KR20090036136A - 항바이러스 안면 마스크 및 필터 물질 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 섬유 상에 침착된 산성 중합체, 특히 카르보폴 또는 간트레즈 타입을 지닌 섬유질의 기재, 특히 부직 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르인 필터 물질을 포함하는 안면 마스크에 관한 것이다. 마스크는 흡입 또는 흡출 공기에 대한 항바이러스 활성을 갖는다. 또한, 이러한 마스크에 적합한 필터 물질 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

항바이러스 안면 마스크 및 필터 물질 {ANTI-VIRAL FACE MASK AND FILTER MATERIAL}
본 발명은 바이러스로 오염된 흡입 공기로부터, 그리고 이러한 바이러스로 감염된 환자로부터 흡출된 오염된 공기로부터 유해 바이러스를 제거하여 중화시킬 수 있는 입 및/또는 코 공기 필터인 신규한 수단에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 안면 마스크 형태의 이러한 수단에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 이러한 수단에 사용하기에 적합한 신규 필터 물질에 관한 것이다.
지난 세기에, 세번의 인플루엔자 유행병이 목격되었으며, 이중 1918년의 "스페니쉬 플루(Spanish flu)"는 메디컬 사이언스(medical science, Oxford, J. S., 2000)에 알려져 있는 전염성 질환 중 가장 큰 유행병이었다. 이러한 유행병의 원인이 되는 세가지 균주는 그룹 A의 인플루엔자 바이러스에 속하며, 다른 두 그룹(그룹 B 및 C)과는 다르게, 그룹 A는 매우 광범위하게 동물(가금, 돼지, 말, 사람 및 그 밖의 포유동물)을 감염시킨다. 인플루엔자 A 바이러스는 지속적으로 경제적 및 의학적 둘 모두에 대해 전 세계적인 문제를 일으키고 있다[참조: Hayden, F. G. & Palese, P., 2000]. 최근 전 세계적인 관심은 조류 인플루엔자 A H5N1 바이러스에 있으며, 이것은 1997년 중국에서 처음으로 새를 감염시킬 수 있음이 확인되었 고, 그 이후 동남 아시아, 유럽 및 아프리카의 다른 나라에 퍼졌다[참조: Enserink, M, 2006: Guan, Y. et al, 2004; Peiris, J. S. et al, 2004]. 상기 바이러스가 새에게서 심각한 질병을 일으킬 수 있음은 2003-2004년 동안에 동남 아시아 새들에게서 가볍게 발병하는 동안에 세계보건기구(WHO)에 의해 문서화되었다. H5N1은 빠르게 변이하며, 고도로 병원성을 가진다. 다른 조류 인플루엔자 바이러스와의 공존시 새들의 동시발생 감염 가능성을 증가시킨다. 이러한 일들은 조류 종 간에 쉽게 전이되기에 충분한 조류 유전자를 새로운 아류(subtype)를 출현시키는 "혼합 용기(mixing vessel)"에 제공할 수 있고, 이는 인플루엔자 전염병의 시작(WHO 팩트 시트(fact sheet))을 표시하는 것이다.
최근 시장의 많은 항인플루엔자 제품(백신 및 치료제)으로 또 다른 유형병이 발생되지 않도록 억제하고 예방하기 위한 많은 일들이 행하여져 왔다. 현재, 아만타딘(amantadine)은 인플루엔자 감염에 대한 주요 항바이러스 화합물이나, 이의 활성은 인플루엔자 A 바이러스로 국한된다. 자나미버(렐렌자)(Zanamivir (Relenza)) 및 오셀타미버(타미플루)(Oseltamivir (Tamiflu))와 같은 항-뉴라미니다제(anti-neuraminidase) 억제제는 인플루엔자 A 및 B 감염 둘 모두의 치료에 사용되는 라이센싱된 새로운 부류의 항바이러스 제제이다[참조: Carr, J., et al, 2002]. 유행병에서 이러한 항바이러스의 역할은 제조에 관련된 시간 및 비용과 전류 제한 공급으로 인해 제한될 수 있다. 개연적인 H5N1 유행병에 대한 최신 뉴스로, 조류 종 간의 바이러스 전달에 대한 임의의 기회를 억제할 필요성이 증가하고 있다.
유해 바이러스 및/또는 그 밖의 미생물에 의한 오염된 공기의 흡입은, 인간, 특히 감염된 사람 또는 동물과 함께 일하는, 사람, 특히 건강한 근로자 및 그 밖의 사람들의 감염에 대한 통상적인 감염 경로이다. 감염된 환자에 의해 흡출되는 공기는 오염원이다. 현재, 소위 "조류 독감(bird flu)"으로 일컬어지는 H5N1 바이러스에 의한 감염 위험이 특히 관심을 끌고 있다. 적합한 필터 물질이 혼입되어 있는 마스크는 바이러스의 종(species)에서 종으로의 전달을 억제하는 배리어(barrier)로서 사용하는데 이상적일 것이다.
이러한 바이러스 및/또는 그 밖의 미생물을 제거하는 것으로 여겨지는 공기 필터는 공지되어 있다. 이러한 필터중 한 타입은 섬유질의 또는 미립질의 기재를 포함하며, 이러한 기재 상에, 즉 이러한 섬유 또는 입자의 표면 상에 및/또는 이의 벌크 속에 문제시되는 바이러스 및/또는 그 밖의 미생물을 포획하고/거나 중화시키는 물질이 침착된다. 이러한 필터에 대한 기재의 예가 하기에 열거된다.
US-A-3,871,950호 및 US-A-4,181,694호에는 주로 수성 매질을 여과하기 위한 한외여과용 아크릴로니트릴 중합체의 중공 섬유가 기술되어 있다. US-A-4,856,509호에는 마스크의 소정 부분이 시트르산과 같은 바이러스 파괴 제제를 함유하는 안면 마스크가 기재되어 있다. US-A-5,767,167호에는 바이러스 등과 같은 미생물을 포획하기 위한 매질을 여과하기에 적합한 에어로겔 포움(aerogel foam)이 기재되어 있다. US-A-5,783,502호에는 항바이러스 분자, 특히 섬유에 결합된 4차 암모늄 양이온 탄화수소기와 같은 양이온기를 갖는 섬유질의 기재가 기술되어 있다. US-A-5,851,395호에는 필터 물질을 포함하고, 그 위에 시알산(고리 상에 카르복실산 치환기를 갖는 9-탄소 모노사카라이드)을 기재로 하는 바이러스 포획 물질이 침착되 어 있는 바이러스 필터가 기재되어 있다. US-A-6,182,659호에는 스트렙토코쿠스 아갈락티아에(Streptococcus agalactiae) 배양물을 기재로 하는 바이러스 제거 필터가 기재되어 있다. US-A-6,190,437호에는 "요오드 수지"로 침착된 담체 기재를 포함하는, 공기로부터 바이러스를 제거하기 위한 공기 필터가 기재되어 있다. US-A-6,379,794호에는 유리, 및 아크릴 라텍스로 침착된 다른 고탄성율 섬유를 기재로 하는 필터가 기재되어 있다. US-A-6,551,608호에는 하나 이상의 항바이러스제를 열가소성 물질로 소결시켜 제조된 다공성 열가소성 물질 기재 및 항바이러스 물질이 기재되어 있다. US-A-7,029,516호에는 부직(non-woven) 폴리프로필렌 기재를 포함하며, 그러한 기재 상에 폴리아크릴산과 같은 산성 중합체가 침착되어 있는, 유체로부터 입자를 제거하기 위한 필터 시스템이 기재되어 있다. US-A-2004/0250683호에는 망상 구조의 섬유를, 그 위에 침착된, 아크릴 중합체일 수 있는 산성 물질과 함께 포함하는 필터 물질이 기재되어 있다. US-A-2005/0247608호에는 여러 항바이러스 중합체, 주로 양이온성 중합체로 처리될 수 있는 필터 블록(block)이 기재되어 있다.
WO-A-2001/07090호에는 반응성 표면 및 중합체를 갖는 기재를 포함하며 그 표면 상에 미생물을 유인하기 위한 양이온성기를 포함하는, 미생물을 제거하기 위한 필터가 기재되어 있다. WO-A-2002/058812호에는 마이크로 캡슐화된(micro-encapsulated) 살생물제를 지닌 공기 필터가 기재되어 있다. WO-A-2003/039713호에는 산성 기일 수 있는 펜던트 작용기를 함유하는 중합체 망상 구조로 부분적으로 코팅된 섬유질의 기재를 기반으로 하는, 바이러스에 대한 효과를 포함하는 항병원 성 효과를 갖는다고 하는 필터 물질이 기재되어 있다. WO-A-2005/070242호에는 전하를 부여하여 바이러스와 같은 입자를 붙잡도록 처리된 섬유로 제조된 흡입 필터가 기재되어 있다.
GB-A-2035133호에는 그 표면 상에 수불용성 중합체, 바람직하게는 PVA가 있는 멤브레인(membrane) 필터가 기재되어 있다.
JP-A-2001/162116호에는 은-유기 이딘(idine) 항세균제를 섬유질의 기재와 결합시키기 위해 자가 가교 아크릴 수지가 사용되는 항세균 여과 매질이 기재되어 있다. JP-A-2005/198676호에는 시트르산을 항바이러스 안면 마스크에 결합시키는 수경화성(water-hardenable) 수지 에멀젼을 사용한 것이 기재되어 있다.
저널 오브 비롤로지(Journal of Virology: Sept. 1968, p878-885; March 1970, p 313-320 and p 321-328)의 세 논문에서는, 폴리아크릴산, 폴리메타크릴산, 및 폴리아세탈 카르복실산을 포함하는 여러 폴리카르복실산의 항바이러스 활성이 기재되어 있다. 상기 보고된 항바이러스 활성은 세포-매개 효과인 것으로 보이며, 결론은 "PMAA(폴리메타크릴산)은 세포외 상태에서 바이러스 입자를 불활성화시키지 않았다(PMAA(polymethacrylic acid) did not inactivate the virus particle in its extracellular state)고 기술되어 있다.
특히 "조류 독감"으로부터의 위험성 인식의 관점에서 이러한 필터를 개선시킬 필요성이 여전히 존재한다. 본 발명자들은 흡입 공기로부터의 유해 바이러스 및 그 밖의 미생물의 제거 및 이의 중화 수준 증대를 촉진할 수 있는 필터 물질을 확인하였으며, 이러한 물질은 개선된 코 및/또는 입 필터에 사용할 수 있다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 사용자의 입과 코 상에 놓여지고 환자의 안면과 밀착하기에 적합한 형상의 공기 투과성 마스크로서, 마스크가 사용자의 안면 위 제 위치에 유지되도록 하는 수단이 구비되고 사용자의 흡입 및/또는 흡출 공기가 필터 물질을 통과하도록 정위되는 필터 물질의 하나 이상의 층을 포함하며, 필터 물질이 산성 중합체와 결합된 공기 투과성 기재를 포함하는 공기 투과성 마스크가 제공된다.
안면 마스크의 전체적인 형상은 일반적으로 안면 마스크의 분야에서 통상적일 수 있으며, 마스크가 사용자의 안면 위 제 위치에 유지되도록 하는 수단은 예를 들어, 사용자의 머리 뒤로 넘어가는 하나 이상의 탄성 끈을 포함할 수 있다.
공기 투과성 기재는 섬유질의 기재를 포함할 수 있으며, 이는 직물 또는 부직물일 수 있다. 직물의 예로는 천연 및 합성 섬유, 예컨대, 면직물, 셀룰로스, 울(wool), 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드(예컨대, 나일론), 레이온, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로스 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리비닐, 및 섬유로 가공될 수 있는 임의의 그 밖의 합성 중합체가 포함된다. 부직물의 예로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나일론, PET 및 PLA가 포함된다. 본 발명에 대해, 부직물이 바람직하다. 이러한 물질은 부직 시트(sheet) 또는 패드(pad)의 형태일 수 있다.
부직 폴리에스테르는 바람직한 공기 투과성 기재인데, 그 이유는 본원에 기술된 타입의 산성 중합체가 폴리에스테르 물질에 보다 잘 부착하는 것으로 알려져 있기 때문이다. 산성 중합체는 폴리에스테르 기재를 시각적으로 박편화하거나 닳게 하는 경향이 덜한 것으로 보인다. 폴리에스테르 섬유 및 이로부터 제조된 직물은 널리 공지되어 있다. 본원에서 사용되는 용어 "폴리에스테르"는 에스테르기에 의해 연결된 단위를 갖는 중합체인, 제조 섬유에 대한 일반적인 명칭이다. 직물 및 부직 섬유 제조에 사용되는 통상적인 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트이며 하기 단위를 포함한다:
-[-0.CO-C6H4-CO.O-CH2-CH2-]n-
사용될 수 있는 섬유질의 기재의 등급은 공기를 적합하게 통기시키도록 실시에 의해 결정될 수 있으며, 밀도는 편안한 무게의 마스크를 제공하도록 안면-마스크 분야로부터 알려진 바에 따라 결정될 수 있다.
종래 수술용 마스크 등에 사용된 타입의 부직 폴리프로필렌은 시트 형태로 광범위하게 이용될 수 있다. 부직 폴리프로필렌의 적합한 등급은 수술용 안면 마스크 등에 일반적으로 사용되는 널리 공지되어 있는 등급을 포함한다. 본 발명에 사용하기에 적합한 것으로 나타난 일반적인 부직 폴리프로필렌 물질은 중량이 10 내지 40g/m2이지만, 그 밖의 적합한 물질의 중량이 실험에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에 사용하기에 적합한 것으로 나타난 일반적인 부직 폴리에스테르 물질은 중량이 10 내지 200g/m2이지만, 이러한 범위의 상단 쪽에 있는 물질은 안면 마스크에 사용하기에는 다소 무거울 수 있다. 예를 들어, 중량이 20 내지 100g/m2, 예컨대, 약 60g/m2인 물질이 바람직하다. 이러한 물질은 구입가능하다. 다른 적합한 물질도 실험에 의해 결정될 수 있다.
다르게는, 상기 기재는 또한 예컨대 비도 플러그(nosal air plug)에서와 같이 공기 필터용으로 사용되는 것처럼 개방-셀 포움(open-cell foam), 예컨대 폴리우레탄 포움과 같은 다른 형태일 수 있다.
산성 중합체는 이러한 물질을 통과하는 공기 중 바이러스를 포획하고 중화시키는 데 효과적인 것으로 나타났다. 특정 작용 이론에 국한되지 않는다면, 기재 표면과의 접촉시, 상기 중합체와 상호작용하는 바이러스가 포집되고, 산성 중합체의 편재된 낮은 pH 환경(예를 들어, 약 pH 2.8 내지 5)이 바이러스를 불활성화시켜서 바이러스를 중화시키는 것으로 여겨진다. 본 발명의 필터 물질은 감기, 인플루엔자, SARS, RSV, 조류 독감 및 이들의 변이된 혈청형을 유발시키는 바이러스에 대해 상기와 같은 방식으로 효과적일 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "산성 중합체"에는 주쇄를 따라 예를 들어 측쇄로서 산성 기를 지닌 중합체가 포함된다. 적합한 산성 기는 카르복실산 기이다. 산성 중합체는 가교되거나 선형일 수 있다. 일반적으로, 본 출원에 대해서는 비가교된, 예를 들어 선형 중합체가 바람직하다. 이는 특히 가교된 중합체에 비해 비가교된 선형 구조가 보다 많은 이용가능한 COOH 기를 제공할 수 있으며, 또한, 비가교된 중합체는 용해가 보다 용이하고, 이에 따라 본원에 기재되는 제조 공정에 사용되기 쉽기 때문이다.
산성 중합체는 폴리-(카르복실산) 중합체를 포함할 수 있다.
폴리-(카르복실산) 중합체는 일반적으로 구조내에 -COOH 기, 또는 산-무수물 기와 같은 유도체 기, 용이하게 분해가능한 카르복실산 에스테르 기, 또는 용이하게 분해되어 -COOH 기를 제공하는 염화된 -COOH 기를 포함하는 중합체이다.
폴리-(카르복실산) 중합체는 그 주쇄에 직접 연결된 -COOH 기(또는 유도체 기)를 지니거나, 상기 중합체는 -COOH(또는 유도체) 기가 주쇄로부터 분지되어 있는 측쇄에 결합되어 있는 소위 그라프팅된(grafted) 또는 덴드리틱(dendritic) 중합체일 수 있다.
예를 들어, 폴리-(카르복실산) 중합체는 구조내에 하기 단위를 포함할 수 있다:
-[-CR1.-COOH-]-
상기 단위에서, R1은 바람직하게는 수소이거나, R1은 C1-3 알킬, C1-3 알콕시 또는 C1-3 히드록시 알킬일 수 있다.
이러한 폴리-(카르복실산) 중합체의 한 타입은 구조내에 하기 단위를 갖는 중합체를 포함한다:
-[-CR2R3-CR1.COOH-]-
상기 단위에서, R2 및 R3는 독립적으로 바람직하게는 수소이거나, C1-3 알킬, 또는 C1-3 알콕시일 수 있다. 예를 들어, 이러한 중합체는 폴리-(카르복시비닐)중합체, 예컨대 화학식 CR2R3=CR1.COOH(여기서, 치환기는 상기 정의된 바와 같다)의 단량체 화합물로 된 중합체를 포함할 수 있다. 이러한 중합체는 아크릴산 또는 메타크릴산의 중합체, 즉, 폴리아크릴산 또는 폴리메타크릴산, 예컨대 선형 폴리아크릴산 및 폴리메타크릴산 단독- 및 공중합체를 포함할 수 있다. 이러한 중합체의 예는 카르복시폴리메틸렌이다. 구입가능한 폴리아크릴산의 예는 분자량이 대략 30,000인 굿-라이트™ K-702(Good-Rite™ K-702) 물질이다. 나트륨 염으로서 구입가능한 폴리아크릴산의 예는, 분자량이 대략 30,000인 굿-라이트™ K-765 물질이다. 폴리아크릴산 중합체는 합성 중합체로서 분류되고, 그렇지 않을 경우, 에멀젼 안정화제 뿐만 아니라 수성 점도 증강제로서 사용되는 상표명 카르보머™(Carbomer™)로서 구입가능하다.
이러한 타입의 중합체는 예를 들어 US-A-2,798,053호에 기재되어 있다(즉, "분자당 하나 초과의 알케닐 에테르를 함유하는 다가 알코올로서, 모 다가 알코올이 4개 이상의 탄소 원자와 3개의 이상의 히드록실기를 함유하는 다가 알코올의 폴리알케닐 폴리에테르의 특정 부분으로 공중합된, 아크릴산, 말레산 또는 무수물 등과 같은 카르복실산 단량체(a carboxylic monomer such as acrylic acid, maleic acid or anhydride and the like, copolymerized with certain proportions of a polyalkenyl polyether of a polyhydric alcohol containing more than one alkenyl ether grouping per molecule, the parent polyhydric alcohol containing at least 4 carbon atoms and at least three hydroxyl groups").
가교된 폴리-(카르복실산) 중합체의 예에는 알릴 에테르로 가교된 아크릴산, 예를 들어, 펜타에리트리톨, 수크로스, 또는 프로필렌의 공중합체, 예를 들어, 상표명 "카르보폴(Carbopol)"로 비.에프.굿리치 컴패니(B.F.Goodrich Company)로부터 입수할 수 있는 물질이 포함되며, 특정 카르보폴에는 카르보폴 934, 940, 980, 1382, 카르보폴 ETD 2020, ETD 2050, 울트레즈(Ultrez) 20 및 21이 포함된다.
이러한 폴리-(카르복실산) 중합체의 또 다른 타입은 구조내에 인접하는 단위 -[-CR1.COOH-]-(여기서, R은 상기 정의된 바와 같다)를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 일반적으로 단위 -[-CH.COOH-CH.COOH-]-, 및/또는 이러한 단위의 염 또는 에스테르, 또는 인접하는 탄소 원자 상의 COOH 기가 고리화되어 -CH.CO-O-CO.CH- 고리 시스템을 형성할 수 있는, 무수물 형태의 상기 단위(이러한 유도체는 쉽게 가수분해되어 상응하는 유리 산을 형성한다)를 포함하는 말레산 부분을 기초로 하는 중합체이다.
이러한 폴리-(카르복실산) 중합체 중 한 타입은 인접하는 중합체 사슬 탄소 원자 상에 카르복실산기 쌍을 지닌 단위를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 중합체는 구조내에 하기 단위, 또는 구조내에 COOH 기, 또는 COOH 기로 쉽게 가수분해될 수 있는 기를 보유하는 이의 유도체를 포함할 수 있다:
-[-CR1R2 - CR3R4 - CR5.COOH - CR6.COOH-]-
상기 단위에서, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 독립적으로 수소(바람직함) 또는 C1-3 알킬 또는 C1-3 알콕시이고, 바람직하게는 R1 및 R2는 수소이고, R3는 수소이고, R4는 메톡시이고, R5 및 R6은 수소이다. 이러한 폴리-(카르복실산) 중합체는 메틸 비닐 에테르와 말레산 무수물의 공중합체를 기초로 하는 중합체이다. 이러한 중합체는 상표명 간트레즈™(Gantrez™)로 구입가능하다.
이러한 중합체의 예는 구조내에 하기 단위를 포함한다:
-[-CH2-CH.OCH3-CH.COOH-CH.COOH-]-.
이러한 중합체는 선형 중합체, 또는 가교된 중합체일 수 있다. 이러한 타입의 선형 비가교된 중합체는 상표명 간트레즈™ S(CAS # 25153-4-69), 예를 들어, 분자량이 약 700,000인 간트레즈™ S-96, 및 분자량이 약 1,200,000인 간트레즈™ S-97로 구입가능하다. 이러한 간트레즈 중합체가 바람직하다. 실험으로, 이러한 간트레즈 중합체를 포함하는 필터 물질은 물에 24시간 침지된 후에도 바이러스를 치사시키기에 적합한 pH 3.5 이하의 표면 pH를 보유하는 것으로 나타났다.
또한, 이러한 타입의 가교된 중합체는 상표명 간트레즈™로 구입가능하다.
이러한 산의 유도체의 예는 무수물이다. 즉, 두 개의 인접하는 -COOH 기가 고리화되어 -CH.CO-0-CO.CH- 고리 시스템을 형성하며, 이러한 무수물은 쉽게 가수분해되어 상응하는 유리 산을 형성한다. 이러한 중합체는 상표명 간트레즈™ AN(CAS # 9011-16-9), 예를 들어, 간트레즈™ AN-119, 간트레즈™ AN-903, 간트레즈™ AN-139, 간트레즈™ AN-169로 구입가능하다.
유도체의 또 다른 예는 예를 들어, 유리 -COOH 기 중 일부가 각각 나트륨 또는 칼슘과 같은 제 I 족 또는 제 II족 금속 염으로 전환되는 부분 염, 또는 혼합 나트륨-칼슘 염이다. 이러한 중합체는 상표명 간트레즈™ MS, 예를 들어, 간트레즈™ MS-955 (CAS # 62386-95-2)로 구입가능하다.
이러한 산의 유도체의 또 다른 예는 유리 -COOH 기의 일부가 C1-6 알킬, 예를 들어 에틸 또는 n-부틸로 에스테르화되는 부분 에스테르이다. 이러한 중합체는 상표명 간트레즈™ ES, 예를 들어, 간트레즈™ ES-225 (CAS # 25087-06-03) 또는 간트레즈™ ES-425 (CAS # 25119-68-0)로 구입가능하다. 일반적으로 이러한 또 다른 타입의 중합체는 분자량의 범위가 200,000 내지 2,000,000이다.
이러한 타입의 그 밖의 폴리-(카르복실산) 중합체는 C10-30 알킬 아크릴레이트와 화학식 R4R5C=CR6-COOR7(여기서, 각각의 R4, R5, R6, 및 R7은 독립적으로 수소 또는 C1-5 알킬, 특히 메틸, 에틸 또는 프로필로부터 선택된다)의 공중합체를 포함한다. 이러한 단량체 화합물의 예로는 아크릴산 및 메타크릴산의 에스테르가 포함된다.
그 밖의 적합한 폴리-(카르복실산) 중합체에는 화학식 R1R2C=CR3-COOR4(여기서, 각각의 R1, R2, R3 및 R4는 독립적으로 수소 또는 C1-5 알킬, 특히 메틸, 에틸 또는 프로필로부터 선택된다)의 화합물을 기초로 하는 음이온성 중합체가 포함된다. 이러한 중합체의 예는 상표명 "유드라지트(Eudragit)"(Rohm GmhH & Co)로 입수할 수 있는, 카르복실산 작용기를 갖는 메타크릴산 및 에틸아크릴레이트를 기초로 하는 중합체들이다. 특정 등급으로는 유드라지트 L100-55, L30-D-55, LlOO, SlOO 및 FS 30D가 포함된다.
그 밖의 적합한 산성 중합체는 설폰산기와 같은 그 밖의 산 기가 혼입되어 있는 중합체일 수 있다. 설폰산 기가 혼입되어 있는 산성 중합체의 예는 아크릴산 또는 메타크릴산과 설폰산의 공중합체, 예를 들어 선형 공중합체이다. 설폰산 기가 혼입되어 있는 이러한 중합체는 이의 염, 예를 들어 나트륨 염의 형태로 사용될 수 있다. 아크릴산과 설폰산의 공중합체의 예는 상표명 굿-라이트™(Good-Rite™) K-776 하에 구입가능하다. 그 밖의 산성 중합체는 아크릴산과 설폰산의 공중합체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산성 중합체는 말레산, 폴리(2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산)("폴리AMPS")의 공중합체 및 삼중합체, 및 아크릴산과 2-아크릴아미도-2-메틸프로판 설폰산의 공중합체를 포함할 수 있다.
폴리스티렌 설폰산이 적합할 수 있으며, 예를 들어, 분자량이 대략 120,000인 상표명 플렉산™(Flexan™) II로 이용할 수 있는 나트륨 형태의 구입가능한 폴리스티렌 설폰산이 적합할 수 있다.
그 밖의 적합한 산성 중합체는 폴리비닐 포스폰산을 포함하는 것으로 여겨진다.
본원의 목적에 유용한 것으로 나타난 산성 중합체는 분자량의 범위가 30,000 내지 2,000,000인 것으로 나타났으나, 분자량이 중요한 것으로 나타난 것은 아니며, 이는 단순히 예시적인 범위이다.
예를 들어, 필터 물질의 특성 및 항바이러스 효능을 최적화하기 위한 추가 물질과 같은 추가 물질이 필터 물질에 혼입될 수 있다.
예를 들어, 산성 중합체는 기재 물질의 섬유 상에 산성 중합체의 막 형성을 보조하기 위해 가소제 물질과 함께 사용될 수 있다. 특히, 가소제 물질은 상기 언급된 "유드라지트"와 같은, 상기 언급된 화학식 R1R2C=CR3-COOR4의 화합물을 기초로 하는 음이온성 중합체와 함께 유용할 수 있다. 적합한 가소제에는 트리에틸 시트레이트, 및 디에틸 또는 디부틸 프탈레이트가 포함된다. 사용되는 경우, 산성 중합체 중량의 약 1 내지 20중량%의 가소제 비율이 적합한 것으로 보인다.
예를 들어, 필터 물질에는 하나 이상의 유기 카르복실산, 바람직하게는 고체의 이러한 산이 혼입될 수 있다. 이러한 고체 카르복실산의 예로는, 살리실산, 푸마르산, 벤조산, 글루타르산, 락트산, 시트르산(바람직함), 말론산, 아세트산, 글리콜산, 말산, 아디프산, 숙신산, 아스파르트산, 프탈산, 타르타르산, 글루탐산, 피로글루탐산, 글루콘산, 및 이들의 둘 이상의 혼합물이 포함된다.
예를 들어, 상기 검토된 종래 기술로부터 항바이러스제로서 시트르산과 같은 산을 사용하는 것이 공지되어 있으며, 이러한 산의 존재는 필터 물질의 항바이러스 활성을 증진시킬 수 있다. 그러나, 시트르산과 기재 간의 약한 접착으로 인해 상기 언급된 것과 같은 필터 기재 물질, 예를 들어 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르 상에 시트르산을 침착시키는 것이 지금까지 어려운 것으로 나타났다. 유리하게는, 본 발명에 사용되는 타입의 산성 중합체가 이러한 기재에 그러한 산의 결합을 증진시키는 작용을 할 수 있는 것으로 밝혀졌다.
전형적으로, 필터 물질 중 산성 중합체:유기 산의 중량비의 범위는 10:1 내지 1:1, 바람직하게는 3:1 내지 1:1, 예를 들어 2+/-0.25:1일 수 있다.
예를 들어, 필터 물질에는 하나 이상의 계면활성제가 혼입될 수 있다. 계면활성제는 필터 물질의 습윤화를 촉진시킬 수 있다. 바이러스와 같은 공기전파 병원균은 물의 소적에 담지됨으로써 필터 물질의 증진된 습윤화가 필터 물질 상의 병원균과 활성 물질 간의 효과적인 접촉을 증진시킬 수 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 계면활성제는 바이러스와 세균의 막을 파괴하는 데 효과적인 것으로 알려져 있다. 비이온성 계면활성제가 바람직한데, 그 이유는 이온성 계면활성제는 산성 중합체를 겔화시키는 경향이 있을 수 있기 때문이다. 바람직한 비이온성 계면활성제는 트윈™(Tween™) 또는 폴리소르베이트™(Polysorbate™)류의 계면활성제로부터 선택된다.
일반적으로, 필터 물질 중 산성 중합체:계면활성제의 중량비의 범위는 10:1 내지 1:1, 바람직하게는 3:1 내지 1:1, 예를 들어 2+/-0.25:1일 수 있다.
일반적으로 기재에 대해 산성 중합체를 많이 로딩하는 것이 병원균에 대해 높은 효능을 달성하는데 바람직할 수 있으나, 이는 지나치게 많은 로딩이 필터 물질을 통한 통기를 차단할 수 있다는 단점에 대해 조절되어야 한다.
적합한 비율로 흡입 또는 흡출 공기를 투과시키는 것과 함께, 안면 마스크를 통과하는 공기 중의 바이러스를 적당량 불활성화시키기 위해, 필터 물질의 기재 상의 산성 중합체 및 존재하는 경우, 임의의 카르복실산 및 경우에 따라, 임의의 계면활성제의 총 로딩량은 바람직하게는 20 내지 50g/m2, 바람직하게는 25 내지 45g/m2 범위이다. 여기서 논의된 기재의 제곱 미터당 전형적인 중량에 대해, 이것은 필터 물질의 기재 상의 5 내지 60중량%, 일반적으로 10 내지 30중량%의 산성 중합체 및 존재하는 경우, 임의의 카르복실산 및 경우에 따라 임의의 계면활성제의 총 로딩량(기재의 100% 출발 중량 자체에 기초하여)에 상응할 수 있다.
예를 들어, 필터 물질에는 예를 들어, 은, 아연, 철, 구리, 주석 및 이들의 혼합물의 염으로부터 선택된 하나 이상의 금속 염이 혼입될 수 있다. 이러한 염은 항세균 활성을 지닐 수 있다. 이들은 클로라이드, 니트레이트 또는 설페이트와 같은 무기산(mineral acid)의 염과 같은 무기 염, 또는 유기 염일 수 있다. 이러한 타입의 금속 염의 예는 염화아연이다.
예를 들어, 필터 물질에는 하나 이상의 항균 화합물이 혼입될 수 있다. 이러한 화합물의 적합한 예에는 4차 암모늄 화합물(예를 들어, 벤즈알코늄 클로라이드, 세트리미드), 페놀계 화합물(예를 들어, 트리클로산, 벤조산), 비구아니드(예를 들어, 클로르헥시딘, 알렉시딘) 및 이들의 혼합물이 포함된다.
전체적으로 바람직한 필터 물질은 본원에 기술된 비율로 시트르산 및 비이온성 계면활성제, 특히 트윈 20 또는 폴리소르베이트 20와 함께 부직 폴리에스테르 섬유질의 기재 상에 침착되는, 구조내에 하기 단위를 포함하는 선형 산 중합체, 특히 간트레즈™ S-97를 포함한다:
-[-CH2-CH.OCH3-CH.COOH-CH.COOH-]-
특정 산성 중합체는 공지된 타입의 안정화제의 존재로 유리할 수 있다. 예를 들어, 간트레즈™ 중합체는 안정화제로서 EDTA 이나트륨 염의 존재로 유리할 수 있다.
본 발명의 안면 마스크에 사용하기 위한 본원에 기술된 특정 필터 물질은 그 자체로 신규한 것으로 간주된다.
그러므로, 본 발명의 추가의 양태에서는 본 발명의 안면 마스크에 사용하기에 적합한 필터 물질을 제공한다.
이러한 필터 물질의 바람직한 타입, 특징 및 구체예는 상기 논의된 바와 같다.
이러한 필터 물질의 일 특정 타입은 선형 산성 중합체인 산성 중합체가 그 위에 침착되어 있는 섬유질의 기재(상기 논의된 바와 같음)를 포함한다.
이러한 필터 물질의 또 다른 특정 타입은 구조내에 인접하는 하기 단위를 포함하는 폴리-(카르복실산)중합체를 포함하는 산성 중합체가 그 위에 침착되어 있는 섬유질의 기재(상기 논의된 바와 같음)를 포함한다:
-[-CR1.COOH-]-
상기 단위에서, R1은 상기 정의된 바와 같다. 이들의 특정 타입은 예를 들어, 일반적으로 단위 -[-CH.COOH-CH.COOH-]-, 및/또는 이러한 단위의 염 또는 에스테르, 또는 인접하는 탄소 원자 상의 COOH 기가 고리화되어 -CH.CO-O-CO.CH- 고리 시스템을 형성할 수 있는, 무수물 형태의 상기 단위(이러한 유도체는 쉽게 가수분해되어 상응하는 유리 산을 형성한다)를 포함하는 말레산 부분을 기초로 하는 중합체이다.
이러한 필터 물질의 또 다른 특정 타입은 유기 카르복실산과 함께 산성 중합체가 그 위에 침착되어 있는 섬유질의 기재(상기 논의된 바와 같음)를 포함한다.
본 발명의 이러한 양태의 특히 바람직한 필터 물질은 구조내에 하기 단위를 포함하는 선형의 산 중합체, 특히 간트레즈™ S-97가 시트르산 및 비이온성 계면활성제, 특히 트윈 20 또는 폴리소르베이트 20와 함께 표면 상에 침착되어 있는 상기 언급된 부직 폴리프로필렌 또는 특히 폴리에스테르 섬유질의 기재를 포함한다:
-[-CH2-CH.OCH3-CH.COOH-CH.COOH-]-
이러한 필터 물질에서, 상기 설명된 이유로, 필터 물질의 기재 상의 산성 중합체 및 존재하는 경우 임의의 카르복실산 및 경우에 따라 임의의 계면활성제의 총 로딩량은 바람직하게는 20 내지 50g/m2, 특히 25 내지 45g/m2의 범위이다.
이러한 필터 물질은 예를 들어, 공기 필터 시스템의 다른 타입에서 별도의 유용성을 지닐 수 있다.
본원에서 기술된 필터 물질은 다양한, 공기 투과성 기재가 산성 중합체와 결합되는 방식으로 제조될 수 있다.
한 방법에서, 산성 중합체는 기재 물질 상에서, 예를 들어, 이의 섬유 상에 완전한 또는 부분적인 막으로서 공기 투과성 기재 상에 침착될 수 있다.
또 다른 방법에서, 산성 중합체는 공기 투과성 기재의 물질에, 예를 들어 이의 섬유에 혼입될 수 있다. 이는 섬유 형성 공정 동안에 수행되어, 예를 들어 스펀 본드(spun bond)되고, 멜트 블로운(melt blown)되어 부직물을 형성할 수 있다.
또 다른 방법에서, 본 발명의 필터 물질은 용액 또는 용융물의 형태로 중합체의 전화된(electified) 액체 젯(jet)이 형성되어, 분쇄된 컬렉터(collector) 섬유 상에 침착되는 공지되어 있는 일렉트로스피닝(electrospinning) 공정에 의해 제조될 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 안면 마스크를 위한 본 발명의 필터 물질을 제조하는 바람직한 제조 방법에서, 산성 중합체는 액체 비히클에 혼입될 수 있으며, 이후, 기재 물질은 형성되는 액체 조성물로 습윤화되고, 액체 비히클은 증발되게 되거나 증발되게 유도되어 기재 상에 침착된 산성 중합체를 잔류시킬 수 있다.
이와 같이 형성된 액체 조성물을 본원에서 "로딩 용액"으로 명명하였다.
액체 비히클은 수성, 예를 들어, 물 또는 수분, 및 알코올(예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올)일 수 있다. 산성 중합체는 액체 비히클 중에 용해되거나 현탁될 수 있다. 로딩 용액에는 액체 비히클 중의, 예를 들어, 용해되거나 현탁된, 상기 언급된 고체 카르복실산, 계면활성제, 금속 염, 항균 화합물, 안정화제 등과 같은 임의의 추가 물질이 혼입될 수 있다. 또한, 로딩 용액은 필요에 따라 적합한 pH, 예를 들어, pH 2-3, 일반적으로 약 2.5로 조절될 수 있다. 예를 들어, 수산화나트륨과 같은 알칼리, 또는 시트레이트, 예컨대 나트륨 시트레이트와 같은 완충제가 이러한 pH를 달성하기 위해 로딩 용액에 포함될 수 있다.
기재의 습윤화는 기재 물질을 이와 같이 형성된 분산액으로 간단히 코팅함으로써, 예를 들어 기재를 로딩 용액에 침지시킴으로써 달성될 수 있다. 다르게는, 기재 물질에 로딩 용액이 분무될 수 있다. 산업 규모상, 분무가 편의상 바람직하다. 습윤화된 기재는 이후 예를 들어 주위 공기에서 또는 건조 터널에서 증발에 의해 건조될 수 있다. 이러한 터널에서 적합한 건조 온도는 100℃ 미만이다.
필터 물질을 제조하는 방법에 사용하기에 적합한 로딩 용액은 본 발명의 추가의 양태이다.
예를 들어, 이러한 로딩 용액은 0.5 내지 10중량%, 전형적으로 1 내지 5중량% 의 산성 중합체, 예컨대 간트레즈 S-97; 0 내지 4.0중량%의 유기 카르복실산, 예컨대, 1 내지 2중량%의 시트르산; 및 0 내지 4.0중량%의 계면활성제, 예컨대, 1 내지 2중량%의 계면활성제, 예를 들어, 폴리소르베이트 또는 트윈 20을 포함하는 액체 비히클로 제조될 수 있다.
간트레즈 S-97과 같은 간트레즈 산을 함유하는 로딩 용액은 간트레즈 산에 대한 로딩 용액 중 안정화제의 존재로 유리할 수 있다. 적합한 안정화제는 100ppm의 EDTA 이나트륨 염이다.
따라서, 필터 물질은 공기 투과성 기재를 로딩 용액으로 습윤화시키고, 이로부터 액체 비히클의 증발을 유발 또는 허용하여 로딩 용액 중의 물질이 기재 상에 침착되도록 하는 공정에 의해 수득가능하거나 수득된 생성물일 수 있다.
WO-A-03/039713호에는 섬유 표면 상에서의 단량체의 중합에 의해 섬유질의 기재 상에서 산성 중합체의 코팅을 형성시키는 방법이 기재되어 있다. 이미 형성된 중합체가 용액 또는 현탁액으로부터 섬유질의 기재 상에 침착되는 상기 언급된 방법은, WO-A-93/039713호의 방법이 섬유의 표면 상에 미량의 원치않는 단량체를 남길 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 필터 물질의 이점은 항바이러스 활성으로 인하여 입 및/또는 코 필터가 경량형으로 제조될 수 있게 한다는 것이다. 또한, 본 발명의 필터 물질은 본원에 언급된 바이러스와 같은 병원균에 대해 신속하게 효과적일 수 있다.
일반적으로, 필터 물질은 상기 언급된 안면 마스크에 사용하기에 적합한, 일반적으로 섬유질의 기재의 출발 시트 또는 패드의 형상에 상응하는 시트 또는 패드 형태일 수 있다. 이러한 시트 또는 패드형 물질은 공지된 방법으로 일반적으로 공지된 형상의 안면 마스크에 적합한 형상이 될 수 있다.
안면 마스크는 이러한 물질로부터 공지된 마스크 공정, 예를 들어 몰딩(moulding)/폴딩(folding)을 사용하여 제조될 수 있다. 따라서, 본 발명의 추가의 양태에서는, 본원에 기재되는 필터 물질을 제공하고, 필터 물질을 안면 마스크로 형성시키는 것을 포함하여, 안면 마스크를 제조하는 방법이 제공된다.
본 발명의 안면 마스크는 하나, 두 개, 세 개 또는 그 이상의 층의 시트 또는 패드형 필터 물질을 포함할 수 있다. 시트 형태의 본 발명의 필터 물질은 사용자의 안면에 맞추기에 적합한 볼록한 형태로 용이하게 구성될 수 있다. 안면 마스크는 예를 들어, 필터 물질을 지지하는 하나의 층, 또는 필터 물질을 샌드위치하는 두 개의 층과 같은 추가 물질의 하나 이상의 층과 임의로 하나 이상의 추가의 층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 추가 층의 물질은, 마스크가 사용되는 경우, 추가 물질의 층이 필터 물질과 사용자의 피부 사이에 정위됨으로써 사용자의 피부에 대한 임의의 자극을 감소시키도록 안면 마스크에 놓여질 수 있다.
이러한 추가의 물질은 직물 또는 부직물일 수 있다. 직물의 예로는 천연 및 합성 섬유, 예컨대, 면직물, 셀룰로스, 울(wool), 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리아미드(예컨대, 나일론), 레이온, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로스 아세테이트, 폴리스티렌, 폴리비닐, 및 섬유로 가공될 수 있는 임의의 그 밖의 합성 중합체가 포함된다. 부직물의 예로는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 나일론, PET 및 PLA가 포함된다. 본 발명을 위해, 부직물이 바람직하다. 이러한 물질은 부직 시트 또는 패드의 형태일 수 있다. 부직 폴리프로필렌의 적합한 등급은 수술용 안면 마스크 등에 일반적으로 사용되는 널리 공지되어 있는 등급을 포함한다. 다르게는, 상기 기재는 또한 예컨대 노즈 에어 플러그에서와 같이 공기 필터용으로 사용되는 것처럼 개방-셀 포움, 예컨대 폴리우레탄 포움과 같은 다른 형태일 수 있다.
이러한 추가의 물질로 적합한 물질은 수술용 마스크 등에 통상적으로 사용되는 타입의 폴리에스테르, 셀룰로스 또는 부직 폴리프로필렌이다.
예를 들어, 본 발명의 안면 마스크는 그 위에 침착되어 있는 산성 중합체를 지닌 폴리에스테르 물질을 포함하는 필터 물질, 및 상기 필터 물질과 사용자의 피부 사이에 정위되는 추가 층의 부직 폴리프로필렌 물질을 포함할 수 있다. 필터 물질의 층 및 추가 물질의 층은 예를 들어 각각의 가장자리 둘레에서, 예를 들어 초음파 접합(ultrasonic welding)에 의해 함께 접합될 수 있다.
일반적으로, 본 발명의 안면 마스크는 표준 유체 저항(standard Fluid Resistance) ASTM F 1862, 여과 효율(Filtration Efficiency) - N95 호흡기(N95 Respirators) 또는 미립 여과(Particulate Filtration)(ASTM F 1215-89) 및 세균 여과(Bacterial Filtration)(ASTM F2101-01), 차압(델타-P) 시험(Differential Pressure (Delta-P) Test), 16CFR 1610에 부합하는 방염성(Flamability), NFPA 및 CPSC 표준에 부합해야 한다.
일반적으로, 본 발명의 안면 마스크는 185cm2 +/- 20%의 여과 면적을 갖는다. 제한된 유동성을 위해, 마스크의 초기 압력 강하는 하기 사항을 부합해야 한다:
유량(ℓ/분) 압력 강하(물 기둥의 mm)
30 0.5
85 1.0
95 1.0
160 2.0
본 발명의 필터 물질은 노즈 플러그와 같은 다른 타입의 호흡용 공기 필터에 사용될 수 있다. 이러한 필터는 본 발명의 필터 물질이 혼입된, 일반적으로 통상적인 형태일 수 있다.
그러므로, 본 발명의 추가의 양태는, 공기전파 병원균, 특히 바이러스, 예를 들어, H5N1 바이러스와 같은 인플루엔자 바이러스를 공기로부터 제거하는 방법으로서, 이러한 바이러스로 오염된 것으로 여겨지는 공기를 안면 마스크 또는 본 발명의 필터 물질의 하나 이상의 층, 특히 안면 마스크의 일부를 차지하는 필터 물질의 층을 통과시킴을 포함하는 방법에 관한 것이다.
본 발명은 하기에서 첨부되는 도면을 참조하여 실시예에 의해 기술될 것이다.
도 1은 사용 중인 입 및 코 필터의 투시도를 도시한 것이다.
도 2는 사용자에게서 탈착된 도 1의 필터를 도시한 것이다.
도 3은 사용 중인 입 및 코 필터의 대안적인 구조의 투시도를 도시한 것이다.
도 4는 도 3의 필터의 정면도를 도시한 것이다.
도 5는 도 3의 필터의 분해도를 도시한 것이다.
도 6은 일반적인 96-웰 플레이트 레이아웃(layout)을 도시한 것이다.
도 7은 바이러스 역가에서 감소율(%)을 그래프로 도시한 것이다.
도 8은 바이러스 역가에서 로그(log) 감소를 그래프로 도시한 것이다.
도 9는 도 1 내지 5의 안면 마스크의 물질의 단면도를 도시한 것이다.
도 1 및 2와 관련하면, 본 발명의 이러한 필터 물질을 포함하는 흡입 또는 흡출 공기에 대한 입 및/코 필터가 도시된다. 필터(10)(전체)는 일반적으로 통상적인 끈(13)에 의해 사용자의 코와 입 위에 부착될 수 있는 패드(11)를 포함하는 일반적으로 통상적인 구조이다. 패드(11)는 내측 폴리에스테르 섬유 패드(보이지 않음)와 꿰매진 본 발명의 필터 물질의 외층(14)을 포함하며, 외층(14)은 흡입되거나 흡출되는 호흡 공기의 스트림을 차단하는 위치에 있다.
도 3, 4 및 5와 관련하면, 본 발명의 이러한 필터 물질을 포함하는 흡입되거나 흡출된 공기에 대한 또 다른 입 및/또는 코 필터가 도시되어 있다. 필터 (20)(전체)는 구멍(22)이 있고 통상적인 끈(24)에 의해 사용자(23)의 얼굴에 부착될 수 있는, 가요성의 성형된 외측 구조물(21)을 포함하는 일반적으로 통상적인 구조이다. 필터 물질은 본 발명의 필터 물질 외층 및 폴리에스테르 섬유 내층을 포함하는 패드(25)로서 제공되며, 필터 물질과 폴리에스테르 섬유가 합쳐져 성형된 층은 구멍(22)을 통과하는 흡입되거나 흡출된 호흡 공기의 스트림을 차단하기 위한 상태로 구멍(22) 쪽으로 압박된다.
도 9와 관련하면, 이는 도 1 내지 5의 마스크의 적합하게 층형성된 구조를 도시하고 있다. 필터 물질의 층(91), 사용시 사용자의 피부에 대면하는 부직 폴리프로필렌 물질의 내층(92)과, 또한 부직 폴리프로필렌 물질로 된 임의의 외층(93)이 있다. 다수 층(91, 92, 93)이 있을 수 있다.
본 발명의 필터 물질로서 적합한 물질은 먼저 산성 중합체 및 임의의 추가 물질을 포함하는 로딩 용액을 제조하고, 공기 투과성 기재 물질을 이러한 로딩 용액으로 습윤화시킨 후, 로딩 용액의 용매 비히클을 증발되게 하거나 증발을 유도하여 기재 상에 침착된 비히클 중에 원래 용해되거나 분산된 중합체 및 물질을 잔류시킴으로써 제조될 수 있다.
로딩 용액의 예는 하기에서 제시된다:
실시예 1
산성 중합체: 카르보폴 ETD 2020 2% w/w
유기 카르복실산: 시트르산 1% w/w
100%가 되도록 물
실시예 2
산성 중합체: 카르보폴 ETD 2020 1% w/w
유기 카르복실산: 시트르산 1% w/w
100%가 되도록 물
실시예 3
산성 중합체: 카르보폴 ETD 2020 2% w/w
100%가 되도록 물
실시예 4
산성 중합체: 카르보폴 980 1.5% w/w
유기 카르복실산: 시트르산 l% w/w
금속 염: 염화아연 0.5%
100%가 되도록 물
실시예 5
산성 중합체: 유드라지트 L50 D55 10% w/w
유기 카르복실산: 타르타르산 0.5%
가소제: 트리에틸 시트레이트 1.0w/w
100%가 되도록 물
실시예 6
산성 중합체: 카르보폴 ETD 2020 1.5% w/w
유기 카르복실산: 시트르산 0.5% w/w
항균 화합물: 트리클로산 0.2% w/w
100%가 되도록 물
수술용 마스크로 사용되는 통상적인 타입의 부직 폴리프로필렌의 각각의 샘플을 각각의 상기 용액으로 코팅하고, 이 샘플을 과잉 액체는 배출되도록 한 후, 공기 건조시켰다. 상기 용액을 사용하는 이러한 절차로 기재 물질 상에 산성 중합체를 약 10% w/w로 침착시켰다.
시험관내 시험 데이타.
조류 NIBRG-14 인플루엔자 H5N1 바이러스에 대한 5개의 마스크 물질의 시험관내 효능을 조사하기 위한 연구를 수행하였다. 마스크 물질을 0, 1 또는 2%의 카르보폴 ETD 2020(이후, "ETD"로 약칭함) 및 시트르산(0, 0.5 또는 1%)을 함유하는 로딩 용액을 사용하여 코팅하였다. 상기 바이러스를 2% ETD 및 0.5 또는 1% 시트르산의 로딩 용액으로부터 코팅된 마스크 물질로 60분 동안 처리한 것이, 비코팅된 마스크 물질과 비교하여 바이러스 역가를 감소시킨 것으로 관찰되었다. 본 연구에서 96.8 내지 99.9%의 바이러스 역가에서의 감소가 관찰되었다. 상기 기술된 연구는 규정(The United Kingdom Good Laboratory Practice Regulations 1999 Statutory Instrument No. 3106; The United Kingdom Good Laboratory Practice (Codification Amendments etc.) Regulations 2004 Statutory Instrument No. 994; 및 OECD Principles of Good Laboratory Practice, (Revised 1997))에 부합하여 수행되었다.
약어:
CDC: 전미방역센터 (Centre for Disease Control)
HA: 헤마글루티닌(Haemagglutinin)
HA 검정: 헤마글루티닌 검정(Haemagglutination assay)
MDCK 세포: 매딘 다비 개 신장 세포(Madin-Darby canine kidney cells)
PBS: 인산염 완충 염수
PPE: 개인보호장비(Personal protective equipment)
vCPE: 바이러스 세포병변 효과(Viral cytopathic effect)
(v/v): 부피당 부피
물질 및 방법.
마스크 기재 물질을 프로이덴베르크(Freudenberg)에 의해 공급되는 폴리프로필렌(70-100%) 기준 빌메드(Vilmed) VS, 3440으로 제조하였다. 4개의 마스크 물질 및 1개의 대조 물질을 하기와 같은 로딩 용액으로 처리된 마스크 기재 물질인 각각의 시험 및 대조 물질로서 사용하였다:
시험 물질 1 : 1% ETD 2020 로딩 용액으로 코팅됨
시험 물질 2: 1% ETD 2020 + 0.5% 시트르산 로딩 용액으로 코팅됨
시험 물질 3: 2% ETD 2020 로딩 용액으로 코팅됨
시험 물질 4: 2% ETD 2020 + 1% 시트르산 로딩 용액으로 코팅됨
대조 물질: 로딩 용액으로 코팅되지 않은 마스크 물질
시트르산은 브이더블류엘 엘티디.(VWR Ltd.)(카달로그 번호: 100242 ID 번 호: 1008100)에 의해 공급되었다.
카르보폴 ETD 2020는 노베온 인코포레이티드(Noveon Inc.) 카달로그 번호: CBPETD2020에 의해 공급되었다.
대조 기준 물질.
살바이러스 검정에 사용된 대조군은 하기와 같다:
세포 단독 대조군: 바이러스로 감염되지 않은 세포. 이는 vCPE(바이러스 세포병변 효과)에 대해 네가티브 대조군이며, 또한 세포 특성의 인디케이터(indicator)이다.
바이러스 단독 대조군: 표준 감염 배지로 1/10(v/v)로 희석된 바이러스에 감염된 세포. 이는 vCPE에 대한 포지티브 대조군이다.
항바이러스 대조군: pH 3.5에서 시트레이트 완충제로 전처리된 바이러스로 감염된 세포. 이는 시험 물질과 비교하기 위한 포지티브 대조군이다.
살바이러스 대조군의 세포를 새로 제조된 세포 감염 배지와 함께 인큐베이션하였다.
세포 및 바이러스
본 연구에서 사용된 세포는 MDCK 세포이며, 레트로스크린 비로롤지 리미티드(Retroscreen Virology Ltd)의 세포 은행으로부터 제공되었다.
본 연구에서 사용된 바이러스는 조류 NIBRG-14 인플루엔자 H5N1 바이러스이고, 레트로스크린 비롤로지 리미티드의 바이러스 보관소(할당 번호 800)로부터 제공되었다. 희석된 조류 NIBRG-14 인플루엔자 H5N1 바이러스의 역가는 4.72 -loglO TCID50/ml였다(살바이러스 검정으로부터 얻어진 대조군 바이러스 역가의 평균 값에 의해 측정됨).
살바이러스 검정에 사용하기 전에, 스톡(stock) 바이러스를 증류수로 1/10(v/v)로 희석하였다.
절차
MDCK 세포의 제조
MDCK 세포(lOO㎕/웰)을 약 5xlO4세포/ml의 밀도로 96웰 플레이트 상에 시딩하였다. 세포를 약 24시간 동안 37℃ 및 5% CO2 하에서 인큐베이션하였다. 상기 플레이트를 PBS(lOO㎕/웰)로 2회 세척하고, 양 살바이러스 검정에 사용하기 전에 표준 감염 배지(lOO㎕/웰)를 첨가하였다.
살바이러스 검정
살바이러스 검정에 대한 절차의 요약이 하기에서 열거된다.
1) 반응: 바이러스를 시험 물질에 가하고, 60분 동안 방치하였다.
2) 종료: 반응을 감염 배지로 종료시키고, 바이러스 용액을 필터로부터 수거하였다.
3) 적정: 수거된 바이러스를 96웰 플레이트에 걸쳐 MDCK 세포에 대해 10배 적정하였다.
4) 인큐베이션: 세포를 3일 동안 인큐베이션하였다.
5) 종말점 측정: vCPE를 관찰하고, HA를 수행하였다.
살바이러스 검정 및 세포독성 검정에 사용된 96웰 플레이트의 전형적인 플레이트 레이아웃이 도 6에 도시되어 있다.
1) 세포를 상기와 같이 구성하였다.
2) 증류수로 1/10(v/v) 희석율로 희석된 조류 NIBRG-14 인플루엔자 H5N1 바이러스 200㎕를 6-웰 플레이트(이중)의 각각의 시험 또는 대조 물질에 첨가하고 진탕기(300MoT/분)에서 60분 동안 실온에서 인큐베이션하였다. 이 반응을 1.8m의 감염 배지를 첨가함으로써 중단시켰다. 바이러스 용액을 6-웰 플레이트의 새로운 웰로 수거하였다.
3) 시트레이트 완충제 대조군에 대한 절차를 수행함에 있어서, 증류수로 1/10(v/v) 희석된 40㎕의 바이러스를 7ml 비주(bijou)내 pH 3.5의 시트레이트 완충제 360㎕에 첨가하고, 5분 후에 3.6ml의 세포 감염 배지를 첨가함으로써 반응을 종료시켰다.
4) 상청액(111㎕) 또는 바이러스 단독 대조군(감염 배지로 1/10(v/v)) 희석)을 웰의 제 1 열에 첨가하였다(96웰 플레이트 중 MDCK 세포). 모든 상청액 및 바이러스 단독 대조군을 4중으로 플레이팅하고, 플레이트에 걸쳐 10배 적정하였다.
5) 상기 플레이트를 1시간 동안 37℃ + 5% CO2 에서 인큐베이션하였다. 이후, 플레이트를 PBS로 2회 세척하였다.
6) lOO㎕의 감염 배지를 각각의 웰에 첨가하고, 플레이트를 37℃ + 5%CO2 에서 3일 동안 인큐베이션시켰다.
7) 감염 후 3일째에, 플레이트를 vCPE에 대해 등급을 매기고, 레트로스크린 비롤로지 리미티드(Retroscreen Virology Ltd.) SOP VA0l8-02에 따라서 상청액에 대해 HA를 수행하였다. 바이러스의 존재를 확인하기 위해 응집반응(agglutination)을 관찰하였다.
카버 계산법(Karber Calculation)
로그 TCID50 역가를 카버 계산법을 사용하여 계산하고, 레트로스크린 비롤로지 리미티드 SOP VA023-02에 따라 수행하였다.
결과
바이러스 역가에서의 감소
각각의 시험 또는 대조 물질의 살바이러스 활성을 60분 접촉 시간 동안에 조류 인플루엔자 A NIBRG-14 H5N1 바이러스에 대해 평가하였다. 바이러스 역가를 MDCK 세포에 대한 적정에 의해 측정하고, 바이러스를 헤마글루티닌 검정에 의해 검출하였으며, 이 결과가 하기 표 1에 기재된다.
대조 물질을 시험 물질에 대한 대조군으로서 사용하였다. 처리되지 않은 바이러스를 살바이러스 검정에 대한 포지티브 대조군으로서 사용하였다.
결과:
60분 동안 시험 물질 및 대조 물질으로 처리한 후의, 조류 인플루엔자 A NIBRG-14 H5N1 바이러스 회수율, 계산된 로그 감소 및 감소율(%)이 하기 표에 기재된다.
시험 물질 시험 물질 (A) 대조군 물질(B) 바이러스 대조군 바이러스 역가에서의 감소(B-A)
번호 바이러스 역가 바이러스 역가 바이러스 역가 -log10 TCID50/ml %
1 4.50 4.50 4.50 0.00 0.00
1 4.75 4.50 4.25 0* 0*
2 4.25 5.75 5.75 1.50 96.848
2 2.75 6.00 5.50 3.25 99.944
3 1.50 4.50 4.25 3.00 99.900
3 1.50 4.75 4.50 3.25 99.944
4 1.50 5.00 4.50 3.50 99.968
4 1.50 4.50 4.50 3.00 99.90
* 실제 값은 음의 값이나 검정 변동성 내에 있다
60분 동안 시험 물질 및 대조 물질으로 처리한 후의, 조류 인플루엔자 A NIBRG-14 H5N1 바이러스 회수율, 계산된 감소율(%)이 도 7에 그래프로 도시되어 있다.
60분 동안 시험 물질 및 대조 물질으로 처리한 후의, 조류 인플루엔자 A NIBRG-14 H5N1 바이러스 회수율, 계산된 로그 감소가 도 8에 그래프로 도시되어 있다.
결론.
조류 인플루엔자 A NIBRG-14 H5N1 바이러스의 바이러스 역가에서의 감소가 시험 물질 2(로딩 용액 1% ETD 2020 + 0.5% 시트르산), 시험 물질 3(로딩 용액 2% ETD 2020), 및 시험 물질 4(로딩 용액 2% ETD 2020 + 1% 시트르산)로 처리한 후에 관찰되었다. 시험 물질 1(로딩 용액 ETD 2020)로 처리한 후에는 바이러스 감소가 전혀 관찰되지 않았다.
이러한 연구에서, 하기의 마스크 물질 코팅 조성물 및 조합물을 서로 비교하였다: 각각의 마스크는 ETD 2020(0, 1 또는 2%) 및 시트르산(0, 0.5 또는 1%)으로 제조된 로딩 용액을 사용하여 코팅된 폴리프로필렌(70-100%)으로 제조되었다.
코팅된 마스크 물질을 코팅되지 않은 마스크 물질과 비교하였다. 코팅된 마스크 물질과 코팅되지 않은 것의 비교시, 로딩 용액 2% ETD 및 0.5 또는 1% 시트르산으로 마스크 물질을 코팅한 것이 바이러스 역가를 크게 감소시킨 것으로 나타났다(99.9%). 마스크 물질을 로딩 용액 1% ETD 및 0.5% 시트르산으로 코팅한 것 또한 바이러스 역가를 감소시켰다. 로딩 용액 1% ETD로의 코팅은 바이러스 역가를 감소시키지 않는 것으로 나타났다.
로딩 용액의 추가 실시예
1) "8% 고형물"
성분 용액 중(그 자체) % 용액 중 고형물 %(w/w)
간트레즈 S97, BF(13% 용액)* 30.80 4.00
시트르산, USP 2.000 2.00
폴리소르베이트 20, NF 2.000 2.00
이나트륨 EDTA, USP** 0.0100 0.01
수산화나트륨 USP/NF 0.1328 0.1328
정제수 65.057 91.857(전체 물)
합계: 100.00 100.00
최종 용액 pH = 2.5
2) "6% 고형물"
성분 용액 중(그 자체) % 용액 중 고형물 %(w/w)
간트레즈 S97, BF(13% 용액)* 23.10 3.003
시트르산, USP 1.500 1.50
폴리소르베이트 20, NF 1.500 1.500
이나트륨 EDTA, USP** 0.0100 0.01
수산화나트륨 USP/NF 0.0996 0.0996
정제수 73.787 93.887(전체 물)
합계: 100.00 100.00
최종 용액 pH = 2.5
3) "4% 고형물"
성분 용액 중(그 자체) % 용액 중 고형물 %(w/w)
간트레즈 S97, BF(13% 용액)* 15.40 2.00
시트르산, USP 1.000 1.00
폴리소르베이트 20, NF 1.000 1.00
이나트륨 EDTA, USP** 0.0100 0.01
수산화나트륨 USP/NF 0.0664 0.06640
정제수 82.524 95.923(전체 물)
합계: 100.00 100.00
최종 용액 pH = 2.5
* 간트레즈는 12 내지 14.4중량% 고형물, 즉 명목상 13.2중량% 고형물에 대한 공급자의 설명에 따라 제공되었다.
** 간트레즈 중합체를 함유하는 로딩 용액에, 100ppm의 EDTA 이나트륨 염이 간트레즈 중합체에 대한 안정화제로서 포함되었다.
실시예에서, 12% 이하의 고형물을 함유하는 로딩 용액을 상기 일정 비율에 근거한 비율로 제조하였으며, 가공가능한 것으로 나타났다. 이러한 실험에 근거하면, 비례적으로 다소 적은 고형물 함량을 지닌 로딩 용액도 가능할 것으로 보인다.
상기 열거된 로딩 용액은 구입가능한 표준 기계를 사용하여 분무 또는 침지시킨 후, 건조 터널에서 습윤화된 섬유를 건조시킴으로써 폴리프로필렌 또는 폴리에스테르에 적용하기 위해 160kg의 배치로 제조하였다.
추가의 실험.
여러 산성 중합체의 바이러스 효능을 조사하기 위해 하기 기재된 추가의 실험을 수행하였다. 상기 실험에서 사용된 바와 같은 폴리프로필렌 물질을 상기 기술된 것과 유사한 코팅 절차를 사용하여 상이한 양의 산성 중합체로 코팅하였다.
상이한 노출 시간에서 상이한 투여 수준의 카르보폴 ETD2020 및 시트르산의 효과
하기와 같이 로딩 용액을 사용하였다:
번호 성분 중량% 로딩 용액 pH 처리된 pp 기재의 pH 침착된 평균 중량%
1 카르보폴 ETD 2020 시트르산 일수화물 1.0 0.5 2.3 3.17 6.96
2 카르보폴 ETD 2020 2 2.68 3.20 16.68
3 카르보폴 ETD 2020 시트르산 일수화물 2 1 2.16 2.25 21.06
상기와 같은 부직 폴리프로필렌의 견본을 이러한 로딩 용액으로 처리하고, 건조시켰다. 처리된 견본(2.54 cm x 2.54 cm)을 시간을 달리하여(0.5분, 1.0분, 5분, 60분) 0.2ml 물 중의 인플루엔자 A (홍콩 균주)에 노출시킨 후, 상기 용액을 용출시키고, 바이러스 활성에 대해 시험하였다. 결과는 세 개의 로딩된 견본 모두가 하기와 같이 바이러스를 치사시키고, 이의 로그 감소 역가/ml가 하기에 기재된다. 3의 로그 감소는 99.9%의 바이러스 치사율에 상응한다.
생성물 번호 0.5분 1분 2분 60분
1 3.0 4.1 4.1 4.1
2 4.1 4.1 4.1 4.1
3 3.0 4.1 4.1 4.1
비처리된 대조군 0 0 0 0
그러므로, 그 위에 상기 기재된 산성 중합체가 그 위에 침착되어 있는 모든 폴리프로필렌 견본은 3 또는 3초과의 로그 감소를 초래하였다.
상이한 산성 중합체 및 계면활성제의 효과
하기와 같은 로딩 용액이 사용되었다:
로딩 용액 로딩 용액 pH 침착된 중량% 항바이러스 활성*
카르보폴 ETD 2020 2% 2.68 17.35 0.8
카르보폴 ETD 2020 2%, 시트르산 1%, SLS 1% 2.19 118 2.6
카르보폴 ETD 2020 2%, 시트르산 1%, 트윈 20 1% 2.20 35.5 3.6
간트레즈 S-97 2% 2.28 21.55 3.5
간트레즈 S-97 2%, 시트르산 1% 2.00 16.31 2.5
간트레즈 S-97 2%,트윈 20 1% 2.20 20.66 2.4
간트레즈 S-97 2%, 시트르산 1%, 트윈 20 1% 2.0 25.1 3.8
폴리스티렌 설폰산 2% 2.20 13.0 0
아크릴산 및 설폰산 공중합체 2% 3.73 11.8 1.8
시트르산 10% 1.60 36.25 3.6
폴리아크릴산 2% 3.18 9.9 2.1
폴리메타크릴산 2.16 7.6 1.2
폴리프로필렌 대조군
* 항바이러스 활성을 비처리된 폴리프로필렌 대조군에 대해, 바이러스 역가에서의 로그 감소로서 측정하였다.
상기와 같은 부직 폴리프로필렌의 견본을 상기 로딩 용액으로 처리하고 상기와 같이 건조되게 하였다. 처리된 견본을 1분의 노출 시간으로 인플루엔자 A(홍콩 균주)에 노출시킨 후, 3일간 인큐베이션시켰다. 로그(TCID 50/0.1 ml) 평균 (n=2)을 측정하였다.
이에 따라, 열거된 산성 중합체가 그 위에 침착되어 있는 모든 폴리프로필렌 견본은 바이러스 역가 감소가 있었음을 알 수 있다.
시트르산 및 트윈 20 계면활성제에 의한 상이한 산성 중합체의 효과
하기와 같은 로딩 용액이 사용되었다:
번호 산성 중합체 중량% 1% 시트르산 로딩 % 용액의 pH 1% 트윈 20 로딩 % 용액의 pH 1% 시트르산 + 1% 트윈 20 로딩 % 용액의 pH
4 카르보폴 ETD 2020 2% 24.67 2.10 46.07 2.86 48.00 2.13
5 간트레즈 S-97 16.31 1.99 20.66 2.20 25.13 1.99
6 폴리아크릴산 2% 12.32 2.31 18.87 3.25 99.23 2.27
상기 표로 작성된 결과는, 기재된 로딩 용액을 사용하여 폴리프로필렌 견본 상에 침착된 것으로 나타난 로딩 용액의 성분의 양(중량%)을 보여준다.
상기와 같은 부직 폴리프로필렌의 견본을 상기 로딩 용액으로 처리하고 상기와 같이 건조되게 하였다. 처리된 견본을 1분의 노출 시간으로 인플루엔자 A에 노출시켰다. 평균 로그 감소(Average Log Reduction: "ALR") 및 평균 % 감소율(A%R)을 측정하여 하기에 표로 작성하였다:
번호 산성 중합체 중량% 1% 시트르산 ALR % A%R % 1% 트윈 20 ALR % A%R % 1% 시트르산 + 1% 트윈 20 ALR % A%R %
4 카르보폴 ETD 2020 2% 1.6 97.2 0.55 71.8 3.26 99.95
5 간트레즈 S-97 2.5 99.6 2.4 99.6 3.8 99.98
6 폴리아크릴산 2% 2.3 99.4 3.8 99.98 ≥4.8 ≥99.998
입력 바이러스 대조군의 역가는 106.25이었다. 모든 시험 물질은 TCID50 < 0.5 log10에서 중화되었다.
상기 결과는, 바이러스를 본 발명의 여과 물질과 접촉시켜 달성될 수 있는 바이러스 중화 수준을 보여준다.
폴리에스테르 기재.
폴리에스테르 기재 물질을 사용하여 추가 실험을 수행하였다.
폴리에스테르 물질.
사용된 폴리에스테르 물질은 공급업자에 의해 100% 폴리에스테르 -10 gsm(기계적 접합의 니들 펀칭 방법(needle punching method)) 90015356 - NT MSQ 180G/M2 BLANC LZE MM 부직 섬유로 명명된, 독점적인 권리가 있는 부직 섬유였다. 다양한 중량, 즉 180, 80 및 70g/m2이 실험에서 사용되었다. 섬유의 색상은 백색 또는 무연탄 회색(흑색과 백색 섬유의 혼합물로서 제공됨)이었다. 백색 섬유는 폭이 450, 480, 560, 670 및 930mm(각각 +/- 10mm)로 입수할 수 있었다. 회색 섬유는 폭이 450, 560, 및 930mm(각각 +/- 10mm)로 입수할 수 있었다. 이러한 섬유는 운반시 청결하게 보호되는 롤로 입수할 수 있었다. 섬유는 납, 수은, 카드뮴, 크롬, 니켈, 폴리브로모디페닐, 폴리브로모디페닐에테르, 천연 라텍스, 단백질, 실리콘, 프탈레이트 및 포름알데히드를 포함하는 원치 않는 물질을 함유하지 않았으며, 다르게는 유럽 공동체 지침(EU Directive) 2002/95/EC에 부합하였다.
로딩.
상기 180g/m2 물질에 상기 기술된 "4% 고형물" 로딩 용액을 분무하고, 180℃를 초과하지 않는 고온 공기 온도의 유입구를 갖는 건조 터널을 통과시킴으로써 건 조시켰다. 이후, 이와 같이 형성된 필터 물질을 성형된 마스크에 대한 외층으로서 사용하고, 내층의 물질은 글로벌 N95 및 EP 표준에 부합되는 마스크가 되도록 결정하였다. 모든 마스크는 입자 여과 및 통기성(breathability)에 대한 NIOSH 시험을 통과하였다. 추가로, 로딩된 층은 2.5 내지 2.8의 표면 pH를 나타냈고, 이러한 표면 상에서의 인플루엔자 바이러스(106 PFU 홍콩 균주의 200 마이크로 L)로의 1분간 노출은 비처리된 마스크와 비교하여 최대 항바이러스 활성을 가짐을 입증하였다. 예시적 결과가 하기 표로 작성된다:
마스크 할당 번호 입자 여과 통기성 (공기 유동성) 로딩시 중량 증가 표면 pH 항바이러스 활성 (비코팅된 것에 대한 바이러스 역가에서의 로그 감소)
10 통과* 통과* 22% 2.5-2.8 >4(=10,000 x 감소)
11 통과* 통과* 19% 2.5-2.8 >4
12 통과* 통과* 23% 2.5-2.8 >4
* NIOSH 표준 둘 모두에 대한 제한을 통과함
추가의 실험은 보다 경량의 폴리에스테르 물질에 분무 또는 침지시킴으로써 적용되는, 상기 언급된 "6% 고형물" 로딩 용액을 사용하여 수행하였다. 결과가 하기에 요약된다.
폴리에스테르 중량 g/m2m 입자 여과 통기성 (공기 유동성) 로딩시 중량 증가 표면 pH 항바이러스 활성 (비코팅된 것에 대한 바이러스 역가에서의 로그 감소)
70 통과* 통과* 19.5% 2.5-2.8 4.9+/-0.2
80 통과* 통과* 19% 2.5-2.8 >5.5
90 통과* 통과* 23% 2.5-2.8 >5.0
* 마스크가 NIOSH N95 요건을 통과함
로딩 조건을 로딩 용액 중에 25 내지 45gm2의 고형물을 로딩하도록 설정하 고, 35gm2의 이러한 고형물을 로딩하는 것을 목표로 하였다. 과잉의 로딩 용액은 필요에 따라 롤러에 의해 짜낼 수 있다.
직물 상에 침착된 염료의 색상이 로딩 용액이 적용되었음을 나타내도록 로딩 용액에 염료, 일반적으로 청색 염료를 포함시키는 것이 편리한 것으로 나타났다. 이러한 폴리에스테르 물질을 사용함으로써 폴리프로필렌을 사용하는 것에 비해 보다 높은 고형물 로딩%가 달성되었음을 유의한다. 폴리프로필렌에 비해, 로딩된 폴리에스테르 물질은 보다 우수한 시각적 외관을 가졌으며, 점착성이거나 미끄럽지 않았으며, 박편화되는 침착된 물질의 시각적 외관이 덜하였다. 이러한 로딩된 물질은 포장되지 않은 상태로 9주 동안 저장되는 경우에 안정한 것으로 나타났으며, 단지 약간의 변색을 보였다. 이러한 로딩된 물질을 당해 공지된 통상적인 방식으로 마스크 쉘(mask shell)로 성형하였다.

Claims (40)

  1. 사용자의 입과 코 상에 놓여지고 환자의 안면과 밀착하기에 적합한 형상의 공기 투과성 마스크로서, 마스크가 사용자의 안면 위 제 위치에 유지되도록 하는 수단이 구비되고, 사용자의 흡입 및/또는 흡출 공기가 필터 물질을 통과하도록 정위되는 하나 이상의 층의 필터 물질을 포함하며, 필터 물질이 산성 중합체와 결합된는 공기 투과성 기재를 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  2. 제 1항에 있어서, 공기 투과성 기재가 섬유질의 기재를 포함하는 공기 투과성 마스크.
  3. 제 2항에 있어서, 공기 투과성 기재가 부직 폴리에스테르를 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  4. 제 3항에 있어서, 공기 투과성 기재가 부직 폴리프로필렌을 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 산성 중합체가 폴리-(카르복실산) 중합체를 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  6. 제 5항에 있어서, 폴리-(카르복실산) 중합체가 구조내에 하기 단위를 포함하는, 공기 투과성 마스크:
    -[-CR1.-COOH-]-
    상기 단위에서, R1은 수소이거나, R1은 C1-3 알킬, C1-3 알콕시 또는 C1-3 히드록시 알킬일 수 있다.
  7. 제 6항에 있어서, 산성 중합체가 아크릴산 또는 메타크릴산의 중합체를 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  8. 제 7항에 있어서, 산성 중합체가 알릴 에테르와 가교된 아크릴산의 단독중합체를 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  9. 제 6항에 있어서, 폴리-(카르복실산) 중합체가 구조내에 하기 단위를 포함하는, 공기 투과성 마스크:
    -[-CR1.-COOH-]-.
  10. 제 9항에 있어서, 산성 중합체가 단위 -[-CH.COOH-CH.COOH-]-, 및/또는 이러한 단위의 염 또는 에스테르, 또는 인접하는 탄소 원자 상의 COOH 기가 고리화되어 -CH.CO-O-CO.CH- 고리 시스템을 형성할 수 있는, 무수물 형태의 상기 단위를 포함하는 말레산 부분을 기초로 하는, 공기 투과성 마스크.
  11. 제 10항에 있어서, 산성 중합체가 구조 내에 하기 단위를 포함하는, 공기 투과성 마스크:
    -[-CH2-CH.OCH3-CH.COOH-CH.COOH-]-.
  12. 제 11항에 있어서, 산성 중합체가 간트레즈™(Gantrez™) S-97을 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  13. 제 1항 내지 제 4항 중의 어느 한 항에 있어서, 산성 중합체가 아크릴산 또는 메타크릴산의 설폰산과의 공중합체를 포함하는, 공기 투과성 마스크.
  14. 제 1항 내지 제 13항 중의 어느 한 항에 있어서, 산성 중합체가 선형 산성 중합체인, 공기 투과성 마스크.
  15. 제 1항 내지 제 14항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 물질에 하나 이상의 유기 카르복실산이 혼입되는, 공기 투과성 마스크.
  16. 제 15항에 있어서, 유기 카르복실산이 시트르산인, 공기 투과성 마스크.
  17. 제 15항 또는 제 16항에 있어서, 필터 물질 중 산성 중합체:유기 산의 중량비가 10:1 내지 1:1인, 공기 투과성 마스크.
  18. 제 17항에 있어서, 필터 물질 중 산성 중합체:유기 산의 중량비가 2+/-0.25:1인, 공기 투과성 마스크.
  19. 제 1항 내지 제 18항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 물질에 하나 이상의 계면활성제가 혼입되는, 공기 투과성 마스크.
  20. 제 19항에 있어서, 계면활성제가 비이온성 계면활성제인, 공기 투과성 마스크.
  21. 제 19항 또는 제 20항에 있어서, 필터 물질 중 산성 중합체:계면활성제의 중량비가 10:1 내지 1:1인, 공기 투과성 마스크.
  22. 제 21항에 있어서, 필터 물질 중 산성 중합체:계면활성제의 중량비가 2+/-0.25:1인, 공기 투과성 마스크.
  23. 제 1항 내지 제 22항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 물질의 기재 상의 산성 중합체 및 존재하는 경우, 임의의 카르복실산 및 경우에 따라, 임의의 계면활성제의 총 로딩량이 20 내지 50g/m2 범위인, 공기 투과성 마스크.
  24. 제 23항에 있어서, 필터 물질의 기재 상의 산성 중합체 및 존재하는 경우, 임의의 카르복실산 및 경우에 따라, 임의의 계면활성제의 총 로딩량이 25 내지 45g/m2 범위인, 공기 투과성 마스크.
  25. 제 1항에 있어서, 필터 물질이 2+/-0.25:1:1 범위의 필터 물질 중 산성 중합체:유기산:계면활성제 비로 시트르산 및 비이온성 계면활성제와 함께 부직 폴리에스테르 섬유질의 기재 상에 침착되는, 구조내에 하기 단위를 포함하는 선형 산 중합체를 포함하는, 공기 투과성 마스크:
    -[-CH2-CH.OCH3-CH.COOH-CH.COOH-]-.
  26. 제 1항 내지 제 25항 중의 어느 한 항에 따른 안면 마스크로서, 필터 물질을 지지하는 하나의 층 또는 필터 물질을 샌드위치하는 두개의 층으로 된, 추가의 하나 이상의 물질의 층을 포함하고, 이러한 추가의 물질은, 마스크가 사용되는 경우 추가 물질의 층이 필터 물질과 사용자의 피부 사이에 정위되도록 안면 마스크에 놓여지는, 안면 마스크.
  27. 선형 중합체인 산성 중합체가 침착되어 있는 섬유질의 기재를 포함하는,제 1항 내지 제 26항 중의 어느 한 항에 따른 안면 마스크에 사용하기에 적합한 필터 물질.
  28. 구조내에 인접하는 하기 단위를 포함하는 산성 중합체가 침착되어 있는 섬유질의 기재를 포함하는, 제 1항 내지 제 26항 중의 어느 한 항에 따른 안면 마스크에 사용하기에 적합한 필터 물질:
    -[-CR1.-COOH-]-
    상기 단위에서, R1은 수소이거나, R1은 C1-3 알킬, C1-3 알콕시 또는 C1-3 히드록시 알킬일 수 있다.
  29. 제 28항에 있어서, 산성 중합체가 단위 -[-CH.COOH-CH.COOH-]-, 및/또는 이러한 단위의 염 또는 에스테르, 또는 인접하는 탄소 원자 상의 COOH 기가 고리화되어 -CH.CO-O-CO.CH- 고리 시스템을 형성할 수 있는, 무수물 형태의 상기 단위를 포함하는 말레산 부분을 기초로 하는, 필터 물질.
  30. 유기 카르복실산과 함께 산성 중합체가 침착되어 있는 섬유질의 기재를 포함하는, 제 1항 내지 제 26항 중의 어느 한 항에 따른 안면 마스크에 사용하기에 적 합한 필터 물질.
  31. 제 27항 내지 제 30항 중의 어느 한 항에 있어서, 2+/-0.25:1:1 범위의 필터 물질 중 산성 중합체:유기산:계면활성제 비로 시트르산 및 비이온성 계면활성제와 함께 부직 폴리에스테르 섬유질의 기재 상에 침착되는, 구조내에 하기 단위를 포함하는 선형 산 중합체를 포함하는, 필터 물질:
    -[-CH2-CH.OCH3-CH.COOH-CH.COOH-]-.
  32. 제 27항 내지 제 31항 중의 어느 한 항에 있어서, 필터 물질의 기재 상의 산성 중합체 및 존재하는 경우, 임의의 카르복실산 및 경우에 따라, 임의의 계면활성제의 총 로딩량이 20 내지 50g/m2 범위인, 필터 물질.
  33. 제 27항 내지 제 32항 중의 어느 한 항에 따른 필터 물질을 제공하고, 필터 물질을 안면 마스크로 형성시키는 것을 포함하여, 안면 마스크를 제조하는 방법.
  34. 제 27항 내지 제 32항 중의 어느 한 항에 따른 안면 마스크를 제조하는 방법으로서, 산성 중합체를 액체 비히클에 혼입하고, 기재 물질을 형성된 액체 조성물로 습윤화시키고, 액체 비히클을 증발되도록 하거나 증발되도록 유도함으로써 기재 상에 침착된 산성 중합체를 잔류시키는 방법.
  35. 제 34항에 있어서, 액체 조성물이 0.5 내지 6.0중량%의 산성 중합체; 0 내지 3.0중량%의 유기 카르복실산, 및 0 내지 3.0중량%의 계면활성제, 예컨대 1 내지 2중량%의 계면활성제를 포함하는 방법.
  36. 제 35항에 있어서, 액체 조성물 중 산성 중합체:유기 산:계면활성제의 중량비가 2+/-0.25:1:1인 방법.
  37. 액체 비히클 중에 혼입된 산성 중합체를 포함하는, 제 34항 내지 제 36항 중의 어느 한 항에 따른 방법에 사용하기 적합한 액체 조성물.
  38. 제 37항에 있어서, 액체 조성물이 0.5 내지 6.0중량%의 산성 중합체, 0 내지 3.0중량%의 유기 카르복실산, 및 0 내지 3.0중량%의 계면활성제, 예컨대 1 내지 2중량%의 계면활성제를 포함하는 방법.
  39. 제 38항에 있어서, 액체 조성물 중 산성 중합체:유기 산:계면활성제의 중량비가 2+/-0.25:1:1인 방법.
  40. 공기전파 병원균, 특히 바이러스로 오염된 것으로 여겨지는 공기를 제 27항 내지 제 32항 중의 어느 한 항에 따른 필터 물질의 하나 이상의 층을 통과시키는 것을 포함하여, 공기로부터 그러한 바이러스를 제거하는 방법.
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