 약 61%의 아세틸화도를 가지는 셀룰로오스 아세테이트인 방법.
  52. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 폴리(에틸렌 아디프산염), 폴리에틸렌 글리콜 테레프탈레이트, 폴리(L-락타이드), 폴리(DL-락타이드) 및 폴리(DL-락타이드-코-글리콜라이드)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리에스테르인 방법.
  53. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 폴리(헥사메틸렌아디프아마이드)(나일론 6/6) 및 폴리(헥사메틸렌세바카마이드)(나일론 6/10)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 폴리아마이드인 방법.
  54. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 폴리(2-하이드록시에틸 메타크릴레이트) 및 폴리(2-하이드록시프로필 메타크릴레이트)로 구성된 그룹으로부터 선택되는 폴리아크릴레이트인 방법.
  55. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 약 27 내지 약 44몰%의 에틸렌 함량을 가지는 폴리(에틸렌-코-비닐 알코올)인 방법.
  56. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 설폰화된 폴리(에테르-에테르-케톤)(S-PEEK; <86% 설폰화), 설폰화된 폴리(페닐렌 옥사이드)(S-PPO; <70% 설폰화), 설폰화된 폴리설폰(S-PS; <70% 설폰화), 설폰화된 폴리(에테르 설폰)(SPES; <70% 설폰화), 설폰화된 폴리스티렌(SPSt; <70% 설폰화), 아민화된 폴리설폰(<70% 아민화), 아민화된 폴리(페닐렌옥사이드)(Q-PPO; <70% 아민화), 아민화된 폴리(비닐벤질클로라이드)(APVB; <70% 아민화), 부분 양자화 또는 알킬화된 폴리(4-비닐피리딘)(Q-P4VP; <30% 아민화)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 부분 하전된 폴리머인 방법.
  57. 제 56항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 설폰화된 폴리(페닐렌 옥사이드)인 방법.
  58. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 중성 또는 하전된 모노머들의 공중합체인 폴리(에틸렌-코-아크릴산) 공중합체인 방법.
  59. 제 49항에 있어서,
    상기 겔 폴리머가 하나 이상의 친수성 모노머들 및 하나 이상의 소수성 모노머들의 임의의 공중합체인 방법.
  60. 제 59항에 있어서,
    하나 이상의 소수성 모노머들이 n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 메타크릴레이트, 1-헥사데실 메타크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 2, 3 또는 4-메틸스티렌, n-미리스틸(myristyl) 아크릴레이트, N-tert-부틸아크릴아마이드, N-(n-옥타데실)아크릴아마이드, N-tert-옥틸아크릴아마이드, n-옥틸 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 운데실 아크릴레이트, 운데실 메타크릴레이트, 비닐 부티레이트, 비닐 라우레이트, 비닐 옥타데실에테르, 비닐 이소옥틸 에테르, 비닐 스테아레이트, tert-아밀 메타크릴레이트, N-벤질메타크릴아마이드, 이소, sec, tert 또는 n-부틸(메타)아크릴레이트, N-사이클로헥실아크릴아마이드, 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, n- 또는 이소-데실 (메타)아크릴레이트, 디(n-부틸) 이타코네이트, N-디페닐메틸아크릴아마이드, N-도데실메타크릴아마이드, n-도데실 메타크릴레이트, 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, N-에틸메타크릴아마이드, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소트리데실 아크릴레이트, 및 이소보르닐 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  61. 제 59항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 음으로 하전된 모노머들을 포함하는 방법.
  62. 제 61항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산, 설폰산 나트륨, 비닐설폰산, 아크릴아미도글리콜산, 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산, 2-프로펜-s-설폰산, 아크릴산 나트륨, 2-설폰에틸 메타크릴레이트, 3-설포프로필 아크릴레이트, 3-설포프로필 메타크릴레이트, 비닐벤조산, 비닐설폰산, 및 2-카복시에틸 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 음으로 하전된 모노머를 포함하는 방법.
  63. 제 59항에 있어서,
    하나 이상의 친수성 모노머들이 양으로 하전된 모노머들을 포함하는 방법.
  64. 제 63항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 메타크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(MAPTAC), 아크릴아미도프로필트리메틸암모늄 클로라이드(APTAC), 2-메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 메타크릴로일콜린 메틸 설페이트, 2-N-몰폴리노에틸 아크릴레이트, 2-N-몰폴리노에틸 메타크릴레이트, 1-비닐이미다졸, 2 또는 4-비닐피리딘, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, N-(3-아미노프로필)메타크릴아마이드 하이드로클로라이드, 2-(tert-부틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 디알릴아민, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 2-(N,N-디에틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 2-(디에틸아미노)에틸스티렌, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트, N-[2-(N,N-디메틸아미노)에틸]메타크릴아마이드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 메타크릴레이트, 및 N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필](메타)아크릴아마이드로 이루어진 그룹으로부터 선택되는, 양으로 하전된 모노머들을 포함하는 방법.
  65. 제 59항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 중성 모노머들을 포함하는 방법.
  66. 제 65항에 있어서,
    상기 하나 이상의 친수성 모노머들이 4-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 (메타)아크릴레이트, N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아마이드, 하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아마이드, N-메타크릴로일몰폴린, N-메틸메타크릴아마이드, N-메트롤아크릴아마이드(N-methlolacrylamide), 모노아크리콕시에틸(monoacrykoxyethyl) 포스페이트, 1,1,1-트리메틸올프로판 디알릴 에테르, 1,1,1-트리메틸올프로판 모노알릴 에테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, 폴리(프로필렌 글리콜) 모노메타크릴레이트, N-이소프로필아크릴아마 이드, N-비닐카프롤락탐, N-비닐포름아마이드, 비닐-4-하이드록시부틸에테르, N-비닐-N-메타세트아마이드, 비닐 메틸설폰, N-비닐-2-피롤리돈, N-비닐우레아, 아크릴아마이드, N-아크릴로일몰폴린, N-아크릴로일트리(하이드록시메틸)메틸아민, 디에틸아크릴아마이드, N,N-디에틸메타크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, N,N-디메틸메타크릴아마이드, 글리세롤 모노아크릴레이트, 글리세롤 모노메타크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 및 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 중성 모노머들을 포함하는 방법.
  67. 제 59항에 있어서,
    상기 임의의 공중합체가 하나 이상의 활성 모노머들을 더욱 포함하는 방법.
  68. 제 67항에 있어서,
    상기 하나 이상의 활성 모노머들이 메타크릴릭 안하이드라이드, 비닐 아즈락톤(azlactone), 아크릴릭 안하이드라이드, 알릴 글리시딜 에테르, 알릴석시닉 안하이드라이드, 2-시나모일옥시에틸 아크릴레이트, 시나밀 메타크릴레이트, 시트라코닉 안하이드라이드, 및 글리시딜 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  69. 제 59항에 있어서,
    상기 친수성 및 소수성 모노머들의 임의의 공중합체가 폴리(2-아크릴아미도- 2-메틸프로판설폰산-코-N-부틸아크릴아마이드), 폴리(N-비닐포름아마이드-코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(2-아크릴아미도프로판-트리메틸 암모늄 클로라이드-코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(메타크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드 코-N-t-부틸아크릴아마이드), 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸프로판설폰산-코-메틸메타크릴레이트)폴리(N-비닐포름아마이드-코-코-메틸메타크릴레이트), 폴리(2-아크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드-코-메틸메타크릴레이트) 및 폴리(메타크릴아미도프로판-트리메틸암모늄 클로라이드-코-메틸메타크릴레이트)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 방법.
  70. 제 38항 내지 제 69항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층이 교차결합성 겔 폴리머를 포함하는 방법.
  71. 제 38항 내지 제 69항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층이 에틸렌이민, 4-스티렌설폰산, 비닐 알코올, 아크릴산, 디알릴디메틸암모늄 클로라이드, 아크릴아마이드 및 비닐피롤리돈, 2-아크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, N-아크릴로일트리스(하이드록시메틸)메틸아민, 2-아미노에틸 메타크릴레이트 하이드로클로라이드, N-(3-아미노프로필)메타크릴아마이드 하이드로클로라이드, N,N-디에틸아크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, 2-(N,N-디메틸아미노)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-[3-(N,N-디메틸아미노)프로필]메타크릴아마이드, N,N-디메틸아크릴아마이드, n-도데실 아크릴레이트, n-도데실 메타크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2,3-디하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 1-헥사데실 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-(2-하이드록시프로필)메타크릴아마이드, 하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 메타크릴아마이드, 메타크릴릭 안하이드라이드, 메타크릴옥시에틸트리메틸암모늄 클로라이드, 2-(2-메톡시)에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, N-이소-프로필아크릴아마이드, 4-비닐피리딘, 비닐설폰산, N-비닐-2-피로딘온, 폴리(에틸렌이민)(PEI), 폴리(4-스티렌설폰산), 폴리(비닐 알코올)(PVA), 폴리(아크릴산)(PAA), 폴리(디알릴디메틸암모늄 클로라이드)(PDADMAC), 폴리아크릴아마이드(PAcAm) 및 폴리비닐피롤리돈(PVPR)으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 모노머 또는 폴리머를 포함하는 방법.
  72. 제 38항 내지 제 71항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층이 제1 폴리머층에 공유결합된 방법.
  73. 제 38항 내지 제 72항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1층을 형성하는 폴리머가 약 5,000 내지 약 500,000g/몰의 분자량을 가지는 방법.
  74. 제 38항 내지 제 72항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 폴리머층을 형성하는 폴리머가 약 5,000 내지 약 500,000g/몰의 분자량을 가지는 방법.
  75. 제 38항 내지 제 74항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재가 평균 크기가 0.1 내지 30㎛인 공동, 및 60 내지 90%의 부피 공극률을 가지는 방법.
  76. 제 38항 내지 제 75항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재가 평평한 시트, 가는 튜브형 섬유, 또는 관형 박막의 형태인 방법.
  77. 제 38항 내지 제 75항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지부재가 10 내지 1000㎛의 두께를 가지는 평평한 시트 형태인 방법.
  78. 제 38항 내지 제 77항 중 어느 한 항에 있어서,
    (c) 제2 폴리머층을 적어도 하나의 추가적인 폴리머층으로 코팅하는 단계를 더욱 포함하는 방법.
  79. 제 1항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 따른 조성물질을 통해 물질을 함유하 는 수성 용액을 통과시키는 방법을 포함하는 수성용액으로부터 물질을 제거하는 방법.
  80. 제 1항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 따른 조성물질을 포함하는 여과장치.
  81. 제 80항에 있어서,
    막 생체반응기(membrane bioreactor)인 여과장치.
  82. 제 1항 내지 제 37항 중 어느 한 항에 따른 조성물질을 포함하는 한외여과막.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011152967A3 (en) * 2010-06-01 2012-04-05 3M Innovative Properties Company Coated porous materials
WO2015016683A1 (ko) * 2013-08-01 2015-02-05 주식회사 엘지화학 내구성이 우수한 폴리아미드계 수처리 분리막 및 그 제조방법
KR101499732B1 (ko) * 2013-05-30 2015-03-18 (주)필로스 마이크로필터와 그 제조방법 및 그 제조장치
KR20200004346A (ko) * 2017-05-05 2020-01-13 엔엑스 필트레이션 홀딩 비.브이. 고분자 전해질 다층(pem)막 및 그의 용도

Families Citing this family (68)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5189286B2 (ja) * 2003-02-19 2013-04-24 ナトリックス セパレイションズ インコーポレーテッド 支持型多孔質ゲルを含んでなる複合材
CN101351338B (zh) * 2005-12-30 2012-12-05 3M创新有限公司 制备功能性基底的方法
EP1840152B1 (en) * 2006-03-31 2009-07-08 Sony Deutschland Gmbh A method of forming a crosslinked polymer gel
CN101489655A (zh) 2006-07-14 2009-07-22 威斯康星旧生研究基金会 捕获病毒用吸附膜
AU2007332902B2 (en) * 2006-12-08 2012-04-26 Opti Medical Systems Spreading layer and humidity control layer for enhancing sensor performance
ITMI20071113A1 (it) * 2007-05-31 2008-12-01 St Microelectronics Srl Membrana a scambio protonico e assemblaggio elettrodo-membrana (mea), metodo per la loro produzione e cella a combustibile che utilizza detti membrana o assemblaggio.
EP2522692B1 (en) 2008-05-30 2014-06-18 3M Innovative Properties Company Ligand monomers and copolymers made therewith
WO2009146321A1 (en) 2008-05-30 2009-12-03 3M Innovative Properties Company Ligand functionalized substrates
EP2291478B1 (en) * 2008-06-09 2012-08-01 3M Innovative Properties Company Acrylic pressure-sensitive adhesives with aziridine crosslinking agents
WO2010002502A2 (en) 2008-06-30 2010-01-07 3M Innovative Properties Company Method of forming a rewettable asymmetric membrane
CN102131567B (zh) 2008-06-30 2017-05-31 3M创新有限公司 形成亲水性膜的方法
US9751050B2 (en) 2008-06-30 2017-09-05 3M Innovative Properties Company Method of forming an asymmetric membrane
AU2009288234B2 (en) 2008-09-02 2014-08-21 Merck Millipore Ltd. Chromatography membranes, devices containing them, and methods of use thereof
BRPI0913707A2 (pt) 2008-09-19 2015-10-13 3M Innovative Properties Co "artigo e métodos para preparação do artigo"
KR101635655B1 (ko) * 2008-10-03 2016-07-01 우포너 이노베이션 에이 비 파이프 코팅용 방법 및 조성물
KR101621119B1 (ko) * 2008-12-23 2016-05-13 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니 기능화된 부직 용품
US20100209693A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 3M Innovative Properties Company Hydrophilic porous substrates
US20100210160A1 (en) * 2009-02-18 2010-08-19 3M Innovative Properties Company Hydrophilic porous substrates
EP2398577A2 (en) * 2009-02-19 2011-12-28 Bonner, Alex Garfield Porous interpenetrating polymer network
CN101559327B (zh) * 2009-05-08 2013-01-02 东华大学 纳米纤维液体分离复合膜及其制备方法
WO2010151447A1 (en) 2009-06-23 2010-12-29 3M Innovative Properties Company Functionalized nonwoven article
US8067504B2 (en) 2009-08-25 2011-11-29 3M Innovative Properties Company Acrylic pressure-sensitive adhesives with acylaziridine crosslinking agents
JP2013510918A (ja) * 2009-11-13 2013-03-28 ナトリックス セパレイションズ インコーポレーテッド 疎水的相互作用クロマトグラフィー膜、及びその使用方法
CN102085457B (zh) * 2009-12-07 2013-01-02 广州美能材料科技有限公司 一种制备复合多层多孔中空纤维膜的方法及其装置和产品
US8377672B2 (en) 2010-02-18 2013-02-19 3M Innovative Properties Company Ligand functionalized polymers
WO2011109151A1 (en) 2010-03-03 2011-09-09 3M Innovative Properties Company Ligand guanidinyl functionalized polymers
WO2011153085A2 (en) * 2010-06-01 2011-12-08 3M Innovative Properties Company Process for making coated porous materials
CN101966433B (zh) * 2010-09-19 2012-09-26 大连先路科技发展有限公司 一种超滤膜的亲水改性方法
EP2593243B1 (en) * 2010-09-29 2016-07-27 Siemens Healthcare Diagnostics Inc. Hydrophilic coating for nonporous surfaces and microfluidic devices including same
CN102068912A (zh) * 2010-12-07 2011-05-25 天津工业大学 一种等离子体辐射引发接枝制备荷负电纳滤膜的方法
CN103269781B (zh) * 2010-12-22 2016-05-25 德国弗雷泽纽斯医疗保健股份有限公司 无脱层的膜
US8585806B2 (en) * 2011-01-11 2013-11-19 Hydration Systems, Llc Gas separation membrane
JP2014508640A (ja) * 2011-02-16 2014-04-10 ダウ コーニング コーポレーション 多孔質基材のコーティング方法
KR101762730B1 (ko) * 2011-02-22 2017-07-31 삼성전자주식회사 이동통신 시스템에서 그룹 기반 ｍｔｃ 디바이스 제어 방법 및 장치
US9873088B2 (en) 2011-05-17 2018-01-23 Natrix Separations Inc. Layered tubular membranes for chromatography, and methods of use thereof
GB201211309D0 (en) * 2012-06-26 2012-08-08 Fujifilm Mfg Europe Bv Process for preparing membranes
MX2015007841A (es) * 2012-12-17 2016-03-04 Basf Se Sistemas de filtración y membranas con flujo intensificado y método para su preparación.
CN103341327B (zh) * 2013-06-25 2015-06-17 常州大学 高水通量phbv复合膜及其制备方法和应用
US10279320B2 (en) 2013-09-16 2019-05-07 Lg Chem, Ltd. Water-treatment separation membrane comprising ionic exchangeable polymer layer and method for forming same
CN103551049B (zh) * 2013-10-23 2016-08-17 北京工业大学 一种基于天然纤维素聚电解质的层层自组装复合纳滤膜及制备方法
JP6178715B2 (ja) * 2013-12-18 2017-08-09 大日本印刷株式会社 熱転写受像シート用裏面基材、及び熱転写受像シート
WO2015102858A1 (en) * 2013-12-31 2015-07-09 Dow Global Technologies Llc A process for making a hydrophilic nonwoven structure, a nonwoven structure produced thereby and an article containing the nonwoven structure
US11291215B2 (en) 2014-03-26 2022-04-05 Hydroxsys Holdings Limited Durable asymmetric composite membranes and modified substrates used in their preparation
SI3154667T1 (sl) 2014-06-16 2020-07-31 Core Energy Recovery Solutions Inc. Zmes membran za transport vodne pare in postopki za pripravo teh
JP6351128B2 (ja) * 2014-08-14 2018-07-04 富士フイルム株式会社 高分子機能性膜、その製造方法および高分子機能性膜を備えたスタックもしくは装置
WO2016024465A1 (ja) * 2014-08-14 2016-02-18 富士フイルム株式会社 高分子機能性膜および高分子機能性膜を備えたスタックもしくは装置並びに高分子機能性膜の製造方法
CA2969199A1 (en) * 2014-12-12 2016-06-16 Nok Corporation Method for producing a hollow fiber carbon membrane
GB2549433B (en) * 2014-12-24 2021-11-24 Hydroxsys Holdings Ltd Aysmmetric composite memebranes and modified substrates used in their preparation
MX2017011895A (es) 2015-03-16 2018-05-28 3M Innovative Properties Co Elementos coalescentes en la produccion de cobre.
US9643130B2 (en) 2015-03-31 2017-05-09 Pall Corporation Hydrophilically modified fluorinated membrane (IV)
US9849428B2 (en) 2015-04-30 2017-12-26 Pall Corporation Hydrophilically modified fluorinated membrane (VI)
US9580554B2 (en) 2015-05-06 2017-02-28 International Business Machines Corporation Condensation polymers for antimicrobial applications
WO2017056074A1 (en) * 2015-10-01 2017-04-06 Craft Lenka Benacek Asymmetric composite membrane and a method of preparation thereof
US11454578B2 (en) 2016-04-07 2022-09-27 North Carolina State University Passive sampler and methods of making
US10471381B2 (en) * 2016-06-09 2019-11-12 Uop Llc High selectivity facilitated transport membranes and their use for olefin/paraffin separations
JP2018034110A (ja) * 2016-08-31 2018-03-08 日本バルカー工業株式会社 新規親水性多孔質濾材の製造方法
CN109982772B (zh) * 2016-11-17 2021-12-10 日东电工株式会社 分离膜及层叠体
US10710005B2 (en) 2017-07-26 2020-07-14 Agency For Science, Technology And Research Adsorbent material
JP7196203B2 (ja) * 2018-03-05 2022-12-26 キラル テクノロジーズ ヨーロッパ エスアーエス バイオセパレーションのための複合材料
KR102455810B1 (ko) * 2018-03-15 2022-10-18 엔테그리스, 아이엔씨. 플루오르화 필터 막, 필터, 및 방법
EP3613495A1 (en) * 2018-08-23 2020-02-26 MMM Innovations BVBA Porous composite structures with touch fastener
WO2020159881A1 (en) * 2019-01-28 2020-08-06 Microvention, Inc. Coatings
KR20210129131A (ko) * 2019-03-14 2021-10-27 데이진 가부시키가이샤 생물학적 입자의 농축막, 농축 디바이스, 농축 시스템 및 농축 방법, 그리고 생물학적 입자의 검출 방법
CN110314829A (zh) * 2019-07-08 2019-10-11 河北大学 一种自灭火、超亲水、水下超疏油涂层的制备方法
WO2021262750A1 (en) * 2020-06-23 2021-12-30 Entegris, Inc. Composite filter media
CN112816688B (zh) * 2021-01-04 2022-05-13 深圳市柏明胜医疗器械有限公司 一种酶标板及其制备方法和应用
CN113975983B (zh) * 2021-09-26 2022-08-02 广东工业大学 一种超亲水/疏水薄层复合膜及其制备和应用
CN116535712B (zh) * 2023-07-03 2023-09-29 杭州德海艾科能源科技有限公司 一种钒电池用高柔韧性质子交换膜及其制备方法

Family Cites Families (57)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1371843A (fr) 1963-06-25 1964-09-11 Centre Nat Rech Scient Perfectionnements apportés aux membranes semi-perméables
GB1538810A (en) 1976-08-10 1979-01-24 Sumitomo Electric Industries Hydrophilic porous fluorocarbon structures and process for their production
US4280970A (en) 1979-01-19 1981-07-28 Puropore Inc. Polyoxyethylene grafted membrane materials with grafting links derived from a diisocyanate
JPS55106239A (en) 1979-02-05 1980-08-14 Japan Atom Energy Res Inst Preparation of hydrophilic membrane based on polyethylene membrane
US4277344A (en) 1979-02-22 1981-07-07 Filmtec Corporation Interfacially synthesized reverse osmosis membrane
JPS5857963B2 (ja) 1979-08-20 1983-12-22 日東電工株式会社 複合透過膜の製造方法
JPS5691814A (en) * 1979-12-26 1981-07-25 Toyo Soda Mfg Co Ltd Manufacture of ultrafiltration film
US4473474A (en) 1980-10-27 1984-09-25 Amf Inc. Charge modified microporous membrane, process for charge modifying said membrane and process for filtration of fluid
US4673504A (en) 1980-10-27 1987-06-16 Cuno Inc. Charge modified microporous membrane
ZA824471B (en) 1981-06-26 1983-04-27 Ici Australia Ltd Polymers
JPS5959207A (ja) 1982-09-25 1984-04-05 Nitto Electric Ind Co Ltd 選択性透過膜の製造方法
US4512896A (en) 1983-02-07 1985-04-23 Yale University Transfer of macromolecules from a chromatographic substrate to an immobilizing matrix
NO843527L (no) 1983-09-06 1985-03-07 Chlorine Eng Corp Ltd Fremgangsmaate for fremstilling av en membran av podepolymer
US4618533A (en) 1984-11-30 1986-10-21 Millipore Corporation Porous membrane having hydrophilic surface and process
JPS61161103A (ja) 1985-01-10 1986-07-21 Terumo Corp 親水性多孔質膜およびその製法
US5084173A (en) * 1985-05-27 1992-01-28 Asahi Medical Co., Ltd. Hydrophilic composite porous membrane, a method of producing the plasma separator
JPS62262705A (ja) 1986-05-07 1987-11-14 Agency Of Ind Science & Technol 親水性多孔質膜、その製造方法およびこの親水性多孔質膜を用いた血漿分離装置
US5019260A (en) 1986-12-23 1991-05-28 Pall Corporation Filtration media with low protein adsorbability
US4990252A (en) 1987-02-04 1991-02-05 Hydanautics Stable membranes from sulfonated polyarylethers
IN171050B (ko) 1987-04-11 1992-07-04 Stamicarbon
JPS6438103A (en) * 1987-08-05 1989-02-08 Terumo Corp Hydrophilic porous film and its production
JPS6438103U (ko) 1987-08-31 1989-03-07
EP0388468B1 (en) * 1987-09-11 1993-09-01 Japan as represented by Director-General, Agency of Industrial Science and Technology Hydrophilic polypropylene porous membrane, process for its production, and apparatus for separating blood plasma
US5277915A (en) 1987-10-30 1994-01-11 Fmc Corporation Gel-in-matrix containing a fractured hydrogel
JPH0634909B2 (ja) * 1988-09-14 1994-05-11 通商産業省基礎産業局長 複合膜の製造方法
GB2216134B (en) 1988-03-29 1992-08-12 Paterson Candy Int Membranes and methods of preparation thereof
JPH02133448A (ja) * 1988-11-15 1990-05-22 Asahi Glass Co Ltd 親水性多孔質膜の製造方法
US5094895A (en) * 1989-04-28 1992-03-10 Branca Phillip A Composite, porous diaphragm
DE3929648C1 (ko) 1989-09-06 1990-11-29 Sartorius Gmbh, 3400 Goettingen, De
JPH03178429A (ja) * 1989-12-07 1991-08-02 Terumo Corp 親水性多孔質膜及びその製造方法
US5232642A (en) 1991-02-08 1993-08-03 Mitsubishi Rayon Co., Ltd. Process of making porous polypropylene hollow fiber membrane of large pore diameter
JPH04346825A (ja) 1991-05-22 1992-12-02 Mitsubishi Rayon Co Ltd 親水化多孔質膜の製法
US5137633A (en) 1991-06-26 1992-08-11 Millipore Corporation Hydrophobic membrane having hydrophilic and charged surface and process
US5217802A (en) 1992-03-17 1993-06-08 Millipore Corporation Hydrophobic polymeric membrane composites
US5209849A (en) * 1992-04-24 1993-05-11 Gelman Sciences Inc. Hydrophilic microporous polyolefin membrane
JPH05310990A (ja) * 1992-05-11 1993-11-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 孔内表面が改質された多孔質膜の製造方法
US5318866A (en) 1993-04-23 1994-06-07 Pall Corporation Battery separators
US5310809A (en) 1993-05-20 1994-05-10 The Dow Chemical Company Arylcyclobutene grafted polyolefins
GB9325346D0 (en) 1993-12-10 1994-02-16 North West Water Group Plc Production of membranes
US5476590A (en) 1995-03-14 1995-12-19 Sartorius Ag Hydrophilic polyvinylidene fluoride membranes
JPH0975694A (ja) 1995-09-14 1997-03-25 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 親水性膜の製造方法
WO1997017129A1 (en) 1995-11-09 1997-05-15 University Of Toledo Immunoprotective membrane
US6509098B1 (en) 1995-11-17 2003-01-21 Massachusetts Institute Of Technology Poly(ethylene oxide) coated surfaces
WO1998001208A1 (en) * 1996-07-08 1998-01-15 Memtec America Corporation Cationically charge-modified membranes
JP3628446B2 (ja) 1996-07-15 2005-03-09 三菱レイヨン株式会社 ポリオレフィン多孔質中空糸膜の親水化方法
US6258276B1 (en) * 1996-10-18 2001-07-10 Mcmaster University Microporous membranes and uses thereof
US6306491B1 (en) * 1996-12-20 2001-10-23 Gore Enterprise Holdings, Inc. Respiratory aids
KR100217311B1 (ko) * 1997-10-20 1999-09-01 이서봉 소수성 지지막 위에 박막의 친수성 도포층을 갖는 복합막의제조방법
US6287730B1 (en) 1998-08-14 2001-09-11 Celgard Inc. Hydrophilic polyolefin having a coating containing a surfactant and an EVOH copolymer
WO2000041800A1 (fr) 1999-01-14 2000-07-20 Toray Industries, Inc. Membrane semi-permeable composite, procede de fabrication et procede de purification d'eau a l'aide de cette membrane
US6113794A (en) * 1999-01-25 2000-09-05 Kumar; Ashwani Composite solvent resistant nanofiltration membranes
JP2002233739A (ja) 2001-02-09 2002-08-20 Asahi Kasei Corp 多孔性中空糸複合膜
AU2002236221B2 (en) 2001-03-06 2004-09-23 Asahi Kasei Chemicals Corporation Method for producing hollow yarn film
WO2003008011A1 (en) 2001-04-27 2003-01-30 Millipore Corporation Crosslinked multipolymer coating
DE60236696D1 (de) 2001-04-27 2010-07-22 Millipore Corp Neue beschichtete Membranen und andere Artikel
JP4989843B2 (ja) 2001-07-20 2012-08-01 マクマスター ユニヴァーシティ 非対称性ゲル充填微多孔質膜
WO2004022201A1 (en) * 2002-09-03 2004-03-18 Whatman Plc Porous composite membrane and method for making the same

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011152967A3 (en) * 2010-06-01 2012-04-05 3M Innovative Properties Company Coated porous materials
KR101499732B1 (ko) * 2013-05-30 2015-03-18 (주)필로스 마이크로필터와 그 제조방법 및 그 제조장치
WO2015016683A1 (ko) * 2013-08-01 2015-02-05 주식회사 엘지화학 내구성이 우수한 폴리아미드계 수처리 분리막 및 그 제조방법
US10112154B2 (en) 2013-08-01 2018-10-30 Lg Chem, Ltd. Polyamide-based water-treatment separation membrane having excellent durability, and manufacturing method therefor
KR20200004346A (ko) * 2017-05-05 2020-01-13 엔엑스 필트레이션 홀딩 비.브이. 고분자 전해질 다층(pem)막 및 그의 용도

Also Published As

Publication number Publication date
EP1793916A1 (en) 2007-06-13
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US20060121217A1 (en) 2006-06-08
EP1793916B1 (en) 2010-11-24

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